초록 ▼

연구개요
- 미각은 기본적으로 섭식 개시행동을 결정함으로써 동물의 생존에 필수적인 감각임. 특히나 유해한 음식이나 환경물질은 쓴맛 (bitterness)으로 인지되어 회피행동을 유도함. 본 연구에서는 초파리를 모델로 사용하여 쓴맛을 인식하는데 관여하는 미각수용체들의 기능을 연구하고, 이러한 정보가 회피행동으로 나타나도록 유도하는 신경회로를 파악함. 이러한 연구 결과는 신경계 작동원리에 대한 기반 지식을 제공함과 동시에 biosensor 등에 응용 가능한 후보물질로 활용될 수 있을 것임.

연구 목표대비 연구결과

연구개요
- 미각은 기본적으로 섭식 개시행동을 결정함으로써 동물의 생존에 필수적인 감각임. 특히나 유해한 음식이나 환경물질은 쓴맛 (bitterness)으로 인지되어 회피행동을 유도함. 본 연구에서는 초파리를 모델로 사용하여 쓴맛을 인식하는데 관여하는 미각수용체들의 기능을 연구하고, 이러한 정보가 회피행동으로 나타나도록 유도하는 신경회로를 파악함. 이러한 연구 결과는 신경계 작동원리에 대한 기반 지식을 제공함과 동시에 biosensor 등에 응용 가능한 후보물질로 활용될 수 있을 것임.

연구 목표대비 연구결과
1) 쓴맛 (L-canavanie) 미각수용체 기능 및 연구시스템 확립
- 38 DGRP lines에 대해 4종의 bitter substances (L-canavanine, caffeine, lobeline, strychnine) 행동반응을 측정하고, L-canavanine에 대해 특이적인 결함을 보이는 3 lines를 집중 분석하여, Gr98b, Gr8a 유전자 돌연변이에 의한 것임을 확인함. 향후 추가적인 bitter tastants 뿐만 아니라 salt 반응 등에 관여하는 유전자들을 검색하고, 자연변이에 따른 동물의 행동 변화와 궁극적으로 진화적 관점에서 분석할 수 있는 모델 시스템을 확립함.
2) 아미노산, pH 감지
- 초파리 유충의 pharyngeal neurons를 대상으로 calcium imaging을 이용한 response profile을 작성했고, optogenetics를 이용하여 terminal organ까지 11개 neurons의 행동유발 반응을 확인함. 또한, calcium imaging 결과에서 얻은 amino acid 감지 DP3, pH 변화 감지 DP2 neurons의 기능을 확인하고, 이에 관여하는 수용체 2종 (Gr2a, Gr23a)을 발굴하고 확인함.
3) Drosophilidae 미각기 반응
- 초파리 속에 속하는 3종의 Drosophilidae의 labellar physiological responses를 sucrose, trehalose, caffeine, lobeline, 50 mM NaCl, 500 mM NaCl 등 6종의 tastants에 대해 확인함.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 본 연구는 기본적으로 생명현상에 대한 기본적인 이해를 그 목적으로 함.
- 진화적으로 새로운 종의 출현은 섭식행동과 교배행동의 차이에서 그 시작점을 두는 경우가 많음. 특정 화학감각 수용체의 변이, 결실, 혹은 중복을 통하여 새로운 환경에 적응도를 높인 개체들이 새로운 종으로 분화될 수 있었던 것임.
본 연구 결과에서 나타난 자연변이의 분석은 진화적 관점에 의미를 부여할 것임.
- 미각수용체의 다양한 기능들이 규명되면, 어떠한 단백질 구조를 통하여 특이성을 갖게 되는 것인지 연구할 수 있을 것임. 이러한 기반 지식을 통해 향후 바이오센서 개발 연구 등에 토대를 제공할 수 있을 것임.
- 비만, 당뇨와 같은 인간 질환은 특정 유전자의 변이에서 기인하기도 하지만, 다양한 유전자들의 총체적 네트워크를 종합적으로 분석해야 할 것임. 특히나 식욕과 섭식행동은 이러한 질환과 밀접한 연관이 있으며, 화학감각 수용체들은 섭식의 시작과 피드백을 통한 억제에 관련성이 높음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 21