초록 ▼

□ 연구개요
ㅇ 생체시계에 의해 대사는 일주기리듬을 나타나며 대사는 다시 생체시계에 영향을 미치는 상호관계를 가짐. 포도당에너지 대사의 불균형과 일주기리듬의 이상이 뇌질환에서 함께 나타나는 것은 잘 알려진 현상이지만 기전에 대한 이해는 많이 부족함. 또한 생체시계의 이상은 뇌질환의 위험요소로 대사와 생체시계 사이의 밀접한 상호작용을 고려하면 포도당에너지 대사의 불균형은 생체시계의 교란을 통해 뇌기능의 이상을 가속화하며 뇌질환에 영향을 미칠 것임.
ㅇ 본 연구과제는 포도당에너지 대사 불균형에 의한 생체시계 이상의 기전을 신

□ 연구개요
ㅇ 생체시계에 의해 대사는 일주기리듬을 나타나며 대사는 다시 생체시계에 영향을 미치는 상호관계를 가짐. 포도당에너지 대사의 불균형과 일주기리듬의 이상이 뇌질환에서 함께 나타나는 것은 잘 알려진 현상이지만 기전에 대한 이해는 많이 부족함. 또한 생체시계의 이상은 뇌질환의 위험요소로 대사와 생체시계 사이의 밀접한 상호작용을 고려하면 포도당에너지 대사의 불균형은 생체시계의 교란을 통해 뇌기능의 이상을 가속화하며 뇌질환에 영향을 미칠 것임.
ㅇ 본 연구과제는 포도당에너지 대사 불균형에 의한 생체시계 이상의 기전을 신경회로와 분자시계 수준에서 규명하고자 함. 이를 위해 두 가지 포도당에너지 대사 불균형 모델 (유전적 교란, 환경적 교란) 에서 아래의 세부연구목표를 설정하고 연구를 수행하였음.
- 연구목표 1 : (유전적 교란모델) 뇌세포의 포도당 대사에 의해 생체시계와 일주기리듬이 조절되는 분자적, 신경학적 양상과 기전 규명
- 연구목표 2 : (환경적 교란 모델) 고당도 식이에 의해 생체시계와 일주기리듬이 변화하는 분자적, 신경학적 기전 규명

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 연구 목표 1
ㅇ 포도당 대사 불균형 초파리의 일주기리듬 분석 및 연구모델을 구축함
ㅇ phosphofructokinase (pfk), pyruvate kinase (pyk) 발현저하 초파리의 대사체를 분석함
ㅇ pfk, pyk 발현저하 초파리의 molecular clock/output을 분석함
ㅇ pyk 발현저하 초파리에서 일주기리듬 핵심 신경펩타이드인 PDF의 발현조절 기전을 탐색함.
▶ 성과: 세포의 포도당대사가 생체시계의 output, 즉 PDF의 발현에 영향을 미치는 신호경로를 발견하고 이에 대한 모델을 수립하였음. 올해 논문으로 발표예정
(2) 연구목표 2.
ㅇ 고당도 식이에서 초파리의 일주기행동 변화 (prolonged morning activity, PMA)와 이를 조절하는 신경펩타이드 신호를 규명함
ㅇ 고당도 식이에서 PMA 행동을 유발하는 DTk 뉴런 회로를 규명함
ㅇ DTk-DN1p 뉴런의 생리 활성을 분석함
▶ 성과: 개체의 포도당대사와 생체시계 뉴런 네트워크 상호작용 신호 규명 완료함. 이 결과를 논문 발표함 (Lee et al., 2020, Communications biology)
ㅇ 식이에 따른 수면의 질을 분석함
▶ 성과: 식이에 따른 수면조절 효과를 입증하고 논문으로 발표함 (Lee et al., Animal cells and Systems. 2021)

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
Pyruvate kinase의 발현저하에 의해 유도된 hypometabolism은 생체시계 신경펩타이드 PDF를 통해 일주기리듬에 영향을 미쳤음. PDF는 포유류의 신경펩타이드 VIP homolog로, PDF와 VIP은 생체시계 뉴런 네트워크를 동기화하는 중요한 기능을 담당함. PDF의 발현이 Pyruvate kinase에 의해 조절될 수 있다는 것은 이 현상이 노화과정에서 생체시계의 기능저하의 원인으로 작용할 수 있는 가능성을 시사하는 것으로 후속연구를 통해 이 가능성을 규명할 필요가 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1 연구의 배경 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 22
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 30