적정 체온 유지, 뇌가 결정한다

김재섭 KAIST 교수

국내 연구진에 의해 뇌가 생명활동의 최적인 적정 체온을 결정한다는 사실이 밝혀졌다.

KAIST 생명과학과 김재섭(사진) 교수 연구팀은 29일 초파리를 이용해 체온을 결정하는 뇌 유전자의 비밀을 찾아냈다고 밝혔다.

이번 연구는 교육과학기술부의 ‘뇌기능활용및뇌질환치료기술개발연구사업단’과 ‘세포기능제어연구센터’의 연구비 지원으로 수행됐다.

김 교수팀의 연구자료에 따르면 동물에서 적정 체온의 결정이 뇌에 의해 이뤄지며, ‘싸이클릭에엠피’(cAMP)라는 물질의 신호체계가 핵심 역할을 한다.

김 교수팀은 특히 뇌의 시상하부에 위치해 사람의 체온을 조절하는 중추신경과 초파리 뇌신경 부위인 ‘머쉬룸바디’가 같다는 것을 규명했다.

‘머쉬룸바디’는 뇌 신경다발이 양송이 모양으로 뭉쳐 기억과 학습을 담당하는 뇌 부위로 이곳의 ‘싸이클릭-에엠피’의 농도가 높아질수록 ‘피케이에이’(PKA)라는 효소의 활성이 높아져 초파리 뇌는 높은 체온을 유지하기 위한 신호를 내보낸다.

                                                                             *초파리 뇌신경부위인 머쉬룸바디 설명도                                                     

<출처 교육과학기술부>

또 유전자 조작을 통해 ‘머쉬룸바디’에서만 국소적으로 ‘싸이클릭-에엠피’의 농도를 강제로 낮추면 초파리는 낮은 체온을 유지하려고 하고, 농도를 강제로 높이면 높은 체온을 유지하려고 한다.

김 교수팀은 이러한 현상을 토대로 사람과 같은 고등동물에서도 유사할 것으로 추정했다.

이전 의사들이 생쥐나 개 등에서 뇌의 시상하부에 ‘싸이클릭-에엠피’ 생성을 방해하는 약물을 주사하면 체온이 급격히 변화하는 것을 보고한 적은 있었으나 원인이 규명되지 못했다.

학계는 이번 김 교수팀의 연구 결과를 통해 동물의 체온 결정뿐 아니라 한류성 어종과 난류성 어종 간의 수온 선호 차이, 계절마다 이동하는 철새들 간의 차이 등 다른 종류의 동물들이 각기 다른 온도의 환경을 좋아하는지를 밝혀내는 중요한 단서를 제공할 것으로 기대했다.

한편, 이번 연구 결과는 뇌 연구 분야에서 세계 최초의 파이오니아적 연구로 평가돼 네이처지의 ‘이번 주 특별 논문(Featured articles of this week)’으로 선정, 6월 30일자 인터넷판에 발표된다.