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사춘기 영양상태가 성장에 영향 미치는 원리 규명

입력 2018.05.24. 12:00

성장기인 사춘기에 영양 상태가 나쁘면 성장이 억제된다.

국내 연구진이 초파리 실험을 통해 영양 상태가 호르몬 변화를 초래해 성장에까지 영향을 미치는 과정을 밝혀냈다.

중앙대 생명과학과 현서강 교수팀은 24일 초파리 실험을 통해 유충의 영양상태가 성호르몬 활성을 변화시키고 그 결과 성장 신호가 변하는 과정을 확인, 성장기 영양상태가 신체 발달에 큰 영향을 끼치는 원리를 분자 유전학적으로 규명했다고 밝혔다.

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중앙대 현서강 교수 "영양 부족→성호르몬 증가→발육 억제 과정 규명"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 성장기인 사춘기에 영양 상태가 나쁘면 성장이 억제된다. 당연한 것처럼 들리지만 원리는 간단치 않다. 국내 연구진이 초파리 실험을 통해 영양 상태가 호르몬 변화를 초래해 성장에까지 영향을 미치는 과정을 밝혀냈다.

중앙대 생명과학과 현서강 교수팀은 24일 초파리 실험을 통해 유충의 영양상태가 성호르몬 활성을 변화시키고 그 결과 성장 신호가 변하는 과정을 확인, 성장기 영양상태가 신체 발달에 큰 영향을 끼치는 원리를 분자 유전학적으로 규명했다고 밝혔다.

영양상태에 따른 초파리 성장 비교 야생형 초파리는 유충시기에 영양분 섭취를 제한하면 성장이 지체돼 성체 크기가 작아진다. 그러나 인슐린성장인자를 억제하는 Imp-L2가 결실된 초파리는 유충시기 영양분 섭취를 제한해도 성체 크기가 거의 작아지지 않는다. [한국연구재단 제공=연합뉴스]

초파리는 발생과정이 사람의 성장과 비슷해 인간의 생명현상을 밝혀내는 연구에 모델 동물로 많이 활용된다. 초파리의 주요 유전자와 질병 관련 신호전달 체계는 사람의 유전정보에도 그대로 보존된 경우가 많기 때문이다.

초파리 유충은 몸이 급격히 성장하다가 사람의 사춘기에 해당하는 제3령기 이후에 성호르몬이 최고조로 활성화되면서 성장이 서서히 멈춘다.

연구진은 제3령기 이후의 초파리 유충에 영양분 공급을 제한하면 사람의 성호르몬에 해당하는 호르몬인 엑디손 생성이 증가한다는 사실을 발견했다.

또 체내 엑디손 양이 증가하면 사람에서 인슐린성장인자를 억제하는 호르몬에 해당하는 Imp-L2 호르몬 생성이 활발해짐으로써 인슐린성장 신호가 낮아지고 초파리의 신체성장 속도가 느려진다는 것을 확인했다.

영양상태에 따른 초파리 유충의 성장 조절 기전 모델 제3령기 유충시기 풍족한 영양상태에서는 체액 내의 성호르몬인 엑디손의 양이 적고 지방조직에서 Imp-L2 발현이 적어 신체 인슐린성장신호가 높아져 성장 속도가 빨라진다. 반면 부족한 영양상태에서는 체액 내 엑디손의 양이 많아지고 지방조직에서 Imp-L2 발현이 많아져 신체 인슐린성장신호가 낮아져 성장 속도가 늦어진다. [한국연구재단 제공=연합뉴스]

실제로 정상적인 초파리는 유충 때 영양분 섭취를 제한하면 엑디손이 증가하면서 성장이 지체돼 성체 크기가 작아진 반면 Imp-L2 유전자를 제거한 초파리는 유충 시기에 영양분 섭취를 제한해도 Imp-L2가 작동하지 않아 성체 크기가 거의 작아지지 않았다.

현서강 교수는 "이 연구는 사춘기 영양 부족이 성호르몬과 성장 신호를 변화시키는 과정을 최초로 밝힌 것"이라며 "사춘기 영양 부족 및 성호르몬 불균형으로 인한 성장 장애에 대한 새로운 치료·예방법 개발의 밑거름이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지 '미국 국립과학원회보(PNAS. 5월 21일 자)에 게재됐다.

중앙대 생명과학과 현서강 교수 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

scitech@yna.co.kr

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