교토 부립 의과 대학 대학원 야기타 카즈히로 교수 등의 연구 그룹은 태아 발생 과정에 나타나는 두 개의 생물 시계 (분절 시계와 체내 시계)의 관계성에 주목하고, 발생 전반에 "체내 시계가 억제되고있다 '이 정상적인 태아 발생에 필요하다는 것을 밝혔다.

 생체 기능에 약 24시간 주기의 생체 리듬을 주는 체내 시계는 지구상의 대부분의 생물이 갖추고 있다.그러나 포유류에서는 그 발생 과정에서 체내 시계가 강하게 억제되어 마우스 등의 태아에서는 출생 직전까지 보이지 않지만 그 이유는 불분명했다.연구그룹은 이 포유류의 '너무 느린 체내시계 발생'의 수수께끼를 밝히기 위해 체내시계가 없는 시기에 보이는 '체절 형성' 현상과의 관련성에 주목하고 마우스를 이용한 연구 했다.

 체절 형성은 척추동물의 정상적인 발생에 불가결하며, 이것을 제어하는 ​​기구가 「분절 시계(체절 시계)」이다.분절 시계는 체내 시계와 달리 마우스의 경우 약 2시간 주기의 리듬을 새긴다.연구에 의해, 체내 시계를 구성하는 시계 유전자(Per1)가, 분절 시계의 주역인 유전자(Hes7)와 게놈상에서 인접하고 있는 것이 판명되어, 체내 시계와 분절 시계의 관계성이 시사되었다 .

 그래서 연구 그룹은 태아를 형성하는 체절 형성기를 인공적으로 재현한 배아 오가노이드(인공 의사 배)를 이용하여 체내 시계의 키인자 CLOCK/BMAL1을 체절 형성기에 강제적으로 발현시켰다.그 결과, 분절 시계에 간섭하여 2시간 주기의 리듬 제어를 파탄시켜 체절 형성을 저해하는 것을 알았다.

 이로 인해, 발생 과정에서 기관 형성기의 종료 후에 체내 시계의 발생이 개시되는 것은 정상적인 발생 프로세스에 있어서 매우 중요한 의의가 있다고 한다.앞으로 태아의 체내 시계 생활 리듬이 태아에 미치는 영향 등의 이해가 진행될 것으로 기대된다.

논문 정보:【PNAS】Circadian key components CLOCK/BMAL1 interfere with segmentationclock in mouse embryonic organoids

교토 부립 의과 대학

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