이화학 연구소의 요시다 케이스케 협력 연구원(연구 당시), 이시이 슌스케 연구원 등의 국제 공동 연구 그룹(주)은, 마우스를 이용해, 아버지의 저단백질의 식사가 아이의 간에서의 유전자 발현 변화와 콜레스테롤 등의 대사 변화를 유도하는 메커니즘을 밝혔다.

 최근 "부모 세대의 영양상태가 아이의 질환, 특히 당뇨병 등 생활습관병의 발병 빈도에 영향을 미친다"는 태아 프로그래밍 가설이 분자생물학적으로 실증되고 있다.이 현상은 에피게놈(화학적으로 변형된 유전자 서열 정보)에 변화가 생겨, 그것이 유전되어 일어난다고 여겨지고 있지만, 그 메카니즘은 불분명했다.

 이시이 연구원들은 전사 인자 ATF7이 스트레스 등의 환경 요인에 의한 에피게놈 변화의 유도에 중요한 역할을 하는 것을 알고 있었다.따라서 연구 그룹은 아버지 마우스의 저단백 먹이가 어린이에게 영향을 미치는 현상에서 ATF7의 관여를 조사했다.

 그 결과, 야생형 수컷 마우스에게 저단백식을 먹이면, 그 아이의 간에서 콜레스테롤 대사계 유전자 등의 발현이 변화했지만, ATF7의 헤테로 변이체(ATF7이 야생형의 절반량)의 수컷 마우스가 아버지의 경우는 아이에게 유전자 발현 변화를 인정하지 않고, 아이에게의 영향에는 ATF7이 필수로 판명되었다.또한 저단백식을 먹이면 수컷 고환 생식세포에서 ATF7이 인산화되어 표적 유전자로부터 유리되어 에피게놈 변화(히스톤 H3K9의 디메틸화 수준의 저하)가 생겨, 이 변화가 정자로부터 수정란으로 전해져 유전자 발현 변화를 유도한다는 구조가 밝혀졌다.

 본 성과는 당뇨병 등 어린이의 생활 습관병의 발병에 영향을 미치는 영양 조건의 과학적 해명의 단서가 되어, 보충제 등의 개발에 더해, 유전자의 에피게놈 변화의 측정에 의해 차세대에서의 대사 변화의 예측이 가능 하고 있다.

참고 : 그 밖에 쓰쿠바 대학, 오사카 대학, 규슈 대학, 도쿄 대학, 스트라스부르 대학이 참가.

논문 정보:【Molecular Cell】ATF7-dependent epigenetic change is required for intergenerational effect of paternal low-protein diet

대학 저널 온라인 편집부

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