규슈대학기간교육원 이토 타이치 조교와 가나야 계지리학부 4학년(연구 당시) 등의 연구 그룹은 대한민국의 울산 과학기술대학교와 공동으로 원시적인 신경계만으로 뇌를 가지지 않는다. 히드라에 수면이 존재하고, 또한 그 제어 인자가 다른 동물과 공통되어 있는 것을 발견했다.

 수면은 다양한 동물 종에서 관찰되며 뇌 기능과 깊은 관련이 있다고합니다.연구 그룹은 진화적으로 뇌를 획득하지 않은 동물인 히드라에 주목.수면 현상의 유무를 검증한 결과, 히드라에 명확한 수면 위상이 존재하고 있었다.그래서 연구 그룹은 수면 메커니즘을 다른 동물과 히드라 사이에서 비교하여 수면 메커니즘의 기원 해명을 목표로 했다.

 히드라에 다양한 생리활성물질을 투여하여 수면장의 변화를 조사한 결과, 수면제(멜라토닌, GABA)에서도 각성물질(도파민)에서도 수면이 촉진되었다.다음으로, 단면시킨 히드라의 유전자 발현을 망라적으로 분석.발현이 변동된 유전자 중에는, 다양한 동물종에서 수면 제어에의 관련이 지적되고 있는 단백질(cGMP 의존성 단백질 키나아제)이 포함되어 있어, 이 물질이 히드라에서도 수면 제어에 관여하고 있었다 .

 또한, 수면 길이 조절에 관여하고, 수면 길이 조절에 여러 유전자가 수면 길이 조절에 관여했다.이것은 히드라의 수면에 관여하는 유전자군이 초파리에서도 수면 조절 작용을 갖는 것을 나타낸다.또한 일부 수면제어기구는 진화적으로 뇌를 획득하는 단계에서 재편성되었을 가능성이 나타났다.

 이번 결과에 따라 연구그룹은 "동물이 뇌의 진화보다 먼저 수면을 메커니즘 수준에서 획득했을 가능성"을 세계 최초로 실험적으로 증명했다고 한다.

논문 정보:【Science Advances】A sleep-like state in Hydra unravels conserved sleep mechanisms during the evolutionary developmentof the central nervous system

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