피부도 눈의 도움 없이 밤인지 낮인지 여부를 명확하게 감지

피부도 눈의 도움 없이 밤인지 낮인지 여부를 명확하게 감지 할 수 있다.

 생쥐와의 실험에서 알 수 있듯이 빛에 반응하는 안료가 있기 때문이다. 눈과 뇌로 부터 중요한 정보가 없어도 피부가 내부 시계의 박자를 주야 리듬으로 조정할 수 있다. 

▲ 마우스 피부는 눈에서 오는 밤낮 리듬에 대한 정보없이 내부 시계를 조정할 수 있다. © Alice Gray

우리의 #신진대사 뿐만 아니라 우리 몸의 다른 많은 과정들은 규칙적인 낮-밤 주기를 따른다.

내부 시계의 이 박자는 특정 유전자에 의해 제어되며 일광과 환경과 같은 외부 타이머에 의해 동기화된다.

눈에 있는 #감광성안료는 빛의 입사 정보를 뇌로 전달한다. 거기에서 호르몬 방출을 통해 다른 신체 조직의 과정이 조정된다.

 감광성 분자

그러나 일부 조직 유형은 눈과 뇌의 입력 없이 내부 시계를 환경과 동기화 할 수 있다.

시애틀에 있는 워싱턴 대학교의 에단 부르(Ethan Buhr)와 그의 동료들은 최소한 생쥐에서 피부에 시계 역할을 하는 감광성 분자가 있다는 것을 발견했다.

연구를 위해 과학자들은 설치류의 피부에서 소위 #뉴로프신 (#Neuropsin ) (#OPN5)을 발현하는 특정 세포를 연구했다. 이 가족의 단백질은 사람의 눈에만 존재하는 것이 아니다. *옵신은 오징어와 카멜레온의 피부에서 알려져 있으며 아마도 색 변화에 중요한 역할을 한다. 일부 바다뱀에서, #옵신은 꼬리에서 꼬리 탐지기 역할을 한다. 인간 피부의 특정 세포들도 그러한 광검출기를 포함하는 것으로 보이지만 그들의 정확한 기능은 불분명하다.

* #Opsin: 감광성(感光性) 망막 색소 #rhodopsin을 합성하는 단백질

 피부 세포 "여행 중" 

 

 더 알아보기 위해 Buhr와 그의 팀은 실험실에서 마우스 피부를 배양하고 조직을 다른 명-암 리듬에 노출 시켰다. 페트리 접시에서 분리되면 피부의 과정이 일광과 동기화되지만 세포가 OPN5-유전자와 시각 색소의 구성 요소인 발색단이 있는 경우에만 가능하다.

"배양된 피부로 시애틀에서 일본으로의 여행을 시뮬레이션하면 조직은 변경된 조명 조건에 적응한다. 피부는 시간대가 바뀌었고 뉴로프신 덕분에 며칠 안에 동기화되었다고 Buhr의 동료인 러셀 판 겔더 (Russell Van Gelder)가 보고했다.

박자는 그대로 유지

그러나, 세포 실험의 결과가 살아있는 유기체에서도 관찰될 수 있을까?

연구자들은 멜라노신 유전자가 부족한 마우스로 이것을 시험했다. 발색단 망막과 함께 이 단백질은 눈에 광안료를 형성하고 밤-낮 주기와 내부 시계의 동기화에 중요한 역할을 한다.

 예상 한 바와 같이, 눈에 이러한 감광성 분자가 없으면, 마우스가 그들의 행동을 외부 조건에 적응시킬 수 없다는 것이 명백했다. 그래서 실제로 야행성 설치류는 어두워지기 전에 때때로 적극적으로 종종걸음을 하는 일이 발생했다. 팀의 보고에 따르면, 그녀의 피부 과정은 밝음-어둠의 리듬과 함께 유지됐다. 이것으로 조직의 유전자 활동을 읽을 수 있다.

 약의 중요성?

 Buhr 박사는“이것은 포유동물의 24시간 주기 리듬을 직접 조절하는 눈 밖의 옵신 수용체에 대한 첫 번째 증거이다. 우리의 연구는 #OPN5가 피부의 여러 가지 빛에 의존하는 생리를 제어하는 ​​광안료라고 제안한다."라고 결론지었다.

앞으로 과학자들은 그러한 시계가 인간의 피부에 있는지 여부와 새로운 의학 발견에서 어떤 접근법이 등장하고 있는지 조사하려고 한다.

예를 들어, 상처 치유 과정뿐만 아니라 피부암에 대한 감수성은 시간과 내부 시계의 시계와 관련이 있다는 것이 오랫동안 알려져 왔다.

Current Biology,
University of Washington Health Sciences/ UW Medicine

 

[더사이언스플러스=편집국 김지연 기자]

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