생명/의료

대뇌 노화의 새로운 표지 유전자 발견

발행일 : 2019 / 12 / 03

중국과학원 쿤밍(昆明)동물연구소 연구팀은 4마리 젊은 히말라야원숭이와 3마리 늙은 히말라야원숭이의 44개 뇌영역 547개 전사체 데이터를 기반으로 비인간 영장류동물 대뇌 노화의 잠재적 분자 유전 메커니즘 연구를 수행함과 아울러 대뇌 노화를 초래할 수 있는 새로운 표지 유전자를 발견했다. 해당 성과는 “Genomic Biology”에 게재되었다.

대뇌 노화는 여러 뇌영역의 정확한 조절에 의존하는 복잡한 과정이다. 기존의 연구는 통상적으로 소수의 뇌영역에 초점을 맞추었으며 여러 뇌영역의 전사 매핑을 이용한 대뇌 노화 배후의 분자 메커니즘 분석이 부족하다.

연구팀이 대규모 전사체 데이터에 기반하여 분석한 결과, 나이가 들면서 피질 내 뇌영역 사이의 발현 연결성과 피질 내 좌우 뇌반구 사이의 발현 연결성이 현저하게 감소된다. 각 뇌영역에서 유전자 발현과 선택성 접합은 다양한 메커니즘을 통해 대뇌 노화를 조절하며 다양한 뇌영역 사이의 노화 분자 메커니즘은 대동소이하다.

히말라야원숭이 전사체 데이터의 유전자 동시발현 네트워크 분석을 통해 연구팀은 늙은 원숭이한테서 연결성 향상을 나타내는 9개 모듈을 발견했고 하나의 네트워크 핵심 구동 유전자 PGLS를 해석했다. PGLS가 늙은 원숭이에서의 발현 상향 조절은 대뇌 노화에 중요한 작용을 할 가능성 있다. 생쥐 체내에 PGLS를 과다발현시킨 결과, 생쥐는 인지 능력 저하, 운동능력 감소, 식용부진 등 노화 표현형 증상을 나타냈다. 심층 실험을 통해 PGLS 과다발현이 시냅스 손실과 세포 사망을 초래함을 입증했다. 따라서, 연구팀은 PGLS가 대뇌 노화의 새로운 표지 유전자일 수 있다고 추정했다.

해당 연구는 중국 “모델동물 표현형 및 유전 연구 국가중대과학기술 인프라(영장류)” 구축 프로젝트를 기반으로 수행했다. 동 프로젝트는 영장류동물의 표현형 및 유전형에 대한 체계적인 연구를 통해 생명 현상 변화 중의 표현형과 내재적 유전의 관계를 신속하고 정확하며 심도있게 분석했다. 이는 생명과학과 의약건강 분야 연구에 중요한 의미가 있다.

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