DGIST 김규형 교수, 배고플 때 감각 민감해지는 원인 규명

DGIST(총장 손상혁)는 뇌·인지과학전공 김규형 교수팀이 동물이 배가 고프거나 포만감을 느낄 때 행동 변화가 나타나는 메커니즘을 규명했다.

지난 8일 이 대학에 따르면,  신경계가 비교적 간단하고 신경회로 구조가 밝혀진 예쁜꼬마선충을 이용해 예쁜꼬마선충이 특정 페로몬(ascr#3)을 감지할 때 회피행동을 보이는 특성을 응용, 포만 상태와 공복 상태가 행동 변화를 이끌어내는 메커니즘을 규명하는데 성공했다.

공복 상태의 동물은 감각기관이 평소보다 예민해져 음식을 찾는 행동 등 특정 행동의 빈도가 증가하고 결국 생존 능력 증가로 이어진다.

이처럼 배고픔이나 포만감을 느끼는 섭식 상태는 동물의 행동 변화를 일으키는 중요한 요인이지만, 감각기관 내 어떠한 신경전달물질이 동물의 행동 변화를 일으키는지 그동안 구체적으로 알려져 있지 않다.

김 교수팀은 우선 예쁜꼬마선충의 ‘페로몬(ascr#3) 회피행동’이 공복 상태에서 증가하는 사실을 발견했다. 이 때, ‘인슐린 수용체(DAF-2)’가 페로몬을 감지하는 감각신경에서 하부 연합신경으로 전달되는 신경전달물질량을 조절하며 회피행동이 증가하는 과정에 영향을 주는 것을 함께 밝혀냈다.

이에 더 나아가 김 교수팀은 선충에서 인슐린과 유사한 작용을 하는 인슐린 유사 팹타이드(INS-18)가 예쁜꼬마선충의 장에서 분비돼 페로몬 감지 감각신경의 인슐린 유사 수용체(DAF-2)의 기능을 제어하는 역할을 하는 것을 확인했다. 공복 여부에 따라 인슐린 유사 펩다이드(INS-18)가 분비되는 양이 조절돼 동물의 행동 변화에 영향을 준다는 것도 추가로 확인했다.

인슐린 분비가 감각신경의 시냅스 전달을 조절한다는 연구 결과를 응용하면 당뇨병과 같은 인슐린 관련 대사증후군 환자들의 초기단계에서 발견되는 감각기관 이상 증상의 원인 규명 연구와 치료에 한 걸음 더 나아갈 것으로 기대된다.

김 교수는 “섭식 상태는 동물의 여러 감각기관에 영향을 주며 행동변화를 유도하지만 어떠한 메커니즘으로 진행되는지 규명되지 않았다”며 “이번 연구는 동물의 섭식 상태와 감각신경 사이 상호작용이 어떤 방식으로 동물의 생존 능력을 증가시키는지를 밝혀낼 수 있었던 좋은 기회였다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 생명과학 분야 세계적 학술지 ‘엠보 저널(The EMBO Journal)’ 8월 1일자에 게재됐으며 DGIST 뇌·인지과학전공 유이선 박사가 제1저자로, 한국기초과학지원연구원 전자현미경연구부 허양훈 박사 연구팀이 공동으로 참여했다.