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유전자 돌연변이가 지방 연소를 증가시킨다.
매우 날씬한 참가자들의 ALK 유전자에서 놀랍게 변화된 유전자를 발견.
저체중 환자에서 이 유전자는 종종 돌연변이에 의해 기능이 차단되거나 제한돼.
비만치료법의 새 출발점:날씬하게 유지될 것인지 알기 위해 ALK를 차단하거나 기능을 축소하는 것은 매우 현실적이다.

“날씬하게 만드는 유전자”를 발견했다.
날씬한 사람들에게는 유전자 돌연변이가 지방 연소를 증가시킨다. 

 

'슬림'하게 만드는  돌연변이 :
과학자들은 매우 날씬한 사람들에게 흔하게 나타나는 유전자 변형을 확인해 슬림하게 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. ALK 유전자에서의 이러한 돌연변이는 마우스를 이용한 추가 실험에서 밝혀진 바와 같이 지방 연소를 증가시킨다. 흥미로운 점은 이 유전자는 일부 유형의 암에도 중요한 역할을 하기 때문에 이미 그에 대한 억제제가 있다. 

▲ 날씬한 사람들에게 흔하게 나타나는 유전자 변형을 확인해 슬림하게 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. 사진은 콘스탄츠 호수 조각상 (pixabay)

아무리 먹어도 살찌지 않는 사람들이 있다. 반면에 다른 사람들은 물만 마셔도 살이 찐다는 사람들도 있다. 이러한 관찰과 가족 집단은 단순히 생활 양식과 영양보다 과체중과 비만증에 관계한다는 사실을 오랫동안 이야기해 왔다. 실제로 과학자들은 이미 인간 게놈의 비만과 관련된 700개 이상의 돌연변이를 확인했다.

그러나 문제는 이러한 유전자 변이체를 모두 모아도 결합된 효과는 개별 체중 범위의 약 2-3 %만 설명할 수 있다는 것이다. 따라서 이전에 알려지지 않은 다른 유전적 영향 요인이 존재한다는 이유가 있다. 소위 후성 유전학적 변화 외에, 이들은 또한 알려지지 않은 유전자 일 수 있다.

날씬한 사람들을 조사

오스트리아 과학 아카데미 (IMBA)의 분자 생명 공학 연구소의 마이클 오르토퍼(Michael Orthofer)는 최근 그러한 유전자를 찾는 새로운 접근법을 선택했다. 비만인 사람들의 유전적 유사성을 찾는 대신에 그들은 특히 얇은 사람들을 목표로 삼았다. 이를 위해 에스토니아 바이오 뱅크에 기록된 20-44 세의 4만7102 명의 유전 데이터를 평가했다.

GWAS (Gome-wide Association Study)에서 연구진은 장기적으로 체질량 지수가 18미만인 참가자의 유전자 구성을 비교했다(이것은 유의미한 저체중에 해당). IMBA의 선임저자 요셉 페닝거(Josef Penniger)는 “많은 사람들이 비만과 그 유전학을 연구하고 있기 때문에 그 반대의 일을 하고 오히려 슬림한 것을 조사하고 싶었다"고 설명했다.

▲ 과체중 경향을 촉진하는 유전자 변이체가있을뿐만 아니라 연구원들은 슬리밍 돌연변이를 발견했다.

돌연변이의 눈에 띄는 축적

연구자들은 연구에서 매우 날씬한 참가자들의 ALK 유전자에서 놀랍게 변화된 유전자를 발견했다. 저체중 환자에서 이 유전자는 종종 돌연변이에 의해 기능이 차단되거나 제한된다.
지금까지 이 유전자는 역형성 림프종 키나아제에 대한 제작 지침을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 이 단백질은 인슐린 수용체 계열에 속하며 폐암 및 신경 아세포종과 같은 일부 암에서 돌연변이 되는 것으로 알려져 있다.

Orthofer와 그의 동료들은 “ALK는 암과 관련해 광범위하게 연구되었지만 이 유전자의 외부에서 이 유전자의 생물학적 역할에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 이것은 이 유전자가 어떻게 신진대사와 체중에 영향을 줄 수 있는지에 대한 의문을 제기했다”고 말했다.

지방 연소 촉진

과학자들은 ALK 유전자가 출생에서 비활성화된 생쥐 추가 실험에서 답을 찾았다.
이 동물들은 보통의 동물보다 훨씬 더 날씬해진 것으로 나타났다. 비록 그들이 많이 먹었고 많이 움직였음에도 불구하고. 이 효과는 높은 지방함유 음식에서 더욱 두드러졌다. 몇 주 후에 체지방에 50%의 차이가 있었다.

더 자세히 분석한 결과, 마우스에서 ALK 유전자의 차단은 혈장에서 유리 지방산의 증가를 가져 왔으며 이는 지방 연소가 증가했음을 나타낸다. 과학자들은 또한 지방 대사, 노르에피네프린을 자극하는 호르몬이 동물의 지방 조직에서 증가한다는 증거를 발견했다.
"그러므로 지방이 많은 음식을 먹어도 동물이 더 날씬하다."라고 Orthofer는 말한다.

▲ 생쥐에서 ALK 유전자의 차단은 혈장에서 유리 지방산의 증가를 가져 왔으며 이는 지방 연소가 증가했음을 나타냈다

스위칭 포인트는 뇌에 있어

그러나 놀랍게도 이 효과에 대한 결정적인 요인은 지방 조직이나 다른 기관에서 ALK 유전자가 꺼지는 것 아니라 뇌에서 꺼지는 것이다.
오르트호퍼(Orthofer)는 “우리가 시상 하부 뇌 영역에서 ALK를 구체적으로 비활성화했을 때 ALK가 신체 전체에서 꺼진 동물에서처럼 동일한 체중 감소를 보았다. 시상 하부가 신진대사를 위한 중심 조정 지점이며 노르아드레날린을 통한 지방 연소를 조절하기 때문에 이것은 흥미롭다"고 말했다.

연구자들의 관점으로는, ALK 유전자는 이전에 알려지지 않은 음식 활용과 신체의 에너지 순환을 위한 스위치라고 말했다. 이 유전자가 억제 또는 비활성화된 사람들의 경우, 이는 지방 손실을 증가시키는 원인이 되며 이 경우에는 슬림하게 유지된다. 그러나 추가 연구를 통해 이 단일 유전자의 유전적 효과를 보다 자세히 설명해야 한다.

비만 치료법의 출발점?

새로운 발견은 비만 치료법의 새로운 출발점을 제공할 수도 있다.
페닝거(Penninger)는 “우리가 날씬하게 유지될 것인지 알아보기 위해 인간에게서 ALK를 차단하거나 기능을 축소하는 것은 매우 현실적이다”고 말한다.
암 치료에는 이미 ALK 유전자를 억제하는 약물이 있기 때문이다.

그러나 처음에는 ALK 유전자가 가지고 있는 다른 기능과 억제가 어떤 결과를 낳을지 명확하지 않기 때문에 주의가 필요하다. 독일 영양 연구소의 수잔네 클라우스(Susanne Klaus)는 “인간 비만 치료를 위한 ALK의 억제가 고려되기 전에 가능한 부작용에 대한 광범위한 연구가 여전히 필요하다”고 강조했다.

(Cell, 2020; doi : 10.1016 / j.cell.2020.04.034)
출처 : Cell Press,
Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der
Wissenschaften

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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