UNIST 생명과학부 임정훈 교수팀은 동물성 단백질에 많이 포함된 필수 아미노산의 하나인 ‘트레오닌(threonine)’ 섭취가 수면을 유도하는 현상과 그 신경생물학적 작용 원리를 밝혀냈다고 28일 밝혔다.
임 교수팀은 형질전환 초파리의 수면 행동을 이용, 특정한 음식물 섭취에 의한 수면 조절 가능성을 검증했다.
이를 위해 20가지 아미노산을 각각 섭취한 초파리의 수면 변화를 분석, 트레오닌이 수면을 유도하는 특이한 아미노산으로 작용한다는 사실을 발견했다.
트레오닌을 섭취한 초파리는 깨어있는 상태에서 잠들기까지 걸리는 시간이 짧았고, 수면 시간도 오랫동안 유지했다.
이런 현상은 트레오닌이 뇌 신경세포 신호전달에 영향을 주기 때문에 나타난다는 내용도 이번 연구로 밝혀졌다.
트레오닌을 많이 섭취하면 신경세포 활성을 억제하는 신경전달물질인 가바(Gamma-AminoButyric Acid)의 양이 줄고, 수면을 촉진하는 핵심 뇌 부위의 대사성 가바 수용기(metabotropic GABA receptor)를 통한 신호가 약해진다. 그 결과 빨리 잠들고 오래 자게 되는 것이다.
연구진은 또 신경세포에서 트레오닌을 분해하는 효소 생성이 억제된 형질전환 초파리도 만들었다.
이 초파리는 트레오닌을 음식물로 섭취하지 않아도 뇌 속 트레오닌양이 증가하는데, 이때에도 수면촉진 효과가 확인됐다.
뇌 속에 트레오닌이 많아지면 수면이 촉진된다는 것이 이중으로 검증된 것이다.
임정훈 교수는 “수면의 새로운 조절 인자로서 뇌 신경세포 내 아미노산 대사 작용의 중요성을 밝힌 연구”라면서 “중추신경에 인위적으로 작용해 부작용을 일으키는 수면장애 치료제가 아닌 새로운 패러다임의 수면장애 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 내다봤다.
이번 연구는 생명과학·의학 분야 국제학술지인 ‘이라이프’(eLife) 17일 자에 발표됐다.
강은정 기자