물질대사와 산화-환원 생체시계 작용의 연관성 규명

제목	물질대사와 산화-환원 생체시계 작용의 연관성 규명
추천 연구 논문	Rhythmic glucose metabolism regulates the redox circadian clockwork in human red blood cells, Nature Communications. 2021 (1):377. (doi: 10.1038/s41467-020-20479-4)
선정 이유	일주기 리듬은, 지구 자전에 의한 일주기 환경적 변화에 대해서 인간을 포함한 포유류의 생리(physiology) 작용이 적응되도록 함. 이러한 일주기 리듬은 전사-번역 피드백 루프(transcriptional-translational feedback loop, TTFL)에 의해서 형성되어진다고 일반적으로 알려져 있음. 그러나, 일부 유전학 연구에 따르면 대부분의 시계 유전자들(clock genes)은 진화적 관점에서 계통발생 계들 간에 보존되어 있지 않다고 함. 반면 핵(nuclei)이 없는, 그래서 새로운 RNA 와 단백질을 합성하지 않는 적혈구에서 산화-환원 주기에 관한 일주기 리듬이 규명되었고, 이로부터 생체 내 산화-환원 과정이 계통발생 계들 간 일주기 리듬 형성에 중요한 역할을 할 수 있다고 제안됨. 따라서, 본 논문에서는 물질대사가 생체 내 산화-환원 과정들과 생체리듬의 연관성 규명에 중요한 실마리를 제공할 수 있다는 점에서 본 논문을 선정함.
주요 내용	본 논문은 생체시계에 관한 연구논문으로서, 아래 세 가지 연구내용을 새롭게 규명하였음. (1) 인간 적혈구에서 일주기 산화-환원 진동(oscillation)을 유지하기 위해서 필요한 글루코스(glucose) 물질대사의 생체리듬 조절을 규명한 연구. (2) glycolysis 와 pentose phosphate pathway 대사경로를 거치는 대사물질의 레벨(level)과 플럭스(flux)의 일주기 리듬을 새롭게 밝혀낸 연구. (3) 위 2 가지 대사경로에 관여하는 특정 효소들을 저해함으로써 대사물질 플럭스와 산화-환원 진동에서 일주기 리듬이 깨짐을 규명한 연구.
시사점	본 논문에서 특히 Bmal1 knockout cell 의 대사물질 플럭스 연구로부터 전사-번역 피드백 루프와 독립적인 일주기 리듬 기전을 규명함으로써, 일주기 리듬을 조절하는 대사물질의 역할에 대해 시사하는 바가 큼