′수면 호르몬′ 멜라토닌, 단백질 인산화로 장기 기억 형성에 관여

'수면 호르몬' 멜라토닌, 단백질 인산화로 장기 기억 형성에 관여: 이승재 의학전문기자 / 기사승인 : 2023-09-07 07:44:34

"이 기사는 메디컬투데이와 아임닥터가 엄선한 의료인 및 의대생 자문기자단이 검토 및 작성하였습니다. 건강한 선택을 돕기 위해 신뢰할 수 있는 의학 정보만을 전해드립니다."

▲ 멜라토닌이 단백질 인산화를 통해 장기 기억 형성에 관여한다는 연구 결과가 나왔다. (사진=DB)

[mdtoday=이승재 기자] 멜라토닌이 단백질 인산화를 통해 장기 기억 형성에 관여하는 것으로 나타났다.

멜라토닌이 장기 기억 형성에 관여하는 기전을 다룬 연구 결과가 ‘뉴로리포트(NeuroReport)’에 실렸다.

기억이 어떻게 형성되는지는 오랜 기간 과학자들에게 흥미로운 주제였다. 최근 기억 형성과 관련된 생화학적 기전이 일부 밝혀지면서 과학자들은 기억과 관련된 진실에 한 걸음 가까워지게 됐다.

이러한 생화학적 기전에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 물질은 멜라토닌(melatonin)이다. 멜라토닌은 어둠에 반응해 송과샘(pineal gland)에서 만들어지는 호르몬으로, 생체시계 및 수면 조절 등의 기능을 한다.

연구진은 생쥐 실험을 통해 이러한 멜라토닌이 기억 형성에 어떻게 관여하는지 밝히고자 했다. 연구진은 생쥐들을 매일 12시간의 밝음과 12시간의 어둠에 3일 동안 번갈아가며 노출시켰고, 어둠에서 밝음으로 전환될 때 이전의 밝음에서 보지 못했던 물체를 생쥐 앞에 두었다. 이후 4일째에 연구진은 3일 동안 생쥐에게 보여주었던 물체와 다른 물체를 생쥐 앞에 두었다.

이러한 ‘새로운 물체 인식 시험(NORT)’은 생쥐의 장기 기억을 평가하기 위해 시행됐다. 초기 기억력 테스트 후 연구진은 생쥐를 네 집단으로 나누고 각각 멜라토닌, 멜라토닌의 대사 산물인 AMK, 멜라토닌 수용체에 결합하는 약물인 라멜테온(ramelteon), 위약을 투여했다.

연구 결과 멜라토닌, AMK, 라멜테온을 투여받은 생쥐들은 위약을 투여받은 생쥐에 비해 새로운 물체를 인식하는 능력이 좋았다. 이후 연구진은 생쥐를 안락사한 후 생쥐 뇌 조직을 얻어 세포 수준의 변화를 관찰했다.

그 결과 기억 형성과 관련된 뇌의 부분인 해마와 주변 피질에서 기억 형성과 관련된 단백질이 인산화됐고, AMK와 라멜테온이 있을 때 인산화의 정도가 컸다.

단백질의 인산화는 그 단백질이 관여하는 생화학적 경로를 활성화하는 역할을 한다.

연구진은 이러한 결과가 멜라토닌이 기억 형성과 관련된 단백질을 인산화함으로써 장기 기억에 관여한다는 사실을 시사한다고 결론지었다.

메디컬투데이 이승재 의학전문기자([email protected])