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BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 22-23

장기간 동면하는 땅다람쥐의 생존에 중요한 역할을 하는 장내 미생물

◇ 미국 위스콘신대학 연구팀은 6개월 이상 동면하는 땅다람쥐의 생존에 장내 미생물이 중요한 역할을 하는 것을 규명. 이번 연구결과는 의료와 우주개발 등 폭넓게 응용 가능할 것으로 전망

▸주요 출처 : Science, Nitrogen recycling via gut symbionts increases in ground squirrels over the hibernation season, 2022.1.27

▣ 미국 위스콘신대학 연구팀, 6개월 이상 동면하는 땅다람쥐의 생존에 장내 미생물의 중요한 역할을 하는 것을 규명

 ○ 땅다람쥐가 긴 시간 겨울잠을 자는 동안 소변으로 배출해야 할 요소 (urea)를 장내 미생물이 흡수하여 분해하고, 그 속의 질소화합물이 다시 조직으로 이동하는 것을 확인

< 땅다람쥐의 동면 중 질소 회수 및 상대적 변화에 대한 메카니즘 >

출처 : Science, Nitrogen recycling via gut symbionts increases inground squirrels over the hibernation season, 2022.2.

   - 질소 동위원소를 다람쥐에게 주입해 질소의 몸속 순환을 확인한 결과 질소 분자가 다람쥐에서 장내 미생물 유전체로 이동한 다음 다시 숙주인 다람쥐로 돌아오는 재순환 과정을 거치는 것으로 파악

 ○ 일반적으로 인간을 포함한 대부분의 동물들은 운동하지 않고 먹지 않는 시간이 길어질수록 뼈와 근육이 위축되고 몸무게도 감소

   - 동물의 근육 단백질은 에너지원으로 분해되면서 암모니아가 만들어지며 암모니아는 소변 성분인 요소로 농축, 이 과정에서 신체는 필수 영양소인 질소를 계속 손실

   ※ 인간은 몸의 질소 균형을 맞추기 위해 하루에 체중 1kg당 0.8g의 단백질 섭취 필요

   - 그러나 땅다람쥐처럼 겨울잠을 자는 동물은 오랜 기간 먹지도, 움직이지 않아도 근육은 그대로 유지

 ○ 연구팀은 땅다람쥐가 동면하는 동안 신진대사의 99%가 감소하지만, 근육의 양과 능력은 줄어들지 않는 이유를 과학적으로 입증

   - 요소는 소변뿐 아니라 일부는 다람쥐 내장으로 이동, 이후 장내 미생물이 요소 속 질소를 대사산물로 만들어 내장에서 다시 흡수되는 것을 확인

   - 땅다람쥐의 겨울잠이 길어질수록 요소 분해 효소를 만드는 미생물의 유전자 수가 증가

▣ 이번 연구결과는 의료와 우주개발 등 폭넓게 응용될 것으로 기대

 ○ 전 세계 8억 명이 넘는 영양실조 인구와 갈수록 늘어나는 노령층 인구가 근육 감소를 경험

   - 연구팀은 “동면 중인 땅다람쥐와 같은 종류의 장내 미생물을 활성화하는 약을 개발하는 것도 한 가지 방법”이라고 제안

   ※ 노인성 근육감소증은 40∼80대 연령층에서 나타나며 골격근의 30∼50%가 줄어들기도 함

 ○ 우주에서는 중력이 약해지고 운동 공간이 좁아 우주인의 근육 위축이 큰 문제

   - 연구팀은 “우주 여행 시 우주인을 동면 비슷한 상태로 유지하면 식량과 물, 산소 등 필요 물자는 물론 노폐물도 줄여 우주선의 연료를 크게 절약할 수 있다”

   - “장거리 우주여행 때 동면 상태를 통해 근육 손실을 막을 수 있을 것” 이라는 의견도 제시

...................(계속)

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