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지나쌤

Scientists find eating behavior gene

By Korea Herald

Published : Aug. 7, 2012 - 16:18

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Findings of animal experiments could lead to new treatment for obesity


A Korean team of scientists has discovered genes closely involved in regulating feeding behavior, opening new possibilities for treating obesity and metabolic disorders.

Led by Yu Kweon, principal researcher at Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology’s Aging Research Center, the team found that the fruit fly gene minibrain, or mnb, and mammalian functional equivalent DYRK1a gene control the expression of neuropeptides ― proteins that transmit signals from nerve cells ― involved in food intake regulation.

The results were published in the August issue of the peer-review journal PLoS Genetics.

In fruit flies, the mnb gene controls the expression of short neuropeptide F, or sNPF, while DYRK1a controls that of neuropeptide Y, or NPY.

Yu’s research showed that the fruit fly and mammalian genes stimulate the production of the relevant proteins.

In the experiments, fruit flies with artificially enhanced mnb gene expression had 60 percent larger daily food intake than control insects. In contrast, the food intake of flies with reduced mnb gene expression was about 30 percent lower than those with normal levels of gene expression.

Similar results were also obtained in mice, with subjects with enhanced DYRK1a gene expression eating 20 percent more.

In addition, Yu found that while DYRK1a acts in a positive feedback loop where NPY expression is increased with the rise in DYRK1a expression, the same process is dampened by insulin, the lack of which is the cause of Type 1 diabetes.

Although the involvement of sNPF and neuropeptide Y in food intake control has been known for some time, Yu and his team were the first to discover that the food intake-related genes are controlled by other genes.

“I researched the subject for nearly 10 years because the upstream control mechanisms (for sNPF and NPY) were unknown,” Yu said.

“The discovery could provide an important step in developing new methods for treating obesity and metabolic disorders such as diabetes but its application will take more time.”

In addition, this is the first time the DYRK1a gene has been shown to be involved in a molecular pathway other than those involved in Down syndrome.

Due to its location on chromosome 21, the DYRK1a is thought to play a role in Down syndrome, which manifests in individuals with three copies of the chromosome instead of the normal two.

By Choi He-suk
(cheesuk@heraldcorp.com)


<관련 한글 기사>


비만 사라지나? 식욕 조절 유전자 발견


식욕을 증진시키는 호르몬을 조절하는 유전자가 발견돼 비만 치료의 새로운 가능성이 열렸다.

대전 대덕연구개발특구 내 한국생명공학연구원은 7일 노화과학연구센터 유권 박 사 연구팀이 섭식 행동을 증가시키는 호르몬인 '신경펩타이드(sNPF)'의 발현을 조절 하는 유전자 mnb(mini brain, 포유류의 DYRK1a)를 발견했다고 밝혔다.

신경펩타이드는 비만과 같은 대사성 질환을 일으키는 섭식행동 조절 호르몬으로 알려졌으나, 그 분비를 조절하는 기제에 대해선 밝혀지지 않았다.

사람의 21번 염색체에 존재하는 DYRK1a는 다운증후군의 원인이 되는 유전자 가운데 하나로 알려졌을 뿐 그 외의 다른 기능이 밝혀진 것은 이번이 처음이다.

유 박사 연구팀은 초파리의 mnb를 자극할 경우 정상 초파리보다 식욕이 왕성해져 먹이 섭취량이 60% 이상 증가했지만, mnb의 발현을 억제할 경우 먹이를 30% 이상 적게 먹는다는 사실을 발견했다.

생쥐에 대한 실험에서도 DYRK1a가 자극된 마우스는 하루 평균 먹이 섭취량이 정 상 마우스보다 20% 정도 증가했다.

인슐린은 반대로 신경펩타이드가 분비되는 것을 억제해 인슐린을 과량 발현시킨 초파리는 먹이 섭취량이 40% 감소하는 것으로 나타났다고 연구팀은 전했다.

유 박사는 "mnb가 신호전달 경로를 거쳐서 신경호르몬의 분비를 조절해 식욕을 증가시키거나 억제하는 것으로 나타났다"라면서 "식이 조절 문제로 발생하는 비만이 나 대사질환 등을 치료하는데 새로운 접근법을 제공할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구결과는 유전학 연구 분야의 권위 있는 국제학술지인 'PLoS Genetics' 지난 3일자 인터넷판에 실렸다.