Extensive dynamic changed in the human transcriptome and its circadian organization during prolonged bed rest

제목	Extensive dynamic changed in the human transcriptome and its circadian organization during prolonged bed rest
추천 연구 논문	iScience. 2024. 27 (3): 109331
선정 이유	미세중력 환경이 인간의 유전자 발현 리듬에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구를 수행하였음. 미세중력 환경은 물질의 세가지 상태인 고체,액체, 기체가 지구의 중력에 영향받으므로 미세중력 환경에서는 그동안 확인되지 못한 특정 현상 및 과정을 파악할 수 있음. 미세중력에 관한 연구는 생명공학, 연소과학, 유체역학. 기초물리학, 재료과학의 5가지 영역으로 나뉘어서 연구되고 있음. 이러한 연구 결과들은 현재의 과학이론을 수정하거나 증명하고 오직 미세중력 하에서만 가능한 새로운 물리적 이론들을 해석하는 데에 유용하게 사용되고 있음.
주요 내용	미세중력의 환경에서 인간의 전반적인 유전자 발현패턴 및 생리학적 특성들이 어떻게 달라지는지를 연구한 내용이 발표되었음. 미세중력 환경은 우주비행사들에게 다양한 생리학적 변화를 초래함.연구팀은 이러한 인체의 생리학적 변화를 유전자 측면에서 자세하게 연구하기 위해서 60일간 지속된 침대 휴식 실험을 통해 미세 중력 상태를 구현하였음. 20명의 남성 참가자들은 일반 상태에서 2주, 침대 휴식 60일, 회복 2주 시간을 보냄. 침대 휴식 기간동안 머리를 6도 정도 아래로 기울여서 미세 중력 상태를 모사하였음. 각 기간 별 RNA를 추출하고 시퀀싱을 통해 유전자 발현 분석. - 미세중력 상태에서 유전자 발현 수준에 광범위한 변화, 생체시계 조절과 관련된 호르몬, 체온 및 대사 과정에서도 변화가 관찰됨. 그 중 스트레스 관련 유전자 Heat shock proteins 군이 발현량이 증가하고 스트레스 신호 전달과 관련된 MAPK 관련 유전자들의 발현이 일반적인 상태와 비교해서 변화하였음. - 면역, 대사 및 생체 리듬 조절 관련 유전자들의 발현도 지구에서와는 다른 패턴을 보여주었음. 코티솔은 정상 중력환경에서는 아침에 최고조로 분비되고 점차 감소하는 패턴을 보여줌. 이 패턴은 수면-각정 주기를 조절하고 다양한 스트레스 반응을 조절하는데 주요 역할을 함. 그러나 , 미세중력 환경에서는 코티솔의 최고 분비 시간이 변하거나, 하루 동안의 전체 패턴이 불규칙해지는 등 일반적이지 않은 패턴이 관찰되었음. 미세중력 환경이 인체에 미치는 영향을 확인 할 수 있는 연구임.
시사점	우주 개발이 본격화 됨에 따라 각 중력 상태에 따라 발생하는 신체의 스트레스 요소들을 관리하고 면역 시스템과 생체 리듬을 조절할 수있는 계기를 만들 수 있음.