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운 동 이 유 전 자 조 절 물 질 에 미 치 는 영 향 에 관 한 고 찰

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(1)

理 學 博 士 學 位 論 文

운 동 이 유 전 자 조 절 물 질 에 미 치 는 영 향 에 관 한 고 찰

( A R e v ie w : O n E x e r c i s e P e r f o r m a n c e In d u c t io n G e n e F a c t o r s C h a n g e )

國民大學校 大學院 體 育 學 科

20 0 0

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운 동 이 유 전 자 조 절 물 질 에 미 치 는 영 향 에 관 한 고 찰

( A R e v ie w : O n E x e r c i s e P e r f o r m a n c e In d u c t io n G e n e F a c t o r s C h a n g e )

指導敎授 金 昌 圭

이 論文을 理學博士學位 請求論文으로 提出함

20 0 0년 10월

國民大學校 大學院 體 育 學 科

2 0 0 0

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국 문 초 록

운동이 유전자 조절물질에 미치는 영향에 관한 고찰

김 태 국민대학교 대학원 체육학과

본 연구의 목적으로는 후천적인 트레이닝과 장기간의 운동경험에 의한 유전 물질 들의 변화를 선행연구를 바탕으로 분석하는 것이다. 유전자 개념의 확립과 유전자 발현, 유전 정보의 가변성에 대하여 알아보고, 스포츠와 관련하여 발생되는 유전자 조절 물질에 미치는 영향에 대한 것을 중심으로 조사하고 검토 분석함으로서 현재 의 스포츠 생리학의 발전과 진보를 위해서 분자 생물학의 올바른 이해와 아울러 추 후 구체적이고 기여도가 있는 실험 연구의 방향 설정을 하기 위한 기초 자료로 삼 고자 한다. DNA는 동물이나 인간 세포의 핵에만 들어 있는 것이 아니다. 인체의 물 질대사(음식을 에너지와 세포조직으로 전환시키는 작용)를 조절하는 미토콘드리아는 세포핵의 염색체와는 전혀 상관없는 독자적인 DNA를 통해 유전되는데 이런 미토콘 드리아가 어머니에게서만 유전된다는 사실이다.

그럼, DNA에 돌연변이가 일어나지 않는 한 아기의 미토콘드리아는 어머니의 것 과 동일하다. 그럼 시대에 따라서 먹던 음식의 차이가 있기 때문에 사람 키는 옛날 사람들보다 더 커졌고 요즘 태어난 아이들이 더 영리한데, 우리가 먹고 있는 음식에 의해서 신체적 변화가 일어났다고 생각할 수도 있다.

그리고 또 DNA는 영속성과 변이성이라는 양면성을 지니고 있는데 생물은 종족번 식의 본능을 DNA에 실어 1차적으로 실현하지만, 한편으로는 지구환경의 변화에 적 응하기 위해 매우 서서히 변하고 있다.

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더욱이, 스포츠라는 환경은 Darwin의 진화론적인 관점에서 볼 때, 운동은 유전적 인 변화가 가장 많이 일어날 수 있는 조건들을 갖추고 있다고 본 연구자는 생각하 지 않을 수 없다.

유전자 기질물질인 glutamin은 주로 골격근에서의 근육세포에서 만들어지는데, 근 육세포내의 glutamine의 농도는 세포 안에서 DNA 와 RNA의 생합성 시키는 중요 한 요인임을 보고하였는데, 이러한 glutamin은 패혈증(sepsis), 손상(injury), 화상 (burns)과 심한 지구성 운동(endurance exercise)을 한 선수들(overtrained athlete)의 골격근 근육 세포 내에서 glutamin의 농도가 낮아짐을 알 수 있었다. 장시간의 심한 운동은 TCA-cycle의 glutamine의 생합성에 장애를 초래하며, 이는 면역기관에 있는 면역세포들의 유전자 조절물질들의 조절기능을 억제하는 결과를 가져올 수 있으며, 이는 운동선수들이 면역기능의 약화를 가져올 수 있다는 있는 메커니즘으로 생각되 어진다. 저항성 운동과, 지구성으로 단련된 선수들을 대상으로 연구한 결과 선수군 의 골격근에서의 Myosin의 mRNA의 발현과 조절양의 증가로 인하여, 운동으로 단 련된 선수군에서의 DNA, tRNA, rRNA, Protein 모두 높은 밀도(high-density)를 발현하였고, 특히, 운동으로 인한 mRNA의 전사량의 증가는 중요한 원인으로 작용 한다는 것을 보고하였다. 또한, 골격근에서 Myosin Heavy Chain(MHC)을 생성시키 는 돌연변이(mutation) 유전자가 운동으로 인해서 변화 전이한다는 것이다.

그리고, DNA에서 유전정보를 전달하는 RNA에서 유전적인 변화를 발생시킨다는 것이다. 부연하자면, 전달된 유전정보를 받은 RNA가 전사신호를 받아 전사를 조절 은 부위(transcriptional control regions)에서 'enhancer action '이 발생한다는 것이다.

이는 다양한 원인들에 의해서 enhancer modules 을 생성시킨다는 것이다.

즉, 운동으로 인한 DNA양의 증가는 곧 RNA의 전사신호와 전사를 강화하는 유전 물질 enhancer modules 의 증가와 수반하여, 전사를 촉진시키는 촉매제인 Promoters 양 ±40nucleotides를 증가시켜서 단백질의 양을 증가시킨다고 생각되어진다.

이와 더불어, 정상적인 상태보다는 운동으로 인한 수용체의 증가는 성장호르몬의

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증가를 가져올 것이고, 보다 많은 단백질을 생성할 수 있도록, DNA와 RNA 등의 유전자는 변하게 될 것이다. 이때 세포막 안에서는 Phosphorylation작용이 활성화되 어, MAP kinase의 작용이 촉진시키게 되며, MAP kinase는 직접적으로 nucleus안의 유전자들을 변화시키게 된다.

또한 장기간의 지구성 운동으로 발생하는 cardiac muscle의 수축력이 강하여, stroke volume 확장되어 적은 심박수로도 충분한 혈액을 효과적으로 공급할 수 있는 심폐기능의 향상현상인 sports heart 원인들을 분자생물학적인 접근방법으로 고찰한 결과 지구성심폐 운동은 좌심실 심근세포의 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)유전자 조절물질인 mRNA의 정보수행능력의 향상의 결과이며, 심방질환인 심부전과 비 독립적이며, 병리 생리학적, 분자생물학적으로 유전자 발현현상이 발생학적으로 분명히 같지 않다는 것을 알 수 있었다.

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국 문 초 록

목 차

그림 목차

Ⅰ 서 론 1

1. 연구의 필요성 1

2 . 연 구 의 목 적 3

3 . 연 구 의 방 법 및 제 한 점 3

Ⅱ 지구성 운동이 유전물질들에 미치는 영향 5

1. 최대 산소 섭취량 (Vo2max ) 과 중심 가설 (Central Dogma) 5

2. 호흡근육의 증가가 NRF- 1에 미치는 영향 8

3 .지 방 세 포 감 소 가 유 전 형 변 화 에 미 치 는 영 향 13

Ⅲ 저항성 운동이 유전 물질들에 미치는 영향 15

1 . 저 항 성 운 동 과 단 백 질 형 성 15

2 . 저 항 성 운 동 과 RN A 전 사 작 용 2 1

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Ⅳ 실험 방법의 차이에 따른 운동과 유전 물질들에 미치는 영향 2 7

1. P CR 실 험 방 법 27

2 . S D S - P A GE 실 험 방 법 42

Ⅴ 결 론 및 제 언 5 3

1. 결 53

2. 제 58

ABST RACT 5 9

參 考 文 獻 6 2

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그 림 목 차

F ig - 1. 지구성 트레이닝으로 인한 변화 할 수 있는 요인들 7

F ig - 2. Ex pres sion of ET - A (A ) and ET - B (B ) receptor mRNA in

lung and heart of ex erci sed (n =8 ) and control rat s (n =7 ) 10

F ig - 3. E D RF 합 성 , 유 리 및 E D R F 에 의 한 혈 관 이 완 의 기 전 12

F ig - 4 . 지구력선수와 비지구력선수의 좌심실 비대양상 15

F ig - 5. A s ection of double - stranded DN A show ing the strand copied during trans cription (temple strand) and the underst anding or

s ens e strand 17

F ig - 6. T he transfer of inform ation from DNA to protein . T he transf er proceeds by means of an RNA int ermediate called m es s eng er RNA (mRNA ). In Procary otic cells the proces s i s simpler than

in eucary otic cells . 18

F ig - 7. Glutamin의 합성의 경로 19

F ig - 8. Construction of the embry onic my osin MHC anti- sense gene 25

F ig - 9. Diagram of the components of typical eukary otic g ene 26

F ig - 10. T ne diagram illustrates the mechanism of action for steroid

hormones 27

F ig - 11. 지 방 호 르 몬 의 작 용 방 식 30

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Ⅰ . 서 론

1. 연 구 의 필 요 성

골다공증(osteoporosis )이 있는 중년여성들을 저항성 운동을 실시한 결과 골 밀도(Bone Mineral Density,BMD)의 증가는 운동으로 인한 특정 호르몬 분비 를 증가시킨다. 또한 심리적, 역학적인 요인이 작용하였을 것이라고 생각할 수 있다. 그러나 Dennis (1995)등은 골아 세포(osteoblast )안에 있는 DNA에 운동 으로 인한 변화가 생겨서 골밀도의 향상을 가져온다고 보고하였다.

Waterlow (1978)등 저항성 운동으로 인한 RNA의 양의 증가는 RNA 전사작용 능력과 상관 관계가 있고, 이러한 원인으로 근육세포에서의 RNA작용의 증가는 근단백질 생성을 증가시키는데, 이러한 요인으로는 외부적 환경 즉, 저항성 운 동으로 인해서 근세포내의 mRNA가 Ribosome의 polypeptide의 합성을 자극 시킨다고 한다고 논하였다.

Maeda(1998) 등의 연구에 의하면, 지구성 운동을 실시한 15마리 수컷 Wistar rats 4 주간 5일 동안 지구성 운동을 시킨 쥐와 대조 군과의 심장의 심근세포(cardiac myocyte)와 폐세포(lung cell)등을 추출하여, 비교한 결과, 대조 군보다 운동을 장기간 시킨 쥐들에게서 심장세포와 폐세포에서 추출한 심근에서 만들어지는 증식성 혈관내 피(endothelial- 1, ET- 1) 발생과 발현을 조절하는 유전물질인 mRNA의 ET-B receptor가 대조 군 보다 높게 나타난다고 보고하였다.

한편, Sakai(1996) 등의 연구자들은 이러한 운동으로 인한 심장의 심근세포의 생리적인 적응현상은 sports heart 를 초래하며, 이러한 현상은 만성심부전(chronic heart failure)과 유사하며, 만성심부전 환자들의 심근세포의 배양하여 조사한 결과 운동 으로 인한 혈관내피(endothelial- 1, ET-1)의 세포의 증가와 유사함을 발표하였다. 그리고, 이는 운동은 심부전을 유발할 수 있음을 보고하였다.

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이에 대한 연구결과에 대하여 부정하는 연구결과는, 이전에 선행연구자인 Shubeita,(1990)등은 좌심실 심근세포의 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)유전자를 연구 조사하였고, Wang(1996) 쥐 심근의 혈관에 인공적으로 만들어진 풍선을 삽 입하여 인공적인 혈관형성을 유도하여, 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1) mRNA와, 한편으로는 운동으로 훈련된 쥐의 심근의 혈관 혈관내피(endothelial- 1, ET- 1)mRNA 비 교 분석한 결과 운동으로 인한 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)mRNA양이 현저히 증가 하였음을 보고하였고, 또한 운동으로 인한 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)mRNA의 peptide양도 현저하게 증가하였음을 보고하였다.

Cribbs et al., (1987) 등의 연구자들은 이러한 원인으로는 저항성 및 지구성 운동으로 단련된 선수들을 대상으로 연구한 결과 선수군의 골격근에서의 Myosin에서 특히 mRNA의 발현의 양이 증가하여 있었고, DNA, tRNA, rRNA, Protein 모두 높은 밀 도(high-density)로 발현하였고, mRNA가 다른 유전자 조절물질을 조절하는데 중요 한 원인으로 작용한다는 것을 보고하였다.

또한, 골격근에서 Myosin Heavy Chain(MHC)을 생성시키는 돌연변이(mutation) 유 전자가 운동으로 인해서 변화 전이한다는 것이다. 이러한 유전자 발현 변화의 원인으 로는 골격근의 근원섬유(myofibrillar)의 유전자가 변화전이 하여서 골격근의 α-actin 단백질을 증가시키게 된다.(Melloui et al., 1984 : Seiler., et al., 1984: Bergsma et al., 1986). Konieczy & Emerson(1986) 등의 연구자들은 α- actin단백질을 증가할 뿐만 아 니라, troponin과 Creatin Kinase등도 수반하여 증가하는 원인이며, 이러한 근단백질과 근효소들의 증가의 원인으로 골격근의 근원섬유를 발현하는 유전자가 외부적인 자극 즉 운동으로 인한 유전자의 변화와 전이의 원인이라고 보고하였다.

이러한 운동으로 인한 변화들을 연구한 많은 스포츠 생리학 논문들은 근본적 인 분자생물학(Molecular Biology )의 중심가설을 규명하지 못한 채, 계속 발표 되고 있는 것이다. 또한 스포츠와 면역기능에 미치는 영향에 대한 논문들이 운 동과 호르몬 증가 다음으로 많이 발표가 되고 있는데, 운동을 하면 NK cell,

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Lymphocytes cell 등의 많은 인체에 이로운 면역세포등이 활성화된다고 보고하 였으나(Moser & Bendich, 1989 ; Hatam & Kayden, 1979 ; Hack, 1994), 많은 서구의 학자들 자신도 지금의 스포츠 생리학적인 방법으로는 이러한 증가현상 의 원인과 메커니즘을 밝혀내는 것이 한계에 도달하였음을 많은 선행연구를 통 하여 논의하고 있는 상황이다. 그러나, 현재의 국내에서는 분자생물학적인 실험 방법으로 위의 선행연구자들의 결과를 돌출하지 못하는 실정이다. 이러한 원인 은 스포츠 생리학을 연구하는 연구자들의 실험경험과 기술이 부족하다고 생각되 어지므로 본 논문은 선행연구의 문헌고찰을 통하여 실험방법 및 최근연구동향의 정보를 제공하고자 한다.

2 . 연구의 목적

본 연구의 목적은 유전자 개념의 확립과 유전자 발현, 유전 정보의 가변성에 대 하여 알아보고, 스포츠와 관련하여 발생되는 유전자 조절 물질에 미치는 영향에 대한 것을 중심으로 조사하고 검토 분석하고자 한다. 현재의 스포츠 생리학의 발 전과 진보를 위해서, 분자 생물학의 올바른 이해와 추후 구체적이고 기여도가 있 는 실험 연구의 방향 설정을 하기 위한 기초 자료로 삼고자 한다.

3 . 연 구 방 법 및 제 한 점

본 연구는 후천적인 트레이닝과 장기간의 운동경험에 의한 유전자 조절 물질들 이 변화를 선행연구를 바탕으로 분석하는 것이다. 운동이 유전자 조절물질인 (DNA, RNA, Protein)에 미치는 영향에 관한 최근의 분자생물학적인 실험방법과 최근에 발표된 선행연구의 문헌고찰을 통하여, 연구의 경향을 분석하고, 운동이 유전자 조절물질들에 미치는 가변성과 유전물질이 스포츠라는 환경에 신체적 적

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응성 및 변화를 분자생물학적으로 규명하기 위하여, 유전자 조절물질들과 지구성 및 저항성 운동과의 상관 관계, 운동이 유전자 조절물질들에 미치는 영향들을 분자 생물학적인 실험방법의 차이에 따른 선행 실험연구들의 고찰함에 있어서, 본 논문은 선 행연구의 문헌고찰을 통하여 실험방법 및 최근연구동향의 정보를 제공하고자 한 다. PCR(Polymerase Chain Reaction)실험방법,PAGE(Polyacrylamide gel electrophoresis) 실험방법을 토대로 운동으로 인한 유전자 조절물질들을 변화를 이론적으로 규명하고 자 한다.

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Ⅱ 지구성 운동이 유전자 조절물질들에 미치는 영향

1. Vo2max 와 Central Dogma

Kevin(1996)등은 여자 수영선수들을 대상으로 유산소성 운동인 수영과 저항성 운동 을 병행하여 훈련시킨 그룹이 근육세포내의 단백질 량과 근력이 향상되었음을 보고하 였다. 이러한 원인으로는 최대산소섭취능력(maximal O2 uptake), 최대산소섭취량 (Vo2max)은 central dogma"에 의한 형질단백질 증가시키는 요인이 될 수 있다고 생 각되며, Ozeki Haruo (1999)에 의하면 CENTRAL DOGMA는 DNA, RNA, 단백질 간의 정보전달 경로를 나타낸 것이며, 일단 DNA 정보가 RNA를 통해 단백질에 전달 되면 그 정보는 단백질로부터 다시 핵산으로 역류하는 일은 없으며, 또한 단백질에서 다른 단백질로 전달되는 일도 없다. 크리크는 이러한 관계를 생물의 일반 원리라고 생각하여 센트랄 도그마(cental dogma, 중심 가설)라고 표현하였다(1958년).

당시에는 RNA로부터 DNA로의 역류가 알려져 있지 않았기 때문에 모두의 중심이라 고 생각되었지만, 후에 리트로바이러스(retrovirus고 부르는 RNA 바이러스로부터 역 전사효소(reverse transcriptase)가 발견되어 RNA로부터 DNA로의 정보전달도 있다는 것이 알려졌다. 그러나 이 경로는 보편적인 유전 기전이 아니며, 특수한 경우에서 일 어나는 부수적인 과정에 지나지 않는다. 어느 쪽이든 핵산으로부터 단백질로부터 정보전달은 비가역적이며, 단백질의 아미노산 배열을 반영하여 핵산이 합성되는 일은 없다. 이것은 어떤 우연으로 우수한 단백질 분자가 생겼다고 해도 이것을 핵산정보로 기록하여 새로운 유전자로 보관할 수 없다는 것을 의미하고 있다.

또한 단백질로부터 다른 단백질로의 정보전달도 없으며, 단백질 자체로 같은 분자를 증식하는 일도 없다. 단백질은 각 분자가 하나의 핵산으로부터 정보를 받아 합성되며, 유전자 없이 단백질이 생합성 되는 경우는 없다. 유전자는 유전자 자신의 복제에 의 해서만 만들어진다. 센트럴 도그마라고 부르는 것은 유전자가 모든 생명체의 중심을 이루는 기본 인자라고 할 수 있기 때문이다.

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김윤수 (1995)에 의하면, DNA는 단백질의 아미노산 서열(amino acid sequence)을 결 정하는데 직접적인 template는 될 수 없으나 자기복제에 관여하고, 뿐만 아니라 단백 질 합성의 template로서 작용하는 다른 종류의 물질에 DNA 에 유전적 정보(genetic information)을 전하는 중요한 역할을 한다고 보고하였다.

한편, DNA로부터 유전 정보를 받아서 단백질 합성의 template로 작용하는 물질은 RNA이며, 이 RNA는 화학적으로 DNA와 대단히 유사하며, DNA 와 RNA 및 단백질 합성과의 상호관계를 밝힌 학설이 Central Dogma로, 이 학설은 1953년 Watson- Crick 이 complementary double DNA나선 모델을 낸 후 곧 발표되었으며, 이 학설은 1960 초에 Temin에 의하여 약간 수정되었지만, 지금은 RNA virus를 제외한 대부분의 생 물체에서 이 원리에 따라 DNA→RNA→Protein이 합성이 될 때 이들의 상호관계를 나타내는 중요한 학설이다.

그리고 이 central dogma학설은 다음 세가지 과정을 포함하는데, 첫째는 모체 DNA와 똑같은 F1의 DNA를 복제하는 replication 과정이고, 둘째는 DNA의 genetic message 를 messenger RNA에 전하여 ribosome으로 운반하는 transcription 과정이며, 셋째는 ribosome상에서 이 mRNA 가 단백질 합성시 아미노산의 순서를 결정하는 template 로서 쓰여져 DNA로부터 받은 genetic information 의 암호를 그대로 실천에 옮겨 단 백질을 합성하는 해독과정이라고 논하였다.

본 연구자의 중심가설에 관한 선행연구를 종합하여 본다면, 생체 내에 있어서 RNA양 은 DNA에 비교하여 일반적으로 훨씬 더 많다고 볼 수 있다. DNA가 주로 세포핵 속 에 있는데 대하여 RNA는 핵 바깥으로 DNA의 정보를 운반하여 간다.

즉, DNA를 마스터 테이프라고 비유한다면, RNA는 그 일부를 복사한 카피 테이프라 고 비유된다. 마스터 테이프는 핵 안에 보존되어 있는데, 카피 테이프는 필요에 따라 서 대량으로 복사(전사)되어 세포 속으로 나돌아 다닌다고 생각되어진다.

그리고, 카피 테이프의 일부는 mRNA라고 하며, 핵속에 DNA의 정보를 전사한 nRNA 는 핵 밖으로 나와 단백질 합성을 관장하는 ribosome이라는 입자와 결합한다. 여기서

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tRNA 즉, 전이 RNA이라고 하는 정보해독의 역할을 하는 RNA에 의하여 단백질을 구성하는 아미노산의 배열정보로 번역되어, 정확한 아미노산 배열이 만들어져 간다.

복제(replication)는 DNA합성, 전사(transcription)는 RNA합성, 번역(translation)은 단 백질합성 이라고도 생각할수 있다. 이러한 일련의 정보의 흐름의 정확성을 보증하는 하고 있는 것은 바로 복제, 전사, 번역의 모든 과정에서의 상보결합이라는 시스템이 내장되어 있다고 생각할수 있다.

또한 최대 산소 섭취량(Vo2max)을 스포츠의학적인 측면으로 고찰하자면, 오늘날에는 전사망자의 70%가 심장순환 질환과 암에 의해 사망하고 있다.

이들 질환은 증세가 나타난 후에 치료되기 어려울 뿐만 아니라 치사율이 매우 높기 때문에 이병이 생기지 않게 미리 예방하는 것이 무엇보다 중요하다. 심장병의 대부분 은 관상동맥질환(coronary artery disease)이며, 이 질환의 증세의 60%가 심장마비로 나타나며, 이중에 40%가 하루만에 사망하게 되며, 주로 40세에서 65세 사이에 가장 많이 일어난다. 이들 관상동맥질환은 흡연, cholesterol증가 및 고혈압에 의해 더욱 가 중된다. 주목할 사실은 이들 성인병은 주로 생활습관과 환경 적인 요인에 의해 좌우 되므로 건전한 생활과 적당한 운동을 통해 예방될 수 있으며, 65세 이전에는 이 질병 에 대한 사망율의 85%는 예방될 수 있다고 한다. 이로 미루어 보아 질병에 대한 약 처방과 마찬가지로 과학적인 운동처방을 통해 성인병 예방은 물론 체력향상을 도모해 야 할 것이다. 운동처방은 신체적성 측 체력(Physical fitness)을 증진을 목적으로 한 다. 그 중에서 의학적 검사(medical check)와 운동부하검사(exercise stress test)가 가 장 중요하다. 운동부하검사는 심폐적성(cardiorespiratiory finess)의 평가에 있으며, 이 심폐 적성 평가에 가장 중요한 것은 최대 산소 섭취량(Vo2max)의 측정이며, Vo2max는 직접측정 또는 간접측정을 통해 평가되며, 직접측정은 가장 정확하나 기술적인 어려 움이 따르므로, 운동부하검사에서는 보통 mechanical work 또는 심박수를 추산하는 방법으로 사용한다. 이와 같이 운동부하를 통해 측정 또는 추산된 Vo2max는 과학적인 운동처방을 위한 필수적인 자료로 사용된다(강두희,1995).

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2. 호흡근육의 증가가 NRF- 1에 미치는 영향

Murakami(1998)등은 2주간 트레드밀을 사용하여 지구성 운동을 시킨 쥐와 운동을 실시하지 않은 쥐들과 대조 실험에서 주로 호흡근육(respiratory muscle)을 추출하여, 실험한 결과 지속적으로 지구성 트레드밀 운동을 실시한 쥐들에서 호흡근에서 nuclear respiratory factor- 1(NRF- 1)이 증가하였음을 보고하였다. 이를 다시 분자생물학적인 실험방법을 적용하여, 호흡근육을 조절하고, 증가시키는 유전자가 존재하고 있음을 밝 혀 내었다. 이러한 지구성 운동으로 호흡근육에서 유전자의 증가는 NRF- 1과 RNA processing과의 상호관계성이 있다고 보고하였다. 그러나, 지금까지의 호흡근의 증가 와 관련된 생리학적인 논문에서는 Selkurt (1975)등은 최대 환기 능력(Maximal Voluntary Ventilation, MVV)은 1분 동안 호흡할 수 있는 공기의 총량으로서 MVV를 좌우하는 인자로는 호흡근(respiratory muscle)의 힘, 폐 및 흉곽의 용압량 및 기도와 폐흉곽 조직의 저항 등이 있다고 보고하였다.

Scott & David(1996)는 호흡근의 주된 작용은 흉곽 벽을 고정시키고, 폐 밖으로 gas를 이동시키며, 특히 pH 항상성(homeostasis)과 동맥 혈안의 gas를 유지시키는 기능을 하고 있으며, 그러나 호흡근의 기능이 감소하거나, 질병이 생기게 되면 혈 액 속의 gas와 pH 항상성을 유지시키는 기능을 상실하게 된다고 보고하였다. 또 한, 포유류에서 횡격막(diaphragmatic)은 가장 중요한 흡기 근육이며, 기능적, 대사 적으로 두 가지로 분류된다. 1) 배부위(dorsal) 요추와 연결되어 있고, 2) 늑골 (costal) 부위의 흡기근육은 흉골검상돌기와 붙어 있으며, 갈비뼈의 아래 가장자리 부위에 분포되어 있다(Detroyer et al, 1982; Powers et al, 1990).

특히, 늑골횡격막(costal diaphragmatic)은 전체 횡격막 크기의 70%를 차지하고 있고, 배부 위의 횡격막 보다 높은 산화 능력(oxidative capacity)을 갖고 있다고 한다(Powers et al, 1992; Sugiura et al, 1992). 또한, Power(1994) 등의 최근의 연 구 결과에 의하면 지구성운동을 시킨 결과 늑골 횡격막에서 유해 산소 제거 효소 의 작용을 하는 SOD(superoxide dismutase)가 증가하였다고 보고하였다. 이는 높

(17)

은 산화 능력을 가지고 있는 늑골횡격막에서의 운동이 항산화제(antioxidant)인 SOD를 생성 증가시켜, 산화를 방지하는 역할을 암시하는 하는 것으로 생각된다.

黃等(1981) 운동선 수군에서 비운동선수군에 비해 호흡근의 힘이 더 강하고, 폐 및 흉곽의 용압율이 더 높고, 기도 저항이 더 낮다고 보고하였다. 또한, 白等 (1992)은 축구선수를 대상으로 3개월간 합숙훈련 후 폐활량(VC)가 증가되었고, 그 림- 2에서 보는 바와 같이, 본 연구고찰과 일치하였는데 이는 규칙적인 유산소성 운동으로 호흡근이 비대 되어 호흡 근력이 증가되었기 때문일 것이라 하였다.

Murakami(1998)등은 운동으로 인한 호흡근의 증가에 대하여 선행연구들의 논의를 분 자생물학적인 메커니즘으로 다음과 같은 결론을 내놓았다. 즉, 지구성 운동으로 인한 NRF- 1과 mRNA발현의 호흡근에서 증가되었고, 이는 mitochondria내에서 산화능력 (oxidative capacity)의 증가와 cytochrome의 산화능력(oxidative capacity)의 증가에 기인한다고 하였다.

또한, 김윤수(1998)에 의하면, mitochondria에서 ATP형성에 대한 ATP synthase촉매 부위 결합-변화기전에 관한 고찰을 한다면, Cytochrome은 prosthetic group으로 heme 을 포함하고 있고, iron원자는 전자 전달과정 중 전자를 잃은 산화상태를 되풀이 한다 고 논하였다. 즉, QH2 에서 O2 로의 전자전달에는 5가지의 cytochrome이 작용한다.

FeS와 cytochrome b, c은 전자를 QH2- cytochrome c reductase 복합체를 구성하여, cytochrome c에 전자를 전하고, 환원된 cytochrome c가 전자를 cytochrome a와 a3

를 함유하고 있는 cytochrome c odxiase복합체로 전달한다고 논하였다.

Cytochrome c는 수용성 막 표면 단백질이며, 이들은 cytochrome의 transfer potential 은 순서대로 낮아진다고 한다. 즉, 전자 친화력(redox potential)은 높아진다고 생각된 다.

Murakami(1998)등의 지구성운동으로 인한 NRF- 1과 mRNA발현이 호흡근에서 증가 되었다는 연구결과에 대한, 본 연구자의 고찰로서는 첫 번째로 생각할 수 있는 가능 성은 호흡의 신경성 조절에 있다고 논할 수 있다. 호흡은 두 계통의 별개의 신경성

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조절 기구에 의하여 조절되는데, 하나는 수의적 조절계를 들 수 있다. 이는 대뇌피질 에 존재하며 impluse를 피질척추로(corticospinal tract)를 통하여 호흡운동 뉴론에 전 도한다. 자율 조절계는 뇌교(pons) 및 연수(medulla oblongata)에 존재하는 호흡중추 를 통하여 impulse를 발생하여 척수의 측삭 및 복삭을 경유하여 호흡근의 운동뉴론에 전도된다고 논하였다. 이러한 자율적 호흡은 연수에 존재하며 호흡을 야기시키는 운 동성 뉴론에 의하여 조절되므로 호흡에 관여하는 부위를 일괄하여 호흡중추 (respiratory center)라고 하며, 연수의 호흡중추는 흡식중추(inspiratory center)와 호식 중추(expiratiory center)로 되어 있으며, 흡식중추는 흡식 운동뉴론의 무리로서 이 영 역을 자극하면 흡식이 일어난다. 또한 흡식중추와 호식중추는 서로 완전히 분리되어 있는 것은 아니며 어느 정도 겹치며, 얽혀 있다고 논하였다 (성호경, 1995).

이러한 고찰을 종합하여보면, Murakami(1998)등의 지구성 운동으로 인한 NRF- 1과 mRNA발현이 호흡근에서 증가되었다는 연구결과에 대한 본 연구자의 견해로서는 지 구성 운동으로 인한, 호흡중추에서의 NRF- 1과 mRNA의 발현의 증가 발생할 수 있다 는 가능성을 생각할 수 있다. 차후 연구에서는 호흡중추내의 유전자 조절물질에 대한 보다 깊은 연구가 필요하다고 생각되어지며, 지구성 운동으로 인한 산소섭취능력의 증가가 체조직과 근육세포의 유전물질에 미치는 영향에 대해서는 향후 생리학적인 연 구가 필요하다고 생각되며, 더욱이 지구성 운동으로 인한 산소섭취능력의 증가가 체 조직과 근육세포의 유전물질에 미치는 영향에 대해서는 향후 생리학적인 연구가 필요 하다고 생각된다.

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3 . 지 방 세 포 감 소 가 유 전 형 변 화 에 미 치 는 영 향

Lortie(1984)등은 24명의 일반성인들에게 20주간의 유산소성 운동을 시킨 결과, 최대 산소 섭취량(VO2max)는 증가한 반면에, 체중이 감소하는 결과를 두고, 운동전의 phenocyte(유전형; 외부적 환경에 의해 유전성이 변화는 성질)가 운동 후 변화가 발생하였기 때문이라고 하였다. 즉, 지방세포 내부에 운동이라는 환경 적인 변화 요인 작용하였을 것이라고 하였다. 이러한 결과에 대해 Bouchard,(1984)등은 트레이닝에 영향을 주는 요인으로는 연령(age), 성(sex), 운동경험(previous experiences),

유전형(phenotype), 유전(heredity) 5가지를 들 수 있는데, 이들 변인들 중에서 유전성이 운동에 미치는 영향에 대하여 설명하기가 가장 어려운 경우가 VG *E 이라는 변인이다.

한편, 김태우, (1998) 등은 성인에 있어서 높은 혈청 지질은 심혈관 질환뿐만 아니라, 동맥경화증(atherogensis)을 가속시키는 주된 위험 요소이다.

weinber (1985)등은 혈청 총콜레스테롤(total- cholesterol),중성지방(triglycerides), 저밀도 지질단백질(low- density lipoprotein) 수치의상승이 관상동맥질환과 동맥경화증의 위험을 증가시킨다고 보고하였다.

그러나 고밀도 지질단백질(high- density lipoprotein)은 동맥경화, 심혈관질환을 예방하고, 고밀도 지질단백질은 동맥혈관의 콜레스테롤을 간으로 이동시켜, 쓸개즙으로 합성하여 배설시키는 역할을 함은 물론 호르몬 생성에도 이용된다.

이에 반해, 저밀도 지질단백질은 콜레스테롤을 동맥벽으로 이동시키는 역할을 하므로 혈관 벽에 콜레스테롤을 축적을 증가시킨다. 따라서 고밀도 지질단백질 이 증가할수록 관상동맥질환의 위험이 낮아지는데, 반해서 저밀도 지리단백질 이 증가할수록 이 질환의 위험이 높아지게 된다(miller,1975).

또한 규칙적인 유산소성 운동은 고밀도 지질단백질의 수치를 증가시킨다고 알 려져 있다. 특히, 지구성 유산소 운동 즉, 마라톤, 중장거리 달리기 등은 고밀도 지질단백질을 증가시키는 중요한 因子라고 한다(huttuen et al., 1979;pelton et al., 1981). 그러나 Lipson 등(1980), Allison 등(1981)은 지구성 유산소 운동은 고밀도 지질단백질을 증가시키지 않는다고 하였다. 그러나, 많은 연구자들은 지

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구성 운동선수들과 운동을 하지 않는 성인들에 비해 고밀도 지질단백질이 증가 되어 있으며, 이와 동시에 중성지방(triglycerids), 총 콜레스테롤, 과 저밀도 지 질단백질(L이)이 감소되어 있다고 하였다. 그러나, 많은 선행연구들은 서구인들 을 대상으로 연구결과이며, 특히, 우수한 엘리트 선수들의 비교연구가 빈약하 고, 뿐만 아니라, 고밀도- 지질단백질이 성분을 세분화한 연구와 지질단백질- 분 해효소(lipoprotein- lipase,LPL) 들을 첨가시킨 연구는 전무한 상태임을 착안하 여, 본 연구에서는 우수한 엘리트 중장거리 선구들과 정상인들과 지질단백질

(lipoprotein)과 지질단백질- 분해효소(LPL)의 대사를 비교 분석하였다.

본 선행 연구에서 특히, 지질분해효소(lipoprotein- lipase, LPL)작용이 대조군 보다 중장거리 선수군이 유의하게 증가되어 있었고, Lithell(1981)등은 일반인을 대상으로 심폐지구성 운동을 시킨후 12시간동안 골격근(skeletal muscle)에서의 LPL 작용이 증가되었다고 하였으며, T askinen (1980)등도 10명의 우수한 엘리 트선수를 대상으로 지방조직(adipose tissue)과 골격근의 표본조사를 실시한 결 과, 정상 성인들의 2- 3배정도 LPL 작용능력이 향상되었다고 하였으며, 본 연구 와 선행연구들을 종합해 보면, 심폐지구성 운동은 근육과 지방조직에서의 지방 분해작용(lipolytic activity)을 증가시킨다고 생각된다.

또한, Mark (1984) 등은 마라톤 경기전과 후의 비교연구에서 LPL작용은 운동량 이 증가함에 따라 LPL의 작용도 증가하며, 이에 따라서 중성지방(T G)을 감소 시켜, 다시 말해서 운동량에 증가에 LPL 의 작용능력과 증가할수록 중성지방 의 감소하는 역 상관관계를 나타낸다고 하였다.

이러한 상관관계를 부연해서 설명하자면, 모세혈관의 내피세포의 표면에 조직 과 결합된 중성지방을 LPL이 가수분해시키는데, 심폐지구성 운동은 이러한 LPL의 가수분해 작용을 촉진시켜서, 중성지방의 수치를 보다 많이 감소시키는 것으로 사료된다. 특히, T an (1977)등은 골격근의 LPL작용은 근원섬유( fiber)의 산화대사(oxidative metabolism)능력과 밀접한 관계가 있고, 이것은 지근섬유에

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서는 LPL의 작용능력이 높게 나타나고, 백근섬유에서는 낮게 나타낸다고 하였 다. 한편, 본 선행연구에서는 HDL- C농도가 대조군 보다 운동선수군이 높게 나 타났는데, 이러한 결과에 대해서 Nikkila(1989), T askinen (1980) 등은 지구성 운 동선수들이 운동을 하는 동안 지질(lipid)을 에너지로 이용하는 능력이 향상되 어 있는데, 이러한 대사에 관여하는 因子로는 조직에서의 LPL작용능력이 향상 되어, 이와 동시에 HDL- C 증가로 인하여 중성지방을 감소시킨다고 한다.

본 연구자는 아마 지구성운동이 직접적으로 LPL(지질단백질- 분해효소) 작용에 영향을 미치는 것으로 생각된다. 본 연구자의 동조하는 Lithell(1979) 등도 1시 간동안 실험자의 운동능력 100% 정도로 bicycle exercise 시킨 결과 지방조직 과 근육에서의 LPL 작용능력이 급격히 증가했다고 하였다. 그리고, Liposon (1980), Allison (1989) 등들은 운동강도(exercise intensity)에 비례하여 HDL과 LPL이 증가하며, 운동강도가 낮은 심폐지구성운동은 HDL과 LPL의 증 가에 영향을 주지 않는다고 하였다.

특히, willam (1983) 등은 심폐지구성 운동으로 인한 체중감소는 단지 운동 그 자체의 하나의 변인으로 인한 변화라기 보다는 지질단백질(lipoprotein)과 LPL (지질단백질- 분해효소) 작용능력의 변화라고 하였다. 이러한 주장을 뒷받침 할 만한 연구보고로는 Schwartz(1981) 등은 비만 남성의 16kg 체중감량을 분석한 결과 남자의 혈액 속에서의 10mg/ dl 의 HDL- C이 증가하였고, 더불어 LPL이 4배나 증가하였다고 하였다. 본 선행연구를 통해서 알 수 있는 것은 여러 선행 연구를 고찰해봄으로써 체중감량이 운동 그 자체에 영향이기보다는 즉, 독립적 작용이기보다는, LPL 작용을 통한 상호 의존적인 이라는 것이다. 이러한 작용 을 설명할 만한 최근의 연구로는 Lawerence(1996) 등은 운동을 하는 동안 근 육에서의 중성지방 대사 조절은 두 가지 중요한 효소가 관여하는데, hormone- sensitive lipase(HSL)과 lipoprotein lipase 인데, 특히 HSL은 골격근 의 중성지방의 지방분해(lipolysis) 조절에 관여하는 因子들에 대하여서는 확실

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히 밝혀진 바가 없다. 한편, LPL은 골격근을 포함한 여러 가지 조직에서 분비 되고, 합성된다. 그리고 이두가지의 HSL과 LPL의 조절은 cAMP cascade에 의 해서 조절된다. 그러나 지금까지의 연구결과로 밝혀진 것은 LPL 작용은 지구 성 운동으로 증가된다는 것이다.

그러나, 위에서 선행연구에 대하여, Russel,(1996)등은 지구성 운동으로 인한 지질단백질- 분해효소(lipoprotein- lipase,LPL)들의 증가는 분자생물학적인 원인 으로는, 지구성 운동이 hepatic fatty acid(FAS)유전자들을 발생을 촉진시킨다 고 보고하였다.

Bouchard,(1984)등은 Vp 즉, 최상의 운동능력은 VP = VG + VE + VG *E + e, 에서 VG *E 는 유전형질이 지구성 운동(endurance exercise)에 상호의존적이며, 이러한 영향 은 지구성 운동이라는 환경 적인 요인이 신체기관의 민감도(sensitivity)를 증가시키는 결과를 도출하게 된다고 하였다. 아마도 본 연구자의 생각으로는 VG *E 변인은 유산소 성 대사능력(aerobic work metabolism)과 지구성 운동으로 인한 세포내의 중심가설

(central dogma)의 변화를 나타내는 것이라고 생각된다〈fig - 1>.

F ig - 1. 지구성 트레이닝으로 인한 변화 할 수 있는 요인들

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Ⅲ.저항성 운동이 유전자 조절물질들에 미치는 영향

1 . 저 항 성 운 동 과 단 백 질 형 성

생명체의 분자구조를 연구하는 방법을 알기 전에는 신체의 모양과 기관의 물리적 유 사성에 의존하여 서로 다른 두 가지 종의 상관관계를 결정, 유추했는데 모든 동식물 들이 공통적으로 갖고 있는 유전물질인 DNA를 하나하나 분석할 수 있게 됨으로써 상식적인 유추를 보다 정확한 진상에 도달할 수 있게 되었다.

일종의 청사진인 DNA는 생물체의 성장과 진화 및 생물체가 입은 손상의 회복 그리 고 일상생활에 필요한 셀 수 없는 많은 상이한 분자들을 만드는 방법의 토대가 되는 일련의 지시들로 이루어져 있다. DNA는 인간의 유전정보이며, 고정된 것이 아닌, 외 부적인 환경들의 변화인 것이다. 예를 들자면 시대에 따라서 먹던 음식의 차이가 있 기 때문에 사람의 키는 옛날 사람들보다 더 커졌고, 요즘 태어난 아이들이 더 영리한 데 우리가 먹고 있는 음식에 의해서 신체적 변화가 일어났다고 생각할 수도 있다. 앞 에 논한 것은 다시 말해서, DNA.는 영속성과 변이성이라는 양면성을 지니고 있는데 (Jonathan., et al.1998), 생물은 종족번식의 본능을 DNA에 실어 1차적으로 실현하지 만, 한편으로는 지구환경의 변화에 적응하기 하기 위해 매우 서서히 변하고 있다고 볼 수 있다.

박태규(1987)등에 의하면, 단백질의 구성성분 중에는 인체내의 화학반응의 속도를 빠르게 하는 효소 그 자체도 일종의 단백질인 것이다. 우선 체내에서 일어나는 화학반응의 촉매 역할을 지니는 한무리의 단백질로서 이것을 효소(enzyme)라고 한다.

촉매란 그자신은 화학변화를 받지 않으면서도 어떤 화학반응을 촉진시키는 작용을 말한다. 또한, 단백질은 우리 인체내에서의 이물질즉, virus등의 감염을 퇴치하는 데 도움을 주는 항체, 화학적 메신저 역할을 하는 대부분의 호르몬과 단백질이 있는데 이를 자세히 부연 설명 하자면,우리 인체는 자기의 체성분이 아닌 것, 즉 이물질이

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칩입하면, 그 이물질에 특이하게 결합하는 단백질이 만들어지는데, 이것을 항체(antibody)라고 불리는 단백질을 만들어 낸다. 이항체는 이물질을 식별하는 능력도 있으며, 인체 내에는 약 2만 5000종의 단백질이 있지만 과학자들은 그 중 2%

밖에 확인하지 못 했다. 항체와 면역반응 생물체의 종에 따른 단백질의 특이성에 관하여 고찰해 보면,김윤수(1995)는, 단백질이 생물의 종에 따른 특성을 가지고 있음을 보여주는 대표적인 예로서 항체 면역globulin을 들 수 있다. 척추동물에 이물질인 단백질이나 고분자 물질을 투여하면 그 동물의 혈청이나 어떤 세포 내에 항체가 형성되는데, 이때 투여된 고분자 이물질을 항원이라고 부른다. 이렇게 해서 만들어진 특정한 항체분자들은 그 항원과 결합하여 항원- 항체 복합체를 형성한다고 논하였다.

또한, 면역반응은 면역학의 전 분야에 걸쳐 기초가 되고 있으며, 어떤 특 정한 전염병에 대한 면역은 그 병원균이나 viru s의 일부분인 고분자 물질 을 소량 주사하며 얻어 질 수 있으며, 어떤 이물질인 항원에 대하여 생긴 특정한 항체 또는 면역 globulin은 오랫동안 혈액 내에 지속적으로 존재 할 수 있다. 그리고 만일 같은 병원균이 혈액이나 임파에 재칩입할 경우 이를 특정한 항체들은 병원균인 항원물질과 결합하여 이들을 죽이거나 활 성을 없게 만든다.

이러한, 면역반응은 오직 척추동물에서만 일어나고 있으며, 생물학적 진화 과정에서 볼 때 최근의 산물인 것으로 생각되어진다. 항체는 항원이 가지 는 구조적 특징에 따라 특이하고, 그 구조에 들어맞는 결합부위를 가지고 있으며, 보통 항체 분자는 두 개의 결합부위를 가지고 있어서 항체와 항 원 분자들이 입체적인 격자 모양으로 결합 할 수있다. 이렇게 결합된 후 혈청으로부터 결국 침전되는데 이를 precipitin이라고 한다. 항체는 이물질 인 단백질에 고도의 특이성을 가지고 있으며, 이와 같이 단백질에 관한 선행연구의 고찰의 결과 다음 몇 가지 중요한 결론을 얻었다.

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첫째, 같은 종에 존재하거나 기능이 서로 다른 단백질은 서로 다른 항체 를 만들어 낸다. 둘째, 서로 다른 종에 존재하는 비슷한 단백질은 면역학 적으로 동일하지 않다.셋째, 항체의 특이성은 계통발생학적인 관계를 가진 다. 즉, 가까운 종에 존재하는 비슷한 단백질은 관계가 먼 종에 존재하는 이들 단백질과 비교할 때 면역학적으로 서로 비슷하다. 따라서 말의 hem oglobin을 토끼에 주사하여 생성시킨 항체는 말의 hem oglobin과 제일 잘 결합하고, 말에 가까운 종인 얼룩말, 소, 돼지 등에 존재하는 hem oglobin과도 역시 결합하지만, 설치류, 조류, 양서류 등에 있는 hem oglobin과는 거의 결합하지 않는다고 논하였다.

그리고, 우리 인체내에는 결합단백질이나 운반단백질도 특정 물질을 식별하여 결합하는 성질을 지니고 있다. 그리고, 대표적인 운반단백질에는 헤모글로빈

(haemoglobin)이 있다. 헤모글로빈은 혈액속에 있는 붉은 색깔의 단백질로서 즉, 산소가 많이 있는 폐에서 산소와 결합하여 혈관을 통해 온 구석구석까지 조직까지 산소를 운반해 간다.

또한 생체를 움직이는 단백질인 수축단백질이 있는데, 즉, 동물은 가장 두드러진 특징은 움직이는 일인데, 움직인다는 것은 살아있다는 것의 증거이기도 하다.

한편, 동물이 움직이는 근원은 단백질이며, 즉 근육을 구성 하고 있는 것은

미오신(myosin), 악틴(actin), 트로포닌(troponin), 트로포미오신(tropomyosin)등 으로 불리는 단백질이다. 근육의 세포 중에는 미오신은 굵은 실모양의 구조를, 또 악틴은 가느다란 실모양의 구조체를 형성하고 있다 .

근육이 수축하는 것을 설명하자면 미오신의 굵은 실이, 악틴의 가느다란 실을 끌어당기는 - - -또는 표현을 달리하면, 가느다란 실이 굵은 실과 실 사이로 미끄러져 들어가기 때문이라고 설명 될 수 있다. 단백질은 주로 탄소, 수소, 질소 및 산소로 이루어진 아미노산으로 구성되어 있고 현재까지 밝혀진 바로는 모든 생명체에 존재하는 단백질은 약 20종의 아미노산으로 구성되어 있으며 아미노산은

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펩티드결합(peptide-bound)에 의해 서로 연결되어 있고 펩티드 연결의 고리들이다.

펩티드 중 많은 것들이 시신경상, 시상하부, 뇌 속의 뇌하수체 등과 위 근방에 있는 췌장에 의해 분비되며 펩티드가 무슨 일을 하고 어떻게 그런 독특한 작용을 하는지에 대해서는 아직 정확히 알려지지 않고 있다.

이론에 따르면 펩티드(peptide)는 하나의 특정한 수용체로써 하나의 단백질 또는 호르몬에만 들어맞도록 만들어진다는 것이며 일단 결합이 이루어지면 펩티드는 일련의 화학작용을 시작해서 효소를 활성화 시키고 효소는 인체의 필요에 따라 적절한 단백질을 생산하도록 세포에 메시지를 보낸다는 것이다. 펩티드 약 중에는 당뇨병 치료에 사용되는 인슐린, 성장호르몬 인 소마토트로핀, 어머니의 모유생산을 돕는 옥시토신 등이 있는데 약품용으로 사용 할 수 있는 인체 펩티드를 충분히 추출할 수 없었는데 1970년대에 화학자들은 펩티드사슬의 첫 번째 아미노산을 작은 수지와 결합시킴으로써 인공펩티드를 만들어 냈고 불필요한 아미노산을 씻어낸 다음 두 번째 아미노산을 첫 번째 아미노산과 연결시켜서 완전한 사슬이 만들어질 때까지 이 같은 과정을 반복해서 완성했다. 또한 천연 펩티드를 복제할 수 있을 뿐 아니라 아미노산의 배열을 바꿔 중요한 변화를 일으켜 천연 펩티드가 가지지 못한 특성인 화학적 작용이 지속되는 성질 등을 부여할 수 있게 되었다.

DNA는 동물이나 인간 세포의 핵에만 들어 있는 것이 아니다. 인체의 물질대사 (음식을 에너지와 세포조직으로 전환시키는 작용)를 조절하는 미토콘드리아는 세포핵의 염색체와는 전혀 상관없는 독자적인 DNA를 통해 유전되는데 이런 미토콘드리아가 어머니에게서만 유전된다는 사실이다. 그럼 DNA에 돌연변이가 일어나지 않는 한 아기의 미토콘드리아는 어머니의 것과 동일하다. 그럼 시대에 따라서 먹던 음식의 차이가 있기 때문에 사람 키는 옛날 사람들보다 더 커졌고 요즘 태어난 아이들이 더 영리한데 우리가 먹고 있는 음식에 의해서 신체적 변화가 일어났다고 생각할 수도 있다. 그리고 또 DNA는 영속성과 변이성이라는 양면성을 지니고 있는데 생물은 종족번식의 본능을 DNA에 실어 1차적으로 실현하지만,

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한편으로는 지구환경의 변화에 적응하기 위해 매우 서서히 변하고 있다. 지구환경 중 자연방사선, 자외선, 그리고 수많은 변이유도 화학물질들에 노출되면서 DNA 내의 유전문자들은 서서히 바뀌었다. 또한 번이 생물과의 교접이나 타 생물의 침입 등 생물학적인 요인에 의해 DNA가 바뀌기도 한다, 물론 생물은 변환된 DNA 문자를 원상 복구하는 기능을 가지고 있어 대부분 DNA변이는 자체적 교정되지만 일부는 교정되지 못하고 그대로 남아 있는 경우가 있다. 이것이 돌연변이다. 일반적으로 1백 만개 중 하나의 확률로 변이가 발생한다고 한다. 그렇게 바뀌어진 유전문자는 바로 영향을 주어 유전병과 같은 형태로 발전해 그 생물을 도태시키는 경우가 대부분이다.

그러나 때때로 돌연변이가 생물의 생육에 전혀 영향을 주지 않거나, 더욱 강건하게 만드는 경우도 있다. 이러한 긍정적인 돌연변이의 발생은 간혹 관측되는 현상으로 생물진화의 원동력인 셈이다. 환경적응을 위한 제2생존방안이라고 해석할 수 있다.

DNA 변이는 생물 내에 계속 축적된다 수백 - 수 천년의 짧은 기간에는 그대로 유지되는 것처럼 보이지만, 수만 년 이상의 세월이 지나면 생물의 모습에 뚜렷이 차이가 생겨 새로운 생물 종으로 구별된다.

DNA을 알기 위해서는 진화에서부터 유전자 조작까지의 과정을 알아야 DNA에 대해서 조금 잘 알 수 있을 것 같아서 진화에서 부터 유전자 조작까지 논하자면, 진화에 대해서 생각해보면 사람의 항체와 같은 V(D)J 재구성과 RAG1/ 2효소들은 아주 원시적 인 뱀장어 같은 턱없는(무악) 생선이나 무척추동물에서는 발견되지 않고 턱이 있는(유악) 생선이후 포유류를 비롯한 모든 고등동물에서 발견된다.

RAG1/ 2전위기능의 발견 은 약 4억5천만년 전 유 악 생선이 분화 된지 얼마 안 되어 침입한 전위자 DNA가 모태가 되어 오늘날의 면역 체계가 진화하였다는 것을 시사하는 것이다.전위자 DNA는 이기적 DNA의 대표적인 것이라고 할 수 있지만 이러한 요소들이 단순히 존재하지 않고 RAG1/ 2 전위자 같이 숙주와 절묘한 작용으로 새로운 복잡한 생물의 진화에 기여한다는 것을 알 수 있으며 사실, 면역시스템이 고등생물의 생존에 대한 절대적이란 것을 감안 한다면 사람의 존재도 태고적 RAG1/ 2

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전위자가 생선의 배 세포를 침입한 덕이라고 할 수 있겠으나 그러한 진화의 과정에서 DNA는 신체적 유전을 좌우하는 염색체를 통제하며 생식 세포 들이 분열하여 난자와 정자를 만들어 낼 때 그 각각의 DNA가 반감하여 나머지 절반이 재결합 하여 단일 염색체 구조를 만들게 된다. 이때 세대간의 신체적 변이가 일어나게 되며 이때 복제 과정의 실수로 한 가계가 완전히 새로운 특질인 돌연변이가 나타나게 될 수도 있다.

그러면 예를 들어, 지구환경을 저항성운동(resistance exercise)에 대입하여 비교하여 보기로 한다면, MacDougall(1986), McDonagh(1984) 과 Tesch(1987)등은 저항성운동 은 근력과 근비대(muscle hypertrophy)를 유발하는 원인으로 근육 크기의 증가와 동 반하여, 단백질 생성(Protein synthesis)이 증가한다고 하였다. DNA는 3가지 역할을 하는데, 자기복제, 단백질 형성, 형질변화 시킨다고 한다. 다시 말해서 이는, DNA와 RNA양이 증가되었다는 것을 시사한다. 예를 들자면, 저항성 운동으로 인한 성장 호 르몬(growth hormone, GH)의 증가에 따른 체지방(body fat) 감소와 무지방(lean body mass)의 증가 효과(Bhler et al., 1989; Crist et al., 1988; Fiataron., 1990; Heinrich et al., 1990; Mazess et al., 1990)와 같은 결과라고 생각된다. 그러면 서론에서 논한바와 같은 DNA 자기 복제기능이 영속성의 영역이라고 한다면 단백질형성과 형질변화는 외부적 환경에 의한 변이성이라고 생각된다.

운동 생리학적인 예를 들자면 Tarnopolsky (1991) 등은 남자 축구선수들을 고강도의 저항성 운동을 시킨 결과 비복근에서의 단백질 생성이 운동전보다 25-30%로 증가되 었다고 하였고, Waterlow(1978)등 저항성 운동으로 인한 RNA의 양의 증가는 작용능 력과 상관관계가 있고, 이는 근육세포에서의 RNA작용의 증가를 동반하여, 근단백질 생성을 증가시키는데, 이러한 요인으로는 외부적 환경 즉, 저항성 운동으로 인해서 근 세포내의 mRNA가 Ribosome의 polypetide의 합성을 자극시킨다고 한다.

한편으로 Laurent (1978), Woong(1990),Booth(1990)등은 색다른 보고를 하였는데, 저 항성운동 즉 웨이트 베어링 운동은 분명히 근세포의 mRNA의 양과 작용을 증가시키 는데는, 후전사(posttranscriptional)기능이 중요하다고 하였는데, 본 연구자의 견해로서

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는 이는 저항성 운동으로 인한 근육의 과부하로 인해서 일시적으로 근육의 단백질 합 성이 증가되는 것이 아니라 1-2일 정도 시간이 경과되면 DNA 에서의 mRNA를 생성 시키는 분자신호(molecular signals)들이 증가되는 것으로 생각되며, 이는 즉, 운동으 로 인한 mRNA가 보다 많은 단백질 생성작용을 촉진시키는 결과를 초래 한 것으로 생각된다.

2 . 저 항 성 운 동 과 RN A 전 사 작 용

선행연구들을 고찰한 결과 운동으로 인한 D N A의 형질변화와 단백질의 증가는 운 동이라는 환경 적인 복합성에 따라 달라지는 것으로 생각되는데,. 이러한 고찰을 종합 해보면, 저항성운동은 D N A를 자극하여 mRNA 후전사를 촉진시켜 근세포, 체조 직의 형질단백질 변화에 영향을 주는 것으로 생각된다. 이러한 선행연구에 있어서 단 백질 생성의 증가를 이러한 선행연구의 고찰에 대하여, 권철웅,(1998)등은 각 운동 종 목별 역도부, 펜싱부, 일반 체육대학 학생들간의 골밀도 실험결과, 상지에서의 골밀도 가 역도선수들이 가장 높게 나타났다고 보고하였다. 운동은 골밀도(Bone mineral Density; B. M. D)를 높이며 연령증가에 따라 골밀도 약화를 방지할 수 있으며 골 절을 줄일 수 있다(Karlson, 1993). 인간과 동물을 대상으로 한 실험에서 운동은 골밀도를 증가시키는 것으로 보고하고 있으나, 골밀도를 증가시키는 가장 적합한 운동의 형태와 강도에 대해서는 아직 완전히 규명되지 않았다(wolman, 1991;

Marcus, 1992). 동물을 대상으로 한 실험에서 골밀도의 변화를 가져올 수 있는 활 동의 역치는 아주 낮은 운동 부하에서 일어나며, 높은 부하에서는 나타나지 않는 다고 하였다(Rubin, 1984). 그렇지만 이와는 반대로 인간을 대상으로 한 실험에서 운동선수들의 수행하는 강도 높은 운동은 골밀도를 높일 수 있다고 하였다(Nilson, 1971). 유산소 운동능력과 골밀도 사이에도 직접적인 관계를 보여주었다. Chow (1986)는 31명의 폐경후 여성들을 대상으로 하였을 때, 최대산소섭취량과 인체의 총 칼슘농도사이에 유의한 상관관계가 있다고 하였다.

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그리고 Pocok(1986)는 폐경전 여성 38명과 폐경후 여성 46명을 대상으로 대퇴경부 (femoral neck)와 척추 요부(lumbar spine)를 측정한 결과 최대산소섭취량과 골밀 도사이에 유의한 있음을 발견하였다. 그렇지만 Dalsky (1988)는 직접측정의 결과 최대산소 섭취 량과 척추요부(lumbar spine)의 골밀도사이에 상관관계가 없음을 보여주었다. 이와 유사하게 wolman(1991)은 지구성 달리기 선수, 댄서, 조정선수, 그리고 대조군을 비교한 연구에서 지구성 달리기 선수들이 가장 높은 골밀도를 보 였으며, 댄서와 조정선수들은 대조집단과 차이가 없었다고 하였다. 그러나 골밀도 가 가장 높은 지구성 달기 선수들이 가장 높은 유산소 능력을 가지고 있음에도 불 구하고, 최대 산소섭취량과 피질골밀도 사이에 어떤 관계를 보여주지 않았다고 하 였다. 그러므로 유산소 훈련 그 자체가 골형성을 자극하지 않는다는 것을 의미한 다. 즉, 운동량 이외에 부하의 정도가 골밀도에 영향을 미친다. 가장 높은 골밀도 를 가지고 있는 지구성 달리기 선수들은 1주에 70mile이상 달리며 자신의 체중을 가지고 운동을 수행한다. 이것은 하지에 대한 상당한 순환적 부하(cycling loading) 를 주게 된다. 대조군과 유사한 골밀도를 보인 댄서들도 체중을 지니고 운동을 하 지만 그들 대부분의 활동이 10%이하의 도약 동작과 협응성, 평형성, 그리고 유연 성으로 구성된 느린 동작이어서 순환적 부하의 양은 훨씬 적다. 조정은 주로 부하 를 지니지 않는 활동이다. 그러나, 서구의 운동선수들과 일반인들을 대상으로 골밀 도를 비교 분석한 선행연구는 많은데 비하여, 우리 나라의 연구로는 이계영 등 (1994)이 야구, 체조, 수영, 일반학생들을 대상으로 한 골밀도 횡단 연구에서는 체 조선수는 팔, 척추, 늑골의 골밀도가 야구, 수영, 비교군 보다 높고 야구선수는 다 리, 골반 골밀도가 높았으며, 요추, 늑골의 골밀도가 높았으며, 요추, 총 골밀도는 체조선수군과 야구선수군이 비교군에 비해 유의하게 높았으나 수영선수군은 비교 군과 차이가 없었다고 한다. 강도 높은 신체활동시 심혈관계가 가장 빠르게 반응 하는 반면에 근육은 비교적으로 느리게 반응하며, 골밀도가 가장 서서히 반응한다 고 한다(hickson, 1981). 이러한 변화는 여러 가지 호른몬적 상호작용, 체중지탱의

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증가, 골에 작용하는 근육 활동적 힘을 통하여 이루어진다(lanyon, 1987). 자극이 골 막에 가해질 때, 부과되는 압박을 감소시키는 위하여 골의 직경이 증가되거나 골밀도가 높아진다(rabb, 1991). 이것은 운동집단이라 할지라도 운동시 수동적인 동작에 제한되는 신체분절의 골밀도는 운동에 영향을 받지 않은 것을 의미한다.

이러한 결과는 운동이 골밀도를 향상시킨다는 선행연구는 주로 대퇴골두나 요추를 중심으로 하였고, 주로 듣는 쪽이 대상이 된 것도 이 연구결과의 차이라고 생각된 다. Nilsson(1971)은 운동선수의 대퇴골간(femoral shaft) 부위의 골밀도가 비운동 선수의에 비하여 높다고 하였으며, Orwell등(1987)도 남자 수영선수들은 척추 (spine)와 요골(radius)의 골밀도가 같은 연령의 운동하지 않은 동료들에 비하여 높다고 하였다. 뿐만 아니라 Block 등 (1987)은 강도가 높은 신체활동에 습관화된 운동선수들은 비운동선수들에 비해 연령, 골격부위에 관계없이 높은 골밀도를 보 고한 바 있으며, 1989년에 수구선수와 웨이트 트레이닝집단, 그리고 운동하지 않은 집단을 대상으로 한 연구에서도 운동선수가 비운동선수에 비하여 평균 척추(spine) 18.0%, 둔부(hip) 9.0%로 골밀도가 높다고 하였다. 골밀도는 선행연구의 결과에도 보는 바와 같이 신체활동의 정도에 의존하고 있음을 시사한다. 하지와는 다르게 상지에서 대조군의 골밀도가 펜싱부와 탁구부 보다 높게 나타난 이유는 다음과 같 이 분류할 수 있다.

첫째, 각 운동의 특성과 관련이 있는 것 같다. 장거리 선수나 수영 선수와 같은 지 구력이나 무게를 지니지 않는 스포츠는 골밀도의 증가를 가져오지 않는다고 하였 다(suomine et al., 1993). Sknaki 등(1989)도 무게를 지니지 않는 허리운동( back exercise) 프로그램을 2년간 수행한 결과 배근력은 향상되었으나, 척추의 골밀도 차이는 없었다고 하였다. 그는 운동 후에도 척추의 골밀도의 차이가 나타나지 않 은 것은 불충분한 부하에서 온 결과라고 하였으며, 실험대상들이 수행한 운동부 하는 그 부위의 근지구력은 향상시켰지만, 근력의 향상은 없다고 하였다. 또한, Laura 등(1989)은 청년기에 근형성운동을 1년동안 정규적으로 수행한 후 골밀도

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(BMD)를 측정한 결과 비운동집단과 비교해 보았을 때 척추요부(lumber spine), 대퇴 전자부(trochander), 그리고 대퇴경부(fermoral neck)에서는 골밀도가 높았지 만 요골중간부(mid-radius)에서는 차이가 없다고 하였으며, 중량이나 체중이 부과 되는 부위에 골량을 증가시킬 수 있다고 하였다. 그리고 Karlson (1989)은 역도선 수의 전신을 대상으로 한 연구에서 대조군에 비해 다른 골격 부위의 골밀도는 차 이를 보였지만 역도선수의 머리부위의 차이는 발견할 수 없었다고 하였다. 이것은 머리를 제외한 다른 부위의 높은 골밀도는 훈련의 결과이며, 어떤 유전적이거나 어린시절동안 다른 요인으로 골밀도가 높아진 것이 아니라는 것을 의미한다. 머리 부위는 역도운동을 하는데, 있어 훈련되지 않는 유일한 부위이다. 따라서, 본 연구 에서는 상지의 골밀도가 하자와 다르게 나타난 원인은 하지부위는 체중이 부과되 고 비교적 부하를 많이 받는 부위인데 반하여, 상지는 이러한 부하를 받지 않는 운동특성에 의한 것으로 생각된다. Huddleston 등 (1980)도 훈련 후에도 요골중간 부의 골밀도가 차이가 없었는데. 이것은 이 운동의 빈도가 골밀도의 증가에 영향 을 미치기 때문에 훈련의 강도가 충분하지 않은 것에서 온 결과라고 보고한 바 있 다. 일부 연구는 운동선수들과 비교집단사이에 유의한 차이를 발견할 수 없었거나 (heinomen,1993). 수영 선수들과 장거리선수들의 경우 비운동집단 보다 요추 (lumber spine)의 골밀도가 낮았다고 보고하였다. 그러므로 탁수 선수의 듣느쪽 상 지골밀도가 가장 낮게 나타난 것은 비록 주로 사용하고 있지만 동작 자체가 골밀 도를 증가 시킬수 있는 역치 이상의 강도가 아닐 가능성을 뒷받침한다.

둘째, 주로 탁구 선수들이 사용하는 팔은 듣는 쪽의 견갑부위 (proximal humorous)이나 본 연구에서는 요골과 척골말단부위(distal ulna)의 골밀도를 측정 한 것이 탁구부가 대조군 보다 골밀도가 저하된 원인이 될 수도 있다. 실제로 이 부위는 탁구 운동의 특성상 부하를 되도록 주지 않는 상태에서 운동을 하여야만 우수한 경기력을 발휘할 수 있으며 원심성 운동이 이루어지는 곳이기도 하다.

셋째, 대조군의 골밀도가 높은데서 기인한 것일 수도 있다. 본 연구에 선정된 대조

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군을 운동을 하지 않는 비운동집단으로 선정하였으나, 개인적으로 이른 시기에 운 동 활동에 평소에 많이 참여하거나 운동과 관련된 클럽활동에 참여하고 있는 체육 전공 학생들로서 일반인들 보다 골밀도가 높을 가능성이 있다.

그러나 안듣는쪽 하지는 역도부 다음으로 탁구부가 높았으며, 펜싱부가 가장 낮았 다. 상지의 운동종목간의 골밀도 비교에서는 듣는쪽, 안듣는쪽 모두 역도부, 펜싱 부, 탁구부의 순이었다. 탁구부와 펜싱, 역도부의 골밀도가 다르게 나타난 것은 운 동 종목이 다름에 따라 골밀도 또한 다르게 나타남을 의미한다. Suominen등 (1989)은 연령, 성별, 참여하고 있는 운동의 형태 그리고 부하를 받는 골의 위치에 따라 골밀도나 골면적 향상비율이 다르다고 하였다. 그리고 Nillsson과 Westin (1971)은 다양한 스포츠에 종사하고 있는 엘리트(top- rank) 운동선수들을 대상으로 대퇴골(dis femur)의 골 미네랄 함량을 조사하였다. 골비대의 양은 하지의 활동부 하와 비례하였다. 즉, 축구선수의 순으로 골밀도가 높음을 보고하였다. 다음으로 투척과 달리기 그리고 축구선수의 순으로 골밀도가 높음을 보고하였다.

또한, Wolman(1991)등은 스포츠 종목에 따라 골밀도는 다양하며 지구성 달리기 선수의 골밀도는 조정선수(rower)와 대조집단 보다 높았으나, 조정선수와 대조집 단간에 차이는 없었다고 하였다. 이것은 부하가 높은 운동일수록 골밀도가 높음을 추측할 수 있으며, 본 연구에서는 역도다음으로 펜싱, 탁구 순서로 나타난 것은 운 동강도 또한, 이러한 순으로 강하다는 것을 추측할 수 있다. 안듣는쪽 하지에서 듣 는 쪽과 다르게 탁구부가 높게 나타난 것은 이 부위의 운동 부하가 탁구부가 높을 가능성이 있다는 것을 암시한다. 끝으로 골은 건강한 신체를 유지하는데 아주 중 요한 역할을 하며, 이러한 골의 기능은 운동을 통하여 개선시킬 수 있는지를 본 연구에서는 조사하면서 다음 연구에서 바라는 것이 있다면, 근력, 호르몬, 골대사 지표와 같은 변인 또는 골밀도에 영향을 미치므로 앞으로의 연구에는 이러한 항목 들을 추가도 고려 되야 하며, 본 연구는 3개 종목으로 한정되어 있지만 운동특성 이 다른 운동종목도 추가하여 연구할 필요가 있다고 생각된다.

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즉, 저항성운동으로 인해서 발생하는 근비대와 단백질 생성의 증가는 분자생물학의 중심가설인 "central dogma"의 측면으로 생각하게 되었다. 즉, DNA는 RNA를 만들고 이 과정을 전사(transcription)라 하고, R. N. A는 Protein을 만드는 과정을 번역 (translation)이라 한다. 이러한 중심가설을 생각해볼 때 근육의 비대현상은 쉽게 이해 되어진다고 볼 수 있다.

더욱이, 이러한 선행연구의 고찰을 볼 때, 저항성 운동이라는 자극을 통해서 근세포 의 내에서의 DNA의 변화로 인해서 RNA의 작용이 증가되어 단백질 생성을 촉진한다 는 본 연구자의 고찰결과의 도출과 Wong(1990)과 Booth(1990) 등도 저항성 운동이 RNA 의 전사작용(transcriptional activity)을 향상시키고, 단백질을 만드는 번역작용을 자극 하여(translating existing) 근육의 작용이 변화하고, 근 비대가 발생한다는 실험결과를 비추어 볼 때 본 연구의 선행연구 고찰 결과와 동일함과 동시에 가설이 아님을 알 수 있었다.

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Ⅳ.실험방법의 차이에 따른 운동과 유전물질들에 미치는 영향

1 PCR 실험방법

1) P CR (P oly m eras e Ch ain Re action )실 험 방 법

PCR은 유전자의 발현여부 검색에도 많이 이용되는데, 조사하고자하는 세포에서 RNA를 분리하여 reverse transciptase로 cDNA를 만들고 이를 template로 하여 조사하고자하는 유전자의 primer로 PCR 하는 것으로 이를 RT PCR이라 한다.

최근에는 human genome project에도 활발히 이용되어 random primer로 RT PCR을 이용하여 세포 분화과정에 관련된 유전자, 암 세포변이에 관련된 유전자 를 찾는데 이용되고 있다.

Eisenstein,(1990)은 RT PCR 실험방법에 대하여 논하였는데, 특정유전자를 발현 을 조사하는데 많이 이용되는데 우선 세포에서 total RNA를 분리하고 이를 template로 cDNA를 만든 후 원하는 유전자의 primer set를 넣고 PCR 한다.

이때 주의할 점으로는 ;

① primer는 각각 다른 exon에서 취한다. 이는 RNA분리시 genomic DNA의 contamination이 있으면 PCR 산물의 template origin이 RNA인지 분명하지 않은 데, 포유동물의 대개의 유전자는 exon과 intron으로 이루어져 있으므로, primer를 서로 다른 exon에서 취하여 design 하므로 써 PCR산물의 크기로 template가 exon으로만 구성된 RNA인지 exon과 intron으로 구성된 genomic DNA인지 구별 이 가능하기 때문이다.

② primer 을 고를 때 그 산물의 크기가 500bp 미만으로 design하면 분리한 RNA 의 quality에 영향을 받지 않아 좋다. 즉 RNA가 degrade된 경우에도 PCR 산물을 얻을 수 있다.

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③ cDNA를 만들고 PCR을 하므로 이 두 과정에 대한 positive control이 필요한 데 β2- microglobulin같이 모든 세포에서 발현되는 유전자의 primer로 PCR하여 산물이 만들어지는지를 확인한다. 우선 1㎍ total RNA를 90℃에서 5분간 denature 한 후 ice에 넣어 빨리 식힌다. 여기에 4㎕의 5x MuLv reverse transriptase(RT ) buffer, 1㎕ 의 1mM 각각의 dNTP, 2㎕의 10x random hexamer, 1unit RNasin, 200unit의 MuLV RT 효소를 final 20㎕가 되게 물을 넣 어 맞춘다. 10분간 상온에서 둔후 37혹은 42℃에서 30분 내지 한시간 반응시킨다.

반응을 멈추기 위하여 tube를 95℃에서 5- 10분 둔 후, 빨리 ice에 넣어 식힌다. 이 것의 1/ 10- 1/ 5를 PCR template로 사용하여 유전자의 primer set와 T aq polymerase 효소, buffer 넣고 PCR한다. 이때 dNTP가 cDNA 반응 산물에 남아 있으므로 PCR 반응 시에 따로 첨가할 필요는 없다.

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2 ) Maeda (1998 )등의 선행연구의 고찰

maeda(1998) 등의 연구에 의하면, 지구성 운동을 실시한 15마리 수컷 Wistar rats 4주간 5일을 지구성 운동을 시킨 쥐와 대조 군과 심장의 심근세포(cardiac myocyte)와 폐세포 (lung cell)등을 추출하여, 비교한 결과, 대조 군보다 운동을 장기간 시킨 쥐들에게서 심장 세포와 폐세포 추출한 다음, 심근에서 만들어지는 증식성 혈관내피(endothelial-1, ET-1) 발생과 발현을 조절하는 유전물질인 mRNA의 ET-B receptor가 대조 군 보다 높게 나타난 다고 보고하였다〈fig-2〉.

Fig- 2. Expression of ET - A (A) and ET - B (B) receptor mRNA in lung and heart of exercised(n=8) and control rats(n=7). Top: RT - PCR analysis of levels of ET - A receptor and ET - B receptor mRNA. Expression of GAPDH mRNA was studied as internal control. Bottom: statistical analysis of levels of expression of these genes by adensitmeter. Photographs of products were scanned by densitometer, and rations of ET - A and ET - B receptor mRNA were calculated. Thus values of each gene expression were normalized by those of GAPDH. Values are means±SE.

이러한 운동과 유전자 조절물질선행연구에 보여주든 이 증식성 혈관 내피 (endothelial- 1, ET - 1)가 높게 나타났고, 그들을 조절하는 유전자 조절물질인 mRNA가 증가한 것은 증식성 혈관내피(endothelial- 1, ET - 1)- converting enzyme

수치

Fig- 2. Expression of ET - A (A) and ET - B (B) receptor mRNA in lung and heart of exercised(n=8) and control rats(n=7)
Fig- 4 . 지구력선수와 비 지구력선수의 좌심실 비대 양상
Fig- 6 . The transfer of information from DNA to protein. The transfer proceeds by means of an RNA intermediate called messenger RNA(mRNA)
Fig - 7. Glutamin의 합성의 경로
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참조

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