단발성 운동에 의한 초파리 자가포식 반응에 있어서 노화가 미치는 영향

Abstract

본 연구의 목적은 단발성 운동에 의한 초파리 자가포식 반응에 있어서 노화가 미치는 영향에 대해 알아보는 것이다. 실험 대상은 젊은 초파리(5일), 늙은 초파리(37일)를 실험집단과 통제집단으로 나누었으며, 실험집단은 바이알 배지로부터 솜까지 6cm로 하였고 6RPM으로 3시간 동안 실시하였고 같은 조건으로 젊은 초파리(5일), 늙은 초파리(50일)를 실험집단과 통제집단으로 나누어 6RPM으로 20분 동안 운동을 실시하였다. 운동을 실시한 후 CO2로 마취하여 조직 프로세싱 과정을 거친 후 ATG1, ATG6, ATG8a 유전자 발현을 정량 실시간 연쇄반응(real-time quantitative PCR) 실험기법을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 3시간 단발성 운동을 실시한 후 5일 된 초파리와 37일 된 초파리에서 자가포식 관련 유전자 ATG1, ATG6, ATG8a mRNA가 유의하게 증가하였고, 20분 단발성 운동을 실시한 후 5일 된 초파리에서 자가포식 관련 유전자 ATG6, ATG8a mRNA가 유의하게 증가하였지만, ATG1 mRNA 발현량은 유의한 차이가 없었다. 또한 노화가 많이 진행된 50일 된 초파리에서는 자가포식 관련 유전자 ATG1, ATG6, ATG8a mRNA 발현량이 20분 단발성 운동에 의해 유의한 차이가 없었다. 37일 된 초파리의 기저 수준(basal level)은 ATG1, ATG6, ATG8a mRNA 발현량이 모두에서 5일 된 초파리와 유의한 차이가 없었지만, 50일 된 초파리에서는 ATG1, ATG6 mRNA의 기저수준은 5일 된 초파리에 비해 유의하게 높게 나타났다. 따라서 노화가 어느 정도 진행되어도 운동을 통한 자가포식 반응은 젊은 집단과 차이가 없는 반면 극심한 노화가 진행되면 운동한 후에도 자가포식 반응이 젊은 집단처럼 나타나지 않았다. 또한 극심한 노화는 자가포식의 기저수준을 높여 젊은 집단과 유의한 차이가 나타났다. 결론적으로 노화의 정도에 따라 단발성 운동에 의한 자가포식 반응이 달랐고 기저 수준 또한 차이가 있었다.;The purpose of this study was to investigate the effects of aging on exercise-induced autophagy responses in Drosophila. Young(5-day-old)and old(37 or 50-day-old)flies were assigned to an experimental group and a control group. The exercise protocol consisted of a single bout aerobic exercise with 6RPM for 3hours or 20minutes depending on age. After tissue processing procedure, gene expressions of ATG1, ATG6, and ATG8a were measured by real-time quantitative PCR. Our results showed that the level of ATG1, ATG6, andATG8a gene expressions were significantly increased in both 5-and 37-day-old groups after 3hours of exercise compared to age-matched control. However, although the level of ATG6, ATG8a mRNA gene expressions were significantly increased in young flies after 20minutes of a single bout exercise, there was no significant changes in gene expression level of these genes in old(50-day-old) when compared to age-matched control group. Furthermore, the basal level of autophagy related genes tested in this study was not difference between young and old(37-day-old) control groups. However, the basal level of these genes was significantly higher in old(50-day-old) control group compared to young control group, suggesting that the basal level of autophagy gene expression might be modulated by aging itself. In conclusion, our data suggest that exercise-induced autophagy responses determined by mRNA expression of ATG1, ATG6, and ATG8a genes are different between young and old flies. There was no exercise-induced autophagy responses between young and old(37-day-old) flies. However, extremely aged(50-day-old) was not able to response to exercise stimuli in terms of induction of autophagy genes compared to young flies.