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- 생체 리듬은 수면-각성 주기, 호르몬, 신진대사, 면역 체계를 조절한다.
- 현재 개인 생체 리듬 아는 법, 어두운 조명 아래 몇 시간 타액 속 멜라토닌 호르몬 측정
- 새로운 모발 검사는 특수 훈련된 AI 모델을 사용해 모낭 세포의 17개 유전자 분석
- 20대 중반의 사람들은 50대 중반의 사람들보다 저녁에 평균 약 1시간 늦게 피곤함 느껴
- 수면 상담, 수면 리듬 장애 진단의 기초 자료로 사용

빠른 모발 검사로 개인의 생체리듬을 밝혀내

생체 리듬:
이제 모발 샘플만으로, 시간 소모적인 타액이나 혈액 검사 없이도, 개인이 아침형 인간인지 밤형 인간인지 알아낼 수 있다. 이 새로운 모발 검사는 특수 훈련된 AI 모델을 사용해 모낭 세포의 17개 유전자를 분석한다. 이 유전자들을 통해 개인의 생체 리듬 유형(크로노타입)을 파악할 수 있다. 연구진은 이처럼 빠르고 간편한 검사 방법이 생체리듬 유형에 맞춘 맞춤형 의료 서비스를 가능하게 할 수 있다고 설명했다. 

▲ 모발 샘플 하나만으로도 개개인의 생체 시계 리듬을 파악할 수 있다. © Charité / Bert Maier

생체 리듬은 우리 삶의 가장 중요한 조절자다. 수면-각성 주기, 호르몬, 신진대사, 면역 체계를 조절한다. 하지만 모든 사람의 생체 리듬이 똑같지는 않다. 유전적 소인에 따라 어떤 사람은 아침형 인간인 반면, 어떤 사람은 저녁에만 활발하게 활동한다. 이러한 생체 리듬 유형은 우리가 가장 생산적인 시간을 결정할 뿐만 아니라, 건강 상태와 약물 및 치료 효과에도 영향을 미친다.

따라서 개인의 생체 시계 유형을 아는 것은 매우 중요하다. 하지만 지금까지는 비교적 복잡한 검사가 필요했다. 베를린 샤리테 의과대학의 아힘 크라머(Achim Cramer) 수석 저자는 "현재 표준 방법은 어두운 조명 아래에서 몇 시간 동안 타액 속 멜라토닌 호르몬을 측정하는 것이다"며, "이 방법은 실험실에서만 가능하며, 널리 사용하기에는 너무 시간이 오래 걸린다"고 설명했다. 결과적으로 환자 개인이나 대규모 연구 집단의 생체 리듬을 파악하는 것은 사실상 불가능했다.

17개의 유전자와 몇 가닥의 머리카락

이제 상황이 달라졌다. 크레이머(Kramer), 제1저자인 베르트 마이어(Bert Maier) , 그리고 동료 연구진은 빠르고 간편하게 사용할 수 있는 크로노타입 검사법을 개발했다. 필요한 것은 머리카락과 모근뿐이다. 이 머리카락 속 세포에는 개인의 생체 리듬에 대한 정보가 담겨 있다. 크레이머는 "이 세포들에서 분자시계에 속하거나 분자시계의 영향을 받는 17개의 유전자 활동을 측정했다"고 설명했다.

초기 실험 성공

실제로, 소수의 참가자를 대상으로 한 초기 실험에서 연구팀은 머리카락 샘플만으로 피험자의 크로노타입을 판별할 수 있었다. 그 결과는 기존의 복잡한 검사법과 일관성이 있었다고 연구팀은 보고했다. 이미 첫 번째 실제 적용 사례가 있었다. 연구팀은 온라인 모집을 통해 제출된 약 4천 개의 머리카락 샘플을 새로운 방법으로 분석했다.

결과는 머리카락 검사의 효과를 입증했을 뿐만 아니라, 기존 조사에서 이미 제기되었던 생체 리듬에 대한 새로운 통찰력도 제공했다. 예를 들어, 연구진은 유전자 외에도 나이, 성별, 생활 방식 또한 개인의 생체 시계에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 크레이머는 "이것이 바로 개인마다 생체 시계가 크게 다를 수 있는 또 다른 이유"라고 말한다.
남성과 여성의 생체 시계는 다르다.

구체적으로, 모발 검사 결과 젊은 사람들은 올빼미형인 경향이 있는 것으로 나타났다. 20대 중반의 사람들은 50대 중반의 사람들보다 저녁에 평균 약 1시간 늦게 피곤함을 느낀다. 즉, 그들의 생체 시계는 더 늦은 리듬으로 맞춰져 있을 가능성이 높다. 연구진은 생활 방식이 생체 리듬에 미치는 영향이 얼마나 큰지 알고 놀랐다. 직장인의 생체 시계는 비직장인보다 약 30분 일찍 활성화된다.

또한, 여성과 남성의 생체 리듬은 약간 다르다. 여성의 생체 시계는 남성보다 약간 앞서 있어 저녁에 더 일찍 피곤함을 느낀다. 하지만 연구팀에 따르면 모발 검사에서 확인된 차이는 약 6분 정도에 불과하다. "그럼에도 불구하고, 다른 연구에서 성호르몬이 생체 시계에 영향을 미치는 것으로 나타났기 때문에 성별이 생체 시계에 영향을 미친다고 가정한다"고 크라머는 설명했다.

실제 적용을 향한 여정

크라머 연구팀은 이미 일상적인 검사에서 사용할 수 있도록 검사법을 표준화하는 작업을 진행하고 있다. 이를 통해 향후 의료 현장에서 더욱 쉽게 활용할 수 있게 될 것이다. 예를 들어 수면 상담이나 수면 리듬 장애 진단의 기초 자료로 사용될 수 있다. 또한, 이 검사법은 개인의 생체 시계 리듬에 맞춘 맞춤형 치료법을 제공하는 데에도 활용될 수 있다.

참고:
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026; doi: 0.1073/pnas.2514928123 / 미국국립 과학원회보

출처: Charité – Universitätsmedizin Berlin / 샤리테 베를린 의과대학병원

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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