[뉴마인드] 이것으로 유전 VS 환경 논쟁 종결됐다

 

 

할리우드 영화배우 안젤리나 졸리는

건강한 상태였는데도 2013년

양쪽 가슴을 수술로 제거했습니다

그 이유는 그녀에게서 유방암과 난소암의 발병 위험을 증가시키는

브라카원이라는

즉 유방암이라는 이름을 가진 유전자가 있었기 때문에

그녀는 그렇게 결정했다고 했습니다.

 

이것은 질병의 유전적 요인이라는 사안에

대중의 이목을 집중시켰습니다.

일부 언론은 현실 속 영웅이라고 칭찬했지만

당시 한 유전학 전문가는

어리석은 결정이라고 말했습니다.

 

 

이렇게 어느 유전자가 어느 암을 유발한다고 생각하는 것

즉 유전자가 어떤 형질을 결정한다고 보는 것을

‘유전자 결정론’이라고 하는데

최근 많은 과학자들이 이것은 틀렸다고 말합니다.

 

그것은 바로 어떤 DNA도 단독으로는

그 어떤 질병도 유발할 수 없기 때문입니다

사실 브라카원은 모든 사람의 몸속에 존재할 뿐 아니라

손상된 DNA를 수리하는 필수적인 기능이자

꽤 자주 필요한 임무를 수행합니다.

 

그리고 브라카원의 다양 한 변이형 중

암과 연관된 것들조차

그 이름이 암시하는 것처럼

직접적인 방식으로 암을 유발하지는 않습니다.

 

또 브라카원 변이 유전자가 있어도

평생 암에 걸리지 않는 사람도 있습니다

그녀는 암이 발병하지 않았고

앞으로도 건강할 수 있었을지도 모르는데

의학적으로 불필요한 유방 제거 수술을 했을 수도 있는 것이죠.

 

이러한 유전자에 대한 지식이 중요한 이유는

안젤리나 졸리의 경우와 같이

우리의 행동과 결정에 큰 영향을 줄 수 있기 때문입니다.

 

일란성 쌍둥이는 100% 동일한 DNA를 공유합니다.

2005년 마드리드 소재의 스페인 국립 암센터는

일란성 쌍둥이 40쌍의 후성유전적 상태에 관한 연구 보고서를 발표했습니다.

이 쌍둥이들의 유전체 전체에서 일어난 DNA 변화를 검토하여

일란성 쌍둥이들이

서로 극히 유사한 후성유전적 표지 패턴을 가지고 있음을 발견했습니다.

 

하지만 나이 들면서 각자 삶에서

서로 다른 경험이 쌓일수록

그들의 후성유전적 상태도 서로 달라졌으며

나이가 많을수록, 서로 다른 생활 방식으로 살수록, 함께 보내는 시간이 줄어들수록

DNA 변화에서 현저한 차이의 증거가 보였습니다.

유전자가 100% 같아도

환경과 경험에 따라 달라지는 것이죠.

 

최근 주목 받고 있는 후성유전학에서

DNA는 우리의 그 어떤 특징도

단독으로 만들어 낼 수 없다고 밝혔습니다.

 

후성유전이란

다양한 맥락 또는 상황에 따라 유전 물질이

활성화되거나 비활성화되는

즉 발현되는 방식을 말합니다.

 

만약 당신이 갈색 눈동자를 가지고 있다면

그것은 갈색 눈동자를 만드는 유전자를 갖고 있으면서

그것을 발현시키는 맥락이나 환경을 만났기 때문입니다.

 

바꿔 말하면

당신이 갈색 눈동자를 만드는 유전자를 갖고 있어도

그것을 발현시키는 맥락이나 환경을 만나지 못하면

갈색 눈동자를 갖지 못합니다.

 

어떤 유전자가 어떤 형질을 만들어 내는 것은

그 유전자만으로는 절대적이지 않다는 말입니다.

 

이것은 마치 특정 유전자를 가지는 것은

열쇠를 하나 가지는 것과 비슷한 일이며

딱 맞는 열쇠 구멍이 없다면

그 열쇠는 있어도 무용지물인 것과 같습니다.

 

발달 및 인지신경과학자 데이비드 무어는

DNA는 강약을 조절할 수 있는 조명처럼 작동한다고 말합니다.

DNA가 항상 켜지거나 항상 꺼지기만 하는 것은 아니라는 말입니다.

 

이것은 DNA 침묵시키는 활성화할 수 있는 후성유전 메커니즘 때문입니다.

대표적인 메커니즘으로 DNA 메틸화가 있습니다.

DNA 한 가닥에 메틸기 라는 분자 하나가 달라붙는 과정입니다.

 

일단 메틸기가 DNA 가닥에 달라붙으면

이 메틸화된 부분은 확실히 닫혀 버려서

메틸화되지 않았다면

그 부분과 상호 작용했을 생화학적 장치와 물리적으로 닿을 수 없게 되며

이 상태에서는 그 부분이 전사될 수 없습니다.

 

쉽게 말해 DNA 메틸화는

유전자를 침묵시킨다는 것입니다.

이런 방식으로 후성유전적 변형 시스템은

특정 유전자로부터로만 단백질 생산을 증가시키는 식으로

정밀하게 유전자 발현을 조절합니다.

 

쉽게 말해 어떤 유전자는 끄고

어떤 것은 켬으로

유전자의 활동을 점진적으로 증가시키거나 감소시키는 방법으로

유전자가 하는 일을 조절한다는 말입니다.

 

사실 유전자가 항상 켜지거나 항상 꺼지는 것처럼

양자택일 방식으로 작동한다고 암시하는 증거도 있어서

학자들 사이에 논쟁이 있지만

어쨌든 대부분의 인간 표현형이라는 맥락 속에서

후성유전적 효과를 생각할 때는

이 논쟁이 별로 중요하지 않은 것으로 밝혀졌습니다.

 

양자택일 방식으로 작동한다고 해도

유전자 활성화에는 단계적인 정도의 차이가 존재하기 때문입니다.

 

이것은 비유전적 요소들에 의해

유전자의 발현 정도가 조절될 수 있다는 의미입니다.

 

예를 들어

우리가 먹는 음식

즉 영양이라는 환경에 의해 조절될 수 있습니다.

 

여러 연구들에서 강황, 녹차, 알코올, 아연 등

우리가 섭취하는 물질들이

DNA 메틸화

즉 유전자의 활성화를 차단하는 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.

 

또 영국의 한 연구팀은 암양을 통한 연구 결과

임신 전후기 동안

특정 먹이 공급을 감소시켜 영양분을 차단하면

자손의 유전체 중 상당 부분이 DNA 메틸화되고

그 결과 자라서 성체가 되었을 때

더 뚱뚱했고, 인슐린 저항성이 있었으며

혈압이 비정상적으로 높아졌다는 걸 발견했습니다.

 

놀랍게도 임신 전후기의 경험이

성인기 건강에 대한 장기적 영향도 줄 수 있다는 말입니다.

 

후성유전학이 특히 흥미진지한 또 다른 이유는

일부 세포의 후성유전적 상태가

우리의 경험에 반응하여 변하기 때문입니다.

 

20세기 생물학자들은 한낮 삶의 경험이

사람의 DNA 서열에 영향을 미칠 수 없다고 주장했고

사람의 형질을 만들어 내는 일에서

경험은 부차적인 역할만 한다고 생각했습니다.

 

그러나 환경 요인들이

유전자의 발현 방식을 수정할 수도 있다는 사실이 밝혀진 것입니다.

 

이것은 아기가 무엇을 성취할 소지를 지녔는지

어떤 재능을 타고났는지

확실히 예측할 수 없다는 말이기도 합니다.

 

어떤 아기가 어른이 되었을 때

얼마나 똑똑할지 알고 싶다면

그때까지 기다려 보는 수밖에 없습니다.

 

우리가 태어날 때나 죽을 때나

대체로 우리 유전 물질 속에

정확히 똑같은 서열 정보가 들어 있는 것은 사실입니다.

 

하지만 환경 요인에서 영향을 받아

유전자 활동에 영향을 줄 수 있는 후성유전적 부호가 발견되었습니다.

이것은 우리 삶의 방식에 큰 의미를 줍니다.

 

유전적으로 주어진 것이나 초기 경험이 운명이 아니며

환경을 선택함으로써 바꿀 수 있다는 것입니다

 

그동안 많은 사람들이

본성이나 양육이냐? 혹은 유전이 환경이냐?의 논쟁을 벌려왔지만

최근 많은 과학자들이 본성 대 양육 대결의 종말을 선언했습니다.

 

우리의 형질은 유전자와 후성유전, 환경이라는

다양한 요인들이 통합된 하나의 시스템으로 작동하고

상호작용한 결과 발달하는 것입니다

 

과거의 유전적 요인과 환경적 요인이

우리의 현재 상태에 대한 원인을 제공했고

그럼으로써 우리의 미래에 영향을 주기는 하지만

언제나 현재 우리 환경 속에는

발달을 새로운 방향으로 바꿀

다른 요인들도 존재한다는 사실입니다.

 

우리는 같은 상황에서도 다르게 선택하고 행동할 수 있습니다.

그리고 그것은 정해진 운명의 길이 아닌

우리 스스로가 만들어 나가는 길이 될 것입니다.