특정 화합물이 특정 유전자에 달라붙어 그 유전자가 표현되지 못하도록 억제할 수 있음이 입증되엇는데요. 유전자에 결합된 화합물은 해당 유전자를 켜고 끌 수 있는 유전적 스이치 역할을 합니다. 실로 흥미로운 부분은 우리가 먹는 음식, 담배등 환경 요인에 의해서도 스위치가 켜지거나 꺼질수있다는 것입니다.
2003년 듀크 대학 연구팀은 노란색 뚱보 미키마우스가 노란ㄴ색 뚱보 미니 마우스와 짝짓하도록 하면서 실험집단의 뚱보 예비엄마에게는 비타민 보충제를 먹였습니다. 그러자 갈색 날씬이 쥐가 태어나면서 유전학계에 난리가 났죠. 유전에 대한 과학계의 기존 지식을 몽땅 폐기 처분해야 할 판이었습니다. 설상 가상으로 갈색 아기 쥐의 유전자가 부모의 유전자와 똑같았습니다. 갈색 날씬이 쥐의 어구티 유전자는 있어야 할 곳에 제대로 있었고 노래지고 살찌라는 명령을 내보낼 태세를 갖추고 있었죠. 뭔일입니까 이게? 기본적으로 예비 엄마에게 먹인 비타민 보충제중 몇몇 성분이 태아 쥐에게 도달해서 어구티 유전자를‘끔’ 위치로 돌려놓은 것입니다. 태어난 아기쥐의 DNA에는 어구티 유전자가 변함없이 들어있었지만 발현되지는 않았습니다. 이 유전 억제 과정을 DNA메틸화라고 합니다. 메틸기라는 화학물질이 유전자와 결합하여 해당 유전자의 발현 방식을 변경하되 DNA는 바꾸지 않을 때 발생합니다. 비타민 보충제 성분에는 메틸 공여자가 들어있어 위와 같은 유전 멈춤 신호가 되는 메틸기를 형성했습니다. 메틸화 덕분에 얼떨결에 날신해지고 갈색털을 얻은 쥐에게는 또다른 축복이 기다리고 있었습니다. 어구타 유전자 있는 쥐는 당뇨병과 암이 많이 발병하는 것으로 알려져있는데 어구티 유전자가 꺼진 쥐는 발병 확률이 훨씬 낮아진것이죠. 유전자 자체에 변화를 주지않고도 자식의 유전자 발현을 영구적으로 바꿀수있는지 입증하면 후생유전학이 등장하면서 유전 청사진이 불변잉크로 작성된다는 믿음이 무너졌습니다. 예를 들어 일련의 반응은 유전암호 외부에서 그리고 유전 암호를 초월하여 작용함으로써 암호 자체를 바꾸지 않고도 그 결과를 바꾸었습니다.
그리고 산모의 환경 요소가 자녀의 유전 형질에 영향을 미친다는 것이 입증되었습니다. 이 실험이후로 듀트대학의 다른 과학자들은 임신한 쥐의 먹이에 약간의 콜린을 추가하는 것만으로 쥐의 뇌에 에너지를 과다공급할수있음을 입증하였는데 콜린은 뇌의 기억중추에서 세포 분할 억제를 담당하는 유전자를 꺼버리는 메틸화 패턴을 유발했고 세포분할 통제기가 꺼지자 기억세포가 대량생산에 돌입하여 쥐의 기억력이 마이티 마우스 급으로 향상되었습니다. 뉴런의 발화 속도와 빈도가 높아져 성인이 된 이 메가브레인 쥐들은 미로 찾기 경기의 기록을 모조리 깨버렸죠. (흑 애들 임신했을 때 영양제좀 챙겨먹을걸 초토케잌과 치킨만 먹은게 이렇게 후회될 수가 없네요ㅋ)
포유류에서 파충류와 곤충에 이르기까지 과학자들은 임신 중 산모의 경험에 따라 맞춤형으로 자식을 생산할 수잇는 생물이 있다는 것을 알고있는데요. 들쥐는 살진 생쥐처럼 생겼으며 몸집이 작고 모피로 덮힌 설치류입니다. 엄마 들쥐의 출산이 연중 어느시기냐에 따라 두껍거나 얇은 외피를 입고 태어납니다. 두꺼운 외피 유전자는 항상 존재하지만 수태 당시 주위 환경에서 감지한 빛의 양에 따라 켜지거나 꺼질 뿐입니다.
다프니아라는 조그만 민물벼륙의 엄마는 아기를 낳을 곳에 포식자가 많으면 더 큰 투구와 척추를 갖춰 자식을 세상에 내보내고 사막 메뚜기는 먹이의 양과 메뚜기의 개체수에 따라 삶의 방식이 크게 둘로 갈라집니다. 늘먹이가 부족한 자생 사막지역에서는 위장색을 타고나 고독하게 살아가다 어저다 비가 많이 내려 식물이 크게 자라기라도 하면 모든 것이 바뀝니다. 메뚜기들은 우선 계속 혼자 살면서 풍부한 먹이를 즐기다가 남은 식물들이 하나둘식 죽어가기 시작하면 다른 메뚜기들과 함께 모여들고 돌연 밝은 색깔을 띠면서 벗을 갈망하는 아기 메뚜기 들이 태어납니다, 떼로 움직이면서 음식도 같이 먹고 엄청낙 많은 수로 포식자들을 압도합니다.
한 도마뱀 종은 꼬리가 길거나 짧게 몸집도 크거나 작게 태어나느것을 좌우하는 요인이 엄마도마뱀의 임신중에 도마뱀의 포식자 뱀의 냄새를 맡은적이있느냐이죠
태아 발단 단계에 발생하는 후생유전 효과에 의해 DNA 발현되는 방식이 달라지는 전조적응 반응 도는 모계효과라고 합니다. DNA가 더 이상 운명이 아니라는거죠.
여러 가지 산모 실험을 통해 산모의 영양 결핍이 출산 결함이 아니라 적응반응임을 알 수 있는 이유는 전상적인 음식을 먹였을때만 동맥경화와 체중 증가등 건강문제가 나타났고 아기양이 임신중 엄마처럼 영양이 결핍될 경우 동맥경화 조짐이 전혀나타나지 않기 때문이죠.
당신의 인생에 후생유전적 영향을 미치는 것은 비단 엄, 빠 만은 아닙니다. 후생유전적 변화가 생식계열을 타고 여러 세대에 걸쳐 유전된다는 것이 통설인데요. 모계유전의 경우 궁극적인 유전형이 외할머니의 메틸 구성을 직접 취할 기회를 얻습니다. 외할머니가 엄마를 임신했을 때 어머니의 난소속에서 만들어진 반틈을요.
1944년과 1945년 네델란드에서는 혹한의 겨울에 나치의 무자비한 봉쇄조치가 겹쳐 기근이 발생해 3만명이 사망했습니다. 임신첫6개월간 기아의 겨울을 보낸 여성들은 몸집이 작은 아기를 낳았고 이 아기들은 성인이 되었을 때 비만과 관상동맥질병 각종암에 걸리기쉬웠습니ᅟᅡᆮ. 그 여성들의 손자 또한 저체중으로 태어났는데 기근 중에 부실한 영향 섭취로 유발된 메틸 표지가 후대로 유전된것이죠. 제거되지 않은 메틸푲지는 대댇로 유전되어 결국 진화가 발생할수있다는 뜻입니다.실은 후생유전학적 변화는 평생일어납니다, 메틸 표지가 자리를 잡으면서 꺼지는 유전자가 생기고 메틸 표지가 제거되면 다른 유전자가 다시 켜지는 식이죠
자식 한테는 무관심한 엄마가 낳은 아기를 바꿔치기 해서 다정한 엄마에게 맡기고 다정한 엄마가 낳은 아기를 무관심한 엄마에게 맡기자 생모의 유전자와 별개로 양육자의 돌봄에 따라 침착하거나 사회성이 부족하게 자라났습니ᅟᅡᆮ. 생모가 아니어도 엄마가 지극정성으로 돌본 새끼는 뇌 발달과 관련된 유전자 주변의 메틸 표지가 감소했고 제거돼버립니ᅟᅡᆮ. 이 메탈 ㅍ지가 제거돼지 않고 남아있었다면 아기 뇌 일부의 발달이 저지되었을 것입니다. 돌연변이와 마찬가지로 메틸화도 그 자체만으로는 좋지도 나쁘지도 않습니다. 모든 것은 어떤 유전자가 켜지고 꺼지느냐 이유는 무엇이냐에 달려있ㅈ. 메틸화의 정도는 메틸화 유전자의 활성도와 서로 관련이 있습니다. 항상 켜져있으면 좋겠는 유전자는 종양 억제 유전자와 DNA복구 유전자겠죠. 이들은 항암 군단의 돌격대원이자 공군 의무관으로 현재 십수가지가 파악돼있습니다.
에피제노믹스라는독일 회사의 과학자들은 유방암 재발과 PITX2라는 유전자의 메틸화 양 사이에 압도적인 상관관례가 잇음을 보고했죠. PITX2 유전자의 메틸화 정도가 낮은 여성중 90%가 10년 후에 암에 전혀 걸리지 않았습니다.
과학자들은 항암유전자의 메틸화와 발암 행동의 확실하 ㄴ연결 고리를 구축하고 있습니다. 흡연 등의 습관이 오래 지속되면 이들 유전자 주위의 메틸 표지가 대량 축적 될 수 있는데 이 현상을 초 메틸화라고 합니다. 암을 유발할수도 있을 습과의 초메틸화 효과 때문에라도 메틸화 패턴을 초기 경고 신호로 받아들일수도 있는데요
아자시티딘은 적혈구 내 특정 유전자의 메틸화를 억제함으로써 적절한 DNA기능을 회복시키고 MDS가 백혈병으로 발전할 위험을 줄여줘 반응이 열광적이었습니다. 승인된지 6개월 후 존스 홉킨스 대학 연구원들은 두가지 약물의 후생유전적 효과를 조사하여 그 결과를 발효했는데 화학적으로 아자시티딘의 사촌이 이들 약물이 게놈에 새로운 메틸화 패턴을 떡칠하다시피해서 수백 가지 유전자를 끄고 켰습니다. 여기서 오해할까봐 덧붙이면 후생 유전학은 분명 인간의 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 놀라운 잠재력을 갖고있습니다. 가령 녹차성분은 결장암 전립선암 식도암의 싸움에 도움이 되는 유전자에 대한 메틸 표지가 자리잡지 못하도록 방해한다는 것을 발견했죠. 메틸화 된다면 이들 유전자의 암 억제 활동은 간판을 내릴판인데 녹차는 메틸화를 저해함으로써 항암 활동을 지속하도록 돕습니다.
소량일대는 이로운 것도 대량일때는 해로울 수있습니다. 인간 게놈에는 30억개 뉴클레오티드 염기쌍이 인간을 인간답게 만드는 복잡한 군무를 추고있는데 안무를 바꿀 경우 극도로 신중해야 겠죠.
메틸 표지 말고도 유전자 스위치를 켜거나 끄는 방법은 또있습니다. mRNA에 자신을 전사한 후 단백질로 변환함으로써 특정 유전자의 발현 정도를 조절하는 촉진자와 억제자 시스템이 있습니다. 이 시스템은 체내의 수요변화에 맞춰 특정 단백질 생산을 가동하거나 중단하고 가속화 할 수 있는 일종의 내부 조절기제입니ᅟᅡᆮ. 예를 들면 술을 마신 사람의 간세포에 있는 유전자 촉진자는 알코올 분해를 돕는 효소의 생산성을 높입니다. 술을 많이 마실수록 간에서 알코올 탈수소효소도 많이 생산됩니다. 술이 더 들어올 것을 예상함에 따른 생물학적인 반응이죠. 반대로 한동안 술을 마시지 않으면 탈수소효소가 정기적으로 필요치 않다고 느껴 체내 생산량이 줄어듭니다. 여러 처방약에 이르기까지 다른 약물의 경우도 비슷합니다. 처방받은 약에 불쾌한 부작용이 있어서 문의하니 몇주있으면 없어질 거나는 말을 들은적있나요? 그런적이있고 실제로 부작용도 없어졌다면 다른 형태의 유전자 발현을 경험한 것으로 보면 됩니다. 체내 약물이 들어왔을 때 이를 처리하는데 도움이 되도록 특정 유전자 발현을 촉진하거나 억누름으로써 이 약물이 몸에 적응한것입니다.
여성이 다수이고 강한 남성이 몇 명있을대 그 반대경우보다 전체 개체이 생존률이 높다지요? 9.11테러 직후 몇 달동안 캘리포니아 주에서는 임신 말기 유산 건수가 대폭늘어났습니다. 오직 태아가 남아인 산모에게서만요. 1990년 독일이 통일할 당시에 구동독에서는 여아가 더 많이 태어납니다. 1990년대 발칸 분쟁 당시 스로베니아의 10일 전쟁후 출생패턴과 1995년 일본 고베 한신 진진이후 출생패턴역시 유사합니다. 힘든시절에는 딸이 더 많이 호시적에는 아들이 더많이 난다니 후생유전학은 흥미로운 분야인거같아요. 오늘도 아파야산다의 일부분을 소개했습니다. 나머지 부분은 미쳐 제가 다 소개할수없을것같아 도서관서 빌려읽으시는 것을 추천드립니다. 며칠간의 유전자여행이 즐거우셨나요? 전 너~~~무 흥미로워서 이분야를 아이들과 적극적으로 탐구하게될것같습니다. 좋은하루되세요^^
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