후생유전학

 

부모로부터 유전자를 물려 받은 수정란은 

자궁에 착상하여 비로써 생명이 잉태되어 세포가 분열하면서 태아의 모습으로 자란다.

 

수정란의 세포는 줄기 세포라 하며,
이 세포는 뇌세포, 간세포, 조육세포, 심장세포등 인체를 구성하기 위한 세포로 분화한다.
 

하지만 각세포속의 핵에 있는 유전자는 동일하다.

 

우리몸의 유전자는 25000개 정도로 알려져 있는데,

이중 10-20%정도만 활성화되어 각각의 세포로 분화하는 스위치(후생유전체)가 있다.

 

예를 들어 뇌세포를 만들 때 필요한 유전자의 스위치는 켜지고,
그렇지 않은 유전자는 작동을 안하게 하는 시스템이 존재하여 

태아가 자궁속에서 커가면서 태아의 유전자는 왕성한 활동을 하여 10달간 성장하게 된다.

 

생물체의 진화를 살펴보면 종족을 번식하고 변화하는 환경에 적응하는 과정을 유전학적으로 보면,

 부모로부터 받은 유전자는 수만년동안 동일하지만 생활환경은 수없이 변화되어 생존하기 위해서는 

유전자 자체는 몇세대만에 바뀌지 않으니 

유전자의 활성화를 조정하는 스위치 (후생유전체)가 환경에 맞게 적응하면서 진화됨을 알 수 있다.

 

 

기린이 목이 길어진 변화를 보면, 더 많은 나뭇잎을 먹고 살아가기 위해서 유전자는 변하지 않았는데,

후천적으로 환경에 적응하기 위해,
 

 목이 길어지는데 필요한 유전자가 활성화되어 생존하게 되었다는 라마르크의 용불용설이 지금 빛을 보고,

 이러한 후생 유전체의 변화를 자손에게도 물려주게 된다.

 

즉 유전자 뿐아니라 환경변화에 적응하기 위한 후생유전체도 자손에게 전달된다고 한다.





 

 

스페인 바르셀로나 대학의 교수는 일란성 쌍둥이를 연구하였다.
 

일란성 쌍둥이는 유전자는 100%동일하다.

 

이들이 나이가 들면서 서로 자라온 환경도 다르고 생활습관도 다른 경우가 많아 건강 상태나 영양상태 및 질병도 다르게 나타난다.
 

그래서 이들의 어릴 때 유전자와 장년이 됐을 때 유전자를 분석해보니 역시 동일했다.

 

그런데 달라진 것은 각각의 유전자에 메칠기(CH3)라는 물질이 각마다 다르게 분포되었음을 알게 되었다.

 

메칠기(CH3)가 바로 유전자를 활성하게 하거나, 침묵하게 하는 스위치 역할을 한다는 것을 발견했다.
 

좀더 신비한 생명체의 활동을 보면 세포의 핵에는 이중나선형 실모양의 DNA사슬 (유전자)이 히스토단백질 이라는 실패에 잘 감겨져 있는데 이는 우리몸의 단백질을 만드는 레시피인데, 
 

DNA 사슬이 실패에서 풀어지면 DNA 전사(복사)하여 이정보대로 단백질을 만드는데,

 풀어지지 못하게 하면 전사가 안돼 그 유전자의 단백질을 만들지 못한다.







 

이렇게 유전자의 스위치 역할을 하는 것이 후생유전체이고 이의 실체는 메칠기 (CH3)임을 알게 됐다.

 메칠기는 음식 특히 녹황색 채소에 포함된 엽산에 의해 공급되므로 음식습관이 후생유전체에 영향을 미친다.


우리몸의 단백질은 우리인체의 부품 공장으로 호르몬, 신경전달 물질, 근육, 및 각 장기를 만드는 기본 물질이므로 

우리몸을 건강하게 유지하기 위해서는 중요하다.

 

그럼 유전자 뿐 아니라 후생유전체도 자식에 전달될까?

임상적으로 연구하기는 어려움이 많다.
 

시간적으로도 세대간의 관찰이 필요하므로 장시간을 필요로 하고 

도덕적으로도 어려움이 있어 실험적 연구가 진행된다.

 

교수는
 

유전자가 동일한 쥐, 그중 특정 유전자 조작을 한쥐는 털이 노랗고 비만한데. 
 

식욕억제 중추가 작동 안되게 해서 비만, 당뇨, 암등이 잘걸리게 만들었다,

 

그리고 정상적 유전자를 가진 뒤는 갈색털이고, 체구가 작고 건강하다.

 

Aguti 유전자를 가진 쥐에게는 임신전부터 건강한 음식과 임산부 영양제 등을 먹였더니,

새끼중에 갈색털을 가진 건강한 쥐를 낳았고,

정상 유전자를 가진 쥐에게는 고지방, 고칼로리가 포함된 음식을 먹였더니

새끼중에 노랑색 털을 가진 비만한 새끼가 탄생했다.

 

이러한 결과는 후생유전체가 Aguti 유전자에 붙어 섭취한 음식에 따라 스위치를 켰다 끄면서,
유전자의 발현이 달라짐을 보여주고, 또한 이는 자식세대에도 전달 됨을 보여준다.



 

 

임상적인 예를 보면, 

중국의 산시성에 유달리 선천적 신경 기형을 가진 신생아가 많았다.  

 

선천성 신경 기형은 태아의 신경조직이 정상적으로 발육하지 못해 사산되거나, 태어나도 심한 신경장애를 일으키는 무서운 병이다.
 

원인을 역학 조사한 결과, 이지방은 건조한 기후에 겨울이 길어 야채를 먹기가 어려운 환경이였으며
살다보니 그나마 길에있는 영양소도 소실된 상태로 만든 음식을 먹다보니 산모에게 엽산이 부족해서 생긴 불상사임을 알게 됐다.

 

성장하는데 비타민의 일종인 엽산은 녹황색야채에 많으며 음식 섭취를 통해서 보충이 되며, 
 

이는 신경이 분화하고 성장하는데 필요한 영양소 인데 
 

이 곳의 산모가 섭취를 잘못해서 일어났으며, 이는 엄마의 영양불균형이 2세인 자녀에게도 전달되는 좋은 사례이다.

 

 

건강한 2세를 위한 부모의 준비

 

위의 실험적 연구와 산시성의 불행에서 경험했듯이

 

건강한 2세를 준비하기 위해서 임신후 태교도 중요하지만  결혼전부터 준비해야한다.

 

왜 그런지는 전장에서 설명 했지만 다시 정리해보면,

 

건강한 유전자를 가졌어도 후생유전제의 스위치의 작동에 따라 2세에게 유전자 뿐아니라 후생 유전체로 물려 주기 때문이다.

후생유전체는 생활 환경에 따라 달라짐을 알게 됐다.

 

예를 들어 엄마가 건강한 식생활(균형적인 식사), 규칙적인 생활, 운동, 긍정적사고로 스트레스를 줄이고, 생체 이물에 오염이 덜 되는 생활을 하면  

원활하게 필요한 유전체를 활성화 시켜 건강한 2세를 약속하지만, 
 

불규칙한 식생활 특히 최근엔 다이어트 바람이 불어 비만 하지도 않는데 과도하게 살을 빼면서 심각한 영양 불균형이 되거나, 
 

흡연이나 술, 고칼로리 패스트푸드, 지속되는 스트레스, 운동 부족이 지속되면 후생유전체인 메틸기가 적어져 

유전자의 활성 조절에 착오가 생겨,
 
엄마가 건강하지 못하면 2세 역시 건강 상태가 좋지 못해 약하거나 질병에 유병될 활률이 많아지게 된다.
 

 

예전에는 병에 걸려도, 키가 작아도, 부모 탓으로 치부했지만,

실제는 내가 어떻게 생활하고 어떤 음식을 먹었는지에 따라 나의 유전자 발현은 변하고, 
 

이는 내 자녀에게도 영향을 미칠수 있음을 명심하고

내가 먹은 것이 나이다. (you are what you eat) 라는 말처럼

이제부터 유전자의 주인이 나라는 파라다임의 전환을 해야한다.

(그림출처: 구글)