서울시의회 환경수자원위원회 박춘선 부위원장(강동3·국민의힘)이 지난 4일 서울시 공익활동지원센터 교육장에서 열린 ‘2025년 제2기 서울시 난임부부 8주 프로그램’의 7주 차 강의에서 ‘환경호르몬과 여성질환, 난임과의 연관성’을 주제로 심층 강의를 진행했다. 이번 교육은 (사)난임가족연합회가 주관하는 서울시 난임부부 지원 과정의 일환으로, 난임부부의 신체·정서·환경적 요인을 통합적으로 이해하는 데 목적을 둔다. 박 부위원장은 난임 정책 분야에서 오랜 경험을 가진 전문가로서 수많은 난임가족을 만나온 경험을 바탕으로 강의를 진행했다. 박 의원은 “난임은 단순히 의학적 문제로 한정되는 것이 아니라, 현대 환경 변화가 여성과 남성의 생식건강에 직·간접적으로 영향을 미치고 있다”며 환경호르몬(EEDs)이 호르몬 체계를 교란해 난임·습관성 유산·배란장애·자궁내막증 등 다양한 여성질환을 유발한다는 과학적 근거를 제시했다. 이와 함께 박 부위원장은 플라스틱, 생활화학제품, 조리도구, 향료 등 일상에서 쉽게 접하는 물질 속 환경호르몬의 종류와 노출 경로를 설명했다. 또 환경호르몬이 신경내분비계를 교란하여 난포 기능 저하, 생리불순, 습관성 유산, 심지어 후성유전학적 영향까지 초래할 수 있다는 내용을 실제 연구자료를 통해 설명했다. 박 부위원장은 “환경 문제는 곧 여성의 건강 문제이자 출산·보건 정책의 연장선에 있다”며 “서울시의 환경정책과 난임정책은 결코 분리될 수 없으며, 하천과 생활환경을 개선하는 일은 미래세대의 건강한 출산 환경을 만드는 일과 직결된다”고 밝혔다. 이어 난임부부 스스로 실천할 수 있는 플라스틱 사용 줄이기, 조리도구와 식품 포장 선택, 실내 환기와 청소, 화장품·생리용품 점검, 영수증 등 감열지 접촉 줄이기 등 생활 속 노출 저감 방법을 구체적으로 제시했다. 또한 박 부위원장은 환경수자원위원회 차원의 정책 노력도 함께 설명하며 “플라스틱 사용 저감은 개인의 실천만으로는 한계가 있다”고 강조했다. 이어 “서울시는 다중이용시설에서의 일회용품 사용을 단계적으로 줄이기 위해 장례식장, 야구장, 커피전문점 등 시민이 많이 찾는 공간부터 다회용기 사용을 적극 장려하는 정책을 추진 중”이라며 “생활환경 개선은 시민의 건강권을 지키는 일이며, 특히 난임부부에게는 더욱 중요한 공공정책”이라고 덧붙였다. 강의를 들은 참석자들은 “환경이 난임과 직접 연결된다는 사실을 처음 알게 됐다”, “오늘 배운 생활 실천을 바로 적용해보고 싶다”고 소감을 전하며 높은 관심을 보였다. 한편, 서울시 난임부부 8주 프로그램은 신체·정신·생활환경을 종합적으로 다루는 통합 교육 과정으로 난임부부들의 임신성공률 향상에 기여하는 것으로 평가받는다. 특히 이번 7주차 강의는 참가자들이 난임의 원인을 새로운 관점에서 이해하고 실질적 개선 방법을 익힐 수 있는 중요한 시간이었다. 박 부위원장은 앞으로도 난임가족의 건강과 임신 준비 환경을 강화하기 위한 전문 강의와 맞춤 프로그램 운영 지원을 위해 노력하겠다는 뜻을 밝혔다.

임신 중 고지방 음식의 냄새를 자주 맡는 것만으로도 태어날 아이가 비만이나 대사 질환에 걸릴 위험이 커진다는 연구 결과가 나와 충격을 주고 있다. 지난 1일(현지시간) 독일 막스플랑크 대사연구소 연구진은 임신부가 맡는 음식 향이 태아의 대사 건강에 미치는 영향을 분석한 연구 결과를 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’을 통해 발표했다. 연구진은 임신한 생쥐에게 지방 함량은 낮은 건강식 사료를 먹이되, 베이컨 향 등 고지방 음식의 ‘향기’를 첨가해 노출시켰다. 그 결과 어미 쥐의 체중이나 신진대사에는 큰 변화가 없었지만, 태어난 새끼들은 고지방 식이를 할 경우 비만 및 인슐린 저항성이 뚜렷하게 증가했다. 연구진은 원인이 새끼 쥐들의 뇌 구조의 변화 때문이라고 추정했다. 새끼 쥐의 뇌를 분석한 결과 배고픔과 대사를 조절하는 뉴런과 보상·동기와 관련된 도파민 시스템이 고지방 음식에 과민 반응하도록 변화돼있었다. 논문의 공동 제1저자인 로라 카사누에바 레이몬 연구원은 “어미는 건강한 음식을 먹었지만, 기름진 냄새 때문에 새끼의 뇌가 마치 ‘비만 쥐’의 뇌처럼 변했다”고 설명했다. 연구진은 이러한 결과가 “태아기와 신생아 초기의 감각 경험이 평생의 대사 건강 궤적에 영향을 미칠 수 있다”는 점을 보여준다고 평가했다. 기존에는 임신 중 산모의 영양 섭취가 자녀 비만에 미치는 영향이 주로 논의돼 왔지만, 이번 연구는 향기라는 비(非)영양학적 요소도 잠재적 위험 요인이 될 수 있음을 시사한다. 연구를 주도한 소피 스테큘로럼 박사는 “지금까지는 임신부의 과도한 지방 섭취가 아이에게 미치는 악영향에만 주목했지만, 이번 결과는 냄새만으로도 태아의 대사 건강을 해칠 수 있음을 보여준다”며 “임신과 수유 기간 중 무분별한 향료 첨가물 섭취에 대해 주의가 필요하다”고 강조했다. 다만 연구진은 이번 실험이 생쥐를 대상으로 한 것이기에 이를 그대로 인간에게 적용하기에는 한계가 있다고 밝혔다. 향기의 강도, 노출 시기, 빈도나 지속 시간 등 조건이 다를 수 있기 때문이다. 따라서 향후에는 사람을 대상으로 한 후속 연구가 필요하다고 연구진은 전했다. 부모가 비만일 경우 자녀 비만 위험 최대 4배까지 증가앞선 여러 연구를 통해 부모가 비만일 경우 자녀도 비만일 확률이 크다는 사실은 여러 차례 확인된 바 있다. 영국 킹스 칼리지 런던 등 유럽 연구진이 수행한 대규모 쌍둥이·가족 기반 연구에 따르면 비만의 유전적 기여도는 약 40~70%로 추정된다. 이는 체중 조절, 식욕, 에너지 대사에 관련된 다수의 유전자 변이가 부모로부터 자녀에게 이어지기 때문이다. 미국 NIH(National Institutes of Health)는 부모 중 한 명이 비만일 경우 자녀의 비만 위험이 2~3배, 양쪽 부모 모두 비만일 경우 최대 4배까지 증가한다고 분석했다. 이러한 영향에 대해 가족 내 식습관, 신체활동 패턴, 음식 환경이 공유되는 데서 비롯되는 것으로 분석했다. 최근에는 부모의 영양 상태나 체중이 태아의 유전자 발현 방식에 영향을 미치는 후성유전학 연구도 주목받고 있다. 이는 부모의 대사 상태가 실제 유전정보 자체가 아니라 유전자 ‘스위치’를 조절함으로써 자녀의 대사 질환 취약성을 높일 수 있음을 시사한다.

청소년기부터 담배를 피우기 시작한 흡연자들의 자녀가 더 빠르게 늙는다는 연구 결과가 나왔다. 노르웨이 베르겐대 후안 파블로 로페스-세르반테스 박사팀이 890여명을 대상으로 아버지의 청소년기 흡연과 자녀 노화 간 연관성을 분석한 결과, 청소년기부터 흡연을 시작한 아버지를 둔 사람들은 실제 나이보다 생물학적 노화가 더 빨리 진행됐다. 연구진은 “사춘기 흡연이 정자 발달에 손상을 일으키고, 이 손상이 자녀에게까지 전달될 수 있다”고 설명했다. 또 “흡연자 자신뿐 아니라 미래 세대를 위해 청소년 흡연 예방 노력을 강화해야 한다”라고 말했다. 해당 연구 결과는 29일 유럽호흡기학회(ERS) 학술대회에서 발표됐다. 연구팀은 7~50세 892명(평균 나이 28세)을 대상으로 본인과 부모의 흡연 여부, 흡연 시작 나이 등을 조사하고 혈액 표본을 이용해 후성유전적 변화를 분석했다. 후성유전적 변화는 노화 징후일 뿐 아니라 암·치매 같은 노인성 질환과도 관련이 있다. 노화 측정은 ‘후성유전 시계’(epigenetic clocks)라는 생물학적 노화 측정법을 사용했다. 분석 결과 15세 전에 흡연을 시작한 아버지를 둔 사람들은 실제 나이보다 9개월에서 1년가량 생물학적으로 더 늙어 있는 것으로 나타났다. 아버지가 사춘기에 흡연을 시작했고 참여자 본인이 담배를 피우는 경우에는 생물학적 나이와 실제 나이의 차이가 14~15개월로 늘어났다. 아버지가 성인이 된 뒤 담배를 피운 경우에는 생물학적 나이가 소폭 증가했고, 어머니의 임신 전 흡연과 자녀 노화 사이에서는 유의미한 연관성이 드러나지 않았다. 연구를 이끈 로페스-세르반테스 박사는 “가속화된 생물학적 노화는 암, 관절염, 치매 같은 질병의 위험을 높이는 것으로 알려져 있다”며 “사춘기 흡연은 자신도 모르게 미래 자녀에게 해를 끼칠 수 있다”라고 말했다. 이어 “왜 사춘기 흡연이 자녀의 빠른 노화와 관련 있는지는 완전히 밝혀지지 않았지만, 사춘기에 흡연을 시작한 경우 정자의 후성유전학적 물질이 변형되고 이러한 변화가 다음 세대로 전달될 가능성이 있다”라고 덧붙였다.

후성유전(epigenetics)은 발생 과정이 끝난 성체, 즉 DNA 염기서열은 변화하지 않은 상태에서 유전자 발현과 기능 등 유전자 작동 방식에 영향을 미치는 변화를 말합니다. 암이나 치매, 조현병, 우울증, 알코올중독, 당뇨, 심혈관계 질환 등 다양한 질병이 관련된 것으로 밝혀지면서 후성유전학은 빠르게 발전하고 있는 분야이기도 합니다. 이런 가운데 과학 저널 ‘네이처’는 트라우마의 후성유전학에 관한 연구를 정리한 리포트를 지난달 28일 발표했습니다. 특히 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실린 최근 논문에 주목했습니다. 미국 플로리다대, 하와이대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 예일대, 요르단 하셈대 공동 연구팀은 시리아 난민 가족들에서 트라우마가 자녀와 손주에게까지 3대에 걸쳐 유전된다는 사실을 밝혀냈습니다. 연구팀은 1980년대 시리아에서 폭력 사태를 피해 피난 온 10가족과 2011년 시리아 내전 이후 피난 온 22가족의 데이터를 전쟁 관련 폭력에 노출되지 않은 16가족으로 구성된 대조군과 비교했습니다. 연구팀은 이들 48가족 131명을 대상으로 폭력 트라우마가 후성유전학적 표지를 남겼는지, 이런 표지가 모계 생식세포 계열을 통해 유전되는지 파악하기 위해 뺨 안쪽에서 표본을 채취하고 DNA 염기서열의 후성유전학적 변화인 DNA 메틸화 정도를 분석했습니다. 연구팀은 외상성 폭력 트라우마를 정부군이나 민병대에 의해 직접 물리적 폭행을 당하거나 타인이 구타당하거나 살해당하는 모습, 부상자나 사망자를 목격한 경우로 정의했습니다. ●폭력 노출 땐 후성유전학적 표지 발견 연구 결과 1980년대와 2011년 이후 폭력에 직접 노출된 사람은 남녀노소 가릴 것 없이 21개 DNA 영역에 독특한 후성유전학적 표지를 가진 것으로 나타났습니다. 1980년대에 폭력을 목격했던 한 여성의 경우 딸과 손주에게도 똑같은 후성유전학적 표지가 발견됐다고 합니다. 반면 대조군에서는 이런 표지가 전혀 발견되지 않았다고 합니다. 연구를 이끈 요르단 하셈대 라나 다자니 교수는 “이번 연구는 트라우마에 대한 후성유전학적 징후가 세대에 걸쳐 유전될 수 있음을 보여 주는 첫 사례”라고 말했습니다. 그렇지만 ‘트라우마가 다음 세대에 전달될 수 있다’는 생각은 여전히 과학계에서 논란입니다. 난자와 정자가 만나는 포유류 발생 초기 단계에서 DNA 메틸화 표지를 제거하는 후성유전학적 재프로그래밍 현상이 나타나기 때문에 트라우마 같은 경험이 유전되기는 어렵다는 지적이지요. 어머니의 트라우마가 양육에 반영되면서 유전되는 것처럼 보일 뿐이라는 말입니다. ●“참사 ·계엄 트라우마 연구 필요” 이번 연구를 보면서 세월호나 이태원 참사, 지난해 12·3 비상계엄 사태 등 우리 사회에 깊은 생채기를 낸 사회적 트라우마는 한국인들의 DNA에 어떤 영향을 미쳤는지 조사가 필요한 것이 아닐까 하는 생각이 들었습니다.

후성유전(epigenetics)은 발생 과정이 끝난 성체, 즉 DNA 염기서열은 변화하지 않은 상태에서 유전자 발현과 기능 등 유전자 작동 방식에 영향을 미치는 변화를 말합니다. 암이나 치매, 조현병, 우울증, 알코올중독, 당뇨, 심혈관계 질환 등 다양한 질병이 관련된 것으로 밝혀지면서 후성유전학은 빠르게 발전하고 있는 분야이기도 합니다. 이런 가운데, 과학 저널 ‘네이처’는 트라우마의 후성유전학에 관한 연구를 정리한 리포트를 지난달 28일 발표했습니다. 특히 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실린 최근 논문에 주목했습니다. 미국 플로리다대, 하와이대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 예일대, 요르단 하셈대 공동 연구팀은 시리아 난민 가족들에서 트라우마가 자녀와 손주에게까지 3대에 걸쳐 유전된다는 사실을 밝혀냈습니다. 연구팀은 1980년대 시리아에서 폭력 사태를 피해 피난 온 10가족과 2011년 시리아 내전 이후 피난 온 22가족의 데이터를 전쟁 관련 폭력에 노출되지 않은 16가족으로 구성된 대조군과 비교했습니다. 연구팀은 이들 48가족 131명을 대상으로 폭력 트라우마가 후성유전학적 표지를 남겼는지, 이런 표지가 모계 생식세포 계열을 통해 유전되는지 파악하기 위해 뺨 안쪽에서 표본을 채취하고, DNA 염기서열의 후성유전학적 변화인 DNA 메틸화 정도를 분석했습니다. 연구팀은 외상성 폭력 트라우마를 정부군이나 민병대에 의해 직접 물리적 폭행을 당하거나 타인이 구타당하거나 살해당하는 모습, 부상자나 사망자를 목격한 경우로 정의했습니다. 연구 결과, 1980년대와 2011년 이후 폭력에 직접 노출된 사람은 남녀노소 가릴 것 없이, 21개 DNA 영역에 독특한 후성유전학적 표지를 가진 것으로 나타났습니다. 1980년대에 폭력을 목격했던 한 여성의 경우, 딸과 손주에게도 똑같은 후성유전학적 표지가 발견됐다고 합니다. 반면 대조군에서는 이런 표지가 전혀 발견되지 않았다고 합니다. 연구를 이끈 요르단 하셈대 라나 다자니 교수는 “이번 연구는 트라우마에 대한 후성유전학적 징후가 세대에 걸쳐 유전될 수 있음을 보여주는 첫 사례”라고 말했습니다. 그렇지만, ‘트라우마가 다음 세대에 전달될 수 있다’는 생각은 여전히 과학계에서 논란입니다. 난자와 정자가 만나는 포유류 발생 초기 단계에서 DNA 메틸화 표지를 제거하는 후성유전학적 재프로그래밍 현상이 나타나기 때문에 트라우마 같은 경험이 유전되기는 어렵다는 지적이지요. 어머니의 트라우마가 양육에 반영되면서 유전되는 것처럼 보일 뿐이라는 말입니다. 이번 연구를 보면서 세월호나 이태원 참사, 지난해 12·3 비상계엄 사태 등 우리 사회에 깊은 생채기를 낸 사회적 트라우마는 한국인들의 DNA에 어떤 영향을 미쳤는지 조사가 필요한 것이 아닐까 하는 생각이 들었습니다.

평균 연령과 기대 수명이 늘어나면서 많은 사람은 얼마나 더 건강하게 멀쩡한 정신을 갖고 살 수 있는지에 관심이 크다. 그렇지만, 나이가 들면서 가장 큰 걱정인 치매나 파킨슨병처럼 퇴행성 뇌 질환은 여전히 정복되지 않고 있다. 이런 상황에서 정확한 뇌 나이를 측정해 노화에 따른 뇌 기능 저하를 예방할 수 있는 방법이 나와 눈길이 쏠린다. 미국 서던 캘리포니아대(USC) 전자·컴퓨터공학과, 의생명공학과, 의대 노인학과, 계량·전산 생물학과, 영국 킹스 칼리지 런던 정신의학과 공동 연구팀은 뇌가 얼마나 빨리 노화되고 있는지 측정해 인지 저하와 치매를 예방하고 치료할 수 있는 인공지능(AI) 모델을 개발했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 25일 자에 실렸다. 뇌 노화가 빠를수록 인지 장애 위험이 커진다. 보통 생물학적 나이를 측정할 때는 혈액을 채취해 후성유전학적 노화와 DNA 메틸화 정도를 살핀다. 그렇지만, 혈액 표본으로 뇌의 생물학적 나이를 측정하는 것은 부정확하다는 단점이 있다. 뇌와 혈관 사이에 장벽 때문에 혈액 세포가 뇌로 들어갈 수 없기 때문이다. 환자의 뇌에서 직접 표본을 채취하는 방법이 있기는 하지만, 수술이 필요하기 때문에 일반인의 뇌 조직을 채취한다는 것은 현실적으로 불가능하다. 이에 연구팀은 뇌 자기공명영상(MRI) 사진을 분석해 머리를 열지 않는 비침습적 방법으로 뇌 나이를 측정하는 방법을 고안해냈다. 이번에 개발한 ‘3차원 합성곱 신경망’(3D-CNN) 기술은 정상 성인남녀 3000명의 MRI 영상으로 훈련하고 검증됐다. 이전에 나온 AI 모델들은 환자의 뇌 영상으로 실제 나이보다 “얼마나 더 늙었는지”를 알려줄 수 있지만, 삶의 어느 단계에서 발생했는지, 노화 속도는 어떤지를 알 수 없었다. 연구팀은 3D-CNN을 인지적으로 건강한 성인 남녀 104명과 알츠하이머 환자 140명에게 적용했다. 그 결과, 측정값이 기존 인지 테스트 결과와 일치하는 것이 확인됐다. 또 특정 뇌 영역의 노화 속도가 성별에 따라 다르다는 것이 관찰됐는데, 이는 남성과 여성이 알츠하이머를 포함한 퇴행성 뇌신경질환 발병률이 다른 이유를 설명해준다고 연구팀은 설명했다. 뇌 노화 속도가 빠를수록 기억력, 실행 속도, 실행 기능, 처리 속도를 포함한 인지기능 저하 속도도 높아질 가능성이 크다는 것이 재확인됐다. 연구를 이끈 안드레이 이리미아 USC 교수는 “이번에 개발한 기술은 뇌 나이만 측정하는 것이 아니라 뇌 노화 속도가 빨라지고 있는지, 느려지는지와 관련한 신경해부학적 변화를 정확하게 파악할 수 있다”라며 “이번 기술을 더욱 발전시켜 알츠하이머 발병 위험을 정확한 수치로 나타낼 수 있는 인공지능을 개발하려 하고 있다”라고 말했다.

오메가3 지방산은 항염증 기능이 있어서 심혈관 질환, 관절염, 일부 자가면역 장애와 같은 만성 염증 질환 위험을 줄이는 데 도움이 되는 것으로 알려져 많은 사람이 건강기능식품으로 복용한다. 그렇지만 일부에서는 오메가3가 알려진 것과는 달리 실제 효과는 크지 않다는 목소리도 나오고 있다. 이런 상황에서 스위스, 미국, 호주, 프랑스 4개국 공동 연구팀은 오메가3가 생물학적 노화 속도를 늦추는 도움이 된다고 밝혔다. 스위스 취리히대 노인학·노화학과, 바젤대 노인의학과, 제네바대 의대, 제네바 대학병원, 미국 컬럼비아대 공중보건대, 터프츠대 노화 영양 연구센터, 하버드대 보건 정책관리학과, 영양학 및 역학과, 하버드대 의대, 브리검여성병원, 호주 모나쉬대 생물 신경정신과학과, 프랑스 툴루즈대 부속 병원, 폴 사바티에 툴루즈3대학 약학과 연구진이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 노화’ 2월 4일 자에 실렸다. 앞선 많은 임상시험 연구에서 칼로리 제한이 사람의 노화를 늦출 수 있다는 사실은 밝혀진 바 있다. 또 동물 연구나 사람을 대상으로 한 소규모 연구에서 비타민D나 오메가3 지방산을 섭취하는 것이 생물학적 노화를 늦출 수 있다는 결과를 얻기도 했다. 그렇지만, 일반적인 효과에 대해서는 아직 명확한 연구가 이뤄지지 않았다. 이에 연구팀은 스위스에 거주하는 70세 이상 남녀 777명을 대상으로 한 임상시험을 실시했다. 연구팀은 후성유전학적 시계로 알려진 분자생물학 도구를 이용해 오메가3 섭취가 노화 속도에 어떤 영향을 미치는지 계산했다. 실험 참가자들은 3년 동안 하루 2000IU의 비타민D를 섭취하거나 하루 1g의 오메가3를 섭취하든지, 일주일에 3회 각 30분 동안 실내 운동을 하도록 했다. IU는 비타민을 비롯해 약물의 생리 활성을 측정하기 위한 단위로, 약물 종류에 따라 우리가 흔히 알고 있는 g, ㎎, ㎍이 다르다. 비타민D의 경우는 1㎎이 4만 IU지만, 비타민C는 1㎎이 20 IU에 해당한다. 오메가3 1g은 시중에 판매하는 제품 1캡슐 정도 다. 3년 동안 추적 조사 결과, 오메가3 섭취가 여러 후성유전학적 시계에서 생물학적 노화를 최대 4개월까지 늦추는 것이 확인됐다. 이는 실험 대상자의 성별, 나이, 체질량지수(BMI)에 영향을 전혀 받지 않는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 오메가3, 비타민D를 함께 복용하면서 운동까지 병행하면 노화 예방에 가장 좋은 것으로 나타났다. 특히, 세 가지 방법 모두를 병행할 경우 암 발생 위험을 낮추고 체력 저하도 예방하는 것으로 밝혀졌다. 연구를 이끈 하이케 비쇼프-페라리 스위스 취리히대 교수는 “이번 연구에 따르면 오메가3, 비타민D 뵥용, 규칙적 운동이 노화 예방이 미치는 영향은 각기 다르지만, 작동 메커니즘은 서로 유사하다”라며 “세 가지 방법을 모두 적용하면 노화 예방 효과가 더 강해진다는 사실을 알 수 있었다”라고 말했다.

많은 사람이 몸매 관리나 성인병 예방을 목적으로 운동도 하고 식이조절도 합니다. 특히 다이어트 방법은 정말 다양합니다. 원푸드 다이어트, 구석기 다이어트, 황제 다이어트, 케톤 다이어트 등 수많은 방법이 유행했다가 사라집니다. 사실 다른 사람에게 맞는 다이어트법이 나에게 맞는다고 할 수 없습니다. 게다가 힘들게 체중을 뺀 뒤에도 금세 원래 몸무게로 돌아가는 ‘요요’ 현상이 생기는 경우도 적지 않습니다. 요요 현상은 몸이 비만의 기억을 갖고 있기 때문에 촉발된다고 알려졌지만, 그 기저에 있는 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았습니다. 스위스, 스웨덴, 독일, 스페인, 미국 등 5개국 공동 연구팀은 지방 조직이 유전 정보를 옮기는 세포 전사 과정과 후성유전학적 변화를 통해 비만의 기억을 유지한다고 20일 밝혔습니다. 이 연구에는 스위스 취리히공과대(ETH), 취리히 생명과학대학원, 취리히대, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 카롤린스카대학병원, 독일 라이프치히대, 라이프치히대학병원, 헬름홀츠 신진대사연구소, 스페인 말라가 생물의학 연구소, 미국 스탠퍼드대 과학자들이 참여했습니다. 연구팀은 이번 연구 결과를 다이어트 후 다시 체중이 복원되는 요요 현상의 핵심 원인으로 보고 있습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 19일 자에 실렸습니다. 연구팀은 정상 체중을 가진 일반인 18명의 지방 세포 RNA 염기서열과 고도 비만으로 위나 장을 절제하는 비만 대사 수술을 받아 체질량지수(BMI)가 최소 25% 이상 감소한 20명의 수술 전후 지방 세포 RNA를 비교했습니다. 연구팀은 생쥐로도 비슷한 실험을 했습니다. 그 결과 사람과 생쥐의 지방 세포 모두, 체중이 감소한 뒤에도 전사적 변화를 유지한다고 밝혔습니다. 이와 함께 DNA가 RNA로 복사되는 과정에서 나타난 후성유전학적 변화도 발견됐습니다. 후성유전학은 DNA 염기서열의 변화 없이도 특정 형질이 나타나거나 발현되지 않고 다음 세대로 유전까지 될 수 있는 이론입니다. 또 체중 감소 후에도 지방산 생합성과 지방 세포 형성이 계속된다는 사실도 확인했습니다. 결국 체내 지방 조직들이 ‘비만’의 기억을 갖고 있다는 말입니다. 연구를 이끈 페르디난드 폰 메이옌 ETH 취리히 교수는 “이번 연구에서 밝혀진 지방 세포의 기억과 변화를 이용하면 장기적 체중 및 건강 관리에 도움이 될 것”이라고 말했습니다.

많은 사람이 몸매 관리나 성인병 예방을 목적으로 운동도 하고 식이조절도 합니다. 특히 다이어트 방법은 정말 다양합니다. 원푸드 다이어트, 구석기 다이어트, 황제 다이어트, 케톤 다이어트 등 수많은 방법이 유행했다가 사라집니다. 사실 다른 사람에게 맞는 다이어트법이 나에게 맞는다고 할 수 없습니다. 게다가 힘들게 체중을 뺀 뒤에도 금세 원래 몸무게로 돌아가는 ‘요요’ 현상이 생기는 경우도 적지 않습니다. 요요 현상은 몸이 비만의 기억을 갖고 있기 때문에 촉발된다고 알려졌지만, 그 기저에 있는 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았습니다. 스위스, 스웨덴, 독일, 스페인, 미국 등 5개국 공동 연구팀은 지방 조직이 유전 정보를 옮기는 세포 전사 과정과 후성유전학적 변화를 통해 비만의 기억을 유지한다고 20일 밝혔습니다. 이 연구에는 스위스 취리히공과대(ETH), 취리히 생명과학대학원, 취리히대, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 카롤린스카대학병원, 독일 라이프치히대, 라이프치히대학병원, 헬름홀츠 신진대사연구소, 스페인 말라가 생물의학 연구소, 미국 스탠퍼드대 과학자들이 참여했습니다. 연구팀은 이번 연구 결과를 다이어트 후 다시 체중이 복원되는 요요 현상의 핵심 원인으로 보고 있습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 19일 자에 실렸습니다. 연구팀은 정상 체중을 가진 일반인 18명의 지방 세포 RNA 염기서열과 고도 비만으로 위나 장을 절제하는 비만 대사 수술을 받아 체질량지수(BMI)가 최소 25% 이상 감소한 20명의 수술 전후 지방 세포 RNA를 비교했습니다. 연구팀은 생쥐로도 비슷한 실험을 했습니다. 그 결과 사람과 생쥐의 지방 세포 모두, 체중이 감소한 뒤에도 전사적 변화를 유지한다고 밝혔습니다. 이와 함께 DNA가 RNA로 복사되는 과정에서 나타난 후성유전학적 변화도 발견됐습니다. 후성유전학은 DNA 염기서열의 변화 없이도 특정 형질이 나타나거나 발현되지 않고 다음 세대로 유전까지 될 수 있는 이론입니다. 또 체중 감소 후에도 지방산 생합성과 지방 세포 형성이 계속된다는 사실도 확인했습니다. 결국 체내 지방 조직들이 ‘비만’의 기억을 갖고 있다는 말입니다. 연구를 이끈 페르디난드 폰 메이옌 ETH 취리히 교수는 “이번 연구에서 밝혀진 지방 세포의 기억과 변화를 이용하면 장기적 체중 및 건강 관리에 도움이 될 것”이라고 말했습니다.

인구 고령화는 전 세계적으로 나타나고 있는 현상이다. 그중 한국의 고령화 속도는 가장 빠른 것으로 알려져 있다. 오래 살 것인가, 건강하게 살 것인가 둘 중 하나를 선택할 수 있는 것은 아니지만 고령화 사회로 진입하면서 삶의 질이 수명보다 더 중요하다는 목소리가 높아지고 있다. 그런데, 식단 조절만으로도 노화를 늦출 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 스탠퍼드대 의대 미생물·면역학과, 예방의학 연구센터, 인간 장내미생물 연구센터, 시애틀 아동 연구소, 코넬대 의대, 민간 생물 연구 기업인 트루다이그노스틱, 샌프란시스코 챈 주커버그 바이오허브 공동 연구팀은 8주라는 짧은 기간 채식을 하는 것만으로 노화 속도를 늦출 수 있다고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘BMC 의학’ 7월 29일 자에 실렸다. DNA 메틸화는 DNA 속 사이토신 염기에 메틸기를 붙여, 해당 부분의 유전자가 발현되지 않도록 막는 현상이다. 진핵세포가 유전자 발현을 조절할 때 쓰는 방법으로 DNA 메틸화 패턴은 같은 사람의 체내에서도 조직에 따라 달리 분포되고, 나이에 따라 메틸화 패턴이 달라지기도 한다. 유전자 발현을 변화시키지만, DNA 자체는 변화시키지 않는 후성유전학적 메커니즘이다.연구팀은 단기 채식 식단이 생체 분자적 영향을 조사하기 위해 18세 이상의 일란성 쌍둥이 22쌍을 무작위로 선발해 절반으로 나눴다. 실험 참여자의 평균 연령은 40세, 평균 체질량지수(BMI)는 세계보건기구(WHO) 기준으로 과체중에 해당하는 26㎏/㎡이었다. 연구팀은 한 그룹에는 8주 동안 육식 중심 식단을 섭취하도록 하고, 다른 집단은 채식 식단을 제공했다. 8주가 지난 뒤 참가자들의 혈액을 채취해 식단이 DNA 메틸화 수준에 미치는 영향과 생물학적 나이를 조사했다. 그 결과, 육식 중심 식단 그룹은 생물학적 나이 추정치가 실험 전과 비교해 변화가 없거나 오히려 증가한 것으로 확인됐다. 반면, 채식 식사를 8주 동안 섭취한 집단은 전체적인 생물학적 나이 추정치가 감소하고, 심장, 간은 물론 호르몬, 염증, 대사 시스템의 나이도 줄어든 것도 관찰됐다. 이와 함께, 채식 중심의 식사를 한 사람들은 육식 중심 식단 그룹에 비해 체중도 평균 2㎏ 감소한 것으로 나타났다. 노화는 인간에게 나타나는 자연스러운 현상이다. 안티 에이징은 노화를 역행해 젊어지기 위한 것이 아니라 건강하게 늙기 위한 하나의 방법이라고 생각해야 한다는 것이 이번 연구의 의미다.

오랜만에 만난 친구를 보고 깜짝 놀랄 때가 종종 있습니다. 몇 년 전까지만 해도 꽃중년이었던 모습이 사전에서나 볼 수 있는 중늙은이라는 단어처럼 확 변했기 때문입니다. 사람을 갑자기 늙게 만드는 요인은 여러 가지가 있습니다. 최근 과학자들이 생물학적 노화 속도를 빠르게 하는 새로운 원인을 찾아 눈길을 끕니다. 미국 노스캐롤라이나 주립대, 노스캐롤라이나 채플힐대, 텍사스 오스틴대, 컬럼비아대 의대, 컬럼비아 노화 연구센터 공동 연구팀은 가족이나 친한 친구와의 사별이 생물학적 노화 속도를 특히 빠르게 한다고 31일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 7월 30일자에 실렸습니다. 생물학적 노화는 세포, 조직, 기관 기능이 점진적으로 떨어지는 현상으로, 외모 변화와 함께 만성 질환 위험도 증가시킵니다. 연구팀은 1994년에 시작한 ‘청소년·성인 건강의 국가 종단 연구’ 데이터를 활용했습니다. 연구팀은 약 3만 3000명을 대상으로 18세 이하 아동·청소년기와 19~43세 성인기에 겪은 가족·동료와의 사별 여부, 혈액 검사를 통한 후성유전학적 변화를 측정했습니다. 분석 결과 연구 대상자의 40%가 33~43세에 가족·동료와의 사별을 적어도 한 번 이상 경험한 것으로 나타났습니다. 어찌 보면 뻔한 얘기일 수 있겠지만 사별은 아동·청소년기보다 성인기에 더 흔하게 겪는 것으로 확인됐습니다. 주목되는 부분은 두 번 이상 사별을 경험한 사람들의 경우 그렇지 않은 사람보다 생물학적 노화가 더 빠르다는 점입니다. 나이와 상관없이 가족·동료를 잃는 것은 건강에 상당한 영향을 주는 것으로 나타났습니다. 어린 시절 부모나 형제·자매를 잃는 것은 발달 과정에도 심각한 영향을 끼친다고 합니다. 인간관계의 상실은 심장병, 치매, 각종 사망 위험을 높일 가능성이 높은 것으로 알려져 있습니다. 어린 시절에 경험한 상실은 신체적 건강은 물론 인지 능력을 비롯한 정신 건강에 악영향을 미치며 조기 사망 가능성까지 높이는 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 앨리슨 아이엘로 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “사랑하는 사람을 잃는 것이 생애 주기의 다양한 단계에서 DNA에 어떤 영향을 미치는지 조사한 연구는 그동안 거의 없다”며 “이번 연구는 사랑하는 이를 잃는 것이 생애 전 주기적으로 생물학적 노화와 강한 연관이 있음을 보여 준다”고 설명했습니다.

18~19세기 프랑스 법관이자 미식가인 장 앙텔름 브리야사바랭은 “당신이 먹은 것이 무엇인지 말해주면 당신이 어떤 사람인지 말해 주겠다”라고 말했다. 음식 취향을 통해 그 사람의 사회경제적 위치를 파악할 수 있다는 뜻이다. 그런데, 현대 과학은 먹는 음식을 통해 한 사람의 건강까지 파악할 수 있는 상황이 됐다. 건강한 음식을 먹는 사람은 건강하고, 그렇지 못한 사람은 신체적, 정신적 건강이 악화할 수밖에 없다. 독일 헬름홀츠 환경보건 연구센터 실험 유전학 연구소, 당뇨 연구센터(DZD), 라이프치히대 의정보학 연구소, 라이프치히 아동·청소년 병원, 오스트리아 빈 수의학대, 빈 자연·생명과학대, 보쿠대 환경생명공학연구소(IFA-Tulln), 핀란드 투르쿠대, 투르쿠대학병원 공동 연구팀은 고지방식을 즐겨 먹고, 체질량 지수가 높은 수컷 생쥐는 대사장애를 가진 수컷 새끼를 낳는다고 7일 밝혔다. 결국, 아빠의 식단이 아들의 미래 건강에 영향을 미친다는 것이다. 이런 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 6월 6일 자에 실렸다. 엄마가 자손에게 대사 특성을 물려줄 수 있다는 연구들은 많이 나왔다. 그렇다면 아빠는 어떨까. 2016년 미국 유타대 연구팀은 생쥐 수정란에 고지방식을 섭취한 아빠 생쥐의 정자 RNA를 주입했더니, 새끼가 자라서 대사 장애가 발생했다는 연구 결과를 내놨다. 부모의 식습관이 자손의 후성 유전체 변화로 이어질 수 있다는 설명이다. 이번 연구팀은 수컷 생쥐를 두 집단으로 나눠 2주 동안 한쪽은 고지방식을 먹이고, 다른 쪽은 저지방식을 먹인 뒤 생체 변화를 관찰했다. 그 결과, 식습관이 정자의 미토콘드리아 RNA, 특히 DNA를 단백질로 만드는 전달RNA(tRNA)에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 고지방식을 먹은 쥐의 정자는 저지방식을 섭취한 쥐의 정자보다 짧은 tRNA 조각이 더 많았다. 이런 RNA 조각은 특정 미토콘드리아 유전자의 활성을 높이거나 낮추는 등 유전체의 후성유전학적 조절자 역할을 하는 것으로 나타났다. 이를 통해 몸에 좋지 않은 고지방식 먹이를 섭취한 수컷 생쥐는 당뇨의 대표적 특징인 포도당불내성 같은 대사 문제를 수컷 새끼에게 유전한 것으로 확인됐다. 연구팀은 과체중인 아빠를 둔 사람과 고지방식을 먹은 수컷 새끼의 건강을 조사했다. 그 결과, 고지방식을 먹고 BMI가 높은 아빠를 가진 자식은 그렇지 않은 자식보다 아빠의 미토콘드리아 tRNA를 훨씬 많이 가진 것으로 조사됐다. 또 3431명의 인간 자녀 데이터를 분석한 결과, 임신 시 아빠의 BMI가 높을수록 자손의 대사 건강이 나빠진다는 사실도 확인했다. 연구팀은 건강한 아이를 얻기 위해서는 건강하게 먹는 것이 필수적이라고 설명했다. 식단은 정자에 전달되는 정보에 영향을 미치고, 이는 자손에게 영향을 미친다는 말이다. 연구를 이끈 독일 헬름홀츠 실험 유전학 연구소 라파엘레 테페리노 박사(후성유전학)는 “고지방 식단이 미토콘드리아에 스트레스를 줘 정자에 영향을 미치고 자손에게까지 전달된다는 당연한 사실을 실험적으로 증명한 것이 이번 연구의 의의”라고 말했다. 테페리노 박사는 “외부 스트레스가 미토콘드리아 활동을 증가시키고 정자가 난자에 도달하게 하는 힘을 충분히 제공하지 못하기 때문에 다양한 문제가 발생하는 것으로 생각된다”고 설명했다.

“임신하면 늙는다”는 엄마들의 이야기는 사실이었다. 임신이 실제로 여성의 생물학적 노화를 가속화할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 8일(현지시간) 영국 일간 가디언, 워싱턴포스트 등에 따르면 미국 뉴욕 컬럼비아대학교 메일맨공주보건대 연구진은 임신 경험이 있는 여성이 그렇지 않은 여성보다 생물학적 나이가 더 많으며 여러 차례 임신한 여성의 경우 노화는 더욱 가속화한다는 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 과학저널 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 연구진은 필리핀에서 여성 825명과 남성 910명 등 총 1735명을 대상으로 임신 이력과 DNA 샘플을 조사했다. 생물학적 나이를 추정하는 유전적 도구인 ‘후성유전학적 시계’를 활용해 실험 참가자들의 생물학적 나이를 계산했다. 그 결과 여성의 임신은 2~3개월의 생물학적 노화와 관련이 있으며, 임신 횟수가 많은 여성은 생물학적 노화가 더 빨라진 것으로 나타났다. 임신에는 유산, 사산, 정상 출산이 이뤄진 임신이 모두 포함됐다. 이러한 결과는 사회경제적 지위, 흡연 이력, 유전적 변이 및 참가자의 주변 환경 등을 모두 고려한 후에도 유효했다. 반면 동일한 건강 조사에서 같은 연령대의 남성들은 생물학적 노화 증가와 임신 횟수 사이의 연관성이 나타나지 않았다. 캘런 라이언 컬럼비아대 노화센터 연구원은 “우리 연구 결과는 임신이 생물학적 노화를 가속화하고 이러한 효과가 젊고 출산율이 높은 여성에게 명백하다는 것을 시사한다”면서 “우리는 노화 과정에서 임신의 역할과 생식의 다른 측면에 대해 아직 밝혀내야 할 것이 많다”고 전했다. 그러면서 “특정 개인의 후성유전적 노화 가속화가 수십 년 후 건강 악화나 사망률 증가에 어느 정도 영향을 끼칠지 모른다”고 덧붙였다. 한편 지난달 미국 예일아동센터, 예일대, 하버드대 연구팀은 국제학술지 ‘세포 대사(Cell Metabolism)’에서 “임신이 노화를 촉진하지만 출산이 이뤄지고 난 후에는 회복된다”고 발표한 바 있다. 연구팀에 따르면 임신은 생물학적 나이를 1~2년 증가시키지만, 출산 3개월이 지나면 오히려 생물학적 나이가 3~8년 젊어진다. 이런 경향은 임신 전 체질량지수(BMI)가 높을수록 약했고, 모유 수유만 한다는 경우에 강했다. 임신 전 몸무게가 작을수록, 출산 후 모유 수유를 고집할수록 몸이 젊어졌다고 해석할 수 있다.

중국 과학자들이 체세포를 이용해 지금까지 성공한 적이 없었던 영장류 복제에 성공했다. 중국 과학원(CAS) 신경과학연구소, 상하이 뇌과학 센터, 중국과학원대, CAS 유전학 및 발달 생물학연구소 공동 연구팀은 체세포 복제를 통해 태어난 붉은털원숭이(히말라야 원숭이)가 2년 이상 건강하게 살아있다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 17일자에 실렸다. 생식세포가 아닌 피부세포 같은 체세포는 생명체가 어떻게 만들어지는지에 대한 유전 정보를 갖고 있지만 새로운 유기체를 만들어 내기는 어렵다. 이 때문에 난자의 핵을 제거한 뒤, 체세포에서 채취한 세포핵을 이식해 복제하는 ‘체세포 핵 이식’ 또는 ‘체세포 핵 치환’ 기술로 생존 가능한 배아를 만들었다. 이런 방식으로 복제된 최초의 동물이 양 ‘돌리’다. 이후 필리핀 원숭이를 비롯해 다양한 포유류 종의 복제가 체세포 핵 치환술로 시도됐다. 그렇지만 대부분의 포유류 종에서 복제 효율이 낮고 태아 때나 갓 태어나서 사망하는 확률이 높았다. 특히 동물 실험에서 많이 활용되는 붉은털원숭이는 체세포 복제에 성공한 경우가 한 번 있었지만, 출생 직후 사망했을 정도로 복제가 어려운 동물로 알려져 있다. 연구팀은 흔히 시험관 아기로 불리는 체외수정(IVF)으로 얻은 붉은털원숭이의 배반포와 체세포 핵이식으로 복제된 붉은털원숭이 배반포의 후성유전학적 데이터를 비교 분석했다. 그 결과, 복제 배아 및 태반은 IVF 배아 및 태반과 비교해 크기와 모양에 이상이 있음을 확인했다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 발달 중인 복제 배아에 건강한 태반을 제공하는 방법으로 체세포 복제 붉은털원숭이를 태어나게 하는 데 성공했다. 이렇게 태어난 붉은털원숭이는 2년 이상 건강하게 생존하고 있다. 연구팀에 따르면 이렇게 태어난 복제 붉은털원숭이는 한 마리뿐이지만 추가로 더 만들어 낼 예정이며 다른 영장류 복제에도 활용할 계획이라고 밝혔다. 이번 연구를 주도한 CAS 신경과학연구소의 퀴앙 선 수석 연구원(비인간 영장류 실험실장)은 “이번 연구 결과는 영장류 생식 복제 메커니즘에 대한 이해를 높일 뿐만 아니라 복제 효율성을 개선하는 데 도움이 될 수 있다”라고 말했다. 지금까지 이 방법을 사용한 건강한 붉은털원숭이 복제는 단 한 마리만이 보고되었지만, 이 연구 결과는 향후 영장류 복제를 위한 유망한 전략으로 입증될 수 있습니다.

DNA는 생물의 유전 정보를 담고 있는 물질이다. 부모에게서 DNA를 물려받은 자식이 외모나 성격, 취향 등이 닮는 이유도 당연해 보인다. 이런 DNA 유전학으로 인해 많은 사람이 유전자가 개인의 신체적, 정신적 특질을 결정한다고 알고 있다. 그런데 생태계에는 DNA 결정론으로 완벽하게 설명하지 못하는 ‘2% 부족한’ 부분이 있었다. 이때 등장한 것이 후성유전학이다. 후성유전은 DNA 염기서열 변화 없이 DNA 염기나 히스톤 단백질에 분자 표지를 남겨 유전자 발현이 조절되면서 생명 현상에 영향을 미치는 과정을 말한다. 후성유전의 놀라운 점은 DNA 분자 표지가 세포 분열 뒤에도 남아 세대 유전까지 가능하다는 점이다. 발달·생물심리학 박사이자 심리학 교수인 저자는 후성유전학 중 경험이 인간의 행동과 생각, 감정에 미치는 영향을 연구하는 ‘행동후성유전학’에 초점을 맞춰 책을 집필했다. 동물행동학자 리처드 도킨스가 1976년에 선보인 ‘이기적 유전자’는 인간은 유전자가 조정하는 기계이고 많은 것이 유전자에 의해 결정된다는 ‘다소 불편한’ 내용을 담고 있다. 이 책은 도킨스의 이기적 유전자론을 반박하는 내용이 많아 두꺼운 분량에도 불구하고 마음 편하게 읽을 수 있다는 장점이 있다. 저자가 앞서 쓴 책의 제목이 ‘의존하는 유전자’라는 점은 의미심장하다. 미래에 결혼해 자녀를 낳을 생각이라면 ‘무엇을 먹는가’에 따라 자녀의 특성에 영향을 줄 수 있다는 부분에서는 화들짝 놀라 지난날 식습관을 되돌아보게 한다. 저자가 시종일관 강조하는 것은 ‘어떤 유전자를 타고났는지가 아니라 유전자가 무엇을 하는지, 무엇을 할 수 있게 하는지’가 중요하다는 점이다. 책을 읽고 나면 우리는 더이상 유전자의 노예가 아니라는 자신감이 생길지도 모른다.

도시 괴담 중에 어떤 젊은 사람이 실수로 혼자 외딴곳에 있는 어두운 창고에 갇혔는데 다음 날 사람들이 발견했을 때 불과 몇 시간 만에 머리카락이 하얗게 세고 파삭 늙어버렸다는 이야기가 있다. 괴담이니까 가능한 이야기겠지만 실제로 며칠 동안 벼락치기 밤샘 공부나 잦은 야근을 하고 난 뒤 거울을 보곤 깜짝 놀랄 때가 있다. 며칠 사이에 몇 년은 늙어버린 듯한 느낌을 받기 때문이다. 생명과학자와 의학자들이 생물학적 노화의 근본적 원인을 찾고 노화의 시간을 되돌릴 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 미국, 헝가리, 스웨덴 3개국 14개 연구 기관 연구자가 참여한 국제 공동 연구팀은 생물학적 나이는 다양한 형태의 스트레스에 대한 반응으로 급격하게 증가할 수 있으며 스트레스에서 회복된다면 다시 줄어들 수 있다고 밝혔다. 이 같은 후성유전학적 노화 시계의 변동은 며칠 또는 몇 달의 비교적 짧은 기간에 발생할 수 있는 것으로도 확인됐다. 이번 연구에는 미국 하버드대 의대, 브리검여성병원, 듀크대 의대, 듀크 분자생리학 연구소, MIT-하버드 브로드 연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 샌디에이고 알토스연구소, 헝가리 컴퓨터과학·통제 연구소, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 카롤린스카 의학연구소 부설 환경의학 연구소, 스톡홀름 직업·환경의학 연구센터 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 4월 22일자에 실렸다. 지금까지 유기체의 생물학적 나이는 생애 과정에서 꾸준히 증가하는 것이 통설이었다. 최근 들어 동물과 인간을 대상으로 한 연구에서 생물학적 나이가 질병, 약물 치료, 생활 습관, 환경 등 요인에 영향을 받을 수 있다는 증거들이 늘고 있다. 게다가 생물학적 연령의 단기 변동 가능성도 꾸준히 제기돼 왔지만 변동 요인과 가역성 가능성에 대해서는 명확히 밝혀진 바 없었다. 연구팀은 각각 생후 3개월과 생후 20개월의 생쥐에게 다양한 스트레스 자극을 가하고 생체 나이를 측정했다. 또 둘을 외과적으로 한 몸으로 결합했다가 다시 분리하는 실험도 했다. 그 결과 노화된 생쥐의 혈액에 노출될 경우 어린 생쥐의 나이가 급격히 증가한다는 사실이 확인됐다. 또 다양한 스트레스에 노출될 경우 짧은 시간 동안 생물학적 나이가 증가할 수 있음을 확인했다. 그렇지만 외과적으로 하나로 결합했다가 다시 분리하면 어린 생쥐는 다시 생물학적 나이를 회복하는 것도 관찰됐다. 스트레스로 인해 생물학적 나이가 증가한 경우도 스트레스 요인이 사라지면 다시 원상복구 되는 것이 확인됐다. 연구팀은 사람의 경우 큰 수술을 받거나 임신, 코로나19 같은 중증 감염병에 걸릴 경우 생물학적 나이가 빨라진다고 설명했다. 외상환자들은 응급 수술 후 생체 나이가 급격히 증가한다고 덧붙였다. 극심한 스트레스를 받을 경우 쉽게 병에 걸리거나 사망 가능성을 높이는 것도 생물학적 연령 증가와 관련이 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 주도한 바딤 글래디세프 하버드대 의대 교수는 “생체 나이가 어느 정도 가변적일 것이라는 사실은 인정되고 있지만 그런 변화를 유발하는 요인은 여전히 알려지지 않았다”라며 “이번 연구는 생물학적 나이의 가변성 요인을 밝혀냄으로써 단방향으로 증가한다는 오랜 개념을 확실히 반박하는 것”이라고 말했다.

20세기 들어 생활 환경이 개선되고 의학과 과학기술이 발달하면서 사망률이나 기대 수명, 질병 후 생존 결과 등이 이전 세기에 비해 훨씬 나아졌다. 그런데도 다양한 인구 집단 간 건강 격차는 여전히 유지돼 심각한 국제 보건 문제가 되고 있다. 원인은 후성유전학적 메커니즘에 따른 환경과 유전자 간 상호작용 때문으로 알려져 있다. 이에 미국 조지아공과대 생명과학부, 국립보건원(NIH) 산하 국립 소수자 보건·건강 불균형 연구소 공동 연구팀은 인종에 따른 사망률을 조사한 결과 아시아인, 흑인이 백인보다 사망률이 낮은 것을 확인했다고 25일 밝혔다. 이런 연구 결과는 보건 과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 국제공중보건’ 2월 24일자에 실렸다. 연구팀은 의과학 분야 대표적인 빅데이터인 영국 바이오뱅크에 2006~2010년에 40~69세 남녀 50만명 중 대부분인 49만 610명의 아시아인, 흑인, 백인의 건강 데이터를 분석했다. 연구팀은 키, 몸무게, 혈압 등 물리적 측정, 생활방식, 혈액 및 소변 바이오 마커, 영상의학 자료, 유전자, 사망 등록 기록에 대한 데이터를 정밀 분석했다. 그 결과 백인 집단은 아시아인과 흑인 집단보다 모든 원인에 있어서 사망률이 높게 나타났다. 또 아시아와 흑인 여성들은 아시아와 흑인 남성들보다 사망 위험이 더 낮은 것으로 나타났다. 그렇지만 백인의 사망률에서는 남녀 성별차가 나타나지 않았다. 정리하자면 아시아, 흑인 여성들의 사망률이 가장 낮아 오래 살았고 그다음으로 아시아, 흑인 남성으로 나타났으며 백인은 남녀 모두 사망률이 높은 것으로 조사됐다. 질환별 사망률을 살펴보면 허혈성 심장질환으로 인한 사망률은 아시아인이 가장 높았고, 코로나19로 인한 사망률은 흑인이, 호흡기 및 흉부 관련 암으로 인한 사망률은 백인이 가장 높았다. 연구팀에 따르면 특정 질환에 대한 바이오마커는 민족성, 사망률과 연관성이 높은 것으로 조사됐다. 아시아인은 정신 건강이 취약하고 주요 사망률의 원인이 되기도 하며 기생생물에 의한 질병과 염증이나 조직손상 관련 질병에서는 흑인이 취약한 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 킹 조던 조지아공대 교수(생물통계학·통계유전학)는 “이번 연구처럼 인구 특성 연구는 건강 격차와 불균형을 공중 보건 차원에서 개입하기 위한 근거를 제시한다”고 말했다. 조던 교수는 “최근 질병 사망률이 전반적으로 감소 추세를 보이고 있지만 여전히 많은 질병에서 사망률의 인종적 격차는 줄지 않고 있다”며 “이번 연구로 소화기 암, 코로나19, 관상동맥질환, 심혈관질환 등 질병별 사망률과 전체적 사망률의 인종적 차이를 설명하는 많은 혈액 바이오마커, 환경, 행동 위험 요인을 파악할 수 있었다”고 덧붙였다.

“매너가 사람을 만든다.” 14세기 영국 신학자 위컴의 윌리엄이 처음 쓴 말이지만 우리에겐 영화 ‘킹스맨’의 대사로 더 잘 알려져 있다. 후천적으로 습득한 예의범절이 타고난 기질을 바꿀 수 있다는 신념이 반영된 것이다. 20세기 들어 생물학, 특히 유전학이 급속도로 발전하면서 후천적인 환경 변화가 유전자의 힘을 이길 수 없다는 생각이 지배적이었다. 그렇지만 2005년 미국 워싱턴주립대 마이클 스키너 교수의 연구를 시작으로 DNA, RNA 같은 타고난 유전적 요소들의 기본구조가 변하지 않고도 생활습관, 환경 변화 같은 후천적 요인만으로 단백질의 화학적 변화가 발생해 개체에 영향을 미칠 뿐 아니라 후손에게 유전될 수 있다는 사실이 증명되기 시작했다. 후성유전학(Epigenetics) 연구 결과들이다. 후성유전학을 뒷받침하는 재미있는 연구 결과가 최근 또 하나 발표됐다. 미국 펜실베이니아대 의대 세포·발달생물학과, 후성유전학연구소, 독일 프라이부르크대 의대 신경병리학연구소 공동연구팀은 특정 종의 개미는 환경에 따라 개체는 물론 집단의 구조와 기능을 바꿀 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 저명한 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀’ 11월 5일자에 실렸다.벌과 함께 사회적 동물을 대표하는 개미에게 각인된 유일한 유전자의 명령은 지위에 따라 다른 사회적 행동을 해야 한다는 것이다. 여왕개미는 알을 낳아 조직을 유지하고 일개미들은 먹이를 찾고 침입자를 막아 알과 조직을 지키고 유지하는 역할을 하는 것도 이 때문이다. 그런데 유전적으로 똑같은 암컷인 여왕개미, 일개미가 어떤 메커니즘으로 계급이 구분되고, 각자의 지위와 역할에서 벗어나지 않는진 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 몸길이의 6~7.5배나 먼 거리를 뛰고 자신보다 두 배나 큰 먹잇감을 쓰러뜨리는 ‘인도점핑개미’라는 종이 이 같은 궁금증을 풀어 줄 것으로 보고 주목했다. 이 개미들은 여왕개미가 후계 없이 죽을 경우 조직이 해체돼 사라지는 것이 아니라 일개미 중 알을 낳을 수 있는 ‘생식 일개미’(gamergate) 중 하나가 뇌 크기를 20~25%까지 줄이고 여왕개미를 대신한다. 연구팀이 다양한 실험을 한 결과 인도점핑개미 집단의 여왕개미와 생식 일개미의 체내에는 ‘유약호르몬’과 ‘엑디손’이라는 물질의 분포가 다르고 이것이 ‘Kr-h1’ 단백질에 변화를 준다는 사실을 밝혀냈다. 사람의 성호르몬에 해당하는 엑디손은 곤충 탈피와 성장에 관여하는 물질이다. 유약호르몬 역시 성장과 탈피를 조절하는 물질인데 ‘청소년 호르몬’이라고도 불리는 것처럼 유충 상태를 유지시키는 역할을 한다. 두 종류의 호르몬에 영향을 받는 Kr-h1 단백질이 개미 사회의 계급 결정에 중요한 역할을 한다는 것이다. 호르몬양의 변화로 Kr-h1 단백질을 활성화하면 생식 일개미는 뇌 크기를 줄이고 여왕개미로 행동한다. 반대로 여왕개미에게 이 단백질을 비활성화하면 일개미처럼 행동한다. 단백질 하나로 달라진 역할을 개미 사회가 수용한다는 사실도 확인했다.여왕개미가 사라지는 위기 상황에 맞닥뜨리면 인도점핑개미 중 가장 큰 생식 일개미의 몸속에서 호르몬의 분포가 자연스럽게 변화되면서 Kr-h1 단백질이 활성화되는 것이다. 연구를 이끈 펜실베이니아대 의대 로베르토 보나시오 교수(계산생물학)는 “이번 연구의 핵심 메시지는 후성유전학 연구들에서 보였던 것처럼 환경 변화가 유기체의 행동과 기능을 변화시킬 수 있다는 점”이라며 “쉽게 말하면 모든 개체 안에는 지킬 박사와 하이드가 공존하는데 환경에 따라 어떤 것을 활성화시킬지 결정하는 스위치가 켜지거나 꺼진다는 것”이라고 설명했다. 시중에 나와 있는 자기계발서들을 보면 많은 경우 ‘주변 환경을 바꾸거나 태도를 바꾸면 자기 자신이 바뀌고 결국 성공할 수 있다’는 내용이 담겨 있다. 대부분 책들은 개인의 경험을 나열하고 있지만 이번 연구 결과를 보면 과학적으로도 어느 정도 근거가 있는 셈이다.

과학과 의학기술이 발전해 다양한 암 치료법이 나오고 있지만 암은 여전히 공포의 대상이 되고 있다. 지난해 통계청이 발표한 ‘2018년 사망원인통계’에 따르면 2018년 한국인의 3대 사망원인은 암, 심장질환, 폐렴이었으며 특히 전체 사망자의 26.5%가 암으로 사망하는 등 가장 중요한 사망원인으로 꼽히고 있다. 완치수준으로 암을 이겨낸다고 하더라도 그 과정에서 환자들과 보호자들의 고통은 심하다. 다양한 항암치료법이 나오고 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 화학요법이다. 문제는 화학적 항암요법은 암세포를 죽여 암세포를 죽이는 방식인데 정상적인 세포까지 공격하면서 항암치료후 구토나 설사, 탈모, 무기력증 등 부작용이 발생한다. 그런데 국내 연구진이 기초연구 수준이지만 이런 구토유발 항암치료 없이 암세포를 원래 정상세포로 바꾸는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 삼성서울병원 공동연구팀은 시스템생물학 기법으로 대장암세포를 정상적인 대장세포로 변환시키는데 필요한 핵심인자를 찾아내고 세포실험을 통해 정상세포 전환에 성공했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국암학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘분자 암 연구’(Molecular Cancer Research)’ 2일자 표지논문과 하이라이트 분석기사로 실렸다. 암 치료를 위해서는 외과수술과 방사선치료, 화학적 항암치료, 표적 항암치료, 면역 항암요법이 쓰인다. 표적 항암치료는 암세포만 특이적으로 없애고 면역 항암요법은 인체의 면역시스템을 활성화시켜 암세포를 제거하는 것이지만 효과와 적용대상이 제한적이고 오래 치료받을 경우는 내성이 발생하는 것은 마찬가지이다. 이 때문에 여전히 화학적 항암치료 방법이 쓰이고 있다. 연구팀은 환자의 고통을 줄이고 암세포를 제거한다는 치료 목적을 달성하기 위해 20세기 초부터 간혹 발견된 암세포의 정상세포 변환현상에 주목했다. 암세포의 정상세포 변환에 대해 많은 연구자들이 관심을 갖고 있었지만 원리가 정확히 밝혀지지 않고 인위적으로 제어할 수 있는 방법을 찾지 못해 우연한 현상에 머물러 있었다.연구팀은 시스템생물학적 기법으로 대장암 세포와 정상적 대장 세포의 유전자 조절 네트워크를 분석한 결과 정상 대장세포로 변환할 수 있는 핵심인자 5종(CDX2, ELF3, HNF4G, PPARG, VDR)을 찾았고 이와 관련된 후성유전학적 조절인자(SETDB1)도 발견했다. 연구팀은 암세포에서는 SETDB1가 특이적으로 활성화돼 암세포가 정상세포로 변환되는 것을 차단하고 있다는 것을 확인한 것이다. 실제로 분자세포 실험을 통해 대장암 세포에서 SETDB1를 억제했을 때 세포가 과다하게 분열되는 것이 멈추고 정상 대장세포의 유전자 발현패턴을 회복하는 것이 관찰됐다. 조광현 카이스트 교수는 “지금까지 암은 유전자 변이가 누적되면서 나타나는 현상이기 때문에 정상세포로 되돌릴 수 없다고 알려졌지만 이번 연구를 통해 정상세포로 변환이 가능하다는 것을 확인했다”라며 “아직 기초연구이기는 하지만 이번 연구결과를 바탕으로 새로운 치료법이 개발된다면 현재 항암치료의 부작용과 내성발생을 최소화해 환자의 고통을 줄이고 당뇨나 고혈압처럼 암도 만성질환으로 관리가 가능해질 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매년 연말이 되면 올해 가장 주목받은 뉴스를 선정해 발표하곤 한다. 과학계에서는 일반인들을 대상으로 설문조사를 거쳐 전문가들이 올해의 뉴스나 올해 주목받은 연구들을 뽑는다. 전문가의 입장이 아니라 일반인들의 관점에서 가장 좋아했던 연구결과들은 다르지 않을까. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘연구자나 전문가가 아닌 대중들이 가장 좋아했던 올해의 과학뉴스 10선’을 선정했다. 이것들은 사이언스 홈페이지에 올라온 과학뉴스들 중 독자들이 가장 많이 관심을 가진 뉴스들로 잃어버린 대륙, 암흑물질로 만든 총알, 우주 소, 인간 길들이기 등이 포함됐다.사이언스는 가장 먼저 ‘인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 인간’이라는 소식이라고 밝혔다. 이탈리아, 스페인, 독일, 스위스 4개국 11개 연구기관이 이달 5일 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표한 연구결과이다. 사람은 고양이, 개, 소, 말 등 많은 동물들을 길들여 사람의 친구로 삼았는데 연구자들에 따르면 인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 ‘사람’ 그 자체라는 것이다. 연구진은 유전학적 증거를 분석한 결과 연구진은 인간 스스로 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 길들여 더 우호적이고 협력적인 방향으로 진화하게 됐다는 사실을 밝혀내 화제가 됐다.대중들이 두 번째로 관심을 많이 가진 연구는 ‘우드 와이드 웹’(Wood Wide Web) 였다. 우드 와이드 웹은 일종의 ‘나무들의 인터넷’으로 미국, 독일, 중국, 영국 생태학자들이 지난 5월 15일 ‘네이처’에 발표한 연구이다. 이들에 따르면 나무들은 땅 위에서는 독립적으로 보이지만 땅 속에서는 나무 뿌리와 토양 사이 수 백만 종의 곰팡이와 박테리아들과 네트워크를 이뤄 영양분과 신호를 주고받는다. 기후변화로 인해 가뭄이 잦아지고 있는 만큼 산림이 어떤 역할을 할 수 있을 것인지를 보여주는 중요한 연구라는 평가를 받았다.지난해 6월 발견된 ‘우주 암소’(The Cow)라는 별칭이 붙은 ‘AT2018cow’ 폭발은 올해까지 여전히 풀리지 않는 수수께끼로 남았다. AT2018cow는 전형적인 초신성보다 10~100배 밝고 관측 2주만에 완전히 사라져버려 과학자들의 궁금증을 더했다. 지난 1월 ‘천체물리학 저널’에는 우주 암소는 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도 중성자 별일 가능성이 있다는 연구결과가 실리기는 했지만 여전히 신비한 ‘수수께끼’로 남아있게 됐다.실험실 생쥐도 숨바꼭질을 할 수 있으며 사람과 장난을 칠 정도라는 연구결과에 대해서도 많은 사람들이 관심을 가졌다. 지난 9월 13일 ‘사이언스’에는 독일 훔볼트대 생물학과 연구진이 실험실 쥐에게 숨바꼭질을 가르치는데 성공했으며 사람과 장난할 수 있을 정도라는 재미있는 연구결과가 발표됐다. 보통 실험실에서는 먹이를 주는 등 보상행위를 통해 특정 행동을 하도록 훈련시키는데 이번에는 부모와 아이들이 하듯 사회적 상호작용을 통해서만 숨바꼭질을 가르치는데 성공했다는데 많은 사람들이 주목했다.해외여행을 나가면 외국어를 잘 하는 사람들도 현지인들의 언어 속도에 당황하는 경우가 많다. 이탈리아 사람들이나 스페인 사람들은 말을 더 빨리 하는 것 같고 독일어는 또박또박 천천히 하는 느낌이 든다. 그렇지만 아주대 불어불문학과 오윤미 교수가 포함된 국제공동연구팀은 지난 9월 5일자 ‘사이언스 어드밴시즈’에 언어가 다르고 아무리 빠른 것처럼 느껴지더라도 정보전달 속도는 초당 39.15비트로 일정하다는 연구결과를 발표했다. 실제로 이 속도를 넘어가면 인간의 뇌에서 정보처리가 불가능하다고 밝혔다.흔히 잃어버린 대륙이라고 하면 ‘아틀란티스’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 네덜란드, 노르웨이, 남아프리카공화국, 스위스, 영국, 호주의 지질학자들이 지난 9월 3일자 지구과학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 발표한 연구에 따르면 약 1억 4000만년 전에는 유럽 일대에 ‘대 아드리아’(Greater Adria)라는 대륙이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 이 대륙의 실체를 확인할 수 없는 이유는 가상의 대륙 아틀란티스처럼 바다 속에 가라앉은 것이 아니라 유럽 남부 지각 밑에 깔려 있기 때문이다.대중들이 열광한 과학 뉴스 중 하나는 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 연구진이 후성유전학 시계를 이용해 개의 나이를 사람의 나이로 환산하는 방법을 발견해 낸 것이다. 이 연구는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 11월 4일자에 실렸다. 연구팀은 생후 4주~16살의 래브라도 레트리버 품종 개 104마리를 대상으로 게놈 메틸화를 사람의 것과 비교한 결과 개의 노화시계는 처음에는 사람보다 빨리 가다가 이후에는 더 천천히 움직인다는 사실을 밝혀냈다. 이 밖에도 미국 케이스 웨스턴 리저브대 물리학과와 지구환경행성학과 연구진이 거대 암흑물질의 경우 사람의 몸을 암흑물질 탐지기로 사용할 수 있다는 아이디어를 내놨다는 뉴스에 사람들이 관심을 보였다. 영국 브리스톨대 기계공학과, 스페인 팜플로나 공립대 공동연구팀이 개발한 영화 스타워즈처럼 영상과 소리, 촉감이 동시에 느껴지는 3D 가상현실 영상 기술도 독자들이 주목한 올해의 연구로 선정됐다. 이스라엘 와이즈먼연구소 연구진이 지난 11월 27일자 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’에 발표한 연구도 주목받았다. 이들은 대장균의 유전자를 편집해 식물처럼 이산화탄소를 흡수해 생존할 수 있는 기술을 개발함으로써 지구온난화 주범 이산화탄소를 흡수해 의약품이나 주요 화학물질로 전환시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr