성장호르몬과 두 가지 당뇨약을 혼합한 약제가 노화를 늦출 뿐만 아니라 심지어 되돌릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 등 연구진이 51~65세 백인남성 9명을 대상으로 1년간 이같은 혼합제를 투여하는 임상시험을 시행해 이들의 생물학적 나이가 최소 2년6개월 젊어졌다고 국제학술지 ‘에이징 셀’(Aging Cell) 5일자에 발표했다. 연구진은 ‘후생유전학적 생체시계’를 이용해 이들 참가자의 생물학적 나이를 측정했다. 연구 공동저자인 스티브 호바스 UCLA 유전학과 교수가 6년 전 개발한 이 생체시계는 시간이 지남에 따라 DNA를 화학적으로 바꾸는 DNA 메틸화를 추적해 신체 조직의 노화 수준을 측정하는 것이다. 이들 연구자는 성장호르몬이 인간의 가슴샘(흉선) 조직을 안전하게 재생할 수 있는지에 주목하고, 이번 임상시험을 설계했다. 가슴샘은 폐와 가슴뼈 사이에 있는 데 골수에서 생성된 백혈구를 감염이나 암과 싸우는 면역세포인 T세포로 성숙하게 해 면역기능에 꼭 필요하지만, 사춘기 이후 기능이 떨어지는 것으로 알려졌다. 그런데 기존에 동물을 대상으로 한 일부 연구에서 성장호르몬이 가슴샘의 재생을 촉진하지만, 당뇨병 마저 유발할 수 있는 것으로 나타나 이번 시험에서는 성장호르몬과 함께 당뇨 치료제로 널리 쓰이는 디하이드로에피안드로스테론(DHEA)과 메트포르민 2종을 동시에 투여했다고 연구진은 설명했다. 이른바 ‘가슴샘 재생, 면역복구, 인슐린 경감’(TRIIM·Thymus Regeneration, Immunorestoration and Insulin Mitigation)으로 불리는 이 시험은 2015년 5월 미 식품의약국(FDA)으로부터 승인을 받았고, 참가자들을 모집해 몇 달 뒤 캘리포니아주 팰로알토에 있는 스탠퍼드 의료센터에서 시작됐다. 연구진은 참가 남성 9명이 약물을 투여받는 동안 정기적으로 흉골 조직 검사를 시행했다. 그 결과 참가자 모두 흉선의 DNA에서 메틸이 줄어든 것으로 나타났다. 이는 생물학적으로 최소 2년6개월 더 젊어진 것이라고 연구진은 설명했다. 심지어 이중 7명은 흉선에서 새 조직이 생겼고 가슴샘의 지방도 줄어들었다. 또 시험 종료 뒤 혈액 표본을 제공한 참가자 6명은 그 후 6개월 동안 효과가 지속된 것으로 나타났다. 이에 대해 호바스 교수는 “생체시계가 느려질 것이라고 예상했지만, 되돌려지는 것까지는 아니었다”면서 “약간 미래에 온 것 같은 느낌이었다”고 말했다. 하지만 이 연구는 참가자가 매우 적고, 51세부터 65세까지 백인 남성만 조사했으며 약물을 복용하지 않은 비교 집단(대조군)을 이용하지 않았다는 점에서 한계를 드러낸다. 다른 전문가들 역시 “효과는 있겠지만 연구가 소규모이고 통제된 것이 아니었으므로 확고한 결과라고 말할 수 없다”는 회의적인 반응을 보였다. 이는 연구진 역시 인정하는 부분이다. 이에 대해 연구를 주도한 LA 소재 노화 연구회사 ‘인터빈 이뮨’(Intervene Immune)의 최고과학책임자(CSO) 겸 공동설립자인 그레고리 페이 박사는 다양한 나이와 인종 그리고 여성까지 포함한 대규모 임상시험을 앞으로 시행해 나갈 것이라고 밝혔다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

유전물질인 DNA의 염기서열 변화 없이 유전자 기능이 변화해 후대에 유전되는 현상을 후성유전이라고 부른다. 최근들어 쌍둥이 사이에 나타나는 각종 생물학적 차이부터 시작해 암의 발병까지 다양한 생체 현상이 후성유전학적으로 설명되고 있어 주목받는 연구분야이다. 그러나 후성유전이 어떤 방식으로 발현되는지에 대해 정확히 알려져 있지 않다. 한국생명공학연구원 유전체맞춤의료연구단, 카이스트 생명과학과 공동연구진은 후성유전 핵심인자로 밝혀진 히스톤 단백질의 화학적 변화를 조절할 수 있는 원리를 발견했다고 12일 밝혔다. 이번 연구는 히스톤 단백질의 변이를 표적으로 하는 물질 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대되고 있다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’ 최신호에 ‘주목할 논문’으로 선정돼 실렸다. 세포 핵 내부에는 염기성 단백질인 히스톤과 DNA 등으로 구성돼 있다. 히스톤 단백질은 DNA를 감싸고 있으면서 유전자 발현을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 특히 히스톤 꼬리의 화학적 변화에 따라 각기 다른 단백질 생산을 유도하기 때문에 DNA 복제에서도, 후성유전학에서도 중요하다. H2A, H2B, H3, H4는 대표적인 히스톤 단백질로 이 중 히스톤 H3에 의한 메틸화라고 부르는 촉매반응은 유전체 발현, 유전체 전체 안정성 유지, 재조합 조절 같은 핵심적인 유전체 기능 조절에 깊이 관여한다. 히스톤 H3가 비정상적으로 변이될 경우 유전자 발현 이상을 일으켜 암을 유발하고 항암제 내성을 일으키기도 한다. 연구팀은 세포에서 분리해낸 히스톤 H3단백질에 메틸화 조절효소를 이용해 체내에서 일어나는 히스톤 단백질 변성을 시험관에서 재현해 내는데 성공함으로써 히스톤 H3 단백질의 메틸화 반응이 효소의 구조적 변성에 의한 것이라는 분자적 원리를 밝혀냈다. 연구팀 관계자는 “이번 연구로 히스톤 H3 단백질의 메틸화를 제어함으로써 세포 분화나 암세포 분화, 역분화를 조절해 질병을 치료하는 약물이나 원천기술을 개발할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

단백질은 생명체 작동에 있어서 필수적인 단위이다. 단백질 생산을 위해서는 DNA와 RNA의 유기적 조정이 필요하다. RNA는 무수한 종류의 단백질을 만들 때 직접 작용하는 고분자 화합물이고 DNA는 RNA의 작용을 조절하는 역할을 한다. 즉 RNA는 DNA가 갖고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성하는 역할을 하는 물질이다. 최근 중국과 미국 연구자들이 RNA의 변화가 기억과 학습에 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 확인했다. 미국 시카고대 화학과, 생화학·분자생물학과, 신경생물학과, 생물물리역학연구소, 하워드휴즈의학연구소, 펜실베니아대 의대, 중국 상하이공대 생명과학공학부, 저장대 실험동물센터, 화둥사범대 생명과학부, 난징의대 공동연구팀은 mRNA(메신저RNA)의 화학적 변형 형태인 N6-메틸아데노신(m6A)을 인식하는 특정 단백질이 학습과 기억 형성 과정에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 지난달 31일자에 실렸다. 후성유전학(epigenetics)은 DNA나 RNA의 염기서열이 변화하지 않는 상태에서 외부 또는 환경적 요인으로 인해 화학적 변형만으로도 유전자 발현 상태가 달라지는 것을 연구하는 학문이다. 분자적 수준에서 정확히 이해되고 있지는 않지만 DNA 메틸화와 히스톤 단백질의 변형이 원인으로 알려져 있다. 실제로 후성유전학적 변화는 면역계 반응, 신경계 발달, 암, 비만 등 다양한 생물학적 과정에 영향을 미치는 것으로 이해되고 있다. DNA에서 단백질로 정보를 전달하는 역할을 하는 것으로 메신저RNA(mRNA)이다. 포유류의 mRNA에 있어서 가장 일반적인 변형은 m6A으로 신경계에 널리 퍼져 있으면서 신경기능 일부를 조정하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 m6A를 인식하는 ‘Ythdf1’이라는 단백질이 학습과 기억 형성 과정에서 중요한 역할을 한다는 사실을 발견한 것이다. 연구팀은 3세대 유전자 가위기술인 크리스퍼-캐스9을 이용해 생쥐에게서 Ythdf1 단백질을 제거한 뒤 학습과 기억 실험을 했다. 연구팀은 Ythdf1 단백질이 완전히 제거된 생쥐와 일반 생쥐를 대상으로 미로 찾기와 수영 측정, 특정 소리와 함께 전기충격을 가한 뒤 청각 공포기억을 측정했다. 그 결과 Ythdf1 단백질이 제거된 생쥐는 미로찾기는 물론 청각공포 체험을 여러 번 반복시켜도 기억을 하지 못하는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 생쥐에게 Ythdf1 단백질을 주입해 다시 똑같은 실험을 한 결과 기억력과 학습 과제 수행 능력이 향상되는 것을 확인했다. RNA 변형 단백질이 기억과 학습능력 향상에 도움을 준다는 설명이다. 송홍준 펜실베니아대 의대 신경과학과 교수는 이번 연구는 유전자 번역 과정이 변화될 경우 신경자극이 어떻게 반응하는지를 보여주는 흥미로운 발견”이라며 “m6A 변형은 학습과 기억 뿐만 아니라 면역계에서도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 만큼 다른 자극에 미치는 영향까지 추가적 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소파 방정환 선생이 1922년 ‘어린이의 날’을 처음 만들고 ‘어린이’라는 단어를 사용하기 전까지 아이들은 그냥 몸집이 작은 어른 정도로 취급됐습니다. ‘어린이’라는 단어 속에는 어린아이들을 하나의 온전한 인격체로 존중해 줘야 한다는 존대의 의미가 있습니다. 그렇지만 요즘 뉴스를 보면 어린이와 청소년들을 막 대하는 눈살 찌푸려지는 사건들이 너무나 많이 발생하는 것 같습니다.●트라우마도 유전되나… 34명 중 변형된 정자 22명, 알고 보니 학대당한 경험 아이들을 왜 소중하게 여기고 보호해야 하는지에 대해서는 과학적으로도 많은 연구 결과들이 있습니다. 최근 미국과 캐나다 연구진이 학대를 당한 아동들은 트라우마가 DNA에 각인돼 학대의 기억이 본인뿐만 아니라 후손들에게까지 전달될 수 있다는 연구 결과를 내놔 충격을 주고 있습니다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 의대와 미국 하버드대 공중보건대 공동연구팀의 이러한 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 성인 남성 34명의 정자를 채취해 ‘DNA 메틸화 반응’을 살폈습니다. 후성유전학 분석에서 쓰이는 DNA 메틸화는 쉽게 말하면 DNA의 염기서열 자체는 바꾸지 않으면서 유전자의 활성 정도를 변화시켜 겉으로 드러나는 성질을 다르게 만드는 것입니다. 분석 결과 22명의 정자 DNA가 특이하게 변형된 것을 발견했습니다. 알고 보니 이들 22명은 모두 어린 시절 어른들로부터 학대를 받은 경험이 있는 것으로 조사됐습니다. 연구팀은 정자와 난자가 만나는 수정은 엄청난 유전자 변화를 가져오기 때문에 학대로 인한 상처가 유전되는지에 대해서는 좀더 장기적인 추적이 필요하지만 지금까지 알려진 여러 후성유전학적 결과를 보면 부모의 상처가 자식에게 전달될 가능성은 충분히 크다고 보고 있습니다. ●폭력은 뇌가 기억한다… 물리적 폭력 이상으로 감정·언어적 폭력에 큰 상처 또 2015년 캐나다 맥길대 심리학과 연구팀은 1986년부터 2012년까지 여름캠프에 참가한 5~13세 저소득층 남녀 어린이 2292명을 대상으로 양육 상태를 추적 조사했습니다. 그 결과 많은 아이들이 폭력에 노출돼 있는데 특히 협박, 조롱, 무시, 창피 등 감정적 폭력이 물리적 폭력과 방치보다 더 많은 것으로 나타났습니다. 흔히 물리적 폭력이 감정적 폭력보다 더 해로울 것으로 생각합니다. 그렇지만 연구팀에 따르면 물리적 폭력이나 감정적, 언어적 폭력 모두 똑같은 뇌 부위가 반응하며, 뇌에 미치는 영향은 감정적, 언어적 폭력이 물리적 폭력과 비슷하거나 더 심하다고 합니다. 어른들은 이런저런 이유로 아이들에게 상처를 줄 때가 많습니다. 어린이는 나무와 같아서 믿어 주는 만큼 성장합니다. 상처받고 스트레스에 찌든 아이들이 많은 사회의 미래가 과연 밝을까요. 우리 사회의 미래를 위해서라도 ‘아이들은 꽃으로도 때려서는 안 되는’ 것입니다. 정치권이나 경제계 등에서는 출산율 저하를 단순히 미래 노동력 감소라는 차원에서 접근하고 있습니다. 사람의 일자리를 빼앗는다는 반론도 있지만 노동력 감소는 로봇이나 인공지능(AI)으로 대체될 수 있을 것입니다. 사실 노동력 감소라는 차원의 접근은 사회라는 커다란 기계를 유지하기 위해서 ‘인간’이라는 부품이 빠져나가서는 안 된다는 기계론적 사고방식의 다른 표현입니다. 사람을 인격체가 아닌 사회를 구성하는 톱니바퀴나 수단으로 생각하는 사회에서 저출산 문제는 ‘백약이 무효’일 수밖에 없을 겁니다. edmondy@seoul.co.kr

끔찍한 아동학대가 피해아동 뿐만 아니라 피해아동이 훗날 낳을 후손에게까지 악영향을 미칠 수 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 미국 하버드대학과 캐나다 브리티시컬럼비아대학 공동 연구진이 성인 남성 34명을 대상으로 연구를 진행한 결과, 어릴 때 아동학대를 경험한 남성의 정자 DNA에는 학대를 경험한 적이 없는 사람과 달리 특정한 ‘흔적’이 남는다는 것을 확인했다. 실험참가자 34명 중 22명은 어린 시절 아동학대를 경험한 사람들이었다. 연구진은 이들의 정자 샘플 DNA에 메틸화 반응 화학처리를 해 DNA의 차이를 조사했다. DNA 메틸화 반응이란 환경에 따라 세포 내 유전자 표현형이 달라지는 것으로, 후생유전학 연구에 주로 활용되는 검사다. 연구진이 실험참가자들의 DNA 메틸화 패턴을 살핀 결과, 학대 경험이 있는 사람과 없는 사람의 정자 DNA의 분자 단위 12곳에서 분명한 물리적 차이가 있다는 것을 확인했다. DNA의 특정 부분에서는 아동학대 경험자와 그렇지 않은 사람 사이에 최대 29%의 물리적 차이가 있다는 사실도 밝혀졌다. 이러한 결과는 곧 DNA를 그대로 물려받아 태어나는 후대에게까지 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 다만 이러한 차이가 구체적으로 무엇을 의미하는지, 훗날 후대에게 직접적으로 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 정확히 밝혀내지 못했다. 뿐만 아니라 실험참가자가 34명의 소규모라는 점 역시 보완해야 할 문제점으로 지적됐다. 연구를 이끈 브리티시컬럼비아대학의 마이클 코버 박사는 “DNA 메틸화 반응은 범죄현장에 남아있는 용의자의 DNA를 분석해 용의자의 나이나 신체 특징 등을 추정하는데도 활용된다”면서 “이번 발견은 특정 남성이 과거 어린 시절 아동학대를 당했을 확률이 얼마나 되는지 등을 추정하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 한편 미국 비영리단체의 조사에 따르면 미국에서는 10초마다 한 번씩 아동학대가 발생하고 있으며, 아동학대에서 살아남아 성인이 된 사람 중 80%가 한 번쯤 우울증 등 정신질환에 노출된 적이 있는 것으로 나타났다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

다음달 1일 노벨생리의학상 발표를 시작으로 전 세계가 주목하는 ‘노벨상의 계절’이 시작된다. 노벨상 수상자 발표 한 달 전부터 노벨상 판도를 가늠해볼 수 있는 ‘예비 노벨상’ 수상자와 ‘유력 후보’들도 속속 발표된다. ‘미국의 노벨상’ ‘예비 노벨생리의학상’이라고 불리는 래스커상 수상자가 11일(현지시간) 저녁 발표됐다.래스커상 수상자 선정위원회는 기초의학 분야 수상자로는 유전자 발현이 히스톤의 화학적 변형에 의해 어떻게 영향을 받는지를 밝혀낸 마이클 그런스타인 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수와 데이빗 앨리스 록펠러대 교수, 임상의학 분야에서는 전세계적으로 마취 유도에 가장 많이 쓰이는 프로포폴을 개발한 아스트라제네카 연구원 출신 존 글렌 박사, 특별공로상에는 RNA생물학에 대한 기여와 지난 40년 동안 젊은 과학자과 여성 과학자에 대한 멘토역할을 해온 조앤 아게칭어 스타이츠 예일대 교수를 선정했다고 11일 밝혔다.기초의학 분야에서 수상한 앨리스 교수와 그런스타인 교수는 유전자의 염기서열이 변하지 않는데도 기능이 바뀌는 이유가 DNA에 감긴 히스톤이라는 단백질 때문이라는 것을 밝혀내 후성유전학 시대를 연 것으로 평가받고 있다. 이후 DNA 메틸화, 히스톤 꼬리 단백질이 밝혀져 다양한 질병 치료에 활용되고 있다. 이들은 몇 년 전부터 꾸준히 유력한 노벨 생리의학상 수상후보자로 거론되고 있다.임상의학 분야에서 수상한 존 글렌 박사는 스코틀랜드 출신의 수의마취학자로 다국적 제약사 아스트라제네카에서 근무하던 시절 개발한 마취제 ‘프로포폴’을 개발한 공로를 인정받았다. 프로포폴은 다른 마취제와 달리 세포독성이 적어 현재 가장 널리 사용되는 마취 유도제 중 하나로 미국에서만 매년 6000만명의 환자에게 투여되고 있다. 특별공로상을 수상한 조앤 스타이츠 교수는 세포 내 RNA의 기능들을 밝혀내는 등 RNA생물학 발전에 기여한 동시에 젊은 과학자와 여성 과학자들에 대한 멘토 역할과 다양한 지원을 이끌어 냄으로써 과학계 발전에 공헌했다는 점을 인정받았다. 남편인 토머스 스타이츠 예일대 교수는 리보솜 구조와 기능에 대한 연구로 2009년 노벨 화학상을 수상한 바 있다.래스커상은 자선사업가인 앨버트 래스커가 설립한 앨버트앤드메리 래스커 재단이 의학과 약학분야 연구 장려를 위해 1946년 만든 것으로 기초의학, 임상의학, 특별공로(또는 공공서비스) 3개 부문에 대해 시상한다. 300여명의 역대 수상자 중에서 87명이 노벨생리의학상을 수상해 명실공히 ‘예비 노벨상’으로 불린다. 수상자들에게는 분야별로 25만 달러(2억 8190만원)의 상금이 주어진다. 한편 울프상, 필즈상, 아벨상 등도 예비 노벨상으로 불힌다. 특히 울프상은 1978년 이스라엘 울프재단에서 농업, 화학, 수학, 물리학, 의학, 예술 6개 분야에서 시상하는데 예술분야와 농업분야는 격년으로 시상을 하고 있다. 올해 울프상 수상자는 지난 2월 8일에 발표됐다. 화학분야에서는 금속-유기 골격을 통한 그물화학 분야를 개척한 오마르 야기 UC버클리 교수와 거대 다공성복합체 유도에 필요한 금속지향 조립화학 분야에 기여한 후지타 마코토 일본 도교대 교수가 선정됐다. 물리학 분야에서는 양자통신 및 암호분야에 기여한 IBM연구센터 찰스 베넷 교수, 캐나다 몬트리올대 길리스 브라사드 교수가 선정됐다. 또 수학분야에서는 대수기하학, 표현론, 수학물리학 분야 발전에 기여한 시카고대 알렉산더 베일린슨, 블라드미르 드린펠트 교수에게 돌아갔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“부모가 되니 더 빨리 늙는 것 같다”고 말하는 사람들이 많은 데 이 말이 옳다는 것을 시사하는 연구결과가 나왔다. 27일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신 보도에 따르면, 새로운 연구에서는 여성은 아이를 낳을수록 생물학적인 나이가 6개월~2년 더 많아지는 것으로 나타났다. 이는 미국 노스웨스턴대와 워싱턴대 공동 연구진이 필리핀에서 20~24세 여성 3200여 명을 대상으로 진행된 코호트 연구자료를 자세히 분석해 얻은 것이다. 즉 여성은 아이를 많이 낳을수록 수명이 줄어들 가능성이 커지는다는 말이다. 세계적인 학술지 네이처의 온라인 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(23일자)에 실린 이번 연구논문에 따르면, 연구진은 세포 노화를 측정하기 위해 ‘텔로미어 길이’와 ‘DNA 메틸화 수준’(후성적 나이)이라는 두 가지 바이오마커(생물표지)를 조사했다. 두 마커는 모두 독자적으로 사망률 예측에 쓰인다. 연구를 이끈 칼렌 라이언 연구원은 “두 마커는 모두 더 많은 임신을 한 여성일수록 생물학적 나이가 더 많은 것처럼 나타났다”고 설명했다. 또 연구진은 세포 노화에 영향을 주는 또 다른 요인들을 고려하더라도 임신 횟수가 여전히 가장 크게 관여한다는 것도 확인했다고 밝혔다. 이는 “임신 중 나타나는 세포 변화는 어머니의 면역체계에서 적응하기 위한 과정에서 일어난 것일수도 있다”고 연구진은 덧붙였다. 이제 연구진은 지난 2005년부터 세포 노화를 측정해온 여성들에게서 얼마나 생물학적 노화가 진행됐는지 알아보기 위해 추적 연구를 계속해나갈 계획이다. 사진=evgenyatamanenko / 123RF 스톡 콘텐츠(위), 데일리메일 캡처 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘CSI’ 같은 범죄드라마나 추리소설 뿐만 아니라 실제 범죄현장에서도 혈흔은 수사에 중요한 단서가 된다. 이 때문에 혈흔은 ‘소리 없는 목격자’라고도 부른다. 최근 과학자들이 범죄현장에 남은 핏방울로 용의자의 나이는 물론 앓고 있는 질병까지 알아낼 수 있는 방법을 찾았다.벨기에 루벤대 공공보건학과, 인간유전학과, 병리학 및 진단영상학과, 법의학과 공동연구팀이 DNA메틸화 분석법으로 범죄 현장의 미세한 혈액만으로도 용의자의 나이, 평소 앓는 질병 등을 파악할 수 있게 됐다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 유전학 분야 국제학술지 ‘트렌드 인 지네틱스’ 7월호에 실렸다. 지금까지는 현장에서 발견된 혈액에서 추출된 유전정보를 DNA 데이터베이스와 비교해 범인이나 실종자의 것과 일치하는지에 대한 ‘DNA 지문검사’ 방식이 주로 수사에 활용됐다. 연구팀은 후생유전학 연구에서 활용되는 DNA 메틸화 반응을 분석해 역연령 추정이나 추가적인 임상정보와 연계시키는 것에 착안해 법의학적 관점에서 DNA를 이용해 연령을 추정하고 병력(病歷) 등을 확인할 수 있는 방법을 개발했다. 인체를 구성하고 있는 DNA, RNA, 단백질이 기본적 구조를 변경하지 않고 생활환경 등 후천적 요인으로 결합방법이 변화돼 분자의 기능이나 조절상태가 달라지는 것이 후성유전학이다. 후성유전학에서 주목하고 있는 부분이 바로 DNA 메틸화 반응이다. DNA 메틸화는 환경에 따라 세포 내 유전자 표현형이 달라지는 것으로 최근에는 혈액 내 DNA 메틸화 수치를 검사해 각종 암의 발병 여부를 검진하는데 활용되고 있다. 특히 DNA 메틸화 패턴은 나이에 따라 변화되기 때문에 범죄 현장에서 핏자국을 남긴 사람의 나이까지 정확하게 추정할 수 있다. 연구팀은 피 뿐만 아니라 땀이나 타액을 통해 DNA 메틸화 패턴을 분석해 수사에 활용할 수 있게 됨에 따라 과학수사의 범위가 더 넓고 정확해지게 된다고 설명했다. 그러나 과학계 한 편에서는 “DNA 메틸화는 부분적으로 유전이 가능하기 때문에 용의자 본인의 프라이버시 뿐만 아니라 부모, 형제, 자식들의 문제와도 연관되기 때문에 활용에 엄격한 윤리적 기준이 필요하다”라고 지적하고 있다. 현대 과학기술로는 혈액에서 특정 단백질의 코딩 시퀀스를 분석해 피부색이나 눈의 색깔 등 ‘식별 가능한 정보’를 파악할 수 있는 기술을 확보했지만 많은 국가들이 프라이버시 문제 때문에 활용을 금지하고 있다. 이에 대해 연구를 주도한 마샤 샤바니 루벤대 박사는 “DNA 메틸화 분석기법이 현재는 수사에 활용되고 있지 않지만 점차 타당성과 신뢰성을 확보해나가고 있는 만큼 조만간 범죄수사에 쓰일 수 있을 것”이라며 “과학 윤리학자들이 지적하고 있는 것처럼 프라이버시 문제를 비롯한 어떤 윤리적 경계를 무너뜨리지 않는 방법도 추가로 연구 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간은 잡식 동물로 여러 가지 다양한 음식을 먹어야 살 수 있다. 만약 인간이 한 가지 음식만 고집한다면 심각한 영양실조에 빠질 것이다. 하지만 자연계에는 풀만 뜯어먹는 초식 동물처럼 한 가지 종류의 식량에 의존해서 사는 동물들이 흔하다. 물론 식물 안에는 여러 가지 다양한 영양소가 존재할 뿐 아니라 대부분의 동물이 자신이 먹는 먹이에서 필요한 영양분을 합성할 수 있는 능력이 있어 살아가는 데 큰 문제가 없다. 하지만 자연계에는 더 극단적인 사례도 존재한다. 예를 들어 식물 자체가 아니라 식물의 수액을 먹고 사는 진딧물 같은 곤충은 사실 인간의 관점에서 보면 설탕물만 먹고사는 것과 다를 바 없다. 식물의 줄기에서 나오는 수액에는 광합성의 산물인 포도당 같은 탄수화물이 대부분이고 지방이나 단백질은 거의 없다. 이런 먹이 때문에 진딧물 가운데는 남아도는 당분을 분비하는 종류가 많으며 이 당분 때문에 개미 같은 곤충의 보호를 받는다. 아무튼 이들이 탄수화물만 먹고 사는 곤충이기 때문에 과거 생물학자들은 진딧물이 대부분의 단백질을 스스로 합성할 수 있는 능력이 있다고 생각했었다. 하지만 최근 연구 결과는 그런 대사 능력이 없다는 사실을 보여줬다. 그럼에도 이들이 단백질 결핍에 시달리지 않는 이유는 단백질을 합성하는 공생 미생물 덕분이다. 물론 숙주가 할 수 없는 여러 가지 대사 과정을 대신해주는 대신 숙주의 몸속에서 보호를 받는 공생 미생물은 흔하지만, 진딧물 공생 미생물은 아예 숙주 세포 속에서 살아간다는 점이 독특해 생물학자들의 주목을 받고 있다. 일반적인 공생 미생물이 소화기관에 존재하는 것과는 달리 이 공생 미생물은 박테리오사이트(Bacteriocyte)라는 특화된 세포 안에 들어가 살아간다. 흥미롭게도 이 공생 미생물은 진딧물이 섭취하는 극소량의 질소만 가지고 아미노산을 합성한다. 이 비결을 알기 위해 미국 캘리포니아 대학의 앨리슨 한센 교수와 대학원생인 김도협은 진딧물의 유전자를 조사했다. 그 결과 진딧물은 DNA 메틸화를 통해 질소가 매우 적은 식물의 수액에서도 효과적으로 아미노산과 질소 자원을 활용할 수 있는 것으로 나타났다. DNA 메틸화는 DNA 자체의 염기 서열에는 변화를 주지 않으면서 유전자를 활성화시키거나 비활성화시켜 표현형을 달리 조절한다. 진딧물의 경우 주로 섭취하는 식물의 수액에 맞춰 DNA 메틸화를 통해 적응하는 것으로 나타났다. 이 연구는 작은 곤충 안에도 더 작은 미생물이 공존할 수 있고 이들의 진화 역시 함께 이뤄졌다는 점을 보여준다. 비록 인간의 관점에서는 해충에 가까울지 모르지만, 이들의 생존 방식을 이해하는 것은 생물 진화 과정에서 매우 중요한 미생물과 숙주의 공진화 과정을 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

과학자들이 ‘본성 대 양육’에 관한 또 다른 퍼즐 조각을 찾아냈다. 미국 솔크 생물학연구소 연구팀은 어머니가 자녀를 보살피는 방식이 그 자녀가 성인이 됐을 때 DNA에 영향을 미친다는 연구 보고서를 ‘사이언스’(Science) 최신호(23일자)에 발표했다. 이는 양육이 자녀에게 더 큰 영향을 미친다는 점을 시사하는 것이다. 심지어 이 연구에서는 어머니가 보살피는 방식이 조현병 발병률에도 영향을 미칠 수 있는 증거도 발견됐다. 이에 대해 연구팀은 한 개인의 DNA는 어렸을 때 양육된 방식에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다고 설명했다. 이 연구는 아동기의 주변 환경이 사람의 두뇌 발달에 영향을 준다는 일련의 연구가 나오고 나서 발표된 것으로, 우울증이나 조현병 같은 신경정신계 장애를 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 연구팀은 말했다. 이 연구에 교신저자로 참여한 프레드 게이지 교수는 이 연구는 DNA에 관한 우리의 근본적인 이해를 바꿔놨다고 밝혔다. 그는 “DNA는 우리 몸을 안정적이고 변함 없이 유지하는 데 도움을 주지만 일부 DNA는 알고보니 훨씬 더 역동적이었다. 세포 속에서 복제하고 여기저기 날뛸 수 있는 ‘점핑 유전자’의 존재가 밝혀지면서 우리의 DNA가 변화하고 있음을 보여준다”고 말했다. 최소 지난 10년 동안 오늘날 과학자들은 포유류의 뇌에 있는 대부분 세포가 DNA 변화를 겪고 있음을 알아냈다. 공식적으로, ‘길게 산재한 핵 성분들’(LINEs·long interspersed nuclear elements)로 알려진 이들 ‘점핑 유전자’ 때문에 DNA에 많은 변화가 일어난다는 것이다. 연구소는 2005년 이런 점핑 유전자 중에서 LINE-1(L1)으로 불리는 유전자를 발견했다. L1은 이전에 게놈 속 다른 위치에서 ‘스스로 복제해 붙여넣기’를 하는 것으로 알려졌지만, 연구팀은 L1 유전자가 발달 중인 신경 뇌세포에 영향을 줄 수 있다는 점을 알아냈다. 연구팀은 이번 연구에서 “우리는 이런 변화가 뇌세포의 미세조정 기능 사이에 잠재적으로 도움이 되는 다양성을 만들지만, 신경정신계 질환 발병에도 기여할 수 있다는 가설을 세웠다”고 말했다. 연구에 주저자로 참여한 트레이시 베드로시안 교수는 “오랫동안 우리는 이런 세포의 DNA에 변화가 생길 수 있다는 점을 알았지만, 임의적인 과정으로 생각했다. 아마 두뇌나 주변 환경에 어느 정도 자주 변화를 일으킬 요인이 있을 것이라고 생각했다”고 설명했다. 이에 따라 연구팀은 어미 쥐들과 그 자손들 사이에서 발생하는 모성적 돌봄의 자연적 변화를 관찰하기 시작했다. 그러고나서 각 자손의 뇌 영역 해마를 관찰했다. 해마는 기억력은 물론 어떤 무의식적 기능과 감정에 관여하는 것으로 알려졌다. 연구팀은 “모성적 돌봄과 L1 복제 유전자 사이에서 상관관계를 발견했다. 양육에 신경쓰는 어미를 둔 쥐는 뇌에 점핑 유전자 L1을 더 적게 갖고 있지만, 양육이 소홀한 어미를 둔 쥐는 유전적으로 더 다양한 L1 복제 유전자를 갖고 있었다”고 말했다. 또 연구팀은 이런 차이가 우연이 아님을 확인하기 위해 각 부모 쥐의 DNA를 검사해 자손이 실제로 부모에게서 L1 유전자를 물려받았는지를 확인하는 등 여러 대조군 실험을 진행했다. 추가로 연구팀은 양육에 소홀한 어미에게서 태어난 쥐를 주의를 기울이는 어미가 기르도록 하고 그 반대의 경우도 실험했다. 그 결과, 부주의한 어미에게서 태어났지만 자상한 어미에게서 자란 쥐는 자상한 어미에게서 태어났지만 무관심한 어미가 기른 쥐보다 L1 복제 유전자가 적은 것으로 나타났다. 연구팀은 이는 부주의한 어미의 자손이 더 많은 스트레스를 받고 있는 것으로 그 스트레스는 점핑 유전자를 더 자주 복제해 복제된 점핑 유전자가 날뛰게 하는 원인이 된다는 가설을 세웠다. 흥미롭게도 모성적 돌봄과 알려진 다른 점핑 유전자 수 사이에서 유사한 상관관계는 없었다. 이에 따라 연구팀은 L1 유전자에 고유한 역할이 있다고 결론 내렸다. 그래서 연구팀은 DNA에 존재하는 화학물질 패턴을 통해 유전자 복제 여부와 환경적 요인에 영향을 받을 수 있는지를 알아내기 위해 ‘DNA 메틸화’를 확인했다. 이 경우 알려진 다른 점핑 유전자의 메틸화는 모든 자손에서 같았다. 하지만 L1 유전자만이 달랐던 것이다. 양육에 소홀한 어미를 둔 쥐는 자상한 어미를 둔 쥐보다 눈에 띄게 적은 메틸화 유전자를 갖고 있었다. 이에 대해 게이지 교수는 “이번 결과는 어린 시절 방치가 다른 유전자들에서 DNA 메틸화 패턴이 바뀌는 점을 보여주는 기존 연구와 일치한다”면서 “우선 유전자 변화에 관한 이런 메커니즘을 이해하면 개입 전략을 세울 수 있어 이번 결과는 희망적인 것”이라고 말했다. 사진=미국 솔크 생물학연구소 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

똑같은 유전자를 가지고 있는 일란성 쌍둥이가 있다. 1년 동안 한 명은 우주에서, 또 한 명은 지구에서 생활한다면 이들의 신체 상에는 어떤 차이가 발생했을까? 최근 미 항공우주국(NASA)의 인간 연구 프로그램(Human Research Program)이 흥미로운 첫 보고서를 발표했다. 연구 주제는 바로 우주인 스콧 켈리(52)와 그의 형 마크와의 신체 변화 비교다. NASA 소속 우주인 스콧은 지난 2015년 3월 지구를 떠나 340일 간 국제우주정거장(ISS)에 머물다 귀환했다. 이 기간 중 그는 지구를 무려 5440바퀴나 돌았으며 각종 실험을 성공적으로 진행했다. 그의 임무 중 대중의 가장 큰 관심을 불러일으킨 것은 같은 기간 지상에 있었던 쌍둥이 형 마크와의 신체 비교였다. 귀환 직후 NASA 측은 스콧의 척추가 늘어나 형보다 키가 5cm나 더 커졌다고 발표해 화제를 모은 바 있다. 이에 대해 스콧은 “(우주에 있는 동안) 골밀도가 감소했으며 근육은 위축됐다. 그리고 혈액 순환에도 문제가 있어 심장에 무리를 줬다”고 밝혔다. 이어 “심리적인 스트레스는 말할 것도 없고 매일 지구에서보다 10배 이상의 방사선에 노출됐으며 이는 내 여생에서 치명적인 암 발생 위험을 높였다”고 덧붙였다. 　 　 　 　　 이번 NASA의 보고서는 쌍둥이 형제간의 DNA 분석에 집중됐으며 유전자 발현(Gene expression), DNA 메틸화(methylation), 생물학적 지표 등에서 의미있는 차이가 있음이 확인됐다. 특히 연구팀이 가장 놀란 것은 텔로미어(telomeres)의 차이다. 텔로미어는 신발끈 끝이 풀어지지 않도록 플라스틱으로 싸매는 것처럼, 세포의 염색체 말단부가 풀어지지 않도록 보호하는 기능을 갖고 있다. 이 말단부는 세포가 한 번 분열할 때마다 점점 풀리면서 그 길이가 조금씩 짧아지고, 그에 따라 세포는 점차 노화된다. 때문에 텔로미어는 수명 유전자, 장수 유전자 등으로 불리며, 텔로미어의 길이가 길수록 노화의 속도가 느리기 때문에 오랫동안 젊음을 유지할 수 있고 수명이 늘어날 수 있음을 뜻한다. 연구팀은 흥미롭게도 지구로 귀환한 스콧의 텔로미어가 지상에 있던 형보다 더 길어진 것을 확인했다. 연구에 참여한 수잔 베일리 박사는 "우주에 있던 스콧의 텔로미어가 길어진 것은 우리의 예측과 정반대였다"면서 "귀환한 후 얼마 지나지 않아 그의 텔로미어는 다시 원래대로 돌아왔다"고 설명했다. 이어 "극미중력 상태에서의 생활, 우주에서의 스트레스 등이 그 원인으로 풀이된다"면서 "다만 켈리 형제의 이번 사례를 일반화시키기에는 아직 무리가 있으며 추가적인 연구가 진행될 것"이라고 덧붙였다. 　　 NASA 측이 우주인의 신체변화를 연구하는 이유는 있다. 2030년 대에 화성에 사람을 보내는 프로젝트를 추진 중이기 때문으로 쌍둥이 만큼 좋은 연구자료는 없다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

일본 연구팀이 실험용 쥐를 이용, 배아줄기세포(ES세포)에서 ‘정자(精子)줄기세포’를 만드는데 세계에서 처음으로 성공했다. 7일 NHK와 아사히(朝日)신문 등에 따르면 교토(京都)대학 대학원의학연구과의 사이토 미치노리 교수팀은 체외배양만으로 배아줄기세포에서 ‘정자줄기세포’를 만드는 데 성공했다는 논문을 이날자 미국 과학전문지 셀 리포트에 발표했다. 사이토 교수팀은 쥐의 배아줄기세포나 유도만능줄기세포(iPS)세포에서 정자를 만드는 데 이미 성공했다. 이번에는 체외배양만으로 정자줄기세포를 만드는 데 성공했다. 정자줄기세포는 성인 수컷의 정소(精巢)에 이식하면 정자를 만들어내기 때문에 남성불임 치료에도 응용이 가능할 것으로 기대된다. 연구팀은 몸의 여러 가지 조직이 되는 배아줄기세포를 이용해 정자나 난자의 근원이 되는 시원(始原)생식세포를 만들었다. 이 세포를 쥐 태아의 정소에서 끄집어낸 체세포와 섞어 배양한 결과 1개월 후 정자줄기세포의 특징적인 유전자가 활동하는 것을 확인했다. 보통의 정자줄기세포와 마찬가지로 증식이 가능하며 4개월 이상 배양하는 것도 가능하다. 쥐의 정소에 이식해 분화한 정자를 보통의 난자와 체외수정시키자 새끼로 자라는 사실도 확인했다.다만 이 정자줄기세포가 정자로 분화가 이뤄진 것은 최대 20% 정도로 보통의 정자줄기세포 보다 낮았다. DNA의 ‘메틸화’라는 과정에서 생기는 이상이 영향을 미쳤다고 한다. 사이토 교수는 “DNA의 메틸화가 불임의 원인일 가능성이 있다”고 지적하고 “이상이 생기지 않는 배양방법을 찾아내 정자줄기세포를 만드는 구조를 규명하기 위해 계속 연구를 하겠다”고 말했다. 연합뉴스　 　

유전자는 네가 한 일을 알고 있다/네사 캐리 지음/이충호 옮김/해나무/480쪽/1만 8000원 2000년 6월 26일 과학자들이 인간게놈(유전체) 지도를 완성했을 때 우리 인류는 드디어 건강과 질병에 관한 모든 걱정을 내려놓을 수 있으리라는 꿈에 부풀었다. 인류의 청사진을 손에 쥐게 되면서 생명 현상에 관한 모든 궁금증을 풀 수 있으리라 기대했다. 하지만 현실은 장밋빛 전망과는 달랐다. 알면 알수록 더 많은 궁금증을 낳을 뿐이었다. 예컨대 일란성 쌍둥이의 DNA 염기서열은 같은데도 완전히 다른 인생을 맞이한다. 환경과 경험의 차이 때문이라면 어떤 식으로 유전자에 영향을 미치는 것일까. ‘유전자는 네가 한 일을 알고 있다’(원제 The Epigenetics Revolution)는 DNA 염기서열만으로는 설명되지 않는 현상들을 최신 후성유전학 연구 결과에 기대어 상세하게 풀어나간다. 후성유전학(epigenetics)이란 환경에 따라 유전자가 발현되거나, 혹은 발현되지 않는 방식이 어떻게 변화하는지를 연구하는 유전학의 하위학문이다. 저자에 따르면 DNA는 대본에 가깝다. 셰익스피어의 ‘로미오와 줄리엣’을 가지고 만든 조지 큐커 감독의 1936년 작 영화와 배즈 루어먼 감독의 1996년 작 영화가 서로 완전히 다르듯이 세포가 DNA에 들어 있는 유전암호를 읽을 때에도 똑같은 일이 일어난다. DNA의 운명은 ‘사용법’에 따라 달라진다는 얘기다. 우리가 먹는 음식, 화학물질과 오염 물질, 자외선 등 수많은 환경 자극과 경험은 유전자가 발현하는 방식에 극적인 변화를 초래할 수 있는 잠재적 요인이다. 저자는 “최근 생물학에서 일어난 혁명은 놀라운 후성유전 현상이 어떤 원인 때문에 일어나는지 처음으로 제대로 이해하게 해주었다”며 “무엇보다 중요한 사실은 본성(유전정보)과 양육(환경) 사이를 잇는 잃어버린 고리를 우리가 마침내 찾아내기 시작했음을 의미한다는 점”이라고 했다. 잃어버린 고리는 바로 환경이 우리에게 이야기하는 방식과 우리를 변화시키는 방식을 가리킨다. 책에 따르면 후성유전적 현상은 DNA에 메틸기(基)가 달라붙거나(DNA 메틸화), DNA가 감겨 있는 히스톤 단백질에 변형이 생기거나(히스톤 변형) 하는 현상과 관련이 깊다. 부모로부터 멀쩡한 DNA를 물려받더라도 환경 등의 영향으로 DNA 메틸화나 히스톤 변형이 일어나면 유전자가 발현돼야 하는 상황에서 발현되지 않거나, 발현되지 않아야 할 상황에서 발현되면서 몸에 문제가 쌓인다. 환경이 바뀌어도 그 패턴은 고정되며 어떤 문제는 세대를 넘어 자식, 손자에게까지 유전되기도 한다. 예컨대 임신 초기 석 달 동안 산모가 영양실조에 시달리면 태아의 세포들은 영양을 보충하기 위해 유전자 발현을 변화시킨다. 이런 아이들의 세포는 제한된 영양 공급을 최대한 활용하도록 후성유전적으로 프로그래밍되어 비만아가 될 확률이 높아진다. 극단적인 예로 네덜란드 대기근(1944~1945)의 생존자를 추적해 조사한 결과 임신 초기 석 달 동안 굶주렸던 산모의 아이들에게서 평균 아이들보다 비만율이 높게 나타났고 정신적인 문제가 발생하는 비율도 더 높았다. 또 이때 태어난 여자아이가 나중에 임신해서 첫아이를 낳으면 그 아기는 대조군보다 체중이 더 많이 나가는 경향이 있었다. 20여년 전 어머니 자궁 속에서 발달하던 때의 경험이 자신의 아이에게까지 영향을 미친 것이다. 스웨덴 웨베르칼릭스에서 발견된 데이터도 의미심장하다. 할아버지가 9~12세 소년일 때 영양을 과다 섭취했을 경우 그의 손자가 당뇨병에 걸릴 확률이 높다. 어린 시절 학대를 경험한 어른의 자살률이 높은 것도 후성유전학으로 설명이 가능하다. 연구 결과 어린 시절에 트라우마를 겪은 어른에게서는 스트레스를 많이 받을수록 많이 생산되는 코르티솔의 평균 생산량이 더 높다. 어린 시절 학대를 받는 동안에 몸속의 신호는 코르티솔을 과잉 발현하게 하며 이 같은 패턴이 고정되면 정상인보다 정신질환에 더 취약한 상태가 된다. 이처럼 살아가면서 겪는 경험은 후성유전을 통해 행동에 지속적이고 장기적인 영향을 미친다. 유전자 발현에 변화가 일어나면 세포의 기능과 세포 자체의 본질이 변할 수 있다는 것이 알려지면서 과학자들은 후성유전이 인간의 건강에 미칠 막대한 영향에 주목하기 시작했다. 제약회사들은 일부 심각한 질병을 치료하기 위해 차세대 후성유전 의약품 개발 경쟁에 수억 달러를 쏟아붓고 있다. 저자는 “21세기에는 후성유전학이라는 새로운 분야가 우리가 지금까지 도그마로 간주해 온 것을 무너뜨린 뒤 아주 다양하고 복잡하고 아름다운 방식으로 그것을 다시 쌓아 올릴 것”이라고 강조했다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

　유전자는 네가 한 일을 알고 있다 　네사 캐리 지음/ 이충호 옮김/ 해나무/ 480쪽/ 1만 8000원 　 　2000년 6월 26일 과학자들이 인간게놈(유전체) 지도를 완성했을 때 우리 인류는 드디어 건강과 질병에 관한 모든 걱정을 내려놓을 수 있으리라는 꿈에 부풀었다. 인류의 청사진을 손에 쥐게 되면서 생명 현상에 관한 모든 궁금증을 풀 수 있으리라 기대했다. 하지만 현실은 장밋빛 전망과는 달랐다. 알면 알수록 더 많은 궁금증을 낳을 뿐이었다. 예컨대 일란성 쌍둥이의 DNA 염기서열은 같은데도 완전히 다른 인생을 맞이한다. 환경과 경험의 차이 때문이라면 어떤 식으로 유전자에 영향을 미치는 것일까. 　‘유전자는 네가 한 일을 알고 있다’(원제 The Epigenetics Revolution)는 DNA 염기서열만으로는 설명되지 않는 현상들을 최신 후성유전학 연구 결과에 기대어 상세하게 풀어나간다. 후성유전학(epigenetics)이란 환경에 따라 유전자가 발현되거나, 혹은 발현되지 않는 방식이 어떻게 변화하는지를 연구하는 유전학의 하위학문이다. 저자에 따르면 DNA는 대본에 가깝다. 셰익스피어의 ‘로미오와 줄리엣’을 가지고 만든 조지 큐커 감독의 1936년 작 영화와 배즈 루어먼 감독의 1996년 작 영화가 서로 완전히 다르듯이 세포가 DNA에 들어 있는 유전암호를 읽을 때에도 똑같은 일이 일어난다. DNA의 운명은 ‘사용법’에 따라 달라진다는 얘기다. 우리가 먹는 음식, 화학물질과 오염 물질, 자외선 등 수많은 환경 자극과 경험은 유전자가 발현하는 방식에 극적인 변화를 초래할 수 있는 잠재적 요인이다. 　저자는 “최근 생물학에서 일어난 혁명은 놀라운 후성유전 현상이 어떤 원인 때문에 일어나는지 처음으로 제대로 이해하게 해주었다”며 “무엇보다 중요한 사실은 본성(유전정보)과 양육(환경) 사이를 잇는 잃어버린 고리를 우리가 마침내 찾아내기 시작했음을 의미한다는 점”이라고 했다. 잃어버린 고리는 바로 환경이 우리에게 이야기하는 방식과 우리를 변화시키는 방식을 가리킨다. 　책에 따르면 후성유전적 현상은 DNA에 메틸기(基)가 달라붙거나(DNA 메틸화), DNA가 감겨 있는 히스톤 단백질에 변형이 생기거나(히스톤 변형) 하는 현상과 관련이 깊다. 부모로부터 멀쩡한 DNA를 물려받더라도 환경 등의 영향으로 DNA 메틸화나 히스톤 변형이 일어나면 유전자가 발현돼야 하는 상황에서 발현되지 않거나, 발현되지 않아야 할 상황에서 발현되면서 몸에 문제가 쌓인다. 환경이 바뀌어도 그 패턴은 고정되며 어떤 문제는 세대를 넘어 자식, 손자에게까지 유전되기도 한다. 　예컨대 임신 초기 석 달 동안 산모가 영양실조에 시달리면 태아의 세포들은 영양을 보충하기 위해 유전자 발현을 변화시킨다. 이런 아이들의 세포는 제한된 영양 공급을 최대한 활용하도록 후성유전적으로 프로그래밍되어 비만아가 될 확률이 높아진다. 극단적인 예로 네덜란드 대기근(1944~1945)의 생존자를 추적해 조사한 결과 임신 초기 석 달 동안 굶주렸던 산모의 아이들에게서 평균 아이들보다 비만율이 높게 나타났고 정신적인 문제가 발생하는 비율도 더 높았다. 또 이때 태어난 여자아이가 나중에 임신해서 첫아이를 낳으면 그 아기는 대조군보다 체중이 더 많이 나가는 경향이 있었다. 20여년 전 어머니 자궁 속에서 발달하던 때의 경험이 자신의 아이에게까지 영향을 미친 것이다. 스웨덴 웨베르칼릭스에서 발견된 데이터도 의미심장하다. 할아버지가 9~12세 소년일 때 영양을 과다 섭취했을 경우 그의 손자가 당뇨병에 걸릴 확률이 높다. 　어린 시절 학대를 경험한 어른의 자살률이 높은 것도 후성유전학으로 설명이 가능하다. 연구 결과 어린 시절에 트라우마를 겪은 어른에게서는 스트레스를 많이 받을수록 많이 생산되는 코르티솔의 평균 생산량이 더 높다. 어린 시절 학대를 받는 동안에 몸속의 신호는 코르티솔을 과잉 발현하게 하며 이 같은 패턴이 고정되면 정상인보다 정신질환에 더 취약한 상태가 된다. 이처럼 살아가면서 겪는 경험은 후성유전을 통해 행동에 지속적이고 장기적인 영향을 미친다. 　유전자 발현에 변화가 일어나면 세포의 기능과 세포 자체의 본질이 변할 수 있다는 것이 알려지면서 과학자들은 후성유전이 인간의 건강에 미칠 막대한 영향에 주목하기 시작했다. 제약회사들은 일부 심각한 질병을 치료하기 위해 차세대 후성유전 의약품 개발 경쟁에 수억 달러를 쏟아붓고 있다. 저자는 “21세기에는 후성유전학이라는 새로운 분야가 우리가 지금까지 도그마로 간주해 온 것을 무너뜨린 뒤 아주 다양하고 복잡하고 아름다운 방식으로 그것을 다시 쌓아 올릴 것”이라고 강조했다. 　함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

여성이 임신하는 시기의 환경이 유전자 기능에 변화를 줘 아이의 면역 기능과 암 위험에 영향을 줄 수 있다고 영국과 미국의 연구팀이 밝혔다. 학자들은 이 과정에 ‘식사’가 중요 역할을 하는 것으로 생각하고 있다. 아이의 DNA가 어머니의 임신 전 식사에 영향을 받는 것은 이전 연구로도 알려졌는데, 이번 연구에서는 특히 ‘VTRNA2-1’라는 유전자가 이런 변화에 민감한 것으로 확인됐다. 이 유전자는 종양 억제 유전자 중 하나로, 바이러스 감염에 관한 신체의 반응에도 영향을 미친다. 아이의 유전자는 부모로부터 물려받지만, 유전자가 어떻게 발현될지는 ‘DNA 메틸화’(methylation)와 같은 유전자 외적인 변화 이른바 ‘후생유전학적 변화’에 따라 달라진다. 이 후생유전학적 변화는 식사와 흡연 등 생활환경에 영향을 받으며 수정 이후 배아가 세포 분열되기 전까지 완료된다고 연구팀은 설명했다. DNA 메틸화에는 특정 영양소가 필요하기 때문에 모체의 임신 전과 임신 중 영양 상태가 영향을 미친다는 것은 쉽게 예상할 수 있다. 이 연구는 아프리카 감비아 지역에서 실시했는데, 집단마다 재배 식물과 수렵에 의존하고 건기와 우기 라는 극단적 환경의 영향을 받아 출산 시기 여성의 식생활이 아이에게 미치는 영향을 조사하기 쉬웠다. 연구팀은 건기와 우기 최절정기에 임신한 여성 120명의 혈액을 분석하고 태어난 아이의 생후 2~8개월 시점의 혈액과 모낭 표본을 채취해 분석했다. 연구를 이끈 영국 의학연구위원회(MRC) 국제영양그룹의 매트 실버 박사는 “아이의 VTRNA2-1 유전자 발현을 제어하는 메틸화 상태가 임신 시기가 건기나 우기에 따라 달라졌는데, 이는 어머니의 영양 상태가 가장 큰 영향을 미쳤음을 알 수 있다”고 덧붙였다. 연구팀은 두 차례의 보완 실험을 통해 새로운 ‘준안정 후성대립유전자’(metastable epialleles)를 인간의 게놈에서 발견했다고 말한다. 여기서 준안정 후성대립유전자는 불안정하지만 실현할 수 있는 것으로 수정 이후 겪는 환경과 관련한 대립형질의 유전자를 말한다. 흥미롭게도 두 실험 모두 이런 유전자는 VTRNA2-1인 것으로 나타났다. 연구에 참여한 미국 베일러의대의 롭 워터랜드 부교수는 “인간의 게놈에는 약 2만 개의 유전자가 포함된다. 우리 두 그룹은 다른 접근 방식으로 이 유전자가 최고의 후성대립유전자인 것을 확인했다”고 말했다. 이전 연구에서는 VTRNA2-1 유전자가 인간이 바이러스와 싸우는 능력 뿐만 아니라 종양을 억제하고 암 방어 기능에 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려졌다. 연구를 총괄한 MRC 국제영양그룹의 앤드루 프렌티스 교수는 “이번 연구결과가 어머니의 임신 전 식사가 후성대립유전자를 약간 재구성하는 것으로 자녀의 특정질환 발병 위험에 영향을 줄 수 있음을 입증한 최초의 확실한 증거라고 생각한다”며 “이 유전자는 바이러스 감염과 일부 암을 막는 기능에 중요 역할을 하므로 잠재적 가치가 매우 높다”고 말했다. 한편 이번 연구는 유전체 분야 학술지 ‘게놈 바이올로지’(Genome Biology) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

임신 중인 여성이 흡연할 경우 태아 유전자 형성에 막대한 악영향을 줄 수 있다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 미국 국립 환경보건원(National Institute of Environmental Health Sciences) 연구진이 “임신 중 흡연은 자녀 유전자에 좋지 않은 변화를 초래시킬 가능성이 높다”는 연구결과를 발표했다고 29일(현지시각) 보도했다. 담배 연기 속에는 니코틴 등 7,000가지가 넘는 염기성 유기화학물질이 들어있으며 이중 적어도 100가지는 인체에 치명적인 악영향을 준다. 특히 그중 69가지는 발암물질이 차지하고 있는데 이는 태아 DNA 형성에 막대한 변화를 야기 시킨다는 것이 연구진의 의견이다. 지난 2001년 발표된 연구결과를 보면, 임신 중 체내로 유입된 담배연기는 태아 DNA 메틸화(DNA methylation)를 초래하는 것으로 확인됐다. 이는 고등 생물 유전 발달에 큰 비중을 차지하는 생화학적 프로세스로 거의 모든 종류의 암 발현에 중요한 역할을 담당하는 것으로도 알려져 있다. 당시 연구진은 아동 173명과 그들 모친의 뺨 세포(cheek cell)를 추출해 해당 데이터를 비교하는 실험을 진행했고 결과적으로 임신 중 흡연 여성이 낳은 아동은 그렇지 않은 아동에 비해 발암위험이 2배가량 높아지는 것으로 확인됐다. 이와 관련해 미국 국립 환경보건원 연구진은 최근 조금 더 넓은 범위의 데이터를 수집, 추가 조사를 진행했다. 총 889명의 신생아와 그들 모친의 혈액샘플을 비교해 흡연이 DNA 메틸화에 얼마만큼 영향을 끼치는지 알아보고자 한 것이다. 실험 결과, 889명의 신생아 중 287명의 모친이 임신 첫 주기에 흡연을 한 것으로 나타났는데 이들의 유전자에서는 110 개에 달하는 DNA 메틸화 반응이 확인됐다. 연구진은 임신 중 흡연한 여성이 낳은 자녀들은 발암 위험은 물론 향후 저체중, 마약중독, 알코올 중독에 시달릴 위험이 그렇지 않은 자녀들에 비해 상당히 높다고 강조했다. 이어 연구진은 “DNA메틸화가 태아의 전 생애에 걸쳐 지속되는지 해당 여부에 대한 추가 연구를 진행할 예정”이라고 덧붙였다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 ‘환경건강전망 연구’(Journal Environmental Health Perspectives)에 게재됐다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

올해로 112회를 맞는 노벨상 시즌이 막을 올린다. 지난 한 해 인류의 복지에 가장 큰 기여를 한 사람에게 주어지는 노벨상은 세계적인 명성과 부를 동시에 안겨주는 명실상부 최고 권위의 상이다. 이런 명성에 걸맞게 노벨상은 수상 당사자도 발표 30분 전에야 알 수 있을 정도로 모든 정보는 철저한 보안에 부쳐진다. 하지만 호사가들은 벌써 분야별 주요 후보를 정해놓고 베팅(도박)을 하면서 노벨상의 분위기를 한껏 끌어올리고 있다. 노벨상은 7일(현지시간) 생리의학상을 시작으로 물리학상, 화학상, 평화상, 경제학상 순서로 발표된다. 문학상은 관례대로 일정이 별도로 공개된다. ‘노벨상의 꽃’이라 불리는 평화상에는 올해 총 259명의 후보가 등록해 역대 최다 기록을 경신했다. 특히 최연소 후보 기록을 갈아치운 탈레반 피격 소녀 말랄라 유사프자이(16)의 수상 여부가 세계의 관심을 끌고 있다. 파키스탄에서 여성의 교육권을 주장하다 머리에 총격을 받고 극적으로 살아난 유사프자이는 미국 시사주간지 타임이 선정한 ‘영향력 있는 인물 100인’에 선정됐으며, 지난 7월에는 유엔 총회에서 기념 연설도 했다. 지난해 중국 모옌(莫言)의 수상으로 더 큰 관심을 받고 있는 노벨 문학상 후보 1순위는 일본 소설가 무라카미 하루키다. 세계 최대 베팅업체로부터 유력 후보로 꼽힌 하루키가 문학상을 받으면 첫 2년 연속 아시아권 수상자를 내게 된다. 문학상 단골 후보로 꼽히는 한국 고은 시인은 올해 이 분야 4위를 기록 중이다. 경제학상에는 ‘펠츠만 효과’(자동차 안전장치가 오히려 사고를 늘린다는 이론)로 유명한 샘 펠츠만과 법경제학자인 리처드 포스너 미 시카고대 교수가 손꼽힌다. 경제학상은 1969년 첫 제정 이후 수상자 70%가 미국에서 나왔다. 물리학상은 이론상으로만 존재해 ‘신의 입자’로 불리는 힉스의 존재를 예언한 영국의 이론물리학자 피터 힉스 교수가 유력하다고 학술 정보 업체 톰슨 로이터가 지난달 25일 발표했다. 화학상에서는 ‘클릭 화학’(두 분자 간의 특정 결합 반응)을 개발한 미국의 과학자 MG 핀과 발레리 포킨, 배리 샤플리스의 이름이 올랐다. 생리의학상에서는 ‘DNA 메틸화’ 과정을 연구한 영국의 에이드리언 버드와 이스라엘의 하워드 시더와 함께 오스미 요시노리 도쿄공업대 교수와 미즈시마 노보루 도쿄대 교수도 후보로 올라 일본의 이 분야 2연속 수상 여부가 주목된다. 한편 노벨상은 다이너마이트를 발명한 알프레드 베르나르도 노벨(1833~1896)이 유언에 따라 1901년부터 시작됐다. 전통에 따라 물리·화학·경제는 스웨덴 학술원, 의학은 스웨덴 카롤린의학연구소, 문학은 스웨덴 예술원에서 각각 선정하며, 평화상은 노르웨이 국회가 선출한 5인 위원회가 직접 맡는다. 지난해 세계 경제위기에 따른 기금 부족으로 상금은 1000만 크로나에서 800만 크로나(약 13억 4700만원)로 줄었다. 시상식은 노벨이 사망한 12월 10일에 개최된다. 최재헌 기자 goseoul@seoul.co.kr

영국에 사는 60대의 바버라와 크리스틴 올리버는 일란성 쌍둥이다. 이들은 1990년대 초반 다른 수십 쌍의 쌍둥이들과 함께 런던 킹스칼리지에 새로 설립된 한 연구소를 찾았다. 쌍둥이들은 연구소에서 피를 뽑고, 골밀도를 계산하고 폐기능을 평가받았다. 엑스레이 촬영과 전신 자기공명영상(MRI), 세심한 심리테스트도 이어졌다. 이들의 신체에 대한 모든 것은 이런 식으로 매년 한 번씩 기록됐다. 다음 달 21주년을 맞는 세계 최대의 이 ‘쌍둥이 연구소’에는 지금까지 3500쌍의 쌍둥이, 7000명에 대한 기록이 차곡차곡 쌓이고 있다. 어린아이들은 누구에게나 쉽게 주목받는다. 귀엽다거나 예쁘다는 찬사가(설사 그렇게 생각하지 않더라도) 끊이지 않는다. 하지만 가장 큰 관심을 받는 것은 단연 쌍둥이다. 쌍둥이는 생물학과 의학을 연구하는 학자들에게 있어서는 ‘축복받은 연구대상’이기도 하다. 1900대 중반 ‘유전자’(DNA)가 발견된 이후 학자들은 유전자의 신비를 밝히는 것이 곧 생명의 신비를 밝히는 일이라고 생각했다. 하지만 이에 대한 가장 큰 반박이 바로 ‘쌍둥이’, 특히 ‘일란성 쌍둥이’였다. 하나의 배아가 둘로 나뉘어 자란 일란성 쌍둥이는 모든 유전자가 정확히 일치한다. 만약 유전자가 생명의 모든 것을 설명한다면, 이들은 겉으로 보이는 신체조건이 같은 것처럼 같은 병을 앓아야 한다. 하지만 현실은 그렇지 않다. 쌍둥이의 인생은 마치 전혀 다른 사람처럼 차이를 보이게 마련이다. 킹스칼리지 쌍둥이 연구소 창립자이자 소장인 팀 스펙터 교수는 원래 백내장이나 관절염 등 나이가 들면 생기는 ‘퇴행성 질환’을 연구하고 있었다. 당시 퇴행성 질환은 나이를 먹으면서 신체 기관이 마모된 당연한 결과라는 것이 정설이었다. 스펙터는 연구소 창립 21주년을 앞두고 열린 기자회견에서 “어떤 사람들은 이른 나이에 이런 질환에 걸리고, 어떤 사람들은 그렇지 않은지가 궁금했다”면서 “일란성 쌍둥이를 비교하면 유전자와 환경 중 어느 쪽이 질병에 더 큰 영향을 미치는지 알 수 있을 것으로 생각했다”고 설명했다. 쌍둥이를 키우는 부모들은 어린 시절 두 아이를 똑같이 보이게 하기 위해 애쓴다. 입는 옷이나 교육법, 먹는 음식까지 대부분 동일하고 이는 아이들의 어린 시절을 지배한다. 하지만 사춘기에 접어들면 쌍둥이의 길은 갈리게 마련이다. 같은 여자 쌍둥이라고 해서 모두 짧은 치마를 좋아하는 것은 아니고, 자신감이나 일에 대한 취향도 달라진다. 스펙터의 연구에서 쌍둥이 중 상당수는 얼핏 보이는 겉모습과 달리 키나 몸무게 등 외모에서 차이를 보이고, 심지어 쌍둥이들이 같은 질병으로 죽는 경우는 거의 없었다. 지난 21년간 이 연구소에서 얻어진 결과물은 유전자와 질병에 대한 학자들의 고정관념을 송두리째 바꿔놓았다. 1953년 왓슨과 크릭의 ‘DNA 구조 규명’이 ‘유전학의 시초’라고 불리는 것처럼, 스펙터의 연구는 ‘현대 유전학의 시초’로 불린다. 2000년까지만 해도 학자들은 선천적 질병이 한 가지 유전자의 변이에 의해 발생한다는 확신을 갖고 있었다. 분자유전학이 발달하면서 선천성 낭포성 섬유증, 헌팅턴 무도병, 근위축증(루게릭병) 등의 원인 유전자를 발견했다는 발표가 하루가 멀다 하고 쏟아졌다. 하지만 스펙터의 쌍둥이 연구는 이런 연구의 90% 이상이 ‘쓰레기’라는 증거를 제시했다. 심지어 거짓으로 판명난 연구 중에는 스펙터 스스로 과학저널 ‘네이처’ 표지에 실었던 ‘골다공증 유발 유전자 규명 연구’도 포함돼 있었다. 스펙터의 쌍둥이 연구는 ‘쌍둥이가 어떻게 같은가’라는 기존의 접근 방식 대신, ‘쌍둥이는 무엇이 다른가’에 초점을 맞췄다. 한쪽이 질병이 발생했다면 그들의 유전자가 어떻게 달라져 있는지를 면밀하게 살폈다. 스펙터는 “비만처럼 흔하지만 다른 형태로 나타나는 질환의 경우에는 10여개의 유전자가 관여돼 있을 것으로 생각했지만, 연구가 진행되면서 점차 늘어 현재 550여개가 알려져 있다”면서 “수많은 유전자들이 상호작용하면서 동일한 유전자를 갖고 있더라도 사람마다 서로 다른 연령대에 질환을 발병시키는 것”이라고 설명했다. 쌍둥이 연구소의 연구에 따르면 유전자는 각 개인이 한 가지 질환에 걸리는 이유 가운데 고작 0.1%만을 설명할 수 있다. 대부분의 유전자는 특정한 상황에서만 발생하며, 같은 유전자를 가져도 평생 발현되지 않는 경우가 많다. 이를 ‘잃어버린 유전성’이라고 부른다. 질병을 일으키는 유전자는 아주 특이한 상황에서 각기 다르게 나타난다. 일란성 쌍둥이 두 사람이 심장병에 걸리는 확률은 30%지만, 류머티즘성 관절염은 15%에 불과하다. 연구팀은 4년 전 ‘왜 쌍둥이는 자라면서 전혀 다른 인생을 살고, 다른 병이 생길까’에 대한 답을 ‘후성유전체’에서 찾았다. 후성유전체는 환경 변화로 인해 유전자의 행동이 변하는 생체 작용이다. 세포 안쪽을 떠다니는 ‘메틸’이라는 화학물질이 DNA에 달라붙으면서 일어나는 ‘메틸화’가 원인이다. 메틸화가 일어나면 몸속에서 유전자의 활동이 억제되거나 약해질 수 있다. 특히 메틸화는 생활 방식이나 기호에 따라 다양한 형태로 나타난다. 다이어트, 질병, 노화, 환경호르몬, 화학물질, 흡연, 약품 등이 메틸화의 주 원인이다. 결국 동일한 유전자를 가진 일란성 쌍둥이도 메틸화를 통해 전혀 다른 사람처럼 변해갈 수밖에 없다는 것이다. 스펙터 교수는 “통증을 참는 정도가 다른 일란성 쌍둥이나 우울증, 당뇨, 유방암을 가진 일란성 쌍둥이를 대상으로 메틸화를 측정해 본 결과 상당한 유전적 차이가 진행됐다는 것을 발견했다”면서 “쌍둥이 중에서도 한쪽은 병을 일으키는 특정 유전자가 켜져 있고, 한쪽은 유전자가 꺼져 있다는 것이 분명해졌다”고 설명했다. 쌍둥이가 각각 겪는 경험이나 사고방식 역시 그들의 삶을 달라지게 한다. 쌍둥이들은 정신적 공감대를 형성하고 있는 경우가 많고, 대부분 한쪽이 결혼하면서 유대관계에 이상이 생긴다. 한쪽이 먼저 결혼하면 다른 쪽은 상실감에 빠지고 질병을 일으키는 유전자가 켜질 가능성도 커진다. 실제로 먼저 결혼한 쌍둥이보다는 나중에 결혼하거나 결혼하지 않은 쪽에서 질병이 발생하거나 이혼할 확률이 높다는 조사결과도 있다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

최근 들어 고령 임신과 저출산, 자연임신율 감소, 불임·난임 등이 사회적 문제로 떠오르고 있는 가운데 국내 임신부들의 엽산 복용률이 선진국의 절반에도 미치지 못하는 것으로 나타났다. 엽산은 태아의 선천성 기형 예방에 중요한 영양 성분이다. ●엽산 섭취량 선진국의 절반 수준 최근 식약청이 발표한 ‘임신 중 유해물질 노출에 의한 후세대 영향 연구’라는 보고서에 따르면 임신 초기에 엽산과 비타민이 결핍된 임신부는 그렇지 않은 임신부보다 자연유산과 비정상 임신의 위험이 높은 것으로 나타났다. 그럼에도 불구하고 임신 전부터 엽산을 복용한다고 응답한 국내 임신부는 20%에 그쳤다. 그만큼 국내 가임기 여성들의 엽산 섭취에 대한 인식이 낮은 것이다. 이에 비해 미국·캐나다·호주 등 서구권 여성들의 엽산 복용률은 우리나라보다 훨씬 높다. 미국 여성들의 임신 전 엽산 복용률은 우리나라의 2배 정도인 37%, 임신 중 엽산 복용률은 90%를 넘는다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 모든 가임기 여성은 매일 0.4mg의 엽산 섭취를 권장하고 있으며, 정부 차원에서 밀가루·빵·시리얼 등 곡물 제품에 의무적으로 엽산을 첨가하는 법을 시행하고 있다. ●선천성 기형 줄이려면 엽산 필수 임신 전부터 꾸준히 엽산을 복용하면 신경관 결손이나 비유전성 선천성 기형을 50∼70%까지 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 흔히 비타민 B9으로 불리는 엽산은 세포 내 DNA 합성은 물론 유전자 발현에 중요한 DNA 메틸화에 작용한다. 또 세포에 독성 작용을 하는 호모시스테인을 필수아미노산인 메티오닌으로 환원시켜 호모시스테인의 농도를 줄여준다. 임신 초기에는 세포 분화가 빠르고, 각 신체기관들이 왕성하게 형성되기 때문에 DNA 합성이 매우 활발하다. 여기에 많은 엽산이 필요하다. 이 시기에 엽산이 결핍되면 중추신경계나 심장 발달에 문제가 생길 수 있으며, 입술 및 입천장 형성에 장애를 초래하거나 자연 유산, 염색체 이상을 초래할 가능성도 높아진다. ●식사만으로는 권장량 충족 어려워 이런 문제를 겪지 않으려면 임신 계획단계부터 충분한 엽산을 섭취할 필요가 있다. 일상적인 식사를 통해 섭취할 수 있는 엽산의 양은 권장량의 3분의1에서 2분의1에 불과하다. 이런 엽산의 체내 수치가 권장치에 도달하려면 시간이 걸리므로 임신 3개월 전부터 복용하는 것이 바람직하며, 늦어도 1개월 전부터는 복용해야 임신 초기의 필요량을 채울 수 있다. 엽산은 시금치·브로콜리·쑥·토란·양상추·아스파라거스 등 녹색 채소에 많으며, 열에 약한 수용성 비타민이므로 가열 조리하지 않거나 살짝 데쳐 먹는 것이 좋다. 문제는 엽산의 흡수율이 낮아 임신부에게 필요한 1일 권장량 400∼600㎍을 채우려면 엄청난 양의 음식이 필요하다는 점. 우유의 경우 5.5㎏, 바나나는 5㎏, 오렌지나 콩은 2.3㎏을 먹어야 권장량에 이를 수 있다. 전문의들은 이 때문에 비타민 복합체 형태로 복용하는 것이 바람직하다고 말한다. 심재윤 서울아산병원 산부인과 교수는 “태아 기형 예방에 필수적인 엽산은 단독으로 복용하는 것보다 비타민B6 복합체와 함께 복용하는 것이 더욱 효과적”이라면서 “임신과 수유기간에 필요한 영양소가 고루 배합된 임신부 전용 비타민제를 복용하면 시너지 효과를 얻을 수 있다.”고 조언했다. 실제로 바이엘 엘레비트 등 시판되는 대부분의 임신부 전용 비타민은 하루 한 알로 엽산은 물론 철분·비타민·미네랄 등의 권장량을 채울 수 있다. 심재억 전문기자 jeshim@seoul.co.kr ■도움말 심재윤 서울아산병원 산부인과 교수

활성산소가 간암 세포에 작용해 암세포 전이를 일으키는 과정을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다. 서울대 생명과학부 정구흥 교수팀은 활성산소가 간암 세포에 작용, 종양 억제유전자의 전사 조절인자에 영향을 미치고 DNA 구조에 변화를 일으켜 암세포 전이를 유발하는 메커니즘을 규명했다고 17일 밝혔다. 연구 결과는 소화기학분야 국제 저명 학술지인 ‘소화기학(Gastroenterology)’ 최신호에 발표됐다. 연구진은 활성산소가 간암세포에서 유전자 전사 조절인자인 ‘스네일(Snail) 단백질’ 발현을 증가시키고,DNA 염기에 메틸기(CH3)가 달라붙는 메틸화를 일으킴으로써 종양 억제유전자의 하나인 ‘E-카드헤린(cadherin)’의 발현을 억제한다는 사실을 확인했다. 세포간 결합을 유지시키는 기능을 하는 E-카드헤린 유전자의 발현이 억제되면 간암세포들 간에 결합력이 약해지면서 암 전이 능력이 커지게 된다. 이는 활성산소가 간암의 전이를 촉발하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다고 연구진은 설명했다. 간암은 국내 암 사망원인 중 3위,40∼50대 남성 사망원인 2위를 차지하는 질병으로 간암이 진행될수록 전이되는 경우가 많아 5년 이상 생존율이 10% 정도로 매우 낮다. 정 교수는 “이번 연구는 스네일 유전자를 억제하거나 활성 산소를 억제할 수 있는 효과적인 항산화제 및 유전자의 변화 억제제 발굴을 통해 간암 전이를 억제할 수 있는 가능성을 제시했다는 데 의미가 있다.”고 말했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr