음식·오염물질·친구관계로도 ‘DNA’가 바뀐다

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쉽게 쓴 후성유전학/리처드 C. 프랜시스 지음, 김명남 옮김 /시공사

지금처럼 중국발 미세먼지 오염이 심한 서울에 조선후기의 선비가 온다면 신체에 어떤 변화가 일어날까. 눈이 따갑고 목이 칼칼해 고생하는 수준에서 더 나아가 큰 병에 걸릴 수도 있다.

21세기 초에 살고 있는 인간은 극심한 대기·수질 오염·중금속 등에 잘 적응된 유전자를 가지게 된 것은 아닐까 의심이 들 때가 있다. ‘환경 스트레스가 유전자를 바꾼다’는 전제 아래 출발하는 학문이 후성유전학이다. DNA가 인간의 운명을 송두리째 결정하지는 않는다는 것이다. 2009년에는 최초의 후성유전자(epigenome) 지도가 완성됨으로써 인간의 유전구조를 보다 깊이 이해할 수 있게 됐다. 우리의 생활습관, 먹는 음식, 우리가 노출된 오염물질, 심지어 친구관계 등이 유전자의 발현에 변화를 가져온다는 메커니즘은, 인간이 자신의 운명을 바꿀 수 있다는 희망을 안겨주는 것도 사실이다.

요즘 ‘흥분을 주는 과학’으로 불리며 그 가치가 높아지고 있는 후성유전자를 다양한 사례를 통해 쉽게 이해할 수 있도록 돕는다는 점이 이 책의 가장 큰 매력이다. 제2차세계대전 중 네덜란드 대기근을 통해 후성유전적 영향의 역사적 사건을 파헤치는 식이다. 과학자들은 네덜란드 대기근을 겪은 특정연구집단을 비교함으로써 어머니의 뱃속에서 기근을 겪은 사람뿐 아니라 그 사람의 자식에게까지 기근의 영향력이 미친다는 사실을 찾아냈다. 비유전자적 유전방식이 건강에 영향을 미친다는 충격적 내용이다.

세대를 초월한 후성유전적 유전은 생명의 연쇄고리가 대를 넘어 계속 이어진다는 점을 깨닫게 한다. 가장 직접적인 것이 게놈 각인이다. 이는 부모가 갖고 있던 후성유전적 표지가 자손에게도 상당히 충실하게 재현되는 현상이다. 저자에 따르면 스웨덴의 외딴 동네에 사는 남자가 사춘기에 섭취했던 칼로리조차 그 손자들의 건강과 연관관계가 있다. 사춘기 이전에 기근을 겪었던 남자의 친손자들은 기근을 겪지 않은 남자의 친손자들보다 심장혈관 질환에 더 취약했다는 것.

저자는 베트남전을 배경으로 한 영화 ‘디어헌터’를 분석한 뒤 전쟁으로 인한 상처들 중 일부는 후성유전적이라고 주장한다. 영화 속에서 로버트 드 니로가 연기한 마이클은 결단력이 뛰어난 인물이며 스스로 군에 입대하기로 결정했다. 스티븐(존 새비지가 연기)과 닉(크리스토퍼 워큰이 연기)은 마이클의 결정을 따랐을 뿐이다. 전쟁에서 돌아온 세 사람은 각기 다르게 반응한다. 마이클은 일시적 우울증상을 보이고, 스티븐은 사랑하는 사람조차 만나기를 거부하는 등 더 심각하고 장기적인 우울증을 겪는다. 가장 격렬한 반응을 보이는 사람은 닉으로 외상후스트레스장애를 앓게 된다. 저자는 그들의 생애초기 환경이나 태내 환경 등이 유전자에 영향을 미쳐 같은 스트레스에 대해 다른 반응을 보이게 만들었을 가능성을 제기한다.

태내 환경과 비만의 상관성을 일상의 사례를 통해 조곤조곤 얘기하는 대목도 흥미롭다. 그 말을 들으면 스트레스가 심한 생활 환경에서 사는 산모일수록 칼로리 섭취를 자제해야 할 것 같다. 자궁에서 칼로리를 지나치게 많이 섭취한 태아는 높은 수준의 스트레스 반응을 보이고 비만에도 취약하다는 것이다.

암도 유전질환이지만 다른 한편으로는 후성유전적 질환임이 밝혀졌다. 이를 통해 새로운 암치료법이나 조기 진단 등의 성과를 이끌어낼 수 있다. 예컨대 백혈병 세포들은 홀배수체에다 돌연변이를 일으키는 경우가 많다. 과학자들은 이 세포들에 후성유전적 개입을 가함으로써 다시 정상화시킬 수 있었다. 유전학의 새로운 대안인 셈이다. 책을 통해 후성유전학 시대에 민첩하게 대응할 수 있는 기초 지식을 갖출 수 있다.

예진수 기자 jinye@munhwa.com