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[암(癌)에게서 배우다] <54회> 아하! 후성유전학(2)
오피니언 바이오휴머니스트 (2019-02-01 09:22)

크로마틴 구조
< 크로마틴 구조1) >

지난 회에 이어 후성유전학에 대한 유튜브 강연 두 편2),3)을 더 보자.

우리 몸을 구성하는 약 50조개의 세포 각각은 그 안에 핵을 가지고 있고, 핵 안에는 유전정보를 담은 DNA가 있는데, 그 DNA를 쭉 펴보면 그 길이가 웬만한 성인 남성의 키 높이 정도(약 183cm)나 된다. 그렇게 긴 DNA를 핵 속에 넣기 위해서는 약 40만 배 정도로 작게 만들어야 하는데, 그 해법이 바로 그림과 같이 히스톤이란 단백질 실패(Spool)에 DNA를 감아서 넣는 것이다. 여기에 여러 종류의 후성유전학 인자들(Epigenetic marks)이 작용하여 특정 유전자 발현을 끄거나 켜는(Turn on/off) 역할을 한다. 그림에서는 빨간색 후성유전학 인자가 유전자 X 및 Y의 발현을 막고 있고, 초록색 인자는 유전자 Z를 발현시키고 있는데, 만약 유전자 X 나 Y 가 암억제유전자(Tumor Suppressor gene)라면 암이 발생하게 된다. 다행히 이런 인자들의 작용은 가역적(reversible)이어서, 암연구자들은 이를 타겟으로 하는 약 개발을 통해 암을 치료하고자 노력하고 있다. 바야흐로 암세포를 죽여 암을 치료하는 시대에서, 해로운 후성유전학 인자들(Aberrant epigenetic mark)을 조절함으로써 세포들을 원래 상태로 회복시켜 암을 치료하는 시대가 오고 있는 것이다.

후성유전학 인자들은 임신 중에는 물론이요, 출산 이후에도(After birth) 계속해서 축적된다(Accumulate). 지난 회에서 언급한 바와 같이, 우리의 뇌는 신경가소성(Neuroplasticity) 메커니즘에 의해, 인생주기 내내 성장하고 개발될 수 있다. 후성유전학은 단지 이러한 업그레이드가 세대간(Generation to generation)이라는 좀 더 긴 시간에 걸쳐 일어나는 메커니즘인 것이다. 쥐 실험의 예를 보자. 쥐는 스트레스를 받을 때 이를 견딜 수 있게 하는 유전자가 있는데, 이 유전자는 후성유전학 인자들(Epigenetic silencing marks)에 의해 발현이 억제된 채 새끼에게 전달된다. 그런데 출산 직후 첫 주에 어미가 새끼의 몸을 핥아주고 다듬어주면(licking and grooming) 이 후성유전학 인자들이 제거됨으로써 유전자가 발현되어 새끼는 스트레스에 잘 견딜 수 있게 된다. 반면, 어미가 새끼에게 이러한 행동을 해주지 않을 경우, 유전자 발현은 계속 억제된 채로 남아, 새끼는 스트레스에 잘 적응하지 못 한다2)(이와 비슷한 결론을 보여주는 원숭이 실험결과도 있다3)).

강연자2)는, 결론적으로 건강한 생활습관을 따름으로써(Through healthy lifestyle decisions), 우리의 유전자, 장기적인 건강(Long-term health), 그리고 후성유전체를 통해 자식들과 그 후손들에게까지, 긍정적인 영향을 끼쳐보라고 권한다.

또 다른 강연자3)는 주장하길, DNA는 역동적인 영화(Dynamic movie)라고 한다. 우리의 경험은 모두 영화필름에 새겨지고, 상호작용이 가능하여 후성유전학적으로 간섭(Epigenetically intervene)할 수 있다는 것이다. DNA는 두 가지 정보의 층(Two layers of information)으로 되어있는데, 하나는 오래됐고(Old), 고정적이며(Fixed), 변화시키기 힘들지만(Very hard to change), 다른 하나인 후성유전학 층(Epigenetic layer)은 열려있고(Open), 역동적이며(Dynamic), 상호작용이 가능(Interactive)하다. 그러므로 우리는 우리의 유전자에 의해 이미 결정되어 있다 하더라도, 우리의 삶을 ‘책임’져야하는 어느 정도의 ‘자유’를 가지고 있다는, 멋진 결론이다(Even though we are determined by our genes, we have a degree of freedom that can set up our life to a life of responsibility).

기왕 자신의 삶에 책임을 져야한다면, 가급적 건강한 생활습관을 갖도록 하여, 자신과 후손들에게 좋은 영향을 주자는 것이 두 강연자의 공통된 결론이다.

후성유전학이라는 첨단 과학 분야를 섭렵한 두 강연자뿐만 아니라 약 1,300년 전에 스페인을 통치하며 부귀영화를 누렸던 한 칼리프도 인생의 말년에 이와 비슷한 결론에 이르렀다.

“나는 지금까지 약 50년 동안 평화와 승리 속에서 제국을 통치해왔다. 백성들은 나를 사랑하고 적들은 나를 두려워하며 동맹국은 나를 존경한다. 부, 명예, 권력, 쾌락은 언제든지 원하는 만큼 누릴 수 있어서 지극히 행복하니, 지상에는 내가 누리지 못할 그 어떤 축복도 없다. 이런 환경에서 온전히 내 몫이라 할 수 있는 진정으로 행복했던 날을 꼽아 보았더니 겨우 14일이었다. 오, 사람들이여! 현세의 것에 대해서 그 어떤 확신도 갖지 말지어다!”4)

그는 확신을 가지고 현세의 부, 명예, 권력, 쾌락에 탐닉했을 것이다. 그러나 결국 확신은 무너지고 행복은 그런 방식으로 얻어지는 것이 아님을 깨달았다. 아마도 14일 동안은, 책임감 있는 지도자의 모습으로 다음 세대를 위한 일들을 하며 진정한 행복을 느꼈으리라…….

연말연초 바쁘다는 핑계로 운동을 게을리 했더니, 체중이 많이 늘었다. 얼마 전에는 난생처음 독감에도 걸렸다. 나이가 한 살 더 들어서 그런지 왠지 회복도 더디다. 새해부터는 다시 마음을 다잡고 내가 이미 알고 있는 건강한 생활방식 실행(Healthy lifestyle decisions)에 더욱 집중해야겠다.

 

 

 

※ 참고
1) 참고 2)의 유튜브 강연중 나오는 슬라이드 하나를 글쓴이의 중2 딸이 그린 그림
2) https://www.youtube.com/watch?v=JTBg6hqeuTg&t=868s
3) https://www.youtube.com/watch?v=SrqmuYvk3iQ]
4) p391, 로마제국 쇠망사 5권, 에드워드 기번, 민음사

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바이오휴머니스트(필명)
과학자의 꿈을 이루진 못했지만 주어진 삶의 현장에서 어설픈 휴머니스트라도 되었으면 하는 바람을 가지고 살아가는 평범한 직장인. 바이오분야 전공 대학졸업후, 제약사를 거쳐, 현재는 십수년째 암연구소 행정직원으로 근무중. 평소 보고 들은 암연구나 암환자 이야기로...
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