유전학 레포트 - 후성유전이 최근 중요하게 대두되는 이유를 설명하고, 아동발달 측면에서 후성유전학의 발전 방안을

I. 서론

유전학을 처음 배울 때는 DNA 서열이 생물의 특징을 정하는 가장 중심적인 정보라고 이해했다. 그러다 일란성 쌍둥이도 나이가 들수록 건강 상태와 생활 특성이 달라질 수 있다는 이야기를 접하면서 같은 유전정보를 가졌다고 같은 결과가 나오는 것은 아니라는 점이 궁금해졌다. 후성유전학은 바로 그 틈을 다루는 분야다. DNA 염기서열 자체를 바꾸지 않으면서 유전자 발현이 조절되는 기전을 연구하고, 환경과 발달 시기가 그 조절에 어떤 영향을 주는지 살핀다. 특히 태아기와 영유아기는 세포 분화와 뇌 발달이 빠르게 진행되는 시기라 후성유전 연구가 아동발달과 만나기 좋은 조건을 가진다. 다만 흥미로운 연관성이 곧 원인이라는 뜻은 아니므로 과장보다 정교한 연구 설계가 더 중요하다.

II. 본론

1) 같은 DNA와 다른 삶 사이의 조절 층

후성유전은 DNA 서열의 변화 없이 유전자 발현 상태가 달라지는 현상과 기전을 말한다. 대표적인 기전에는 DNA 메틸화, 히스톤 변형, 비암호화 RNA에 의한 조절 등이 있다. 세포는 거의 같은 유전체를 가지고도 신경세포, 근육세포, 간세포처럼 매우 다른 기능을 한다. 필요한 유전자를 켜고 덜 필요한 유전자를 억제하는 조절이 있기 때문이다. 후성유전 기전은 이런 세포 분화와 발달 과정에서 중요한 역할을 한다.

후성유전이 최근 큰 관심을 받는 까닭은 유전자와 환경의 관계를 더 구체적인 생물학적 과정으로 연구할 길을 넓혔기 때문이다. 예전에도 영양, 스트레스, 독성물질, 양육환경이 건강과 발달에 영향을 준다는 사실은 역학과 발달 연구에서 알려져 있었다. 후성유전 연구는 환경 노출이 세포의 유전자 발현 조절과 연결될 가능성을 측정할 수 있게 했다. DNA 메틸화처럼 비교적 측정 기술이 빠르게 발전한 지표를 이용하면 초기 환경과 이후 건강 사이의 생물학적 연결고리를 탐색할 수 있다.

기술 발전도 중요성 증가의 큰 배경이다. 과거에는 특정 유전자 주변의 메틸화만 보는 연구가 많았지만 지금은 많은 위치를 한꺼번에 측정하는 후성유전체 수준의 연구가 가능해졌다. 대규모 코호트의 혈액이나 제대혈 시료를 분석하고 생활환경, 건강, 발달검사 자료와 연결하는 연구도 늘었다. 컴퓨터 분석 능력과 통계기법이 발전하면서 수많은 메틸화 위치 가운데 환경 노출이나 발달 결과와 관련된 패턴을 찾는 일이 가능해졌다. 자료량이 커진 만큼 우연한 연관성을 걸러내기 위한 반복 검증도 중요해졌다.

후성유전은 발달의 가소성을 설명하는 데도 매력적인 틀을 제공한다. 발달 가소성은 같은 유전적 바탕에서도 환경 조건에 따라 발달 경로가 달라질 수 있는 성질이다. Meaney의 아동발달 관련 후성유전 검토는 발달 과정에서 환경 조건이 세포 기능과 유전자 발현 조절에 관여하며 유전자와 환경을 서로 떨어진 두 원인으로 보기 어렵다고 설명한다. 유전자는 고정된 설계도이고 환경은 그 위에 덧붙는 배경이라는 그림보다 둘이 발달 과정에서 계속 상호작용한다고 보는 편이 실제 생물학에 가깝다.