|
1. 후성유전학(epigenetics)을 다루고 있다(원제 자체가 『The Epigenetics』, ‘후성유전학 혁명’이다). 후성유전학이란 어쩌면 낯설 수도 있지만, 우리가 일반적인 유전학에 길들여져서 그렇지 오랫동안 익숙했던 개념일 수 있다. 유전자의 염기서열과 같은 변형에 의한 것이 아니라 그 이외의 추가적인 변형에 의해서 형질이 차이가 나는 것을 연구하는 분야라고 할 수 있다. 이렇게 말해서는 어려울 수 있지만, 예를 들어 어렸을 때의 굶었던 경험이 크면서 영양 상태가 좋았더라도 커서까지 그 기억이 남아서 비만이 되거나 당뇨병에 걸릴 확률이 높아지는 것 같은 것이다(실제로 1940년대 나치의 의한 ‘네덜란드 대기근’이 그 예이고, 이 책에서도 맨 먼저 이야기하고 있다). 저자가 후성유전학의 필수적인 두 가지 기준으로 언급하고 있는 것을 보면 후성유전학이 어떤 일반론에 근거하고 있는지를 알 수 있다. i. 유전적으로 동일한 두 개체의 표현형에 차이가 날 때 ii. 어떤 사건이 일어난 지 한참 지난 뒤에도 생물이 그 사건에 계속 영향을 받을 때
일반적인 유전학의 개념으로는 설명하지 못하던 것을 후성유전학의 개념으로 설명할 수 있게 되고, 그 메커니즘을 발견하면서 이른바 ‘혁명’으로까지 얘기할 수 있게 되었다. 이 책은 바로 그 ‘혁명’에 대해서 쓰고 있다.
2. 국내에 번역되어 있는 후성유전학에 관한 대중교양서로는 페터 슈포르크의 『인간은 유전자를 어떻게 조종할 수 있을까』(갈매나무)와 리처드 C. 프랜시스의 『쉽게 쓴 후성유전학』 (시공사)이 있다. 후성유전학이 요즘 생물학에서 차지하고 있는 비중으로 볼 때 오히려 너무 적은 느낌이 들 정도다. 그건 생물학에 관련한 대중교양서가 진화생물학 등에 치우쳐 있다는 것을 의미하기도 한다. 그런 면에서 후성유전학에 관한 본격적인 교양서로서 이 책은 굉장히 의미가 있으며, 가치가 있다. - 만약 읽는다고 했을 때 수준을 고려한다면, 쉬운 순서로 『인간은 유전자를 어떻게 조종할 수 있을까』, 『쉽게 쓴 후성유전학』, 『유전자는 네가 한 일을 알고 있다』로 둘 수 있다. 맨 처음 책이 그야말로 초보자용이라면, 두번째 책은 생물 관련 책을 몇 권이라도 읽은 사람이, 마지막 책은 어느 정도 수준의 생물학 지식을 가지고 있어야 쉽게 읽을 수 있는 책으로 보인다. 그렇다면 이 책 『유전자는 네가 한 일을 알고 있다』이 지나치게 전문적이라거나 터무니없이 어렵다는 얘기는 아니다. 전문성을 고려하더라도 재미있게 읽을 수 있으며, 또한 친절하기도 하다.
3. 이 책에서 다루고 있는 분야는 굉장히 넓다. 그만큼 후성유전학이 설명할 수 있는 생명 현상이 다양하다는 얘기다. 기본적인 생물 현상에 대한 설명에서부터 시작해서, 줄기세포에 관한 얘기, 일란성 쌍둥이에 관한 얘기, 각인에 관한 얘기, 암 및 기타 정신 질환, 노화 등등 현대 생물학이 관심을 갖는 거의 모든 것에서 나아가 꿀벌의 생태, 식물의 개화 조절 등 어쩌면 전혀 관련이 없을 것 같아 보이는 것까지 후성유전학의 범위에서 설명하고 있다. 그래서 ‘혁명’이랄 수 있고, 그래서 이 책에서 설명하고 있는 현상들이 재미있을 수 있다.
4. 이 책은
거의 교과서급(級)이다. 이 얘기는 이 책이 그만큼 전문적인 내용까지 담고 있다는 얘기이면서 후성유전학의 과거와 현재에 대해서 잘 설명하고
있다는 얘기다. 그래서 생물학 전공하는 학생이 참고 문헌으로 삼아도 될 정도로 보인다. 그런데(또는 그렇기 때문에) 이
책은 내용을 이해시키기 위해 무던히도 애를 쓴 흔적이 보인다. 그 예가 깔끔한 그림들이다. 그림이 많이 등장하고 있는데, 그림들은 내용을 쉽게 이해하기 위해서
거의 필수적이랄 만큼 깔끔하고 간단하다. 이 그림들을 통해서 어려운 유전자와 단백질 이름들, 그리고 그 유전자와 단백질들 사이의 상호작용, 나아가 형질의 변화까지
이해할 수 있도록 했다. 그래서 이 책은 어려워서, 전문적이어서
교과서급이 되는 것이 아니라, 그 내용들을 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 한 면에서도 교과서급이 된다.
5. 나는 이런
책이 많이 읽혀졌으면 좋겠다. 그냥 좋은
책이라서가 아니라, 이런 책이 많이 읽힌다는 얘기는 우리나라의 보편적인 과학 수준이 높다는 걸 의미할
것이기 때문이다. 누군가 노벨상을
타는 것보다도 그게 더 중요할 수 있고, 또 그런 수준에 이르렀을 때 노벨상이 더 의미 있어질 것이다.
|
|
|
|
"경험은 유전자에 흔적을 남긴다." 후성유전학을 한 마디로 표현하자면 이렇게 말할 것이다. 후성유전학이란 유전적으로 동일한 두 개체가 표현형이 서로 아주 다르게 나타나는 현상이다. 이는 우리의 유전 물질에 일어난 변형으로 정의할 수 있다. 이 변형은 유전자 자체를 변화시키지 않지만, 유전자의 스위치를 켜거나 끄는 방식으로 변화시킨다. 왜 일란성 쌍둥이는 100% 똑같은 질병에 걸리지 않을까? '쌍둥이' 문제는 생물학과 유전학의 단골 소재다. 그들은 동일한 유전자, DNA를 가지고 태어난다. 하지만 쌍둥이는 똑같은 유전적 질병에 걸리지는 않는다. 가령, 일란성 쌍둥이는 한 명이 정신분열병에 걸렸을 경우, 나머지 한 명이 같은 병에 걸릴 확률이 50%이다. 그렇다면 왜 그 확률은 100%가 아닐까? 이 책은 이와 같은 물음을 가지고 우리를 후성유전학의 세계로 안내한다. 후성유전학. 하면 굉장히 어려워 보이지만 원리는 단순하다. 후성유전학의 원리는 DNA라는 청사진을 변화시키지 않고도 세포의 기능과 본질에 변화를 일으키는 것이다. 그 과정은 크게 두 가지로 이루어진다. DNA에 메틸기가 붙거나(DNA의 메틸화) 히스톤 단백질의 아세틸화가 일어나 변형이 이루어지는 것이다. 이 중 메틸화가 좀 더 안정적이다. 저자는 우리를 유전학의 세계로 안내하기 위해 '와딩턴의 후성 유전학 풍경'이라는 개념을 설명한다.
이렇게 꼭대기에서 아래로 굴러 떨어지는 공이 하나 있다. 우리는 공이 바닥에 이르면, 공을 언덕 꼭대기로 도로 돌려보내기 어렵다는 것을 안다. 또, 한 골짜기에서 공을 끄집어내, 다른 골짜기로 집어넣는 것 역시 어렵다는 사실도 안다. 이 이미지는 세포가 발생하는 동안에 일어나는 일을 시각화하는데 도움을 준다. 언덕 꼭대기에 있는 공은 난자와 정자가 결합된 하나의 세포(접합자)로 생각할 수 있다. 각각의 골짜기는 근육 세포, 혈액 세포 등 각각의 세포와 같다. 뭔가 극적이고 비상한 일이 일어나지 않는 한, 한 세포는 결코 다른 종류의 세포가 될 수 없다. 따라서, 근육 세포를 혈액 세포로 분화시키기 위해서는 골 바닥에 있는 근육 세포를 꼭대기로 도로 올려놓고 공을 다시 굴리면 된다. 이것이 바로 유전학자들이 시도하는 '클로닝' 기술이다. 존 거든은 이것으로 2012년 노벨 생리의학상을 수상했다. 이 책은 이러한 유전에 관한 '전문적'인 이야기를 담고 있다. 내용이 너무 방대하고 실험이 상세하게 기술되어 있어 전문 서적이나 논문을 보는 것 같다는 생각까지 드는 책이다. 그 내용을 자세히 들여다보면 다음과 같다. 초반엔 우리나라에서도 논란이 됐었던 '배아줄기세포'에 관해 이야기한다. 클로닝 방법과 배아줄기세포를 얻기까지 과학자들이 쏟아부었던 노력. 그리고 여러가지 실험에 대해 소개한다. 중반 부분은 일란성 쌍둥이와 유전에 관한 부분이다. 이 책에 따르면, 엄마의 유전자가 머리가 좋을 경우 아들은 머리가 좋을 가능성이 높아진다. 하지만 엄마가 머리가 좋다고 해서 딸은 머리가 좋진 않다. 그 이유는 x염색체 때문이다. x염색체는 뇌의 발달에 큰 영향을 미치는데, 아들은 엄마에게 x염색체를 100%받는다. 반면, 딸은 엄마와 아빠에게 받기 때문에 어떤 유전자가 발현될 지 몰라 알 수 없다.
후반은 사람과 벌레의 비교, 그리고 암과 정신질환에 관한 이야기다.
우리를 작은 벌레와 같은 수의 유전자를 가졌다. 하지만 왜 벌레는 초보적인 기관만 가지고 있지만 인간은 정교할까?
이는호모 사피엔스가 다른 유전자를 가졌거나, 더 많은 유전자를 가졌거나 더 나은 유전자를 가져서 나타나는 것이 아니다. 다만 우리는 단백질을 암호화하지 않는 유전체 부위를 더 많이 가졌다. 그런 부위가 무려 98%나 된다! (2%만 단백질을 만든다는 거다) 이러한 비암호화 부위는 세포 기능 유지를 담당한다고 한다.
암은 단번에 발생하는 사건이 아니다. 암은 다단계 과정으로, 한 단계가 추가될 때마다
세포는 악성 종양으로 향하는 길을 향해 한 걸음 더 다가간다. 암세포에서 종양 억제 유전자가 돌연변이를 일어날 때 우리는 암에 걸린다. 하지만 암에 걸리는 또 한가지 다른 길이 있다. 그것은 후성유전적으로 유전자를 침묵시키는 방법이다. 만약 프로모터 지역의 DNA가 지나치게 메틸화되거나 히스톤이 억제 변형으로 뒤덮인다면, 종양 억제 유전자의 스위치가 꺼질 것이다. 그러면 그 유전자는 기본 청사진이 변하지 않고도 비활성화될 수 있다.
이외에도 왜 일부 식물은 꽃이 피기 전에 추운 시기를 겪는 것이 필요한가? 여왕벌과 일벌은 유전적으로 동일한데, 왜 형태와 기능이 다른가? 얼룩고양이는 왜 모두 암컷인가?
에 대한 답을 담고 있어 내용이 흥미진진하다.
생물학에서 다윈과 멘델은 19세기를 진화와 유전학의 시대로 정의했고, 왓슨과 크릭은 20세기를 DNA 시대로 정의했다. 저자는 21세기에는 후성유전학이라는 새로운 분야가 세상을 바꿀 것이라 주장한다. 또한 후성유전학은 신약 개발의 새로운 개척지로 떠오르고 있어 주목받는 분야이다. 많은 나라에서 막대한 자금으로 이 분야를 활발히 연구하고 있다. 우리나라도 어서 빨리 이런 생물학에 투자를 해야 할텐데. 황우석 사건 이후 달라진 게 없어 답답하기만 하다.
유전학에 대한 기초 공부를 하기에 좋은 책이며 다만 내용이 조금 어렵고, 우리나라는 이제 출판되었지만 사실 4년 전 책이다. 아마 많은 새로운 사실들이 추가되고 삭제되었을 것 같다. 후성유전학의 발달로 획기적인 치료제들이 많이 개발되기를 바래본다. |
|
후성유전학 머리글에 적힌 네들란드의 빈곤기에 나타난 어린 육아들이 성장기를 거치는 동안 어떤 일들이 일어났는지 과거 게놈분석이후 나타난 미묘한 차이로 비롯되는 생명의 신비
이후부터 적힌 글들은 무슨 말인지 도통 이해하기 힘들었다. 원문이 그러한 것인지 굳이 이렇게 어렵게 옮겨진 탓인지..
몇장 넘기다 덮었다. 내가 이해하지 못한 탓이리라.
- 아래 후성유전학에 대해 글을 옮겨 놓는다.
일란성 쌍둥이는 DNA 염기 서열이 똑같은데도 다르다. 왜 다를까? 환경과 경험의 차이 때문이라면, 도대체 어떤 식으로 유전자에 영향을 미치는 것일까? 왜 뱃속에서의 영양실조와 스트레스는 태어난 아이에게 수십 년간 영향을 미치는 것일까? 후성유전학은 이에 대한 답을 찾는 유전학의 하위학문이다. 후성유전학자들의 관심은 유전자의 스위치가 꺼지거나 켜지는 방식이 어떻게 변화했는지에 쏠려 있다. 환경과 경험에 의해, 켜져야 할 유전자가 꺼지거나 꺼져야 할 유전자가 켜지면 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 심지어 부모에게서 건강한 유전자를 물려받더라도, 어떤 환경에서 어떻게 사용하느냐에 따라 유전자의 운명이 극적으로 달라질 수 있다. 이 책은 이러한 최신 후성유전학 정보를 흥미롭게 소개해주는 후성유전학 입문서다.
후성유전학 연구에 따르면, 임신초기 석 달 동안 산모가 영양실조에 시달리면 아이가 비만아가 될 확률이 높고, 할아버지가 소년일 때 비만아였다면
그의 손자가 당뇨병에 걸릴 확률이 높으며, 어린 시절 학대를 경험한 어른은 자살할 확률이 보통 사람보다 높은 것으로 나타났다. 이들 현상은
DNA 염기 서열과는 전혀 상관이 없다. 즉 DNA에 돌연변이가 생겨서 나타난 결과가 아니다. 즉 아이의 DNA 염기 서열에는 변화가 생기지는
않았지만, 그런데도 뱃속에서의 초기 경험이 수십 년간 아이에게 계속 영향을 미치는 것이다. 이는 유전정보가 아닌 무엇인가가 유전자의 스위치
위치(ON/OFF)를 거꾸로 돌려버린 것이라 할 수 있다. |