토론실

<과학> 출생직후 스트레스가 유전자 변화시켜

연합뉴스 | 입력 2009.11.09 10:01

 

(서울=연합뉴스) 생애 초기에 충격과 스트레스를 받으면 유전자에 변화가 생겨 평생 행동상의 문제를 겪을 수 있다는 연구 결과가 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 독일 막스 플랑크 정신의학연구소 과학자들은 갓 태어난 생쥐 새끼들을 어미로부터 떼어 놓는 실험을 통해 이런 충격적인 경험이 이들의 장기적인 행동에 영향을 미친다는 사실을 발견했다고 네이처 뉴로사이언스지 최신호에 발표했다. 연구진은 갓 태어난 생쥐 새끼들을 하루 3시간씩 열흘 동안 어미로부터 떼어놓고 영양 공급은 제대로 해 주는 매우 약한 스트레스 실험에서도 새끼들은 `버림받은' 느낌을 받았으며 이런 생쥐들은 이후 평생 동안 스트레스 상황에 잘 대처하지 못하며 기억력도 좋지 않은 것으로 나타났다고 밝혔다.
학자들은 스트레스를 받은 생쥐들이 유전자를 바꾸는 호르몬을 분비하는 것으로 밝혀졌다면서 이는 생애 초기의 스트레스 경험이 어떻게 장기적인 행동을 `프로그램'하는 지 밝혀주는 분자 수준의 연구라고 강조했다. 연구진은 이런 효과는 초기의 스트레스 경험이 일부 유전자의 DNA를 바꾸는 이른바 `후성유전학적 변화'를 일으킨다는 사실을 말해주는 것으로 이런 변화는 두 단계에 걸쳐 일어난다고 설명했다.
우선 생쥐 새끼가 스트레스를 받으면 높은 수준의 스트레스 호르몬을 분비해
바소프레신이라는 스트레스 호르몬 분비에 관여하는 유전자의 DNA를 바꿔놓게 된다. 바소프레신 유전자에는 이로써 영구적인 표지가 남게 되며 이런 표지는 훗날 높은 수준의 스트레스 호르몬을 분비하도록 프로그램된다는 것이다. 연구진은 또 행동과 기억에 문제가 있는 어른 생쥐에 바소프레신의 효과를 차단하는 약물을 주입하면 이들의 행동이 정상으로 돌아온다는 실험 결과를 통해 바소프레신이 행동과 기억 문제와 관련이 있음을 입증했다.
학자들은 생쥐 실험에 이어 사람도 어린 시절의
트라우마(외상후 스트레스 장애)가 우울증과 같은 문제로 이어지는 지 연구중이다. 이 연구에 대해 영국 브리스톨 대학의 한스 류얼 교수는 "영유아기에 겪은 학대나 방치 등의 나쁜 경험이 우울증과 같은 정신질환 형성에 기여한다는 강력한 증거"라면서 이는 스트레스와 관련된 장애의 후성유전학적 메커니즘에 매우 중요한 연구라고 평가했다.
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암 정복 단서 제공하는 후성학 등장

김용성/생명공학연구원 책임연구원

yongsung@kribb.re.kr

 

유전정보가 염기서열에 담겨있다는 고정관념이 바뀌고 있다. 유전자가 발현되는데는 염기서열과 함께 메틸기가 중요한 역할을 한다는 사실이 드러났기 때문이다. DNA에서 메틸화 현상을 밝혀 유전자 조절 메커니즘을 밝히는 새로운 학문 후성학을 만나보자.

포스트게놈시대를 맞이해 게놈프로젝트의 연구결과를 의학이나 신약개발에 활용하는 일에 초점이 모아지고 있다. 이를 위해서는 무엇보다 생물체의 기능을 정확히 파악해야 하는데, 그 핵심은 단백질을 만드는 유전자의 기능과 조절 메커니즘을 밝히는 일이다.유전자와 단백질 사이의 상호관계에 관한 연구는 지난 수십년 동안 유전학(genetics)을 바탕으로 진행돼 왔다. 즉 어버이로부터 자손에게 전해지는 유전정보는 DNA라는 언어로 쓰여 있으며, DNA 염기서열의 변화와 재조합에 의해 형질의 변화가 발생한다는 관점이다.그러나 DNA 염기서열에 변화가 전혀 발생하지 않으면서도 유전자 기능에 변화가 나타나고, 이 변화가 어버이로부터 자손에게 전해진다. 이 사실이 알려지면서 유전현상의 이해에 대한 근본적인 변화가 일어나고 있다. DNA 염기서열의 변화 없이 유전자 발현이나 기능의 변화가 어떻게 발생하는지, 그리고 그 변화가 어떻게 자손에게 전해지는지 밝히는 ‘후성학’(後成學, epigenetics)의 등장이다
.
----------------------------------------------------------------------------------------출처:
http://loveowner.egloos.com/5026875현대 생물학(주로 신다윈주의)에서는 획득형질의 유전을 부정하면서중심 원리(central dogma)를 내세운다.획득형질이 그대로 유전된다는 라마르크의 주장은 최소한 90% 이상은 오류일 것이다.하지만 그렇다고 해서 프랜시스 크릭이 주장한 중심원리가 진리인 것은 아니다.

중심원리 자체는 역전사 효소를 비롯해 (많지는 않지만) 반례들이 제기된 이후로,완전한 사실은 아님이 밝혀졌다.그럼에도 불구하고 대체할만한 큰 이론이 제시되지 않고, 여전히 많은 경우 적실성을 갖기 때문에 생물학, 특히 유전학의 중심적인 교리의 자리를 지키고 있다. 사실 그보다 더 중요한 이유는 그 교리가 생물학이라는 학문의 내용을 생산하는 생산력이 강하기 때문에, 즉 신다윈주의를 정상 과학(normal science)으로 유지하는 데에 크게 공헌하고 있기 때문이다.

이와 관련하여 후성유전학(epigenetics)이 주목받는 것도 당연하다.이것은 유전자의 배열 상태가 변화하지 않더라도 이후 생물체가 살아가면서 환경과 맺는 상호작용으로 유전자의 활용법이 바뀔 수 있다는 주장이다.여기까지만 얘기하면, 신다윈주의자들도 '그래, 그런 정도는 인정할 수 있어환경과의 상호작용이 중요하다는 것은 우리도 골백번도 더 얘기했잖아.다만 우리는 애초에 유전자에 없던 내용이 표현형으로 드러날 수는 없다고 주장하는거야.'라고 반론을 할 것이다.문제는 후성유전학의 연구에 따르면 그러한 변화가 유전될 수도 있다는 사실이다.오래전 매클린톡이 보여준 자리바꿈 유전자에서부터 후성유전학의 성과까지, 중심 원리에 대한 반례는 미미하지만 반례가 있다는 것 자체가 중요하다.

반례가 있다면 중심 원리는 원리의 지위를 박탈당해야 마땅하기 때문이다.중요한 가설로서 계속 연구될 가치는 충분하지만, 연구의 출발점이 되고연구 과정 전반을 규제하는 원리는 될 수 없다.
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진화를 동렬옹이 표현한대로 자연과의 교감이라고 볼 때, 그리고 진화의 주체를 유전자 단위로 볼 때, 외부 환경과의 교감에 따라 유전자 자체도 변화하며 그렇게 후천적으로 획득한 형질을 후대에도 물려줄 수 있다는 것이 이 후성유전학의 요체인 것 같긴 한데...암튼 내가 이 분야를 잘 몰라서 구조론으로 이를 어떻게 봐야 할 지를 모르겠소.

왓슨의 중심원리: DNA-RNA-단백질 순의 일방향 과정. 일단 DNA에서 단백질로 염기 상의 정보가 제공되고 나면 전달경로를 거슬러 다시 DNA로 돌아오지 않는다. 유전자에서 유래된 형질이 아니라 생물이 살아가면서 획득한 형질의 경우 자손에게 물려줄 수 없는 이유에 대해 설명해 준다
후성유전학: 획득된 형질이 자손에게도 유전될 수 있음을 보여준다. 앞서 든 사례처럼 초기의 외상적 경험이 DNA를 바꿔 놓기도 한다.

이 둘이 상충되는 듯 보이지만 중심원리가 입력-출력에 이르는 과정을 반영한다면, 후성유전학은 출력이 다시 입력으로 피드백되는 과정을 기술하고 있는 것이 아닌가 싶소. 구조론적으로 볼 때 중심원리는 비가역성, 후성유전학은 가역성을 보이는 듯 하며 아직 양자를 의미있게 통일한 생물학 이론이 없는 듯 보이오. 누가 이 부분을 좀 더 명쾌히 설명할 수 있으면 좋겠소. 내가 보기엔 중심원리+후성유전학=? 이 양자를 통일하는 뭔가가 나와야 하는 것으로 보이는데....

 


[레벨:15]LPET

2009.12.07 (15:06:30)

획득형질이 부분적으로 중심원리를 치고 들어가는 변곡점이 있을지도 모르오. 즉, 획득형질은 기본적으로 유전되지 않지만, 반복-집단학습-충격 같은 외력에 의해서 일부 기능변화가 중심으로 침투되는 메커니즘이 있을수도 있소. 모든 개체는 태초의 원형질에서 점차 유전적 가능성(?)을 잃어가면서 진화하며 그 역진화는 없다..가 구조진화론의 요체일거요. 특정 호르몬이 유전자 정보를 바꾸어 그 유전기능의 항진이나 저하를 일으키는 정도로는 중심원리가 교체될것같지는 않소.
태초의 수프에서 태어난 최초의 존재는 자궁속의 태아처럼 생존이 무척 쉬웠을거요. 죽음이나 질병, 천적, 번식도 없었을 테고.
차츰 생존경쟁이 시작되면서 열악한 환경에 적응하기 위해 완전한 원형에서 한 페이지씩 뜯어먹으며 진화를 시작했을거요.
유전자에 있어서 출력의 입력전환은 불가능하다고 보오.
후성 유전학은 어쩌면 아직 밝혀지지 않은 유전학의 내부 메커니즘의 일부가 아닐까 짐작되오.
프로필 이미지 [레벨:30]id: 김동렬김동렬

2009.12.07 (18:13:26)






알려진 내용만으로는 의미있는 점을 포착하기 어렵소.
구조론의 핵심은 1이라 할 수 있는데, 인체 내에 수 조개의 세포가 있더라도
유전자가 복제되는 순간 1개의 세포에서만 1이 되오. 세포가 둘이면 이미 다른 이야기가 되오.

둘을 동시에 통제할 수 없으니깐. 중요한 변화는 그 1의 순간에만 일어나오.
후성학은 부분적인, 제한적인 영향 정도로 보겠소. 자동차로 치면 오너의 튜닝 정도라 할까.
나는 유전자를 통제하는 유전자가 있다고 보오. 물론 추정이지만.

컴퓨터라도 OS를 구동하는 하나가 더 있소. 그 유전자는 특정한 환경에서만 작동한다고 보오.
그 특수유전자가 작동할 때만 대진화가 일어나오. 환경의 변화가 그 특수유전자를 작동하게 하는 키
역할을 한다고 보오. 호르몬이 그 유전자를 작동하게 하는 키 역할을 하는지는 모르겠으나

중요한 점은 작은 후성학적 변화가 축적되어 큰 변화(대진화)를 일으키는 것은 아니라는 점이오.
그냥 큰 변화를 일으키오. 권총의 방아쇠를 당기듯이, 전원의 스위치를 켜듯이. 쾅~! 그런데 위 본문으로 보아서는
작은 변화(소진화)에 해당하므로 구조론적인 해석이 필요한지는 모르겠소.

동굴생물이 빛을 못받아 스트레스를 받아 장님이 되었을까?
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