후생유전학

▲ 하하 웃음행복센터 원장
의정부제일간호학원 원장
웃음치료 전문가(1급)
<웃음에 희망을 걸다> 저자
미국의 듀크대학 연구팀은 뚱보 노란색 쥐들을 사육하고 있었다. 이 쥐들에게만 있는 ‘어구티(agouti)’ 유전자를 보존할 목적으로 번식시킨 종이었다. 이들은 수컷 어구티쥐와 암컷 어구티쥐를 짝짓기하여 수대째 노란색 뚱보 쥐들만 생산해오고 있었다. 이 어구티 유전자를 보유한 쥐는 외피색이 연하고 살이 잘 찌는 특징이 있었다.

그런데 이 노란색 뚱보 가문에 2003년 갈색의 날씬한 쥐가 태어났다. 이 사건은 유전학계를 발칵 뒤집어 놓았다. 유전에 대한 과학계의 기존 지식으로는 생각할 수 없는 일이 일어난 것이다. 갈색 아기쥐의 유전자를 분석해보니 부모의 유전자와 똑같았다. 어찌 이런 일이 일어났을까?

듀크대학 연구팀은 출산 전 관리에서 그 이유를 찾았다. 즉 노란색 뚱보 엄마쥐에게 출산 전 정상적인 식단 이외에 비타민 보충제들을 먹인 것을 확인했다. 비타민B12, 엽산, 베타인, 콜린 등에 변화를 준 화합물들을 섞여 먹인 것이다.

이 예비 엄마쥐에게 먹인 비타민 보충제 중 몇몇 성분이 태아쥐에게 도달돼 어구티 유전자의 스위치를 ‘OFF’ 상태로 돌려놓은 것이다. 태어난 아기쥐의 DNA에는 어구티 유전자가 변함없이 들어있었지만 스위치가 ‘ON’ 상태에서 ‘OFF’ 상태로 바뀌어 갈색의 날씬한 쥐로 태어난 것이다. 화학물질이 유전자에 달라붙어 그 명령을 억제했기 때문이다.

이 유전자 억제과정을 DNA 메틸화라고 부른다. 메틸기의 화학물질이 유전자와 결합하여 해당 유전자의 발현 방식을 변경하되 DNA는 바꾸지 않는 것이다. 비타민 보충제 성분에는 유전자의 발현을 멈추게 하는 메틸기를 형성하는 분자가 들어 있었다. 이 메틸화 덕분에 날씬해지고 갈색 털을 얻은 쥐는 그 부모에 비해 암과 당뇨병에 걸릴 확률이 현저히 낮아진다고 한다.

우리가 먹는 음식물, 피우는 담배, 복용하는 비타민 보충제 같은 환경요인에 의해 유전자 스위치가 켜지고 꺼지는 것이다. 이런 환경적인 요인에 의해 유전자의 발현이 달라지는 것을 연구하는 학문이 생겨났다. 이것을 후생유전학이라고 한다.

듀크대의 이 연구를 주도한 랜디 저틀(Randy Jirtle) 박사는 “산모의 영양상태에 따라 아기가 병에 걸릴 확율이 크게 달라진다는 사실은 오랫동안 알고 있었지만 그 인과관계의 고리는 전혀 파악하지 못했었다. 그러나 우리는 산모에게 제공되는 영양보충제가 정확히 어떻게 유전자 자체에 변화를 주지 않고도 자식의 유전자 발현을 영구적으로 바꿀 수 있는지 사상 최초로 입증했다”고 말했다. 후생유전학 입장에서 보면 DNA는 이제 더 이상 운명이 아닌 것이다. 후생유전학은 참신한 건강관리법을 발굴해 낼 잠재력을 갖고 있으며 운명을 새롭게 바꿀 수 있는 학문으로 나타나게 된 것이다.

1944년과 1945년 네덜란드는 보기 드문 혹한의 겨울을 맞이했고 나치의 무자비한 봉쇄조치로 기근이 발생했다. 이 ‘기아의 겨울’을 나는 동안 3만명이 사망했다. 이때 임신 첫 6개월을 보낸 산모에게서 태어난 아이들은 몸집이 작았고 성인이 되었을 때 비만, 관상동맥, 암 등의 질병에 더욱 쉽게 걸렸고 그로부터 20년 후 그 여성들의 손자 또한 저체중으로 태어났던 것이다.

아기들은 임신 시작부터 유아기까지 부모들의 정서적 유대감에 많은 영향을 받는다. 순탄치 못한 결혼생활에서 건강문제, 경제문제 등으로 부모의 스트레스가 높아지면 자식들은 자제력이 부족하고 우울증에 걸리기 쉽다. 태아와 유년시절에 이 후생유전학적 효과는 영향을 많이 미치므로 부모의 마음이 편안하고 곁에 있어주고 사랑과 감사의 마음을 아이와 공유하는 것이 중요하다. 임신해서 영유아기까지 부모의 웃는 모습은 자식의 행복과 건강을 위해 매우 중요하다. 그래서 웃음태교교육이 등장하게 된 것이다.

새로운 후생유전학 입장에서 보아도 웃음은 유전자의 발현을 바꿀 수 있다. 웃음이 유전자 스위치를 켜고 또 일부는 끄는 작용은 일본의 무라가미 가즈오 박사의 RNA 비교사진으로도 확인할 수 있다. 그는 한번 크게 웃을 때 64개의 유전자 스위치가 ‘ON’ 된다는 연구결과도 발표했다. 웃자. 웃으면 유전자 발현이 달라진다.