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여성이 임신하는 시기의 환경이 유전자 기능에 변화를 줘 아이의 면역 기능과 암 위험에 영향을 줄 수 있다고 영국과 미국의 연구팀이 밝혔다. 학자들은 이 과정에 ‘식사’가 중요 역할을 하는 것으로 생각하고 있다.
아이의 DNA가 어머니의 임신 전 식사에 영향을 받는 것은 이전 연구로도 알려졌는데, 이번 연구에서는 특히 ‘VTRNA2-1’라는 유전자가 이런 변화에 민감한 것으로 확인됐다. 이 유전자는 종양 억제 유전자 중 하나로, 바이러스 감염에 관한 신체의 반응에도 영향을 미친다.
아이의 유전자는 부모로부터 물려받지만, 유전자가 어떻게 발현될지는 ‘DNA 메틸화’(methylation)와 같은 유전자 외적인 변화 이른바 ‘후생유전학적 변화’에 따라 달라진다.
이 후생유전학적 변화는 식사와 흡연 등 생활환경에 영향을 받으며 수정 이후 배아가 세포 분열되기 전까지 완료된다고 연구팀은 설명했다.
DNA 메틸화에는 특정 영양소가 필요하기 때문에 모체의 임신 전과 임신 중 영양 상태가 영향을 미친다는 것은 쉽게 예상할 수 있다.
이 연구는 아프리카 감비아 지역에서 실시했는데, 집단마다 재배 식물과 수렵에 의존하고 건기와 우기 라는 극단적 환경의 영향을 받아 출산 시기 여성의 식생활이 아이에게 미치는 영향을 조사하기 쉬웠다.
연구팀은 건기와 우기 최절정기에 임신한 여성 120명의 혈액을 분석하고 태어난 아이의 생후 2~8개월 시점의 혈액과 모낭 표본을 채취해 분석했다.
연구를 이끈 영국 의학연구위원회(MRC) 국제영양그룹의 매트 실버 박사는 “아이의 VTRNA2-1 유전자 발현을 제어하는 메틸화 상태가 임신 시기가 건기나 우기에 따라 달라졌는데, 이는 어머니의 영양 상태가 가장 큰 영향을 미쳤음을 알 수 있다”고 덧붙였다.
연구팀은 두 차례의 보완 실험을 통해 새로운 ‘준안정 후성대립유전자’(metastable epialleles)를 인간의 게놈에서 발견했다고 말한다. 여기서 준안정 후성대립유전자는 불안정하지만 실현할 수 있는 것으로 수정 이후 겪는 환경과 관련한 대립형질의 유전자를 말한다. 흥미롭게도 두 실험 모두 이런 유전자는 VTRNA2-1인 것으로 나타났다.
연구에 참여한 미국 베일러의대의 롭 워터랜드 부교수는 “인간의 게놈에는 약 2만 개의 유전자가 포함된다. 우리 두 그룹은 다른 접근 방식으로 이 유전자가 최고의 후성대립유전자인 것을 확인했다”고 말했다.
이전 연구에서는 VTRNA2-1 유전자가 인간이 바이러스와 싸우는 능력 뿐만 아니라 종양을 억제하고 암 방어 기능에 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려졌다.
연구를 총괄한 MRC 국제영양그룹의 앤드루 프렌티스 교수는 “이번 연구결과가 어머니의 임신 전 식사가 후성대립유전자를 약간 재구성하는 것으로 자녀의 특정질환 발병 위험에 영향을 줄 수 있음을 입증한 최초의 확실한 증거라고 생각한다”며 “이 유전자는 바이러스 감염과 일부 암을 막는 기능에 중요 역할을 하므로 잠재적 가치가 매우 높다”고 말했다.
한편 이번 연구는 유전체 분야 학술지 ‘게놈 바이올로지’(Genome Biology) 최신호에 실렸다.
사진=ⓒ포토리아
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
