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비만·가임연령은 ‘자연선택’의 결과

인간 유전자분석 통해 유전형질 전달과정 확인

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유전자에 의해 나타나는 모든 모습이나 성질을 형질(character), 또는 유전형질(genetic character)이라고 한다. 머리카락의 색, 피부색, 키 등과 같이 겉으로 나타나는 형태나 색채를 비롯  식성, 학습 능력 등 유전자의 영향을 받아 나타나는 모든 특징을 말한다.

그동안 과학자들은 부모로부터 자손에게 유전자가 전달되고, 이 전달된 유전자가 발현되면 생김새, 습성, 능력 등과 같은 형질을 만들어낸다고 생각해왔다. 그러나 최근 새로운 연구 결과가 발표되고 있다.

남성에게 있어 신체질량지수(BMI)와 같은 형질, 여성에게 있어 가임연령과 같은 형질은 ‘자연선택(natural seletion)’에 의해 결정되고 있다는 것. 자연선택이란 유전형질이 선택 작용에 의해 이루어진다는 주장이다.

영국 바이오뱅크 데이터베이스에 저장돼 있는 영국인 50여만 명의 건강 및 유전자정보를 분석한 결과 일부 유전형질이 부모로부터 그대로 전달되는 것이 아니라 (후손에게 유리한 유전자를 전달하는) ‘자연선택’에 의해 결정된다는 사실이 밝혀졌다.   ⓒWikipedia

영국인 50여만 명의 건강 및 유전자정보를 분석한 결과 남성 비만도, 여성 가임연령 등의 일부 유전형질이 부모로부터 그대로 전달되는 것이 아니라 후손에게 유리한 유전자를 전달하는 ‘자연선택’에 의해 결정된다는 흔적이 발견됐다. ⓒWikipedia

여성의 가임연령 ‘자연선택’에 의해 결정돼

20일 ‘인디펜던트’ 지에 따르면 미국 캘리포니아대학교 어바인 캠퍼스(University of California, Irvine. 이하 UCI) 연구팀은 그동안 영국 바이오뱅크(UK Biobank)로부터 데이터를 받아 유전자분식을 진행해왔다.

데이터베이스에 저장돼 있는 영국인 50여만 명의 건강 및 유전자정보를 분석한 결과 일부 유전형질이 부모로부터 그대로 전달되는 것이 아니라 (후손에게 유리한 유전자를 전달하는) ‘자연선택’에 의해 결정된다는 증거를 확보했다.

연구팀은 논문을 통해 “이번 연구를 통해 남성의 BMI 지수, 여성의 가임연령 등의 차이가 종의 다양성과 관련이 있으며, 또한 하나의 성체가 다음 세대에 남기는 성체의 수, 즉 번식성공도(reproductive success)와 밀접하게 연관돼 있음을 증명했다.”고 밝혔다.

이는 인류가 어떤 특수 형질에 관련해서는 자연선택을 통해 진화를 계속하고 있다는 것을 의미한다. 연구팀은 “또 자연선택이 현대 인류에게 어떤 식으로 어느 정도 빠르게 진행되고 있는지 확인할 수 있었다.”고 말했다.

다른 종에 비해 비율이 낮기는 하지만 사람의 유전형질이 자연선택에 의해 결정된다는 사실을 확인한 것은 이번이 처음이다. 선진국 국민을 대상으로 유전자분석을 실시한 만큼 인류 전반에 걸쳐 자연선택이 이루어지고 있음을 추정하게 하는 대목이다.

공동저자인 컬럼비아 대학의 진화유전학자 조셉 피커럴(Joseph Pickrell) 교수는 “21세기에도 인간에게 자연선택에 의한 진화가 일어나고 있다는 것을 보여주는 연구 결과로 향후 유전자 연구에 중요한 지침이 될 것”이라고 말했다.

이 연구논문은 19일 미국 국립과학회보(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Identifying genetic variants that affect viability in large cohorts’이다.

“21세기 인류 유전형질도 자연선택의 결과”

이번 연구에서 새로운 사실들도 발견됐다. 특히 알츠하이머와 관련된 유전자가 여성 인구에 있어 드물게 줄어들고 있다는 것. 피커럴 교수는 “이런 현상이 남성 흡연과 밀접한 관련이 있는 것으로 확인되고 있다.”고 말했다.

“특히 줄담배를 비우는 남성들과 큰 차이가 났는데 이는 여성들을 통해 헤비 스모커(heavy smoker)와 같은 유전형질을 후손에게 전달하지 않으려는 자연선택에 의한 노력이 지속되고 있음을 말해주는 것”이라고 말했다.

공동저자인 컬럼비아대학의 몰리 쉐보르스키(Molly Przeworski) 교수는 “장수한 사람들의 경우 남성과 여성에 관계없이 그들의 후손들에게 오래 생존할 수 있는 유전형질을 전달하고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.”고 말했다.

그러나 풀리자 않은 의문이 계속 남아 있다. 어떤 유전형질들은 자연선택의 방식을 취하지 않는다는 것이다. 이는 사람의 유전자가 어떤 것은 그대로 전달되고, 어떤 경우에는 자연선택에 의해 필요한 것만 전달한다는 것을 의미한다.

한편 비만도의 기준이 되는 BMI지수가 유전형질로 전달되고 있는데 대해 어떻게 그런 일이 벌어지는지 충분한 설명이 이루어지지 않고 있다. 비만도가 높은 것을 의미하는 높은 BMI지수가 유전형질로 전달되고 있는데 대해 충분한 설명이 이루어지지 않고 있다는 것.

이와 관련 공동저자인 자릴 산자크(Jaleal Sanjak) 박사는 특히 “BMI지수와 관련 어째서 이런 현상이 벌어지는지 그 유전자 전달 과정을 세밀하게 분석 중에 있으며, 부분적으로 어린아이와 같은 상황을 지속하려는 성향이 있는 것으로 해석하고 있다.”고 말했다.

그러나 모든 아기들에게 BMI지수가 다 전달되지 않고 있는 점 역시 의문으로 남아 있다.   “후속 연구를 통해 이런 의문이 규명될 경우 자연선택의 원인을 규명할 수 있는 중요한 단서가 될 수 있을 것”으로 예상했다.

산자크 박사는 지금까지의 연구 결과에 비추어 앞으로 이런 유전형질 전달과정에서 자연선택이 무수히 일어나고 있음을 추정할 수 있다고 말했다. “향후 사회적인 변화, 의료기술의 발전이 이런 자연선택을 가속화할 수 있다.”는 것.

‘자연선택’이란 생존경쟁에서 살아남기 위해 생물체는 생존에 유리한 형질을 자손에게 전달하고 있으며 이로 인해 형질도 조금씩 변해가면서 선조와 다른 종으로 변화된다는 이론이다. 진화론의 핵심이 되는 이론이다.

찰스 다윈이 1859년 ‘종의 기원(The Origin of Species)’을 통해 진화론을 주창한 이후 현재 과학계의 주류 이론으로 자리 잡았다. 이번 유전자 분석을 통해 특정 형질을 지닌 유전자가 후손에게 전달된다는 사실이 밝혀짐으로 이 이론이 더욱 힘을 얻게 됐다.

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