추천 도서

경험은 어떻게 유전자에 새겨지는가, 환경과 맥락에 따라 달라지는 유전체에 관한 행동 후성유전학의 놀라운 발견, 데이비드 무어 저자(글) · 정지인 번역

아몬드 · 2023년 09월 18일

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미국심리학회 윌리엄 제임스 도서상, 앨리너 매코비 도서상 수상!

우리는 왜 지금의 우리가 되었을까?

환경과 맥락에 따라 바뀌는 유전체에 관한 행동 후성유전학의 놀라운 발견들

우리는 왜 현재의 우리가 되었을까? 왜 이렇게 행동하고 느끼고 생각하는 사람으로 성장하는 걸까? 20세기 과학자들은 그 이유를 ‘유전자(본성)’ 또는 ‘경험(양육)’이라는 두 가지 요인으로 답했다. 그러나 유전자 또는 경험뿐 아니라 둘 사이를 이어주는 실질적인 요인이 있다면 어떨까? 이를 테면, 경험이 유전자가 하는 일에 물리적으로 영향을 미쳐 ‘유전자가 작동하는 방식’을 바꾼다면? 즉 우리가 처한 환경과 맥락이 유전자 자체는 바꾸지 않으면서 유전자를 활성화하거나 침묵시킴으로써 우리 몸과 마음의 기능에 직접적으로 영향을 미친다면? 게다가 그렇게 유전자에 새겨진 경험이 후대로 대물림된다면? 생물학 분야의 최신 연구들은 SF 소설에나 나올 법한 이 일들이 실제로 우리 몸속에서 벌어지고 있다는 근거들을 속속 제시하고 있다. 콕 짚어 말하자면, ‘후성유전학’이 그 일을 해낸 장본인이다.

하버드대학교에서 발달·생물심리학 박사 학위를 받은 뒤 피처대학 심리학과 교수로 활동 중인 데이비드 무어가 ‘경이로울 정도로 성장하는’ 후성유전학의 연구와 통찰을 《경험은 어떻게 유전자에 새겨지는가》에 집대성했다. 이 책은 출간 당시 미국심리학회 ‘윌리엄 제임스 도서상’과 미국발달심리학회 ‘엘리너 매코비 도서상’을 수상하며 학문적 성과를 인정받았다.

책은 후성유전학이 무엇인지, 그 속에 담긴 의미는 무엇이며 그 학문이 앞으로 우리 삶을 어떻게 바꾸어놓을지 자세하게 톺아보는 한편, 후성유전학 중 특히 경험이 우리의 ‘행동’과 ‘생각’과 ‘감정’에 미치는 영향을 연구하는 ‘행동 후성유전학’에 집중한다.

행동 후성유전학은 삶의 모든 면을 새롭게 바라보는 시각을 제시하는데, 그 중요성에도 불구하고 생물학자가 아닌 사람들에게는 아직 잘 알려지지 않았다. 이 책은 이 새롭고 흥미진진한 학문 분야를 “친절하게” 소개하는 후성유전학 입문서로, 생물학에 관한 지식과 배경이 없는 독자들도 후성유전학에 담긴 혁명적 함의들을 알 수 있도록 돕는다.

작가정보

저자(글) 데이비드 무어

인물정보

대학/대학원 교수

발달 및 인지 신경과학자. 피처대학 및 클레어몬트 대학원에서 심리학과 교수로 일한다. 하버드대학교에서 발달·생물심리학 박사 학위를 받았고 뉴욕시립대학교에서 박사후연구원을 지냈다. 유아기의 인지 및 지각 발달을 전문적으로 연구하며, 인간의 발달에 영향을 주는 유전과 환경, 후성유전적 요인을 탐구한다. 그의 첫 책 《의존하는 유전자(The Dependent Gene)》는 인지발달학회 최고저술상(Best Authored Volume award) 후보에 올랐다.

번역 정지인

인물정보

영어

번역하는 사람. 《우울할 땐 뇌과학》, 《물고기는 존재하지 않는다》, 《욕구들》, 《마음의 중심이 무너지다》, 《불행은 어떻게 질병으로 이어지는가》, 《내 아들은 조현병입니다》 등을 번역했다.

목차

1부 이것은 혁명일까

1 맥락의 힘

2 DNA는 그런 식으로 작동하지 않는다

3 발달, 세포와 맥락의 상호작용

4 DNA란 무엇인가

5 심층 탐구: DNA

6 조절, 스위치를 켜거나 끄는 일

7 심층 탐구: 조절

2부 후성유전학의 기본 개념들

8 몸과 행동을 바꾸는 후성유전

9 심층 탐구: 후성유전

10 경험은 어떻게 뇌를 바꾸는가

11 심층 탐구: 경험

12 영장류 연구

13 기억의 과학

14 심층 탐구: 기억

15 우리가 먹는 것이 우리다

16 심층 탐구: 영양

3부 대물림의 의미와 메커니즘

17 후성유전의 효과는 대물림된다

18 다양성의 바다에서

19 경험이 유전된다는 증거

20 조부모 효과

4부 숨은 의미 찾기

21 경계해야 할 것들

22 근거 있는 희망

23 행동 후성유전학의 핵심 교훈

추천사

제롬 케이건, 하버드대학교 심리학과 교수

데이비드 무어는 굉장한 솜씨로 후성유전학의 복잡한 발견들을 설명해낸다. 그는 모든 독자가 이 예상치 못한 현상이 지닌 중요성을 쉽게 이해하도록 돕는다. 유전자의 숨겨진 힘에 관해 궁금한 사람이라면 누구나 읽어야 할 책이다.

로버트 새폴스키, 스탠퍼드대학교 생물학과 및 신경학과 교수

후성유전학은 생물학 분야에서 가장 뜨거운 주제다. 이 학문은 경험이 어떻게 우리의 몸과 행동에 장기적으로 영향을 남기는지를 설명해준다. 물론 당연히 쉽지 않은 주제이고, 미래에 대한 들뜬 전망을 부풀리기 쉬운 주제이기도 하다. 데이비드 무어는 이 복잡하고 광대한 새 분야를 능숙하게 안내할 적임자다. 그는 통찰력과 균형 감각을 동시에 갖췄다. 누구보다 이 분야를 안팎으로 잘 알고 있는 그가 독자들이 쉽게 읽을 수 있도록 대단히 명료하게 썼다. 굉장히 훌륭한 책이다.

마크 블룸버그, 아이오와대학교 생물학과 및 심리학과 교수

모든 도그마(정설)에는 각자의 전성기가 있고, 분자생물학에서 한때 위용을 뽐내던 도그마도 여러 도그마가 이어서 자신을 능가하는 상황을 목격했다. 행동 후성유전학이라는 급속히 성장 중인 분야에서 꾸준히 흘러나오는 놀라운 발견들은 우리의 DNA가 저 높은 곳에서 우리를 통치하는 것이 아니라 긴밀한 상호작용으로 이루어지는 발달 체계 속 일원이라는 것을 알려준다. 우리의 행동과 심리도 바로 그 시스템에서 나온다. 전문용어의 바다에서 익사하지 않으면서 행동 후성유전학이 왜 그토록 큰 흥분을 일으키는지 이해하고 싶은 독자라면 더 이상 두리번거릴 필요가 없다.

스티븐 레즈닉, 노스캘리포니아대학교 발달심리학과 교수

이 책을 읽는 일은 살면서 적절한 결정을 내리는 데 도움을 얻기 위해서든, 학문적 관점에서든, 건강과 행동에 관심이 있는 모든 사람에게 의미 있는 일이다. 근거가 탄탄하면서도 흥미진진하고 실용적이면서도 지혜로운 이 책은 유전자가 모든 걸 결정한다는 전통적인 관념에서 벗어나게 해준다.

책 속으로

행동 후성유전학의 통찰에는 우리가 자신과 타인을 대하는 방식을 바꿀 만한 잠재력이 담겨 있다. 그러니 이 학문은 생물학자들만의 영역으로 남겨두기에는 너무나도 중요하다. 모든 사람이 이 지식을 활용할 수 있어야 한다. -20쪽

당신이 어떤 유전자를 갖고 있는지에서 당신의 유전자가 무엇을 하는지로 초점을 옮기는 것은 아주 작은 변화로 보일 수도 있지만 사실 그건 판도를 완전히 바꿔놓는 일이다. 우리가 현재의 우리인 것은 우리가 물려받은 유전자들 때문이라는 관념은 최소한 우리의 표현형 중 일부는 우리가 수정될 때 이미 결정되었다는 생각이다. 이와 대조적으로 후성유전적 과정들이 유전자의 기능에 영향을 미친다는 인식은 경험과 DNA가 함께 우리를 현재의 우리로 만들었으므로, 우리가 지닌 특징이 미리 정해진 것일 수 없음을 뜻한다. -34~35쪽

후성유전의 중요성을 파악하려면 유전자의 스위치를 켜거나 끌 수 있다는 것을 이해할 필요가 있다. 하지만 DNA 메틸화는 유전자를 ‘침묵’시키고 히스톤 아세틸화는 유전자를 ‘활성화’한다고 단순하게 말할 수 있다고 해서, 후성유전적 조절이 반드시 그렇게 양자택일적으로 켜거나 끄는 방식으로만 작동하는 것은 아님을 알아야 한다. -88쪽

2005년, 마드리드 소재 스페인 국립암센터는 (전 세계의 공동연구자들과 함께) 일란성 쌍둥이 40쌍의 후성유전적 상태에 관한 중요한 연구 보고서를 발표했다. 연구자들은 이 쌍둥이들의 유전체 전체에서 일어난 DNA 메틸화와 히스톤 아세틸화를 모두 검토하여 젊은 일란성 쌍둥이들이 서로 극히 유사한 후성유전적 표지 패턴을 지니고 있음을 발견했다. 하지만 쌍둥이들이 나이 들면서 각자 삶에서 서로 다른 경험이 쌓일수록 그들의 후성유전적 상태도 서로 달라졌으며, “나이가 더 많고, 서로 다른 생활방식을 영위하며, 함께 보내는 시간이 줄어든” 쌍둥이에게서는 유전체 전체에 나타난 DNA 메틸화와 히스톤 아세틸화에서 현저한 차이의 증거가 보였다. -113쪽

생애 초기의 경험이 특정한 발달상의 결과와 관련된다는 것을 증명하는 일도 가치 있지만, 그 경험이 어떻게 그 결과를 만들어내는지를 밝혀내는 일은 더욱더 중요하다. (…) 내가 이런 질문들이 정말로 결정적이라고 생각하는 이유가 있다. 예컨대 아동기의 방임이 성인기의 불안과 관련이 있다는 걸 알았을 때, 우리가 할 수 있는 일은 부모들에게 자녀를 방임해서는 안 된다고 설득하는 것뿐이다. 하지만 만약 방임이 어떻게 불안으로 이어지는지 안다면 그 외에도 의지할 수단들이 많을 것이다. 발달상 결과의 기계적 원인을 추적하는 일이 중요하다는 것은 추상적으로 생각해보면 더 명확하다. N(방임)이라는 조건이 A(불안)라는 달갑지 않은 결과와 연관된다는 것을 안다면, 할 수 있는 일은 N에 영향을 주려 노력하는 것이다. 그러나 만약 N이 D를 초래하고, D는 W를 초래하며, W는 P를 초래하고, 이것이 A라는 결과를 초래한다는 사실을 알아냈다면, 앞선 네 단계 중 어느 단계에 개입하더라도 그 좋지 않은 결과를 피할 가능성이 생긴다. -151~152쪽

어른이 되어서 한 사회적 경험이 후성유전적 상태에 영향을 줄 수 있는 것으로 여겨지며, 이러한 영향에는 “지배 서열 같은 사회구조적 요소도 포함되는 것 같다.” 이는 우리가 사회적 스트레스를 줄이기 위해 하는 일들이 유전자 활동에 영향을 줄 가능성이 있다는 점을 시사하므로 아주 중요하다. -190~191쪽

후성유전적 정보의 세대 간 대물림에 관한 연구에서 환경 독소의 영향에 관한 좀 무시무시한 데이터가 나왔다. 2005년에 미국의 생화학자 마이클 스키너가 이끄는 연구팀은 임신한 쥐들을 빈클로졸린이라는 화학물질에 노출하면 그 쥐의 고손주(F4) 세대에서 탐지 가능한 이상을 초래할 수 있다고 보고했다. 불행히도 빈클로졸린은 포도 과수원에서 곰팡이를 죽이기 위해 그리고 복숭아, 양상추, 딸기 등을 감염시키는 균류를 죽이기 위해 흔히 사용한다. 스키너의 연구에서 쥐들에게 일반적인 수준보다 더 많은 양을 노출시키기는 했지만, 이 농약 성분은 우리 환경에도 분명 존재하는 물질이다. -335~336쪽

한 개인의 경험은 생식계열에 영향을 주든 그렇지 않든 간에 그의 후손들에게 전반적으로 영향을 미칠 수 있음을 기억해야 한다. 앞 장에서 보았듯이 나는 나의 외할머니가 1936년에 한 경험에서 직접적으로 영향을 받았을 수도 있다. 그리고 나에게 그 영향은 내가 친할아버지로부터 생식계열을 통해 물려받았을 수도 있는 후성유전적 정보의 영향과 똑같은 정도로 중요하다. 그 영향들을 만들어내는 메커니즘이 무엇이든 간에, 우리의 형질 중 일부는 조상들의 경험을 고려할 때 더 잘 이해할 수 있다는 사실은 그대로 남는다. -354쪽

성숙한 상태에서 우리가 지니는 특징들을 유전이 결정하는 게 아니듯 후성유전이 결정하는 것도 아니다. 예컨대 후성유전적 표지, 영양 요인, DNA 염기 서열 정보, 특정한 경험을 포함해 우리의 표현형에 원인을 제공하는 모든 발달 자원은 그중 어느 하나만으로 발달 결과가 결정되는 것 같은 착각을 일으킬 수 있다. 이렇듯 후성유전적 결정론, 다시 말해 한 유기체의 후성유전적 상태가 반드시 어느 특정 표현형을 초래한다는 생각은 여전히 또 하나의 결정론이며, 유전자 결정론보다 아주 조금 덜하기는 하지만 위험한 생각이기는 마찬가지다. -362쪽

생물학적 결정론은 어른에게도 부정적인 결과를 초래할 수 있다. 출산하는 순간부터 갓난아기와 ‘유대’를 형성하는 게 절대적 원칙이라고, 그래야만 아기가 ‘애착 문제’가 없는 사람으로 자랄 수 있다고 믿는 여성은 만약 출산 후 입원하게 되어 아기와 시간을 함께할 수 없게 되면 걱정으로 몹시 심란해할 가능성이 크다. 다행스러운 점은, 갓난 생쥐에게 어미 분리가 스트레스 심한 일일 수 있다는 증거는 있지만, 갓 태어난 아기가 제일 처음 한 경험이 엄마와의 관계에 영원한 영향을 미친다는 증거는 없다. 하지만 아기와 안정적인 애착 관계를 형성할 기회를 영원히 놓쳐버렸다고 믿는 여성은 그러한 자신의 오해에서 해를 입을 수 있다. -365쪽

기억은 후성유전 과정을 활용하므로, 후성유전적 치료는 치매나 경미한 기억 손상에 시달리는 사람의 증상 완화에 도움을 줄 수 있다. 또한 일찍이 방임이나 학대, 빈곤에 노출되는 일에도 후성유전적 결과가 따르므로 (그리고 설치류에서 나쁜 양육의 후성유전적 영향이 결국 사람에게도 효과를 낼 수 있는 약물 치료로 완화되었으므로) 이런 연구는 많은 사람의 삶을 개선할 수 있는 잠재력도 지니고 있다. 후성유전학 연구 결과는 또한 섭식이 당뇨병과 심장병, 고혈압, 비만, 뇌졸중에 원인을 제공하는 방식도 밝혀줄 가능성이 있으므로, 이 질병들의 발병도 줄일 수 있을 것이다. -374쪽

유전자 결정론의 종말이 인간 본성에 관한 우리의 사고방식을 바꿔놓으리라는 것은 이미 한동안 명백한 사실로 여겨졌으며, 후성유전학의 여러 발견은 그 생각을 뒷받침한다. 우리는 모두 자신이 발달하는 동안 속해 있는 맥락에서 심층적인 영향을 받으며, 어느 정도는 그 맥락을 통제할 힘도 갖고 있다. 따라서 우리에게는 우리 자신뿐 아니라 다른 사람들도 공감할 줄 알고 깨어 있으며 성취하는 개인으로 성장하도록 돕기 위해 우리가 할 수 있는 일을 해야 할 책임이 있다. -424쪽

출판사 서평

“전문용어의 바다에서 익사하지 않으면서

행동 후성유전학이 왜 그토록 큰 흥분을 일으키는지

이해하고 싶은 독자라면 더 이상 두리번거릴 필요가 없다.”

- 마크 블룸버그, 아이오와대학교 생물학과 및 심리학과 교수

생물학 분야의 가장 뜨거운 주제, 후성유전학

경험이 몸과 마음에 새겨진다는 것을 과학으로 설명해내다

후성유전은 “다양한 맥락 또는 상황에 따라 유전 물질이 활성화되거나 비활성화되는 방식”을 일컫는다. 즉 후성유전은 DNA 염기 서열은 바꾸지 않고 DNA가 작동하는 방식을 바꿈으로써 우리의 몸과 마음에 영향을 미친다. 유전자의 활동을 켜거나(활성화하거나), 끔(침묵시킴)으로써 우리의 생각과 감정, 행동을 바꿀 수 있다는 말이다.

경험이 몸과 마음에 영향을 미친다는 말은, 언뜻 새로울 것이 없어 보인다. 우리는 스트레스가 질병의 원인이 된다거나 우리가 먹는 것이 몸에 직접적으로 영향을 미친다거나 생애 초기의 방임이나 학대가 성인기의 정신 건강에 악영향을 미친다는 것을, ‘상식’으로 받아들인다. 그러나 실제로 우리가 한 경험이 어떻게 ‘분자 수준의 생물학적 상태’에 영향을 미치는지는 베일에 싸여 있었다. 후성유전학은 이 과정을 과학의 영역에서 증명해낸다.

스탠퍼드대학교 생물학 및 신경학 교수 로버트 새폴스키에 따르면, “후성유전학은 생물학 분야에서 가장 뜨거운 주제다”. 실제로 미국국립보건원 산하의 생명과학, 의학, 심리학 논문 검색 엔진 ‘펍메드’에서 1964년부터 2000년까지 36년간 ‘후성유전’을 언급한 자료는 겨우 46건뿐이었다. 그런데 21세기 첫 10년 동안 1,922건의 자료에서 후성유전을 언급했다. 40배가 넘는 수치다. 더 놀라운 것은 2013년 한 해에만 2,413편의 자료가 후성유전학을 언급하고 있다.

이 분야의 연구가 이렇게 급증한 이유는 후성유전이 실제로 엄청나게 많은 현상을 설명해주기 때문이다. 예를 들어 “정신증, 기억과 학습, 우울증, 암, 하루주기리듬, 비만과 당뇨병, 자폐, 형질 유전, 동성애, 중독, 노화, 곤충의 형태, 운동 및 영양, 환경 독소……” 등등으로 목록은 얼마든지 이어질 수 있다. 후성유전으로 설명할 수 있는 삶의 영역이 이토록 다양하기에 이 책은 “후성유전의 효과가 감정적 반응성, 기억과 학습, 정신 건강, 행동 같은 심리적 과정에 영향을 미치는 방식을 연구하는” 행동 후성유전학에 초점을 맞춘다.

중요한 것은 어떤 유전자를 타고났는지가 아니라

‘유전자가 무엇을 하는지’다

1부 ‘이것은 혁명일까’에서는 후성유전이라는 학문이 왜 이토록 흥분을 일으키는지 쟁점을 살펴본다. 우선 생물학의 어엿한 분야로 자리 잡은 후성유전학이 우리의 DNA에 달라붙은 무언가(후성유전적 표지)가 실제로 존재하며 이것들이 DNA가 기능하는 방식에 결정적인 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다고 짚는다. 특히 ‘경험과 우리가 처한 상황’이 후성유전적 표지에 영향을 줄 수 있다는 점에서, 후성유전학이 ‘본성 대 양육’ 논쟁을 뿌리째 뒤흔들었다고 말한다.(1장) 후성유전은 또한 DNA에 관한 우리의 고정관념, 즉 ‘타고난 유전자가 우리의 표현형(특징이나 성격)을 결정한다’는 유전자 결정론도 뒤집는다. 책은 DNA가 우리의 그 어떤 특징도 단독으로 만들어낼 수 없다고 확언하며, 우리 형질은 ‘유전적 요인’과 ‘비유전적 요인’의 상호작용을 통해 만들어진다는 점을 강조한다. 유전자의 활동 정도가 경험과 환경에 따라 달라진다는 점을 감안하면, 어떤 DNA를 가지고 있는지가 아니라 그 DNA가 어떤 일을 하는지가 중요하다는 것이다.(2장)

그렇다면 후성유전적 표지는 어떻게 DNA를 조절할까? 책은 유전자를 침묵시키거나(DNA 메틸화) 활성화하는(히스톤 아세틸화) 후성유전 메커니즘에 관해서도 알기 쉽게 들려준다. 가장 대표적인 것이 DNA 메틸화로, 마치 스파케티 접시 위에 뿌린 후추 입자가 파스타 가닥에 달라붙는 것과 비슷하게 DNA에 메틸기라는 분자가 달라붙는 과정이다(물론 파스타의 후추보다 DNA의 메틸기는 더욱 강력하게 달라붙는다). ‘DNA 메틸화’는 유전자를 대개 침묵시키는(기능하지 않도록 하는) 것으로 알려져 있다. 또 다른 후성유전 메커니즘은 DNA가 둘둘 실패처럼 감겨 있는 ‘히스톤’이라는 분자에 아세틸기가 붙으면서 일어난다. ‘히스톤 아세틸화’는 DNA 메틸화와 정반대의 효과, 즉 유전자 발현 증가(기능하도록)로 이어진다.(6장)

경험이 유전자의 기능을 켜거나 끌 수 있다

과연 어떻게?

2부 ‘후성유전학의 기본 개념들’에서는 행동 후성유전학의 기본 이론과 유명한 연구 사례부터 다양하고 새로운 최신의 실험까지 두루 살펴본다. 특히 할로의 ‘접촉 위안’ 실험을 들어 생애 초기 경험이 특정 결과를 만든다면(생애 초기에 방임이나 학대를 당한 아이는 나중에 정신장애를 겪을 가능성이 크다거나 조산아에게 마사지 치료를 하면 체중이 늘고 스트레스가 감소하며 통증 반응도 줄어든다면), 과연 그 경험이 ‘어떻게’ 그 결과를 만들어내는지 중요하다고 짚는다. 생애 초기에 한 경험이 수년 후에 ‘어떤 과정을 거쳐’ 영향을 주는지 그 원리를 알게 된다면, ‘자녀를 학대하거나 방임해서는 안 된다’며 부모를 설득하는 일 이외에 다른 의지할 수단을 만들 수 있기 때문이라는 것이다. 실제로 생애 초기 경험의 물리적 효과와 결과를 밝혀낸 획기적이고 가장 대표적인 맥길대학교 마이클 미니와 모셰 스지프 연구팀의 어미 쥐 연구를 상세히 소개한다.(10장)

그렇다면 경험이 ‘인간(또는 영장류)’에게 미치는 후성유전적 영향을 알아본 연구는 없을까? 책에는 생애 초기 경험이 사람의 후성유전적 상태와 관련이 있음을 밝혀낸 자살자의 뇌 연구와 지배 서열이 DNA 메틸화 상태를 바꿀 수 있음을 증명한 붉은털원숭이의 혈액 분석 연구가 실려 있다. 뿐만 아니라 혈액 연구가 인간의 후성유전적 상태를 알아보는 ‘가능성’을 열어주었다며 그동안 봇물 터지듯 쏟아져 나온 인간 혈액 세포 연구들도 살펴본다.(12장)

그밖에 기억(13장, 14장)을 만들어 내거나 저장하는 방식에 후성유전적 메커니즘이 관여한다는 흥미진진한 이야기, 영양 상태 및 식습관(15, 16장)이 유전자 발현에 주는 휴성유전적 영향에 관한 논의 등이 다채롭게 펼쳐진다. 특히 ‘미래에 아빠가 될 사람이 무엇을 섭취하는가’도 이후 자녀의 특성에 영향을 줄 수 있다는 사실이 드러나기 시작했다는 대목은, ‘후성유전의 심리적, 생물학적 영향’이 대물림될 수 있다는 점을 분명히 한다.

경험이 새겨진 유전자는 대물림된다

과연 어떻게?

3부 ‘대물림의 의미와 메커니즘’에서는 후성유전의 효과가 실제로 어떻게 세대에서 세대를 이어 대물림되는지 근거를 들어 설명한다. 현대 생물학은 우리의 생식세포(정자와 난자)와 체세포(나머지 모든 세포) 사이에 ‘장벽’이 있어 서로 영향을 주고받지 못하고 따라서 ‘획득된 형질은 유전될 수 없다’고 여긴다. 이 ‘현대 종합설’은 유전자만이 진화적 변화를 추동하며, 살아가면서 하는 경험은 자손에게 아무 영향도 미치지 않는다고 본다.

그러나 책에 따르면 후성유전학은 ‘행동과 환경’을 통해 세대 간 경험을 대물림(17장, 18장)할 뿐 아니라 심지어 ‘생식계열’을 통해서도 대물림된다(19장)는 사실을 속속 증명하고 있다. 책은 임신한 생쥐의 먹이가 새끼 쥐의 DNA 메틸화(유전자 침묵 상태)와 털색에 영향을 준다는 사실을 확인한 연구, 고지방 먹이를 먹인 수컷 쥐의 암컷 새끼에게 나타난 변화를 알아본 연구 등을 통해 후성유전의 효과가 생식 계열을 통해 대물림된다는 사실을 짚는다.

조부모( 및 조상)의 영양 상태가 유전된다는 점을 밝힌 스웨덴 외베르칼릭스 지역 연구(스웨덴 연구)는 이 책에서 가장 놀랍고도 흥미로운 대목이다.(20장) 스웨덴 연구는 후성유전학 연구의 가장 대표적 연구 중 하나인 ‘네덜란드 기근 연구’에서 착안됐다. 스웨덴 최북단의 외베르칼릭스 지역에는 19~20세기에 걸친 연간 곡물 수확량을 기록해둔 자료가 있었다. 이 자료로 과학자 라르스 올로브 뷔그렌과 그의 동료들은 ‘특정 세대가 얻을 수 있었던 식량의 양이 후손의 형질과 어떤 관계가 있는지’ 알아보는 혁신적 역학 연구를 진행할 수 있었다. 연구 결과는 가히 놀랍다. ‘특정 남성의 느린 성장기(9~12세)에 식량이 충분하지 않았다면 미래 그의 아들은 심혈관 질환 합병증으로 사망할 가능성이 더 낮다’는 것을 시사하는 결과였기 때문이다. 이 영향은 아버지와 할아버지를 통해 전달되었으며, 그들이 과식이나 굶주림을 겪던 당시 손자들은 배아로든 원시생식세포로든 전혀 존재하지 않았다는 점에서 ‘후성유전의 효과가 생식계열을 통해 대물림된다’는 것을 증명한다.

뜨거울수록 경계해야 할 것들, 그럼에도 희망적인 것들

4부 ‘숨은 의미 찾기’에서는 후성유전학의 한계와 희망적 교훈을 살펴본다. 우선 후성유전학이 ‘뜨겁고 유망하기는 하지만’ 여전히 밝혀져야 할 것들이 많기에 맹신해서는 안 된다고 꼬집는다.(21장) 행동 후성유전학의 놀라운 발견에 경도된 나머지 ‘다른 형태의 결정론’ 이를 테면 ‘후성유전적 결정론’을 펼치는 일은 위험하다는 말이다. 책은 행동 후성유전학과 관련한 연구 중 몇 가지가 생애 초기 경험의 장기적 영향을 강조했다고 해서 ‘아기가 초기에 한 경험이 반드시 그들의 특징에 영속적인 영향을 미친다’고 봐서는 안 된다고 지적한다. 저자는 단호하게 말한다. “사람의 발달은 결정론적으로 이루어지는 과정이 아니”며 “삶의 초기에 어떤 식으로든 우리의 운명이 완전히 결정된다는 것은 잘못된 가정”이라고.(362쪽) 또한 후성유전이 조상들의 심리적 기억이 전달되는 경로일 가능성도 아주 낮다는 점도 짚고 넘어간다. 후성유적적 표지가 우리 조상들이 지낸 역사의 어떤 ‘측면들’을 반영하지만(예를 들어 조상들이 생애 특정 시기에 어느 정도 양의 음식을 먹었는지), 우리 유전체에 조상이 한 경험의 구체적 기억이 담겨 있다는 것은 믿기 어렵다는 것이다.

여전히 한계가 있지만, 그럼에도 저자는 여태까지 과학자들이 밝혀낸 후성유전학에 관한 새로운 지식이 앞으로 여러 영역에서 긍정적이고 확실한 효과를 낼 것이라고 예측한다.(22장) 암과 노화, 중독과 알츠하이머병과 외상 후 스트레스 장애 같은 기억에 관한 질환, 조현병과 양극성장애와 자폐와 우울증 같은 정신 병리에서 ‘치료 효과’를 내는 약물이나 방법을 개발하는 데 토대로 활용될 수 있다는 것이다. 실제로 암에 관해서는 후성유전 약물이 개발되어 치료에 쓰이고 있으며, 앞으로 기억장애와 우울증/불안증 치료제도 개발될 가능성이 높다고 말한다.

행동 후성유전학이 품고 있는 핵심적인 함의

환경과 맥락에 따라 달라지는 유전체에 관한 후성유전학의 놀라운 발견들은, 생물학의 도그마와 판도를 뒤집었다. DNA가 인간의 형질을 결정한다는 ‘유전자 결정론’뿐 아니라 ‘본성 대 양육’이라는 기존의 이분법적 사고도 무너뜨리는 중이다. 경험이 유전자에 끊임없이 영향을 미친다는 믿음은, ‘초기 경험이 미래를 결정한다’는 명제에도 이의를 제기한다. 책에 여러 번 강조된 말처럼 “어떤 아기가 어른이 되었을 때 얼마나 똑똑할지 알고 싶다면, 그때까지 기다려보는 수밖에 없다.” 이 말은 아동기에 한 암담한 경험이 외상 후 스트레스 장애의 원인이 되었더라도, 이후 어떤 경험을 하느냐에 따라 미래에 그 증상을 사라지게 할 수 있다는 말과 같다.

후성유전학의 영향력은 놀라울 정도로 방대하고 복잡하지만, 비과학자인 독자가 얻어갈 수 있는 메시지는 조금 식상할 수 있다. 저자는 “현재 나와 있는 데이터로부터 얻을 수 있는 조언들은, 후성유전학에 관해 전혀 몰랐을 때도 들었을 법한 조언들과 그리 다르지 않다(423쪽)”고 말한다. 야채를 많이 먹고, 사회적 관계를 잘 유지하며, 독소를 피하라는 등의 조언 말이다. 아이를 주의 깊게 보살피고, 환경을 신중하게 선택하고 구축하며, 건강과 발달을 증진할 수 있는 방식으로 살아가야 한다는 메시지도.

다만 후성유전의 교훈이 식상하다고 해서 의미 없는 것은 아니다. ‘경험과 환경’이 중요하다는 믿음은 우리가 삶을 어떻게 살아갈지, 또 우리 곁의 사람들을 어떻게 대할지에 지대한 영향을 미친다. 후성유전학은 귀찮은 운동을 굳이 시작해야 할지 고민 중인 사람, 아이를 어떻게 키워야 할지 걱정하는 부모, 약이 효과를 내는 방식을 이해하려는 의사, 국민을 환경 독소로부터 안전하게 지킬 방법을 모색 중인 정치인 등 모두에게 중요한 의미를 던져준다. 어떤 식으로든 우리 모두에게 후성유전학은 대단히 중요하다.

이제 ‘어떻게 살아가느냐가 중요하다’는 말은 그저 구호가 아니다. 분자 수준의 과학에서도 그 말은, 증명되고 있다. 무엇을 선택할 것인지는, 물론 우리의 몫이다.