Nature or Nurture?

Nature or Nurture (유전 또는 환경) ? 

태어나면서 부터 가지고 태어난 유전적 요인으로 인한 영향이 클지 아니면 자라면서 받은 주변 환경의 영향이 클지에 대한 토론은 꽤 오래 전부터 하고있었다. 문헌에는 17세기 문학 작품 셰익스피어의 The Tempest에서 발견할 수 있다.

(원문, The Tempest 4.1: a born devil, on whose nature nurture can never stick)

물론 저 때 당시의 유전이란 개념은 제대로 없었겠지만 천성? 쯤으로 생각했었을듯... 큰 의미에서는 유전이랑 다르지 않다고 생각한다.

일반적으로 서로 다른 환경에서 자란 유전적 정보 동일한 일란성 쌍둥이를 찾아서 얼마나 비슷한지를 조사하는 식으로 유전과 환경이 끼치는 영향력을 조사한다. 

근거는 부족한 내용이지만 이미 BC 5세기 부터 Hippocrates가 쌍둥이에 대한 관심을 가지고 있었고 비슷한 질병에 잘 걸린다라는 것을 밝힌 바 있다고 한다. 

현대에 와서는 Sir Francis Galton이라는 사람이 유전과 환경에 대한 연구를 진행하였으나 이 당시에는 일란성 쌍둥이와 이란성 쌍둥이를 구분하지는 못 했다. 

현대에서는 King's college London 이라는 세계 대학 랭킹 25위 안에 드는 대학에 Department of twin research and genetic epidemiology 라는 곳이 쌍둥이에 대한 연구를 많이 하고 있다. 아마도 쌍둥이 연구 기관중에는 가장 큰 것이라고 생각된다. 총 12,000 쌍의 성인 쌍둥이가 등록되어 있으며 2010년 이후로 출판한 논문 수만 500편이 넘어간다고 한다.

일란성 쌍둥이라고 할 지라도 DNA가 100% 일치하는 것은 아니다. 하나의 난자와 정자에서 출발하기 때문에 수정란일 때의 DNA는 동일하지만 성장 과정에서 계속해서 DNA를 복사, 분리하는 과정이 진행되고 이 과정에서 염기 서열에 변이가 일어날 수 있다. 이러한 변이가 일어날 확률이 매우 낮으며 같은 것에서 시작해서 차이가 나는것이 처음붙터 차이가 나는것 보다는 당연히 비슷할 것이고 따라서 무작위로 두 사람을 비교하는 것 보다는 쌍둥이의 DNA가 당연히 훨씬 비슷할 것이다. 

DNA의 염기서열 변화로 인한 차이뿐만 아니라 외부 환경이 epigenetic한 변화를 일으킬 수도 있다. (epigenetic이란 DNA 염기서열 변화는 없지만 다른 요인으로 유전자 발현을 조절하는 것을 말한다. 대표적으로 DNA metylation, histone modification, miRNA expression 등이 해당한다.)

즉 유전이 기본 베이스가 되나 외부 환경 또는 무작위 변수에 의하여 DNA염기 서열 자체가 바뀌거나 전사, 번역에 영향을 주는 변이가 생길 수 있고 그러면 형질 자체가 다르게 발현될 수도 있다는 얘기다. 

재밌는건 관련 문헌 조사를 해보면 유전 또는 환경에 대해서 가장 관심이 많은 분야는 교육과 건강이다. 

교육 부분에서는 지능 지수(IQ)가 얼마나 비슷한지를 본다. 

건강 부분에서는 비만 정도나 특정 질환에 대한 저항성 등을 본다.

하지만 여전히 궁금한건 그래서 둘 중 누가 더 영향을 강하게 끼치느냐? 일 것이다.

정답은 "무엇을 보느냐에 따라 다르다" 이다.

다수의 논문에서 IQ는 어렸을 때는 유전적인 비율이 적다가 성인이 되면서 높아지는 것으로 나타난다...? 이유는 정확히 밝혀지지 않았다. 1994년 Behavior Genetics에 출판된 논문을 보면 이 유전적인 비율은 어떤 특성인지에 따라 또 달라짐. 말하기, 기억력, 등등에서 비율이 다르다고 한다.

2012년 nature 자매지인 Internation Journal of Obesity에 출판된 논문 (J Naukkarinen et al, Causes and consequences of obesity: the contribution of recent twin studies, International Journal of Obesity, 2012) 에서는 비만 정도는 라이프 스타일에 영향을 많이 받을 것이라고 이 전까지 생각해 왔지만 유전적 요인도 크게 작용한다고 말하고 있다.  658명의 일란성 쌍둥이를 25년간 추적했을 때 두 쌍둥이간의 BMI지수가 significant하게 차이나는 쌍둥이는 18쌍 밖에 없었다고 한다. 비슷한 환경에서 자라는 일란성 쌍둥이는 라이프 스타일도 비슷하겠지만 25년동안 추적한다면 독립한 이후에도 비슷하다고 해석할 수 있을 것 같다. but, 어렸을 때 식습관이 비슷하게 형성된다면 독립 이후에도 영향을 줄 것 같다는 생각이 든다.

2011년에 Epigenomics 에서 출판된 논문 (Alegría-Torres JA, Baccarelli A, Bollati V. Epigenetics and lifestyle. Epigenomics. 2011;3(3):267-277. doi:10.2217/epi.11.22.)  에서는 영양, 행동, 스트레스, 육체적 활동, 일하는 습관, 흡연이나 음주 여부등의 생활 습관이 epigenetic한 영향을 끼친다고 말하며 관련 논문을 정리한 바 있다. 

결론은 아직까지 유전이 어느정도, 환경이 어느정도 영향을 미친다고 말 할 단계는 아니지만, 그것이 지능 지수인지, 비만인지, 또는 특정한 질병에 대한 저항성인지에 따라 어떤 것이 더 영향을 크게 미치는지는 대략적으로만 알고있다. 관련 연구가 진행 될 수록 어떠한 행동을 하면 그것이 긍정적으로 또는 부정적으로 작용하는지 알게 될 것이며 (뇌 발달에 유아기 환경이 영향을 크게 미친다는 것은 이미 잘 알려져 있음) 향후 사람들의 행동에 영향을 줄 수 있을 것이라고 생각된다.

 

Reference -

Alegría-Torres JA, Baccarelli A, Bollati V. Epigenetics and lifestyle. Epigenomics. 2011;3(3):267-277. doi:10.2217/epi.11.22.

J Naukkarinen et al, Causes and consequences of obesity: the contribution of recent twin studies, International Journal of Obesity, 2012