안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
후성유전학은 DNA 염기서열의 변화 없이 화학적 표지를 통해 유전자의 작동 스위치를 조절하는 원리입니다. 핵심 기전은 DNA 메틸화와 히스톤 단백질 변형입니다. DNA 메틸화는 사이토신 염기에 메틸기가 붙어 전사인자의 접근을 막아 유전자 발현을 억제합니다. 반면, DNA가 감겨 있는 히스톤 단백질의 변형은 크로마틴 구조의 응축도를 바꿉니다. 히스톤에 아세틸기가 결합하면 DNA와의 결합력이 약해져 구조가 느슨해지면서 유전자 전사가 촉진되고, 반대로 탈아세틸화가 일어나면 구조가 빽빽하게 뭉쳐 유전자 발현이 차단됩니다.
이러한 후성적 표지는 영양, 스트레스, 독소 등 외부 환경 변화에 반응하여 실시간으로 달라집니다. 스트레스 호르몬이나 특정 영양소 대사 산물이 후성유전 조절 효소의 활성을 바꾸기 때문입니다. 더욱이 수정란 형성 과정의 '초기화'를 회피한 일부 후성적 표지는 자손에게 그대로 전달됩니다. 임신 중 영양 상태로 새끼의 형질이 달라진 아구티 쥐 실험이나, 기근을 겪은 조상의 후손에게 당뇨와 비만 발병률이 높게 나타난 사례처럼, 축적된 환경적 경험은 후성적 기억이 되어 다음 세대의 형질 발현까지 깊이 관여합니다.