다윈은 ‘생존과 번식에 뛰어난 형질을 가진 개체가 오래 살아남아 보다 많은 자손을 남긴다’고 했다. 유전은 거스를 수 없다는 뜻으로 들린다. 부모에게 암이나 당뇨병 같은 심각한 질환이 있는 사람들은 병까지 물려받게 될까봐 걱정이 많다. ‘콩 심은 데 콩 나고 팥 심은 데 팥 난다’는 속담처럼 나면서부터 신체적 미래가 정해져 있다면 삶에 대한 자세마저 소극적이 된다.

이런 경우에도 저열량식이 효과가 있다. 저열량식을 하는 궁극적인 목적은 건강하게 오래 사는 것이지만 그 과정에서 유전자에 변화가 생긴다고 한다. 어떤 내용인지 자세히 알아보자.

인간의 유전자 수는 약 2만 3천개다. 쥐의 유전자는 인간보다 더 많은 약 2만 4천개다. 그러나 이 많은 유전자가 항상 활동하고 있는 것은 아니다. 스위치가 켜져 있는(ON) 것도 있고 꺼져 있는(OFF) 것도 있다. 여러 가지 질병의 발현과 수명은 이 같은 유전자의 활성(ON)⋅비활성(OFF) 상태와 그 조합에 크게 영향을 받는다고 한다.

미국 캘리포니아대학의 스티븐 스핀들러(Steven Spindler) 교수는 젊은 쥐와 나이 든 쥐의 간세포에 있는 만 천개의 유전자를 대상으로 활성(ON)⋅비활성(OFF) 상태를 조사했다. 엄청난 끈기와 노력 끝에 두 유전자 그룹의 약 1%에서 활성 상태에 차이가 있다는 사실을 알아냈다. 젊음을 조절하는 유전자가 110개나 있다는 것이다.

출처: <장수유전자 생존전략> (전나무숲 출판사)

● 지은이 _  쓰보타 가즈오

게이오기주쿠대학 의학부 안과 교수로 일본항노화의학회 부이사장, 잡지 〈안티에이징 의학〉 편집장으로도 활동하고 있다. 1955년 도쿄에서 태어났다. 1980년에 게이오기주쿠대학 의학부를 졸업하고 일본과 미국에서 의사면허를 취득했다. 1985년부터 미국 하버드대학에 유학하여 2년 뒤 각막전임의(clinical fellow) 과정을 수료했다. 2001년에는 몇몇 뜻 있는 의사와 함께 일본항노화의학회를 설립했다. 또한 세계 최초로 iPS 세포를 만들어 2012년 노벨 생리의학상을 수상한 야마나카 신야(山中伸彌) 교수와의 공동 연구 등을 통해 안과 분야에 생명공학의 첨단 기술을 응용하고자 애쓰고 있다. 저서로 《불가능을 극복하는 시력 재생의 과학》, 《늙지 않는 생활법》, 《기분 좋게 생활하면 10년 오래 산다》 등이 있다.

● 감수 _ 오창규

연세대학교 생물학과를 졸업한 후 독일Friedrich-Alexander-University(Erlangen)에서 생화학 전공으로 석사과정을 마쳤으며, 독일 Georg-August-University (G?ttingen)에서 분자유전학 전공으로 박사학위를 취득하였다. 이후 (주)마크로젠과 (주)녹십자에서 바이오산업에 종사하였으며, 현재 (주)앰브로시아와 포휴먼텍(주)의 대표로서 유전자가위를 이용한 게놈 엔지니어링 기반의 생명공학 사업에 도전하고 있다.

지금까지 나온 내용만 두고 보면 활성산소는 몸 곳곳에 나쁜 짓만 일삼는 천하의 악당이다. 그러나 알고 보면 활성산소가 우리 몸에 무조건 해로운 것은 아니다. 예를 들면 백혈구에 있는 NADPH 옥시다제(NADPH oxidase)라는 효소는 강력한 활성산소를 만들어 몸에 침입한 병원균을 물리친다.

상처 부위를 살균⋅소독할 때 자주 쓰는 과산화수소수는 대표적인 활성산소인 과산화수소를 물에 녹인 액체다. 이를 보더라도 활성산소가 단지 인체에 손상만 주려고 존재하는 것은 아니다.

그렇다면 활성산소가 발생할 때 우리 몸이 받는 ‘손상’이나 ‘해’의 정체는 무엇일까? 이 질문에 답이 될 만한 실험 결과가 있다. 효모에 과산화수소수를 부으면 보통은 효모가 모두 죽는다. 그런데 효모에서 아포토시스를 촉진하는 Ste20이라는 효소를 변이시켰더니 과산화수소수를 부어도 죽지 않았다

이 결과를 보면 과산화수소수 자체에는 살균 능력이 없다는 것을 알 수 있다. 과산화수소수는 단지 “자살하라!”는 신호를 보낸 것에 불과하다. 그 신호를 감지한 세포가 스스로 죽음을 선택한 것이다.

앞에서 설명했던 ‘아포토시스’를 떠올려보자. 올챙이가 개구리가 되면서 꼬리가 없어지는 것이나 인간의 손가락이 다섯 개로 갈라지는 것도 발생과 분화 과정에서 불필요한 부분을 없애기 위해 세포가 스스로 죽어 사라진 결과다. 이를 보더라도 세포 자살을 유도하는 ‘세포자살 유전자’는 분명히 존재한다.

올챙이의 꼬리 세포가 죽음을 선택하는 이유는 자신의 개체를 위해서다. 꼬리 세포가 없어져도 다른 세포가 유전자를 남길 수 있기 때문이다. 그러나 이 원리는 과산화수소수를 부었을 때 일어나는 효모의 자살에는 적용되지 않는다. 효모는 세포가 하나 밖에 없는 단세포생물이기 때문이다. 세포가 죽으면 유전자를 남길 수 없는 단세포생물에조차 아포토시스가 프로그램 되어 있는 이유는 무엇일까?

출처: <장수유전자 생존전략> (전나무숲 출판사)

● 지은이 _  쓰보타 가즈오

게이오기주쿠대학 의학부 안과 교수로 일본항노화의학회 부이사장, 잡지 〈안티에이징 의학〉 편집장으로도 활동하고 있다. 1955년 도쿄에서 태어났다. 1980년에 게이오기주쿠대학 의학부를 졸업하고 일본과 미국에서 의사면허를 취득했다. 1985년부터 미국 하버드대학에 유학하여 2년 뒤 각막전임의(clinical fellow) 과정을 수료했다. 2001년에는 몇몇 뜻 있는 의사와 함께 일본항노화의학회를 설립했다. 또한 세계 최초로 iPS 세포를 만들어 2012년 노벨 생리의학상을 수상한 야마나카 신야(山中伸彌) 교수와의 공동 연구 등을 통해 안과 분야에 생명공학의 첨단 기술을 응용하고자 애쓰고 있다. 저서로 《불가능을 극복하는 시력 재생의 과학》, 《늙지 않는 생활법》, 《기분 좋게 생활하면 10년 오래 산다》 등이 있다.

● 감수 _ 오창규

연세대학교 생물학과를 졸업한 후 독일Friedrich-Alexander-University(Erlangen)에서 생화학 전공으로 석사과정을 마쳤으며, 독일 Georg-August-University (G?ttingen)에서 분자유전학 전공으로 박사학위를 취득하였다. 이후 (주)마크로젠과 (주)녹십자에서 바이오산업에 종사하였으며, 현재 (주)앰브로시아와 포휴먼텍(주)의 대표로서 유전자가위를 이용한 게놈 엔지니어링 기반의 생명공학 사업에 도전하고 있다.

지금까지 B세포수용체(항체)의 활약상을 지켜보면서 이물을 공격하는 구조를 관람했다. 그런데 면역 담당세포들은 한 번 싸운 상대는 용케도 그 얼굴을 기억 한다. 그들의 훌륭한‘기억력’덕분에 한 번 걸린 홍역에 다시 걸리지 않는‘두번 없는 현상’이 가능한 것이다.

그럼, 면역 담당세포들의 기억력에 대해 좀더 자세히 알아보자.

우리 몸에 이물이 침입해오면 B세포는 이를 붙잡아 질근질근 씹어먹은 다음, 그 조각을 헬퍼T세포에게 제시한다. 그 뒤, 헬퍼T세포로부터 활성화 분자(사이 토카인) 를 받으면 B세포는 분열·증식해서 항체를 미사일 형태로 전환, 이물을 향해 발사한다.

이때 점점 불어난 B세포 가운데 일부는 면역 기억세포가 되어 림프절 속으로 쏘옥 숨는다. 그리고 다시 같은 항원이 나타났을 때 발 빠르게 대량의 항체를 발사해 항원을 제거한다.

홍역에 두 번 걸리지 않는 이유는 바로 두 번째로 침입한 홍역 바이러스를 면역 기억세포가 잽싸게 출동, 제거해주기 때문이다.

그런데 독감 바이러스나 에이즈 바이러스 같은 병원미생물은 꼬리가 아흔아홉 개 달린 구미호처럼 변신에 능해 면역 담당세포가‘어, 못 보던 녀석이구먼!’ 하며 처음 만난 바이러스와 똑같이 취급하기 때문에 그만큼 신속히 대응할 수 없다. 바로 이것이 독감에 걸리고, 또 걸리는 이유다.

--[자세한 사항은 아래의 단행본에서]

출처: <내 몸 안의 주치의 면역학> (전나무숲 출판사)

● 지은이 _ 하기와라 기요후미(萩原淸文)

도쿄대학교 의학부와 대학원을 졸업했다. 대학 시절부터 ‘만화를 통한 전문 의학 지식의 이해’라는 독특한 공부 방법을 터득해왔으며, 의사가 된 후 본격적으로 만화가 삽입된 의학서적을 집필하기 시작했다. 이를 통해 그는 ‘많은 일본 대중들의 의학 지식을 한 단계 상승시켰다’는 평을 받고 있다. 현재 일본 적십자사의료센터에서 면역과 관련이 깊은 알레르기, 교원병 분야에서 진료를 하고 있다.  
저서로는 『내 몸 안의 작은 우주, 분자생물학』, 『만화 면역학』, 『만화 분자생물학』 등 만화를 접목한 다수의 의학서적을 펴냈다.

유전자는 단백질을 만들어내기 위한 설계도다’라는 말, 이젠 그 의미를 이해하겠는가?  그럼 여기서 우리의 생명 현상과 유전자와의 관계에 대해 한번 생각해보는 시간을갖자.

우리 몸은 60조 개의 세포로 구성되어 있다고 했는데 60조 개의 세포들은 피부세포, 간장세포, 근육세포 등 각각의 모양이 활동은 다 달라도 그 기원을 쫓아가다보면 하나의 수정란에서 2배, 2배로 분열해 생겼다는 사실을 알수있다. 

이처럼 하나의 세포가 2개로 분열할 때, 단백질의 설계도인 유전자도 똑같은 것이2배로늘어나서(복사), 갈라지고자하는세포들에게균등하게배분된다. 즉 2개로 분열된 세포는 같은 유전자를 갖게된다.

이런 사실에 기초한다면 하나의 수정란이 2배로 분열해 생긴 우리 몸의 모든 세포들은 같은 유전자를 갖고 있으므로, 모양이나 활동은 달라도 피부세포나 간장세포나 같은 유전자를 갖는다. 즉‘피부세포와 간장세포의 차이는 어떤 유전자는 해독하고, 어떤 유전자는 해독하지 않았느냐의 차이일 뿐이다’라고 오랜 세월 믿고 또 믿어왔다. 

--[자세한 사항은 아래의 단행본에서]

출처: <내 몸 안의 주치의 면역학> (전나무숲 출판사)

● 지은이 _ 하기와라 기요후미(萩原淸文)

도쿄대학교 의학부와 대학원을 졸업했다. 대학 시절부터 ‘만화를 통한 전문 의학 지식의 이해’라는 독특한 공부 방법을 터득해왔으며, 의사가 된 후 본격적으로 만화가 삽입된 의학서적을 집필하기 시작했다. 이를 통해 그는 ‘많은 일본 대중들의 의학 지식을 한 단계 상승시켰다’는 평을 받고 있다. 현재 일본 적십자사의료센터에서 면역과 관련이 깊은 알레르기, 교원병 분야에서 진료를 하고 있다.  
저서로는 『내 몸 안의 작은 우주, 분자생물학』, 『만화 면역학』, 『만화 분자생물학』 등 만화를 접목한 다수의 의학서적을 펴냈다.