【뉴스퀘스트=김형근 과학전문기자】 학술지 ‘셀 스템 셀(Cell Stem Cell)’ 저널 최근호에 실린 한 새로운 연구는 영장류와 인간인 우리를 다르게 만드는 것이 무엇인지를 밝혀낼 수 있는 인간 DNA의 변이를 발견했다는 내용을 담고 있다.

우리의 DNA는 침팬지와 다른 고등 유인원의 DNA와 매우 유사하다. 그러나 이전에 간과되었던 DNA의 부분으로 소위 ‘코딩 되지 않은 DNA’는 우리의 뇌가 이들 유인원 그룹과 다르게 작동하는 이유를 설명할 수 있을 것이다.

◆ 우리의 뇌가 유인원과 다른 것은 ‘정크 DNA’ 때문

바로 ‘쓰레기 DNA’로 불리는 ‘정크 DNA(junk DNA)’이다. 게놈을 구성하는 DNA 안에서 아무런 유전 정보도 갖고 있지 않은 부분이다.

그러나 사실 DNA에서 유전정보를 갖고 있는 부분은 겨우 4% 정도에 불과하다. 정크 DNA는 인간게놈의 96%를 차지하고 있으면서도 유전정보를 갖고 있지 않은 부분을 말한다.

유전정보가 없기 때문에 쓰레기 취급을 받고 있다고 해서 ‘정크(쓰레기) DNA’라고 불린다. 이 기능을 찾아내는 것이 최근 유전학의 새로운 연구분야로 떠오르고 있다.

진화적인 측면에서 침팬지는 우리의 가장 가까운 살아있는 친척이다. 약 500만년에서 600만년 전에 우리의 진화 경로는 공통의 조상으로부터 갈라졌다.

스웨덴의 룬드 대학 연구팀은 줄기세포를 이용하여 인간과 침팬지로부터 뇌세포를 배양하여 인간과 침팬지를 비교했다.

"우리는 살아있는 인간과 침팬지를 연구하는 대신에 실험실에서 자란 그들의 줄기세포를 사용했다. 그 줄기세포들은 독일, 미국, 일본의 파트너들에 의해 피부 세포로부터 재프로그래밍 된 것들이다. 그리고 나서 뇌세포로 발전시킨 줄기세포를 검사했다”고 연구를 이끈 요한 제이콥슨(Johan Jakobsson) 교수가 설명했다.

◆ 이제까지 정크 DNA는 단백질 생성 기능을 할 수 없었다고 믿어

연구팀은 인간과 침팬지의 뇌의 차이는 이전에는 기능이 없다고 생각했던 "정크 DNA"라고 불려온 단백질 암호화 유전자의 외부에 있다는 것을 발견했다.

"우리가 다르다고 확인한 DNA의 부분은 예상치 못한 것이었다. 그것은 오랫동안 기능을 하지 않는 것으로 여겨져 온 길고 반복적인 DNA 끈인 '정크 DNA'라는 소위 구조적인 DNA 변이에 의한 것이었다”고 제이콥슨 교수는 설명했다.

"이전에는 과학자들은 우리 전체 DNA 가운데서 2%만을 차지하는 단백질 생성 유전자가 있는 DNA에서 답을 찾아냈고, 차이점을 찾기 위해 단백질 자체를 조사했다. 우리의 결과는 뇌의 발달에 중요한 것이 어쩌면 그동안 간과돼 왔던 98%의 DNA 속에 숨겨져 있다는 것을 보여준다. 놀라운 발견이다”

제이콥슨 교수는 이 연구결과는 조현병 등 인간 정신질환의 유전적 설명 발견에 기여할 것으로 보고 있다. 정신병리학, 그리고 정신의학 등의 분야에 중요하게 적용될 것으로 보고 있다.