유전체학(genomics)은 4차 산업혁명에서 많은 주목을 받고 있습니다. 10여년 전에 개발된 차세대 유전체 분석 방법과 클라우드 컴퓨팅의 발전, 그리고 대용량 데이터 분산처리/파일시스템의 발전이 맞물리는 지점이지요. 그런데 이 모든 것의 근간이 되는 "유전형-형질"의 관계를 이해하는 건 한 세기가 넘은 오래된 학문입니다.
많은 사람들이 알고 있는 그레고리 멘델, "오 주님 콩 심은 데 콩이 나고 팥 심은 데 팥이 나는 거유!" 을 통해, 형질을 설명할 수 있는 유전 인자(heredity factor)에 대한 가설, 멘델의 법칙을 주장한 사람이 있죠.
이에 반해, 상대적으로 덜 알려진 콩라인(!?), 프란시스 골턴(Galton)은 다윈 이후 논의된 종의 개념에서 종간의 다양성을 설명하기 위해 양적인 분석방법을 논의하고 있었습니다.
이후, 멘델의 후예들인 멘델학파와 골턴의 후예인 생물계측학파(biometrician)들은 "형질"을 설명하기 위해 싸펑피펑 논쟁합니다. 멘델학파는 학계에 덜 알려진 멘델의 법칙을 학계로 가져와 논의하려고 노력했습니다.
반대로 생물계측학파는 생물집단에서 발견되는 형질이 멘델의 법칙처럼 이형적인 방식(우성/열성)으로 설명하는 건 말도 안 된다고 주장했습니다. 이들은 형질은 연속적인 분포를 따른다고 믿었죠. 가령, "키" 혹은 "지능"과 같은 형질은 "키큼", "키작음!" 만 있는 게 아니라, 인구집단에서 XXcm에서 XXXcm까지 연속적으로 분포하니까요.
이 논쟁은 30년 넘게 지속이 되었습니다. 그리고 1918년, 영국놤좌 로널드 피셔(Ronald Fisher)가 두 극단의 주장을 봉합합니다. 바로, 양적 형질의 다 유전성(polygenic model of quantitative traits)이라는 모델을 들고 나오죠.
이 모델은 유전형은 멘델의 법칙대로 이형적인 방식을 따르지만, 실제 형질에 미치는 effect는 작고 다수의 유전형이 총합적으로 작동한다고 주장합니다. 이때 관여하는 유전형의 숫자에 따라 양적인 분포도 상에 어디에 위치하는지를 수치로 표현할 수 있습니다. 이로써, 유전학계의 부먹과 찍먹 논쟁이 화합을 이루게 되었죠.
4차 산업의 혁명가라면, 촌스럽게 부먹만 혹은 찍먹만 먹으면 안 되는 것입니다. "질병 A에 대한 유전자 B를 찾음"이라는 뉴스를 보면, 품격 있게, 그 유전변이가 %의 형질을 설명하며,
어떤 종류의 유전적 모델을 토대로 검정된 유의성인지를 꼼꼼하게 봐야합니다(거의 모든 질병과 형질은 비-결정적인 모델을 따릅니다. 유전학의 중요한 역할 중 하나는 변이가 질병에 대해 얼마만큼의 확률적 분포를 갖는지를 설명하는 것입니다). 그렇지 않으면 "아들의 지능은 엄마의 X염색체에서 유전된다"라는 새마을 운동 때나 오고 간 주장을 믿게 되는 거죠 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/m/pubmed/5031080/).
질병 및 형질을 설명하기 위한 초기의 노력은 멘델학파의 주장과 매우 유사했습니다. 전통적인 후보유전자 연구들은 가족력을 바탕으로 이뤄졌죠. 현재 "XX syndrome"이라고 불려지는 질병들의 연구들이 그러합니다. 한 가지 유전자 혹은 유전좌위에 의해 설명되는 질병들이죠. 가령 취약 X증후군(fragile x syndrome)이나 디죠지 증후군 (digeorge syndrome; 22q11.2 deletion) 등등이 그러합니다. 다만, 이러한 연구는 초기의 소수의 관찰들이 축적되면서도 유전형이 일치하는 경우에만 해당합니다. 반대로 초기에 이뤄진 많은 후보유전자 연구들이 재현에 실패하거나 유전형이 전혀 다른 환자들이 등장하는 경우가 많았습니다.
2000년대 초반, 유전학자들이 인간 게놈 프로젝트 이후 전통적인 후보유전자 연구 방법이 항상 옳지는 않다는 것을 이해합니다(https://www.facebook.com/genetics001/posts/1303706409744992).
이후 기술의 발전과 더불어, 오래 전부터 논의되어 온 유전적인 모델을 검정하거나, 이를 바탕으로 새로운 방법론을 제시합니다. 단일유전자 (and/or) 멘델리언의 방식을 넘어서는 접근이 본격적으로 이뤄진것이지요.
여기서부터 시작된 이야기들은 매우 흥미롭습니다. 그 이야기는 예를 들어(후략)..
<외부 기고 콘텐츠는 이웃집과학자 공식 입장과 다를 수 있습니다>
시바의 유전학(shibagenetics001@gmail.com)
반려과학자 유니온
반려견 전용 공원
원문 출처 : https://www.facebook.com/genetics001/posts/1307714712677495
