대규모 영국 바이오뱅크(Biobank)의 게놈 및 행동 데이터 분석은 생식 행동을 촉진하는 유전자에는 궁극적인 비용이 따른다는 것을 결정적으로 보여줍니다. 노화는 분명 고통스러운 일이다. 피부에 자국이 생기고, 움직임이 느려지고, 모든 것을 잊어버리고, 모든 것이 당신을 해칠 것입니다. 관절이 갈라지고 터집니다. 진화가 그토록 많은 놀라운 일들을 성취했는데도 우리는 어떻게 노화를 견딜 수 있습니까?
적대적 다면발현 가설은 나이가 들수록 신체가 파괴되어 젊었을 때 생식력이 높아지는 대가를 치르게 된다고 제안합니다. 동일한 유전자가 인생의 각기 다른 시기에 서로 다른 영향을 미치는 경우(다발발성이라고 함), 즉 젊을 때는 번식 가능성이 높아지지만 나이가 들면서 어떤 식으로든 해로운 영향을 미치는 경우 생식이 매우 중요하기 때문에 유전자는 여전히 양성 선택을 거쳐 개체군에 남아 있게 됩니다.
이 아이디어는 매력적이며 몇 가지 일화적인 증거가 있지만 유전적으로 확실하게 증명하는 것은 어렵습니다. 특히 생식 특성과 수명은 유전자뿐만 아니라 환경 요인과 생활 선택에 크게 영향을 받기 때문입니다. 그러나 영국 바이오데이터베이스는 이러한 증거를 가능하게 합니다.
영국 바이오뱅크는 40세에서 70세 사이의 영국 자원 봉사자 500,000명의 전체 게놈을 보유하고 있습니다. 개인의 혈압, 심박수, 악력, 골밀도, 동맥 경직, 시력, 키, 몸무게, 엉덩이 및 허리 둘레, 직장, 교육, 고용 및 병력, 식습관 및 운동 습관, 흡연 및 음주 상태와 같은 정보와 비교하여 게놈을 확인했습니다. 자원봉사자 모집은 2006년부터 2010년까지 이루어졌으며, 정보 수집은 2016년까지 계속되었습니다. 전 세계 연구자들이 이 정보에 접근할 수 있습니다.
연구원 중 한 명인 Zhang Jianzhi는 그의 연구실 웹사이트에서 "진화에서 우연과 필연성의 상대적인 역할에 가장 관심이 있다"고 밝혔습니다. 그는 영국 바이오뱅크의 데이터를 사용하여 다음 질문에 답하려고 했습니다. 생식에 영향을 미치는 유전적 변이가 우연히 예상했던 것보다 수명에 영향을 미칠 가능성이 더 높습니까? 그렇다면 이 연관성은 적대적인 것인가? 번식을 촉진하고 노화를 유발하는 이러한 돌연변이가 자연 선택에 의해 선호됩니까? 대답은 그렇습니다. 그렇습니다.
생식 건강은 단순히 자녀 수를 의미하는 것이 아닙니다. 이를 평가하기 위해 연구자들은 첫 아이를 갖는 연령(이상하게도 이는 여성에게만 해당), 첫 성관계 연령, 초경 및 폐경기 연령 등 생식 활동과 관련된 유전자도 조사했습니다. 영국 바이오뱅크에 있는 대부분의 사람들은 아직 살아 있었기 때문에 연구자들은 이러한 요인과 부모의 장수 사이의 유전적 상관관계를 테스트했습니다. 그들은 각 참가자의 형제자매 수를 알고 있었기 때문에 부모의 생식 잠재력과 수명 사이의 상관관계도 찾을 수 있었습니다.
높은 번식률/짧은 수명 상관관계를 중재하는 대부분의 유전자좌는 유전자의 비암호화 영역에 위치합니다. 이는 유전자가 만드는 단백질을 변화시키지 않는다는 것을 의미합니다. 대신, 해당 단백질이 만들어지는 세포의 시기와 유형을 변경합니다. 예를 들어, 한 가지 유전적 변이는 첫 성교 시 더 어린 나이와 관련이 있으며 나중에 흑색종과 폐암에 걸릴 위험이 증가합니다.
이러한 유전적 요인은 지난 세기 중반 이후 출산율 감소와 기대수명 증가를 가져온 환경적 영향과 상반됩니다. 저자들은 수명 연장이 게놈 데이터에서 길항적 다발성(antagonistic pleiotropy)의 증거를 발견한 이유 중 하나라고 지적합니다.
그러므로 번식력이 클수록 수명은 짧아진다. 자녀가 여러분을 미치게 만들고 돈을 모두 쓸 것이기 때문이 아닙니다. 물론 그렇게 될 수도 있습니다. 바로 아이를 키우는 데 드는 비용입니다.
참조: Science Advances, 2023. DOI:10.1126/sciadv.adh4990