공격성의 생물학, 그 비밀에 한 걸음 다가서다

DGIST 기초학부에서 학생 참여로 이루어진 Monoamine oxidase A(이하 MAO-A) 유전자 다형성과 공격성의 상관관계 연구가 드디어 그 결과를 알렸다. 많은 기초학부생에게 1학년 분자와 생명현상 실험 과목 “너 자신을 알라” 프로젝트로도 알려진 이 연구는 지난 2월 25일 국제 학술지 Scientific Reports에 온라인으로 게재되었다. 제1저자는 분자와 생명현상 실험 수업 TA와 학부 기술원으로 오랫동안 기여해온 임승영(당시 뇌인지과학 전공 박사과정, 현재 실험동물센터) 박사와 정진주(당시 학부지원팀, 현재 뉴바이올로지 전공 박사과정) 학생이며, 당시 기초학부생이었던 진권휴(현재 정보통신융합 전공), 제갈장환(현재 로봇공학 전공), 염지우(현재 뇌인지과학 전공) 졸업생이 주요 공저자이다.

인간의 행동은 환경적 요인과 유전적 요인이 영향을 미친다. 본 연구에서는 인간의 공격성에 대한 MAO-A 유전자의 영향을 살펴보았다. MAO-A는 모노아민계 신경전달물질을 분해하는 효소이다. 아드레날린이나 도파민과 같은 모노아민계 신경전달물질은 공격성 및 인지 기능 조절에 중요한 역할을 한다. 따라서 이를 분해하는 MAO-A의 발현량 혹은 활성 조절은 우리의 공격성 및 인지 기능에 큰 영향을 미칠 수 있다.

기존 연구에 따르면, MAO-A 유전자 발현 조절 부위 상단에는 연쇄 반복서열인 uVNTR(upstream Variable Number Tandem Repeat)이 MAO-A의 발현량 혹은 활성 조절에 큰 영향을 미칠 수 있으며, uVNTR의 유전자 다형성에 따라 공격성이 다르다고 한다. 

MAO-A의 uVNTR은 최소 반복 단위 서열이 30개의 뉴클레오타이드로 구성된다. 이창훈 교수와 문제일 교수 공동연구팀(이하 연구팀)은 선행 연구에서 연구진 별로 달리 사용하였던 uNVTR 반복 횟수 표기를 통일하여 재정의하고자 하였다. 예를 들어, 어떤 연구진에서는 3.5회 반복된 서열을 3R로 표기하는 등의 문제가 있었다. 그리하여 정의한 것이 3.5R, 4.5R과 같은 명칭이며, 1R은 30bp이다. 따라서 3.5R은 105bp를 가지게 되고, 4.5R은 135bp를 가지게 된다

연구팀은 DGIST 기초학부생 및 지역 고등학생 520여명에게서 2.5R, 3.5R, 4.5R의 유전형의 빈도를 확인한 후 in vitro 실험을 통해 4.5R 서열이 3.5R과 2.5R 서열에 비해 더 낮은 MAO-A 유전자 발현 유도가 가능함을 밝혔다. 이를 통해 4.5R의 유전자형을 지닌 집단은 신경 전달물질의 분해가 상대적으로 느려 높은 공격성을 지닐 수 있음을 유추하였다. 

이를 활용하여 연구팀은 4.5R 유전형의 MAO-A 유전자가 성격 형성에 갖는 영향력을 측정할 방법으로 뇌파(EEG)와 심전도(ECG)를 활용하였다. 그 결과 4.5R 유전자형의 남성 집단이 공격성을 유도하는 자극을 받으면 상대적으로 더 강한 반응을 보인다는 사실을 밝혀냈다. 

본 연구는 그동안 진행되어왔던 MAO-A 연구와 또 다른 특색을 지니고 있다. 기존 연구의 경우 정신의학적 질병, 범죄 성향, 반사회적 성향의 집단에서 MAO-A와 공격성의 연구를 진행하였던 반면, 이번 연구는 기초학부생을 비롯한 일반인을 대상으로 하여 그 범위를 건강한 공격성으로 넓혔다는 것에 큰 의의가 있다. 또한 심리학 검사지와 신경생리학적 반응에서의 서로 다른 분석 결과를 통해 유전과 환경이 서로 상호작용하여 개인의 복잡한 공격성을 형성함을 제안하였다. 즉, 아무리 MAO-A의 특정한 유전형을 가지고 있어도, 환경의 영향에 따라 공격성이 발현되지 않을 수도 있다는 것이다. 

이창훈 교수는 본 연구의 분자생물학 및 신경생물학 메커니즘을 비롯한 많은 부분이 아직 명확하지 않았다며 추후 MAO-A가 신경 회로에서 하는 역할, uNVTR에 결합하는 단백질의 종류 등에 대한 많은 추가 연구가 필요하다고 전하였다. 이에 대해 훗날 DGIST 학생들이 비밀을 밝혀줄 수 있기를 기대한다고 밝혔다.

이동현 기자 lee0705119@dgist.ac.kr 
오서주 기자 sjice@dgist.ac.kr