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1809년 프랑스의 박물학자 장 밥티스트 드 라마르크는 후천적 형질의 유전 법칙을 제안했습니다. 그녀에 따르면, 삶에서 획득한 특성은 다음 세대에 전달될 수 있습니다. 예를 들어, Lamarck에 따르면 목이 길어진 기린은 이 특성을 후손에게 물려주었고, 이는 현대 기린의 목 특성을 설명할 수 있습니다.
다양한 연구를 통해 후천적 형질은 개인의 DNA에 암호화되어 있지 않기 때문에 번식 중에 후손에게 전달될 수 있다는 과학적 합의가 충분하지 않은 것으로 알려져 있습니다. 특성이 다음 세대로 전달되려면 DNA에 있어야 합니다. 이를 고려하면 라마르크의 이론은 1930년 이후 거의 완전히 거부되었다.
현재 후천적 특성은 환경 영향의 결과로 표현형을 생성하는 특성으로 정의됩니다 . 표현형은 유전자형, 즉 관찰 가능한 특성(눈 색깔, 키, 혈액형 등)의 표현입니다. 유전자형은 유기체의 유전자를 구성합니다.
라마르크 이론의 거부에도 불구하고 1990년대 이후 후천적 특성의 유전으로 보이는 현상이 관찰되었습니다. 특정 포유류의 식물, 벌레 및 정자와 같은 유기체에서 이와 관련하여 연구가 수행되었습니다.
식물에서 획득한 형질의 유전
1962년 웨일스 대학의 연구에서 영양분이 풍부한 배지에서 자란 아마는 영양이 부족한 배지에서 자란 아마와 비교했을 때 무게가 3배 더 컸다는 사실이 관찰되었습니다. 이 특성은 이후 사용된 배양 조건에 관계없이 6대에 걸쳐 유전되었습니다. 이를 본 연구원들은 환경 조건과 식물의 유전적 구성에 따라 새로운 형질의 유도가 유전될 수 있다고 결론지었습니다.
1990년대에는 벼의 왜소증, 밀과 호밀 사이의 잡종에서 다른 성숙 시간, 아마 식물의 조기 개화 등 후천적 형질의 유전에 대한 다른 사례가 보고되었으며, 적어도 2세대 동안 안정적으로 유전되는 유도 형질이었습니다.
그러나 후천적 특성의 유전에 대한 분자적 기초는 완전히 알려져 있지 않습니다. 유전자 발현의 변화는 뉴클레오티드 서열의 변경에 의해 유도되지 않는, 즉 돌연변이로 인해 발생하지 않는 것으로 여겨진다. 대신 외부 자극에 가역적으로 반응하는 다른 요인으로 인해 표현형의 변형이 발생하는 것으로 간주됩니다.
동물의 후천적 형질의 유전
2011년 컬럼비아 대학 의료 센터(CUMC) 연구에서는 바이러스에 대한 저항성을 발달시키고 그 면역성을 자손에게 연속 세대에 걸쳐 물려줄 수 있는 회충을 실험했습니다. 이것은 후천적 특성이 DNA 없이 유전될 수 있다는 직접적인 증거입니다.
그들의 연구에서 연구원들은 리보핵산 간섭(RNAi)이 후천적 특성의 유전에 관여한다고 생각했습니다. 일반적으로 RNAi는 바이러스 방어에 관여합니다. 바이러스가 세포를 감염시키면 RNAi는 세포에 정상적으로 존재하고 바이러스와 호환되는 메신저 리보핵산(mRNA)을 분해합니다. 이런 식으로 바이러스는 번식할 수 없습니다.
RNAi 생산은 건강한 개인에게 바이러스를 전달함으로써 인위적으로 촉진될 수 있습니다. 이 절차로 인한 면역 활동은 처리된 동물과 그 자손에서 관찰됩니다. 연구원들은 바이러스를 방어하는 능력이 바이러스 RNA의 형태로 “기억”되어 다음 세대로 전달된다고 결론지었습니다.
한편, 정자 RNA는 부계 후천 표현형, 정신적 스트레스 및 식이요법으로 인한 대사 장애에서 파생된 표현형의 전달을 매개할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 정자를 통해 얼마나 많은 유형의 후천적 특성이 후손에게 유전될 수 있는지, 그리고 어떤 상황에서 유전되는지는 아직 알려지지 않았습니다.
인간의 경우 후천적 형질이 유전되는 경우가 일부 보고되었습니다. 자주 언급되는 것 중 하나는 영양 실조에 걸린 네덜란드 임산부의 자녀와 손자녀가 비만과 기타 대사 장애에 취약한 것으로 밝혀진 경우입니다.
이러한 발견은 후성 유전학, 즉 유전되고 DNA 서열의 변화를 수반하지 않는 유전자 기능의 변화에 대한 연구에 관심이 있습니다. 논란에도 불구하고, 식물, 선충 및 포유류 정자에 대한 인용된 연구를 고려하여 이 분야의 관점에서 라마르크 유전을 재평가하는 것이 편리합니다.
출처
컬럼비아 대학 의료 센터, CUMC. 하워드 휴즈 의학 연구소. 획득된 특성은 작은 RNA를 통해 유전될 수 있음 , 2011.
Chen, Q., Yan, W. & Duan, E. 정자 RNA 및 정자 RNA 변형을 통한 후천적 형질의 후성적 유전 . Nat Rev Genet, 17, 733–743, 2016. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.106
Sano H. 식물의 획득 형질의 상속: Lamarck의 복직 . 식물 신호 및 행동 , 5(4), 346–348, 2010. https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10803
