Evaluating the performance of polygenic indices of neuropsychiatric conditions and brain endophenotypes in four UK population samples
영국 인구 표본 4개를 활용한 이 연구는 신경정신질환에 대한 다유전자 지수가 성인 정신 건강 증상을 유의미하게 예측하는 반면, 그 효과의 상당 부분은 양육 환경을 통해 환경적으로 매개되며, 현재의 뇌 기반 내표형 지수는 효과적인 대안으로서 기능할 만한 통계적 검증력을 갖추지 못하고 있음을 밝히고 있다.
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당신의 마음을 거대하고 북적이는 도시라고 상상해 보세요. 오랫동안 과학자들은 이 도시의 배치가 '유전학'이라는 이름의 거장 설계자에 의해 전적으로 그려졌으며, '환경'이라는 이름의 날씨와 동네는 그저 배경에 불과하다고 생각했습니다. 하지만 최근 연구자들은 설계자와 날씨가 사실은 항상 서로 대화를 나누는 단짝 친구라는 사실을 깨달았습니다. 때로는 설계자가 특정 종류의 날씨를 끌어들이는 방식으로 집을 디자인하기도 하고, 때로는 날씨가 집의 생김새를 바꾸기도 합니다. 이 혼동을 '유전자-환경 상관관계'라고 부릅니다. 이것은 마치 식물이 키가 크게 자란 이유가 씨앗 때문인지 아니면 비옥한 토양에 심겼기 때문인지를 밝히려는 것과 같습니다. 왜냐하면 정원사가 그 특정 토양에서 자라도록 씨앗 자체를 골랐을 수도 있기 때문입니다.
이 퍼즐을 풀기 위해 과학자들은 '다유전자 지수(Polygenic Index)'라는 것을 사용합니다. 이것은 유전적 점수판이라고 생각하면 되는데, 누군가가 우울함이나 불안함과 같은 특정 정신 건강 문제를 겪을 가능성을 예측하는 아주 작은 유전적 지침들의 긴 목록입니다. 보통 이 점수판은 이미 이러한 질환을 진단받은 사람들을 관찰하여 만들어집니다. 하지만 여기에는 함정이 있습니다. 이 점수판은 실제 사람들의 삶으로부터 만들어지기 때문에, 유전적 단서 속에 환경에 대한 단서(예: 힘든 어린 시절)가 실수로 섞여 들어갈 수 있다는 점입니다. 이로 인해 이 점수판이 DNA를 바탕으로 미래를 예측하는 것인지, 아니면 단지 과거의 환경을 반영하는 것인지 구분하기 어려워집니다. 그래서 과학자들은 '만약 우리가 행동 대신 뇌 자체(뇌의 크기, 모양, 연결 구조)를 바탕으로 점수판을 만든다면 어떨까?'라고 생각하기 시작했습니다. 이러한 '뇌 기반' 점수판은 마치 날씨 보고서가 첨부되지 않은 건축물의 설계도처럼 더 깨끗할 수 있기 때문입니다.
이 연구에서 에섹스 대학교의 연구팀은 이 두 가지 유형의 점수판을 테스트해 보기로 했습니다. 그들은 '뇌 기반' 점수판이 환경에 의해 혼동되지 않고 성인의 정신 건강을 더 잘 예측할 수 있는지 확인하고자 했습니다. 그들은 영국에서 서로 다른 해에 태어난 네 개의 거대한 집단 데이터를 조사하여, 이 유전적 점수판들이 얼마나 잘 작동하는지 살펴보았습니다. 그들은 정신 건강 진단(우울증이나 ADHD 등)에 기반한 11개의 점수판과 뇌 스캔(다양한 뇌 부위의 부피 등)에 기반한 30개의 점수판에 집중했습니다. 또한 이 점수들이 '양육 환경'(예: 부모 모두와 함께 살았는지 여부, 아버지의 직업 유무, 어머니의 고등학교 졸업 여부 등)과 연관이 있는지도 확인했습니다.
결과는 다소 엇갈렸지만, 매우 명확한 이야기를 들려주었습니다. 연구진은 전통적인 정신 건강 점수판(NPGIs)이 실제로 정신 건강 증상과 연관이 있었지만, 동시에 환경의 영향도 받고 있다는 것을 발견했습니다. 예를 들어 우울증의 경우, 점수의 효과 중 약 1.6%에서 24.5%는 유전이 아니라 실제로 환경에서 기인한 것이었습니다. 이는 점수판이 "그것은 유전자 때문이다!"라고 외치면서도, 동시에 "사실은 동네 영향도 있다!"라고 속삭이는 것과 같습니다. '깨끗한' 대안이 될 것으로 기대되었던 뇌 기반 점수판(EPGIs)은 기대만큼의 역할을 하지 못했습니다. 몇몇 점수판은 특정 집단(예: 여성 또는 중년 남성)에서 정신 건강과 흥미로운 연관성을 보이기도 했지만, 아직 전통적인 것들을 대체할 만큼 강력하지는 않았습니다. 사실, 뇌 기반 점수판은 일관성이 없었습니다. 그들은 테스트된 모든 서로 다른 집단에 걸쳐 정신 건강과 강력하고 신뢰할 수 있는 연결 고리를 보여주지 못했습니다.
연구는 또한 당신이 연구에 누구를 포함하느냐에 따라 모든 것이 달라진다는 사실을 발견했습니다. 만약 부모의 DNA를 모두 사용할 수 있는 사람들(트리오 샘 - 부모-자식 집단)을 대상으로 본다면, 유전적 점수와 환경 사이의 연결 고리는 거의 사라집니다. 하지만 부모의 DNA를 사용할 수 없는 사람들을 포함하면, 그 연결 고리는 훨씬 강해집니다. 이는 환경이 이러한 유전적 점수의 행동 방식에 엄청난 역할을 한다는 것을 시사합니다. 연구진은 뇌 기반 점수판이 유망한 아이디어이긴 하지만, 아직 그 역할을 넘겨받을 준비가 되지 않았다고 결론지었습니다. 전통적인 점수들도 여전히 유용하지만, 우리는 그것들이 순수하게 '유전적'인 것이 아니라 생물학과 우리가 자라온 세상이 뒤엉킨 혼합물이라는 점을 기억해야 합니다. 따라서 다음에 어떤 유전적 점수가 정신 건강을 예측하는 것을 보게 된다면, 그것이 단지 당신의 DNA 지도일 뿐만 아니라 당신의 어린 시절을 찍은 스냅샷이라는 점을 기억하세요.
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