“당신은 DNA 염기서열 그 이상의 무언가를 자손에게 전달할 수 있다. 후성유전학은 유전학 중에서도 정말로 우리를 흥분시키는 분야다.” -제임스 왓슨 우리는 유전자에 새겨진 운명을 바꿀 수 있을까? 바꿀 수 있다면 어떻게 가능할까? 후성유전학은 유전자 발현을 조절하는 우리 몸의 시스템을 밝히는 유전학의 한 분야다. 주로 타고난 유전자의 변화 없이도 환경과 경험에 따라 형질이 달라지고 그 형질이 유전되는 현상을 연구한다. 후성유전학 연구가 본격화된 이후 생물학과 유전학의 판도는 뒤바뀌고 있다. DNA 구조를 풀어 노벨상을 수상한 제임스 왓슨 박사는 후성유전학에 대해 “당신은 DNA 염기서열 그 이상의 무언가를 자손에게 전달할 수 있다. 후성유전학은 유전학 중에서도 정말로 우리를 흥분시키는 분야다”라고 감탄하기도 했다. 유전자를 조절하는 스위치이자 우리의 운명을 바꿀 수 있는 스위치인 후성유전 연구는 지금 어디까지 와 있을까? 연세대학교 시스템생물학과 교수로 오랜 시간 후성유전학 강의를 진행한 저자 장연규는 이 책을 통해 후성유전학의 기본 원리를 상세하게 알려주는 동시에 최신 연구 결과들의 동향과 전망에 대해 소개한다. 후성유전은 생명체가 태어나고 성장하며 자손을 남기는 등 우리 몸의 수많은 과정에 개입하는 생명 현상의 하나다. 그래서 『유전자 스위치』를 접하는 독자들은 후성유전학뿐만 아니라 우리 몸이 작동하는 다양한 원리와 신비에도 접근할 수 있다. 무엇보다 이 책은 읽기 쉽게 쓰였다. 모든 이들이 즐길 수 있도록 생물학의 기본적 개념인 유전자의 원리부터 복잡한 분자 수준의 후성유전 작용까지 순차적으로 설명한다. 유전자의 형태와 구조 그리고 후성유전이 영향을 끼치는 각각의 과정과 작동은 삽화로도 표현되어 이해에 도움을 준다. 단 한 권의 책으로 후성유전을 이해하고 싶다면 『유전자 스위치』는 가장 이해하기 쉽고 충실한 가이드가 되어줄 것이다.

장연규( 저자)

연세대학교 시스템생물학과 교수로 재직중이다. 서울대학교에서 분자세포생물학 연구로 박사 학위를 받고, 미국 노스캐롤라이나 주립대에서 유전자와 환경의 상호작용 모델로 DNA 회복 기작 연구를 이어갔다. 1998년에 염색질 구조와 기능에 대한 궁금증을 풀고자 후성유전학 연구를 시작했으며, 주로 고도로 압축포장 된 이질염색질 구조가 어떻게 형성되는지를 연구했다. 2002년부터는 국립암센터 연구소의 책임연구원으로 후성유전 조절과 암 발생의 관련성을 연구했다. 연세대학교로 옮긴 후 배아줄기세포의 분화 과정과 후성유전의 연관성을 연구했으며, 여기서 얻은 영감으로 항암제 내성과 암 재발의 주요 원인인 암 줄기세포의 특성과 기능에 후성유전 조절 시스템이 어떻게 연관되는지를 연구하고 있다. 또한 암 줄기세포에 선택적으로 작용하는 약물 개발에도 기여하고 있다. 한국분자세포생물학회에서 에피유전체학분과장을 지낸 바 있다.

추천의 글　ㆍ 005
서문　ㆍ 008

1?부　후성유전이란?
1장?라마르크의 귀환, 후성유전　ㆍ 017
라마르키언, 라마르크의 후계자들?｜?후성유전학의 등장?｜?획득형질 유전의 증거
2장?디지털 암호로 된 DNA 속의 유전정보　ㆍ 040
DNA 속의 유전정보를 읽어내는 과정?｜?DNA에 유전정보를 저장하는 방법?｜?DNA 유전정보로부터 단백질을 만드는 원리
3장?DNA의 포장 시스템　ㆍ 057

2?부　같은 DNA, 다른 운명
4장?일란성 쌍둥이는 완전히 똑같을까?　ㆍ 069
5장?우리 몸을 만드는 세포의 탄생 비밀　ㆍ 077
6장?유전자와 형질의 일반적인 관계　ㆍ 088
나비의 날개 색깔로 살펴본 유전자와 형질의 관계도?｜?유전자의 존재감을 부각하는 형질들
7장?DNA는 우리의 운명이라는 등식을 깨는 미스터리들　ㆍ 102
유전자와 환경의 상호작용이 만드는 신기한 표현형?｜?후성유전적 작동 시스템과 연관된 표현형?｜?후성유전적으로 설명되지 않는 미스터리 표현형

3?부　후성유전으로 풀어낸 생명 현상
8장?DNA 포장 시스템의 특별한 사용설명서　ㆍ 123
이질염색질 연구의 시작과 최대 전환점?｜?압축포장의 결과물인 이질염색질의 종류와 역할?｜?이질염색질을 만드는 압축포장 기술의 원리
9장?종 보존을 위한 분자저울　ㆍ 154
성 결정 시스템과 분자저울의 상관관계?｜?생물종에서 발견되는 다양한 분자저울 시스템?｜?포유류에서 압축포장 된 성염색체의 발견과 의미?｜?포유류 분자저울 시스템의 원리

4?부?새롭게 밝혀진 질환의 원인, 후성유전 오류
10장??단성생식을 막아라　ㆍ 177
생쥐 모델에서의 각인 현상?｜?각인과 연관된 사람의 유전질환
11장??세포기억 시스템의 기적　ㆍ 197
초파리 모델의 개체 발달 과정?｜?개체 발생의 기적을 가져다준 세포기억 시스템
12장??우리 몸속의 암세포를 찾아서　ㆍ 211
암세포의 기본 특성과 발생 원인?｜?후성유전적 오류에 의한 돌연변이?｜?후성유전학에서 찾은 암 치료의 새로운 길?｜?암 환자 생존율 개선을 위한 새로운 전략

나가며: 생물학 연구의 블루오션, 후성유전학　ㆍ 234

에필로그　ㆍ 242
추위를 견뎌내야만 꽃을 피우는 식물의 비밀?｜?세포기억 시스템의 오류와 암 발생?｜?후성유전으로 풀어본 노화와 식생활 상식?｜?생체시계를 관리하는 후성유전?｜?장내미생물-숙주세포 상호작용도 후성유전적 변화가 동반된다?｜?후성유전이란 극장의 레드 카펫을 빛내는 비암호화 RNA

감사의 글　ㆍ 266
참고문헌　ㆍ 268