사람의 머리 색깔이 다른 것은 털을 만드는 기관 모낭(毛囊, hair follicle)의 색소가 다르기 때문이다. 모낭의 색소가 다른 것은 흑갈색을 띄는 유멜라닌(eumelanin), 적색에서 노란 색까지의 밝은 색을 나타내는 페오멜라닌(pheomelanin) 때문이다.

유전학적으로 유멜라인이 많이 포함돼 있으면 검은 색 모발이, 페오멜라닌이 많이 포함돼 있으면 노란 색에서부터 적갈색 모발이 만들어진다. 대체적으로 검은 모발을 가지고 있는 사람일수록 두피 속에 더 많은 수의 모낭을 지니고 있는 것으로 나타나고 있다.

유멜라닌과 페옵멜라인 이 두 종류의 멜라닌이 섞여 있을 때는 두 종류의 색소가 결합돼 다양한 색깔을 만들어낸다. 이에 따라 독특한 색깔의 소수민족, 가문이 탄생할 수 있고, 성별·나이 등에 따라 특이한 색깔의 머리카락이 생성될 수 있다.

모발 색깔 결정하는 124개 유전자 발견

모발 색깔이 유전적 요인에 의해 결정된다는 사실은 쌍둥이 연구에서 이미 밝혀진 바 있다. 연구 결과 쌍둥이의 머리카락 색깔이 97% 일치하고 있는 것으로 나타났다. 과학자들은 어떤 유전자로 인해 색깔이 결정되는지 주목했다.

그리고 13개의 유전자를 찾아냈다. 이들 유전자들은 개인에 따라 서로 다른 머리카락 밝기를 조절하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 이들 유전자만으로 머리카락 색깔이 어떻게 유전되고 있는지 명확히 설명할 수 없었다.

이 문제를 영국 킹스칼리지런던(King’s College London), 네덜란드 에라스무스 병원 연구팀이 해결했다. 17일 ‘가디언’, ‘사이언스 데일리’ 등 주요 언론들은 KCL 연구팀이 유전자분석을 통해 머리카락 색깔을 90%까지 사전 예측하는데 성공했다고 보도했다.

법의학자로 구성된 연구팀은 유전자 분석을 위해 그동안 발견한 새로운 유전자 표지(genetic markers)를 대상으로 테스트를 진행해왔다. 그리고 기존의 법의학 테스트에서 밝혀낸 예측 결과를 10~20% 더 업그레이드할 수 있었다.

수석 논문 저자인 킹스칼리지런던의 법의학자 팀 스펙터(Tim Spector) 교수는 “어떤 범죄자가 현장에 피의 흔적을 남겨놓았을 경우 DNA, 분석을 통해 그 사람의 머리카락 색깔이 검은지, 아니면 붉은지 그 색깔을 90%까지 밝혀낼 수 있다.”고 밝혔다.

이 논문은 16일 ‘네이처 지네틱스’에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Genome-wide association meta-analysis of individuals of European ancestry identifies new loci explaining a substantial fraction of hair color variation and heritability’이다.

KCL 연구팀은 이번 연구를 위해 30만 명에 달하는 사람들의 DNA를 분석했다. 그리고 머리 색깔을 결정하는 데 영향을 미치는 124개의 유전자를 찾아냈다. 이들 유전자들은 멜라닌 색소 등 생물학적 메커니즘을 결정하는 유전자들이다.

남성은 짙은 색, 여성은 옅은 색 타고 나 

연구팀은 새로 발견한 유전자 분석을 통해 35%의 갈색 모발, 25%의 블론드 모발, 26%의 검은색 모발 생성과정을 설명할 수 있었다. 100여 개의 유전자가 영향을 미치면서 머리 색깔을 만들어내는 매우 미묘한 과정이었다.

이와 함께 연구팀이 주목한 것은 어린아기의 모발 색깔이 성장하면서 변화하는 과정이었다.  태어난 아이들이 자라면서 머리색깔이 갈색으로 바뀌었는데 이 역시 유전자의 영향인 것으로 추정했다. 그러나 어떤 과정을 통해 이런 일이 벌어지는 지 알아낼 수 없었다.

연구에 참여한 에라스무스 병원 만프레드 카이저(Manfred Kayser) 박사는 “현재 모발 색깔 변화의 원인을 알아내기 위해 다양안 분석과 연구를 진행하고 있지만 아직까지 새로운 사실은 밝혀지지 않았다.”고 말했다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 영국 바이오뱅크(UK BioBank)와 미국 유전체 기업인 23andMe로부터 제공받은 유전자를 분석하고 있는 것으로 알려졌다. 그러나 연구 과정에서 이전에 몰랐던 새로운 사실을 발견했다.

여성의 유전자가 남자보다 25% 이상 블론드에 가까운 색상을 띠고 있다는 것. 이는 성에 따라 머리 색깔이 사전 결정돼 있다는 것을 말해주는 것이다. 카이저 박사는 “124개 유전자 분석을 통해 그동안 몰랐던 새로운 사실이 밝혀지고 있다.”고 말했다.

그동안 사람들은 광학적인 식별 방식에 의해 자신의 모발 색깔을 판단해왔다. 대표적인 경우가 모발과 관련한 성적 매력이다. 관련, 많은 여성들은 검은 모발의 남성을, 많은 남성들이 블로드 모발을 선호한다고 여겨왔다.

그러나 어째서 이런 일이 일어나는지 그 원인이 밝혀지지 않고 있다. 카이저 박사는 “쉽지 않은 일이지만 유전자 연구를 통해 남녀 간의 성적 매력과 모발 색깔이 어떤 상관관계가 있는지 밝혀낼 수 있을 것”으로 보고 있다.

KCL과 에라스무스 병원의 이번 연구 결과는 모발뿐만 아니라 피부암 등과 관련된 질병 치료에도 빛을 던져주고 있다. KCL 스펙터 교수는 “모발 색깔을 결정하는 이들 유전자가 피부와 관련된 질병을 극복할 수 있는 면역력을 높이는데 영향을 미치고 있다.”고 말했다.

“이들 유전자의 속성을 이해할 경우 성형 수준을 넘어 그동안 치료가 힘들었던 불치병 치료에 도움을 줄 수 있을 것”으로 내다봤다. 이번 연구 결과는 뷰티 산업에서 중요한 영역인 모발 미용에 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상되고 있다.

필요할 경우 모발 색깔을 바꾸는 유전자 교정이 가능해진다. 관계자들은 향후 연구 결과에 따라 의료계는 물론 성형 분야, 더 나아가 뷰티 산업 분야 등에 광범위한 영향을 미칠 수 있을 것으로 보고 있다.