4조 개의 세포가 달라붙고 소통하고 죽음을 조율하는 ...

4조 개의 세포가 달라붙고 소통하고 죽음을 조율하는 것이 인간의 몸이다. 우리 안에 우주가 담겨있다.

인간의 몸에는 거의 4조 개의 세포가 있다. 그 세포들이 모여 크기도, 모 양도, 몸에서의 위치도 다른 여러 기관을 형성한다. 심장이나 간 이나 장을 적절한 크기로 적절한 위치에 만들기 위해서는 증식 하고 죽는 데 규칙이 있어야 한다. 몸은 이런 조직화 덕분에 존재 할 수 있다. 세포는 혼자서 제멋대로 행동하지 않는다. 각 세포의 성장, 죽음, 활동은 기능하는 몸을 만들기 위해 조절된다. 몸 안 의 세포들은 증식이 제한되고 적절한 시점에 죽는다. 이렇게 스스로를 희생함으로써 더 높은 선善, 즉 몸 전체의 원활한 기능에 기여한다.
한 특수한 분자 장치가 세포에게 서로 협력해 몸을 형성하 는 능력을 준다. 세포들은 서로 달라붙을 수 있어야 한다. 세포끼 리 정해진 방식으로 붙지 않으면 몸을 단단하게 유지하기 어렵 다. 예를 들어 피부 세포는 서로 달라붙어 층상 조직을 만들 수 있 는 특별한 기계적 성질을 가지고 있다. 그 조직에 독특한 질감을 주는 것은 세포가 생산하는 콜라겐과 케라틴 등의 단백질이다. 마지막으로, 몸 안의 세포들은 정보를 공유할 수단도 필요하다. 그것이 없으면 증식과 죽음, 그리고 유전자 발현을 조정할 수 없 기 때문이다. 그 수단을 제공하는 것도 단백질이다. 다양한 단백 질이 세포에 메시지를 전달해 언제 어디서 분열하고, 죽고, 더 많 은 단백질을 분비할지 알린다.
이런 일을 가능하게 하는 유전 기구가 바로 5장에서 다룬 유 전자군이다. 그런 유전자군의 각 유전자는 서로 조금씩 다른 단 백질을 만든다. 예를 들어 캐더린cadherin (칼슘 의존성 접착calci-um-dependent adhesion의 줄임말로, ‘타입1 막관통단백질‘이라고도 부른 다옮긴이)이라는 단백질군은 100가지 세포에 존재하며 각각 피부, 신경, 뼈 등 특정 조직에 작용한다. 이 단백질군은 피부를 비롯한 각 조직에서 세포들을 붙이고, 세포끼리 정보를 주고받 는 수단으로도 쓰인다. 이 수단을 통해 세포들은 언제 분열하고, 언제 죽고, 언제 다른 단백질을 생산할지와 같은 정보를 서로 전달한다. - P294

개체의 정의에 끝과 죽음이 들어가는 것은 의미가 있다...

개체의 정의에 끝과 죽음이 들어가는 것은 의미가 있다. 만약 죽음이 없는 무엇이 있다면 그것은 개체를 넘어 모두에게 공유되는 것이다.

개체란 무엇인가라는 물음에 철학자들은 다양한 정의를 제시하지만, 가장 기본적인 의미에서 개체는 시작과 끝을 가지고 있고 탄생과 죽음이 있으며 번식할 수 있는 존재다. - P293

유전적으로 다른 섬에 사는 비슷한 모양의 도마뱀들보다...

유전적으로 다른 섬에 사는 비슷한 모양의 도마뱀들보다 같은 섬에 사는 도마뱀들이 비슷하다.
디른 놈들이 비슷하게 살아가는 것이 아니라, 환경에 적응하며 달라지는 것이다.

윌리엄스의 지도를 받은 내 동료 조너선 로소스 Jonathan Logos는 이 도마뱀들을 연구 대상으로 삼았다. 로소스는 DNA 기법을이용해 다양한 섬에 사는 도마뱀들 사이의 유연관계를 조사했다. 여러분은 도마뱀의 해부학적 특징을 보고 이렇게 예상할지도 모른다. 수관에 사는 머리 큰 도마뱀은 다른 섬들에 사는 머리큰 도마뱀과 가장 가깝고, 마찬가지로 나무줄기에 사는 다리 짧은 도마뱀과 지표 가까이에 사는 다리 긴 도마뱀은 다른 섬들의그런 도마뱀들과 근연일 거라고. 하지만 로소스의 조사에서 밝혀진 사실은 그것과 달랐다. 오히려 각 섬의 도마뱀들은 같은 섬에 사는 다른 도마뱀들과 가장 가까웠다. 섬마다 유전적으로 구별되는 도마뱀 개체군이 살고, 도마뱀의 정착은 섬마다 따로 일어났다. 표류하던 도마뱀들이 언젠가 각 섬에 상륙했고, 각 섬의자손들이 새로운 서식지의 여러 환경 조건에 적응한 것이다. 각섬에서 도마뱀들이 지표, 나무줄기, 나뭇가지, 수관의 생활에 적응해 나간 과정은 다른 섬들과는 독립적으로 진행된 진화 실험이었던 셈이다. - P276

망둥이와 인간이 지능의 차이를 가질 수 있었던 것을 ...

망둥이와 인간이 지능의 차이를 가질 수 있었던 것을 과학자들은 바이러스의 침투 때문이라고 생각한다.

(학습과 기억의 열쇠를 쥔) 아크 단백질은 HIV 같은 바이러스 단백질과 사실상 동일한것이 확실했다. 게다가 두 분자는 행동하는 방식도 같아서 한 세포에서 다음 세포로 소량의 유전 물질을 운반했다. 앞서 보았듯이 신사이틴도 다른 형태로 HIV와 비슷하게 행동한다.
셰퍼드의 연구 팀은 유전학자들의 협조를 얻어 아크 DNA의 서열을 확인하고, 동물계 게놈 데이터베이스를 검색해 아크를 가진 또 다른 동물이 있는지 살펴보았다. 아크 유전자의 서열과 동물계에서의 분포를 추적하는 과정에서 옛날에 일어난 감염의 전모가 드러났다. 육지에 사는 동물은 빠짐없이 아크 유전자를 가지고 있는 반면, 어류는 가지고 있지 않았다. 이 사실은 약3억 7500만 년 전 모든 육생 동물의 공통 조상의 게놈에 바이러스가 침입했음을 의미한다. 나는 최초로 감염된 생물은 틱타알릭의 가까운 사촌이었다고 생각하고 싶다. 그 바이러스는 숙주에 침입하여 어떤 특수한 단백질, 즉 아크의 한 버전을 만들게 되었다. 원래 이 단백질이 하는 일은 바이러스가 세포에서 세포로이동하며 퍼져 나가게 하는 것이다. 하지만 그 바이러스가 물고기 게놈에 침입했을 때의 위치 때문에 뇌에서 발현되어 숙주의기억이 향상되었다. 바이러스에 감염된 개체는 생물학적 재능을선물받은 셈이었다. 바이러스는 해킹되고 무력화되고 길들여져숙주의 뇌에서 새로운 기능을 하게 되었다. 우리가 읽고 쓸 수 있는 것도, 삶의 순간들을 기억할 수 있는 것도, 먼 옛날 물고기가 육지를 처음 밟았을 때 침투한 바이러스 덕분이다. - P241

이 정도면 게놈 스릴러. 태반의 주연 단백질이 바이...

이 정도면 게놈 스릴러.
태반의 주연 단백질이 바이러스의 자식이었다니..

태아와 모체의 경계에 해당하는 태반에서는 어떤 단백질이 매우 특별한 역할을 하고 있다. 신사이틴syncytin이라는 그 단백질은 이 접경지대에 진을 치고 분자 교통경찰로 일하면서 모체와 태 아가 영양분과 노폐물을 교환하는 것을 돕는다. 여러 연구가 보 여 주듯이 이 단백질은 태아의 건강에 필수적이다.

(유전 코드) 데이터베이스 와 대조해 보니 신사이틴은 어떤 동물에 있는 어떤 단백질과도 비슷하지 않았다. 식물이나 박테리아에도 비슷한 단백질이 없었 다. 컴퓨터상에 일치한다고 나온 서열은 놀라운 한편으로 당혹 스러운 것이었다. 신사이틴 서열은 바이러스의 서열과 비슷했 고, 에이즈를 유발하는 바이러스인 HIV와 여러 군데가 동일했다. 도대체 왜 HIV와 같은 바이러스가 포유류의 단백질, 그것도임신에 필수적인 단백질과 비슷할까?
신사이틴을 조사하기에 앞서 연구자들은 먼저 바이러스 전문가가 될 필요가 있었다. 바이러스는 분자 크기의 기생자로 숙주를 속인다. 그것의 게놈은 감염과 번식에 필요한 장치를 제외하고 모든 것이 제거되어 있다. 바이러스는 숙주 세포에 침입하면 핵으로 들어가 숙주의 게놈에 끼어든다. DNA에 잠입하면 숙주의 게놈을 접수해 자신의 사본을 만들고, 숙주의 단백질 대신바이러스 단백질을 생산하기 시작한다. 감염된 숙주 세포는 수백만 개의 바이러스를 생산하는 공장이 된다. HIV 같은 바이러스는 한 세포에서 옆에 있는 다른 세포로 퍼져 나가기 위해 숙주세포들을 이어 붙이는 단백질을 만든다. 이 단백질의 역할은 세포들을 서로 붙여서 바이러스가 이동할 수 있는 경로를 만드는것이다. 이를 위해 그 단백질은 세포 사이의 접경지대에 자리 잡고 교통정리를 한다. 어디서 들어 본 이야기 같지 않은가? 그럴것이다. 신사이틴이 인간의 태반에서 똑같은 역할을 한다는 이야기를 앞에서 했다. 신사이틴은 태반에서 세포들을 이어 붙여 태아 세포와 모체 세포 사이를 오가는 분자들의 교통을 정리한다.
조사하면 할수록 신사이틴은 다른 세포를 감염시키는 능력을 잃은 바이러스 단백질처럼 보였다. 포유류 단백질과 바이러스 단백질이 비슷하다는 이 사실에서 새로운 가설이 도출되었다. 아주 먼 옛날 한 바이러스가 우리 조상들의 게놈에 침입했고, 그 바이러스는 신사이틴의 원형을 가지고 있었다. 하지만 그 바
이러스는 우리 조상들의 게놈을 탈취해 자신의 사본을 무한히 만드는 대신 무력화되어 감염 능력을 잃고 새 주인이 시키는 일 을 하게 되었다. 우리 게놈은 바이러스와의 끝나지 않는 전쟁을 치르고 있다. 이 사례의 경우, 우리가 아직 이해하지 못한 어떤 메커니즘에 의해 바이러스에서 감염에 필요한 부위가 무력화되 었고 이에 따라 바이러스는 태반을 위해 신사이틴을 만드는 일 을 하게 되었다. 즉, 숙주의 게놈으로 신사이틴 단백질을 들여온 바이러스가 숙주의 게놈을 탈취하는 대신 반대로 자신의 게놈을 해킹당해 숙주를 위해 일하게 된 것이다. - P235