과연 퍼루츠가 먼저 그 보고서를 크릭에게 건네줬을까...

과연 퍼루츠가 먼저 그 보고서를 크릭에게 건네줬을까? 퍼루츠는 1969년, <사이언스> 지를 통해 "당시의 나는 미숙했고, 사무적인 절차에 대해서는 둔감했다. 그리고 그 보고서가 극비 문서인 것도 아니었기에 제공해서는 안 될 이유는 없다.
고 생각했다."라고 변명했다.
DNA 나선 구조가 밝혀진 지 거의 10년이 지난 시점인 1962년말, 스톡홀름에서 개최된 노벨상 수상식 단상에는 그 세 명의 공로자가 광채를 발하며 서있었다. 제임스 왓슨, 프랜시스 크릭, 그리고 모리스 윌킨스, 그들에게는 DNA 나선 구조 규명에 대한 공로로 노벨의학생리학상이 수여되었다. 게다가 같은 단상에 단백질 구조를 밝혔다는 공로를 인정받은 맥스 퍼루츠의 모습도 보였다. 그에게는 화학상이 수여되었다. 어떤의미의 ‘공범자들‘ 이 그 자리에 모두 모인 것이다.
가장 중요한 공헌을 해낸 로잘린드 프랭클린의 모습은 찾아볼 수 없었다. 그녀는 그 세 명이 나란히 노벨상을 수상했다는 사실도 영영 모른 채 이미 4년 전인 1958년 1월, 암으로 서른일곱의 생을 마감했던 것이다.
그녀는 연구 테마를 DNA에서 담배모자이크로 바꾸어 죽음 직전까지 연구에 매진했다. 그리고 그 입체 구조를 거의다 해독한 상태였다. 이 연구 역시 연역법적인 논리의 점프를 허용하지 않는 완벽한 귀납적 접근법으로만 진행되었다. 그녀다운 방법이었다.
- P114

슈뢰딩거가 들었던 다른 예는 확산이다. 조금 지루한 설명이 되겠지만 잘 들어주기 바란다.
물을 채운 네모난 용기의 구석에 뭔가 색깔이 있는 물질(여기서는 자주색 과망간산칼륨)을 용해시킨다. 그것을 방치해 두면 확산이라는 상당히 느릿한 과정이 진행된다. 처음에는 한구석에 있던 진한 자주색이 서서히 맑은 물 쪽으로 퍼져 나가다 드디어 골고루 분포하게 된다.
그러나 과망간산칼륨의 입자는 ‘원해서 혼잡한 곳에서 좀더 한가한 곳으로 이동하는 게 아니다. 그런 힘이나 경향이존재하는 것도 아니다.
입자는 물 분자의 충돌에 의해 끊임없이 움직이고 예측할수 없는 방향으로 이동해 간다. 어떤 경우에는 농도가 진한곳으로, 또 어떤 경우에는 옅은 곳으로, 그래도(여기서는 위의 예에서 중력에 해당하는 것이 없음에도 불구하고) 전체를 평균해보면 과망간산칼륨의 입자는 규칙적으로 농도가 진한 쪽에서 약한 쪽으로 흘러간다. 왜 그럴까? 그것은 바로 각 입자가 완전히 제멋대로 움직이고 있기 때문이다. - P122

슈뢰딩거가 왜 이런 현상을 자세히 설명했느냐 하면, 물리법칙은 다수의 원자 운동에 관한 통계학적인 기술이라는 점,
즉 그것은 전체를 평균했을 때에만 얻을 수 있는 근사적인 것에 지나지 않는다는 원리를 확인하고자 했기 때문이다.
- P123

세포 덩어리는 럭비공 같은 방추형이다. 앞으로 어느 쪽이 머리가 되고 어느 쪽이 꼬리가 될지는 이 단계에서 이미 정해져 있다. 이때 머리가 될 부분의 세포에서 비코이드(bicoid)라 불리는 특별한 분자가 방출된다. 그리고 곧 수조 한구석에 떨군 과망간산칼륨처럼 신속하게 퍼지기 시작한다. 비코이드는 발생 단계에서 아주 짧은 순간에만 방출되지만 불규칙한 열운동을 능가하고도 남을 만큼 분자가 많기 때문에 ‘평균하면‘ 머리에서 꼬리에 걸쳐 아름다운 그러데이션을 형성한다.
비코이드는 자신과 접촉을 한 세포에 다음 단계의 분화 명령을 내리는 시그널의 역할을 한다. 그런데 이 부분이 이상하다. 세포에는 분명 비코이드에 대한 감수성에 단계적인 역치(値値, 감각세포에 흥분을 일으킬 수 있는 최소의 자극의 크기 -옮긴이)가 존재할 터인데, 비코이드의 그러데이션에 대해 계단 모양으로 응답하며 각각 분화를 시작한다. 그것이 결과적으로 구더기의 각 분절을 형성하는 것이다.
한편 비코이드의 그러데이션을 럭비공의 등 쪽이라 보면 확산은 세로 방향뿐 아니라 좌우로도 균등하게 이루어진다.
이것이 분화 시그널의 좌우 대칭성을 부여하게 된다.
이런 현상을 직접 확인하면 생물이 나타내는 형태 형식의 근거에는 분자의 확산에서 비롯되는 그러데이션이나 그 공간적인 확대 등 일정한 물리학적인 규칙이 있다는 것을 알 수 있다.
- P128

엔트로피란 난잡함(불규칙성)을 나타내는 척도다. 모든 물리학적 과정에는 물질의 확산이 균일한 불규칙 상태에 이르도록 최대 엔트로피의 방향으로 움직이고, 거기에 도달함으로써 끝난다. 이를 최대 엔트로피의 법칙이라 부른다.
그러나 생물은 자기 힘으로는 움직이지 못하는 평형 상태를 벗어난 것처럼 보인다. 물론 생물에도 죽음이 있고, 그것은 말 그대로 생명이라는 시스템의 죽음, 최대 엔트로피의 상태인 것이다. 그러나 생명은 보통의 무생물적인 반응 시스템이 최대 엔트로피 상태가 되는 것보다 훨씬 긴 시간, 적어도 사람의 경우라면 수십 년 동안 열역학적 평균 상태에 빠지는 경우는 없다. 그동안에도 생명은 성장하고 자기를 복제하고 상처나 질병을 회복시키고 더 오래 산다.
즉 생명은 ‘현존하는 질서가 그 질서 자체를 유지하는 능력과 질서 정연한 현상을 새로 창출하는 능력을 갖고 있다는 말이 된다.
- P130

슈뢰딩거는 더 이상의 것은 말하지 않았다.
그 대신 그는 생명이 엔트로피 증대의 법칙을 거스르고 질서를 구축할 수 있는 방법으로서 ‘부(負)의 엔트로피‘ 라는 개념을 제시했다. 엔트로피가 불규칙성의 척도라면 부의 엔트로피란 불규칙성의 반대, 즉 ‘질서‘ 그 자체인 것이다.
살아있는 생명은 끊임없이 엔트로피를 늘린다. 즉 죽음의 상태를 의미하는 최대 엔트로피라는 위험한 상태로 다가가는 경향이 있다. 생물이 그런 상태에 빠지지 않게 하는, 즉 생존하기 위한 유일한 방법은 주변 환경으로부터 ‘부의 엔트로피 - 질서‘를 섭취하는 것이다. 실제로 생물은 항상 부의 엔트로피를 먹음 으로써 살아있을 수 있다.
- P131

그런 멀리스에 관한 최고의 ‘전설‘은 드라이브 데이...

그런 멀리스에 관한 최고의 ‘전설‘은 드라이브 데이트를 하던 중 PCR을 생각해 냈다는 것이다. 과학계 최고의 홈런왕인 멀리스에게 노벨상을 쥐어준 아이디어가 떠오른 순간이었다. 그는 그 순간을 생생하게 기억하고 있었다.
그는 생명의 본질이 자기 복제 능력에 있다는 것을 알았다.
DNA가 상보적인 두 가닥의 사슬로 이루어져 있다는 것, 그것이 서로 상대방을 거푸집 삼아 복제된다는 것을 알았다. 프라이머라 불리는 짧은 DNA가 복제를 개시한다는 것, 그리고프라이머는 손쉽게 인공 합성할 수 있다는 사실을 알았다. 그러나 이 모든 것들은 당시의 과학자라면 누구나 알고 있던 것들이다. 그러나 바로 그 앞의 안타레스의 잔상을 본 이는 멀리스뿐이었다.
- P86

그런데 너무나 한순간에 그 방법이 떠올랐다. 30억 개의 뉴클레오티드 가운데 한 개의 올리고뉴클레오티드에 결합하는 장소, 천 곳을 알아냈다고 하자. 그렇다면 거기에 또 하나의 올리고뉴클레오티드를 사용하여 다시 한 번 걸러내는 것이다. 첫 번째 올리고뉴클레오티드가 결합한 장소의 하류에 두번째 올리고뉴클레오티드가 결합할 수 있도록 설계하면 된다. 첫 번째 올리고뉴클레오티드가 우선 천 곳의 후보지를 선택한다. 두 번째 올리고뉴클레오티드가 그 중에 단 하나의 정답을 골라낸다. 그리고 DNA가 자신을 복제하는 능력을 이용하면 되는 것이다.
(중략)
"야호"
나는 환호하며 가속 페달에서 발을 뗐다. 차는 하행 커브의 갓길에서 멈췄다. 길 옆 언덕에 늘어져 있는 커다란 칠엽수가지가 제니퍼가 앉아있던 옆자리 조수석 창을 간질이고 있었다. (중략) 그녀는 졸면서 조금씩 몸을 뒤척였다. (중략) 제니퍼가 빨리 가자고 했다. 내가 말했다. 굉장한 걸 발견했어.
그녀는 하품을 하더니 창에 머리를 기대고는 다시 잠들었다.
우리는 128번 도로 75킬로미터 지점에 서있었다. 동시에, 앞으로 다가올 PCR 시대의 바로 앞에 서있었다. (출처 앞의 책과같음) - P88

그래서 <네이처>나 <사이언스> 등 저명한 과학 잡지뿐 아니라 논문 발표의 장이 되고 있는 대부분의 전문지는 피어 리뷰(peer review, 동료 검토)라는 방식으로 게재 논문 채택을 결정한다. 피어는 동업자라는 뜻이며, 누군가가 특정 전문 분야의 논문을 투고하면 전문지 편집 위원회는 그 분야의 전문가인 피어에게 논문 심사를 의뢰한다는 것이다. 피어는 논문의 가치를, 그 신규성, 실험 방법, 추론의 타당성 등에 대해 판정하고 편집 위원회에 채점 결과를 알린다. 위원회는 그 판정에 근거하여 논문을 게재할 것인가 말 것인가를 결정한다. 사전청탁이나 정실이 불가능하도록 누가 피어가 될지는 편집 위원회의 기밀 사항에 부치고 논문 저자에게도 알리지 않는다.
- P90

셰이커하이츠 시에 사는 모든 이는 그해 여름 리처드...

셰이커하이츠 시에 사는 모든 이는 그해 여름 리처드슨 씨네 아이들 중 막내인 이저벨이 어쩌다 정신이 나가 집을 태워버렸는지에 대해 수군거렸다. 봄 내내 어린 미라벨 매컬러 혹은 메이 링 초우 - 어느 편이느냐에 따라 이름을 달리 불렀다 ㅡ에 관한 소문이 돌았다. 그리고 이제 드디어 새롭고 충격적인 토론거리가 생겼다. 5월 그날, 토요일 정오가 조금 지난 시각 하이넨스 슈퍼마켓에서 식료품 카트를 밀며 장을 보던 사람들은 소방차 여러 대가 요란하게 사이렌을 울리며 쏜살같이 오리 연못 쪽으로 달려가는 소리를 들었다. 열두시 십오 분쯤 되자 파크랜드 드라이브에는 소방차 네 대가 아무렇게나 일렬로 주차되어 있었고 리처드슨 씨네 집의 침실 여섯 개는 모두 불타고 있었다.  - P5

부부와 딸이 안식 휴가에서 돌아왔을 때 펄은 햇볕에 그을린 피부에 말랐지만 탄탄한 몸매를 가진 이제 옷장 속에 있는 드레스를 입기에는 훌쩍 커버린 그 여자애를 쳐다볼 수 없었다. 다음 팔 개월 동안 머물게 될 라파예트로 가는 내내 펄은 엉엉 울었다. 수집품에서 훔쳐온, 앞발을 들고 펄쩍 뛰어오른 모습의 팔로미노(갈기와 꼬리는 흰색이고 몸은 크림색이나 황금색인 말) 조각상도 아무런 위로가 되지 못했다. 초조하게 기다려봐도 물건이 없어졌다는 항의가 전혀 없었기 때문이다. 가진 게 너무 많아서 무엇이 없어졌는지도 알아채지 못하는 사람의 물건을 훔치는 것보다 더 싱거운 일이 어디 있을까?  - P32

펄은 무디를 거의 노려보는 것이나 마찬가지로 빤히 바라보았다. 무디는 펄의 눈동자를 보았다. 적갈색이라고 생각했는데 이제 보니 짙은 청록색이었다. 그 순간 갑자기 무디는 그날 아침에 벌어진 일을 명확히 이해하게 되었다. 무디의 인생은 그날 아침 이전과 이후로 나뉘었으며 무디는 늘 두 인생을 비교할 것이었다.
무디가 물었다.
"내일 뭐 해?"
- P33

허리케인 철이 곧 시작되겠군. 나는 생각했다. 나무...

허리케인 철이 곧 시작되겠군. 나는 생각했다. 나무들이 뿌리를 깊게 박고 태풍과 싸울 준비를 하고 있는 것이 보인다.
그러나 무슨 소용이다. 태풍이 오면 그들은 다 휩쓸려 날아가버릴 것을, 그러나 대왕야자들은 굳건히 서서 버틴다고 한다. (앙투아네트가 말해 주었지.) 가지들을 모두 떨어뜨리고, 키큰 갈색의 기둥처럼 당당히 서 있다고 한다. 괜히 대왕야자라고 불리겠어? 대나무들은 쉬운 방법을 택한다. 그들은 땅으로 몸을 굽히고 끽끽 소리를 내며, 살려 달라고 신음하고 울면서 몸을 납작 엎드리고 눕는다. 오만방자한 바람은 이런 비천한것들을 거들떠보지도 않고 지나간다.(살게 내버려 둬) 으르렁거리고, 소리치며, 웃어대면서, 거친 바람은 지나가 버린다.
그러나 그런 얘기는 다 몇 달 후의 일이다. 지금은 영국의 여름 날씨처럼 너무나 시원하고, 또 회색빛이다. 그러나 나는 나의 복수와 허리케인을 연관지어 생각한다. 온갖 단어들이 내 머릿속을 빠르게 스쳐간다. 연민이라는 단어가 그중 하나다. 그 단어가 내 마음을 편치 못하게 한다. 돌풍 속을 걸어가는 발가숭이 갓난아이와 같은 연민.
- P231

나는 산들도 언덕들도 강들도 비도 증오하고, 그 색깔이 무엇이든 간에, 황혼도 증오한다. 나는 이곳의 아름다움도 마력도 그리고 내가 결코 알아낼 수 없는 비밀도 증오한다. 나는 이곳이 보여 주는 아름다움 속에 내재한 무관심도 잔인성도 증오한다. 무엇보다도, 나는 이 여자를 증오한다. 왜냐하면 이 여자는 그 마력과 아름다움의 일부이기 때문이다. 그녀는 나를 목마른 상태로 남겨 놓았다. 내 온 인생은, 발견하기도 전에 이미 상실한 것을 그리워하고 목말라하는 그런 인생이 될것이다.  - P242

 그레이스에게는 이 말을 하지 않을 거다. 그녀의 이름이 그레이스여서는 안 돼, 이름이라는 건 중요하니까. 그 남자가 나를 앙투아네트라고 부르지 않자, 나는 앙투아네트가 창문을 통해 슬그머니 날아가 버리는 것을 보았어. 앙투아네트의 향기도, 옷도, 거울도 모두 사라져버리는 것을 나는 보았거든.
- P248

그레이스가 비웃었다.
바닥에 흐트러진 내 빨간 드레스를 보고 있자니 불이 바닥 여기저기로 퍼져 나가는 듯 느껴졌다. 그 모습은 너무도 아름다웠다. 화염은 내가 무엇을 해야만 하는지를 가르쳐주려는듯했다. 내가 무엇을 해야만 하는지 나는 곧 기억하게 될 거야. 나는 생각했다.
- P257

 나는 아주 오랜 시간 동안 기다렸다. 그녀가 코를 고는 소리를 들은 후, 나는 침대에서 일어나 열쇠를 집어 들고 잠긴문을 열었다. 그리고 촛불을 들고 복도로 나왔다. 이제 드디어 나는 내가 왜 여기에 끌려왔는지를 알게 되었고, 무엇을 해야만 하는지도 알았다. 바람이 어디서 불어왔는지 촛불이 깜박거렸고, 나는 촛불이 꺼졌다고 생각했다. 그러나 내가 손으로 바람을 막아주자 촛불은 다시 살아나 타오르기 시작했다. 내가 가는 이 캄캄한 길을 밝혀 주기 위하여.
- P261

과학자들은 병원체에 국한하지 않고 일반적으로 세포에 ...

과학자들은 병원체에 국한하지 않고 일반적으로 세포에 대해 촉촉하고 말랑말랑하며 대략 형태는 있으나 미묘하게 제각각인, 연약한 원형의 것이라 생각했다. 그런데 바이러스는 달랐다. 그것은 마치 M. C. 에셔(Maurits Cornelius Escher, 1898~1972,
네덜란드의 판화가 ― 옮긴이)의 작품처럼 훌륭한 기하학적 아름다움을 지녔다. 어떤 것은 정이십면체 같은 다각형이기도했고, 어떤 것은 누에고치처럼 개체가 나선 모양으로 켜켜이쌓인 구조체, 또 어떤 것은 무인 화성 탐사선 같은 기계 모양이었다. 그리고 같은 종류의 바이러스는 반드시 똑같은 모양이었다. 거기에는 크기나 개성 같은 차이가 존재하지 않았다.
왜 그럴까? 그것은 바이러스가 생물이 아니라 어디까지나 물질에 가까운 존재이기 때문이다.
- P33

물론 에이버리도 이 사실을 알고 있었다. 그러나 그의 실험데이터가 나타내고 있는 사실은 유전자가 단백질이라는 예측과는 다른 것이었다. 에이버리도 S형 균에서 여러 가지 물질을 추출하여 어느 것이 R형 균을 S형 균으로 변화시키는지 면밀히 검토했다. 그 결과, 남은 후보는 S형 균체에 포함되어있던 산성 물질, 즉 DNA 였다.
핵산은 고분자이기는 하지만 단 네 개의 요소만으로 구성되어 있는, 어떤 의미에서는 단순한 물질이다. 그러므로 거기에 복잡한 정보가 담겨있으리라고는 아무도 생각하지 않았다. 오늘을 살고 있는 우리는, 0과 1이라는 두 숫자만으로도 복잡한 정보를 기술할 수 있고 오히려 그 편이 컴퓨터를 고속으로 움직이기에 좋은 조건임을 알고 있다. 그러나 당시의 생물학자 중에 정보의 코드(암호)화에 대해 이런 생각을 한 이는 없었다. 에이버리도 자신의 실험 결과에 반신반의했다. 몇번이고 실험을 반복하면서 다양한 각도에서 재검토했지만 결과는 단 한 가지 사실만을 말하고 있었다.
유전자의 본체는 DNA다.
- P43

지금까지는 잘 듣던 항생물질이 약효가 없어졌다는 것은 그 항생물질이 무력화되었다는 얘기다. 내성균은 항생물질을 분해하거나 다른 무해한 물질로 변화시켜 버린다. 즉 새로운 능력(=형질)을 획득하는 것이다. 이런 능력은 다른 세균 사이에서도 급속히 확대된다. 이런 현상이 일어나는 것은 세균들끼리 DNA를 주고받기 때문이라고 알려져 있다.
내성균에서 비내성균으로 DNA가 전달되면, 즉 유전자가 수평으로 이동하면 비내성균은 내성균이 된다. 이는 에이버리의 실험, 즉 병원형인 S형 세균의 DNA가 비병원형인 R형세균에 주입되면 R형이 S형의 형질을 획득하여 병원형이 되는 것과 같은 현상이다. 에이버리의 실험은 자연계 안에서도 일어나고 있는 현상인 것이다.
- P55

그러나 지급 중요한 것은 나선 구조 그 자체보다 DNA가 쌍으로 존재한다는 사실이다. 이는 생물학적으로 어떤 의미를 가질까? 답은 다름아닌 "정보의 안정화를 담보한다." 이다.
DNA가 상보적으로 대칭 구조를 취하고 있으면, 한쪽 문자열이 정해지면서 다른 쪽도 의무적으로 정해지게 된다. 혹은두 가닥의 DNA 사슬 가운데 어느 한쪽을 잃어버려도 다른한쪽을 모체 삼아 쉽게 복구가 가능하다.
DNA는 자외선이나 산화적 스트레스를 받으면 배열이 깨지는 경우가 있다. ATAA라는 부분 배열이 없어졌다 해도 상보적인 다른 한쪽의 사슬에 TATT라는 구조가 보존되어 있다면 자동적으로 구멍을 메울 수 있다. 사실 DNA는 일상적으로 손상되고 있으며 일상적으로 복구되고 있다. 이렇게 정보를 보유하고 유지하기 위해 생명은 일부러 DNA를 쌍으로 갖고 있는 것이다. 그 중 한 가닥은 예를 들면 this is a pen 이라는 정보가 그대로 배열된 사슬, 즉 센스(의미)사슬이다. 그리고 또 다른 한 가닥은 이 센스 사슬의 보디가드(혹은 반사경)사슬, 즉 안티센스사슬이다.
- P64