위대한 세포

위대한 세포 - 노벨상을 받은 놀라운 발견들
금동호 지음 / 해나무 / 2019년 4월

<위대한 세포>는 세포가 주인공이에요.

수많은 노벨 생리의학상 수상자들의 연구 중에서 '세포의 일생'이라는 주제에 맞는 14가지를 골라 소개한 책이에요.

일반인들에게는 다소 어려운 생명과학의 세계를 좀더 쉽고 재미있게 알려주는 책이에요.

우리 몸속 세포가 살아가는 방식이 우리의 삶과 닮았다는 사실은 신기하고 놀라워요.

우선 세포의 탄생을 엿볼 수 있는 체외수정 시술에 관한 이야기로 시작해요. 체외수정 시술에 의한 아기의 탄생 과정은 과배란 유도, 난자 채취, 체외수정, 수정란(배아) 배양, 배아 이식, 황체기 보강, 임신 관리라는 순서를 따르는데, 수정까지의 과정이 엄마 뱃속이 아닌 체외에서 이뤄진다는 것을 제외하면 기본적으로 일반적인 아기의 탄생 순서와 같아요. 물론 체외수정 시술에 따른 여러 문제점들을 무시할 수는 없어요. 다둥이 임신, 배란유도 주사로 인한 부작용, 과배란에 따른 여분의 수정란 처리 문제, 난자 혹은 정자의 불법매매, 유전자 조작 기술을 이용한 맞춤형 아기의 탄생 등 사회적 논의와 법체계가 필요한 것 같아요.

인간이 발견한 생명체의 특성은 세포로 이루어져 있으며, 태어나서 자라고 자손을 남기며(성장, 생식) 에너지 대사를 통해 생명을 유지하고, 물질대사를 통해 필요한 물질을 만들어요.(에너지 대사, 물질대사) 내부 환경을 일정하게 유지하는 항상성을 가지지만 외부환경에 대해서도 반응하고 적응하면서 진화해요.(항상성, 적응, 진화)

분자 수준에서 살펴보면, 이러한 특징을 가진 생명체는 모두 유기물로 구성되어 있으며 DNA를 생명 활동의 기본 정보로 사용해요. 바이러스는 DNA 또는 RNA를 가지고 있지만 에너지 대사와 물질 대사를 하지 않기 때문에 과학계에서는 생명체의 범주에 포함시키지 않았어요.

분자생물학은 생명현상의 본질을 분자 수준에서 연구하는 학문이에요. 가장 단순하게는 유전자로부터 단백질이 만들어지는 과정에 대한 학문이라고 정의할 수 있어요. 유전자는 정보이고 단백질은 정보에 의해 생긴 결과물에 해당하는데, 단백질은 생명현상 대부분을 담당해요. DNA로부터 mRNA가 만들어지는 전사 과정과 mRNA로부터 단백질이 만들어지는 번역 과정을 통틀어서 유전자 발현이라고 해요.

중요한 사실은 유전자가 있다고 해서 반드시 단백질이 만들어지지 않는다는 점이에요. 단백질을 만드는 정보를 가진 부분을 (좁은 의미로) 유전자라고 부르고, 단백질 합성 정보를 가지고 있지 않은 '쓸모없는 DNA를 보관하고 있다'는 의미로 정크 DNA라고 해요. 그러나 최근에는 정크 DNA에 숨겨져 있는 또 다른 기능에 관한 연구도 활발히 진행되고 있어요.

또한 DNA로부터 mRNA가 만들어지는 과정에서 신호전달 이상 때문에 심각한 질병을 일으키게 돼요. 이러한 질병을 치료하는 대부분의 약은 차단된 신호를 전달하게 하거나 잘못된 신호를 차단하는 역할을 해요. 만성골수성백혈병을 치료한느 글리벡이 신호전달을 차단하는 대표적인 약이에요.

이렇듯 유전자는 노벨 생리의학상의 내용을 이해하기 위해서 반드시 알아야 할 개념이에요.

대부분의 생명현상이 유전자를 중심으로 일어나며, 많은 노벨 생리의학상이 중요한 생리 기능을 담당하는 유전자를 발견하거나 유전자로부터 만들어진 단백질의 기능을 밝힌 과학자에게 주어졌어요.

이 책에서도 세포분열 주기를 조절하는 유전자, 일주기리듬을 조절하는 유전자, 분화 및 역분화를 유도하는 유전자, 자살 유전자, 노화 유전자 등 다양한 유전자에 관한 이야기를 소개하고 있어요. 유전자 교정 혹은 유전자 편집은 질병의 치료적 측면에서는 굉장히 획기적 기술이지만 심각한 윤리적 문제를 초래하기 때문에 좀더 신중한 접근이 필요한 것 같아요. 어쩌면 SF 영화에서 봤던 암울한 미래가 현실이 될지도 모를 일이에요.

그런 면에서 이 책은 세포의 일생을 이해하는 과정을 통해 생명과학에 관한 공부뿐 아니라 과학윤리까지 고찰해보는 매우 의미있는 시간이었어요.