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동적평형 - 읽고 나면 세상이 달라져 보이는 매혹의 책
후쿠오카 신이치 지음, 김소연 옮김 / 은행나무 / 2010년 3월
평점 : 
우리가 평소에는 몸의 동역학이나 운동학적인 원리와 생물학적인 개념에 대해서는 깊이 생각하지 않고 사는 편입니다. 그렇게 하루하루를 쉽게 살고 있지만, 우리 몸이 시간에 적응하는 물리학, 생물학적인 원리와 개념을 생각해 보기라도 하려면 까마득한 것이 머리가 다 아파집니다. 하지만 우리 몸의 신비한 능력을 알고 나면 신기하면서도 재미있기도 합니다.
조금더 구체적으로 말하면, 과학, 아니 생물학의 원리는 신비하면서도 어렵습니다. 특히 분자생물학이나 세포생물학의 차원에서 움직이면서 평형을 유지하는 생명의 놀라움이란 것은 더 어렵게 생각됩니다. 그런데 이 ‘동적 평형’ 상태에서 유지되는 생명의 위대함과 신비에 대해 이해하기 쉽고 친절하게 설명하는 과학 관련 책 한 권을 만났습니다.
움직이는 평형 상태의 생명 흐름과 분자생물학의 위대함
명쾌한 개념 설명에 문학적 감수성과 철학적 깊이가 독자를 사로잡는 책입니다. 지은이 '후쿠오카 신이치'는 1959년에 도쿄에서 태어나 교토대학을 졸업하였습니다. 미국 록펠러대학과 하버드대학 의학부 연구원, 교토대학 조교수 등을 거쳐 현재는 아오야마가쿠인 대학 분자생물학 교수로 재직하고 있습니다.
저서로는 고단샤 출판문화상 과학출판상을 수상한 '프리온설은 사실일까?'와 '소고기 안심하고 먹어도 되나?', '동적 평형' 등이 있습니다. 또한 2006년 제1회 과학저널리스트상을 수상했으며, 2007년에는 '생물과 무생물 사이'로 제29회 산토리학예상을 수상하였습니다.
전체적으로 크게 8단원으로 구성되어 있습니다. 생명 현상의 신비, 즉 분자생물학의 원리와 개념에 대해 설명하고 있는데, 그 첫 번째 호기심으로 우리 뇌의 '편견', 즉 '착오'에 대해 시작합니다. 제1장, "뇌에 장착된 '편견', 사람은 왜 '착오'를 일으키는가"에서는, 인간이 기울이는 '주의'나 '의식', '기억' 물질에 대해 이야기합니다. 이는 모두 뇌의 작용에 의한 것인데, 우선 기억은 뇌 안의 해마 영역에 저장되어 있다는 것이며, 마치 컴퓨터의 기억처럼 '어떤 특정 기억이 특별한 분자의 형태를 띠고 해마에 있는 뇌세포 안에 머물러 있는 것'이라고 가정합니다. 그러나 사람의 기억은 '상기된 순간에 만들어지는 무언가'라고 말하며, 정확히 말하면 세포와 세포 사이에 기억된다고 설명합니다.
또한 신경세포들이 '펩티드'라는 전달 물질(분자)들을 통하여 정보를 전달하며, 곧 이 '아미노산의 배열'을 정하고 밝히는 일이 뇌의 기억 체계를 해독하고 알아내는 비밀이 됩니다. 이 단백질의 신진대사 속도는 나이를 먹어감에 따라 확실히 늦어지기 때문에 체내시계 속도 감지능력도 주관적으로 늦어지는 '편견'이나 '착각'이 생깁니다. 태아기의 인간의 뇌가 막 만들어질 무렵에는 신경 세포(뉴런)는 가능한 최대로 복잡한 회로망으로 연결(시냅스)되어 있는데, 그 다음 환경에 노출되고 다양한 자극을 만나면 이때 사용된 회로는 두껍고 강해지며, 거꾸로 사용되지 않은 회로는 연결고리가 끊겨 소멸되는 방식으로 세상의 다양성에 적응합니다.
제2장, "당신은 '당신이 먹은 것'이다, 소화 = 정보의 해체"에서 지은이 후쿠오카 신이치는, 식물이든 동물이든 음식으로 섭취를 하면 '소화' 과정을 통하여 다른 생물의 일부였던 단백질의 정보, 즉 20가지 아미노산의 결합으로 이루어진 고분자 화합물의 형태로 흡수되어 그 흔적을 알 수 있을 뿐만 아니라, 생명의 기능을 지탱하고 유지한다고 설명합니다. 그리고 아미노산의 형태로 음식이 분해되고 흡수되지 않는 한, 우리 위의 내부는 우리 '신체의 외부', 즉 '채외'일 뿐, 우리 소화관은 피부가 안으로 함몰된 속이 빈 구조체라고 강조합니다.
그러므로 소화활동, 즉 생명활동이란 아미노산으로 분해된 단백질이 소화관 벽을 통해 체내의 혈류를 타고 각 세포로 흡수되어 새로운 단백질로 재합성되는 과정이며, 합성과 분해라는 동적인 평형 상태의 유지가 곧 생명현상이라고 정의하고, 생명관의 패러다임을 전환시킬 필요가 있다고 설명합니다. 더불어 피부가 좋아진다는 콜라겐 첨가 식품이나 머리가 좋아진다는 글루탐산소다(MSG, monosodium glutamate)를 먹는다고 해서 고스란히 피부와 뇌로 흡수되어 활발한 작용을 한다고 믿는 것은 단편적인 생각이며, 결코 피부나 뇌의 신경활동이 직접적으로 활발해지지는 않고, 뇌 안에서 엄격하게 제어되고 있기 때문이라고 강조합니다.
제3장, "다이어트의 과학, 분자생물학이 말하는 '살찌지 않게 먹는 법'"에서 지은이는, 우리 인류는 심장과 폐를 움직이고 체온을 유지하며 기본적인 대사를 위한 2,000kcal 정도의 '기초대사량'으로 에너지를 흡수하고 생명을 지키는 진화를 계속해 왔기 때문에, 같은 양, 같은 열량의 음식이라면 조금씩 여러 번에 나누어 먹는 것이 다이어트에 효과적이라고 말합니다. 그 이유는, 우리의 뇌와 인체의 생명, 그리고 자연계의 현상은 인풋(input, 입력)과 아웃풋(output, 출력)이 단순히 비례하지 않으며, 비선형성으로 실제는 S자 모양의 시그모이드 곡선의 관계에 있기 때문이라고 설명합니다.
또한 최근에서야 현대는 '포식'의 시대로 변환되었지만, 인류의 원형이 출현한 700만년 전부터 인류는 '기아'의 역사였기에, 혈류 속의 '포도당'을 지방세포로 흡수하는 '살이 찌는(비만)' 매커니즘으로 진화해왔으며, 그 역할은 췌장의 링게르한스섬에서 생산하는 인슐린이 포도당 흡수를 담당하므로, 음식을 조금씩 섭취하여 속여보라는 것입니다. 다만 수면장애 극복을 위한 영양제로 트립토판을 대량 섭취하는 사람들이 등장했는데, 이는 뇌 안에서 퀴놀린산(quinolinic acid)의 생산량을 증가시켜 신경세포가 과잉흥분, 결국 아포토시스(apoptosis)라는 자신의 뇌신경세포를 죽이는 자살 프로그램이 제시되므로, 섭취에 조심하라고 경고합니다.
제4장, "그걸 먹나요? 부분만 보는 사람들의 위험"에서 후쿠오카 신이치는, 미일 소고기 수입 분쟁에 이어, 우리에게도 현실로 들이닥쳤던 '광우병 소의 수입' 반대 운동이 크게 일어났었는데, 그때문에 지금은 김규리로 이름을 바꾼 '김민선씨의 청산가리 발언'까지 여러 논란이 있었듯이, 눈으로 확인 가능한 과정을 거친 안전한 먹거리에 정당한 댓가를 지불하고, 우리 소비자와 생산자나 판매자 사이에 잃어버린 신뢰관계 회복이 가장 시급한 시점이 되었음을 강조합니다. 우리가 구입하는 대부분의 식품에는 '착색료'와 '향신료', '감미료', '보존료', '산화 방지제' 등 장기간 사용시 인체에 유해할 수 있는 '첨가물'과 '유전자변형식품이 들어 있는데, 당장 눈앞의 안정성에 매료되어 우리 모두 장대한 인체실험의 대상이 되고 있음을 인지하라고 충고합니다.
제5장, "생명은 시계장치인가? 만능세포의 비밀"에서는, 우리 몸의 60조가 넘는 세포 하나하나에는 각각의 설계도, 즉 DNA를 가지고 있으므로, 이 모든 세포의 DNA 설계도로부터 어떤 특정 단백질과 관련한 모든 정보를 소거한 상태에서 어떤 이상이 발생하는지 관찰하는 방법으로 단백질 설계도를 재설계합니다. 그런데 이 '난자와 정자가 합체된 가장 최초의 시점' 즉, '수정란', 또는 멈춰 서 있는 초기 '배아 줄기세포(ES세포, Embryonic Stem Cell, 만능세포, 다기능세포)'의 단계에서 원본 설계도의 그 특정 단백질과 DNA 정보를 소거하여 그 역할을 알아내면 가능할 것이나, 한참 발생과 분열이 진행 중인 상태에서의 조작적 개입은 누구도 성공하지 못했으며 아마 앞으로도 불가능할 것입니다.
그런데 이런 ES세포의 분화와 무한 증식의 특징은 암세포와도 공통점인데, 만일 암세포의 기억을 되살려 제어하고 인체 조직의 일부로 분화시킬 수 있다면 암의 정복과 의료 발전을 기대할 수 있을 것입니다. 또한 생명은 기계가 아니어서 신체 일부의 결함이 생기면 보완하려고 하며, 우회도로를 개척하기도 함으로써, 생명이 갖는 유연성과 가변성, 그리고 전체적으로 균형을 유지하려는, 즉 '동적인 평형상태'를 유지하려는 신비한 자동 조절 기능이 존재, 유지되는 것입니다.
제6장, "사람과 병원체의 싸움, 끝없는 숨바꼭질"에서 지은이는, 말라리아나 콜레라, 장티푸스, 디프테리아, 페스트, 탄저병, 결핵, 천연두, 발진디프스와 같은 세균들과 인간의 경쟁적인 역사와 인간의 인육이나 뇌를 먹는 '카니발리즘'에 의한 특정 병원체와 항생물질(다른 미생물의 증식을 억제하는 물질의 총칭)의 발견, 푸른 곰팡이 배양액에서 찾아낸 '페니실린'의 상용화, 그리고 세균이 아닌 자기 복제능력을 가진 '여과성 병원체'의 발견과 이들의 생존을 위한 항생제에 대한 진화로 시작된 인간과 병원체의 끈질긴 숨바꼭질의 역사를 이야기합니다. 이런 면에서 인간에 기생하는 병원균들의 적응과 변화의 능력 및 새 병원체의 출현은 인류라는 종(種)과의 끝나지 않을 경쟁의 역사가 될 것이라고 경고합니다.
제7장, "미토콘드리아 미스터리, 모계로만 계승되는 에너지 산출의 근원"에서 후쿠오카 신이치는, 미 보스턴대학의 여성과학자인 린 마굴리스(Lynn Mangulis)가 1967년에 발표한 세포 내의 에너지와 독자적인 단백질 생산공장인 '미토콘드리아'의 '세포 공생설'을 비롯하여 세포 내에 세포핵을 갖고 있는 진핵생물(동물, 식물, 균류, 원생생물 등)이 본래는 세포 내에 없던 자체 '분열과 증식'을 하는 미토콘드리아와 엽록체, 중심체 등을 받아들여 공생을 시작했다는 연구들이 정설로 받아들여지고 있음을 강조합니다. 저도 이 책에서 새롭게 안 사실인데, 이 미토콘드리아DNA는 세포핵 내의 게놈(genome) DNA와는 별도로 존재하며, 정자와 난자의 결합시에도 정자의 미토콘드리아DNA는 난자 안으로 들어올 수 없고 반드시 모계로부터 자녀에게로 이어지므로, 이를 모계를 추적하는 범죄조사에 활용하기도 합니다.
제8장, "생명은 분자가 '머무르는'상태, 쇤하이머가 시사한 것은 무엇인가"에서는, 생명 부품의 상품화, 즉 생식의료의 핵심인 정자, 난자, 수정란, 세포와 같은 장기 매매를, 그리고 세포를 조작하는 유전공학과 같은 생명현상을 기계론적으로 생각하고 해석하는 기술이나 주장, 제도를 경계하라고 엄중히 경고합니다. 더불어 '자기복제가 가능한 시스템'이라는 20세기의 기능적인 생명관이 아닌, "동적인 평형 상태"라는 고분자 아미노산의 가변적이고 영속적인 흐름과 순환적인 관계성의 유지를 생명의 실질적인 새로운 개념으로 파악한 분자생물학자 루돌프 쇤하이머(Rudolf Schoenheimer)의 생명관에 주목해야 한다고 강조합니다. 결론적으로 생명을 유지하고 있는 '동적 평형'이란, 생체를 구성하는 분자는 모두 빠른 속도로 분해, 새 음식의 분자로 대체하는 방식으로, 항상 변화하며 새로워지는 것을 의미합니다.
이처럼, 현대의 '동적 평형'이라는 생명의 개념은, 현재의 단순한 내 모습, 또는 정지된 부품 상태의 기계론적인 해석으로는 결코 제대로 설명할 수 없습니다. 이렇듯 우리 몸을 분자적인 차원의 실체로 본다면, 수 개월 전의 자신과 지금의 자신은 완전히 다른 존재라고 강조하며 '분자의 가변적이고도 영속적인 흐름과 순환 과정의 일정한 상태'라는 새로운 생명관을 재구축한 후쿠오카 신이치의 '동적 평형'을 정리합니다. 이 과학 이야기에 대해 느낀 소감과 생각을 아래와 같이 5가지로 총정리합니다.
동적 평형 상태의 자연 환경과 생명의 순환적인 관계성
첫째, 이 책은 분자생물학 교수인 지은이 후쿠오카 신이치가 문학적, 철학적, 분자생물학적인 시각으로 자연과 생명에 대한 개념을 재설정하고 제시한 보기 드문 과학 이야기이자, 비교적 쉽게 쓰여진 생물학 수필이라고 할 수 있습니다. 관심이 없는 일반인들에게는 다소 어려울 수도 있는 전문적인 이야기들을 세계적인 흐름과 전체 역사관에 입각하여 그 주요 주제와 요점을 아주 쉽고도 재미있게 설명하였습니다.
그래서 지난 2-3일 동안, 저도 무척 재미있고 행복하게 읽었던 오랜만에 만난 흔하지 않은 좋은 책이었습니다. 그러므로 과학에 관심이 없더라도 우주와 생명의 신비에 관심이 있는 모든 독자들이 흥미로워할 만한 좋은 책으로 추천하고 싶습니다. 더불어 조금이라도 생명과 분자생물학에 관심이 있는 분들이라면 누구라도 쉽고 재미있게 읽을 만한 매력적인 책으로 강력히 추천합니다.
둘째, 다시 말해서 이 책은, 생명을 지속 가능한 분해와 재생, 적응을 위한 변화의 지속 가능한 대순환 과정, 또는 흐름의 평형을 유지하고 있는 정교한 균형, 그 자체라고 설명하고 있는 코페르니쿠스적인 신개념의 생명관을 이야기하고 있는 과학 수필집입니다. 즉 쇤 하이머가 발견한 환원론적인 분자 차원의 동적평형론으로, 주변 환경과 서로 상호작용하는 생명관과 환경관을 재인식하라고 강조합니다. 심지어 심장이나 뇌세포, 뼈나 치아 역시 그 내부는 신진대사가 진행되어 그 내부는 항상 새로운 분자로 채워진다는 것입니다.
이렇듯 분자생물학 차원의 전문적인 내용이 주요 주제인 이야기이므로, 다소 어려울 수도 있습니다. 그러나 생명에 관한 기본 개념에 대해 문학적, 철학적인 관점에서도 재해석하고 있으므로, 현대를 살아가는 중, 고등, 대학생들의 교육적인 측면에서 꼭 읽어야 할 책으로 강력하게 추천합니다. 1독한 부모가 조언하며 함께 읽게 한다면, 고학년의 초등학생들도 반드시 읽어보아야 할 기초 과학서적으로 강권합니다.
셋째, 이 책의 겉 모습은 두꺼운 양장 표지이며, 길이도 214쪽이고, 크기는 134×210mm로 가장 작고 너비(폭)도 좁은 형태의 책입니다. 그래서 내용과 분량도 그리 길지 않고 짧은 편이지만, 녹색 헝겊으로 된 책갈피까지 있고, 소지하거나 들고 다니며 읽기에도 편리하게 편집되어 있습니다. 그러므로, 일반인들 누구라도 부담없이 읽어볼 수 있을 것입니다.
넷째, 단, 아쉬운 점은 이 책의 처음부터 끝까지 읽으며 오타와 어법이나 어순이 잘못된 부분이 두 군데에서 발견되었습니다. 다소 불편은 했지만 다행히 표시를 해두었으므로 이번 기회에 증거로 제시하며, 다음 발행시에는 반드시 수정, 편집이 될 수 있기를 바랍니다.
86쪽 두째 문장에서 보면, '체중도 늘지 않는다, 는 논리가 성립된다.'는 문장이 선뜻 눈에 거슬립니다. 아마 작은 따옴표(' ')를 찍어야 하는 부분을 쉼표( , )로 잘못 표시한 것으로 보입니다. 또 한 군데는 140쪽 7번째 문장으로, '미아즈마설만으로는 설명이 불가능해면서'로 인쇄되었는데, 이는 '불가능해지면서'로 수정이 되어야 할 아쉬운 부분입니다.
이 책은 지난 해 2010년 3월 24일에 초판 1쇄로 발행된 최근의 신간입니다. 위의 수정부분의 발견에도 불구하고, 도서출판, '은행나무'의 이런 출간 준비와 수정, 편집, 관리는 대체로 좋았던 것으로 보입니다. 이렇듯 그 내용 뿐만 아니라, 이런 외적인 조건들이 일반 독자가 독서하기에 비교적 유리한 책이었다는 장점들에 높은 점수를 주고 싶습니다.
다섯째, 마지막으로 지은이가 가장 강조하는 점은 잊지 말아야 할 것입니다. 유전자 공학이나 만능세포를 이용한 생명 연장 기술, 장기 이식과 같은 의료 기술, 장기 매매와 같은 생명을 부품화하는 기계론적인 인식과 생명을 조작하는 과학 기술은 절대 금물이라고 경고하고 강조합니다.
특히 전문적인 과학 수필이지만, 우리가 대부분 알만한 이야기들을 실례로 소개하고 있어서 어렵지 않고 더욱 흥미를 갖게 합니다. 오키나와 남부의 노구니 패총 유적이나 췌장에 있는 링게르한스섬의 역할, 미국 몬산토 기업의 GMO콩 개발을 통한 부자비하고 이기적인 이윤 추구, 인간이 인육을 먹는 카니발리즘 풍습으로 쿠루병에 걸린 파퓨아뉴기니 원주민을 대를 이어 괴롭힌 병원체 프리온 등 대부분이 알고 있는 실례들의 유전 공학이나 분자생물학과 관련하여 쉽게 풀어 설명합니다.
그러므로 아직도 후쿠오카 신이치의 이 '동적 평형'이라는 이 과학 이야기 책이나 '생물과 무생물 사이'란 책을 읽지 않은 분들에게 적극 추천합니다. 과학, 특히 분자생물학에서 말하는 생명의 실질적인 기본 개념에 대해 문학적, 철학적으로 쉽게 풀어 재구성하고 있기 때문에 과학에 흥미를 갖고 있지 못한 분들도 재미있게 읽을 수 있을 것입니다. 이 글을 읽는 모든 분들이 꼭 읽길 바라는 좋은 책으로 추천하며, '동적 평형'에 대한 독서 후기를 모두 갈무리합니다.