DNA는 어떻게 나를 설계하는가?

DNA는 어떻게 나를 설계하는가? - 멘델에서 합성생물학까지, 유전자를 다시 읽다
김훈기 지음, 전방욱 감수 / 동아엠앤비 / 2026년 3월

"출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 주관적인 리뷰입니다."

포스트 게놈 시대, 유전 vs 환경의 오래된 논쟁을 넘어

멘델에서 합성유전학까지 유전자로써 인간을 읽어내는 폭넓은 시각으로

생명과학의 전체 지도를 그려주는 책이다.

생명과학에 흥미가 있는 학생이라면 푹 빠져 읽을 수밖에 없고,

이 한 권으로 학생들이 가장 어려워하면서도 관심 있을 수밖에 없는

유전학 부분을 자연스럽게 체계적으로 학습할 수도 있어서

학생들에게 강추해 주고 싶은 책이었다.

한 개체의 탄생은 가장 대표적이거나 가장 건강한 정자와 난자의 수정에서 비롯되는 것이 아니다.

생명의 시작이 부모의 의지나 설계가 아닌, 수많은 가능성 속에서 일어난

무작위적인 결합의 결과라는 것은 중요하다.

자녀가 자신의 생물학적 특성을 두고 부모를 원망하거나, 부모가 자녀의 어떤 면에 대해

스스로를 탓하는 것이 합리적이지 않다는 것을 기억해야겠다.

수정된 후 출생에 이르기까지 약 10개월 동안 우리의 유전자는 다양한 환경에서 후천적으로 형성되며,

출생 시에는 산도를 통과하면서 어머니의 질과 그 주변에 사는 다양한 미생물에 노출되는 미생물 샤워,

이후 모유에 포함된 미생물과 영양분에 의해 장내 생태계는 더욱 풍부해진다.

장내 미생물은 유전자 수만 따지면 인간 유전자보다 훨씬 많고,

면역계, 소화계, 대사 등 인체 건강 유지와 관련된 전 영역에 큰 영향을 미친다.

멘델은 자연에 대한 단순한 관찰에 머물지 않고 교배라는 실험적 접근을 시도했다는 점에서

유전학 역사에서 중요한 전환점을 마련했다.

보편적으로 예외 없이 적용되는 원리나 이론을 법칙이라고 하므로,

멘델의 발견 내용을 법칙이라고 부르기에는 무리가 있다.

멘델이 제시한 생물학적 특성과 통계적 수치는 상당히 제한적인 상황에서

의도적으로 선택돼 도출된 결과였다. 멘델은 논문의 서두에서 실험에 적합한 식물과 형질을

특별히 선택했다고 분명시 밝히면서 자신의 발견을 일반화하는 것을 경계했다.

멘델은 완두의 생존에 필수적인 형질을 선택한 것이 아니라,

명확히 규정되고 관찰이 쉽고 분명히 전달되거나 전혀 전달되지 않는 형질들을 실험 대상으로 삼았다.

처음에는 완두의 15가지 형질을 관찰했지만, 일정한 규칙을 찾아낼 수 있는 7가지 형질로

그 수를 줄였다. 향후 관찰 기술이 발달함에 따라 표현형이 얼마든지 달라질 수 있음을 예고한 것이라고

볼 수 있는데 실제 둥근 완두콩을 현미경으로 보면 약간 주름진 모습이 관찰된다.

과학자들이 인간의 후성유전학 연구에 본격적인 관심을 갖게 된 계기는

네덜란드 기근 사건 때문이다. 1944년 겨울부터 이듬해 봄까지 네덜란드는 나치의 봉쇄로 인해

극심한 식량난을 겪었고, 임신 중이던 여성들은 하루 권장 칼로리의 30%밖에 섭취하지 못했다.

그런데 이 시기에 태어난 아이들을 추적한 결과, 임신 초기 영양실조를 겪은 산모에게서

태어난 아이들이 성인이 된 후 비만, 당뇨, 심혈관질환 등 만성질환에 걸린 비율이 높다는

특이한 점을 발견한 것이다. 임산부가 겪은 영양실조 시기의 차이, 즉 환경 요인의 차이에 따라

유전자의 발현 양상이 변해 특정 질환의 발생 위험도가 달라진 것이다.

일란성쌍둥이들이 시간이 지나면서 건강 상태, 외모나 성격에서도 미묘한 차이가 나타나는 것 또한

타고난 DNA 염기서열 자체가 아니라 삶의 경험과 환경이 유전자 발현을 어떻게 조율하는지가

개인별 차이를 낳는다는 점을 알려준다.

DNA 메틸화와 히스톤의 변형과 같은 후성유전학적 표식은 한번 생기면

비교적 안정적으로 유지돼 개인의 일생에서 장기적인 영향을 미칠 수 있다.

하지만 후성유전학적 표식이 이미 존재하더라도 식습관이나 생활 습관을 개선하면

유전자 발현 양상이 변화할 수 있으므로, 건강관리와 질병 예방을 위한 새로운 대안적 가능성이 있다.

후성유전학의 성과를 두고 다윈이 틀렸고 라마르크가 맞다고 오해하는 경우가 있는데,

그렇지 않다. 라마르크는 후천적으로 형성된 물리적 형질 자체가 유전된다고 본 반면,

후성유전학에서 다루는 분자 수준에서의 변화는 후손에게 전해져도 길어야 몇 세대를 넘기지 못하며

환경이 변하면 원래 상태로 돌아갈 수 있다. 즉, 후성유전학은 라마르크의 주장을 입증했다기보다

오히려 다윈의 자연선택설을 기반으로 유전자 발현 조절이 진화에 어떻게 기여하는지

이해하는 데 도움을 준다.

동일한 유전자를 가진 세포들이라도 배아 발달 초기에 생긴 변이, 세포 분열 과정에서 쌓이는 변화,

각기 다른 환경적 영향 등으로 인해 유전체의 구성이 달라질 수 있다.

DNA 염기서열이나 후성유전학적 표식이 서로 다른 세포들이 한 사람의 몸 안에서 섞여 존재하는 것을

체세포 모자이크 현상이라고 한다. 2023년 미국 국립보건원은 5년간 약 1억 4000만 달러의 예산을

투입하는 SMaHT(Somatic Mosaicism Across Human Tissues) 프로젝트를 출범하여,

인간의 각 조직별로 체세포 모자이크 현상을 지도화하고 그 결과가 암이나 심혈관 및 신경계 질환과

어떤 연관성을 갖는지 분석하는 것을 목표로 삼았다.

후성유전학과 다양한 오믹스 연구가 합쳐져 한 사람의 몸 안에서 발생하는 유전체 변화의 역동성과

복잡성을 통합적으로 이해하려는 새로운 흐름이 형성되고 있는 것이다.

멘델의 유전부터, 영화 가타카에서 예견한 유전자 차별, 우생학, 질병과 웰니스의 애매한 경계,

유전체 편집의 최전선 크리스퍼 혁명, 합성생물학까지 흩어진 생명과학 지식을 DNA를 중심으로

야무지게 연결할 수 있어 아주 유익했다.

#DNA는어떻게나를설계하는가 #유전vs환경

[100자평] 만화로 보는 3분 과학 1

만화로 보는 3분 과학 1 - 서양 고대~중세 편 ㅣ 만화로 보는 3분 교양 시리즈
닥터베르(이대양) 지음 / 카시오페아 / 2026년 4월

고대 그리스부터 중세 과학에 이르는 약 2000년의 역사가 주요 과학자를 중심으로 깔끔하게 정리되어 있다.

만화로 보는 3분 과학

만화로 보는 3분 과학 1 - 서양 고대~중세 편 ㅣ 만화로 보는 3분 교양 시리즈
닥터베르(이대양) 지음 / 카시오페아 / 2026년 4월

"출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 주관적인 리뷰입니다."

과학적 지식을 아는 것보다 과학사와 과학자의 탐구 자세를 아는 것이

더 중요하다고 생각하기 때문에 만화로 보는 3분 과학 좋았다.

약간의 과학적 소양이 있거나 과학에 흥미가 있는 학생에게는

교양이 쌓이고 개념이 잡히는, 그야말로 세상에서 가장 쉬운

3분 과학사 수업이라 아주 유용할 것 같다.

서양 고대~중세 편에는 탈레스, 피타고라스, 히포크라테스, 아리스토텔레스,

에우클레이데스, 아르키메데스, 에라토스테네스, 히파르코스, 프톨레마이오스,

코페르니쿠스, 프랜시스 베이컨, 갈릴레오 갈릴레이, 요하네스 케플러

13명의 과학자들의 업적이 정리되어 있다.

고대 그리스부터 중세 과학에 이르는 약 2000년의 역사가

주요 과학자를 중심으로 깔끔하게 정리되어 있다.

너무나 유명해서 익숙한 과학자도 있고, 다소 생소한 과학자도 있기에

과학에 흥미가 있는 사람이라면 한 과학자를 알아가는 3분의 시간이

아주 즐겁고 유익하게 느껴질 것 같다.

옛날 사람들은 자연현상을 관찰하고 규칙성을 발견했지만,

그 원인을 언제나 신에서 찾았었다. 고대 그리스인 중 신에게서 벗어나

자연 자체에서 원인과 규칙을 찾으려는 사람들이 등장했고,

그 덕분에 조금씩 합리적인 세상으로 바뀌어나갔다.

세상이 무엇으로 이루어져 있는가, 자연에는 일정한 질서가 있는가,

왜 어떤 별들은 고정된 자리에서 벗어나 떠돌아다니듯 움직이는가라는 의문에 대한

답에 대한 논쟁을 반복하면서 권위가 아닌 근거와 논리가 중요한 세상으로의 도약은

인류 역사에서 아주 중요한 순간이라고 생각된다.

태양이 사라지면 어둡고 춥기 때문에 일식을 불길한 징조라 생각하고

신께 제물을 바치고 제사를 지내던 사람들에게,

일식이 그저 반복되는 자연현상이므로 다음 일식을 예상할 수 있다며

자연법칙을 설명하는 것은 그야말로 혁명적인 사고의 전환을 동반했을 것이다.

아르키메데스가 부력의 원리를 깨닫고 발가벗은 채로 유레카를 외치며

목욕탕 밖으로 나갔다든지, 땅에 그린 도형을 밟은 로마군 병사에게

내 원을 망치지 마라며 소리쳐서 살해당했다는 잘 알려진 일화는

후세에 각색된 허구일 가능성이 크다며 팩트 체크도 해주며,

과학자별 유명 에피소드들도 3분 만화 컷에 다 담아줘서

아이들이 재미있게 읽을 수 있을 것 같다.

지구가 우주의 중심이 아니라는 혁명적인 발상을 한 코페르니쿠스가

프톨레마이오스의 천동설이 1000년 넘게 자리매김한 것은

탄탄한 이론도 강력하지만 기독교의 세계관에 가장 잘 어울렸기 때문이라며

학계와 종교계의 거센 비판을 받을 것에 대한 우려와 망설임으로

출판을 미루다 출판 후 며칠 수에 세상을 떠난 점은,

기존 세력과 맞서는 것이 얼마나 어려운 일인지를 실감 나게 하는 대목이었다.

지구를 우주의 중심에서 끌어내리고, 인간 중심적 우주관을 근본부터 흔들었기에

코페르니쿠스를 근대 과학 혁명의 출발점이라고 평가하는 것이다.

코페르니쿠스 이후 과학이 발전한 현재에도 너무나 인간 중심으로 생각해서

지구가 위기에 처해있는 건 아닐까라는 반성과 함께

고전 역학부터 전자기학까지 우리에게 더 친숙한 과학자들의 이야기가 펼쳐질

2권이 무척 기대되는 과학 학습 만화였다.

#3분과학사수업 #3분과학 #만화로보는3분과학 #과학핵심개념잡기 #서양고대중세편

강갑생의 바퀴와 날개2

강갑생의 바퀴와 날개 2 ㅣ 강갑생의 바퀴와 날개 2
강갑생 지음 / 팜파스 / 2026년 3월

"출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 주관적인 리뷰입니다."

교통전문기자가 열차, 항공기, 버스, 지하철, 도로 등과 관련한 궁금증과

교통 현안과 정책에 대해 고민한 흔적이 돋보이는 책이었다.

별생각 없이 지나쳤던 비행기 창문이 세 번의 추락 끝에 지금과 같은 원형으로

바뀌었다는 것도 처음 알게 되어서 신기했다.

초창기에 항공 여행은 부유층의 전유물이었기에 풍경이 잘 보이는 네모 형태로 크게 만들었다가

3번의 추락한 비행기에서 회수한 파편을 조사한 결과,

네모난 창문 모서리에서 시작된 균열이 주변 동체로 퍼져 나간 걸 발견하면서 교체되었단다.

승객들이 기압 차이를 느끼지 않도록 여객기 내의 공기 압력을 높여 지상의 기압에 가까운 상태로

유지하는 걸 여압이라고 하는데, 문제는 여객기 외부와 내부의 압력 차만큼

여객기 동체를 팽창시키려는 힘이 작용하게 된다는 것이다.

팽창하려는 힘이 계속 창문에 집중되면서 당초 창문을 설계할 때 고려했던 힘보다

낮은 힘이 가해져도 부서지는 피로 파괴(fatigue crack)이 생긴 것이다.

응력 집중을 최소화해 피로 파괴를 막는 방법은 창문 모서리 부위를 최대한 둥글게 만들어

응력이 골고루 분산되도록 하거나, 모서리 부위의 두께를 더 두껍게 하는 것인데

연료 소모를 줄이기 위해 동체를 최대한 가볍게 만들어야 하니까

창문을 둥글게 만드는 방식이 채택된 것이라고 한다.

장거리 비행 때 기내식 제공이 끝난 후 승객의 편안한 수면을 위해 불을 끄는 경우도 있지만,

착륙 때 소등하는 것은 비상시를 대비한 암순응을 위해서라고 한다.

암순응은 밝은 곳에서 어두운 곳으로 들어가거나 갑자기 정전됐을 때처럼

처음에는 잘 보이지 않다가 시간이 지남에 따라 차차 보이기 시작하는 현상인데,

밤에 객실 조명을 밝게 켠 채 착륙하다 비상 상황이 발생하면

승객을 급히 밖으로 탈출시켜야 하는데 암순응 현상 때문에 우왕좌왕하게 될 가능성이 높다.

그래서 야간에 착륙할 때 미리 객실 내 조명을 어둡게 해서 암순응을 앞당겨

유사시 밖으로 나갔을 때 시야 확보가 상대적으로 수월해질 수 있게 된다.

비즈니스석이 편하고 좋지만 개발비가 생각보다 더 비싸서 놀랐다.

대한항공이 2005년 누에고치를 연상시키는 침대형 좌석을 독자 개발할 때

알려진 좌석 설치 비용이 개당 1억 원이었다고 한다.

2012년 아시아나항공이 국내에서 처음으로 일등석 입구에 여닫이문이 달린

오즈 퍼스트 스위트를 도입했는데 개당 제작비만 7억 원이란다.

비슷한 시기에 대한항공이 A380에 설치한 일등석인 코스모 스위트는

대당 2억 5천만 원이라니 진짜 억 소리가 났다.

조금 차이는 있겠지만, 일등석은 대당 3억 원 이상, 비즈니스 석은 1억 5천만 원,

일반석을 700~800만 원 선인 것 같다는데, 아무리 자본주의의 논리이긴 하지만

상대적으로 일반석이 너무 열악한 것이 아닌가 싶어 씁쓸했다.

고속철 디자인은 소음이나 공력, 저항 등을 따져가며 수정된다고 한다.

고속 열차가 터널을 들어가고 나올 때 순간적으로 소음과 진동을 밖으로 뿜어내는

미기압파가 강하면 쾅 하는 굉음과 함께 상당한 진동이 생겨 인근 민가에 피해가 크다.

일본은 고속선로 인근 민가의 피해를 줄이기 위해 부리 위의 뭉툭한 콧구멍 부분이

미기압파를 골고루 분담함으로써 소음과 진동을 최소화하는 오리주둥이 디자인을 했다.

그런데 이 모양은 공기저항이 증가해 상대적으로 속도나 에너지 효율 면에서는

손해를 본다고 한다.

중국은 땅이 넓고 선로 길이도 워낙 길어서 속도가 무엇보다 중요하기 때문에

새 부리 형상을 한 열차가 많다. 낮은 유선형 형태가 바람의 저항을 덜 받아 유리한데,

그렇다고 무조건 길다고 해서 좋은 건 아니다. 앞부분이 너무 길어지면 측풍이 약해져

주행 안정성이 떨어지기 때문이다.

우리나라는 터널 진입 때 압력 저항 계수 기준을 충족하도록 설계해서

굳이 새 부리 형상을 하지 않더라도 충분히 안정성이 있고, 터널을 건설할 때

상대적으로 넓게 만들어서 터널 소닉붐이 감소했다고 한다.

과학과 고민이 어우러진 뜻밖의 교통 상식을 넓힐 수 있는 재미있는 책이었다.

이토록 시적인 과학, 당신을 위한 최소한의 우주

이토록 시적인 과학, 당신을 위한 최소한의 우주
우주플리즈 지음 / 모티브 / 2026년 3월

"출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 주관적인 리뷰입니다."

<우주플리즈> 유튜브 채널을 운영하는 우주 과학 콘텐츠 크리에이터가

지구라는 작은 점에서 출발해 우주의 끝까지 이어지는 거대한 이야기를 통해

세상을 새롭게 바라보게 하는 우주 교양서였다.

공간지각 능력이 다소 부족하여 우주는 너무 방대하여 감이 오지 않았는데,

친근하게 태양을 축구공 크기로 줄여 서울 광화문 광장 한가운데에 놓아두고,

0.77mm 수성은 9.15m 지점에, 1.9mm 금성을 17m 지점에,

23m 떨어진 위치에 2mm 참깨 만한 지구를,

지구에서 6cm 떨어진 위치에 0.55mm 달을,

천왕성은 454m 떨어진 세종문화회관 앞에, 해왕성은 712m 떨어진 광화문 빌딩 앞에

놓아서 보여주니 그 상대적인 위치를 알려주니

태양계가 행성들이 옹기종기 모여 있는 것에 아니라는 것이 확 와닿았다.

현재 천문학자들의 관측 결과에 따르면 우주에는 우리 은하와 같은

거대한 은하가 최소 2조개 이상 존재하는 것으로 추정되는데, 이 기가 막힌 숫자가

빛이 도달해 우리가 볼 수 있은 관측 가능한 우주 안에서만 조심스럽게 계산한 값일 뿐이란다.

우주 전체를 놓고 보면 우리 은하조차 2조 개의 모래알 중 하나에 불과하니

우주는 정말이지 크기를 가늠하는 것이 불가능한 것 같다.

관측 가능한 우주의 크기조차 이해하기 힘들었지만,

우리에게 필요한 것은 정보의 축적이 아니라 '내가 지금 이 거대한 어둠 속 어디쯤 서 있는가'를

자각하는 겸허한 감각이라는 말에 희망을 갖고 책을 계속 읽어나갈 수 있었다.

우주에서 무언가를 본다는 것은, 그것이 지금 그곳에 존재한다는 뜻이 아니라

아득히 먼 과거에 그곳을 출발한 빛이 우주의 캄캄한 바다를 건너

이제서야 내 눈동자에 닿았다는 뜻이다.

빛이 아무리 빠르다 한들 우주를 가로지르려면 결국 시간을 지불해야만 한다.

멀리 있는 천체일수록 더 오래되고 낡은 빛을 보내온다.

그래서 우주를 관측한다는 것은 시간을 거슬러 올라가는 숭고한 발굴 작업과 비슷하다.

과거에 달에 가고자 한 것이 인간 한계의 증명이었다면,

지금은 우주로 더욱 깊이 나아가기 위한 가장 현실적인 정거장이 달이기 때문에

일회성 방문이 아니라 베이스캠프를 짓겠다는 야심 찬 계획하에 진행되고 있다.

단순한 시험장을 넘어 심우주 탐사를 위한 주유소로서의 가치를 지니고 있다.

달의 극지방 크레이터 깊숙한 곳에 엄청난 양의 얼음을 녹이면 우주비행사의 식수가 되고,

이를 분해하면 생존을 위한 산소와 로켓의 연료인 수소를 얻을 수 있다.

지구의 무거운 중력을 뚫고 연료를 실어 나를 필요 없이, 달에서 직접 연료를 채워

화성으로 향하는 전초기지를 세울 수 있다.

달은 인간에게 허락된 첫 번째 우주의 경계선이라고 하니,

밤 하늘의 달이 달리 보였다.

미국과 러시아의 자존심 싸움으로 시작된 화성 탐사는

이제 유럽, 인도, 중국, 아랍에미리트까지 가세한 전 인류의 거대한 호기심이 되었다.

붉고 메마른 행성에 이토록 집착하는 이유는 인간이 실제로 두 발로 딛고 개척할 수 있는

가장 현실적인 마지노선이기 때문이다.

아름다운 금성은 460도의 열기와 90배의 기압으로 인안을 1시간 안에 으스러뜨리는 지옥이고,

거대한 목성과 토성은 애초에 밟고 설 단단한 땅조차 없는 가스 덩어리이다.

천왕성과 해왕성은 태양에서 너무 멀어 모든 것이 얼어붙은 빙점이다.

화성은 춥고 산소가 없지만, 인간의 과학과 의지로 어떻게든 버텨볼 수 있는

벼랑 끝의 경계선 위에 놓여 있어 제2의 요람으로 삼을 수 있을지 진지하게 상상하게

만드는 유일한 행성이다. 하루가 24시간 39분, 자전축이 25도 기울어져 있어

지구와 거의 흡사하여 완전히 낯설고 무질서한 외계가 아니라, 지구의 모습을 어느 정도

겹쳐볼 수 있는 친숙한 행성이기에 인류가 다행성 문명으로 나아가기 위한

미래의 약속의 땅이 되었다. 하지만 화성의 얼어붙은 계곡을 탐사하고 척박한 모래바람을

맨몸으로 견뎌내는 상상을 하다 보면, 결국 우리는 푸른 지구를 다정하게 껴안고

사랑하는 법을 배워야 함을 깨닫게 된다.

과학자들이 지구를 닮은 행성을 찾는 진짜 이유는 외계 생명의 존재를 증명하기 위해서가 아니라

지구라는 이 기막힌 우연을 납득하기 위해서임을,

우리가 살아 숨 쉬는 이 작은 요람이 얼마나 기적처럼 빚어진 것인지를 직접 확인하기 위해서라는

것을 알게 되니 우주 속의 지구가 더욱 소중하게 여겨졌다.

#우주플리즈