세기를 뛰어넘는 생명과학의 숨 가쁜 진화,
그 아름답고도 경이로운 세계로의 초대!
★ 일본 최고 권위의 산토리학예상 수상! 일본 50만 부 판매 베스트셀러! ★
★ ‘일본 신문·잡지 서평담당자가 뽑은 2007 최고의 책’ 2위 ★
“나는 췌장에 있는 한 유전자에 흥미가 있었다. 이 유전자는 분명 중요한 세포 과정에 관여하고 있을 것이었다. 그래서 나는 유전자 조작 기술을 활용하여 DNA에서 이 개체의 정보만 빼내어 이 부품이 결여된 실험쥐, 곧 녹아웃(knock-out) 마우스를 만들었다. 이 쥐에 어떤 변화가 일어나는지를 관찰하면 그 유전자의 역할이 밝혀질 것이었다. 오랜 시간과 많은 연구비를 들여 우리는 이 실험쥐의 수정란을 만들었고, 무사히 출산시켰다. 새끼 쥐는 앞으로 어떤 변화를 일으킬까? 우리는 마른침을 삼키며 계속 관찰했다. 새끼 쥐는 쑥쑥 자라 결국 어른 쥐가 되었다. 그러나 아무런 일도 일어나지 않았다. 모든 정밀 검사를 해보았으나 아무런 이상도, 변화도 찾아볼 수 없었다. 도대체 어찌된 일인가?”
본문 p.7-9, 제14장, 제15장
과학적 사유와 문학적......
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세기를 뛰어넘는 생명과학의 숨 가쁜 진화,
그 아름답고도 경이로운 세계로의 초대!
★ 일본 최고 권위의 산토리학예상 수상! 일본 50만 부 판매 베스트셀러! ★
★ ‘일본 신문·잡지 서평담당자가 뽑은 2007 최고의 책’ 2위 ★
“나는 췌장에 있는 한 유전자에 흥미가 있었다. 이 유전자는 분명 중요한 세포 과정에 관여하고 있을 것이었다. 그래서 나는 유전자 조작 기술을 활용하여 DNA에서 이 개체의 정보만 빼내어 이 부품이 결여된 실험쥐, 곧 녹아웃(knock-out) 마우스를 만들었다. 이 쥐에 어떤 변화가 일어나는지를 관찰하면 그 유전자의 역할이 밝혀질 것이었다. 오랜 시간과 많은 연구비를 들여 우리는 이 실험쥐의 수정란을 만들었고, 무사히 출산시켰다. 새끼 쥐는 앞으로 어떤 변화를 일으킬까? 우리는 마른침을 삼키며 계속 관찰했다. 새끼 쥐는 쑥쑥 자라 결국 어른 쥐가 되었다. 그러나 아무런 일도 일어나지 않았다. 모든 정밀 검사를 해보았으나 아무런 이상도, 변화도 찾아볼 수 없었다. 도대체 어찌된 일인가?”
본문 p.7-9, 제14장, 제15장
과학적 사유와 문학적 감성이 어우러진 이 시대 최고의 감동 과학 에세이
‘생명이란 무엇인가’라는 결코 쉽지 않은 분자생물학의 화두를 가볍고 경쾌한 문장으로 풀어낸 《생물과 무생물 사이》(은행나무 刊)가 출간되었다. 이 책은 현대과학에서 가장 눈부신 성과를 보여주는 동시에 가장 치열한 전쟁이 벌어지고 있는 분자생물학의 세계로 독자들을 초대한다.
록펠러대학, 하버드대학에서 연구생활을 해온 저자는 이 책에서 생명과학의 숨 가쁜 역사를 종횡무진하며 과학사의 그늘에서 묵묵히 연구에 매진한 ‘숨은 영웅’들의 이야기를 들추어내는 한편, 생물을 무생물과 구별하게 만드는 것이 무엇인가를, 생명관의 변천과 함께 고찰해나간다. 곧 《생물과 무생물 사이》는 ‘생명이란 무엇인가?’라는 의문을 품고 과학자의 길로 들어선 한 소년이 그 답을 찾아가는 과정이며 동시에 100여 년 생명과학의 역사를 관통하는 새로운 생명관을 제시하는 책이기도 하다. 생명에 대한 저자의 새롭고도 감동적인 해석은 최근의 광우병 논란과 황우석 사건을 경험한 우리 사회에 시사하는 바가 크다.
생명의 본질에 다가가는 과학도로서의 세밀한 분석과 시적이고도 철학적인 감성이 돋보이는 이 책은, 일본에서 과학서로는 드물게 50만 부 판매라는 경이적인 히트를 기록했다. 2007년 ‘일본 신문·잡지 서평담당자가 뽑은 최고의 책’ 2위에 선정되었으며, 현재도 ‘가장 읽고 싶은 책’으로 다양한 매체에 소개되고 있다. 이 책으로 저자는 2007년 제29회 산토리학예상을 수상했으며, ‘일본의 스티븐 J. 굴드’라는 별칭을 얻기도 했다.
※ 산토리학예상은 산토리그룹의 문화재단이 수여하는 학술상으로, 학술서 분야의 연구자나 평론가 중 개성이 풍부하고 장래 활약이 기대되는 젊고 재기발랄한 신예를 표창하기 위해 제정된 상이다. ‘인문과학, 사회과학 분야의 아쿠타가와 상’이라고도 칭해질 만큼, 학술상으로서는 일본 최고의 권위를 지닌다. 정치·경제, 예술·문학, 사회·풍속, 사상·역사의 4개 부문에 대해 매년 수상하며, 전년도에 출판된 일본어로 쓰인 모든 작품이 그 대상이다. 1979년 본상이 창설된 이래, 제29회(2007년도)까지 252명의 수상자를 배출했으며, 이들 수상자의 업적은 주제에 대한 참신한 어프로치, 종래의 학문의 경계영역에서의 연구, 프런티어의 개척 등의 점에서 높이 평가되고 있다.
생명과학의 눈부신 역사를 일궈낸 ‘숨은 영웅들’
이 책은 일본의 천 엔짜리 지폐에 새겨진 인물이자 일본의 슈바이처라고 불리는 ‘노구치 히데요’에 대한 이야기로 시작된다. 그는 23년간 록펠러대학에서 연구에 매진하며 매독, 소아마비, 광견병과 황열병에 대한 놀랄 만한 연구 성과를 거뒀다. 한때는 노벨상 후보로도 거론되면서 파스퇴르나 코흐의 뒤를 잇는 슈퍼스타, 병원체의 헌터라는 명성을 날렸던 세계적인 과학자였다. 그러나 저자가 미국의 연구 현장에서 마주한 그에 대한 평가는 사뭇 다른 것이었다. 병원체의 정체를 밝혔다던 그의 주장 중 대부분은 지금은 틀린 것으로 간주되고 있다. 왜 그럴까? 저자는 당시 노구치는 보일 리가 없던 것을 보고 있었다고 말한다. 자신을 받아들여주지 않았던 일본에 대한 증오와 도피처로 삼았던 미국에 대한 야심이 그릇된 결과를 낳은 셈이라는 것이다.
그리고 이제 저자는 ‘보려 했으나 보이지 않았던 것’을 마주하고 건설적인 결말을 찾지 못했던 노구치 히데요와는 반대로, 꿋꿋하고 성실하게 연구에만 매진한 ‘숨은 영웅들’을 조명하기 시작한다.
20세기 생명과학의 가장 눈부신 스타는 DNA의 구조를 풀어 1962년 노벨의학생리학상을 수상한 왓슨과 크릭이다. 그러나 DNA 구조가 밝혀지기까지는 소리 없이 연구에 몰두한 수없이 많은 ‘이름 없는 영웅들’이 있었다.
애초에 DNA가 유전자의 본체라는 것을 밝혀낸 것은 오즈월드 에이버리(Oswald Avery)였다. 그는 예순을 넘긴 나이까지 연구의 일선에서 떠나지 않고 직접 시험관을 흔들고 유리 피펫을 조작했다. 연구자로서의 그의 성실함을 존경한 록펠러 대학 사람들은 ‘에이버리에게 노벨상이 주어지지 않은 것은 과학 역사상 가장 부당한 사건이며, 왓슨과 크릭은 에이버리의 무등을 탄 버릇없는 손자에 불과하다’고 입을 모은다.
화려한 스포트라이트와는 상관없이 미련하게 연구에만 매진해 DNA 구조 발견에 결정적인 힌트를 제공한 과학자로는 로잘린드 프랭클린(Rosailnd Franklin)도 빼놓을 수가 없다. 왓슨과 크릭에게 DNA의 X선 사진을 도둑맞아 20세기의 가장 위대한 발견을 빼앗긴 여성 과학자다. 그녀 또한 논리의 비약이나 직감보다는 철저하게 귀납적 연구를 고수한 인물로, 그 묵묵한 실험을 통해 당시 모든 과학자들이 좇던 DNA의 실체에 가장 가깝게 다가갔으나 왓슨과 크릭에게 결정적인 힌트만 제공한 채 과학자로서의 모든 영광에서는 제외되고 말았다.
이 책은 분자생물학이 눈부신 발전을 이룬 20세기를 훑어가다 간혹 실험에 몰두하고 있는 에이버리, 프랭클린에게로 카메라를 들이대며 그들의 숨은 노고를 보여주기도 한다. 또한 노구치 히데요나 왓슨, 크릭의 뒷이야기를 들려주며 은폐와 조작의 유혹이 끊이지 않는 과학계의 그늘을 들추어내기도 한다.
조용해 보이지만 매우 미묘한 갈등과 논쟁이 끊이지 않는 분자생물학의 세계. 그럼에도 불구하고 연구자들을 견디게 해주는 건 생명현상에 대한 놀라움, 새로운 발견에 대한 욕망이다. 이 책에는 뜻하지 않은 결과에 실망하다가도 인간의 힘으로는 어쩔 수 없는 생명의 신비를 발견하고 감동하는 그들의 세계가 마치 미스터리 소설과도 같이 스릴 있게, 그리고 감동적으로 펼쳐진다.
“생명은 기계가 아니다!”
기계론적 생명관에 대한 이의제기
저자는 제2의 파브르를 꿈꾸던 어린 시절, 도마뱀 알에 조그만 구멍을 내고 안을 들여다본 적이 있다고 고백한다. 호기심에서 시작한 일이지만 곧바로 자신이 돌이킬 수 없는 짓을 했음을 깨닫는다. 그 기억은 저자의 마음속에 깊이 남아버리고 저자는 어느덧 생명을 연구하는 과학자가 되어 마이크로 차원의 분자 세계로 빠져든다.
1953년 DNA 구조가 해명된 이래, 20세기 생명과학은 생명을 ‘자기 복제를 하는 시스템’이라고 정의했다. 이 생명관으로 보면, 생명체란 마이크로 부품으로 이루어진 조립식 장난감(= 프라모델), 즉 분자 기계에 불과하다. 이렇게 20세기 생명과학은 데카르트가 생각했던 기계론적 생명관, 곧 이원론적 생명관에 주목했다. 이 관점에서 DNA 자체를 극소의 ‘외과 수술’만으로 자르고 붙여서 정보를 바꿀 수 있다고 여겼다.
저자는 췌장의 한 부품(GP2, 글리코프로틴)에 관심이 있었다. 이 부품은 존재하는 곳이나 양으로 보아 분명 중요한 세포 과정에 관여하고 있을 터였다. 저자는 유전자 조작 기술을 활용하여 DNA에서 이 개체의 정보만 제거해 이 부품이 결여된 ‘녹아웃(knock-out) 마우스’(연구를 목적으로 특정 유전자를 없애거나 불활성화시킨 쥐. 이를 통해 특정 유전자가 어떠한 작용을 하는지 개체 수준에서 조사할 수 있다)를 만들었다. 이를 통해 GP2의 역할을 밝힐 수 있을 것이라 기대했다. 그러나 쥐에게는 연구팀이 기대한 그 어떤 현상도 일어나지 않았다.
저자가 밝혀낸 것은 결국, “생명을 기계적으로 조작할 수는 없다”는 사실이었다.
저자는 바로 이 부분에 생명의 본질이 있음을 직감하고, 기계론적 생명관이 놓치고 있는 중요한 생명현상에 주목할 필요가 있음을 지적한다.
“우리는 한 개의 유전자를 잃은 마우스에게 아무 일도 일어나지 않았다는 사실에 낙담할 것이 아니라 아무 일도 일어나지 않았다는 사실에 놀라워해야 한다. 동적 평형이 갖는 유연한 적응력과 자연스러운 복원력에 감탄해야 한다.” 본문 p.235
“항상성을 유지하려는 생명의 활동은 아름답고 경이롭고 감동적이다.”
치밀하고 경이로운 생명, 그 아름답고 스릴 넘치는 ‘동적 평형’의 세계
DNA 구조 발견보다 10년 이상 앞선 시기에 유대인 과학자 쇤하이머는 ‘생명체인 우리 몸은 플라스틱으로 된 조립식 장난감처럼 정적인 부품으로 이루어진 분자 기계가 아니라 부품 자체의 다이내믹한 흐름 안에 존재한다’는 중요한 생명현상을 발견해냈다. 그러나 지금 그는 어떤 과학 교과서에도 등장하지 않는 ‘잊힌 영웅’이 되었다. 저자는 쇤하이머의 위대한 발견에 새롭게 주목해야 할 필요가 있다고 말한다. 여기에 우리 생명이 가지는 중요한 특성이 있기 때문이다.
생명은 유전자 녹아웃 기술로 부품 한 종류, 한 조각을 완전히 제거하더라도 어떤 방법으로든 그 결함이 채워져 보완 작용이 일어나고 전체가 조화를 이루며 기능 부전 현상은 일어나지 않는다. 생명에는 부품을 끼워 맞춰 만드는 조립식 장난감 같은 아날로지로는 설명할 수 없는 중요한 특성, 곧 다이너미즘이 존재하는 것이다. 우리가 이 세상에서 생물과 무생물을 식별할 수 있는 것은 이 다이너미즘을 느끼고 깨달을 수 있기 때문인 것이다.
“생명이란 동적 평형상에 있는 흐름이다. 생명을 구성하는 단백질은 만들어지는 순간부터 파괴되기 시작한다. 이는 생명이 그 질서를 유지하기 위한 유일한 방법이었다. 생명은 그 내부에 얽히고설킨 형태의 상보성에 의해 지탱되며 그 상보성으로 인해 끊임없는 흐름 속에서 동적인 평형 상태를 유지할 수 있는 것이다. 지그소 퍼즐 조각은 하나둘씩 버려진다. 퍼즐 구석구석에서 이런 현상이 발생하지만 퍼즐 전체적으로 보면 이는 극히 사사로운 일부에 지나지 않는다. 그렇기 때문에 전체적인 그림이 크게 변하는 일은 없는 것이다. 그리고 또한 새로운 조각도 잇달아 생성된다. 중요한 것은 새로 만들어진 조각은 자신의 모양이 규정하는 상보성에 의해 자기가 들어가야 할 위치가 이미 결정되어 있다는 것이다.” 본문 p.154
여기에 저자는 ‘시간’ 개념을 더해 자신만의 생명관을 풀어낸다. 곧, 생명은 매 순간 위태로울 정도로 균형을 맞추면서 시간축을 일방통행하는 존재라는 것. 이것이 ‘동적 평형’의 위업이며, 이는 절대로 역주행이 불가능하고 동시에 어느 순간이든 이미 완성된 시스템이라는 것이다. 따라서 생명은 기계와 달리 코드 하나를 뽑는다고 해서 망가지지는 않는 놀라운 유연성을 발휘하지만, 동시에 인위적인 어떤 작은 조작과 개입에도 쉽게 전체의 균형이 깨질 수 있는 존재라는 것이다. 저자가 도달한 답은 다름 아닌 ‘동양론적 생명관’과도 맞닿아 있다.
이 모든 탐구의 끝에, 저자는 결국 이렇게 고백한다.
“자연의 흐름 앞에 무릎 꿇는 것 외에, 그리고 생명을 있는 그대로 기술하는 것 외에 우리가 할 수 있는 일은 아무것도 없다.”
이것은 도마뱀 알에 구멍을 뚫었던 저자의 소년 시절 그날부터 이미 자명한 사실이었다.
일본 판매 50만 부 돌파,
《생물과 무생물 사이》에 쏟아지는 최고의 찬사들!
? 스릴과 절망 그리고 꿈과 희망과 반역이 빚어내는 흥미진진한 책 - 요시모토 바나나
? 분자생물학의 최전선은 후쿠오카 선생의 이의제기에 대해 어떤 반론을 펼칠 것인가. 기대된다. ? 사이쇼 하즈키(논픽션 작가)
? 후쿠오카 신이치 선생처럼 생물에 대해 박식하면서 문장력까지 뛰어나기는 드물다. 과학과 시적인 감성의 행복한 만남이 생명의 기적에 빛을 비춘다. - 모기 겐이치로(뇌과학자, 소니컴퓨터 과학연구소 상급 연구원)
? 초미세 차원의 생명은 무서울 정도로, 그리고 아름다울 정도로 우리의 행동과 닮았다. ? 우치다 다쓰루(고베 칼리지 문학부 종합문화학과 교수)
? 20세기 최대의 과학 토픽, 그 내막을 현장감 넘치게 밝혀가는 수완이 매우 훌륭하다.
- 요미우리신문
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