출판사 서평
인간 게놈 프로젝트 그 후,
유전자의 비밀을 탐구하는 환상적인 여행
게놈을 읽는 것은 혁명이다!
게놈과 암호를 통해 이해하는 새로운 관점의 생명과 진화
게놈을 읽는 것은 생명과학의 모든 분야에 혁명을 일으켰다. 이 책에 소개한 이야기들은 그 본보기이다. 나는 본보기를 찾으려고 시간과 공간을 여행했다. 위대한 개척자들을 만나려고 우리가 유전자라는 개념을 생각하기 시작한 곳에, HIV를 배우기 위해 보츠와나와 보스턴에, 녹색혁명의 아버지인 농학자 노만 볼로그를 만나고자 멕시코에, 오스트레일리아의 시골인 워락나빌과 리턴에 ...
인간 게놈 프로젝트 그 후,
유전자의 비밀을 탐구하는 환상적인 여행
게놈을 읽는 것은 혁명이다!
게놈과 암호를 통해 이해하는 새로운 관점의 생명과 진화
게놈을 읽는 것은 생명과학의 모든 분야에 혁명을 일으켰다. 이 책에 소개한 이야기들은 그 본보기이다. 나는 본보기를 찾으려고 시간과 공간을 여행했다. 위대한 개척자들을 만나려고 우리가 유전자라는 개념을 생각하기 시작한 곳에, HIV를 배우기 위해 보츠와나와 보스턴에, 녹색혁명의 아버지인 농학자 노만 볼로그를 만나고자 멕시코에, 오스트레일리아의 시골인 워락나빌과 리턴에 있는 밀밭에, 산호초의 게놈을 연구하는 그레이트 배리어 리프 가장자리의 타운즈빌까지 갔다. 여기에 있는 이야기들은 그 여행에서 모은 것들이다. ‘게놈 세대’의 일부분이 된다는 것은 어떤 의미일까? 바로 그 대답이다.
_ 엘리자베스 핑켈
게놈을 읽는다는 것
영화 에서 그리는 미래 사회는 이렇다. 태어난 모든 아기들의 유전자를 서열분석하여 앞으로 어떤 삶을 살 것인지 일기예보처럼 미리 읽는다. 아기의 성격은 어떻고, 장차 어떤 병을 갖게 될 것이며, 수명은 어느 정도인지 유전자 분석을 통해 알아내는 것이다. 즉 인간의 유전자를 읽고 그 미래를 판단하는 세상을 그리고 있다. 그렇다면 이런 영화와 같은 현실이 우리에게 얼마나 다가온 것일까?
1990년 시작하여 2003년 끝을 맺은 인간 게놈 프로젝트를 통해 우리는 각자의 유전자가 지닌 미래를 알게 되리라 기대했다. 그러나 현실은 그렇지 않았다. 물론 이 프로젝트는 우리에게 여러 가지를 알려 주었다. 인간 유전자 숫자는 2만 500개라는 것, 인간 게놈의 1.5%만이 단백질을 암호화한다는 사실 등이다. 그러나 이 외에 대부분의 경우에서 우리는 아직 일상적인 질병, 유전을 결정하는 형질에 대한 유전자를 제대로 찾지 못하고 있다. 단백질을 암호화하지 않는 DNA의 98.5%가 어떤 역할을 하는지도 정확하게 알지 못한다. 또한 게놈을 읽는다고 인간의 운명을 내다보게 되는 것도 아니다. 그렇다면 인간 게놈 프로젝트가 우리에게 끼친 영향은 무엇일까? 그것은 게놈이 간직한 비밀을 통해 우리는 진화를 이해하는 데 한걸음 다가섰다는 것이다.
유전자가 간직한 비밀
우리는 분명 게놈을 분석함으로써 여러 실재적인 결과들을 얻었다. 유전자 조작을 통해 작물의 생산량을 높이고, 불치병과 난치병을 치료할 신약과 백신을 개발했다. 그리고 무엇보다 가장 크게 영향을 받은 것은 과학 사상들이다. 오랫동안 유지되었던 과학 이론들이 무너지고, 과거 터무니없다고 여겨졌던 사상들이 수면 위로 모습을 드러낸 것이다.
이 책에서는 총 7개 장을 통해 인간 게놈 프로젝트가 끝난 이후 급격하게 발전 중인 생명과학 분야의 여러 현장을 보여 준다.
먼저 1장에서는 인간 게놈 프로젝트가 끝난 후 새롭게 이루어진 유전자에 대한 정의를 다룬다. 인간을 이루고 있는 유전자는 2만 500개, 유전자를 이루는 것은 30억 개의 DNA 염기 서열이다. 그런데 그 염기 서열 중 유전자 정보를 가진 것은 1.5%에 불과하다. 이로써 밝혀진 것은 인간이 실험용 벌레와 같은 수의 유전자를 갖고 있다는 사실이다. 그렇다면 인간과 벌레를 구분 짓는 것은 무엇인가? 그것은 DNA에서 98.5%를 차지하는 다른 형태의 정보일 것이다.
2장에서는 그렇게 중요성을 인정받게 된 98.5%의 나머지 DNA, 즉 잡동사니 DNA에 대해서 탐구한다. 그리고 이 DNA 속에 있는 RNA는 어떤 기능을 하는지 알아본다.
3장에서는 DNA를 분석하는 기술들이 불러온 가장 큰 파장인 후성유전학을 다룬다. 후성유전학의 또 다른 이름은 라마르크설로, 과거 이단으로 여겨져 여러 과학자들을 나락으로 떨어뜨린 바로 그 과학 이론이다. 내가 한 선택이 나와 나 자식의 유전자에 어떤 변화를 줄 수 있다, 즉 개인 경험이 유전자에 의해 유전된다는 후성유전학의 논리는 오늘날 급격하게 지지를 얻고 있다.
4장은 게놈 전체를 읽음으로써 생길 수 있는 여러 가지 이야기를 말한다. 물론 우리는 아직 게놈의 의미를 전부 알 수 없지만, 그래도 어느 정도의 확률로 인간 유전자가 가지고 있는 질병, 형질 등에 대해서 알아냈다. 이를테면 단백질로부터 병을 일으키는 유전자를 추적하여 혈우병, 알츠하이머병 등의 유전자를 찾았다. 그러나 아직도 많은 질병이 생기는 이유를 알지 못한다. 어떤 단백질이 고장 나서 어떤 작용을 하여 병을 일으키는지 모른다.
5장에서는 전 세계를 공포로 몰아넣었던 전염병 에이즈에 대한 사례와 치료법에 관련된 일화들을 소개한다. HIV의 작동 과정을 살펴보며, 그에 맞서 여러 연구자들이 기울인 노력들을 볼 수 있다. 특히 성인 4분의 1이 HIV에 감염된 보츠와나에서 겪은 사례는 유전자 연구를 통해 바이러스에 대항할 대비책을 마련해야 한다는 경각심을 일깨워 준다.
6장에서는 과거 세계를 풍요롭게 만들었던 녹색혁명과 이를 이끈 노만 볼로그를 만날 수 있다. 노만 볼로그는 수확량이 2배인 밀을 만들어 기근으로부터 세계를 구하고 노벨 평화상까지 받은 인물이다. 그런데 아이러니하게도 그가 일군 풍요는 세계인을 농업에 무관심하게 만들었으며, 그 결과 인류는 식량 기근 사태에 직면해 있다. 앞으로 우리는 90억 인구를 먹일 만큼 생산량이 많은 개량종을 40년 안에 개발해야 한다. 이런 식량 부족 문제를 해결하기 위한 연구자들의 분투를 소개한다.
7장에서는 인간과 산호의 게놈이 아주 유사하다는 충격적인 내용을 소개한다. 이것은 사실상 생명체의 복잡성과 게놈의 크기는 관계가 없음을 말하며, 비암호화 DNA의 양과 관계가 있다는 확신을 주었다. 이는 유전자가 진화를 거듭할수록 복잡하게 발달한 것이 아니라 오히려 상실된 것이라는 파격적인 주장과 연결되어 있다. 우리가 단순하다고 생각하는 해면동물, 해파리 등이 인간처럼 정교한 몸을 만드는 데 필요한 유전자와 시스템을 두루 갖추고 있다는 사실을 통해, 진화란 과연 무엇인지 고민하게 된다.
게놈을 읽는다는 것은 인간 삶과 직결된 생명과학 분야에 혁명을 일으켰다. 그 혁명은 현재 진행 중이며, 앞으로의 파장 또한 감히 짐작할 수 없다. 유전자 분석으로 얻는 새로운 정보는 우후죽순으로 늘어나고 있으나, 놀랍게도 우리는 아직도 유전자를 완벽하게 분석할 수 없다. 이 시점에서 《게놈 세대》는 인간과 진화 그리고 과학에 대해 진지한 접근과 호기심을 이끌어 내는 역할을 할 것이다.

다윈의 진화론이 발표되기 50년 전, 프랑스 박물학자 장 바티스트 라마르크는 진화가 다소 직관적인 사상으로 보인다고 주장했다. 즉 신체를 사용했건 사용하지 않았건, 개인의 경험이 자손에게 전달된다는 것이다. 그래서 기린의 조상이 나무 꼭대기에 닿으려고 목을 늘렸기 때문에 자손은 긴 목으로 태어났다는 것이다. 또 두더지의 조상은 눈을 쓰지 않았기 때문에 자손은 눈이 없이 태어났다. 다윈과 라마르크의 이론에서는 환경이 중요한 인자로 작용했다. 그러나 다윈의 경우는 자손에게 이미 차이가 존재했고 환경은 단순히 선택된 것이라면, 라마르크의 경우는 환경 또는 경험이 실제로 자손의 차이를 창조했다는 것이다. 라마르크는 “연금술같이 복잡하게 하는 힘이 생물체로 하여금 복잡성의 사다리를 타고 올라가게 했다.”라고 말했다.
다윈의 이론이 라마르크의 이론을 능가했다. 개를 사육하는 어떤 사람이라도 다윈이 옳고 라마르크가 틀렸다는 것을 증명할 수 있을 것이다. 만약 당신이 애완용 작은 개를 갖고 싶다면, 개의 부모를 어떻게 키웠는가는 중요하지 않다. 새끼를 밴 어미에게서 지속적으로 가장 작은 강아지를 선택하는 것이 중요하다. 더구나 불도그의 꼬리를 몇 번 잘랐느냐가 문제 되지도 않는다. 불도그의 강아지는 항상 정상적인 길이의 꼬리를 갖고 태어난다.
1942년, 유전학자들은 다윈의 진화론을 멘델의 유전자 이론에 적용했다. 이는 ‘다윈의 불도그’ 토머스 헉슬리의 손자인 줄리안 헉슬리가 쓴 획기적인 글을 통해 정식으로 세상에 알려졌다. 헉슬리는 이 글에 《진화: 현대 종합설Evolution: The Modern Synthesis》이라고 제목을 붙였다.9 현대 종합설(네오다위니즘)은 증명할 수 있는 유전적 메커니즘으로 다윈의 진화론을 지지했다. 진화의 원료는 유전자였다. 유전자는 산발하는 총탄처럼 무작위로 공격하는 방사선 또는 화학물질로 인한 돌연변이의 결과에 따라 다양했다.
대조적으로 라마르크설은 비참하게 패했다. 라마르크설에는 근육과 눈의 사용, 또는 어떠한 경험이 난자나 정자 속에 격리된 차세대 유전자에 영향을 주는지 설명할 수 있는 메커니즘이 없었다. 라마르크설은 과학적인 우스갯소리로 들렸다. 라마르크설에 손을 댄 과학자는 자신의 경력을 망쳤다.
<3. 라마르크가 돌아오다> 중에서

1981년, 후천성 면역 결핍증(Acquired Immune Deficiency Syndrome, AIDS)은 샌프란시스코와 로스앤젤레스 게이 사회에서 성서에 등장하는 전염병처럼 퍼져 나갔다. 한창 나이의 젊은 남성들이 이상하고 가공할 만한 여러 증상으로 쓰러졌다. 환자에게는 여러 개의 반점이 생겼다. 이것은 카포시 육종으로 알려진 보라색 피부 반점으로, 오로지 나이 든 사람들에게서 볼 수 있는 흔치 않은 암이다. 이 반점들은 여러 미생물들에 의해 염증과 폐렴으로 더 악화된다. 모두 면역 체계가 붕괴되어 나타난 증상이다. 젊은 남자들은 수개월 내에 죽었다.
1983년, 연구자들은 증후군의 원인을 추적하여 에이즈라고 알려진 이 병이 인간 면역 결핍 바이러스(Human Immunodeficiency Virus, HIV)에 의한 것이라는 것을 알아냈다. 그러나 15년이라는 긴 세월 동안 에이즈에는 효과적인 치료법이나 백신이 없었다. 의사들이 손을 쓰지 못한 채 수백만 명이 죽었다. 결국 1996년에 세 가지 약을 섞은 것이 상황을 바꿨고, 에이즈는 이제 더 이상 사형선고가 아니다 .
2011년은 에이즈가 퍼지기 시작한 지 30년이 된 해였다. 당신이 호주 같은 곳에서 산다면, HIV와 에이즈는 찾기가 힘들 것이다. 1980년대의 그림 리퍼 텔레비전 캠페인(Grim Reaper Television Campaign)은 사라졌다. 인구의 0.15% 만이 에이즈에 감염되었고2, 에이즈 환자들은 정상적인 생활을 도울 약들을 구할 수 있다.
그러나 사하라 사막 이남 아프리카는 사정이 다르다. 이곳은 에이즈 전염의 중심 지역이다. 세계 감염자의 3분의 2가 이 지역에 산다. 그리고 일부국가에서는 감염률이 엄청나게 높다.5 예를 들어 보츠와나에서는 성인 4분의 1이 HIV에 감염되었다. 그러나 아프리카 국가 중에서 보츠와나는 가장 진보적인 국가 중 하나이다. 민주적인 정부와 다이아몬드 채굴로 인한 국부를 자랑하고, HIV가 공격하기 전인 1990년까지는 국민 기대 수명이 65세였다. 이는 아프리카에서 가장 높은 것이었다. 보츠와나는 2002년에 HIV 약을 무료로 배포한 최초의 국가였다. 그 뒤 6년 만에 AIDS 진단을 받은 환자의 90%가 약물 치료를 받았다.
그래서 2008년 2월 보츠와나를 방문했을 때, 나는 호주처럼 보츠와나의 병원에도 AIDS 환자가 거의 없을 걸로 생각했다. 그러나 곧 내가 틀렸음을 알았다. 나는 보츠와나 수도 가보로네에 있는 마리나 공주 병원(Princess Marina Hospital)에서 하루를 지냈는데, 병실은 죽어 가는 사람들로 가득 차 있었다. 그나마 남자 병동에서는 환자들이 침대에 누워 있었지만, 여자 병동은 너무 붐벼서 환자들이 바닥에 누워 있었다.
이 광경이야말로 사하라 사막 이남 아프리카의 HIV 현실을 그대로 보여 주는 창이었다. 2,250만 명이 HIV에 감염되었고, 그중 60%는 여성이었다. 아프리카에서 전염병이 왜 여성에게 편중되었는지는 아무도 모른다. 10대 여자아이들이 가장 심각해서, 10대 남자아이들보다 2∼3배 더 많이 감염되었다.
그날 병동에서 나는 약이 충분하지 않다는 것을 알았다. 성인 인구의 상당수가 감염되었고, 감염자 대부분이 바이러스에 감염된 것을 모르고 있었다. 이 사실은 전염병이 마치 어마어마한 양의 증기를 뿜어내는 기관차와 비슷해 보이게 했다.
이야말로 연구자들이 최전선에서 백신을 만들려고 분투하는 이유이다.
_ <5. 에이즈를 극복하려면> 중에서

목차
감사의 말
옮긴이 서문
서론
1. 유전자에 대한 생각
2. 잡동사니 DNA란 무엇인가
3. 라마르크가 돌아오다
4. 당신의 유전적 미래
5. 에이즈를 극복하려면
6. 인구 90억 명을 먹여 살리다
7. 당신의 조?상을 만나다
결론
주
찾아보기