가장 가까이 두고도 모르는 내 몸의 세계

내 몸인데 내가 모르는 것에 관하여.

나는 소파에 누워 아무것도 하지 않았다.

그런데 몸속에서는 난리가 났다.

낡은 것을 치우고, 새것을 만들고, 여기저기 고치느라 쉴 틈이 없다.

“오늘은 좀 쉬자.”

몸속 세포들이 들으면 어이없을 말이다.

“혼자 쉬고 계시잖아요.”

우리 몸은 작은 세포들이 모여 만들어졌다.

그중 많은 세포가 사라지고 새 세포로 바뀐다.

어릴 적 사진 속 피부를 이루던 세포들도 대부분 떠났다.

그런데 우리는 사진을 가리키며 말한다.

“이게 나야!”

몸은 바뀌었는데 나는 그대로라니.

도대체 무엇이 나를 나로 이어주는 걸까?

『물론입니다』 제4권 ‘살아있음으로 물이다’는

이 질문을 품고 몸속으로 들어간다. 거기서 만나는 뜻밖의 주인공은 물이다.

우리는 물을 마시고 쉰다. 물은 그때부터 일한다. 영양분이 이동하도록 돕고, 몸에 필요한 물질이 만들어질 환경을 지킨다. 음식을 소화할 때는 직접 나서서 큰 분자를 잘게 쪼갠다. 우리가 마신 물은 몸속으로 휴가를 온 것이 아니다. 취직을 한 것이다.

이 책에는 수상한 이야기가 많다.

물과 기체에 번개를 흉내 냈더니 생명의 재료가 생겼다. 물이 마르면 활동을 거의 멈추고 버티다가, 다시 물을 만나 움직이는 물곰도 있다. 한때 따로 살던 세균의 후손은 우리 세포 안에 눌러앉아 발전소가 되었다. 미토콘드리아다.

우리는 세균을 없애려고 손을 씻는다. 그런데 그 손을 움직일 에너지는 세균의 후손이 만들고 있다. 씻어낼 녀석과 고마워할 녀석을 잘 구별해야겠다. 몸속에는 설계도도 있다. DNA다. 단 네 종류의 글자로 몸을 만드는 정보가 적혀 있다. 그 정보를 읽고 재료를 조립하는 작은 공장들도 있다.

부모에게서 받은 정보는 자녀에게 이어진다. 그래서 형제는 닮는다. 그런데 똑같지는 않다.

“형은 잘하는데 너는 왜 그러니?”

이럴 때 동생도 할 말이 있다.

“같은 부모님이지, 같은 사람은 아니잖아요.”

더 짓궂은 이야기도 있다. 우리가 살려면 어떤 세포는 죽어야 한다. 손가락 사이를 채우던 세포들이 사라져야 손가락이 떨어져 나뉜다. 덕분에 젓가락도 잡고, 피아노도 치고, 몰래 과자도 집어 먹는다.

살아 있으려면 모두 살아남아야 할 것 같은데, 생명은 꼭 그렇지도 않다. ‘내가 죽어도 나는 산다고?’라는 이 책의 질문이 그저 말장난은 아닌 이유다.

『물론입니다』 시리즈는 윤경용 박사와

흔들의자 출판사가 똑똑한 대한민국을 만들기 위해 10년을 준비한 지식 프로젝트!

이 책을 읽고 나면, 우리를 살아 있게 하는 것이 무엇인지 알게 된다.

내 몸인데 나만 몰랐다.

몸속에 발전소가 있다고 한다. 전기요금 고지서는 안 오니 다행이다.

그런데 주인이 조금 수상하다. 미토콘드리아라는 이 발전소의 조상은 세균이었다.

세균을 씻어내려고 손을 움직이면서, 우리는 세균의 후손에게 에너지를 얻는다.

씻기 전에 인사부터 해야 하나?

『물론입니다』 제4권 ‘살아있음으로 물이다’는 이렇게 익숙한 몸에서 뜻밖의 이야기를 꺼낸다. 세균 출신 발전소, 몸을 만드는 작은 공장, 우리가 살도록 제때 사라지는 세포들. 내 몸인데, 정작 나는 모르던 일들이다.

우리는 몸이 다 만들어졌다고 생각한다. 하지만 몸속에서는 날마다 낡은 것을 치우고 새것을 만드는 공사가 이어진다. 내가 소파에 누워 과자를 먹는 동안에도 작업은 멈추지 않는다. 게으른 것은 나일 수 있다. 세포는 억울하다. 그 현장마다 물이 있다. 우리가 물 한 잔 마시고 쉬는 동안, 물은 몸속에서 영양분을 옮기고 음식이 잘게 쪼개지는 반응에 참여한다. 나는 쉬는데, 물은 출근한다. 목을 축여주는 것으로 일이 끝난 줄 알았더니, 진짜 일은 그다음이었다.

저자는 어려운 과학을 생활 속 질문과 웃음으로 풀어낸다. 무엇을 외우기도 전에 다음 이야기가 궁금해진다. 손가락 사이에는 왜 틈이 있을까? 형제는 왜 닮았는데도 다를까? 몸의 많은 세포가 바뀌는데 나는 어떻게 여전히 나일까?

물과 기체에 번개를 흉내 낸 실험실에서 생명의 재료를 만나고, 별에서 만들어진 탄소를 따라 우리 몸까지 내려온다. 멀리 떠난 것 같은데, 이야기는 자꾸 내 손과 얼굴, 밥 한 숟가락으로 돌아온다. 과학이 책 속에만 있는 줄 알았더니, 내가 바로 그 현장이었다.

읽고 나면 자기 몸이 조금 기특해진다. 나를 살리려고 이렇게 바쁘게 일하고 있었다니. 물 한 잔도 전처럼 심심해 보이지 않는다.

오늘도 아무것도 안 했다고?

몸속에서 항의가 들어올 말이다.

서문_우리는 이미 죽어 있다.

Ⅰ. 물과 생명의 탄생

1. 1953년 봄, 시카고의 한 플라스크에서 시작된 일

1) 그런데 생명이란 도대체 무엇인가

(1) 바이러스의 이중생활 (2) 프리온이라는 더 이상한 존재 (3) 불꽃과 눈송이의 도전

2) 왜 하필 물이어야만 했을까

(1) 104.5도의 비밀 (2) 물과 기름의 거리감이 만든 비밀의 방 (3) NASA가 우주를 향해 외치는 한마디 (4) 지금, 두 대의 우주선이 그 답을 향해 날아가고 있다 (5) 타이탄, 지구를 쏙 빼닮은 얼음 위성

3) 물 한 컵 속에서 벌어지는 우주

(1) 물 분자 한 개의 크기 (2) 음속의 두 배, KTX의 일곱 배 (3) 초당 1,000억 번의 만남과 이별 (4) 만약 수소 결합이 없었다면 (5) 물은 거대한 초고속 네트워크다

4) 물이 빚는 또 다른 마법 - 그리고 가짜 마법

(1) 6각 대칭의 눈송이 (2) 단백질을 접는 손 (3) 물은 정말 기억할 수 있을까?

5) 한 그루의 나무가 매일 보여주는 기적 6) 다시 1953년의 시카고로

2. 탄소, 생명의 뼈대

1) 무엇이 살아 있고, 무엇이 죽어 있는가 - 탄소라는 경계선 2) 규소 생명체는 가능한가 3) 밀러의 플라스크 속, 진짜 주인공은 탄소였다 4) 탄소와 물의 동맹 - 세포막이라는 건축술 5) 포도당, 아미노산, 지방, 핵산 - 화학적 진화가 차린 네 가지 밥상 6) 탄소 순환 - 죽은 자의 몸에서 산 자의 밥상으로 7) 고구마가 해마다 작아진 이유 8) 유기농의 배신 9) 우리는 물주머니이면서 탄소 덩어리다 10) 그래서, 생명은 물 위에 쓰인 탄소의 문장이다

3. 생명의 한계, 태양 없이 물 없이도

1) 1977년 2월, 캄캄한 바다 밑에서 발견된 것 2) 빛 대신 화학을 먹는 생명 3) 물을 버리고도 사는 생명 4) 죽지 않기로 한 해파리

4. 판스퍼미아, 생명은 외계에서 왔는가

1) 하늘에서 온 돌이 흔든 오래된 질문 2) 지구의 생명은 왜 항상 왼손잡이인가

Ⅱ. 물이라는 화학자

1. 1909년 코펜하겐, 맥주가 만든 위대한 발견

1) 칼스버그 맥주 연구소의 어느 깊은 밤 2) pH의 비밀 - 수소 이온의 인구밀도 3) 물이라는 가장 영리한 화학자 4) pH가 만들어내는 일상의 드라마들

(1) 화장품의 비밀 왜 약산성인가 (2) 산성비 -'지구의 대머리 약'이 만들어지는 이유 (3) 알칼리성 식품 - 거대한 마케팅 사기극 (4) 위벽이 위산에 녹지 않는 이유 (5) 양치질을 안 하면 이빨이 녹는 충치의 진짜 원리

5) 위산이라는 지옥에서 살아남은 세균 6) 곰팡이를 버리지 않은 남자 7) 로버트 보일과 보라색 제비꽃 - pH 발견의 비하인드 8) 방구석에서 마법사 되기 - 자색고구마와 양배추 pH 실험

2. 1762년 글래스고, 한 교수가 발견한 '비밀 금고'

1) 얼음이 녹는데 온도가 안 올라간다고? 2) 지구가 살 수 있는 행성이 된 이유 3) 식물 잎사귀 속의 '물 분자 연쇄 폭파 사건'

3. 1972년 영국 시골, 한 화학자가 본 '살아있는 지구'

1) NASA의 자문 의뢰가 만든 가설 2) 우주선 지구의 거대한 워터파크

Ⅲ. 물이 만드는 몸속의 생명현상

1. 1955년 록펠러 연구소, 세포 속에서 발견된 작은 알갱이들

1) 한 루마니아 의사가 본 세포 속 알갱이 2) 1초에 20개의 구슬을 꿰는 분자 공장 3) 생명은 조립되고 있다 4) 물 분자의 퇴사 - 펩타이드 결합의 찰나

2. 1921년 부활절 밤, 한 의사의 꿈

1) 새벽 3시, 실험실로 달려간 한 사람 2) 두 마리 개구리 심장이 풀어낸 비밀 3) 1897년 옥스퍼드, '시냅스'라는 이름의 탄생 4) 죽은 듯 누워 있던 토끼를 일으켜 세운 주사 한 방 5) 한쪽 눈을 잃은 청년의 노벨상, 그리고 프로작의 탄생 6) 도파민의 세 친구, 세로토닌 · 옥시토신 · 엔돌핀 7) 양파 눈물과 서러운 눈물은 다른 물이다 8) 콩나물국 냄새 하나가 그 시절 전체를 데려온다 9) 모든 것이 물 속에서 일어난다

3. 감정이라는 물속의 나침반

1) 이성은 멀쩡한데, 왜 결정은 엉망이 될까 2) 몸의 신호가 오가는 길에도 물이 있다

4. 혈액-뇌 장벽, 물이 지키는 요새

1) 뇌로 들어가는 문은 왜 이렇게 까다로운가 2) 왜 뇌는 이렇게까지 물을 지켜야 했을까

5. 지구를 감싸는 보이지 않는 방패

1) 이 자기장은 대체 어디서 오는가 2) 이 방패가 없었다면, 물은 지금 여기 없었다 3) 그 방패가 우리 눈에 보일 때가 있다

6. 1944년 더블린, 슈뢰딩거의 위대한 질문

1) “생명체는 우주의 깡패에 저항하는 자다” 2) 물이 부리는 마법 - 찰나의 겨울왕국 3) 경계선은 없다 - 물에서 생명으로 이어지는 사다리 4) 노자가 옳았다 – 상선약수上善若水 5) 물은 혼자서 물이 아니다 - 관계의 산물

7. 6쪽짜리 논문 한 편이 학계를 뒤집은 날

1) “많아지면 달라진다”- 세상은 부품만으로 설명되지 않는다 2) 창발 - 하나에는 없지만, 모이면 생기는 것 3) 임계점 - 마지막 한 방울이 세상을 바꾸는 순간 4) 프리고진 - 생명은 왜 무너지지 않는가? 5) 생명은 멈춰 있는 물건이 아니라 흐르는 질서다 6) 물에서 사람까지 - 자연은 계단을 한 칸씩 올라왔다 7) DNA는 악보이고 물은 무대다

Ⅳ. 물은 살아있는가?

1. 물은 기억한다 - 다만 우리가 생각했던 방식은 아니다

1) 에모토 마사루의 사기극 2) 물의 RAM - 1조 분의 1초의 메모리 3) 효소를 깨우는 물의 초능력 - 유발 적합 모델 4) 생명이라는 정보 처리의 기초

2. 25억 년 전, 지구가 통째로 녹슬어버린 그날

1) 바다가 녹슬던 날 2) 생명은 물에 적응했을까, 물이 생명에 적응했을까? 3) 35억 년 전 생명의 흔적을 찾아 나선 사람 4) 우리 모두의 조상은 누구였을까 – LUCA 5) 식물 세포 안에 살고 있는 옛 미생물 6) 비를 만드는 것은 구름일까, 나무일까? 7) 물과 생명은 함께 진화했다

3. 미토콘드리아, 그날의 동거가 없었다면

1) 왜 세균은 몸집을 키우지 못했을까 2) 한 번의 동거가 만든 모든 것

Ⅴ. 생명의 설계도 DNA

1. 1953년 2월 28일, 케임브리지의 독수리 술집에서

1) 그 날 아침, 캐번디시 연구소 2) 정오의 길거리 - 케임브리지 벤네트 스트리트 3) 독수리의 문이 열리고 4) 그 1초 5) 두 달 후 - 한 페이지짜리 논문 6) 그 자리에 없었던 한 사람 7) 70년 후 - 한 술집의 명패

2. 1953년 1월, 왓슨이 보게 된 축축한 DNA 사진 한 장

1) 사진 51호 - 물에 적신 채로 찍은 한 장의 X선 2) DNA - 내 몸속에는 1,000권짜리 백과사전이 들어 있다 3) DNA는 단 네 글자로 쓰인 생명의 언어 4) 유전자 - DNA 속에서 정말 중요한 문장 5) 코돈 - 생명체가 사용하는 3글자 단어 6) RNA - 설계도로 공사하는 시공업자

(1) 왜 DNA는 밖으로 나오지 않을까? (2) mRNA는 오래 보관할 필요가 없다 (3) RNA가 없으면 무슨 일이 벌어질까? (4) RNA 때문에 코로나 변이가 계속 나타난 이유

7) RNA 네 형제, 생명 공장의 직원들 8) 생명의 배송 경로를 처음 그린 사람

9) 닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐 - RNA 세계 가설

(1) 범인은 제3의 인물이었다 (2) RNA 혼자 세상을 운영하던 시절 (3) 그런데 RNA는 어디서 왔을까? (4) 한 세대가 던진 질문을 다음 세대가 이어받는다

3. 멘델의 완두콩 정원 - 우리는 무엇을 물려받는가

1) 수도원 정원에 쪼그리고 앉은 남자 2) 노란 완두콩 속에는 녹색이 숨어 있었다 3) 아버지도 46개, 어머니도 46개인데 4) 할아버지와 할머니의 카드가 다시 섞인다 5) 그런데 형제는 왜 닮았을까? 6) 840만 번을 다시 뽑아도 나는 나올까?

4. 같은 유전자는 얼마나 같은 삶을 만들까

1) 서른아홉 살에 처음 만난 두 사람 2) 미네소타로 간 짐과 짐 3) 따로 자랄수록 오히려 비슷해진다는 역설 4) 초상화 66점이 밝혀낸 합스부르크에 왕가의 턱 5) 왜 하필 가까운 친척끼리 결혼하면 이런 일이 생길까?

6) 로스차일드 가문의 사촌들 (1) 로스차일드는 왜 딸에게 재산을 주지 않았을까 (2) 서울에서 만난 로스차일드가의 8세손 (3) 그런데 J.P. 모건과는 어떤 관계였을까

7) 빅토리아 여왕의 혈우병 - 유럽왕실을 여행한 유전자

(1) 여왕의 몸이 병을 숨길 수 있었던 이유 (2) 빅토리아 여왕의 혈우병, 러시아를 무너뜨리다 (3) 황태자의 피를 멎게 한 남자 (4) 전설이 된 죽음 (5) 제국이 무너진 자리 (6) 병을 숨긴 채 다음 세대를 기다리는 유전자

8) “외할아버지 머리숱은 어떠셨어?”

9) 존 돌턴의 이상한 양말

(1) 빨간색과 초록색이 서로 구분되지 않는다면 (2) 왜 유독 색맹은 이렇게 흔할까 (3) 딸들은 왜 색맹이 드물까 (4) 세상에서 가장 유명한 숫자 그림

10) 링컨의 긴 팔다리는 유전자 때문이었을까?

(1) 1962년, 한 의사의 발견 (2) 그런데 반박도 만만치 않았다 (3) 60년이 지나도 풀리지 않는 이유

11) 그런데 일란성 쌍둥이도 서로 다른 것이 있다

5. 같은 DNA인데 왜 달라질까 - 유전자는 운명일까

1) 같은 설계도인데 왜 다른 사람이 되었을까 2) 유전자형과 표현형 - 가지고 있는 것과 드러나는 것 3) DNA 위에 붙어 있는 포스트잇 4) 1944년 겨울, 네덜란드에서 벌어진 일 5) 그렇다면 할머니의 굶주림도 나에게 올까? 6) 『이기적 유전자』가 말한 것은 무엇이었을까 7) 그렇다면 우리는 DNA의 노예가 아닐까?

6. 어머니에게서만 오는 DNA - 미토콘드리아 이브

1) 우리 몸속에는 DNA가 두 종류 있다 2) 아버지는 왜 이 DNA를 거의 남기지 못할까 3) 1987년, 147명의 DNA를 거꾸로 돌리다 4) 그런데 그 어머니는 어디에 살았을까? 5) 이브에게 아담이 있었을까 6) 이름도 얼굴도 남지 않은 한 여자 7) 8,000명의 어머니가 손을 잡는다면 8) 우리는 모두 한 어머니의 자식일까

7. 죽어야 사는 세포 - 아폽토시스와 암

1) 다섯 손가락은 세포가 죽어서 만들어졌다 2) 세포 안에는 죽음의 프로그램이 있다 3) 아폽토시스라는 이름에는 낙엽이 들어 있다 4) 우리는 이미 죽어 있다 5) 생명은 만드는 것만으로 유지되지 않는다 6) “이제 그만 죽어.” 7) 죽지 않는 것이 정말 축복일까 8) 1951년에 시작된 세포가 아직도 살아 있다 9) 그런데 그녀는 허락하지 않았다 10) 우리는 이미 죽어 있다, 그러나 살아 있다

8. 세포도 돈을 쓴다 - 생명의 화폐 ATP

1) 손가락 하나 움직이는 데도 돈이 든다 2) 왜 음식물을 바로 쓰지 않을까 3) ATP는 어떻게 돈을 내놓을까 4) 하루에 ATP를 얼마나 쓸까 5) 이 돈은 어디에서 만들까 6) 우리 몸속에는 수없이 작은 터빈이 돌아간다 7) 발전소의 끝에서 물이 태어난다 8) 세포는 한순간도 계산을 멈추지 않는다

9. 30년의 기다림 - 한 헝가리 여인이 인류를 구한 이야기

1) 1985년 부다페스트 공항, 곰인형 한 마리 2) 1989년 펜실베이니아대학, 그리고 강등 3) 복사기 앞에서 만난 두 사람 4) 모더나의 탄생, 그리고 BioNTech의 부부 의사 5) 2020년 1월, 인류가 단 이틀 만에 해낸 일 6) 2023년 10월, 늦은 인정

10. 다시 1953년의 독수리 술집으로

1) 가위를 든 두 여자 2) 같은 설계도로 태어난 양 한 마리 3) DNA와 RNA는 물에서만 작동한다 4) 한 사람 안의 일곱 단계 5) 세 단어, 그리고 한 풍경

Ⅵ. 화성이 남긴 질문 그리고 물은 살아있는가

1. 화성이 남긴 질문, 아직 열려 있는 답

1) 샘플은 화성에 있고, 데려올 배는 없다 2) 이 책을 덮은 뒤에도, 화성의 답은 기다리고 있다

2. 물은 살아있는가, 아닌가

1) 그래서 결론은 2) 한 잔의 물 안에 138억 년 3) 모든 얼굴이 한자리에 모이는 마지막 페이지 4) 우리는 여전히 우리다 5) 생명의 마지막 문장은 물이다

글을 마무리하며…