김홍표의 크리스퍼 혁명 (DNA 이중나선에서부터 크리스퍼 유전자가위까지)

김홍표의 크리스퍼 혁명 (DNA 이중나선에서부터 크리스퍼 유전자가위까지)

$20.00
Description
모두를 위해 친절한 언어로 설명하는 크리스퍼 유전자가위!
크리스퍼 유전자가위는 유전질환이나 암, 난치성 질환 치료에 이용되고 있다. 그런데 일반인들이 눈 깜짝할 새도 없이 빠르게 발전하는 유전공학 기술을 이해하며 받아들이기란 어렵기 그지없다. 김홍표 교수가 2년여에 걸쳐 집필한『김홍표의 크리스퍼 혁명』은 크리스퍼가 무엇인지, 이 기술이 얼마나 혁신적인지 독자의 눈높이에 맞추어 알기 쉬운 언어로 친절히 설명하고 있다.

제1장에서는 본격적으로 유전자를 다룬다. 생명이 진화하며 각각의 종이 DNA를 어떻게 진화시켰는지 흥미진진하게 설명한다. 진화적 관점에서 DNA를 바라보며 DNA에 쓰인 비밀에 한 발씩 접근해나간다. 제2장부터 본격적으로 유전자가위가 등장한다. 크리스퍼는 언제, 어떻게 발견된 것이며 그 원리는 무엇인지 상세히 설명한다. 제한효소와 DNA 회문구조가 펼치는 기가 막힌 양동작전을 따라가다 보면 크리스퍼 유전자가위가 얼마나 효율적인 도구인지 새삼 깨닫게 된다.

제3장에서는 왜 사람들이 크리스퍼를 ‘발명’이라 부르지 않고 ‘발견’이라 부르는지, 크리스퍼가 등장한 과정을 시기별, 사건별로 상세히 정리한다. 지금 크리스퍼 유전자가위 연구를 선도하고 있는 제니퍼 다우드나, 장펑, 김진수 박사를 소개하면서 이 기술의 현재를 기록하고, 크리스퍼가 바꿀 가까운 미래를 예견한다. 제4장은 모기의 박멸, 바이러스에 강한 바나나 품종 개발, 뱀의 다리를 다시 되돌리려는 시도 등, 크리스퍼 유전자가위가 어떻게 응용되고 있는지 몇 가지 사례를 들어 설명한다. 제5장에서는 유전자가위로 생명체의 생식을 어떻게 조절할 수 있는지, 유전자가 대물림되는 방식을 통해 이해해보고, 제6장을 통해 크리스퍼 유전자가위의 사회적·윤리적 문제들을 짚어가며 어떻게 과학을 발전시킬 것인가 고찰한다.
저자

김홍표

저자김홍표는서울대학교약학대학약학과를졸업하고동대학원에서석사학위와박사학위를받았다.현재아주대학교약학대학교수이다.국립보건원박사후연구원과인하대학교의과대학연구교수를지냈으며피츠버그대학교의과대학,하버드대학교의과대학에서연구했다.천연물화학,헴생물학,바이오활성가스생물학,자기소화,면역학과관련된여러편의논문을썼다.한국연구재단이톰슨로이터DB의피인용상위10%논문을대상으로분석한조사에서‘2009~2014년한국인기초과학상위연구자’로의학(4위),약학(3위)두분야에이름을올렸다.지은책으로『먹고사는것의생물학』(2017년우수학술도서),『산소와그경쟁자들』(2014년우수학술도서)이있고,옮긴책으로『진화하는물』(2017년우수학술도서),『내안의바다,콩팥』,『우리는어떻게태어나는가』,『진화와의학』,『인간과동물의감정표현』,『신기관』,『제2의뇌』외다수가있다.

목차

들어가며

제0장.미리알아두면좋을몇가지
유전자빌딩블록/첩첩산중/꿈/핵/유전체문법/춥고건조한곳에서의삶/고삐풀린망아지가준마가되다

제1장.유전체회문구조:‘소주만병만주소’의생물학
실러캔스유전자:뭍으로/인간유전체:유전형,표현형/인간유전체:광고편/유전체암흑물질/비암호화유전체가족들/익은과일을눈으로보다:상동염색체/인트론/회문구조/리보자임

제2장.자르고이어붙이기
세균의분자생물학/‘뭣이중헌디?’/제한효소/나를알고적을알고/제한효소와선천성면역/자르고이어붙이기/유전자가위들/크리스퍼를찾아서/쿠닌의가설:세균의적응성면역계/대니스코의발효세균/크리스퍼진화/작고작은것들의세계

제3장.크리스퍼연대기
알파고가크리스퍼를만나다/크리스퍼연대기/크리스퍼의숨은얼굴들/크리스퍼삼인방/크리스퍼의가까운미래

제4장.크리스퍼가뭐길래-응용
참을수있는존재의가려움/물고기도가렵다/아메바면역계/슬픈모기/유전자싹쓸이GeneDrive/감수분열싹쓸이?/침팬지염색체는우리보다두개많다!/파초의꿈:캐번디시바나나/크리스퍼와고슴도치/스스로를속이는메커니즘/단것은대인저Danger/식물의세포벽/곰팡이와의전쟁/T세포수용체를재조합하다

제5장.생명체를향하여
신시틴syncytin:바이러스설화/왜노화는대물림되지않는가?/미토콘드리아유전체:‘나를잊지말아요’/미토콘드리아나눠주기/병목을통과하다/미토콘드리아후성유전학/크리스퍼유전자가위가미토콘드리아를만나다

제6장.크리스퍼는야누스인가?
인간세포를갖는돼지/나쁜과학,유사과학/과학지식과기술의사회적성격/새로운유전자를가진생물들

더읽어보기/모기가사라지면

참고문헌
찾아보기

출판사 서평

인공지능과더불어인류의특이점을가져올
가장획기적인과학기술

2년여에걸쳐집필한세계에서몇안되는‘크리스퍼’교양서!
DNA이중나선에서부터3.5세대유전자가위까지현대유전학을총망라하다


※genomeediting이란용어를국내에서는유전자편집,유전자조작,유전자교정등다양한단어로번역합니다.현재학계에서는유전자편집,유전자조작이란용어가기술의부정적인면을강조하고,과학자들의의도를왜곡하고훼손한다며유전자교정,유전자첨삭,유전자에디팅으로쓰는것을권고하고있습니다.이책에서는유전자편집,유전자교정,유전자수선등genomeediting을해당문맥에적절한용어로바꿔가며사용하고있음을밝힙니다.

모기를멸종시킬수있을까?
인류에게안겨진제2의불
새로운시대를이끌혁명적도구,크리스퍼유전자가위

1년에70만명이상의사람이모기때문에죽는다.익히알려진이야기지만모기는세상어느동물보다사람에게위협적인동물이다.모기가세상에서멸종한다면어떻게될까?아니,모기를세상에서멸종시키는방법이있을까?
크리스퍼유전자가위는DNA의수없이긴서열중에서필요한서열을인식하고자른다음,필요한서열로바꾸거나없애는기술이다.크리스퍼유전자가위는인공지능과함께인류의특이점을이끌혁명적인기술로손꼽힌다.《네이처》,《사이언스》는2015년가장혁신적인기술로크리스퍼유전자가위를꼽았다.이기술을이용한다면모기를멸종시키는것은그다지어렵지않다.
암컷모기의DNA에는두벌이모두정상이아닐때불임이되는유전자가있다.크리스퍼유전자가위로모기수정란에서이유전자를망가뜨린다.그러면성체가된모기는모두불임이다.이모기와교배해생긴자손들중에서암컷은모두불임이기때문에알을낳지못하고,수컷은망가진유전자를다음세대의새끼에게물려준다.세대를거듭하면거듭할수록불임인모기개체수는점점늘어날것이고,결국모기는멸종에이른다.SF같이들리겠지만이계획은영국연구진들이설계한실험이고,2017년현재중국에서실제로진행되고있다.
크리스퍼유전자가위는DNA를인식하고자른다.DNA는A,T,G,C네개의알파벳이서로쌍을이루어길게나열된긴서열이다.이알파벳서열에는생명의모든정보가담겨있다.인간DNA서열은총예산30억달러를들여,13년에걸쳐2003년해독이완료됐다.인간의유전체는알파벳32억개가서로쌍을이룬방대한서열이다.크리스퍼유전자가위는32억염기쌍에서원하는유전자만을정확하게인식하고자른다음,원하는서열을없애기도바꾸기도다른서열을집어넣기도한다.
DNA는변하지않는것이라여겨졌다.그대로보존되어다음세대에나를남기는상징적인매개체였다.32억염기쌍의DNA서열중에서필요한서열만골라바꾸겠다는것은마치모래사장에서바늘찾기같이불가능에가까운일이라생각했고,SF에서나그리는미래의일이라여겼다.유전자를바꾸는일은유전공학자들의마지막성배,궁극적목표라불리기도하고신의영역을침범하는일이라경계하기도한다.
21세기의유전공학은크리스퍼의등장으로넘지못했던거대한장벽을넘고있다.크리스퍼의등장으로마침내인류는DNA를마음대로다룰수있게되었다.

세계에서몇안되는‘크리스퍼’교양서
김홍표교수가2년여에걸쳐집필,
DNA이중나선에서부터3.5세대유전자가위까지현대유전학을총망라하다

이미크리스퍼유전자가위는유전질환이나암,난치성질환치료에이용되고있다.그런데일반인들이눈깜짝할새도없이빠르게발전하는유전공학기술을이해하며받아들이기란어렵기그지없다.책은크리스퍼가무엇인지,이기술이얼마나혁신적인지독자의눈높이에맞추어알기쉬운언어로친절히설명했다.

크리스퍼유전자가위의본질은세균에있다
크리스퍼,엄밀히말해크리스퍼유전자가위는세균의면역체계를본뜬것이다.면역체계는크게두가지로나눌수있는데,처음맞닥뜨린외부유전자를마구잡이로제거하는선천성면역계와한번경험한외부유전자를인지하고제거하는적응성면역계이다.적응성면역계는백신예방접종을떠올리면이해하기쉽다.그런데놀랍게도하나의세포로된생명체,즉단세포세균들도이적응성면역반응으로외부유전자로부터자신을보호한다.세균은침입한유전자를유전자서열로기억한다.기억한유전자가다시세균을침입했을때,빠르게인식하여제한효소라는단백질을이용해파괴한다.
과학자들은세균의적응성면역계,즉빠르게인식하고제한효소로유전자를자르는것에주목했다.이를응용한다면원하는유전자서열을정확하고빠르게인식하고교정할수있다.그렇기때문에크리스퍼유전자가위를두고발명이아닌발견이라이야기한다.현재가장많이사용하는3세대유전자가위인크리스퍼-카스9은유전자서열과제한효소가붙은형태로세균의면역계를모방했다.크리스퍼-카스9은유전자서열을원하는대로얼마든지바꿀수있고만드는비용도저렴하다.따라서크리스퍼유전자가위는강력하다.단순하면서도빠르고정확하다.

크리스퍼를향하여
따라서크리스퍼유전자가위를제대로알기위해서는세균의면역반응을이해해야한다.어쩌면그전에DNA와RNA를먼저짚고넘어가야할수도있다.『김홍표의크리스퍼혁명』은이모든사람들에게친절한책이다.저자는2년여에걸친집필기간동안크리스퍼유전자가위를가장친절한언어로설명하는것을최우선에두었다.더불어매일쏟아지는새로운연구결과들도놓치지않았다.「제0장.미리알아두면좋을몇가지」에서독자들에게이책을읽는데필요한사전지식들을먼저설명해준다.DNA이중나선이어떤문법을가지고유전정보를담고있는지부터DNA에서RNA,단백질로어떻게이어지는지알기쉽게알려준다.생명이기록된글자들을읽는법을친절히설명하고있다.「제1장.유전체회문구조:‘소주만병만주소’의생물학」에서는본격적으로유전자를다룬다.DNA는정적인물질로보이지만결코정적이지않다.생명이진화하며각각의종이DNA를어떻게진화시켰는지흥미진진하게설명한다.진화적관점에서DNA를바라보며DNA에쓰인비밀에한발씩접근해나간다.「제2장.자르고이어붙이기」부터본격적으로유전자가위가등장한다.크리스퍼는언제,어떻게발견된것이며그원리는무엇인지상세히설명한다.제한효소와DNA회문구조가펼치는기가막힌양동작전을따라가다보면크리스퍼유전자가위가얼마나효율적인도구인지새삼깨닫게된다.이어「제3장.크리스퍼연대기」에서는왜사람들이크리스퍼를‘발명’이라부르지않고‘발견’이라부르는지,크리스퍼가등장한과정을시기별,사건별로상세히정리한다.더불어지금크리스퍼유전자가위연구를선도하고있는제니퍼다우드나,장펑,김진수박사를소개하면서이기술의현재를기록한다.더불어크리스퍼가바꿀가까운미래를예견한다.
「제4장.크리스퍼가뭐길래」는이책에서가장흥미진진한장이다.앞서이야기한모기의박멸,바이러스에강한바나나품종개발,뱀의다리를다시되돌리려는시도등,크리스퍼유전자가위가어떻게응용되고있는지몇가지사례를들어설명한다.「제5장.생명체를향하여」에서는유전자가위로생명체의생식을어떻게조절할수있는지,유전자가대물림되는방식을통해이해해본다.이어「제6장.크리스퍼는야누스인가?」를통해크리스퍼유전자가위의사회적·윤리적문제들을짚어가며어떻게과학을발전시킬것인가고찰한다.

유전자교정vs유전자조작
신이인간에게건넨새로운도구

이미많은나라에서인간배아세포에크리스퍼유전자가위사용을허가했다.OECD가입국중에서배아단계세포에크리스퍼유전자가위치료를허용하지않는나라는우리나라가유일하다.만약배아단계에서조작을가한다면유전질환들이발병하지조차않게할수있다.대부분의과학자들은이를불가피하다고여긴다.에이즈,암,난치성질환등치료하기어렵다여겨졌던질환들을크리스퍼유전자가위로극복하고있다.크리스퍼유전자가위는그만큼파괴적이고혁명적인기술이다.
책은“의학은사회과학이며정치는큰규모의의학과다르지않다”라는19세기생리학자루돌프피르호의말을인용하며저문장에서‘의학’을‘생물학’으로바꾸어도의미가같다고말한다.지금까지과학은자본을가진집단에게만가치중립적으로이용되었다.저자는과학지식과과학자는사회경제적요인에서결코자유로울수없다고말한다.유전공학의판도를송두리째흔든크리스퍼유전자가위역시다르지않다.이미크리스퍼유전자가위를둘러싼특허전쟁이이를대변하고있다.
인류는크리스퍼로특이점을맞을것이다.질병에서해방될수도있고,노화를극복할수도있다.식량문제를한방에해결할방안으로제시되기도한다.신이인류에게건넨새로운도구,크리스퍼유전자가위가그리는현재와미래를살펴보자.