주요내용
제1장은크레브스회로자체를이해하는출발점이다.크레브스회로는모든생화학교과서에서볼수있는기본적인화학인데,저자는이무미건조한분자의춤에생화학의선구자들을기리는이야기를더하여생동감을불어넣는다.먼저크레브스회로를발견하고연구를이끈한스크레브스를만난다.유대인혈통이어서독일에서쫓겨난크레브스는영국생화학분야를세운홉킨스경의연구소에합류하여호흡이어떻게일어나는지를연구하기시작했다.크레브스는호흡의작용에대한어떤청사진도없이시작해서,일련의반응이단계적으로일어나는상세한회로를완성했다.호흡은우리의몸에필요한에너지를생산하기위해서산소로음식물을태우는과정이다.크레브스의스승인오토바르부르크는물론이고,독창적인과학자피터미첼을비롯하여크레브스회로를연구한학자들을만난다.
제2장에서는교과서의관점을해체하기시작할것이다.신조들이어떻게이분야를수십년전으로후퇴시킬수있는지,그리고우리가그런신조들에얼마나면역이되어있지않은지를알게된다.그뿐만아니라크레브스회로가여전히영양소,특히포도당의산화에관한것이라는글을보게될것이다.광합성은포도당을만들고,호흡은크레브스회로를통해서포도당을태운다는글도읽게될것이다.여기에도당,저기에도당,어디에서나당을찾는다.이런관점은광합성과호흡에서일어나는당의화학반응을물질대사의중심,생명의중심에위치시키기때문에심각한오해를불러일으킨다.물질대사의핵심은당이아니라오히려크레브스회로에있다.고대의세균은수소와이산화탄소라는단순한기체를반응시켜서보편적인생명의전구체들을만들기위해서이회로를일상적으로거꾸로(세균의관점에서는제대로)돌리기때문이다.
제3장은태초로돌아가서,이와동일한화학반응이자연에서어떻게자발적으로일어날수있는지를알아본다.특히심해의열수분출구에서는세포와구조가비슷한얇은무기물격벽을사이에두고생기는가파른양성자(pronton)기울기로인해서수소와이산화탄소사이의반응이일어나기쉽다.우리는이런화학이원칙적으로세포의모든핵심물질대사를일으켜서유전자의구성재료(DNA의“문자”)까지만든다는사실을확인하게될것이며,이를밝힌최근실험들도살펴볼것이다.유전정보의첫등장과관련해서,저자는초보적인형태의유전능력을지닌원세포(protocell)에서유전자가출현했다고주장하며,자신의연구진이발표한최근연구를소개한다.
제4장에서는생명의기원에서이런자발적인화학이어떻게오늘날우리가아는닫힌회로가되었는지에대한질문을던진다.보편적인순환회로라는생각은오해의소지가있다.인간의크레브스회로역시종종로터리에더가깝다.흐름은어디에서나들어오고빠져나가며,심지어회로의다른부분에서는반대방향으로흐르기도한다.초기지구의에너지제약으로인해서세균들은효율적인물질대사와협동을할수밖에없었다.그러다가광합성이진화하면서생명은영원히바뀌었다.반응성높은광합성폐기물인산소농도가증가했고,그로부터약20억년후인캄브리아기에는지질학적인시간개념으로는갑작스럽게동물이등장했다.이두사건사이의연결고리는우리행성의역사에서가장끔찍했던전지구적상황들로인해서느슨해졌다.효율적인물질대사의필요성이세균에서만협동을촉진한것은아니었다.목숨이경각에달린채유황진흙속을기어다니던초기동물들의상호의존적인조직들사이에서도효율적인물질대사가필요했을지도모른다.
서로다른조직들사이에서물질대사의유동이어떻게균형을이루는지에대해서는많이알려져있지않지만,우리는세포가이기적인행동으로암이되면무엇이잘못되는지에대해서는더많이알고있다.제5장은암을돌연변이에의해서유발되는유전체의질환이라고보는일반적인관점이제대로된이해라기보다는신조에가깝다는것을보여준다.암과연관된돌연변이는정상조직에서도흔히발견되고,정상조직에둔암세포는종종분열을중단한다.사실,암의가장큰위험요인은나이이다.암은우리가나이를먹는동안크레브스회로의음양에서생겨난다.에너지생산뿐아니라생합성에도같은경로를써야한다는점이암을만드는것이다.우리의크레브스회로를통한유동이나이가들면서점차느려지면,숙신산이온(succinate)같은중간산물이축적된다.그러면아주오랜조상의경로가촉발되면서낮은산소농도를처리하고,염증과세포성장과증식을일으키는데,이모든것이암을촉진한다.
제6장에서는크레브스회로의유동이나이가들수록더느려지는이유를살펴보고,사람마다다른노화관련질환의정체를알아볼것이다.그해답의대부분은나이가들면서세포호흡이점차부진해지는것에서원인을찾을수있다.이는우리의생활방식(식단이나운동따위)에따라서도다르고,핵과미토콘드리아에있는우리의두유전체가얼마나효율적으로작동하는지에따라서도다르다.저자는자신의연구를기반으로노화의자유라디칼학설에대한새로운의견을제시한다.이를통해서왜조류는비슷한크기의포유류보다훨씬더오래사는지,항산화제는왜도움이되지않는지에대한설명을시도한다.그리고뇌가완전한기능을하려면왜완전한크레브스회로가필요한지,왜세포호흡의부전이알츠하이머병과같은질환과연관이있는지도살핀다.
마지막으로에필로그는가장어려운문제인의식의흐름을다룬다.지금쯤이면,매순간이어지면서우리를살아있게하는물질대사의유동이우리의가장깊은내면에있는자아라는감정과서로얽혀있다고해도전혀놀라지않을것이다.
