생명과학, 공학을 만나다 (인공지능과 바이오시대를 위한 생명과학 이야기)

유영제

저자:유영제
서울대학교공과대학화학공학과(현재화학생물공학부)를졸업(1974)한후LG화학기획실과생산과(생산과장)에서근무하였다.미국메릴랜드대학교대학원에서공학박사학위(1986)를받은후서울대학교화학생물공학부교수로2017년8월까지재직하였다.현재가천대학교석좌교수,서울대학교명예교수로있다.
대학에서교무부처장,입학처장을지냈으며,생명공학공동연구원원장을역임하고현재는자문위원으로있다.한국생물공학회회장,한국공학교육학회회장,KOREA바이오경제포럼회장을역임하였으며,중앙공무원교육원(현재국가공무원인재개발원)원장으로서공무원교육에도기여하였다.환경과공해연구회부회장을지냈으며,2009년(사)국경없는과학기술자회를창립하고초대회장을.2017년서울대학교사회공헌교수협의회초대회장을역임하였다.
지금까지300여편의학술논문을학술지에게재하였으며,저서로는『21세기인간과공학』(공저),『위대한생명이이끄는세상』,『이공계연구실이야기』,『교육이바로서야우리가산다』,『생각하는생물학강의』,『EnzymeEngineering』,『적정기술이만드는아름다운세상』,『생명과학,공학을만나다』,『바이오산업혁명』,『일류대학으로가는길』등이있다.

머리말

1생명활동과영양소
1.단것이당긴다:감미료14
2.탄수화물의이해20
3.에너지원:지방26
4.호흡과에너지대사32
5.에너지생합성:광합성39
6.단백질의역할44
7.효소의이해49
8.소화의이해56
9.효소의응용:소화효소,세제용효소61

2미생물의세계
1.유산균제품:김치와요구르트68
2.미생물의세계:미생물의종류와증식73
3.대사작용과바이오화학79
4.미생물의이용:바이오에너지,알코올85
5.미생물의이용:페니실린항생제90
6.발효식품:된장과치즈96

3생명체의자기보호
1.스트레스이겨내기102
2.식물의자기보호:대사산물107
3.식물의자기보호:고분자보호막113
4.미생물자기보호:다당류118
5.동물의자기보호:항체122
6.해양생물의자기보호:홍합접착제128

4인체의이해
1.당뇨의이해와치료134
2.포도당센서142
3.우리몸의이해:간148
4.우리몸의이해:신장153
5.혈액의조성과기능158
6.줄기세포163
7.사이보그인간과뇌과학168
8.치매와알츠하이머병174

5생명과학과유전
1.돌연변이178
2.암의발병과치료183
3.멘델의유전법칙189
4.유전:DNA?197
5.유전자검사203
6.단백질합성207
7.단백질치료제?:인슐린213
8.유전자치료218
9.유전자변형식물224

6환경그리고생태계
1.썩는플라스틱232
2.환경과생태계238
3.깨끗한물243
4.적조와부영양화248
5.먹이사슬과중금속제거252
6.스마트농업258
7.진화와생물의다양성262

7생명공학과우리사회
1.바이오시대의도래270
2.바이오산업과경제276
3.바이오사회의이슈282
4.생명과학과노벨상연구290
5.생명과학과직업298

참고문헌301
찾아보기302

바이오기술세계를주목하라!

미래사회에서바이오분야가중요한역할을할것이라고한다.4차산업혁명시대에접어든오늘,인공지능(IT)과함께바이오기술이사회전반에이용되는바이오사회(biosociety)가시작되었다.다가올인공지능과바이오시대에는과학에흥미가있고학문적기초가단단해야한다.그래야새로운것을찾아내고만들수있으며융합적사고를할수있기때문이다.
미래사회를이끌어갈우리청소년에게과학공부는필수다.제대로된과학교육,특별히생명과학교육을제대로받도록해야한다.실험에관련된내용을쉽게학습할수는없지만,'왜그럴까?'라는질문을하면서호기심을충족시키는것은의미있는공부가된다.또여기서부터과학기술발전이시작된다고볼수있다.그다음에는'이것을어떻게활용할수있을까'를생각해봐야한다.어려운공학의내용을학습하는것이아니라'어떻게활용할까'를생각해보는것이다.
이런생각훈련을잘할수있도록책을배경-과학(심화내용포함)-공학(응용포함)-열린질문(openquestion)순으로구성하였다.
생명과학의모든내용을다알필요는없다.하나를제대로이해하고깊이파고들며생각해보자.그러한자세와사고방식이되어있다면,나머지는필요할때그렇게하면된다.
그래서생명과학분야에서중요하다고생각되는소주제를50가지만택하여기술하였다.
많은이들이4지선다형문제에서답을고르는데익숙해져있을것이다.논리적으로가장적합한것을고르는것은의미가있지만,더중요한것은어떤주제나질문에대하여나름대로설명하는것이다.
'왜그럴까','어떻게응용할까'라고기본적인질문을하는습관을가져야한다.
본문에나온열린질문을따라자유로운생각을해보자.답은하나만있는것이아니다.여러개의답이있거나답이없는경우도있을것이다.자유로운사고,비판적인사고가창조의시작이다.주어진질문에답하기보다더중요한것은질문을만들고스스로그답을찾아가는것이다.이책에서는한이슈에대하여몇개의질문을하였다.이책에나와있는질문에답하는것도중요하지만저자와는다른,새로운질문을하고이에답하려고노력하는것도필요하고바람직한활동이다.더많은이슈에대하여,더많이질문하고,더많이생각하는것이스스로는물론이고우리사회를발전시키는출발점이된다.
청소년에게생명과학/생명공학의주요개념과관련이슈를소개하는데1차적인목표를두고『공통과학』,『생명과학1』,『생명과학2』등의교과서를참고하였다.그러나실제이책의내용과범위는독자의호기심을고려하여한계를두지않았다.최근의관심사와생활관련이슈를포함시켰다.실험의경우이책에서는몇몇이슈만제기하는정도로하고,최근많이보급된STEAM(Science,Technology,Engineering,Arts,Mathematics)개념과내용을포함시키고자하였다.그런만큼이책은일반독자에게도생명과학과공학을이해하고,과학적사고를갖도록하는데도움을줄것이다.책을읽다가어렵거나잘모르는용어가나오면인터넷이나관련자료를찾아보면좋겠다.개념을확실하게하는것이중요하기때문이다.
생명과학은생명현상을설명하는학문으로서왜그럴까,어떤과정으로그렇게되는가를탐구한다.생명공학은생명과학으로알아낸사실을인류를위해어떻게활용할것인가를연구하는학문이다.질병,식량,환경과에너지,소재생산등에관한탐구내용의활용에초점을두다보면계속하여과학적호기심이새롭게생긴다.이러한과정을거치면서과학과공학은같이발전할수있다.어떤현상에대하여'왜'라는질문을하다보면어떤아이디어(가설이라고한다.)가떠오를때가있다.그아이디어에관한실험방법을생각하며테스트하다보면자연의현상을과학적으로설명하게된다.예를들면'물고기의등은왜미끄러울까?'를생각하다보면물리적인현상과연계하여생각하게된다.그다음단계로물속에서물의저항을줄일수있는원리를응용하는아이디어도떠올릴수있다.
이렇게과학과공학을연계시켜서공부하고생각하면,호기심은발견과발명의원동력이되어줄것이다.이제부터라도이책을읽으며호기심을억누르지말고마음껏상상하고연구하도록하자.이런과정에서논리적으로생각하고,문제를해결하는능력을기를수있다.이러한훈련은우리사회에서살아갈수있는지혜를터득하고우리사회를건전하게발전시키는원동력의역할을할것이다.따라서오늘날우리에게필요한것은과학적사고다.
독자들이이책을읽는동안어떤주제에대하여묻고그답을생각하면서생명과학과공학에대한관심을키우고비전을만들어갈수있다.