물질에서 생명으로

노정혜

서울대학교를졸업하고,분자생물학의명문인미국위스콘신대학에서박사학위를받았다.서울대학교미생물학과조교수,교수를거쳐현재생명과학부교수다.서울대학교다양성위원회위원장을맡고있으며,로레알여성생명과학상(2002),올해의여성과학기술자상(2006),한국과학상(2011)을수상했다.

머리말

LECTURE01생명체의탄생_노정혜
생명체란무엇인가?/진화의뿌리를찾아서/최초의생명체,루카의출현/원시세포의출현/원핵세포에서진핵세포로

LECTURE02DNA:생명체번식과다양성의열쇠_조윤제
DNA는어떻게발견되었는가?/유전자의복제메커니즘/유전자와환경/무궁무진한생명의다양성/다양성의활용

LECTURE03리보핵산:최초의생명물질로부터메신저까지_김빛내리
RNA와DNA/RNA의여러기능/RNA의활용

LECTURE04단백질:3차원의마술사_김성훈
DNA가만드는최초의산물/단백질의3차구조란?/아미노산이란?/단백질이바뀌면운명이바뀐다

LECTURE05탄수화물의달콤하고끈적끈적한비밀_조진원
탄수화물이란?/글리코믹스란?/단당과단백질의결합

LECTURE06세포막:경계와소통_윤태영
세포막의성질/세포의소통/세포막과첨단의학

LECTURE07우리몸을움직이는에너지_정종경
세포가사용할수있는에너지,ATP/ATP는어떻게만들어지는가?/부산물들

LECTURE08우리몸에들어오는외부물질:약인가,독인가?_김병문
생체이물질/의약의정의와개발/약물의대사와부작용/마약과약물중독

LECTURE09게놈으로읽는생명_박종화/유전자가위로유전자수술하기_김진수
게놈으로읽는생명/유전자가위로유전자수술하기

LECTURE10이상한나라의바이러스_신의철
바이러스는어떻게만들어지는가?/면역반응과회피전략/바이러스에의한질병/바이러스백신

생명이라는거대한질문에도전한다!
생명체의탄생에서DNA와유전자가위,신약과바이러스까지생명의비밀을찾는흥미로운생명현상탐구서!


▼생명이란무엇인가?
아직도그답을알수없는근본적인질문,“생명이란무엇인가?”에대해끊임없이탐구하는것이바로과학자일것이다.찰스다윈이생명의기원을논할바에는차라리물질의기원을논하는편이쉬울거라고말했듯,생명의본질이진화라는사실을꿰뚫어본최고의지성도그기원에대해서는언급을거부할만큼아직그비밀은밝혀지지않았다.
카오스재단이기획하고11명의과학자가참여하여대중강연의형식으로풀어낸《물질에서생명으로》는가장큰생명의수수께끼를가장작은생명인물질의관점에서바라본다.생명의기원을아직정확히알수는없지만,그윤곽을희미하게나마알아보려는시도라는면에서큰의미를갖는다.
카오스재단은‘과학,지식,나눔’을모토로,대중이과학을좀더쉽게이해하고즐기게하려노력하는단체다.상반기와하반기로나누어과학주제를선정하고10회에걸쳐강연하는데,2015년상반기에‘기원’이라는주제로시작됐다.두번째는‘빛’,세번째는‘뇌’,네번째는‘지구’를주제로강연을진행했고,다섯번째로‘물질에서생명으로’라는주제로마침내생명의본질에대한질문에도전한것이다.
《물질에서생명으로》는생명의정의에서시작하여유전,생명의기본물질,에너지,DNA와유전자가위,신약과바이러스에이르기까지,생명의시작에대한근본적인질문으로시작하여그응용과실전에대한흥미로운설명과사례를통해대중이좀더재밌게과학을접하고이해할수있게끔소개한다.과학은불변의진리가아닌자연에대한‘가장훌륭한설명’이므로더나은설명이등장하면기꺼이그자리를내어주겠지만,열린학문에대한질문과토론은곧즐거움이되고우리삶을더나은것으로만들어줄것이다.

▼생명전문가가들려주는생명에대한강의

《물질에서생명으로》에서는생명과학의전문가들이생명의기원과생명의기본물질을살펴봄으로써생명이란과연무엇인지고민한다.그리고나날이발전하는과학기술을바탕으로지금껏난치라고알려진병을치료하는방법이발전하고있으며,무병장수의비밀에다가가고있음을알려준다.생명의기본물질인단백질과DNA,RNA등의연구결과를바탕으로질병치료뿐아니라더나은삶의가능성이발전하고있는모습은놀랍기까지하다.

1강‘생명체의탄생’에서는서울대노정혜교수가‘물질에서생명으로’강연의기반이되는생명의정의를제시하고,최초의생명체루카와생명체의진화과정에대한가설을설명한다.홍성욱교수와신민섭교수가패널로참여하여생명이란무엇인지에대해다시한번고민하고인공지능이생명체가될수있는지에대해서도논의해본다.

2강‘DNA:생명체번식과다양성의열쇠’에서는너무나잘알려진DNA의발견과정과복제메커니즘을설명한다.유전자서열이아미노산서열을,아미노산서열이단백질의모양을결정하고이를통해생명체의모양과기능이결정되며,그과정에서굉장히다양한생명체가만들어진다.그리고이런사실을바탕으로한생명공학과유전공학의발전상을살펴본다.

3강‘리보핵산:최초의생명물질로부터메신저까지’에서는RNA연구자로서잘알려진김빛내리교수가리보핵산,즉RNA가얼마나중요한생명물질인지에대해설명한다.DNA가기능하려면반드시RNA가필요하며,DNA의염기쌍의정보는RNA를통해발현되기때문이다.RNA가지닌다양한기능과특성으로미루어보면최초의유전물질이아니겠느냐는추론이가능하다는놀라운사실을살펴보고,다양한활용법도알아본다.

4강‘단백질:3차원의마술사’에서는DNA가만들어내는최초의산물인단백질이왜중요한지설명한다.단백질은3차구조는매우중요해서이구조를안다면건강과질병에크게도움이될수있는데,생명의실체는단백질이고단백질의변성은병이되기때문이다.유전자가동일해도단백질은매일같이달라지므로,단백질이달라지면인생이바뀐다는사실은놀라운발견이다.

5강‘탄수화물의달콤하고끈적끈적한비밀’에서는생명현상을유지하는데아주중요한탄수화물에대해살펴본다.물과이산화탄소가태양에너지에의해화학결합은포도당을생성하고,포도당이여러형태로결합하여다양한당류를만드는데,당류는생명의에너지원일뿐만아니라연료로도쓰일만큼쓰임새가다양하다.특히치매치료와관련하여당이놀라운역할을하며치료제개발이가까워졌다는반가운소식을들려준다.

6강‘세포막:경계와소통’은다세포생물이항상성을유지하게하는세포막이어떤물질로이루어져있고어떤성질을지니는지설명한다.세포막은서로소통하여생명을유지하게하는데소통이잘이뤄지지않거나잘못이뤄질때암이생기므로,세포막의성질을이용하여암을치료하는첨단의학이어떻게발전하고있는지살펴본다.

7강‘우리몸을움직이는에너지’에서는세포가움직이고분열하며신호를전달하고유전자를발현하게하는모든생명현상에필요한에너지에대해살펴본다.생명체에너지의근원은태양에너지로,광합성을통해생성된포도당이생태계를순환하며모든생물들이이용하게된다.왜ATP의형태로만에너지를이용할수있는지,어떻게ATP가생성되고이를이용하는지이해함으로써생명현상이어떻게이뤄지는지다시한번들여다본다.

8강‘우리몸에들어오는외부물질:약인가,독인가?’에서는몸에원래있는내부물질이아니라외부에서들어오는생체이물질에는어떤것이있는지살펴본다.그중에서도신약은어떻게만들어지는지,약물대사는어떤처리과정을거치며그부작용에는어떤것이있는지알아보고,사회적문제가되고있는마약뿐만아니라처방약물의중독에대해서도설명한다.

9강‘게놈으로읽는생명’에서는게놈의해독이인간을아는것이며게놈지도가완벽해지면질병과노화,유전자편집까지가능해진다고설명한다.미래에는고고학,바이러스,농업,범죄수사등에도게놈해독이결정적인역할을하게될것이며,생명의이해에도게놈이큰역할을한다는것을살펴본다.‘유전자가위로유전자수술하기’에서는DNA를자르고붙여서수술하는유전자가위로난치병을치료하는것은물론농업,축업에도활용될수있다는것을보여준다.유전자가위는생명체를재창조할수있는힘이되지만잘못사용하면부작용이생기는강력한도구이므로,이와관련된정책을결정하는국회와정부에힘을발휘하는유권자로서과학기술의발전상에관심을기울여야한다고촉구한다.

10강‘이상한나라의바이러스’에서는생명체와는다른특성을지녔으나명백히살아움직이는바이러스에대해살펴본다.바이러스에의한질병에는어떤것이있는지,어떻게질병을일으키는지,바이러스백신은어떤것인지,어떻게작용하는지알아보고,집단면역이왜중요한지설명한다.바이러스는사람의몸에늘존재하고새로이출현하는바이러스를막을수없는만큼,어떻게재빠르게대처하는가가관건이라는점을짚어준다.