저속노화를 위한 생물학 (루카에서 미토콘드리아까지, 에너지로 본 노화의 메커니즘)

저속노화를 위한 생물학 (루카에서 미토콘드리아까지, 에너지로 본 노화의 메커니즘)

$18.00
Description
최근 젊은 층을 중심으로 건강한 식단과 생활 습관 관리로 신체의 노화 속도를 늦추는 저속노화 열풍이 불고 있다. 미국 실리콘밸리 CEO들은 영생을 꿈꾸며 생명공학 기업에 투자하거나 각종 건강 관리 요법을 실행한다. 이런 바람대로 인간은 노화 현상을 늦출 수 있을까? 늙지 않고 계속 살 수 있는 날이 올까? 그 답을 찾으려면 생명체의 생존 메커니즘부터 알아야 한다.

《저속노화를 위한 생물학》은 에너지공학과 전기화학을 바탕으로 생명체의 생존 메커니즘을 에너지의 관점에서 알아본다. 물리화학을 전공한 저자는 생명에 관심을 가진 후로 관련 분야를 공부하면서 생명체의 생명 활동과 생존을 결정하는 가장 중요한 요소는 에너지 대사라는 결론을 얻는다. 에너지 대사란 생명체가 생명 활동을 유지하기 위해 필요한 에너지를 얻고 사용하는 과정이다.
이 책은 생명체의 공통조상인 루카에서 시작하여 ATP, 미토콘드리아, 자가포식 같은 생명활동과 관련된 과학적 주제를 흥미롭게 풀어내며, 생명체가 어떻게 에너지를 얻고 사용하는지 그리고 이 과정이 어떻게 우리의 탄생과 성장, 노화와 죽음에 영향을 주는지 자세하게 설명한다.

또한 《저속노화를 위한 생물학》은 유전자 편집 같은 의학기술, 인간과 기계를 결합한 사이보그 같은 과학기술의 발전이 수명 연장과 무병장수를 실현할 수 있을지 살펴보고, 이 과정에서 생기는 윤리적 문제까지도 숙고하게 한다.
저자

한치환

2001년고려대학교에서리튬이온전지로박사학위를받았다.리튬이온전지산업의발달과성장을지켜보며기술의발전이인류의일상생활에매우큰영향을미친다는사실을깨달았다.2003년부터한국에너지기술연구원(KIER)에서근무하고있으며,햇빛의세기에따라자동으로창문의색이변함으로써실내로들어오는햇빛의양을조절하는광전기변색스마트윈도를실용화하기위해노력하고있다.과학기술연합대학원대학교(UST)의교수로전기화학과친환경에너지관련강의를하고있다.한국에너지기술연구원에서수여하는우수기술상,우수논문상,우수직원상,이달의KIER상을받았고,미국캘리포니아주애너하임에서개최된테크커넥트월드(2018TechConnectWorld2018)행사에서광전기변색스마트윈도기술로이노베이션어워드(InnovationAward)를수상했다.과학기술사업화진흥원에서주관한2024출연연딥테크이노페스타IR경연부문에서최우수상을수상하기도했다.

목차

들어가며

1장모든생명체의근원,루카
2장모든생명체의배터리,아데노신삼인산
3장빛에서에너지를얻는남세균의등장
4장세균간공생을통한진핵생명체의탄생
5장인체의에너지발전소,미토콘드리아
6장우리몸을형성하는단백질
7장단백질합성과정을밝힌센트럴도그마
8장프로그램된세포사멸:세포자연사
9장생명체가에너지를얻는또다른방식:자가포식
10장인체에서에너지를가장많이사용하는뇌
11장유전자조작은만병통치약이될수있을까?
12장궁극적으로인간의수명을늘릴수있을까?

저속노화를위한생활팁
나오며
참고자료

출판사 서평

에너지공학자의관점으로정리한
저속노화와무병장수의꿈

최근젊은층을중심으로식단과생활습관을관리하여신체노화속도를늦추는저속노화열풍이불고있다.저속노화열풍에는단순히수명을늘리는것이아니라최대한건강하게,천천히늙고싶다는바람이담겨있다.여기서더나아가미국실리콘밸리의성공한CEO들은영생을꿈꾸며생명공학기업에투자하거나온갖건강관리요법을실행한다.사람들의이런바람대로인간은노화현상을늦출수있을까?늙지않고계속살수있는날이올까?그답을찾으려면생명체란무엇이며,우리몸은어떻게작동하는지생명체의생존메커니즘을알아야한다.
《저속노화를위한생물학》의저자는물리화학을전공하고한국에너지기술연구원에서근무하고있는에너지공학자다.50대에접어들며생명에관심을가지기시작한저자는책과연구자료들을공부하며자신의전공과생명체의생명활동이깊은관련이있다는사실을깨닫는다.그리고생명체의생명활동,생존과노화를결정하는가장중요한요소는에너지대사라는결론을얻는다.에너지대사란생명체가생명활동을유지하기위해필요한에너지를얻고사용하는과정이다.이책은전기화학과에너지공학을바탕으로생명체의탄생부터성장을거쳐노화와죽음에이르는생명활동을에너지의관점에서새롭게정리한다.

에너지로살펴본생명활동과노화의메커니즘
-루카부터ATP와미토콘드리아,자가포식까지

《저속노화를위한생물학》은생명체의탄생과진화,생명체가에너지를사용하는방식,생명활동과노화의메커니즘에관해전방위로살펴본다.
1장,4장과5장에서는모든생명체의근원이자공통조상인루카에서출발하여남세균과진핵생명체의탄생과에너지원에관해이야기한다.최초생명체인루카는약35~38억년전바다밑심해열수분출공에서탄생했다는가설이가장유력하며,에너지원가운데가장이용하기쉬운수소를이용하는형태로생겨났을가능성이크다.약30억년전세균가운데일부가진화해광합성세균(남세균)이나타나며태양에너지를사용해물과이산화탄소로부터에너지를얻고산소를방출하는광합성을시작했다.이로인해지구대기에산소가점점축적되면서약24억년전산소혁명이일어났다.초기생명체들에게는독성이던산소지만,산소에적응한생명체들이등장하면서호흡을통해더많은에너지를생산할수있는호기성세균이생겨난것이다.그리고약20억년전고세균과세균이공생하여더복잡한세포구조를가진진핵생물이출현한다.
2장과3장은모든생명체의배터리역할을하는ATP,세포의생존에필수적인미토콘드리아가핵심키워드다.미생물,식물,동물,그리고인간도배터리처럼작동하는아데노신삼인산,즉ATP를에너지원으로삼아생명활동을한다.ATP는분해될때많은에너지를방출하는인산결합을가지고있다.APT가물과반응할때인산기가하나떨어져나가아데노신이인산이되면서에너지를방출하는데,이에너지를이용해생명체가생명활동을하게된다.
미토콘드리아는세포내에서에너지를생성하는주요기관으로서생명체의에너지대사에서아주중요한역할을한다.미토콘드리아는주로호흡과정을통해에너지대사를하고,이를통해ATP를생성한다.그래서미토콘드리아를인체의에너지발전소라고도하며,미토콘드리아의정상적기능은세포의생존과건강에필수적이다.특히미토콘드리아는생명체의노화와관련이깊다.미토콘드리아에서ATP를생성할때활성산소가부산물로나온다.활성산소는반응성이좋아세포내분자에손상을줄수있으며,미토콘드리아의DNA에도영향을미쳐기능을저하시킨다.미토콘드리아는세포핵과는별도로자체DNA를가지고있어필요한단백질을스스로만들수있지만,DNA가손상되면미토콘드리아의기능이떨어진다.미토콘드리아의DNA는손상에취약하고복구메커니즘이제한적이어서돌연변이가쌓일가능성이크다.이돌연변이들은미토콘드리아효소기능과ATP생성효율에영향을주어세포의에너지공급이점점부족해지면서노화가진행될뿐아니라촉진시키기도한다.
6장과7장에서는단백질과단백질합성과정을살펴본다.손톱,발톱,뼈,근육,심장,눈의수정체등우리몸을만드는구조대부분이단백질이다.인체의단백질가운데가장큰비중을차지하는콜라겐은몸의결합조직을이루는구조단백질일뿐만아니라생체기능의대부분을수행한다.또한단백질은유전자가작동하거나작동하지않도록한다.생명활동의기본은성장과번식이다.즉몸집을키우고자신을닮은후세를만드는것이생명체의일생이다.이과정에서중요한역할을하는것도단백질이다.
8장과9장에서는세포자연사와자가포식을알아본다.세포자연사는프로그램된세포사멸또는세포자살로불리는과정으로주변조직의손상을최소화하기위해세포가스스로죽는현상이다.세포사멸은생명체가살아있는내내발생하며,생명체에서꼭필요한과정으로생명체내에서고도로통제되면서이루어진다.죽어야할세포가제대로죽지않으면우리몸은건강을잃거나병을얻기도한다.
자가포식은리소좀이라는세포소기관이담당한다.세포내에서손상되거나오래된소기관을리소좀이분해하는과정으로,영양분이부족할때세포내물질가운데필요가없거나기능이떨어진미토콘드리아같은소기관등을먹어재활용하는것이다.자가포식이일어나면세포가깨끗해지고,재활용을통해세포에필요한물질과에너지를얻을수있다.
우리몸에서가장많은에너지를쓰는곳은어디일까?바로뇌다.10장에서는기본적으로뇌가많은양의에너지를소모하는이유를설명한다.뇌는생각하는역할을할뿐만아니라몸전체의감각,운동조절,생체항상성유지등을총괄한다.이과정을위해뇌에서는수많은신경세포(뉴런)와시냅스(뉴런간연결부)가전기·화학신호를빠르게교환해야하는데,이때상당히많은에너지가필요하다.다시말해인간의뇌는항상깨어있고몸의여러시스템을지휘하면서복잡한신호처리를수행해야하므로에너지소비가클수밖에없다.
《저속노화를위한생물학》은이처럼다양한화학적,생물학적주제를통해우리몸을이해하고,생명이라는경이로운현상을새로운시각으로바라보게한다.

유전자편집과사이보그의시대
-과학기술은인간이늙지않고계속살도록할수있을까

2003년인간의유전자지도를작성하고이를데이터베이스화한인간게놈프로젝트이후로유전자조작혹은유전자편집기술이떠오르기시작했다.중국과학자허젠쿠이는2018년11월세계최초로유전자가위를사용하여에이즈에대한면역력을가진,유전자편집맞춤아기를탄생시켰다.지금은가축에서도같은연구들이동시다발적으로진행중이나,유전적획일화로인해질병에취약해지거나환경변화적응력이떨어져멸종가능성이높아진다는우려가일고있다.더욱이근친교배가반복되면유전적결함,번식능력저하,기형발생같은문제도생길수있다.만약미래에유전자편집기술이발전해인류가좋은유전자만골라편집한다면,가축에서일어난일이인류에게도일어날수있다.
한편으로인간의생체조직과기계기술이융합되어인간의신체기능을보완하거나인간의능력을확장한존재,일명사이보그의시대도시작되었다.의수나의족,인공망막이나인공와우등을비롯하여사이보그기술개발의목표는대부분인간의근본적인신체적한계를넘어서는것이다.더불어인간의뇌와컴퓨터를직접연결하는연구도진행중이다.일론머스크가세운뉴럴링크는인간의뇌속신경세포의전기신호를디지털정보로변환하는것을목표로하고있다.현재까지는주로척수손상으로하반신이마비된환자가휠체어와같은보조장치를더쉽게조작하게하거나치매나파킨슨병환자들의뇌신호를복원해인지기능을향상시키는것이목적이다.
《저속노화를위한생물학》은앞으로얼마나대단한기술들이개발될지는모르지만,유전자편집기술이든사이보그관련기술이든최종목표는인간의수명증대라고본다.지구상생명체는자신의유전자를보존하기위해최대한후손을많이남기고죽는전략을택해왔다.그러나살아남을확률이높아진현대사회에서결혼하지않고후손을남기지않으려는사람들이늘어나고있다.후손을남기지않고내가계속생존하면된다는패러다임시프트가진행중이다.
이런기술이극도로발달한미래사회가유토피아일지디스토피아일지는아무도모른다.결국기술의개발과사용에서발생하는윤리적문제를심사숙고하면서인류전체에게도움이되는방향으로진행되도록해야한다.