바이오테크 레볼루션 (DNA 설계부터 생명 창조까지, 인류의 미래를 다시 쓸 합성생물학의 모든 것)

바이오테크 레볼루션 (DNA 설계부터 생명 창조까지, 인류의 미래를 다시 쓸 합성생물학의 모든 것)

$28.00
Description
제2의 창세기를 열어 갈
합성생물학 시대의 거의 모든 것
2040년까지 전 세계 GDP의 3분의 1을 차지하면서 바이오산업을 이끌어 갈 합성생물학의 과거, 현재, 미래, 가상 시나리오, 국가 간 패권 전략, 철학과 윤리 등 거의 모든 것을 담았다.
2010년 사람의 손으로 전체 유전체(DNA)를 새롭게 설계하고 화학적으로 합성하여 자연계에 존재하지 않았던 세포 ‘신시아’를 만들어 냄으로써 합성생물학의 시대가 열렸다. 합성생물학은 유전체에 대한 높은 지식과 연구에 기초하여 아예 새로운 유전자 서열을 만들어 생명체를 창조하거나 기능을 근본적으로 재구성한다. 즉 자연계에 전혀 존재하지 않았던 새로운 생명 시스템을 설계 및 창조하는 기술이다. 이미 자연계에 존재하는 유전자를 복제하거나 '편집'하여 기능을 개량하거나 활용하는 ‘유전공학’과 근본적으로 다르다.
2020년 미국 바이오경제의 가치는 9500억 달러(1290조 원) 수준이었지만, 보스턴컨설팅그룹은 2040년까지 전 세계 GDP의 3분의 1이 합성생물학 관련 산업에서 창출될 가능성이 있다고 분석했다.
《바이오테크 레볼루션》은 해일처럼 밀려드는 합성생물학과 인공지능이라는 신기술을 어떻게 이해하고 사용할 것인지 스스로 결정해야 할 시점에 그 지적 기반을 제공하는 책이다.
저자

에이미웹,앤드루헤셀

저자:에이미웹(AmyWeb)
세계에서가장존경받는기업의CEO,방송제작자와콘텐츠제작책임자,삼성장군과장성들,은행과국제기구경영진을컨설팅하는미래학자다.에이미는선구적인미래예측및전략수립기업인퓨처투데이연구소설립자이자CEO이며,지금은전세계수많은기관이채택한데이터에근거해기술을활용하는미래예측방법론으로지도자들과그들이이끄는단체가예측하기힘든미래를대비하도록돕는다.웹은뉴욕대학교스턴경영대학원에서전략적예측에관한MBA프로그램을강의하며,옥스퍼드대학교사이드경영대학원의방문연구원이기도하다.외교협회의종신회원이며세계경제포럼의세계미래위원회와경영위원회에서회원으로일한다.공상과학의오랜팬인에이미는할리우드작가와영화제작자,TV쇼와광고제작자에게과학,기술,미래에관한컨설팅을해주며친밀한협력관계를맺고있다.미국텔레비전예술·과학아카데미회원으로블루리본에미상심사위원이기도했다.유명저서를여러권낸작가로《빅나인:9개의거대기업이인류의미래를지배한다》는파이낸셜타임즈&맥킨지비즈니스부문에서올해의책후보에올랐고,싱커스50Thinkers50어워즈디지털사고부문에서최종후보에올랐으며,2020년엑시엄북어워드비즈니스와테크놀로지부문에서금메달을받았다.또다른저서《시그널스:반짝하는것과롱런하는것》은싱커스50어워즈레이더부문을수상했고,2016년잡지《패스트컴퍼니》베스트셀러로뽑혔으며,2016년아마존베스트셀러,2017년엑시엄북어워드비즈니스와테크놀로지부문에서금메달을받았다.포브스는에이미를세상을바꾸는여성5인으로선정했으며,2020년에는BBC100인의여성,싱커스50이뽑은세계적으로가장영향력있는경영사상가50인에포함되었다.

저자:앤드루헤셀(AndrewHessel)
합성생물학분야의선구자이자전문가로개과동물과인간종양학분야에서합성바이러스를개발하는신생기업휴먼지노믹스사의사장이다.국제적협력관계를통해인간유전체를포함한거대유전체를연구하는생물공학과유전체프로젝트연구소회장이자공동설립자이기도하다.이전에는오토데스크라이프사이언스사에서연구자로일했다.

역자:김보은
이화여자대학교화학과를졸업하고동대학교분자생명과학부대학원을졸업했다.가톨릭의과대학에서의생물과학박사학위를받은뒤바이러스연구실에근무했다.글밥아카데미를수료한후현재바른번역소속전문번역가로활동중이다.옮긴책으로는《페이크와팩트》《자신의존재에대해사과하지말것》《의학에대한위험한헛소문》《인공지능은무엇이되려하는가》《크리스퍼가온다》《집에서길을잃는이상한여자》《의사는왜여자의말을믿지않는가》등이있으며,《한국스켑틱》번역에참여하고있다.

목차


서문생명은확률게임의결과여야만하는가?

1부기원
1나쁜유전자에'아니'라고말하기:창조기계의탄생
인슐린의발견|생명공학의탄생|생명의공장|나쁜유전자를재창작하다
2출발선에서기위한경쟁
속도는중요하다|암호를해독하다|평화회담
3생명의기본단위
합성생물학의시대|최초의기업|과학대사업
4신,조지처치,그리고(대체로)털이많은매머드
부활

2부현재
5바이오경제
6생물학시대
의학|세계식량공급|더건강한지구
7아홉가지위험
위험1:이중용도는필연이다|위험2:생물학은예측할수없다|위험3:개인DNA의보안위기|위험4:규제는한심할정도로뒤처졌다|위험5:현재의법은혁신을억압한다|위험6:이후다가올정보격차는유전자격차다|위험7:합성생물학은새로운지정학적충돌을일으킬것이다|위험8:슈퍼생쥐와원숭이?인간잡종|위험9:사회는역정보로무너질것이다
8황금쌀이야기
벼의단점|거인들과엄청난반발|황금쌀의현재|과학이아닌과학자를신뢰하는이유

3부미래
9최근에나온그럴듯한결과물
10시나리오1:웰스프링에서자녀를만드세요
진행과정|FAQ
11시나리오2:노화가멈추면일어나는일
12시나리오3:아키라골드가추천하는2037년'최고의식당'
최고의신형생물반응기|넌더리나는것들|내가선호하는배달음식조합|여러분의목을축일최상의조합|일할때마시는음료
13시나리오4:지표면아래
14시나리오5:메모
배경|테러에관한상세기술|치명적인질병발생가능성|필요한조치|지원요청

4부앞으로나아갈길
15새로운시작
공통기반을찾아라|권장사항1:기능획득연구를금지한다|권장사항2:생명공학판브레턴우즈체제를확립한다|권장사항3:면허를도입한다|미국은더나은과학기술정책이절실하다|기업:혼란을대비하라|더명확하게과학을전달하기|과학계의인종차별문제|여러분의삶,다시상상하라

에필로그

출판사 서평

두번째창세기가시작되다
우리는지금제2의창세기를목도하고있다.

약40억년전지구에처음으로생명이창조되었다.과학자들은해양열수구같은원시지구의고온지역에서원핵세포또는그보다더단순한원시적단세포가우연히만들어진것으로추정한다.그로부터40억년이흐른2010년5월미국의J.크레이그벤터연구소는일명‘신시아’라고불리는인공세포MycoplasmamycoidesJCVI-syn1.0의배양에성공했다.신시아는이제까지자연에존재하지않았던유전자를사람이새롭게설계하고화학적으로합성하여생명을작동시킨첫사례였다.실험을이끈크레이그벤터는40억년전의첫생명창조와비교해신시아실험성공을‘지구역사상두번째창조’라고선언했다.최초의세포로부터수십억년의진화과정을거쳐가까스로등장한인류가이제는스스로생명창조의역사를시작한것이다.

벤터에따르면신시아는컴퓨터가부모인지구최초의자기복제종이었다.더정확하게는과학자스무명과컴퓨터팀이부모이고,인간과기계가함께조합한수천개의선택으로만들어졌다.신시아는“현재살아있는종,지구생명체목록의일부”라고벤터는말했다.이연구는생명체의기본원칙을이해하기위해설계되었으며,이합성세포는지구의모든생명체를연결하는최후의보편적공통조상의유사체다.-235쪽

인공세포신시아를만들어낸과학또는기술을‘합성생물학SyntheticBiology’이라고한다.부키에서펴낸신간《바이오테크레볼루션》(원제:GenesisMachine)은아직대중에게는생소하지만,가까운시일내에인류의삶과지구생태계전체에근본적지각변동을가져올합성생물학의과거와현재그리고미래를다룬책이다.미래학자에이미웹과합성생물학연구자인앤드루헤셀이공동저술한이책은바이오테크분야에서과거의유전공학이합성생물학으로점프하여완전히새로운단계로접어든과정을탐색하고현재의기술발전수준과미국및유럽,중국,인도등세계각국의바이오산업패권전략,미래가상시나리오,생명창조로인한사회갈등과철학,윤리,법률,제도와국제관계등합성생물학에관한거의모든지식을꼼꼼히담아냈다.

《바이오테크레볼루션》1부에서는컴퓨터를부모로삼아합성생물을창조하는합성생물학의기원과과학자들이생명의암호를해독하고조작한역사를설명한다.2부에서는창조기계가만들어내는바이오경제의파급력과사회적파장을다룬다.바이오해킹부터유전자격차문제,즉유전자기술로젊음과건강을얻는부유층과신기술의혜택에서소외되는빈곤층의분열처럼합성생물학이제기하는사회적위험을다각도로조명한다.3부에서는바이오테크혁명이가져올다양한미래를탐색한다.마지막으로4부에서는인류가창조주와동격이되는시대를맞이하기위해필요한기술적,윤리적,사회적대안과정책을모색한다.

합성생물학이란?

합성생물학시대의도래는인간유전체에대한상세한탐색과인공지능기술의발전덕분에가능했다.자연과학의한분야로생명현상을연구하는생물학Biology은생물의구조,기능,발생,진화,생태등을탐구하면서생명체의자기복제의핵심에유전자DNA가있음을발견했다.과학자들은인간유전자의본격적탐색을위해1990년부터2003년까지미국국립보건원과에너지부의주도하에세계20여개나라가참여한‘인간게놈프로젝트’를수행했다.30억개염기쌍으로구성된인간의전체DNA서열을해독하고모든유전자의위치와기능을밝혀내는이연구프로젝트결과로인간유전체의약99.9%서열을해독완료할수있었다.이는현대생명과학,의학,바이오산업의전환점이되었고합성생물학이라는새로운바이오테크혁명을불러온동인이다.

인간게놈프로젝트가완료되기전제한된유전자지식수준에서이루어졌던유전공학은이미존재하는유전자를복제하거나편집하여기능을개량하거나일부특성을추가하는기술,한마디로기존유전자를‘활용’하는기술이라고할수있다.이에반해합성생물학은유전체에대한풍부한지식과연구에기초하여자연계에전혀존재하지않았던새로운생명시스템을얼마든지‘설계하고창조’하는기술이다.생명이만들어지는일부과정에개입하는기술이유전공학이라면,합성생물학은생명체를설계하고부품화하고조립하고제조하는전체공정을일괄적으로수행한다.

유전공학의대표사례는1996년영국스코틀랜드의로슬린연구소에서태어난복제양돌리Dolly다.돌리의탄생은복사기로원본을복사하는과정과크게다르지않다.기존양의체세포핵을그대로복제하여태어났기때문이다.이와달리유전자를설계하고새로운생명을탄생시키는합성생물학은복사가아니라새로운프로그램의코딩과3D프린터출력에비유할수있다.컴퓨터프로그래머가필요에따라전체프로그램을짤수도있고일부기능만작동하는프로그램을만들수도있듯이합성생물학도꼭온전한생명체만만들필요는없다.생물의특정부위나장기,기능,생명활동부산물만을제조할수도있다.예를들면인류진화사어느한페이지에서사라진네안데르탈인의유전자를만들어현대인의신체에이식하는것도이론적으로가능하다.

네안데르탈인을부활시키는것은어리석어보일수도있다.그러나네안데르탈인의유전자를몇개만빌려와서우리몸을조금만수정한다면어떨까?네안데르탈인에게는글루텐에알레르기가있는현대인을고통스럽게하는셀리악병이없다.그들의면역계는현대인과다르게반응하므로류마티스관절염,다발경화증,크론병같은자가면역질병을치료하는데관한통찰을얻을수있다.또네안데르탈인의뼈는엄청나게강하므로골밀도와관련된유전자를빌려다가수억명의여성노인이앓는골다공증을치료할수도있다.-133쪽

인공지능의발전은유전공학을합성생물학단계로점프시킨또하나의동력이다.인공지능이발전할수록생물학적응용법의시험과현실화도늘어났다.인공지능의머신러닝을통해유전자를설계하고시뮬레이션테스트하는도구가더강력해지고,DNA프린팅과조립기술이발전하면서개발자들은점점더복잡한생명시스템을만들수있게되었다.

생물학적맥락에서머신러닝은과학자들이수많은패턴을찾도록돕는다.(...)인공지능시스템을연구하고구축하면서복잡한문제를촉발했던구글의딥마인드DeepMind부서는긴아미노산사슬이접히는복잡한패턴을시험하고모델링할방법을개발하면서오랫동안과학자들을성가시게했던문제를해결했다.딥마인드시스템인알파폴드AlphaFold는인간과20종의모델생물에서35만개이상의단백질구조를예측하는성취를이루었다.2022년이면데이터집합에포함되는단백질구조가1억3000만개를넘어설것이다.-53쪽

합성생물학기술로만들어진생산물은이미현실에서사용중이다.합성박테리아세포는백신등약물제작에사용되며,거미유전자로만든합성실크는가벼우면서도인장강도가강해의류와운동화등의소재로쓰인다.합성유전자를이용해배양한동물고기도일부국가에서승인을거쳐판매하고있다.닭이나소를키우지않고도고기를얻는것인데가슴살,다리살등부위별선택배양이이루어진다.
합성생물학은멸종된매머드를되살릴수도있고,신화에나존재하던상상속의생명체를새로만드는것도가능하다.게다가이모든과정을설계가능한엔지니어링대상으로다루어제조,조립,자동화에기반한생산공정으로처리할수있다는점도합성생물학의특성중하나다.

상상을초월하는경제적투자가치

소프트웨어를설계하고프로그램을만들듯이,완전히새로운생명을창조하고대량생산하여거래하는시장이활짝열린다면그경제적가치는얼마나될까?
미국국립과학·공학아카데미는2020년1월미국바이오경제의가치가국내총생산GDP의5퍼센트,9500억달러(1290조원)이상이라고발표했다.2020년5월에맥킨지연구는400개에이르는합성생물학관련혁신이지구경제에미친영향을분석하고,이발전이지금부터2040년까지매년평균4조달러(5434조원)의가치를창출하리라고내다봤다.이는합성생물학산업이발전하면서필연적으로나타날연관산업,서비스,제품의경제적영향은계산에넣지않은숫자이다.
보다적극적으로시장규모를예측한글로벌컨설팅기업인보스턴컨설팅그룹(BCG)은,2040년까지전세계GDP의3분의1이합성생물학관련산업에서창출될가능성이있다고분석하기도했다.

합성생물학의가치네트워크는이제막생성되기시작했다.물론코로나19범유행에대한대응으로성장이빨라졌지만,아직각분야의기업은소수에지나지않는다.그러나이런상황은빠르게바뀌고있다.2020년에투자자들은합성생물학스타트업에80억달러(10조8688억원)를쏟아부었다.틱톡을만든바이트댄스Bytedance사가2021년초에4000억달러(543조원)로평가된것에비해크게인상적인숫자는아니지만,합성생물학에대한투자증가속도가2018년이후매년두배로빨라졌다.(...)합성생물학기업의기업공개(IPO)중앙값도치솟고있다.2020년의평균공모가는2019년보다두배나높아졌다.-160쪽

컴퓨터분야에“동일한비용으로집적회로에올릴수있는트랜지스터수는18~24개월마다두배가된다”는‘무어의법칙’이있다면합성생물학에는‘칼슨의법칙’이존재한다.기술발전으로염기서열분석및합성비용역시급격히낮아진다는것이다.미국국립인간유전체연구소에따르면2006년인간유전체의완전한염기서열분석비용은2000만~2500만달러(273억~342억원)가량이었다.2015년중반이되자완전한분석비용은4000달러(547만원)까지낮아졌다.현재중국기업인BGI사는유전체서열분석비용으로100달러(13만7000원)를받는다.인간유전체분석비용이에어조던한켤레값에도미치지못하는것이다.

《바이오테크레볼루션》의공저자인앤드루헤셀은합성생물학분야의선구자이자합성바이러스를개발하는신생기업인휴먼지노믹스사의사장이다.공저자에이미웹은싱커스50이뽑은세계적경영사상가50인에선정된영향력있는미래학자이자미래전략수립기업퓨처투데이연구소CEO이다.학자,연구자인동시에현실비즈니스사업가이기도한저자들은바이오경제의현실과잠재력,국제적역학관계와국가별정책을입체적이고다면적으로추적한다.바이오산업투자를계획하는투자자나엄청난잠재력을지닌바이오테크기술을국가성장동력으로육성해야할관계자들에게많은시사점을제공한다.

SF영화처럼펼쳐지는바이오테크혁명의파노라마
《바이오테크레볼루션》의큰미덕중하나는복잡한합성생물학의원리와개념,사회적파장을흡인력있는스토리로풀어낸다는점이다.책의3부에서는합성생물학의발전으로인해지극히가까운시일내에펼쳐질새로운미래의모습을마치잘만든SF영화처럼보여준다.유전자를맞춤설계해태어나는아기(시나리오1),노화가멈춘사회에서의일자리문제와세대갈등(시나리오2),고객의건강상태나기호에따라최적의상태로배양된식재료가제공되는식당과식생활(시나리오3),신종사이버생물테러의발생과사회의대처(시나리오5)등미래사회의다양한풍경이생생하게그려진다.

“아기창조기업웰스프링에오신것을환영합니다.당사는인공지능시스템으로수백만번의시뮬레이션을거쳐고객을만족시킬최적의유전체를설계하여배아를만들고,원하는모체또는최고등급의인공자궁에서출산일까지안전하게배양하여아기를만들어드립니다.건강보험외에추가비용을내면업그레이드가제공됩니다.현재기억력,체질량지수,골밀도,폐활량,인두강확장,발가락사이의갈퀴(수상스포츠관련행동개선)등을제공중입니다.호모사피엔스보다신체기능이강했던네안데르탈인의케라틴생산유전자옵션을추가하시면더부드럽고단단하며시간이흘러도주름지지않는피부와굵은머리카락을아기에게적용할수있습니다.”-309~316쪽(시나리오1)요약

책의마지막부분(4부)은미래를맞기위해필요한실용적이고현실적인제안과사회적대책들로구성된다.바이오산업의패권을둘러싼미국,중국,러시아,인도,유럽등주요국의자세한상황과대응책도확인할수