전주홍
분자생리학자.서울대학교의과대학생리학교실교수로분자생리학연구실을운영한다.호기심과교차적아이디어가혁신적과학연구의밑거름이며,패러다임을전환하거나새로운경로를개척하는핵심요소라고생각한다.대전환의시대를맞이한지금절실히필요한것은인문학적,예술적소양이풍부한과학자를양성하는일이라고굳게믿고있다.‘저자’로서논문을쓰고‘독자’로서논문을검토하고‘실험자’로서가설을세우며실험하고‘예술가’로서데이터를시각적으로표현하고‘토론자’로서자료와해석을두고열띤토론을펼치는과학자를희망한다.지은책으로는『과학하는마음』,『논문이라는창으로본과학』,『醫美,의학과미술사이』(공저)등이있다.국가과학기술자문회의평가전문위원회위원,과학기술정보통신부연구제도혁신기획단위원,한국보건산업진흥원연구위원,제4차생명공학육성기본계획기획위원등을역임했다.현재보건복지부연구윤리심의위원회위원,서울대학교의학연구원부원장으로활동하고있다.
들어가며인공지능시대의긴박한질문,생명이란과연무엇인가?
1.아기를디자인할수도있을까?:출산
임신은여성의몫이기만할까?|사람의출산은어쩌다위험한일이되었나?|출산통제는자연의섭리를거스르는일일까?
2.우월한유전자란존재할까?:유전
이중나선이‘자연의사다리’로유명해진배경은?|유전현상의물질적실체는어떻게찾아냈을까?|생명공학으로생명체를창조할수도있을까?
3.영혼은어디에,과연있을까?:마음
‘간’에욕망이담겼다는생각은어디서비롯했을까?|사랑의상징은왜‘심장’모양일까?|감정은‘뇌’의생화학적작용일뿐일까?
4.맞춤치료로무엇까지가능할까?:질병
질병이징벌이라는믿음은언제깨졌을까?|해부학은어떻게예술을의술로바꾸었나?|의학을왜불확실성의과학이자확률의예술이라했을까?
5.몸을기계로갈아끼우면어디까지나일까?:장기
사람머리만떼어내도다시살아날방법이있을까?|인류는왜오래전부터이식을꿈꿔왔을까?|장기이식은기계의부품교환과무엇이다를까?
6.백신으로인류를구할수있을까?:감염
세계사격변의순간마다어째서역병이돌았을까?|전염을완벽히차단할방법이존재할까?|‘마법의탄환’은어떻게백발백중치료제가되었나?
7.고통없는삶이가능할까?:통증
진통제와마취제가없는시대는어떠했을까?|마비혹은환각,웃음가스는정말안전할까?|마취제를발견한공적은과연누구몫인가?
8.입과몸이좋아하는맛은왜다를까?:소화
음식이인류진화의원동력이었다고?|맛있는음식은어째서몸에나쁠까?|소화는생물학적문제이기만할까?
9.노화를막거나되돌릴수있을까?:노화
늙음은죽음을향한자연스러운과정일까?|노화를치료할과학적방법이있다고?|불로장생이정말로현실이될날이올까?
10.생명의비밀을어디서찾을수있을까?:실험
인류는언제부터실험을시작했을까?|비판과논쟁은어떻게공동체의무기가되었나?|첨단기술은과학을어떻게바꾸고있을까?
나가며사실을배우는일보다생각하는훈련이더필요한시대
부록
미주
인공지능,유전자가위,뇌-컴퓨터인터페이스…
과학이바꿔놓을인류의미래에관해
더많은인문적상상력이필요하다!
지난달국제학술지<네이처커뮤니케이션>에는100일간냉동보관했던쥐의신장을다른쥐에이식하는데성공한실험결과가발표되었다.이식용장기부족문제를해결할실마리로서뿐만아니라,냉동인간소생이현실로다가올지도모른다는기대로큰주목을받았다.이처럼생명과학의발전은SF영화에서나나올법했던이야기를하나씩현실로만들어가는중이다.2018년에는크리스퍼기술을사용해유전자를변형한아이가태어나전세계에충격을안겼으며,최근에는노화연구가활발히진행되면서인간의숙명이라고여겼던노화와죽음이극복가능한대상일지도모른다는인식이확산하고있기도하다.하지만발전한기술이초래할혼란을우려하는목소리도적지않다.섣불리남용되어사람에게피해를줄가능성때문이기도하지만,이기술들이이제까지알고있던‘인간’의개념을흔들어우리인식과사회에혼란을가져오기때문이다.
《역사가묻고생명과학이답하다》의저자전주홍(서울대학교의과대학생리학교실교수)은이러한생명공학기술이불러올충격에대비하는방법의하나로과학의발전사를더넓게인문적시선에서바라볼것을제안한다.우리가현재당연하게받아들이고있는‘과학적사실’이얼마나수많은논쟁의과정을거쳐성립된것인지살펴보며혜안을얻자는것이다.현대과학에서가장상징적인존재로꼽히는DNA역시유전현상의실체로인정받기까지많은시간과과학자들의노력이필요했다.그뿐아니라유전의개념은우생학이라는사이비과학으로오용되어수많은비극을초래했으며,이런우생학적관념은지금까지도살아남아유전자조작기술문제와관련해논란을빚고있다.
이책은갈수록치열해지는질문,‘인간이란,나아가생명이란무엇인가?’를생각해볼수있는역사속격변의순간들을되짚는다.‘출산,유전,질병,장기,감염,통증,소화,노화,실험’등열가지키워드를통해인류의‘생로병사’가단지과학적현상을넘어사회문화적환경과영향을주고받으며어떻게천변만화해왔는지살펴본다.고대그리스의철학전통부터현대분자생물학의정밀의학까지다양한발견과실험과이야기가펼쳐진다.저자는과학에관심많은일반독자뿐아니라,의생명과학분야지망생이나종사자가많이읽어주길바라며썼다.이질적아이디어를색다르게결합하는창의력이절실한시대,과학적소양과인문적소양을균형있게쌓아‘생각하는훈련’을하는데보탬이되고픈마음에서다.
최첨단생명공학기술이인간의정의를뒤흔드는지금,
생로병사의역사를바꾼생명과학의결정적질문을되짚다
2020년제니퍼다우드나와에마뉘엘샤르팡티에는크리스퍼/캐스9(CRIPSR-Cas9)이라는유전체편집기술을개발한공로로노벨화학상을받았다.‘유전자가위’라고도불리는이기술을활용하면살아있는세포의염색체에서유전자를정교하게조작할수있다.이기술은2015년발표당시‘맞춤아기’에대한우려로논란을불러일으켰으며,실제로2018년중국에서CCR5유전자변형아기가태어나며현실이되었고,수많은과학관계자들의강력한비판을받았다.사실출산통제를둘러싼논쟁은이번이처음이아니다.1978년세계최초로시험관아기가태어나자가톨릭교회는체외수정기술이자연의섭리를거스른다는이유로거센비판을가했다.그러나시험관시술은점차널리퍼져대표적인불임치료방법이되었고,시험관아기탄생에크게공헌한생리학자로버트에즈워즈는2010년노벨생리의학상을수상했다.그렇다면크리스퍼기술또한언젠가는보조생식기술로자리잡는날이올것인가?
유전자의기능이나역할에대해우리가이해하고있는것이너무나부족하고,아직까지유전자는사람의특성이나표현형을아주제한된범위안에서만설명할수있다는점에서크리스퍼기술로유전자변형아기를탄생시킨다는생각은너무나도위험합니다.특히치료를위해서가아니라얼마든지다른대안을찾을수있는인체의물리적·정신적기능향상을목표로한다면더욱조심스럽게접근해야할것입니다.
-48쪽(아기를디자인할수도있을까?:출산)
출생을통제하는기술이이처럼뜨거운논란의중심인이유는,인간의본질과맞닿은문제이기때문이다.비슷한사례로노화도그렇다.최근생물학적젊음을되찾기위해자기아들을포함한젊은이의혈장을수혈받은미국백만장자의이야기가크게화제가되었다.노화는사람이라면거부할수없는필연적인과정처럼여겨지며,따라서노화를막고젊음을되돌리려는시도는터무니없는헛수고처럼생각되곤했다.그러나실제로노화과정을멈추거나,심지어되돌릴수있다는연구결과가차츰발표되고있다.‘젊은피’를수혈하면젊어진다는생각역시실험실의쥐실험으로일정부분효과가확인된가설이다.기술과과학의발전으로우리가알고있던‘인간’의본질은점점더그경계가확장되고있다.
알코어생명연장재단에서는의료기술이더발전한미래에병을고치고회복시키기위해사망즉시환자를냉동보존하고있습니다.과학기술의발전에힘입어인간의몸을구성하는장기와조직을인공물로대체해신체기능을확장시킨트랜스휴먼(transhuman)의출현도지켜보고있죠.더나아가인간의뇌마저인공지능으로대체하여정신기능을극대화하려는포스트휴먼(posthuman)등새로운인류의출현을바라보고있기도합니다.
-220쪽(노화를막거나되돌릴수있을까?:노화)
과학기술의힘을빌려노화와죽음을극복하고,신체와마음을자유자재로통제하는날이온다면그미래는유토피아일까?물론과학발전은인간의삶을이전과는비교할수없을정도로편리하고안전하게만들어주었다.그러나확실히검증되기전인과학이론이나기술이남용되어사람들에게해를끼쳤던사건도역사에는수없이많았다.게다가지금껏이해해온‘생명’의정의를뒤흔들법한놀라운발견들은기존세계관과충돌을일으키며사회적혼란을가져오기도한다.
신경세포와생체분자를바탕으로뇌의기능을설명하려는환원주의적접근이앞으로얼마나만족스러운결과를만들어낼지예측할수없습니다.더군다나마음과뇌의생리사이에상관관계는제법단단해보이지만,고전적으로마음을다루어왔던심리학과새롭게급부상하고있는뇌신경과학은서로잘융화되지못하고대치하면서긴장감을만들어내기도합니다.
-90쪽(영혼은어디에,과연있을까?:마음)
현재우리가당연하게여기는‘과학적사실’은한때당대의상식을뒤집는논쟁거리였다.이경이로운발견들이탄생하고,발전하고,사람들에게널리인정되기까지의과정을되짚어보면서과학이바꿔놓을인류의미래에대비해갖춰야할태도를고찰해보는것.생명공학기술이인간의본질을뒤흔드는지금,생명과학의역사를되짚어보자고제안하는이유다.
“생물학은지구와그모든생명체의역사다.”
역사와철학,예술이교차하는경이롭고도논쟁적인생명과학이야기
질병이발생하는원인을종교가아닌과학적방법으로탐색하기시작한후에도,꽤오랫동안의학에서는해부학연구를소홀히했다.몸에있는네가지체액의균형이깨진상태를질병이라고믿었던히포크라테스의체액병리학이주류이론이었기때문이다.이런상황에서해부학을발전시켰던건르네상스시대의지식인과예술가들이었다.온전한신체에서영혼이부활한다고생각했던중세기독교사회에서인체해부는쉽게허용되는일이아니었지만,12세기에들어부분적으로시체해부가허용되며본격적인해부학연구의물꼬가트인것이다.인체를정확히표현하고자그구조를연구했던예술가들의성과는곧의학발전의밑거름이되었다.신체의생물학적구조가정교하게밝혀지면서기존체액병리학이론체계의오류가서서히드러났다.
레오나르도다빈치도“화가는훌륭한해부학자일필요가있다.그래야인간의나체골격을설계하고힘줄,신경,뼈,근육의구조를알수있다.”라고말했습니다.또해부는이단적행위가아니라신의작품을잘이해하는방법이라고생각했지요.“당신의발견이다른사람의죽음을통해이루어진다는사실에괴로워해서는안된다.오히려창조주께서그런탁월한수단을제공해주심에감사해야한다.”라고자신의노트에적어놓기도했습니다.
-102쪽(맞춤치료로무엇까지가능할까?:질병)
질병을바라보던관점을뒤집은결정적증거가예술과과학이만나는지점에서탄생한셈이다.이처럼생명과학이발전한과정은그발견을둘러싼역사적·문화적맥락을고려하지않으면완전히이해하기힘들다.한편해부학의발전으로그실체가밝혀진장기는오늘날장기이식기술이발전하며또다시뜨거운논란의중심이되었다.2015년이탈리아의신경외과의사세르지오카나베로가세계최초로머리이식수술을시도하겠다고발표한것이다.이수술은실제로이루어지진않았으나과학계뿐아니라사회전반에서여러논쟁을일으키며화제가되었다.인체,특히머리를교체하는행위는그사람의정체성이과연어디에있는지판별하는문제와직결되기때문이다.이는현재발전하는중인첨단재생의료나인공장기기술과도연관하여여러철학적,윤리적생각거리를던지는문제다.
머리이식은기술적문제에대한논쟁뿐만아니라철학적,윤리적,법적논쟁을피할수없습니다.A의머리를B의신체에이식하는데성공한다면그사람은A라고봐야할까요?아니면B라고봐야할까요?A나B에게배우자와자녀가있다면법적으로누구의배우자와자녀가되는걸까요?건강보험은A의기록에근거해적용해야할까요?아니면B의기록에근거해적용해야할까요?
-116쪽(몸을기계로갈아끼우면어디까지나일까?:장기)
과학자에게통합적인식이중요함을일러주는논쟁거리는또있다.마취제로사용되는에테르의최초발견자가누구인지가리는논쟁이다.에테르를이용한마취가고통없는수술을현실로만들면서이마취방법을최초로고안했다고알려진윌리엄모턴은엄청난명성을얻었다.하지만이후그는금전적이익에집착해동료의사들의비난을샀으며,모턴에게에테르의마취효과를연구해보라고조언했던찰스잭슨역시지나친사익추구로비판받았다.그러나이들과관련없이에테르마취수술에최초로성공했음에도자신의업적을내세우지않았던의사크로포드롱은사후에오히려크게인정받는다.1990년미국의조지부시대통령은롱이처음에테르마취에성공한3월30일을‘국가의사의날’로지정하기도했다.
롱은자신의우선권과공적을인정받으려고웰스처럼애써호소하지도않았고잭슨처럼술책을쓰지않았으며모턴처럼상업적욕심을부리지도않았습니다.그래서였는지현대산부인과의아버지제임스마리온심스는롱의성과를자세히조사한논문을《월간버지니아의학》에발표해큰찬사를보냈습니다.역사적평가를거쳐롱은사후에더욱빛나는명성을얻게된것입니다.
-177쪽(고통없는삶이가능할까?:통증)
에테르발견자논쟁은현대의이익추구풍조를되돌아보게함과동시에,과학적발견에따라야할윤리의식을일깨우는생생한역사적예시다.로켓공학의선구자로버트고더드가“어제의꿈은오늘의희망이고내일의현실이기에,무엇이불가능한지말하기란어렵다.”라고이야기했듯,생명과학의발전은언제나상상속에존재했던일을현실로만드는역사였다.이책이제시하는이정표를따라새로운아이디어가탄생하는순간,혁신적인발견이널리인정되는과정,그발견이가져온여파를탐색하다보면현대기술이가져온인식의충격을어떻게다루어야할지스스로생각할힘을얻을것이다.
혁신적과학발전의열쇠,‘이질적인아이디어의조합’
인문학과과학의만남이더욱절실한이유
‘신속한발견과학(rapiddiscoveryscience)’이라고표현되는오늘날의과학연구는최대한빨리많은발견을이뤄내고자하나,혁신적발견을이뤄내는데엔오히려이전보다못한성과를내고있다고평가받는다.그원인을단정해말하기는어렵겠지만,저자는“완전한과학자는이론과실험적실천을모두포용하는사람”(클로드베르나르)이라는말을“완전한과학자는이론과실험적실천과데이터분석을모두포용하는사람”이라는말로바꾸며오늘날변화한환경을짚어낸다.《역사가묻고생명과학이답하다》에서과학자와의학자,예술가의생각이만나놀라운발견을해낸이야기들을들려주는이유도같은맥락이다.빅데이터와인공지능기술이발전한현대일수록통섭적이고창의적인사고가중요하다는것이다.데이터기술은아이디어를만드는과정을보조할순있지만,그스스로과학적소양이나내적동기를갖추고있는건아니기때문이다.
요한슨은이질적인아이디어가만나는지점인‘교차점’에서혁신적인아이디어가폭발적으로증가하는현상을두고‘메디치효과’라고불렀습니다.빅데이터기술을활용한실증적연구를통해서도이질적인아이디어가비전형적인방식으로조합되었을때혁신적이고영향력있는연구로이어질가능성이높음이확인되었습니다.
-241쪽(생명의비밀을어디서찾을수있을까?:실험)
이책은사려깊은인문학적시선으로인간의정의를바꿔온생명과학의발견을조망한다.생명과학이나의학전공을지망하는청소년에겐과학연구와윤리에관한특별한통찰을전하며,성인독자들에겐기술발전으로숨가쁘게변화하는현대사회를고찰해볼기회를제공한다.앞서말했듯과거의혁신적발견은오늘날논란이되는생명공학기술들과마찬가지로온갖실패와논쟁을거쳐‘사실’로인정된것들이다.따라서모든과학적발견을열린자세로점검하되한가지이론에지나치게골몰해서는안된다.
저자는과학이론에대한맹목적믿음을경계하고,과학연구가근본적으로현실세계를정확하게반영하지못한다는한계를직시할필요가있다고말한다.나아가기초연구를통해얻은지식이저절로유용한응용으로이어지는것이아니기에,어떤지식이임상현장에적용될수있느냐없느냐를얼마나성공적으로예측할수있을지가중요하다고말한다.저자가책의뒷부분(부록)에서‘중개연구’의어려움을고백하며,성공적인중개연구를위한문해력에주목하는이유이기도하다.
실험을통해얻은생물학지식은왜그렇게불안정할까요?실험실이라는통제되고이상화된공간에서유도한현상은실제세계에서일어나는현상에근접할지언정동일하지않습니다.실험실연구는대략적추정과가정에의존하여실제세계를모방하기에필연적으로내재적한계가발생하지요.
-257쪽(부록)
경이로운과학발전뒤에는늘역사적맥락이존재했으며,과학이론이비판과논쟁속에서사실의지위를획득하는과정은그자체가극적인역사였다.이책《역사가묻고생명과학이답하다》에서독자는동전의양면같은두분야가주고받는이야기를읽으며사회를보는시야가넓어지는순간을경험할것이다.