물질에서 생명으로

▼ 생명 전문가가 들려주는 생명에 대한 강의

《물질에서 생명으로》에서는 생명과학의 전문가들이 생명의 기원과 생명의 기본 물질을 살펴봄으로써 생명이란 과연 무엇인지 고민한다. 그리고 나날이 발전하는 과학기술을 바탕으로 지금껏 난치라고 알려진 병을 치료하는 방법이 발전하고 있으며, 무병장수의 비밀에 다가가고 있음을 알려준다. 생명의 기본 물질인 단백질과 DNA, RNA 등의 연구 결과를 바탕으로 질병 치료뿐 아니라 더 나은 삶의 가능성이 발전하고 있는 모습은 놀랍기까지 하다.

1강 ‘생명체의 탄생’에서는 서울대 노정혜 교수가 ‘물질에서 생명으로’ 강연의 기반이 되는 생명의 정의를 제시하고, 최초의 생명체 루카와 생명체의 진화 과정에 대한 가설을 설명한다. 홍성욱 교수와 신민섭 교수가 패널로 참여하여 생명이란 무엇인지에 대해 다시 한 번 고민하고 인공지능이 생명체가 될 수 있는지에 대해서도 논의해본다.

2강 ‘DNA: 생명체 번식과 다양성의 열쇠’에서는 너무나 잘 알려진 DNA의 발견 과정과 복제 메커니즘을 설명한다. 유전자 서열이 아미노산 서열을, 아미노산 서열이 단백질의 모양을 결정하고 이를 통해 생명체의 모양과 기능이 결정되며, 그 과정에서 굉장히 다양한 생명체가 만들어진다. 그리고 이런 사실을 바탕으로 한 생명공학과 유전공학의 발전상을 살펴본다.

3강 ‘리보핵산: 최초의 생명 물질로부터 메신저까지’에서는 RNA 연구자로서 잘 알려진 김빛내리 교수가 리보핵산, 즉 RNA가 얼마나 중요한 생명 물질인지에 대해 설명한다. DNA가 기능하려면 반드시 RNA가 필요하며, DNA의 염기쌍의 정보는 RNA를 통해 발현되기 때문이다. RNA가 지닌 다양한 기능과 특성으로 미루어 보면 최초의 유전물질이 아니겠느냐는 추론이 가능하다는 놀라운 사실을 살펴보고, 다양한 활용법도 알아본다.

4강 ‘단백질: 3차원의 마술사’에서는 DNA가 만들어내는 최초의 산물인 단백질이 왜 중요한지 설명한다. 단백질은 3차 구조는 매우 중요해서 이 구조를 안다면 건강과 질병에 크게 도움이 될 수 있는데, 생명의 실체는 단백질이고 단백질의 변성은 병이 되기 때문이다. 유전자가 동일해도 단백질은 매일같이 달라지므로, 단백질이 달라지면 인생이 바뀐다는 사실은 놀라운 발견이다.

5강 ‘탄수화물의 달콤하고 끈적끈적한 비밀’에서는 생명 현상을 유지하는 데 아주 중요한 탄수화물에 대해 살펴본다. 물과 이산화탄소가 태양에너지에 의해 화학결합은 포도당을 생성하고, 포도당이 여러 형태로 결합하여 다양한 당류를 만드는데, 당류는 생명의 에너지원일 뿐만 아니라 연료로도 쓰일 만큼 쓰임새가 다양하다. 특히 치매 치료와 관련하여 당이 놀라운 역할을 하며 치료제 개발이 가까워졌다는 반가운 소식을 들려준다.

6강 ‘세포막: 경계와 소통’은 다세포 생물이 항상성을 유지하게 하는 세포막이 어떤 물질로 이루어져 있고 어떤 성질을 지니는지 설명한다. 세포막은 서로 소통하여 생명을 유지하게 하는데 소통이 잘 이뤄지지 않거나 잘못 이뤄질 때 암이 생기므로, 세포막의 성질을 이용하여 암을 치료하는 첨단 의학이 어떻게 발전하고 있는지 살펴본다.

7강 ‘우리 몸을 움직이는 에너지’에서는 세포가 움직이고 분열하며 신호를 전달하고 유전자를 발현하게 하는 모든 생명 현상에 필요한 에너지에 대해 살펴본다. 생명체 에너지의 근원은 태양에너지로, 광합성을 통해 생성된 포도당이 생태계를 순환하며 모든 생물들이 이용하게 된다. 왜 ATP의 형태로만 에너지를 이용할 수 있는지, 어떻게 ATP가 생성되고 이를 이용하는지 이해함으로써 생명 현상이 어떻게 이뤄지는지 다시 한 번 들여다본다.

8강 ‘우리 몸에 들어오는 외부 물질: 약인가, 독인가?’에서는 몸에 원래 있는 내부 물질이 아니라 외부에서 들어오는 생체 이물질에는 어떤 것이 있는지 살펴본다. 그중에서도 신약은 어떻게 만들어지는지, 약물 대사는 어떤 처리 과정을 거치며 그 부작용에는 어떤 것이 있는지 알아보고, 사회적 문제가 되고 있는 마약뿐만 아니라 처방 약물의 중독에 대해서도 설명한다.

9강 ‘게놈으로 읽는 생명’에서는 게놈의 해독이 인간을 아는 것이며 게놈 지도가 완벽해지면 질병과 노화, 유전자 편집까지 가능해진다고 설명한다. 미래에는 고고학, 바이러스, 농업, 범죄 수사 등에도 게놈 해독이 결정적인 역할을 하게 될 것이며, 생명의 이해에도 게놈이 큰 역할을 한다는 것을 살펴본다. ‘유전자가위로 유전자 수술하기’에서는 DNA를 자르고 붙여서 수술하는 유전자가위로 난치병을 치료하는 것은 물론 농업, 축업에도 활용될 수 있다는 것을 보여준다. 유전자가위는 생명체를 재창조할 수 있는 힘이 되지만 잘못 사용하면 부작용이 생기는 강력한 도구이므로, 이와 관련된 정책을 결정하는 국회와 정부에 힘을 발휘하는 유권자로서 과학기술의 발전상에 관심을 기울여야 한다고 촉구한다.

10강 ‘이상한 나라의 바이러스’에서는 생명체와는 다른 특성을 지녔으나 명백히 살아 움직이는 바이러스에 대해 살펴본다. 바이러스에 의한 질병에는 어떤 것이 있는지, 어떻게 질병을 일으키는지, 바이러스 백신은 어떤 것인지, 어떻게 작용하는지 알아보고, 집단 면역이 왜 중요한지 설명한다. 바이러스는 사람의 몸에 늘 존재하고 새로이 출현하는 바이러스를 막을 수 없는 만큼, 어떻게 재빠르게 대처하는가가 관건이라는 점을 짚어준다.