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풍요로워진 식탁과 달리
현대의 건강에는 적색 경고등이 켜졌다?

가정 및 산업 현장에서 쉽게 접할 수 있는 독성 물질(발암 물질)이 호시탐탐 우리를 노리고 있다. 포름알데히드는 새집증후군, 새차증후군의 대명사다. 포름알데히드는 가정에서 사용되는 거의 모든 제품에 들어간다. 가구와 나무 마루 윤택제, 타일 마감재, 가죽 제품, 멜라민 수지 그릇, 목재 접착제, 펄포와 종이 등에 들어 있다. 이 외에도 모래 분진, 연기, 나무 분진, 벤젠, 나프타 등이 발암 물질에 속하고 현대인에게 필수 소지품인 휴대전화 전자파도 발암 가능성이 있다고 WHO가 경고했다. 코로나 팬데믹을 거치면서 각종 바이러스 및 변종 바이러스에 관한 관심이 매우 높아졌다. 최근 바이러스 감염 증상이 많아지고 있는데 이는 과로, 수면 부족, 스트레스에 시달려 인체 면역 체계가 약해진 현대인들에게서 자주 볼 수 있다. 그러나 과학 기술이 발달하면서 질병을 치료하거나 예방하는 수준도 점점 발전하고 있다. 어떤 치료 방법이 개발되고 있는지 이 책을 통해 살펴보고 어떻게 예방해야 할지 생각해 보기로 하자.

미래 의학 기술과 성형, 다이어트에 관한
오해와 진실을 밝히다

줄기세포 치료제가 국내에서도 개발되었다. 줄기세포 치료제는 다른 세포 치료제와 마찬가지로 살아 있는 세포를 추출해 배양 증식한 뒤 제조하는 의약품이다. 전문가들은 줄기세포를 이용하면 심장 질환뿐 아니라 치매와 외졸중(뇌신경세포 재생), 빈혈과 백혈병(조혈모세포재생), 퇴행성관절염(연골세포 재생), 당뇨병, 동맥경화 등을 치료하고 피부와 뼈를 이식할 수도 있을 것으로 기대하고 있다.
최근 다이어트와 성형은 여성뿐만 아니라 남성들 사이에서도 중요한 문제가 되고 있다. ‘적게 먹고 많이 운동하기’라는 만고불변의 다이어트 공식에도 불구하고 전 국민의 3분의 1이상은 아직도 비만과 전쟁 중이다. 이들에게 눈과 귀가 솔깃한 방법이 바로 식욕억제제나 지방분해주사 같은 약물 요법이다. 지방흡입수술은 체내에 축적된 지방을 직접 빼내므로 지방을 제거하는 효과가 확실하다. 하지만 영화에서처럼 한 번에 수십 kg씩 몸무게가 감소하지는 않는다. 과도하게 지방을 제거할 경우 정맥 혈전증이나 폐부종, 괴사성 근막염 등의 부작용을 일으킬 수도 있기 때문이다. 또한 비만이 아닌데도 스스로가 늘 뚱뚱하다고 생각하다 보면 다이어트의 치명적인 덫에 빠질 수 있다. 한편 마시면 살이 빠진다는 차 음료들은 어떨까? 차 음료는 한방차나 일반차와는 달리 차 성분의 함량이 미미해 큰 효과를 보기 힘들다. 아직까지 식약청에서 차 음료를 건강기능식품으로 인증한 사례가 없는 이유이기도 하다.

건강한 정신에 깃드는 행복한 삶

세로토닌은 노르아드레날린과 도파민이 폭주하지 않도록 조절해 평상심을 유지하고 이성적 판단을 하도록 돕는 물질이다. 노르아드레날린은 충동적이고 공격적인 성향을 만들고, 도파민은 강력한 즐거움을 주는 것이다. 반면 세로토닌은 편안한 즐거움을 선사한다. 몸속에서 자연적으로 분비되는 세로토닌은 극소량이지만, 이것을 최대한 활용하면 정신을 행복하게 유지할 수 있다. ‘작은 행복에도 아이처럼 기뻐해라.’ ‘작은 여유에도 감사하라.’ ‘긍정적으로 생각하고 자주 웃어라.’ 등 행복한 삶을 영위하기 위해 우리의 마음가짐 또한 평상심을 유지하는 것이 필요할 것이다.

의학 및 과학 기술의 발전을 통해
현대인의 행복을 보장하라!

주삿바늘 없이도 몸속에 약물을 넣는 방법은 없을까? 국내에서도 바늘 없는 주사기가 나왔다. 바로 레이저를 이용해 약물을 분사하는 방법이다. 노즐로 나오는 약물 줄기가 주삿바늘보다 가늘어 신경을 건드릴 확률도 낮고 설사 건드려도 약물 줄기의 이동 속도가 초당 100~200m 정도로 워낙 빨라 통증을 느낄 새가 없다. 어린시절, 혹은 성인이 돼서도 주삿바늘을 두려워 하는 사람들이 있는데 너무나 희소식이다. 이렇듯 의학과 과학 기술은 계속해서 발전하고 있고, 우리는 앞으로 어떻게 더 나아갈지 기대가 된다. 이 책을 읽으며 미래에 관한 기대감을 더 향상시켜 보는 것도 좋을 것이다.

현대인의 행복한 삶은 외적인 건강만큼이나 내면의 건강도 중요하다. 행복한 삶은 건강한 정신에서 깃든다. 우리가 삶속에서 정신 건강을 어떻게 생각하고 어떻게 관리해야 하는지, 또한 진정한 웰빙이란 무엇인지 생각해 보는 시간이 될 것이다. 결국 정신 건강을 유지하려면 자신의 마음속에 분노와 상처를 담아두지 않고 밖으로 표출해 긍정적이고 밝은 생각을 가져야 한다.

펴내는 글 · 4

[Ⅰ] 식량 자원

1. 육종 기술 · 10
2. 입맛과 에너지 잡는 견인차 분자 육종
⑴ 역병 이기는 고추, 스트레스 강한 고구마 · 14
⑵ 육종 기술이 바꾼 풍성한 우리 식탁 · 18
3. 다시 쓰는 농사직설(農事直說) · 26
4. 논란 속 유전자 재조합 작물(GMO) · 30

[Ⅱ] 경고등 켜진 현대인의 건강

1. 생명을 위협하는 암
⑴ 직장을 넘보는 암 · 42
⑵ 휴대전화가 뇌종양 위험 높인다? · 52
2. 신종 슈퍼 박테리아 출현 · 60
3. 점점 증가하는 A형간염 신고 · 70
4. 지구촌을 휩쓰는 신종 플루
⑴ 신종 인플루엔자 바이러스 · 74
⑵ 인플루엔자 바이러스 병원성의 진실 · 82
5. 한국인이 앓기 쉬운 5가지 마음병 · 90
6. 낮밤을 가리지 않는 사람들 · 98

[Ⅲ] 미래 건강 책임지는 과학자의 꿈

1. 팬데믹 막는 백신 개발 · 104
2. 이제 줄기세포로 치료한다
⑴ 배아줄기세포, 이제 병원으로 간다 · 108
⑵ 실명도 줄기세포로 치료한다 · 114
⑶ 죽은 세포 되살리는 기적의 주사 · 120
3. 풍선과 파스의 변신

⑴ 천식, 치매까지 치료하는 파스 · 122
⑵ 사람 살리는 풍선 · 128
4. 미래의 의학 기술
⑴ 주삿바늘 없는 독감 백신 · 134
⑵ 내 세포로 만든 바이오치아 시대 열린다 · 136
5. 불치병의 희망
⑴ 불치병 치료의 꿈 R·N·A 앱타머 · 140
⑵ 이종장기 연구용 돼지 지노 · 144
6. 짠맛 조절물질 개발 · 150

[Ⅳ] 아름다운 건강
1. 다이어트
⑴ 공공의 적 비만에 대한 오해와 진실 · 156
⑵ 마시면 살 빠질까? 차 음료의 진실 · 162
2. 성형
⑴ 달콤살벌한 성형의 유혹 · 166
⑵ 목소리 성형시대 · 170
⑶ 얼짱 몸짱 마법의 주사는 없다? · 174
3. 부정적인 허물 벗어 버리는 마음 웰빙
⑴ 행복한 ‘세로토닌형’ 앞머리 · 178
⑵ 웰빙과 웰다잉 · 182

융합 과학을 위한 과학동아 스페셜 · 184
필진 및 사진출처 · 190

‘밥 힘으로 사는’ 한국인의 식생활에서 가장 중요한 부분을 차지하는 작물은 단연 벼이다. 전에는 알맹이 속이 튼실한 쌀을 재배해 밥을 배불리 먹는 것에 만족했지만 이제는 생활 수준이 향상되고 식생활도 개선되면서 고품질 쌀을 찾는 소비자가 늘었다.
p18 곡식·채소·과일의 이유 있는 변신

최근 육종학자들이 주목하는 바이러스는 토마토반점위조바이러스(TSWV)이다. 국내에서도 볼 수 없었는데 4, 5년 전부터 토마토와 고추, 파프리카, 감자가 피해를 입기 시작했다. 이 바이러스에 감염되면 반점이 생기면서 말라 죽는다. 강교수는 “파프리카라 TSWV에 잘 견디는 유전자를 가졌는지를 간단한 검사로 바로 확인할 수 있는 기술을 개발하고 있다.”고 말했다.

p22 곡식·채소·과일의 이유 있는 변신

이스라엘은 작은 국토 면적에 절반은 사막이지만 물방울 관계법을 이용해 토마토와 감귤 같은 고당도 과일을 육종했다. 나아가 일찍부터 ‘수확 후 관리 연구소’를 설립해 세계 시장 개척에 성공했다. 분자유전학과 유전체학의 영역을 넘나들며 국제 협력 연구 사업을 이끈 이스라엘의 과학자들은 결국 고당도 토마토를 육성하는 데 성공해 역사가 깊은 네덜란드의 종자회사를 휘청거리게 만들었다.
p27 타산지석으로 삼아야 할 두 나라

우리나라가 농업에서 취약한 이유는 적절한 투자와 경영 관리 능력이 부족했기 때문이다. 실제로 다른 부처에 다 있는 연구 개발국이 농림부에는 없다. 오로지 식량 확보와 가격 안정, 농촌 발전이 지금까지의 국정 기조였다. 이탈리아 피자를 미국인이 상업화하거나 한국산 김치를 일본이 먼저 기무치로 상품화한 사례를 거울로 삼아 우리는 국제 진출에 더욱 적극적인 자세를 취해야 한다.

p28 한국 농업의 세계화 전략

WHO는 휴대전화가 뇌종양을 일으킬 위험이 있다고 발표해찌만 그렇다고 휴대전화를 쓰지 않을 수도 없다. 휴대전화는 통화하는 데만 필요한 것이 아니라 달력, 카메라, MP3 등 다양한 기능이 추가되어 이제 삶의 일부로 자리 잡았다. 이들에게 휴대전화 없는 세상은 꿈꾸기 힘들 정도다. 휴대전화를 사용하면서도 전자파의 영향을 덜 받을 수 있는 방법은 없을까? WHO는 이번 회의에서 휴대전화를 좀 더 안전하게 사용할 수 있는 가이드라인을 제시했다. 1. 어린이들은 긴급한 경우가 아니면 사용하지 말 것. 2. 가까이 두지 말 것. 3. 장시간 통화할 때는 유선전화를 이용할 것. 4. 전자파 방출이 적은 제품을 골라 사용할 것. 5. 되도록 문자 메시지를 활용할 것.
p59 휴대전화 안전하게 쓰는 5가지 방법

NDM-1 생성 카바페넴 내성 장내세균은 지난 2008년 인도와 파키스탄에서 처음 발견됐다. NDM-1 효소의 정식 명칭은 발견된 지명의 이름을 따 ‘뉴델리 메탈로-베타락타마아제’다. 지금까지 영국, 미국, 캐나다, 벨기에, 중국, 일본 등 최소 14개국에서 감염 환자가 발견됐다. 인도와 파키스탄이 170명, 영국이 70명이 넘는다. 2010년 8월에는 벨기에에서 첫 사망자가 나왔다. 이 효소는 베타락탐 계열의 항생제를 무력화시킨다. 베타락탐 계열에는 카바페넴 외에도 페니실린, 세파로스포린 등 우리에게 익숙한 항생제가 많이 속해 있다.
p63 1년 새 14개국 퍼진 슈퍼 세균

항생제에는 박테리아를 죽이는 살균제와 박테리아의 증식을 억제하는 정균제, 살균과 정균 작용을 모두 하는 항균제가 있다. 항생제가 박테리아를 ‘처치’하는 방식은 크게 네 가지이다. 가장 많이 쓰이는 방식은 박테리아의 세포벽을 터트리는 방법이다. 풍선에 바람을 계속 불어 넣으면 부피가 커지며 막이 얇아지다 결국 풍선이 터지듯 세포벽이 터지면 박테리아도 죽는다. 페니실린 계열 항생제는 세포벽을 만들 때 필요한 물질을 모아 짜 맞춘 뒤 세포벽으로 운반하는 페니실린 결합 단백질(PBP)이라는 효소를 중간에 차단한다. 페니실린 계열 항생제의 화학 구조가 세포벽을 구성하는 물질의 구조와 비슷하기 때문이다. 페니실린이 PBP에 달라붙으면 세포벽 합성이 더 이상 일어나지 않아 세포벽이 매우 약해진다.
p68 ‘양날의 검’ 항생제

한 번 예방 접종을 하면 항체가 생겨 평생 다시 걸리지 않는 홍역 같은 질병과 달리 독감은 매년 예방 접종을 해야 한다. 신종 인플루엔자 바이러스 역시 기존에 만들어진 독감 예방 백신이 듣지 않는다. 천연두 바이러스 같은 DNA 바이러스는 일단 백신을 개발하면 퇴치하기 쉽다. 돌연변이가 잘 일어나지 않기 때문이다. 세계보건기구(WHO)는 1980년 5월 8일 스위스 제네바에서 열린 제33차 총회에서 지구상에서 천연두 바이러스가 완전히 사라졌다고 선언했다. 하지만 RNA 바이러스는 돌연변이가 DNA 바이러스보다 더 잘 일어나 몸속의 항체나 항바이러스제와 같은 약품에 내성을 갖기에 유리하다. RNA 바이러스는 유전자 복제 오류를 스스로 교정할 능력이 없어 유전 정보인 게놈을 복제할 때 DNA 바이러스보다 돌연변이가 일어날 확률이 10만~1000만배 크기 때문이다.
p84 신종 플루 궁금증

물질주의와 경쟁의식이 만연한 현대 사회에서 한국인은 갖가지 정신 질환과 인격 장애로 시름시름 앓고 있다. 오랫동안 분노를 참다가 생긴 ‘화병’부터 자기만의 슬픈 세계에 갇혀버린 ‘우울증’, 지나친 음주로 인한 ‘알코올 중독’, 삶에 여유가 사라져버린 ‘불면증’, 날로 증가하는 강력 범조외 함께 확률이 높아진 ‘트라우마’까지 위험이 도사리고 있다. 일 질환들은 쉽게 자각하기 어려운데다, 가볍게 넘기다가 큰 병으로 키우기 쉽다.
p90 정신 질환 권하는 경쟁 사회

과학 기술이 발달하면서 질병을 치료하거나 예방하는 수준도 발전하고 있다. 역학 조사로 전염병 확산 경로를 추적하며 그 원인과 결과를 밝혀 내기도 하고, 질병을 바라보는 관점도 점점 세분화 되어 이제는 분자 수준에서의 치료법이 일반화 단계에 다가와 있다. 다양한 세포로 분화될 수 있는 만능 배아줄기세포, 면역 반응을 유도하지 않아 훨씬 안정적인 RNA 앱타머, 이식받을 장기가 부족한 환자들을 위한 이종장기이식 실현을 위한 미니 복제 돼지 지노 등 좀 더 과학적이고 본질적인 방법으로 인간의 질병에 접근하는 치료법이 소개되어 많은 환자들에게 희망을 심어주고 있다. 현대 의료 기술 발전의 선두에 있는 과학자들의 역할이 더욱 강조되고 있다.
p103 미래 건강 책임지는 과학자의 꿈

RNA 앱타머의 능력은 몸에서 생성된 뒤 질병을 일으키는 항원과 결합해 제거하는 항체의 특성과 유사하다. 항체에는 항원을 알아보는 부위가 있어 아무리 닮았다 하더라도 특이성이 다른 항원은 인식하지 않는다. RNA 앱타머도 표적 분자를 귀신같이 알아보는 능력이 있어 아무리 닮은 분자라도 표적 분자가 아니면 절대 결합하지 않는다.
p141 RNA의 꿈같은 변신