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눈동자 색깔, 시력은 물론 목표의식, 성 충동까지,
우리의 모든 것을 DNA가 이미 결정하고 있었다면?

유쾌한 글과 그림으로 용어부터 해설까지
DNA의 모든 것을 가장 쉽고 재밌게 다룬 과학책

당신의 목적의식이 유전자에 의해 결정된다는 것을 알고 있었는가? 그리고 DNA가 눈동자 색깔, 시력은 물론 목표의식, 성 충동까지 결정한다면?
나의 혈통과 유전 질환 등의 건강정보를 손쉽게 알 수 있는 가정용 DNA 검사가 점점 대중화되고 있는 시대가 되었다. 30억 년 이상 수정되고, 다시 쓰이고, 교정되어 온 DNA는 우리 몸과 일상과 밀접히 연결되는 익숙한 문제이지만 여전히 제대로 들여다보지는 않은 낯선 주제이기도 하다.
이번 책은 미국의 저명한 과학 커뮤니케이터이자 전 생물학 교사인 저자가 자신만의 독특한 시선과 유머로 직접 그린 여러 일러스트들과 함께 DNA에 관해 우리가 알아야 할 모든 지식을 담았다. DNA가 무엇이며 DNA가 하는 일이 무엇인지, 어떻게 DNA가 인간의 모든 세포에 빠짐없이 들어가게 되었고 우리를 어떻게 만들어내는지 DNA 관련 용어부터 해설까지 꼼꼼히 살폈다.
높은 IQ나 탁월한 음악성에 기여하는 유전자는 무엇일까? 매운 음식을 잘 먹는지 못 먹는지 나의 DNA가 결정한다면? 밝은 내 피부는 내 DNA가 멜라닌을 덜 만들라고 지시한 거라면? … 개성 있는 말솜씨로 DNA와 유전자에 관해 한번쯤 궁금했던 질문부터 심도 있는 질문까지 살피며 그 해답을 재밌게 담아냈다.
유전학의 역사적 맥락을 흥미로운 사례 안에 녹여 내면서 오랜 시간 하나의 유전자를 원인으로 지목했던 잘못 알려진 사실들 등을 짚어내기도 했다. 새로 밝혀진 유전학 연구들도 살피면서 궁극적으로 내가 어떻게 내가 되었고 나와 내 가족에 대하여 더 잘 이해할 수 있도록 해준다.
또한, 이 책은 국내에서 손꼽히는 유전자 연구자로 평생을 유전자 변이 연구에 매달려온 이영일 박사님이 감수하여 유전 공학 시대의 풍부한 사례와 최근 연구에 대한 이해를 도왔다.

눈동자 색깔, 시력은 물론 목표의식, 성 충동까지,
우리의 모든 것을 DNA가 이미 결정하고 있었다면?

유쾌한 글과 그림으로 용어부터 해설까지
DNA의 모든 것을 가장 쉽고 재밌게 다룬 과학책

당신의 목적의식이 유전자에 의해 결정된다는 것을 알고 있었는가? 그리고 DNA가 눈동자 색깔, 시력은 물론 목표의식, 성 충동까지 결정한다면?
나의 혈통과 유전 질환 등의 건강정보를 손쉽게 알 수 있는 가정용 DNA 검사가 점점 대중화되고 있는 시대가 되었다. 30억 년 이상 수정되고, 다시 쓰이고, 교정되어 온 DNA는 우리 몸과 일상과 밀접히 연결되는 익숙한 문제이지만 여전히 제대로 들여다보지는 않은 낯선 주제이기도 하다.
이번 책은 미국의 저명한 과학 커뮤니케이터이자 전 생물학 교사인 저자가 자신만의 독특한 시선과 유머로 직접 그린 여러 일러스트들과 함께 DNA에 관해 우리가 알아야 할 모든 지식을 담았다. DNA가 무엇이며 DNA가 하는 일이 무엇인지, 어떻게 DNA가 인간의 모든 세포에 빠짐없이 들어가게 되었고 우리를 어떻게 만들어내는지 DNA 관련 용어부터 해설까지 꼼꼼히 살폈다.
높은 IQ나 탁월한 음악성에 기여하는 유전자는 무엇일까? 매운 음식을 잘 먹는지 못 먹는지 나의 DNA가 결정한다면? 밝은 내 피부는 내 DNA가 멜라닌을 덜 만들라고 지시한 거라면? … 개성 있는 말솜씨로 DNA와 유전자에 관해 한번쯤 궁금했던 질문부터 심도 있는 질문까지 살피며 그 해답을 재밌게 담아냈다.
유전학의 역사적 맥락을 흥미로운 사례 안에 녹여 내면서 오랜 시간 하나의 유전자를 원인으로 지목했던 잘못 알려진 사실들 등을 짚어내기도 했다. 새로 밝혀진 유전학 연구들도 살피면서 궁극적으로 내가 어떻게 내가 되었고 나와 내 가족에 대하여 더 잘 이해할 수 있도록 해준다.
또한, 이 책은 국내에서 손꼽히는 유전자 연구자로 평생을 유전자 변이 연구에 매달려온 이영일 박사님이 감수하여 유전 공학 시대의 풍부한 사례와 최근 연구에 대한 이해를 도왔다.


궁금했지만 한번도 제대로 알아본 적 없었던
‘나를 알아보는’ 질문들과 해답
유일무이한 당신 뒤에 숨겨진 신기하고 놀라운 과학

이 책은 총 4장으로 구성되어 있다.
1장에서는 DNA, RNA, 유전자, 유전암호, 염색체, 염기서열 등 어렵고 헷갈리는 용어들의 뜻을 저자의 입담으로 쉽고 명쾌하게 풀어낸다. DNA의 어원과 기초 개념을 정리할 뿐만 아니라 실제 모양과 복제와 같은 속성에 대해 체계적으로 정리하였고, 유전자의 이름 짓는 과정, DNA의 구조를 발견하기까지 과학자들이 시도한 실험들과 숨겨진 공로들, 오래전부터 공통으로 DNA를 공유해왔던 진화론적 조상들에 대한 이야기나 돌연변이체에 대한 이해까지 DNA와 유전자에 관한 기초 지식을 고루고루 흥미롭게 다뤘다.

2장에서는 유전자의 유래를 살피며 DNA와 유전자에 대한 이해를 높였다. 감수분열 과정을 거친 성세포의 원리, 우성과 열성과 같은 유전자 특색, 오랜 시간 진화를 통해 축적된 46개 염색체에서 일어나는 일들, 유전자 변종들이 나타나는 과정 등 유용하고 흥미롭다고 여길 만한 과학적 사실들을 펼쳐낸다.

3장에서는 시력, 키, 몸무게, 곧은 머리ㆍ곱슬 머리 등의 모발 유형, 피부 알레르기, 색맹 등 우리가 일상적으로 겪어온 주제들과 1억 개의 서로 다른 색을 구별하는 슈퍼시어, 맛을 식별하는 능력의 범주에서 상위 범주를 가진 슈퍼테이스터와 같은 자들의 흥미로운 사례들을 통해 DNA 및 유전자가 어떻게 관련되어 나타나는지 세심하게 살펴본다. 이 밖에도 눈동자 색깔, 귓불과 귀지의 유형, 혀와 V자형 이마 선에 대해 전형적으로 갖고 있는 근거 없는 믿음을 짚어 유전학의 오류들을 바로잡아주기도 한다. 또한 감기부터 당뇨 등 대사증후군, 우울증, 조현병 등의 정신질환, 암과 같은 질병들이 DNA 및 유전자와 어떻게 연결되어 나타나는지 보여준다.

4장은 다른 종들의 DNA 사이 유사성을 살펴보는 비교 유전체학의 발달 및 성과, 유전자 연구와 함께 생겨난 윤리적 문제와 세포 소유권과 같은 법적인 문제를 다룬다. 유전학의 실험 대상인 초파리, 생쥐, 지브라피시, 효모, 박테리아 연구에 대해 구체적으로 살피기도 하고, 나아가 인간에 대한 연구가 어떻게 이루어지고 있는지, 유전학을 어떻게 바라보고 있고 유전자에 대한 질문이 나에 대한 질문으로 어떻게 심화되는지 심도 있게 다룬다.

책의 말미에는 용어에 대한 해설 사전을 두어 독자들의 이해를 도왔다.

DNA와 유전자를 알아야 하는 이유
생명 공학의 가능성은 어디까지일까?
생명에 대한 심도 있는 이해를 바탕으로 유전학의 미래를 살피다

과거에서 현재와 미래까지 우리 삶의 모든 정보를 담고 있는 DNA에 대한 해독과 연구는 우리 삶을 변화시켜 왔다. 범죄 현장에서 발견된 DNA를 통해 범인을 식별하며 범죄를 해결하기도 하고, 암, 심장병, 알츠하이머와 같은 유전성 질환의 원인을 파악하여 치료법을 개발하기도 한다. DNA는 DNA 손상을 복구하고 노화 과정을 지연시키는 방법을 개발하거나 개개인에게 맞춤 의료, 건강한 식단과 운동법을 제공하는 데도 중요한 정보로 활용되면서 많은 이들이 더 나은 삶을 살 수 있도록 도와준다.
빠르게 개발되고 있는 생명 공학 기술의 움직임은 영화 〈가타카〉에서 그려낸, 유전자에 의해 신분이 결정되는 디스토피아적 미래 세계와 같이 우리에게 두려움을 주기도 한다. 또한 유전자들에 의해 지배적으로 나의 모든 행동과 미래가 결정되는 것이라면 개인의 정체성에 혼란을 가져온다. 그러나 저자는 이러한 두려움을 갖기 전에 우리에게 지대한 영향을 주는 DNA를 바로 알아보자고 말한다. 서로 떨어져 살아온 쌍생아가 완전히 다르게 자란 예시를 봐도 알 수 있듯이 유전적 요인과 환경적 요인의 결합으로 우리의 본질을 형성하고 미래가 결정됨을 강조한다.

“잊지 말자. 당신의 유전자들이 가리키는 것은 이론적인 최대치거나 잠재적 상한선일 뿐, 실질적인 결과는 살면서 당신에게 무슨 일이 일어나느냐에 달려 있다.”

이 책은 우리의 정체성을 특별하고 대단하게 만드는 친절한 과학 안내서다. 과학에 대한 호기심으로 나에 대한 지식과 사고의 폭을 넓히는 기회를 갖게 되는 동시에 생명공학의 무한한 가능성을 꿈꿀 탁월한 기회가 될 것이다.

들어가며
감수의 글

PART 1 DNA와 유전자
당신의 친구 DNA
DNA는 모방꾼
너무 복잡한 단백질
살아 있는 모든 것은 유전암호를 사용한다
유전자 이름 정하기
DNA 구조를 발견하기까지
당신은 돌연변이체
우리는 특별하지 않아
게놈 속 쓰레기
유전자 창고

PART 2 유전자의 유래
성… 세포에 대해 말해 보자
현대 유전학의 아버지 멘델의 이야기
유전자 배틀
46개 염색채에서 일어나는 일들
섹시한 성염색체

PART 3 유전자와 형질
놀라운 귀지 유전자의 정체
나의 특성은 수많은 유전자들 때문
나는 슈퍼테이스터인가, 논테이스터인가
고맙다, 미토콘드리아
혈액형의 속사정
안과의사가 좋아하는 유전자
빨강과 초록이 같은 색으로 보일 때
하늘이 하늘색인 이유
1억 개의 서로 다른 색을 구별하는 슈퍼시어
곧은 머리, 곱슬머리, 갈색 머리, 금발 머리
멜라닌의 마력
왼손잡이와 오른손잡이
신체 사이즈의 유전학
난쟁이와 거인
바보 같은 암 유전자들
골칫거리 유전자들
손가락이 5개라고?
버블보이에서 슈퍼히어로까지
알레르기가 날뛰는 시간
신비한 정신의 세계
당신의 당신다움

PART 4 유전자 너머
본성을 양육하라
쌍생아 이야기
유전자를 넘어서
초파리와 그 밖의 생물들이
우리에게 말해 주는 것
비교 유전체학에 대하여
세포 소유권에 대한 소름 끼치는 이야기
당신의 염기서열을 가져라!
유전학의 미래

자료 출처 및 첨언
용어 사전
찾아보기

DNA의 배배 꼬인 사다리 모양과, 가로대가 염기쌍과 일치한다는 사실은 단지 보이기 위한 것이 아니다. 이러한 구조 덕분에 DNA는 역사 숙제처럼 베끼기 쉬운 대상이 된다. 이는 실로 대단히 놀라운 일이다.
(…) DNA는 반으로 갈라놔도(사다리의 가로대들은 정말 반쪽으로 쪼개질 수 있다) 한쪽만 갖고도 나머지 반쪽이 어떻게 생겼을지 정확히 알 수 있다. DNA가 이 탁월한 속성을 실제로 이용하는 방법 중 하나가 DNA 복제다. DNA가 자기 자신을 더 많이 만드는 과정 말이다. 복제는 DNA가 자주 해야만 하는 일이기도 하다. 당신의 몸이 하나의 새로운 세포를 만들어야 할 때마다 그 조그마한 새끼 세포 배양을 위해 DNA가 필요하기 때문이다. _〈DNA는 모방꾼〉

유전암호는 DNA와 매우 비슷하다. 그 자체로는 사실 따분하기 짝이 없지만, 우리가 보고 행하는 모든 일에는 문자 그대로 유전암호가 관여한다. 만약 우리가 빛 수용체들을 작동시키는 단백질을 갖고 있지
않았다면 우리 눈은 그 역할을 하지 못했을 것이며, 뇌와 근육을 활성화하는 단백질을 가지고 있지 않았다면 우리는 일하거나 생각할 수 없었을 것이다.
유전암호는 우리 인간에게만 특정된 것은 아니다. 살아 있는 모든 것은 유전암호를 사용한다. 어쩌면 유전암호야말로 우리가 만장일치로 수긍할 수 있는 유일한 대상이 아닌가 싶다. 당신이 핵을 갖고 있든 말든, 단세포 알갱이이든 다세포 무더기이든, 당신이 산소로 숨을 쉬든 산소에 중독되든 상관없이 당신은 유전암호를 사용하지 않고는 배길 수 없다. 38억 년 전쯤 최초의 세포가 후다닥 출현한 이래로 그래왔던 것이다. _〈살아 있는 모든 것은 유전암호를 사용한다〉

당신이 지닌 최적의 조건들은 어떤 하나의 형질을 끌어내기 위해 협주곡을 연주하듯 여러 유전자들이 협력한 결과다. 당신의 키, 코 모양, 그리고 나무랄 데 없는 요요 기술은 멘델 유전학으로는 설명될 수가 없다.
우리에게 나타나는 대부분의 흥미로운 특징들은 양자택일 방식으로 정해진 것이 아니라 광범위한 선택 사항들 중 몇 가지가 조합된 형태로 존재한다. 그리고 어떤 형질들이 다른 형질들과 연관되는 경우는 거의 없다. 키가 크다고 해서 좋은 작가가 되는 것은 아닐 것이며, 머리가 크다는 것이 똑똑하다는 의미도 아니
다. 내 거대한 두개골이 대용량의 두뇌를 반증한다고 믿고 싶지만 말이다. (…) 이런 재미있는 특성들은 겉보기에 무한한 선택 사항들 가운데 존재한다. 이런 특성들에 기여하는 유전자들이 대단히 많이 존재하기 때문이다. (…) 잊지 말자. 당신의 유전자들이 가리키는 것은 이론적인 최대치거나 잠재적 상한선일 뿐, 실질적인 결과는 살면서 당신에게 무슨 일이 일어나느냐에 달려 있다. _〈나의 특성은 수많은 유전자들 때문〉

미토콘드리아는 독자적인 DNA 한 세트를 가지고 있다. 이는 매우 당연하게도 미토콘드리아 DNA라고 불린다. (이름이 모든 걸 설명해 주다니 멋지지 않은가?) 당신과 당신의 어머니는 정확하게 똑같은 미토콘드리아 DNA를 가지고 있다. 단 당신이 태어난 이래로(좀 더 구체적으로 말하면 장차 당신으로 자라게 될 수정란이 당신의 어머니로부터 자신만의 미토콘드리아를 획득한 이래로), 당신과 어머니가 축적해 온 무작위적 돌연변이는 같지 않다.
(…) 돌연변이 mDNA로 인한 질환의 광범위한 증상은 단지 미토콘드리아 DNA 속 단 하나의 차이, 즉 염기서열 3,243번 자리에 A(아데닌)가 아닌 G(구아닌)가 있기 때문에 유발되는 것이다. 문제를 일으키는 데 하나면 충분하다, 정말로 딱 한 개의 사소한 변화로 전체 시스템이 균형을 잃게 된다. 미토콘드리아가 이렇게나 중요하다. 그들이 만들어 내는 ATP가 당신이 행하는 모든 것에 꼭 필요하니 말이다. _〈고맙다, 미토콘드리아〉

근시를 유발하는 유전자들은 눈, 특히 무엇보다도 망막 신경들의 성장과 발달을 조절하는 유전자군들에 속해 있다. 만약 어떤 일이 단순히 유전학 때문에 일어나는 것이 아니라면 우리는 이를 ‘환경’ 때문이라고 말한다. 환경은 산모의 자궁 속 상태부터 발달기 활동들, 섭취하는 음식, 노출된 오염원들, 그리고 시청한 영화들까지 모든 것을 포괄한다. 모든 것을 말이다.
(…) 기억하자, 시력이 나쁘다는 것은 대부분 명백하게 유전적 성향이 강하게 작용한 결과다. 만약 부모님 모두 안경을 착용하신다면 압도적인 확률로 당신 역시 안경을 써야 할 것이다. 세계적인 근시 상승세는 유전학과 환경의 상호작용에 기인한다. 시력과 같은 여러 유전자들의 결과물인 복잡한 형질들에 대해 DNA는 당신에게 무엇인가가 발현될 가능성을 제공하지만, 당신이 내린 선택들 역시 그 가능성에 영향을 끼친다. 내가 유전적으로 시력 20/20, 즉 시력 1.0은 아닐 운명이었지만, 정말이지 아마 만약 내가 얼굴에서 불과 몇 센티미터 떨어진 곳에서 책을 들고 그렇게 많이 읽지 않았더라면 지금 내가 써야 하는 렌즈가 이렇게까지 엄청 두껍지 않았을 것이다. 내가 처음 타임머신을 사는 날, 나는 여섯 살인 내게 반드시 이 사실을 알릴 것이다. _〈안과의사가 좋아하는 유전자〉

눈동자 색은 흔히 생각하는 것보다 좀 더 복잡한 문제다. 그런데 한동안 멘델식 유전으로 여겨졌던 이유는 눈동자 색을 결정하는 문제에 있어서 매우 중요한, OCA2라고 불리는 유전자 1개가 15번 염색체 위에 있기 때문이다. 이 유전자는 생성된 멜라닌의 양을 조절하는데 이유전자의 한 유형은 갈색 눈을, 또 다른 유형은 파란색 눈을 유발할 수 있다. 하지만 절대로 이게 다가 아니다. 홍채에 존재하는 색소의 양을 결정함으로써 당신의 눈동자 색의 운명에 관여하는 몇 안 되는 (어떤 사람들은 12개쯤이라 추정하는) 유전자들이 존재한다.
(…) 만약 눈에 멜라닌이 부족하다면 당신은 파란색, 회색, 혹은 녹색기가 도는 눈동자를 가질지도 모르겠다. 멜라닌 색소가 없는 타입이 파란색 색소에 해당하는데 이것은 당신의 눈동자가 파란색이기 때문이 아니라 당신의 눈으로 들어오는 빛이 사방으로 튀고 산란되고 반사되어 다른 사람들 눈에 파란색으로 보이기 때문이다. 실제로는 쳐다보는 사람들 눈 속에 파란색이 있는 셈이다.
_〈하늘이 하늘색인 이유〉

개성에 대한 유전학은 흥미로운 주제다. 게놈의 염기서열을 분석해서 당신의 개성적 형질들을 인쇄물로 볼 수 있다는 발상은 내게는 마치 점성술처럼 들린다.
“당신의 DNA에 의하면 당신은 대부분의 경우 친절하고, 참을성 있는 편이며, 먹고 자는 걸 좋아할 확률은 90퍼센트입니다.”
개성이란… 사실 너무나도 개인적이고 복잡다단하면서도 변화무쌍해서 우리가 우리 자신에 대해 캐낸 비밀스러운 정보가 유용하다고 할 수조차 거의 없을 것이다.
최악의 결과는 바람직하지 않은 개성적 형질들이 표출될 유전적 가능성 때문에 사람들이 발목 잡힌 기분을 느끼는 것이다. 향후 유전자 테스트로 당신이 사실은 머저리가 될 성향이 있음이 밝혀진다면 어떻게 하겠는가? 이 정보로 무엇을 하겠는가? 유전적으로 2형 당뇨를 얻을 가능성이 있는 누군가가 당 섭취를 피하는 것처럼 장차 머저리다운 사건들을 벌이지 않도록 당신의 본성에 대항하며 인생을 보낼 것인가? 아니면 당신의 본질은 바꿀 수 없으므로 이에 쓸쓸히 항복하고 말 것인가?
_〈당신의 당신다움〉