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나만의 유전자: 나를 찾아낸 과학혁명

원제 : The Compatibility Gene
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책소개

『나만의 유전자: 나를 찾아낸 과학혁명』은 나만이 가지고 있기 때문에 ‘나’를 식별할 수 있게 해주는 유전자를 전면에 내세워 ‘자기와 비자기의 투쟁’으로 면역을 설명한다. 적합유전자의 다기능성은 삶의 다양한 측면들이 궁극적으로 모두 연결되어 있을지도 모른다는 가능성을 제시한다.

출판사 서평

나만의 유전자 - ‘자기(self)’를 알아야 ‘비자기(non-self)’에 맞서 싸울 수 있다

우리의 몸은 어떻게 질병에 맞서 싸울 수 있나? 외부로부터 세균이 침투했을 때 내 몸이 이에 맞서 싸우려면 무엇보다 나의 세포(자기, self)인지, 아니면 외부로부터의 이물질(비자기, non-self)인지를 알아내야 한다. 이 질문에 답을 제시하는 과학이 바로 면역학(immunology)이다. 이 책의 저자이자 일류 면역학자인 대니얼 데이비스는, 나만이 가지고 있기 때문에 ‘나’를 식별할 수 있게 해주는 유전자(적합유전자 또는 MHC 유전자)를 전면에 내세워 ‘자기와 비자기의 투쟁’으로 면역을 설명한다.

면역학의 과학혁명
면역학이 본격적인 과학혁명의 궤도에 접어든 것은 1940년대 이후였다. 제2차 세계대전 당시 화상 환자를 치료하던 피터 메더워(1960년 노벨생리의학상 수상)는 피부이식을 하는 과정에서 장벽에 부딪혔다. 환자 자신의 피부를 환부에 이식할 때는 문제가 없는데, 다른 사람의 피부를 이식할 때는 이식거부 현상이 발생했던 것이다. 수많은 실험을 거쳐 메더워는 환자의 몸이 자신의 조직은 자기(self)로 인식하여 받아들이는 반면, 외부 조직을 비자기(non-self)로 인식하여 거부한다는 것을 알아냈다.

메더워와 같은 해에 노벨상을 수상한 프랭크 버넷은 인체가 자기와 비자기를 어떻게 구분할 수 있을까를 고민하고 있었다. 버넷은 ‘항체’에 집중했는데, 다만 항체가 수많은 종류의 세균을 인식하면서도 자기의 세포나 조직을 공격하지 않는 이유를 이해해야 했다. 버넷은 닐스 예르네(1984년 노벨 생리의학상 수상)가 제시한 가설을 약간 수정하여 그 유명한 클론선택이론을 제시했다.

클론선택이론은 다윈의 자연선택이론을 세포에 적용한 것이나 마찬가지였다. 버넷은 인체를 자연생태계와 같은 동적 장소로 보고, 그 속에서 수많은 세포들이 상호작용하고 증식하고 사멸한다고 생각했다. 이런 관점에서 보면, 특정 세균에 맞서는 면역세포가 경쟁에서 승리하여 면역계의 지배적 다수를 차지하는 것은 당연했다.

적합유전자는 왜 나만의 유전자가 되었나?
적합유전자는 왜 그렇게 다양한 것일까? 단지 이식을 까다롭게 하기 위해서가 아니라면, 그 진정한 역할은 무엇일까? 1973년 피터 도허티와 롤프 징커나겔(1996년 노벨 생리의학상 공동 수상)은 적합유전자가 이식의 적합성만이 아니라 바이러스에 대항하는 면역 반응까지도 조절한다는 것을 밝혀냈다. 나아가 이들은 ‘만약 바이러스를 감지하는 과정이 사람마다 다르다면, 바이러스가 인체에 침입하기는 매우 어려울 것’이라는 천재적인 가설을 제시했다. 달리 말해, 인간이 적합유전자의 다양성을 진화시킴으로써 많은 사람이 동시에 바이러스로부터 피해를 볼 가능성을 차단했다는 것이었다.

사랑, 마음, 임신에도 영향을 미치는 적합유전자
적합유전자는 우리가 매력을 느끼는 상대에도 영향을 미친다. 급진적인 연구들은 DNA 분석을 통해 자녀에게 양질의 유전자를 물려주고 오르가즘을 극대화할 수 있는 이상적 배우자를 찾을 수 있다고 주장한다. 아직 미지의 영역인 뇌에서도 면역계 단백질이 발견되었다고 한다. 특히 우리가 병에 걸렸을 때 슬픈 느낌이 드는 것은 면역계와 신경계가 연결되어 있기 때문이라는 추정도 제기되고 있다. 임신의 성공 여부에도 적합유전자가 영향을 미친다고 한다.

적합유전자는 이처럼 다양한 측면에서 우리의 생로병사에 영향을 미칠 수 있다. 적합유전자의 이러한 다기능성은 삶의 다양한 측면들이 궁극적으로 모두 연결되어 있을지도 모른다는 가능성을 제시한다. 만약 이것이 사실이라면, 인간이 질병에서 살아남기 위해 진화시킨 면역계가 ‘우리가 누구인지’ 그리고 ‘우리가 무엇을 하는지’에 직접적으로 영향을 미친다는 이야기가 된다.

* 책속으로 추가
케레가 영감을 얻은 원천은 뜻밖에도 스웨덴 해군의 방위전략이었다. 스웨덴 해군은 자국 영해를 수시로 침범하는 외국 잠수함 때문에 골머리를 앓던 중, 비용이 가장 적게 드는 방법은 지역의 어부들을 교육시켜 외국 잠수함을 감시하게 하는 것이라는 결론을 내렸다. 당초 그들은 다양한 외국 잠수함들의 모습이 담긴 전단을 어부들에게 배포하고, 전단에 있는 잠수함을 발견하는 즉시 해군에게 신고하라고 할 예정이었다. 그러나 외국 잠수함의 종류가 너무 많아, 수상한 잠수함을 발견하더라도 그게 어떤 잠수함인지 알아내려면 여러 장의 전단을 넘기며 일일이 확인해야 했다. 이 과정이 복잡하고 힘들다는 것을 깨달은 해군은 당초 계획을 수정했다. 수정된 전략은 간단명료했다. 스웨덴 소속의 잠수함 3대가 그려진 전단한 장을 어부들에게 나눠주고, ‘이 3대와 다른 잠수함이 발견되면 곧바로 해군에게 신고하라’는 것이었다. 비자기가 무수히 많을 경우 비자기를 색출하는 최상의 전략은 ‘비자기를 일일이 확인하는 것’이 아니라 ‘자기가 아닌 것을 모두 비자기로 간주하는 것’이다
_7장, 194~195쪽

비교분석 결과, 여학생들은 자신과 다른 적합유전자를 가진 남학생의 체취를 ‘기분 좋다’거나 ‘섹시하다’고 느낀 것으로 나타났다. 이에 반해 체취의 ‘강렬함’은 적합유전자의 일치/불일치와 무관한 것으로 밝혀졌다. 연구진은 이상의 분석 결과를 종합하여 “인간은 무의식적으로 자신과 다른 적합유전자를 가진 성적 파트너를 선호한다”고 결론내렸다.
_8장, 219~220쪽

면역계 유전자의 다양성이 임신의 성패에 영향을 미친다는 것을 살펴보았다. 즉, 부부의 인연을 맺은 남녀가 특정한 면역계 유전자를 보유한 경우, 유산이나 불임의 가능성이 높아진다. 이로써 적합유전자의 영향력은 인간생물학의 전혀 다른 영역으로 확장된다. 인간의 존재를 제어하는 2가지 자연력(natural force)들, 즉 ‘질병에서 생존하기’와 ‘생식에서 성공하기’가 서로 연결되는 것이다.
_10장, 269쪽

전체적으로 볼 때, 남들보다 더 좋거나 더 나쁜 적합유전자를 갖고 있는 사람은 아무도 없다. 다시 말해서 면역계에 어떤 서열(hierarchy)이란 존재하지 않는다. 질병에서 살아남으려고 발버둥치며 진화하는 과정에서, 현생 인류의 적합유전자는 매우 다양해졌기 때문이다. 우리의 유전자가 모두 다르다는 사실은 매우 중요하다. 이것은 현대생물학이 우리에게 선사한 가장 큰 깨달음이다.
_에필로그, 276쪽

추천사

나는 누굴까? 나를 타인과 다르게 만드는 건 뭘까? 이 질문에 답을 제시한 과학은 면역학이다. 대니얼 데이비스는 면역학자들의 드라마틱한 삶과 탁월한 연구활동에 대한 이야기 보따리를 풀어놓는다.

목차

옮긴이의 글: 면역학의 기초

프롤로그

1부 과학혁명과 영웅들
1장 프랑켄슈타인의 성자들
2장 사상가 버넷과 클론선택이론
3장 죽었지만 살아있는
4장 마침내 풀린 수수께끼

2부 적합유전자 연구의 최전선
5장 중요한 것은 우리들 간의 차이
6장 맞춤형 의료로 가는 길
7장 잃어버린 나를 찾아라

3부 적합유전자와 사랑, 마음, 임신
8장 냄새나는 티셔츠와 성적 취향
9장 병에 걸렸을 때 슬퍼지는 이유
10장 임신의 역설

에필로그: 나를 특별하게 만드는 것들

전문 면역학자들에게
주석
찾아보기

본문중에서

이 책에서 논의하는 유전자들은 사람들 간의 결정적인 차이를 만들어내는 유전자들로, 사실상 우리들 각자를 독립된 개인으로 우뚝 서게 해주는 분자표지자(molecular mark)라고 할 수 있다. 이처럼 개인을 독특하게 만드는 유전자를 간단히 MHC 유전자라고 부르는데, 나는 독자들의 거부감을 덜어주기 위해 이것을 적합유전자(compatibility gene)라고 부르려고 한다.
_프롤로그, 15쪽

적합유전자의 특징과 역할을 깊이 이해하고 그에 관한 논쟁을 해결하는 것이 단지 학문적 관심사일 뿐이라고 생각하면 오해다. 예를 들어, 어떤 질병에 대한 반응이 사람마다 제각기 다르다면, 특정한 약물에 대한 반응도 마찬가지일 거라고 예상할 수 있다. 그렇다면 멀지 않은 미래에 적합유전자에 따라 맞춤형으로 처방되는 백신 또는 치료제가 등장할지도 모른다. 적합유전자의 비밀을 규명하는 것이 21세기 의학의 중요한 문제라는 것은 의심할 여지가 없다.
_프롤로그, 19~20쪽

넓은 화상을 치료하려면 피부를 이식해야 하지만, 한 사람의 피부를 다른 사람에게 이식하면 2~3주 후에 이식된 피부가 손상되곤 했다. 당시 의사들은 여기에 근본적인 생물학적 문제가 도사리고 있으리라고는 생각하지 못하고, 그저 피부조직을 잘라내고 봉합하는 기술이 완벽하지 않아서 그러려니 하고 생각했다. 다만 의사들은 자가이식-환자 자신의 피부를 도려내어 환자의 환부에 이식-의 효과가 훨씬 더 좋다는 사실만은 알고 있었다. 왜 그런 것일까? 모든 사람의 피부 또는 신체조직이 근본적으로 동일하지 않은 이유는 뭘까? 한 사람의 피부와 다른 사람의 피부는 어떻게 다르고, 인체는 무슨 방법으로 그 차이를 알아내는 것일까?
_1장, 26쪽

버넷은 인간생물학 분야에서 가장 위대한 사상가이다. 서른 여덟 살이던 1937년, 버넷은 ‘면역계의 존재 이유는 자기와 비자기를 구분하기 위해서이며, 비자기에서 유래하는 물질을 인식하여 파괴하는 것이 면역계의 임무’라는 아이디어를 내놓았다. 그리고 이 아이디어를 바탕으로 ‘인체가 질병을 인식하는 메커니즘을 이해하려면 인체가 자신의 세포와 조직을 어떻게 인식하는지를 이해해야 한다’는 점을 깨달았다.
_2장, 50쪽

과학자들은 적합유전자가 놀라운 다양성을 갖고 있다는 사실을 어떻게 알아낸 것일까? 단도직입적으로 말하면, 란트슈타이너가 혈액형을 알아낸 것과 똑같은 방법, 즉 혈청학(serology)을 통해였다. 즉, 한 사람의 혈청이 다른 사람의 세포와 어떻게 반응하는지를 검사했다는 이야기다. 1950년대 말과 1960년대 초, 세 명의 과학자들이 인간의 적합성(compatibility)에 대한 핵심적인 연구 결과를 발표하면서 인간생물학의 새로운 장을 열었다.
_3장, 92쪽

유레카의 순간은 단 한 번도 없었지만, 비요르크만은 여러 번의 실험에서 얻은 데이터 조각들을 꿰맞추어 HLA 단백질의 구조를 90퍼센트 정도 알아낼 수 있었다. 그러나 마지막 10퍼센트는 이상하고 애매하여 알아내기가 쉽지 않았다. 면역학사에 있어서 기념비적인 발견은 바로 이 10퍼센트 속에 숨어 있었지만, 그 비밀을 알아내려면 앞으로 1년을 더 기다려야 했다.
_4장, 114쪽

이 세상에 공짜는 없다. 상당수의 구성원들은 하나의 돌연변이 유전자를 보유함으로써 심각한 질병-말라리아-의 위협에서 벗어날 수 있지만, 그 대가로 일부 구성원들이 두 개의 유전자를 보유함으로써 다른 심각한 질병-겸상적혈구빈혈증-에 걸리게 되기 때문이다. 따라서 특정 인구집단에 존재하는 돌연변이 유전자의 비율은 위험과 이익의 균형에 따라 결정된다. 서아프리카 저지대와 같은 고위험지역-말라리아가 유행하는 지역-에서는 이 비율이 높게 유지된다. 왜냐하면 돌연변이 유전자를 갖고 있는 편이 생존 및 번식에 유리하기 때문이다. 반면에 아프리카 고지대와 같은 저위험지역-말라리아가 없는 지역-에는 돌연변이 유전자를 가진 사람이 드물다. 인류가 유전적 다양성을 지니게 되는 것은 바로 이 때문이다.
_5장, 140쪽

저자소개

대니얼 M. 데이비스 [저] 신작알림 SMS신청 작가DB보기
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맨체스터대학교의 면역학 교수로 임상면역학 분야 전문가다. 고해상도 현미경을 이용해 면역세포를 탐색하는 그의 연구는 과학 잡지 《디스커버》 선정 최고의 100대 혁신으로 꼽힌 바 있다. 그가 쓴 『나만의 유전자』는 2014년 영국왕립학회 과학도서상Royal Society Winton Prize for Science Books 후보로 올랐고, 생물학협회 도서상Society of Biology Book Prize 최종 후보로 올랐다. 또한 그는 《네이처》 《사이언스》 그리고 『사이언티픽 아메리카』에 실린 논문을 비롯해, 총 1만 회 이상 인용된 학술 논문 130여 편의 저자이기도 하다.

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저자 양병찬은 서울대학교 경영학과와 동 대학원을 졸업한 후 직장 생활을 하다 진로를 바꿔 중앙대학교에서 약학을 공부했다. 약사로 활동하며 틈틈이 의약학과 생명과학 분야의 글을 번역했다. 지금은 생명과학 분야 전문번역가로 활동하며 포항공과대학교 생물학연구정보센터(BRIC) 바이오통신원으로, 《네이처》와 《사이언스》 등 해외 과학 저널에 실린 의학 및 생명과학 기사를 번역해 학계의 최신 동향을 소개하고 있다. 『아름다움의 진화』로 제60회 한국출판문화상 번역 부문을 수상했다. 그 밖에 옮긴 책으로 『유리우주』 『모든 것은 그 자리에』 『크레이지 호르몬』

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