불확정성의 시대를 살아가는 모두를 위한 생명과학
면역과 장수의 비밀을 품은 세포과학의 최신 트렌드

21세기는 인류가 지구에 출현한 이후 최초로 맞이하는 장수 시대다. 현대인에게 생물학 지식은 필수 교양이라고 하는 이유이다. 특히 코로나19 대유행에서 면역학과 세포학, 바이러스에 대한 여과되지 않은 주장이 여러 매체에서 쏟아졌고, 대중들은 무엇이 과학적으로 타당한 것인지를 판별하는 데 어려움을 겪었으며, 이러한 상황은 팬데믹보다 더 무서운 인포데믹(Infordemic)으로 이어졌다.

세계적인 생명과학자이자 오토파지, 즉 자가포식에 관한 최고 권위자 중 한 명인 요시모리 다모쓰(吉森保) 박사는 신간 『바이오 사이어스 2025』에서 “우리는 매일 많은 판단을 합니다. 과학자로서 저는 이때 제대로 업데이트된 생명과학 지식이 있으면 어제보다 나은 판단을 할 수 있다고 믿습니다. 이게 바로 과학적 사고입니다. 과학적 사고가 우리의 생존 가능성을 높여줍니다.”라고 강조한다. 이 책은 그가 몸담은 생명과학 분야의 기초지식과 최신 트렌드뿐만 아니라 ‘과학적 사고법’을 마치 강의하듯 알려주는 교양과학서이다.

생명의 기본은 세포이다. 따라서 세포에 대해서 아는 것이 곧 생명과학의 대부분을 아는 것이라고 말할 수 있다. 이 책에서 요시모리 다모쓰 박사는 DNA, 유전자, 게놈, 바이러스와 세균, 면역 등 생물학에 대한 기본적인 개념을 알기 쉽게 설명하면서 자연스럽게 자신의 전문 분야인 오토파지(자가포식)에 대한 설명까지 이어간다. 오토파지는 2016년 일본의 오스미 요시노리 박사가 노벨생리학상을 수상한 주제이기도 하다.

『바이오 사이언스 2025』는 세계적인 석학이 쓴 과학책이다. 그러나 누구나 쉽게 이해할 수 있다. 방대한 세포과학의 세계를 이토록 쉽고 위트 넘치게 쓸 수 있다는 데에서 오히려 그의 깊은 내공과 노과학자로서 그의 진심이 느껴진다. 이 책은 건강하게 오래 살고 싶은 모든 현대인에게 반드시 알아야 할 과학적 사고법과 생명과학, 오토파지에 대한 필수 지식을 전해줄 것이다.

* 이 전자책은 한국출판문화산업진흥원 ‘2021년 텍스트형 전자책 제작 지원’ 선정작입니다.

세포생물학자이자 의학박사. 오사카대학대학원 의학계연구과 교수, 생명기능연구과 교수. 2017년 오사카대학 명예교수이자 2018년 생명기능연구과장이다. 오사카대학이학부생물학과 졸업 후 동대학 의학연구과 중퇴, 독일 유학 후 1996년 자가포식 연구분야의 선구자인 오스미 요시노리 교수(2016년 노벨생리의학상 수상)가 국립기초생물학연구소에 연구실을 열었을 때 조교수로 참여했다. 국립유전학연구소 교수로 독립한 뒤 오사카대학미생물병연구소 교수를 거쳐 지금에 이른다. 이곳저곳을 전전하는 유랑인이다.

자신이 연구에 적성이 맞는지 확신하지 못하면서도 ‘세포 안의 우주’에 끌려 40년 이상 도움이 되는지 아닌지도 모르는 기초과학 연구에 매진했다. 특히 자가포식 연구를 여명기부터 뛰어들어 지금 이 분야가 예상을 뛰어넘어 발전하는 모습을 보며 감개무량한 상태. 마라톤, 트레일 러닝, 구두닦기, 모닥불 피우기, 향수, 구름 관람, 세계의 미술관 탐방, 러버덕 수집 등 다양한 취미생활을 즐기고 있다.

오사카대학총장 표창(2012~2015년, 4년 연속), 문부과학대신 표창 과학기술상(2013년), 일본생화학회·가키우치 사부로 기념상(2014년), Clarivate Analytics사 Highly Cited Researchers(2014년, 2015년, 2019년, 2020년), 우에하라상(2015년), 모치다기념학술상(2017년), 자수포장(紫綬褒章) (2019년)을 수상했다.
『바이오 사이언스 2025』를 펴냈다.

한국의 독자 여러분께
추천의 글 “세포는 하나의 우주이다”
추천의 글 “코로나19 시대 현대인에게 필수 교양”
서문

1장 과학적 사고를 익힌다

과학적 사고는 이 시대의 필수 소양이다
감염병과의 전쟁은 인류의 숙명
과학적 사고가 우리의 몸을 지켜준다
과학적인 정보를 선별할 수 있으면 생존 가능성이 커진다
약이 되기도 독이 되기도 하는 현대 과학
유전자 변형 표시가 있는 식품은 사지 말아야 할까?
과학적 사고에 암기와 공식은 필요 없다
과학은 진실에 한없이 가까워지는 것
가설과 검증이 과학의 기본
단정적인 사람은 비과학적이다
8년 동안 완두콩의 주름을 세었던 멘델
과학은 추리소설과 비슷하다
일단 의문을 품고 상식을 의심하라
‘상관’과 ‘인과’라는 최강의 도구
가짜 과학에 속지 않기 위하여
column #01 연구는 논문으로 평가받는다
column #02 학술지도 등급이 있다
column #03 연구 논문은 성선설을 전제로 평가한다
문제는 STAP 세포 존재 여부가 아니다
학술지에 실린 논문도 틀렸을 수 있다
날조와 변조는 과학을 무너뜨린다
오류가 과학을 발전시킨다
column #04 생명과학 분야의 상위 3개 학술지
column #05 서양 중심인 연구의 세계에 중국이 변화의 바람을 불어넣고 있다

2장 세포를 이해하면 생명을 이해할 수 있다.

모든 생명의 기본은 세포
오드리 헵번과 오랑우탄의 세포는 같다
세포는 하나하나가 살아있기 때문에 생명의 기본 단위
어떻게 약을 시험할까?
세포 하나하나에 모든 정보가 들어 있다
크기를 의식하자
생명의 특징은 계층성과 동적평형
세포 내부는 사회다
세포 내의 사회는 ‘막’이 교통의 중심
유전자는 단백질의 설계도
유전자는 DNA라는 글자로 쓰인 문장
하나의 유전자가 하나의 단백질을 만든다
DNA에서 어떻게 단백질이 생성되는가
단백질이 인간의 몸을 움직인다
게놈은 한 인간을 만드는 데 필요한 유전자의 집합체
왜 세포가 생명의 기본인가
유전정보에는 꽤 많은 오류가 발생한다
틀린 글자로 인해 진화가 시작된다
무작위인데 어떻게 진화하는 것일까
생물은 모두 다르다는 것이 중요하다
인류도 언젠가는 절멸한다
column #06 연구가 꼭 무언가에 도움이 되어야 하는 것은 아니다

3장 병을 알아보자

세포가 이상해지면 병에 걸린다
어제의 몸과 오늘의 몸이 다르지 않은 것은 세포 덕분이다
세포가 이상해지는 데는 몇 가지 패턴이 있다
바이러스는 원래 무엇일까
왜 바이러스로 병에 걸리는가
미토콘드리아가 파괴되면 암이나 심부전증이 될 수 있다
세포는 때로 자살한다
세포는 언제나 돌발사태에 대비한다
세포가 이상 증식하면 암에 걸린다
유전하는 병과 유전하지 않는 병
호르몬은 세포에 정보를 전달하는 것
뇌경색은 세포의 산소 부족으로 일어난다
왜 인간에게는 산소가 필요한가
정보전달이 원활하게 되지 않아도 병에 걸린다
교통 시스템을 파괴하는 세균들
면역은 외부의 적을 배제한다
감기는 항생물질로 낫지 않는다
column #07 항생물질을 과다 사용하면 세균이 진화한다
면역에는 3종류의 퇴치방법이 있다
적을 배제하는 제3의 수단인 항체
열쇠와 열쇠 구멍의 관계가 생명현상의 ‘열쇠’를 쥐고 있다
항체는 끊임없이 열쇠와 열쇠 구멍을 확인한다
자연면역과 획득면역
면역은 항체만이 아니다
column #08 약의 개발에 관해
염증에 관해 이해한자
집단면역이란 무엇인가
column #09 교차반응을 알아두자
죽지 않는 생물이 있다
인간은 죽지 않을 수도 있다
인간은 의도적으로 노화를 선택했다
인간은 엄청난 속도로 노화한다
노화로 인해 살아남은 인류가 지금 노화를 거부하고 있다
죽지 않는 것은 좋은 일인가? 나쁜 일인가?

4장 세포의 미래인 오토파지를 이해하자

오토파지는 세포를 젊어지게 한다
오토파지는 세포 속의 물질을 분해한다
청소차가 쓰레기를 재활용 공장에 운반하는 것
오토파지는 무엇을 위해 작용하는가
오토파지가 중요한 순간
매일 240그램의 단백질이 분해되어 새로운 단백질로 탄생한다
column #10 노벨상 수상으로 이어진 효모의 오토파지를 발견한 순간
column #11 표식 발견은 연구를 발전시키는 중요한 요소
유해물을 제거한다
오토파지를 방해하는 바이러스
우리의 면역 기능이 진화하면 병원체도 진화한다
왜 오토파지는 적을 인식할 수 있는가
병원체는 막에 싸인 채로 세포에 들어간다
세포소기관의 막에 구멍이 나면 오토파지가 일어난다
유해물을 회수하는 덕분에 여러 질병을 막을 수 있다
신경세포는 평생 가는 것
오토파지는 나이를 먹으면 활동하지 않게 된다
column #12 유전자가 발견되면 폭발적으로 연구가 진행된다
column #13 오토파지는 효모를 이용해 발견할 수 있었다
오토파지를 멈추게 하는 단백질, 루비콘
기름진 음식을 먹으면 루비콘이 증가한다
인과관계를 확인하기 위한 실험은 유전자 조작 덕분에 약진했다
column #14 명명에 관해
column #15 빛나는 해파리의 단백질이 생명과학을 발전시켰다

5장 수명을 연장하기 위해 무엇을 하면 좋은가

수명을 늘리는 5가지 방법
수명 연장에는 오토파지 활성화가 관련된다
나이를 먹으면 루비콘이 증가한다
루비콘을 억제하면 노화를 멈추게 할 가능성이 있다
column #16 그래프에 속지 않는다
오토파지를 활성화하면 신경변성질환을 억제할 가능성이 있다
왜 루비콘이 존재하는가
오토파지와 병의 관계
오토파지는 오히려 암세포를 돕는다
면역력 강화에도 오토파지가 필수
백신의 효용을 높이거나 염증을 억제할 수도 있다
column #17 교과서 속의 미토콘드리아는 원래 모습이 아니다
오토파지는 미용에도 좋다
일상생활에서 오토파지를 강화하는 방법
콩과 버섯은 오토파지를 활성화한다
밤에는 레드와인과 치즈
예부터 건강에 좋다는 것은 오토파지에도 좋다
단식을 오래하면 근육이 줄어든다
적당한 운동은 오토파지를 활성화한다
좀 적은 듯이 먹고 운동하는 것이 최고
column #18 연구자의 벤처기업 설립
column #19 연구는 팀 작업이다

후기
참고문헌