벌레의 마음

김천아 , 서범석 , 성상현 , 이대한 , 최명규 지음

바다출판사 2017년 06월 13일 출간 종이책 : 2017년 01월 20일 출간

작품소개

책소개

예쁜꼬마선충 통해 보는 현대 생물학!

『벌레의 마음』은 예쁜꼬마선충을 통해 생명의 보편성과 인간에 대한 진실을 탐구하고 있는 현대 생물학의 생생한 여정을 담았다. 예쁜꼬마선충은 토양에서 서식하며 투명한 몸을 가진 1mm 크기의 아주 작은 벌레로 놀랍게도 유전자의 절반 이상이 인간의 유전자와 유사하고 그 기능역시 유사하다. 현대 생물학은 이 벌레를 통해 인간과 생명의 보편성을 이해하기 위한 여정에 있다. 이 책은 이러한 최신 현대 생물학의 여정을 대중과 나누고자 예쁜꼬마선충 과학자 5인의 고민을 담고 있다.

1960년대 시드니 브래너는 예쁜꼬마선충을 생물학 연구의 대상으로 삼으면서 ‘벌레의 마음’이라는 원대한 프로젝트를 발주했다. 이 연구를 바탕으로 생물학 302개의 신경세포와 이 세포들이 이루는 8000여 개의 신경망으로 이루어진 예쁜꼬마선충의 마음 지도를 얻게 되었다. 이후 학자들은 이 마음의 지도를 바탕으로 마음에 대한 놀라운 연구 성과들을 발표하였다. 위대한 생물학자이자 생물 철학자인 자크 모노는 생명 현상에서 나타나는 보편성을 이렇게 표현한다. ‘대장균에게서도 진실인 것은 코끼리에게도 진실이다’ 이를 현대 생물학 연구를 특징짓는다면 다음과 같다. ‘벌레에게 진실인 것은 인간에게도 진실이다’. 이 책의 예쁜꼬마선충을 통해 생명의 보편성과 인간에 대한 진실을 탐구하는 현대 생물학의 생생한 여정을 통해 확인 할 수 있을 것이다.

목차

서문
들어가면서: 히치하이커 예쁜꼬마선충, 코스모폴리탄이 되다

제1부 마음은 어떻게 작동하는가: 신경에서 행동까지
1 마음의 작동을 눈으로 본다 - 신경망 시각화 기법의 현주소
2 시간을 느끼는 신경 - 노화와 신경 재생의 관계
3 마음의 설계도는 어떻게 유지되는가? - 신경교세포와 상피세포, 시냅스의 파수꾼들
4 빛으로 인간의 마음을 조작할 수 있을까? - 빛으로 신경세포를 움직이는 광유전학
5 잠자는 꼬마선충, ‘꿈’이라도 꾸는 걸까? - 잠의 생물학
6 큐피드의 화살은 어디서 날아올까? - 옥시토신이 부리는 신비한 ‘사랑의 마법’
7. 영국서 온 고독한 솔로와 하와이에서 온 파티광 - 사회적 행동을 만드는 유전자

제2부 생명의 보편성: DNA에서 세포까지
1 쌍둥이가 똑같지 않은 이유 - 유전자 발현과 발현 과정의 잡음
2 단백질을 고쳐 쓸까, 새로 만들까? - 세포 항상성의 두 가지 방법
3 ‘뛰는 유전자’, 쫓는 꼬마 RNA - 위험한 뛰는 유전자를 막는 꼬마 RNA의 분투
4 바이러스와 인간의 이상한 동거 - 인간 유전체 속에 숨어 있는 바이러스의 비밀
5 아버지의 미토콘드리아는 어디로 사라졌을까? - 미토콘드리아 모계 유전의 비밀
6 간이 잘 맞은 음식이 맛있는 이유 - 짠맛에 대한 분자생물학적 고찰
7 함께 살아가는 방법 - ‘나 아닌 나’ 장내 미생물과의 공생 관계

제3부 늙는다는 것은 생명의 일: 선충에서 인간까지
1 단명하는 체세포와 불멸하는 생식세포 - 생식세포와 체세포의 차이
2 ‘세포 타이머’ 텔로미어가 개체의 타이머라고 할 수 있을까? - 텔로미어 연구의 현주소
3 불협화음의 미스터리 - 미토콘드리아와 핵의 불균형이 수명을 증가시킨다
4 거세당한 남성의 장수 비결 - 번식과 수명의 상관관계
5 홀아비가 여자보다 오래 살 수 있을까? - 남성과 여성의 행동과 수명 차이
6 소식을 할까, 간헐적 단식을 할까? - 소식과 간헐적 단식의 수명 연장 효과
7 많이 빛나는 당신, 위험합니다 - 미토콘드리아 섬광과 수명의 상관관계

부록 엘레강스 팬클럽의 실제 연구 사례
배고프면 춤추는 꼬마선충의 비밀: ‘닉테이션’, 다우어 유충의 춤사위

참고문헌
찾아보기

출판사 서평

. 이 연구를 바탕으로 생물학자들은 302개의 신경세포와 이 세포들이 이루는 8,000여 개의 신경망으로 이루어진 예쁜꼬마선충의 마음의 지도를 얻게 되었다. 이후 학자들은 이 마음의 지도를 바탕으로 마음에 대한 놀라운 연구 성과들을 발표하였다.
그 대표적인 사례인 빛을 이용하는 광유전학은 앞으로 인간의 마음이 빛으로 조작 가능할지도 모른다는 전망을 내놓는다. 유전학적 기법을 이용해 빛에 반응하는 채널로돕신을 이용해 개별 신경세포를 조정할 수 있는 방법이 꼬마선충 연구를 통해 처음 실현되었다. 게오르그 나겔과 알렉산더 고트샬크 박사는 촉각 신경이 망가진 꼬마선충에 채널로돕신을 발현시켜 빛을 이용해 촉각 신경을 조작했다. 빛을 통해 촉각 신경이 활성화되자 꼬마선충은 머리에 충격을 받지도 않았음에도 불구하고 마치 머리를 두드린 것처럼 뒤로 도망가는 반응을 보인다. 빛을 통해 선충의 마음을 조작한 것이다. 이러한 실험은 상당한 함의를 가진다. 바로 광유전학이 인간에게도 이용될 수 있는 가능성을 내포하기 때문이다. 이미 생쥐를 이용한 실험에서 광유전학이 적극적으로 이용되고 있다는 점에서 이러한 이야기는 단순한 공상에 불가하지 않는다. 물론 아직 걸어가야 할 길이 많이 남아 있지만, 여러 기술적 장벽을 넘어서는 날, 그리고 우리의 신경 회로가 예쁜꼬마선충과 같이 밝혀지는 날 이러한 가능성을 실현될 수 있을 것이다. 이 외에도 잠, 사랑, 사회성에 대한 꼬마선충의 연구는 이러한 정신적인 특성들과 관련된 특정 유전자들이 식별되고 있으며, 이러한 유전자들이 인간에게서 보존되어 있고 상당한 유사한 기능에 사용되고 있다는 사실을 보여준다.

작은 벌레에서 생명의 보편성을 발견하다
진화는 새로운 것을 창조해내기 보다는 기존에 있었던 현상들을 이용하는 땜장이다. 새로운 것을 만들어내기 보다 기존에 존재하던 것을 이용하는 것이 비용의 측면에서 더 유리하기 때문이다. 특히나 이런 특징은 미시적인 수준에서 나타나는 생명 현상의 기초적인 메커니즘에서 두드러진다. 자크 모노의 말과 같이 대장균에서 작동하는 DNA의 메커니즘과 코끼리에서 작동하는 DNA의 메커니즘은 거의 동일하다. 예쁜꼬마선충에 대한 분자생물학적 기법을 이용한 유전학 연구는 이러한 기초적인 메커니즘에 대한 중요한 답들을 제공하고 있다.
그 대표적인 사례 중 하나는 유전체 작동

작가정보

저자(글) 김천아

저자(글) 서범석

저자(글) 성상현

저자(글) 이대한

저자(글) 최명규