청소년을 위한 교양 생명과학: CRISPR 기초

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 07월 05일 출간

작품소개

책소개

2012년 제니퍼 다우드나와 에마뉘엘 샤르팡티에가 발표한 CRISPR-Cas9 기술은 인류의 생명과학 연구를 완전히 바꾸어 놓았습니다. 이 기술의 시작은 1987년 일본의 과학자 이시노 요시즈미가 세균에서 발견한 특이한 DNA 반복 서열에서 비롯되었습니다. 세균이 바이러스의 침입으로부터 자신을 보호하기 위해 수백만 년 동안 진화시켜온 면역 시스템이 바로 CRISPR였던 것입니다. Cas9이라는 분자 가위와 가이드 RNA라는 정교한 안내 시스템이 결합하여 DNA의 특정 부위를 정확하게 잘라내고 수정할 수 있게 되면서, 과학자들은 마치 워드프로세서에서 글자를 편집하듯 유전자를 자유롭게 조작할 수 있는 도구를 손에 넣게 되었습니다.

CRISPR 기술은 의학 분야에서 가장 극적인 변화를 만들어내고 있습니다. 겸상적혈구병과 베타 지중해빈혈 환자들이 실제로 치료되는 성과를 거두었고, 다양한 암 치료법과 면역결핍질환 치료에도 적용되고 있습니다. 농업 분야에서는 가뭄과 염분에 강한 작물, 영양가가 높은 기능성 농산물, 병충해에 저항성을 가진 품종들이 개발되어 식량 안보 문제 해결에 기여하고 있습니다. 축산업에서는 질병에 강한 가축을 만들어 항생제 사용량을 줄이고, 더 나아가 돼지의 장기를 인간에게 이식할 수 있도록 개조하는 이종이식 연구까지 진행되고 있습니다. 코로나19 팬데믹 상황에서는 CRISPR 기반 진단 기술이 빠르고 정확한 검사를 가능하게 만들어 질병 확산 방지에 중요한 역할을 했습니다.

하지만 이러한 놀라운 기술력은 동시에 심각한 윤리적 논쟁을 불러일으키고 있습니다. 2018년 중국의 허젠쿠이가 유전자를 편집한 아기를 탄생시킨 사건은 전 세계적인 충격을 주었고, 인간 배아 편집의 윤리적 경계선에 대한 치열한 논쟁이 시작되었습니다. 유전자 강화를 통한 능력 향상이 사회적 불평등을 심화시킬 수 있다는 우려와 함께, 생태계 교란 가능성에 대한 환경학적 논쟁도 계속되고 있습니다. 각국 정부는 관련 법규를 정비하고 국제적 협력 체계를 구축하려 노력하고 있지만, 기술 발전 속도를 규제가 따라가지 못하는 상황입니다. 종교계와 시민사회에서도 다양한 관점에서 이 기술의 사용 범위와 한계에 대해 활발한 토론을 벌이고 있습니다.

현재 과학자들은 더욱 정교하고 안전한 차세대 CRISPR 기술들을 개발하고 있습니다. 염기 편집기와 프라임 편집기는 DNA를 자르지 않고도 정확한 수정을 가능하게 하며, 인공지능과 결합한 자동화 시스템은 유전자 편집의 효율성을 크게 높이고 있습니다. 개인 맞춤형 정밀의학의 시대가 다가오고 있고, 멸종 위기 동물 보전과 우주 탐사를 위한 인간 개조까지도 논의되고 있습니다. 이 책은 중학생도 이해할 수 있는 쉬운 설명과 구체적인 사례를 통해 CRISPR 기술의 모든 측면을 다루고 있습니다. DNA와 RNA의 기본 개념부터 최신 연구 동향과 미래 전망까지, 생명과학의 혁신적 변화를 직접 목격하고 그 의미를 깊이 생각해볼 수 있는 기회를 제공합니다.

목차

1. 생명의 설계도 DNA와 유전자
2. RNA의 놀라운 세계와 역할
3. 단백질 제조 공장의 비밀
4. 유전자 편집의 꿈과 도전
5. 세균의 면역체계 CRISPR 발견
6. 분자 가위 Cas 단백질의 정체
7. 가이드 RNA의 완벽한 안내
8. PAM 서열의 중요한 역할
9. CRISPR 시스템의 작동 메커니즘
10. 다양한 CRISPR 시스템들
11. 유전자 편집 실험 설계하기
12. 동형접합 재조합과 DNA 복구
13. 오프타겟 효과와 정확성 문제
14. CRISPR 전달 시스템의 발전
15. 유전질환 치료의 새로운 희망
16. 암 치료에서의 CRISPR 활용
17. 농업 혁명과 작물 개량
18. 축산업과 수산업의 변화
19. 생명윤리와 사회적 쟁점들
20. 법적 규제와 국제적 협력
21. 진단 분야의 CRISPR 기술
22. 기초연구에서의 CRISPR 활용
23. 차세대 CRISPR 기술들
24. CRISPR가 만들어갈 미래

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.