생명공학의 최전선

유전자 편집과 GMO 논쟁에서 디자이너 베이비와 유전질환 치료까지

마크 짐머 지음 | 전방욱 옮김

이상북스 2025년 07월 28일 출간 국내도서 : 2024년 07월 11일 출간

작품소개

책소개

코로나19 팬데믹 동안 mRNA 백신의 빠른 개발과 성공적 배포는 생명공학 기술이 전 세계적 건강 위기를 해결하는 데 얼마나 중요한 역할을 할 수 있는지 잘 보여주었다. 이 외에도 질병 진단 및 신약 개발과 각종 유전질환 치료 가능성에 이르기까지 ‘생명공학’의 여러 혁신은 우리 삶을 근본적으로 변화시키고 있다.
이 책 《생명공학의 최전선》은 이러한 현대 생명공학의 급진적 발전과 도전 과제를 구체적이고 다양한 영역에서 살펴본다. 유전자 편집 기술, 특히 크리스퍼(CRISPR)의 발전과 응용, mRNA 백신 개발, 줄기세포 연구, 3D 프린팅을 통한 장기 이식 등 다양한 연구 동향을 종합적으로 소개한다. 또 유전자 조작 식품 제조, 유전자 드라이브를 활용한 해충 박멸, 항생제 내성 박테리아 퇴치를 위한 크리스퍼 유전자가위 활용 등 생명공학의 여러 분야를 폭넓게 다룬다. 더 컨버세이션(The Conversation U.S.)의 기사를 기반으로 저명한 학자와 저널리스트 들이 협력한 결과물인 이 책은 생명공학의 최신 정보를 일상 언어로 쉽게 풀어냈다. 나아가 과학적 발견의 윤리적·사회적·규제적 문제를 균형 있게 다루며 기술 발전이 가져올 잠재적 위험과 대응 방안까지 제시한다.
생명공학의 최근 연구 동향뿐 아니라 기술 발전이 가져올 윤리적 문제와 사회적 영향도 함께 다루는 이 책은 무엇보다 복잡한 주제를 쉽게 이해하도록 씌었다. 따라서 관련 연구자는 물론 일반인과 학생도 생명공학의 전반적 내용을 수월하게 파악할 수 있다. 또한 이 책은 과학과 윤리가 만나는 지점에서 생명공학의 미래를 조망함으로써 생명공학의 가능성과 한계를 명확히 제시한다.

목차

역자 서문
시리즈 편집자 서문

서문: 지그소 퍼즐과 ‘유전자 격차’

1부 생명의 구성 요소

1장 백신 개발로 각광받는 mRNA _페니 릭스
2장 노벨 화학상을 받은 크리스퍼 유전자 편집 기술 _디미트리 페린
3장 생물학자가 설명하는 단백질 _나단 알그렌
4장 차세대 의료에서 RNA가 활용되는 세 가지 방법 _올리버 로고이츠키
5장 질병 치료에 대한 인간 게놈 염기서열 분석의 한계 _아리 버코비츠
6장 너무 두려워하지 않아도 될, 체세포 유전자 편집 _엘리너 페인골드
7장 사람을 만드는 데 몇 개의 유전자가 필요할까? _션 니
8장 최초의 복제 양 돌리의 모든 것 _조지 E. 세이델
9장 크리스퍼, 형광 단백질, 광유전학 기술 _마크 짐머


2부 생명공학, 식품, 환경

10장 농업 전문가가 설명하는 생명공학 식품 _캐슬린 메리건
11장 유전자 편집을 통한 유기농업? _레베카 맥켈프랭
12장 유전자변형식품에 대한 미국과 유럽의 다른 입장 _폴 B. 톰슨
13장 유전공학으로 사라져가는 숲을 구할 수 있을까? _제이슨 A. 델본
14장 식물성 고기의 맛과 모양 개량하기 _마리아나 라마스
15장 질병 전파를 억제하는 유전자 변형 모기_제이슨 라스곤
16장 조작 박테리아로 오일샌드 오염과 광산 폐기물 정화하기 _비크라마디티야 G. 야다브


3부 의료와 건강의 위력적 도구

17장 값이 매우 비싼 새로운 유전자 치료법 _케빈 독젠
18장 항생제 내성 박테리아를 막는 바이러스 _케빈 독젠
19장 간 질환 마우스의 수명을 연장한 미니 간 _모 에브라힘카니
20장 인간 질병과 치료법을 연구하기 위한 ‘인간화 돼지’ _크리스토퍼 터글, 아델린 보처
21장 AI가 ‘환각하는’ 단백질의 새로운 구조 _이반 아니쉬첸코
22장 유전 질환을 치료하는 박테리아 공학 _페드로 벨다-페레
23장 오피오이드 과다 복용을 방지하는 사람 뇌세포 유전자 편집 _크레이그 W. 스티븐스
24장 유전자 치료 시 면역 반응에 대처하는 크리스퍼 _사미라 키아니
25장 이식 장기 부족 문제를 해결하는 3D 프린팅 _사만 나기에
26장 장수 유전자를 찾아서 _아만다 코왈치크


4부 유전학의 최전선과 윤리

27장 시험관 아기의 관점에서 본 크리스퍼 _패트리샤 A. 스태플턴
28장 세 부모 아기 _제니퍼 바필드
29장 유전자 편집 식품 평가를 위한 유연한 도구 _크리스토퍼 J. 프레스턴, 트린 안톤센
30장 실험실 배양 배아와 인간-원숭이 잡종 _사호트라 사카르
31장 디자이너 베이비 가능성 _A. 세실 J. W. 얀센스
32장 생물무기 연구의 위험성 _게리 새모어
33장 ‘바이오해커’가 보여주는 DIY 과학의 힘 _앤드류 랩워스

주
찾아보기

책 속으로

과학은 빠르게 발전하고 있을 뿐만 아니라 점점 더 강력해지고 있다. 크리스퍼, 머신러닝, 광유전학, 유전자 드라이브는 우리 삶과 우리 아이들의 삶을 바꿀 생명공학으로 이어질 강력한 기술이며, 실제로 이미 그러한 기술을 이끌어냈다. 이중 당연히 크리스퍼와 인공지능이 가장 많은 관심을 받고 있다. _20쪽

인간은 수천 년 동안 선택적 교배를 통해 종의 게놈을 변화시켜 왔다. 인간이 직접 DNA를 조작하는 유전공학은 1970년대부터 존재했다. 크리스퍼 기반 시스템은 살아 있는 생물체의 게놈을 저렴하고, 쉽고, 매우 정밀하게 편집할 수 있게 해줌으로써 이 분야를 근본적으로 변화시켰다. _42쪽

하나의 세포가 매우 복잡한 결과를 만들어내기 위해 특별히 복잡할 필요가 없다는 것은 분명하다. 따라서 인간의 유전자 수가 바이러스나 박테리아와 같은 단세포 미생물의 유전자 수와 자릿수가 같다는 사실은 그리 놀랄 일이 아니다. _67쪽

나는 식물분자생물학자로 교육받았으며 크리스퍼와 유전공학 기술의 놀라운 잠재력을 높이 평가한다. 그리고 그것이 유기농업의 목표에 위배된다고 생각하지 않는다. 사실 생명공학 기술은 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다. 유전공학에 대한 논쟁을 다시 거론하는 것은 비생산적인 것처럼 보이지만, 게놈 편집은 양측을 건강한 대화를 위한 자리로 끌어낼 수 있다. _92쪽

많은 사람이 장에 서식할 준비가 된 수백만 마리의 박테리아가 들어 있는 알약을 끔찍하게 느낄 수 있겠지만 이 알약은 질병 퇴치를 위한 효과적인 새로운 도구가 될 수 있다. 돌연변이 유전자는 신체가 성장하고 발달하거나 기능하는 데 필요한 필수 물질을 만들 수 없는 유전성 질환을 일으킨다. 때때로 이 문제는 합성 물질인 알약을 통해 해결할 수 있는데, 신체가 자연적으로 만들어야 하는 물질을 대체하기 위해 알약을 매일 복용해야 할 수도 있다. _171쪽

우리는 오랫동안 답하지 못했던 윤리적 문제에 답하는 데 관심을 집중해야 한다. 이런 유형의 연구에 대한 경계는 어디까지인가? 크리스퍼의 윤리적 사용은 누가 결정할 수 있을까? 유전적 질환의 영향을 받는 사람들에 대해 우리는 어떤 책임을 져야 할까? 이러한 의료 시술 비용은 누가 지불해야 할까? 이 연구와 잠재적 임상 사용은 어떻게 규제될까? _206쪽

출판사 서평

매일 퍼즐 조각이 공개되고 새로운 퍼즐이 시작되는 생명공학의 세계
생명공학은 어디로 향하고 있을까?

이 책은 총 33편의 글을 4부로 구성했다. 아홉 편의 글로 이루어진 1부 “생명의 구성 요소”에서는 단백질, 유전자, mRNA, 복제, 생명의 구성 요소를 조작하는 크리스퍼 등에 대한 기본 내용을 소개한다. 대부분의 글을 관통하는 공통점은, 설명된 기술들이 자연에서 유래되어 수십 년에 걸친 많은 연구자의 점진적 작업을 통해 발전되었다는 사실이다.
2부 “생명공학, 식품, 환경”에서는 식품 생산과 환경 보호에 있어 유전공학의 잠재력을 조사하고, 이 새로운 기술이 제기하는 몇 가지 규제 문제에 대해 논의한다. 이 분야가 얼마나 논란의 여지가 많고 복잡한지, 여론과 전문가 지식, 규제, 과대광고에 의해 어떻게 다른 방향으로 흘러가고 있는지 강조한다. 2부의 글들은 GMO에 대한 개요를 제공하기 위해 선정되었으며, 과학적 측면에 중점을 두었지만 역자적·윤리적 관점도 일부 다룬다.
3부 “의료와 건강의 위력적 도구”에서는 의학 분야에서 가장 시급한 문제를 해결할 수 있는 오늘날 생명공학 기술의 잠재력에 대해 논의하고, 생명과학의 미래 방향을 제시하는 선구적 실험에 대해 설명한다. 여러 장에 걸쳐 각 기고자들은 크리스퍼의 장단점을 언급하고, 인간 환자의 치료 결과를 개선한다는 장기 목표를 위해 모델 생물체가 어떻게 사용되는지를 설명한다.
4부 “유전학의 최전선과 윤리”에서는 3부에서 제기된 윤리적 문제를 자세히 살펴본다. 각 나라는 안전, 윤리, 경쟁력을 고려해야 하기 때문에 생명공학 기술을 규제하기 위한 원칙을 마련하는 것은 어려운 일이다. 새로운 윤리 기준과 규정을 설정하는 데 있어 자금 제공자, 학술지 편집자, 정년보장위원회, 규제 당국, 철학자의 역할은 무엇이며, 이들을 감독할 책임은 누구에게 있을까? 4부의 글들은 우리의 생각을 자극하며, 논쟁의 틀을 짜고 정보를 제공하는 데 도움이 된다.


저널리스트와 연구자의 콜라보레이션

‘더 컨버세이션’은 저널리즘을 통해 대중에게 전문 지식을 전달하는 독립 비영리 뉴스 조직이다. 학자와 편집자의 협업을 통해 매일 10–12개의 기사를 생산하는데, 학자는 자신의 연구를 바탕으로 설명과 분석 초고를 작성하고 편집자는 이를 일상 언어로 번역하는 작업을 지원한다.
이 책은 더 컨버세이션의 주제별 기사를 엄선해 해당 주제의 전문가가 객원 편집자로 참여해 더 컨버세이션과 존스홉킨스대학교 출판부가 공동으로 출판하는 ‘크리티컬 컨버세이션’(Critical Conversations) 시리즈의 첫 번째 결과물로, 코네티컷대학교 화학과 교수 마크 짐머가 객원 편집을 담당했다.

작가정보

저자(글) 마크 짐머

(Marc Zimmer)

코네티컷대학교 진 템펠 ’65 화학 교수이자 《과학의 현재: 미래가 보유한 것과 그것을 만드는 과학자들》(The State of Science: The Future Holds and the Scientists Making It Happen), 《질병 조명: 녹색 형광 단백질 입문》(Illuminating Diseases: An Introduction to Green Fluorescent Proteins), 그리고 네 권의 청소년 책을 썼다. 마크 짐머의 연구 그룹은 계산적 방법을 사용해 생체 발광 단백질을 연구한다.

번역 전방욱

서울대학교 식물학과를 졸업하고 같은 대학원에서 석사·박사 학위를 받았다. 1986년 강릉대학교에 부임해 학장과 총장 등을 역임했고 현재 강릉원주대학교 생물학과 명예교수다. 플로리다대학교 식물학과에서 박사후 연수 과정을 마치고 평범한 생물학자의 길을 걷다가 학계에서 소홀히 다루어지던 생명윤리에 관심을 갖게 되었다. 새로운 생명공학 기술의 윤리적 함의에 관심을 두고 《DNA 혁명 크리스퍼 유전자가위》《크리스퍼 베이비》《mRNA 혁명, 세계를 구한 백신》 등 다수의 책을 쓰고 번역했다.