박제된 지식을 넘어
교과서를 찢고 나온 생명과학,
최신 이슈와 만나 내 삶에 와닿다!

이젠 수능 만점자조차 “교과서 위주로 공부했습니다!”라는 말을 하지 않는다지만, 교과 학습의 기본은 여전히 교과서다. 그런데 학교 현장의 실제 모습은 어떨까? 각종 입시 일정에 쫓겨 수업 진도 나가기에 여념이 없는 교실, 시험에 나올 법한 키워드 위주로 훑고 달달 외기 바쁜 암기식 공부, 이마저도 포기한 채 엎드려서 고개를 들지 않는 학생들…. ‘교과서 속 지식’이 ‘내 삶’과 동떨어져 있다고 느끼기에 발생한 슬픈 현상일 테다.

현직 중고등학교 생물 교사인 저자는 그런 현실을 무척 안타까워한다. 수능 과학탐구영역에 직접 연계되는 생명과학I, 생명과학II 말고도 통합과학, 과학탐구실험, 생활과 과학, 환경 등의 여러 교과목을 가르치는 생물 교사로서 이 모든 과목이 우리 삶에 ‘필수적인’ 주제를 담고 있음을 알기 때문이다. 바쁜 수업 시간을 쪼개어 재미난 생명과학 이야기를 전하려고 노력하지만, 그조차 한계에 부닥치기 일쑤다. 학생들의 눈빛이 반짝이는 시간은 아주 잠시뿐, 나가야 할 진도는 아직 산더미다. ‘현대 민주시민’을 길러 내는 교사와 ‘입시 준비’라는 피할 수 없는 현실을 마주한 교사 사이에서 오늘도 고군분투할 따름이다.

교과서 속 키워드가 삶과는 동떨어진, 단순히 암기할 재료로 여겨지는 현실에서 어떻게 하면 흥미로운 생명과학 이야기를 더 많은 학생에게 전할 수 있을까? 저자의 고민은 여기서 시작됐다. 생각에 생각을 거듭한 끝에 찾은 해답은 바로 ‘뉴스’. 그렇게 탄생한 『특종! 생명과학 뉴스』는 교과서 속 필수 개념과 최신 이슈를 소개하며 생명과학을 더 가까이, 더 깊이 ‘내 삶의 이야기’로 연결한다.

토끼가 피 눈물 흘리는 게 나 때문이라고?
똥 먹은 쥐가 젊어졌다고?
최신 뉴스에서 발견한 생명과학 키워드 20가지

『특종! 생명과학 뉴스』는 총 4부, 20장으로 구성된다. 각 장의 글은 시선을 끄는 솔깃한 뉴스로 문을 연다. 모두 지난 10여 년 동안 실제로 보도된 언론 기사를 참고해 구성한 실화다.

1부 「내 몸에서 출발하는 알쏭달쏭 생명과학 지식」에선 인체를 둘러싼 생명과학 이슈를 과학 지식과 함께 풀어낸다. 자궁경부암으로 치료받던 아프리카계 미국인 여성 헨리에타 랙스의 신체 조직에서 ‘불멸의 세포’가 탄생했다는 이야기로 과거 임상시험의 문제점을 짚고, 1930년대부터 40년간 이어진 터스키기 매독 실험과 2005년 불거진 황우석 사건을 통해 기관생명윤리위원회 운영의 중요성을 전한다(2장). 또한 돼지 심장을 이식받은 미국인 남성의 사례로 출발해 장기이식의 역사, DNA 재조합 기술로 태어난 ‘구세주 아기’, 인체 장기를 만들어 쓰는 3D 바이오프린팅 등을 소개하고 인공장기 시대가 펼쳐질 미래까지 내다보며 몸의 재생을 둘러싼 생각거리를 던진다(4장).

2부 「공존과 공생 사이 아슬아슬 생명과학 기술」은 인간 생명에서 시선을 넓혀 동식물의 생명까지 주목한다. 오늘날 과학기술이 생명을 어떻게 다루게 됐는지, 더 나은 공생을 위해 우리가 할 일은 무엇인지 알 수 있다. 좁은 상자에 갇혀 3,000회가량 강제로 마스카라를 발라야 하는 실험실 토끼와 끊임없이 샴푸 칠을 당하는 비글의 삶, 이대로 괜찮은 걸까? 저자는 우리에게 조건반사 현상으로 잘 알려진 ‘파블로프의 개 실험’에 숨은 이야기와 탈리도마이드 부작용 사건을 통해 동물실험의 문제점, 윤리적 소비의 실천 방법까지 제시한다(7장). 또 온몸이 하얀 캥거루가 무리에서 따돌림을 당했다는 이야기로 시작해 백색증의 발병 원인부터 알비노 동물을 포획하고 번식시키려는 인간의 욕심, 백색증을 앓는 사람들의 사례까지 설득력 있게 풀어낸다(9장). 겉모습이 다른 존재들을 따돌림이나 숭배, 혹은 정복의 대상으로 바라보는 시선을 비판하는 대목은 더 나은 공동체를 지향하는 저자의 마음이 오롯이 드러나는 지점이다.

3부 「우리 사회에 던지는 뜨끈뜨끈 생명과학 질문」에선 좀 더 논쟁적인 주제를 던진다. 유전자와 생체 정보를 이용한 과학기술에 얽힌 개인정보 및 인권 문제, 노화를 ‘치료’하려는 풍조를 둘러싼 사회적 양극화와 생명의 물질화 등 다채로운 토론거리를 제공한다. 생명복제와 관련해서는 반려동물 복제 서비스 이야기에서 출발해 세계 최초의 복제동물인 복제양 돌리의 탄생, 스타 경찰견을 복제한 중국의 사례, 멸종한 털매머드를 부활시키려는 원대한 계획까지 다양한 연구가 소개된다. 한편 동물 복제에 필연적으로 수반되는 윤리 문제도 짚는다. 그리고 인간 복제가 금지된 까닭과 ‘완벽한 복제’가 불가능한 이유 역시 살핀다(12장). 27년 동안 여성으로 살아온 사람의 진짜 성이 ‘남성’으로 밝혀졌다는 놀라운 소식도 있다. 남자와 여자를 구분하는 생물학적 기준을 알아보고, 육상선수 캐스터 세메냐의 사례를 통해 제3의 성을 지닌 이들의 삶에 귀 기울인다(14장).

4부 「생명과학이 전하는 아찔아찔 지구의 미래」에선 지구라는 거대한 생명체가 맞닥뜨린 위태로운 현실을 짚는다. 내 몸에서 시작해 이웃과 동식물, 지구까지 이르는 생명과학의 시선을 한눈에 조망할 수 있다. 영구동토에서 5만 년 된 동물 미라가 발견됐다는 뉴스로 문을 연 이야기는 코끼리 상아를 대체하기 위해 시베리아를 누비며 매머드 사체를 찾아다니는 사냥꾼들의 사례부터 영구동토가 녹으면서 발생할 무시무시한 경고까지, 지구 곳곳을 오가면서 급박하게 전개된다(17장). 지구온난화가 인류에게 얼마나 치명적인 영향을 미칠 수 있는지를 여실히 드러내는 서술이다. 우크라이나와 러시아의 씨앗 은행 이야기를 통해선 전쟁이 인류와 동식물에 얼마나 악영향을 끼치는지 알려 준다(19장).

각 부 끝에는 「Power Up! 용어 정리」를 배치해 본문에 제시된 주요 개념을 정리할 수 있도록 구성했다. 중학교 ‘과학’과 고등학교 ‘통합과학’, ‘과학탐구실험’, ‘생명과학I’, ‘생명과학II’, ‘생활과 과학’, ‘환경’, ‘생활과 윤리’ 등의 관련 단원과 연계해 읽는다면 학습에도 상당한 도움이 된다.

생명＋과학＋사회＋미래
윤리＋대안＋해법＋고민
내 몸에서 출발해 다른 존재를 향하는 공존의 과학!

「들어가며」에서 저자는 집필 이유를 분명하게 밝힌다. 특히 기존 사회윤리 규범과 법적 규제가 빠르게 발전하는 과학기술의 속도를 못 따라가고 있다면서, 과학기술은 어느 특정한 집단에만 영향을 미치지 않는다고 강조한다. 과학기술은 현재를 살아가는 우리에게 ‘모두’ 영향을 주므로, 올바르게 가치판단을 해서 사회적 합의와 의사 결정 과정에 모든 이가 골고루 참여할 수 있어야 한다는 지적이다.

“우리 학생들이 생명과학 개념을 정확히 이해함으로써 그 과정에서 소외되지 않기를 바라는 마음으로 이 책을 썼습니다.”

저자의 바람처럼, 현대 민주시민으로 살아갈 청소년이 『특종! 생명과학 뉴스』를 통해 생명과학 개념과 기술을 정확히 이해하고 주체적으로 사고하길 기원한다. 재미나고 흥미로운 20가지 이야기로 더 가까이, 더 깊이 생명과학을 내 삶으로 만나 보자!

책 속에서

일반적으로 인체 조직에서 떼어 낸 세포는 몸 밖에서 배양 시 최대 50회가량 분열하고 죽습니다. 그 당시 과학계에선 인체와 질병에 관한 연구를 위해 사람의 세포를 인공 배양하려는 시도가 이어졌지만, 번번이 실패했어요.
하지만 가이가 배양해 낸 헬라세포는 달랐답니다. 강력한 증식 능력을 지닌 이 암세포는 인체 밖에서도 영양분만 적절히 공급해 주면 끝없이 분열했거든요.
---「2장__실험대에 놓인 연구 윤리, 임상시험」중에서

하지만 오늘날, 무엇보다 투구게를 가장 위협하는 존재가 있습니다. 바로 코로나19예요. 혹시 투구게도 인간처럼 코로나19에 감염되냐고요?
그게 아니라, 지구를 혼란에 빠뜨린 코로나19의 백신을 생산하는 데 투구게 혈액을 이용한 LAL 검사법이 쓰이기 때문이에요. 전 세계의 제약 회사가 경쟁적으로 코로나19 백신 개발에 집중하면서 이미 엄청난 양의 투구게 피가 사용됐습니다. 개발이 끝난 백신을 대량 생산하는 과정에서도 다시 어마어마한 양의 투구게 혈액이 뽑혔고요.
---「6장__‘살아 있는 화석’ 투구게가 위험하다」중에서

생물의 유전적 성질을 인간이 원하는 방향으로 바꿔 신품종을 만들어 내는 일을 ‘품종개량’이라고 부릅니다. 우리가 먹는 과일과 채소는 대부분 품종개량을 거쳐 탄생했죠. 사람들은 야생식물을 개량해서 먹기 편하도록 씨앗을 없애고, 과육이나 영양 성분을 풍부하게 만들었어요. 화훼 산업 분야에서도 품종개량으로 꽃의 크기를 키우거나 다양한 빛깔의 꽃을 개발했습니다.

품종개량에는 여러 가지 방법이 쓰여요. 전통적인 품종개량은 원하는 형질을 지닌 생물들을 선별해 이들 사이에서 자손을 얻고, 그 자손들 가운데 또다시 선별한 개체들로부터 자손을 얻어 번식시키는 방식이죠.
때로는 우연히 발생한 돌연변이를 활용하기도 합니다. 원래 야생 바나나 열매엔 큰 씨가 들어 있는데, 씨 없는 돌연변이 개체가 나오자 이를 증식해서 씨 없는 바나나를 만들어 낸 것처럼요. 최근엔 방사선·화학약품을 이용해 인위적으로 돌연변이를 일으키거나 재조합 DNA 기술로 원하는 생물을 만들어요.
---「8장__품종개량, 어디까지 바꿀 것인가」중에서

백색증은 유전자변이 때문에 멜라닌을 몸에서 합성하지 못해 발생합니다. 멜라닌은 눈과 털, 피부 등에 존재하는 갈색·검은색의 색소죠. 동물의 눈 색깔, 털빛, 피부색은 이것의 양에 따라 결정됩니다. 또 멜라닌은 자외선이 피부로 침투하는 것을 막음으로써 몸을 햇볕에서 보호하는 역할도 해요.

그런데 백색증을 겪는 동물들은 멜라닌을 제대로 만들어 낼 수 없어서 털과 피부가 하얀색을 띱니다. 멜라닌 부족으로 홍채가 투명한 탓에 피가 고스란히 비쳐서 눈이 빨갛기도 하죠. 이처럼 백색증 때문에 하얀 몸을 지닌 개체들을 가리켜 ‘알비노’(albino)라고 불러요. ‘하얗다’는 의미의 라틴어 ‘알부스’(albus)에서 유래한 이름입니다.
---「9장__신비롭지만 슬픈 하양, 알비노」중에서

특히 인간을 대상으로 한 유전체 편집 실험은 그 목적과 방식에 따라 커다란 논란을 낳기도 해요. 2018년 11월 중국 남방과기대(SUSTech)의 생물학 교수이던 허젠쿠이[賀建奎]는 ‘유전자가위를 사용해 후천면역결핍증후군에 걸리지 않는 유전체 편집 아기를 세계 최초로 탄생시켰다’고 발표했습니다. 후천면역결핍증후군의 원인이 되는 인간면역결핍바이러스(HIV)에 저항성을 갖출 수 있도록 배아 상태의 쌍둥이 유전체를 편집했다는 것이죠.
---「10장__유전자가위, 생명을 마구 재단하다」중에서

미국연방수사국(FBI)은 1990년에 시범 프로젝트로 시작해서 1998년 ‘통합 DNA 색인 시스템’(COmbined DNA Index System, CODIS)이라는 국가 수준의 데이터베이스를 구축했어요. 사건 현장에서 발견한 것과 실종자, 유죄판결을 받은 범죄자의 DNA 정보를 관리하기 위해서였죠. 그런데 아쉽게도 1970·1980년대 캘리포니아주 일대에서 연쇄살인을 저지른 범인의 정보는 여기에 나타나지 않았습니다.

시간이 흘러 경찰은 뜻밖의 곳에서 해결책을 찾게 돼요. 스스로 자기 DNA 정보를 올려서 뿌리와 친척을 찾는 유전자 족보 온라인 서비스가 마침 유행했거든요. 거기에 올라온 정보와 사건 현장에서 찾은 DNA를 비교하면 실마리를 얻을지도 모른다고 생각한 거예요.
경찰은 유전자 족보 온라인 서비스에 범인의 DNA 정보를 올린 뒤 혈통 관계가 있는 인물을 하나씩 추려 나갔습니다. 이들을 연결해 추적한 끝에, 마침내 극악무도한 연쇄살인범 조지프 제임스 디앤젤로(Joseph James DeAngelo)를 찾아냈답니다.
---「11장__유전자 정보 시대, 득인가 실인가」중에서

임신 후 8주가 지나면 태아의 몸에선 남성생식기관·여성생식기관의 기초적 형태가 성별과 관계없이 모두 나타나기 시작해요. 그 뒤 남자아이는 Y염색체의 SRY 유전자가 발현하며 남성생식기관이 발달하고, 여성생식기관은 퇴화하죠. 여자아이는 SRY 유전자가 없어서 남성생식기관이 더 형성되지 못한 채 사라지며, 여성생식기관만 발달하고요. 한마디로 태아는 SRY 유전자가 발현하면 남성생식기관을 갖추고, 발현하지 않으면 여성생식기관을 지닙니다.
하지만 염색체 XY를 지닌 태아에게서 SRY 유전자가 제대로 발현하지 않는다면, 이 아이는 여성생식기관을 갖춘 채로 태어날 수 있어요. 그리고 생식기관에서 에스트로겐(estrogen)이 분비됨에 따라, 자라나며 얼굴 생김새나 체형이 여자처럼 발달하겠죠.
---「14장__남성과 여성, 그 너머의 이야기」중에서

2009년 제작된 영화 [더 소우: 해빙](The Thaw)은 바로 그런 문제를 다룹니다. 지구온난화로 빙하가 녹으면서 2만 년 전에 죽은 것으로 추정되는 매머드가 살과 털을 간직한 채로 발견되죠. 북극곰은 이것들을 뜯어 먹은 뒤 알 수 없는 이유로 죽고요.

과학자들은 원인을 조사하기 위해 북극곰 사체를 연구소로 옮기지만, 그 뒤 연구소의 사람들도 온몸에 붉은 얼룩점이 생기며 차례로 쓰러져 죽게 됩니다. 사실 이는 매머드에게 기생하던 고대 곤충이 해동된 알에서 깨어나며 북극곰과 사람들 몸속에 침투한 결과였죠. 과학자들은 고대 곤충을 제거하려고 연구소를 폐쇄한 다음 불을 질러요. 그러나 대도시 근처 어느 호숫가에 떨어져 죽은 새의 몸에서 또다시 고대 곤충이 발견되며 영화는 끝납니다.
단순히 영화 속 상상일 뿐인 걸까요?
---「17장__기회일까 위기일까? ‘지구의 냉동고’」중에서

들어가며

1부__내 몸에서 출발하는 알쏭달쏭 생명과학 지식

1장__백신, 우리에게 방패인가 위협인가: 코로나19 백신 맞으면 좀비 된다?
2장__실험대에 놓인 연구 윤리, 임상시험: 20년 전에 죽은 엄마와 마주한 딸
3장__출산, 과학기술로 새롭게 정의되다: 부모가 되는 데 결혼이 필수일까?
4장__장기이식을 둘러싼 희망과 욕심: 돼지 심장으로 살다 간 남자
5장__두 번째 삶을 향한 꿈, 냉동 인간: 암으로 숨진 아내를 얼리다
Power Up! 용어 정리

2부__공존과 공생 사이 아슬아슬 생명과학 기술

6장__‘살아 있는 화석’ 투구게가 위험하다: 강제 헌혈로 고통받는 투구게
7장__마스카라와 샴푸에 얼룩진 동물의 눈물: 실험실 토끼들에게 무슨 일이?
8장__품종개량, 어디까지 바꿀 것인가: 야생 바나나를 지켜라!
9장__신비롭지만 슬픈 하양, 알비노: 집단 따돌림을 당한 새끼 캥거루
10장__유전자가위, 생명을 마구 재단하다: ‘인류의 적’을 멸종시킬 수 있다면?
Power Up! 용어 정리

3부__우리 사회에 던지는 뜨끈뜨끈 생명과학 질문

11장__유전자 정보 시대, 득인가 실인가: 연쇄살인범 잡은 유전자 족보
12장__기술과 윤리 사이에 선 생명복제: 이별 대신 복제를 선택하는 사람들
13장__생체 인증, 눈동자와 손끝으로 나를 증명하다: 쌍둥이 자매의 놀라운 계획
14장__남성과 여성, 그 너머의 이야기: 27년 만에 알게 된 진짜 성
15장__노화를 극복한 미래를 꿈꾸다: 나이 든 쥐의 기억력이 되살아났다!
Power Up! 용어 정리

4부__생명과학이 전하는 아찔아찔 지구의 미래

16장__내일의 먹거리, 대체 고기와 채식: 실험실에서 만든 고기, 식탁에 오르다
17장__기회일까 위기일까? ‘지구의 냉동고’: 영구동토에서 5만 년 된 미라 출현!
18장__따뜻해지는 지구, 방황하는 생물: 지구온난화와 함께 탄생한 피즐리
19장__인류 미래를 위해 종자를 지키다: 전쟁으로 위협받는 씨앗 은행
20장__지금, 모두를 위한 탄소 중립: 10년 뒤에는 산호가 멸종한다?
Power Up! 용어 정리