하나의 세포로부터

서곡-생명의 시작

1장 단일세포 문제: 생명의 근원에 관한 가장 오래된 질문
마트료시카┃세포, 자연선택설, 그리고 실험생물학┃반쪽 배아┃스스로를 재건하는 기계┃형성체, 운명을 바꾸는 전환┃미국식 시스템 vs 유럽식 시스템

2장 세포의 언어 : 유전자를 읽고 쓰다
유전자라는 언어를 배우다┃다윈의 단절 고리, 형태형성 요소┃플라이 룸의 흰 눈 파리┃최초의 유전자 지도┃황이 결핍된 물질┃형질전환물질

3장 세포 사회 : 무엇이 세포의 운명을 결정하는가
세포 사회의 구성원들┃유전자 수 헤아리기┃비좁은 개구리 실험실에서┃발생 시계를 되돌리는 법┃그 개구리라는 증거┃유전체 동등성과 복제 양 돌리

4장 유전자 켜고 끄기 : 파자모 실험과 유전자 코드
다락방에서 깨운 바이러스┃먹는 순서를 선택하는 세균┃mRNA의 발견┃유전자 조절을 억제하는 것┃전사와 번역이라는 원리

5장 유전자와 발생 : 파리와 벌레가 가르쳐준 것
머리, 어깨, 무릎, 발가락┃하이델베르크 연구┃파리에서 벌레로┃발생의 계보와 궤적┃변이에서 기능으로

6장 길 찾기 : 어디로, 얼마나, 어떻게 갈 것인가
형태발생의 이정표┃위와 아래, 외부와 내부┃위치를 바꾸는 법┃서로 끌어당기는 힘┃관은 어떻게 만들어질까┃크기 조절이라는 미스터리┃움직이는 배아

간주곡-무르익은 생명의 생물학

7장 줄기세포 : 또 다른 하나의 세포
자연의 거대한 실험┃암을 치료하는 코발트 폭탄┃분석의 과학┃울퉁불퉁한 비장┃또 다른 ‘하나의 세포’┃1에서 100만으로의 증식

8장 세포 연금술 : 배아줄기세포가 연 가능성
특이한 종양┃배아줄기세포의 시대┃녹아웃 생쥐┃생쥐에서 인간으로┃줄기세포와의 전쟁┃현자의 돌┃세포 아바타, 유도만능줄기세포

9장 한 세포의 폭주 : 암세포의 진화
암의 세포적 기원┃암 치료 연구의 현주소┃종양의 이웃들┃배아 조직의 사악한 도플갱어

10장 영원의 눈과 개구리의 발가락 : 재생의학의 미래
척추손상 환자들┃장기 부전과 재생┃공간에서 길을 잃다┃기관을 처음부터 새로 만든다?┃순탄치 않았던 세포 기반 치료┃희미한 희망

11장 낮의 과학과 밤의 과학 : 우리에게 남은 과제
세포 기억의 복잡성┃유전의 재구성┃인간을 조작하다┃생물학적 문해력

피날레-다시 돌아온 질문

감사의 글
용어해설
주
찾아보기

지구상의 모든 동물이 하나의 세포에서 생명을 시작한다는 것, 이는 우리의 기원에 대한 근본적인 진실이다. 하지만 이렇게 복잡한 것을 만드는 데 필요한 모든 정보가 어찌 이토록 단순한 것으로 압축될 수 있는 걸까? 이 독특한 단위unit에서 생성된 수조 개의 세포는 각각이 ‘무엇이 되고 어디로 가야 하는지’를 어떻게 아는 걸까? 배아embryo의 과거를 더 잘 이해하면, 더 건강한 미래를 영위할 수 있을까? 『하나의 세포로부터』는 이러한 질문에 답하기 위한 노력이다. 이 책은 지금껏 수없이 반복되어온 담론, 즉 하나의 세포가 어떻게 성숙한 유기체로 성장하는지에 대한 이야기다.
- 「서곡」 중에서

이 경이로운 발달은 어쩌면 그토록 원활하고 재현 가능하게 이루어질까? 각각 어떤 식으로 전문화할지, 언제 분열할지, 어디로 갈지, 무엇을 해야 할지 세포는 어떻게 아는 걸까? 발생은 주로 우리의 유전자에 의해 제어되는 걸까, 아니면 환경에 의해 제어될까? 새로운 세대가 태어날 때마다 이 아슬아슬한 발생 과정을 반복하면서, 각각의 종種은 멸종의 위기를 불러일으킬 만한 오류를 어떻게 그토록 확실히 제한할 수 있을까? 그리고 무엇보다도 가장 놀라운 것, 어떻게 단 하나의 세포에서 운동과 호흡과 소화와 감각과 이성의 능력을 갖춘 온전한 동물이 생겨날 수 있을까? 이 수수께끼를 우리는 ‘단일세포 문제’라고 부르기로 하자.
-1장 「단일세포 문제」 중에서

1856년부터 1863년 사이에 멘델은 약 3만 종류에 이르는 식물을 조사하여 눈에 보이는 표현형을 점수화하고 패턴을 찾았다. 터무니없으리만치 엄청난 양의 작업이었지만 그 노력은 결실을 맺었다. 그가 관찰한 모든 표현형의 빈도에서 단 하나의 놀라운 관계가 드러난 것이다. 순종 교배의 2세대에서, 기이하게도 ‘3대 1’이라는 재현 가능한 비율이 나타났다. 키 작은 식물 한 송이 당 키 큰 식물 세 송이가 있었고, 흰색 꽃을 피우는 식물 한 송이 당 보라색 꽃을 피우는 식물 세 송이가 있었다. 키 큰 식물이 흰 꽃을 피우든 보라색 꽃을 피우든, 각각의 형질은 독립적으로 유전되어 3대 1이라는 매혹적인 비율을 이루었다. 그가 찾고자 했던 수학적 정밀성, 즉 유전의 보편적 논리였다. 이제 남은 과제는 이를 이해하는 것이었다.
-2장 「세포의 언어」 중에서