발명, 노벨상으로 빛나다

머리말 • 5

제1부 ‘인류의 건강 개선을 위하여’ 헌신하다
01 집단질병의 공포를 몰아낸 비타민 • 17
02 당뇨병 치료의 서막을 연 인슐린 • 28
03 말라리아와 티푸스 매개체의 살충제, DDT • 39
04 세균 감염을 치료하는 항생제 • 50
05 암의 진단과 치료 • 59
06 암치료를 위한 양성자가속기 • 76
07 인체 내부를 입체영상으로 보는 CT와 MRI • 89
■ mRNA 기반 코로나19 백신 개발의 영웅, 커리코 • 98

제2부 ‘해 아래에 새것’을 만들다
08 비료와 독가스 • 106
09 유전자변형과 유전자가위 • 115
10 새로운 탄소 신소재, 그래핀 • 125
11 유기고분자의 질량분석 • 133
12 핵무기와 원자로 • 139
■ 미래의 이산화탄소 포집기술 • 151

제3부 ‘아주 작은 것’ 전자를 찾아내다
13 전기 연구의 새 장을 연 가이슬러관 • 157
14 맨살을 통과하는 광선, X-선 • 169
15 전파를 이용한 장거리 무선전신 • 178
16 원자를 보여 주는 전자현미경 • 187
■ 슈뢰딩거 고양이와 양자얽힘 • 197

제4부 ‘전자의 실크로드’ 회로를 연결하다
17 반도체 시대의 출발, 트랜지스터 • 203
18 수의 횡포를 극복한 집적회로 • 217
19 자기장을 이용한 기억장치 • 226
20 전기가 통하는 플라스틱 • 237
■ 인공지능은 발명자가 될 수 있을까? • 247

제5부 ‘색 감각의 근원인 빛’을 다루다
21 그림을 대신한 평면사진, 조각상을 대신한 입체사진 • 253
22 필름을 대체한 디지털 영상소자 • 262
23 인류가 만들어 낸 빛, 레이저 • 273
24 고효율 조명, LED • 284
■ 영상데이터 압축과 표준특허 • 295

맺음말 • 297
주 • 299
찾아보기 • 314

17세기 이후 유럽에서는 당뇨병이 광범위하게 퍼졌고, 이로 인해 인슐린 저항을 쉽게 일으키는 유전자를 가진 사람은 일찍 죽어서 후손을 남기지 못하는 비율이 높아졌다. 생존하는 사람은 당뇨병에 강한 유전자를 가진 비율이 높아지는 진화의 선택압력을 받은 셈이다. 유럽인과 유럽인의 후손인 아메리카 거주 백인이 비만 유무를 떠나 아시아계 인종에 비해 당뇨병에 덜 걸리는 이유다. 20세기 후반부터 식량이 풍족해진 한국을 비롯해서 인도, 중국 등 아시아 국가에 당뇨병 환자가 특히 많은 이유는 인슐린 저항을 쉽게 일으키는 유전자에 진화의 선택압력이 작용했던 경험이 짧기 때문이다.
― 〈02 당뇨병 치료의 서막을 연 인슐린〉

이미 만들었지만 별 쓰임새를 찾지 못한 채로 남아 있던 것의 유용성을 새롭게 찾아낸 용도발명은, 결국 원래 있던 것의 단순한 발견이어서 특허 대상 여부를 놓고 다툼이 생기기도 한다. 하지만 새로운 물질의 발명 못지않게 기존의 물질에 대한 새로운 용도를 발견하는 것도 중요한 일이어서 각국의 「특허법」은 용도발명을 특허 대상으로 인정한다. 용도발명은 주로 의약을 중심으로 활발히 특허 출원이 이어지고 있으며, 최근의 예로는 협심증 치료제로 연구하던 실데나필을 발기부전 치료제로 개발한 비아그라가 있다.
― 〈03 말라리아와 티푸스 매개체의 살충제, DDT〉

전체 유전정보에 이미 포함되어 있는 종양 유전자는 조용히 지내다가 화학적·기계적 자극 혹은 바이러스에 의해 발현되어야 정상세포를 암세포로 만든다. DNA에는 종양 유전자가 포함되어 있지만, 다행히 암 발생을 막아 주는 종양 억제유전자도 함께 있다. 문제는 종양 억제유전자에 변이가 생기는 경우에도 암이 발병하고, 종양 억제유전자 변이도 자극으로 생길 수 있다는 사실이다. 이렇게 세포에 어떤 자극을 가해 암을 발생하게 만드는 물질이 발암물질이다. 발암물질의 작용기전은 2단계설이 유력한데, 유전자의 변형을 시작하게 하는 초발인자와 변형을 지속적으로 유지하게 하는 촉진인자로 나누어 설명한다. 초발인자와 촉진인자를 모두 포함하고 있는 대표적인 발암물질은 담배연기다.
― 〈05 암의 진단과 치료〉