세균에서 생명을 보다

들어가며
네덜란드의 한 포목점에서 시작되다 | 세균에 관한 결정적 연구들

1부 생명 LIFE

1장 모든 생명체에는 부모가 있다 - 루이 파스퇴르의 생물속생설
생물은 어디에서 오는가 | 자연발생설과 생물속생설 | 백조목 플라스크 실험 | 원하는 결과에 맞춘 실험이긴 하지만

2장 인간, 신의 위치를 넘보다 - 크레이그 벤터의 인공 생명체 합성
"빨리 하라. 발견은 기다려 주지 않는다” | 인공 생명체를 창조하다 | 자연에 없는 능력을 가진 생물을 만들고 싶다

2부 질병 DISEASE

3장. 세균이 질병의 원인이다 - 로베르트 코흐의 병원균 최초 발견
피부가 까맣게 썩는 탄저병 | 탄저균이 탄저병을 일으킨다는 사실을 증명하다

4장. 이 병도 세균 때문이라고 - 배리 마셜의 헬리코박터균 발견
보았으나 발견되지 않은 세균 | 발견의 시작 | 거절당한 논문 | 스스로 기니피그가 되어 증명하다 | 헬리코박터 파일로리의 발견 이후

3부 치료 THERAPY

5장. 인류, 감염병에 맞설 무기를 갖다 - 알렉산더 플레밍의 페니실린 발견
곰팡이 주위에 죽어 있는 세균을 보다 | 페니실린 논문에는 무슨 곰팡이인지 나오지 않는다 | 플레밍은 페니실린으로 무엇을 하려고 했을까 | 푸른곰팡이와 페니실린의 탄생 신화 | 누가 뭐라 해도, 수많은 생명을 살린 위대한 발견

6장. 새로운 항생제 찾기와 세균 잡는 바이러스 - 킴 루이스의 테익소박틴과 프레더릭 트워트의 파지 요법
새로운 항생제, 테익소박틴은 어떻게 찾아냈을까
세균 잡는 바이러스, 박테리오파지
_ 박테리오파지를 발견하다 | _ 파지의 최초 발견자를 둘러싼 논란 | _ 독성과 부작용이 없는 파지 요법

4부 분류 CLASSIFICATION

7장. 세균을 구별하다 - 한스 크리스티안 그람의 세균 염색
세균 관찰의 기본이자 분류의 표준 | 세포벽의 두께에 따라 염색이 달라지다 | 단순한 관찰 도구를 넘어 진화적인 생물 구분까지 | 그람 염색법의 원리와 한계 | 세균의 관찰과 분류는 물론 항생제 처방의 필수 정보로

8장. 세균은 한 종류가 아니다 - 칼 우즈의 고세균 발견
"실질적 가치는 거의 없는 연구” | 염기서열을 비교해 생물을 나누어 보자 | 리보솜 RNA는 진화의 시간을 측정하는 분자시계 | '명예 노벨상'을 수여합니다

5부 분자생물학 MOLECULAR BIOLOGY

9장. DNA가 유전물질이다 - 오즈월드 에이버리의 형질전환 실험
그리피스의 폐렴구균 실험 | “예측 가능하고 유전적인” 변화를 일으키는 물질 | 100퍼센트 인정받지 못한 연구 | 허시와 체이스의 파지 실험으로 종지부를 찍다

10장. 유전자는 어떻게 작동하는가 - 프랑수아 자코브와 자크 모노의 오페론 발견
나치에 저항한 레지스탕스, 프랑수아 자코브 | ’우연과 필연', 자크 모노 | 유전자 조절 메커니즘을 밝혀내다 | '낮의 과학'과 '밤의 과학'

6부 진화 EVOLUTION

11장. 세균에도 성(性)이 있다 - 조슈아 레더버그의 대장균 접합 현상 발견
세균이 유전 정보를 주고 받는 방법들 | "대장균에서 성 활동이 일어난다” | 22살에 이룬 업적으로 받은 노벨상 | 남편 옆에서 빛바랜 에스더 레더버그의 과학적 성취 | 수평적 유전자 전달 현상의 의학적·진화적 의미

12장. 진화를 실험실에서 보여 줄게 - 리처드 렌스키의 대장균 장기 진화 실험
장기 진화 실험의 시작 | 대장균에는 어떤 일이 일어났을까 | 사람은 바뀌어도 연구는 계속된다

7부. 생명공학 BIOENGINEERING

13장. 이젠 너무나도 친숙한 기술, PCR - 케리 멀리스의 PCR 개발과 토머스 브록의 호열성 세균 발견
PCR은 DNA 분자를 증폭한다 | 여자 친구와 드라이브하다 떠오른 아이디어 | 호열성 세균의 발견으로 실험실의 필수 도구가 된 PCR | 잘못 활용된 노벨상의 권위

14장. 세균의 면역 도구가 최첨단 생명공학 기술로 - 해밀턴 스미스의 제한효소와 에마뉘엘 샤르팡티에와 제니퍼 다우드나의 크리스퍼
제한효소는 무엇을 ‘제한’한다는 걸까 | 바이러스에 감염되지 않는 세균에서 찾아낸 제한효소 | 크리스퍼는 세균의 후천 면역 체계 | '크리스퍼'라는 반복 서열의 발견 | 다우드나와 샤르팡티에가 '발명'한 유전자 가위

8부. 소통 COMMUNICATIONN

15장. 세균은 서로 소통한다 - 우들런드 헤이스팅스의 쿼럼 센싱
세균이 동시에 빛을 낼 수 있는 이유 | 세균은 어떻게 빛을 내는가 | 쿼럼 센싱이 보여 준 세균의 사회성

16장. 더불어 사는 미생물 - 제프리 고든의 마이크로바이옴 연구
미생물과 우리 몸 대사 활동의 상호작용 | 내가 뚱뚱한 게 장내 세균 때문이라니 | 장을 넘어 뇌로 넓혀진 마이크로바이옴 연구

나가며
참고한 책과 글
감사의 글

페트리 접시를 고안한 것도, 한천으로 고체 배지를 만드는 것도, 나뭇가지와 같은 감염 도구를 개발한 것도 모두 코흐와 그의 제자들이 한 일이다. 말하자면 그들은 현대 세균학의 기본 도구를 고안하고 만들어가며 새로운 분야를 개척한 것이다.세균을 순수 배양하는 방법에 관해 코흐는 꽤 오랫동안 고민했다. 그러다 다른 것과 접촉하지 않는 액체 방울에는 밖에서 아무것도 들어가지 못할 것이라는 걸 생각해냈다. 코흐는 이에 착안하여 간단한 배양 장치를 만들었다.

그는 위 속에서 발견되는 세균에 대해 발표하려고 어느 학회(오스트레일리아 소화기 학회)에 초록을 냈는데, 그에 대해 학술대회 조직위원회가 보낸 거절의 편지를 보관하고 있었다. 제출된 67개의 초록 가운데 56개'만' 발표가 허가되었다는 완곡하지만 냉정한 거절의 편지였다. 발표가 거절된 11편의 초록 가운데 20년 후 노벨상을 받게 될 연구가 있었다니!

마셜의 헬리코박터 파일로리 발견은 단순히 질병 하나의 원인균을 밝혀냈다는 것 이상의 높은 평가를 받는다. 왜 그럴까? 1980년대라면 사실 중요한 감염질환을 일으키는 병원균은 거의 밝혀진 상황이었다. 이런 상황에서 마셜의 발견은 감염질환이라고 여기지 않았던 질병이 세균에 의해 생긴다는 것을 보여준 상징적인 사건이었다. 세균이 소화성 궤양을 일으킨다면, 다발성 경화증이나 류머티즘성 관절염은? 나아가 알츠하이머는? 그것도 감염질환의 일종이 아닐까? 이제 세균, 미생물을 바라보는 관점과 폭이 달라진 것이다.