생물학의 쓸모

머리말 | 인류의 기원을 밝히고 미래를 만드는 21세기 시스템의 언어

I. 생명시스템의 시간을 되돌려라 ·세포
뇌세포의 정체를 밝혀라│인간의 머릿속 네트워크시스템, 커넥톰│생물학적 프라임세포│만능성과 유전자 스위치│시간을 되돌리는 세포
[쓸모 있는 생물학 개념] 마법에서 과학으로, 미생물 원인설

II. 지구상 모든 존재를 살리는 숨쉬기의 과학 ·호흡
연금술, 뜻밖의 쓸모│호흡, 산소를 이용해 에너지를 만들어라│산소 없이 숨 쉬는 생물들│호흡과 발효의 차이 │우리와 다르게 숨 쉬는 생물과 공생하는 법
[쓸모 있는 생물학 개념] 세포호흡에 숨어 있는 다이어트의 비밀

III. 인류의 기원을 읽는 정보 지도, 인간게놈프로젝트 ·DNA
현대 생물학의 아이콘, DNA│최초의 DNA 염기서열 분석법│염기서열 분석법의 출발점이 유전공학을 태동시키기까지│인간게놈프로젝트 연대기│시작의 끝, 포스트게놈 시대의 도래│생명시스템 연구는 DNA로 완결되지 않는다
[생물학이 만든 미래] 미생물이 사람을 만든다, 휴먼마이크로바이옴프로젝트

IV. 박멸의 대상에서 팬데믹 시대의 생존 지식으로 ·미생물
미생물과의 전쟁이 황금기를 불러오다│박멸의 대상에서 연구 대상으로│첨단 바이오 연구의 초석, 분자생물학의 탄생│세포에게는 효율적인 스위치가 있다│세균 면역계에서 발견된 혁명의 시작, 유전자가위│인간이 모든 감염병을 정복하는 미래가 올까?
[생물학이 만든 미래] 눈에 보이지 않는 세계의 무궁무진한 쓸모, 미생물 자석

V. 바이오가 환경위기시계를 되돌릴 수 있을까? ·생태계
지구라는 거대한 생태계의 원리│탄소순환의 균형을 되돌려야 한다│기후탄력적 개발을 위한 노력, 생물연료│2차전지 다음을 준비하라│결국 우리 삶은 미생물에 달려 있다│미생물에게도 난감한 플라스틱 시대, 생각을 전환하라
[쓸모 있는 생물학 개념] 생존을 위한 뜻밖의 기술

참고문헌
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분화된 세포에 만능성이 없다고 해서 유전정보 자체를 잃었다는 뜻은 아니다. 인간의 모든 세포는 여전히 2만여 개에 달하는 유전자를 온전히 간직하고 있다. 다만 각자 자기의 처지에 맞게 필요한 유전자만을 발현할 뿐이다. 쉽게 말해서 특정 소수를 제외한 나머지 유전자 대부분의 스위치가 꺼진 상태인 것이다. 그렇다면 꺼진 스위치를 다시 켜서 분화가 끝난 세포를 초기화하면 만능성을 회복시킬 수 있지 않을까? _Ⅰ. 생명시스템의 시간을 되돌려라

2006년에는 일본 교토대학교의 야마나카 신야 교수와 그 연구진이 생쥐의 피부세포에 조절유전자를 주입해서 배아줄기세포와 같은 분화 능력을 갖추게 하는 데 성공했다. 먼저 연구진은 공공데이터베이스에 공개된 정보를 대상으로, 배아줄기세포에서만 특이적으로 발현되는 유전자 가운데 총 24개를 후보군으로 선별했다. 그런 다음 각 유전자를 하나씩 실험 쥐의 피부세포에 주입했다. 하지만 기대와는 달리 시간을 되돌린 세포는 없었다. 여러 개의 유전자가 복합적으로 작용할 수 있다는 생각에 이번에는 24개를 한 번에 주입했고 예상은 적중했다. 이어서 유전자 1개만 빼고 나머지 24개를 주입하는 일련의 실험을 수행한 끝에 마침내 시간을 되돌리는 유전자 4개를 발굴하는 데 성공했다. _Ⅰ. 생명시스템의 시간을 되돌려라

전적으로 미생물의 호흡능력에 의존하는 2차 처리 과정은 기본적으로 미생물을 배양한다. 미생물이 구정물 속 오염물을 먹어 치우며 무럭무럭 자란다는 뜻이다. 실제로 2차 처리 과정의 수조에는 그런 미생물이 숨을 잘 쉴 수 있도록 공기를 불어넣거나 수조의 구정물을 휘젓는다. 이렇게 하면 미생물이 무럭무럭 자라면서 상당수가 뭉쳐서 밑으로 가라앉는데, 이를 활성슬러지라고 한다. 이때 ‘활성’이라는 단어를 붙인 이유는 분해하는 미생물이 슬러지의 대부분이기 때문이다. _Ⅱ. 지구상 모든 존재를 살리는 숨쉬기의 과학