DNA는 어떻게 나를 설계하는가?

서문

프롤로그: 우리가 태어나던 순간의 유전자

제1부 유전자로 이해하는 인간
1장 <발견> 대물림되는 ‘물질’의 정체, DNA
- 멘델의 법칙에서 핵산의 구조까지(19세기~1950년대)

단백질에 대한 집착, 결론은 DNA
인간 유전 질환의 실마리를 찾다

2장 <분자> 미시 세계로의 치열한 항해
- 유전자 = 단백질을 만드는 DNA 부위(1950~1990년대)

이중의 나선 모양인 DNA, 그리고 센트럴 도그마
분자 수준에서 유전자 개념의 정립
질병의 미시적 탐색과 인간게놈지도를 작성할 결심

3장 <해독> 거의 손에 잡힐 듯 다가온 생명의 설계도
- 인간게놈지도의 초안 작성(1990~2003년)

두 연구진의 경쟁적 발표
더욱 복잡해진 유전자 개념
인간만의 특성, 실마리는 풀렸다

4장 <심화> 포스트 게놈 시대의 개막
- 한국인 100만 명 프로젝트에서 오믹스까지(2004~2020년대)

질환의 원인 규명과 인간의 기원
인구 집단별 게놈프로젝트 추진
전사체학, 단백질체학, 그리고 대사체학

5장 <통합> 내 유전자를 해석하는 종착지
- 후성유전학, 장내 미생물, 표현형프로젝트(1940~2020년대)

수정란 이후 추가된 조절 장치, 후성유전
내 속에 너무 많은 다른 게놈, 미생물 유전체
남은 관문, 인간 표현형의 표준화

2부 유전자를 사용하는 인간
6장 <논란> 사회적 합의의 필요성, ELSI 프로그램
- 특허, 차별, 선택의 딜레마(1970~2020년대)

공유 vs 사유, 인류의 유전 정보는 누구 것인가?
직장과 보험에서의 차별과 프라이버시 침해

7장 <검사> 당신의 유전자는 안녕하신가요?
- 나를 식별하고 질병과 개인 특성을 예측하다(1980~2020년대)

논코딩 DNA에서 발견된 유전자 지문
병원 유전자 검사, 엄격한 절차와 까다로운 해석
DTC 유전자 검사, 개인 취향에서 질병 유사 항목까지

8장 <변형> 크리스퍼 혁명과 유전자치료
- 기능이 향상된 맞춤형 아기는 실현될까?(2000~2020년대)

세 가지 유형의 맞춤형 아기
유전체 편집의 최전선, 크리스퍼/카스9
본격화되는 인간 유전자치료

9장 <합성> 생명의 설계와 제조를 꿈꾸다
- 인간게놈의 ‘읽기’에서 ‘쓰기’로의 전환(2000~2020년대)

인간게놈을 ‘합성’하는 프로젝트
바이러스에서 최소 세포까지
상상을 뛰어넘는 성취와 우려

참고문헌

첨단 생명공학은 우리 평범한 시민에게 실제로 어떤 혜택을 주고 있으며, 우려되는 바는 무엇인가. 필자의 오랜 관심사였다. 2000년대 초반 완성된 인간게놈프로젝트, 식품과 사료로 쓰이고 있는 유전자 변형 식품(GMO), 집에서 간단히 내 유전 정보를 확인할 수 있는 DTC 유전자 검사, 자연에 없는 생명체를 실험실에서 제조하는 합성생물학. 이들 주제에 대한 저술과 강연 활동을 이어 오면서 늘 중심에는 ‘유전자’라는 공통어가 있었다. 하지만 그 의미가 조금씩 다른 것 같다는 막연한 느낌을 지울 수 없었다.

지금까지의 내용을 한 문장으로 요약해 보면 다음과 같다. ‘우리는 부모의 생식 세포를 통해 유전자를 절반씩 물려받는다.’ 그러나 우리의 생물학적 형질은 부모의 형질을 단순히 합친 것에 그치지 않는다. 실제로 아버지나 어머니 중 한쪽의 형질만 대물림되기도 하고, 두 사람의 형질이 섞여 나타나기도 하며, 때로는 부모와는 전혀 다른 새로운 형질이 발현되기도 한다. 이러한 다양성은 어떻게 생겨나는 것일까? 여기서는 수정에서 출생까지의 기간에 한정해 그 이유를 개략적으로 확인해 보자.

1980년대에 들어서면서 과학계는 인간의 전체 유전 정보를 구체적으로 밝히기 위해 두 가지 방향에서 게놈지도를 작성하기 시작했다. 하나는 미국 에너지부의 주도로 30억 개 염기서열을 알아내려는 흐름이었다. 인간의 염색체를 동일한 길이의 조각으로 자르고 각 조각의 염기서열을 확 인한 후 이들을 종합하려는 시도였다. 다른 하나는 미국 국립보건원을 중심으로 특정 유전자들이 염색체 전반에서 어디에 위치하는지를 규명하려는 흐름이었다. 이 두 가지를 통합한 연구 사업이 바로 인간게놈프로젝트였다.