한 권으로 읽는 과학 노벨상

프롤로그 4
이 책을 읽는 법 11
등장 캐릭터 소개 12

1장 노벨 생리학·의학상
뉴런설 주장 - 신경은 하나의 세포일까, 여러 세포의 모임일까? 14
심전도 개발 - 몸을 가르지 않고 심장의 상태를 확인하려면? 18
● 더 알고 싶어요! ● 심전도와 심장의 관계를 밝혀낸 의사 21
혈액형 발견 - 100년 전에는 혈액형 성격설이 없었다고? 23
페니실린 발견 - 세계 최초의 항생물질! 푸른곰팡이가 수억 명의 목숨을 구했다고? 28
DNA의 형태 규명 - 생명의 설계도는 어떤 형태일까? 33
● 더 알고 싶어요! ● 숨은 공로자, 로절린드 프랭클린 36
다양한 항체를 만드는 원리 규명 - 우리 몸은 어떻게 수많은 바이러스에 대항할 수 있을까? 38
● 더 알고 싶어요! ● 항체를 연구한 과학자들 41
냄새 센서의 원리 규명 - 우리는 어떻게 냄새를 느낄까? 43
● 더 알고 싶어요! ● 고대 사람들은 후각을 어떻게 생각했을까? 46
iPS 세포 발견 - 난치병 치료에 내려온 한 줄기 빛! 세포의 시간을 되감는다고? 48
● 더 알고 싶어요! ● 야마나카 인자란? 51
C형 간염 바이러스 발견 - 원인 불명의 간염을 일으키는 범인의 정체는? 53
○ 노벨상 돋보기 ○ iPS 세포의 ‘i’ - 생명의 메커니즘만 생리학·의학 연구 대상이 아
니다 58

2장 노벨 물리학상
X선 발견 - 몸을 투과하는 미지의 빛! 병을 발견, 치료할 때도 쓰인다고? 60
방사선 발견 - 방사선은 천연 광물에서도 나온다! 현대에도 사라지지 않은 오해를 풀려면? 65
광전 효과와 광양자설 - 빛을 에너지가 있는 입자로 생각한다면? 70
● 더 알고 싶어요! ● 아인슈타인의 ‘기적의 해’ 73
슈뢰딩거의 파동 방정식 - 양자역학의 기초! 전자가 원자핵 주위를 돌지 않는다고? 75
중간자 예측 - 원자핵은 어떻게 흩어지지 않을까? 80
● 더 알고 싶어요! ● 평화를 소망한 과학자들 84
재규격화 이론 완성 - 전자의 질량이 무한대로 늘어나지 않게 막는다고? 85
● 더 알고 싶어요! ● 물리학과 수학에 몰두한 줄리언 슈윙거 88
우주 배경 복사 발견 - 빅뱅이 실제로 일어났다는 증거를 포착했다고? 90
● 더 알고 싶어요! ● 또 다른 노벨상 수상자, 표트르 카피차 93
우주 중성미자 검출 - 미지의 입자가 새로운 우주 이미지를 만든다! 우리 몸을 통과하는 새로운 소립자? 95
● 더 알고 싶어요! ● 중성미자를 밝혀내려는 이들의 노력 98
지구온난화 모델과 예측 - 지구온난화는 어떻게 예측할까? 100
○ 노벨상 돋보기 ○ 노벨 수학상은 없을까? ｜ 시상식 만찬의 연설 105

3장 노벨 화학상
당과 퓨린 유도체 인공 합성 - 이 연구가 없었다면 커피도 없었다고? 108
하버-보슈법 발명 - 식료품 생산을 바꾼 화학 반응! 공기로 빵을 만들었다고? 113
● 더 알고 싶어요! ● 경제를 살리기 위해 필요했던 암모니아 합성 116
풀러렌 발견 - 마치 축구공 같아! 탄소의 새로운 형태라고? 118
녹색 형광 단백질 발견 - 평면해파리는 어떻게 빛날까? 124
● 더 알고 싶어요! ● 발광 생물의 세계 127
팔라듐 촉매 교차 커플링 반응 발견 - 약이나 액정에 꼭 필요한 반응! 결합하려는 성향이 약한 탄소끼리 결합하려면? 129
저온 전자 현미경 개발 - 세포를 최대한 살아 있는 상태로 자세하게 보려면? 134
● 더 알고 싶어요! ● 현미경의 발전을 예측한 에른스트 아베 137
리튬 이온 전지 발명 - 친환경 전지로 세상을 바꾼다! 가볍고 여러 번 충전할 수 있는 전지? 139
CRISPR / Cas9 개발 - DNA를 간단하고 정확하게 자르는 가위? 144
유기물로 만든 비대칭 촉매 발견 - 거울상 분자를 만드는 새로운 유형의 보조 분자? 149
○ 노벨상 돋보기 ○ 수상을 알리는 전화, 그때 수상자는? ｜ 노벨상 연구의 윤리적인
문제 154

4장 역사를 바꾼 대발견
만유인력의 법칙 발견 - 사과와 지구가 서로 끌어당긴다고? 156
증기기관 발명 - 산업혁명을 뒷받침한 과학의 힘! 증기의 힘으로 물체를 움직인다고? 159
이산화탄소 발견 - 보이지 않는 기체를 발견한 과학 기술! 공기와 다른 무언가가 있다고? 162
세계 최초의 백신 보고 - 우두에 걸린 사람은 천연두에 걸리지 않는다고? 165
플레시오사우루스의 화석 발굴 - 어룡과 악어의 중간 단계인 공룡이 있었다고? 168
세포설 주장 - 모든 생물은 세포에서 만들어졌다고? 171
자연선택설 주장 - 생물이 역사 속에서 점점 변했다고? 174
맥스웰 방정식 유도 - 이 식이 있으면 전자기의 기본을 알 수 있다고? 177
주기율 확립 - 원소의 성질을 정리했을 뿐만 아니라 미지의 원소까지 예측한 규칙? 180
○ 노벨상 돋보기 ○ 수상자가 수상자를 키워낸다고? ｜ 유머가 한가득! 이그노벨상 183

5장 미래의 노벨상
인공 광합성 실용화 - 빛과 이산화탄소를 자원으로 바꾼다고? 186
바닷물을 식수로 바꾸는 기술 개발 - 강과 호수가 없어진다면 인류는 어떻게 될까? 189
블랙홀과 은하가 만들어진 역사 - 우리 은하는 어떻게 만들어졌을까? 192
전신마취의 원리 - 사실 마취가 왜 듣는지 모른다고? 195
암흑 물질의 정체 규명 - 우주의 4분의 1을 차지하는 미지의 존재 198
고온 초전도 현상 규명 - 전기를 손실 없이 사용하는 꿈의 기술? 201
유성 생식을 하는 이유 규명 - 성별은 왜 나뉘었을까? 204
우주 엘리베이터 실현 - 인류가 엘리베이터를 타고 우주로 진출한다고? 207
mRNA를 사용한 치료제 개발 - 더 안전하게 병을 치료할 수 있다고? 210

에필로그 213
참고 문헌 215
찾아보기 224

어느 날 플레밍은 황색포도상구균을 배양한 페트리 접시에 푸른곰팡이가 들어간 것을 발견했어요. 이 페트리 접시를 관찰해보니 푸른곰팡이 주변에만 황색포도상구균이 제대로 자라지 않았습니다. 이로써 플레밍은 푸른곰팡이가 황색포도상구균의 성장을 억제하는 물질을 만들어낸다는 사실을 알아냈지요.
이 물질에 주목한 플레밍은 푸른곰팡이를 배양한 액체에서 균을 죽이는 물질을 발견했습니다. 그리고 이 물질에 페니실린이라는 이름을 붙였습니다. 세계 최초의 항생물질은 세균에서 탄생한 셈이지요. 시간이 흘러 페니실린이 디프테리아와 장내구균 감염증처럼 세균이 퍼뜨리는 감염증을 치료하는 데 굉장히 효과적이라는 사실이 밝혀졌습니다. 하지만 페니실린 성분만 따로 추출하기가 매우 까다로웠던 탓에, 이 세기의 발견도 사람들의 주목을 받지 못한 채 시간이 흘렀답니다.

액설과 벅의 연구팀은 냄새의 정보를 전달하는 후각 상피에 주목했습니다. 이 세포를 만드는 유전자에서 후각 수용체에 관여하는 유전자를 밝혀냈지요. 이후 인간에게는 이 유전자가 910개, 수용체는 약 500종이 있다는 사실이 확인되었습니다. 여러 종류의 센서를 통해 냄새 분자의 크기와 형태를 파악하여 다양한 냄새를 분류했던 것이지요.
게다가 센서가 감지한 냄새를 뇌가 인식하는 원리도 밝혀냈습니다. 냄새 분자가 후각 수용체에 결합하면 냄새 분자의 종류에 반응한 후각 수용체가 변형되어 뇌에 전기 신호를 보냅니다. 뇌에 전기 신호를 보내는 신경 세포는 수용체의 종류가 다르므로 뇌는 자극을 전달한 신경 세포에 따라 어느 수용체가 반응했는지, 즉 어떤 냄새를 맡았는지 알 수 있습니다.