노벨상 과학자가 밝히는 삶의 의미, 폴 너스 인터뷰 공개

폴 너스 박사의 '생명이란 무엇인가?' 쉽게 정리해봤어!

폴 너스 박사님은 유전학자이자 세포 생물학자야. 런던에 있는 프랜시스 크릭 연구소라는 곳에서 일하고 있고, 최근에 '생명이란 무엇인가?'라는 책을 냈대. 이 책에서 생명이 뭔지, 왜 어려운 질문인지, 그리고 생명을 이루는 중요한 다섯 가지 아이디어를 쉽게 설명해줬어.

1. 생명이란 무엇인가? (가장 중요한 질문!)

• 생명과 무생물의 차이: 이게 생물학에서 제일 중요한 질문이래. 뭐가 살아있고 뭐가 살아있지 않은지 구분하는 건 생각보다 쉽지 않대. 위키피디아나 사전 찾아보면 어렵게 설명되어 있을 수도 있대.
• 다른 과학자들의 생각: 너스 박사님 혼자 생각한 게 아니라, 옛날부터 많은 과학자들이 이 질문에 대해 고민해왔고, 특히 1940년대에 유명한 물리학자 슈뢰딩거도 '생명이란 무엇인가?'라는 책을 냈다고 해.
• 핵심 아이디어 5가지: 너스 박사님은 생명을 이해하기 위해 5가지 중요한 아이디어를 제시했어.
  1. 세포: 생명의 가장 기본적인 단위
  2. 유전자: 생명의 설계도
  3. 자연 선택에 의한 진화: 생명체가 변하고 발전하는 과정
  4. 화학: 생명은 화학 반응으로 이루어져 있어.
  5. 정보: 생명은 정보를 다루고 전달해.

2. 세포: 생명이 시작되는 곳

• 생명의 기본 단위: 세포는 살아있다고 확실하게 말할 수 있는 가장 작은 존재래. 바이러스처럼 논란이 있는 경우도 있지만, 세포는 모든 생명체의 기본이라고 모두가 인정한대.
• 살아있다는 증거: 세포는 혼자서도 자라고, 분열하고, 번식할 수 있어. 이게 바로 살아있다는 증거지.
• 우리도 원래 세포였어! 우리 모두는 엄마 뱃속에서 하나의 세포에서 시작됐대. 그러니까 세포를 이해하면 우리 자신과 다른 생명체들을 더 잘 이해할 수 있다는 거지.
• 최초의 세포 발견: 1660년대에 로버트 훅이라는 사람이 현미경으로 식물의 얇은 조각을 보고 세포를 처음 발견했대. 마치 상자처럼 생긴 구조들이었대.

3. 효모와 인간의 오래된 연결고리

• 세포는 스스로 복제해: 세포는 하나에서 둘로 나뉘면서 스스로를 복제해. 이게 바로 생명의 특징 중 하나지.
• 효모로 연구한 이유: 너스 박사님은 세포가 어떻게 스스로를 복제하는지 연구하기 위해 '효모'라는 아주 작은 생명체를 사용했대. 효모는 빵이나 술을 만들 때 쓰이지만, 사실 우리 세포와 비슷한 점이 많아서 연구하기 좋았대.
• 효모와 인간 세포의 공통점: 놀랍게도 효모 세포와 우리 인간 세포가 분열하는 방식이 거의 똑같다는 걸 발견했대. 이건 효모와 인간이 15억 년 전에 갈라졌는데도 불구하고, 세포 분열을 조절하는 방식이 그때부터 지금까지 거의 변하지 않았다는 뜻이야. 마치 15억 년 전에 만든 자동차 부품이 지금도 똑같이 작동하는 것과 같다고 비유했어.
• 유전학 연구에 좋은 효모: 효모는 유전자를 연구하기에도 아주 좋대. 서로 다른 효모를 교배시키거나 유전자를 바꾸는 실험을 쉽게 할 수 있기 때문이야.

4. 유전자, DNA, 그리고 진화

• 유전자의 시작, 멘델: 19세기에 그레고르 멘델이라는 수도사가 완두콩을 가지고 실험하면서 유전의 법칙을 발견했대. 키가 큰 완두콩과 작은 완두콩을 교배했을 때 자손들이 어떻게 되는지 세어보고, 유전자가 마치 입자처럼 전달된다는 아이디어를 냈지.
• DNA, 생명의 설계도: 20세기에는 유전자가 바로 DNA라는 물질로 이루어져 있다는 걸 알게 됐어. DNA는 마치 사다리처럼 생겼는데, 이 사다리의 가로장 순서에 따라 생명의 정보가 담겨 있대.
  • 정보 저장: DNA는 A, T, G, C라는 네 가지 문자로 정보를 저장하는 디지털 저장 장치와 같아.
  • 복제: DNA는 스스로를 똑같이 복제할 수 있어서 생명의 정보가 다음 세대로 전달될 수 있대.
• 진화는 어떻게 일어날까?
  • 다윈의 아이디어: 찰스 다윈은 5년간의 항해를 통해 생명체가 시간이 지나면서 변하고 발전한다는 '진화' 개념을 제시했어.
  • 자연 선택: 생명체들은 조금씩 다르기 때문에, 환경에 더 잘 적응하는 특징을 가진 생명체가 살아남아서 더 많은 자손을 남기게 돼. 이걸 '자연 선택'이라고 해.
  • 유전자와 진화: 유전자에 조금씩 변화(돌연변이)가 생기고, 이 변화가 생명체에게 유리하면 자연 선택을 통해 퍼져나가면서 진화가 일어나는 거야.
• 모든 생명체는 연결되어 있어: 진화론에 따르면 모든 생명체는 아주 먼 옛날 공통 조상에서 갈라져 나왔기 때문에 서로 연결되어 있대. 너스 박사님은 우간다에서 고릴라를 만났을 때, 깊은 눈을 보며 마치 대화하는 듯한 느낌을 받았다고 해. 우리와 고릴라가 1천만 년 전에 갈라졌지만, 여전히 비슷한 점이 있다는 걸 느낀 거지.

5. 생명 = 화학 + 정보

• 생명은 화학 반응의 집합: 세포 안에서는 수천 가지의 복잡한 화학 반응이 끊임없이 일어나고 있어. 이 반응들은 '단백질'이라는 분자에 의해 조절되는데, DNA에 담긴 정보에 따라 단백질이 만들어지는 거야.
• 놀라운 세포의 화학 능력: 우리 인간이 화학 공장을 만들 때도 많은 열이나 특별한 환경이 필요한데, 아주 작은 세포 안에서는 수많은 화학 반응이 동시에, 그리고 아주 효율적으로 일어난대. 마치 마법 같다고 표현했어.
• 정보는 생명의 필수품:
  • 나비의 예시: 어린 시절 너스 박사님이 본 노란색 나비가 날아다니면서 주변 환경 정보를 받아들이고, 위험을 피하거나 먹이를 찾는 것처럼, 생명체는 정보를 받아들이고 처리하는 능력이 중요하대.
  • DNA와 단백질의 정보 전달: DNA에 저장된 정보가 단백질로 전달되어야 생명 활동이 가능해.
  • 조절 시스템: 세포는 어떤 물질이 너무 많아지면 그걸 만드는 유전자를 끄고, 너무 적어지면 다시 켜는 식으로 스스로를 조절해. 이것도 정보 관리의 한 예야.
• 컴퓨터와 생명: 컴퓨터의 정보 처리 방식과 생명체의 정보 처리 방식은 다르지만, 둘 다 정보를 관리하고 활용한다는 점에서 비슷하대. 컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어로 작동하지만, 생명체는 '웻웨어(wetware)'라고 부르며 분자들이 물속에서 소통하며 작동한다고 비유했어.

결론: 생명의 핵심 원리

이 다섯 가지 아이디어를 종합하면 생명에 대한 몇 가지 중요한 원리를 알 수 있대.

1. 경계가 있는 물리적 실체: 생명체는 외부와 구분되는 자신만의 경계를 가지고 있어.
2. 화학적, 정보적 기계: 생명체는 화학 반응과 정보를 처리하는 기계와 같아.
3. 유전 시스템과 진화: 생명체는 유전 정보를 가지고 있고, 이 정보에 변화가 생기면서 자연 선택을 통해 진화할 수 있어.
4. 목표를 획득하는 능력: 진화를 통해 생명체는 자신이 처한 환경에 더 잘 적응하는 능력을 얻게 돼.

이런 원리들을 통해 생명을 딱 떨어지는 정의로 설명하기는 어렵지만, 생명을 이루는 핵심적인 부분들을 이해할 수 있다는 거야.