“상위 5퍼센트로 가는 생물교실”

10129 허성광

           이 책은 유전자 변형, 바이러스와 백신, 환경공학의 3개의 주제에 관해서 다룬 책입니다. 제가 이 책을 선정하게 된 동기는 상위 “5퍼센트로 가는” 이라는 문구에서 “5퍼센트면 거의 1등급 컷 아니야? 내가 원하는 게 바로 1등급인데” 라는 생각이 들었기 때문입니다.

           현재 지구는 모두 아시다시피 과도한 개발로 인해서 생태계가 많이 파괴되었습니다. 그러다보니 자기 나라의 특색 있는 종자를 발전시키는 것과 그 종자를 지키는 일이 굉장히 중요해졌습니다. 그래서 세계 각국은 야생의 생물 종들을 보호하고자 천연보호 구역을 설정하거나 ‘종자은행’을 앞다투어 설립하고 있습니다. 또한 그와 반대로 남의 우수한 종자를 빼앗아서 자신의 종자로 만들려고 합니다. 예를 들면, 우리나라에는 ‘홍도 비비추’가 있었는데, 그것이 미국에서 ‘잉거비비추’라는 이름의 낯선 미국산 식물로 둔갑하기도 했고, 북한산의 ‘털개회나무’는 외국에서 ‘미스킴라일락’이라는 이름으로 개발되어 역수입되기도 했습니다. 이렇게 세계 대부분의 나라들은 자국의 종자를 보호하고 새로운 종자를 확보하기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 저는 이 상황을 보고 충격을 받았습니다.

           그 이유는 세상이 멸망해가는 상황에서 그 세상 안에 들어있는 나라들이 왜 큰 그림은 보지 못하고 서로 경쟁만 하는지가 굉장히 이해가 안됐기 때문입니다. 그래도 제 생각과 일치하는 최후의 날 저장고 시스템도 있었습니다. 이것은 노르웨이 북부에서 1000KM 떨어진 스발바르 섬에 위치합니다. 이곳에는 세계 각 지역의 종자들이 총집합해서 진짜 식량최후의 날이 되었을 때 안전하게 쓸 수 있도록 한 것입니다. 다음으로는 유전자 변형분야입니다. 제가 생명공학에 관심을 갖게 된 가장 큰 이유이기도 한 유전자 변형 식품(GMO)의 개념과 비슷한데요, 예를 들어보면, 토마토가 계속 해충들에게 시달리니까 해충에게만 적용되는 독성물질을 삽입하여 해충들이 몇 번 먹어보다가 이건 아니다 하고 안 먹게 만든 사례가 있습니다.

           실제로 제가 유전공학에서 GMO로 만들어 보고 싶은 것은 바로 물 없이 살 수 있는 식물입니다. 지금 지구가 황폐화 되는데 일조하는 것들에는 사막이 포함됩니다. 사막에서 부는 모래가 도시에 영향을 주기도 하고 사막화를 퍼뜨려서 점점 사막의 영역이 증가하게 됩니다. 그래서 결국 모래바람이 지구를 사막으로 만드는 것은 시간문제일 것이 불 보듯 뻔했기 때문에 저는 물 없이 사는 식물을 만들어서 사막에다가 많이 심어주고 싶다고 생각했습니다.

           GMO는 현재 논란에 있습니다. 그것은 바로 안전한가에 대한 위험성 문제입니다. 자세하게 설명을 하자면, 유전자 변형식품은 다른 생명체의 유전자를 이식해 만들어 낸 새로운 물질이기 때문에 알레르기 유발 가능성이 있고, 또한 원래 그 종에는 없는 새로운 성분을 만들기 때문에 이 과정에서 생산되는 물질이 전혀 예상치 못한 독성을 나타낼 가능성도 있습니다.

           환경공학에서, 읽었던 내용 중에서 기억에 남았던 것은 바로 친환경 청소였습니다. 간단하게 몇 가지를 나열하면, 일단 중금속을 없애는 방법(‘토양증기 추출법’ 같은 비용이 비싼 화학적인 처리 방법 등)에는 값이 싸고 친환경적인 것도 있습니다.

           첫 번째로는, 은행나무를 이용하는 것입니다. 식물 세포는 동물 세포와 달리 액포가 훨씬 발달해 있습니다. 이 액포는 식물세포가 사용하고 남은 노폐물이나 독성물질을 보관하는 주머니입니다. 특히 은행나무는 액포가 발달해 있어서 이 액포가 다량의 중금속을 흡수하여 저장하는 기능을 가지고 있습니다. 따라서 은행나무를 이용하면 토양속의 중금속을 제거할 수 있습니다.

           두 번째로는, 폐수를 정화시키는 방법입니다. 축산폐수와 생활하수 속에는 질소와 인 등 유기 양분이 많이 들어있습니다. 이것이 그대로 강으로 흘러들어 가면 수질 오염의 일종인 부영양화 현상이 나타납니다. 그래서 폐수를 정화시킬 필요가 있습니다. 일반적으로 폐수를 정화시키려면 많은 물이 필요하기 때문에 친환경적이고 비용이 저렴하게 하고 싶다면, 포플러를 이용하면 됩니다. 이 식물은 가로수로 흔하게 볼 수 있습니다. 이 나무는 유기양분이 들어 있는 폐수를 하루에 5L 이상 흡수하여, 양분은 생장에 사용하고 나머지 물은 증산 작용을 거쳐 대기 중으로 방출시킴으로써 오염된 물을 깨끗하게 만들어줍니다.

           마지막으로, 흔한 갈대를 이용할 수도 있습니다. 맑은 물속에는 우리의 눈에 보이지 않는 작은 미생물과 원생생물이 많이 살고 있습니다. 즉, 이런 생물들이 살고 있는 물이라야 맑고 깨끗한 ‘살아 있는 물’이라고 할 수 있습니다. 그러나 이런 생물들은 물속에서 산소를 이용하여 살아가기 때문에, 물속에 산소가 얼마나 녹아 있느냐(용존 산소량이라고 합니다)에 따라 살 수 있는지 여부가 결정이 됩니다. 이런 중요한 용존산소량을 바로 갈대와 부레옥잠 같은 수생식물이 올려줍니다. 이 식물들은 광합성을 하고 그 결과 생겨난 산소를 물속으로 방출하는 방법으로 용존 산소량을 증가시켜 주는데 도움을 줍니다.

           이 많은 종류의 식물들 말고도 굉장히 많은 식물들이 환경정화 효과가 있고 가격도 저렴했습니다. 그래서 저는 느꼈습니다. ‘아 이걸로 많이 정화를 하고 있겠구나. 그래서 주변에 그런 식물들이 조금씩 보이는 거구나 내가 못 본 곳에는 더 많은 환경 정화 식물이 있겠구나.’ 그러나 조사를 따로 해보니 현재 우리들은 친환경 정화도구(은행나무, 포플러 등의 식물을 말합니다)를 별로 쓰지 않고 그저 기술의 발전으로만 환경을 정화시키려고 하여 이 과정에서 2차 피해를 발생시키고 있습니다. 그래서 저는 우리 각국의 정부들은 기술의 발전에만 매달리지 말고 오히려 친환경 나무를 주변에 심도록 홍보를 만들어 발표하고 연구비 대신에 그것을 이행한 사람들에게 보상을 지급해서 지구 전체의 환경을 위해 국민 스스로 노력하게 만들어야 한다고 생각합니다.

           현재, 병들은 종류가 굉장히 많아 졌고 그 효과 또한 강력해지고 있습니다. 그래서 하나 중요해진 것은 신약으로 새로운 질병들에 대응할 수 있게 되는 것입니다. 우리가 흔히 말하는 일반 의약품은 대부분 천연 물질에서 약효가 인정된 단일 성분만을 분리한 후, 이를 화학적으로 합성해서 개발한 것입니다. 이렇게 만든 화학 합성 약품은 그 빠른 약효와 간편성 덕분에 2차 세계대전 이후 눈부신 발전을 거듭하였습니다. 그러나 화학적 합성 과정에서 발생한 미세한 문제가 인체에 치명적인 피해를 입히는 등 부작용 또한 무시할 수 없었던 게 사실입니다. 그런데, 천연 물질을 그대로 이용한 신약은 화학 합성 약품에 비해 부작용을 최소화할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 이유로 최근의약 관련 회사나 연구소에서 천연 물질을 활용한 신약 개발 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 천연 약품으로 사용되는 것들은 생각보다 종류가 굉장히 많았습니다.

           첫 번째로 십이지장충이 있습니다. 이 구충은 입으로 들어가거나 피부와 접촉하면 5분 이내에 혈관이나 림프관을 통해 폐를 거쳐 소화 기관으로 들어가 소장에 이르게 됩니다. 소장에 자리를 잡은 구충은 이빨로 소장 점막에 착 달라붙어 피를 빨아먹으며 기생 생활을 시작합니다. 이때 구충은 혈액을 빨아먹는 동안, 혈액 응고를 방해하는 물질을 분비합니다. 이것은 혈액이 응고되면 빨아먹기 힘들어지기 때문입니다. 그런데 외과 수술을 할 때도 혈액이 응고되면 수술에 방해가 됩니다. 이때 십이지장충이 분비하는 혈액 응고를 방해하는 물질이 있으면 얼마나 좋을까라는 아이디어에서 약으로 개발된 것이 ‘외과 수술용 혈액 희석제’입니다.

           두 번째로 생소할 수도 있는 내용인 복어 독의 이용이었습니다. 복어의 독은 ‘테르로도톡신’으로, 복어 한 마리에 들어있는 독만으로도 어른33명을 죽일 수 있을 만큼 강한 독성을 나타냅니다. 그러나 이 독을 조금만 투입을 하면 오히려 말기 암 환자와 류머티즘 환자의 고통을 덜어 주는 진정제 역할을 할 수 있습니다. 복어 독은 통증을 가라앉히는 정도가 모르핀보다 강하면서도 중독성은 없기 때문에 새로운 의약품으로 각광받게 되었습니다.

           세 번째로는 현재의학으로도 치료하기가 힘들어 걸리고 초기에 잡지 못하면 결국 죽음에 이르게 되는 무서운 질병인 암의 항암 물질을 과학자들은 찾으려 했습니다. 그 과정에서 3만 종의 천연 물질을 조사를 했는데, 그중에서 주목 껍질의 추출물이 항암 효과가 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 주목에서 추출한 이 물질은 ‘택솔’이라고 부릅니다. 이 주목이 항암 물질인 이유는 바로 분열정지 능력 때문입니다. 암세포는 정상 세포와는 달리 필요 이상으로 세포 분열이 많이 일어나면서 번식해 가는 특징이 있습니다. 만약 이 세포 분열을 중단시키는 물질이 있다면 암세포는 더 이상 번식을 하지 못할 것입니다. 암세포의 세포 분열을 방해하는 능력을 가진 것이 바로 앞서 말했듯이 ‘택솔’입니다. 더 자세하게 설명하자면, 암세포가 증식하려면 세포 분열 중기에 형성된 방추사가 분해되면서 염색체를 양쪽으로 이동시켜야 하는데, 택솔은 방추사의 분해를 방해함으로써 암세포의 세포 분열을 중기에서 멈추게 합니다. 따라서 암세포는 더 이상 세포 분열을 할 수 없게 되므로 죽습니다.

           책에는 학습을 도와주는 효과가 있습니다. 실제로 제가 이 책을 읽어보니 솔직하게 중간 중간에 이해도 안 되고, 이게 정말 한국말이 맞나 싶을 정도인 내용도 많았습니다(아마도 저의 생물학 지식의 부족이 한 부분을 차지했겠죠). 그러나 오히려 이런 어려운 내용이 많았었던 것이 제가 더욱 더 심도 있고 반복해서 읽게 해주었습니다. 뿐만 아니라 제가 ‘어디서 봤었는데...?’ 같은 내용들은 중학교 때 교과서나 생물1 관련 다른 서적에서 추가로 확인을 하여서 다시금 복습을 하게 해 주어서 지식의 복습차원에서도 좋은 것 같습니다. 예를 들면, 암세포의 내용에서 세포분열의 중기에 택솔이 방추사의 분해를 방해한다고 쓰여 있었습니다. 그러나 이 세포분열은 중학교 때 배웠던 기억은 있지만 내용은 조금밖에 기억이 나지 않았기 때문에 다시 한 번보고 지금은 잘 알게 되었습니다. 이렇게 저의 사례로도 알 수 있듯이 책은 정말 어려운 것을 읽어도 조금 수준에 맞지 않더라도 좋은 것 같습니다.

           마지막 주제는 바로 “바이러스와 백신”입니다. 이 부분은 저에게 조금 특별했기 때문에 자세히 설명을 하겠습니다. 2002년 중국에서 발생해 전 세계를 공포의 도가니로 몰아갔던 사스, 최근 인간에게까지 전염되는 것으로 알려진 조류 인플루엔자, 그리고 해마다 예방 주사를 맞아야 하는 독감까지, 이들의 공통점은 모두 바이러스가 원인이라는 것입니다. 그리고 이 바이러스들은 환경에 따라 모습을 자주 바꾸기 때문에 한 번에 퇴치가 불가능하다는 공통점도 갖고 있습니다.

           이렇듯 퇴치가 불가능하거나 매우 까다로운 질병을 일으키는 바이러스들은 오랫동안 인간을 위협해 왔습니다. 이렇게 무서운 바이러스란 대체 무엇일까요? 세포는 400배 이상의 배율로 관찰하여도 그 모양을 정확히 분간할 수 없을 정도로 작은데, 바이러스는 이러한 세포 속에 살고 있습니다. 즉, 바이러스는 300나노미터 이하의 아주 작은 크기로 전자 현미경으로만 관찰할 수 있습니다. 이처럼 바이러스는 주로 단세포로 이루어진 세균보다 더 작은 존재이며, 생존에 필요한 최소한의 단백질과 핵산만을 갖춘 채 나머지는 외부 생명체의 세포에서 얻습니다.

           이렇게 작은 바이러스가 인간에게 침투하면 독감, 소아마비, 광견병, 에이즈 등 다양한 질병을 일으켜 생명을 위협합니다. 바이러스는 크기가 매우 작기 때문에 종류에 따라서는 동물의 배설물이나 물, 공기 등을 통해서도 쉽게 확산될 수 있습니다. 이러한 바이러스의 전염을 막기 위해서는 ‘백신’의 개발이 필수적입니다. 백신은 질병을 일으키는 바이러스의 위력을 약화시키거나 그 일부를 이용하여 만들며, 사람에게 투여하면 면역 작용을 하는 항체를 만들어 주어 똑같은 바이러스가 몸에 다시 투여했을 때 이전의 기억을 바탕으로 쉽게 바이러스를 퇴치할 수 있습니다. 그러나 백신의 개발이 쉽지 않아서 바이러스의 경로 같은 것들을 조사하여 철저히 대비책을 세워야 하는 것이 1단계입니다.

           요즘 감기가 유행합니다. 많이들 마스크를 쓰고 다니죠. 사람들은 왜 독감예방 주사를 맞았는데 감기에 걸리지 라는 생각을 갖고 있습니다. 그러나 사실 독감은 독한감기의 의미를 넘어서서 감기랑 아예 다른 질병이라고 합니다. 둘의 차이는 바로 감기는 리노바이러스와 아데노바이러스 등 100가지가 넘는 바이러스가 원인이 되어 걸립니다. 반면에 독감은 인플루엔자라는 한 가지 바이러스가 원인입니다. 이 내용은 굉장히 신선했습니다. 그 이유는 애초에 100가지가 넘는 바이러스의 원인으로 감기에 걸린다면 그게 효과가 더 강해서 독감이 되어야 하는데 1가지의 바이러스가 독감을 만들고 100가지가 넘는 감기 바이러스를 능가하는 능력을 가졌기 때문이었습니다.

           독감과 감기의 증상도 약간의 관찰력만 있으면 충분히 구별할 수 있습니다. 우선 일반적인 감기는 미열, 두통, 콧물, 기침, 재채기, 인후통 등이 주요 증상입니다. 그러나 독감의 경우 38~40도에 이르는 고열이 5일 이상 지속되기도 하며, 오한과 발열이 반복되고 근육통을 호소하며 심하면 구토와 설사 증상을 보이기도 합니다.

           독감과 감기는 치료 기간에도 차이가 있습니다. 감기는 3~5일에서 길어도 일주일이면 회복되지만, 독감은 보통 15일에서 한 달간이나 머물며 체력을 축내고 그 틈으로 폐렴이나 기관지염 등 또 다른 합병증을 불러올 가능성이 높습니다. 또한 독감은 그 지역 내에서 10~20퍼센트의 발병률을 보이는 것처럼 전염성이 강합니다.

           그래서 독감 예방 주사는 독감이 유행하기 최소 2주 전까지는 맞아야 합니다. 보통은 접종한 지 1주에서 2주 만에 항체가 생성되기 시작하여, 4주 정도 후면 최고조에 달하고, 효과가 지속되는 기간은 보통 5개월에서 1년 정도입니다. 우리나라에서 보통의 독감 유행 시기는 1월~3월이므로 9월~11월 사이에는 예방접종을 하는 것이 좋습니다.

           이 책은 종자내용에서 바이러스까지 굉장히 폭넓은 생물학 지식을 포함하고 있습니다. 그래서인지 제가 스스로도 생물학을 못한다고 생각하고 읽으면서 관련내용을 찾아보기도 하였고 내용 한순간 한순간 책의 내용에 관해서 혼자 생각해보았습니다. 예를 들어 신약 편에서, 언젠가는 신약도 종자화 될 것이라고 생각했습니다. 그 이유는 어차피 병들의 종류는 갈수록 많아지고 있고 그에 대한 그 국가만의 치료약이 개발될 텐데 그 약은 전 세계에서 희소성이 생기므로 그 약의 개발법을 팔고 인세를 계속 받을 것이라는 미래를 예상하였습니다.

           이렇듯 별거 아니게 보이는 내용이라도 평소 한 번도 혼자 생각을 해 본 적이 없는 저에게는 특별했고 그 면에서 제게 이 책은 소중했습니다. 또한 바이러스와 백신 부분에서 가장 인상이 깊었던 내용은 백신을 개발하기가 힘들지만 유행성인 위독한 병에 대한 백신을 개발했을 때 많은 사람들을 살릴 수 있다는 점입니다. 이 내용은 저의 꿈과도 연결이 되었습니다. 물론 제 꿈은 신약 개발자라거나 백신 연구원 같은 것이 아닙니다. 저는 그저 의사의 꿈을 갖고 있습니다. 또한 의사가 되기 굉장히 힘들다는 것도 알고 의사가 되면 하는 일은 그냥 개발된 약의 지식으로 병을 처방하는 것인 것도 압니다. 그러나 세상에는 정해져있는 일이라는 게 없는 것 같습니다. 유명 연예인이 사업을 할 수도 있는 것이고, 삼겹살집 사장님이 목축을 직접 같이 하실 수도 있습니다.

           그래서 제가 생각하는 것은 의사도 똑같은 것 같습니다. 삼겹살은 그저 돼지를 받아다가 가공해서 파는 것이 아니라 원료인 돼지를 직접 키울 수도 있습니다. 그것처럼 저도 만약 의사가 되더라도 시간을 짬 내어 공부를 할 것입니다. 그래서 직접 약을 개발은 할 수 없을지라도 아이디어를 약사들에게 제공을 해서 약 제조에 기여를 할 수도 있습니다. 그래서 저는 이렇게 혼자 꿈에 관련해서 생각을 하게 해줬다는 점에서 이 책이 또한 특별했습니다.

           물론 이것은 제가 꿈을 이룬 뒤에나 노력을 할 자격을 얻게되고, 기회가 생기게 됩니다. 그러니 저는 열심히 더 생물공부 또한 지속해 나가서 언젠간 제 꿈을 이루겠다는 다짐을 하였습니다. 이 책은 제 인생에서 매우 도움이 된 책 같습니다.