이 책은 KAOS재단에서 실시한 강연을 바탕으로 출간되었다. KAOS재단 과학위원회에서는 6개월 단위로 과학주제를 선정하고 그 주제에 맞는 10회 가량의 강연을 기획하여 실시한다. 강연에는 여러가지 이유로 참가하지 못하는지라 매번 책으로 접하고 있다. 과학적 사고의 본질 중 하나는 질문하고 토론하는 것이라고 한다. 그에 걸맞게 강연자들이 해당주제에 대해 강연을 하고, 패널토론으로 보충설명이 이루어진다. 그리고 청중들과 질의응답으로 이어지는 강연은 책으로 읽고 있음에도 매번 과학적 사고에 충실하다는 느낌을 받는다.

2017년 봄에 이루어진 다섯 번째 강연의 주제는 ‘물질에서 생명으로’였다. 우리 인간에게 있어 가장 중요한 질문 중 하나가 바로 생명이란 무엇인가? 일 것이다. 그러나 우리는 아직 이 답을 모르고 있다. 그렇지만 진화는 우리에게 물질이 그 해답의 언저리에 있음을 말해주고 있다. 이번 강연은 이런 생명의 수수께끼를 가장 작은 물질의 관점에서 풀어보고자 도전장을 던졌다고 한다.

생명의 생물학적 정의는 생명체들이 공통적으로 지닌 특징을 통해서 내릴 수 있다고 노정혜 서울대교수는 말한다. 유전과 증식, 대사, 반응, 진화가 바로 그것으로, 이 네 가지 특징을 지니고 있어야 생명체라 할 수가 있다는 것이다. 그리고 이러한 특징을 모두 가지고 있는 가장 작은 단위가 세포라고 한다. 이러한 생명체의 조상을 찾는 방법은 유전자의 염기서열을 비교해서 알 수 있는데, 현존하는 종은 모두 하나의 조상에서 진화했다.

유전자, 즉 DNA(Deoxyribo Nucleic Acid : 디옥시리보핵산)는 유전정보를 전달하여 다양성을 줄 수 있는 생명체의 근본이자 기원이다. DNA의 염기(A.G.C.T)들이 여러 조합을 만들고 이를 RNA가 전사한다. 전사된 염기가 아미노산을 만들고, 아미노산이 연결되어 단백질이 합성된다. 이렇게 만들어진 단백질에 의해서 생명체의 모양과 기능이 결정되고 그 과정에서 다양한 생명체가 만들어진다고 한다. 두번 째 강연자인 조윤제교수는 이러한 유전자(DNA)의 발견과정과 복제메커니즘을 알기 쉽게 설명하며, 이를 바탕으로 한 유전공학, 생명공학의 탄생과 발달과정을 소개한다.

DNA는 DNA와 RNA(Ribo Nucleic Acid : 리보핵산)를 생산한다. DNA의 이중나선이 풀리고 염기가 쌍을 이루게 되면 DNA상의 정보들이 전부 RNA형태로 전환된다. 이처럼 DNA가 기능하기 위해서는 반드시 RNA의 형태로 발현되어야 한다고 김빛내리 교수는 말한다. RNA의 기능은 단백질을 만드는 정보전달자이자, 상당수 바이러스에서는 유전물질의 역할을 하며, 세포를 지지하고 효소로써 촉매역할까지 여러 기능을 수행한다. 그래서 최근에는 최초의 유전물질은 RNA일 수도 있다는 가설이 나오기도 한다. RNA의 다양한 기능은 과거의 흔적일 수도 있다는 것이다.

모든 생명체가 공유하고 있는 분자 그것은 바로 리소솜이 가지고 있는 RNA라고 한다. 이런 RNA의 염기서열을 비교하여 나온 것이 계통수이며, 계통수에서 모든 생물의 뿌리에 해당하는 것이 현존하는 생물체의 가장 오래된 조상(루카 LUCA : the Last Universal Common Ancestor)이라 할 수 있다. 계통수에 시간의 개념을 포함시키면 생명체의 진화과정이 나타나는데 루카는 35억년 보다는 훨씬 전에 생겨났다고 한다. 루카로부터 세균과 고균이 갈라지고, 세균과 고균의 합작품으로 진핵생물이 만들어졌다. 세균과 고균에 있는 유전자로부터 루카의 유전자를 유추해보면 루카는 수소와 이산화탄소와 질소가 있는 아주 뜨거운 환경에서 살았으리라 추정하는데 이는 오늘날 해저 열수구와 같은 환경이라고 한다. 무기물에서 루카가 만들어지는 과정을 화학적진화라고 하는데, 무기물이 방전을 통해 아미노산을 합성하고 원시적인 RNA가 생겨났을 것이라는 가설을 노정혜교수는 들려준다.

김성훈교수는 DNA가 만들어내는 최초의 산물인 단백질이 왜 중요한지를 설명해준다. 2차원적인 정보인 유전자가 삶의 형태로 현실화 되려면 단백질이라는 3차원의 구조로 표현되어야 한다. 또한 인간의 다양성은 단백질 조합의 다양성에서 기인한다. 그래서 단백질의 형태를 보면 몸 속에서 어떤 일을 할지 예측할 수 있기에, 단백질의 구조를 안다면 인간의 건강과 질병에 큰 도움을 줄 수 있다고 말한다. 이 밖에도 이번 강연에서 강연자들은 생명현상을 유지하는데 필요한 탄수화물, 생물의 항상성을 유지하게 해주는 세포막, 모든 생명체에 필요한 에너지, 생체이물질, 게놈, 바이러스에 대한 정의와 특성을 통해 생명이라는 것에 대해 살펴보고 있다.

지금까지 알려진 바로는 우주에서 우리 행성에만 생명체가 살고 있다. 그러나 생명이란 것이 무엇이고 또 지구라는 행성에서 생명이 어떻게 탄생했는지를 안다면 광활한 우주 어디엔가는 또 다른 생명체가 있으리란 생각을 갖게 해준다. 아니 그것을 떠나 생명의 신비를 알아감으로써 우리는 생명에 대한 경외심을 느낀다. 인간이 만물의 영장이라는 생각이 얼마나 인간중심적인지, 그리고 생명에 대한 무지에서 나온 것임을 깨닫게 해 주는 것 같다. KAOS 재단의 다음 강연은 또 어떤 주제를 가지고 찾아올지 자못 기대가 된다.