세포의 세계는 굉장해 - 세포의 구조부터 질병 치료 기술까지(오도독 시리즈 8)

생명의 근원을 찾아가는 흥미진진한 탐험,

세포에 대한 모든 것

우리 몸을 이루는 가장 작은 단위가 무엇인지 알고 있나요? 바로 ‘세포’예요. 사람뿐만 아니라 동물, 식물, 심지어 미생물까지, 세상 모든 생명체는 세포로 만들어져 있죠. 2025년부터 바뀌는 중학교 과학 교과서에서 세포를 다루는 내용이 크게 늘어났다고 해요. 그만큼 우리 사회에서 생명과학의 중요성이 커지고 있다는 뜻이에요. 생명과학에서 세포는 기본 중의 기본 개념이거든요.

《세포의 세계는 굉장해》는 세포에 대한 모든 궁금증을 청소년의 눈높이에 맞춰 쉽게 풀어 주는 책이에요. 세포 소기관, 세포 분열, 체세포 복제 같은 핵심 개념을 명쾌하게 설명하는 것은 물론이고, 현미경 발명부터 노벨상 수상으로 이어지는 세포 연구의 역사를 쉽고 재미있게 담아냈어요. 나아가 세포를 활용한 생명공학 기술이 미래 사회를 어떻게 바꿀지도 살펴봐요. “세포도 하나의 생명체일까?”, “세포는 외계에서 왔을까” 등 흥미로운 질문으로 ‘틈새 토론’까지 더해 과학적 사고력과 상상력을 키울 수 있는 건 덤이랍니다. 이 책과 함께 놀랍고 신비로운 세포의 세계를 탐험해 보세요!

[목 차]
  

1장 없이는 우리도 없어

#세포 #조직 #기관

#대사 과정 #DNA #세포의 구조

생명체의 기본 단위

세포는 어떻게 우리가 될까?

세포들의 상호작용

몸 안의 작은 방

그래서 세포가 뭐라고?

세포는 왜 작을까?

세포의 구조가 궁금해

식물세포의 특별한 소기관

[틈새토론] 세포도 하나의 생명체일까?

 

2장 현미경이 발견한 개성 만점 세포들

#현미경 #생물학 #미생물

#원핵세포 #진핵세포 #바이러스

생물학의 눈이 된 현미경

미생물학의 아버지

미생물의 세계를 찾아서

광학 현미경부터 전자 현미경까지

세포의 종류가 이렇게 많다니

세포, 이렇게 나눠 볼까?

세포는 어떻게 만들어져?

[틈새 토론] 세포는 외계에서 왔을까?

 

3장 노벨상으로 보는 세포의 역사

#세포 생물학 #세포 분열 #모델 생물

#세포 주기 #자가포식

노벨 생리의학상과 세포 생물학

세포의 구조와 기능을 밝히다

세포의 운명 결정자, 유전자

노벨상 1등 공신이 된 모델 생물

체세포 분열 과정은?

생식세포 분열 과정은?

세포의 죽음과 부활

세포로 노화를 방지한다고?

슈퍼마켓에서 노벨상까지

[틈새토론] 노화를 늦추는 연구를 해도 될까?

 

4장 줄기세포가 만능 치료제라고?

#배양육 #줄기세포 #유전자 편집

#체세포 복제 #오가노이드

실험실에서 만든 고기

반려동물을 되살린다고?

동물 복제의 치명적 문제

멸종동물을 복제할 수 있을까?

미래를 바꿀 줄기세포 기술

암에 걸리지 않는 쥐의 비밀

암 정복을 향하여

오가노이드로 열리는 새로운 세상

[틈새 토론] 줄기세포로 복제 인간을 만들어도 될까?

 

사진 출처

[본 문]
  

▶14쪽

세포는 알고 보면 우리 주변 어디에나 존재해. 우리가 일상에서 쉽게 접하는 많은 것이 세포로 이루어져 있다는 걸 알면 정말 놀랄 거야. 햄버거를 생각해 보자. 햄버거에 들어가는 양상추와 양파도 세포로 이루어져 있어. 물론 소고기 패티도 마찬가지야. 식물의 잎과 뿌리, 그리고 동물의 근육과 지방은 모두 세포라는 기본 단위로 구성되어 있다는 걸 알 수 있지.

 

▶19~20쪽

세포들이 힘을 합치면서 개별 세포 하나하나는 할 수 없는 새로운 기능이 생겨나기도 해. 이런 현상을 ‘창발성’이라고 불러. 쉽게 말하면, 작은 조각들이 모여서 ‘와! 이런 기능도 가능하네?’ 같은 새로운 특성이 나타나는 거지. 그리고 창발성과 비슷하지만 조금 다른 개념이 있어. 바로 ‘떠오름 현상’이야. 이건 어떤 원리나 조건이 있으면 그 결과가 반드시 따라오는 현상을 말해. 예를 들면, 빛이 있으면 그림자가 생기는 것처럼 말이야. 창발성은 ‘새로운 특성’이 생기는 거고, 떠오름 현상은 ‘반드시 따라오는 결과’라는 점이 다르다고 보면 돼.

 

▶32쪽

세포의 크기가 너무 커지면, 세포 안쪽까지 영양소와 산소가 제대로 공급되기 어려워져. 그러면 세포는 대사를 제대로 못하고, 기능이 떨어지면서 결국 죽을 수도 있어. 세포는 각 부분이 제대로 기능하려면, 필요한 영양소랑 산소가 빠르고 골고루 퍼져야 하거든. 그래서 세포는 크기만 키우기보다는 세포 수를 늘리는 방향으로 진화한 거야.

 

▶69쪽

과학자들은 세포를 더 깊이 연구하고 싶어 했고, 이를 위해 전 세계의 연구자들이 협력해 진행하고 있는 프로젝트가 있어. 바로 ‘인간 세포 아틀라스 프로젝트’야. 쉽게 말해, 인간 세포의 지도를 만들려는 계획이지. 이 프로젝트는 2016년부터 미국 MIT 브로드 연구소, 영국 케임브리지 생어 연구소, 웰컴 트러스트 재단 등이 주축이 되어 진행하고 있어. 이들은 뇌, 간, 소장, 대장, 혈액에 포함된 세포의 종류와 수, 특성을 알아내는 것을 목표로 하고 있어.

 

▶87~88쪽

노랑초파리와 예쁜꼬마선충 같은 생물들을 ‘모델 생물’이라고 불러. 과학자들은 사람을 직접 연구하기 어려웠기 때문에, 연구에 알맞은 생물을 골라서 대신 사용했어. 대표적인 모델 생물로는 이 외에도 대장균, 애기장대, 효모, 쥐, 제브라피쉬, 암세포 등이 있어. 이들은 생명공학 발전에 기여하는 숨은 공로자라고 할 수 있어.

 

▶97쪽

체세포 분열의 단짝인 생식세포 분열도 알아보자. ‘생식세포 분열’은 정자나 난자 같은 생식세포가 만들어지는 과정을 말해. 단세포 생물에서는 세포 분열이 체세포 분열이자 생식세포 분열이지만, 많은 다세포 생물은 체세포 분열과 생식세포 분열의 과정이 달라.

가장 큰 차이점은 세포 내 염색체의 수가 반으로 줄어들고, 하나의 모세포가 4개의 딸세포로 나뉜다는 점이야. 이 과정에서 염색체 수가 반으로 줄어드는데, 이것 때문에 생식세포 분열을 ‘감수 분열’이라고 불러. 감수 분열은 한 번만 나누는 게 아니라 두 번 연속으로 분열이 일어나거든.

 

▶117쪽

배양육이 주목받는 이유는 안정적으로 식량을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 가축을 키울 때 나오는 환경오염도 줄일 수 있기 때문이야. 실제로 가축을 기르는 과정에서 매년 30억 톤이 넘는 이산화탄소가 배출된다고 하거든.

배양육이 장점만 있는 건 아니야. 생산 비용이 많이 줄었다고는 해도, 아직 대량생산이 어려워서 같은 양의 고기를 만드는 데 드는 비용이 훨씬 비싸. 실제로 2013년에 첫 배양 패티 하나를 만드는 데 약 4억 원이나 들었어.

 

▶128쪽

우리 몸의 세포는 보통 70번 정도 분열하고 재생된다고 해. 줄기세포도 마찬가지로, 계속 재생하다가 정해진 횟수를 넘으면 더 이상 기능하지 못하게 돼. 그런데 만약 기술이 발전해서 줄기세포가 이런 한계를 극복하고 계속 건강하게 기능할 수 있다면? 그럼 우리는 200살, 아니 그 이상까지 건강하게 살 수 있을지도 몰라.

 

▶136쪽

유사장기는 ‘오가노이드’라고 부르는데, 2009년에 네덜란드에서 처음 만들어졌어. 오가노이드는 줄기세포를 3차원으로 배양해서 실제 몸속 장기와 구조와 기능이 비슷한 작은 장기 모델을 만드는 기술이야. 그래서 ‘미니 장기 모델’이라고도 부르지. 이 기술 덕분에 간, 신장, 뇌, 장 같은 다양한 인체 장기의 오가노이드를 만들 수 있어. 특히 이렇게 만들어진 오가노이드는 실제 장기와 매우 비슷한 특성을 갖고 있어서, 신약 개발이나 질병 연구에 중요한 도구로 쓰이고 있어.