한림원출판사 홈페이지에 오신것을 환영합니다.
 
 
 
 
 
Home > 순수과학 > 생물
DNA 백년사 (Franklin H. Portugal , Jack S. Cohen - 이대실 역)
 

판매가격 : 15,000원

구매문의 : MS북스 (TEL. 02-707-2343)

 
 
책소개작가소개목차

Franklin H. Portugal, Jack S. Cohen 저 | 이대실 역| 한림원| 2011.07.07 | 411p | ISBN : 9788993512267

토드 경(Lord Todd)의 머리말

과학은 인류사회에 즉각적이고 엄청난 영향을 미칠 정도로 발전하였다. 이러한 과학발전의 대표적인 사례가 DNA(deoxyribonucleic acids)의 이중나선 구조의 발견이다. 그 발견 자체가 유전학과 분자생물학에 미친 영향은 너무도 커서, 초기의 DNA연구역사를 잊어버리고 이러한 발견이 어느 날 갑자기 이루어진 것처럼 생각할 정도다. 왓슨(James Watson)과 크릭(Francis Crick)의 연구결과에 대한 생물학적인 의의와 그 중요성을 완전히 파악하기 위해서는 자연에 존재하는 두 가지 핵산(DNA와 RNA)의 화학적 성질과 3차원적 구조 또 생물 유전현상의 원리와 특성 등에 관해 지난 세월동안 거론된 연구발상과 실험결과들을 꼼꼼히 들여다보아야 한다.
폴투갈과 코헨이 본서(本書)를 저술하기 전까지는 이런 종류의 상세한 역사서술은 거의 없었다. 본서는 1869년 미셔(Miescher)가 핵질(nuclein)이라 불리는 구조를 발견할 때부터 최근 유전암호의 발견까지의 발달상황을 광범위하게 다루고 있다. 이 책은 전문가들만을 위한 책은 아니며 일반인들도 읽고 이해하기 쉽게 기술되었다.
인간의 기억력은 한계가 있으며 시간이 흐름에 따라 점점 더 불분명해진다. 그러므로 많은 과학적 성찰에 연루된 사건들이 기억되어지지 않고 대부분 사라지곤 한다. 본서의 저자들은 초기 사건들이 기록된 문서들에 많이 의존하였지만, 내가 보는 견해로는 저자들이 실제 사실들을 매우 정확하게 서술하고 있다고 본다. 저자들은 지난 35년간의 화려한 DNA연구에 참여한 생존 학자들과 관련연구자들을 찾아 면담하였고 또 그들의 논문들을 조사하여 본 DNA백년사를 종합하였다. 그래서 이를 통해 사실적이고 현장감이 넘치는 DNA의 지난 발자취를 정확하고 흥미롭게 독자들에게 전달하리라 생각한다. 이 이야기는 금세기의 가장 중요한 과학발전사(科學發展史)라고 할 수 있다. 물론 저자들은 어떤 사건 또는 개인의 공헌도에 관해서 사견을 표현하였으나, 나는 그들의 의견이 매우 객관적이라고 본다. 아무튼 저자들은 금세기 생물학에서 가장 복잡하고 신비로운 DNA의 발전과정의 실체를 파헤치는데 커다란 공헌을 했다고 생각한다. 이 책은 과학사(科學史)의 지침서로, 또 분자생물학의 기본서로 추천하고자 한다.



머 리 말

이 책은 1869년 DNA 발견으로부터 1960년대의 유전암호의 해독까지 총13장에 걸쳐 설명하고 있으며, 현대과학에 있어 가장 놀라운 발전상을 보여주고 있다. 많은 과학자들의 노력에도 불구하고 DNA의 화학적 구조와 생물학적 기능은 때에 따라 예기치 않았던 실험방법들에 의하여 서서히 밝혀졌다. 사실 이 문제를 해결하는데 100년 이상의 시간이 필요하였으며 많은 의외의 지식들이 축적됨으로서 가능하였다. 20세기 초부터 1940년대까지 DNA는 뉴클레오티드(nucleotides)라고 불리는 4개의 단위로 구성된 작은 분자라고 여겨졌었다. 그리고 DNA는 생물학적 중요성은 거의 없다고도 생각되었다. 하지만 그 후 많은 연구를 통하여 DNA는 자연에 존재하는 가장 큰 분자중의 하나이며, 몇 천개이상의 뉴클레오티드로 이루어진 매우 중요한 유전물질임이 밝혀졌다. 드디어 1953년 두 젊은 과학도-왓슨(James Watson)과 크릭(Fransis Crick)-이 DNA의 물리화학적 구조모델을 제시하기에 이르렀다. 이는 당시까지의 인류관점을 너무 급변시켰기 때문에, 유명한 유전학자인 와딩톤(C.H. Waddington)은 그 두 사람의 연구는 “생물학에서 금세기 최고의 발견임에 틀림없다”라고까지 했다. 이 책의 저술목적은 DNA 연구역사를 초기부터 현재까지 기록함으로써 앞으로의 발견들이 앞선 발견들과 연관성을 이어주기 위한 것이다. 우리는 이 책을 전문과학자나 과학역사학자뿐만 아니라 일반 독자들에게도 쉽게 이해할 수 있도록 저술하였다.
DNA의 화학구조와 생물기능을 이해하는 데는 상당한 전문적인 지식이 필요하기도 하다. 우리가 본문에서 모든 전문적인 내용들을 설명할 때는 독자들이 현재 고등학교 수준의 기초화학과 생물지식을 갖고 있다고 가정하였다. 한 세기에 걸친 과학탐구에서 6개 이상의 전문연구분야가 관여되어 있어서, 본 과학역사서(科學歷史書)에서는 쉽고 재미있게 이해하도록 과학역사전문가에게 꼭 요구되는 몇 가지 구체적인 사항을 생략할 수밖에 없었다. 아쉽게도 우리는 휼겐(Robert Feulgen)이나 뱅(Ivor Bang)같은 초기 화학자들의 연구를 충분히 검토하지 못했다. 또 퓨린(purines)과 피리미딘(pyrimidines)의 화학적 성질과 뉴클레오티드에 대한 후기 연구에 대해서는 이 책에서 포함시키지 않았다. 하지만 DNA라는 주제와 직접 관련되는 RNA와 단백질에 대한 연구는 포함시켰다. 이러한 관점으로 본다면 본서는 포괄적인 역사책을 쓴 것도, 또 완전히 학문적 내용을 담은 과학서도 아니다. 최근 출판된 후루톤(Joseph Fruton)과 올비(Robert Olby)의 두 저서는 이런 관점에서 좀 더 특별한 기능을 갖고 있다. 후루톤(Fruton)의 저서인 “분자와 생명(Molecules and Life)”은 일반생화학의 역사서이며 DNA 연구가 제자리를 찾을 수 있는 틀을 제공하였다. 올비(Olby)의 저서인 “이중나선으로의 행로(The Path to the Double Helix)”는 복잡한 분자구조, 특히 DNA 구조에 대한 문제를 풀기 위해 X선 회절연구에 초점을 맞추고 있다. 이 책의 구성은 하나의 질문에 대한 그 해답을 찾아가고 있다. “DNA는 과연 무엇이며, 세포 안에서의 그 기능은 무엇인가? 왜 과학자는 이 질문을 밝히는데 100년 이상이나 걸렸는가?” 이 책은 한 과학적 원칙에 집착하지 않고 서로 연관된 여러 전문분야를 망라하여 탐구되어온 DNA연구의 실제 발전과정을 서술하고자 하였다. 이로써 DNA는 생화학사(生化學史)에서 뿐만 아니라 발생학, 생물학, 유기화학, 조직학, 생리화학, 유전학 등 모든 분야에 핵심과제로 부상하였음을 보여주려고 했다.
이 책의 각 장(章)은 가능한 한 DNA 연구의 발달과정을 연대별로 기술하였다. 우리는 당시 과학자의 생각과 가설들을 현재 과학자로서 회고하는 입장이 아니라 그 당시 과학자들의 입장에서 설명하려 노력했다. 우리의 목표는 훗날에 당시의 발견이 실수였다고 판명되었을지라도 특정 분야에서 중요한 발전과 영향을 끼칠 수 있음을 보여주고 싶었기 때문이다. 대부분 연구가 그러하지만, 한가지의 확실한 관찰로부터 출발하여 그 다음 연구결과로 반드시 이어지는 것이 아님을 보여주고, 또한 실제 이 연구의 발전경로를 보여주려는 것이다.
우리는 등장하는 중요한 과학자들마다 그들의 개인적 신상을 포함시켰다. 이러한 사실들은 왜 그 특정인이 한 연구분야에 있어 다른 동료들보다 어떤 특이한 발견을 먼저 할 수 있었으며, 또 그 발견이 어느 정도나 우연성이 있었는지를 판단하는데 매우 중요하기 때문이다. 지난 수세기 동안 과학은 많이 관행적인 업무였으나, 이런 요인들은 미셔(Friedrich Miescher)가 1869년 처음 핵질을 발견했을 때와 같이 20세기에도 발견에 큰 도움을 주는 요소라 할 수 있다. 우리는 이런 개인적인 배경을 자세히 언급함으로서 과학이 인간관계가 배제된 단순한 추상적 활동이나 개인적인 행동이 아니고 상호작용하는 인류의 활동방식이라는 것을 일깨워주고 싶었다. 우리는 DNA연구발전과정에서 특정사안들을 검증하고 그 당시의 느낌을 살리기 위하여 많은 과학자들과 면담을 하였다. 하지만 이런 면담으로부터 얻은 사실들이 반드시 한 역사적 사건을 정확히 표현한다고는 생각하지는 않았다. 유명한 과학사학자인 베니슨(Saul Benison)이 말한 것처럼 “구술(口述)역사는 매우 오도될 수 있다. 그것은 口述 역사가가 구술적 회고담을 모으는데 주력하지만, 실제 역사는 이미 쓰여진 기록에 의한 것이기 때문이다. 지금 DNA의 역사에 대한 저술도 쉬운 작업이 아니다.” 샤가프(Erwin Chargaff)가 말한 것처럼 “그 당시의 모든 핑계와 불합리, 의심스러운 회상들을 가지고 있는 한은 매우 어려운 작업이다.” 물론 우리는 가능한 한 원래의 사실을 포함시키려고 시도했으며 1장의 미셔(Friedrich Miescher)에 대해 독일어로 작성된 최초문서 몇 가지를 인용한 것이나 4장과 9장에 DNA 화학적 역사에 대해 자세히 설명하는 부분, 또 7장에서 DNA에 의한 유전형질전환(transformation)에 대해 애버리(Avery)와 그의 동료들이 설명한 부분, 12장의 유전암호에 대한 연구들을 묘사한 부분에서 그 실례를 찾아 볼 수 있다. 누군가가 이 분야에서의 발달과정이 분자유전학자들에게 어떻게 도움을 줄 수 있겠느냐고 회의적으로 생각하는 것은 그리 이상한 일은 아니다. 우리가 여기서 말할 수 있는 것은 DNA연구의 돌파구가 이처럼 예측불가능하고 변화무쌍한 환경에서 창출되었으므로 “학교”나 조직적인 “협동연구기관”이 반드시 대 발견의 성공률을 높인다고 단언할 수 없다는 점이다. 일반적으로 모든 사람에게 과학과 기술에 대한 지식이 꼭 필요한 것은 아니며, 또한 현대사회의 젊은이들은 과학을 취미로 삼기에는 너무 딱딱하고 논리적이어서 거부반응을 보이고 있다. 비행기의 제트엔진 작동법이나 항공역학법칙을 이해할 필요가 없는 것과 마찬가지로 번식기능을 가진 DNA나 유전학을 이해할 필요는 없다고 본다. 하지만 확실한 것은 인류가 사고를 시작한 이래 모든 발견 중 가장 우리를 경외하게 하는 것은 생명의 신비를 향한 탐구노력일 것이다.


감사의 글

이 자료를 수집하는데 있어서 우리는 미국 자연과학협회(American Academy of Arts and Sciences, 1972-1973)로부터의 연구보조금을 받았다. 본서(本書)에 도움을 주고 관심을 둔 생화학과 분자생물학 분과위원장인 에드살(John Edsall)과 다른 위원들에게 심심한 감사를 드리는 바이다.
우리의 인터뷰에 응해주신 벤디치(Aron Bendich)와 캐스퍼손(Torbjörn Caspersson), 샤가프(Erwin Chargaff), 콘(Melvin Cohn), 펄베그(Sven Furberg), 홀리(Robert Holley), 호치키스(Rollin Hotchkiss), 리더(Philip Leader), 니렌버그(Marshall Nirenberg), 오초아(Severo Ochoa), 팁슨(Stuart Tipson), 토드 경(Lord Todd) 그리고 윌킨스(Maurice Wilkins)에게 감사드린다. 그들이 우리와 독자들에게 자신들의 독창적인 연구발표를 가능케 했던 과학사상의 상호작용에 대해 새로운 시각을 심어준 것에 깊이 감사를 드린다. 또 미국물리학연구소의 물리학역사박물관과 그 연구소 부소장인 워나우(John Warnow), 보어(Bohr)도서관, 면담자료 제작에 도움을 준 연구소 동료들에게 감사를 드린다.
우리는 다음의 여러분들에게 각 장에 특별한 제안을 하여주신 데 대해 깊은 감사를 드린다: 다운스(Alexander Dounce)와 콘(Waldo Cohn), 조르단(D.O. Jordan), 맥카티(Maclyn McCarty), 故 머스키(Alfred Mirsky), 와이트(Gerard Wyatt), 매이어(Ernst Mayr), 미셔(Ernst Miescher), 슈미트(Gerhard Schmidt), 쉐퍼(Hans Schaefer), 게일(Ernest F. Gale), 故 크레이그(Lyman C. Craig), 호그(james F. Hogg), 피터스(Kalus Peters), 코번(Alvin F. Coburn), 닥터(Bhutendra P. Doctor), 오렐(Viteslav Orel), 코헨(Seymour Cohen), 데이비스(David Davis), 겔러트(Martin Gellert), 마일스 쥬니어(Todd Miles, Jr.) 그리고 피클스(E.G. Pickles), 또 우리에게 특별한 조언을 주신 베니슨(Saul Benison)과 올비(Robert Olby), 멘델손(Everett Mendelsohn) 그리고 와이너(Charls Weiner)에게도 감사드린다. 물론 본서(本書)에 기술된 내용이나 해석상에 오류가 있다면 그 책임은 우리 몫이다.
메릴렌드주 베데스다에 있는 국립의학도서관과 미국 국립보건원 도서관은 매우 중요한 도움을 주었다. 우리는 다음과 같은 도서관들도 이용하였다. 이때 도움을 준 여러분에게 감사드린다. 뉴욕 록펠러대학 도서관의 스턴펠트(Ruth Sternfeld)와 머스키(Sonia Mirsky), 필라델피아의 미국철학협회 도서관의 스미스(Murphy D. Smith)와 밀러(Carl F. Miller), 파사디나 캘리포니아 공과대학의 굳스타인(Judy Goodstein), 워싱턴의 국회도서관, 스위스 바젤의 바젤대학 도서관, 서독의 튀빙겐대학 도서관, 그리고 볼티모어의 존스 홉킨스 대학도서관 등등. 그리고 독일어와 영어 번역에 샤핀(Chapin)이 수고해 주셨으며 사진을 모으는 데는 국립의학도서관의 카이스터(Keister)가 도움을 주었다.
끝으로, 우리는 이 원고교정을 도와준 분들인 하스(Haas)와 셀너(Sellner)에게 감사하며 이 책이 나오기까지 도움을 주신 모든 분들에게 감사드린다.



역자의 글

생명현상은 무엇일까? 예나 지금이나 생명현상은 과학자의 최대 관심꺼리다. 그들은 생명현상을 그들 나름대로 투영하고, 실증적으로 해석하려는 노력을 거듭하여 왔다. 하지만 방대하고 종합적인 생명현상을 한두 가지의 산발적인 과학이론만가지고 총체적으로 이해한다는 것은 역부족이었다. 실증적인 과학이론으로 발전하기에는 많은 시간을 요구하였다. 다행이 19세기 미셔가 생명현상의 실타래를 풀기 위하여 핵질(nuclein)이라는 세포핵의 물질을 실험대상으로 올려놓았을 때, 그 구체적인 연구접근의 실마리가 잡혔다. 당시 과학자들은 시대적인 과학철학을 가지고 실증적인 구현을 위하여 기술적인 제약과 시대적 연구범위를 극복하면서 한 걸음씩 도약하였다. 결국 핵산의 구조와 그 생물학적인 기능의 일차적인 규명은 100년이라는 시간을 요하였다. 지난 일세기동안 수많은 과학자들은 유전물질을 찾으려 연구에 연구를 거듭하였고, 그에 따라 애환과 환희를 맛보았으며, 현실과 가상의 세계를 넘나들며 생명의 실마리를 분자수준에서 찾았다. 결국 “DNA”라는 생체분자였다.
“DNA”-- 이는 생체단백질의 일차적인 구조와 합성정보를 담고 있으며, 더 나아가 생명현상을 총괄하고 있는 유전정보의 수용매체이다. 이 유전정보를 통해 생물 간의 교류가 시작되었고, 또 새로운 과학과 기술을 창출해 주고 있다. 다시 말해서 이 유전정보는 생명현상의 이해하려는 범주를 넘어서 이제 산업정보로 이어지고 있다는 말이다. 미래사회의 산업구조가 바로 이 DNA로 부터 조형되고 있음을 알게 되었다. 더욱이 생명과학은 이 시대의 모든 과학도와 지식인에게 새로운 가능성과 미래사회에 대한 예측이 이 DNA에서부터 출발하고 있다.
이 “DNA 백년사”를 통하여 당시 현장과학자들의 생각을 접할 수 있고, 그 가설에 대한 허상을 실험을 통하여 실상으로 만들어가는 과정을 엿볼 수 있다. 어떻게 생명과학이 시작되고 전개되며, 또 다양한 과학분야가 상호협력을 통하여 그 구체적인 모양을 형성해 가는지를 배울 수 있었다. 결국 지난날의 생명과학의 흐름과 뒤안길, 그리고 분자생물학의 탄생과 유전공학의 현장을 방문하여 그들의 생각과 접근방법을 들여다봄으로서 과학의 고향을 접하고 그 특유한 취향을 감지하면서 우리의 미래를 생각하게 한다.
한 과학영역이 탄생하기까지는 수많은 과학자의 고뇌와 노력들로 점철되어 있다. 우리는 DNA백년사를 통해 어떻게 과학이 태동되어 형상화되었으며, 한 계단씩 전진하는지 재발견할 수 있었다. 이러한 생명과학의 전통은 모든 과학도에게 좋은 방향제시와 현장경험을 맛 볼 수 있으리라 생각한다. 생명현상은 모든 과학의 공통적인 연구대상이고 관심사이기 때문이다. 현 ‘생명과학’의 위치는 기나긴 연속선상의 일점에 놓여있다고 볼 수 있다. 다시 말해 끝없는 행진일지도 모른다. 그래서 생명현상은 모든 과학자와 지식인에게 미래 방향을 설정해 주고 그 실현을 위하여 에너지의 재충전을 요구하고 있다.
역자는 이 “DNA 백년사”를 소개함으로서 모든 과학인에게 자연과학의 기준점을 제공하고, 새로운 과학영역을 찾아가는 안내서가 될 수 있다고 판단되어 이 책을 재번역하기로 하였다. 하지만 막상 일차번역을 마치었을 때 우리는 많은 벽에 부딪쳤다. 과거 생명학자들이 갖고 있던 시대적 배경과 함께 그들의 생각과 철학을 이해하는데 한계가 있었다. 또한 그들이 활동한 지리적 여건과 문화적인 장벽도 넘기 힘든 고개였다. 또한 현행 과학용어는 DNA백년사를 소화하기에는 역부족이었다. 더욱이 생명과학은 다양한 학문분야가 간여됨으로서 그에 따른 전반적인 과학지식과 함께 표준과학용어가 필요하였다. 그래서 일차적으로 학계에서 통용되는 용어는 그대로 사용하였으나, 새로이 등장하는 용어는 그 의미에 따라 용어를 제정하여 사용하였다. 추가적으로 과학용어와 과학자의 이름은 가급적 원어를 함께 넣어 이해를 돕도록 하였다.
초간본을 출간한지 15년이 지나서, 이 번역서의 내용을 재차 숙독할 시간을 갖게 되었다. 많은 부분에서 미숙함을 발견하였고, 또 번역의 완성도가 떨러짐을 알았다. 그래서 늦었지만 ‘DNA백년사’의 정확한 원본내용의 전달과 함께 읽기 쉬운 표현을 원칙으로 하여 재번역을 착수하였다. 이 작업은 일반 과학도와 DNA를 공부하는 후학들을 위해서도 꼭 필요하다고 보았다. 다행히 그간 많은 유전공학의 현장연구경험, 그리고 신문이나 잡지에 기고한 경험을 통해서 이 재번역의 완성도를 높힐 수 있었다고 자평해본다.
마지막으로 책의 초간본을 꾸밀 때 일차 번역을 맡아주었던 최지영 선생님께 깊은 감사를 드립니다. 당시 그녀의 정성어린 노력이 없었더라면 1차 번역서 출간사업을 시작하지 못하였을 것이다. 멀리 미국에 계신 최지영 선생님께 다시 감사의 말을 전합니다.

2010년 9월 대덕연구단지에서
이 대 실