유전자의 언어를 들은 과학자, 바버라 매클린톡

유전학의 역사를 바꾼 ‘움직이는 유전자(전이 인자)’의 발견자 바버라 매클린톡은 평생을 옥수수 밭에서 보낸 고독한 연구자였다. 그녀는 염색체 속 유전자가 스스로 자리를 옮긴다는 사실을 밝혀내며, 유전 정보의 세계가 결코 고정된 것이 아님을 보여 주었다. 한때 주위의 과학자들로부터 “미쳤다”는 비난을 받기도 한 그녀의 통찰은 수십 년 뒤 분자생물학의 르네상스 속에서 재조명되었다.

 

오해와 고독을 넘어, 진실로 남은 이름

1983년, 매클린톡은 여성 과학자 최초로 단독 노벨 생리의학상을 수상했다. 오랫동안 이해받지 못했던 그녀의 통찰은 결국 생명과학의 새로운 문을 열었고, 그 여정은 과학사의 가장 드라마틱한 순간으로 남았다.

이 책은 과학사학자 너대니얼 C. 컴포트가 매클린톡의 연구와 사유, 그리고 인간적 고독을 정밀하게 복원한 전기다. 한 사람의 시선으로 생명의 질서를 다시 읽어 낸, 한 세기의 지적 모험이 펼쳐진다.

[목 차]

번역하신 분들

번역에 부쳐

원저에 대하여

 

1. 신화

 

2. 자유

‘나한테 손대지 마’

자유주의자

부드러운 천성

가면 벗기기

 

3. 통합

신부 멘델

멘델리즘과 세포학

멘델의 유전법칙에 예외가 되는 현상

옥수수

유전자 개념에 대한 도전

근대의 단계적 통합

현미경의 귀재

환상 염색체와 절단면

체계화되다

‘갑자기 해답을 찾다’

 

4. 무늬

염색체 절단-융합-염색체다리

콜드 스프링 하버

돌연변이 유발

1944년 실험

쌍둥이 섹터

무늬와 염색체 행동

 

5. 조절 인자

자기 조절

조절자의 근원

통합의 막간

수수께끼

“이 유전자는 여기저기 이동한다”

발생유전학의 개척자

생소한 영역으로부터 온 새로운 제안

조절, 양상, 그리고 통합

 

6. 복잡성

무늬 유발원

진주를 뽑아내다

동시 절단과 척력

생물체 안의 유령

복잡성의 미학

 

7. 학계의 반응

대중 앞에 서다

거기 유전자가 있었는가, 없었는가

전이의 복귀

가변 유전자 연구

신념의 표현

귀를 기울이는 청중들

“실험 결과에 의문의 여지는 없다”

 

8. 반응

억제유전자와 돌연변이 유발 유전자

분자적 조절

옥수수의 품종

패턴과 유전자 조절 프로그램

 

9. 르네상스

파지 뮤

초파리의 조절 인자들

삽입 인자

항생제 내성

효모 교배형 전환

삽입 인자, 플라스미드와 에피솜

움직임

과학계의 신데렐라

노벨상

재평가

 

10. 통합 해석

발생 조절

생장과 형태 형성

돌아온 신화

자연현상의 통합

 

부록: 분자 수준에서 맺는말

[본 문]

육체로부터 자유로우면 재미난 일이 생기기도 한다. 아인슈타인은 생각에 잠겨 걷다가 하수구에 빠진 적이 있고, 매클린톡은 자신의 이름을 잊은 적이 있다. “내 기억에 2학년인가 3학년 때 지질학을 들었는데 정말 좋아하는 과목이었다. 모든 학생들이 기말시험을 봐야 했다. (……) 그런데 답안지를 넘기려고 이름을 쓰려는 찰나 내 이름을 기억할 수가 없었다. 너무 당황해서 내 이름을 누군가에게 물어보려 했지만 그들이 나를 괴짜로 생각한다는 것을 알고 있었기 때문에 물을 수가 없었다. 나는 더 초조해졌고, 20분이 지나서야 겨우 이름을 기억해 낼 수 있었다.” _<2장. 자유> 중에서

 

유전학자들이 이온화 방사선을 이용해 유전자를 훼손할 수 있는 방법을 발견하자, 유전자가 안정적이고 자율적이라는 개념은 새로운 지지를 얻게 되었다. 모건은 1914년 라듐으로 돌연변이 유발을 시도했으나 실패했다. 그러나 1927년 텍사스 대학교로 옮긴 뮐러가 X선을 이용해 초파리에서 성공적으로 돌연변이를 유발했다. (……) 그다음 해에는 미주리 대학교의 식물유전학자인 스타들러가 X선과 라듐을 이용해 보리에서 돌연변이를 유발했다. X선 연구는 새로운 유전자를 찾는 일을 촉진했고, 다윈과 멘델 학설을 위협했으며, 진주 목걸이 유전자설을 지지했다. 또 한편으로 다량 돌연변이가 일어난 인간에 관한 철학적인 의문을 제기하게 했다. _<3장. 통합> 중에서

 

옥수수에서 바이러스까지 생명의 세계를 훑어보며, 그녀는 진화적인 변화에 대해 깊이 생각하게 되었고 이렇게 결론 내렸다. “진화는 새로운 것을 창조하지 않는다.” 그녀에게 있어 새로운 것은 다음 3가지 중 하나에서 유래했다. 첫 번째는 ‘세포의 어떤 행동의 상실’ 또는 '돌연변이’이다. 두 번째는 ‘특별한 행동을 해야 할 적절한 시기의 변화’, 그리고 세 번째는 ‘세포 반응에 있어서 특별한 관계의 변화’이다. (……) ‘적절한 시기’의 변화는 자극의 용량 또는 아마도 다른 수단에 의해 야기되었다. ‘특별한 관계’의 변화는 돌연변이 가능성이 있는 영역에서의 ‘상태 변화’를 의미했다. ‘적절한 시기’와 ‘특별한 관계’가 변화되기 위해서는 그들이 처음에 특정 상태와 위치에 놓여 있어야 했다. _<5장. 조절 인자> 중에서

 

매클린톡의 옥수수에서 돌연변이 유발이 빨라지면서 그들의 복잡성이 극적으로 증가했다. 초파리 유전학의 연구 방법은 표준화되어 다른 실험실에서 쉽게 수용할 수 있게 되었다. 그러나 먜클린톡의 실험 재료는 점점 더 복잡해져 그녀의 기술과 분석 방법은 다분히 매클린톡 개인에 국한되었다. 대부분의 옥수수 유전학자들이 확인을 위해 매클린톡의 종자를 사용하기는 했지만, 커미클이 지적한 대로 실험 재료로 사용하기 어려웠다. 간단히 말해 아무도 매클린톡이 할 수 있는 실험을 재현할 수 없었다. 모건 그룹은 초파리 연구 집단을 형성했으나 패턴 형성자는 매클린톡을 다른 옥수수 유전학자들로부터 격리시켰다. _<6장. 복잡성> 중에서

 

그녀는 대중매체가 주목하는 명사가 되었다. 소년처럼 작은 할머니가 된 그녀는 깜박거리는 조명을 들고 실험실을 왔다 갔다 하며 지냈다. 이런 모습을 본 사람들은 그녀가 미쳤다고 생각했다. 하지만 그녀는 공동체 생활을 싫어했고, 돈에도 얽매이지 않았다. 『뉴욕타임스』의 텔치 기자와의 인터뷰에서 그녀는 “나는 79살이다. 체력이 허락하는 한 연구를 계속할 것이다. 나는 즐겁고, 인생이 재미있다”라고 말했다. 텔치는 “그녀가 말하는 즐거움은 스스로 삶을 선택하고, 독립적으로 일하고, 늘 고독과 함께하며, 그리고 무엇보다 유전학적인 난제를 해결하는 데서 오는 경험”이라고 설명했다. _<9장. 르네상스> 중에서

 

“우리는 사물을 물리 또는 화학적인 측면에서 설명할 수 있으나, 물리 또는 화학 그 자체로 생명을 설명할 수는 없다. 따라서 우리가 하는 일은 단지 서로 다른 측면에서 생명을 보는 것에 불과하다. 과학을 통해 이론적인 원천에 도달할 수 있다고 믿는 것은 환상일 뿐이다. 즉 우리는 과학을 통해 온갖 종류의 원인의 원인들을 얻을 수 있을 뿐이다. 상관관계란 단지 통일성 있는 우주를 형성하려는 자연현상을 일궈내는 데 필요한 도구일 뿐이다. (……) 중요한 건 우리는 모두 하나라는 사실을 우리가 자꾸 망각한다는 점이다. 모든 것은 하나이다. 그런데 우리는 자꾸 이들을 조각조각 갈라놓으려 한다.” _<10장. 통합 해석> 중에서