History repeats itself, in part because the genome repeats itself. And the genome repeats itself, in part because history does. The impulses, ambitions, fantasies, and desires that drive human history are, at least in part, encoded genomes. And human history has, in turn, selected genomes that carry these impulses, ambitions, fantasies, and desires. --Siddhartha Mukherjee, The Gene, P483

역사는 반복된다. 왜냐하면 어느 정도는 유전체 자체가 반복되기 때문이다. 그리고 유전체도 어느 정도는 역사가 반복되기 때문에 반복된다. 인류 역사를 추진하는 충동, 야심, 환상, 욕망은 적어도 어느 정도는 인간 유전체에 암호화되었다. 그리고 인류 역사는 그런 충동, 야심, 환상, 욕망을 지닌 유전체를 선택해 왔다. --싯타르타 무케르지 <유전자, 내밀한 역사> 중에서

영국의 생물학자 찰스 다윈(Charles Darwin, 1809~1882)이 1859년 <종의 기원(The Origin of species)>을 출간한 이후로 진화론은 눈부신 발전을 거듭했다. 인간과 침팬지의 DNA가 98.5% 일치한다는 사실도 알게 되었다. DNA는 1953년 미국의 분자생물학자인 왓슨(Watson, 1928~ )이 처음 발견했다. DNA는 이중나선(Double Helix) 구조를 갖고 있으며, 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민 (T) 등 4가지 염기(鹽基, base)가 쌍을 이루고 있다. DNA에 있는 30억 개 염기가 인간 유전자를 이룬다.

유전자(gene)와 염색체(Chromosome)의 합성어가 게놈(Genome)이다. 염기서열을 밝히는 유전자지도인 유먼 게놈(Human Genome)의 연구는 인류사에 길이 남을 중요한 사건이었다. 유전자지도가 만들어지며 생명을 보다 더 잘 이해하고 무수한 불치병을 치료할 수 있는 발판이 마련되었기 때문이다. 유전자는 사람마다 고유한 특성을 갖고 있기 때문에 나와 얼굴 생김새가 똑같은 사람이 없는 것처럼 유전자지도도 당연히 동일할 수 없다. 유전자에 대해 알아보는 것도 유익한 정보를 제공해 준다.

◆ <The Selfish Gene(이기적 유전자, 1976)>

영국 옥스퍼드대학교 교수였던 진화생물학자 Richard Dawkins(리처드 드워킨, 1941~ )은 현대 생물학의 새로운 지평을 연 <이기적 유전자>를 통해 생명체가 이기적인 유전자를 운반하는 도구에 불과하다고 주장했다. 2016년 40주년 개정판이 출간되었다.

Intelligent life on a planet comes of age when it first works out the reason for its own existence. --P1

어떤 생성에서 지적 생명체는 자신의 존재 이유를 처음으로 알아낼 때 성숙해진다.

Our genes may instruct us to be selfish, but we are not necessarily compelled to obey them all our lives. --P4

우리의 유전자는 우리에게 이기적이 되도록 지시할지 모르나 우리가 모든 삶에서 그 유전자에 복종하도록 강요되는 것은 아니다.

The commonest and most conspicuous acts of animal altruism are done by parents, especially mothers, toward their children. They may incubate them, either in nets or in their own bodies, feed them at enormous cost to themselves, and take great risks in protecting them from predators. --P8

동물의 이타적 행동 중에서 가장 흔하면서도 눈에 띄는 행동이 새끼에 대한 어미의 행위이다. 어미는 둥지에서나 체내에서 새끼를 키우고, 엄청난 비용으로 새끼에게 먹이를 주며, 큰 위험을 감수하면서 포식자로부터 새끼를 보호한다.

We are survival machines, but ‘we’ does not mean just people. It embraces all animals, plants, bacteria, and viruses. --P26

우리는 생존기계다. 여기에 ‘우리’란 사람만을 의미하지 않는다. 모든 동물, 식물, 박테리아, 그리고 바이러스를 포함한다.

We are all survival machines for the same kind of replicator — molecules called DNA—but there are many different ways of making a living in the world, and the replicators have built a vast range of machines to exploit them. --P26

우리 모두는 동일한 종류의 자기복제자, 즉 DNA 라고 불리는 분자를 위한 생존기계다. 그러나 세상을 살아가는 데는 여러 종류의 생활방식이 있는데, 자기복제자는 이 방법을 이용하기 위해 광범위한 기계를 만들었다.

Our DNA lives inside our bodies. It is not concentrated in a particular part of the body, but it is distributed among the cells. There are about a thousand million million cells making up an average human body. --P27

DNA는 우리의 몸속에서 살고 있다. 몸의 특정 부위에 집중되지 않지만 각 세포에 분포해 있다. 인간의 몸을 구성하는 세포 수는 평균 약 1015(천조)개다.

DNA molecules do two important things. Firstly, they replicate, that is to say they make copies of themselves. This has gone on non-stop ever since the beginning of life, and DNA molecules are now very good at it indeed. --P28

DNA 분자는 두 가지 중요한 일을 한다. 첫째는 복제다. 즉, DNA 분자는 스스로의 사본을 만든다. 이 과정은 인생의 시작 이후로 쉬지 않고 계속되어 왔으며, DNA 분자는 복제를 아주 잘한다.

The gene pool is the long-term environment of the gene. ‘Good’ genes are blindly selected as those that survive in the gene pool. This is not a theory; it is not even an observed fact: it is a tautology. --P112

유전자 풀은 장기간의 유전자의 환경이다. ‘좋은’ 유전자란 맹목적으로 선택되어 유전자 풀에서 살아남는 것이다. 이것은 이론이 아니다. 관찰된 사실도 아니다. 이것은 동의어 반복일 뿐이다.

A woman could not invest fully in her grandchildren if she went on having children of her own. Therefore genes for becoming reproductively infertile in middle age became more numerous, since they were carried in the bodies of grandchildren whose survival was assisted by grandmotherly altruism. This is a possible explanation of the evolution of the menopause in females. --P164

한 여자가 자기 아이를 계속 낳게 되면 손자에게 충분히 투자할 수 없을 것이다. 그러므로 중년기에 이른 여성이 번식적으로 불임이 되도록 작용하는 유전자가 점점 증가했을 것이다. 왜냐하면 이 유전자가 할머니의 이타적 행동에 의해 살아남은 손자들의 몸속에 전해지기 때문이다. 이것이 암컷이 폐경의 진화에 대한 하나의 가설이다.

We are built as gene machines and cultured as meme machines, but we have the power to turn against our creators. We, alone on earth, can rebel against the tyranny of the selfish replicators. --P260

우리는 유전자 기계로 만들어졌고 밈 기계로 자라났다. 그러나 우리에게는 우리의 창조자에게 대적할 힘이 있다. 이 지구에서는 우리 인간만이 유일하게 이기적인 자기복제자의 폭정에 반항할 수 있다.

Gene must exert a statistical influence on any behavior pattern that evolves by natural selection. --P434

유전자는 자연선택에 의해 진화한 모든 행동양상에 통계적으로 영향력을 행사한다.

◆ <The Gene; an intimate history(유전자; 내밀한 역사, 2022)>

미국 컬럼비아대학교 의대 교수인 Siddhartha Mukherjee(싯타르타 무케르지, 1970~ )는 암연구 전문가이다. 저자는 본서를 통해 유전학의 역사, 유전자가 가져올 인류의 미래를 한 흐름으로 이해할 수 있는 통찰력을 제공한다. 유전자에 관한 가장 생생한 교과서이자 예언서라고 평가받는다.

But the most crucial parallel between the three ideas, by far, is conceptual: each represents the irreducible unit—the building block, the basic organizational unit —of a larger whole: the atom, of matter: the byte(or “bit’), of digitized information: the gene, of heredity and biological information. --P10

그러나 세 가지 개념 사이의 가장 중요한 유사점은 바로 개념적인 것이다. 각자는 돌이킬 수 없는 단위—구성단위 또는 기본 조직 단위—를 가리킨다. 원자는 물질의 기본 단위이고, 바이트 또는 비트는 디지털 정보의 기본 단위이며, 유전자는 유전과 생명 정보의 단위이다.

The nature of inheritance was crucial to the understanding of Darwin’s theory. Heredity was yin to evolution’s yang. The two theories had to be congenitally linked – each bolstering and completing the other. --P66

유전자의 본질은 다윈 이론을 이해하는 데 대단히 중요하다. 진화가 양(陽)이라면 유전은 음(陰)이었다. 두 이론은 본래 연결되어 있어야 했다. 서로를 보완하고 보강했다.

The revelation of the structure of DNA by Waston, Crick, Wilkins, and Franklin brought one journey of genes to its close, even as it threw open new directions of inquiry and discovery. --P159

왓슨, 크리, 윌킨스, 프랭클린이 밝혀낸 DNA 구조의 계시는 유전자의 한 시대를 마감하면서 새로운 방향의 탐구와 발견을 열어주었다.

If the keyword of early-twentieth –century genetics was message, then the keyword of late twentieth-century genetics might be code. That genes carried messages had been abundantly for half a century. The question was, could humans decipher their code. --P160

20세기 초반 유전학의 키워드가 메시지였다면 20세기 후반 유전학의 키워드는 암호가 될 것이다. 메시지를 전달한 유전자가 반세기에 걸쳐 풍부했다. 문제는 인간이 그 암호를 해독할 수 있는가였다.

Genes make protein that regulate genes. Genes make proteins that replicate genes. The third R of the physiology of genes is a word that lies outside common human vocabulary, but is essential to the survival of our species: recombination—the ability to generate new combinations of genes. --P181

유전자는 유전자를 조절하는 단백질을 만든다. 유전자는 유전자를 복제하는 단백질을 만든다. 유전자의 생리학에서 세 번째 R은 일상적인 인간의 어휘 외부에 있는 단어이다. 그러나 우리 종의 생존에 필수적인 단어이다. 바로 재조합, 즉 유전자들의 새로운 조합을 생성하는 능력을 말한다.

The “alphabet” of genes has only four letters: the four bases of DNA—A,C,G, and T. The “vocabulary” consists of the triplet code: three bases of DNA are read together to encode one amino acid in a protein. --P215

유전자의 ‘자모’는 네 개뿐이다. DNA의 네 염기인 A, C, G, T이다. ‘어휘’는 삼중자(三重子) 코드로 구성된다. 즉, DNA의 세 염기가 함께 읽혀서 한 개의 단백질의 아미노산을 암호화한다.

It has 3,088,286,401 letters of DNA(give or take a few). --P322

DNA의 글자는 3,088,286,401개이다(조금 많거나 적을 수는 있다).

It is divided into twenty-three pairs of chromosomes —forty-six in all— in most cells in the body. All other apes, including gorillas, chimpanzees, and orangutans, have twenty-four pairs. At some point in hominid evolution, two medium-size chromosomes in some ancestral ape fused to form one. --P322

몸의 대부분의 세포에는 23쌍 —총46개—의 염색체로 나뉜다. 고릴라 침팬지, 오랑우탄을 포함한 모든 유인원은 24쌍이다. 진화의 어느 시점에 일부 조상 유인원에서 중간 크기의 염색체 두 개가 융합되어 하나가 되었다.

A gene is the basic unit of hereditary information. It carries the information needed to build, maintain, and repair organisms. Gene collaborate will other genes, with inputs from the environment, with triggers, and with random chance to produce the ultimate form and function of an organism. --P480

유전자는 유전 정보의 기본 단위다. 생물체를 만들고 유지하고 수선하는 데에 필요한 정보를 지닌다. 유전자는 다른 유전자들, 환경의 입력, 촉발 요인, 무작위적 기회와 협력하여 생물의 궁극적인 형태와 기능을 만든다.

◆ <Ever Since Darwin(다윈 이후, 1980)>

미국 하버드대학교 교수였던 Stephen Gould(스티븐 굴드, 1941~2002)는 진화생물학자로, 다윈의 사상을 정확하게 알리고자 이 책을 저술했다. 저자는 행동생태학, 진화발생생물학, 다윈의학, 생물철학, 진화경제학, 진화심리학 등으로 점차 그 영향력을 넓혀가는 현대 진화생물학을 통해 진화생물학의 잠재력을 보여주고 있다.

Darwin’s theory lies in his contention that natural selection is the creative force of evolution—not just the executioner of the unfit. Natural selection must construct the fit as well. --P12

다윈 이론은 자연선택이 단순히 부적자(the unfit)를 제거하는 것이 아닌, 진화의 창조적 추진력이라는 그의 논쟁 속에 있다. 자연선택은 적자(the fit)를 만들어 내야만 한다.

Our understanding of genetic mutation suggests that Darwin was right in maintaining that variation is not predirected in favorable ways. Evolution is a mixture of chance and necessity — chance at the level of variation, necessity in the working of selection. --P12

유전자 돌연변이에 대한 우리의 이해는 변이가 유리한 방향으로 예측되지 않는다고 주장한 다윈이 옳다는 것을 제시한다. 진화는 우연과 필연의 혼합—변이의 수준에서는 우연이고, 자연도태의 작용 과정에서는 필연이다—이다.

Homo sapiens is not the foreordained product of a ladder that was reaching toward our exalted estate from the start. We are merely the surviving branch of a once luxuriant bush. --P62

호모 사피엔스는 처음부터 고상한 정점에 이르는 진화의 사다리에서 미리 예정된 작품이 아니다. 우리는 단지 무수한 덤불에서 살아남은 하나의 가지에 불과하다.

Existence is, as Darwin stated, a struggle for most creatures. The weapon of survival need not be claws and teeth; patterns of reproduction may serve as well. --P102

다윈이 밝혔듯이 생존이란 대다수의 생물에게 있어서 바로 투쟁이다. 생존의 무기가 반드시 발톱이나 이빨일 필요는 없다. 생식의 패턴이 큰 몫을 할 수도 있다.

◆ 유전체(Genome)의 미래는 인간의 손에 달려 있다

미국 국립보건원(NIH)이 2014년에 인간유전체계획(HGP: Human Genome Project)을 완성하여 인간을 구성하는 기본정보가 담긴 DNA의 염기서열 지도가 그려졌다. 이로 인해 염기서열 분석기술, 자동화기술, 클로닝(Gene Cloning:유전자재조합)기술, 증폭기술 등이 끊임없이 개발되고 있다. ‘크리스퍼(CRISPR)’라 불리는 유전자가위 기술이 빠르게 확산되어 대부분 생명체에 성공적으로 적용되었거나 현재 진행 중이다. 크리스퍼(CRISPR) 유전자가위 기술은 생명체의 교정, 디자인, 변형을 손쉽게 해줄 수 있는 기술이다.

인간 배아줄기세포의 배양과 조작 및 동물 복제 그리고 인공장기 개발 등으로 인해 괄목할 만한 의학 발전이 기대된다. 유전자조작으로 인해 맞춤형 인간 탄생이 다가오고, 인간 복제도 가능한 시대가 되었다. 유전자치료의 발달로 인간의 난치병 등 질병은 조만간 대부분 치료가 가능해질 전망이다. 그러나 아직도 유전체는 완벽하게 해독하지 못하고 있다. 앞으로 유전체에 대한 미래는 인간에게 재앙이 될지 아니면 축복이 될 수 있을지 여부는 인간의 손에 달려 있다고 생각된다.