당신의 주인은 DNA가 아니다

USA BOOK NEWS가 뽑은 2006 미국 최고의 과학 책, 30만 부 돌파, '뉴욕타임스'와 아마존 화제의 베스트셀러! 세포학자가 들려주는 ‘유전자 결정론’에 대한 과학적이고도 통렬한 비판 신생물학을 이끌어가는 세계적인 학자 중의 한 사람인 브루스 립턴 박사. 세포생물학자이자 의학자이기도 한 그는 ‘세포’를 통해 ‘인간’의 삶과 운명을 들여다본다. 그리고 자신을 유전자의 꼭두각시라고 생각하는 사람들, 즉 유전적 결정론에 매달려 유전자의 노예로 살아가는 사람들에게 우리의 생물학적 성질을 지배하는 것은 유전자가 아니라는 과학적인 진실과 충고를 들려준다. 우리의 몸과 운명을 바꾸는 것은 유전자가 아니라 ‘믿음’과 ‘환경’이라는 사실을 일깨워준다. 그리고 우리가 ‘생각을 바꾸어 사고의 과정을 재훈련하기만 하면 몸도 바꿀 수 있다’는 희망의 메시지도 전한다. 이 책은 신생물학을 대표하는 책이다. “우리의 건강을 지배하는 것은 유전자가 아니라 생활방식이라는 사실을 과학적으로 알고 싶다면 이 책은 필독서다”(M. T. 모터 2세). ‘DNA가 인간의 삶을 통제한다’는 도그마 오랫동안 세포를 연구하면서 립턴 박사는 ‘세포는 유전자에 의해서가 아니라 세포를 둘러싼 물리적 환경 및 에너지 환경에 의해 지배된다’는 사실을 발견했다. DNA는 오히려 긍적적이거나 부정적인 생각으로부터 나오는 에너지와 세포 밖으로부터 들어오는 신호의 지배를 받는다는 사실을 발견했다. ‘인간의 삶도 유전자가 아니라 생명체를 움직이게 하는 환경으로부터 받는 신호에 대한 반응에 의해 결정된다’는 놀라운 사실을 발견했다. 하지만 그는 이런 자신을 ‘바티칸에 들어가 교황이라는 제도가 사기라고 외치는 사제’와 비슷하며 ‘생물학계의 이단아’나 다름없다고 말한다. 그만큼 자신의 주장과 과학적인 진실이 기존의 과학계에서는 받아들여지기 어렵다는 말이다. 그렇다면 이런 DNA 결정론은 어떻게 나온 것일까? 저자는 그 유래를 다윈에게서 찾는다. 다윈은 <종의 기원>에서 ‘유전적’ 인자들이 세대를 통해 전달되면서 후손의 형질을 지배한다(즉, 개체의 삶의 특징을 지배한다)고 ‘추정’했다. 그러자 과학자들은 세포의 구조 안에 있는 생명을 다스리는 유전적 메커니즘을 찾는 데 앞장섰고, 크릭과 왓슨이 마침내 유전자의 기본 구성 물질인 DNA의 이중나선 구조와 기능을 밝혀내면서 절정에 이르렀다. 그리하여 DNA가 유전을 지배하고 생물학적 삶을 통제한다는 생각은 분자생물학의 핵심 도그마가 되고(DNA 우위성), 과학자들은 이를 신봉하게 되었다. 더 나아가 처음에는 DNA가 사람의 신체적 특징만을 결정한다고 여겨졌는데, 점차 유전자가 사람의 감정과 행동까지도 통제한다고 ‘믿기’ 시작했다는 것이다. 유전자가 생명을 지배한다는 생각은 가설일 뿐 하지만 립턴 박사는 유전자가 생명을 지배한다는 과학적 전제에는 큰 결함이 있다고 말한다. 즉 유전자는 스스로 발현되는 것이 아니며 환경 속의 그 무엇인가가 유전자의 활동을 촉진해야 한다는 것이다(다윈도 말년에 자신의 진화론이 환경의 역할을 과소평가했다는 것을 시인했지만, 유전자의 도그마에 눈이 먼 과학자들은 이런 사실을 외면했다고 한다). 세계적인 생물학자인 니주트(H. F. Nijhout) 역시 “유전자가 생명을 지배한다는 생각은 가설일 뿐이라는 사실을 과학자들이 잊고 있는 것”이라고 했다. 그리고 실제 과학적 성과들에 의해 이 가설은 그 입지가 흔들리고 있다. 니주트는 또 “유전자가 무엇인가를 만들어내려면 유전자 자체의 특성으로부터가 아니라 환경으로부터 오는 신호가 그 유전자의 발현을 활성화시켜야 한다”는 것이 진실이라고 강조한다. 세포막에 숨어 있는 생명의 비밀 립턴 박사가 이처럼 ‘유전자 결정론’을 통렬하게 비판하는 과학적 근거는 크게 두 가지이다. 첫 번째는 신호전달의 과학으로, 이 학문은 세포가 환경으로부터 받는 자극에 반응하는 생화학적 경로에 초점을 맞춘 과학이다. 세포에서 유전자의 발현을 바꾸어 세포의 운명을 지배하고, 세포의 운동에 영향을 주고, 세포의 생존을 지배하는 것은 원형질의 작용이다. 곧, 세포의 기능은 세포 안에 있는 단백질 ‘톱니바퀴’의 운동으로부터 직접 나오는데, 이 단백질 모임이 만들어내는 운동이 생명을 유지하는 생리적 기능의 원천이 된다는 것이다. 그런데 단백질은 물리적인 구성요소이고, 이 단백질을 활성화시키려면 ‘환경 신호’가 들어와야 한다. 이 단백질과 환경 신호 사이를 연결해주는 것이 ‘세포막’(저자는 세포막을 ‘마술사 세포막’이라 부름)이다. 특히 세포막 안에 있는 막단백질(수용기-효과기 단백질)이 워낙 중요해서 이들이 작동하는 방식을 연구하는 것이 바로 ‘신호전달’이라는 독립된 분야가 된 것이다. 이런 신호전달의 과학을 통해 알 수 있게 된 것은 ‘세포의 활동은 유전 정보를 통해서가 아니라 주변 환경과의 상호작용을 통해 주로 결정된다’는 것이다. 따라서 어떤 유기체의 운명과 행동은 그 유기체가 환경을 어떻게 인식하는가에 달려 있다는 것이다. 생명의 진정한 비밀은 이처럼 세포막의 단순한 생물학적 메커니즘 속에 숨어 있다. 이는 곧 세포의 뇌에 해당하는 부분을 핵(核)으로 보는 것은 잘못된 것이며, 진정한 뇌에 해당하는 것은 세포막이라는 놀라운 사실을 알려준다. 저자는 이 때문에 핵중심 생물학자에서 세포막중심 생물학자로 거듭나게 된다. 문제는 환경이야, 멍청아! 두 번째는 후성유전학적 관점이다. 이는 환경으로부터 받는 신호가 어떻게 전자의 활동을 선택하고 변화시키고 조절하는가를 연구하는 학문이다. 후성유전학을 통해 과학자들은 유전자를 통해 전달되는 DNA 청사진이 태어날 때 고정되어 버리는 것이 아니라는 사실을 발견했다. 영양 공급, 스트레스, 감정 등 환경적 영향이 기본적인 청사진을 바꾸지 않고도 유전자를 변화시킬 수 있다는 뜻이다. 또한 이러한 변화가 후손들에게 전달된다는 사실도 아울러 발견했다. 결국 이런 연구 결과는 ‘DNA의 우위성’이 아니라 ‘환경의 우위성’이 옳다는 사실을 증명해준다. 여기에 비정상적인 ‘아구티’ 유전자를 가진 어미 쥐들에게 각기 다른 먹이를 준 결과 먹이의 성분에 따라 전혀 다른 새끼가 태어난 결과도 립턴 박사의 주장을 뒷받침해준다. 그동안 외면했던 (환경적 영향 때문에 획득한 성질이 후손에게 전달된다고 믿은) 라마르크를 다시 거론하는 과학자들이 늘어나는 점도 후성유전학적 증거들이 얻어낸 결과이다. 우리의 몸과 마음, 생활을 지배하는 건 ‘믿음’ 립턴 박사는 이 연구를 통해 우리 모두가 만족스럽고 건강한 삶, 평화와 행복과 사랑이 넘치는 삶을 살아가려면 무엇보다 이런 유전자 결정론을 벗어나야 한다고 강조한다. 우리의 마음가짐에 따라 건강하고 행복한 삶이 얼마든지 가능하다고 주장한다. 이러한 삶은 유전자의 노예로 있는 한 불가능하다. 믿음이 몸과 마음, 생활을 지배할 때 가능하다. 하지만 17세기에 데카르트가 ‘마음과 몸을 분리’하는 사고를 정립한 후, 뉴턴 물리학의 관념에 지배당한 의학계 또한 이를 받아들였고, 이는 지금까지도 이어지고 있다. 문제는 이들의 환원주의적 사고가 질병을 다루는 의학 시스템에까지 확장된 것이다. 질병의 원인도 한 줄로 늘어선 요소 중 하나로부터 나오는 것으로 판단해서, 망가진 부품만 교체하면 건강이 회복된다고 믿는 것이다. 이들은 뉴턴 물리학에 매달린 나머지 ‘물질은 에너지로 만들어졌고, 모든 것은 상대적’이라는 양자 세계를 보지 못하거나 무시하며, 에너지가 건강과 질병에서 수행하는 역할을 도외시해버린다. 또한 세포의 생물학적 정보망이 광범위하게 상호 연결되어 있다는 사실을 간과해버린다. 립턴 박사는 이러한 잘못을 고치려면 의학도 양자물리학적 시각에서 접근해야 한다고 주장한다. 이 시각에서 보면 우주는 상호 의존하는 에너지 장의 모임이며, 이 장들은 그물 같은 상호작용으로 서로 얽혀 있다.