정신과 물질

저자 도네가와는 분자생물학자로 뇌속에서 어떤 물질이 상호작용해서 어떤 현상이 일어나는지를 세세하게 알게되고 DNA수준 세포수준 세포의 소집단 수준식으로 전개되는 현상의 질서의 총체를 알게 된다면 인간이 생각한다는 것이나 감정같은 것도 물질적으로 설명할 수 있을거라 생각하며 지금은 모르는게 많아서 그런 정신현상은 신비로운 생명현상으로 여겨지지만 알게되면 신비도 무엇도 아닌것이 된다는 주장을 말합니다

 

그에 반한 내용이 무엇이 인간을 만드는가 책에 나옵니다

먼저 제롬 케이건의 책을 읽어서 반론이 떠오르네요~~^^

구체화의 필요성에 대해서
쥐를 대상으로 한 실험에서 나온 뇌의 대한 사실로부터 사람의 심리적 현상으로 논리적인 도약을 시도하고 있었다

책의 저자들은 미래에 이런 커다란 위업을 어떻게 이룰 것인지에 대해서는 말이 없다

한 현상의 구성요소를 밝히는 것만으로는 그 현상이 어떻게 형성되었는지 설명되지 않는다

 

뇌와 정신 사이의 관계를 연구하는 과학자들은 물리학 그리고 모든 관찰 내용은 원칙적으로는 물질적인 존재와 힘으로 환원할 수 있다는 물리학의 가정을 너무 동경해왔다 대부분의 생물학적 현상 앞에서 물리 현상을 기술하는 우아한 수학 방정식들은 무능해지고 만다

뇌와 행동사이의 관계를 연구하는 과학자들은 알베르트 아인슈타인보다는 닐스 보어를 자신의 모형으로 삼아야 할 것이다

보어는 물리학자였음에도 불구하고  애매모호함을 용인하고 증거를 통해 밝혀진 것만 확신할 수 있다는 원리를 받아들이고 증거로부터 이루어지는 모든 추론은 자료를 수직하는 과정에서 사용된 절차와 배경에 좌우된다는 것을 인정해야 함을 깨달았다

신경과학자들은 생각 느낌 행동이 뇌에서 기원한다고 적는 것에서 끝내지말고 더 나아가야 한다 그들은 구름 한 점 없는 밤하늘에 뜬 보름달에 비쳐 일렁이는 바다 위 수많은 빛의 점들을 내 뇌가 어떻게 인지하는지 설명해야만 한다

 

제롬 케이건의 신중한 의견에 공감한다 논리적 도약을 하기엔 너무 빠르다는 생각이다

새로운 변수에 의해 알 수 없는 미지의 방향이 생길 가능성은 너무나 많고 지금 현재 단언하여 판단하기엔 밝혀져야 할 수 많은 발견들이 안개를 헤치고 다가와 우리 앞에 놓여져야 한다
두 저자의 눈을 통해, 두 저자의 머리를 빌려 내겐 해독할수 없는 유전자기호와 오랜 사회연구인 두 주장들을 바라보고 있는 것이다

 

 

 

 

▒안보반대에서 노벨상으로▒

 

*100년에 한번 있는 대연구
1987년 노벨생리의학상은 일본의 도네가와 스스무교수에게 수여됐다
유약한 세포가 항체를 생산하는 B림프구로 성숙해가는 과정에서 여기저기 흩어져 존재하는 항체의 유전자가 어떻게 재구성되는지 알아내는데 성공했습니다 P18

 

DNA의 유전정보는 A T G C 네개의 염기배열 형태로 표현된다 유전정보는 요컨대 단백질을 합성하라는 지령이다 모든 단백질은 스무종류의 아미노산 가운데 어떤것이 어떤 순서로 배열돼 있느냐에 따라 각기 다르게 만들어진다 유전암호는 이 아미노산을 어떻게 배열하라는 지령이다 P32

 

*미국에서 배운 제1세대
유전정보는 핵속의 DNA에 있고 단백질 합성은 핵 바깥에서 이뤄진다면 그 사이를 이어주는 매개체가 필요하다 그것이 RNA다 DNA가 지닌 방대한 유전정보 가운데 하나의 단백질합성에 관한 부분만이 메신저 RNA(mRNA 전령RNA라고도 한다)에 전사돼 그속에서 하나의 아미노산에 관한 것만이 각기 대응하는 트랜스퍼 RNA(tRNA 운반RNA라고도 한다)에 의해 해독된다 P34

 

*대단했던 오페론설의 영향
인간은 60조개의 세포로 구성돼 있는데 그하나하나의 세포에는 길이 1.8미터의 DNA가 들어있고 염기쌍으로 30억개분의 유전정보가 축적돼있다 대부분은 읽히지 못한 상태로 끝난다 P44

오페론설의 메커니즘은 이렇다
유전정보는 하나의 문장처럼 일정하게 정리돼 읽어낼수 있는 단위규모로 하나의 블록을 형성한다
블록마다 어느 문장을 읽을지 말지를 결정하는 스위치 리프레서(억제인자)가 작동해 스위치가 켜지지 않는다 리프레서가 작동을 멈추고 스위치가 켜지면 유전정보가 읽혀지고 이 정보대로 단백질합성이 시작된다..
합성을 지령하는 유전자를 구조유전자라 한다 어느 정보를 읽을지 결정하는 유전자는 조절유전자라고 한다 P45

 

▒유학생시절▒

 

*파지가 발생시킨 유전학
파지는 정식으로는 박테리오파지라고 해서 세균을 감염시키는 바이러스를 말한다.. 세균을 감염시키면 세포막을 파괴하고 DNA만 안으로 침입한다 안에 들어간 파지의 DNA는세균의 세포안에 있는 아미노산등의 재료를 이용해 내부에서 파지를 만들어낸다 P64

 

*놀라운 인트론의 발견
유전자를 구성하지 않는 DNA가운데 많은 부분을 차지하고 있는 것으로 인트론이 있습니다.. 세포 DNA에는 유전정보를 전달하는 부분과 그렇지 않은 부분이 있고 양자가 모자이크모양으로 뒤섞여 있다는사실P80

 

*운과 센스가 발견을 좌우한다
과학자의 연구라는 건 실제로 실패의 연속입니다 실험과학의 연구는 먼저 가설을 세우고 이를 실험으로 검증해가는 것이지요.. 잘못된 방향으로 머리가 굳어지면 가설 자체가 잘못 설정된 거라는 사실을 알아채지 못하기도 합니다.. 과학이라는 건 자연의 탐구입니다 그런데 자연은 논리적이지 않지요 특히 생명현상이 그러합니다.. 발견이라는 것은 우연히 자연이 그쪽 방향으로 마련해둔 상태에 부딪치는 셈이지요.. 이런 측면에서 그 사람의 자연관이 자연에 가까운 사람일수록 센스가 좋다고 할 수 있겠지요.. 좋은 발견을 하기 위해서는 열심히 일할 필요도 있지만 덧붙여 운과 센스가 모두 필요하다는 것이지요 이 가운데 어느 것도 없어서는 안 됩니다 P91

 

▒운명의 갈림길▒

 

*입소문으로 듣는 최신정보
과학자에게 가장 중요한 것은 무엇을 할 것인가입니다 무엇을 할 것인가 하는 아이디어이지요 무엇을 할 것인지를 정하는 것은 곧 무엇을 중요하다고 생각하는가입니다 젊을 때 가장 필요한 점은 정말 중요한 것을 중요하다고 판단할 수 있는 능력을 익히는 일입니다 P103

 

판단은 결국 이제까지의 체험이 뇌 속에 남은 메모리의 누적으로 내려지기 때문에 뛰어난 과학자들의 공통체험이 가져다준 공통판단 같은게 있다고 봅니다.. 독창적이고도 중요도가 높은 일을 하는게 중요합니다 다른 사람이 하지 않는 것이라면 무엇이든 오리지널하고 연구할 가치가 있다는 주장은 잘못된 것이라고 생각해요 P104

 

미국의 과학은 셀프서피션트(self-sufficicent 자기충족적)라고 합니다 유럽과 일본의 과학자들이 전부 없어도 미국 홀로 해나갈수 있다는 의미입니다 P107

 

▒과학자의 두뇌▒

 

*큰 수재는 생물학자가 되지 않는다
인간의 머리용량은 대체로 모두 정해져 있어서 기억력이 엄청 좋은 수재타입은 거꾸로 번뜩이는 능력이 없답니다 수재 가운데 좋은 과학자가 좀처럼 나올 수 없는 이유가 절대 기억력이 방해를 하기 때문이랍니다 P132

 

*면역현상의 발견
항체는 면역글로블린이라 불리는 단백질로 Y자모양을 하고 있다 항체는 혈액이나 림프액속에 많이 들어있어서 항원이 침입하면 항원과 결합해서 떨어지지 않게 된다 항원항체반응이라고 한다 상대가 세균인경우 용균현상(세균이 용해돼 버리는 것) 또는 백혈구, 매크로파지(대식세포)가 먹어서 분해한다 주의해야 할점은 항원과 항체의 결합이 특이적이라는 점이다 즉 특정항원에는 특정항체만 결합한다 P139

 

언제나 새로운 상황에 대응할 능력을 기본적으로 가지고 있으나 속도와 양적대응능력이 반드시 충분한 것은 아니다 새로운 항원을 제압하는데 성공하면 이 경험이 항체생산세포에 기억된다 이것이 백신의 원리이다

여기서 문제는 이렇게나 많은 종류의 항체가 생산되는 메커니즘이 어떻게 돼 있는가다 P140

이 수수께끼의 가설은 크게 생식세포계열설(본래의 유전정보에 모든 항체생산정보가 들어있다는 것)과 체세포변이설(체세포가 발생 분화하는 과정에 유전정보에 변화가 일어나 다양화한다)로 나뉜다 P141

 

항체의 구조에는 불변부와 항체에 따라 바뀌는 가변부가 있다.. 항체의 유전자는 가변부를 코드화하고 있는 V유전자와 불변부를 코드화하고 있는 C유전자가 있다 C유전자는 하나인데 V유전자는 많이 있다 수정란의 에는 이 모든 유전자가 갖춰져 있지만 발생분화과정에서 C유전자에 V유전자의 어느 하나가 결합하는 형태의 유전자재조합이 일어나 각기 독자적인 항체를 생산한다는 설이다(드라이어 베넷 가설) P144

 

과학에서는 자신이 확신하는 것이 가장 중요합니다 자신을 확신하게 만드는 일이 가장 힘들지 다른 사람을 확신하게 만드는 건 그다지 힘들지 않습니다 다만 사람에 따라서는 너무 쉽게 뭐든 확신해버리기도 합니다 시간을 들여 철저히 캐물은 끝에 확신해야 합니다163

 

▒과학에 두번째 발견은 없다▒

 

*실험결과를 어떻게 해석할까
잘못된 가설을 따라가면 올바른 데이타도 잘못된 방향으로 해석해버려요 실험결과의 해석에만 국한된게 아닙니다 올바른 가설을 따라가고 있느냐 잘못된 가설을 따라가고 있느냐로 이미 실험계획을 세우는 단계에서 차이가 나버리는 셈입니다 역시 실험은 어떤 것을 증명하려고 하느냐에 따라 역점을 두는 방식이 달라지기 때문이지요 P175

 

될사람은 결과가 자신의 생각에 반할지라도 뜻밖의 결과를 두고 열심히 분석합니다 이 과정에서 새로운 가설도 새우고 새로운 실험도 계획할 수 있습니다 열쇠가 되는 중요한 것이 눈앞에 있어도 그것을 보지 못하는 사람이 많아요 볼 수 있는 사람만 봅니다 P176

 

더불어 중요한 점은 치열하게 보고 치열하게 생각하는 것입니다 왜 이게 실패했을가하고 생각에 생각을 거듭합니다 관찰과 고찰에 쏟는 집중력이지요 이게 중요하다고 봅니다
과학은 전 세계 몇억명의 인간이 이제까지 도저히 생각해낼 수 없었던 것을 생각해내는 행동입니다 P177

 

*중요한 것은 실험상의 아이디어
과학에서 가장 중요한 것은 개념쪽의 아이디어지요 의문을 품고 그 의문의 내용을 채워 나가면서 무엇이 문제이고 그 문제점을 확실히 질문 형태로 정식화하는 것이 첫걸음입니다 어떤 실험을 하면 그 문제에 대한 답을 끌어낼수 있을지 아이디어가 필요합니다 P190

 

제한효소란 DNA를 절단하는 작용을 지닌 효소다 현재 500종류 이상의 제한효소가 발견되었다 하나하나가 DNA의 특징 염기배열을 찾아내서 DNA를 절단하는 능력을 지녔다 이 효소의 발견으로 분자생물학은 비약적으로 발전했다 P193

 

▒과학은 육체노동이다▒

 

*제한효소에 주목하다
항체유전자의 다양성 생산에 대한 가설의 하나에 드라이어 베넷가설이 있었다 항체유전자가 생식세포에서는 한개의 C영역 유전자와 다수의 V영역 유전자 재조합이 일어나 이것이 체세포로 분화하는 과정에서 유전자 재조합이 일어 C유전자와 V유전자가 일체가 돼서 항체를 생산하기 시작한다는 설이었다 P196

 

제한효소는 원래 세균의 세포속에서 만들어지는 효소다 세포속에 박테리아파지나 바이러스같은 다른 DNA가 침입했을때 제한효소가 침입한 DNA를 잘게 썰어서 무력화시켜 피해를 입지 않도록 할 수 있다 P198

 

▒또 하나의 대발견▒

 

*뇌의 미지의 메카니즘 해명 가능성
유전자의 재조합은 계통발생의 흐름속에서는 일상적으로 일어날 수 있는 일이었으나 그것이 면역계에서는 개체발생 중에서도 일어난다는 사실을 알게 됐지요 P234

 

신경계에서 뉴런(신경세포)과 뉴런사이의 시냅스(미소한 틈새)를 신경전달물질이 흘러갈때 그것을 인식해서 수용하는 리셉터(수용체)의 구조와 면역계에서 항체가 항원을 인식해서 붙잡는 리셉터의 구조는 매우 비슷하다 P237

 

*유전자 재조합의 기술의 의미
제한효소는 말하자면 DNA를 자르는 가위와 같다 이와는 반대로 DNA조각을 결합시키는 효소도 있다 DNA리가아제라 불리는 효소인데 원래형태로 되돌아간다 완전히 본래대로 되는 것은 아니다
어느 특정 유전자를 제한효소로 잘라서 그것을 대장균의 DNA속에 넣으면 대장균이 세포분열을 할 때마다 그 유전자도 동시에 불어난다
단일 유전자의 복제를 대량으로 만들어내는 방법을 클로닝이라고 한다 P240

 

▒생명의 신비는 어디까지 풀 수 있을까▒

 

유전자라는 건 어떤 단백질을 생산하기 위한 정보다
유전정보는 DNA상의 염기배열을 통해 주어진다 DNA의 염기배열을 메신저 RNA가 베껴쓰고 그 정보대로 아미노산이 연결되어 단백질이 만들어진다 P275

 

원핵세포의 DNA라면 그냥 이중사슬이지만 진핵세포의 경우 이중 사슬이 히스톤이라는 단백질에 나선모양으로 휘감겨서 장식용 구슬을 연결한 실처럼 돼 있어요 이것을 크로마틴이린 부르는데 이게 또 구부러져 더 고차적인 나선을 만들어요 이러한 이중 삼중의 나선구조가 있고 그 상태에 따라 유전자가 발현하거나 하지 않는 것도 있지요 고차구조를 탐구하기 위한 방법론을 아직 찾아내지 못했습니다 P282

 

항체라는 것은 항원에 맞춰서 만들어지는 것이 아닙니다 구멍에 딱 맞는 열쇠가 아니더라도 약간 힘을 주며 비틀어서 열 수 있는 대응 관계라면 되는 겁니다 그런것으로 대응하는 한편 항체유전자가 높은 빈도로 돌연변이를 일으킵니다 그중에서 가장 구멍에  잘 맞는 것이 나오면 그것을 증식시키라는 명령이 내려지지요 그런 메커니즘이 있지요 P298

 

이 세상이 여기 이렇게 있는 것은 우리 뇌가 그렇게 인식하기 때문이라는 말입니다 같은 인간이라는 종에 속하는 개체들이 같은 인식 메커니즘을 가진 뇌를 통해 같은 개념을 공유하기 때문에 세계는 이러하다고 서로 동의할 뿐이라는 뜻입니다 인간의 뇌가 있기 때문에 세계는 여기에 있다 이런 의미에서 나는 유심론자입니다 P306

 

후기
면역세포 유전자는 어버이로부터 모든 정보를 그대로 물려받지 않고 L사슬 H사슬 유형으로 나뉘고 다시 불변의  C영역(1개) 가변의 V영역(수백개) J영역(4개) D영역(20개이상) 등으로 갈라져 있는 유전자를 일단 물려받은 뒤 이들이 온갖 경우의 수로 재조합된다 여기에다 돌연변이 DNA가운데 대다수를 차지하는 유전자(유전자정보)없는 인트론과 유전정보를 지닌 엑손의 접속 부위 변이 등에 따른 경우의수까지 추가된다 각 개체의 면역체계는 이런 다양한 항체세포를 준비했다가 인체에 침입한 특정 항원에 따라 새로 만들어지지않고 원래 준비돼 있던 수많은 항체중의 하나가 대응하는 셈이다 P314

 

파생도서
철학의 조각들-키르케고르