내 속엔 미생물이 너무도 많아(2017) -에드 용-

'내 속엔 미생물이 너무도 많아'를 쓴 에드 용 작가의 다음 작품인 '이토록 굉장한 세계'와 비교해보면 몰랐던 과학적 지식의 전달이라는 공통점을 만나게 됩니다. 과학이라는 것이 미지에 대한 지식을 넓혀가는 것을 목표로하고 있기 때문인지도 모르겠습니다.

미생물, 세포, 바이러스 등은 우리가 있다는 것을 들어는 봤지만, 눈으로 확인할 수 없을 정도로 작습니다. 이렇게 작은 미생물들이 우리 몸의 구석구석에 포함되어 있고, 그들을 활동이 나라는 개체의 생명활동에 지대한 영향을 끼칠 수 있다는 것에 대해서 알려고도 하지 않고 살아왔습니다.

최초의 현미경 발명자의 노력으로 발견되어진 바이러스의 세계는 점점 더 밝아져서 세상의 생태계에 끼치는 역할까지도 알려지게 되었습니다. 미생물이라는 것이 곤충의 성비를 조절하고, 먹이를 소화하게 도와줌으로써 환경적응도를 높여서 진화에 관여하고, 혼자서는 살아남을 수 없는 환경에서 살아남도록 협력해왔다는 사실을 아래의 문장으로 나타납니다.

공생이라는 새로운 용어 ~~~ 편리공생자 ~~~ 상리공생자 ~~~ 여러 가지 형태의 공존이 모두 포함 ~~~ 이러한 개념들은 불행한 시기에 탄생했다. 생물학자들은 다윈주의의 그늘에서 적자생존을 이야기하고 있었다. ~~~ 협동과 팀워크를 주제로 하는 공생 개념은 갈등과 경쟁이라는 프레임 안에 꿔다놓은 보릿자루처럼 거북하게 놓여 있었으며, (P60)

하지만, 세균이 우리에게 전염병만을 불러일으키는 것이 아니듯이 공생하는 미생물이 항상 우리에게 좋은 역할만을 하는 것은 아닙니다. 

자연계에 존재하는 동반자 관계는 거의 다 이런 식이다. 부정행위가 늘 도마에 오르며, 지평선 너머에는 언제나 배신이 도사린다. 겉보기에 잘 지내는 것 같아도, 어느 한쪽이 에너지나 노력을 별로 들이지 않고 동일한 이익을 얻을 수 있다면 그는 처벌당하거나 들키지 않는 범위 내에서 그렇게 할 것이다. ~~~ 영국의 소설가이자 문명 비평가인 허버트 조지 웰스는 ~~ 1930년에 ~~~ " 정도의 차이는 있지만, 자연계에 존재하는 모든 공생 관계의 밑바탕에는 적의가 깔려있다. 그러므로 적절한 규제와 종종 정교한 조정이 없다면 호혜 상태는 유지 수 없다. 심지어 인간사에 있어서도, 호혜적 동반자 관계를 유지하는 것은 그리 쉽지 않다.~~~~ (P138)

공생관계에는 언제든지 무너질 수 있는 부정행위와 적의가 깔려 있으므로 호혜적 동반자 관계를 유지하기 위해서는 적절한 규제와 정교한 조정이 필요하다는 이 두가지 문장이 이 책이 나타내는 것이 아닌가 생각해 봅니다.

---

동물원에서 사육되는 동물들도, 지구상에 존재하는 피조물 모두 자신만의 미생물 군집을 갖고 있다. ~~~ 우리는 모두 일종의 동물원이라고 할 수 있다. ~~~ 누구나 현미경으로만 볼 수 있는 풍부한 미생물 군집을 하나씩 갖고 있기 때문이다. 집합적으로 마이크로바이옴(microbiome) 또는 마이크로바이오타(=microbiota)라고 불리는 이들은 우리의 체표면, 체내, 때로는 세포 안에서도 산다. (P9)

닐 암스트롱과 버즈 올드린이 달에 발을 디뎠을 때도 마찬가지였다. 그들은 인류뿐만 아니라 미생물을 위해서도 커다란 발걸음을 내디뎠다. (P10)

우리는 하나의 몸으로 둘러싸인 거주지이자 여로 종으로 구성된 집합체이며, 하나의 세계다. (P11)

'나'라는 개념은 버리고, 늘 '우리'라는 개념을 생각하라. 월트 휘트먼 : "나는 대규모 군단을 거느린 대인배다. I am large. I contain multitudes." (P13)

미생물들은 일곱 달(지구생애를 12달로 봤을때) 동안 지구를 비가역적으로 변화시켰다. 그들은 토양을 비옥하게 만들고, 오염 물질을 분해했다. 지구의 탄소, 질소, 황, 인 순환 주기를 이끌며, 이 원소들을 화합물들로 전환시켜 동식물드에게 공급함과 동시에 유기물들을 분해함으로써 원소들을 자연으로 돌려 보냈다. (P18)  -시아노박테리아 : 산소 생성-

전 세계의 무수한 세균과 고세균들은 엄청난 스피드로 진화하는 동안에도 두 번 다시 진핵세포를 만들어낼 수 없었다. 눈에서부터 갑옷, 다세포체에 이르기까지 복잡한 구조체들이 여러 번에 걸쳐 진화했지만, 진핵세포는 딱 한 번 이루어진 혁신이었다. (P21)

"사람은 세포 하나당 평균 열 개의 미생물 세포를 갖고 있다"고 한다. ~~~ 추측일 뿐이다. 가장 최근 발표 추정치에 의하면 ~~~ 약 30조 개의 인간 세포와 39조 마리의 미생물을 갖고 있다고 한다. ~~~ 어쨌든 우리가 거대한 미생물 군단을 거느리고 있다는 건 분명하니까 말이다. (P22)

그들을 무시한다면 결국 우리는 열쇠 구멍을 통해 삶을 들여다보는 꼴이 될 것이다. (P24)

미생물학자인 잭 길버트와 조시 노이펠트는 사고실험을 통해 ~~~ "미생물이 사라지면 먹이사슬이 비극적으로 붕괴되어, 인간은 불과 1년 안에 완벽한 사회 붕괴를 경험할 것으로 예측된다. 지구 상의 종은 대부분 멸종하고, 생존한 종의 개체군 규모 또한 현저하게 줄어들 것이다." (P27)

신체 부위에 존재하는 미생물의 다양성은 사람 사이에 존재하는 미생물의 다양성을 초라하게 만든다. ~~~ 당신의 팔뚝에 서식하는 미생물은 당신의 구강에서 서식하는 미생물보다 내 팔뚝에 서식하는 미생물과 더욱 가깝다. (P33)

비만, 천식, 결장암, 당뇨병, 자폐증을 비롯한 많은 질병들은 마이크로바이옴의 변화를 수반하는데, 이는 미생물이 질병의 징후이거나 어쩌면 원인일 수도 있음을 시사한다. 만약 후자가 맞는다면, 우리는 우리의 미생물 군집을 조작함으로써 건강을 실질적으로 증진할 수 있을 것이다. (P35)

동물들이 습관을 공유하면 그들의 마이크로바이옴 역시 종종 수렴한다. ~~~ 나이트와 동료들은 선행 연구에서 "천산갑, 아르마딜로, 개미핥기, 땅돼지, 땅늑대(하이에나의 일종)와 같이 개미를 먹는 포유동물들은 약 1억년 동안 독립적으로 진화했음에도 불구하고 모두 비슷한 장내 미생물을 갖고 있다." (P39)

19세기 중반 들어, 자만심에 가득 차 대립을 일삼던 어느 프랑스의 화학자 덕분에 상황이 바뀌기 시작했다. 그의 이름은 루이 파스퇴르였다. 파스퇴르는 세균이 술을 식초로 만들고 고기를 썩게 한다는 사실을 연달아 증명 ~~~ "만약 세균이 발효와 부패의 주범이라면 질병도 일으킬 수 있을 것이다." ~~~ 배종설은 오랫동안 이어져 내려온 자연발생설에 반박하는 이론으로~~~ (P56)

공생이라는 새로운 용어 ~~~ 편리공생자 ~~~ 상리공생자 ~~~ 여러 가지 형태의 공존이 모두 포함 ~~~ 이러한 개념들은 불행한 시기에 탄생했다. 생물학자들은 다윈주의의 그늘에서 적자생존을 이야기하고 있었다. ~~~ 협동과 팀워크를 주제로 하는 공생 개념은 갈등과 경쟁이라는 프레임 안에 꿔다놓은 보릿자루처럼 거북하게 놓여 있었으며, (P60)

생태계라는 용어가 만들어진 것은 1935년이지만, 그에 앞서 수십 년 전에 이미 인간 미생물 생태계의 기본 사항들을 스케치한 것이다. (P62)

미생물들이 비타민과 항생제를 생성하며, 병원균이 일으키는 감염을 예방할 수 있다는 점도 제시했다. (P65)

왜냐하면 인간은 질병의 위험에 사로잡힌 나머지 자신이 의존하는 생물학적 힘을 소홀히 여기기 때문이다. 전쟁의 역사는 협동의 역사보다 늘 화려했다. 페스트, 콜레라, 황열은 소설, 연극, 영화의 단골 메뉴가 되었지만, 위나 장에 서식하는 미생물의 유용한 역할을 소재로 하여 성공적인 스토리를 만든 사람은 없었다. (P66)

"수많은 미생물 종들은 동물과 인간의 정상적인 발육과 생리 활성 유지에 필수적인 역할을 한다." (P67)

"자세히 들여다보면, 세상은 당신에게 새로운 모습을 드러냅니다. 세상은 당신이 지금껏 생각해온 것보다 훨씬 더 아름답고 장엄합니다. 마이크로피아에 오신 걸 환영합니다." (P75)

V.피셰리와 오징어의 공생 ~~~ 맥폴-응아이 : 1994년 1차로 오징어 연구가 마무리되었을 때 그녀는 이렇게 썼다. "이 연구들은 특정 공생 세균이 동물의 발생을 유도한다는 사실을 시사한다. 달리 말하면, 미생물이 동물의 몸을 빚어낸다는 뜻이다." (P86)

무균동물들은 살아남기는 하지만 상황이 크게 달라지는 것으로 나타났다. ~~~ "무균동물들은 대체로 비참한 피조물이다.~~~ (P88)

공생이란 동물들이 자신의 발생 과정 중 일부를 다른 종에게 외주화하는 것이라고 할 수 있다. (P90)

S.로제타는 올바른 미생물을 만날 때만 군집을 형성하며, 다른 미생물을 만나면 따로 놀기를 고집했던 것이다. (P94)

우리는 자유의지를 매우 가치 있게 여기므로 '보이지 않는 세력 때문에 독립성을 상실했다'는 생각은 사회 전체를 깊은 공포로 몰아넣을지 모른다. ~~~ 우리는 이미 마리오네트 인형이나 마찬가지다. (P115)

만약 우리가 올바른 음식을 먹었을 때 그들이 도파민, 즉 쾌락과 보상에 관여하는 신경전달물질을 분비하게 한다면 결국 당신으로 하여금 특정 음식을 선호하도록 훈련시킬 수 있지 않을까? 그렇다면 메뉴 선택 과정에서 주도권을 행사하는 것은 도파민을 분비하는 세균인 셈이다. (P122)

볼바키아는 다양한 방법을 진화시켜 수컷 숙주를 골탕 먹이고 암컷의 개체 수를 확대했다. ~~~ 허스트의 나비에서는 수컷을 죽이고, 리고의 쥐며느리에서는 수컷을 암컷으로 만든 것이다. (P129)

이 세상에 '좋은 미생물'이나 '나쁜 미생물' 같은 것은 존재하지 않는다. ~~~ 자연계에 존재하는 복잡하고 괴팍하고 맥락적인 관계를 기술하는 데는 적합하지 않다. (P132)

두 사람이 나란히 숲 속을 걷는데 한 사람에게만 수십 마리의 모기가 달려들어 물어뜯고 다른 한 사람은 여유있게 미소 짓는 모습을 보고 신기하다고 생각한 적은 없는가? 그 열쇠의 일부분은 미생물이 쥐고 있다. (P136)

자연계에 존재하는 동반자 관계는 거의 다 이런 식이다. 부정행위가 늘 도마에 오르며, 지평선 너머에는 언제나 배신이 도사린다. 겉보기에 잘 지내는 것 같아도, 어느 한쪽이 에너지나 노력을 별로 들이지 않고 동일한 이익을 얻을 수 있다면 그는 처벌당하거나 들키지 않는 범위 내에서 그렇게 할 것이다. ~~~ 영국의 소설가이자 문명 비평가인 허버트 조지 웰스는 ~~ 1930년에 ~~~ " 정도의 차이는 있지만, 자연계에 존재하는 모든 공생 관계의 밑바탕에는 적의가 깔려있다. 그러므로 적절한 규제와 종종 정교한 조정이 없다면 호혜 상태는 유지 수 없다. 심지어 인간사에 있어서도, 호혜적 동반자 관계를 유지하는 것은 그리 쉽지 않다.~~~~ (P138)

공생이란 본래 '희로애락을 함께하며 산다'는 중립적 의미를 가진 용어인데, 여기에 긍정적 감정이 이입되면서 '대립과 갈등'은 쏙 빠지고 '협동과 화합'만을 암시하는 개념으로 변질되었다. 그러나 진화는 그런 식으로 진행되지 않는다. (P138)

균세포의 기능은 모두 똑같아서 공생 세균을 수용, 통제하고, 그들이 다른 조직으로 확산되는 것을 막으며, 면역계에 들키지 않도록 숨겨준다. (P143)

많은 과학자들은 면역계가 병원균을 물리치는 것은 단지 보너스 트릭에 불과하다고 생각하고 있다. 면역계의 주요기능은 숙주와 상주 미생물 간의 고나계를 관리하는 것이며, 그 핵심은 '현명한 관리와 균형'이지 '방어와 파괴'가 아니라는 얘기이다. (P149)

HMOs가 미생물의 식량이라는 생각의 시작은 20세기 초로 거슬러 올라간다. ~~~ 정신과학자 진영에서는 "모유를 먹은 아기들은 대변에서 우유를 먹은 아기들보다 더 많은 비피더스균이 발견되었다"고 보고했다. ~~~ 화학자 진영에서는 "인간의 모유에는 소젖에 없는 탄수화물이 함유되어 있다"고 발표~~~ 두 진영의 만남은 1954년에 이루어졌으니, ~~~ 오스트리아 화학자로 노벨상 수상자인 리하르트 쿤과 헝가리 출신 미국인으로 소화과 의사이자 모유 옹호자인 폴 조지 ~~~ "신비로운 비피더스 인자와 모유 올리고당은 동일성분이며, 장내 미생물에게 영양분을 공급한다"고 발표~~~ (P153)

산호는 부드러운 관상 몸체부를 가진 동물로서 윗부분은 날카로운 촉수로 덮여 있다. 그러나 평소에 이런 모습은 거의 보이지 않는다. 산호는 자신이 분비한 석회질 속에 숨어 사니까 말이다. (P171)

지난 반세기 동안 우리는 위생과 항생제와 현대 식단을 결합하여 면역 조절 장치의 설정치를 계속 상향 조정해왔고, 그리하여 우리의 면역계는 무해한 물질(먼지, 식품 속 분자, 체내에 상주하는 미생물, 심지어 우리 자신의 세포)만 봐도 흥분하여 길길이 날뛰게 되었다. (P193)

다시 말해서 IBD는 유전적 감수성, 바이러스 감염, 면역 문제, 환경 독소, 마이크로바이옴의 합작품이었다. ~~~ 모든 염증 질환은 흥분한 면역계와 관련되어 있으며, 흥분한 면역계는 상상 속의 위협을 향한 오인 공격을 감행한다. (P196)

인간의 가장 좋은 친구인 개와 고양이는 '오랜 친구들'을 모시고 다니는 승용차로 밝혀진 셈이다. (P199)

'항생제 겨울(antibiotic winter)' ~~~ 블레이저는 미생물학의 카산드라를 자처하며 임박한 위기를 극적으로 예언한다. (P214)

'오컴의 면도날'이라는 말은 대단히 난해한 것을 단순하고 우아하게 설명한다는 원칙을 뜻한다. (P215)

우리가 목표로 삼을 수 있는 '건강한 마이크로바이옴'이 하나 있거나, 특정 미생물 군집을 '건강한 군집'이나 '건강하지 않은 군집'으로 명쾌하게 분류하는 방법이 있다면 모든 것이 얼마나 수월할까? (P219)

산호초에서든 인간의 소화관에서든, 우리는 미생물과 숙주의 관계를 파괴함으로써 지난 수백만 년 동안 함께해온 종들을 강제로 떼어 놓고 있다. 고든과 블레이저 같은 과학자들은 오랜 동반자 관계의 종말을 이해하고, 나아가 이를 미연에 방지하기 위해 노력한다. (P226)

마이크로바이옴은 연극이고, 미생물은 연극배우, 숙주의 유전자는 무대 디자이너라고 할 수 있다. 배우들은 디자이너가 설계한 무대 위에서 비교적 자유롭게 연기를 펼치지 않는가? (P248)

자연선택을 통한 진화가 세 가지 요소에 의존한다는 사실을 상기할 필요가 있다. 첫째로 개체는 변이를 일으켜야하고, 둘째로 그 변이는 유전 가능해야 하며, 셋째로 그 변이가 개체의 적합성, 즉 생존 및 생식 능력에 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 지니고 있어야 한다. 변이, 유전, 적합성이라는 삼박자가 갖춰지면 진화의 엔진에 시동이 걸려 ~~~ (P252)

먹이는 마이크로바이옴에 영향을 미치고, 마이크로바이옴은 체취에 영향을 미치며, 체취는 성적 매력에 영향을 미친다? ~~~ 전유전체 개념과도 잘 들어맞았다. (P257)

'미생물의 운명은 동물과 긴밀하게 얽혀 있다.'는 사실을 강조하기 위해 굳이 진화론까지 들먹일 필요는 없으리라. (P260)

일부 동물군이 미생물로부터 부여받은 초능력, 즉 소화하기 어려운 먹이를 분해한다거나 열악한 환경을 극복하는 능력, 혹은 치명적인 먹이를 먹고도 살아남는 능력 등을 이용하여 진화의 승자가 되었으며, 다른 종들이 실패한 곳에서 성공을 거뒀다는 점을 설명하려고 하다. (P267)

햇빛이 한 줄기도 비치지 않고, 섭씨 400도까지 상승할 수 있는 열탕에 휩싸인 데다, 엄청난 수압에 짓눌려 생명이라곤 찾아볼 수 없을 것만 같았던 해저 세계에서 ~~~ 열대우림만큼이나 풍성한 비밀 생태계를 발견했다. (P274)

빛이나 햇빛 대신 화학에너지를 이용하여 식량을 자급자족하는 것을 '화학 합성' 이라고 한다. 광합성 식물이 부산물로 산소를 방출하는 것과 달리 화학합성 세균은 순수한 황을 대량으로 생산한다. (P276)

일반적으로 초식동물이 보유한 미생물의 구성은 매우 다양하고, 육식동물이 보유한 미생물의 구성은 매우 단순하다. (P282)

음식물에 대한 미생물의 반응 속도는 놀랄 만한 수준이다. ~~~ 하루 안애 채식 모드와 육식 모드르 넘나드는 것이다. ~~~ 장내 미생물은 우리를 유연한 섭식자로 만든다. (P290)

미생물은 먹이를 소화시켜 영양분을 공급할 뿐 아니라, 그 속에 들어 있는 뇌관(독소)까지도 제거해준다. 미생물의 능력과 자신의 전략을 결합하여, 초식동물들은 주변에 풍부하게 존재하는 식물을 최대한 이용한다. (P296)

세균들이 사는 세상이다. 우리가 전화번호나 돈이나 아이디어를 교환하듯이, 그들은 DNA를 손쉽게 주고받는다. (P305)

우리는 미생물을 들여다보는 기구를 개발했고, 의도적으로 그들을 배양할 수도 있다. 미생물 존재의 기본 원리를 판독하는 도구를 통해 그들과 우리의 동반자 관계의 본질을 파악할 수도 있다. (P333)

그들은 질병을 치료하고 예방할 수 있는 유익한 세균 칵테일(프로바이오틱스), 유익한 미생물을 배불리 먹일 수 있는 영양소 패키지(프리바이오틱스), 심지어 한 사람의 미생물 군집을 통째로 다른 사람에게 이식하는 방법(대변 미생물총 이식술)까지도 개발하고 있다. ~~~ 세균에 대한 낡고 위험한 '투사적 메타포', 즉 세균을 죽이지 않으면 내가 죽으므로 사생결단을 내야 한다는 생각을 버리고 상냥하고 뉘앙스가 풍부한 '정원사적 메타포'를 받아들여야 한다. (P344)

J-리브는 파나마의 원주민이 아니며 파나마산 황금개구리와 진화사를 공유하지 않는다. 그러니 아무런 연고도 없는 미국산 미생물을 파나마산 개구리에게 퍼붓는다는 것은 너무나 낙관적이며 다소 제국주의적인 발상이다. (P351)

<코크런 리뷰>의 평결에 따르면 프로바이오틱스는 "감염성 설사의 지속 시간을 단축하고, 항생제 복용에 따른 설사의 위험을 줄여주며, 괴사성 장염에 걸린 신생아의 생명을 살릴 수도 있다." ~~~ 프로바이오틱스가 알레르기, 천식, 습진, 비만, 당뇨병, 염증성 장 질환, 자폐증, 기타 마이크로바이옴 장애 환자들에게 도움이 된다는 증거는 아직 명확하지 않다. (P356)

헬리코박터 파일로리를 포함하여 많은 미생물들은 긍정적 역할과 부정적 역할을 모두 수행한다. (P359)

유익한 미생물을 선별적으로 먹여 살리는 물질을 프리바이오틱스라고 부른다. (P362)

마이크로바이옴을 조작하려면, 단일 균주보다는 협동하는 미생물 네트워크를 사용하는 편이 더 합리적일 것이다. (P364)

합성미생물의 유전자 코드를 조작하여 생물학적 방화벽을 설치함으로써 GM 미생물의 유전자 코드를 조작하여 생물학적 방화벽을 설치함으로써 GM미생물이 야생형 미생물과 DNA를 수평적으로 교환하지 못하도록 막는게 그녀의 희망 사항이다. (P383)

영국의 과학자 레슬리 오겔 : "진화는 당신보다 똑똑하다." (P393)

사람은 평생 현미경을 통해 미생물을 들여다볼 일이 거의 없으며, 미생물이 초래하는 질병을 통해서만 그 존재를 체험하기 때문이다. (P395)

살균 소독은 저주이지 축복이 아니다. 다양한 생태계가 빈곤한 생태계보다 우월하다는 원칙은 인간의 장과 아쿠아리움의 수조는 물론, 심지어 병실에도 적용된다. (P405)

인간의 위생이 지나치면 다양성을 붕괴시킬 수 있다. (P407)

"우리가 빌딩을 설계하면 나중에 빌딩이 우리를 설계한다던 윈스턴 처칠의 말이 맞았어요. 우리는 생물에 정통한 설계를 통해 그 과정을 통제해야 해요. (P409)

시카고 한복판을 통과하는 지금, 나는 똑같이 혼란스러운 관점의 변화를 경험한다. 내 눈에는 도시 전체가 '미생물이 우글거리는 하복부'처럼 보인다. 도시를 빽뺵히 뒤덮은 생물 군단은 ~~~ 미생물은 두려워하거나 파괴할 대상이 아니라, 보듬고 찬미하고 연구할 대상임을 잘 알고 있다. (P416)