도서 소개

과학 신기술의 현재와 미래를 청소년의 눈높이에 맞춰 조명하는 <미래과학 로드맵> 시리즈 1권. 다양한 기능을 수행하는 세포 및 조직으로 변할 수 있는 무한한 잠재력을 갖고 있는 줄기세포에 대해 다룬다. 줄기세포가 무엇인지, 어떻게 발견되었는지, 그리고 재생의학에서 어떤 역할을 하는지를 알기 쉽게 풀어 쓴 책이다.

줄기세포를 생산하는 다양한 방법, 재생의학에 적용되고 있는 각종 줄기세포, 우리나라의 줄기세포 연구 동향 및 역분화줄기세포를 비롯한 줄기세포의 최신 연구 사례들을 수록하여 청소년은 물론 일반인도 줄기세포를 쉽게 이해할 수 있도록 했다.

  출판사 리뷰

미래과학 로드맵은 과학 신기술의 현재와 미래를
청소년의 눈높이에 맞춰 조명하는 시리즈입니다.

줄기세포는 몇 년 전 황우석 박사 사건으로 뜨거운 관심을 모았다. 이 사건으로 줄기세포 연구는 한때 위축되었지만, 줄기세포를 이용한 놀라운 치료법에 대한 뉴스가 잇달아 이어지고 있다. 최근에는 국가생명윤리심의위원회가 세계에서 두 번째로 배아줄기세포를 이용한 임상 실험을 승인하기도 했다. 이처럼 줄기세포는 어느새 사람들에게 익숙해졌지만, 줄기세포에 대해 제대로 아는 사람은 많지 않다.

이 책은 줄기세포가 무엇인지, 어떻게 발견되었는지, 그리고 재생의학에서 어떤 역할을 하는지를 알기 쉽게 풀어 쓴 책이다. 줄기세포는 다양한 기능을 수행하는 세포 및 조직으로 변할 수 있는 무한한 잠재력을 가지고 있어서, 난치병 치료에 대한 인류의 희망을 담고 있다. 하지만 배아줄기세포의 경우 하나의 생명체인 배아를 이용하는 점 때문에 인간의 존엄성과 관련된 윤리 문제를 불러일으킬 수도 있다.

줄기세포를 생산하는 다양한 방법, 재생의학에 적용되고 있는 각종 줄기세포, 우리나라의 줄기세포 연구 동향 및 역분화줄기세포를 비롯한 줄기세포의 최신 연구 사례들을 수록하여 청소년은 물론 일반인도 줄기세포를 쉽게 이해할 수 있도록 했다.

이 책은 과학 신기술의 현재와 미래를 청소년의 눈높이에 맞춰 조명하는 미래과학 로드맵 시리즈의 첫 권이다. 이 책에 이어 유전자변형식품, 복제 양 돌리, 이식수술을 다룬 권이 출간될 예정이다.

[내용 소개]

놀라운 세포의 세계
줄기세포는 무한히 늘어날 수도 있고, 다양한 기능을 수행하는 세포 및 조직으로 바뀔 수도 있는 놀라운 세포이다. 임신 초기에 일시적으로 존재하는 배아줄기세포는 신체를 구성하는 모든 세포로 바뀔 수 있는 만능 세포이다. 다 자란 생명체에 존재하는 성체줄기세포는 손상된 세포를 복구하고 대체한다. 이러한 줄기세포는 재생의학에서 핵심적 역할을 하고 있다.

현미경의 발명
현미경의 발명은 줄기세포 발견 및 재생의학 탄생에서 가장 중요한 계기가 되었다. 1660년대에 로버트 훅이 간단한 현미경으로 세포를 관찰한 것을 시작으로, 현미경은 점점 발전하였다. 그 덕분에 세포 속에 무엇이 들어 있고 어떤 일들이 일어나는지가 하나씩 밝혀지기 시작했다.

줄기세포의 이해
줄기세포 연구는 1953년 로이 스티븐스가 생쥐에서 암세포처럼 성장하는 줄기세포를 발견하면서 돌파구를 찾았다. 그리고 1960년대 초에 어니스트 매컬럭과 제임스 틸이 방사선에 의해 손상된 생쥐의 골수세포가 재생되는 점에 착안하여, 골수에 줄기세포가 있다는 것을 발견했다.

이식과 면역
연구자들은 배반포기에서 배아줄기세포를 얻는 방법을 알아냈다. 그리고 태반, 탯줄, 지방흡입술에서 나오는 체지방 등에서 성체줄기세포를 얻게 되었다.
그런데 다른 사람의 줄기세포를 이식하면 환자의 면역체계가 거부 반응을 일으키는 문제점이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 환자들은 면역억제제를 복용해야 한다.

줄기세포의 배양
줄기세포를 매번 배아나 성체 조직에서 빼낼 수는 없기 때문에 과학자들은 줄기세포를 실험실에서 배양해야만 했다. 제임스 톰슨 박사 팀과 존 기어하트 박사 팀이 각기 다른 방법으로 줄기세포를 배양하는 데 성공하면서 이 문제가 해결되었다.

줄기세포 연구의 쟁점
줄기세포 연구에 반대하는 사람들은 배아는 생명체이며, 개체로서 존엄성과 보호받을 권리가 있다고 이야기한다. 하지만 이 연구에 종사하고 있는 과학자들은 줄기세포는 대부분 시험관시술에 의한 불임시술에서 생산된 배아에서 얻기 때문에 큰 문제가 되지 않는다고 주장한다. 현재 여러 나라에서 줄기세포 연구를 규제하고 있다. 이 때문에 과학자들은 배아줄기세포보다는 성체줄기세포에 많은 관심을 가지고 있다.

재생의학의 발달
줄기세포를 이용한 재생의학으로 심장병, 족부궤양, 실명 등 많은 질병이 치료될 것으로 기대된다. 그런데 줄기세포가 환자의 몸속에서 암을 일으킬지 모른다는 염려도 많으며, 과학자들은 이런 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다.

미래에 대한 전망
줄기세포는 치과의 재건 수술, 대머리 치료 등에 쓰일 수 있다. 최근 생체 시계를 거꾸로 돌리는 것과 같은 역분화줄기세포, 즉 유도만능줄기세포도 개발되었다. 이러한 시도를 안전하게 실용화하기 위한 연구가 끊임없이 이루어지고 있다.

[교과 연계]

중학교 1학년 과학 Ⅳ. 생물의 구성과 다양성
중학교 3학년 과학 Ⅰ. 생식과 발생
고등학교 생명과학Ⅰ Ⅱ. 세포와 생명의 연속성 Ⅲ. 항상성과 건강

  작가 소개

저자 : 샐리 모건
과학과 환경에 관심이 많은 전문 작가이자 사진가이다. 중등학교 생물학과장 및 대학교 입학시험 생물학과 채점위원장을 지냈다. 지금은 과학과 환경 관련 글을 쓰는 데 전념하면서 유기농 농장을 가꾸고 있다. 《기후 변화》, 《에너지》 등 250권이 넘는 책을 썼다.

  목차

들어가며_ 무한한 가능성을 가진 줄기세포 4

놀라운 세포의 세계
재생의학이 탄생하다 10
줄기세포란 무엇인가? 10
줄기세포로 어떻게 질병을 치료할까? 12

현미경의 발명
현미경이 만들어지다 14
최초로 세포를 관찰하다 14
단세포 동물을 발견하다 15
세포를 연구하기 시작하다 17
단세포 생물과 다세포 생물은 어떻게 다른가? 17
세포 속에는 무엇이 있을까? 19
전자현미경이 만들어지다 20
전자현미경은 어떻게 작동할까? 20
투과전자현미경과 주사전자현미경은 각각 어떤 장점이 있을까? 22
현미경은 어떻게 발전했을까? 23
세포를 자세히 관찰하기까지 많은 시행착오를 겪다 25
세포 소기관으로 어떤 것이 있을까? 25
염색체와 유전자란 무엇인가? 28
세포의 종류는 얼마나 많을까? 30
간세포는 어떤 기능을 할까? 30
적혈구세포는 어떤 기능을 할까? 31
신경세포는 어떤 기능을 할까? 33

줄기세포의 이해
부풀어 오른 기형종을 발견하다 36
테라토마란 무엇인가? 37
줄기세포를 특정한 세포로 바꾸는 데 성공하다 38
줄기세포의 신비를 밝혀내다 39
골수 이식에 성공하다 40
줄기세포는 자가증식이 가능하다 42

이식과 면역
면역체계 연구가 시작되다 46
최초로 골수 이식에 성공하다 48
골수 이식은 어떻게 할까? 50
이식 거부 문제는 어떻게 해결할까? 51
줄기세포는 어디에서 발견될까? 51
골수줄기세포는 어떤 기능을 할까? 52
피부줄기세포는 어떤 기능을 할까? 54
줄기세포의 근원인 배아를 연구하기 시작하다 55
배반포기에서 어떻게 배아줄기세포를 얻을까? 55
배아줄기세포는 어떻게 만들까? 57
수정란을 이식하여 복제 동물을 만들다 58
성체줄기세포는 배아줄기세포와 어떻게 다른가? 59
태반과 탯줄에서 줄기세포를 얻게 되다 62
배아줄기세포와 성체줄기세포의 장단점을 고려해야 한다 63
줄기세포를 이식할 때 문제점이 발생할 수 있다 64

줄기세포의 배양
줄기세포 수백만 개를 만들다 68

줄기세포 연구의 쟁점
사람들은 왜 인간 배아를 이용한 줄기세포 연구를 우려할까? 72
줄기세포 연구는 어떻게 규제되고 있을까? 74
우리나라에서는 줄기세포 연구를 어떻게 관리하고 있을까? 78
줄기세포 규제의 문제는 어떻게 해결할까? 78

재생의학의 발달
재생의학이란 무엇인가? 82
줄기세포를 이용한 치료법으로 어떤 것이 있을까? 83
줄기세포로 심장병을 치료할 수 있을까? 86
심장 치료는 어떻게 이루어질까? 88
지방줄기세포로 어떻게 족부궤양을 치료할까? 89
파킨슨병을 어떻게 치료할 수 있을까? 94
줄기세포로 암을 치료할 수 있을까? 97
암은 어떻게 치료할까? 98
줄기세포가 정말 암을 일으킬까? 99

미래에 대한 전망
나노그란 무엇인가? 102
손상된 척수를 치료할 수 있을까? 103
줄기세포는 치과의 재건 수술에 어떻게 쓰일까? 104
줄기세포로 대머리를 치료할 수 있을까? 104
우주과학을 줄기세포 연구에 활용하다 107
생체 시계를 거꾸로 돌리려는 시도를 하다 108
역분화줄기세포를 만드는 데 성공하다 109
역분화줄기세포의 문제점이 제기되다 112
줄기세포를 얻는 방법으로 어떤 것이 있을까? 113

오늘날의 재생의학

현미경과 줄기세포 연구의 역사 119
줄기세포 연구에 공헌한 과학자들 122
유용한 도서와 웹 사이트 126

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