프롤로그 생명에서 찾은 물리 법칙
용어 설명
1장 얼마나 작은 것까지 볼 수 있을까?
1 최신 현미경으로 알아낸 것
2 현미경의 간략한 역사
3 빛의 기본 속성
4 현미경으로 본 것을 기록하는 카메라
5 생명체를 색칠하는 도구, 형광단백질과 형광염료
6 나노미터 크기도 구별하는 초고해상도현미경
2장 분자 한 개를 잡을 수 있다고?
1 분자 하나로 알 수 있는것
2 광족집게의 원리와 이를 통해 알아낸 것
3 두 분자가 수 나노미터 거리에 있을 때, 단분자 형광공명에너지전달
4 단분자 형광공명에너지전달로 알아낸 것
3장 DNA 물리학
1 DNA 이중나선 구조의 물리학
2 DNA 가닥의 꼬인 힘을 측정하는 법
3 자기집게로 알아낸 DNA의 탄성
4 광족집게로 알아낸 DNA의 물성
5 염색질의 동역학
4장 DNA 복구 과정과 유전자 편집 기술
1 DNA가 복구되는 과정
2 초기의 유전자 편집 기술
3 최신 유전자 편집 기술
4 DNA 염기서열 분석
5장 RNA 물리학
1 RNA 세계 가설
2 생명 정보가 DNA에서 RNA로 전사되는 과정
3 생명 정보를 침묵시키는 RNA 간섭
4 단백질로 번역되지 않지만 중요한 miRNA
5 세포 한 개에서 얻는 RNA 정보
6 miRNA 개수 세기
6장 단백질 물리학
1 단백질 물리학으로 알 수 있는 것
2 단백질 구조가 중요한 이유
3 머신러닝을 이용한 단백질 구조 예측
4 생명현상을 실시간으로 관찰하는 도구, 형광단백질
5 정신작용의 물리적 근거인 시냅스를 보다
7장 세포 물리학
1 세포를 관찰하면 알 수 있는 것
2 뇌에서 공간을 인지하는 법
3 내 몸 안에 있는 생체시계, 일주기 리듬
4 빛으로 세포를 켜고 끄는 광유전학
5 생체 조직을 투명하게 만드는 기술
6 더 깊이, 더 또렷하게 관찰하기 위한 적응광학
에필로그 생물물리학의 미래
감사의 글
생물물리학이 밝혀낸 생명현상
《살아있는 것들의 물리학》에서는 생물물리학자가 생명에서 물리법칙을 찾기 위해 개발한 여러 도구들과 이를 활용해 새롭게 밝힌 과학을 소개한다. 우리는 DNA, RNA를 거쳐 단백질의 구조를 분석하는 인공지능에 이르기까지 새로 개발한 도구와 과학적 발견 덕분에 인간의 모든 유전자를 분석할 수 있게 되었다. 이 모든 성과를 이뤄낸 생물물리학자의 연구를 7장으로 구성했다.
<1장 얼마나 작은 것까지 볼 수 있을까?>에서는 현미경에 대해 알아본다. 현미경은 생물학에서 가장 중요하고 오랜 도구이다. 1장에서는 현미경이 어디까지 발전했는지, 최신 현미경으로 알아낸 것은 무엇인지, 초고해상도현미경을 통해 식별해낸 생명체의 미세구조는 어떠한지 살펴보고, 그것을 어디에 활용할 수 있는지 설명한다.
<2장 분자 한 개를 잡을 수 있다고?>에서는 생명체의 분자 단위에서 알아낼 수 있는 것은 무엇인지, 분자를 분리해내는 광족집게의 원리와 이를 활용해 알아낸 것은 무엇인지, 단분자 형광공명에너지전달이 무엇이고 이를 통해 무엇을 알아냈는지 설명한다.
<3장 DNA 물리학>에서는 유전 정보를 담고 있는 DNA의 이중나선 구조를 알아낸 이래, 자기집게와 광족집게로 DNA의 탄성과 물성을 연구하고 염색질의 동역학을 측정하기까지 DNA의 구조와 성질을 밝혀낸 생물물리학적 연구를 살펴본다.
<4장 DNA 복구 과정과 유전자 편집 기술>에서는 유전자 편집기술을 통해 우리가 어떻게 질병을 고칠 수 있게 되는지 살펴본다. 또한 DNA 염기서열을 분석함으로써 인간 유전자의 전체 구조를 어떻게 밝혀냈고, 유전과 관련한 생명의 물리법칙을 어떻게 알아냈는지 설명한다.
<5장 RNA 물리학>에서는 DNA보다 앞서 발현되었을 거라는 ‘RNA 세계’ 가설에 대해 이야기하고, DNA의 유전 정보를 전달하는 RNA가 어떻게 작동하는지, RNA의 특성과 전사에 대해 밝혀낸 연구 과정을 설명한다.
<6장 단백질 물리학>에서는 생명의 기본이 되는 단백질
