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책소개

생물물리학은 물리학의 원리와 방법론을 생명현상에 적용한 융합 학문이다. 생명체는 여전히 많은 신비를 간직하고 있지만, 근본적으로 물리법칙을 따른다. 따라서 물리적 접근을 통해 생명현상을 이해할 수 있다는 것이 생물물리학의 핵심 아이디어다.
물리학은 소수의 기본 법칙으로 복잡한 현상을 설명하는 것을 목표로 한다. 반면 19세기까지의 생물학은 다양한 현상들을 개별적으로 기술하는 데 그쳤다. 그러다가 20세기에 들어서면서 물리학적 도구와 방법론이 생물학 연구에 도입되면서 큰 변화가 일어났다. 특히 DNA 이중나선 구조 발견은 분자 수준에서 생명을 연구하는 분자생물학의 탄생으로 이어졌다. 이는 물리학자들도 생물학 연구에 적극적으로 참여하게 되는 계기가 되었다. 이후 기술의 발달은 광족집게. 단분자 형광공명에너지전달, 유전자 편집 기술, 머신러닝, 적응광학 등 생명현상을 물리적으로 연구할 수 있는 방법을 더 넓게 열어놓았다.
이 책은 물리학과 생물학의 융합 학문인 생물물리학에서 이루어진 중요한 발견들을 소개한다. 그리고 물리법칙을 적용해 알아낸 생명현상의 의미를 통찰한다.

저자소개

과학과 인문학은 삶이라는 수레의 두 바퀴였다. 정규 교육에서 전공으로 과학을 공부했고 학교 밖에서 인문학을 배웠다. 그러면서 자연스럽게 과학과 인문학의 관계에 대해 관심을 갖게 되었다. 최근 과학과 인문학의 통섭을 이야기하지만 여전히 둘 사이에는 큰 간격이 있으며, 아직까진 ‘통섭해야 한다’는 선언 수준에 머물러 있다고 생각한다. 지금 여기에서 한 인간이 과학과 인문학을 모두 이해하고 성찰하는 것이 과연 가능할까? 이 질문에 대한 해답의 가능성을 과학사, 과학철학, 그리고 과학기술학에서 발견했다. 과학과 기술에 대한 역사적·철학적·사회학적 이해를 다루는 이 분야에서 과학과 인문학 사이의 ‘두 문화’ 문제를 해결할 수 있는 새로운 길이 있다고 생각한다.

고려대학교 전파공학과와 서울대학교 물리학부 및 물리천문학부 대학원을 졸업했다. 해외 과학 학술지에 과학 연구 논문을 발표했으며, 한국연구재단 등재학술지에 인문학 논문도 발표했다. 여러 해 동안 출판사에서 일하며 과학과 인문학을 넘나드는 책에 관심을 갖고서 이들 책의 번역과 기획 작업을 하고 있다. 번역서로는 『기독교 국가에 보내는 편지』, 『90일 안에 장악하라: 공무원 편』이 있다.

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

책소개

저자소개

목차