답변 내역
- 탈모에대한 치료에궁금합니다...안녕하세요. 네, 질문주신 것처럼 탈모, 그중에서도 특히 남성형 탈모(안드로겐성 탈모)는 많은 사람들에게 큰 고민이며, 현재도 치료는 부분적이고 한계가 있는 수준입니다. 하지만 미래에는 과학기술의 발전으로 인해 대머리도 자연스럽게 회복할 수 있는 시대가 가능할 것으로 전망되고 있습니다. 현재 약물치료로는 피나스테리드(프로페시아)를 이용해 DHT 억제하여 탈모 진행 속도 완화하거나 미녹시딜(로게인)과 같은 약물로 혈류를 개선하여 일부 발모를 촉진하는데요, 하지만 이런 약물치료의 경우 지속 복용 필요, 효과가 제한적, 부작용 가능성의 단점이 있습니다. 이외에는 모발이식이 활용되고 있는데요, 이는 본인의 뒷머리 모낭을 앞머리로 이식하는 것인데 이식 가능한 모낭 수 제한, 고비용, 드문 경우 실패 가능성이 있다는 단점이 있으며 이러한 기존 치료법은 진행을 늦추거나 일부 복원하는 수준이지, 완전한 회복은 어렵습니다. 미래의 탈모 치료 기술로 여겨지는 모낭 줄기세포 치료는 모낭을 만드는 줄기세포를 실험실에서 배양해 탈모 부위에 이식하는 것인데요, 2020년대 후반부터 쥐 실험과 일부 인간 대상 실험 성공 중이며 완전히 새로운 모낭을 만들어낼 수 있어, 이론상 대머리도 복원 가능할 것으로 보입니다. 또한 유전자 편집(CRISPR 등)을 활용하여 탈모 유전자의 발현 자체를 억제 또는 조절할 수 있을 것으로 보이는데요, DHT에 과민한 모낭세포의 유전자 조절하여 완치 가능성은 크지만, 안전성 문제로 아직 임상 단계는 아닙니다, 이외에는 세포 재프로그래밍 (iPSC)이 있는데요, 자신의 피부세포를 다시 줄기세포로 되돌려 모낭세포로 분화시켜 원하는 수의 모낭을 무한하게 생성 가능하며이론상 완전한 머리 회복도 가능할 것으로 보입니다.학문 / 생물·생명25.07.1900
- 암정복에대해궁금해서질문합니다..안녕하세요.네, 암은 오랫동안 인류가 극복하고자 해온 대표적인 질병이며, 많은 과학자들이 암 정복이라는 목표를 향해 연구해오고 있는데요, 우선 아직까지는 암이 정복되기 어렵습니다. 암은 단일 질병이 아니라, 수백 가지 이상의 복합적인 유전자 변이 질환인데요, 암세포는 끊임없이 변이하기 때문에, 치료에 저항성이 생기기 쉽습니다. 또한 종류가 너무 다양한데요, 폐암, 간암, 췌장암, 유방암 등 각각 기전과 약물이 다릅니다. 게다가 개인마다 유전자가 다른데요, 같은 암이라도 약효가 다르게 나타나며, 일부 암은 매우 늦게 발견되어 치료 시기를 놓치기 쉽습니다. 그러나 최근 과학의 발전은 놀라운 수준인데요, CAR-T와 같은 면역항암치료의 등장으로 환자의 면역세포를 암세포 공격에 특화시켜 정확히 암만 공격하며, 일부 백혈병은 완치율이 80~90% 이상까지 올라갔습니다. 또한 정밀의학 (유전체 분석 기반 맞춤형 치료) 분야에서는 암환자의 DNA 변이를 분석해 그에 딱 맞는 약을 설계하는데요, 이로 인해 부작용은 줄고 치료효율은 높아졌습니다. 또한 조기진단 기술의 발달로 피 한 방울로 암을 조기에 진단(GRAIL 같은 액체생검) 가능한 기술도 발전 중이며, 이처럼 암은 조기 발견만 되어도 생존율이 급상승합니다. 물론 아직 현재의 기술로는 암을 감기처럼 몇 번 약 먹고 낫는 수준까지 가려면 수십 년은 더 걸릴 전망이지만, 일부 암은 이미 그런 수준에 도달하고 있습니다.학문 / 생물·생명25.07.195.01명 평가00
- 개 중에서는 왜 낯선 사람을 그토록 경계하면서 공격성을 드러내기도 하나요?안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이개는 오랜 기간 인간과 함께 진화해온 사회적 동물임에도 불구하고, 여전히 낯선 사람에게 경계심이나 공격성을 보이는 경우가 많은데요, 이는 개의 본능, 학습 경험, 유전적 요소, 사회화 정도 등 다양한 생물학적·심리학적 이유가 복합적으로 작용하기 때문입니다. 우선 개는 ‘영역 동물’인데요, 개는 자신의 공간(집, 마당, 주인 곁 등)을 침범당하지 않으려는 본능이 강합니다. 이 본능은 늑대에서 유래된 것으로, 자신의 무리와 영역을 보호하기 위한 경계 반응입니다. 낯선 사람은 이 ‘영역’을 침범할 수 있는 잠재적 위협으로 인식되며, 이때 짖음은 "여기 내 공간이야, 가까이 오지 마!"라는 경고 신호입니다. 유전적으로 타고나는 기질도 작용하는데요, 로트와일러와 같은 일부 견종은 본래부터 경계심이 강하도록 선별교배되었으며, 반대로 리트리버나 비글 같은 견종은 사람을 더 쉽게 신뢰하는 성향이 많습니다. 또한 개의 성격에는 사회화 시기의 경험이 결정적인데요, 강아지는 생후 3~12주 사이에 다양한 사람, 소리, 환경을 접하면서 사회화를 하게 되는데, 이 시기에 낯선 사람이나 상황을 경험하지 못하면, 자라서 낯선 존재에 대해 두려움 또는 방어 행동을 보일 수 있습니다.학문 / 생물·생명25.07.1900
- 항암치료에대해궁금해서질문합니다안녕하세요.네, 현재 항암치료는 효과적인 면도 있지만 부작용과 비용 부담이 크다는 것이 큰 문제인데요, 미래에는 보다 안전하고, 편하며, 저렴한 항암치료가 가능해질 가능성이 분명히 존재한다고 볼 수 있습니다. 전통적인 항암치료는 정상세포도 공격해 탈모, 구토, 면역저하 같은 부작용이 생기는데요, 특히 면역항암제나 맞춤형 치료는 수천만 원 이상 드는 경우도 많아, 일반인에게는 큰 부담이며, 또한 암의 유전적 다양성과 저항성 때문에, 완치가 어려운 경우도 많습니다. 미래 항암치료 기술의 발전 방향에대해서 말씀드려보자면 우선 정밀의학(Personalized Medicine) 측면에서 환자의 유전체(유전자 정보)를 분석해, 그 사람에게 딱 맞는 항암제를 설계하는 시대가 오고 있는데요, 이로인해 불필요한 부작용을 줄이고, 효율은 높이며 비용은 줄일 수 있게 됩니다. 또한 면역항암치료의 발전으로 CAR-T 세포치료 등은 자신의 면역세포를 조작해 암을 공격하게 합니다. 물론 현재는 고가의 치료에 해당하지만, 기술 표준화와 대량생산 시스템이 구축되면 일반인도 이용 가능할 것으로 전망됩니다. 이외에도 나노기술을 이용한 표적치료가 개발되고 있는데요, 암세포만 선택적으로 공격하는 나노캡슐 약물 전달 시스템이 개발되고 있어, 부작용을 최소화할 수 있습니다. 특히 AI 기반 약물 설계, 즉 인공지능으로 빠르고 저렴하게 신약을 설계하면서, 임상 성공률도 향상될 수 있습니다. 기술은 보급되고 시장이 커지면 가격은 떨어지는데요, 예를 들어, 처음엔 수억 원이던 유전자 염기서열 분석이 지금은 몇만 원이면 가능한 것이 있습니다. 여러 나라에서는 국가 건강보험으로 첨단 항암치료를 보장하려는 움직임도 강해지고 있으며 공공기술로 개발되거나, 비영리 연구기관 중심의 신약개발이 늘어나면서, 비용부담은 점차 줄어들 수 있을 것입니다.학문 / 생물·생명25.07.1900
- 비오는 날에는 지렁이도 숨을 쉬러 밖으로 나온다는데 땅속에서 어떻게 숨을 쉬나요?안녕하세요.네, 지렁이는 폐가 없고 피부를 통해 호흡하는 동물인데요, 이와 같은 호흡방식을 피부호흡이라고 합니다. 지렁이의 피부는 항상 얇은 점액층으로 촉촉하게 유지되어 있어야만 산소가 피부를 통해 체내로 확산되고, 이산화탄소가 배출될 수 있는데요 따라서지렁이는 주로 습한 토양 속에서 생활하며, 그곳에 포함된 공기 중 산소를 피부로 흡수합니다. 땅 속에도 공기가 존재하며, 특히 토양이 물에 잠기지 않고 적당히 촉촉할 때 산소가 잘 녹아 있어 지렁이가 피부호흡을 할 수 있습니다. 이런 방식은 마치 물고기가 아가미로 물속의 산소를 걸러내는 것처럼, 지렁이도 토양의 공기나 수분에 녹은 산소를 흡수하는 셈입니다. 그런데 비오는 날이 되면 지렁이가 땅 밖으로 나오는 이유는 토양 속 공기층이 물로 대체되어 산소가 부족해지기 때문입니다. 이로 인하여 피부호흡이 어려워져 질식할 위험이 생기며, 그 결과 지렁이는 더 많은 산소를 얻기 위해 땅 위로 올라오는 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.07.1900
- 미세조류에 있는루비스코(Rubisco)는 섭취시 인간에게 ㄹ영양가가 있나요?안녕하세요. 김지호 박사입니다.네, 질문해주신 미세조류에 포함된 루비스코(Rubisco)는 인간에게 단백질로서 영양가가 있는데요, 실제로 루비스코는 매우 유망한 대체 단백질원으로 주목받고 있으며, 식품 산업에서도 활용 가능성이 활발히 연구되고 있습니다. 루비스코(Rubisco)란 Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase의 약자로, 광합성의 핵심 효소입니다. 모든 광합성 생물(식물, 미세조류, 남세균 등)에 존재하며, 지구에서 가장 풍부한 단백질로 알려져 있는데요, 특히 미세조류(예: Chlorella, Spirulina, Dunaliella)는 루비스코를 세포 단백질의 30~50% 이상 함유할 정도로 풍부하게 가지고 있습니다. 인간에게 루비스코가 영양가 있는 이유는 완전단백질 구조로, 루비스코는 모든 필수 아미노산(9가지)을 포함한 고품질 단백질입니다. 라이신, 트레오닌, 메티오닌 등의 함량도 비교적 균형 있게 포함되어 있어 인체 흡수율도 높으며 소화 효소에 의해 잘 분해됩니다. 특히 사람의 위나 소장에서 작용하는 단백질 분해 효소(펩신, 트립신 등)에 의해 루비스코는 잘 소화되고 아미노산으로 분해됩니다. 동물 실험이나 소규모 인체 실험에서도 루비스코 유래 단백질은 효과적으로 흡수된 것으로 보고되었는데요, 항산화·항염증 효과가 있으며 루비스코 단백질 일부 조각(peptide)은 체내에서 항산화 작용을 나타내는 기능성 펩타이드로 전환될 수 있다는 연구도 있습니다. 미세조류 기반 대체 단백질의 장점 미세조류의 40~70%가 단백질로 구성되어 있으며, 친환경성 생산 시 온실가스 배출이 적고, 사료나 물 사용량이 매우 적습니다. 다양한 생육 환경바닷물, 폐수, 빛만 있어도 자람. 경작지 필요 없으며, 기능성 성분 포함루테인, 오메가-3, 베타카로틴, 철분 등도 풍부합니다. 이때 세포벽이 단단한 미세조류는 소화율이 낮을 수 있어 가공(세포벽 파쇄, 효소처리 등)이 필요한데요, 일부 사람은 클로렐라나 스피루리나 섭취 후 알레르기 반응을 보일 수 있어 주의해야 할 필요는 있습니다.학문 / 생물·생명25.07.1910
- 마음에 쏙!100
- 유전자 조작으로 인간보다 두뇌가 뛰어난 동물을 개조하는게 가능할까요안녕하세요.질문주신 것처럼 유전자 조작을 통해 인간보다 더 지능이 높은 동물을 만드는 것이 이론적으로는 가능하나, 아직 현재 기술 수준과 과학적·윤리적 한계를 고려하면 매우 어려운 일입니다. 인간의 고도 지능은 수천 개의 유전자와 그 조합, 발현 시기, 뇌 구조의 발달 등이 정교하게 상호작용해서 형성된 결과인데요, 특히 인간은 대뇌피질, 특히 전전두엽이 고도로 발달해 있어 계획, 판단, 언어, 창의적 사고가 가능합니다. 일부 유전자는 지능과 관련이 있는 것으로 알려져 있지만, 지능은 단일 유전자가 아닌 복합 유전자형(polygenic trait)으로 구성되어 있어 단순하게 조작하기 어렵습니다. 유전자 조작으로 지능을 향상시킨 동물 사례로 실험적 수준에서는 일부 성공 사례가 있는데요, Smart Mouse는기억력과 학습 능력을 향상시키는 NR2B 유전자를 삽입한 생쥐로 미로 학습에서 일반 생쥐보다 훨씬 나은 성과를 보였습니다. 다음으로 FOXP2 유전자 삽입 원숭이는 인간의 언어와 관련된 유전자인 FOXP2를 넣은 원숭이는 인지능력이 향상되었으며, 일부 소리 표현 능력도 달라졌다는 연구도 있습니다. 하지만 이들은 부분적 기능 향상에 불과하며, 인간과 같은 수준의 언어, 창의력, 사고력은 갖추지 못합니다. 또한 두뇌의 크기, 신경세포 수, 연결망 복잡도는 유전자뿐 아니라 자궁 내 발달 환경, 두개골 크기, 대사량(에너지 공급) 등 다양한 요소에 의해 결정되는데요 예를 들어, 침팬지는 유전적으로 인간과 98~99% 유사하지만, 대뇌피질의 주름과 크기, 시냅스 밀도 등이 다르기 때문에 인간과 같은 사고를 할 수 없으며 유전자 조작만으로는 이 구조적인 한계를 완전히 극복하기 어렵습니다.학문 / 생물·생명25.07.1900
- 사람 몸에 털이 있는 이유가 궁금 합니다.안녕하세요.질문주신 것과 같이 사람 몸에 나는 털(체모)은 요즘 시대에는 눈에 띄게 줄어들고 일부는 제모되기도 하지만, 인류의 진화 과정에서 중요한 생리적·생물학적 기능을 수행해왔는데요, 사람의 털은 단순히 ‘남는 흔적’이 아니라, 다양한 적응적 이유와 기능적 목적을 가지고 있습니다. 우선 사람의 털은 진화의 흔적인데요, 인간은 약 600만 년 전 침팬지와 공통 조상을 공유했으며, 그 당시에는 온몸에 털이 빽빽했던 유인원형의 모습이었습니다. 그런데 오늘날 인간은 대부분의 털을 줄이고, 일부 부위에는 유지하게 된 것은 진화 과정에서 인간이 두 가지 상반된 선택압에 동시에 적응했기 때문인데요, 몸의 털이 줄어든 이유는 체온 조절을 위한 것입니다. 인류가 아프리카의 뜨거운 초원 지대에서 직립보행을 하며 진화하면서, 가장 중요한 생존 문제는 바로 과열(과도한 체온 상승)이었습니다. 빽빽한 털은 햇빛을 막아주는 장점도 있지만, 땀 배출을 방해해서 열을 식히는 데 불리한데요, 이에 인간은 땀샘이 발달하고 털을 줄이는 방향으로 진화함으로써, 장시간 달리고 땀으로 열을 식히는 전략을 취한 것입니다. 이로 인해, 인간은 지구상에서 가장 땀을 잘 흘리는 포유류가 되었고, 체모는 줄고 땀샘은 증가한 형태로 진화했습니다.그럼에도 일부 부위에 털이 남아있는 이유는 완전히 털을 없애지 않고, 특정 부위에는 털을 유지하거나 굵은 털(종종 성호르몬에 의해 조절됨)을 유지한 데에는 감각 기능 (Sensory function)과 관련있는데요, 팔, 다리, 겨드랑이 등에는 촉각을 감지하는 기능이 있으며 털의 뿌리에 있는 신경말단이 외부 접촉을 민감하게 감지합니다. 또한 겨드랑이, 음부 등 마찰이 심한 부위에는 피부 보호 역할을 하는데요, 성기의 털은 세균이나 먼지의 직접적인 침입을 막는 역할도 합니다.학문 / 생물·생명25.07.185.01명 평가00
- 암세포가 치료에 저항성을 갖게 되는 과정에서, 진화론적 관점에서 어떤 선택압과 유전적 변이가 주로 작용하나요?안녕하세요.암세포를 단순한 세포 증식의 오류가 아닌, '진화하는 생물학적 시스템'으로 바라보는 관점은 최근 암 생물학에서 가장 중요한 패러다임 중 하나인데요, 암세포의 치료 저항성을 중심으로, 진화론적 선택압(selection pressure)과 유전적 변이(genetic variation)가 어떻게 작동하는지를 설명드리자면, 우선 암은 진화하는 집단입니다. 암은 유전적으로 이질적인 세포들의 군집인데요, 이들 사이에는 유전적/표현형적 다양성이 존재하며, 이는 마치 자연선택이 작용하는 작은 생물군집처럼 행동합니다. 즉암세포 집단은 변이 + 경쟁 + 선택 + 유전 가능성을 거쳐 진화하는 것입니다. 치료 저항성의 선택압과 유전적 변이 메커니즘에 대해 설명해보자면 우선 유전적 변이의 원천은 염기 돌연변이 (point mutation), 유전자 복제수 변화 (copy number variation, CNV), 염색체 재배열 (translocation, inversion)이 있으며, 이러한 유전적 다양성은 암세포 집단 내에서 우연적으로 치료 저항성을 가진 소수의 변이 세포가 출현할 수 있도록 만듭니다. 항암제, 방사선, 면역치료는 암세포에 대해 강한 선택압인데요, 이때 저항성을 가진 세포만 살아남아 증식합니다. 이러한 치료 후 생존은 진화 생물학에서 말하는 '병목 효과(bottleneck)'를 형성하며, 결과적으로, 전체 암세포 군집이 더 저항적인 방향으로 진화하게 됩니다. 즉 항암치료는 단순한 제거가 아니라, 암세포의 진화 방향을 유도하는 생태학적 자극입니다. 암세포 진화의 생태학적 특성에 대해 말씀드리자면 암 조직은 이질적인 미세환경(tumor microenvironment, TME)을 가지고 있으며, 이 역시 선택압을 형성하는데요, 산소 부족 (저산소 상태, hypoxia)은 산소에 의존하지 않는 대사 시스템을 가진 세포를 선택하고 면역세포 공격에서는 면역 회피 능력을 가진 세포 선택되며, 이러한 요인이 암세포의 적응진화(adaptive evolution)를 유도합니다.학문 / 생물·생명25.07.185.02명 평가00
- 해양 생물들은, 수족관이 생명유지에는 더 좋은 환경일까요?안녕하세요.수족관 같은 인공 환경이 해양 생물의 생명 유지와 개체 보존에 더 좋은지에 대해 생각해보자면 우선 안정된 생존 조건을 제공한다는 장점이 있는데요, 물 온도, 염도, 산소 농도, 조도(빛) 등 모든 환경 조건이 자동으로 조절되며 질병 관리, 외부 포식자 없고, 안정된 먹이 공급 가능합니다. 이는 자연에서는 불확실한 요소들이며, 특히 환경 오염이 심한 연안이나 항만 지역보다 훨씬 깨끗한 물질 순환 시스템을 갖추고 있습니다. 예를 들어서 산호초는 온도에 민감해서 바다 온도가 1~2도만 올라가도 백화현상이 생기며, 수족관에서는 1°C 이내의 정밀한 온도 조절이 가능해 생존율을 높일 수 있습니다. 하지만 수족관의 한계도 분명한데요, 우선 행동 자유도와 공간 제약이 있습니다. 해양 생물들은 넓은 바다에서 수십~수백 km를 이동하는 것이 자연스러운 행동인데요, 수족관에서는 심각한 공간 제한으로 스트레스와 비정상 행동(돌기, 반복 행동, 무기력 등)이 관찰됩니다. 특히 돌고래, 범고래, 상어, 바다거북처럼 넓은 이동반경을 갖는 종은, 비좁은 공간에서 장기 생존하면 뇌 기능 퇴화, 수명 단축 등이 보고되기도 합니다. 또한 사회적·생태적 다양성 부족이 있을 수 있는데요, 야생에서는 다른 종과의 상호작용, 짝짓기 경쟁, 먹이 경쟁 등 다양한 생태적 활동이 일어나지만, 수족관에서는 대부분 제거됩니다. 일부 종은 이런 상호작용 없이 정상적인 면역과 발달을 유지하기 어렵습니다. 수족관이 개체 보존에 유리한 경우도 있는데요 멸종 위기종 보존입니다. 인간의 남획, 기후 변화, 바다오염 등으로 서식지에서 살아남기 힘든 종은 수족관이 보존과 번식, 유전자 유지의 대안적 공간이 될 수 있습니다.학문 / 생물·생명25.07.185.01명 평가00