답변 내역
- 수면 기술에대해궁금해서질문합니다.안녕하세요. 질문해주신 것처럼 비침습 뇌 자극 기술을 통한 수면 개선 연구는 활발히 진행 중이며, 향후 10년, 15년 이내에는 수면제 없이도 일반인, 노인, 예민한 분들이 깊은 수면을 안정적으로 취할 수 있는 수준의 기술이 일부 구현될 가능성이 있습니다. 주요 비침츱 수면 자극 기술의 예시인 rTMS, 즉 반복 경두개 자기자극은 저주파 1 Hz 활용 시 각성 과잉 상태를 억제하고 수면 구조 개선에 긍정적 효과 보고되었으며, Closed-loop 실시간 자극 방식은 수면 중 뇌파 감지 후 특정 타이밍에 맞춰 자극하는 방식으로 예시로는 CLAS, Portiloop 시스템이 있습니다. 하지만 아직까지는 자극 위치, 강도, 주파수, 타이밍 등의 표준화가 필요하며, 현재는 대부분 단기간 실험한 결과이기 때문에 장기 반복 시 안정성, 효과 지속성 입증이 필요할 것으로 보입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.125.01명 평가10
- 정말 감사해요100
- 식물의 전신 획득 저항성이 동물의 면역기억과 비슷하다고 할 수 있는 이유는 무엇인가요?안녕하세요. 네 말씀해주신 것과 같이 식물은 항체나 순환하는 면역세포가 없지만, 전신 획득 저항성(SAR, Systemic Acquired Resistance)이라는 메커니즘을 통해 병원체 경험을 기억하고 이후 공격에 빠르게 대응하는 능력을 가질 수 있습니다. 우선 SAR은 국소 부위에 병원체가 침입하면, 감염된 세포에서 살리실산(SA) 같은 신호 분자가 생성되어 식물 전체(전신)에 방어 준비 상태를 유도하는 현상을 말하는데요, 국소 감염은 전신 조직으로 신호 전달되는데 방어 관련 유전자(PR genes) 발현 증가하게 되고 이후 병원체가 들어오면 빠르고 강력하게 반응하게 됩니다. 즉, 식물이 과거 침입 경험을 기억하고 면역을 강화하는 것처럼 행동하는 것입니다. SAR이 면역기억과 비슷한 이유는 신호 기반의 기억이기 때문인데요, SAR에서는 국소 감염 후 SA와 같은 신호가 식물 전신에 퍼져 방어 유전자를 활성화하는데, 이는 동물 면역에서 기억 B/T세포가 존재하여 재감염 시 빠르게 항체를 생산하는 것과 유사합니다. 또한 SAR이 활성화되면 식물은 실제 병원체가 침입하기 전에 항균 펩타이드, 효소, 세포벽 강화 등 방어 자원을 미리 준비하는데요, 이는 동물 면역기억에서 항체가 미리 존재하여 재감염을 신속히 억제하는 것과 기능적으로 비슷합니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.125.01명 평가00
- 특정한 식물 종이 어떠한 병원체에 대해 강한 저항성을 나타내는 것은 유전적 차이로 인한 것인가요?안녕하세요. 네 말씀해주신 것과 같이 특정 식물 종이 특정 병원체에 대해 강한 저항성을 보이는 현상은 주로 유전적 차이에 의해 결정되지만, 환경적 요인도 중요한 역할을 합니다. 우선 유전적 요인으로는 R유전자가 있는데요, 식물 내 R 단백질(NLR 계열 등)을 코딩하는 유전자가 병원체의 효과기 단백질을 인식할 수 있으면 강한 저항성이 나타내는데 예를 들어, 토마토의 Pto 유전자는 특정 세균의 AvrPto 단백질을 인식하여 ETI를 활성화하며 이런 직접적/, 간접적 인식 능력은 유전적으로 결정됩니다.반면에 이와 같은 유전적 요인 이외에 환경적 요인 역시 영향을 미치는데요, SA, JA, ET 같은 면역 호르몬 경로는 온도, 습도, 빛 조건에 따라 활성화 정도가 달라지는데요, 고온에서는 SA 경로가 억제되어 세균 저항성이 감소할 수 있습니다. 또한 질소, 인, 칼슘 같은 영양소가 부족하면 세포벽 강화, 항균 단백질 합성 등 방어 반응이 약화될 수 있으며, 가뭄, 염류 스트레스, 기계적 손상 등은 식물의 면역 자원을 분산시키거나 호르몬 균형을 변화시켜 병원체 저항성을 낮출 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.125.01명 평가00
- 식물이 살리실산, 자스몬산, 에틸렌과 같은 호르몬을 이용하여 면역 반응을 조절하는 방식은 각각 어떻게 다른가요?안녕하세요, 질문해주신 것과 같이 식물은 살리실산(SA), 자스몬산(JA), 에틸렌(ET) 같은 호르몬을 이용해 병원체 유형과 공격 부위에 따라 면역 반응을 조절하는데요 이들 호르몬은 서로 상호작용하며 병원체 특이적 방어를 가능한 것입니다. 우선 살리실산은 주로 바이러스와 일부 세균 병원체에 대한 방어를 조절하는 호르몬으로 국소 감염 부위에서 면역 반응을 유도하고, 전신적 횡전을 촉진하는 역할을 담당합니다. 병원체 침입 시 SA가 축적되면서 NPR1 단백질 활성화가 되고 방어 관련 유전자(PR genes) 발현되며 국소적 세포 사멸을 유도하여 병원체 확산을 억제하게 됩니다. 다음으로 자스몬산은 곰팡이, 일부 세균, 초식 곤충 공격 방어 역할을 하며 조직 손상이나 기계적 스트레스에도 반응합니다. 병원체 침입 또는 조직 손상 시 JA 합성하여 COI1 복합체를 활성화하고 방어 유전자(JA-responsive genes)를 발현시키며, 항균 단백질, 단백질분해효소 억제 단백질 생성하게 만들어 병원체 성장을 억제합니다. 마지막으로 에틸렌은 JA와 협력하여 곰팡이, 진딧물 같은 병해충에 대한 방어 강화 역할을 수행하며 세포 노화, 스트레스 신호, 기계적 손상에도 관여합니다. 병원체나 손상에 의해 ET 합성하여 EIN/EIL 전사인자를 활성화하고 JA/ET 공동 방어 유전자 발현시키며 JA 신호와 함께 작용하면 병원체 특이적 항균 펩타이드 생성하게 됩니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.125.01명 평가00
- 식물의 PRR의 역할은 무엇이며 동물과의 차이는 무엇인가요?안녕하세요. 식물의 패턴인식수용체(PRR)는 식물 면역에서 핵심적인 역할을 하는데, 동물 면역 수용체와는 약간의 차이가 있습니다. PRR은 세포막에 위치하며, 세균, 곰팡이, 바이러스 등 병원체가 가진 공통적인 분자를 인식하는데요 대표적인 예시로는 세균 깃털 단백질을 인식하는 FLS2, 세균 EF-TU 단백질을 인식하는 EFR이 있습니다. 또한 이러한 PRR이 PAMP를 인식하면 세포 내 신호전달 경로가 활성화되는데요, 결과적으로 ROS(활성산소종) 생성을 통해 병원체 직접 공격, 세포벽 강화 유도하며 칼슘(Ca²⁺) 신호를 유발하여 면역 유전자 발현을 조절하고, MAPK 경로 활성화를 통해 방어 유전자 전사를 유도하고 항균 단백질, 펩타이드, 세포벽 강화 물질을 생성하게 됩니다. 즉, PRR은 식물의 1차 면역을 담당하며, 병원체 침입 초기 단계에서 병원체 확산을 억제하며 병원체가 효과기 단백질을 분비하면 PTI를 회피하려 하지만, 식물은 R 단백질을 통해 ETI로 2차 방어를 수행한다고 보시면 됩니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.125.01명 평가00
- 식물은 어떤 방식으로 면역 체계를 발달시켰나요?안녕하세요. 네 말씀해주신 것과 같이 동물과 달리 식물은 순환하는 면역세포나 항체를 갖지 않고, 대신 고유한 세포 수준 면역 체계와 분자적 방어 시스템을 발달시켜 왔는데요, 우선 동물은 B세포에서 항체를 만들어 병원체를 체내에서 직접 공격할 수 있지만, 식물에는 이런 순환 항체가 없습니다. 대신 세포막과 세포 내부에서 병원체를 감지하는 수용체를 이용합니다. 또한 식물 세포는 세포벽, 세포막, 세포질 내 감시 체계를 갖추고 있는데요 병원체 침입 시 ROS, 칼슘 신호, 호르몬(SA, JA, ET) 등 분자 신호를 통해 방어 반응을 유도하며 하나의 세포가 병원체를 감지하면 주변 세포에 신호를 전달하여 조직 전체로 면역 반응을 확산시킵니다.또한 식물은 이동성이 없으므로 병원체 공격에 취약합니다. 따라서 병원체가 공격할 때마다 즉각적이고 국소적인 방어를 발전시켜 왔는데요, 세포 수준의 PTI와 ETI가 대표적입니다. 이와 함께 식물은 패턴 인식 수용체(PRR)가 발달해있는데요, 이는 세포막에 위치하며, 곰팡이, 세균, 바이러스의 공통적 분자를 인식하며 예를 들자면 세균 깃털 단백질을 인식하는 FLS2 수용체가 있습니다. 이는 식물이 세포 간 소통 없이도 병원체를 감지할 수 있는 원시적 면역이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.125.01명 평가00
- 식물이 곰팡이나 세균과 같은 병원체가 분비하는 단백질의 인식하고 방어하는 기작은 어떻게 이루어지나요?안녕하세요. 식물이 곰팡이, 세균 등 병원체가 분비하는 단백질을 인식하고 방어하는 면역 기작은 크게 2단계 면역 체계로 설명할 수 있는데요, 우선 PAMP란 병원체가 공통적으로 가지고 있는 분자 구조이며 예를 들어, 세균의 깃털 단백질이나 세포벽 구성 성분, 곰팡이의 키틴 등이 이에 해당합니다. 식물 세포 표면에는 패턴인식수용체가 존재하며 PRR은 PAMP를 인식하여 면역 반응을 시작합니다. 하지만 병원체는 이러한 1차 방어를 회피하기 위해 효과기 단백질을 분비하여 PTI를 억제합니다. 즉 효과기 단백질이란 병원체가 식물의 PTI를 무력화하려고 분비하는 단백질인데요 예를 들어, 세균의 Avr 단백질, 곰팡이의 RXLR 단백질 등이 있습니다. 이때 식물 세포 안에는 R 단백질이 존재하는데요, 이들은 특정 효과기 단백질을 직접 또는 간접적으로 인식합니다. 이 과정에서 식물은 강한 면역 반응을 유도하여 감염 세포를 국소적으로 죽여 병원체 확산 차단을 차단하고 방어 유전자를 활성화하며 살균 물질과 항균 단백질을 생성하게 됩니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.125.01명 평가00
- 화분 잎이 하나만 색이 죽었어요ㅠ 어떤문제일까요?안녕하세요. 올려주신 사진에서 보이는 잎은 가장자리가 갈변하고, 중간 부분은 노랗게 변색된 상태인 것으로 보이는데요, 이런 증상은 식물에서 흔히 나타나는 몇 가지 원인과 관련이 있을 수 있습니다. 우선 가장 의심되는 것은 과습인데요, 흙이 늘 축축하면 뿌리가 산소 부족으로 손상되고, 잎 끝이 갈변하거나 노랗게 변할 수 있습니다. 잎 하나만 색이 죽었다고 하셨는데요 과습의 문제가 아니라면 자연스러운 잎의 노화 과정일 수도 있습니다. 오래된 잎은 광합성 효율이 떨어지면서 먼저 노랗게 되고, 가장자리부터 갈변하면서 떨어져 나가는데요 잎 하나만 이런 증상이면 단순히 수명 다한 잎일 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.09.1200
- 질량분석기로 화학종을 분석하고자 할 때 여러 피크가 나타나는 이유는 무엇인가요?안녕하세요, 질량분석기(Mass Spectrometer, MS)에서 하나의 화학종만 주입했는데도 여러 개의 피크가 나타나는 이유는 우선 동위원소가 존재하기 때문입니다. 원소는 여러 동위원소로 존재하는데요, 예를 들어서 염소(Cl)는 35Cl(약 75%), 37Cl(약 25%) 두 가지 동위원소가 자연적으로 존재하는데요, 이때 Cl 원자를 포함한 분자는 질량 차이만큼 여러 피크가 나타나며 따라서 분자가 단일 성분이어도 자연 동위원소 분포에 따라 M, M+1, M+2 … 피크가 나타나게 되는 것입니다. 또한 이온화 과정에서 분자의 파편이 발생하기 때문인데요, 질량분석기는 보통 전자이온화(EI)나 다른 이온화 기법을 써서 분자를 이온화하는데, 이 과정에서 원래 분자가 깨져서 작은 조각들이 생성되며, 따라서 여러 질량 대 전하비(m/z)에서 피크가 관찰되는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.1200
- 동핵 이원자 분자에서는 왜 IR이 나타나지 않나요?안녕하세요. 질문해주신 IR 분광법은 분자가 진동할 때 전기쌍극자 모멘트가 변하는지를 관찰하는 기법인데요, 따라서 이 기법의 핵심은 진동 중에 전하의 불균형이 생겨야 적외선을 흡수할 수 있어야 한다는 것입니다. 즉 어떤 분자의 진동이 IR에서 관찰되려면, 그 진동에 의해 전기쌍극자 모멘트가 변해야 하는데요, 진동은 있어도 쌍극자 모멘트가 변하지 않으면 IR 비활성입니다. H2나 N2 등의 동핵이원자분자의 경우에는 분자들은 두 원자가 같은 전기음성도를 가져서 항상 대칭적 전자 분포를 갖는데요, 따라서 평균 쌍극자모멘트가 0이 됩니다. 결과적으로, 적외선(IR) 복사가 와도 전기장과 상호작용할 수 없으므로 흡수 피크가 나타나지 않는 것입니다. 반면에 동핵 이원자 분자임에도 비대칭 구조인 경우에는 원자 간 전기음성도가 달라서 항상 쌍극자 모멘트가 존재하며 진동할 때 이 쌍극자 크기가 주기적으로 변하기 때문에 따라서 IR에서 강한 흡수 피크가 나타날 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.09.125.01명 평가10
- 마법같은 답변200