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이런 거 배우려면 어느 학과로 가야 하나요?
안녕하세요.말씀하신 것처럼, 노화 역전, 신경 재생, 유전자 편집 같은 분야는 현재 생명과학과 의학, 공학이 가장 집중하고 있는 첨단 융합 과학 분야인데요, 생명과학과와 관련이 크다고 볼 수 있습니다. 유전자, 세포, 단백질, 신경계, 생리 등 생물의 기본 원리를 배우는 학문을 공부하며, 노화, 줄기세포, 유전자 조작, 신경재생 같은 연구를 가장 기초부터 깊게 공부할 수 있습니다. 생명과학과는 이후 의생명과학, 신경과학, 노화생물학, 재생의학 등으로 진학하거나 연구를 계속할 수 있는 기초 중의 기초 학문입니다. 이외에도 유전공학과에 진학하셔도 괜찮은데요, CRISPR 같은 유전자 편집 기술, 유전자 치료제, 유전자 기반 약물 설계를 연구하며 특히 “유전자를 조작해 튼튼한 면역력을 가진 인간을 만든다”는 꿈은 유전공학과의 핵심 주제입니다. 이 학과에서는 생명윤리, 질병 치료, 맞춤형 의학 등의 미래 기술도 함께 배우게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.08.05
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대벌레같은 벌레들은 내장이 있는건가요?
안녕하세요.네, 대벌레(Phasmatodea)와 같은 곤충들도 사람이나 다른 동물처럼 생명 유지에 필요한 내장기관을 모두 갖고 있는데요, 곤충은 우리와는 구조가 다르지만, 생명을 유지하기 위한 기본적인 내장기관(소화기관, 순환계, 신경계, 호흡계, 생식기관 등)을 모두 가지고 있습니다. 대벌레는 입-식도-모래주머니(근육)-위-장으로 이어지는 구조를 가지고 있으며, 식물 잎을 먹고 소화합니다. 잎을 섭취하여 소화기관에서 에너지를 얻고, 이를 체액으로 운반해 온몸에 전달합니다. 공기 중의 산소는 기관계(기관과 기문)를 통해 직접 몸속 세포로 공급되며, 뇌와 신경절을 통해 감각 자극에 반응하고, 외부 위협에 도망치거나 위장 행동을 취하고, 내장기관의 활동과 외골격 보호가 조화를 이루며 생존을 이어가게 됩니다. 즉 대벌레도 사람이나 다른 동물처럼 내장을 갖춘 완전한 생물이라고 보시면 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.08.05
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유전자 조작 식품은 정말 건강에 해로울까요?
안녕하세요.유전자 조작 식품(GMO)은 오랜 기간 동안 논란이 되어온 주제이지만, 현대 과학계에서는 대부분의 GMO 식품이 안전하다고 평가되고 있습니다. 유전자 조작 식품(GMO)은 특정 유전자를 의도적으로 삽입하거나 제거하여, 식물이 해충에 강하거나, 병에 저항성이 있거나, 영양소가 강화된 특징을 갖도록 만든 식품인데요, Bt옥수수는 해충이 먹으면 죽도록 하는 단백질 유전자 삽입했으며 황금쌀(Golden Rice)는 비타민 A 전구체인 β-카로틴이 풍부하도록 조작한 것입니다. 세계보건기구인 WHO에서는 현재까지 상용화된 GMO 식품은 건강에 해롭다는 과학적 증거가 없다고 명시하고 있으며, 미국 식품의약국에서도 GMO 식품은 일반 식품과 동등한 안전성을 가진다고 평가하고 있습니다. 즉, 현재까지 시판 중인 GMO 식품은 과학적으로 ‘안전하다’는 것이 주류 학계의 결론입니다. 이러한 유전자 조작 식품이 건강에 해롭다고 주장하는 측에서는 알레르기 유발 가능성을 제기하는데요, 새로운 단백질이 알레르기를 유발할 수 있다는 우려는 있으나, GMO는 상용화 전 반드시 알레르기 검사를 거칩니다. 또한 유전자를 삽입하면 다른 유전자에 영향을 줄 수 있다는 우려. 그러나 정밀한 분자 생물학 기술과 후속 평가로 위험성은 크게 낮춰지게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.08.05
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사람은 왜 나이가 들수록 잠이 줄어드는 걸까요?
안녕하세요.사람이 나이가 들수록 잠이 줄어들고, 자주 깨는 현상은 단순한 습관 변화가 아니라, 뇌 구조의 변화, 호르몬 분비의 감소, 그리고 생체리듬(일주기 리듬)의 변화가 복합적으로 작용하는 생리학적 과정인데요, 나이가 들면 수면을 조절하는 뇌 영역에서 구조적·기능적 변화가 일어납니다. 우선 뇌의 시상하부가 노화되는데요, 뇌의 시상하부에는 수면·각성 리듬을 조절하는 ‘시교차핵(SCN, suprachiasmatic nucleus)’이라는 부위가 있으며, 이 부위는 생체 시계를 담당하는 핵심 구조인데, 노화되면 빛 신호에 대한 민감성이 떨어지고, 리듬의 정확성도 감소합니다. 또한 젊은 사람은 깊은 수면 단계에서 슬로우 웨이브(slow wave sleep, NREM 3단계)가 많이 나타나지만, 노인이 될수록 이 깊은 수면 뇌파가 줄어들어, 수면의 질이 낮아지고 쉽게 깨어납니다. 호르몬적으로도 많은 변화가 나타나는데요, 멜라토닌은 수면을 유도하는 호르몬으로, 뇌의 송과선에서 분비되며, 어두워지면 분비가 증가하는데요, 노화와 함께 멜라토닌 분비량이 감소하고, 분비 시점도 불규칙해져 잠드는 시간이 늦거나 불안정해집니다. 또한 성장호르몬은 깊은 수면 중에 많이 분비되며 회복에 관여하는데, 노년기에는 거의 분비되지 않으며, 반대로 코르티솔(스트레스 호르몬)은 아침에 높아지고 밤에 낮아져야 하는데, 노화로 조절이 흐트러져 밤에도 깨어 있게 만듭니다. 게다가 노년기에는 생체 리듬이 앞당겨지는 경향이 있으며 즉, 일찍 졸리고 일찍 깨어나는 패턴(아침형)으로 변화하며, 총 수면 시간이 짧아집니다. 게다가 빛에 대한 민감도도 떨어져 외부 환경에 따른 리듬 조절이 어려워지고, 수면 사이클이 쉽게 흐트러집니다.
학문 / 생물·생명
25.08.05
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생물 다양성이란 무엇이며, 생태계의 안정성과 인류의 생존에 왜 중요한가요?
안녕하세요.생물다양성협약 제2조에 따르면 생물다양성(Biological diversity; Biodiversity)이란 “육상·해상 및 그 밖의 수중생태계와 이들 생태계가 부분을 이루는 복합생태계 등 모든 분야의 생물체간의 변이성을 말하며, 이는 종내의 다양성, 종간의 다양성 및 생태계의 다양성을 포함”라고 정의되고 있는데요, 즉 지구상의 생물종(Species)의 다양성, 생물이 서식하는 생태계(Ecosystem)의 다양성, 생물이 지닌 유전자(Gene)의 다양성을 총체적으로 지칭하는 개념입니다. 생물다양성이 중요한 이유는 생태계의 안정성 유지에 도움이 되기 때문인데요, 다양한 종이 각기 서로 다른 역할(생산자, 소비자, 분해자 등)을 하기 때문에, 하나가 사라져도 생태계가 무너지지 않습니다. 예를 들어서 토양 속 미생물이 죽으면 식물 생장이 줄고, 그로 인해 곤충과 동물들이 영향을 받을 수 있고 다양성이 높을수록 이런 충격에 강해지게 됩니다. 또한 다양한 유전적 특성을 가진 생물들은 질병, 가뭄, 기후변화에도 일부가 살아남아 번식할 수 있어 자연의 회복 능력이 높아집니다. 또한 꽃가루받이(수분) 해주는 벌, 토양을 비옥하게 만드는 지렁이, 해양 플랑크톤의 산소 생산 등은 모두 인류가 공짜로 받는 생태계의 서비스인데요, 생물 다양성이 무너지면 이러한 현상이 없어지게 됩니다. 따라서 생물다양성이 중요하다고 할 수 있겠습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.05
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한국의 지리산 최강 포식자가 담비라는 말이 있는데 어떤 근거인가요?
안녕하세요.담비가 지리산 최강 포식자다라는 주장은 생태학적 의미에서 '최상위 포식자(top predator)'로서의 상대적 개념에서 나오는 말이며, 체급이나 절대적인 힘이 아닌 ‘먹이사슬의 꼭대기’라는 생태적 지위를 의미하는 경우가 많은데요, 이때 최상위 포식자란 자연 상태에서 자신을 잡아먹는 포식자가 없는 생물을 말하며, 생태계 먹이사슬의 가장 꼭대기에 있는 종으로 꼭 ‘몸집이 가장 크다’거나 ‘힘이 가장 세다’는 의미는 아닙니다. 과거 한국에는 호랑이, 표범, 늑대 같은 대형 포식자가 존재했지만, 현재는 모두 멸종 또는 실질적 절멸 상태인데요 즉, 현재 한국의 산림 생태계에는 대형 육식성 포식자군이 비어 있는 상태입니다. 이로 인해 생태학자들이 말하는 상대적인 ‘최상위 포식자’의 위치를현재는 담비와 수리부엉이, 삵, 담비 등이 나눠 맡고 있다고 볼 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.04
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연가시는 곤충에만 기생하는 생물인가요?
안녕하세요.네, 연가시(학명: Nematomorpha, 흔히 'horsehair worm')는 주로 곤충에 기생하는 기생생물인데요 특히 사마귀, 메뚜기와 같은 절지동물, 특히 육상 곤충류에 기생하는 경우가 많습니다. 이들은 대부분 수분이 많은 습한 환경에서 활동하고, 연가시의 생활사에 필요한 물 근처로의 이동 가능성이 있는 곤충인데요, 연가시는 수생(물에서 사는) 기생 생물이지만, 알에서 깨어난 유충이 먹히거나 흡착되어 육상 곤충의 몸 안에서 자라다가, 성체가 되면 숙주의 행동을 조종하여 물로 뛰어들게 만든 후, 몸 밖으로 빠져나와 물에서 번식하는 매우 특이한 생활사를 가집니다. 즉, 육상 + 수생을 잇는 중간 매개체로서 곤충이 최적의 숙주인 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.04
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매미는 몇시부터 몇시까지 우는건가요?
안녕하세요.매미가 우는 시간은 정해진 시간이 있다기 보다는 주로 온도와 빛, 습도, 종의 특성에 따라 달라지는데요, 우선 매미는 수컷만 울며, 짝짓기를 위한 암컷 유인 목적으로 울음소리를 냅니다. 일반적으로 한국에서 많이 볼 수 있는 종을 기준으로 보면, 참매미 오전 8시 ~ 오후 2시, 말매미 오전 9시 ~ 오후 4시, 애매미 이른 새벽부터 아침 (4~9시), 털매미 낮 시간대 중심, 밤매미 저녁~밤 (희귀, 일부 열대 지역)으로 즉, 새벽 5시에 우는 매미는 주로 "애매미"일 가능성이 높습니다. 매미는 기온이 일정 수준(약 25도 이상) 올라가면 울기 시작하는데요, 이때 햇빛/광량이 중요 (빛이 밝아지는 동틀 무렵부터 활동 시작)하며 습도가 높은 날 (비 온 다음 날 등) 더 활발히 울기도 합니다. 또한 사람이 조용한 새벽에 매미 소리가 더 도드라지게 들릴 수도 있습니다. 예전보다 더 일찍 우는 이유는 기후 변화로 인해 기온이 더 빨리 올라가거나, 밤에도 온도가 높으면 더 일찍 울 수 있습니다. 또한 도시 조명 등 인공광으로 인해 매미가 새벽을 아침으로 착각할 수도 있으며, 매미 개체수 변화로 인해 경쟁이 치열해지면서 더 이른 시간에 먼저 울려고 할 수도 있습니다. 즉 매미는 기온, 광량, 습도 등 환경 요인에 따라 우는 시간이 달라지고, 새벽 5시에 울기 시작하는 것도 자연스러운 현상이라고 볼 수 있으며 특히 요즘처럼 밤 기온이 높고 새벽부터 밝은 여름철에는 더 빨리 울기 시작할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.04
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동해안에서 잡히는 오징어와 서해안에서 잡히는 오징어는 같은 종인가요?
안녕하세요.동해안에서 잡히는 오징어와 서해안에서 잡히는 오징어는 대부분 같은 종에 속하는데요, 두 해역 모두에서 주로 잡히는 오징어는 살오징어(학명 Todarodes pacificus), 즉 "한류성 오징어"로, 한국 연안에서 가장 흔하게 잡히는 오징어입니다. 이 종은 동해뿐 아니라, 최근에는 서해와 남해에서도 점점 더 많이 출현하고 있습니다. 동해는 한류와 난류가 만나는 수온대가 넓고, 깊고 깨끗한 바다이기 때문에 오징어가 예부터 풍부하게 서식해왔는데요, 특히 강원도, 경북 울진, 속초, 포항 등이 대표적인 오징어 산지입니다. 주로 잡히는 오징어는 살오징어(Todarodes pacificus)로, 야행성이며 밤에 집어등을 이용한 오징어잡이로 많이 포획됩니다. 다음으로 원래 서해는 수심이 얕고, 염분과 수온 변화가 심하며, 오징어 서식에 적합하지 않은 조건이 많았습니다. 그러나 최근에는 기후변화로 인한 해수온 상승과 수온대 이동에 따라, 서해에서도 살오징어가 출현하고 있으며, 특히 충청남도 태안, 전북 군산 앞바다에서도 살오징어가 포획되는 사례가 늘고 있습니다. 이들은 동해에서 유입된 개체들이거나, 남해를 돌아 서해로 확장한 이동 무리로 추정됩니다. 무늬오징어(Sepioteuthis lessoniana)나 꼴뚜기류(Loligo spp.), 한치(Uroteuthis edulis) 같은 오징어도 있지만,이들은 남해안이나 열대 해역 중심이며, 동해·서해에서 주로 포획되는 주종은 ‘살오징어’라고 보시면 되겠습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
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2형 당뇨 에이즈 고혈압 미래에 완치가 될까요?
안녕하세요.말씀하신 2형 당뇨병, 에이즈(HIV 감염), 고혈압은 모두 현재로서는 "완치"보다는 "장기적 관리"를 중심으로 치료되고 있는 만성 질환들인데요 다만 과학은 빠르게 발전하고 있고, 미래에는 완치 가능성이 완전히 없는 것은 아닙니다. 현재로서는 인슐린 저항성과 인슐린 분비 감소가 복합된 질병으로, 식이요법·운동·약물로 조절이 가능한데요, 일부는 체중 감량이나 위장 우회 수술로 정상 혈당 상태로 회복되기도 하지만, 완전한 '치료'로 보긴 어렵습니다. 최근에는 베타세포 재생 유도 약물, 유전자 조절 기술, 장내 미생물 치료, 인슐린 생산 세포 이식 등이 연구되고 있는데요, 줄기세포 기반 치료나 CRISPR 유전자 편집 기술이 상용화되면, 일부 환자에게는 근본적 치료도 가능할 전망이 있긴 하지만 대중적 완치는 여전히 난제입니다. HIV 감염은 완치되지 않지만, 항레트로바이러스 치료(ART)로 거의 바이러스가 검출되지 않는 상태(U=U)까지 조절 가능하며, 전염 위험도 거의 없어지는데요, 2020년대에 들어 일부 환자가 조혈모세포 이식 등으로 HIV 완치에 성공한 사례가 등장하고 있습니다. 또한 CRISPR 기반 HIV 바이러스 제거 실험도 진행 중이며, 기억 T세포에서 HIV를 제거하는 방법, 바이러스 잠복기 유전자 깨우기 전략(“shock and kill”)도 연구되고 있으며, 따라서, 에이즈는 10~20년 내에 완치에 가까운 치료법이 등장할 가능성이 실질적으로 높아지고 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.03
5.0
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