답변 내역

안녕하세요. 유전자 및 염색체 이상, 그리고 기형종은 서로 다른 질환이기 때문에 병원에서 시행하는 검사도 다르며, 유전자 검사만으로 모두 충분히 확인할 수는 없습니다. 우선 유전자 및 염색체 돌연변이의 경우에는 혈액을 이용한 유전자 검사나 염색체 핵형 검사, 염색체 마이크로어레이, 필요에 따라 차세대염기서열분석 등을 통해 많은 이상을 확인할 수 있습니다. 단, 현재 기술로도 모든 유전자 변이를 100% 찾아낼 수 있는 것은 아니며, 검사 종류에 따라 발견 가능한 이상이 다릅니다. 또한 일부 돌연변이는 특정 조직에만 존재하는 경우가 있어 혈액 검사에서는 확인되지 않을 수도 있습니다.반면 기형종은 유전자 이상 자체를 찾는 질환이라기보다 생식세포에서 발생하는 종양인데요, 따라서 이 경우에 진단의 핵심은 유전자 검사가 아니라 초음파, CT, MRI와 같은 영상검사와 종양의 조직검사입니다. 필요에 따라 혈액 종양표지자를 함께 측정하기도 합니다. 일부 기형종에서 염색체 이상이나 유전자 변화가 발견될 수는 있지만, 이러한 검사는 연구적 의미가 크며 일반적인 진단 목적으로 시행되지는 않습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 말씀해주신 실천하고 계신 생활습관은 암 예방에 도움이 되는 요소가 많지만, 암에 절대 걸리지 않는 방법은 현재 의학적으로 없습니다. 암은 유전적 요인, 노화에 따른 DNA 손상 축적, 환경 노출, 우연한 세포 분열 오류 등이 함께 작용해 발생하기 때문입니다.다만 암 발생 위험은 상당 부분 줄일 수 있는데요, 가장 중요한 것은 금연이며, 흡연은 여러 종류의 암 위험을 크게 높입니다. 음주는 가능한 한 줄이거나 하지 않는 것이 좋고, 적정 체중을 유지하면서 주 150분 이상의 중등도 유산소 운동이나 그에 준하는 신체활동을 하는 것이 권장됩니다. 채소와 과일, 통곡물을 충분히 섭취하는 식습관도 도움이 되지만, 채소만 먹는 식단은 권장되지 않는데요, 단백질, 건강한 지방, 비타민 B12, 철분, 칼슘 등 여러 영양소가 부족해질 수 있으므로 콩류, 견과류, 생선, 달걀 등 다양한 식품을 함께 섭취하는 것이 좋습니다.수면을 7~8시간 취하는 것도 전반적인 건강에 긍정적인데요, 이외에도 B형 간염 예방접종, HPV 백신 접종, 미세먼지나 발암물질 노출 최소화 등도 암 예방에 도움이 됩니다. 물론 아무리 생활습관이 좋아도 암 검진은 매우 중요한데요, 나이와 위험 요인에 맞는 국가 암 검진이나 정기 검진을 받는 것이 암을 예방하거나 조기에 발견하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 유전자 편집 기술이 상용화되면 유전 질환을 예방하고 치료하는 데 큰 도움이 될 수 있지만, 동시에 다양한 윤리적 문제와 사회적 갈등도 발생할 가능성이 있습니다. 가장 큰 윤리적 문제는 인간 배아의 유전자 편집인데요, 질병을 치료하기 위한 목적을 넘어 키, 외모, 지능, 운동 능력 등을 원하는 대로 선택하는 디자이너 베이비가 가능해질 경우, 인간의 생명을 상품처럼 선택하고 설계하는 것이 정당한지에 대한 논란이 커질 수 있습니다. 또한 유전자 편집 과정에서 예상하지 못한 돌연변이나 부작용이 후손에게까지 전달될 위험도 존재합니다.신체적 불평등 역시 중요한 사회 문제인데요, 유전자 편집 기술은 초기에는 비용이 매우 높을 가능성이 큽니다. 따라서 경제적으로 여유 있는 사람들만 이용할 수 있을 것인데요, 이 경우 건강, 수명, 신체 능력, 인지 능력에서 유전적으로 향상된 사람과 그렇지 않은 사람 사이의 격차가 커질 수 있으며, 교육, 취업, 스포츠, 결혼 등 사회 전반에서 새로운 형태의 차별이 생길 수 있습니다. 기존의 경제적 불평등이 생물학적 불평등으로 이어질 가능성도 제기됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 상어는 말씀해주신 것처럼 오랜 시간 동안 비슷한 모습을 유지해 온 것으로 알려져 있는데요, 하지만 엄밀히 말하면 상어가 진화를 하지 않은 것은 아닙니다. 상어 역시 약 4억 년이 넘는 진화 과정에서 수많은 변화를 겪었으며, 오늘날에도 새로운 종이 나타나고 있는데요, 다만 전체적인 몸 형태가 크게 바뀌지 않았기 때문에 마치 진화가 멈춘 것처럼 보이는 것입니다. 이처럼 상어가 오랫동안 비슷한 형태를 유지하게 된 가장 큰 이유는 현재의 몸 구조가 바다의 최상위 포식자로 살아가는 데 매우 효율적이었기 때문입니다.진화는 반드시 더 복잡하거나 새로운 형태로 변하는 과정이 아닌데요, 자연선택은 생존과 번식에 유리한 형질을 남기는 과정입니다. 이미 어떤 생물이 자신의 환경에 매우 잘 적응한 상태라면, 기존 형태를 크게 바꾸는 돌연변이보다 현재의 모습을 유지하는 것이 오히려 생존에 유리합니다. 즉 상어의 몸은 포식 생활에 매우 적합하게 설계되어 있는데요, 유선형 몸체는 물의 저항을 최소화하여 빠르게 헤엄칠 수 있게 하고, 강력한 꼬리지느러미는 추진력을 만들어 냅니다. 또한 여러 줄로 배열된 이빨은 부러져도 계속 새것으로 교체되며, 후각과 청각이 매우 발달해 멀리 있는 먹잇감도 감지할 수 있습니다. 몸의 양옆에 있는 측선은 물의 진동을 감지하고, 일부 상어는 로렌치니 기관이라는 전기수용기를 통해 다른 동물이 만들어 내는 미세한 전기 신호까지 탐지할 수 있습니다. 또한 상어는 대부분 바다 먹이사슬의 상위에 위치해 천적이 거의 없는데요, 환경 변화에 적응하기 위해 몸 구조를 크게 바꿔야 하는 선택 압력이 상대적으로 적었던 것입니다.하지만 실제로 상어는 겉모습은 비슷해 보여도 매우 다양한데요, 현재 알려진 상어는 500종 이상이며, 몸길이가 20cm 정도인 작은 상어부터 10m가 넘는 대형 상어까지 크기와 생태가 매우 다양합니다. 망치처럼 머리가 넓어진 귀상어, 바다 밑바닥에 사는 천사상어, 플랑크톤을 먹는 고래상어 등은 모두 오랜 진화의 결과입니다. 즉, 상어는 외형의 기본 틀은 유지하면서도 다양한 환경에 맞게 꾸준히 진화해 왔습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 목욕탕이나 수영장에서 오래 물에 들어가 있으면 손가락과 발가락 끝이 쭈글쭈글해지는 것을 볼 수 있습니다. 손과 발이 물에 오래 노출되면 피부의 가장 바깥층인 각질층이 물을 흡수하는데요, 이 변화는 피부에 분포하는 신경을 자극하고, 교감신경이 활성화되면서 손가락과 발가락 끝의 작은 혈관이 수축합니다. 혈관이 수축하면 손가락 끝 조직의 부피가 약간 줄어들고, 그 위를 덮고 있는 피부는 원래의 면적을 유지하기 때문에 남는 피부가 주름처럼 접히게 됩니다. 즉, 손가락이 쪼글쪼글해지는 것은 혈관 수축과 피부 구조 변화가 함께 일어나기 때문입니다.이 현상은 신경의 기능과도 관련이 있는데요, 실제로 손가락으로 가는 교감신경이 손상된 사람은 오랫동안 물에 손을 담그고 있어도 주름이 거의 생기지 않는 경우가 있습니다. 이러한 이유로 과거에는 손가락에 주름이 생기는지를 통해 신경 기능을 간접적으로 확인하는 검사에 활용하기도 했습니다. 이때 손가락과 발가락만 주름이 생기고 팔이나 다리, 몸통의 피부는 거의 변하지 않는 가장 큰 이유는 손바닥과 발바닥의 피부 구조가 다른 부위와 다르기 때문입니다. 손바닥과 발바닥은 물건을 잡거나 체중을 지탱하는 역할을 하기 때문에 각질층이 매우 두껍고, 땀샘과 미세한 혈관이 매우 많이 분포해 있습니다. 또한 교감신경의 조절도 다른 피부보다 활발하게 이루어지는데요, 이러한 구조 때문에 혈관이 수축했을 때 피부 표면에 뚜렷한 주름이 형성됩니다. 반면 팔이나 다리, 몸통의 피부는 각질층이 상대적으로 얇고 피지선이 발달해 있으며 피부 구조도 달라 같은 변화가 일어나더라도 눈에 띄는 주름이 거의 생기지 않습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 딱다구리는 하루에도 수천에서 많게는 1만 번 이상 나무를 쪼을 수 있으며, 한 번 쪼을 때 머리가 받는 충격은 순간적으로 1,000G 이상에 이를 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이때 딱다구리는 이러한 충격을 견딜 수 있도록 여러 해부학적, 생리학적 적응을 갖추고 있습니다. 우선 가장 중요한 특징은 두개골의 구조인데요, 딱다구리의 두개골에는 치밀한 뼈와 스펀지처럼 다공성인 뼈가 적절히 분포되어 있습니다. 이러한 스펀지뼈는 충격을 받을 때 약간 변형되면서 충격 에너지의 일부를 흡수하고 분산시키는 역할을 하며, 위아래 부리와 두개골의 연결 구조도 충격이 한곳에 집중되지 않도록 하여, 타격으로 발생한 힘을 두개골 전체로 분산시키는 데 도움을 줍니다.부리 역시 중요한 완충 장치인데요, 겉보기에는 매우 단단하지만, 부리를 구성하는 뼈와 각질층은 적절한 탄성을 가지고 있어 충격을 일부 흡수합니다. 또한 부리의 형태와 두개골의 배열 덕분에 충격이 뇌 방향으로 곧바로 전달되기보다 여러 방향으로 분산됩니다. 혀의 구조도 매우 독특한데요, 딱다구리의 혀는 매우 길어서 입 안에 모두 들어가지 않으며, 혀를 움직이는 설골이라는 뼈와 연골 구조가 두개골 뒤쪽을 돌아 이마 부근까지 길게 이어집니다. 과거에는 이 설골이 헬멧처럼 뇌를 감싸 충격을 흡수한다고 알려졌지만, 최근 생체역학 연구에서는 설골의 직접적인 충격 흡수 효과는 생각보다 크지 않을 가능성이 제시되고 있습니다. 대신 긴 설골은 혀를 길게 내밀어 곤충을 잡는 기능이 주된 역할이며, 두개골을 보강하고 진동을 일부 분산시키는 보조적인 기능을 할 가능성이 있는 것으로 해석됩니다.충격이 발생하는 방식 역시 중요한데요, 딱다구리는 나무를 쪼을 때 머리를 거의 일직선으로 움직입니다. 목 근육이 매우 발달해 있어 머리가 좌우로 흔들리지 않으며, 부리가 나무에 수직에 가깝게 충돌하는데요, 이와 같이 충격 방향이 일정하면 회전력이 거의 발생하지 않습니다. 사람의 뇌진탕은 머리가 회전하면서 뇌가 두개골 안에서 크게 흔들릴 때 잘 발생하는데, 딱다구리는 이러한 회전 운동을 최소화하여 뇌 손상을 줄이는 것입니다. 즉 딱다구리가 뇌진탕에 잘 걸리지 않는 이유는 하나의 특별한 구조 때문이 아니라, 스펀지 형태의 두개골, 충격을 분산시키는 부리와 두개골의 연결 구조, 발달한 목 근육, 회전을 최소화하는 타격 방식, 작은 뇌와 안정적인 뇌의 고정, 그리고 설골의 보조적 역할이 함께 작용하기 때문입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 겸형적혈구빈혈증은 말씀해주신 것처럼 헤모글로빈을 구성하는 β-글로빈 유전자의 단 하나의 염기 치환으로 인해 발생하는 대표적인 유전 질환인데요, 단 하나의 아미노산이 바뀌는 작은 변화가 적혈구의 형태와 기능을 크게 변화시키는 경우입니다. 정상 성인의 헤모글로빈은 두 개의 α-글로빈과 두 개의 β-글로빈으로 구성되어 있으며, β-글로빈의 6번째 아미노산은 글루탐산인데요, 하지만 겸형적혈구빈혈증에서는 β-글로빈 유전자의 돌연변이로 인해 이 위치의 글루탐산이 발린으로 치환됩니다. 글루탐산은 친수성 아미노산인 반면 발린은 소수성 아미노산이기 때문에, 이 작은 변화로 인해 돌연변이 헤모글로빈 표면에 소수성 부위가 형성됩니다.산소가 충분할 때에는 정상 헤모글로빈과 HbS의 구조가 크게 다르지 않지만, 조직에서 산소를 방출하여 산소 농도가 낮아지면, HbS 분자들은 서로의 소수성 부위가 결합하면서 긴 섬유 모양의 중합체를 형성하게 됩니다. 이러한 섬유가 적혈구 내부를 채우면 원래 유연한 양면이 오목한 원반 모양의 적혈구가 점차 길고 낫 모양으로 변형됩니다. 이러한 적혈구는 정상 적혈구와 달리 매우 단단하고 탄력성이 떨어지는데요, 정상 적혈구는 지름보다 더 좁은 모세혈관도 자유롭게 통과할 수 있을 만큼 유연하지만, 낫 모양 적혈구는 쉽게 변형되지 못해 좁은 혈관에서 걸리기 쉽습니다. 결과적으로 여러 개의 겸형 적혈구가 작은 혈관을 막아 혈관 폐색을 일으키게 됩니다. 이때 혈관이 막히면 그 부위 조직으로 산소와 영양분이 충분히 공급되지 못하여 허혈이 발생하는데요, 허혈이 지속되면 심한 통증이 나타나며, 이를 겸형적혈구빈혈증의 대표적인 증상인 통증 발작이라고 합니다. 또한 혈관 폐색이 반복되면 뼈, 폐, 신장, 비장, 뇌 등 다양한 장기가 지속적인 손상을 받을 수 있습니다. 혈관 폐색과 적혈구 파괴는 염증반응을 유발하고 혈관 내피세포를 손상시키며, 백혈구와 혈소판의 활성화도 증가시키면서, 혈관이 더욱 쉽게 막히도록 만들어 질환을 악화시키는 요인이 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 치타는 육상에서 가장 빠른 동물이며, 최고 속도는 시속 약 100~120km에 이르는 것으로 보고되며, 일반적으로는 약 110km/h 정도를 최고 속도로 설명합니다. 하지만 보통 20~30초 정도의 짧은 시간 동안만 전력 질주가 가능합니다. 실제로 치타는 이 엄청난 속도를 사냥할 때 가장 많이 사용하는데요, 가젤이나 영양처럼 매우 빠른 초식동물을 추격하기 위해 폭발적인 가속력을 발휘하는 것입니다.반면 사자나 하이에나처럼 몸집이 큰 포식자를 만났을 때는 무조건 달려서 도망치는 경우보다는, 상황에 따라 위험을 피하거나 사냥감을 포기하고 물러나는 경우가 많습니다. 치타는 몸이 가볍고 날씬한 대신 힘이 약한 편이어서 다른 대형 포식자와 직접 싸우기에는 불리하기 때문입니다. 치타가 이렇게 빠르게 달릴 수 있는 데에는 여러 가지 신체적 특징이 있는데요, 우선 몸이 길고 가벼우며, 다리가 매우 길어 한 번 뛸 때의 보폭이 최대 7~8m에 이를 수 있습니다. 또한 척추가 매우 유연하여 달릴 때 몸이 크게 늘어났다 줄어들기를 반복하면서 보폭을 더욱 넓혀 줍니다. 발톱은 다른 고양잇과 동물처럼 완전히 들어가지 않고 일부가 항상 드러나 있어 지면을 단단히 잡아 주며, 긴 꼬리는 급격히 방향을 바꿀 때 균형을 유지하는 역할을 합니다. 여기에 심장과 폐도 매우 커서 전력 질주하는 동안 근육에 많은 산소를 공급할 수 있습니다.하지만 최고 속도로 달릴 때는 체온이 매우 빠르게 상승하고 에너지 소모도 극심하기 때문에 오래 달릴 수 없기 때문에, 만약 짧은 시간 안에 사냥에 성공하지 못하면 추격을 포기하고 충분한 휴식을 취해야 합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 질문해주신 쌀벌레는 쌀에서 자연적으로 생기는 것이 아니라 아주 작은 알이나 성충이 들어와 번식한 결과입니다. 흔히 쌀벌레라고 부르는 것은 대부분 쌀바구미나 화랑곡나방의 유충인데요, 이들은 쌀뿐만 아니라 보리, 밀, 콩, 옥수수 등 곡물을 먹고 사는 대표적인 저장식품 해충입니다. 이때 쌀벌레가 생기는 가장 흔한 이유는 쌀을 수확하거나 유통하는 과정에서 이미 벌레가 아주 작은 알을 낳았기 때문인데요, 암컷 쌀바구미는 쌀알에 아주 작은 구멍을 뚫고 그 안에 알을 하나씩 낳은 뒤 다시 막아 버립니다. 알은 매우 작아 육안으로는 거의 보이지 않기 때문에, 깨끗해 보이는 쌀에도 이미 알이 들어 있을 수 있습니다.평소에는 알이 그대로 있다가 기온이 높고 습한 여름철이 되면 부화가 빨라지며, 이 과정에서 부화한 애벌레는 쌀알 속을 먹으며 자라기 때문에 겉으로는 잘 보이지 않습니다. 이후 번데기를 거쳐 성충이 된 뒤 쌀알을 뚫고 밖으로 나오면서 비로소 쌀벌레가 생겼다는 것을 알게 되는 것입니다. 또 다른 경우는 외부에서 벌레가 날아오는 경우인데요, 화랑곡나방과 같은 곤충은 창문이나 환기구를 통해 집 안으로 들어와 쌀통이나 밀가루, 시리얼, 견과류 등에 알을 낳기도 합니다. 따라서 오래 보관한 곡물에서 갑자기 벌레가 발견되는 경우도 있습니다. 물론 쌀벌레는 사람을 물거나 독을 가지고 있는 해충은 아니지만, 곡물을 먹으면서 배설물을 남기고 품질을 떨어뜨립니다. 또한 벌레가 많이 번식하면 곰팡이가 생기기 쉬운 환경이 만들어질 수 있어 위생상 좋지 않습니다. 이와 같은 쌀벌레를 예방하려면 무엇보다 고온다습한 환경을 피하는 것이 중요한데요, 쌀은 밀폐 용기에 담아 보관하고, 여름철에는 냉장고나 김치냉장고처럼 온도가 낮은 곳에 보관하면 알이 부화하거나 벌레가 번식하는 속도를 크게 늦출 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 암순응은 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동했을 때 시간이 지남에 따라 어두운 환경에 적응하여 점차 사물을 볼 수 있는 현상인데요, 이 과정에는 동공의 크기 변화와 망막의 시세포 기능 변화가 함께 작용합니다. 밝은 야외에서는 강한 빛이 눈으로 들어오기 때문에 동공이 수축하여 눈 안으로 들어오는 빛의 양을 줄이며, 망막의 원추세포가 활발하게 작용하여 색을 구별하고 선명한 시야를 제공합니다. 반면, 어두운 영화관에 들어가면 처음에는 동공이 아직 작고 망막도 밝은 환경에 적응된 상태이므로 충분한 빛을 받아들이지 못해 주변이 거의 보이지 않습니다.우선 일어나는 변화는 동공의 확대인데요, 어두운 환경에서는 홍채의 방사근이 수축하고 동공괄약근이 이완되어 동공이 커집니다.결과적으로 더 많은 빛이 눈 안으로 들어와 망막에 도달하게 되지만, 동공이 완전히 확대되는 데는 수십 초 정도밖에 걸리지 않으며, 이것만으로는 암순응을 충분히 설명할 수 없습니다. 암순응의 핵심은 망막의 간상세포가 점차 기능을 회복하는 과정인데요, 망막에는 원추세포와 간상세포라는 두 종류의 시세포가 있는데, 원추세포는 밝은 곳에서 색을 구별하는 데 적합하고, 간상세포는 어두운 곳에서 약한 빛을 감지하는 데 특화되어 있습니다. 밝은 곳에서는 간상세포 안에 있는 시각색소인 로돕신이 빛에 의해 대부분 분해되어 있어 기능이 떨어진 상태입니다. 어두운 곳으로 이동하면 시간이 지나면서 로돕신이 다시 합성되고 간상세포의 빛에 대한 민감도가 점차 높아지다보니, 처음에는 보이지 않던 희미한 물체도 점차 인식할 수 있게 되는 것입니다. 이 과정이 진행되는 동안에는 원추세포보다 간상세포가 시각을 담당하게 되며, 간상세포는 매우 약한 빛도 감지할 수 있는 대신 색을 구별하는 능력이 거의 없기 때문에, 어두운 곳에서는 사물이 주로 회색이나 흑백에 가깝게 보이게 됩니다. 감사합니다.