답변 내역

안녕하세요.해파리는 아주 오래전부터 존재해 온 원시적인 다세포 생물로 자신만의 방식으로 생존합니다. 말씀해주신 것처럼 해파리는 심장이 없는데요, 대신 몸이 워낙 얇고 대부분이 물로 이루어져 있어서 산소와 영양분을 굳이 혈액처럼 복잡하게 순환시킬 필요가 적습니다. 바닷물 속 산소가 몸 표면을 통해 직접 퍼져 들어가고, 먹이에서 나온 영양분도 몸 안의 간단한 소화 공간을 통해 확산됩니다. 뼈도 없지만 물속에서는 몸을 지탱하는 데 단단한 골격이 꼭 필요한 것은 아닙니다. 해파리는 몸속 수분과 젤라틴 성분으로 형태를 유지하며, 물의 부력 덕분에 흐물흐물한 몸으로도 떠다닐 수 있습니다.또한 아주 단순한 형태의 근육 조직은 가지고 있는데요, 우산처럼 생긴 몸을 수축시키면서 물을 밀어내 이동합니다. 먹이는 촉수로 인지하는데요, 촉수에는 자포세포라는 특수 세포가 있어서 작은 물고기나 플랑크톤이 닿으면 독침처럼 발사되어 먹이를 마비시킵니다. 즉 눈으로 보고 사냥한다기보다 닿는 자극에 반응하는 방식에 가까우며, 일부 해파리는 빛을 감지하는 단순한 감각기관도 가지고 있습니다. 욕구의 경우 사람처럼 생각하거나 감정을 느끼는 것은 아니지만 해파리는 뇌 대신 신경망 형태의 단순한 신경계를 가지고 있어서, 배고픔도 에너지가 부족하면 먹이 반응이 증가하는 생리적 반응에 가깝습니다. 즉 본능적이고 자동적인 시스템으로 움직이는 것이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요.크리스퍼 기술은 흔히 유전자 가위라고 불리며, 이는 특정 DNA 위치를 정확히 찾아 잘라내도록 설계된 분자 도구인데요, 즉 세균이 바이러스에 대항하기 위해 사용하던 면역 시스템을 인간이 응용한 것입니다.원래 세균도 바이러스에 감염되는데요, 바이러스가 세균 안으로 DNA를 주입하면 세균은 살아남기 위해 그 바이러스 DNA 일부를 자신의 유전체 안에 저장해 둡니다. 이것이 바로 CRISPR 영역입니다. 그리고 같은 바이러스가 다시 들어오면 세균은 저장된 정보를 바탕으로 RNA를 만들어 바이러스 DNA를 찾아가는데요, 그다음 Cas 단백질이 가위 역할을 하여 해당 DNA를 잘라 바이러스를 무력화합니다. 과학자들은 이 시스템을 이용해 원하는 DNA 서열을 인공적으로 지정할 수 있게 만들었는데요, 즉 가이드 RNA를 설계하면 Cas9 단백질이 그 위치를 찾아가 DNA를 절단하는 것입니다. 과정을 설명드리자면, 먼저 수정하고 싶은 유전자 서열에 맞는 가이드 RNA를 설계한 후, 가이드 RNA는 세포 안에서 Cas9 단백질과 결합합니다. 이후 이 복합체가 DNA를 탐색하다가 일치하는 염기서열을 발견하면 Cas9이 DNA 이중가닥을 절단합니다. 다음으로 세포는 끊어진 DNA를 복구하려고 하는데, 이 과정에서 유전자를 제거하거나 새로운 DNA를 삽입할 수 있습니다. 부작용이나 위험성도 존재하는데요, 오프타깃 문제가 있습니다. 이는 원래 목표가 아닌 비슷한 DNA 서열까지 잘못 절단하는 현상인데요, 만약 중요한 유전자가 우연히 손상되면 암 발생 위험이나 세포 기능 이상이 생길 가능성이 있습니다. 현재 기술 수준은 상당히 발전한 상태인데요, 이미 연구실에서는 동식물 유전자 조작에 널리 사용되고 있고, 일부 유전병 치료에도 실제 적용되기 시작했습니다. 예를 들어 겸상적혈구빈혈증이나 특정 유전성 혈액질환에서는 환자의 세포를 꺼내 크리스퍼로 수정한 뒤 다시 넣는 방식의 치료가 일부 국가에서 승인된 바 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.인간과 침팬지의 DNA가 약 98~99% 정도 비슷하다는 점은 유전자 염기서열 대부분이 서로 매우 유사하다는 뜻입니다. 이때 단지 1~2% 차이인데 왜 인간은 언어, 문명,고도의 사고 능력을 가지게 되었을까?라는 의문이 생간 수 있는데요, 이때 중요한 것은 DNA 염기서열의 어느 부분이 어떻게 달라졌는가입니다.인간과 침팬지의 차이에서 특히 중요하게 여겨지는 것은 조절 유전자인데요, 이는 어떤 유전자를 언제, 어디서, 얼마나 작동시킬지를 결정하는 부분입니다. 즉 같은 재료를 가지고도 사용 시점과 방식이 달라지면 결과가 크게 달라질 수 있는 것입니다. 예를 들어 인간은 뇌 발달과 관련된 일부 유전자에서 변화가 발견되며, 대표적으로 FOXP2라는 유전자는 언어 능력과 관련이 있는 것으로 유명하며, 인간형 변이가 언어와 발성 조절 발달에 영향을 준 것으로 연구됩니다. 또 SRGAP2, ARHGAP11B 같은 유전자들은 신경세포 연결과 대뇌 발달에 영향을 준 것으로 추정됩니다. 인간의 뇌는 특히 대뇌피질, 그중에서도 전두엽이 크게 발달했는데요, 이 부위는 언어, 계획, 추상적 사고, 사회성 같은 고차원 기능을 담당합니다. 인간과 침팬지는 뇌 크기 자체도 차이가 있지만, 더 중요한 것은 신경세포 연결 방식과 발달 속도의 차이입니다. 인간은 어린 시절 뇌가 오랫동안 천천히 발달하는데, 이것이 학습과 언어 습득에 유리하게 작용한 것으로 볼 수 있습니다. 또한 인간은 직립보행, 손의 정교한 사용, 긴 육아 기간, 복잡한 사회 구조 같은 특징이 서로 영향을 주며 진화했습니다. 즉 단일 유전자 하나가 인간을 만든 것이 아니라, 수많은 작은 변화들이 오랜 시간 축적되면서 현재의 인간이 된 것이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요.뇌사와 식물인간 상태는 겉으로 보기에는 둘 다 의식이 없는 것처럼 보일 수 있지만, 의학적으로는 매우 다른 상태입니다. 우선 뇌사란 뇌 전체, 특히 생명을 유지하는 데 중요한 뇌간 기능까지 완전히 소실된 상태를 말하는데요, 뇌간은 호흡, 심장 박동 조절, 동공 반사 같은 기본 생명 기능을 담당하는데, 뇌사에서는 이런 기능이 회복 불가능하게 멈춥니다. 스스로 숨을 쉴 수 없기 때문에 인공호흡기가 없으면 호흡이 유지되지 않으며 또한 빛을 비춰도 동공 반응이 없고, 통증 자극에도 반사 반응이 나타나지 않습니다.반면 식물인간 상태, 의학적으로는 지속적 식물상태는 대뇌 기능이 심하게 손상되어 의식과 인지 기능은 거의 없지만, 뇌간 기능은 어느 정도 살아 있는 상태이기 때문에 스스로 호흡하거나 심장이 뛰는 것은 가능합니다. 눈을 뜨고 감는 수면-각성 주기가 나타나기도 하고, 일부 반사 움직임이 보일 수도 있다보니 겉으로 보면 깨어 있는 것처럼 보여 가족들이 혼란을 겪는 경우도 많습니다.회복 가능성도 차이가 큰데요, 뇌사는 현재 의학적으로 회복 사례가 인정되지 않으며, 법적으로도 많은 나라에서 사망으로 판정합니다. 반면 식물인간 상태는 드물지만 일부 회복 가능성이 존재하며, 손상 원인, 나이, 손상 기간에 따라 차이가 큽니다. 다만 장기간 지속될수록 의식 회복 가능성은 점점 낮아지는 경향이 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.예전에는 가장 빠르고 강한 정자가 난자를 뚫고 들어간다라고 설명했지만, 실제 수정 과정은 그것보다 훨씬 복잡한데요, 정자와 난자가 서로 화학적, 생물학적으로 맞아야 수정이 이루어지는 과정에 가깝습니다.우선 난자 주변에는 투명대라는 보호층이 있는데요, 정자는 난자 근처에 도달하면 머리 부분에서 효소를 분비해 이 층을 통과하려고 합니다. 이 과정에서 여러 정자가 함께 주변 구조를 변화시키는 데 도움을 주는 것은 맞습니다. 하지만 실제로 난자 내부로 들어가는 것은 아무 정자나 되는 것이 아닌데요, 정자 표면 단백질과 난자 표면 수용체가 서로 맞아야 결합이 일어납니다. 대표적으로 정자의 IZUMO1 단백질과 난자의 JUNO 수용체 같은 분자들이 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 이처럼 분자적 인식이 맞아야 세포막 융합이 일어나는 것입니다.또한 여성 생식기관도 단순히 수동적인 환경이 아닙니다. 난자와 난관 주변에서는 특정 화학물질을 분비해 정자를 유도하는 현상이 관찰됩니다. 이를 화학주성이라고 하는데, 일부 연구에서는 난자가 특정 특성을 가진 정자에 더 반응할 가능성도 제기되고 있습니다. 정자 하나가 난자 안으로 들어가면 난자는 즉시 방어 반응을 일으키며, 투명대 구조가 변하면서 다른 정자들은 더 이상 들어올 수 없게 됩니다. 이를 다정자 수정 방지 반응이라고 하는데요, 만약 여러 정자가 동시에 들어가면 염색체 수가 비정상적으로 되어 정상 발생이 거의 불가능해집니다. 감사합니다.

안녕하세요.같은 양을 먹어도 누구는 살이 잘 찌고 누구는 덜 찌는 이유는 실제로 여러 요소가 동시에 작용하기 때문인데요, 흔히 체질이라고 부르는 부분에는 유전, 호르몬, 근육량, 활동 습관, 수면, 장내 미생물까지 복합적으로 얽혀 있습니다. 우선 가장 기본이 되는 것은 에너지 소비량 차이인데요, 사람은 가만히 있어도 숨 쉬고 체온을 유지하고 장기를 움직이는 데 에너지를 쓰는데, 이를 기초대사량이라고 합니다. 근육량이 많고 체격이 큰 사람은 일반적으로 기초대사량이 높아 같은 음식을 먹어도 더 많이 소비합니다. 반대로 근육량이 적으면 남는 에너지가 지방으로 저장되기 쉽습니다.유전적 영향도 꽤 큰데요, 비만 경향의 약 40~70% 정도는 유전적 영향을 받는다고 알려져 있으며, 예를 들어 어떤 사람은 식욕을 강하게 느끼도록 만드는 유전자 변이가 있거나, 지방을 저장하려는 성향이 강할 수 있습니다. 또 어떤 사람은 포만감을 빨리 느끼고, 어떤 사람은 같은 음식을 먹어도 열을 더 많이 발생시키며 에너지를 소비합니다. 호르몬 역시 중요한데요, 인슐린은 남는 포도당을 지방으로 저장하게 만드는 역할을 하는데, 인슐린 저항성이 생기면 지방 축적이 쉬워질 수 있습니다. 렙틴은 배부르다는 신호를 보내고, 그렐린은 식욕을 자극하는데, 수면 부족이나 스트레스는 이런 호르몬 균형을 쉽게 무너뜨리며, 따라서 늦게 자고 스트레스를 많이 받으면 실제로 더 살찌기 쉬운 몸 상태가 됩니다. 마지막으로 큰 차이를 만드는 것이 일상 활동량입니다. 운동을 따로 하지 않아도 평소 많이 움직이는 사람은 하루 소비 칼로리가 꽤 높은데요, 따라서 가만히 앉아 있는 시간이 긴 사람과 자주 걷고 몸을 움직이는 사람은 같은 식사량이어도 결과가 달라질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.인슐린을 만드는 기관인 췌장은 혈당 조절에 매우 중요한 역할을 하며, 평균적으로 동아시아인이 서양인보다 체격 대비 췌장 크기와 인슐린 분비 여유가 다소 작은 경향이 있다는 결과들이 보고된 적이 있습니다. 우선 췌장의 크기는 기본적으로 체격과 어느 정도 관련이 있는데요, 키와 체중이 큰 사람일수록 장기 크기도 평균적으로 커지는 경향이 있습니다. 서양인은 평균적인 체격과 근육량이 동양인보다 큰 편이기 때문에 췌장 자체도 평균적으로 큰 경향을 보일 수 있지만 중요한 것은 단순한 장기 크기보다 인슐린을 얼마나 안정적으로 분비할 수 있는가입니다. 동아시아인은 전통적으로 비교적 마른 체형에서도 당뇨가 잘 생기는 특징이 있는데요, 이는 유전적으로 인슐린 분비 능력의 여유분이 상대적으로 적은 체질과 관련 있다는 연구들이 많습니다. 즉 동양인은 비교적 체중 증가가 크지 않아도 췌장이 빨리 부담을 느끼는 경향이 있다는 뜻입니다. 반대로 서양인에서는 비만과 인슐린 저항성이 매우 강하게 나타나는 경우가 많은데요, 그래서 서구권 역시 당뇨 유병률이 낮다고 보기는 어렵습니다. 또한 한식이 무조건 당뇨에 유리하다라고 보기도 어려운데요, 전통 한식에는 채소와 발효식품이 많다는 장점이 있지만, 실제 식단에서는 흰쌀밥 중심의 고탄수화물 식사가 많습니다. 즉 흰쌀은 혈당을 꽤 빠르게 올리는 음식이라 인슐린 분비 여유가 적은 체질에서는 부담이 될 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.우리 몸의 정상 세포는 기본적으로 필요할 때만 분열하고, 수명이 다하면 스스로 죽는데요, 이는 몸 전체의 균형을 유지하기 위한 일종의 안전장치입니다. 그런데 암세포는 이 안전장치들이 여러 단계에서 고장 나면서 생겨난 세포인 셈입니다. 우선 정상 세포는 분열할 때마다 염색체 끝부분인 텔로미어가 조금씩 짧아지는데요, 텔로미어는 염색체를 보호하는 역할을 하는데, 너무 짧아지면 세포는 이제 더 이상 분열하면 위험하다라고 판단하고 분열을 멈추거나 스스로 죽게 됩니다. 이와 관련된 대표적인 개념이 아포토시스인데요, 이는 일종의 세포의 자살 프로그램 같은 것입니다. DNA가 심하게 손상되거나 너무 오래된 세포는 주변 조직에 피해를 주지 않도록 스스로 죽도록 설계되어 있는데요, 우리 몸은 이렇게 문제 있는 세포를 계속 제거하면서 건강을 유지합니다.그런데 암세포는 여러 유전자 돌연변이를 통해 이런 통제 장치를 피해 가는데요, 대표적으로는 텔로머레이스라는 효소를 다시 활성화시키는 경우가 많습니다. 텔로머레이스는 짧아진 텔로미어를 다시 늘려 주는 효소인데, 원래는 배아세포나 줄기세포처럼 특별한 세포에서만 활발합니다. 하지만 암세포는 이 효소를 비정상적으로 켜 버려서 텔로미어가 잘 닳지 않게 만들고, 결과적으로 계속 분열할 수 있게 됩니다. 또 암세포는 아포토시스를 막는 돌연변이도 자주 가지고 있는데요, 예를 들어 정상이라면 DNA 손상을 감지해 세포를 죽이도록 명령하는 유전자가 망가지면, 손상된 세포가 죽지 않고 살아남게 됩니다. 그 상태로 계속 분열하다 보니 더 많은 돌연변이가 축적되고 점점 더 위험한 암세포로 발전하는 것입니다.다만 암세포도 완전히 무적은 아닌데요, 면역세포가 공격하기도 하고, 너무 빠르게 자라면 산소 부족으로 일부가 죽기도 합니다. 하지만 암세포는 면역을 피하거나 주변 혈관을 새로 만드는 능력까지 얻는 경우가 많아 점점 더 통제가 어려워질 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요.손톱 크기 정도의 아주 작은 개구리라면 아직 입이 작고 사냥 능력도 완전히 발달하지 않은 시기라서, 움직이는 아주 작은 먹이를 주는 것이 가장 좋을 것 같습니다.가장 무난한 먹이는 초파리인데요, 특히 날지 못하는 먹이용 초파리는 작은 개구리 사육에서 가장 많이 사용됩니다. 너무 큰 곤충은 입에 안 들어가거나 소화가 어려울 수 있기 때문이며, 작은 귀뚜라미 유충도 먹을 수는 있지만 아직은 조금 클 가능성이 있습니다.또한 집 주변에서 구할 수 있는 자연 먹이를 쓴다면 진딧물, 아주 작은 날벌레, 작은 거미, 모기 유충 정도는 도움이 될 수 있습니다. 다만 길가나 화단 벌레는 농약이 묻어 있을 가능성이 있어서 장기간 급여는 조금 조심하는 게 좋습니다. 개구리는 움직이는 먹이에 반응하는 경우가 많아서, 죽은 벌레나 건조 사료는 어린 시기에는 잘 안 먹는 경우가 많습니다. 물고기 사료나 밥 같은 것은 거의 맞지 않고 육식성에 가까워 살아 움직이는 단백질 먹이가 필요합니다. 마지막으로 물 환경도 중요한데요, 꼬리가 거의 사라진 직후에는 아직 완전한 성체 적응 단계가 아니라서, 깊은 물보다는 얕은 물과 육지가 함께 있는 환경이 좋습니다. 감사합니다.

안녕하세요.췌장은 원래 인슐린을 만들어 혈당을 조절하는 기관인데, 암 자체가 췌장 조직을 손상시키거나 염증을 유발하면 인슐린 분비가 불안정해집니다. 그래서 같은 음식을 먹어도 어떤 날은 혈당이 급격히 오르고, 또 어떤 날은 비교적 괜찮을 수 있는데요, 다만 186→356 정도로 큰 변동이 반복된다면 단순 식단만의 문제라기보다 췌장 기능 변화와 인슐린 반응 불안정이 함께 작용할 가능성이 큽니다. 물론 식단 영향도 분명 있습니다. 질문에 적어주신 음식 중에서 백미 찰밥의 흰쌀과 찹쌀은 혈당을 매우 빠르게 올리는 탄수화물입니다. 특히 찹쌀은 일반 멥쌀보다 혈당 상승 속도가 더 빠른 편이라 췌장 기능이 약한 상태에서는 생각보다 혈당 변동폭을 크게 만들 수 있습니다. 따라서 흰쌀과 찹쌀 비율을 줄이고, 현미, 귀리, 보리, 콩 등을 일부 섞어 혈당 상승 속도를 완만하게 만드는 방법이 좋을 것 같으며, 한 번에 많이 먹는 것보다 소량씩 나누어 먹는 것도 중요합니다. 또한 운동이 완전히 불규칙하면 혈당 패턴이 더 흔들릴 수 있기 때문에, 무리한 운동보다 식후 10~20분 정도의 가벼운 걷기를 일정하게 하는 것이 혈당 안정에 더 도움이 됩니다. 특히 식후 바로 눕는 습관은 혈당 급상승을 악화시키는 경우가 있습니다. 감사합니다.