유전자 가위의 원리와 적용에 대해 설명해 주세요.
하마님 말씀처럼 유전자 가위, 특히 3세대 크리스퍼는 세윤이 침입한 바이러스의 DNA를 기억했다가 다시 공격 받을 때 잘라내는 면역체계에서 유래했습니다.먼저 표적을 정해야 해서 교정하려는 특정 DNA 서열을 찾아가도록 맞춤형 가이드 RNA를 제작하게 됩니다.그리고 가이드 RNA가 목표 위치에 결합하면 절단 효소인 Cas9이 해당 DNA 가닥을 정확히 잘라냅니다. 그럼 세포는 잘린 DNA를 복구하는 과정에서 특정 유전자를 비활성화하거나 정상 서열로 교체하게 되죠.이를 이용해서 현재는 치료제나 농축산의 형질 개선 등에 활용되고 있습니다.대표적으로 겸상 적혈구 증후군 치료제 '카스게비'처럼 암이나 난치성 유전질환의 근본 치료에 쓰이는 것이죠.또 병충해에 강한 작물 개발이나 인간 이식이 가능한 돼지 장기 생산 등에 적용되고 있습니다.특히 기존 세대와 달리 RNA 서열만 바꾸면 되서 상당히 편해진 것도 많이 활용되는 이유이기도 합니다.
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어떤 사람은 매운 음식을 먹으면 버기만해도 땀이 엄청 많이 나고 어떤 사람은 매우나 안매우나 상관없이 거의 나지 않는데, 왜 사람마다 반응이 다를까요??
개인차가 발생하는 가장 큰 이유는 신경계의 민감도와 뇌의 조건반사 때문입니다.캡사이신은 43도 이상의 열감을 감지하는 TRPV1 수용체를 자극합니다.그럼 뇌는 캡사이신의 자극을 몸에 불이 난 상태로 착각해 체온을 낮추려 땀을 흘리는 것이죠.또 과거의 매운 기억 때문에 그 모습만으로도 뇌가 미리 땀샘을 엽니다.그리고 사람마다 혀와 입안에 TRPV1 수용체의 개수가 다르게 태어납니다.민감한 사람이라면 수용체가 많아 작은 자극에도 뇌가 대형 화재 경보를 울려 땀이 폭발하게 됩니다.반면 둔감한 사람이라면 수용체가 적어 자극을 크게 느끼지 않고 뇌도 무덤덤하게 반응하는 것입니다.그리고 자율신경계 중 교감신경이 발달한 사람일수록 얼굴과 두피에 땀이 쉽게 납니다. 다만, 매운 것을 자주 먹으면 수용체가 둔감해져 땀 반응이 점점 줄어들기는 합니다.결국 보기만 해도 땀이 나면 뇌의 조건반사와 민감한 신경을 가진 것이고, 반면 땀이 안 나는 사람은 유전적으로 수용체가 적거나 적응된 신경을 가진 것이라 볼 수 있죠.
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앞으로 우리 인간의 수명은 얼마나 연장 될까요?
최근 과학계는 단순 연명이 아니라 세포 시계를 되돌리는 역노화 기술에 상당히 집중하는 트랜드를 보이고 있습니다.그래서 전문가들은 유전자 치료와 노화 세포 제거 기술이 상용화된다면 평균 기대수명은 100세 이상으로 예상하고 있어 생물학적 한계선도 120~150세까지도 높아질 것으로 예상하고 있습니다.다만, 수명이 늘면 지구 자원 고갈과 인구 과밀이 좀 걱정될 수 있지만, 현실은 비오리님 생각과는 조금 다를 수 있습니다.사실 현재는 오히려 출산보다 사망자가 많아 세계적으로도 인구가 크게 늘어나지는 않는 상황이입니다.또한 처음에 말씀드리긴 했지만, 역노화 기술의 목표는 수명만 늘려 몸이 아픈 기간을 늘리는 것이 아니라 아프지 않은 건강수명을 높이는 것입니다.그래서 건강한 노년층이 늘면 의료 및 간병 자원 소모가 줄어들어 도리어 걱정하시는 비용을 줄어들 수 있다는 것이죠.결론적으로 과학계는 지구에 부담을 주지 않는 생명 연장의 기술이 트랜드인 상황입니다.
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갑각류인 게들이 살아가다 떨어진 다리들은 다시 재생되는 지 궁금합니다.
결론부터 말씀드리면 뛰어난 재생능력을 가지고 있어 재생이 가능합니다.다만 그대로 다시 자라는 것은 아니고 탈피를 거치며 원래대로 복원되는 것입니다.다리가 떨어지면 절단면이 바로 응고되며 출혈과 감염을 막고 세포 분열이 시작됩니다.이후 껍데기 안쪽에서 재생 싹인 재생아라는 조그만 혹이 자라나 다리 형태를 잡습니다. 그리고 탈피할 때 낡은 껍데기를 벗으며 안쪽에 접혀 있던 새 다리에 체액이 차올라 밖으로 커지게 됩니다.다만, 처음 나온 새 다리는 껍데기가 물렁하고 원래보다 작은 크기입니다.이후 1~3회의 탈피를 더 반복하면서 점차 원래의 크기와 강도를 되찾는 것입니다.그런데, 어린 게일수록 탈피를 자주 해 재생이 빠르지만, 탈피 주기가 긴 성체는 복구에 오랜 시간이 걸립니다.
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아래사진의 곤충 이름이 무엇입니까요?
결론부터 말씀드리면 하늘소가 맞습니다.몸길이만큼 긴 더듬이와 길고 단단한 몸체 등 전형적인 하늘소의 특징을 보여주고 있습니다.그리고 대부분의 하늘소 종류는 야행성입니다.밤이나 이 곤충을 보신 새벽에 활발히 움직이며, 특히 조명 불빛을 향해 날아드는 성질인 주광성이 있습니다.그래서 경비 근무를 하시는 초소나 건물 주변의 불빛에 끌려 날아왔을 확률이 높습니다.참고로 하늘소는 턱 힘이 강해 손으로 직접 잡으면 물려서 많이 아프니 조심하셔야 합니다.어두운 새벽녘 고생이 많으셨습니다.
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ㄴ나무의 나이테 관련 딜문이 있어요!!
나무의 나이테는 줄기 껍질 안쪽의 형성층 세포가 계절에 따라 다르게 성장하며 만들어지는 것입니다.봄과 여름에는 온도가 높고 수분이 높아서 세포가 크고 연한 색의 넓은 띠인 춘재를 형성합니다.또 가을에는 성장이 둔화되며 세포가 작고 세포벽이 두꺼워져 짙은 색의 좁은 띠인 추재를 만듭니다.이 연한 띠와 짙은 띠가 한 쌍을 이뤄 1년의 성장을 나타내는 하나의 나이테가 완성됩니다.나무의 성장은 기온과 강수량, 햇빛 등 외부 환경 조건에 직접적인 영향을 받습니다.그래서 날씨가 따뜻하고 비가 충분히 내린 해에는 세포 분열이 왕성하기 때문에 나이테 간격이 넓어집니다.반면 가뭄이나 혹한 등 환경이 안좋았던 해는 성장이 억제되 간격이 좁아지게 됩니다.이 원리를 이용해 나이테의 폭 차이를 통해 당시의 가뭄이나 기온 변화, 산불 흔적 등 그해의 기후와 환경을 역추적할 수 있는 것입니다.
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물소를 소의 일종이라고 보는 것이 맞나요? (분류적으로 과는 같아도 속이 달라서요)
헷갈리는 것이 당연합니다.이는 학술적인 부분과 일상적인 언어의 괴리 때문이죠.먼저 학술적, 즉 분류학적으로는 소의 일종이 아닙니다. 하지만 일상 언어적 의미로는 소의 일종으로 보는 것이 맞습니다.학술적으로는 고양이님 말씀이 정확합니다.물소(Bubalus)는 소속(Bos)이 아니기에 사자를 표범의 일종이라 부르지 않듯 엄밀히는 소의 일종이 아닙니다.그러나 일상에서 '소'라는 단어는 소속(Bos)뿐만 아니라 '소과(Bovidae)'나 '소족(Bovini)' 전체를 뭉뚱그려 부르는 대표명사로 사용되고 있습니다.이는 사자-표범과 달리 '소'는 상위 분류군(소과)의 이름과 특정 동물의 이름(소)이 같아서 생기는 괴리이죠.결론적으로 학술 논문이나 엄밀히 생물학 맥락에서는 '소와 친척 관계인 소족 동물'로 표기하는 것이 맞고, 일상 대화에서는 소의 일종이라고 표현해도 무방합니다.
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아래사진의 곤충 이름이 무엇입니까요?
곤충의 종류부터 말씀드리면 '톱다리개미허리노린재'입니다.미어캣님 말씀처럼 약간은 벌의 특징을 보이기도 하지만, 독침이 없는 나름 순한 노린재목 곤충입니다.허리가 날씬하고 특히 날아다닐 때 모습이 벌과 비슷한 면이 있습니다.그리고 독특한 이름은 뒷다리에 톱날 같은 가시가 있고, 애벌레 시절 개미를 닮아 붙은 이름이죠.사람을 쏘거나 물지 않으니 전혀 무서워하실 필요는 없지만, 위협을 느끼면 노린재 특유의 지독한 냄새를 풍깁니다.다만, 주로 콩과 식물이나 과일의 즙을 빨아먹는 농작물 해충으로 분류됩니다.이미 말씀하시긴 했지만, 건물 외벽이나 아파트 방충망, 창틀 등에서 흔히 볼 수 있는데, 실내로 들어온다면 손으로 잡기보다 휴지로 살살 감싸 처리하시는 것이 좋습니다.
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부엉이의 귀깃은 어떤 역할을 하는 건가요?
가장 큰 기능은 위장입니다.낮에 나무에 앉아 쉴 때 귀깃을 세우면 머리의 둥근 윤곽이 깨져 꺽인 나뭇가지처럼 보입니다.또한 이런 위장 덕분에 매나 독수리 같은 포식자의 눈을 쉽게 피할 수 있습니다.그리고 감정표현의 도구로도 사용하는데, 위협을 느낄 때는 귀깃을 바짝 세워 몸집을 크게 보이고, 편안할 때는 뒤로 눕히며 기분을 나타냅니다.그 외에도 같은 종끼리 서로를 알아보는 중요한 신호가 되기도 합니다.
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호저는 맹수들의 먹잇감이 될 수 있나요?
예상하신대로 호저는 가시 때문에 맹수들이 가급적 사냥을 피하는 상대가 맞습니다.가시 끝에는 미세한 미늘이 있어 박히게 되면 몸 속으로 더 깊이 파고들고, 손이 없는 야생 동물은 스스로 뽑을 수 없습니다. 특히 입이나 발에 가시가 박히면 염증이 생기거나 먹이를 먹지 못해 결국 맹수조차 상처 감염이나 아사로 죽는 경우가 생깁니다.그래서 사자나 표범 같은 최상위 포식자도 먹이가 여유로울 때는 호저를 그냥 지나치며, 심한 기근에 시달리거나 경험 없는 젊은 개체만 사냥을 시도합니다.맹수들이 사냥을 한다면, 가시가 없는 호저의 얼굴이나 배를 노려 뒤집는 방식을 사용하며, 북아메리카의 피셔처럼 호저를 전문적으로 뒤집어 사냥하는 천적도 존재합니다.그리고 생태계 먹이사슬에서 호저는 식물의 잎, 뿌리, 나무껍질 등을 먹는 1차 소비자인 초식동물에 위치합니다.결론적으로 먹이사슬에서는 아래쪽에 있는 초식동물이지만, 방어력의 극상으로 최상위 포식자들조차 함부로 건드리지 못하는 것이죠.
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