답변 내역

대장균을 이용한 인슐린 생산은 유전자 재조합 기술을 바탕으로 하고 있습니다.사람과 대장균은 동일한 DNA 유전 코딩을 사용합니다. 그래서 사람의 DNA 내용을 대장균도 읽어낼 수 있죠.먼저 사람의 세포에서 인슐린 제조 DNA를 제한효소로 잘라냅니다. 그리고 대장균의 고리형 DNA인 플라스미드를 자른 뒤, 인슐린 유전자를 붙이고, 유전자가 재조합된 플라스미드를 대장균 안으로 집어넣습니다.그럼 이 대장균을 발효 탱크에 넣으면 20분마다 증식하며 인슐린을 찍어내는 것입니다.이후 대장균에서 다른 성분을 제거하고 순수 인슐린만 추출하는 정제과정을 거처 인슐린을 얻는 것이죠.참고로 이런 방식은 과거 돼지나 소 같은 동물의 췌장 추출 방식과 달리 사람 인슐린과 100% 동일해 부작용이 없습니다.

사실 하품을 하는 이유에 관해서는 아직 명확한 원인이 규명된 것은 아닙니다.그렇다보니 다양한 학설이 있는데, 그 중에서도 주요 원인으로 언급되는 것이 뇌의 온도를 낮추기 위한 뇌 쿨링 생리 반응과 수면 질 저하로 인한 뇌 피로 때문입니다. 뇌가 과부하되거나 피로해지면 대량의 공기를 마셔 혈액과 뇌의 온도를 낮추고 경각심을 높이려는 것입니다.이 외에도 수면무호흡증, 얕은 수면, 약물 부작용, 실내 이산화탄소 누적 등이 원인이 됩니다.하품을 할 때 턱 통증을 줄이기 위해서는 하품을 할 때 혀 끝을 입천장에 대어 주거나 턱을 손으로 받쳐주면 턱관절의 부담을 줄일 수 있습니다.또 하품 자체는 찬물을 자주 마시면 뇌 온도가 빠르게 내려가 하품 욕구가 줄어들고, 평소 복식호흡으로 코를 통해 산소를 충분히 공급하는 것도 방법입니다. 그리고 이산화탄소가 쌓이지 않도록 자주 창문을 열어 환기를 하는 것도 좋은 방법입니다.

사실 나일왕도마뱀은 크기도 크지만 야생성이 강해서 사육 난이도가 상당히 높은 편입니다.원래 서식지는 사하라 이남 아프리카 지역이며, 강이나 호수, 늪지대 등 수변 환경에 사는 반수생 파충류로, 수영이나 잠수, 나무타기에 모두 능합니다.야생에서는 곤충이나 물고기, 게, 양서류, 조류, 알, 작은 포유류, 썩은 고기 등 거의 모든 동물을 먹고, 사육 할 때는 어린 개체는 귀뚜라미나 밀웜을 먹이며, 자라면서 쥐와 메추리, 생선, 닭고기 등을 먹입니다.크기가 2.2m에 달할 정도로 대형이고, 공격성이 강하고 경계심이 높아 사람 손을 잘 타지 않으며, 자칫 이빨과 꼬리로 공격할 수 있습니다.그래서 성체가 되면 작은 방 하나 수준의 거대한 사육장과 몸을 담글 수 있는 대형 수조가 필요합니다.

거대한 초식동물이 풀만 먹고도 강한 힘과 근육을 유지할 수 있는 이유는 소화기관 속 미생물 덕분입니다.초식동물은 인간이 소화하지 못하는 풀의 섬유질을 소화기관 속 미생물로 발효시킵니다. 그리고 미생물이 풀을 분해하며 만든 휘발성 지방산을 흡수해 에너지의 70% 이상을 충당하죠.특히 소와 같은 반추동물은 위에서 증식한 미생물 자체를 소화시켜 단백질을 얻는데, 인간과 달리 필수 아미노산과 비타민을 몸속 미생물이 합성하고, 그런 미생물을 배양하기 위해 하루에 엄청난 양의 풀을 먹어 미생물에게 끊임없이 원료를 공급하는 것입니다.또 그런 동물들은 정제된 탄수화물이나 가공식품을 먹지 않아 동맥경화 같은 혈관 질환이 생기지 않고, 인간은 영양분의 20%를 뇌에 쓰지만, 초식동물은 대부분을 거대한 몸집과 근육에 집중시키고 있죠.결론적으로 초식동물은 풀로 미생물을 키운 뒤, 미생물이 만든 지방과 단백질을 먹는 생화학 시스템을 갖고 있는 것입니다.

사람마다 뇌가 공간 정보를 처리하고 저장하는 인지 전략이 서로 다르기 때문입니다.지도를 잘 보는 사람은 타자 중심 전략을 사용해서 위에서 내려다보는 지도 형태로 공간을 기억하며, 이는 해마의 장소 및 격자 세포가 활성화된 결과입니다. 반면 직접 걸어야 이해하는 사람은 자기 중심 전략을 사용하여 내 몸의 이동 순서와 랜드마크 중심으로 공간을 기억하며, 두정엽과 기저핵을 주 네트워크로 활용합니다.이 외에도 머릿속에서 공간을 회전시키는 시공간 작업기억 용량의 차이와 유전적 영향도 있습니다.또한 어릴 때 지도나 지형을 자주 접했는지, 내비게이션을 사용한다면 어떤 모드를 쓰는지 등의 후천적 경험에 따라 뇌의 특정 신경 회로가 강화되면서 사람마다 공간 정보를 처리하는 방식에 큰 차이가 생기기도 합니다.

갑작스럽게 기온이 떨어지면 자율신경에 과부하가 생기며 면역력이 빠르게 떨어지게 됩니다.특히 체온을 유지하기 위해 많은 에너지를 사용하며 피로감이 심해지고 감기나 비염에 걸리기 쉬워집니다. 또한 찬 공기에 노출되면 혈관이 급격히 수축하여 혈압이 상승하고 심장에 부담을 줍니다.그리고 호흡기 점막이 건조해지면서 바이러스와 미세먼지를 걸러내는 방어 기능도 약해집니다.또 추위에 몸을 웅크리다보면 근육과 관절이 경직되고 통증이 생길 수도 있죠.이를 예방하기 위해 얇은 겉옷을 여러 겹 겹쳐 입어 상황에 맞게 체온을 조절하고, 미온수를 자주 마셔 호흡기 점막을 촉촉하게 유지하는 것이 좋습니다.또 실내 습도를 적정 수준으로 유지하여 호흡기 자극을 줄이고 충분한 수면과 영양 섭취로 자율신경계의 회복이 빠르게 될 수 있게 하는 것이 중요합니다.

결론부터 말씀드리면 수천년간 진행된 인간의 선택적 교배 때문입니다.금붕어의 먼 조상은 약 1,000년 전 중국에서 키우기 시작한 보통의 붕어였습니다.그런데 번식 과정에서 지느러미가 길어지거나 몸이 둥글어지는 변종이 드물게 태어났고, 이런 모습에 매력을 느낀 사람들이 그런 특이한 외형을 가진 개체들끼리만 지속적으로 교배시켜 특정 형질을 세대에 걸쳐 고착화시켰습니다.볼이 빵빵한 형태는 눈 밑에 체액이 차오르는 유전적 변이를 강화하여 만든 종이며, 머리가 혹처럼 튀어나온 형태는 머리 표피 조직이 두껍게 발달하는 특성을 늘린 결과입니다.또 몸이 공처럼 둥근 형태는 짧은 척추와 입체적인 비늘 변형을 선택적으로 번식시킨 모습이죠.결국 수많은 금붕어 품종은 자연 진화가 아닌 인간의 취향에 맞춘 결과물인 셈입니다.

실제 의도적으로 약간의 손상을 만들어 재생력과 대사율을 극대화하는 것은 의학에서나 운동생리학, 생물학에서도 자주 사용됩니다.대표적으로 피부과 재생 시술입니다. 프락셀 레이저나 미세침으로 피부 진피층에 미세 상처를 만들면, 콜라겐과 엘라스틴 합성이 폭발적으로 증가해 흉터와 주름이 새 살로 채워지게 되죠.또한 웨이트 트레이닝으로 근섬유에 미세 파열을 일으키면 대사율이 상승하고 단백질 합성이 촉진되어 이전보다 더 두꺼운 근육이 만들어지고, 정강이 단련이나 중량 운동으로 뼈 내부 구조에 충격과 미세 골절을 주면 골아세포가 활성화되어 골밀도가 단단하게 강화됩니다.물론 말씀하신 도마뱀의 꼬리자르기나 갑각류의 탈피와 같은 것은 아니지만, 이와 비슷한 원리는 널리 활용되고는 있는 것입니다.

철새는 자기장을 눈으로도 볼 수 있고, 부리와 내이의 자석철로 감지하기도 합니다.철새의 눈 망막에는 크립토크롬4(Cry4)라는 광수용 단백질이 있는데, 눈에 푸른빛이 들어오면 Cry4 단백질 내부에서 전자 이동하며 '라디칼 쌍'을 형성합니다.그리고 이 라디칼 쌍의 전자 스핀 상태가 지구 자기장의 방향에 반응하여 변하는데, 이 신호가 시각 신경으로 전달되어 새의 시야에 밝고 어두운 나침반 음영이 겹쳐 보이게 됩니다.또한 부리와 내이의 미세 자철석 나노 입자가 자기장의 세기와 기울기에 반응해 물리적으로 움직이게 됩니다.그럼 자철석의 미세한 자극이 신경을 타고 뇌로 전달되어 현재 위치와 위도를 감지하게 되는 것입니다.즉, 철새는 눈으로 방향을 보고, 부리와 귀로 현재 위치를 확인하며 수천 킬로미터를 정확히 이동하는 것입니다.

인간게놈프로젝트는 30억개의 염기서열을 읽어내기 위해 1990~2003년까지 13년의 시간과 30억달러라는 비용이 사용되었습니다.당시 사용된 1세대 생어 시퀀싱은 DNA 조각을 하나씩 순차적으로만 분석할 수 있어 속도에 한계가 있었습니다. 또한, 거대한 DNA를 수백만 조각으로 쪼갠 뒤 위치를 추적하고 재조합하는 컴퓨팅 기술도 당시엔 미흡했습니다.반면, 오늘날은 차세대 염기서열 분석법(NGS)으로 수십억 개의 DNA 조각을 한 번에 동시 분석합니다.게다가 3세대 'Long-read' 기술은 DNA를 쪼개지 않고 긴 가닥 그대로 실시간으로 읽어내기 때문에 조각을 맞추느데 들어가는 시간을 크 줄였습니다.여기에 초고속 컴퓨팅과 AI 데이터 처리 알고리즘이 결합하면서 분석 효율이 비약적으로 상승한 것이죠.결과적으로 과거 수년이 걸리던 조각 재구성 작업이 현재는 단 몇 시간 만에 완성할 수 있고, 그 결과 지금은 단 며칠 만에 100달러 안팎의 비용으로 개인의 전체 유전체를 정확히 분석할 수 있게 된 것입니다.