답변 내역

박쥐와 돌고래는 초음파를 쏜 뒤 돌아오는 반사음을 분석해 어둠 속에서도 완벽한 3D지도를 그릴 수 있습니다.실제 소리가 돌아오는 시간 차이를 계산해 수 mm 오차로 거리를 알아낼 수 있고, 소리의 반사 강도를 이용해 3~4mm 크기의 작은 모기나 곤충까지 파악할 수 있습니다.게다가 소리의 주파수 변형을 감지해 사포의 미세한 거칠기 차이까지 구분합니다.또한 양쪽 귀에 도달하는 소리의 시차로 1도 안팎의 정밀한 위치를 잡습니다.단순히 장애물 회피 뿐만 아니라, 시각에 의존하지 않고도 물체의 미세한 정보까지 명확히 판단할 수 있는 것입니다.

식물이 눈을 가진 것은 아니지만, 뿌리 끝의 뿌리 골무 조직은 흙 속 수분 농도를 상당히 정확히 감지할 수 있습니다.그래서 이를 바탕으로 자극이 발생하고, 식물의 성장 호르몬인 옥신을 통해 뿌리가 뻗어가게 됩니다.그런데, 뿌리에서는 특이하게 옥신 농도가 높은 쪽의 세포 성장이 억제되는 성질이 있어 수분 차이가 생기면 옥신은 물이 부족하고 건조한 쪽으로 집중 이동합니다.그 결과, 옥신이 적은 수분이 많은 쪽 세포는 빠르게 길어지고, 옥신이 많은 건조한 쪽은 성장이 멈추게 되죠.결국 양쪽의 성장 속도가 달라지면서 뿌리는 자연스럽게 물이 있는 방향으로 꺾여 자라게 되는 것입니다.심지어 뿌리는 아래로 자라려는 중력 반응보다 물을 찾는 굴수성을 우선하여 자라기도 하는데, 결국 뿌리는 물을 감지하는 능력과 호르몬 조절을 통해 물을 찾아 뻗어 나가는 것입니다.

백신은 독성을 없애거나 약화시킨 바이러스나 세균의 일부인 항원을 주입해 면역 체계를 미리 훈련시키는 것입니다.주입된 항원을 인식한 면역세포(B세포)는 이에 딱 맞는 맞춤형 항체를 만들어 내며 결합 반응을 일으킵니다. 이 과정에서 일부 면역세포는 항원의 정보를 기억하는 '기억 세포'로 변형되어 남아 있게 됩니다.이후 진짜 병원체가 침입하면, 기억 세포가 이를 즉시 알아채고 2차 면역 반응을 일으킵니다.이때 항체는 처음 접했을 때보다 훨씬 빠르게, 그리고 폭발적으로 대량 생산되는데, 대량으로 생성된 항체는 병원체 표면에 결합하여 세포 침투를 막고, 빠르게 무력화합니다.또한 기억 T세포는 이미 감염된 세포를 빠르게 찾아내 파괴함으로써 바이러스의 증식을 막습니다.결과적으로 병원체가 체내에서 세력을 넓히기 전에 퇴치되어 질병에 걸리지 않게 하는 것입니다.설령 감염되더라도 바이러스 증식량이 크게 줄어 중증으로 악화되지 않고, 조금 앓고 금방 회복하게 되죠.

실제 식물은 공기와 땅속 통로를 통해 주변 식물에게 위험 신호를 보낼 수 있습니다.만일 애벌레나 초식동물에게 공격받는다면 식물은 휘발성 유기화합물(VOCs)을 공기 중으로 배출합니다. 그럼 이 신호를 감지한 주변 식물들은 독성 물질을 만들거나 잎을 억세게 바꿔 공격에 대비하죠.또 일부 화학 신호는 애벌레의 천적을 끌어들여 해충을 퇴치하기도 합니다.그리고 뿌리에 연결된 곰팡이 균사망인 '우드 와이드 웹'을 통해서도 소통하기도 합니다.예를 들어 병충해나 가뭄을 겪으면 화학/전기 신호가 땅속 균사망을 타고 옆 식물의 뿌리로 직접 흘러가는 방식이죠.다만, 이런 소통은 의도적인 대화라기보다, 식물이 스스로를 보호하기 위해 뿜어낸 신호를 주변 식물이 감지하여 이용하는 현상이라 할 수 있습니다.

암순은 현상은 망막 시세포의 교체와 반응 과정 때문입니다.망막에는 밝은 곳을 담당하는 원추세포와 어두운 곳을 담당하는 간상세포가 있습니다.그리고 간상세포 안에는 빛에 상당히 민감하게 반응하는 로돕신이라는 시물질이 존재하는데, 밝은 곳에 있을 때는 빛이 강해 간상세포의 로돕신이 모두 분해되어 버립니다.하지만, 어두운 곳으로 들어가는 순간 밝은 곳 전용인 원추세포가 활동을 멈추게 되지만, 간상세포도 분해된 로돕신이 없어 바로 작동하지 못하므로 순간적으로 아무것도 안 보이게 되는 것입니다.그래서 어둠 속에서 시간이 지나면 분해되었던 로돕신이 점차 재합성되기 시작하고 로돕신이 충분히 생성됨에 따라 간상세포가 점점 작은 빛도 감지하며 활성화되게 됩니다.이렇게 보통 10~30분 정도 지나 로돕신 재합성이 완료되면 어둠 속에서도 사물의 윤곽이 보이게 됩니다.참고로 이 로돕신을 재합성하는 핵심 재료가 바로 비타민A이기에 비타민A가 부족하면 로돕신 합성이 늦어져 어두운 곳에서 잘 보이지 않는 야맹증이 생기는 것입니다.

식물은 신경계 대신 피토크롬B(phyB)와 ELF3 같은 단백질을 '분자 온도계'로 사용합니다.빛을 흡수해 활성화된 비토크롬B단백질은 온도가 올라갈수록 원래 상태로 되돌아가는 속도가 빨라집니다.그래서 온도가 상승해 피토크롬B가 비활성화되면, 억제되어 있던 PIF4 전사 인자가 풀려나 개화 유전자를 작동시킵니다.또 일주기 시계를 조절하는 ELF3 단백질은 따뜻해지면 서로 응집해 뭉치면서 개화 억제 기능을 잃습니다.그리고 온도 센서들이 봄을 감지하면 잎에서 개화 호르몬인 FT단백질이 합성되고, FT단백질이 체관을 타고 줄기 끝 분열조직으로 이동하여 잎 대신 꽃을 만들도록 명령합니다.그리고 식물은 상승한 온도뿐만 아니라 길어진 낮 시간인 광주기을 함께 측정하는데, 겨울이 지난 후, 적절한 온도와 낮 길이가 맞아떨어지는 순간 일제히 개화하는 것입니다.

먼저 뽀모도로 기법은 뇌의 전두엽 피질 피로를 줄이고 마감 효과를 이용해 집중력을 높이는 심리적 효과가 있습니다.하지만, 모든 사람의 생체 리듬과 업무 성격에 일률적으로 맞아떨어지지는 않습니다.특히 글쓰기처럼 몰입이 필요한 작업은 25분 알람이 오히려 흐름을 깨뜨리는 독이 되기도 합니다.또한 시간에 쫓기는 강박이나 스트레스를 크게 느끼는 성향이라면 정해진 타이머 방식이 맞지 않을 수 있습니다.결론적으로 인간의 뇌는 90분 주기의 울트라디안 리듬을 따르기도 하기에, 꼭 25분/5분 틀에 자신을 맞출 필요는 없습니다. 50분 일하고 10분 쉬거나, 몰입이 깨질 때까지 일한 뒤 쉬는 플로우타임 기법이 훨씬 효율적일 수도 있습니다.

표적항암제는 암세포에만 특이하게 나타나는 유전자 변이나 단백질을 특정하여 공격하는 방식입니다.주요 원리는 크게 세가지 정도로 볼 수 있습니다.먼저 수용체를 차단하는데, 암세포 표면에 많은 HER2나 EGFR 등의 수용체에 결합해 증식 신호를 막는 것입니다. 그리고 암 유전자 변이로 발생한 내부의 이상 단백질만 찾아내 작용을 억제합니다.마지막으로 암세포가 영양분을 공급받기 위해 새 혈관을 만드는 신호인 VEGF를 차단해 굶겨 죽이는 것이죠.그리고 약제의 크기에 따라 세포 외부 수용체를 막는 단클론 항체와, 세포막을 뚫고 내부 효소를 막는 저분자 화합물로 구별됩니다.다만, 정상 세포 손상이 적어 탈모나 구토 같은 부작용은 적지만, 약물 사용 후 암세포가 변형되며 내성이 생길 수 있기 때문에 치료 전 유전자 검사를 통해 해당 표적이 존재하는지 확인한 후 투여하는 것이 필수입니다.

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.