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계절에 따라서 꽃이 개화하는 시기가 달라지는데 그렇게 개화를 조절할 수 있는 유전자는 무엇인가요?
계절에 따른 꽃의 개화 시기를 조절하는 유전자는 FLC(Flowering Locus C) 와 FT(Flowering Locus T) 입니다.FLC는 개화를 억제하는 역할을 하고, FT는 개화를 촉진하는 역할을 하죠.FLC는 주로 겨울철 낮은 온도에 의해 그 발현이 억제되는 유전자입니다.온도가 일정 이하로 낮아지면 FLC의 활동이 줄어들고, 이로 인해 개화 억제가 해제됩니다. 이는 식물이 따뜻한 봄이 올 때까지 개화를 미루도록 하는 일종의 브레이크 역할을 합니다.반면 먼저도 말씀드렸지만, FT는 개화를 촉진하는 유전자입니다. FLC의 억제 효과가 사라지면, FT 유전자가 활성화되어 플로리겐 이라는 호르몬을 생성합니다. 플로리겐은 잎에서 만들어져 식물 전체로 이동하여 꽃눈 형성을 유도합니다. FT는 식물의 액셀러레이터 역할을 하여 적절한 시기에 개화를 시작하게 하는 것이죠.이 두 유전자는 환경 변화를 감지하고 상호 작용하며, 식물이 계절에 맞춰 개화 시기를 조절하는 비유하자면 핵심적인 분자 스위치 역할을 하는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.24
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사람이 직립보행 하도록 진화한 이유는 뭔가요?
사실 이유를 명확히 하기는 어렵지만, 결론적으로는 생존과 번식에 유리했기 때문입니다.인류의 조상은 원래 숲에 살며 네 발로 이동했습니다. 그러나 기후 변화로 인해 숲이 줄어들고 초원이 확대되면서, 생존을 위해 새로운 환경에 적응해야 했습니다.그 과정에 직립보행을 통해 포식자를 먼저 발견하고 피하거나 먹이를 찾는데 좀 더 유리할 수 있었습니다.특히 직립보행을 통해 앞발이 손으로 진화하면서 다양한 도구를 만들고 사용할 수 있게 되었고, 이는 도구 사용으로 이어졌으며 뇌 용량 증가와 언어 발달에도 간접적으로 영향을 미치게 되었습니다.결론적으로 인간의 직립보행은 단순히 이동 방식의 변화가 아니라, 생존, 도구 사용, 사회성 발달 등 여러 진화적 이점을 가지며, 현재의 인간을 만드는 데 결정적인 역할을 했습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.24
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밀림에 사는 파충류인 녹색이구아나도 물을 좋아할까요?
먼저 녹색이구아나와 육지이구아나는 서로 다른 종류의 파충류이기 때문에 성격과 습성도 다릅니다.녹색이구아나는 중남미의 열대우림에 서식하는 초식성 동물로 나무 위에서 주로 생활하고, 위험에 처하거나 열을 식혀야 할 때 물속으로 뛰어드는 편입니다. 그래서 수영을 매우 잘하고 물속에서 몇 분 동안 숨도 참을 수 있습니다.결론적으로 물에 몸을 담그는 것을 좋아하는 편이라 할 수 있습니다.반면 육지이구아나는 갈라파고스 제도의 건조한 지역에 사는 초식성 동물로 주로 선인장과 같은 식물을 먹으며 땅 위에서 생활합니다. 물과는 거리를 두는 편이며, 녹색이구아나처럼 물속으로 뛰어드는 행동은 거의 하지 않고 따뜻한 공기를 쐬며 일광욕을 즐기는 것을 좋아합니다.결론적으로 녹색이구아나는 육지에 살면서도 물을 좋아하는 파충류라 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.24
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동물 실험을 대체하기 위한 바이오 기술의 최근 발전 사례는?
실제 신약 및 화장품 개발 분야에서 동물실험을 줄이기 위한 대체 연구 방법이 많이 발전하고 있습니다.아마 들어보셨을 수도 있는데, 대표적인 방법으로는 3D 오가노이드를 활용한 연구나 장기 칩 기술, 그리고 컴퓨터 시뮬레이션 등의 방법이죠.오가노이드는 아마 '미니 장기'라고도 불리기 때문에 들어보셨을 듯 합니다. 줄기세포를 3차원적으로 배양해 만든 장기 유사체인데, 이는 실제 장기의 복잡한 세포 구조와 기능을 모방하여 만든 것이죠. 이 기술을 활용하면 약물의 독성이나 효능을 사람과 유사한 환경에서 시험할 수 있어 동물실험을 대체할 수 있습니다. 예를 들어, 인간의 간 오가노이드를 만들어 신약 후보 물질이 간에 미치는 독성을 평가하는 데 사용하거나, 암 오가노이드를 이용해 항암제 효능을 검증하는 연구가 이미 활발히 진행 중입니다.그리고 장기 칩은 사람의 역시 장기 기능을 모방한 미세한 칩으로, 칩 내부의 미세유체 채널을 통해 세포가 배양됩니다. 이 칩은 실제 장기의 생리학적 환경을 재현하여 약물의 반응을 관찰할 수 있는 것입니다. 예를 들어, 폐 칩을 이용하면 흡입형 약물의 독성을 시험하거나, 심장 칩으로 약물이 심장에 미치는 영향을 분석할 수 있는 방식입니다. 이 기술은 약물 개발 초기 단계에서 유망한 물질을 선별하는 데 큰 도움이 되고 있습니다.또한 컴퓨터 시뮬레이션도 동물실험을 대체하는 데 중요한 역할을 합니다. 분자 모델링이나 인공지능을 활용한 가상 스크리닝을 통해 수많은 화합물 중에서 후보 물질을 빠르게 예측하고 선별할 수 있습니다. 그래서 불필요한 실험을 대폭 줄일 수 있는 것입니다. 예를 들어, 신약 개발 초기에 특정 단백질과 결합할 가능성이 높은 화합물을 컴퓨터로 예측하여 실험 대상을 좁히는 방식으로 활용되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.24
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왜 춥거나 무서울 때면 몸에 닭살이 돋게 되는건지
소름은 피부 아래에 있는 입모근이라는 근육이 수축하면서 털을 곧추세우며 발생하는 현상입니다.이 근육은 털을 감싸는 모낭에 연결되어 있는데, 근육이 수축하면 털이 세워지고, 털이 세워진 자리에 피부가 살짝 튀어나오면서 닭의 피부처럼 오돌토돌해 보이는 것이죠.털을 가진 동물에게 소름은 중요한 열을 지키는 방법 중 하나입니다. 추운 환경에서 입모근이 수축해 털을 곧추세우고, 털 사이에 공기층을 만들어 단열 효과를 높이는 것입니다. 이는 체온이 떨어지는 것을 막아주는 역할을 합니다.또 위협적인 상황일 때는 몸을 부풀려 더 크고 위협적으로 보이게 만들어 주는데, 털을 세우는 행동도 이러한 위협 과시의 한 부분입니다. 상대에게 겁을 줘서 공격을 피하려는 것이죠.다만, 이미 말씀하신 것처럼 인간은 진화 과정에서 털이 많이 사라졌기 때문에, 털을 세워서 얻는 보온 효과나 위협적인 모습은 그다지 없는 편입니다. 하지만 닭살을 돋게 하는 신경 회로는 여전히 남아있으며, 이는 수천 년 전 조상들의 생존 메커니즘이 현재까지 퇴화하지 않고 남아있는 진화의 흔적이라고 볼 수 있습니다.따라서 공포 영화를 볼 때 소름이 돋는 현상은 몸이 영화에서 보이는 가짜 위협을 실제 위협으로 인식하고 반응하는 것입니다. 뇌가 영화 속 위협적인 장면에 반응해 싸우거나 도망칠 준비를 하도록 신호를 보내고, 그 신호에 따라 입모근이 수축하면서 털이 서고, 이는 닭살로 나타나는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.24
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기후 변화 속에서 미래의 기술로 스마트팜이 진짜 대안이 될지?
사실 단정하기는 어렵습니다.분명 스마트팜은 기후변화에 대응할 수 있는 유용한 해법이 될 수 있지만, 높은 초기 비용과 기술 의존성 때문에 모든 농가에 적용하기는 어렵습니다.스마트팜은 사물 인터넷 센서와 빅데이터, 자동화 기술 등을 활용해 농작물의 생육 환경을 정밀하게 제어하는데, 이는 기후변화로 인한 극심한 날씨 변동에 직접적으로 대응할 수 있습니다.그러나 앞서도 말씀드렸지만, 이러한 장점에도 불구하고, 스마트팜이 모든 농가에 완벽한 해결책이 되기는 어렵습니다. 왜냐하면 초기 비용이 너무 높고, 복잡한 시스템으로 운영되기 때문에 문제가 발생했을 때 해결할 수 있는 기술적 전문성이 필요합니다. 특히 스마트팜은 수집된 데이터에 크게 의존하는데, 이 데이터에 오류가 발생하면 정상적인 운영이 불가능합니다.결론적으로 스마트팜은 기후변화 대응 할 수 있는 유망한 기술임은 분명하지만, 이를 모든 농가에 적용하는 것은 아직 어려움이 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.24
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나방 같은 곤충들에 자란 털은 원리가 뭔가요
결론부터 말씀드리면, 곤충에게는 사람처럼 털이 자라는 모공은 없습니다.사람의 털은 피부 속에 있는 모낭이라는 주머니에서 자라며, 이 모낭의 입구가 모공입니다. 하지만 곤충은 사람과 전혀 다른 신체 구조를 가지고 있습니다.곤충은 외골격을 가지고 있는데, 딱딱한 큐티클로 이루어진 외골격은 곤충의 몸을 보호하고 수분 손실을 막아주는 역할을 합니다. 그리고 곤충의 몸에 있는 털처럼 보이는 것은 강모인데, 이 강모는 모낭에서 자라는 것이 아니라, 외골격 자체가 밖으로 뻗어나온 것입니다. 곤충의 강모는 기부에 작은 소켓을 통해 표피와 연결되어 있으며, 그 끝이 신경과 연결되어 있어 외부 자극을 감지하는 감각 기관의 역할을 합니다. 예를 들어, 나비는 다리에 있는 강모로 풀의 냄새를 맡고, 파리는 강모를 통해 맛을 느끼는 것입니다.따라서 곤충의 털은 사람의 털처럼 피부 속에서 자라나는 것이 아니며, 모공도 가지고 있지 않습니다. 곤충의 강모는 촉각, 후각, 미각 등을 담당하는 감각 기관인 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.24
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활성산소 신호전달역할을 확인 하는 실험이나 자료
네, 식물의 기공이 열리고 닫히는 과정에 활성산소(ROS)가 관여한다는 것을 확인할 수 있는데, 이는 활성산소가 중요한 신호 전달 물질로 작용하기 때문입니다.이러한 신호 전달 과정을 확인하기 위해서는 H2DCFDA같은 형광 지시약을 사용하여 공변세포 내 활성산소의 양을 측정하는 해볼 수 있습니다.그리고 만약 활성산소의 다른 신호 전달 역할을 확인하고 싶다면, 식물 면역 반응 실험을 활용하면 됩니다. 병원균 침입 시 활성산소의 폭발적인 증가를 보실 수 있을 겁니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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DMZ에서 신기했던 곤충이 뭔지 궁금합니다
사진이 있다면 좀 더 정확하겠지만..말씀하신 것으로만 생각하면, '주홍박각시'가 아닐까 싶습니다.주홍박각시는 몸통이 엄지손가락만큼 크고, 몸 색깔은 대체로 어두운 갈색이나 회색빛을 띠는 경우가 많은데, 가장 특징적인 것은 위협을 느끼거나 건드리면 배 끝의 꼬리를 위로 말아 올리며 움직이는 습성입니다. 꼬리 끝부분에 꽃잎처럼 펼쳐지는 기관은 사실 나방의 생식기관으로 짝짓기 시에 암컷을 잡는 데 사용됩니다. 이 부분이 말씀하신 것처럼 꽃처럼 보이기도 하죠.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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아스파탐은 어떤 화학적 구조를 가지고 있으며, 인체에서 어떻게 분해되나요?
아스파탐은 두 개의 아미노산, 즉 아스파르트산과 페닐알라닌이 결합하고, 여기에 메틸기가 붙어 형성된 화합물입니다.화학식으로 본다면 'C14 H18 N2 O5' 입니다.다시 말해 아스파탐은 아스파르트산과 페닐알라닌이라는 아미노산 두 개가 펩타이드 결합으로 연결된 '다이펩타이드'의 일종이며 정확히는 페닐알라닌에 메틸기가 에스테르 결합으로 연결된 형태입니다. 단백질을 구성하는 아미노산에서 유래했기 때문에 아스파탐은 설탕과 달리 열에 약해 높은 온도에서 분해되어 단맛을 잃기 때문 보통 고온 조리가 필요한 음식보다는 제로 음료와 같이 차갑게 마시는 음료에 많이 사용됩니다.아스파탐을 섭취하면 소화기관에서 효소에 의해 아스파르트산과 페닐알라닌, 메탄올로 분해됩니다.아스파르트산은 우리 몸의 단백질을 구성하는 필수 아미노산으로, 에너지 대사 등 다양한 생체 활동에 사용됩니다.페닐알라닌 역시 필수 아미노산으로, 단백질 합성에 이용되지만, 페닐케톤뇨증 환자는 페닐알라닌을 분해하는 효소가 부족하여 체내에 축적될 수 있습니다. 그래서 아스파탐이 함유된 식품에는 페닐알라닌 함유라는 경고 문구가 표기되어 있는 것이죠.지막으로 아스파탐 분해 과정에서 극히 소량의 메탄올이 생성됩니다. 하지만, 메탄올의 양은 과일 주스 등 자연식품에 포함된 양보다 훨씬 적어 인체에 해롭지 않다고 알려져 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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