의생명과학분야 박사 김연숙입니다.
Q. 암세포에는 왜 무수히 많은 혈관조직이 있나요
안녕하세요. 김연숙 전문가입니다. 암세포는 비정상적인 세포들이 빠르게 성장하고 증식하려는 특성을 가지고 있습니다. 암세포가 무수히 많은 혈관조직을 가지고 있는 이유는 바로 이때문인데요. 암세포는 일반적인 세포에 비해 증식률이 높아 더많은 산소와 영양분을 필요로합니다. 때문에 암세포는 새로운 혈관을 계속 만들어내 (angiogenesis, 신생혈관생성) 빠르게 증식하기 좋은 환경을 만드려고 합니다. 이러한 특성은 암이 쉽게 전이 될 수 있는 원인이기도 합니다. 암세포 치료를 위한 전략으로 암세포가 성장하지 못하도록 이 신생혈관생성을 차단하는 약물들이 개발되어 사용되고 있습니다.
Q. 몸에 수분이 부족할때 이온음료를 먹으면 더 흡수가 빠른이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김연숙전문가입니다. 물보다 이온음료가 더 흡수가 빠른 이유는 삽투압 때문인데요. 삼투압은 물분자가 농도가 낮은곳에서 높은곳으로 이동하려는 압력을 말하는데요. 우리 몸에서 세포가 정상적으로 기능하는데 이 삼투압이 필수적인 역할을 합니다. 우리 몸의 체액은 약 0.9% NaCl의 농도를 가집니다. 이온음료 또한 체액과 비슷한 농도로 만들어집니다. 일반 물은 삼투압이 낮아 이온음료에 비해 상대적으로 흡수가 느리게 됩니다. 이온음료는 또한 탈수 시 부족해지는 전해질(나트륨, 칼륨, 염소, 마그네슘 등)이 존재하는데요. 이 전해질들이 몸 속에 들어가 체액 균형을 유지하면서 빠르게 물 흡수를 촉진하는 역할을 합니다!
Q. 생명체안에 없는 유전자가 새로나타나거나 변형되는경우를 돌연변이라 하나요?
안녕하세요. 김연숙 전문가입니다. 돌연변이(mutation)란 생명체 안에 기존에 존재하는 유전자가 변형되거나 새로 삽입 또는 제거되면서 발생하게 됩니다. 모든 돌연변이가 환경에 취약할수는 없으며, 돌연변이에 따라 생물학적 표현에 영향을 줄수도 있고 주지 않을수도 있습니다. 영향을 주더라도 환경에 취약하게 될수도 있지만 오히려 환경에 더 잘 적응하게 될수도 있습니다. 예를 들면 세균의 항생제 내성으로 점점 약물에도 살아남는것이 환경에 적응하는 돌연변이가 될수 있겠네요. 이렇게 되는 이유는 생명체 DNA 안에는 단백질을 만드는 정보를 가진 유전자가 포함되어 있는데요. 이들 DNA의 1~2%만 단백질을 코딩(coding)하기 때문입니다. 즉, 단백질을 만들어내는데(코딩) 관여하지 않는 DNA 염기서열에 돌연변이가 생긴다면 아무 영향이 없겠죠. 반대로 단백질을 만들어내는데 관여하는 DNA 염기서열에 돌연변이가 생기게 된다면 기존과 다른 단백질이 만들어져서 단백질 기능에 영향을 줄수도 있습니다. 기본적으로 우리 몸은 돌연변이 세포를 감지하고 제거할 수 있는 여러가지 방어기전을 가지고 있답니다. 이 기전이 잘 안되면 질환이 발생할 가능성이 높아집니다. 참고로, 우리 몸안에는 약 37조 개의 세포가 있으며 각 세포에 46개의 염색체가 존재합니다. 이 염색체안에 유전정보인 DNA가 약 30억 쌍 존재합니다. 사람의 한 세포속 DNA를 풀어서 직선으로 늘어놓으면 약 2m 길이가 된다고 해요!
Q. 나노봇이 인간 세포를 수리하는 수준까지 발전하면 의료 시스템은 어떻게 변화할까요?
안녕하세요. 나노봇 기술이 상용화된다면 맞춤의료, 정밀진단 및 치료, 원격치료와 같이 현대의학을 혁신적으로 바꿀수 있을것입니다. 나노봇 기술을 현재 연구개발 및 초기 임상단계에 머무르고 있는것으로 알고 있습니다. 가장 많이 연구되고 있는 분야는 약물 전달시스템(DDS)에 적용함으로 체내에서 암세포만 특이적으로 선별해서 치료하고 건강한 세포는 그대로 두는 정밀의학에 도움이 될 것입니다. 현재 수준은 전임상에서 초기임상으로 가는 단계로 나노봇이 생체 내에서 오랫동안 작동하기 위한 체내 대체 에너지원, 체내에서 생분해되는 물질사용과 같은 한계들을 넘어서는 연구가 진행되고 있습니다.
Q. 알콜은 잘 얼지 않는다고 알고 있습니다. 그이유는 무엇때문 인가요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 알코올은 -OH로 끝나는 분자명칭을 포함하며 탄소와 수소의 개수에 따라 메탄올 에탄올 프로판올 부탄올... 각각의 명칭으로 불립니다. 대표적으로 일상생활에서 쓰이며 알콜이라고 불리는 것은 에탄올일것입니다. 에탄올은 녹는점(어는점)이 -114도로 물의 어는점 0도보다 훨씬 낮습니다. 즉, 알콜 성분으로 된 혼합물질은 (대부분 물과 섞여있음) 녹는점이 낮아 물에 비해 추운 날씨에도 상대적으로 잘 얼지 않게 됩니다.