안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 면역 생성을 위한 백신의 작용 알려주세요!
안녕하세요.백신은 병원체의 상태에 따라 완전히 병원체를 죽여 만드는 사백신과 약독화시켜 만드는 생백신으로 구별할 수 있으며, 살아있는 병원성 미생물을 조직배양, 계란, 세균배지에 장기간 계대배양하여 독성을 없애거나 아주 미약하게 한 것을 의미합니다. 이러한 백신은 인체의 면역 시스템이 실제 병원체를 만나기 전에 미리 대비할 수 있도록 훈련시키는 도구인데요, 과학적으로 말하면, 백신은 병을 일으키는 바이러스나 세균의 비활성화된 형태, 조각(항원), 혹은 유전물질을 몸에 주입함으로써 면역반응을 유도합니다. 백신을 맞으면, 몸 속의 면역 세포 중 항원제시세포(예: 수지상세포)가 주입된 백신 성분을 인식하고, 그 정보를 T세포와 B세포에게 전달합니다. 이때 B세포는 항원을 기억하고, 특이적인 항체를 만들어 냅니다. 이 항체는 나중에 실제 병원체가 침입했을 때 빠르게 반응하여 바이러스나 세균을 무력화시킵니다. 다음으로 T세포는 감염된 세포를 찾아 제거하거나, 면역 반응을 조절하는 역할을 합니다. 이 과정을 통해 기억세포들이 형성되는데, 이 세포들은 장기간 몸속에 남아 있다가 같은 병원체가 다시 침입했을 때 훨씬 빠르고 강력한 면역반응을 일으키게 됩니다. 덕분에 병에 걸리지 않거나, 걸리더라도 증상이 매우 가볍게 지나가게 되는 것입니다. 즉, 백신은 실제 질병을 일으키지 않으면서도 면역계가 그 병원체를 "연습"하고 대비할 기회를 주는 과학적 도구입니다. 이는 면역 기억(molecular memory)이라는 생리학적 메커니즘에 기반하며, 현대 예방의학의 핵심 원리라고 할 수 있겠습니다.
Q. 멧돼지는 산속에 진흙목욕을 통해서 벌레를 털어낸다는데 진흙 속에 어떤 물질이 벌레를 털어내는건가요?
안녕하세요.멧돼지가 진흙 목욕을 하는 이유는 단순한 놀이가 아니라 기생충과 해충을 제거하고 체온 조절을 위한 생존 전략입니다. 과학적으로 보면, 진흙 자체에 특별한 화학 물질이 있어서 벌레를 죽이는 것이기보다는, 진흙의 물리적 특성과 멧돼지의 행동이 결합되어 효과를 내는 것입니다. 먼저, 진흙은 끈적하고 입자가 작아서 몸에 있는 기생충, 진드기, 벼룩 같은 해충이 들러붙기 쉽습니다. 멧돼지는 진흙 속에 몸을 굴리며 진흙을 털처럼 입히고, 이후 나무나 바위에 몸을 비벼서 진흙과 함께 붙은 벌레들을 떼어냅니다. 이 과정은 일종의 자연적인 해충 방제입니다. 진흙은 또한 피부를 보호하고 상처 부위를 감싸 세균 감염을 줄이는 효과도 있습니다. 이는 일종의 자연적 ‘외용 약’ 작용이라고 볼 수 있습니다. 또한 진흙이 수분을 머금고 있어 증발하면서 열을 빼앗기 때문에, 멧돼지가 체온을 낮추는 데도 도움이 됩니다. 특히 여름철 뜨거운 산속에서는 매우 유용한 행동입니다. 하지만 이러한 진흙 목욕은 멧돼지만의 습성이 아니며, 다음과 같은 동물들도 이 행동을 합니다.코끼리도 진흙을 피부에 바르고 먼지를 뒤집어쓰며 해충을 쫓고 햇볕으로부터 피부를 보호하며 들소와 물소는 몸을 진흙에 담가 진드기와 기생충을 제거합니다. 요약해보자면, 진흙 자체의 성분보다 진흙의 점성과 멧돼지의 비비는 행동이 해충 제거 효과를 가져오는 것이며, 이는 여러 동물에서 공통적으로 발견되는 자연적인 위생 관리 방법입니다.
Q. 곤충과 동물의 개념을 알고싶어요 어떤차이
안녕하세요.곤충과 동물의 개념 차이는 ‘범위’의 차이로 이해하면 쉽습니다. 먼저, ‘동물’은 매우 넓은 생물 분류 범주입니다. 우리가 아는 포유류, 조류(새), 파충류, 양서류, 어류뿐 아니라 곤충, 거미, 지렁이, 해파리 등도 모두 ‘동물’에 포함됩니다. 즉, 곤충은 동물의 한 종류입니다. 과학적으로 동물은 다세포 생물로, 세포벽이 없고, 자발적으로 움직일 수 있으며, 먹이를 먹고 소화하는 특징을 가집니다. 반면, 식물은 광합성을 하고 세포벽이 있으며 고정되어 있는 생물입니다. 곤충은 이 동물의 조건을 모두 충족하므로 당연히 동물에 포함됩니다. 곤충(insects)은 ‘절지동물’이라는 무리 중에서, 머리·가슴·배의 3부분으로 나뉘고, 6개의 다리를 가진 무리를 말합니다. 나비, 개미, 파리, 벌, 사마귀 등이 여기에 해당하죠. 거미나 지네처럼 곤충처럼 생겼지만 다리가 8개이거나 몸의 구성이 다른 생물들은 곤충이 아니라 같은 절지동물이지만 ‘거미류’나 ‘다지류’ 등으로 따로 분류됩니다. 즉, 모든 곤충은 동물이지만, 모든 동물이 곤충은 아니라고 할 수 있습니다. 곤충처럼 생긴 벌레라고 해도 과학적으로는 다리가 몇 개인지, 몸의 구조가 어떻게 되어 있는지를 보고 곤충인지 다른 절지동물인지, 또는 전혀 다른 동물인지를 판단하게 됩니다. 앞선 내용을 정리해보자면, 동물은 생물학적으로 매우 큰 범위, 곤충 포함이며, 곤충은 동물 중에서도 다리가 6개이고 몸이 3부분(머리·가슴·배)으로 나뉘는 생물이라고 할 수 있겠습니다. 그래서 우리가 흔히 벌레라고 부르는 생물들도 잘 보면 대부분 동물이고, 그중 일부가 곤충인 것입니다.
Q. 여자, 남자중에 외로움을 더 잘타는 성별이 따로 있는건가요?
안녕하세요. 외로움에 대한 반응은 개인차가 크지만, 과학적 연구들은 남성과 여성 사이에 외로움의 경험과 그것이 건강에 미치는 영향에서 차이가 있을 수 있음을 보여주고 있습니다. 특히 노년기의 경우 이러한 차이가 더 뚜렷하게 나타나는 경향이 있습니다. 연구에 따르면 일반적으로 여성이 남성보다 외로움을 더 자주 경험하는 경향이 있지만, 남성은 외로움에 더 취약하게 반응한다는 결과들이 많습니다. 즉, 여성이 외로움을 더 자주 느낄 수는 있어도, 남성은 외로움이 건강에 미치는 부정적인 영향을 더 크게 받을 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 노년기에 배우자를 잃거나 사회적 관계가 줄어들었을 때, 여성은 친구나 가족과의 정서적 교류를 유지하는 능력이 뛰어난 반면, 남성은 배우자에게 정서적 의존을 많이 하다가 혼자가 되었을 때 사회적 고립을 겪기 쉽습니다. 실제로 많은 역학 연구들은 노년기 남성이 홀로 남았을 때 사망률이 여성보다 높다는 결과를 보고한 바 있습니다. 또한 사회적 연결망에 대한 연구에서 여성은 정서적 지지와 공감 능력을 기반으로 한 관계 유지에 강한 반면, 남성은 비교적 구조적 관계(일, 공동활동 등)에 의존하는 경향이 있어, 은퇴나 가족 변화가 있을 때 관계망이 더 쉽게 무너질 수 있습니다. 정리해보자면 과학적으로 볼 때 여성과 남성은 외로움을 느끼는 방식과 그것이 건강에 미치는 방식이 다르며, 여성이 외로움을 더 자주 표현하는 반면, 남성은 외로움이 삶의 질과 생존률에 더 큰 영향을 줄 수 있는 경향이 있다는 것이 여러 연구에서 관찰되고 있습니다. 이는 단순한 통념이 아니라, 실제로 사회심리학·노인학·보건역학 분야에서 활발히 연구되는 주제입니다.
Q. 생식세포 유전자형 구분하는 방법..
안녕하세요.이 그림은 생식세포(정자나 난자)가 만들어질 때 어떤 유전자형(유전 정보 조합)이 생길 수 있는지를 묻는 문제인데요, 각 그림 (가), (나), (다)는 감수분열 중인 세포의 염색체 상태를 보여주고 있고, 이 세포들로부터 만들어질 생식세포의 유전자형이 무엇이 될 수 있는지를 물어보는 것이라고 할 수 있습니다. 이때 유전형이 달라질 수 있는 이유는, 감수분열(Meiosis)이라는 특수한 세포 분열 때문입니다. 감수분열은 정자나 난자와 같은 생식세포를 만들 때 일어나는데, 염색체 수를 절반으로 줄이고, 염색체들이 섞이는 과정(유전자 재조합)을 거쳐서 다양한 조합의 유전 정보를 가진 생식세포를 만들어냅니다. 그래서 세포 안에 있는 상동염색체(모양과 유전자 위치가 같은 염색체쌍)가 무작위로 분리되고, 때로는 염색체 사이에 교차(crossing over)도 일어나서 유전자 조합이 다양해질 수 있어요. (가)에서는 염색체가 짝을 이루고 있는 상태이고, A/a, B/b, D/d라는 3쌍의 대립 유전자가 보이는데요, 이건 감수분열 전기 또는 중기 상태로, 이 상태에서 염색체가 무작위로 분리되므로 생식세포의 유전자형은 조합에 따라 달라질 수 있습니다. 만들 수 있는 생식세포의 유전자형 조합은 다음과 같이 8가지인데요, 각 유전자쌍(A/a, B/b, D/d)에서 하나씩만 선택되므로, 가능한 조합 수는 2 × 2 × 2 = 8가지입니다. (나)는 염색체가 이미 분리되어 한 벌만 남아 있는 상태인데요, A, b, D, a와 같은 유전자가 각각 어떤 염색체에 있는지 보이고, 이것이 감수분열 결과 만들어질 하나의 생식세포의 유전자형을 나타냅니다. (다)에서는 다른 유전자가 추가로 포함되어 있는데요 (예: E/e), 이건 다른 세포의 상태를 보여주는 것이고, 마찬가지로 A/a, B/b, D/d, E/e라는 4쌍의 유전자가 있으므로 가능한 조합은 더 많습니다. 정리해보자면 그림 (가)는 감수분열 전 단계, 가능한 모든 조합을 생각해야 하며, 그림 (나)는 감수분열 후 실제 만들어진 하나의 생식세포를 보여주고 있으며, 그림 (다)는 유전자 종류가 다르고, 역시 가능한 조합 수를 계산하는 대상입니다.