Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 바퀴벌레는 뜨거운 물에 박멸이 되나요?
안녕하세요. 바퀴벌레는 극단적인 온도, 특히 높은 온도에 매우 취약합니다. 끓는 물에 직접 노출되면 그들의 세포 구조가 심각하게 손상되어 생명을 유지할 수 없게 됩니다. 이러한 온도에서 단백질은 변성되며, 세포막의 구조적 무결성이 파괴되어 바퀴벌레가 급격히 사망하게 됩니다. 그러나 바퀴벌레의 박멸을 위해 끓는 물을 사용하는 방법은 실제 환경에서는 적용하기 어렵습니다. 이는 바퀴벌레가 주로 숨는 틈새와 균열이 많은 지역에 위치하기 때문에 끓는 물을 직접 적용하기 어려우며, 무엇보다도 이러한 방법은 임시적인 해결책에 불과할 수 있습니다.
Q. 암세포는 어떻게 정상 세포와 다르게 변형되나요?
안녕하세요. 결론부터 말하면 무한증식하는 양상을 가지고 있습니다. 암세포는 일련의 유전적 변이를 겪습니다. 이 변이들은 DNA 복제 과정 중 발생하거나, 환경적 요인(ex : 방사선, 화학 물질)에 의해 유발될 수 있습니다. 이러한 변이는 세포의 DNA 복구 메커니즘이 손상되거나, 세포 분열을 조절하는 유전자[온코진(oncogene)과 종양 억제 유전자]에 영향을 미칩니다. 특히, '온코진'은 정상적인 세포 기능을 수행하는 '프로토-온코진'이 변이되어 과도하게 활성화된 상태를 의미하며, 세포 성장과 분열을 촉진시키는 반면, '종양 억제 유전자'는 세포 성장을 억제하고 DNA 손상 시 세포 사멸을 유도하는 역할을 합니다. 이들 유전자의 변이는 세포의 무한 분열을 가능하게 합니다. 정상적인 세포는 DNA 손상이 심각할 때 자기 파괴 과정인 '세포 자살(apoptosis)'을 통해 사멸합니다. 그러나 암세포는 이러한 메커니즘을 회피하며, 결함이 있는 세포들이 살아남아 무제한으로 분열할 수 있습니다. 이는 종양의 성장을 가능하게 하며, 결국 이상 증식을 통해 주변 조직을 침범하고 전이하는 과정으로 이어집니다. 암세포는 에너지를 생성하고 유지하는 방식에서도 정상 세포와 다릅니다. 일반적인 세포는 산소를 사용하는 '산화적 인산화' 과정을 통해 에너지를 효율적으로 생성하지만, 암세포는 산소가 풍부한 환경에서도 '혐기성 발효(glycolysis)'를 통해 에너지를 생성하는 경향이 있습니다. 이러한 대사적 재조정은 '바르부르크 효과'(Warburg effect)라고 불리며, 암세포가 성장과 증식을 지속할 수 있는 에너지를 확보하는 데 기여합니다.
Q. 맹꽁이 싸우는 영상 정말로 박자 안맞아서 싸우는건가요?
안녕하세요. 맹꽁이들의 싸움은 주로 영역을 방어하거나 짝짓기 권리를 확보하기 위한 행위에서 비롯됩니다. 일반적으로 수컷 맹꽁이들은 자신의 영역을 확립하고 이를 침범하는 다른 수컷을 경계합니다. 이 과정에서 경쟁자를 몰아내기 위해 싸움이 발생할 수 있습니다. 울음소리의 박자가 맞지 않아 싸운다는 개념은 주로 인간의 해석에서 비롯된 오해일 수 있습니다. 실제로 맹꽁이들은 울음소리를 통해 서로를 식별하고, 영역을 표시하며, 짝을 유혹하는 역할을 합니다. 이때, 각 맹꽁이가 내는 소리의 빈도, 길이, 볼륨 등은 그들의 건강, 힘, 영역 내 지위를 반영할 수 있습니다. 따라서 이러한 소리의 특성이 충돌할 때 경쟁적인 상호작용으로 이어질 수 있습니다. 맹꽁이들의 이러한 행동은 생존과 번식의 기회를 최대화하기 위한 전략적 선택으로 볼 수 있습니다. 생물학적으로 이는 '자연 선택'의 한 형태로, 개체들이 더 유리한 유전적 특성을 다음 세대에 전달할 가능성을 높이기 위해 서로 경쟁하는 과정입니다. 맹꽁이들의 이러한 행동과 소리를 통한 커뮤니케이션은 생태학적 연구에서 중요한 주제이며, 이들의 상호작용을 이해함으로써 종의 생태적 및 진화적 동역학에 대한 이해를 높일 수 있습니다.
Q. 문어나 카멜레온 같은 위장술은 어떻게 하는건가요?
안녕하세요. 문어와 카멜레온의 위장 기술은 각각 그들의 생물학적 적응에 기반을 두고 있으며, 이들은 자신들의 환경에 뛰어난 위장 능력으로 유명합니다. 문어는 주로 크로마토포어(chromatophores), 이리디포어(iridophores), 레우코포어(leucophores)라고 하는 세 가지 유형의 특수 색소 세포를 사용하여 그들의 피부색을 변화시킵니다. 크로마토포어는 신축성 있는 색소 셀로, 근육의 조절을 통해 확장하거나 수축하여 다양한 색상을 빠르게 변환할 수 있습니다. 이리디포어와 레우코포어는 빛을 반사하고 굴절시켜 더 복잡한 시각적 효과를 만들어냅니다. 이러한 기능은 문어가 주변 환경과 거의 구분할 수 없을 정도로 완벽하게 위장하게 해 줍니다. 반면, 카멜레온은 피부 아래에 위치한 결정질 나노 구조물을 조절함으로써 빛을 반사하여 다양한 색상을 생성합니다. 이 구조들은 광학적인 특성을 변경하여 카멜레온이 환경에 맞게 피부색을 조정할 수 있게 합니다. 카멜레온의 색 변화는 또한 감정 상태, 주변 환경, 심지어는 온도와 같은 외부 조건에 반응하여 발생합니다. 이와 같은 위장술은 포식자로부터의 보호나 사냥 과정에서 유리한 위치를 점하는 등 생존에 직접적인 이점을 제공합니다.
Q. 광합성 속도를 어떻게 측정할수 있을까요?
안녕하세요. 광합성 속도를 측정하는 방법은 다양하며, 그 중 가장 주목할 만한 방법은 산소 방출 측정, 이산화탄소 흡수 측정, 엽록소 형광 분석 등이 있습니다. 이러한 방법들은 각기 다른 메커니즘을 통해 광합성 과정의 활성을 정량화할 수 있는 방법을 제공합니다. 산소 방출 측정은 식물이 광합성을 통해 산소를 방출하는 양을 측정함으로써 광합성의 속도를 추정합니다. 이는 특히 폐쇄형 챔버 내에서 산소 센서를 통해 수행됩니다. 한편, 이산화탄소 흡수 측정은 식물이 광합성을 통해 이산화탄소를 얼마나 사용하는지를 측정하여 광합성 속도를 평가합니다. 이 방법은 이산화탄소 농도를 지속적으로 모니터링함으로써 이루어집니다. 마지막으로, 엽록소 형광 분석은 식물의 엽록소가 빛 에너지를 흡수한 후 방출하는 형광의 양을 측정하여 광합성의 효율을 평가합니다. 이 방법은 비침습적이며 식물의 생리적 상태에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.