Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 선구동물과 후구동물의 차이가 무엇인가요?
안녕하세요. 동물계에서 선구동물(Protostomes)과 후구동물(Deuterostomes)은 발달 초기에 입과 항문이 형성되는 순서를 기준으로 구분됩니다. 이 구분은 각각의 그룹이 어떻게 발달하는지에 대한 핵심적인 차이점을 나타내며, 이는 배아 발달 과정에서의 중요한 이정표가 됩니다. 선구동물은 '첫 번째 구멍이 입이 된다'는 특성을 가지며, 이 그룹에 속하는 동물들은 초기 발달 단계에서 입이 먼저 형성되고, 항문은 그 다음에 형성됩니다. 이러한 동물들의 발달 패턴은 결정적인 세포 분열 방식을 특징으로 하며, 이는 각 세포의 운명이 조기에 결정된다는 것을 의미합니다. 이 그룹에는 절지동물(곤충, 거미류, 갑각류 등), 연체동물(달팽이, 조개류 등), 갑각동물(지네, 돌연변이 등) 등이 포함됩니다. 반면, 후구동물은 '첫 번째 구멍이 항문이 되고, 두 번째 구멍이 입이 된다'는 특성을 가집니다. 이 그룹의 동물들은 배아가 발달함에 따라 첫 번째로 형성된 구멍이 항문으로, 이후 형성되는 구멍이 입으로 발달하게 됩니다. 후구동물의 배발생은 유도적인 세포 분열 방식을 따르며, 이는 초기 세포 분열이 후속 발달 단계에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미합니다. 이 그룹에는 척추동물(인간을 포함한 모든 포유류, 조류, 양서류 등), 무척추동물 중에서는 극피동물(불가사리, 성게 등)과 성형동물(해삼)이 포함됩니다.
생물·생명
Q. 불가사리나 해삼 성게가 오방사 대칭인 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 오방사 대칭은 생물의 몸이 중앙 축을 중심으로 여러 개의 동일한 부분으로 나누어질 수 있는 대칭을 의미합니다. 일반적으로 이 대칭은 5개의 동등한 부분으로 나뉘며, 불가사리의 경우 각각의 팔이 그 예입니다. 이 대칭 구조는 동물이 주변 환경에 대해 균등하게 반응할 수 있도록 해, 어느 방향으로든 동등하게 움직이고 먹이를 찾을 수 있게 돕습니다. 오방사 대칭은 주로 바다 바닥에 사는 동물들에서 발견됩니다. 이 대칭 형태는 바다 바닥과의 밀접한 접촉을 유지하면서 모든 방향으로부터 자극을 받아들일 수 있도록 진화햇습니다. 극피동물은 바다 바닥에서 주로 정착 생활을 하거나, 천천히 기어다니는 생활 방식을 가지고 있는데, 이러한 생활 방식과 오방사 대칭은 잘 어울립니다. 모든 극피동물이 완벽한 오방사 대칭을 보이는 것은 아닙니다. 예컨데, 일부 해삼은 몸이 더 길쭉하고, 오방사 대칭이 덜 뚜렷할 수 있습니다. 그러나 대부분의 극피동물은 이 오방사 대칭 구조를 공유하며, 이는 그들의 주요 분류 군집의 하나로 간주됩니다. 따라서 불가사리, 해삼, 성게 등 극피동물의 오방사 대칭은 그들의 생탲거 및 생물학적 특성에 잘 맞는 진화적 적응 결과입니다. 이 구조는 이들이 모든 방향으로부터 효율적으로 자극을 받고, 생존과 번식에 유리하게 활동할 수 있도록 돕습니다.
생물·생명
Q. 무척추동물중에서 척추동물과 가장 가까운 동물은 무엇인가요?
안녕하세요. 무척추동물 중에서 척추동물과 가장 가까운 종은 해협동물(Hemichordata, 해삼동물)과 유형동물(Urochordata, 일명 터닉세이트 또는 망토동물)입니다. 이 두 그룹은 척추동물과 함께 연구되며 연골형동물(Chordata) 문을 구성합니다. 특히 유형동물 중에서 란셋피시(lancelets, 지느러미동물)라고 불리는 아미피옥서스(Amphioxus) 종이 척추동물과 가장 유사한 특징을 많이 보유하고 있습니다. 아미피옥서스는 작고 물고기와 비슷하게 생긴 해양 무척추동물로, 척추동물과 공통적인 특징을 가지고 있습니다. 이들은 척추동물처럼 몸의 등쪽에 위치한 신경관을 갖고 있습니다. 이 신경관은 미래의 척추동물의 척수에 해당하는 구조입니다. 또, 몸을 지탱하는 내부 지지체로 척추동물의 척추와 유사한 기능을 하는 등쪽의 연골질 줄기인 말초신경(notochord)을 가지고 있습니다. 이 말초신경은 척추동물에서 발견되는 척추의 원시적 형태로 볼 수 있습니다. 아미피옥서스는 물을 통해 호흡하고 여과 먹이를 섭취하기 위해 사용하는 아가미 각을 가지고 있습니다. 이 구조는 척추동물의 아가미와 비슷한 기능을 합니다.
생물·생명
Q. 불가사리나 성게등도 눈을 갖고 있나요
안녕하세요. 불가사리는 각 팔 끝에 위치한 눈과 같은 기관을 갖고 있습니다. 이들은 간단한 광감지기로, 복잡한 이미지를 형성하지는 못하지만 빛의 존재와 방향을 감지할 수 있습니다. 이 눈은 매우 단순하며 주로 빛과 어둠을 구분하는 역할을 합니다. 불가사리의 이러한 광감지 기능은 주변 환경을 탐색하고 포식자 또는 먹이를 감지하는데 도움을 줍니다. 성게도 비슷하게 빛을 감지할 수 잇는 기관을 가지고 있습니다. 성게의 경우, 전체 몸에 분포된 작은 광감지 세포를 통해 빛의 존재를 감지합니다. 이 세포들은 성게가 환경 내에서 방향을 찾고, 빛이 있는 곳으로 이동하는데 도움을 줍니다. 성게에서는 중앙에 위치한 작은 구조물이 있어 이것이 빛 감지 기능을 할 수 있다는 연구도 있습니다. 이러한 광감지 기능은 복잡한 눈의 기능에는 미치지 못하지만, 불가사리와 성게가 살아가는 환경에서 필요한 최소한의 시각적 정보를 제공합니다. 이들 동물의 광감지 기관은 진화적으로 간단하지만, 그들의 생존과 번식에 꼭 필요한 기능을 수행합니다. 이는 복잡한 눈을 가진 다른 동물들과 비교할때, 극피동물의 생태적 및 생물학적 적응을 잘 보여주는 예입니다.
생물·생명
Q. 단일클론항체를 만들때 암세포 때문에 부작용이 일어나진 않나요?
안녕하세요. 단일클론항체(single-chain monoclonal antibody ; scMAb) 생산 과정에 대해 설명드리면, 특정 항원에 대해 매우 특이적인 반응을 보이는 항체를 대량으로 생산하기 위해 개발된 기술입니다. 이 과정에서 B림프구와 암세포를 융합하여 만든 하이브리도마(hybridoma) 세포가 중요한 역할을 합니다. 하이브리도마 세포는 B림프구(항체 생성 능력을 가진 면역 세포)와 마이엘로마(myeloma ; 일종의 암세포)를 세포 융합 기술로 결합한 것입니다. B림프구는 특정 항원에 대한 항체를 생성할 수 있지만, 일반적으로 생명주기가 짧고 대량으로 항체를 생산하기 어렵습니다. 반면, 마이엘로마 세포는 무한정 분열할 능력이 있지만, 항체를 생산하지 않습니다. 이 두 세포의 결합을 통해 항체를 지속적으로 대량 생산할 수 있는 능력을 갖춘 하이브리도마 세포가 만들어집니다. 하이브리도마 세포는 암세포의 무한 분열 능력과 B림프구의 항체 생성 능력을 결합한 것입니다. 하이브리도마 세포가 만들어내는 항체는 유전적으로 안정되어 있으며, 세포가 분열하더라도 동일한 특성의 항체를 지속적으로 생산합니다. 이 과정에서 비정상적인 세포를 만들어내는 암세포의 특성이 항체 생산에 부정적인 영향을 미치지 않는 이유는, 하이브리도마 세포가 철저히 제어된 실험실 환경에서 관리되기 때문입니다. 하이브리도마 기술로 생산된 단일클론항체는 주로 진단, 치료, 연구 등에 사용됩니다. 이 세포들을 인체에 직접 사용하지 않으며, 세포에서 생산된 항체만을 추출하여 사용합니다. 따라서, 하이브리도마 세포의 비정상적 분열이 인체에 미치는 직접적인 영향은 없습니다. 결론적으로, 하이브리도마 기술은 암세포의 무한 분열 능력과 면역 세포의 항체 생성 능력을 유용하게 결합하여, 고도로 특이적인 항체를 대량으로 생산할 수 있게 해주는 혁신적인 방법입니다. 이 기술은 생명과학 분야에서 매우 중요한 도구로 자리 잡고 있으며, 다양한 질병의 진단과 치료에 기여하고 있습니다.