안녕하세요
생물·생명
Q. CRISPR 유전자 편집 기술의 생물학적 윤리적 논란은?
보는 시각에 따라 다르겠지만, CRISPR 유전자 편집 기술은 유전자 기능 연구를 가속화할 것으로 보입니다.즉, 특정 유전자를 비활성화하거나 활성화, 또는 특정 염기서열을 변경하여 그 유전자가 생체 내에서 어떤 역할을 하는지 정밀하게 분석할 수 있게 되었고 이를 통해 질병 발생 메커니즘을 규명하거나 새로운 생물학적 경로를 밝힐 수 있을 것으로 보고 있죠.또한 질병 관련 유전자를 표적으로 하는 약물 스크리닝 시스템을 구축하거나, 약물의 작용 기전을 분석하는 데 CRISPR 기술이 활용하여 신약 개발의 효율성을 높이고 있습니다.특히 암세포의 특정 유전자를 비활성화하거나, 면역 세포를 유전자 편집하여 암세포를 효과적으로 공격하게 만드는 CAR-T 세포 치료법 등 면역 항암 요법에 CRISPR 기술이 접목하여 활용하고 있습니다.그렇지만, CRISPR 기술은 엄청난 잠재력에도 불구 동시에 심각한 윤리적, 사회적 문제를 일으킬 수 있습니다.무엇보다 생명에 대한가치관의 문제와 맞춤아기 논란, 혜택의 집중화 등의 문제가 발생할 수 있고 그로 인한 사회적 불평등은 새로운 계급을 만들 것이라는 우려가 큰 상황입니다.
생물·생명
Q. 노화 관련 유전자 연구가 인류 수명연장에 미치는영향은?
노화는 암은 물론이고 심혈관 질환이나 신경퇴행성 질환 등 다양한 만성 질환의 주요 위험 인자입니다.그래서 노화 관련 유전자를 조절하여 질병의 발생을 늦추거나 예방하고, 이미 발병한 질환의 치료 효과를 높일 수도 있을 것으로 보고 있습니다. 대표적으로 특정 유전자가 세포 스트레스 반응이나 DNA 복구, 대사 조절 등 노화 과정에 핵심적인 역할을 한다고 알려져 있기에 이를 조절함으로써 수명을 늘릴 수 있는 가능성이 있는 것입니다.그래서 단순히 생물학적 수명을 늘리는 것이 아니라, 질병 없이 건강하게 살아가는 기간인 건강 수명을 연장하는 것이 핵심 목표로 삼고 있습니다.그렇지만, 말씀대로 분명 한계도 있습니다.무엇보다 노화는 단일 유전자에 의해 조절되는 것이 아니라, 수많은 유전자와 환경 요인이 복잡하게 상호작용하는 과정이기 때문에 특정 유전자 하나를 조절한다고 해서 노화 과정을 완전히 멈추거나 역전시키기는 어려울 수 있습니다.또한 유전자 조작은 돌이킬 수 없는 변화를 초래하기에, 장기적인 안전성 검증이 필수적이고, 기술적으로도 아직은 어려움이 많습니다.그렇지만, 평균 수명이 크게 늘어난다면 현재의 교육이나 노동, 은퇴 시스템에 근본적인 변화가 뒤따를 것으로 보입니다. 결국 연금이나 의료 보험 등 사회 보장 시스템에 막대한 부담이 될 수 있죠.게다가 윤리적인 문제나 경제적 문제, 인구 및 가족 구조의 변화 등이 예상됩니다.
생물·생명
Q. 사람이 호흡할 때 산소가 중요한가요? 질소가 있어야 하는건가요?
사람이 호흡을 할 때 산소는 매우 중요한 역할을 하고, 질고 역시 호흡에 직접 사용되지는 않지만, 중요한 역할을 하죠.사람은 산소를 들이마시고 이 산소를 이용하여 세포 호흡을 통해 에너지를 얻습니다.이 과정에서 포도당과 같은 영양분과 산소가 반응하여 이산화탄소와 물, 그리고 ATP 형태의 에너지가 생성됩니다. 다시 말해 산소가 없으면 생명 활동을 지속할 수 없습니다.그리고 대기 중 약 78%를 차지하는 질소는 호흡을 통해 폐로 들어오지만, 인체 내에서 화학적으로 거의 반응하지 않고 다시 내쉬어집니다. 질소는 호흡에 직접적으로 사용되지 않지만, 대기압을 형성하고 산소의 농도를 조절하여 산소 중독 등을 방지하는 중요한 역할을 합니다. 실제 순수한 산소만 흡입할 경우 여러 가지 부작용이 발생할 수 있습니다.그리고 말씀하신 것처럼 호흡 곤란 시 산소캔을 사용하는데, 호흡이 곤란하다는 것은 몸에 산소가 부족하다는 의미입니다. 산소캔은 고농도의 산소를 공급하여 혈액 내 산소 농도를 빠르게 높여주어 호흡 곤란을 완화하고, 신체에 필요한 산소를 공급하는 것이죠.그리고 대기 중에 질소량이 산소량보다 훨씬 많은 이유는 화학적인 안정성 때문입니다.질소 분자는 두 개의 질소 원자가 매우 강력한 삼중 결합으로 연결되어 있어 화학적으로 매우 안정한 상태입니다. 이 때문에 질소는 다른 원소와 쉽게 반응하지 않고 대기 중에 존재할 수 있습니다. 반면 산소 분자는 이중 결합으로 되어 있어 질소보다는 반응성이 높아 다른 물질과 결합하여 산화물을 형성하기 쉽습니다.
생물·생명
Q. 사람이 숨을 쉬는것으로도 몸에 에너지를 만들수 있을까요?
결론부터 말씀드리면 숨을 쉬는 것만으로 에너지를 만들 수는 없습니다.물론 숨을 쉬는 것은 에너지를 얻는 과정의 일부이기는 하지만, 숨 자체가 에너지를 생산하는 것은 아닙니다.우리 몸은 주로 음식물을 통해 에너지를 얻습니다. 음식물에 포함된 탄수화물과 지방, 단백질 등이 소화 과정을 거쳐 포도당과 같은 작은 분자로 분해하고, 이 분자들이 세포 내에서 산소와 결합하여 ATP라는 형태의 에너지를 만드는 것입니다.숨을 쉬는 것은 공기 중의 산소를 폐로 들이마시고, 몸에서 생성된 이산화탄소를 내보내는 과정으로 이 산소는 음식물로부터 얻은 영양소를 에너지로 전환하는 과정에 사용됩니다. 즉, 숨을 쉬는 것은 에너지 생산을 위한 재료를 공급하고, 노폐물을 제거하는 역할을 하는 것입니다.간단히 요약하자면, 음식은 에너지의 근원이고 숨쉬기는 에너지를 만들 때 필요한 산소를 공급하고 노폐물을 배출하는 과정입니다. 즉, 숨쉬기는 에너지를 얻는 과정에 필수적이긴 하지만, 숨 자체로 에너지를 축적하거나 생산하는 것은 아닙니다.
생물·생명
Q. 나방의 번식 및 서식방법이 궁금합니다.
먼저 나방은 주로 밤에 활동하는 야행성 곤충입니다.밝은 빛을 쫓는 것처럼 보이는 이유는 인공 조명이 곤충의 인지 체계를 교란하기 때문입니다. 자연 상태에서는 달빛을 이용하는데, 인공 조명은 이 체계를 혼란시키는 것이죠.나방은 아침이 되면 포식자를 피해 나무 줄기나 구멍, 나무껍질 아래, 잎 뒤, 바위 틈 등 포식자를 피할 수 있는 곳에 숨어 지냅니다. 대부분의 경우 주변과 비슷한 보호색을 띄고 있어 잘 눈에 띄지 않죠.그리고 나방은 완전변태를 하는 곤충으로, 알-유충-번데기-성충의 네 단계를 거칩니다.종에 따라 다르긴 하지만, 암컷 나방은 여름이나 가을에 알을 낳는데 종에 따라 몇 개에서 18,000개 이상까지 낳기도 합니다. 또 알은 하나씩 낳거나 덩어리로 낳는데, 보통 7~15일 후 부화하게 됩니다.그리곤 애벌레인 유충을 지나 번데기를 거쳐 성충이 됩니다.나방은 종에 따라 1년에 2~6세대까지도 발생할 수 있고 각 단계의 기간은 나방의 종류와 환경에 따라 큰 차이가 있습니다.