안녕하세요 손국현 전문가입니다. 함께 배워 나가요.
Q. 세균과 곰팡이는 모두 움직일 수 있나요?
안녕하세요. 손국현 전문가입니다.충치를 예로 들어서 세균이 움직일수 있냐고 여쭈어보신것같습니다. 충치는 먼저 입안의 치아에 남아 있는 음식물 찌꺼기, 박테리아, 세균, 바이러스, 침 등이 시간이 지남에 따라 산화하여 치아를 부식시키는데 , 장시간 칫솔질, 양치질을 하지 않고 방치를 하게 된다면 충치를 일으키는 균이 달라붙어 발생할 확률이 급격히 올라가게 됩니다. 균류나 곰팡이나 모두 스스로 움직인다고 보기 어렵고 바람이나 물, 수분을 타고 이동한다고 보시는게 좋을 것같습니다. 충치균은 스트렙토코쿠스 뮤탄스 , streptococcus mutans 와 락토바실러스, lactobacillus 가 대표적으로 알려져 있고 전염성을 가지고 있습니다. 아주 기본적인 세균의 구조를 보면, 표면에 길게 뻗어나온 꼬리를 가지고 있으며 , 보통 하나에서 둘 이상의 꼬리를 지니고 있으며 , 이것을 편모라고 부르고 있습니다. 이것을 이용하여 어느정도 이동합니다. , 인간관점에서 보았을때는 먼지같은 이동속도지 않을까합니다. 구조상 곰팡이 역시 크게 다르지 않으며, 스스로 움직이는건 사실 무의미 하다고볼수있습니다 일반적인 세균은 공기를 통하여 외부공기에 노출되고 부유하여 이동할 수 있습니다. 기침, 재채기, 대화 등은 이러한 균의 이동, 확산, 감염 을 도와줄 수 있는 동작들입니다.다음은 직접접촉입니다. 세균은 감염자, 동물, 도구 등의 직접적접촉을 함에 있어서도 주의하여야 합니다. 셋째, 물안에서 이루어질 수 있습니다. 오염된 물을 마시거나, 접시등을 세척하지 않고 두었을때가 있겠습니다. 매개체를 통한 운반입니다. 세균의 운반에 관여하는 매개체를 벡터라고 부르기도 합니다. 가장 유명한 말라리아라는 질명은 모기를 통해 바이러스가 이동되기도 하고, 진드기같은 경우에는 라임병 세균을 옮기는 벡터입니다. 위내용을 보시면 항상 적절한 위생관리, 예방수칙의 준수가 필요할 것입니다.
Q. 수명이 가장 짧은 동물과 가장 긴 동물은 무엇인가요?
안녕하세요. 손국현 전문가입니다.현재까지 수명에 관장하는 많은 요소들이 연구되고 있습니다. 그 중의 하나가 유전자의 특징중 하나인 더미 DNA, 텔로미어입니다. 세포가 번식할때마다 이 텔로미어는 조금씩 짧아져가며, 결국 종국에는 기능을 하는 유전자가 있는 곳까지 영향을 주게 되어 우리 인체에 있는 모든 세포가 늙게 되는 것이지요. 아시다시피 이러한 텔로미어의 기전에 관한 연구가 되어있는데, 십장생의 하나인 거북이의 경우 이 텔로미어가 짧아지는 모든 생명체의 숙명을 지니고 있습니다만, 신기하게도 이 텔러미어를 복구하는 시스템을 갖추고 있습니다. 숙명을 뛰어넘는 운명인 샘이지요. 동물을 말씀하셨기에 그 동물의 수명과 특성을 설명해보겠습니다 흔히들 생각하는 하루살이는 성충기준 24시간으로 매우 짧지만 , 애벌레로 1~3년, 성충으로 2~3일을 살다가 죽습니다. 어쨌든 하루살이 역시 1년 이상은 산다고 봐야할 것같습니다. 그러므로 이것보다 더 적게 사는 동물을 찾는다면 아프리카 사바나의 물웅덩이에서 서식하는 더 콰이즈 킬리피시라는 물고기가 있습니다. 하루살이이 절반수준인데요, 최소 생후 2주 이내 성적 성숙에 도달하여 생식과 번식을 할 수 있게 됩니다. 그 이유는 아프리카의 우기때 물웅덩이는 기본 3~5주면 말라버리기 때문입니다. 이것은 이 물고기의 삶의 터전에서 살아남고 번식할 수 있게 적응하게 된것일지도 모릅니다. 노화연구에 잘 쓰인다고 합니다. 척추동물에서는, 바로 피그미 망둥이, Eviota sigillata 입니다. 이 망둥이는 태어나서 8주만에 수명을 다한다고 합니다. 최장 59일을 살았는데 약 3주는 유충으로 , 2주동안은 암초주변에서 성체로 자라게 됩니다.
Q. 지금 기술력으로 새로운 생명체를 만들 수 있나요?
안녕하세요. 손국현 전문가입니다.DNA의 유전체, 유전자를 변형하여 생물체는 LMO , Living modified organism , GMO, geneticaly modified organism 라고 불리고 있습니다. 두 명칭의 가장큰 차이는 생식능력의 여부인데 LMO 는 명칭 그대로 살아있는것, 살아서 번식과 생식이 가능한 것을 말합니다. 반대로 gmo 는 보편적으로 유전자변형생물체라고 알려져있습니다. 어떤 생물의 특정 유전자를 구분할 수 있다면 그것을 떼어내거나 복제하여 다른 생물체 내부에 심었을때 효과적으로 작용할 수 있게 하는 기술입니다. 보통은 식량생산성 확보를 위하여 식물체에 많이 이용되고 있습니다. 아시다시피 식물은 윤리적인 부분에서 다소 동물보다 이슈가 적은 편이기 때문입니다. 또한 식물같은경우는 조직배양을 통하여 길러낼수 있기 때문에 동물보다 연구가 용이하기도 합니다. 실제로 GMO 라고 하면 많은 사람들이 유전자변형작물을 가장많이 떠올리곤합니다. 새로운 유전자가 삽입되어 형질이 바뀐 세포를 조직배양한 뒤 식물체로 재분화시켜 원하는 개체를 만들어 낸 후 인체에 대한 위해성과 환경에 대한 위해성 등의 안정성을 평가하고 국가에서 지정한 기관의 심사를 거쳐 해당기관에 품종 등록 및 허가를 받은 뒤에 사용할 수 있게 됩니다. 농림축산식품부, 해양안전부, 환경부는 환경에 관련된 사항을, 인체에미치는 부분에 대해서는 보건복지부가 담당하고 있습니다. 또한 농업용 LMO(또는 GMO) 의 위해성심사는 농촌진흥청이, 그리고 식품용 LMO의 위해성심사는 식품의약품안전처가 담당하고 있습니다. GMO 는 식중독균처럼 생물학적인 위해요소 보다는 화학적 위해요소로 분류되어 Haccp에서 관리되는 부분이 있습니다. 앞서 말씀드렸던 기술들은 대부분 윤리적관점에서 다소 문제점이 없는 유전자재조합식물을 대표로 말씀드렸습니다 동물적 관점에서 역시 유전자재조합기술을 적용하고 있습니다. 유전자가위기술을 적용하여 특정세포, 세균으로부터 특정한 아미노산 또는 단백질을 생산하여 뽑아낼수도 있습니다. 예를 들면 인슐린의 생산공정의 발달입니다. 이전까지 당뇨치료목적으로 사용하던 인슐린은 세포의 유전자를 조합하여 생산하였었는데요, 최근 기사에 따르면 젖소의 유전자를 변형시켜 인슐린이포함된 우유가 나오는 기술을 성공하였다고 합니다. 미국 일리노이드대 어바나 샴페인캠퍼스, 브라질 상파울루대 공동 연구팀은 인슐린 되기 전 전구체인 프로인슐린을 만드는 유전자를 소 배아에 삽입한 후 자궁에 이식 후 성공적으로 태어났습니다. 배아에 삽입한 유전자는 유방조직에 적용되었기 때문에 , 차후 젖소가 충분히 자란 이후에 호르몬을 통해 우유를 만드는 유전자가 작동할때, 함께 작동된 것입니다. 이 기술을 통해 젖소의 젖 1리터에서 인슐린 1그램을 만들 수 있게 되었습니다. 아직까지 이 젖소를 통한 인슐린의 효율적인 정제기술도 필요하고, 미국 FDA의 승인이 요구되긴 하지만 괄목할만한 성과를 이룬것은 분명합니다. 이기술이 상용화되면 젖소 100마리로 미국 환자에 필요한 인슐린을 충분히 생산할수있다고 합니다. 이렇듯 새로운 종의 식물, 동물들이 인간의 생활과 생명을 위해 개발되었습니다. 다만, 기존의 생명체들과의 유사성부분에서 다소 작은 변화라고 보일 수 있겠지만, 윤리적문제, 환경적인 문제, 적용이후에 대한 충분한 데이터 확보가 되어있지 않기 때문에 이정도의 변화와 적용도 완벽히 안전하다고 보기는 어려운 부분입니다. 질문의 느낌상 아무래도 영화나 게임에서 등장하는 유전자재조합, 또는 바이러스 오염에 따른 좀비등을 보시고 질문을 하신것같습니다만, 그런것처럼 크리티컬한 유전자의 변화는 사실 힘들것으로 보입니다. 유전체 전체에서 기능을하는 유전자가 어떤역할을 하는지 밝혀진 것이 많이 없으므로, 유전자의 섣부른 적용이 생명체가 유지하는 최소한의 생활능력을 상실할 가능성도 있고, 반대로 그것을 뛰어넘어 다른 종에게까지 피해를 줄 지도 모르는 일이므로 이러한 기술의 적용과 검증에 충분한 노력을 기율여야 할 것입니다.
Q. 최근 유력한 정설중 얼룩말의 줄무늬가 모기나 흡혈파리를 막기 위한 가설의 근거가 무엇인가요
안녕하세요. 손국현 전문가입니다.희한합니다. 얼룩말은 검은색과 흰색의 줄무늬를 같이 가지고 있는데요, 어느 누구에게도 물어봐도 아프리카 초원에서 가장 눈에 잘 띄는 것이 바로 얼룩말이라고 합니다. 보호색으로서의 역할을 할 수 있는지 많은 의문이 있었습니다. 하지만 한가지 가설은 질문자님이 말씀하신 병균을 옮기는 파리에 대한 대책에 관한 부분인데요. 여기에서 유행하는 질병은 인간에게 수면병을 일으키지만 동물에게는 브루세이파동편모충이 가나병(감염시 발열, 근육쇠약, 빈혈, 부종, 눈과 코에서는 고름) 이라는 치명적인 질병을 일으킬 수 있는데 이러한 질병의 매개체는 이 곳, 얼룩말 서식하는 곳에서 같이 서식하는 체체파리로 알려져 있습니다. 얼룩말의 검정과 흰색의 조화는 주로 겹눈으로 된 곤충의 시각체계에 혼란을 줄 수 있어 진화론적으로 보았을때 생존력에 절대적인 우위를 점하고 있습니다. 겹눈은 육각형의 수많은 낱눈의 집합체입니다. 곤충은 낱눈에 비치는 각각의 화면을 모두 인식할 수 있기때문에 이러한 문양은 곤충의 시각시스템에 혼돈을 줄 수 있습니다. 얼룩말의 줄무늬의 또 다른 역할은 또한 다음과 같은 가설이 또 있습니다. 빛을 많이 흡수하여 온도가 올라가는 검정색줄무늬와 빛을 반사시켜 온도변동이 적은 흰색줄무늬는 서로간에 온도차를 일으켜 미세한 대류변화, 즉 바람을 일으키게 됩니다. 이 작지만 큰 바람은 얼룩말이 뜨거운 아프리카의 햇볕과 기온을 견디게 해준다고 합니다.또한 얼룩말을 멀리서 보면 눈에 잘 띄는 것이 단점이지만, 이 얼룩말무리가 모여있다고 가정하면 이 검고 흰 줄무늬는 이어느샌가 그것들이 자체적으로 어어져 큰 하나의 모습으로 보입니다. 사자와 같은 육식동물이 보았을때 함부로 견딜수 없는 덩치큰 녀석이라고 생각할 수 있습니다. 어쨌든 눈에 잘 띄는 만큼 커보이는 효과가 있는 것이고 진화론적관점에서 이는 생존에 매우 효율적인 것으로 보입니다. (하지만 최근 사자는 눈보다는, 냄새로 찾는다는 가설이 나옴)
Q. 곤충들이 LED등은 싫어하고 백열등을 왜 좋아하는건가요
안녕하세요. 손국현 전문가입니다.우선 기본적으로 LED 조명은 대부분 벌레들이 좋아하는 자외선 파장을 방출하지 않습니다. 보통의 LED 조명은 파장이 400nm ~320 nm 사이로 알려진 자외선이 없습니다. 이 때문에 상대적으로 백열등이나 형광등보다 비례해충 , 즉 날개달린 해충이 덜 달라드는 것입니다. 그래서 이러한 LED 등은 비단 백열등이나 형광등보다 에너지효율도 좋지만은 해충이 몰리지 않는 특성도 있기 때문에 실내, 실외에서 많이 사용하고 있습니다. 이러한 각종 조명의 방사선 특성을 연구하여 해충을 포집하고 제어하는 기술을 가진 업체들이 많습니다. 흔히들 아시는 세스코가 그런 업체중 하나입니다. 식품제조 가공업체, 유통업체, 식당, 접객업소 등의 식품과 관련된 모든곳에서는 이러한 벌레들을 차단하기 위해 무던히 예를 쓰고 있습니다. 벌레의 혼입을 막기 위해서 작업장 내부의 빛이 바깥으로 새어 나가지 않게 창문을 검게 썬팅을 하고 문의 틈새틈새를 밀폐하여 들어올 껀덕지가 없도록 해야합니다. 만일 사람이나 자재가 이동하면서 들어온 일부벌레를 막기 위해서 내부에 이러한 벌레 유인을 위한 등, 포충등을 설치하기도 하고, 외부에서는 작업장을 향하여 빛을 유인하여 잡거나 죽이는 방법을 사용하고 있습니다. 벌레유인을 막기 위해 센서가 인식될때만 불이켜지는 센서등을 사용하기도 하구요, 아까 말씀하셨던 LED등을 주로 사용하기도 한답니다 . 벌레도 생명이기 때문에 계속 진화하고 적응해나가고 있습니다. 앞으로는 LED에도 내성이 생길 수 있을지도 모르겠습니다.