답변 내역
- 텔로미어에대해궁금햐서질문합니다.안녕하세요.질문해주신 텔로미어는 세포 분열이 반복될 때마다 자연스럽게 짧아지는 염색체 말단 구조로, 세포 노화의 중요한 지표이자 게놈 안정성 유지에 필수적인 역할을 합니다. 사람의 체세포는 텔로머라아제 효소가 거의 활성화되어 있지 않기 때문에 분열할 때마다 텔로미어가 조금씩 단축되고, 이 과정이 일정 수준을 넘으면 세포는 분열을 멈추거나 사멸하게 되는데요 이러한 작동 원리는 인간의 노화와 밀접하게 연관되어 있어, 텔로미어를 다시 길게 되돌리거나 단축 속도를 늦추는 기술은 오랫동안 노화 생물학에서 주목받아 왔습니다.현재까지의 연구 결과를 종합하면 향후 10~20년 안에 텔로미어를 인위적으로 연장하는 기술의 일부 요소가 실험적으로 성공할 가능성은 높지만, 이를 인간 전신에 안전하게 적용해 노화를 근본적으로 되돌리는 치료 기술이 완성될 가능성은 아직 제한적입니다. 이는 텔로머라아제를 과도하게 활성화시키는 방식의 치료는 이론적으로 텔로미어를 회복시킬 수 있지만, 동시에 암세포에서 가장 활발하게 작동하는 효소가 바로 텔로머라아제이기 때문에, 무분별한 활성화는 암 발생률을 크게 높이는 위험이 있습니다. 따라서 텔로미어 연장 = 노화 역행이라는 단순한 접근은 실제 사람에게 적용하기에 매우 조심스러운 분야입니다. 다만 부분적인 가능성은 점차 현실화되고 있는데요 동물 모델에서는 텔로머라아제 활성화를 유도하는 유전자 치료가 노화 조직을 회복시키거나, 줄기세포 기능을 개선하거나, 특정 장기의 노화를 늦추는 결과를 보여준 바 있습니다. 또한 텔로미어 손상을 억제하는 항산화 메커니즘 강화, 염증 감소, 미토콘드리아 기능 개선 등을 통해 텔로미어 단축 속도를 늦추는 간접적 치료는 현재도 임상 단계에서 일부 가능성을 탐색하고 있습니다. 그러나 이러한 기술은 텔로미어를 직접 늘리는 것이 아니라 노화 과정의 속도를 늦추는 수준의 접근으로 이해하는 것이 맞습니다. 또한 실제 인간에게 적용할 수 있는 시점을 추정하자면, 텔로미어 연장 기술의 초기 임상적 응용은 부분적이거나 국소적인 치료 형태로 2030~2040년대에 등장할 가능성이 있으나, 전신의 텔로미어 구조를 완전히 회복시키는 방식의 치료는 암 안전성 문제를 해결해야 하기 때문에 기술적으로 더 긴 시간이 필요할 것으로 예상됩니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.11.205.01명 평가00
- 열심히 사는 사람들은 왜 암에 걸리나요?안녕하세요.현대 의학과 생명과학의 연구결과에 따르면 암의 발생은 ‘열심히 살았는가, 느긋하게 살았는가’로 단순히 설명되지 않습니다. 암은 주로 세포의 DNA 손상 누적, 유전적 요인, 환경적 노출, 생활습관, 면역 기능 변화 등 다수의 인자가 복합적으로 작용해 발생하는 복잡한 생물학적 현상입니다.오키나와, 샤르데냐, 니코야 등 이른바 블루존이 장수 지역으로 알려져 있는 이유는 단순히 사람들이 느긋하게 살기 때문만이 아니라, 유전적 소인, 식생활 패턴, 낮은 스트레스 수준, 신체 활동의 지속성, 사회적 유대, 낮은 환경오염, 소량의 칼로리 섭취 등이 종합적으로 작용한 결과입니다. 이 지역 사람들은 자연스럽게 오랜 세월 동안 건강을 유지하는 데 유리한 환경 요인을 갖추고 있었고, 이는 세포 노화 속도를 늦추며 만성 질환의 발생률을 낮추는 방향으로 작용해 왔습니다.반면에 도시에서 빠르게 살아가는 사람들은 종종 높은 스트레스, 수면 부족, 가공식품 중심의 식습관, 운동 부족, 대기오염, 흡연·음주 노출 증가, 사회적 고립을 겪기 쉽습니다. 이 요인들은 각각 암 발생 위험을 높일 수 있으며, 특히 만성 스트레스는 면역 체계의 균형을 무너뜨려 암세포에 대한 감시 기능을 약화시키는 것으로 알려져 있으며 따라서 도시인의 열심히 사는 방식이 문제라기보다는, 그 과정에서 동반되는 생물학적 부담과 환경적 요인들이 암 발생 위험을 높일 수 있는 것입니다.즉 열심히 일한다고 해서 암에 걸리는 것이 아니라, 과도한 스트레스와 불규칙한 생활습관이 누적될 때 세포 손상과 염증 과정이 가속화되어 암 발생 확률이 증가할 수 있다는 사실입니다. 암은 확률적 질병이기 때문에 아무리 건강하게 살아도 완전히 피할 수 없는 경우도 있으며, 반대로 매우 바쁘고 열심히 살아도 무병장수하는 사람도 많습니다. 즉 개개인의 삶의 성실함은 질병의 결정 요인이 아니라, 건강을 유지하는 데 유리하거나 불리한 환경적·생리적 조건들이 얼마나 안정적으로 유지되는가가 핵심입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.11.205.01명 평가00
- 벌꿀오소리가 멸종위기까지 간 것은 벌꼴오소리의 성향 때문인가요?안녕하세요.질문해주신 벌꿀오소리는 매우 호전적이고 두려움이 적은 성향을 가진 것으로 잘 알려져 있지만, 현재까지의 생태학 연구 결과를 종합하면 이 성향 자체가 멸종위기 등급의 주된 원인이라고 보기는 어렵습니다. 실제로 벌꿀오소리는 국제자연보전연맹(IUCN)에서 ‘멸종위기’가 아닌 ‘관심 필요’ 단계로 분류되어 있으며, 전 지구적 차원에서는 멸종 위험이 높은 종은 아닙니다. 다만 일부 지역에서는 개체수가 감소하여 ‘준위협’ 또는 지역 멸종 위험이 제기되는 경우가 있습니다.우선 벌꿀오소리의 호전적 성향이 항상 생존에 불리하게 작용하는 것은 아닌데요 오히려 평소에는 자신보다 훨씬 큰 포식자에게도 강하게 저항하는 행동이 포식률을 낮추는 생존 전략으로 기능해 왔습니다. 이러한 성향 덕분에 사자·하이에나·들개 등 대형 포식자에게 쉽게 잡아먹히지 않는 장점도 있으며, 자연 생태계에서는 이 공격성이 개체 유지에 도움이 된 측면이 많습니다.그러나 현대 환경에서는 벌꿀오소리의 이런 성향이 직접적 멸종 요인이 되기보다, 간접적 문제를 일으켜 위협 요인과 결합할 수는 있습니다. 예를 들어 벌꿀오소리는 양봉장을 습격하거나 가축을 괴롭히는 경우가 있어 인간과의 충돌이 잦고, 이를 이유로 사람들이 개체를 사살하는 일이 발생하기도 합니다. 이때 공격적인 성격 때문에 사람이나 사냥개에게 맞서 싸우며 더 큰 위험에 노출될 수는 있지만, 어디까지나 인간 활동이 근본 원인이지 성향 그 자체가 개체수 감소의 주된 요인이라고는 보기 어렵습니다.또한 지역적으로 개체수가 줄어든 이유는 대부분 서식지 파괴, 농경지 확대, 사냥·보복 포획, 도로 교통사고, 독극물 사용과 같이 인간 활동에 직접적으로 기인합니다. 즉 벌꿀오소리가 코끼리나 대형 동물에게 덤비는 성향은 미디어에서 과장되어 보도되는 부분이 있으며, 실제 자연 생태계에서는 그런 행동이 개체군의 장기적인 생존 가능성을 낮출 정도로 잦거나 치명적이지는 않습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.11.2000
- 촉매 기반 배출가스 정화 기술이 자동차의 오염물질 배출을 줄이는 과정안녕하세요.질문 주신 촉매 기반 자동차 배출가스 정화의 작동 과정은 고온·귀금속 촉매·배기가스 조성의 삼박자가 맞아야 최대 효율을 내는 매우 정교한 화학 시스템인데요 자동차의 촉매 변환기는 엔진에서 배출되는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)을 서로 다른 화학반응을 통해 동시에 정화하는데, 이를 가능하게 하는 핵심은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)과 같은 귀금속 촉매가 갖는 높은 반응 활성입니다. 이 금속 표면에는 기체 분자들이 흡착하여 결합이 느슨해지고, 그 결과 낮은 에너지로도 분해·재결합 반응이 일어나게 됩니다. 예를 들어 로듐은 NOx에서 산소를 떼어내 질소 기체(N₂)를 만드는 환원 반응에 특히 뛰어나며, 백금과 팔라듐은 CO나 미연 탄화수소를 산화해 CO₂와 H₂O로 만드는 데 유리한 활성을 갖습니다. 이러한 금속을 조합해 배기가스가 촉매층을 통과하는 동안 산화와 환원이 동시에 일어날 수 있게 설계한 것이 삼원촉매의 구조입니다.이때 온도는 매우 중요한 변수가 되는데요 귀금속 촉매는 일반적으로 250~300°C 이상에서 활성화되며, 이 때 표면에서 기체 분자들의 흡착과 탈착이 빠르게 반복되어 반응 속도가 급격히 증가합니다. 온도가 너무 낮으면 분자가 촉매 표면에 잘 붙지 않아 반응이 제한되고, 반대로 800°C 이상을 오래 유지하면 촉매 입자가 뭉쳐 표면적이 줄어드는 소결 현상이 발생해 효율이 떨어집니다. 따라서 자동차 ECU는 연료분사량과 공기비를 조절해 촉매가 효율적인 온도 범위에서 작동하도록 배기열을 관리합니다.또 하나의 핵심은 배기가스 내 산소의 양입니다. 삼원촉매는 공기비가 이론적 연소비에 매우 가까울 때 가장 높은 효율을 보입니다. 산화반응을 위해서는 일정량의 산소가 필요하지만, NOx를 분해하는 환원반응은 산소가 많으면 억제되며 이를 해결하기 위해 촉매층에는 산소 저장 물질이라 불리는 세륨 산화물(CeO₂)이 포함되어 있습니다. 세륨은 산소가 많을 때 산소를 흡수해 CeO₂.ₓ 형태로 저장하고, 산소가 부족할 때는 저장한 산소를 즉시 방출하여 촉매 표면의 산화·환원 분위기를 빠르게 균형 잡아 줍니다. 그래서 엔진이 살짝 농후하거나 약간 희박해지는 작은 변동에도 전체 반응 효율이 안정적으로 유지됩니다. 감사합니다.학문 / 화학25.11.1900
- Cu와 Cu²+ 차이점 알려주세요..안녕하세요.질문해주신 구리(Cu)와 구리 이온(Cu²⁺)은 같은 원소이지만 전자를 잃은 상태가 달라지면서 전자구조나 결합 방식, 빛과의 상호작용이 크게 달라지기 때문에 색이 완전히 달라지는 것입니다. 우선 Cu는 전자가 매우 많은 금속 덩어리인데요, 금속 구리는 전자가 자유롭게 움직이는 금속 결합 상태입니다.이 자유전자들이 빛을 흡수·반사하는 과정에서 붉은빛을 반사하는 성질이 나타나며, 우리가 보는 금속 구리의 색이 됩니다. 금속 구리색은 금속의 자유전자에 의한 집단적인 전자 반응인 플라즈몬 때문에 결정되고, 개별 원자의 d–d 전자전이보다는 전체 금속의 전자 바다가 색을 좌우합니다. 그래서 금속 구리 그 자체는 붉은색 또는 주황빛으로 보입니다.반면에 Cu²⁺는 금속 결합이 아니라, 물 분자(H₂O) 같은 리간드가 둘러싸고 있는 착이온 상태인데요 전자를 2개 잃은 Cu²⁺는 3d 전자 배치가 [Ar] 3d⁹로, 여기서 1개의 빈 자리가 만들어집니다. 이 구조에서는 빛을 받을 때 전자가 d 오비탈 사이에서 d–d 전자전이를 일으키며 특정 파장의 빛을 흡수합니다. Cu²⁺ 착이온은 오렌지~빨간색 계열 파장을 흡수하고, 흡수되지 않은 푸른빛이 눈에 들어오기 때문에 청색 또는 청록색으로 보이는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.11.195.01명 평가10
- 마음에 쏙!100
- 핵 발전소 핵폐기물 한국은 계속 쌓아두고 있다는데요안녕하세요. 네, 현재 우리나라를 포함한 다수의 국가에서는 원자력 발전 과정에서 발생하는 핵폐기물이 계속 쌓여가고 있으며, 그 양은 원자력 발전을 지속하는 한 매년 조금씩 증가합니다. 이것은 사용후 핵연료를 장기적으로 최종 처리할 시설인 심층 처분장이 아직 가동되지 않았기 때문에 발생하는 구조적인 문제입니다.원자력 발전소에서 핵분열이 일어난 뒤 남는 연료는 높은 방사능과 열을 내기 때문에 바로 버릴 수 없으며, 현재는 주로 원전 부지 내의 수조 저장, 혹은 일정 기간 후 건식 저장 방식으로 보관되고 있습니다.하지만 한국은 아직 최종 처분장(지하 300~500m 심층처분)을 완성하지 못했기 때문에, 사용후 핵연료는 원전 내부에 임시 보관되고 있어 시간이 갈수록 양이 누적됩니다.물론 일부 국가는 사용후 핵연료를 재처리하여 남은 우라늄과 플루토늄을 분리해 다시 연료로 쓰는 MOX 연료 기술을 활용하기도 합니다. 하지만 한국은 다음과 같은 이유로 아직 상용 재처리를 하고 있지 않습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.11.185.01명 평가00
- 루이 파스퇴르가 세균학 관련해서 업적을 남긴 내용이 무엇인가요?안녕하세요.질문해주신 루이 파스퇴르는 19세기 미생물학과 세균학의 기초를 세운 과학자로서, 오늘날 감염병 이해와 백신, 식품 위생 기술의 토대를 마련한 인물로 평가받는데요 특히 그는 질병이 자발적으로 발생한다는 ‘자연발생설’이 아니라 미생물에 의해 전염된다는 사실을 과학적으로 입증하여 세균학의 근본 개념을 정립하였습니다. 파스퇴르는 백조목 플라스크 실험을 통해 공기 중 미생물이 없으면 부패가 일어나지 않음을 보여주었고, 이를 바탕으로 발효가 단순한 화학 변화가 아닌 미생물의 생물학적 활동임을 밝혔습니다. 또한 그는 미생물이 식품 부패의 원인이라는 사실을 이용하여 저온 가열로 미생물을 억제하는 저온살균법)을 고안하여 우유, 와인 등 식품의 안전성을 크게 향상시켰습니다.게다가 파스퇴르는 닭 콜레라, 탄저병, 광견병에 대해 약독화된 병원체를 이용한 백신 개발에 성공하여 인류 최초의 현대적 백신 기술을 확립하였으며, 광견병에 대한 백신은 실제 환자에게 투여되어 생명을 구하는 역사적 사례를 남겼습니다. 이러한 업적은 감염병 예방과 위생 의학, 식품 미생물학 분야 발달에 결정적인 역할을 하였고, 파스퇴르는 오늘날에도 세균학의 아버지라는 칭호로 불리기도합니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.11.1700
- 세균에대해궁금해서질문합니다..안녕하세요.질문해주신 내용은 세균의 이동 가능 거리와 이동 방식에 관한 내용인데요,세균은 스스로 1m를 걸어가듯 이동할 수는 없습니다. 그러나 공기 중 비말(침방울), 미세먼지, 물방울, 접촉, 도구 이동 등을 통해 1m 이상 이동하는 것은 충분히 가능합니다.즉, 세균 그 자체는 스스로 멀리 이동하는 데 한계가 있지만, 운반 매개체를 통해 1m, 심지어 그보다 훨씬 더 먼 거리까지도 이동할 수 있습니다.일반적인 세균은 평균 크기 약 1μm (1/1,000 mm)이며 자체 이동 속도는 초당 수 μm ~ 수십 μm 수준이기 때문에 자체 이동 거리 수 mm 이내의 환경 이동 정도가 한계입니다. 즉, 스스로 움직여도 1m라는 거리를 직접 이동하는 것은 사실상 불가능합니다.하지만 세균은 다양한 매개체를 통해 이동할 수 있는데요, 비말(침방울), 즉 기침·대화 시 분사되는 물방울을 통해 이동 가능합니다. 따라서, 직접 날아서 1m를 이동하는 것이 아니라, 운반되는 방식으로 이동한다고 보는 것이 더 맞습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.11.175.01명 평가10
- 정말 감사해요100
- 불로불사의 세포에서 궁금한게 있어요안녕하세요.가정하신 것처럼 텔로미어를 무한히 복구하여 세포 노화를 완전히 멈춘다면, 즉 일종의 불로불사 세포를 사람 몸 안에 구현한다면, 단순히 늙지 않는다는 장점만 있는 것이 아니라 심각한 생물학적·의학적 난제들이 동시에 발생할 가능성이 높습니다.텔로미어는 염색체 말단에 존재하는 반복 DNA 서열로, 세포가 분열할 때마다 짧아지며 결국 일정 이하로 줄어들면 세포는 분열을 멈추거나 사멸합니다.하지만 만약 이를 무한히 복구할 수 있는 텔로머레이스 과활성이 된다면 세포는 이론적으로 무한 증식에 가까운 상태가 됩니다.다만 노화가 멈추면 발생 가능한 문제는 암(종양) 발생 확률의 극적 증가입니다. 노화 억제 기술에서 가장 근본적 위험은 암세포와 동일한 특성이 생긴다는 점인데요 암세포의 핵심 특징 중 하나가 텔로머레이스 활성이 매우 높아 무한 분열 능력을 갖는다는 것이기 때문입니다. 즉, 전신 세포에 텔로미어 무한 복구가 적용되면 세포의 생존력과 분열력이 암세포 수준으로 향상되고 돌연변이가 누적될 경우 암 발생 확률이 폭발적으로 증가할 수 있습니다.감사합니다.학문 / 생물·생명25.11.175.01명 평가10
- 정말 감사해요100
- 사람이 가보지 못한 깊은 바다가 있나요?안녕하세요.네, 말씀하신 것처럼 사람이 아직 도달하지 못했거나 직접 탐사하지 못한 심해 영역은 엄연히 존재하는데요 현재 기술로도 바다 전체를 완전히 탐사하지 못하고 있으며, 바다는 여전히 인류에게 가장 미지의 영역 중 하나입니다.지구 해양은 평균 수심이 약 3,700m 정도이고, 가장 깊은 곳은 약 11,000m에 달하는 마리아나 해구의 챌린저 심연 으로 알려져 있습니다. 인류는 이 극히 일부만을 탐사했으며, 해양학자들은 지금까지 해저의 80% 이상이 아직 상세히 조사되지 않았다고 추정합니다. 탐사를 방해하는 주요 요인으로는 극심한 압력이 있습니다. 누적 수심이 10,000m에 가까울 경우, 1㎠당 1톤 수준의 압력이 발생하게 됩니다. 또한 빛이 도달하지 않는데요, 대부분의 심해(수심 약 1,000m 이하)는 완전한 암흑입니다. 이런 이유로, 심해는 우주보다 탐사된 비율이 낮다는 말도 있습니다.심해는 우리가 아는 생태계와 매우 다른 특징을 지니며, 인간이 한 번도 직접 관찰하지 못한 생물이 여전히 존재할 가능성이 큽니다. 특히 태양 에너지 없이도, 해저 열수 분출공 근처에서는 박테리아가 황 화합물을 기반으로 화학합성을 하고, 이를 먹이로 하는 생물들이 독립 생태계를 이루고 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.11.1700