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마이크로키메리즘이 정확히 무슨 개념인가요?
안녕하세요.질문해주신 마이크로키메리즘은 유전적으로 다른 소수의 세포 또는 유전물질이 한 개체 내부에 존재하는 상태를 말합니다. 흔히 임상·기초연구에서는 모체 속의 태아세포가 극미량 존재하는 경우를 가리켜 태아성 마이크로키메리즘이라고 부릅니다.가장 흔하고 잘 연구된 형태는 임신 중 태반을 통해 세포가 양방향으로 이동하여 산모와 태아가 서로의 세포를 갖는 경우입니다. 그 밖에 쌍둥이 간의 교환, 수혈·골수 또는 장기 이식에 따른 도너 세포의 잔존, 그리고 암·조혈계 질환에서 기원한 세포의 이식/유입 등도 마이크로키메리즘의 원천이 될 수 있습니다.임신 중 태반-자궁 경계에서 태아의 혈액·조직 세포가 모체 혈류로 들어오고 이 과정은 배아발생·출산·자궁 내 염증·외상·제왕절개·유산 등에서 더 활발해질 수 있습니다. 이들 세포는 단핵구·림프구·줄기세포 형태 등 다양한 유형이 보고되어 있습니다. 이때 유입된 세포의 대부분은 소멸되지만 일부는 수십 년간 잔존할 수 있음이 여러 연구에서 관찰됩니다. 일부는 분화능을 가지고 조직으로 이주하거나 줄기세포 유사 행동을 보이는 보고도 있어, 단순한 흔적 DNA 이상으로 기능을 가질 가능성이 제기되어 왔습니다. 타인 세포가 숙주에 잔존하려면 면역계의 무반응 또는 억제가 필요한데요, 임신 자체가 모체의 태아에 대한 면역관용을 유도하는 복잡한 신호를 만들어 내기 때문에, 일부 세포는 이 관용 환경을 빠져나와 장기적으로 잔존할 수 있습니다. 그러나 왜 어떤 경우에는 면역 관용이 유지되어 유익하게 작용하고, 어떤 경우에는 염증·자가면역 반응과 연결되는지는 아직 완전히 설명되지 않았습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.04
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추울 때 더 소변이 마려운 과학적인 기전은 어떤 건가요
안녕하세요.추울 때 소변이 더 마려워지는 현상은 냉성 이뇨라고 불리며, 이는 우리 몸이 체온을 일정하게 유지하기 위해 작동시키는 생리적 조절 기전의 자연스러운 결과입니다.기온이 갑자기 떨어지면 우리 몸은 체온 유지를 위해 말초 혈관을 강하게 수축시키기 시작합니다. 이러한 말초혈관 수축은 피부와 사지 끝으로 흐르는 혈류를 줄여 열 손실을 최소화하는 효과를 갖는데요 그런데 이 과정에서 혈액이 중심부, 즉 심장·폐·신장 등으로 상대적으로 몰리게 되면서 순환계 내부의 중심 혈액량이 증가한 것처럼 뇌와 신장은 인지하게 됩니다. 이때 체액이 과하게 늘었다고 잘못 판단한 몸은 항상성을 유지하기 위해 신장에서 이뇨를 증가시키는 신호를 보냅니다.우선 혈액량이 늘었다고 판단한 뇌하수체는 항이뇨호르몬인 ADH, 바소프레신 분비를 감소시키며, 이는 신장에서 물을 재흡수하는 효율을 떨어뜨립니다.결과적으로 소변으로 빠져나가는 물의 양이 증가하고, 소변이 더 자주 마려운 느낌을 받게 됩니다. 또한 신장 자체에서도 늘어난 혈류량으로 인해 사구체 여과율이 증가하며, 이는 초기 여과되는 소변의 양을 늘려 이뇨를 더욱 촉진하는 작용을 합니다. 게다가 갑작스러운 온도 변화는 교감신경계를 활성화시키는데, 교감신경 항진은 물과 염분을 보유하는 방향보다는 혈압을 안정시키기 위한 속효성 조절에 우선적인 영향을 미칩니다. 이에 따라 이뇨 억제보다는 혈관 수축이 우선 진행되기 때문에, 상대적으로 소변이 늘어나는 방향으로 체액 조절이 이루어지게 됩니다. 이 과정에서 방광도 교감신경의 영향으로 평소보다 감각 민감도가 일시적으로 증가해 소변이 빨리 마려운 듯한 느낌이 더 강해질 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.04
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추운곳에 있다가 따듯한데로가면 졸린이유?
안녕하세요.추운 곳에 있다가 따뜻한 곳으로 이동했을 때 갑자기 졸음이 쏟아지는 현상은 체온이 올라가면서 부교감신경이 활성화되기 때문인데요, 추운 환경에서는 몸이 열을 보존하기 위해 교감신경이 활성화됩니다. 그런데 따뜻한 곳으로 이동하는 순간 혈관이 확장되고 심박수 감소, 근육 긴장 완화, 신진대사 속도 감소가 나타납니다. 이러한 변화가 일어나면서 부교감신경이 우세해지며 이때 뇌는 안전하고 따뜻한 환경으로 인식해 휴식·졸음 반응을 유도합니다. 즉, 긴장 모드 → 이완 모드로의 급격한 전환 때문에 졸음이 오는 것입니다.또한 따뜻한 곳에서 체온이 살짝 오르면 수면 호르몬 분비 패턴이 바뀝니다. 사람은 잠들기 전 약 1시간 동안 심부 체온이 약간 떨어지고, 피부 온도는 올라가는 형태를 보입니다. 이를 통해 뇌가 잠들 준비 상태로 바뀝니다. 추운 곳에서 있다가 따뜻한 곳으로 이동하면 피부혈관이 갑자기 열리며 피부 온도가 상승하고 이 열전달 과정에서 심부 체온이 서서히 떨어집니다. 이 패턴이 수면 직전의 체온 변화와 매우 유사한데요 따라서 뇌는 지금은 수면 상태로 전환할 때구나라고 인식하여 졸음을 유도합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.03
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점박이물범이 서해 백령도 주변에 주로 서식하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.점박이물범 이 서해, 특히 백령도 주변에 집중적으로 서식하는 이유는 이 종이 선호하는 수온, 지형, 먹이, 번식 조건이 이 지역에서 잘 충족되기 때문입니다. 반대로 남해와 동해는 이러한 조건이 부족하여 안정된 개체군 형성이 어렵습니다. 점박이물범은 차갑고, 영양염이 풍부한 바다를 선호하며북서태평양이 주요 번식지인 ‘냉수성 물범’입니다.또한 바위나 암초 위에서 휴식·털갈이·번식을 하는 습성이 있고, 멸치, 전어, 작은 오징어류 등 연안성 먹이가 풍부할수록 유리합니다. 사람이 너무 많은 해안은 기피하는데요 이 네 조건을 가장 잘 충족하는 국내 지역이 바로 서해 북부입니다.서해 백령도에 특히 많이 모이는 이유는 서해는 수심이 얕고, 중국·황해 연안에서 흘러드는 영양염이 풍부하여 플랑크톤 → 어류 → 물범으로 이어지는 먹이망이 잘 형성됩니다. 특히 백령도 주변은 수온이 여름에도 상대적으로 낮고, 북쪽에서 내려오는 냉수 흐름의 영향을 받기 때문에 물범의 생리적 선호 수온에 맞습니다. 게다가 백령도는 천연 휴식지가 많습니다. 점박이물범은 하루에 여러 번 바위나 갯바위에 올라와 휴식·일광욕·털갈이를 해야 하는데, 백령도 주변은 바위섬, 암초, 평탄한 갯바위가 많으며 물이 빠졌을 때 드러나는 건조 지대가 넓습니다. 반면 동해와 남해는 이런 바위 휴식지가 거의 없습니다. 또한 백령도는 민간 출입이 제한된 지역이 많고 군사 통제도 강해 대규모 관광 개발이 거의 없는 지역이고, 물범이 안정적으로 휴식할 수 있는 조용한 환경은 매우 큰 장점입니다.반면에 동해는 너무 깊고, 암반 휴식지가 거의 없습니다. 동해는 대륙붕이 거의 없고 곧바로 깊게 떨어지는 심해형 해역이며 따라서 물범이 올라와 휴식할 바위·갯바위 지형이 매우 부족합니다. 또한 동해의 수심 구조는 물범이 선호하는 얕은 연안 사냥 환경과 맞지 않습니다. 남해는 쿠로시오 난류의 영향으로 수온이 전반적으로 높아 냉수성 물범에게는 여름이 스트레스 환경이며 고수온은 물범의 신진대사와 체온 조절에 불리하며, 장기 체류가 어렵습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.03
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한국늑대의 멸종원인에 한국전쟁의 연관성
안녕하세요.말씀하신 대로 일제강점기 해수구제사업, 서식지 파괴, 쥐잡기 운동 등이 핵심 원인이었지만, 한국전쟁도 멸종을 가속화한 요인으로 평가됩니다. 다만 한국전쟁이 주요 단일 원인이라기보다는, 이미 감소하던 늑대 개체군을 결정적으로 약화시키는 추가 충격으로 작용한 것으로 보는 것이 더 과학적입니다.1950~53년 전쟁 기간 동안 산림, 초지, 농경지가 광범위하게 파괴되었습니다. 포격, 폭격, 참호 구축, 군 이동로 건설 등으로 인해 늑대가 주로 이동·사냥하던 공간이 크게 훼손되었고, 이는 늑대 개체군의 생존을 어렵게 만들었습니다. 특히 당시 한반도는 산림 복구가 거의 되지 않은 시대였기 때문에 늑대의 서식지 단절과 먹이 감소가 심각했습니다.전선 지역에서는 야생동물이 군 기지 주변에 출몰하면 바로 사살하는 경우가 일반적이었고, 늑대도 예외가 아니었습니다. 또한 전쟁으로 인해 총기가 민간 지역에 급속히 퍼졌고, 이는 늑대와 같은 대형 포식자에게 큰 압력이 되어 전쟁 후에도 지속되는 포획 증가로 이어졌습니다.게다가 한국전쟁 동안 멧돼지, 고라니 등 초식동물 개체수 감소, 전쟁 난민과 군대의 식량 확보를 위한 무분별한 사냥, 서식지 파괴로 인한 초식동물 서식 감소가 발생하였고 이로 인해 늑대의 먹이가 급격히 줄었습니다. 먹이 기반이 무너지면 포식자 개체군은 더욱 빠르게 붕괴하는 경향이 있습니다.전쟁 후 사회 불안과 농경지 복구 과정에서 해로운 짐승 제거 정책이 더욱 강화되었고, 정부·군·지역 주민이 협력해 늑대를 적극적으로 제거하는 분위기가 조성되었습니다. 이는 일제강점기부터 이어진 해수구제사업의 연장선으로, 늑대의 개체수를 회복 불가능한 수준까지 낮추었습니다. 즉 한국전쟁은 멸종의 직접적 원인은 아니지만, 중요한 가속 요인이라고 할 수 있겠습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.03
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숫사자의 갈기가 야생에서 이점이 있나요?
안녕하세요.숫사자의 갈기는 단순한 장식이 아니라 야생 생태에서 분명한 기능적 이점을 지니며, 이러한 특성은 성선택과 자연선택이 함께 작용해 진화한 결과입니다.야생에서 수컷 사자는 영역을 두고 다른 수컷과 격렬하게 싸우는데, 이때 상대의 공격 대부분이 목, 얼굴, 턱 아래로 집중됩니다. 이때 갈기는 이 부위에 두꺼운 털층을 형성하여 송곳니가 깊숙이 파고드는 것을 줄이고, 할퀴기와 물기 공격의 치명상 위험을 감소시키며 목의 큰 혈관과 기관지∙식도를 보호합니다. 실제로 갈기가 짧거나 없는 수컷은 싸움에서 심각한 상처를 입을 확률이 높으며, 생존률도 낮게 나타나는 연구 결과가 있습니다. 즉, 갈기는 방패처럼 생존을 돕습니다.또한 암사자는 짝을 고를 때 갈기가 크고 진한 수컷을 선호하는 경향이 있는데요, 그 이유는 갈기의 상태가 건강 상태, 호르몬 수준, 기생충 및 스트레스 수준, 싸움 경험과 체력을 반영하기 때문입니다. 갈기가 짙고 풍성한 개체일수록 좋은 유전자와 높은 번식 능력을 갖춘 수컷일 가능성이 크기 때문에, 암사자는 이를 하나의 신호로 판단한다고 볼 수 있습니다. 결국 갈기는 번식 성공률을 크게 높이는 이점이 됩니다.마지막으로 갈기가 크고 진하면 수컷은 더 크고 강하게 보이는 시각적 효과를 얻게 됩니다. 이는 라이벌 수컷에게 심리적 억제를 주어 굳이 싸움으로 이어지지 않도록 하며, 이는 에너지 절약과 부상 방지 측면에서 매우 중요합니다. 싸움을 하지 않고도 경쟁자를 쫓아낼 수 있게 되므로 영역 유지에 유리합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.03
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불완전변태를 하는 곤충과 완전변태를 하는 곤충은 변태후에 외형적 특징에서도 차이가 있나요?
안녕하세요.질문해주신 불완전변태와 완전변태를 하는 곤충들은 변태를 거친 뒤의 외형에서도 뚜렷한 차이를 보입니다.불완전변태 곤충은 약충 단계에서 이미 성충과 비슷한 체형을 가지고 있어 탈피를 거듭할수록 점차 성충에 가까운 모습으로 자라며, 날개도 몸 바깥쪽에서 조금씩 발달합니다. 따라서 약충과 성충의 외형 차이가 비교적 적고, 입 구조나 먹이 방식도 거의 유지됩니다. 반면에 완전변태 곤충은 유충과 성충의 모습이 극적으로 달라지는데, 유충은 애벌레·굼벵이·구더기처럼 성충과 전혀 다른 형태를 지니며, 번데기 단계에서 몸 구조가 완전히 재구성된 후 날개·단단한 외골격·복잡한 감각기관 등이 갖추어진 성충으로 등장합니다.이런 차이 때문에 완전변태 곤충은 유충과 성충이 외형뿐 아니라 생태적 역할도 크게 달라지고, 불완전변태 곤충은 약충과 성충이 비슷한 생활 방식을 이어가는 경향이 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.02
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상동재조합과 비상동재조합은 어떻게 다른가요?
안녕하세요.질문해주신 것처럼 상동재조합과 비상동재조합은 유전자 재배열에 관련된 메커니즘입니다.우선 상동재조합은 염기서열이 거의 동일한 두 DNA 조각 사이에서 정확한 복구·교환이 일어나는 과정인데요 정확성이 매우 높은 이유는, 세포가 손상된 DNA를 복구할 때 정상 DNA 가닥을 주형으로 사용하기 때문입니다. DNA 이중가닥 절단이 발생하면 5' → 3' 방향의 DNA 절단으로 단일 가닥(ssDNA) 생성하고, Rad51 단백질이 ssDNA에 결합해 상동 서열을 탐색하여 결합한 후 DNA 가닥 침입이 일어나 주형 DNA를 이용해 손상된 부분을 정확히 복구됩니다. 매우 정확하고 서열 변화가 거의 없이 원하는 위치에 정확하게 삽입·치환 가능하다는 특징이 있습니다.반면에 비상동재조합은 상동 서열 없이 단순히 절단된 DNA 양쪽 끝을 다시 이어붙이는 과정인데요, 세포에게는 가장 빠른 DNA 복구 방법이지만, 정확성은 떨어집니다. 빠르고 효율이 좋으나 절단면이 깔끔하지 않아 염기 삽입/결실이 흔하고 원치 않는 돌연변이 발생 가능합니다. 따라서 정확한 유전자 교정이 목표라면 상동재조합 기반 방법이 필수입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.02
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원핵의 crispr cas 9이 자기 유전자는 절단 안하는 원리는?
안녕하세요.원핵생물에서 CRISPR-Cas9 시스템은 침입한 바이러스의 DNA 조각을 CRISPR 배열에 기록해 두었다가, 이후 같은 바이러스가 들어오면 이를 인식해 절단하는 일종의 획득 면역 시스템입니다. 그런데 자기 자신이 저장해 둔 CRISPR 배열에는 분명 바이러스 유전자 서열 일부가 존재하는데도, Cas9이 이를 가만히 두는 이유는 표적 구별 과정에서 PAM이라는 필수 서열 요소가 결정적 역할을 하기 때문인데요, Cas9 단백질은 target DNA를 절단할 때, gRNA(guide RNA)가 인식하는 표적 서열과 더불어 그 바로 옆에 특정한 짧은 모티프—대개 NGG—가 존재해야만 절단 반응을 시작합니다.이 PAM은 Cas9이 이 DNA가 내 것이 아니라 외부 침입자임을 판단하는 분자적 스위치와 같은 역할을 하며, CRISPR 배열 내에 저장된 스페이서 서열 옆에는 PAM이 존재하지 않도록 자연적으로 구성되어 있기 때문에 Cas9은 자기 CRISPR 영역을 절대로 표적으로 삼지 못합니다.즉 Cas9이 DNA를 스캔하는 과정에서는 먼저 PAM을 찾고, PAM이 확인되면 그 주변 서열을 gRNA와 비교하여 상보적으로 결합할 수 있는지를 검사합니다. PAM이 없는 DNA는 이 초기 접촉 단계에서 곧바로 배제되므로, gRNA에 정확히 상보적이더라도 절단 반응은 일어나지 않습니다. 즉, 표적 결정의 1차 필터가 PAM, 2차 필터가 gRNA 상보성으로 이루어져 있으며, 이중 필터링이 자체 유전체의 손상을 방지하는 핵심 보호장치입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.12.02
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AI 발전으로 변화할 우리의 미래 생활과 업무 환경
안녕하세요.앞으로 5년 안의 AI 발전은 인간의 생활과 업무 환경에서 보조 도구의 역할을 넘어서 점차 의사결정 과정과 창의적 활동의 일부를 공유하는 방향으로 확장될 것입니다.일상에서는 먼저 개인 맞춤형 서비스가 더욱 정교해져, 스마트폰이나 가전제품이 단순한 자동화 수준을 넘어 사용자의 기분, 컨디션까지 분석해 행동을 예측하고 조언하는 형태로 발전할 것입니다. 예를 들어 건강 관리에서는 생체 신호 기반 AI가 수면 패턴·스트레스 지수·운동 적정량까지 실시간으로 분석해 생활 리듬을 조절하는 데 관여하며, 교육 분야에서는 학습자의 이해 속도와 약점을 자동으로 분석해 개인별 커리큘럼을 구성하는 형태가 보편화될 가능성이 높습니다.또한 업무 환경에서는 반복적 문서 작업, 데이터 정리, 일정 관리 같은 비창의적 업무 대부분이 AI에 의해 자동화되면서 사람은 문제 해결·전략 수립·창의적 판단과 같은 고차원적 사고에 더 집중하게 될 것입니다.특히 전문직 분야에서도 변화가 뚜렷해져, 프로그래밍·법률·회계·연구 분야에서 AI가 초안을 생성하고 사람은 이를 검수·최적화하는 협업 구조가 강화될 것으로 예상되며 의료 현장에서는 진단 보조 AI가 영상·유전체·병력 데이터를 통합하여 빠르고 정밀한 판단을 제공함으로써 의사의 의사결정을 뒷받침하는 형태가 더 활발해질 것입니다.즉 앞으로 5년의 변화는 AI가 사람을 대체한다기보다 사람의 작업 구조를 재편하여 효율성, 정밀성, 개인화를 극대화하는 방향으로 이어질 것이며, 기술 자체보다 중요한 변화는 사람들이 이러한 환경에 적응해 새로운 업무 방식을 형성할 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.12.02
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