유전자 편집 기술이 인간 질병 치료에 적용될 때 주요 위험 요소들은?
여러가지 방법이 있지만 결국 더욱 정교한 도구를 이용하고, 좀 더 철저하게 검증하는 것입니다.먼저 DNA를 완전히 자르지 않고 염기만 바꾸는 염기 편집이나, 원하는 서열을 직접 써넣는 프라임 편집을 통해 유전체 손상 위험을 크게 줄일 수 있습니다.또한 최근에는 AI를 활용해 표적 이탈 가능성이 가장 낮은 최적의 가이드 RNA를 설계하고, 효소 자체를 개량한 고충실도 Cas9을 사용해 정확도를 높이고 있습니다.또한 유전자 가위를 단백질 형태로 전달해서 세포 내 체류 시간을 줄여 목표로 하는 것 이상의 편집이 발생하지 않도록 하고 있습니다.여기에 임상 적용 전 GUIDE-seq 같은 유전체 전수 조사 기법을 사용, 작은 돌연변이까지 사전에 스캔하여 안전성을 확보하고 있습니다.물론 이런 기술들이 한번에 모두 임상에 사용되고 있는 것은 아니지만 이러한 방향으로 연구되고 또 기술 개발이 이뤄지고 있습니다.
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장내 미생물 군집이 비만이나 우울증 같은 질환에 영향을 준다?
결론부터 말씀드리면 장내 미생물 연구는 상관관계는 확실하나 인과관계 규명은 아직 진행중인 단계입니다.쥐 실험에서는 분명 미생물 이식만으로 비만이나 행동 변화가 바로 나타나지만, 인간은 유전과 환경 변수가 훨씬 복잡하기 때문에 이를 그대로 적용하기엔 무리가 있습니다.그렇지만, 현재 비만 분야에서는 미생물이 에너지 대사와 염증에 관여한다는 점이 상당히 검증되었고, 우울증 분야 역시 '장-뇌 축'을 통한 신경전달물질 조절 가능성이 입증되어 보조적 치료 수단으로 연구되고 있습니다.다만 앞서도 말씀드렸 듯 진행중인 단계로 특정 균 하나가 치료제가 되는 단계라기보다, 식단 관리를 통해 미생물 다양성을 높이는 것이 대사 및 정신 건강에 이롭다는 것이 현재 학계의 견해라 할 수 있죠.
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선인장은 어떻게 사막에서 버티는지 궁금합니다.
선인장의 가장 큰 특징은 가시로 변한 잎인데 그로 인해 수분의 증발을 막았습니다.또한 몸통을 물탱크처럼 활용해 비가 올 때 수분을 저장할 수 있는데, 많은 주름 덕분에 물의 양에 따라 몸을 부풀릴 수도 있습니다.게다가 뜨거운 낮 대신 밤에만 숨구멍을 열어 이산화탄소를 흡수하는 CAM광합성을 하는 것 역시 사막에서 살아남기 위한 진화입니다.그 외에도 표면의 왁스층이나 뿌리가 옆으로 넓고 얕게 뻗어 적은 양의 빗물도 빠르게 흡수하는 것 역시 사막에서 살아남기 위한 방법이죠.
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하품을 할 때는, 왜 입이 벌어질까여?
사실 하품을 하는 이유에 대한 것부터 명확하지 않아 여러가지 주장이 있습니다.그래서 입을 벌리는 이유도 다양한 주장이 있습니다.하지만, 입을 크게 벌려 차가운 공기를 들이마심으로써 과열된 뇌의 온도를 낮추고, 얼굴 근육을 자극해 뇌로 가는 혈류량을 늘리기 위해서라는 주장이 가장 설득력을 가지는 주장입니다.그리고 팔과 어깨의 움직임은 '판디큘레이션'이라는 동작으로 굳어 있던 근육과 근막을 펴주어 신체를 활동 가능한 상태로 전환하는 본능적인 스트레칭입니다.또한 하품은 아주 깊은 들숨으로 시작하여 절정적 순간에 기도가 최대로 확장되면서 잠시 숨이 멈추는 듯한 느낌을 주는데, 이 과정에서 폐 깊숙이 산소가 공급되고 이산화탄소가 배출되어 일시적으로 정신이 맑아지는 효과도 있습니다.
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효소를 먹는 것이 생물학적으로 어떤 이점이 있나요?
우리 몸에서는 분명 효소가 생성되지만, 나이가 들수록 분비량이 줄어들고 가공식품 위주의 식습관은 췌장에 큰 부담을 주게 됩니다.그래서 시중에 판매되는 효소 제품은 이러한 체내 소화 부담을 덜어주는 지원군 역할을 하여, 음식물이 완전히 분해되지 못해 발생하는 가스와 더부룩함을 줄여주는 이점이 있죠.물론 위산에 의한 파괴 문제가 있긴 하지만, 최근 제품들은 위산에 강한 미생물 유래 효소를 사용하거나, 장용성 코팅 기술을 적용하여 어느정도 활성을 유지할 수 있습니다. 그래서 식사 직후 섭취하면 음식물과 함께 섞여 위장에서도 일정 부분 소화 작용을 돕고 장까지 도달할 수 있는 것입니다.결론적으로 효소 섭취는 신체 기능을 보조하여 에너지 효율을 높이고 소화기 상태을 관리하는 데 도움이 됩니다.
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미꾸라지는 표면이 왜 미끄러운가요?
미꾸라지나 장어가 미끄러운 이유는 피부의 점액질 때문입니다.피부의 점액선에서 분비되는 끈적한 물질은 물과 만나면 윤활제 역할을 해서 포식자에서서 빠져나갈 수 있게 해줍니다.또한, 다른 물고기와 달리 비늘이 피부 아래에 파묻혀 있거나 매우 작아 겉면이 매끄러워서 비늘은 대신해 이 점액층이 세균 침투를 막고, 수분이 증발하는 것을 막아주는 역할을 하죠.
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무릎관절 줄기세포치료하신 분이 있는데요. 줄기세포는 어떤 세포를 말하며 치료원리가 궁금해요.
먼저 줄기세포란 아직 역할이 정해지지 않은 상태로, 우리 몸의 필요한 조직으로 변할 수 있는 미분화 세포를 말합니다.무릎 치료에는 주로 본인의 골수나 지방, 또는 타인의 제대혈에서 추출한 중간엽줄기세포를 사용하는데, 그 역할은 크게 세가지 정도로 요약할 수 있습니다.먼저 줄기세포가 손상된 연골 세포로 직접 변하여 결손 부위를 채우고, 줄기세포가 스스로 염증이 있는 손상 부위를 찾아가 집중적으로 수리하며, 마지막으로 줄기세포가 여러 성장 인자를 분비하여 염증을 억제하고 주변 조직의 재생을 촉진하는 영양제 역할을 하는 것입니다.이 과정을 통해 연골의 두께를 약간이나마 복원하고 통증을 줄여주는 것입니다.다만, 연골이 소실된 관절염 말기에는 그다지 효과를 보기 어렵고 중기 환자에게는 괜찮은 치료 효과를 보입니다.
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전기 신호가 신경을 따라 전달되는 방식은?
신경은 말씀하신 것처럼 전선과 비슷하지만, 전자가 아닌 이온의 이동으로 신호를 만듭니다.평소 신경세포는 펌프를 이용해 나트륨은 밖으로, 칼륨은 안으로 배치해 세포 안을 음전하로 유지합니다. 하지만, 자극이 오면 나트륨 통로가 열리며 바깥의 양이온들이 안으로 급격히 쏟아져 들어오고 이로 인해 세포 안팎의 전압이 뒤집히는 활동전위라는 전기 에너지가 발생합니다. 이 전압 변화가 도미노처럼 옆 통로들을 차례로 열며 신경 줄기를 따라 빠르게 이동하는 것입니다.그리고 신호가 신경 끝에 도달하면 화학 물질인 신경전달물질이 나와 다음 신경으로 정보를 넘깁니다.뇌는 이 전기 신호가 도착한 위치와 빈도를 계산하여 통증, 맛, 소리 등으로 인식하게 되는 것입니다.
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수달이 물가에서 맹금류와 마주친다면 영역이나 물에 대한 싸움이 일어날까요?
상황에 따라 달라질 수 있지만, 만일 수달과 맹금류가 물가에서 물리적 충돌이 발생한다면 지형적 이점을 가진 수달이 이길 확률이 더 높다 생각됩니다.왜냐하면 수달은 강한 치악력을 가졌으며, 먹이를 잡듯 물속으로 상대의 끌고 들어가는 형태를 취할 가능성이 높 때문입니다. 반면 맹금류는 발톱과 비행 능력을 가졌지만 물가에서 싸우다 날개가 젖을 경우 비행 능력을 상실함은 물론 익사할 위험 큽니다.실제로 수달은 자기 영역에 민감하기 때문에 물가에 앉은 맹금류를 침입자로 보고 몰아내기도 합니다.다만, 검독수리 같은 대형 맹금류라면 상황이 좀 달라질 수 있습니다. 하지만, 성체 수달은 가죽이 두껍고 성격이 사나워서 대형 맹금류조차 정면 승부는 피하는 편입니다.
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습지 보호 지역이 왜 늘어나고 있나요?
단적으로 습지 보호 지역이 늘어나는 이유는 그만큼 기후 위기가 높아지고 생태계 파괴가 심해졌기 때문입니다.즉, 기후 위기와 생태계 파괴를 막기 위함이죠.우선 습지는 밀림보다 뛰어난 탄소 흡수 능력을 가지고 있어 온실가스를 줄이는 탄소 저장소 역할을 합니다. 또한 폭우가 심해지면 물을 머금고 가뭄 때는 물을 내보내는 천연 스펀지 기능을 합니다.또한 수질 오염 물질을 걸러내는 일명 '지구의 콩팥' 역할을 하고 있어 전 세계 생물 종의 40%가 서식하는 생물 다양성의 보고라는 점도 늦게나마 생태계를 지키려는 노력의 일환이라 할 수 있습니다.물론 경제적으로도 순천만처럼 습지를 생태 관광지로 활용해 지역 경제를 살리는 사례가 많아지면서, 개발 대신 보전을 선택하는 지자체와 국가가 늘어난 것도 사실이죠.
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