의생명과학분야 박사 김연숙입니다.
물리
Q. 아보가드로 법칙은 무엇인가요? 알려주세요.
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 아보가드로 법칙은 기체의 종류가 달라도 온도와 압력이 같다면 일정 부피 안에 들어 있는 입자 수는 같다는 법칙입니다. 즉, 같은 온도와 압력 하에 모든 기체는 같은 부피 속에 같은 수의 분자가 있다는 것입니다. 이 모든것은 이상기체(구성 입자의 크게가 용기 크기에 비해 무시할 정도로 작으며, 구성 입자들 사이에 작용하는 힘이 없다고 가정한 기체)에 해당하며 실제로 이러한 조건을 만족하는 기체는 실제로 존재하지 않으나 온도가 높도 압력이 낮아지면 많은 기체들이 이상기체의 특성을 나타냅니다.
생물·생명
Q. 자궁 조직을 이식해서 자궁이 아닌 부위에 배아를 착상시킬 수 있을까요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 먼저 자궁조직을 다른 조직에 이식하여 배아를 착상시키는것은 결코 쉬운일이 아닙니다. 결론적으로 단순히 자궁조직을 다른조직에 이식하는 것만으로는 배아를 착상시킬수 없습니다. 수정은 자궁과 붙어있는 나팔관에서 이루어지며 착상은 자궁내에서 이뤄지는데 이는 호르몬의 비율 및 조절에 따라 수정-착상- 배아 생성 (임신)이 됩니다. 대리모나 시험관아기도 수정후 자궁내 착상시키는게 이런 이유에서일겁니다.
화학
Q. Iptg induction을 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 단백질 발현을 유도시키는 실험을 하시는군요. 먼저 원핵생물에서 단백질 발현을 조절하는 lac operon에 대한 기본지식이 있어야 이해될 것 같습니다. lac operon은 젖당(lactose)대사에 관여하는 3가지 효소에 대한 전사를 묶어 조절하는 단위입니다. lactose(inducer)가 존재할경우 repressor가 불활성화되어 전사가 진행(단백질 발현)되게 됩니다. IPTG는 lac operon에서 젖당과 같은 역할을 합니다. IPTG induction은 lac operone기반의 재조합 벡터의 전사를 막고있는 repressor를 불활성화 시켜 target유전자를 발현시키게 하는 유도자(inducer)역할을 합니다.아래 그림은 유전자 재조합을 통해 특정한 단백질을 발현시키기 위해 IPTG를 이용하는 원리를 나타낸 그림입니다. 이해가 되셨기를 바랍니다.
물리
Q. 체성분분석기는 옴의 법칙의 원리라던데, 이게 무슨말인가요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 옴의법칙(V=I•R)(V=전압, I=전류, R=저항)은 쉽게말해 전류는 저항에 반비례한다는 공식입니다. 사람의 몸을 구성하는 성분 (무기질, 체지방, 단백질, 체수분)은 건강과 밀접한 관련이 있습니다. 우리 몸에 70%를 차지하는 물은 나트륨 칼륨 등 이온이 섞여있어 전기가 잘 통하는 도체입니다. 반면 수분이 없는 지방은 전류가 흐르기 힘들어 저항값이 높으며 수분이 많은 근육은 전류가 잘 흘러 저항값이 낮습니다. 따라서 체성분분석기는 발판이나 손잡이 금속 부분을 통해 우리 몸에 전류를 흘려보내고 거기서 잘생하는 저항값을 읽어 체성분을 분석해냅니다. 옴의 법칙의 원리를 이용한 생체전기임피던스법(BIA)을 적용한 것입니다.이해가 잘 되셨다면 좋겠습니다. 감사합니다.
물리
Q. 햇빛을 보면서 운동하면 세로토닌이 분비된다고 하던데, 세로토닌의 역할이 무엇인가요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 세로토닌은 감정을 조절하는 도파민과 노르아드레날린을 적정수준으로 유지합니다. 세로토닌은 정서적인 안정와 직접적 연관이 있으며 실제로 우울증을 가진 사람은 세로토닌 수치가 낮게 나타납니다. 밤이나 새벽에는 낮에 활동을 하게 해주는 세로토닌의 분비가 줄고 멜라토닌이 늘어나기 때문에 감성이 풍부해지고 흔히 우울감을 느끼기도합니다. 또한 낮에 햇빛을 쬐어야 세로토닌의 분비가 적정량에 도달하므로 햇빛을 오랫동안 쬐지 않으면 신경병증, 정신병이 올 수 있습니다.
생물·생명
Q. 여자 수명이 남자보다 긴 과학적 이유가 있을까요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 여자 수명이 남자보다 긴 과학적으로 또렷한 근거는 아직 없습니다. 그러나 생물학적인 차이로 본다면 여성의 기초대사량이 남자보다 낮고 지방이 많아 생존에 유리하며, 여성의 여성호르몬(에스트로게론)이 항노화적인 역할에 도움이 된다는 연구들이 있습니다. 그 외로 환경적으로 남성이 활동량이 높다거나 흡연 음주 등 사망과 연결되는 위험적인 활동에 더 많이 노출되는 경향이 있습니다. 통계적으로 조사할때 여자의 평균 기대 수명이 남자보다 높으나 점점갈수록 그 격차는 줄어들고 있습니다. 여성의 사회활동 등 환경,문화적인 변화가 이러한 격차를 줄이는데 일부 기여하는 것으로 보입니다.
생물·생명
Q. 단세포생물 중에서 가장 큰 단세포생물은 무엇인가요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 단세포생물은 하나의 세포로만 이루어진 생명체로 원핵생물, 원생생물, 일부 균류가 여기에 포함됩니다. 눈에 보이지 않는 작은것들도 있지만 눈에 띌 정도로 큰 단세포 생물도 존재하는데, 발로니아 벤트리코시(Valonia ventricosa)가 이러합니다. 발로니아 벤트리코시는 녹조류에 속하는 생물로 크기가 1~5cm에 달합니다. 실제로는 포도알처럼 보인다고 하여 bubble algae(버블조류), sea grape(바다포도)라 불리기도 합니다. 크기가 가장 큰 단세포생물은 크세노피오포어(Xenophyophore)와 시링감니나 프라길리시마(Syringammina fragilissima)라는 이름을 가지며 지름이 약 20cm에 달합니다.
화학
Q. 액체 질소는 뜨거운게 아닌데 왜 끓고 있나요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 액체질소는 알다시피 영하 196도입니다. 눈으로 보기에 끓고있는 모습인 이유는 기화되고 있기 때문입니다. 드라이아이스가 녹을때와 같은거죠. 공기중의 질소에 고압을 가해 액화시킨게 질소입니다. 액화된 질소는 영하 200도 정도가 되죠. 그러나 25도 상온에 노출되면 이 질소는 액체에서 기체로 다시 기화되어 날아갑니다. 그렇게되는 현상을 우리가 눈으로 보게되는 겁니다.
지구과학·천문우주
Q. 비행기를 타면 귀가 먹먹해지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김연숙 과학전문가입니다. 비행기를 타서 이륙을 할때 순간적으로 귀가 먹먹해지는 이유는 높은 산에 오를때와 같습니다. 비행기가 이률할때 귀가 먹먹해지는 것은 외부와 중이의 기압이 달라 고막이 비비틀어지고 일시적으로 유스타키오관이 막히는 현상때문입니다. 등산이나 고지대에 올라가도 기압이 높아져 외부와 중이의 기압차로 귀가 먹먹해지게 됩니다. 이때에는 침을삼켜 유스타키오관이 열리게끔하는것도 도움이 될수 있습니다.
생물·생명
Q. 평소궁금한사항인데 DNA의 주요기능이무엇인지 궁금해요
안녕하세요. 김연숙 생명과학전문가입니다. DNA는 모든 생명체의 유전정보를 가지고 있는 분자입니다. 모든 살아있는 유기체에는 DNA가 존재하며, 생명활동을 조절하는 주요한 역할을 한다고 보면됩니다. 즉, 우리 몸에 존재하는 세포 안에는 DNA 유전정보의 집합체인 핵이 존재하며 이들이 가진 정보들을 번역하여 세포분열, 세포복제, 세포사멸 등 다른 세포와의 유기적인 활동들을 통해 우리 몸에서 일어나는 모든 생명활동의 근원 정보를 가진 분자 이라 생각하면 됩니다.