안녕하세요
Q. 카멜레온 같이 몸색깔을 바꾸는건 무슨 능력인가요?
카멜레온과 문어가 색을 바꾸는 원리는 좀 다릅니다.먼저 문어는 피부에 여러 종류의 색소포를 가지고 있습니다. 그리고 각 색소포 주머니는 주변에 있는 미세한 근육 섬유에 의해 둘러싸여 있습니다. 그리고 뇌에서 신경 신호가 전달되어 이 근육 섬유들이 수축하면, 색소 주머니가 납작하게 확장되면서 안에 담긴 색소가 피부 표면에 넓게 퍼지게 되고, 해당 색깔이 명확하게 드러나게 됩니다. 반면 근육 섬유들이 이완하면, 색소 주머니는 다시 작게 수축하여 색소가 한 점으로 응집됩니다. 이렇게 되면 해당 색소는 거의 보이지 않게 되어 피부색이 바탕색으로 돌아오거나 다른 색소가 드러나게 됩니다.문어는 이런 수백만 개의 색소포를 개별적으로, 또는 그룹으로 동시에 정교하게 조절할 수 있습니다. 이 덕분에 단순한 색깔 변화를 넘어 줄무늬, 반점, 망사 무늬 등 복잡하고 다양한 패턴을 순식간에 만들어낼 수 있는 것입니다.반면 카멜레온은 나노결정의 배열을 조절하여 빛의 간섭을 이용하는 구조색으로 몸의 색을 바꾸는 것입니다.즉, 카멜레온은 나노결정들의 간격을 능동적으로 조절할 수 있는데, 이는 홍색소포 세포 내부의 근육 섬유를 수축하거나 이완시켜 움직이는 것입니다. 좀 더 자세히 말씀드리면 나노결정 사이의 간격이 좁아지면 짧은 파장의 빛인 파란색이나 보라색을 주로 반사하고, 간격이 넓어지면 긴 파장의 빛인 노란색이나 빨간색을 주로 반사하게 됩니다. 이는 마치 CD 표면에 빛이 반사되어 무지개색을 띠는 것처럼 빛의 간섭 현상에 의해 발생하는 구조색인 것이죠.그리고 이런 카멜레온의 방식은 이미 자동차의 도장에도 일부 사용되고 있으며 위장 및 은폐 기술, 그리고 LCD나 OLED 디스플레이에도 다양한 색을 구현하는 방식으로 응용되고 있습니다.
Q. 바나나나무를 왜 큰꽃배롱나무라 부르나요?
일반적으로 바나나나무를 큰꽃배롱나무라고 부르지는 않습니다.분류학적으로 본다면 바나나 나무는 파초과에 속하는 식물이며, 큰꽃배롱나무는 부처꽃과에 속하는 전혀 다른 식물입니다.바나나 나무는 우리가 흔히 아는 열매를 맺는 바나나 식물입니다. 흔히 나무라고 부르지만, 사실은 거대한 풀에 가깝습니다. 줄기처럼 보이는 부분은 잎이 여러 겹으로 싸여 만들어진 것이며, 목질화된 부분이 없습니다.반면 큰꽃배롱나무는 일명 바나바라고도 불리는 열대 식물입니다. 꽃이 배롱나무와 비슷하게 생겼지만, 크기가 훨씬 커서 큰꽃배롱나무라는 이름이 붙었죠. 주로 관상용이나 약용으로 재배됩니다.혹시 바나나나무가 아니라 바나바나무와 혼동하신 건 아니실까요?앞서도 말씀드렸지만 바나바나무를 큰꽃배롱나무라 합니다.
Q. 근육이 커지는 과정에 핵이 늘어난다는 건 무슨 뜻인가요?
근육이 커지는 과정에서 핵이 늘어난다는 것은 근육 세포 내에 있는 근육 핵의 수가 증가한다는 의미입니다. 우리 몸의 골격근은 여러 개의 세포가 길게 융합되어 만들어진 근섬유로 이루어져 있습니다. 일반적으로 하나의 세포에는 하나의 핵이 존재하지만, 근섬유는 특이하게도 여러 개의 핵을 가지고 있는 다핵 세포입니다. 이 핵들은 근섬유의 길이와 평행하게 배열되어 있으며, 각 핵은 특정 영역의 세포질을 담당하여 단백질 합성을 조절하고 근육의 유지 및 성장에 필요한 명령을 내리는 역할을 합니다.근육이 커지는 현상, 즉 근비대는 근섬유 자체의 부피가 커지는 것을 의미합니다. 근섬유의 부피가 커지면 각 핵이 담당해야 하는 세포질의 양도 늘어나게 되지만, 하나의 핵이 담당할 수 있는 세포질의 양에는 한계가 있고, 이를 핵 지배 영역이라고 합니다. 즉, 근육이 더 커지기 위해서는 이 핵 지배 영역의 한계를 극복해야 하는 것이죠. 이때, 새로운 근육 핵이 추가되면서 기존 핵들의 부담을 덜어주고, 더 많은 단백질 합성을 조절하여 근육 성장이 가능해지는 것입니다.
Q. 생명과학을 이용한 마약치료 기술은 어떤게 있나요?
말씀하신대로 유전자 검사를 통해 특정 약물에 대한 반응이나 부작용 위험을 예측하여 환자에게 가장 적합한 약물을 선택할 수 있습니다. 특정 유전자형이 마약 중독에 더 취약하거나, 특정 치료제에 더 잘 반응하는지 등을 밝혀내어 맞춤형 치료 전략을 세울 수 있는 것입니다.또한 마약 성분이 뇌에 도달하기 전에 체내에서 마약 성분을 무력화하는 항체를 생성하는 백신을 개발하는 연구가 상당히 활발하게 연구중입니다. 대표적으로 코카인 백신이나 펜타닐 백신 등이 동물 실험을 성공하였으며 일부는 임상 시험 단계에 있는 백신도 있습니다. 이는 마약의 효과를 줄여 중독을 예방하거나 재발을 막는 데 사용될 수 있죠.그리고 새로운 기전의 치료제를 개발하거나 대체 물질을 개발하는 연구도 매우 활발하게 연구중입니다.그 외에도 코카인 등 특정 마약 성분을 빠르게 분해하는 효소를 생산하거나, 마약 중독과 관련된 특정 유전자를 비활성화하거나 수정하여 중독 증상을 완화하는 연구도 진행되고 있습니다.
Q. 피곤하면 면역력이 떨어지는 이유를 좀 더 상세히 알려주세요!
실제 만성적 피로는 우리 몸의 스트레스 반응과 면역 시스템에 직접적인 영향을 미치게 됩니다.피로가 누적되면 우리 몸은 스트레스 상황으로 인식하고 코르티솔과 같은 스트레스 호르몬을 더 많이 분비합니다. 코르티솔은 단기적으로 염증 반응을 조절하는 데 도움이 되지만, 만성적으로 높은 수치를 유지할 경우 면역 시스템을 억제하게 됩니다. 즉, 코르티솔은 백혈구, 특히 림프구의 생산을 줄여 면역 반응에 필요한 세포가 부족해지게 만들고 면역 반응을 조절하는 중요한 단백질인 사이토카인의 균형을 깨뜨려 염증 반응이 제대로 조절되지 않거나 면역 반응이 약화될 수 있는 것입니다.게다가 피로는 자율신경계, 즉 교감신경과 부교감신경의 균형을 깨뜨리고 교감신경이 과도하게 활성화되어 몸이 지속적인 긴장 상태에 놓이게 되는데, 이는 면역 세포의 이동과 기능을 방해하게 됩니다. 또한 교감신경 활성화는 혈관을 수축시키고 면역 세포가 필요한 조직으로 이동하는 것을 어렵게 하죠.