SURPRISER

0. 목차 사람의 몸에 서식하는 세균들 상재균의 역할 상재균을 연구하는 방법 상재균의 작용 세균과 다양한 산업들 피부 상재균 '로세오모나스'를 이식해 아토피성 피부염을 개선했다. 1. 사람의 몸에 서식하는 세균들 우리의 몸에는 '비피두스균'이나 '여드름균' 등 다양한 '세균(Bacteria)'이 살고 있는데, 기본적으로는 해롭지 않고 생물의 몸에 항상 존재한다. 이처럼 생물의 입, 코, 피부, 장 생식기 등에 붙어사는 세균 등의 미생물을 '상재균(Resident Flora)'이라고 한다. 그리고 상재균 전체와 그것들이 지닌 유전 정보 전체를 가리켜 '마이크로바이옴(Microbiome)'이라고 한다. 사람의 몸에는 항상 수백조 개, 수 kg의 상재균이 살고 있으며, 알려진 상재균의 주요 종류만 해도 200..

0. 목차 미생물 분류의 역사 최신 생물 분류 방법 세균 고세균(Archaea) 진핵생물 세균, 고세균, 진핵생물의 세균의 진화 1. 미생물 분류의 역사 '미생물'은 현미경에 보일 정도로 작은 생물을 가리킨다. 눈으로는 볼 수 없는 아주 작은 생물. 보통 세균, 효모, 원생동물 따위를 이르는데, 바이러스를 포함하는 경우도 있다. '대장균'이나 '비피더스균(Lactobacillus bifidus)' 등의 '세균(bacteria)', 얼핏 보면 세균과 비슷하지만 가혹한 환경에서도 보이는 '고세균', 그리고 효모나 버섯 등의 '균류', 아메바나 유글레나 같은 '원생생물' 등이 모두 미생물에 포함된다. 2계설(식물계, 동물계) - 린네의 분류법: 그러면 미생물들을 어떻게 분류해야 할까? 그전에 수많은 생물들을 ..

0. 목차 성염색체 성별 결정 성 결정 유전자 성별과 뇌 성별과 질병 여성이 남성보다 오래 사는 이유 성별이 존재하는 이유 성(性)과 다양한 생물 1. 성염색체 우리가 가지고 있는 염색체 중 44개는 1번부터 22번까지 번호가 붙어진 '상염색체(Autosome)'가 둘씩 짝을 이루고 있다. 나머지 2개는 '성염색체(Sex Chromosome)'로 여성은 X염색체를 2개 가지고 있고, 남성은 X염색체와 Y염색체를 각각 1개씩 가지고 있다. X염색체는 남성과 남녀 모두에게 공통으로 있으므로, Y염색체에 남성과 여성의 유전적 차이가 있을 것으로 추측된다. 염색체에서 남성과 여성의 차이는 Y염색체 뿐이고, Y염색체에는 오직 78개의 유전자밖에 없다. 그러면 남성과 여성의 차이가 약 80개 정도라는 뜻일까? 실제..

0. 목차 염색체(Chromosome) 남녀의 분화 남성 호르몬 반성 유전 여성의 X염색체 성염색체의 과거와 미래 1. 염색체(Chromosome) 1-1. 염색체 연구의 역사 '염색체(chromosome)'는 1842년 스위스의 식물학자 '카를 네겔리(Karl Wilhelm von Nägeli, 1817~1891)'가 처음 발견했다. 그리고 '네겔리'를 존경했던 '오스트리아'의 '그레고어 멘델(Gregor Johann Mendel, 1822~1844)'이 완두콩 실험을 바탕으로 유전의 메커니즘을 밝혀냈다. 멘델은 그 연구 결과를 네겔리에게 알리려고 여러 차례 논문을 보냈지만, 네겔리는 진지하게 받아들이지 않았다. 당시 멘델은 부모의 성질이 '유전인자'에 의해 전해진다고 주장했지만, 그것이 어떤 물질로 ..

'내성(Tolerance)'이란 생물이 약품에 견디어 살아가는 성질을 말한다. 그리고 세균의 증식을 억제하는 약인 향균제에 내성을 가진 세균을 '내성균(Resistant Bacteria)'라고 한다. 내성균은 병원에서 나타나 감염 확대가 잘 된다는 특징이 있다. 그리고 '다제 내성균(Multidrug-Resistant Bacteria)'이란, 크게 3개 그룹으로 분류되는 항생 물질 가운데, 각 그룹의 적어도 하나 이상의 이상의 항생 물질에 대해 내성을 가진 세균을 말한다. 이러한 다제 내성균은 병원 내 감염이나 바다를 건너 감염을 일으킨다. 이러한 내성균은 어떻게 생겨나는 것이고, 내성균의 감염 확대를 막기 위해 우리는 어떻게 대처해야 할까? 0. 목차 '항생 물질'의 발견 '면역'과 '항생 물질' '항..

0. 목차 면역력 '백신'의 발견 '생백신'과 '비활성화 백신' '백신'의 효과 '백신'의 형태 바이러스용 백신을 만드는 방법 '백신'은 강력하고 비용 효과적인 방법 항바이러스제 1. 면역력 감기는 주로 바이러스가 일으키는 감염증이다. 원인이 되는 병원체는 몇몇 종류로 분류되는데, '인플루엔자(독감, 유행성 감기)'는 '인플루엔자 바이러스'가 원인이고 '일반적인 보통의 감기'는 '리노 바이러스' 등이 원인이다. 일반적으로 인플루엔자는 11~12월에 조금씩 늘어나 1~3월에 급격히 증가한다. 하지만 겨울이 된다고 누구나 감기에 걸리는 것은 아니다. 매년 몇 번씩 감기에 걸리는 사람도 있지만, 감기가 대유행해도, 전혀 감기에 걸리지 않는 사람도 있다. 아마, 감기에 잘 걸리는 사람과 그렇지 않은 사람 사이에..

0. 목차 '바이러스'란? 구제역 바이러스 사람에게 감염되는가? 구제역 대책 1. '바이러스'란? '구제역(FMDV: Foot and Mouth Disease Virus))'은 바이러스에 의한 가축의 감염증이다. 구제역에 걸리는 가축은 주로 소, 돼지 등인데 감염되면 열이 나고 침을 많이 흘리며, 입안이나 발굽 부근에 물집이 생긴다. 구제역이 발생하면 눈 깜짝할 사이에 퍼지고, 수많은 가축이 매몰 처분된다. 한국에서는 2010년 축산 농가에서 구제역이 발생했다. 2014년 12월에도 구제역이 발생했다. 2010년의 경우 한국에서는 1월 4~5월에 포천, 연천, 강화, 김포, 충주, 청야 등지의 17개 농장에서 구제역이 발생했고, 그곳을 포함한 주변 400개 이상의 농장에서 5만 5000마리 이상의 가축이..

0. 목차 노로 바이러스 감염 노로 바이러스 연구 바이러스의 변이 1. 노로 바이러스 '노로 바이러스(Norovirus)'는 정이십면체 모양으로 크기가 30~40nm인 바이러스다. 감염되면 공장(소장의 일부)의 표면에 있는 세포에서 증식해, 구토와 설사 증상을 일으킨다. 증상은 감염 뒤 1~2일 만에 나타나고, 그 뒤 2~3일 정도 지나면 회복된다. 특히 유아에게 발병하기 쉬워 주의가 필요하다. 물론 중증이 되는 경우는 적으므로, 탈수 증상을 일으키거나, 고령자가 구토와 설사 때문에 목구멍이 가득 차는 바람에 폐렴이 생겨 사망하는 경우도 있다. 감염성 위염이나 장염으로 진단되는 환자의 대부분은 '노로 바이러스(Norovirus)'가 원인이다. 환자의 수는 보통 10월 무렵부터 증가해 11월 후반부터 급격..

0. 목차 SARS(사스: 중증 급성호흡기 증후군) MERS(메르스: 중동 호흡기 증후군) 1. SARS(사스: 중증 급성호흡기 증후군) 2002년 11월, 아시아에서 미지의 병원체가 갑자기 나타나 순식간에 세계 각지로 확산되었다. 이 병원체에 감염되면 38℃ 이상의 고열이 나고 기침이나 호흡 곤란 등의 증상을 일으키는 폐렴에 걸린다. '세계보건기구(WHO)'는 이 질환을 '중증 급성 호흡기 증후군(SARS: Severe Acute Respiratory Syndrome)'이라고 명명하였다. SARS는 2002년 11월 하순 중국 '광둥성'에서 발생한 것으로 추정된다. SARS가 중국 이외의 나라에 퍼진 것은, SARS에 감염된 광둥성의 한 남자 의사가 2003년 2월 하순 홍콩 여행 중, 같은 호텔의 숙..

2009년에 21세기 최초의 '신종 인플루엔자'가 나타났다. 20세기에는 '스페인 독감(Spanish Inlfuenza)'이나 '아시아 독감' 등의 '신종 인플루엔자'가 발생해 큰 피해를 입었다. '신종'이란 인류가 아직 면역 능력을 갖지 못한 바이러스를 말한다. 그런데, 신종 인플루엔자는 매년 유행하는 인플루엔자와 무엇이 다른 것일까? 그리고 우리는 '신종 인플루엔자'에 대해 어떤 대책을 세워야 할까? '신종 인플루엔자'에 대해 알아보고 그 대응법까지 알아보자. 0. 목차 감기와 인플루엔자의 차이 '인플루엔자 바이러스'의 종류와 기원 인플루엔자의 감염 메커니즘 바이러스 변이의 메커니즘 독성과 면역 예방법과 치료법 1. 감기와 인플루엔자의 차이 감기: 감기의 '면역 반응'은 200종이 넘는 바이러스 외에..

간염은 아주 오래전부터 알려져 있었지만, 최근까지도 원인이 밝혀지지 않았던 질병이었다. 간암은 그 원인을 몰라 예전에는 '알코올 과다 섭취'로 인해 발생한다고 생각되었다. 하지만 현재는 바이러스가 간의 세포에 감염된 바이러스에 의한 간염이 진행되는 것으로 밝혀졌다. 기원전, 그리스의 의사인 '히포크라테스(Hippocrates, 기원전460?~기원전470?)'가 황달을 일으키는 질병이 유행하는 것을 기록했는데, 이 질병이 감염이었다고 생각된다. 제2차 세계 대전 무렵, 연구자들은 간염에는 물이나 음식을 통해 감염되는 '경구형'과, 혈액을 매개로 감염되는 '혈청형'이 있음을 알아냈다. '경구형은 'A형 간염', 혈청형은 'B형 간염'으로 불린다. 1965년에는 오스트레일리아의 원주민의 혈액에서 B형 간염 바..

0. 목차 에이즈 바이러스의 등장 에이즈는 '죽음의 병'인가? 1. 에이즈 바이러스의 등장 인체면역결핍 바이러스인 'HIV(Human Immunodeficiency Virus)'의 기원도 원숭이들 사이에 퍼져 있던 유인원면역결핍 바이러스 'SIV(Simian Immunodeficiency Virus)'라는 설이 지배적이다. 과거에는 원숭이들만 걸리던 병이 사람에게 옮겨온 것이다. 1981년, 의학계의 권위 있는 '뉴잉글랜드 저널(NEJM: The New England Journal of Medicine)'에는 기묘한 증상을 나타내는 환자에 대한 논문에 2편 게재되었다. 하나는 '마이클 고틀리브' 박사의 '미국 LA의 남성 동성애자 사이에 '카리니 폐렴(Pulmonary Pneumocystosis)'과 '..

1976년 6월, 아프리카 수단의 '누자라'라는 마을의 솜 공장에서 창고를 지키고 있던 남자가 갑자기 발열과 두통, 가슴의 통증 그리고 코와 입, 소화관에서 출혈을 일으켜 사망하는 사건이 발생했다. 이후, 부근에서 2명의 환자가 감염되고 잇달아 접촉 감염이 일어나, 발병자 합계 184명 중에서 151명이 목숨을 잃는 사태가 발생했다. 원인은 전혀 알려지지 않았던 바이러스였다. 이 바이러스는 최초 환자의 출신지 근처의 강의 이름을 따 '에볼라 바이러스(ebola virus)'라고 명명되었고, 이 바이러스부터 유발되는 병의 이름은 '에볼라 출혈열'이라고 명명되었다. 1976년 이후, 사하라 사막 이남을 중심으로 20회가 넘는 돌발적으로 발생했고, 2013년 말부터 2015년 1월 상순까지 서아프리카에서 감염..

0. 목차 '바이러스'의 발견 '바이러스'의 구조 '바이러스'의 증식 2단계 면역 시스템 감염증과의 싸움 역대 출현한 바이러스들 1. '바이러스'의 발견 19세기 말부터 20세기 초에 걸쳐 '세균을 통과시키지 않는 더 작은 병원체'가 있다는 사실이 판명되었다. 그래서 이 병원체는 '여과성 병원체(filterable virus)'라고 불렸다. 그리고 1930년에 이르러, 이 병원체는 '바이러스(virus)'라고 불리게 되었다. 'virus'는 라틴어로 '병독'이라는 의미다. 1-1. 최초의 백신 영국의 의학자인 '에드워드 제너(Edward Jenner, 1749~1823)'는 우유 짜는 여인들이 가벼운 '우두(바이러스에 의한 소의 급성 전염병)'에 걸린 후 '천연두'에 저항력을 갖게 된다는 사실을 알게 되..

우리의 몸은 약 60조 개의 세포로 이루어져 있다. 하지만 우리는 단지 세포의 집합체가 아니라, 각각의 세포가 서로 관여하며 협조함으로써 생명활동을 이어나간다. 모든 세포를 통합하고 조절하는 것이 바로 '신경(Nerve)'과 '호르몬(Hormone)'이다. 0. 목차 신경 뇌의 구조 대뇌 척수 자율 신경, 호르몬 내분비 기관 1. 신경 신경에는 뇌와 척수의 '중추 신경(Central Nervous System)'과, 중추 신경과 몸의 각 부분을 연결하는 '말초 신경(Peripheral Nervous System)'이 있다. '말초 신경'에는 근육과 연결된 '운동 신경', 내장과 연결된 '자율 신경', 감각과 연결된 '지각 신경' 등이 있다. 중추, 말초의 모든 신경은 '신경 세포'와 그것을 지지하는 '지..

'소변'을 만들어 배출하는 '비뇨기'는 '생식기'도 겸하고 있다. 이처럼 '비뇨기'와 '생식기'는 밀접한 관계가 있다. '비뇨기'와 '생식기'에 대해 알아본다. 0. 목차 신장(콩팥 방광 남성의 생식기 여성의 생식기 수정과 임신 불임증 유방 1. 신장(콩팥) 인체를 구성하는 성분 가운데 가장 높은 비중을 차지하고 있는 성분은 물이다. 성인 남성의 경우 60% 정도가, 성인 여성의 경우 55% 정도가 물의 비율이다. (일반적으로 지방이 지방이 많고 나이가 많을수록 수분의 비율이 적어짐) 신장은 허리 위 쪽 등 부근에 좌우 하나씩 존재하며, 주먹만 한 크기로 누에콩 모양을 하고 있다. 우리는 하루에 1~1.5L 정도의 소변을 배설하고 있는데, 소변을 만드는 기관이 바로 '신장'이다. 신장은 소변 배출을 통해..

0. 목차 혈액 혈액 검사 혈액은 어떻게 만들어질까? 1. 혈액 '혈액(Blood)'은 우리 몸무게의 약 8%를 차지한다. 60kg의 성인이라면 5kg 정도가 혈액인 셈이다. 혈액은 노란색 액체인 '혈장'과 '세포 성분'으로 구성되어 있다. 혈액에서 '적혈구(Erythrocyte)', '백혈구(Leukocyte)', '혈소판(Platelet)' 등의 세포 성분을 제거한 액체 성분을 '혈장(Blood Plasma)'이라고 한다. 또 '혈장'에서 섬유소원인 '피브리노겐(Fibrinogen)'을 제외한 나머지 부분이 '혈청(Serum)'이다. 혈장은 혈액 전체 부피의 55%를 차지하고 그 대부분은 물이다. 혈장 속에는 '영양소'와 몸의 기능을 조절하는 '호르몬' 등 중요한 물질들이 포함되어 있다. 나머지 45..

0. 목차 피부의 구조 피부의 체온 조절 털과 손발톱 1. 피부의 구조 피부는 우리의 몸 가운데 가장 큰 조직으로, 그 표면적은 약 1.6m² 정도 된다. 피부는 '표피(Epidermis)', '진피(Dermis)', '피하 조직(Fat Layer)'의 개성이 뚜렷한 3개의 층으로 나누어져 있고, 각각의 층에 있는 여러 세포들은 외부와 몸의 접점 역할을 하고 있다. 1-1. 표피 먼저 가장 바깥층인 '표피(Epidermis)'에서는 끊임없이 세포가 증식하고 있다. 표피를 구성하는 것은 '케라틴(Keratin)'이라는 섬유 모양의 단백질을 많이 함유한 납작한 세포이다. 표피의 세포는 때로 벗겨져 떨어진다. 표피에는 이런 세포가 빽빽히 자리 잡고 있어, 외부의 병원균의 침입을 막는다. 만약 이 층에 상처가 ..

심장은 몸속의 혈액을 순환 시키기 위해 존재한다. 두꺼운 근육으로 된 심장의 벽이 규칙적으로 수축하면서, 일정한 리듬으로 혈액을 펌프질 한다. 심장은 안정되었을 때 보통 1분 동안 약 5L의 혈액을 내보낼 수 있다. 이것은 온몸의 혈액량인 약 5L에 해당하는 양이다. 즉, 심장에서 나온 혈액은 1분 동안 온몸을 일주하고 심장으로 다시 돌아오게 되는 것이다. 0. 목차 심장의 구조 심장 박동의 5단계 혈액의 순환 1. 심장의 구조 1-1. 심방과 심실 심장은 4개의 방 '우심방(Right Atrium)', '우심실(Right Ventricle)', '좌심방(Left Atrium)', '좌심실(Left Ventricle)'으로 나누어져 있다. '우심계(우심방과 우심실)'는 온몸을 돌고 심장으로 들어오 혈액을..

0. 목차 들숨과 날숨 폐의 구조 폐의 질병 1. 들숨과 날숨 성인 남성의 경우, '폐에 들어오는 공기의 양(전 폐활량)'은 4~5L라고 한다. 그리고 '최대한으로 공기를 들이마니고 내쉴 때의 공기의 양(폐활량)'은 3~4L라고 한다. 즉, 우리가 폐 속의 공기를 힘껏 내쉬어도 폐 속에는 1L 정도의 공기가 남아 있는 것이다. 보통 안정되었을 때 1회 호흡으로 출입하는 공기의 양은 약 500mL 정도이다. 또 원래 들이쉬는 공기(들숨)에 들어 있는 산소의 비율은 약 21% 지만, '날숨(내쉬는 공기)'에서는 약 15%로 감소된다. 반면, 이산화탄소는 공기에 0.04% 정도밖에 들어 있지 않지만, 날숨 속에는 4% 정도가 들어있다. 폐는 공기의 출입에 의해 신축하는 풍선 같은 기관이다. 폐는 단독으로 공기..

0. 목차 대장의 구조 대장의 기능 장의 질병 1. 대장의 구조 '대장(Large Intestine)'은 입에서부터 이어지는 소화관의 마지막 부분이다. 대장은 순서대로 '맹장(막창자), 결장(잘록창자), 직장(곧창자)로 이루어져 있고 약 1.6m 정도의 관이 소장을 에워싸듯이 위치해 있다. 대장의 첫 영역인 '맹장'에는 길이 7cm 전후의 가늘고 긴 충수(막창자꼬리)가 붙어있다. 대장의 지름은 처음에는 7cm 정도이나, 후반으로 가면서 점차 가늘어진다. 벽의 두께는 2~4mm 정도이다. 대장의 내벽(점막)에는 소장에서 보이는 것괕은 융모가 없다. 그리고 대장의 외벽에는 세 가닥의 근육이 모여 굵은 끈 모양이 된 '결장 끈'이 있다. 이 세 가닥의 결장끈이 관을 따라 뻗어있기 때문에 대장에는 잘록한 부분이..

0. 목차 '간'이란? 4개의 관 간의 질병 1. '간'이란? '간(Liver)'은 성인의 경우 무게가 1.2이나 되는 거대한 장기로, 영양소의 변환이나 독을 분해하는 등 여러 가지 화학 반응을 하는 '간세포(Hepatocyte)'로 주로 이루어져 있다. 간세포는 50만 개 정도가 모여 지름 1mm 정도의 '간소엽(Hepatic Lobule)'이라는 집합체를 만든다. 간소엽이 간을 구성하는 기본 단위이며, 간으로 드나드는 4개의 관의 '지류(강의 원줄기로 흘러들거나 원줄기에서 갈려 나온 물줄기)'가 '간소엽'을 지난다. '간소엽(Hepatic Lobule)'이 다시 50만 개 정도가 모이면 '간이(Liver)' 된다. 1-1. '간'은 영양분의 저장고 겸 화학 공장 소장에서 흡수된 당이나 아미노산은 소장..

0. 목차 체성분 분석기 의료 기관용 - X선을 이용해 신체 조성을 측정 가정용 - 신체에 미세한 전류를 흘려 신체 조성을 측정 1. 체성분 분석기 가정용 체중계는 이제 체지방률, 근육량, 체수분율 같은 몸의 조성을 측정하는 '체성분 분석기'로 진화하고 있다. 체중도 50g 단위도 측정하고, 방금 마신 물의 무게 등 약간의 변화까지 측정할 수 있는 제품도 나왔다. 그런데 '체성분 분석기' 우리의 몸의 조성과 체중을 측정하는 원리는 무엇일까? '체성분 분석기'는 신체에 미약한 전류를 흐르게 하여 얻는 전기 저항값, 체중, 신장, 연령, 성별 그리고 그 외의 통계 데이터를 사용해서 추정하는 것이다. 체중은 체중계의 모퉁이에 설치된 '무게 센서'를 이용해서 측정한다. 1-1. BMI 내장 지방이 과도하게 축적..

'경제협력개발기구(OECD)'의 교육국장인 '안드레아스 슐라이허(Andreas Schleicher, 1964~)'는 2019년 '세계 교육혁신회의(WISE; World Innovation Summit for Education)'의 연설에서 "코딩 교육의 중요성을 강조하는 것은 광범위한 교육 문제의 일부가 되고 있다. 그것을 깊게 배우게 하면 큰 실수다"라고 지적했다. 그는 '코딩은 단지 우리 시대의 기술이고, 지금 세 살 아이가 코딩을 배우면 그들이 사회에 나갈 때쯤에는 코딩이 무엇인지조차 잊게 될 것이며 곧 구식이 될 것이다. 코딩 기술은 아주 빠른 시간 안에 쓸모없어질 것"이라고 설파했다. 사실 코딩은 인공지능이 이미 빠르게 대체해나가고 있다. 그래서 이런 상황에서는 소프트웨어 기술을 습득하는 것보다..

영화 '백 투 더 퓨처 2(1989)'에서는 바퀴 없이 공중에 뜬 채로 달리는 스케이트보드인 '호버보드(Hoverbroard)'가 나온다. 물론 이 영화에서 나오는 장면은 특수 촬영과 투명 와이어 그리고 시각효과로 만들어낸 것이다. 그런데 정말 호버보드를 만드는 것이 과학적으로 가능할까? 호버보드를 만드는 일이 물리학적으로 가능한 것일까? 실제로 호버보드를 만들기 위한 시도가 많이 있었고 어느 정도 성과를 낸 적이 있었다. 하지만 우리가 원하는 수준의 호버보드는 아닌 것 같다. 그렇다면 현실 세계의 호버보드는 어떤 방식으로 작동하는 걸까? 현실 세계에서의 호버보드는 크게 두 가지 종류의 '호버보드(Hoverboard)'가 있다. 바로 팬으로 공기쿠션을 만들어 떠다니는 '공기 부양선'과 표면에서 자력으로 ..