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큰 동물과 치명적인 질병

25.10.2015

암은 인간뿐만 아니라 동물에게도 영향을 미칩니다. 그러나 모든 것이 다릅니다. 누군가는 더 자주, 누군가는 덜 자주. 암에 특히 저항력이 있는 종들이 있으며, 이상하게도 가장 큰 포유류인 코끼리와 고래도 여기에 포함됩니다. 왜 "이상하게도"? 우리는 암이 분열 제어를 상실한 세포에서 시작한다는 것을 알고 있습니다. 분명히 신체의 세포가 많을수록 그 중 하나에서 문제가 발생할 가능성이 커집니다. 예를 들어, 분열하는 동안 오류가 합성된 DNA 사슬에 침투할 수 있습니다. 그러나 코끼리는 크기와 수명이 길지만 작은 종보다 암에 걸리는 빈도가 훨씬 적습니다. 이 역설은 1970년대에 이를 발견한 영국 옥스퍼드의 전염병학자 리처드 페토(Richard Peto)의 이름을 따서 페토 역설(Peto paradox)이라고 불립니다.

분명히, 장수하는 큰 동물은 악성 종양의 발생을 억제하는 몇 가지 추가 메커니즘을 가지고 있습니다. 암의 발병이 의존하는 유전자 중에는 원종양 유전자와 항종양 유전자가 있습니다. 첫 번째 세포가 제대로 작동하지 않기 시작하면 세포가 "미쳐서" 암이 됩니다. 따라서 세포가 올바르게 행동하는지 여부를 모니터링하는 항종양 유전자가 파손된 경우에도 동일한 일이 발생할 것입니다.

XNUMX년 전 몽펠리에 개발연구소의 연구원들은 동물의 크기에 따른 원종양유전자와 항종양유전자의 행동을 고려한 모델을 제안했다. 이 모델은 수천 세대에 걸친 다양한 돌연변이 분포를 시뮬레이션했습니다. 결론은 다음과 같습니다. 원발암유전자와 항종양유전자는 진화 과정에서 체중 증가에 대해 다르게 반응합니다. 체중이 클수록 종양을 유발할 수 있는 유전자를 활성화하기가 더 어렵습니다.

원종양유전자의 활성화를 더 어렵게 만드는 돌연변이 중 하나는 게놈의 종양 억제인자의 수가 단순히 증가한다는 사실 때문일 수 있습니다. 유타 대학의 조슈아 D. 쉬프만과 애리조나 대학과 펜실베니아 대학의 동료들은 미국 의학 협회 저널(Journal of the American Medical Association)의 기사에서 이에 대해 썼습니다. 첫째, 이 연구의 저자들은 코끼리의 사망률 통계를 분석했고, 다시 한 번 코끼리가 다른 많은 종보다 암에 대한 저항성이 더 높다는 것을 다시 한 번 확인했습니다. 개와 마찬가지로 암은 사람의 5%를 말하는 것이 아니라 8%를 죽입니다.

게놈 분석에 따르면 아프리카 코끼리는 최대 40개의 p53 유전자 사본을 가지고 있는 반면 아시아 코끼리는 30~40개를 가지고 있습니다. 이 유전자는 가장 잘 알려진 항종양 유전자 중 하나입니다. p53 단백질은 DNA의 손상을 인식하고, 손상이 충분하면 세포자멸사(프로그램된 세포 자살)를 담당하는 유전자를 켭니다. 많은 양의 유전적 손상은 세포를 전체 유기체에 위험하게 만들기 때문에 가장 쉬운 방법은 세포를 완전히 제거하는 것입니다. 분명히 코끼리가 암을 피하는 데 도움이 되는 것은 수백만 년 전에 게놈에서 발생한 엄청난 수의 p53 사본입니다(사람은 p53 사본이 두 개뿐입니다).

물론 그렇지 않으면 할 수 있습니다. 손상된 DNA를 복구하려고 시도하지만 코끼리 세포에 이온화 방사선을 조사했을 때 DNA 복구 유전자와 단백질의 활성화가 관찰되지 않았지만 세포가 활발히 죽기 시작했습니다. 즉, 악성 종양을 피하는 코끼리 같은 방법은 단순히 버릇없는 세포를 제 시간에 죽이는 것입니다. 진화가 우리 게놈에 추가로 수십 개의 p53 사본을 제공할 수 없다는 사실을 유감스럽게 생각해야 합니다. 아마도 미래에는 생명공학이 그러한 수술을 가능하게 할 것이며 암에 대한 보호가 강화된 새로운 사람들이 태어날 것입니다.

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정원의 꽃을 솎아내는 기계 02.05.2024

현대 농업에서는 식물 관리 과정의 효율성을 높이는 것을 목표로 기술 진보가 발전하고 있습니다. 수확 단계를 최적화하도록 설계된 혁신적인 Florix 꽃 솎기 기계가 이탈리아에서 선보였습니다. 이 도구에는 이동식 암이 장착되어 있어 정원의 필요에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다. 운전자는 조이스틱을 사용하여 트랙터 운전실에서 얇은 와이어를 제어하여 얇은 와이어의 속도를 조정할 수 있습니다. 이 접근 방식은 꽃을 솎아내는 과정의 효율성을 크게 높여 정원의 특정 조건은 물론 그 안에 자라는 과일의 종류와 종류에 대한 개별 조정 가능성을 제공합니다. 다양한 유형의 과일에 대해 2년 동안 Florix 기계를 테스트한 후 결과는 매우 고무적이었습니다. 몇 년 동안 Florix 기계를 사용해 온 Filiberto Montanari와 같은 농부들은 꽃을 솎아내는 데 필요한 시간과 노동력이 크게 감소했다고 보고했습니다. ...>>

고급 적외선 현미경 02.05.2024

현미경은 과학자들이 눈에 보이지 않는 구조와 과정을 탐구할 수 있도록 함으로써 과학 연구에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 다양한 현미경 방법에는 한계가 있으며, 그 중 적외선 범위를 사용할 때 해상도의 한계가 있습니다. 그러나 도쿄 대학의 일본 연구자들의 최근 성과는 미시세계 연구에 새로운 가능성을 열어주었습니다. 도쿄 대학의 과학자들은 적외선 현미경의 기능에 혁명을 일으킬 새로운 현미경을 공개했습니다. 이 첨단 장비를 사용하면 살아있는 박테리아의 내부 구조를 나노미터 규모의 놀라운 선명도로 볼 수 있습니다. 일반적으로 중적외선 현미경은 해상도가 낮다는 한계가 있지만 일본 연구진의 최신 개발은 이러한 한계를 극복했습니다. 과학자들에 따르면 개발된 현미경은 기존 현미경의 해상도보다 120배 높은 최대 30나노미터 해상도의 이미지를 생성할 수 있다고 한다. ...>>

곤충용 에어트랩 01.05.2024

농업은 경제의 핵심 부문 중 하나이며 해충 방제는 이 과정에서 필수적인 부분입니다. 심라(Shimla)의 인도 농업 연구 위원회-중앙 감자 연구소(ICAR-CPRI)의 과학자 팀은 이 문제에 대한 혁신적인 해결책, 즉 풍력으로 작동되는 곤충 공기 트랩을 생각해냈습니다. 이 장치는 실시간 곤충 개체수 데이터를 제공하여 기존 해충 방제 방법의 단점을 해결합니다. 트랩은 전적으로 풍력 에너지로 구동되므로 전력이 필요하지 않은 환경 친화적인 솔루션입니다. 독특한 디자인으로 해충과 익충을 모두 모니터링할 수 있어 모든 농업 지역의 개체군에 대한 완전한 개요를 제공합니다. "적시에 대상 해충을 평가함으로써 우리는 해충과 질병을 모두 통제하는 데 필요한 조치를 취할 수 있습니다"라고 Kapil은 말합니다. ...>>

지구 자기장에 대한 우주 쓰레기의 위협 01.05.2024

우리는 지구를 둘러싼 우주 쓰레기의 양이 증가한다는 소식을 점점 더 자주 듣습니다. 그러나 이 문제를 일으키는 것은 활성 위성과 우주선뿐만 아니라 오래된 임무에서 발생한 잔해이기도 합니다. SpaceX와 같은 회사에서 발사하는 위성의 수가 증가하면 인터넷 발전의 기회가 생길 뿐만 아니라 우주 보안에 심각한 위협이 됩니다. 전문가들은 이제 지구 자기장에 대한 잠재적인 영향에 관심을 돌리고 있습니다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 조나단 맥도웰(Jonathan McDowell) 박사는 기업들이 위성군을 빠르게 배치하고 있으며 향후 100년 안에 위성 수가 000개까지 늘어날 수 있다고 강조합니다. 이러한 우주 위성 함대의 급속한 발전은 지구의 플라즈마 환경을 위험한 잔해로 오염시키고 자기권의 안정성을 위협할 수 있습니다. 사용한 로켓의 금속 파편은 전리층과 자기권을 교란시킬 수 있습니다. 이 두 시스템 모두 대기를 보호하고 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. ...>>

벌크 물질의 고형화 30.04.2024

과학의 세계에는 꽤 많은 미스터리가 있는데, 그 중 하나는 벌크 재료의 이상한 거동입니다. 그들은 고체처럼 행동하다가 갑자기 흐르는 액체로 변할 수 있습니다. 이 현상은 많은 연구자들의 관심을 끌었고, 우리는 마침내 이 미스터리를 푸는 데 가까워질 수 있습니다. 모래시계 속의 모래를 상상해 보세요. 일반적으로 자유롭게 흐르지만 어떤 경우에는 입자가 막히기 시작하여 액체에서 고체로 변합니다. 이러한 전환은 의약품 생산에서 건설에 이르기까지 많은 분야에 중요한 영향을 미칩니다. 미국의 연구자들은 이 현상을 설명하고 이를 이해하는 데 더 가까워지려고 시도했습니다. 이번 연구에서 과학자들은 폴리스티렌 구슬 봉지에서 얻은 데이터를 사용하여 실험실에서 시뮬레이션을 수행했습니다. 그들은 이 세트 내의 진동이 특정 주파수를 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 이는 특정 유형의 진동만 재료를 통해 이동할 수 있음을 의미합니다. 받았다 ...>>

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도로 소음은 새의 노화를 가속화합니다 09.09.2018

막스 플랑크 조류학 연구소(Max Planck Institute for Ornithology)의 과학자들은 얼룩말 핀치새로 실험을 수행했습니다. 이것은 평야에 정착하는 일종의 작은 새입니다.

얼룩말 핀치는 평균 5~10년을 산다. 도로 소음의 영향은 263일령과 21일령의 새 120마리를 대상으로 연구되었습니다.

실험은 다양한 조건에서 수행되었습니다. 병아리의 일부 부모는 소음에 노출되고 일부는 그렇지 않습니다. 병아리도 마찬가지였습니다. 일부는 소음에 노출되었고 나머지 새는 대조군에 포함되었습니다. 연구는 도시에서 녹음된 도로 소음을 사용하여 수행되었습니다.

텔로미어 염색체의 끝은 노화의 지표 역할을 합니다. 그들은 몸이 나이가 들면서 더 짧아지는 경향이 있습니다. 연구 결과에 따르면 부모가 소음에 노출된 병아리는 이미 염색체가 단축된 상태로 태어났습니다. 그리고 소음의 영향을 받은 새들에서 텔로미어는 평화롭고 조용한 곳에 있는 새들보다 훨씬 빨리 단축되었습니다.

과학자들은 화학적 오염과 같은 다른 요인에 관계없이 도로 소음이 새의 노화를 가속화한다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 도시와 시골에 서식하는 새들의 수명 차이를 연구하기 위한 첫 번째 단계였습니다.

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