| 생글생글

과학 기타
세포자살이라는 게 뭐야

세포자살(apoptosis)은 세포가 일정한 숫자와 기능을 유지하는 데 필수불가결한 역할을 한다. 세포자살은 생체가 '치사 유전자'를 작동시켜 스스로 불필요한 조직이나 세포를 소멸시키는 의미로 적절한 번역은 아니다. 오히려 '프로그램화된 죽음'(PCD:programed cell death)이란 표현이 더 적합하다. 다 자란 올챙이가 꼬리를 단축시키면서 개구리 성체가 되는 것이나 산모가 출산 후 젖을 분비하기 위해 유방(유선)이 커졌다가 수개월 후 다시 원래 크기로 작아지는 것 등이 세포자살에 의한 것이다. 태아 초기에 손이나 발이 주걱 모양을 하고 있다가 점차 자라면서 불필요한 조직이 소멸되면서 손가락 발가락 형태를 갖춰나가는 것도 이에 해당한다. 세포가 죽는 방식은 크게 '병적인 죽음'(괴사·necrosis)과 '능동적 죽음'(세포자살·apoptosis)으로 나눌 수 있다. 괴사는 물리적 손상(타박상 화상 방사선),화학물질 등 외부 자극에 의해 세포가 죽는 일종의 '사고사'다. 세포 밖에서 수분이 유입돼 세포가 팽창해 파괴되는 형태를 띤다. 괴사는 오랜 시간에 걸쳐 무질서하게 일어나는 데 반해 세포자살은 단시간에 질서있게 일어난다. 과거에는 모든 세포의 죽음을 괴사로 인식했으나 30여년 전 세포자살 메커니즘이 존재한다는 사실이 밝혀지면서 많은 의학적 의문들이 풀어지고 있다. 역할을 다한 세포가 시나브로 위축돼가는 세포자살은 생명현상이 넘치지도 덜하지도 않는 중용과 일치함을 가르쳐준다.
경제 기타
줄기세포란 갖가지 세포로 클수 있는 근원세포

과학 만화를 보면 수십년간 난치병으로 고생하던 환자가 줄기세포 치료를 받고 병에서 회복된다는 미래의 이야기가 나온다. 황우석 서울대 교수가 환자맞춤형 줄기세포 기술을 세계적인 과학잡지에 실은 후 많은 사람들은 이 같은 만화속 이야기가 곧 실현될 것으로 기대했다. 하지만 황 교수가 개발한 줄기세포가 가짜라는 주장이 제기되면서 황 교수의 줄기세포 기술에 대한 진위를 놓고 큰 논란이 벌어지고 있다. 도대체 줄기세포는 어떻게 만들어지고 활용되는 것일까. 온 나라를 충격으로 몰아 넣은 줄기세포기술에 대해 자세히 알아보자. 손에 작은 상처를 입어도 금방 아무는 이유는 뭘까. 최초의 작은 수정란 하나가 어떻게 우리의 복잡한 몸이 될까. 한번 쯤 이런 의문을 품어본 적이 있을 것이다. 해답의 열쇠는 바로 줄기세포(Stem Cell)에 있다. 줄기세포는 우리 몸을 이루는 갖가지 세포들로 커갈 수 있는 근원적인 세포다. 스스로 자기와 똑같은 세포를 만들어 내며 적절한 생체 신호를 받으면 신경이나 근육,뼈 등 특정한 세포로 바뀐다. 그럼 이 줄기세포를 병든 몸의 한 부분에 넣어주면 어떨까. 손상된 세포를 대체해 건강한 몸을 만들어 주지 않을까. 줄기세포가 주목받는 이유다. 물론 그 시기는 장담할 수 없지만. ◆줄기세포란 우리 몸은 210여개 종류의 다양한 세포로 구성돼 있다. 뼈세포,신경세포,심장세포,혈구세포 등등이다. 이런 세포들은 시간이 흐르면서 끊임없이 죽지만 곧 새로운 세포가 생겨나 빈자리를 메운다. 일례로 피부에 상처가 나도 곧 새로운 피부가 만들어지는데,이는 바로 피부세포를 만들어 내는 줄기세포가 피부 아래쪽에 있기 때문이다. 핏속의 혈구세포
과학 기타
배아줄기는 다양한 세로포 발달…치료용 기대

성체줄기세포는 우리 몸에서 뽑아 쓸 수 있기 때문에 윤리적으로 아무런 문제가 되지 않는다. 하지만 배아줄기세포는 수정란인 배아에서 추출하기 때문에 생명윤리 논란에 휘말릴 수 있고 이용에도 제약을 받는다. 특히 가톨릭 같은 종교계는 배아줄기세포 연구에 대해 '생명 파괴'라며 반대 입장을 보이고 있다. 그럼에도 배아줄기세포가 미래 치료법으로 각광받는 것은 아주 다양한 세포로 발달할 수 있고 쉽게 증식시킬 수 있는 등 기능이 뛰어나기 때문이다. 복제배아는 윤리논란의 중심부에 있다. 복제배아는 환자의 몸에서 체세포를 떼어내 난자와 결합,수정시킨 것이다. 만약 이 복제배아를 계속 키워 여자의 자궁에 착상시키면 어떻게 될까. 물론 아직 아무도 해본 적이 없어 그 결과를 장담할 순 없다. 하지만 만에 하나 착상된 배아가 보통의 수정란 배아처럼 자라게 되면 바로 '복제 인간'이 되는 것이다. 현재 전 세계적으로 인간 복제는 엄격히 금지돼 있다. 생명 탄생은 '신의 영역'에 속하는 것으로 이를 허용할 경우 인간 존엄성에 큰 혼란이 올 수 있기 때문이다. 이런 복제 인간 탄생의 가능성 때문에 종교계나 상당수 사람들이 배아복제를 반대하고 있다. 하지만 환자의 복제배아에서 뽑은 줄기세포,즉 복제배아줄기세포는 환자의 체질에 아주 잘 맞는 줄기세포여서 치료용으로 효과적일 것으로 기대되고 있다.
과학 기타
체세포를 난자와 결합시켜 배양

복제배아줄기세포는 한마디로 복제배아에서 뽑아낸 줄기세포다. 지난해 황우석 서울대 교수가 이 복제배아줄기세포를 세계 최초로 추출했다며 미국 과학잡지 사이언스에 발표했다. 복제배아줄기세포는 환자의 체세포를 난자와 결합해 만든 복제배아에서 추출되기 때문에 환자에게 이식할 때 거부반응을 일으키지 않는다는 게 최대 장점이다. ◆체세포 핵을 난자에 이식 생명의 시초인 배아는 정자와 난자가 만나 만들어진다. 그러나 복제 기술의 발달로 정자가 아니라 몸에서 떼어낸 체세포를 핵이 제거된 난자에 넣어도 배아가 만들어진다는 게 밝혀졌다. 최초의 복제동물인 '돌리'가 바로 이런 체세포 핵이식 방법에 의해 탄생됐다. 체세포 핵이식을 통해 탄생한 동물은 체세포를 제공한 동물과 똑같은 유전자를 갖는다. 왜냐하면 난자에서 유전자가 들어 있는 핵을 제거한 관계로 결국 배아에는 체세포의 유전자만 남기 때문이다. 그래서 이 과정을 복제라고 부른다. 이후 소나 말 고양이 돼지 등 여러 동물이 복제되면서 과학자들의 관심은 인간에게로 쏠렸다. 사람의 경우도 체세포 핵이식을 통해 복제배아를 만들 수 있을까라는 의문이었다. 황 교수가 바로 이 문제를 풀어 세계적 과학자로 떠올랐다. 황 교수는 지난해 사이언스지 논문을 통해 한 여성의 몸에서 떼낸 체세포를 그 여성의 난자에 넣어 배아를 만든 후 줄기세포를 추출하는 데 성공했다고 발표했다. 이른바 복제배아줄기세포다. ◆복제배아줄기세포 추출 복제배아줄기세포를 만들기 위해선 우선 체세포 핵이 이식된 난자를 배반포(수정 후 4∼5일)라는 단계까지 키워야 한다. 이 배반포에 들어 있는 공 모양의 세포덩어리(

과학 기타
복제배아줄기세포 논문 진위 판명 언제쯤?

요즘 황우석 서울대 교수의 복제배아줄기세포에 관한 논란이 전국을 휩쓸고 있다. 올해 미국 과학잡지 사이언스에 실린 환자맞춤형 복제배아줄기세포 11개의 진위가 그 주제다. 가장 큰 논란은 뭐니뭐니 해도 복제배아줄기세포가 과연 있느냐(혹은 있었느냐) 하는 점이다. '줄기세포가 가짜'라는 의혹에 대해 황 교수팀은 우선 '현재 남아 있는 5개의 줄기세포를 검증해 보면 된다'는 입장이다. 하지만 '이마저 가짜로 판명된다면 누군가 바꿔치기 했을 것'이라며 한발 물러설 여지를 남겨뒀다. '원래 있던 줄기세포가 죽거나 바꿔치기 됐다'고 황 교수가 계속 주장한다면 진실을 밝힐 수 있는 방법은 마땅치 않다. 이 경우 결국은 황 교수가 기술을 실제로 보여주는 수밖에 없다. 황 교수가 새로이 줄기세포 추출에 성공한다면 그나마 기술력을 인정받을 수 있다. 하지만 실패한다면 환자맞춤형 배아줄기세포 추출기술이 가짜라는 의혹을 면하기 힘들 것이다. 어찌됐든 이런 방법은 꽤 많은 시간을 필요로 한다. 장기전이 될 가능성도 있다. 이런 상황에도 불구하고 황 교수의 지난해 논문은 유효할 가능성이 크다는 게 전문가들의 대체적 시각이다. 체세포 복제를 통해 배아줄기세포를 추출했다는 원천적인 연구성과 자체는 있었을 거란 것이다.
과학 기타
작은 칩에 음악 1000곡·사진 수만장!

요즘 10대와 20대 젊은층으로부터 선풍적인 인기를 끌고 있는 애플의 MP3플레이어 '아이팟 나노'의 두께는 0.69cm,무게는 42.5g이다. 그러나 이 조그만 기기에는 1000여곡의 MP3 음악파일과 2만5000장의 사진 파일을 저장할 수 있다. 이 같은 아이팟 나노의 놀라운 정보 저장력은 삼성전자의 반도체인 '낸드플래시'가 있었기에 가능했다. 손톱만한 작은 크기의 칩 하나에 엄청난 양의 정보를 저장할 수 있는 시대,바로 반도체가 이루어낸 새로운 정보 혁명의 시대다. 도대체 반도체는 무엇이길래 이런 일을 가능케 하는 것일까. 반도체가 개발된 이후 우리 생활은 급속하게 변화하고 있다. 컴퓨터에 이어 휴대폰,디지털 카메라,MP3,휴대용 게임기 등은 물론 자동차 항공기 등 반도체가 쓰이지 않는 곳이 없을 정도다. 특히 올 들어 휴대폰 등 모바일 기기는 초고속？고용량 반도체의 등장과 맞물려 진화를 거듭하고 있다. 많은 이들은 앞으로 반도체가 가져다 줄 변화가 어느 정도일까를 궁금해한다. 지금같은 속도라면 인간처럼 생각하는 스마트로봇,3차원 가상현실 등 SF영화에 나오는 모든 일들이 가능해질 날이 얼마 남지 않았다는 전망이 나올 정도다. ◆반도체의 원리 반도체(semiconductor)는 말 그대로 전기가 통하는 도체와 통하지 않는 부도체의 중간 특성을 지닌 물질이다. 평상시에는 전기가 통하지 않다가 열을 가하는 등의 변화를 주면 전기가 통하는 실리콘이나 게르마늄 같은 물질을 말한다. 반도체는 이처럼 외부에서 전기의 흐름을 통제해 정보를 저장하거나 전달하는 기능을 한다. 반도체가 제 기능을 발휘하기 위해선 크게 세 가지 부품이 필요하다. 바로 '트랜지스터'와 '저항''캐패시터'다. 이들
과학 기타
P램·F램·M램 등 차세대 반도체로 부상

지난 10여년간 세계 메모리반도체 시장의 주력 제품은 D램과 낸드플래시였다. 기업들은 이제 차세대 반도체 개발에 눈을 돌리고 있다. 차세대 반도체의 특징은 '보다 작은 크기에 보다 많은 데이터를 저장하고,보다 빠른 처리 속도를 갖춘 제품'이라 할 수 있다. 이런 조건을 만족시킬 수 있는 차세대 반도체로 떠오르고 있는 제품은 크게 P램 F램 M램 등 3가지다. 이들 제품의 특징은 전원이 꺼진 상태에서도 데이터가 지워지지 않고 저장되는 플래시메모리의 장점과 데이터 처리 속도가 빠른 D램의 장점을 골고루 갖췄다는 점이다. 이들 차세대 메모리 반도체 중 가장 먼저 상용화 단계에 접어든 제품은 'P램'이다. P램은 '게르마늄 안티몬 텔룰로이드'라는 물질이 일정 온도에서 비결정질에서 결정질로 바뀌는 특성을 이용해 개발된 메모리 반도체다. 삼성전자는 지난해 64메가비트(Mb) P램을 개발한 데 이어 올해 256Mb를 개발했으며 마이크론과 인피니언 등도 개발에 박차를 가하고 있다. 'F램'은 전기를 흘려주면 자석처럼 플러스와 마이너스 전극을 띠게 되는 '강유전체'란 물질을 소재로 만든 메모리 반도체다. D램 수준의 빠른 동작 속도와 낮은 동작 전압을 갖추고 있을 뿐 아니라 플래시메모리보다 10배 이상 빠른 데이터 저장·처리 속도를 낼 수 있다. 미국의 램트론사가 지난 1995년 세계 최초로 64킬로비트(Kb) 제품을 생산했으며 삼성전자는 2002년 32Mb 제품을 개발한 상태다. 'M램'은 '자기'를 이용해 정보를 저장·처리하는 메모리로 차세대 메모리반도체 가운데 개발 속도가 가장 늦다. 모토로라가 2003년 4Mb제품을 선보인 데 이어 인피니언과 IBM이 지난해 6월 16Mb급 제품을 개발한 상태다.
과학 기타
반도체 없으면 디카 · MP3도 없다!

◆반도체로 편리해지는 생활 1947년 미국에서 최초의 컴퓨터라고 할 수 있는 '에니악'이 등장했다. 당시 에니악의 무게는 무려 50t,차지하는 면적은 280㎡나 됐다. 그로부터 60여년이 지난 지금,컴퓨터는 점점 작아져 이제는 노트 크기 정도로 줄어들었다. 1990년대 초반까지만 해도 컴퓨터에 기록된 데이터를 저장하는 데는 1.44메가바이트(MB)의 플로피디스크가 쓰였다. 플로피디스크에는 사진 몇장,문서 파일 몇 개를 저장하는 게 고작이었다. 그러나 지금은 껌 한통 크기의 USB드라이브에 2~4기가바이트(GB)의 정보를 저장할 수 있다. 모두 반도체 기술의 진화 덕분에 가능해진 일이다. 반도체의 발달은 이처럼 우리 삶을 보다 편리하게 만들고 있다. 특히 고성능 반도체 기술이 등장하면서 유비쿼터스(Ubiqitous:시간과 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크에 접속하는 것)와 디지털 컨버전스(기능 융·복합) 현상도 가속화되고 있다. 통화만 가능했던 1세대 휴대폰과 달리 최근 출시되는 휴대폰은 통화는 물론 디지털카메라 촬영,영화감상,TV방송 수신,모바일 게임까지 할 수 있을 정도다. 디지털카메라도 단순한 촬영 기능 외에 MP3 음악을 들을 수 있고 캠코더처럼 동영상을 찍을 수 있을 정도로 발전했다. ◆낸드플래시가 진화 이끈다 올 들어 국내외에서 급속한 발전을 이루고 있는 분야는 단연 모바일 및 컨슈머 기기다. 휴대폰,MP3,디지털카메라,PDA,휴대용 게임기 등이 그것이다. 모바일·컨슈머 기기가 급성장하게 된 배경에는 '낸드플래시'가 있다. 낸드플래시는 전원이 꺼져도 저장된 데이터가 지워지지 않는다는 특성 때문에 자주 전원을 껐다 켜야 하는 휴대용 기기에 많이 쓰이는 반도체다. 특히 낸드플래시

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80