KISTI의 과학향기

당신은 항상 공격받고 있습니다!
수십억 마리의 박테리아, 바이러스, 곰팡이들이 당신의 몸을 숙주 삼으려 하죠.
그래서 우리 몸은 경비병, 군인, 책사, 무기공장, 통신병들로 이루어져 있죠 있는 굉장히 복잡한 군대를 만들었습니다.
당신을... 죽지 않게 하려고 말이죠.
이 영상에서는 면역 체계가 12가지 일을 한다고 가정합시다. 예를 들어 적을 죽이던가, 정보를 전달하든가...
그리고 이 체계에는 21가지의 다른 세포 종류가 있고 2가지의 단백질이 있습니다.
이 세포들은 보통 4가지 이상의 일을 합니다.
이 가정하에, 이런 상호작용을 보입니다.
좀더 이해하기 쉽게 보여드리죠.
첫째로 각 역할에 색을 입혀보죠.
그리고 세포를 다시 그려봅시다.
중앙에 있는 색은 세포의 주요 역할을 보여줍니다.
주위에 색들은 부수적인 역할들이죠.
그럼 면역체계는 이렇게 그려집니다.
상호관계는 이렇죠
굉장히 복잡하지만 멋지죠?
이 영상에서는 이 세포들만 다루게됩니다.
그럼, 이제 감염 시에 어떤일이 일어 날까요?
아름다운 날입니다, 갑자기 야생의 녹슨못이 나타났어요! 그리고 당신을 다치게했지요.
첫 번째 방어막, 피부(은)는 뚫렸다! 효과는 굉장했다!
박테리아들은 기회를 놓치지 않고 당신의 상처로 침투합니다.
당신 몸의 자원을 이용해 20분마다 두 배로 늘어납니다.
처음엔 조심히 움직입니다. 하지만 어느정도 숫자가 불어나면
그들은 당당하게 주위의 환경을 바꾸며 우리의 몸에 피해를 입힙니다.
여기서 면역체계는 빠르게 그들을 제압해야 하죠.
첫째로 경비병인 대식세포(대식이)가 투입됩니다.
대식이는 크기가 굉장히 크고 몸의 경계 부분을 지켜주죠.
대부분 그들만으로도 외부공격을 막을 수 있습니다.
그들만으로도 100마리 이상의 침입자를 먹어치울 수 있기 때문이죠.
대식이는 침입자를 삼키고 몸속에 가둡니다.
침입자들은 대식이 몸속 효소에 의해 부서지고 죽습니다.
그밖에 대식이는 혈관에서 상처 부위에 물을 불러와 염증을 일으킵니다.
그럼 전투가 좀더 쉬워지죠.
보통 상처 부위가 살짝 부어오를 때 이 상황이죠.
대식이의 싸움이 길어지면
통신 단백질을 통해 심각성과 위치 정보를 보내 도움을 요청합니다.
그러면 혈관속을 돌던 호중구들이 상처부위로 이동하게 되죠.
호중구들은 주위의 건강한 세포들을 죽일 정도로 격렬하게 싸웁니다.
호중구들은 박테리아를 잡아 죽이는 막을 형성하게 됩니다.
호중구들은 건강한 세포에 피해를 줄 정도로 독하기 때문에 주위에 큰 피해를 주는 것을 막기위해 5일 뒤 자살하게 설계되어있습니다.
이 정도에도 침입을 막을 수 없다면, 면역 체계의 두뇌가 관여합니다.
수지상세포가 활성되면 병사들이 보낸 신호에 따라 적들의 표본을 수집합니다.
표본을 조각내고 조각들을 자신의 외벽에 내어 놓습니다.
여기서 수지상 세포는 큰 결정을 내립니다.
감염된 세포들을 뿌 리뽑는 안티바이러스를 부를지
아니면 박테리아를 죽이는 군대를 부를지..
이 상황에서는 박테리아를 죽여야 한다고 가정해봅시다.
이들은 하루 정도를 걸려서 가장 가까운 림프절로 이동하게 됩니다.
여기에 수십억 개의 보조T세포와 살상T세포가 출정을 기다리고 있습니다.
T 세포는 복잡하고 어려운 수료과정을 통해
25%만 살아 남게 됩니다.
살아남은 각 T세포들은 자기들만의 고유한 장비로 무장하게 됩니다.
그리고 수지상 세포는 T세포 중에서 필요한 장비를 갖고있는 세포를 찾습니다.
수지상 세포의 외벽에 있는 침입자의 표본(초록색)과 T세포의 장비(파란색)가 꼭 맞는 T세포를 찾는것이지요.
서로 들어 맞는 T세포를 찾게 되면 연쇄반응이 일어납니다.
지원 T세포가 활성되고, 빠르게 수를 늘립니다.
그들중 몇몇은 기억 T세포가 되어 림프구에 머물면서 나중에 같은 침입자에 감염된다면 쉽게 면역반응을 일으킵니다.
몇몇은 상처 부위로 이동해 지원을 하지요.
그리고 나머지들은 림프절 중심으로 이동합니다.
굉장히 강력한 무기공장을 돌리기 위해서죠.
이 세포는 T세포와 같이 고유한 무기로 무장한채 태어납니다.
그리고 같은 장비를 갖고 있는 B세포와 T세포가 만나게되면, 아주 난리가 납니다.
B세포는 빠르게 자가복제되고 수백만개의 작은 무기들을 생산합니다.
실제로 정말 죽을 정도로 열심히 일해서 죽기도 합니다.
여기 지원 T세포는 다른 중요한 일을 합니다!
B세포를 자극하고 말합니다. "아직 죽을때가 아니야!, 우린 니가 아직 더 필요하다고 열심히해!"
그리곤 감염이 종결되면 더 이상 에너지를 낭비하지 않기 위해 B세포를 죽이는 역할도 합니다.
그러면 B세포에서 생산되는 작은 무기들은 무엇일까요?
당신은 항체라고 들어 봤을 거예요.
침입자의 외부에 부착하도록 설계된 작은 단백질들이죠.
여러 종류의 항체들은 각기 조금씩 다른 일들을 합니다.
지원 T세포들은 외부침입이 생길 때마다 어떤 특정 종류의 항체가 필요한지 말합니다.
수만 개의 항체들은 혈액을 타고 우리 몸을 가득 채웁니다.
그러는 동안 감염부위는 점점 더 심각해지는군요.
침입한 박테리아는 그 수를 기하급수적으로 늘려 우리 몸을 공격합니다.
경비와 군 인세포들은 열심히 싸우지만 그 와중에 죽기도 합니다.
지원 T세포는 그들에게 좀 더 공격적이고 오래 싸우라고 독려합니다.
하지만 지원 없이는 박테리아를 물리칠수 없습니다.
이제 두 번째 방어벽이 도착했습니다.
수만 개의 항체가 상처 부위로 흘러들어와
침입자들을 무력화 시키거나 죽입니다.
항체들은 박테리아에 충격을 줘서 좀더 쉽게 공격받도록 합니다.
그들의 한쪽 끝 부분에는 킬러세포와 연결될 수 있게 설계되어 있어 쉽게 침입자를 죽이게 됩니다.
대식이는 이렇게 항체가 붙어 있는 박테리아를 아주 잘 섭취하지요.
이제 전세가 역전되어 감염이 사라졌네요.
이 시점에 수만개의 세포가 죽었지만, 큰일은 아니죠, 금방 복구됩니다.
이제 대부분의 면역세포들은 할 일이 없어졌습니다. 지속적인 신호가 없다면 자원낭비를 줄이기 위해 그들은 자살을 합니다.
기억세포만 빼고 말이죠.
만일 이 적들이 미래에 또다시 침입한다면, 기억세포들은 준비하고 있다가 당신이 알기도 전에 적들을 처치할 것입니다.
지금까지 면역체계에대해 굉장히 쉽고 간략화된 설명을 보셨습니다. 많은 화학작용과 세포들이 생략되었지요.
당신은 이 체계가 얼마나 복잡한지 상상할수 있나요?
생명체는 엄청 복잡합니다. 하지만 이해하기 위해 충분히 시간을 투자한다면 우리는 무한한 아름다움을 마주할 수 있을 겁니다.