1
00:00:02,417 --> 00:00:03,684
저는 유타주에 살고 있습니다.

2
00:00:03,708 --> 00:00:06,559
이곳은 지구상에서 
가장 경외심을 불러일으키는

3
00:00:06,583 --> 00:00:09,143
자연경관을 가진 곳으로 유명합니다.

4
00:00:09,167 --> 00:00:12,643
이런 놀라운 광경에 압도당하기 쉽고,

5
00:00:12,667 --> 00:00:16,518
때로는 외계인처럼 보이는 
형상에 매료되기 쉽죠.

6
00:00:16,542 --> 00:00:20,184
저는 과학자로서 자연 세계를 
관찰하는 것을 좋아하지만,

7
00:00:20,208 --> 00:00:21,976
세포 생물학자로서는

8
00:00:22,000 --> 00:00:24,809
훨씬 더 작은 규모의 
자연 세계를 이해하는 데

9
00:00:24,833 --> 00:00:27,042
더 많은 관심이 있습니다.

10
00:00:27,917 --> 00:00:30,726
저는 분자 애니메이터이고
다른 연구자들과 함께

11
00:00:30,750 --> 00:00:33,643
너무 작아 보이지 않는 분자세포의

12
00:00:33,667 --> 00:00:35,268
시각화하는 작업을 하고 있습니다.

13
00:00:35,292 --> 00:00:38,143
이 분자들은 빛의 파장보다 작아서

14
00:00:38,167 --> 00:00:40,406
직접 눈으로 관찰할 수 없습니다.

15
00:00:40,430 --> 00:00:42,476
심지어 최고 성능을 가진 
광학 현미경으로도 볼 수 없습니다.

16
00:00:42,500 --> 00:00:44,643
그러면 어떻게 관찰이 불가능한

17
00:00:44,667 --> 00:00:46,643
미세한 것들을 시각화 할 수 있을까요?

18
00:00:46,667 --> 00:00:48,809
제 협력자들과 마찬가지로

19
00:00:48,833 --> 00:00:50,934
과학자들은 자신의 
모든 전문 지식을 동원해

20
00:00:50,958 --> 00:00:53,518
하나의 분자 과정을 이해하는데
온 힘을 쏟습니다.

21
00:00:53,542 --> 00:00:56,018
이를 위해, 그들은 
일련의 실험을 수행하여

22
00:00:56,042 --> 00:00:59,143
우리에게 작은 
퍼즐 조각을 알려주는 것이죠.

23
00:00:59,167 --> 00:01:01,934
한 종류의 실험을 통해 우리는
단백질 형태에 대해 알 수 있고,

24
00:01:01,958 --> 00:01:03,226
다른 실험에서는

25
00:01:03,250 --> 00:01:05,536
어떤 다른 단백질과 상호작용을 
하는지 알 수 있습니다.

26
00:01:05,560 --> 00:01:08,465
또 다른 실험에선 세포내에
위치를 파악할 수 있습니다.

27
00:01:08,489 --> 00:01:12,476
이 모든 정보들은 기본적으로 
분자가 어떻게 작용하는지에 관한

28
00:01:12,500 --> 00:01:15,583
가설과 이야기를 
도출하는 데 사용가능 합니다.

29
00:01:17,000 --> 00:01:20,934
제 일은 이런 아이디어를 
애니메이션으로 만드는 것입니다.

30
00:01:20,958 --> 00:01:22,226
이것은 까다로울 수 있습니다.

31
00:01:22,250 --> 00:01:25,476
왜냐면 분자가 꽤 미친 짓을 할 수 
있음이 밝혀졌기 때문입니다.

32
00:01:25,500 --> 00:01:28,851
하지만 이 애니메이션들은 
연구자들에게 매우 유용할 수 있는데,

33
00:01:28,875 --> 00:01:31,976
이런 분자들의 작용에 관한 
아이디어를 전달할 수 있기 때문입니다.

34
00:01:32,000 --> 00:01:34,768
또한 애니메이션을 통해 우리는
분자 세계를 볼 수 있습니다.

35
00:01:34,792 --> 00:01:36,351
분자들의 눈을 통해서 말이죠.

36
00:01:36,375 --> 00:01:38,309
여러분에게 보여드리고 싶은 
애니메이션들 중에

37
00:01:38,333 --> 00:01:41,851
제가 생각하는 분자 세계의 
자연 경이로움에 관한

38
00:01:41,875 --> 00:01:43,559
짧은 애니메이션을 
보여드리고자 합니다.

39
00:01:43,583 --> 00:01:45,559
우선, 이것은 면역세포입니다.

40
00:01:45,583 --> 00:01:48,476
이런 종류의 세포들은 
우리 몸 속을 기어다녀야 합니다.

41
00:01:48,500 --> 00:01:51,518
병원성 박테리아와 같은 
침입자를 찾기 위해서 입니다.

42
00:01:51,542 --> 00:01:55,933
이런 움직임은 제가 가장 좋아하는 
단백질 중 하나인 액틴에서 힘을 얻는데,

43
00:01:55,958 --> 00:01:58,434
이것은 세포골격이라고 
알려진 것의 일부입니다.

44
00:01:58,458 --> 00:02:00,101
인간의 골격과 달리

45
00:02:00,125 --> 00:02:03,851
액틴 필라멘트는 끊임없이 
생성되고, 분해 됩니다.

46
00:02:03,875 --> 00:02:07,268
액틴 시토스켈레톤은 인간 세포에서
엄청나게 중요한 역할을 합니다.

47
00:02:07,292 --> 00:02:09,059
세포들의 형태를 바꾸고,

48
00:02:09,083 --> 00:02:11,476
여기저기 돌아다니고, 표면에 달라붙고

49
00:02:11,500 --> 00:02:13,934
박테리아를 원없이
먹을 수 있게 해줍니다.

50
00:02:13,958 --> 00:02:16,559
액틴은 다른 종류의 
움직임에도 관여합니다.

51
00:02:16,583 --> 00:02:19,768
인간의 근육 세포에서 
액틴 구조는 직물처럼 보이는

52
00:02:19,792 --> 00:02:21,309
규칙적인 필라멘트를 형성합니다.

53
00:02:21,333 --> 00:02:24,268
인간의 근육이 수축할 때, 
이 필라멘트는 함께 당겨지고

54
00:02:24,292 --> 00:02:26,309
인간의 근육이 이완될 때는

55
00:02:26,333 --> 00:02:27,809
원래의 위치로 돌아갑니다.

56
00:02:27,833 --> 00:02:31,059
이 경우 미세관들과 같은 
다른 시토스켈레톤 부분들은

57
00:02:31,083 --> 00:02:33,768
장거리 운송을 담당합니다.

58
00:02:33,792 --> 00:02:36,434
기본적으로 이것은 
세포 고속도로라고 생각할 수 있는데

59
00:02:36,458 --> 00:02:39,809
세포의 한 쪽에서 다른 쪽으로 
이동시키기 때문에 그렇습니다.

60
00:02:39,833 --> 00:02:42,601
인가의 도로와는 달리, 
미소관은 자라고 줄어들며,

61
00:02:42,625 --> 00:02:44,059
자신이 필요할 때 나타나고,

62
00:02:44,083 --> 00:02:46,434
자신의 일이 끝나면 사라집니다.

63
00:02:46,458 --> 00:02:48,893
세미트룩의 분자 버전은

64
00:02:48,917 --> 00:02:51,476
운동 단백질로 불리는 단백질로

65
00:02:51,500 --> 00:02:53,976
미소관을 따라 걸을 수 있고,

66
00:02:54,000 --> 00:02:56,684
그 뒤에 세포기관과 같은

67
00:02:56,708 --> 00:02:58,518
거대한 짐을 끌 수 있습니다.

68
00:02:58,542 --> 00:03:01,393
이 특별한 운동 단백질은 
다이인이라고 알려져 있고,

69
00:03:01,417 --> 00:03:03,851
이 단백질은 함께 그룹을 이뤄 
일할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

70
00:03:03,875 --> 00:03:07,309
적어도 제게는 말수레처럼 보이네요.

71
00:03:07,333 --> 00:03:11,184
보시다시피, 세포는 놀랍도록 
변화하고 역동적인 곳입니다.

72
00:03:11,208 --> 00:03:14,643
끊임없이 생성되고 분해되는 곳이지요.

73
00:03:14,667 --> 00:03:16,018
하지만 이 구조물의 일부는

74
00:03:16,042 --> 00:03:18,143
다른 구조물 보다 
분해하기 더 어렵습니다.

75
00:03:18,167 --> 00:03:20,101
그리고 구조물이 적시에 분해되도록

76
00:03:20,125 --> 00:03:23,559
특별한 힘을 투입해야 합니다.

77
00:03:23,583 --> 00:03:26,309
그런 일은 부분적으로 
이런 단백질들이 합니다.

78
00:03:26,333 --> 00:03:27,851
해당 세포 속에 많은 유형을 가진

79
00:03:27,875 --> 00:03:29,893
이 도넛 모양의 단백질은

80
00:03:29,917 --> 00:03:31,976
모두 기본적으로 중앙 구멍을 통해

81
00:03:32,000 --> 00:03:35,393
개별 단백질을 잡아당겨 
구조를 뜯어내는 것처럼 보입니다.

82
00:03:35,417 --> 00:03:37,976
이런 종류의 단백질들이 
제대로 작동하지 않으면

83
00:03:38,000 --> 00:03:40,726
분해되어야 할 단백질들이

84
00:03:40,750 --> 00:03:43,184
때때로 서로 엉겨 붙어

85
00:03:43,208 --> 00:03:47,393
알츠하이머와 같은 끔찍한 질병을 
일으킬 수 있습니다.

86
00:03:47,417 --> 00:03:49,434
이제 인간의 게놈을 
DNA 형태로 수용하는

87
00:03:49,458 --> 00:03:52,393
핵에 대해 살펴보겠습니다.

88
00:03:52,417 --> 00:03:53,851
우리가 지닌 모든 세포에서,

89
00:03:53,875 --> 00:03:58,184
우리의 DNA는 다양한 단백질에 의해 
관리되고 유지됩니다.

90
00:03:58,208 --> 00:04:01,018
DNA는 히스톤이라고 불리는 
단백질 주위에 감겨 있는데,

91
00:04:01,042 --> 00:04:05,351
이것은 세포가 많은 양의 DNA를 
우리의 핵에 넣을 수 있게 해줍니다.

92
00:04:05,375 --> 00:04:08,434
이러한 기계들은
염색질 리모델링이라고 불리고,

93
00:04:08,458 --> 00:04:11,184
기본적으로 DNA를

94
00:04:11,208 --> 00:04:12,476
이 히스톤 주변에 돌리면서

95
00:04:12,500 --> 00:04:16,351
새로운 DNA 조각들이 
노출되도록 작동 합니다.

96
00:04:16,375 --> 00:04:19,309
이 DNA는 다른 기계에 의해 
인식될 수 있습니다.

97
00:04:19,333 --> 00:04:21,851
이 경우, 이 큰 분자 장치는

98
00:04:21,875 --> 00:04:23,559
유전자 형성 초기에 있다는 걸 알려주는

99
00:04:23,583 --> 00:04:25,893
DNA의 한 부분을 찾습니다.

100
00:04:25,917 --> 00:04:27,601
일단 한 부분를 찾으면,

101
00:04:27,625 --> 00:04:30,393
기본적으로 일련의 
형태 변화를 겪게 됩니다.

102
00:04:30,417 --> 00:04:32,518
이 변화를 통해 다른 기계들을 들여와

103
00:04:32,542 --> 00:04:36,684
유전자를 활성화 시키거나 
변환될 수 있게 됩니다.

104
00:04:36,708 --> 00:04:39,809
이러한 과정은 매우 엄격히
통제되어야 합니다.

105
00:04:39,833 --> 00:04:42,601
왜냐면 잘못된 유전자를 
잘못된 시간에 켜는 것은

106
00:04:42,625 --> 00:04:45,268
비참한 결과를 초래할 수 있기 때문이죠.

107
00:04:45,292 --> 00:04:48,101
과학자들은 이제 게놈을 편집하는 데

108
00:04:48,125 --> 00:04:49,559
단백질 기계를 사용할 수 있습니다.

109
00:04:49,583 --> 00:04:52,018
여러분 모두 크리스퍼(CRISPR)에 대해 
들어보셨을 겁니다.

110
00:04:52,042 --> 00:04:54,851
크리스퍼는 Cas9라고 알려진 
단백질을 이용하는데,

111
00:04:54,875 --> 00:04:57,809
이 단백질은 DNA의 
매우 특정한 순서를

112
00:04:57,833 --> 00:05:00,226
인식하고 자르도록 설계될 수 있습니다.

113
00:05:00,250 --> 00:05:01,518
이러한 사례의 경우,

114
00:05:01,542 --> 00:05:05,518
두 개의 Cas9 단백질은 DNA의 문제 조각을 
제거하는 데 사용되고 있습니다.

115
00:05:05,542 --> 00:05:09,018
예를 들어, 질병을 일으킬 수 있는 
유전자 일부를 제거하는 거죠.

116
00:05:09,042 --> 00:05:10,519
세포 기계는 DNA의 두 끝을

117
00:05:10,543 --> 00:05:14,059
다시 붙이는 데 사용됩니다.

118
00:05:14,083 --> 00:05:15,351
분자 애니메이터로서,

119
00:05:15,375 --> 00:05:18,684
저의 가장 큰 도전 중 하나는 
불확실성을 시각화하는 것입니다.

120
00:05:18,708 --> 00:05:22,018
제가 보여드린 모든 애니메이션은

121
00:05:22,042 --> 00:05:24,309
제 협력자들이 가진 
최상의 정보를 바탕으로

122
00:05:24,333 --> 00:05:26,684
프로세스 작동 가설을 보여줍니다.

123
00:05:26,708 --> 00:05:28,684
하지만 많은 분자 과정의 경우,

124
00:05:28,708 --> 00:05:31,684
저희는 여전히 사물을 
이해하는 초기 단계에 있으며

125
00:05:31,708 --> 00:05:33,018
배워야 할 것이 많습니다.

126
00:05:33,042 --> 00:05:34,309
사실을 말하자면,

127
00:05:34,333 --> 00:05:38,292
이런 보이지 않는 분자세계는 광대하고 
대부분 미개척 분야라는 것입니다.

128
00:05:39,458 --> 00:05:41,518
제게 있어서, 분자 광경은

129
00:05:41,542 --> 00:05:44,934
우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 
자연 세계만큼

130
00:05:44,958 --> 00:05:47,351
탐험하기에 흥미로운 곳입니다.

131
00:05:47,375 --> 00:05:48,643
감사합니다.

132
00:05:48,667 --> 00:05:51,792
(박수)