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1. 주제: HPV(인유두종 바이러스)
2. 주제선정이유: 진로가 간호사가 되는 것인데 요즘 바이러스에 관심이 생겨서 어떤 바이러스가 있는지 조사하던 중 인유두종 바이러스가 자궁경부암을 일으킨다는 것을 알게 되었고 더 자세하게 알아보고 싶었기 때문에 이 주제를 선택했다.
3. 과학적 원리: 인유두종 바이러스는 성행위를 통해 점막이나 상피에 감염을 일으키는 바이러스 무리로 주로 자궁경부암의 중요한 원인 인자로 알려져 있으며 파필로마바이러스과에 속하는 직경 55mm의 이중 나선상 DNA 바이러스이다. 일부 사람에서는 심상사마귀 및 첨형사마귀를 포함한 피부 및 외음부의 사마귀의 원인이 되기도 한다. 발암성 인유두종 바이러스 16,18번이 가장 중요하고 전 세계적으로 70% 이상의 자궁경부암에서 발견된다. 대부분 무증상이고 인유두종 바이러스의 검사 방법으로는 바이러스의 DNA를 이용하여 인유두종 바이러스의 존재 및 유전자형을 검사하는 방법들이 개발되어 사용되고 있고 하이브리드 캡쳐2, 코바스 HPV 테스트 등도 FDA의 승인을 받은 검사법이다. 반면에 세포진 검사도 있지만 검색률이 낮기 때문에 적합하지 않고 바이러스 배영 기술론은 인유두종 바이러스 감염을 구별할 수 없기 때문에 배양검사도 적합하지 않다. 인유두종 바이러스는 면역체계에 의해 제거 되며 감염기간은 9개월 정도 되고 감염자의 90%는 2년 이내에 특별한 치료 없이 자연적으로 치유된다. 그러나 고위험군 인유두종 바이러스에 감염되면 자궁경부암으로 진행될 가능성이 높고 흡연, 장기적인 피임약 복용 등이 있는 경우 자궁경부 상피 내 종앙과 자궁경부암으로의 진행이 촉진된다. 치료방법은 현재 까지 밝혀진것은 없으며 몇 가지 유형의 인유두종 바이러스에 대한 백신이 개발되어 자궁경부암 예방에 사용되기는 시작했으나 효과에 대해서는 밝혀진 것이 없다. 생식기 사마귀에 대한 치료는 세포독성물질과 사이토카인 등이 사용되고 있지만 아직 바이러스를 소멸시킬 수 있는 방법은 없고 현재는 병적인 부위를 제거하고 재발률을 감소시키는 방법이 있다.
4. 응용사례주제
HPV 감염은 성행위에서 발생하고 자궁경부암의 주요 원인으로 HPV로 인해 유발되는 암의 90% 이상은 백신 접종으로 예방이 가능한데 우리나라의 경우 15세~ 34세 여성에게 발생하는 암중 자궁경부암이 세번쨰로 높은 발생률을 보인다. 한국 성인 여성의 30%가 감염되어 있고 그중 18%는 고위험군이다. 인유두종 바이러스는 다양한 암까지 발병할 위험이 있고 현재 우리나라는 12세 이하의 여아에게도 백신 무료 2회 접종을 하다가 17세이하로 범위를 넓혔다.
5. 고찰 및 의견
HPV 바이러스에 대해서 조사를 하면서 HPV에 감염된 여성이 많고 10대~30대 중반까지 걸릴 위험이 크다는 것을 알게 되었고 자궁경부암백신이 계속 개발되고 있다는 것을 알고 더 빨리 개발되어서 다른 HPV 바이러스 백신도 나왔으면 좋겠다는 생각이 들었고 바이러스를 없앨 수 있는 백신을 만드는 것이 중요하다는 생각이 들었다. 또한 이 바이러스는 무증상이기 때문에 감염 여부를 알기 더 어려운데 이 바이러스에 대해서 자세하게 알고 백신접종으로 미리 예방하려는 노력을 해야된다는 생각이 들었다. 그리고 여성뿐만 아니라 남성도 백신 접종을 무료로 시켜주는 법안이 제출되었다고 하는데 승인이 되어 남성들도 HPV 바이러스 감염을 예방할 수 있었으면 좋곘다는 생각이 들었다.

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1 주제:세균의 종류에 따른 항생제

2 주제선정 이유: 최근에 감기를 걸려서 병원을 갔는데 나의 감기의 종류인 세균에 대한 항생제를 나에게 주어서 내가 감기를 나을수 있었다 그리고 나중에 아직 항생제가 나오지 않는 세균에 대해서 항생제를 만들고 싶다는 생각도 들어서 이 주제를 고르게 되었다

3 과학적 원리:세균의 종류에 따라서 항생제는 반응한다 우선 항생제란 미생물이 생산하는 화학물질로 다른 미생물의 증식을 억제하거나 또는 살균하는 이다. 정의에도 나와 있듯이 항생제는 세균의 증식을 억제하거나 살균하는것을 의미 한다 항생제의 기본적인 원리는 인간의 세포와 세균의 세포를 구분하여서 세균의 세포를 억제하는것인데 이것은 암을 치료할때 많이 쓰인다 여기서 각각의 항생제는 세균의 종류에 따라 다양하게 쓰인다 하지만 여기서 세균이 항생제에 대해서 내성을 가질수도 있는데 항생제 내성은 세균이 특정한 혹은 많은 종류의 항생제의 영향을 받지 않고 증식할 수 있는 능력을 의미하며, 크게 세균이 이미 가지고 있는 유전자에 기인하는 내재내성(intrinsic resistance)과, 유전자 돌연변이나 내성유전자의 수평전달(horizontal gene transfer)을 통해 나타나는 획득내성(acquired resistance)으로 구분한다. 수평 전달을 통해 여러 세균으로 전파될 수 있는 내성유전자들을 최근에는 레지스톰(resistome)이라 정의하여, 자연계에 존재하는 내성유전자 전체를 일컫기도 한다. 항생제 내성세균은 항생제가 존재하는 환경에서 감수성세균에 비해 증식할 가능성이 높기 때문에 항생제의 오남용은 레지스톰 유전자의 증폭을 야기한다. 또한 자연계에서는 형질전환, 형질도입, 접합을 통한 유전자의 수평전달이 빈번하게 일어나기 때문에 이미 존재한 내성유전자뿐 아니라 돌연변이에 의한 내성유전자도 널리 전파된다 그러므로 항생제를 사용할때는 조심 해야 하고 세균의 종류에 맞게 알맞은 항생제를 사용해야 한다

4 응용사례: 항생제는 다양한 세균을 억제하기 위해 쓰이는데 세포벽을 파괴하는새균한테는 페니실린 세팔로스프린 그리고 반코마이신 등이 쓰일수 있고 세포막 투과서 변화에는 폴리믹신이소니아지드 등이 쓰이고 단백질 합성면역에는 테트라 싸이클린 아미노글리코 등의 항생제가 쓰이고 DNA합성 억제하는 세균에는 리팜핀 퀴놀론 등이 쓰이고 마지막으로 엽산 합성 억제에는 섶론 아마이드 트리메토프림등이 쓰인다 여기서 페니실리과 테트라 싸이클린을 집중적으로 보면페니실린은세균의 세포벽 합성을 억제함으로써 항균작용을 한다. 경구투여했을 때 일반적으로 잘 흡수되지만 초기제제들은 위산에 의해 불활성화한다. 화농성구균 등 대부분의 그람양성균과 임균·매독균 등에 강력한 효과가 있다. 페니실린에 감수성이 없는 세균감염증과 페니실린의 남용으로 생긴 내성균에 사용해서는 안된다. 부작용은 적은 편이지만 알레르기 반응에 의한 과민반응은 치명적이므로 투여하기 전에 피부반응 시험을 하는 것이 좋다 이렇게 페니실린은 특정 세균에 대한 항생제로 많은 도움이 되고 있고 테트라사이클린이라는것도 있는데 이것은 화학적으로 테트라사이클린핵을 가지고 있으며 미생물의 리보솜에서 t-RNA의 전사를 방해하여 단백질합성을 억제함으로써 항균작용을 한다. 그람양성균에 효과가 있지만 페니실린보다는 약하다. 살모넬라, 프로테우스 등의 그람음성균의 감염, 서혜림프육아종증, 연성하감 등에 효과가 있다. 부작용으로 오심·구토·설사·구내염·소장결장염을 일으키고 균교대현상에 의해 장내 정상 세균총의 변화로 칸디다증을 일으켜 소화관 및 점막의 손상을 일으킨다. 투여 후 광선과민증으로 홍반이나 부종을 일으키며 대량으로 투여했을 경우 간장장애를 일으킬 수 있다. 임산부·신생아·소아에게 신중히 투여해야 하는데 태아의 골격 발육을 지연시켜 기형아가 태어날 수 있으며 유즙으로 약물이 배출될 수 있다. 이처럼 항생제는 다양한 세균의 종류에 대해서 반응하여 세균을 억제할수 있다

5 느낀점: 이 활동을 하고 나서 평소에 세균의 종류에 대한 항생제와 항생제의 작용 원리에 대해서도 관심이 많았는데 이번 기회에 알아보니 좋았고 이 항생제를 만들어서 세균을 억제하는 생각에 대해 감명 받았고 세균을 억제하는 방법 즉 항생제의 기본 원리는 세균의 세포와 인간의 세포를 구분하여서 세균의 세포를 억제하는것인데 이것에 대해서 인간의 세포와 세균의 세포를 구분할수 있게 항생제를 만든 사람들에대해서 존경심이 들었고 아직도 몇몇세균에 대해서 항생제가 발명 되지 않았는데 나중에 이 항생제를 발명해보고 싶다는 생각도 들었다

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1. 주제 : 유전자 재조합

2. 주제선정이유 : 유전자 재조합은 흔히 들어봤었는데 친구들이 조사해서 발표한 내용으로만 접해봐서 이번기회에 내가 직접 궁금한 점을 조사하고 알아보고자 유전자 재조합을 주제로 선정했다.

3. 과학적 원리
= 유전자 재조합은 DNA나 ,RNA같은 유전자를 이루는 요소가 해체와 재조립 과정에서 원래의 서열과는 다르게 뒤바뀌는 과정이다. 또한 유전형질을 갖는 유전자를 삽입하거나 제거하는 조작을 통해 새로운 재조합 DNA를 만드는 과정이다. 유전자 재조합 과정은 총 5개 정도로 정리 할 수 있는데 첫번째는 DNA절단이다. 제한 효소는 DNA염기서열의 특정한 위치에서 작용하여 DNA를 잘라낸다. 두번째는 DNA분리이다. 이 과정에서는 잘라낸 DNA는 겔 전기 영동법을 사용하여 분리 할 수 있다. 세번째 과정은 DNA 접합으로 대상이 되는 DNA를 선별하여 대장균과 같은 숙주의 DNA에 DNA연결효소를 이용하여 접합시킨다. 네번째 과정은 숙주를 이용한 복제이다. 새로운 DNA가 삽입된 대장균을 증식시키면 연결된 DNA도 같이 복사된다. 다섯번째 과정은 재조합 DNA 생성이다. 선별된 유전자로 구성된 DNA를 다른 생물의 DNA에 결합시켜 재조합 DNA를 만드는 것 이다. 이처럼 옮겨진 유전형질은 전혀 다른 종에서도 작동한다.

4. 응용사례
= 응용 사례는 의료용으로 인슐린을 생산 할 수 있다. 현대의 분자 유전학이나 유전 공학에서는 바이러스 벡터를 이용하여 DNA염기서열이나 유전자를 플라스미드에 삽입하여 대략으로 증식시키는 과정 역시 복제라고 볼 수 있는데 플라스미드에 삽입된 유전자는 대장균과 같이 숙주가 되는 세균 내에서 발현하여 특정한 단백질을 생산 할 수 있다.
숙주 세균에서 플라스미드의 형태로 특정 단백질을 형성하게 하는 벡터를 발현 벡터라고 하는데 특정한 단백질을 생성하기 위해 발현 벡터의 특정 구간을 제한 효소로 끊고 그 자리에 단백질 형성을 지시하는 유전자를 삽입재다합 DNA기술을 이용하여 대량으로 의료용 물질인 인슐린이 생산된다.
= 2006년 11월 영국에서 맞춤아기가 탄생하였는데 이 아기는 정자의 핵과 난자의 핵이 합쳐져서 형성된 수정란의 유전자 정보를 검사해 건강한 수정란만 골라 자궁에 착상시켜 태아로 키우는 착상 전 유전자 진단을 통해 낭포성 섬유증이라는 유전병을 유발하는 유전자가 존재하지 않게 쌍둥이가 태어났다고 한다. 쌍둥이의 부모는 낭포성 섬유증 유전자를 지니고 있었는데 이들의 자식도 부모와 같이 유전병에 걸릴 확률이 높았지만 애초에 문제가 되는 유전자의 형질을 발현시켜 당뇨병의 치료제인 인슐린과 항바이러스인 인터페론, 소인증 치료제인 생장호르몬, 간염 예방을 위한 B형 간염 백신과 같은 단백질을 생산하여 의약품을 만들어 사용했다. 이와 비슷한 방법으로 인공적인 방법으로 특정 유전자를 삽입한 유전자 변형 생물을 만드는데도 이용하며 쥐에 있는 백스라는 유전자를 무능하게 유전자를 조작하고 유전자 소질을 변화시키기도 한다.

5. 고찰
=<전망>유전자 재조합은 우리에게 중요한 문제를 해결해 줄 수 있는 가장 실효성 있는 대안으로 많이 알려져 있어서 선진국은 물론이고 개도국에서도 집중적으로 기술개발을 하고 있다. 앞으로 향후에는 유전자 재조합 시장은 가늠 할 수 없을 정도로 크게 늘어날 전망이며 매년마다 높은 성장을 보여주고 있다. 앞으로 기술의 획기적인 발전과 유전자 조작 작물의 도입으로 2026년까지 세계 시장이 300억 달러에 도달할 것으로 예상된다.
=<느낀점.생각> 유전자 재조합은 우리에게 많은 영향을 준다는 점을 제외하고도 다양한 장점이 있지만 그만큼 단점도 있다. 유전자 재조합을 한다고 할 때 검사를 위해 세포를 떼어내어야 하는데 그 과정이 곧 태어날 아이에게 장기적으로 어떠한 해도 끼치지 않을 것인지에 대해서도 깊게 생각을 해봐야 할 것 같다. 유전자 재조합은 부모가 아이의 외모나 지능등을 개량하는데에 더 많은 기술이 쓰이다보니 질병 유전자를 제거한다는 본래의 의미를 잃을 가능성도 있다고 생각한다. 유전자 재조합은 사람한테만 적용 되는 것이 아닌 동물, 바이오 의약품, 식물 등 다양한 분야에서 적용된다. 오늘 주제에 대해 조사하면서 유전자 재조합으로 모기 박멸을 성공한 사례도 봤었는데 생각보다 유전자 재조합에 대한 다양한 사례들이 있다는 것을 알게되었고 기회가 된다면 식품과 관련된 다른 사례들도 조사해보고싶다.

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1.DNA(유전자)지문

2.주제선정이유
요즘 범죄율이 점점 더 증가하고 있는데 이런 범죄에서 범죄자를 찾는데에 있어서 가장 중요한 것이 지문이고 또한 어떤 피해가 발생했을때 피해자의 신원을 확인하기 어려울 때 지문을 많이 사용한다. 이때 DNA지문을 사용해서 손가락 지문처럼 사람마다 각각 다른 고유의 특징으로 누군지를 찾는 것인데 이렇게 우리 생활에 밀접하게 연관되어있고 우리 삶에 도움을 주는 DNA지문이 너무 흥미로웠고 어떤 과정으로 이런 DNA지문을 채취하고 어떤 기술이 적용되어 있는지 더 깊게 알고 싶어서 DNA지문을 주제로 선정했다.

3.과학적 원리
DNA지문은 DNA 염기서열에 나타나는 개인 고유의 특징으로, 사람을 식별하는데 사용 가능한 것이 마치 손가락 지문과 비슷하다 하여 붙여진 이름이다. DNA지문으로 개인을 식별하는 과정을 DNA 지문분석법(DNA fingerprinting, DNA profiling, DNA testing, 또는 DNA typing)이라 부른다. DNA지문은 범죄자를 가려내는 법의학적 수단으로 가장 흔히 사용되며, 친자 확인, 계보 연구, 기초의학적 연구에도 활용되며, 나아가 동물학, 식물학 및 농학에서도 널리 사용되어 왔다.

인간 세포에는 두 가지 유형의 DNA가 있다. 첫 번째 유형은 세포핵에 있는 23개의 염색체 세트로 포장 된 체세포 염색체 DNA이다. 양쪽 부모로부터 얻은 이 DNA는 개인의 결합 된 부모의 유전적 정보를 반영한다. 체세포 DNA를 활용 한 DNA 지문은 특정 유전자에 대한 두 대립 유전자의 서열 분석을 포함한다.
두 번째 유형의 DNA는 체세포 DNA와는 다르며 세포의 에너지를 생산하는 기관인 미토콘드리아에만 존재한다. 미토콘드리아 DNA는 남성과 여성 모두에게 모성적으로 유전된다. 예를 들어, 같은어머니를 공유하는 형제, 자매, 이복 형제 또는 이복 자매는 같은 미토콘드리아 DNA를 물려받게된다. 식별은 1만6569개의 염기쌍으로 구성된 단일 원형 염색체인 미토콘드리아 DNA 내의 특정부위를 염기서열을 분석하여 결정한다.
Jeffreys 박사가 개발한 DNA 지문분석은 제한효소 분해 및 Southern blot 분석에 체세포 염색체DNA를 사용한다. 인간 DNA가 제한효소에 의해 절단되면 매우 많은 수의 DNA 단편이 생성된다.
아가로스 겔 전기영동으로 분리하면 수많은 DNA 단편이 겔에 나타난다. 라벨링 된 프로브는DNA 내의 RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphic) 영역을 감지하는 데 사용된다.
최근에는 RFLP 방법 대신 PCR(Polymerase Chain Reaction) 방법이 주로 사용되고 있다. PCR은 훨씬 적은 양의 DNA를 사용하여 DNA 지문분석이 가능하다. PCR은 적은 양의 DNA를 증폭해 분석
을 용이하게 하기 때문이다. 또한 PCR은 Southern Block보다 분석 속도가 더 빠르다는 장점도 있다. 한 PCR 사이클에는 세 단계가 있어 DNA 양이 두 배로 증가한다. 중합효소 연쇄반응(PCR) 방법은 표적 DNA 시퀀스를 증폭시켜 AMRFLP라고 한다. PCR은 범죄현장에서 발견된 극소량의DNA를 DNA 지문분석을 위해 증폭시킬 수 있도록 했다.

4.응용사례

범죄수사에 사용된 실제 사례

얼 워싱턴(Earl Washington)은 1982년의 성폭행과 살인에 대한 혐의로 미국 법원에서 1984년 사형 판결을 받았다. 하지만 이후 범죄 증거에 대한 일부 의문점으로 인해 1993년 무기징역으로 감형된다. 2000년에는 미국 인권단체인 이노센스 프로젝트(The Innocence Project)가 이 사건에 주목해 법의학자들이 STR 분석을 실시하게 되고, 제시된 추가 증거들에 힘입어 그는 무려 17년을 복역한 끝에 2001년 무죄로 석방되었다. 당시 STR 분석을 보면 얼 워싱턴 유전체에서 나타나는 세 개 STR의 반복회수가 피살된 여성에서 얻은 정자세포에서 나타나는 반복회수 양상과는 상당한 차이를 보이는 것을 알 수 있다. 한편 케네스 틴슬리라는 죄수는 당시 별개의 성폭행으로 종신형 복역 중이었으며, 그의 유전체 정보의 양상이 위의 정액에서 나타나는 양상과 정확히 일치하였기에 추가 조사가 시행되었고 결국 본 범죄의 범인으로 밝혀지게 되었다.

5.고찰 및 의견
우리가 평소에는 아무렇지 않게 사용하고 깊게 생각하지 않는 지문이 범죄현장이나 누군가를 찾을 때 정말 중요하게 사용된다는것을 깨달았고 우리 삶에 없어서는 안될 중요한 것이라는 생각이 들었다. 이런 DNA지문에 대해 더 많은 연구가 이뤄져서 지금보다 더 많은 분야에 쓰이게되었으면 좋겠다는 생각이 들었다.

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주제
생물다양성의 가치

주제선정이유
나의 진로가 생명과학 선생님이기 때문에 생명과학안에서 주제를 선택하는데 비교적 수월함이 있었다. 그 중에서 나는 현재 우리가 배우는 중인 내용과 관련이 있고 흥미있어 보이는 주제를 선택하기로 했고 결국 생물다양성에 대해서 조사하게 되었다. 또한 생물다양성이라는 단어는 많이 들어보았지만 정확히 생물다양성이 무엇을 뜻하고 왜 가치있는지, 어떻게 생물다양성을 보존해야할지 등 모르는 부분이 많았기 때문에 이번기회를 통해 더 알아가고 싶었다.

생물다양성이란 지구상의 모든 생물들, 그들의 환경을 만드는 생태계 등을 모두 포함하는 이 지구상에 살아있는 모든 생명의 풍요로움에 있다. 생물다양성이 가치 있고 우리가 보존해야한다고 하는 이유로는 다양한 것 들이 있다. 생태계는 인간을 포함한 지구상의 모든 생명들이 안전하게 서식하고 번영할 수 있도록 안전망을 제공하며 스스로 물과 공기의 오염물질을 정화하고 토양을 유지하고 기후를 조절하며 질병발생을 막고 영양분을 재활용하여 인간에게 제공해주기도 한다. 이처럼 인간은 생태계를 통해 굉장히 많은 이익을 얻고 있다. 그것을 돈으로 환산해보아도 그 금액이 엄청나다는 것을 알 수 있다.
하지만 이러한 생물다양성은 인구가 많아지고 인간의 기술이 발달할수록 오히려 감소하고 있다.
그 이유는 단순하다. 인구가 많아지면 그 만큼의 땅을 확보하기 위해서 생물들의 터전 즉, 숲이나 아마존 등을 무차별적인 개발을 통해 인간의 구역으로 만든다. 그렇게 되면 그곳에서 서식하던 생물들은 삶의 터전을 잃어버리게 되고 결국 그 개체수와 종이 감소할 수 밖에 없게되는 것이다.
실제로 1900년대에 들어서 생물종의 멸종속도는 그 이전에 비해 50~100배 가량 빨라진 것으로 밝혀졌다. 1900년대는 인간이 가장 많이 발전했다고 평가받는 시대이고 기술적으로도 엄청난 성장을 일궈낸만큼 오히려 산림 벌목, 지하자원 채굴, 농경지 확장, 도시와 도로 건설 등에 대한 부작용으로 생물다양성 감소를 심화시키게 되는 일이 생겼다고 파악된다. 지금 수준의 환경파괴가 계속 된다면 2030년 여경에는 지금 현존하는 동식물의 2%가 멸종하거나 멸종위기에 처할 것이고 21세기 말에는 절반 가량이 사라질 수도 있다는 생물학자들의 섬뜩한 추정도 있었다.이는 인간의 평화로운 삶에도 적신호가 켜졌다는 것을 의미한다. 생물다양성 회복은  인간 생명의 문제이다. 인간의 생명까지 연관짓는 것은 너무 과하다고 생각할 수 있지만 실제로 생물다양성의 부족으로 인해 많은 사람이 목숨을 잃었던 사례가 있다. 1800년대 아일랜드에서는 대부분의 국민의 주식인 감자가 병에 걸려 먹지 못하게 되자 인구수가 20% 가량 줄게되었던 참사이다. 이제 우리는 무분별한 개발을 멈추고 자연의 상태를 살피고 어울려서 살아가도록 노력해야한다고 생각한다.

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1.주제 : 생태계 평형 유지 원리
2.주제선정이유: 환경오염이나 지구온난화가 점점더 심각해지면서 생태계파괴가 일어나고 있고 그렇게 됨으로써 생물이 멸종되고 있기 때문에 이 주제를 선정하게 되었다.그리고 최근들어서 기후변화가 매우 극에 달할 정도로 많이 심각해지고 있고 그리고 점점더 지구의 평균기온이 높아지면서 멸종되는 동물들이나 식물들이 많아지고 있어서 이에대한 경각심이 들어서 이 주제를 선정하게 된 이유도 있다 그리고 기후가 극단적으로 매우 추워졌다가 다시 매우 더워졌다가를 계속 반복하면서 지구의 기온의 균형이 깨지면서 멸종되는 생물들이 많아지고 그리고 점점더 이렇게 됨으로써 생물들이 서식할 수 있는 면적이 사라지고 있기 때문에 이 주제를 선정하게 되었다 그리고 최근들어서 산불이나 화산의 폭발 태풍과 같은 자연적요인과 지구 온난화 산성비 오존층 파괴와 같은 인위적인 요인으로 인하여 환경파괴가 자주 발생하고 인위적인 요인에 의해 파괴할 경우 그대로 다시 회복할 수 없고 많은 비용과 노력이 필요하고 비록 좋은 목적으로 생태계에 사람들이 개입했다고 하더라도 결과적으로 이 세상을 살아가고 있는 이유가 있는 것처럼 생태계에 사는 동물 식물 역시 그렇다는 것을 알지 못한 결과라고 할 수도 있기 때문에 환경에 대한 관심이 많고 나의 진로가 환경쪽이다 보니 이 주제를 선정하게 되었던 것 같다 그리고 무분별한 남획과 밀렵으로 인하여 특정 생물의 개체수가 줄어들어 자연 생태계의 혼란으로 이어지기도 하고 산업용 폐기물과 화학물질의 하천방류가 심해지면서 오폐수를 하천에 방류함으로인해 물고기가 떼죽음을 당하고 하천 생태계를 파괴함으로써 지구의 환경이 파괴되기 때문에 이 주제를 선정하게 되기도 하였다 그리고 외래종 생물의 탈출이나 방류등으로 인하여 식용이나 모피 애완동물 등을 목적으로 외국에서 들여온 동식물이 방류되어 토종 생태게의 파괴를 가져오기도 하였고 난개발로 인하여 생태계 파괴가 심해지면서 도시개발이나 산업시설 단지가 들어서면서 숲이나 늪 등에서 생물들이 살아갈 공간이 없어지고 그 자리에 건물이나 도로가 들어서면서 생태계가 급변하거나 사라지면서 생태계 파괴가 일어나고 있기 때문에 이러한 주제를 선정하게 되었다 그리고 오염물질의 해양투기로 인하여 생활 하수나 분뇨 기름 유출 각종 폐기물을 바다에 버리면서 산호나 바다생물이 사라지면서도 환경 파괴가 심각하게 발생하고 있기 때문에 이 주제를 선정하게 되었던 것 같다 그리고 지구 온난화로 인하여 수온이나 기온이 바뀌면서 생태계에 큰 변화가 생기고 생태계교란이 일어나기도 하기 때문에 지구에서 환경파괴가 심각하게 일어나고 있는 것 같아서 이 주제를 선정하게 되었다
3.과학적원리
생태계를 구성하는 생물의 종류와 개체 수, 물질의 양, 에너지 흐름 등이 안정된 상태를 유지 하는 것이다
안정된 생태계는 어떤 요인에 의해 일시적으로 생태계 평형이 깨지더라도 시간이 지나면 먹이 사슬에 의해 대부분 생태계 평형이 회복된다.
1. 안정된 생태계에서 1차 소비자의 개체 수 가 일시적으로 증가하여 생태계평형이 깨진다.
2.생산자의 개체 수는 감소하고, 2차 소비자의 개체수는 증가한다.
3.2차 소비자의 증가로 1차 소비자의 개체 수가 감소한다
4.생산자 개체 수는 증가하고, 2차 소비자의 개체 수는 감소하여 다시 생태계 평형이 회복된다.
4.응용사례
미국 옐로 스톤 국립공원에서 사슴을 보호하려는 목적으로 기금을 마련하고 늑대를 제게하기 시작하여 1930년대에는 늑대를 실질적등로 멸종시킴->사슴의 개체수가 급격히 증가했지만 개체 간 경쟁으로 먹이가 부족해져서 개체 수가 급감함-> 1990년대에 멸종된 늑대를 복원하는 사업을 진행하면서 늑대를 다시 외부로 도입함-> 늑대의 먹이인 사슴이 줄어들면서 먹어 치우던 나무들이 번성하기 시작함-> 사체를 먹는 회색 곰과 까치 등 청소동물들이 늑대가 먹고 남긴 사체를 이용하면서 겨울 동안 섭식할 수 있는 먹이를 구할 수 있게 되어서 옐로 스톤 국립공원의 생태계가 유지됨.
5.고찰 및 의견
안정된 생태계에서는 환경 변화가 일어나 일시적으로 생물의 종류와 개체 수가 변하더라도 대부분 생태계 평형을 회복 할 수 있지만, 그 한게를 넘는 환경 변화가 일어나면 생태계 평형이 깨질 수 있다.
따라서 생태계 보전을 위한 노력을 하려면 생물의 서식지를 보호하고 파괴되었던 서식지를 복원한다 그리고 생태적 가치가 있는 곳은 국립 공원으로 지정을 한다. 도시 열섬 현성을 완화하기 위해 옥상 정원을 가꾸고 도시 중심부에 숲을 조성한다 마지막으로 멸종 위기 생물을 천연 기념물로 지정하여 보호한다.

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1. 주제: 페닐케톤뇨증

2. 주제선정이유: 페닐케톤뇨증이 유전이랑 어떤 관계가 있는 것인지 알고싶었기때문도 있고 어떤증상이 있는지 그에 관련 사례도 알고싶었기때문에 이 주제를 선정하였다.

3. 과학적 원리: 페닐알라닌 수산화효소에 유전적으로 결함이 생겨 발생하는 정신 질환이다.아미노산 대사에 유전적으로 결함이 생기면 신경의 발달에 문제가 생겨 정신지체를 일으킬 수 있는데, 이는 많은 신경전달물질과 그것의 전구체 또는 길항제가 대부분 아미노산으로 이루어져 있기 때문이다. 이러한 질환 대부분의 경우 특정 효소가 결핍되거나 또는 결함이 생겨서 활성이 약해지면 특정 중간산물이 축적되어 문제를 일으키게 되는데, 페닐알라닌 이화과정 첫 번째 단계에 작용하는 효소인 페닐알라닌 수산화효소에 유전적으로 결함이 생기게 되면 페닐알라닌의 양이 증가하는 고페닐알라닌혈증, 페닐케톤뇨증을 나타내게 된다.
페닐케톤뇨증은 페닐알라닌 수산화효소를 암호화하는 유전자(염색체 12q의 PAH 유전자)에 돌연변이가 생겨서 발생한다. 혼합-기능 산화효소의 일종인 페닐알라닌 수산화효소는 사수소바이오테린을 보조 인자로 사용하는데, 사수소바이오테린은 이수소바이오테린으로 산화되면서 NADPH에서 O₂로 전자를 운반하고, 이수소바이오테린은 이수소바이오테린 환원효소에 의해 환원된다.

4. 사례: 출생 시에는 기형이 없으며 나타나는 증세도 없다. 하지만 모유나 분유를 먹기 시작하면서 점진적으로 먹는 양이 줄고 잘 토하는 증상을 보인다. 습진이 생기고 연한 갈색의 머리카락이 자라며 소변과 땀에서는 쥐오줌 냄새가 난다고 한다. 태어난 후 1년이 지날 때까지 치료를 시작하지 않으면 아이큐 50 이하로 저하되지만 생후 1개월 이내에 치료를 시작하면 이와 같은 증세는 나타나지 않는다고 한다. 지능 저하가 생기 아이의 3분의2는 잘 걷지 못하고 근육과 관절이 뻣뻣해지고 손을 떨거나 이상한 행동을 반복적으로 하게 된다고 한다. 25% 정도의 환자에게서는 경련이 생기고 경련이 없더라도 전체 환자의 80% 정도에서 뇌파의 이상이 관찰된다. 신생아에서 생후 2~3일경 발뒤꿈치에서 혈액을 채취하여 신속한 선별검사를 실시하고 있다. 혈액의 아미노산 분석 상 혈중 페닐알라닌이 지속적으로 4mg/dL 이상을 보이는 경우 비정상이다.
치료방법은 생존과 성장발달에는 반드시 단백질 섭취가 필요하다. 따라서 페닐알라닌 농도를 2~6mg/dL로 유지하면서 단백질 결핍이 생기지 않을 만큼은 충분한 단백질을 투여하는 것이 필요하다. 아이가 성장하면서 먹는 것에 대한 호개시미과 즐거움이 커지기 때문에 계속되는 영양 교육이 필요하다.

5. 고찰 및 의견: 생각보다 페닐케톤뇨증이 사람들에게 많이 일어난다는 것을 알게 되었다. 페닐케톤뇨증이 완전히 치료 되는 방법은 아직 없다고 한다. 그래서 많이 안타깝다는 생각이 들었다. 먹을 것도 마음대로 먹지 못하고 남들보다 지능이 낮다는 점도 안타까웠다. 유전병이라는 것은 생각보다 엄청 위험한 존재이고 어려운 것 같다고 생각이 들었다.

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바이오칩 사례 속 3차원 종양 생산용 바이오칩

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바이오칩 사례 속 3차원 종양 생산용 바이오칩

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다양한 바이오칩의 모습들

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주제 ; 바이오칩
주제 선정 이유 ; 화학 중에 생화학에 관심이 많은데, 바이오칩이라는 게 생명과 화학 두가지와 모두 관련이 있어서 더욱 관심이 갔다. 또한 반도체칩과 같은 형태를 가지며 화학적 원리를 기반으로 하지만 생물 체계가 필수적으로 있어야 만들어진다는 게 새로워서 선정하게 되었다.

과학적 원리 ; 바이오칩은 분자생물학 분야에 사용되는 방법으로서, 작은 기판 위에 DNA나 단백질을 배열시켜 동시에 많은 양의 단백질을 분석하고 유전자의 발현이나 결함 등을 식별하는 데에 이용된다.

바이오칩은 기본적으로 반도체칩과 같은 형태를 가지고 있어서 생화학적 반응을 탐지할 수 있는 완벽한 분석 시스템을 갖추어야만 한다. 먼저, 유리나 실리콘, 집적전자장치와 같은 전기 회로가 형성되어있는 판에 감지기로 사용할 DNA, 단백질, 세포, 뉴런 등 생체 유기물을 미세배열 기술을 이용하여 새겨 넣는다. 다음으로 감지기가 반응했을 때 전기, 빛, 질량 등을 일정한 신호로 변환해주는 변환기가 필요하다.

이렇게 바이오칩 분석 시스템은 2단계로 이루어져 있으며, 이 과정을 거쳐 감지기가 반응하면 그 결과는 신호처리 과정을 거쳐 컴퓨터 화면에 출력된다. 현재 바이오센서, DNA칩, 단백질칩, 세포칩, 신경칩, 생체 삽입용 칩 등 다양한 종류의 바이오칩이 존재하는데, 각각의 칩은 목적에 따라 그 모양이 서로 다르다.
바이오칩을 만드는 원리를 소개하자면, DNA칩의 경우, 미세배열 기술은 크게 두 가지로 나뉜다. 첫 번째는 자동 미세 배열기를 이용하여 미리 준비된 개방형 해석틀을 기판에 직접 심는 방식이다. 이때, 심는 방법은 핀을 이용할 수도 있고 잉크젯의 원리를 활용할 수도 있다. (잉크젯이란 잉크를 용지에 분사하여 이미지를 표현하는 방식이다).

두 번째는 반도체 기술에 사용되는 사진석판술을 이용하여 올리고뉴클레오티드 탐침을 한 층씩 쌓아 합성해내는 방식이다. 8개의 염기로 이루어진 올리고뉴클레오티드 탐침을 제작하려면 염기의 종류가 A, T, G, C 등 모두 4개라는 점을 감안하면 4⁸개의 탐침이 필요하다. 사진석판술은 필요로 하는 탐침을 자유롭게 합성할 수 있기 때문에 활용도가 더 크다고 할 수 있다.
DNA칩은 특정한 유전정보를 담고 있는 mRNA를 역전사효소를 이용해 만든 cDNA로 분석한다. 개방형 해석틀이나 올리고뉴클레오티드 탐침 모두 일정한 염기배열을 이루고 있기 때문에 분석하고자 하는 cDNA를 섞어주면 혼성화를 통해 cDNA의 염기배열을 탐지해낼 수 있다.

사용 방법과 특징에 대해 알아보자면, cDNA에 형광 태그를 붙여두는 방식으로 혼성화의 발생 여부와 정도를 파악할 수 있고, 그로부터 cDNA의 염기배열을 읽어낼 수 있다. 따라서 DNA칩은 유전자지도를 그리는데 이용될 뿐만 아니라 암 진단과 단일 염기의 돌연변이도 포착해낼 수 있다. 최근 들어 유용성이 훨씬 큰 단백질칩과 랩온어칩 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 또한 dna 기반 바이오칩은 질병을 유발하는 특정 유전자의 돌연변이를 탐지하는데 사용되는 돌연변이 탐지와 질병을 보유한 사람의 세포와 건강한 사람의 세포  내 유전자 발현 양을 탐지하는 유전자 탐지 이 두 분야에서 활발하게 이용되고 있다.

응용사례 ; 지난 2018년, 미세유체 바이오칩 기반으로 새로운 항암제 개발에 나선다는 기사가 있었다. 기존의 항암제 개발 연구는 2차원의 암세포를 배양해 이뤄져왔으나, 실제 종양은 3차원 형태의 복잡한 구조를 가지고 있다고 한다. 2차원의 암세포에는 실험에 한계가 있었는데, 미세유체 바이오칩을 이용해 우리 신체 내부의 종양과 유사한 3차원 종양을 대량 생산하는데 성공해 3차원 종양 세포를 이용한 실험이 가능해졌다고 한다. 연구원들은 미세유체 바이오칩 덕에 기존보다 훨씬 빠르고 경제적으로 종양을 대량 생산할 수 있으며 유방암 환자의 실제 종양을 이용해 임상 연구를 이어갈 수 있을 것이라며, 치료 효과 또한 극대화될 것이라고 했다고 한다.

고찰 및 의견 ; 바이오칩은 각종분야에서 활용될 수 있는 혁신적인 도구로서 기능할 수 있는 물질로 기존 의학의 한계를 넘어 여러 질병에서 인간을 보호하고 인간의 건강을 유지할 수 있는 하나의 수단이 될 수 있다고 생각하지만, 핵산을 측정하는 바이오칩 등은 유해물질이나 병원균을 직접적으로 측정하지 못한다는 점에서 한계가 있다고 생각한다. 그러나 바이오칩이 가지고 있는 한계점에 비해 장점이 더욱 많으므로 앞으로 바이오칩의 한계를 넘을 수 있는 지속적인 개발이 진행될 것 같다고 예상한다.
바이오칩으로 동물 실험을 대체할 수 있게 되었다는 기사도 접한 기억이 있어, 바이오칩으로 어떻게 동물실험을 대체할 수 있는지 추가탐구를 꼭 진행하고 싶다.

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1.주제:장출혈성대장균(세균)

2.주제 선정 이유
=장출혈성대장균은 하나의 세균이며 감염에 의하여 출혈성 장염을 일으키는 질환이고 이것은 심한 경련성과 복통 및 오심,구토,미열 등의 증상과 설사 등이 존재합니다.그래서 이것으로 사람들이 얼마나 피해를 입는지에 대해 궁금중이 생겼고 이것으로 이 장출혈성대장균을 치료할 방법에 대해서 알고 싶어서 선택한 것이고  예방방법에 대해서도 알아보고 싶어서 선택한 것이다.그리고 내 장래희망인 간호사랑 연관이 되어있을 것이라고 생각해서 선택한 것이다.

3.과학적 원리
=장출혈성대장균은 감염증의 감염원은 대장균 O157로 알려진 장출혈성대장균이다.그리고 대장균은 사람들을 포함한 포유류의 장관을 기생장소로 하고 장내세균으로 통성 혐기성 그람음성의 간균이며 글루코오스를 분해하여 산을 생성한다.그리고 이것은 장축이 특히 짧아 구균에 가까운 형태도 존재한다.그리고 장관 상피세포에 벽돌처럼 쌓여 대량의 독소를 생산한다.그리고 그것으로 인해 충분히 익히지 않는 육류,샐러드 등 날것으로 먹는 채소,소독되지 않은 우유 등을 섭취하여서 사람들한테 전파가 된다.

4.응용 사례
=최근 어린이집,유치원 등에서 집단 식중독이 발생하면서 여름철
위생관리에 각별한 주의가 요구되고 있다.그리고 미국에서는 덜 익은 패티로 인하여 사람들이 집단적으로 식중독에 걸리게 되었다.이것처럼 식중독이  해로운 물질을 섭취해 소화기로 독성물질이 흡수되거나 소화기간에 감염성질환이 발생하고 발열부터 설사 및 복통 등의 증상이 나타나는 질환이다.그래서 소위 뭘 잘못 먹었느냐에 따라 식중독의 종류가 다양하게 분류가 되는데 대부분은 세균의 독소에 연관돼 발생한다.그래서 그것으로 인해 실제로 질병관리 본부가 2016년부터 2018년까지 설사증상을 보인 식중독환자들의 분변검체를 검사한 결과를 보면 총 2만9717건의 있었다.

5.고찰 및 의견
=나는 일단 주제를 찾던 중에  장출혈성대장균을 보고 그냥 하나의 세균이라고 생각하였지만 자세히 확인해보니 이 세균은 우리한테  안 좋은 영향을 주는 생물이라는 것을 알게되었다.그래서 나는 이 장출혈성대장균이라는 세균이 우리한테 무슨 피해를 주는지 궁금하고 그것의 해결방법을 알아보고 싶어서 선택하였고 내 장래희망인 간호사랑 연관이 있는 것이라고 생각해서 선택한 것이다.그래서 자료를 찾아보니 이 세균은 사람들한테 식중독을 일으키는 세균이라는 것을 알게되었는데 그것이 얼마나 심한지에 대해서도 알게되었다.그리고 그것을 해결할려고 예방방법에 대해서 찾아보니 덜 익은 음식을 먹으면 안되는 것이었다.그래서 나는 그것을 보고 실제로 병원에 그런 사례로 인해 간 사람들에 대해서 확인을 하였는데 그것은 사람들을 미치게 하는 경향이 있다는 것을 알게되었다.따라서 내 장래희망인 것이 간호사인데 실제로 이런 사례로 들어온 사건을 보고 나도 만약 나중에 간호사가 되었을때 이런 사건이 있을 것이라고 생각하였다.그래서 이 장출혈성대장균의 치료법 및 예방방법에 대해 잘 조사해서 알아보고 그것으로 간호사가 되었을때 식중독으로 힘든 사람들을 치료해 주고 도와주고 싶다고 생각하게 되었다.

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1. 주제: 생태계 평형

2. 주제 선정 이유: 내가 제일 좋아하며 관심이 가는 단원이기도 하고
목표가 해양 대학교인데 그곳에서 볼 만한 게 무엇이 있을까 고민하다가 제일 관련 되어 보이는 것을 선택했다. 또한 인간이 간섭하지 않은 자연은 알아서 본래의 형태를 돌아가는 것이 흥미롭기도 해서 이 주제를 선택했다.

3. 과학적 원리: 먹이 사슬에 의한 평형 유지 생태계의 어느 한 영양 단계의 개체 수가 일시적으로 증가하거나 감소하더라도 시간이 지나면 먹이 사슬에 의해 다시 평형을 유지하게 된다.
1차 소비자 개체 수가 일시적으로 증가 ➡ 생산자 개체 수 감소 ➡ 2차 소비자의 개체 수 증가 ➡ 1차 소비자 개체 수 감소 ➡ 생산자 개체 수 증가 ➡ 2차 소비자 개체 수 감소 ➡ 생태계 회복의 순서로 일어난다.

4. 응용 사례: 2016년 8월, 노르웨이 중부 하르당에르바 국립 공원
기후 변화로 이동 중인 순록 323마리가 벼락으로 떼 죽음을 당했다. 고원의 언덕은 순록으로 뒤덮였다. 그럼에도 불구하고 노르웨이 국립 공원은 그대로 방치했다. 순록의 사체는 육식 동물에게 먹이를 제공해주었고 육식성 조류도 증가해서 설치류가 엄청 증가하지도 않았고 순록이 죽고 남긴 시체는 영양소가 가득한 씨앗을 남기기도 했는데 그걸 육식 동물이 섭취하면서 식물의 씨앗을 이동 시켜서 식물의 개체 수도 증가 하였다. https://www.youtube.com/watch?v=YO1E4aUkFD0

5. 고찰 및 의견: 일단 인간이 간섭하지 않으면 자연은 알아서 회복을  할 터인데 인간은 계속 자연을 훼손하고 간섭해서 자연의 회복을 더디게 한다는 생각이 들었고 만약 지구 입장이라면 인간이 암같은 존재일 것 이지만 인간도 사는데 더 잘 살고 싶으니까 계속 발전 시키는데 이제는 발전보다는 자연을 보전하면서 살아가는 방식으로 좀 바꿔서 발전하면 좋겠다는 생각도 들었다. 또한 앞선 예시에서 사람들은 순록 시체를 청소해야 한다고 했는데 오히려 방치하니 생태계가 더 좋게 발전하는 것을 보고 이제는 생태계 관련한 교육도 필요하다고 생각해본다.

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게놈지도
이 주제를 선정한 이유: 요즘들어 게놈이란 주제를 뉴스나 영어 지문등 매개체에서 많이 접해서 요즘에 핫한 이슈인가? 란 생각을했다. 그래서 게놈이 뭔지, 이 게놈이란것이 간호사랑 관련이있는지, 질병이나 약, 미래 의학등과는어떤 관련이 있는지 알아보고싶어서 이 주제를 선정했다.
과학적 원리  : 게놈(Genome)은 유전자(gene)와 염색체(chromosome)의 두 단어를 합성해 만든 말로서 생물이 담고 있는 유전자의 전체 염기 서열을 말하며, DNA로 암호화 되어 있는 유전자의 총량을 뜻한다. 과학자들은 이러한 게놈을 분석하기 시작했는데 특정 생물의 게놈 배열 상태를 나타낸 것이 바로 게놈 지도이다. 우리들이 일상생활에서 지도를 보고 장소를 찾아 가듯이, 염색체의 어느 위치에 어떤 유전자가 있는지 나타낸 것이다. 유전자의 염기 서열을 나타낸 것이기 때문에 유전자 지도라고도 한다. 유전자 지도를 구성할 때는 게놈이 가진 염기 서열의 길이가 워낙 길기 때문에 DNA를 자른 후 구간마다 각각의 서열을 확인한다. 이후 확인된 서열을 다시 하나로 합쳐서 전체 유전자 지도를 완성한다. 가장 먼저 유전자 지도가 만들어진 생물은  '효모'이고, 현재는 인간과 호랑이등 수많은 생물들의 유전자 지도도 완성되었다.
인간의 게놈지도
인간의 유전정보는 23쌍의 염색체를 구성하는 DNA에 담겨 있다. DNA는 아데닌ㆍ구아닌ㆍ시토신ㆍ티민 등 4개의 염기조합으로 이뤄져 있으며, 이 DNA에 담겨 있는 각각의 유전정보가 염색체 상에서 차지하는 위치 지도를 작성한 것이 인간의 유전자지도(게놈지도)이다.
인간의 게놈지도는 미국 영국 등 6개국 국제컨소시엄인 인간게놈프로젝트(HGP : human genome map)와 미국 생명공학 벤처기업인 셀레라 게노믹스에 의해 밝혀졌다. 연구결과는 인간의 23쌍 염색체에 존재하는 약 30여 억 개의 염기쌍의 배열구조를 밝힌 것이다. 2003년 4월 인간게놈프로젝트(HGP)는 인간 게놈지도를 99.99%의 정확도로 완성했다고 발표하였다. 이에 의하면 인간 게놈의 염기숫자는 약 30억 7천만 개, 유전자수는 2만 4000∼4만 개로, 이는 종전까지 추정했던 10만 개에 훨씬 못 미칠 뿐만 아니라 초파리의 2배에 지나지 않는 것으로 밝혀져 고등동물일수록 유전자수가 압도적으로 많을 것이라는 오랜 생물학적 믿음이 깨졌다. 또 개개인의 DNA의 차이는 전체의 2％에 지나지 않으며, 인종의 차이는 유전자적 근거가 없다는 사실도 확인되었다. 치명적인 질병을 유발하는 유전자들이 집중한 염색체들을 발견하였으며, 대부분의 유전변이가 남성에게서 일어난다는 사실도 밝혀졌다.
지금까지 밝혀진 질병 유발 유전자수는 전체의 1％도 안 되는 286개에 불과하다. 한편 이러한 긍정적인 측면과 함께 개인의 유전자 정보가 공개됨으로써 열등한 유전자를 가진 사람이 차별받게 될 것이라는 우려도 크다.
국내에서는 한국인의 게놈 분석에 연구를 집중하고 있다. 인간유전체기능연구사업단에서는 한국인에게 많이 발생하는 간암이나 위암의 원인 유전자를 밝히는 연구를 진행중이며, 위암의 원인균인 헬리코박터의 게놈 초안을 발표하였다
응용 사례: 2012년 9월에는 미국, 영국, 스페인, 싱가포르, 일본 등 32개 연구소의 442명의 과학자가 2003년부터 진행한 ‘DNA백과사전’을 완성하여 가장 정밀한 인간 게놈지도가 완성되었다. 이 게놈지도를 통해서 심장병, 당뇨병 등의 치료에 사용될 예정이다.
게놈지도를 통해서 암, 치매, 당뇨병, 후천성면역결핍증(에이즈) 등과 같은 난치병이나 불치병을 치료했다. 그리고 이 지도를 바탕으로 질병에 결정적인 영향을 미치는 유전자를 밝혀내고 그 유전자를 교체하거나 기능을 할 수 없도록 예방할수있고, 개인의 유전자 특성에 따라 약물이나 치료법을 달리 하는 맞춤식 치료도 개발되어서 우리에게 굉장히 유용하게 쓰일수있다.
고찰 및 의견:  게놈이 뭔지 이것이 어떻게 사용이 되고있는지 등에대해 조사를 했다. 나는 게놈이 더욱더 발전하고 대중화 되어서 불치병등 현재 의학으로 고칠수없는 병들로 고통을 받고있는 환자들이 하루빨리 고통에서 벗어났으면 좋겠다. 그리고 게놈이 질병과 관련된 유전자 기능이 분석이 가능해져서 신약개발, 미래  의학등 활용가치가 매우 커서 게놈을통해 어떤 약이 생겨나고,미래의 의학이 얼마나 발전할지 기대가 된다.  간호사 공부를 할때 게놈에대해서 지금보다 더 깊게 배울텐데, 그때 지금 조사했던 내용을 떠올리면서 공부를 하면 더 수월하게 할수있을것 같아서 더 잘 할 수있을것 같다.

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1. 주제 : 백신의 원리와 종류
2. 주제 선정 이유 : 코로나로 인해 치료제를 개발하면서 백신을 개발했다는 뉴스를 접했을 때 왜 이미 병이 생겼는데 백신을 만들지? 라는 생각을하게되었고 병원에 독감백신을 맞으러 갈 때마다 내가 이걸 왜맞고 있는지 궁금했다. 또한 간호사나 약, 바이오를 연구하는 사람이 되고 싶은데 간호사가 된다면 한번쯤은 환자한테 백신을 놓을 일이 있을 것이고 연구하는 사람이 된다면 당연히 알아야 하는 지식이기 때문에 더 자세히 조사해보고 싶었다.
3. 과학적 원리
백신은 인간을 비롯한 동물에 특정 질병 혹은 병원체에 대한 후천성 면역을 부여하는 의약품이다. 백신은 주로 질병을 일으키는 미생물 병원체의 항원인식부위와 유사한 구조를 가지지만, 병원체와는 달리 병원성이 없다. 백신을 접종 받으면우리 몸의 면역 체계가 활성화되고, 이를 통해 미래에 침범하게 될 병원체에 대해 우리 몸이 빠르게 대처할 수 있게 된다. 우리 몸의 면역 반응은 크게 선천성 면역과 후천성 면역으로 구분된다. 후천성 면역의 기억은 이전에 인체에 침범했던 병원체의 정보를 기억하여, 미래에 같은 병원체에 감염되면 이에 대해 더 빠르고 강한 면역반응을 유도할 수 있게 해준다. 이러한 기억 작용은 기억 T 림프구와 기억B림프구에 의해서 일어나며, 백신은 이런 기억 작용을 이용해서 질병을 예방할수 있다. 백신 접종을 통해 병원성은 없지만, 특정 병원체에 대한 항원을 인체에 주입하면 우리 몸에서는 가벼운 증상, 혹은 질병에 대한 증상 없이도 병원체에 대한 기억 림프구들을 생성할 수 있게 된다. 백신의 기본 원리는 질병을 일으키는병원체를 배양하여, 죽이거나 약독화하여 병원성을 최대한 낮춘 상태에서 비병원성 항원을 주입하는 것이 기초적인 원리이다.
백신의 종류
[사백신] 사백신은 배양한 병원체를 죽이되, 항원의 특성을 그대로 유지하여 만든 백신이다. ex) 소아마비, 콜레라, 인플루엔자 백신
[약독화/생백신] 병원체를 죽이지는 않지만, 약독화 된 상태로 주입하는 백신 ex) 홍역, 장티푸스 백신
[톡소이드] 병원체 자체가 아니라 질병을 일으키는 원인 물질인 독소를 비활성화시켜 만든 백신 ex) 파상풍, 디프테리아 백신
[이종 백신] 목표 병원체와 유사하지만 병원성이 낮은 병원체를 이용한 백신  ex) 천연두 백신
[아단위 백신] 병원체 중 항원으로 인식되는 항원결정부위에 해당하는 부분만을 따로 추출해서 만든 백신 ex) 1세대 B형 간염 백신
[재조합 백신] 병원체의 유전자 정보를 이용하여 병원체의 항원결정 부위만을 따로 생산하여 이를 주입하는 백신 ex) 2세대 B형 간염 백신
[치료용 백신] 환자의 현재 면역계를 활성화하여 현재 가지고 있는 질병을 치료하고 더 나아가 그 질병에 대해 면역력을 갖추게 해 주는 백신
[핵산 백신] 특정 항원 혹은 항원 결정 부위를 암호화하는 핵산을 주입하는 백신 ex) mRNA 백신, DNA 백신, 바이러스 백신
4. 응용 사례
최근에도 계속해서 유행하고 있는 코로나에 대한 백신이 있다. 코로나 바이러스 백신을 주사하면 항체 뿐 아니라 코로나 바이러스에 대한 T세포가 활성화되는데, 이것이 기억세포로 몸 안에 남아있게 된다. 만일 코로나 바이러스 표면의 스파이크 단백질의 특정 부분에 변이가 일어나면 중화항체가 더 이상 결합할 수 없으므로 방어 작용 효과를 잃게 된다. 그러나 T세포의 경우 스파이크 단백질 뿐 아니라 바이러스의 효소와 같은 다른 단백질에 반응하여 감염된 세포를 제거한다. 따라서 코로나19 바이러스의 변이로 중화항체가 무용지물이 된 상황에서도 T 세포는 여전이 바이러스를 없앨 수 있기 때문에 백신의 효능이 있게 된다. 아스트라제네카와 얀센은 바이러스벡터 백신, 시노팜 시노백은 불활화 백신, 이노비오는 DNA백신, 모더나와 화이자는 RNA백신, 노바백신은 재조합 백신으로 똑같은 바이러스에 대해서 백신의 종류는 다양하다.
5. 고찰 및 의견
백신 하나로 바이러스에 감염되는 것을 막을 수 있다는 사실이 흥미로웠고, 백신을 만드는 방법이 이렇게 많을 줄은 몰랐는데 똑같은 바이러스를 막는 백신이더라도 백신을 만드는 방법이나 작용하는 원리가 다르다는 것을 알게되었다. 나중에는 바이러스를 예방할 확률이 높은 백신들이 많이 만들어져서 지금처럼 많은 사람들이 희생되는 고통은 없었으면 좋겠다.

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1. 주제: 자가진단 키트
2. 주제선정이유: 내가 이 주제를 선정하게 된 이유는 내가 자가진단 키트를 통해서 코로나 19 확진 판정을 받았었어서 자가진단 키트는 어떤 과학적 원리로 확진 판정을 내는지 궁금했고 또, 자가진단 키트를 광고하고 홍보하는 것이 나의 희망 진로인 마케터와도 연관이 있다고 생각해 이 주제를 선정하게 되었다.
3. 과학적 원리: 자가진단 키트는 면역크로마토그래피법을 이용한다. 면역크로마토그래피법은 면역 반응 원리와 크로마토그래피 원리를 결합한 것을 말한다. 자가 진단 키트에 검체를 희석한 액체를 떨어뜨리면, 모세관 현상에 의해서 반대편으로 흘러가게 되는데, 검체에 존재하는 항원은 먼저 라벨이 부착된 항체와 결합하게 된다.
라벨이 부착된 항원-항체 복합체가 계속 흘러가다 보면 테스트 라인(T)에 고정된 항체와 다시 결합하게 되는데, 항원의 양쪽으로 항체가 결합되어 샌드위치 반응이라고 한다.
라벨이 부착된 항원-항체 복합체의 잔여분은 컨트롤 라인(C)에 고정된 2차 항체와 결합하게 되고, 이 컨트롤 라인은 정상적인 테스트 판정을 위해서 사용된다.
테스트 라인과 컨트롤 라인에 고정된 항원-항체 복합체의 라벨에 의해서 나타나는 선을 눈으로 확인하여 진단하고, 테스트(T) 라인과 컨트롤(C) 라인에 모두 선이 나타나야 양성이라고 진단한다.
4. 응용사례: 같은 진단키트의 종류인 임신 진단 키트에서도 면역크로마토그래피 원리를 사용해 임신을 진단하고 또, 생체 내에 존재하는 다양한 효소의 활성을 측정하는 데에도 활용된다고 한다.
5. 고찰 및 의견: 나는 자가진단 키트를 통해서 코로나 19 확진 판정을 받아 본 사람으로서 자가진단 키트가 어떤 원리로 양성이라는 것을 판정하는지 궁금해져서 이번 수행평가 주제로 자가진단 키트를 선정하고 자가진단 키트에 대해서 조사해 보았다. 이번 조사를 통해 자가진단 키트가 어떤 원리로 만들어 진 건지 어떤 원리로 양성반응을 만들어 내는지에 대해 확실하게 알게 되어서 궁금증이 해결된 것 같아 기뻤다.

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주제 : 알레르기
주제선정 이유 : 의류학과에 희망해서 환절기인 요즘 계절이 바뀌면서 겨울옷을 꺼내는데 겨울옷을 꺼내면서 알레르기 반응을 일으키는 사람이 있다는 글을 읽고 알레르기에 관해 조사하고 싶어졌다. 겨울옷 외에도 새옷 알레르기도 있다고함
과학적 원리
알레르기란  외부 물질과 체내의 항체 및 면역세포 사이에 일어나는 과민반응에 인해 나타나는 증상이다. 즉 면역체계가 정상적이고 무해한 물질에 부적절하게 반응하는 반응이다. 알레르기는 항원-항체 반응이며 2차 면역 반응이다. 이전에 침입한 외부 물질인 알레르기 항원에 대응하여 만들어진 항체(형질세포가 생성함)가 다시 침입한 항원과 항원항체 반응을 함으로써 비만세포에서 다량의 히스타민이 분비되어 나타난다. 히스타민이 분비되면 피부가 붉어지거나 가려움증, 재채기, 발진이 나타나며 심한경우 생명에 지장이 갈 수도 있다. 따라서 알레르기 증상이 나타났을 때 항히스타민제를 사용하면 알레르기 증상을 완화시킬 수 있다.  이러한 알레르기를 치료하는 방법에는 3대원칙이 존재한다. 첫째, 알레르기 항원의 회피요법, 둘째, 증상완화를 위한 약물치료, 셋째, 면역치료이다. 회피 요법에는 알레르기 유발 항원이 존재하지 않도록 하는 방법이다. 약물요법에는 항히스타민제를 투여하는 방법이 있다. 알레르기의 원인인 히스타민을 억제시켜주는 것에 효과가 있다. 또 스테로이드와 함께 사용해 스테로이드가 가지고 있는 항염증 작용을 이용하여 알레르기 현상을 효과적으로 중단시킬 수 있다. 면역치료는 일명 알레르기주사를 말하는데 알레르기 증상을 감소시킬 수 있는 유일한 치료방법이다. 이것은 환자가 지니고 있는 알레르기 항원을 찾아내어 이것을 주사로 만들어 처음에는 낮은 농도로 시작하여 갈수록 그 농도를 높여 우리 몸에 알레르기를 막아내는 면역력을 키워내는 것을 목적으로 두며 도움을 준다. 이 치료방법으로 약물 치료의 빈도 또한 줄일 수 있다는 장점이 존재한다.

응용사례
알레르기는 사람마다 다양하고 다른 알레르기를 가지고 있다. 이런 알레르기 반응은 사람의 생명까지 위협 할 수 있어 다양한 방법으로 그 예방을 하고자 한다 식품알레르기의 경우 예방을 위해 알레르기성 물질을 표시해야하는데, 최근 우리나라 수출 식품이 알레르기 표기를 하지않아 다시 리콜되고있다고 한다.

2. 비염환자또한 우리가 쉽게 접할 수 있는 알레르기환자이다. 비염환자들이 알레르기 증상을 예방하기 위해 비염환자들이 약물치료하는것을 볼 수있다

고찰 및 의견
새옷알레르기의 경우 새옷을 입으면 두드러기 반응이나 가려움증이 나타나는 것을 말하는데 이는 옷을 제작하는 과정에서 화학물질이 사용되어 그 화학물질에 대해 몸이 알레르기 반응을 일으킨것으로 볼 수 있다. 이러한 경우  옷을 세탁해야한다. 나는 옷을 만드는 과정에서 알레르기 유발을 할 수있다고 생각하니 사람의 신체적 특성과 알레르기 반응을 고려할 수 있게 주의가 필요하다고 생각하게 되었다.

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1. 주제:
2. 주제선정이유
주제를 선정하게 된 구체적인 이유, 자신의 진로와 연관짓는 것을 권장
3. 과학적 원리
그림, 그래프를 활용하고 개념을 쉽게 풀어 설명
4. 응용사례
주제와 과학적 개념이 활용된 사례를 소개
5. 고찰 및 의견
주제 및 과학적 원리에 대한 개인적인 생각, 자신이 생각하는 앞으로의 전망, 느낀 점 등을 자유롭게 제시