생물학, 통계학, 데이터 과학

오랜만에 블로그에 들어왔습니다. 업데이트하고 싶은 내용이 정말 많지만, 해야지~ 해야지~ 하면서 미루다가 이지경까지 되었네요. 

내일 시험보는데, 원래 이런 날 일기쓰고 그런거 아니겠어요? 

잠시 근황을 업데이트하자면~ 

어느덧 전 대학원생이 되었고요. 조교일도 하게 되었습니다. 수업 4과목 듣고, 조교하고 집안일 하니까 내가 무슨 생각으로 대학원에 간다고 했을까 후회합니다. 대학원이 1년 코스인데, 졸업이수과목이 9과목입니다. 근데 한 학기에 3개까지 들으라고 합니다. 그럼 1년안에 졸업 못 합니다. 썸머때 열리는 수업이 별로 없거든요. 장난합니까? 1년이라며!!! 빨리 졸업하고 싶은 마음에 무리해서 4과목을 신청했고.... 전 혼잣말로 욕을 하는 능력이 생기게 되었습니다. 

한국처럼 도비생활은 아니지만 일주일에 10시간 이내 일을 해야합니다. 전 통계수업 두과목 조교를 맡았고요, 주로 마킹이나 시험감독 일을 합니다. 그리고 lab에도 가서 학생들 도와주는 일도 합니다. 과제 마킹해야하는데 저도 과제 있습니다. 저도 시험 있는데 시험감독도 해야합니다. 하아.. 도대체 전 언제 공부하면 될까요ㅠㅠ 

사실 펀딩도 받고, 조교일도 해서 돈 받고 학교다니는지라, 그래! 학부때 돈 내고 스트레스 받는것보다 돈 받고 스트레스 받는게 더 나은가? 하며 마음을 다스릴 줄 알았죠? 그래도 잘 안됩니다. 하지만 감사하긴 합니다. 적어도 커피정도는 이제 맘 편하게 사마실 수 있거든요. 커피마시면서 생각합니다. 빨리 졸업하고 싶다. 내년엔 여기서 커피 마실 일 없었으면...하고요.

암튼!! 

음... 마킹에 대해 적어보려고 합니다. 제가 학부생때 알았으면 좋았을텐데...란 생각이 들었거든요. 

대학생 여러분. 당신이 제출한 과제는, 저 같이 아무것도 모르는 도비 나부랭이가 채점합니다. 마킹 스킴이 있어서 그러니까 채점표가 있어서 거기에 맞춰서 채점합니다. 그러니까 주절주절주절 길게 써도 채점표에 있는게 없으면 점수를 줄 수 없어요. 하나 얻어 걸려라!!하며 주절주절 거리는거... 글쎼요~ 에세이 과제가 아니라 수학, 통계쪽이라면 추천하지 않습니다. 도비의 화를 더 돋구게 할 뿐입니다. 

과제는... 저 한국에서 학교 다녔을때 진짜 정성스럽게 해서 과제 했거든요. 근데 여기 학생들 스테이플로 찍지도 않고, 연습장에서 끄적거리는거 그대로 제출하는 애들도 있고, 상상을 초월합니다. 하지만 1학년 수업이니 교수님께서 제발 점수 잘 주라는 당부에 뭐라도 쓰면 주려고 하지만, 정말 필요한 단어, 숫자 이게 제일 중요하다라는거~ 그지같이 연습장 뿍~~ 찢어도 중요한 숫자 다 들어가있으면 만점!! 정말 컬러프린트에 (왜죠?!!) 겉표지 만들고, 프린트한것처럼 한글자 소중히 꾹꾹 눌러써도 중요한 단어, 숫자 없으면 무조건 나가리입니다.  

아!! 채점하면서~  10명, 20명, 30명...이렇게 지나서 80명 이렇게 넘어가면 전 정신을 잃고 맙니다. 정말 토할것 같아요. 다른 조교들은 며칠에 걸쳐 할지 모르겠지만, 저 왜그럴까요. 제 성격이 문제인듯. 그러다보면 점수 합산할때 실수도 생깁니다ㅠㅠ 최대한 안 그럴려고 여러번 확인하는데 생길수도 있어요. 그래서 과제 받으면 점수 합산이 잘 되어있는지~ 그것도 잘 확인해보세요!! 

저 내일 시험인데 왜 이러고 있는걸까요? 이 수업 정말 시험 잘 봐야하는데 눈에 안들어오고 뭔 소리인지도 모르겠고, 제 머리는 왜 쓸데없이 큰걸까요? 이 내용을 담을 능력도 없으면서. 으아아아아 다들 화이팅입니다. 

한동안 글이 뜸했는데요. 블로그 방치하고 신나게 놀았습니다.

하지만 앞으로 다시 공부글을 올릴 예정입니다. 

올 여름에는 학교를 졸업하고, 대학원에 진학했거든요. 

전 통계전공이라 통계부분만 앞으로 올릴 예정이고요, 제 영문블로그에 더 집중할 생각입니다. 

졸업하면 직장을 구해야할테니 취업준비하면서 겪는것도 블로그에 정리할 생각이예요. 

제 경험이 누군가에게 도움이 되길 바라면서~ 

박테리아나 바이러스와 같은 외부 병원균이 우리몸에 침입하면 방어작용으로 선천면역(innate immunity)이 작동하고 그 후에 후천면역(adaptive immunity)반응이 일어나게 됩니다. 면역반응에서 가장 중요하다고 볼 수 있는, 우리 몸에서 어떤 물질을 외부물질(non-self)로 보는지에 대해 정리해보겠습니다. 외부물질을 인식하는거니까 당연히 선천성면역에 해당됩니다. 

PAMPs (Pathogen-associated molecular patterns) : Non-self

그러니까 외부 병원균이 가지고 있는 물질이라고 생각하면 간단합니다. 아래 그림에서 핑크색 동그란 모양이고요. 이게 우리몸에 들어오면, 우리 몸에서 외부물질이 들어왔다고 인식을 해야겠죠. 그 역할을 하는 것이 바로 PRR(Pattern Recognition Receptor, 패턴인식수용체)입니다. PRR이 PAMP을 인식하게되면 적이 침입했다는 신호를 보내게 됩니다. 참고로 PRR은 DAMP도 인식합니다. 이 내용은 아래에 있어요~ 

질병을 일으키는 것들이 많잖아요. 박테리아나, 바이러스, 곰팡이 등등. 그래서 이 PAMPs종류도 다양합니다. PRR이 세포벽의 물질을 인식하기도 하는데요. 주로 박테리아에 해당됩니다. 박테리아는 크게 종류를 그람양성, 그람음성 나눌 수 있습니다. 그람양성/그람음성 내용은 :  http://statnmath.tistory.com/115 참고하세요.

Staphylococcus는 그람양성 박테리아입니다. 두꺼운 펩티도글리칸이 있고요. 중간중간 Lipoteichoic acid(리포테이코산)가 있습니다. 세포벽의 peptidoclican이나 lipoteichonic acid가 PAMP에 해당되어요.   

그람음성의 대표적인 박테리아, 바로 E.coli인데요. 세포벽을 보면 Lipopolysaccharide, 즉 LPS(endotoxin, 내독소)가 PAMP에 해당됩니다.

또한 편모인 Flagellin 단백질 역시 PAMP 중에 하나예요. PRR이 얘네들을 인식하죠.  

단백질만 인식하는건 아닙니다. 박테리아나 바이러스의 유전자물질도 인식하는데요. DNA의 CpG sequences (cytosine and guanine separated by a phosphate, p), 그리고 dsRNA, ssRNA 역시 PAMP에 해당됩니다. 또한 탄수화물도 PAMP에 해당됩니다. 바로 yeast의 세표벽에 발견되는 zymosan이나 다른 곰팡이류의 세포벽에 발견되는 Beta-glucan역시 PAMP이예요. 

이러한 PAMPs이 PRR에 의해 인식되면 선천성면역반응이 일어나게 되는데요. 문제는...만약 바이러스가 숙주세포를 감염시킨다면 얘네들도 인식해야하는거 아닌가요?? 손상된 세포에서, 이 세포가 이상하다!!라는 신호를 보내게되는데 이건 바로 DAMP(Danger-associated Molecular Pattern, Recognition of Endogenous Danger Signals) - Modified-self 이라고 합니다. PRR은 얘네들도 인식해요. DAMP은 concentration gradient의 방법으로 신호를 보냅니다. Concentration gradient 에 관한 내용: http://statnmath.tistory.com/65 

ATP는 세포안에 있으면 에너지원으로 활용되지만 세포가 손상되면 얘네들이 밖으로 나오게되겠죠. 그래서 세포가 손상되었으니 문제가 있다!! 위험하다!!라는 신호로 사용되어요. K+ (potassium, 칼륨)도 마찬가지입니다. 세포막이 손상되면 칼륨이 세포밖으로 나오게되는데 얘네들이 바로 DAMP고 PRR이 이를 인식하게 되죠. 세포가 이상하다!! 이렇게요~ 

2014년 12월 28일부터 2015년 2월 13일, 미국에서 홍역이 유행(outbreak)되었습니다. 이 사건은 2014년 크리스마스 시즌, 캘리포니아 디즈니랜드에서 시작이 되었는데요. 홍역에 걸린 어떤 사람이 디즈니랜드에 방문했고 그로인해 홍역이 퍼지게 되었습니다. 이 홍역을 처음 퍼트린 사람, 즉 index case는 밝혀지진 않았고요. 2015년 2월까지 110명의 홍역환자가 발생했습니다. 왜 이렇게 홍역이 퍼지게 된걸까요. MMR 예방접종도 있는데 말이지요. 

110명의 환자를 살펴보면, 49명 (45%)는 백신을 맞은적이 없는 사람들이었고요. 47명(43%)는 백신을 맞았는지 잘 모르거나, 서류상으로도 모르는 사람. 5명(5%)는 한번의 홍역 백신 맞은 사람. 7명(6%) 두번의 홍역 백신 맞은 사람. 1명(1%)은 세번의 홍역 백신 맞은 사람, 나머지 1명(1%)은 홍역 백신 맞은적이 있다라고만 서류가 확인된 사람이었습니다. 그러니까 거의 대부분의 사람이 홍역백신을 맞지 않은, 맞았는지조차 모르는 사람들이었던거죠. 물론 홍역백신 맞았다고 해서 걸리지 않는건 아닙니다. 

이렇게 백신맞은 사람이 적다보니 집단면역이 떨어져서 질병에 쉽게 노출되기 때문입니다. 

집단면역에 대한 포스팅 : http://statnmath.tistory.com/131 

그렇다면 MMR백신은 무엇일까요? 

MMR - Measles(홍역), Mumps(볼거리), and Rubella(풍진)의 약자로 아이들이 쉽게 걸릴 수 있는 질병인데요. 홍역과 볼거리는 paramyxoviruses로 인해, (Enveloped RNA 바이러스), 풍진은 togavirus로 인한 병인데 심각하면 사망에 이르기까지 합니다. 

홍역은 면역시스템을 약화시켜 심각하면 pneumonia(폐렴), encephalitis(뇌염)까지 영향을 일으키고요. 특히 4주 이하의 임산부에게는 치명적입니다. 의학발전과 백신개발로 인해 홍역으로 인한 사망은 1000명 중 한명꼴로 극히 드물게 되었습니다. 볼거리는 aseptic meningitis(무균성 수막염)과도 연관이 있고요. 심하면 청력을 잃을수도 있습니다. 풍진 (German measles라고도 해요)은 증상은 다른질병에 비해 약하다고는 하지만, 임신초기의 임산부가 바이러스에 의해 노출되면 아이의 발달에 영향을 미쳐 기형아가되는 congenital rubella syndrome(CRS, 선천성풍진증후군)에 걸리게 됩니다. 

2013년에는 홍역으로인해 전세계적으로 145,700명의 아이가 사망하게 되었어요. 이 수치는 매일 350~400명의 아이, 매 시간마다 14~16명의 아이가 죽은셈이 됩니다. 그만큼 백신이 중요한데요. 홍역백신은 1963년, 볼거리는 1967년, 그리고 풍진은 1969년 라이센스가 되고나서 질병에 걸리는 케이스가 많이 줄게 되었습니다. 이렇게 세가지 백신은 1971년 MMR1이라고 해서 하나의 백신으로 예방접종하게 되었고요. 지금은 MMR1에서 MMR2로 살짝 바뀐 백신주사가 상용화되고 있습니다. 12~15개월의 아이에게 1차로, 그리고 4~6세가 되면 2차의 MMR 예방주사를 맞게 됩니다. 

백신이 상용화되기 전에 미국에서는 매해 500,000명의 홍역환자가 발생했었습니다. 하지만 2000년 이후로는 홍역이 더이상 endemic (풍토병)이 아니라고 선언하게 됐죠. 하지만 왜! 디즈니랜드의 홍역발생사건에서보면 백신을 안맞은 사람이 현저히 높을까요? 

1998년 Wakefield는 논문을 발표하게 되는데, MMR백신이 자폐증(Autism-Spectrum Disorders)을 일으킨다는 내용이었습니다. 논문을 발표하고나서 기자간담회에서, 자기는 아이에게 MMR백신을 하지 않을거라고도 말을 하죠. 

논문 발표 이후, 백신화 반대운동이 일어날 정도로 크게 이슈가 되었습니다. 하지만 이 논문은 나중에 거짓으로 밝혀졌지만, 백신에 대한 불신으로 인해 예방접종이 크게 떨어지게 되었습니다. 

우선 이 논문의 문제점은, 샘플수가 적습니다. 즉, 12명의 regressive autism 퇴해성 자폐 환자를 대상으로 조사한거였고요. control group도 없이말이죠. 환자 부모에게 MMR백신을 맞췄었냐라고만 질문한게 다였습니다. 12명 중 8명의 환자 부모가 MMR백신 후 아이 행동이 이상해졌다라는 얘길 듣고 Wakefield 는 MMR 백신이 enterocolitis 전장염을 일으켜 이게 neurodevelpmental disorders를 일으켜 즉 자폐에 이르게 된다는 가정을 하게 됩니다.12명은 예전에 정상이었고, 백신 맞은 후 문제가 생겼다라고 했지만, 조사해보니 백신 맞기 전에도 발달이상이 있었던 아이들이었던거죠. 원래 뒷얘기가 있는데, 결론은 Wakefield는 로펌에서 돈을 받고 데이타를 조작해서 이 논문을 쓴거였고요. 이건 중요한게 아니니 이정도로만 적겠습니다. 

비위상하는 이미지가 있습니다. 주의하세요ㅠㅠ 

진핵생물 중 Helminths 기생충, 연충류에 대한 포스팅입니다. Protozoa는 단일 세포로 된 진핵생물(원생동물에 관한 포스팅:http://statnmath.tistory.com/143) 이라면 helminths는 여러 세포로 된 (multicellular)로 된 기생하면서 질병을 일으키는 벌레(worm)입니다. 

보통 세 종류의 기생충이 있어요. 

1. Nematodes (roundworms, 회충) - nema는 그리스어로 thread라는 의미인데요. 아래 그림에서 제일 위에 있는 사진입니다. 질병을 일으키지 않는 회충도 있어요. C.elegans는 model orgasism으로 사용되고 있습니다. 

2. Cestodes (Tapeworms, 촌충) - cesto는 라틴어로 belt의 의미를 가지고 있는데요. 가운데 이미지가 촌충이예요. 

3. Trematodes (Flukes 흡충, Flatworms, 편형동물) - Trema는 그리스어로 구멍이 있다란 말입니다. 

기생충은 숙주에 기생해서 복잡한 라이프 사이클을 가지며 살아가는데요. 보통 숙주에 기생하는 방법이 크게 두가지로 나뉩니다. Definitive Host(고유숙주)란 기생충이 숙주 안에서 성충기(adult stage)나 유성생식(sexual reproduction)을 하는 경우를 말합니다. 반면 Intermediate Host(중간숙주)는 기생충이 숙주 안에서 유충기(lavalstage)나 무성생식(asexual reproduction)을 하는 경우를 말해요.  

보통 기생충에 감염되는 경로는, 흙에서 피부로 들어가는 경우. 신발신지 않는 제3국에서 일어나요. 아니면 벌레를 통한 감염. 모기가 그 예이고요. 아니면 입으로 들어가는 경우도 있습니다. 

회충(ascaris)는 전 세계적으로 약 10억이 넘는 인구의 몸 속에 회충이 살고있다고 합니다. 으.... 다 자라면 아래 그림처럼 30~40cm의 길이가 되고요. 고무밴드같은 느낌으로 굉장히 질기다고 해요. 보통 몸 속에서 돌아다니다가 소화기관으로 들어가 영양분을 섭취하고요. 만약 호흡기로 들어가게되면 질식사나 호흡기 증상(pulmonary symptoms)을 유발한다고 합니다.

회충알이 들어있는 흙이 입으로 들어가는 경우, 소화기간에 들어가 부화되고요. larvae가 장을 뚫고 들어갑니다. 그리고 폐로 이동하기도 해요. 장에 들어가 성충으로 자랍니다. 성충이 숙주안에 있으니 사람이 고유숙주(definite host)가 되겠네요. 그리고 알이 대변으로 나오는데, 보통 흙에다 대변을 파뭍으면 그 흙이 또 회충알로 오염되고... 이렇게 악순환이 된다고 합니다. 

촌충(tapeworm)은 보통 날음식이나 익히지 않은 고기로 인해 감염이 되는데요. 얘네들은 자신들의 소화기관이 없어서 숙주의 장에 딱 붙어 영양분을 먹습니다. 

흡충(Fluke)는 숙주 피부에 딱 달라붙어 fluids를 빨아먹는데요. Schistosome mansoni는 전 세계적으로 8천만명정도 감염되어있고요 1년에 약 2만명의 사람이 이걸로 사망한다고 해요. 대부분 poor sanitation, 그러니까 위생관리가 많이 부족한 지역에 발생합니다. 얘네들은 intermediate host (중간숙주)가 필요한데요. 바로 달팽이입니다. 달팽이에서 자라나요. 고유숙주인 사람의 혈관에서 유성생식을 합니다.