수학자가 숙면에 진심이면 벌어지는 일 (60년 만에 생물학 난제 해결..ㄷㄷ)

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Brief Summary

This video explores the science behind our sleep patterns, focusing on why humans sleep at night, the influence of our internal biological clock (circadian rhythm), and how external factors like light and temperature affect it. It also discusses practical tips for overcoming jet lag and improving sleep quality, and highlights the groundbreaking research that earned scientists the Nobel Prize for uncovering the molecular mechanisms of the circadian rhythm.

  • Humans sleep at night due to the influence of melatonin, a hormone released in the evening.
  • Our internal biological clock dictates our sleep patterns and is essential for survival.
  • The video provides tips for overcoming jet lag, including exposure to light and adjusting meal times.
  • Groundbreaking research on the molecular mechanisms of the circadian rhythm earned scientists the Nobel Prize.

오프닝

The speaker introduces himself as Kim Jae-kyung, a professor of mathematical science at KAIST, who uses mathematics to study medical and biological problems. He leads the IBS's Biomedical Mathematics Group. He mentions research on biological clocks and how disrupting them can significantly reduce survival rates. He also touches on experiments involving fruit flies bred in darkness for 30 years, which still maintain their biological clocks, and how mathematics can be used to predict sleep patterns.

인간은 왜 밤에 잠을 잘까?

Humans and most mammals sleep at night due to the accumulation of adenosine, a hormone that promotes sleepiness, during waking hours. While adenosine builds up the longer we stay awake, the timing of our sleep is primarily regulated by melatonin. Melatonin, a hormone that induces sleepiness, is released from around 10 PM to 6-7 AM. Even with high levels of adenosine, sleep is difficult outside this window. Experiments show that restricting sleep until later hours doesn't necessarily lead to longer sleep, as the absence of melatonin hinders the ability to fall asleep.

강제로 아침형 인간이 될 수 없는 이유

The video explains why it's difficult to force oneself to become a morning person. The timing of melatonin release differs between morning and evening types. Morning types release melatonin a couple of hours earlier, while evening types release it later. This difference is due to variations in the length of their circadian rhythm, which is slightly shorter in morning types and longer in evening types. Determining one's natural circadian rhythm involves living in a dark cave to observe the natural sleep-wake cycle, but researchers are developing methods using smartwatches to estimate circadian rhythm from sleep data.

모든 인간이 야행성이 되는 시기

Humans experience a period of increased nocturnal behavior during adolescence. Teenagers tend to sleep later and wake up later due to a shift in their biological clock, which can be delayed by two to four hours. This makes a 7 AM wake-up time feel like 4 or 5 AM for them. Some high schools in the US have adjusted their start times to accommodate this. This delay may be related to increasing the likelihood of mating between healthy individuals during puberty by aligning their active hours. Exposure to bright light during this period can interfere with growth hormone production, potentially affecting growth and skin health.

시차 극복을 빨리하는 방법

Jet lag occurs when the body's internal clock is misaligned with the external environment. The body's clock can adjust by about one hour per day, so adapting to a 12-hour time difference can take around 12 days. To minimize jet lag, it's important to avoid sleeping during the new location's daytime, as this confuses the body's internal clock. The best strategies include exposing oneself to light according to the new time zone and eating meals at the appropriate times.

같은 시간을 자도 덜 피곤한 방법

The key to feeling less tired even with the same amount of sleep lies in aligning sleep duration with the body's needs, as determined by adenosine and melatonin levels. The ideal sleep duration varies daily based on these hormone profiles. People who adjust their sleep duration based on these hormonal cues feel more alert during work compared to those who sleep the same amount every night. Researchers are developing a "sleep 웨이" app that uses sleep data from smartphones and smartwatches to estimate adenosine and melatonin levels and recommend optimal sleep durations. This app is particularly useful for shift workers with irregular sleep patterns.

생체 리듬을 연구해 노벨상을 받은 사람들

Three American scientists, Jeffrey Hall, Michael Rosbash, and Michael Young, received the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 2017 for discovering the molecular mechanisms controlling the circadian rhythm. They identified the "period" gene, which exhibits rhythmic expression over a 24-hour cycle within cells. This discovery explained how the biological clock functions at a molecular level, with the period gene's cyclical activity serving as the clock's hands.

60년 만에 풀린 생명 수학 난제

The speaker discusses his proudest research achievement: solving a 60-year-old problem in the field of biological clocks. While biological clocks exist in various organisms, including plants and insects, these organisms are poikilothermic, meaning their body temperature changes with the environment. Despite temperature fluctuations affecting chemical reaction rates, biological clocks maintain a consistent 24-hour cycle. The mechanism behind this temperature compensation remained unknown until the speaker's research combined mathematics and experimentation to reveal that the period protein has two phosphorylation sites. When the temperature increases, the protein slows down the degradation speed. This discovery, made possible through mathematical modeling and computer simulations, provided a breakthrough in understanding how biological clocks maintain their rhythm despite environmental changes.

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Transcript

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0:00 밤을 꼬딱 세고 나서 아침에 눈을 붙이면 생각보다 길게 못 자는 연구자들이 굉장히 궁금해 했었고 뇌 속에 시계가 있다는 걸 생체 시계를 망가뜨리면 생존 확률이 급격하게 떨어집니다 일본에서 한 그룹이 초파리를 30년 동안 깜깜한 공간에서 계속 번식을 시켰어요 30년은 이제 작동을 아직도 하고 있습니다 역으로 수학을 이용하면 예측할 수 있거든요 평균은 똑같이 7곱 시간인데 이분이 근무 중에 훨씬 잘 깨어 계세요 안녕하십니까 저는 카이스트 수리과 학과의 김재경이 라고 하고요 수학을 이용해서 의학과 생명 과학의 문제를 연구하고 있는 사람입니다 그래서 현재는 IBS 곳에서 의생명 수학 그룹을 이끌고 있습니다네 그렇죠 인간과 대부분의 포유류은 이제 밤에 잠을 잡니다 깨어 있는 동안은 아데노신이 호르몬이 쌓여 가지고

0:46 졸립게 만드는데요 그래서 오래 깨어 있으면 있을수록 아데노시나 호르몬이 많이 증가해 가지고 긴시간 잠을 자야만 합니다 근데 화필은 왜 밤인가 재미난 실험이 있었는데 저희가 보통 12시에 잔다고 했을 때 시까지 못 자게 만들면 아데노신 호르몬이 더 증가해서 더 오래 자거든요 그리고 3시까지만 자게 하면 또 더 오래 자고 그런데 제시까지 못자게 만들면 오히려 잘 수 있는 시간이 줄어듭니다 그게 왜 그런가 봤더니 아데노신의 호르몬으로 수면이 결정되는게 아니라 멜라토닌이란 호르몬이 있는데 졸립게 만드는이 멜라토닌이란 호르몬이 하루 종일 나오는게 아니라 밤 10시 정도부터 아침 한 6시 7시까지만 나오거든요 고기를 벗어나게 되면 아무리 아데노신 레벨이 높아도 잠을 잘 잘 수가 없습니다 그래서 한번 생각해 보시면 밤을 꼬딱 세고 나서

1:33 아침에 눈을 붙이면 생각보다 그렇게 길게 못 자는 경험을 해 보셨을 텐데요 그게 이제 멜라토닌 호르몬이 이제 나오지 않아서 그런 거고요 사람뿐만 아니라 대부분의 포일도서관 아닙니다 실제 로 연구자들이 해가 없는 깜깜한 동굴 같은데 들어가서 한두 달을 지내도 계속 일정한 이제 수면 패턴을 보입니다 밤에만 잠을 자는 거죠 근데 굉장히 신기하죠 어떻게 우리 몸이 밤 10시라 걸 알고 매일매일 멜라토닌 호르몬을 이렇게 분비를 시킬까 그리고 심지어 해가 없는 깜깜한 동그 란에 들어가도

2:19 멜라토닌은 10시에서 7시 사에 항상 그렇게 나오거든요 그래서 연구자들이 굉장히 궁금해 했었고 실제로 한 4 50년 전에 뇌 속에 시계가 있다는 걸 이제 알게 되었습니다 입니다 한국말로는 생체 시계 영어로 이제 케리안 락이라고 부르는데요요 생체 시계가 지금은 몇 시입니다 그 알려 주는 거고 그래서 딱 밤 10시입니다 알려주면 그때 내가 멜라토닌의 호르몬을 분비 시켜서 잠을 잘 수 있도록 하는 겁니다 아 그렇죠 생체리듬은 과학이고 바이오리듬은 어 사이비 과학이 그래서 바이오리듬은 아무런 과학적 근거가 없는 그냥 컨디션이 어떻고 이런 것들 예측해 주는 건데 생체 리듬은 저희 몸속에 있는 24시간 주기의 리듬입니다이 생체리 은 인간에게만 있는 건 아니고요 대부분의 종들은 다 있습니다 박테리아 식물 곤충 새 다 있어요 왜

3:07 있어야 되는가 시간을 아는 것이 생존에 유리하기 때문에 그렇습니다 생각을 해 보시면 내 몸이 어떤 시간을 알고 미리 대비를 할 수 있으면 굉장히 좋은 거잖아요 일내로 식물도 방어하는 호르몬 있잖아요 병충해로부터 그 호르몬이 하루 종일 나오는게 아니라 병충 애들이 움직이는 그 시간에만 나와요 그 시간을 알기 때문에 그리고 가장 유명한 건 해바라기 아시잖아요 해바라기가 해가 이렇게 움직이는 거에 따라서 이렇게 햇빛에 제일 많이 노출되기 위해서 이렇게 움직이는데 그 움직임이 굉장히 신기한게 깜깜한 방에 갖다 놔도 똑같이 움직여 그 이유는 해바라기도 시간을 알기 때문에 아이 시간에는 저쪽을 봐야지 그리고 조류들은 멀리 철새들이 이동할 때 생체 시계를 이용해서 방향을 잽니다 시간과 햇빛 이걸 알면은 아 지금은 어느 방향으로 가고 있구나 이런 걸 알 수 있습니까

3:54 그래서 시간을 안다는 건 정말 엄청난 정보인 거죠 생존에 그래서 생체 시계를 많 망가뜨리면 생존 확률이 급격하게 떨어집니다 저희 내속에 있는 생체 식에는 본투비 있는 거고요 태어날 때부터 작동하기 시작해서 죽을 때까지 계속 가고요 몇 년 전에 센세이션한 연구가 하나 있었는데 초파리를 깜깜한 공간 안에 놔두면 그 공간은 시간이 안 흘러가는 공간이니까 그럼 이게 퇴화하지 않을까 그래서 일본에서 한 그룹이 그 초파리를 거의 한 30년 동안 계속 깜깜한 공간에서 계속 번식을 시켰어요 30년을 이제 꺼내서 과연 생체시계가 작동을 안 할까 봤는데 작동을 아직도 하고 있습니다 사람도 그러면 아침형 인간과 저녁형인간 있는데 생체 리듬이 다른 것인가네 다릅니다 어떤 거냐면 아까 제가 멜라토닌이 보통 10시에서 아침

4:40 7시 사이에 나온다고 했잖아요 근데 아침형 인가는 이게 좀 한두 시간 앞에 나와요 그리고 저녁 시간은 요게 뒤에 나옵니다 그 이유는 생체 시계가 그 주기가 대충 24시간이라는 아침형 인간은 조금 짧아요 2.5시간 7시간 그리고 저녁 행 인간은 좀 길어요 24.2 3시간 그러면 내 생체시계에 주기는 얼마인지 궁금하잖아요 그걸 할 수 있는 현재 방법은 깜깜한 동굴에 들어갑니다 그러면 23.7 이간을 가지신 분은 신기하게도 매일매일 아침 0.3시력 일어나요 그걸 알면 내가 본투비 아침형 인간이구나 저녁형 인간이구나 그 알 수 있는데 그러기엔 너무 어렵죠 그래서 지금 저희 연구실에서 지금 하고 있는 연구 중에 하나가 요즘 이제 스마트 워치 많이

5:25 차잖아요이 스마트워치에서 이제 수면 데이터를 수학으로 분석을 하면이 사람의 생채식의 주기를 역으로 추정해 낼 수 있거든요 그래서 그걸 추정해 내서 당신은 원래는 아침형 인간인데 안타깝게도 삶이 그렇게 해서 전역 형으로 지내고 있군요 이런 얘기를 해드릴 수 있을 것 같아서 지금 삼성 병원이랑 열심히 연구 중이고 아마 내년 정도면 누구나 다 해보실 수 있을 것 같아요 대부분의 현대인들은 인위적으로 전역 형 인간이 되어 버린 것이고 제작년에 굉장히 재미난 연구가 있었는데 콜로라도 대학에서 학부생들은 데리고 오면 다 자기 전역 형이라 그래서 저녁형 인간이라고 주장하는 친구들 20명을 데리고 콜로라도 산에 깜깜한 곳에 캠핑을 갔어요 3 4일 지났더니 모두 다 아침형으로 바뀌 생체리듬을 가장 많이 어긋나게 살고 있는 직종이 뭐냐면 사실 교대 근무

6:13 시죠 교대 근무를 하면 여러분들이 알고 계시는 대부분의 질병들의 확률이 다 높아집니다 그 이유는 우리 몸에 시간 장치가 고장나기 시작하거든요 한번 상상 한번 해 보세요 여러분들 컴퓨터 있잖아요 오른쪽 밑에 항상 시간 있잖아요 개가 고장나면 그 컴퓨터는 거의 아무런 작동을 못하게 되거든요 마찬가지입니다 그래서 저희가 태어난 그 생체 리듬대로 자지 못하면 암이 발생할 확률 당뇨가 발생할 확률 심장병이 발생하 다 몇 배 이상 높아졌습니다 그러면 왜 야행성 동물들은 밤에 잠을 안 자고 낮에 활동하는 것인가이 질문도 과학자들이 당연히 매우 궁금 했었고요 사실 몇십년 전까지만 해도 믿어왔던 가설은 생채식의 리듬이 아 야행성 동물들은 반대가 아닐까 그럼 굉장히 자연스럽지아요 그런데 최근 연구에 따르면 똑같아요 아까 멜라토닌 호르몬이 사람은 밤 10시에서 아침

7:00 7시에 나온다 그랬잖아요 근데 야행성 동물도 그 시간에 똑같이 나와요 그럼 얘들은 왜 그때 잠 안 자고 낮에 자지 봤더니 똑같은 멜라토닌 호르몬을 사람한테 주면 사람은 졸린대 야행성 동물은 그때 멜라토닌을 주면 더 잘 깨워요 똑같은 호르몬도 몸에서 해석이 반대로 되는 겁니다 사람은 멜라토닌 호르몬이 나왔을 때 졸리기 때문에 밤에 잠을 자는 거고 야행성 동물인지는 밤에 멜라토닌 호르몬을 주면 오히려 더 각성 상태가 올라가 가지고 잠을 낮에 자게 되는 겁니다 우리 인간도 인간의 생애를 보면 야행성 동물가 가장 유사해지는 시기가 있습니다 바로 중고등 학생인 청소년 기죠 그때가 되면 유독 늦게 잠을 자고 늦잠을 엄청 자죠 저도 엄마가 어릴 때 안 일어나 가지고 엄청 깨웠던 기억이 있는데 그런데 제가이

7:46 분야를 연구하고 나서 굉장히 재미났던게 사람만 그렇지 않아요 포유류 그은 2차 성진 기가 되면 다 늦잠을 자고 늦게 일어나요 왜 그런가 봤더니 그 생체 시계가 짧으면 두시간 길면 시간씩 뒤로 밀려요 그래서 어른한테 아침 7시가 그 친구들한테는 새벽 4시 5시 든요 그니까 너무 졸린 거예요 그래서 그것 때문에 미국에서는 많은 고등학교들이 등교 시간을 다 늦춰 줬어요 그 과학적 근거 때문에 여전히 과학자들이 궁금해한 건 뭐냐면 왜 하필리 청소년기에 뒤로 밀릴까 여러 가지 가설들이 있는데 제가 봤을 땐 가장 설명이 잘 되는 가설이 뭐냐 하면 2차성 진기가 됐을 때 어떻게 보면 수컷과 암컷이 교미를 했을 때 가장 건강한 자손을 만들 확률이 제일 높은 거잖아요 딱 2차 성진기 돌입한 수컷과 암컷의 시간을 4시간 뒤로

8:33 미루면서 얘들이 만날 확률을 훨씬 높여 주는 거죠 건강한 자손들이 번식 될 수 있도록 그렇게 진화한게 아닐까 합리적인 가설인 거 같습니다 그런데 이제 문제는 뭐냐 하면 뒤로 밀리는 것까지는 상관이 없는데 이때 강한 빛을 보면 생채 시계가 성장 오르면 밤에만 나오거든요 어 이게 밤이 아니라 낮인데 헷갈려요 얘가 그럼 성장 오온이 안 나와요 그래서 매우 늦은 시간에 유튜브나 넷플릭스 이런 것들을 많이 보면 성장 호르몬이 안 나올 가능성이 높고 키가 제대로 안 클 가능성이 높습니다 제가 보다 채널 나와서 유튜브를 안 봐야 된다고 얘기하면 좀 그렇지만 낮에 보는게 제일 좋고요 그래도 나는 밤에 봐야 된다 그러면 청색광이 제일 안 좋거든요 랩탑이나 핸드폰 보면은 밤에 노랗게 만들어 주는 기능이 있어요 그 청색광 그 막아주는 그걸 쓰시면 훨씬

9:20 효과적이고요 그럼 나는 키 다 커서 이제 상관없는 어른들은 사실 피부가 좋아지는 것도 성장 호르몬 때문이거든요 미난 미녀가 되는데도 방해가 됩니다 제가 생체시계를 얘기를 하면 가장 많이 받는 질문 중에 하나가 교수님은 시차 극복을 잘하십니까라고 하는데 어렵습니다 사실 그럼 시차가 일단 뭐냐 하면 내 속에는 시계가 있다 그랬잖아요 근데 제가 미국을 가면 어 우리 몸의 시간는 분명히 한국에 잘 맞춰져 있는데 외부에서 오는 환경의 시간이랑 정반대 아아 그 충돌이 일어난단 말이죠이 충돌을 시체라고 하고이 충돌이 완화되는 그 과정을 시차 적응이라고 합니다 그래서 보통은 하루에 한시간 정도씩 시계가 움직일 수 있거든요 그래서 미국에 가면 12시간 정도 차이 나니까 한 12일 정도 되면 비로소 저희 몸에 있는 그

10:06 생체 시계가 미국 시간에 맞게 나옵니다 근데 당연히 처음에 도착하면 멜라토닌이 언제 나오냐 하면 한국 시간에 맞춰서 나온단 말이죠 그러니까 미국은 아침인데 졸린다 말이죠 많은 분들 이제 고민을 하죠 버틸 것인가 잘 것인가 사실 자면 안 좋습니다 시차를 빨리 극복하려면 내가 새로운 환경에 왔다는 그 확신을 생치 줘야 되거든요 근데 저희가 졸리다고 자버리면 어 생채기가 헷갈려요 한국에 있나 그러 그 적응이 느려집니다 그래서 최악의 행동은 뭐냐하면 미국에 갔을 때 새벽에 간단 말이죠 깨서 tvl 보면서 야식을 먹으면 최악입니다 그럼 반대로 뭐가 제일 좋냐하면 미국 시간에 맞춰서 빛을 째이 그 시간에 맞춰서 아침 점심 저녁을 먹는게 시차 극복을 제일 빨리 할 수 있는 방법입니다 제가 연구하고

10:51 있는 분야 중에 하나가 어떻게 하면 효율적으로 잠을 잘 잘 수 있을까 같은 시간을 자도 근무 중에 덜 졸릴까 중에 덜 졸릴까 요게 이제 제가 요즘 열심히 연구하고 있는 분야인데요 방법이 있어요 심플하게 말씀을 드리면 우리 몸이 매일매일 필요로 하는 수면량이 있어요 근데 그 수면 양은 뭐에 의해서 결정되 있냐하면 아까 아데노신이 많이 쌓이면 많이 자야 된다고 했잖아요게 하나 그리고 아까 멜라토닌이 호르몬이 나올 때 자면 좀 길게 자야 되고 그래서요 두 호르몬을 보고 수면 시간을 결정하면 그게 가장 최적이 든요 똑같이 평균 7곱 시간을 자는 사람이 있는데 어떤 사람은 아데노신이 멜 토닌 그 호르몬 프로파일에 따라서 어떤 날은 5시간도 잤다가 어떤 날은 6 시간 7시간 렇게 조절하면서 잔 분이랑 그거랑 좀 많이 다르게 자신

11:37 분이랑 비교해 보면 평균은 똑같이 일곱 시간인데 이분이 근무 중에 훨씬 잘 깨어 계세요 그럼 도대체 그럼 하루에 내가 필요한 수면 시간을 어떻게 알 것인가 어렵죠 왜냐면 호르몬을 측정을 매일매일 할 수는 없는 일이니까 그래서 저희 연구실에서 하고 있는 일이 여러분 스마트폰이나 스마트워치에서 측정된 수면 데이터를 가지고 아데노신 레벨이랑 멜라토닌 호르몬 이런 것들을 저희가 역으로 수 수학을 이용하면 예측할 수 있거든요 그걸 계산해 가지고 당신은 오늘 8시간 자야 됩니다 5시간 자야 됩니다 이런 걸 이제 알려 주는 이제 프로그램을 개발을 했고요 앱은 이제 다 완성이 됐고 이름은 사실 슬립 웨이라는 앱입니다 지금 이제 마지막 최종 테스트 중인데요 가을 아니면 겨울 정도면 누구나 다 사용하실 수 있을 겁니다네 안드로이드 아이폰 다 됩니다 매일매일 필요한 수면량이 다른

12:22 이유는 만약에 여러분이 매일 일정한 시간에 자고 매일 똑같은 양의 수면을 하면 거의 똑같을 거예요 근데 제 주말을 돌이켜 보면 평소에 자는 시간보다 솔직히 좀 늦게 잡고요 늦잠 잡고요 그리고 뭐 어떤 날은 논다고 좀 이렇게 짧게 자는 날도 있고요 그럼 요런 변동성이 생기면 그게 영향을 주기 시작합니다 그게 가장 잘 와닿는게 월요일 아침이죠 월요일 아침 되면 분명히 나는 잔다고 잤는데 피곤하단 말이죠 그게 사실 주말 동안 그런 것들이 흐트러져서 그런 거거든요 그래서 내가 매일매일 일정하게 잔다 그럼 별로 필요가 없고요 그분들은 일정하게 주무시면 되고 근데 내 생활이 조금 불규칙하다 그런 분들은 필요 수면량이 생각보다 많이 바뀝니다 그리고 가장 사실 제가이 앱을 개발해야 되겠다고 결심한 계기는 교대 근무자 분들입니다 교대 근무자 분들은 본인이 원해서가 아니라 억지로 사실

13:07 불규칙한 수면 패턴을 가지고 계신 분들이라서 그분들은 정말 필요로 하 수면량이 매일매일 엄청나게 많이 바뀌거든요 어떤 날은 10시간 자야 되는 날도 있고 어떤 날은 세 시간만 자도 되는 날이 있거든요 그런 것들을 알려 드리고 싶었어요 제가 지금까지 생체 리듬을 소개를 드렸는데 생체리듬 분야에서 이제 노벨상을 받으신 분들이 있습니다 2017년에 제프리 마이 로스시 그리고 마이클영요 세 분의 미국 과학자들이 30여년 전에 생체시계가 어떻게 작동하는지 그 분자적 메커니즘을 찾으셨는데요 그 공로로 노벨 생리 의학상을 받으셨습니다 사실 생체 시계가 있다는 것 자체는 꽤 오랫동안 알려져 있었는데요 근데 생체 시계가 작동한다는 건 어떤 뜻이냐 하면 생체시계 안에 그 세포를 이렇게 들여다보면 그 안에 이제 피리어드

13:54 아는 유전자가 있거든요 근데 그 피리어드 유전자가 24시간 주기로 이렇게 리듬을 그 면서 발현이 돼요이 24시간 주기에 자동으로 발생되는 리듬이 있으면 그게 이제 시계 역할을 할 수 있는 거거든요 왜냐하면 시침이 24시간이 지나면 제자리로 돌아오잖아요 도대체이 피리어드 유전자가 어떻게 스스로 햇빛 없이 24시간 주개 리듬을 만들어 내는지를 찾으셨습니다이 세 분 이분이 사람으로 찾은 건 아니고 초파리에서 찾았고 근데 그 초파리에서 찾은 그 메커니즘이 사람에도 똑같고 여러 가지 종들도 똑같습니다 저도 이제 생체시계 분야를 연구를 하고 있는데 제가 했던 연구 중에 가장 제가 뿌듯하다고 느끼는 연구가 있습니다 뭐냐하면 생체시계 분야에서 60년 동안 풀리지 않았던 난제를 해결했던 연구인데 그게 어떤 문제냐 하면 사람도 생체 시계가 있지만 곤충 뭐 박테리아 식물 이런

14:41 친구들도 생체 시계가 있거든요 근데이 친구들은 사람과 달리 변원 동물입니다 즉 환경의 온도가 바뀌면 세포의 온도도 바뀐단다 이렇게 바뀌면 모든 화학 반응들의 속도는 바뀝니다 예를 들어서 온도가 올라가면 모든 화학 반응들은 빨라지거나 놓으면 온도를 10도 정도 올리면 심장이 두 배 빨리 뜁니다 그리고 온도를 20도 올리면 네배 빨리 뜁니다 그러면 생체 시계도 당연히 그러지 않을까라고 생각을 할 수 있는데 그러면 더 이상 시계가 아니죠 그러니까 제 시계가 있는데이 시계를 냉장고에 넣으면 갑자기 느려지고 끓는물에 넣으면 빨라지고 이러면 시계가 아니잖아요 근데 놀랍게도 생체 시계는 온도에 영향을 안 받아요 식물이든 그래서 곤충이 어떤 변원 동물도 그래서 생체 시계가 작동해서 일정하게 살 수 있는 건데요 이런 원리는 알고 있었는데 1950년도에 근데 왜 그렇게

15:27 되는지는 정말 수많은 과학자들이 노력을 했는데 밝혀내지 못했어요 심지어 2015년에 그 노벨상 수상자 분의 한 분인 마이클 영 교수님이 그 논문을 하나 출판하셨습니다 men 생체 시계가 온도와 상관없이이 24시간 주개 리듬을 유지하는 그 메커니즘은 생체시계 분야에서 가장 중요한 문제인데도 불구하고 여전히 우리는 아무것도 모른다라고 이제 그렇게 적을만큼 모르는 문제였는데요 60년 동안 근데 그 해에 저희가 이제 논문을 출판합니다 그 논문에서 저희가 제가 전공하고 있 는 수학이랑 실험을 이제 결합을 해 가지고 어떻게 생체 시계가 24시간 주기를 온도 변화에도 불구하고 유지할 수 있는지 그 메커니즘을 처음으로 밝혀냈습니다 그게 이제 제가 생체시계에 연구하면서 가장 뿌듯한 연구 중에 하나입니다 이걸 좀

16:13 비유로 표현을 해 보자면 이런 피리어드 아는 친구가 이렇게 24시간 주기의 리듬으로 이제 만드는데요 그러니까 증가하는 시간이 있고 감수하는 시간이 있어요 감소한다는 건이 피리어드 단백질이 분해가 된다는 거거든요 저희가 어떤 걸 찾았냐면 온도가 가 올라가면 분해되는 속도를 더욱 느리게 만든다는 걸 밝혀냈습니다 그런데 보통 사람들은 이제 온도가 올라가면 분해되는 속도가 더 빨라질 거라고 생각하거든요 근데 어떻게 도대체 느리게 만드느냐 정말 경이로웠던게 피리어드 단백질에는 인산화 곳이 되는 자리가 두 곳이 있는데요요 자리에 인산화가 되면 빨리 분해가 되고요요 자리에 인산화가 되면 느리게 분해가 되거든요 근데 온도가 올라가면 느리게 되는 인산화 쪽에 더 많이 인산화가 되게 만듭니다 그래서 오히려 분해 속도가 더 느려지게 어떻게 표현할 수 있냐 면 차가

16:59 1차로로 가고 이제 2차로로 가고 있으면 온도가 올라가면 뭔가 더 다 빨라지자아요 그러면 1차로에 있는 차들을 2차로로 더 많이 보내요 그래서 오히려 더 느려지 어 그 원리 때문에 온도가 올라가도 분해 속도가 오히려 더 느려져서 24시간을 유지할 수 있다를 이제 밝혀냈습니다 그런 원리 자체를 사실 상상하기가 어렵잖아요 생체 시계를 저희가 이제 수식으로 번역을 해 가지고 수식을 번역하면 컴퓨터 안에 집어넣을 수 있거든요 그 컴퓨터 안에 가상으로 이제 생체시계가 구현이 됩니다 그래서 컴퓨터 안에서 이제 가상으로 막 심 시뮬레이션을 해보는 거죠 그래서 그 시뮬레이션을 해보면서 어 이렇게 하면 되겠는데라는 그냥 아이디어를 얻었고 그 아이디어를 이제 공동 연구자 설명을 드렸더니 한 3 4년 실험을 하셨어요 했더니 그게 사실로 밝혀졌죠 그래서 비슷합니다 아인슈타인도 노트에서 어떤 공식들을 써내려 가셨고

17:45 그분의 이제 블랙홀에 관한 이론들이 수십년 지나서 실험으로 밝혀지고 있는 거잖아요 제가 하는 일도 사실 비슷한 겁니다 어 제가 마침 그때 2015년에 부임을 했는데 부임하고 몇 달 후에 그 논문이 나와서 하이스트 이름으로 그 논문이 나갔습니다 [음악]

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