2020. 2. 1. 12:52ㆍ일상
이 글은 한 때 생명과 학부생이었던 사람이 전공지식을 되새기며 쓴 글이기 때문에 부정확한 내용일 수 있으며, 생물 지식이 없는 사람도 쉽게 이해할 수 있게 쓴 글이라 비약이 있을 수 있음을 미리 알립니다. 내용과 관련해서는 댓글에 의견 남겨주세요.
신종 코로나 바이러스 (2019-nCoV) 확진자 증가... 그게 뭔데?
내가 관련 내용을 찾아보기 시작한 것은, 별 거 아니라고 생각한 신종 코로나 바이러스('우한 폐렴'은 올바른 명칭이 아닙니다)가 점점 확산추세를 보였기 때문이다.
게다가 주변 사람들이 많이 불안해하는 모습과, 강남에 갔을 때 80%가 넘는 사람들이 마스크를 쓰고 다니는 것을 보았을 때, 그것도 kf 마스크였을 때, 제대로된 지식을 알고 있어야겠다고 생각했다.
난 생명과학(생물학)을 전공했다. 어디서 아는 체를 하려면 제대로 알고 있어야 하지 않겠는가? ㅎㅎ
내가 생각하던 것들 - 위험성? 마스크?
일단 나는 신종 코로나 바이러스도 그냥 심한 감기라고 생각했다.
전염성과 치사율이 높은 독감 정도?
영유아나 노약자의 경우, 독감도 위험하기에 그분들만 취약계층이라고 생각했으며, 나 같은 젊은 층은 (다른 질병이 없다면) 면역체계가 알아서 막아주리라 여겼다.
백신도 없는 상황에서(감기도 변종이 워낙 많아서 백신이 없다) 개인 위생 말고 뭘 더 조심해야 할까, 어차피 바이러스가 침투하면 몸이 항체를 만들어 막아줄텐데.
많이 걱정할 필요가 있을까?
(생각해보면 내가 혼자 살아서 그렇지, 부모님이나 아이와 같이 사는 분들은 불안해하는 게 당연하겠더라)
사람들이 신종 코로나 바이러스를 막으려고 kf80, kf94 마스크를 끼고 다닌다.
미세먼지 나쁨에도 마스크를 착용한 사람들이 반도 안됐는데 지금은 엄청 많은 사람이 마스크를 끼고 다닌다.
정말 놀라웠다.
코로나 바이러스는 혼자 하늘을 날아다니지 못한다. (날개가 없다)
몸 안이 아닌 공기 중에서는 금방 죽는다. 바이러스는 숙주 없이 혼자 살아남을 수 없기에 밖에 혼자 있는 바이러스는 무서워하지 않아도 된다.
다만 문제는 비말(飛沫. 작은 물[침]방울)형태로 있을 때이다.
기침을 하면 (보이지 않아도) 침이 튀기 마련인데, 감기에 걸린 상태라면 목(상기도 감염)에 있던 바이러스가 우루루 같이 나온다. 콧물도 마찬가지다.
비말 상태에서는 생존력이 조금 더 증가해서, 상황에 따라 몇 분에서 몇 시간까지도 살아남을 수 있다고 한다.
그렇다면, '기침해서 가벼운 침방울이 멀리멀리 날아갈 수 있으니 사실상 공기전염이겠네?!'
히드라리스크가 아닌 이상, 비말은 1-2m 정도 퍼진다고 한다.
그 정도 거리에 기침환자가 있으면 안전거리 확보를 우선으로 하시길 바란다.
아 물론 마스크를 했다면 1cm 정도 퍼질 것이다, 마스크 안에서.
그럼 우린 왜 손을 씻어야 할까? 왜 옷소매에 대고 기침을 해야할까?
우리나라에서는 '기침을 할 때 입을 가려야 예의'인 것은 어느정도 퍼져있다.
하지만 많은 사람들이 기침을 할 때 손(!!!!)으로 가리고 기침을 한다.
그럼 비말이 다 손에 묻겠지?
그 손으로 무언가를 만지면, 비말이 거기 묻게 된다.
그 무언가가 공용의 것이고, 내가 만지게 된다면?
아, 물론 손으로 만졌다고 절대 감기에 걸리지 않는다. (피부는 두꺼운 방패다. 방탄조끼!)
그 손이 내 입과 코와 눈(각막 감염도 있음)에 접촉하면 바이러스가 몸에 들어오는데 성공!
그 후 백혈구가 바이러스가 퍼지는 걸 초기에 막지 못하면 감기에 걸리는 것이다.
그러니 손씻기를 자주하시고, 얼굴 쪽에 손을 갖다대지 마세요.
기침을 할 때는 마스크나 옷 소매(손이 닿지 않게)나 옷의 목부분을 잡아 당긴 후 몸 안 쪽에 해주는 게 예의! (그럼 반팔 목티를 입으면...)
마스크는 천쪼가리 마스크도 괜찮아요.
비말이라는 게 5㎛ 크기 정도의 입자인데, 천이 5㎛ 구멍을 가지고 있어서 막을 수 있습니다!
천쪼가리 마스크는 수술용 마스크(부직포 마스크)와 방한용 마스크(약간 두꺼운 천마스크)를 뜻합니다.
의사들도 천마스크 사용해요. (천마스크는 비말을 막지 못합니다 -수정함-)
kf 마스크는 0.6㎛ 이하 크기의 입자를 몇 % 막아주느냐인데, 80은 80%, 94는 94%입니다.
그럼 '이왕이면 숫자 높은 kf 마스크를 쓰면 되겠네?' 할 수 있지만, 숨쉬기가 어려워져서 오히려 몸에 안 좋습니다. (비쌉니다)
미세먼지나 황사가 안 좋을 때 껴주세요, 요새 공기질 너무 좋은데 좋은 공기 좀 마시고...
참고로 미세먼지 크기는 2.5㎛까지, 초미세먼지는 2.5㎛ 이하 입자를 말합니다. (바이러스는 나중에 죽어서 배출되지만 미세먼지의 중금속은 잘 빠져나가지도 않음)
본격 생물학 - 기본 지식 : DNA
이제 내가 얕은 지식으로 공부한 이야기를 풀어볼 건데요, 배경 지식을 한 번 건들고 넘어갈게요!
DNA와 RNA는 유전물질로, 우리에 대한 정보가 다 들어가있어요.
우리 몸의 (거의) 모든 세포는 DNA가 있는데, 바이러스도 자기의 유전물질이 있어요.
코로나 바이러스의 경우, DNA 대신에 RNA를 가지고 있어요!
DNA와 RNA는 구성하는 물질과 모양이 약간 달라요.
DNA가 조금 더 안정적이지만, 우리 몸에서 DNA를 바로 활용하긴 힘들어요. 그래서 DNA에서 RNA를 만든 다음에 단백질을 만들고 어째저째 사용합니다.
비유를 하자면, DNA는 잘 포장해놓은 원본 문서에요. 그런데 다른 기관에 문서를 제출하거나 증명할 때, 원본을 주진 않죠? 그래서 원본 문서의 포장을 살짝 풀고 사본으로 만들어서 줍니다.
사본은 조금 더 막 다루기에 손상/변형될 경우가 있긴 하지만, 실제로 사용하는 건 사본이죠.
(그래서 감기 바이러스가 변형이 지인짜 많아서 백신 만들기가 사실상 불가능)
DNA에는 4가지 글자가 있어요. 각각 A, T, G, C라고 하는 것이에요.
이 글자를 써서 우리 몸이 어떻게 이뤄져있는지(눈 색은 어떻고, 키는 어떻고, 성격은 어떻고...) 다 적어둡니다.
이건 마치 한글에 자음과 모음이 ㄱ,ㄴ,ㅏ,ㅓ만 있고, 그것으로 모든 한국어를 표현하는 것입니다. (가가 가가)
생각만 해도 어마어마하죠? 그래서 ATGC가 엄청 많이 필요해서 DNA도 엄청 길어요. (그런데 컴퓨터는 0,1만 있어요)
DNA는 이중나선이라는 건 들어보셨죠?
A-T, G-C가 붙어서 쌍으로 되어 있는 상태로 꽈배기처럼 꼬여있어요.
얘네를 일직선으로 펴보면 사다리처럼 생겼죠.
그래서 생물학에서는 DNA를 사다리처럼 그려요. (미대였으면 꽈배기로 잘 그렸을까)
나중에 필요한 지식이니 기억해두자고요!
반면에 RNA는 DNA의 반쪽으로만 되어 있어요. 짝이 없는 solo죠.
하지만 모태솔로는 아니에요! 이 친구도 DNA처럼 AUGC로 되어있는데, T랑 U랑 비슷해서 A-T가 붙듯, A-U가 붙어요.
보통 DNA에서 RNA가 나오는데 DNA와 짝이 맞게 RNA를 만들기 때문에 사실 RNA는 DNA와 전 애인관계입니다. (같은 정보를 가지고 있어요)
결론 : RNA에서 DNA를 알 수 있고, DNA에서 RNA를 알 수 있음!
자 이제 본격적인 내용입니다.
저 사람이 신종 코로나 바이러스인지, 독감인지, 감기인지 판별하는 방법?
신종 코로나 바이러스 감염자는 열이 나고 기침을 하고 폐렴증세를 보입니다.
하지만 독감이나 감기도 그러하죠?
그렇다면 어떻게 구분할 수 있을까요?
(엄청 많은 의심환자 중에는 신종 코로나 바이러스 검사가 음성인 사람도 많죠)
이게 참 쉬운 일이 아니에요.
현미경을 갖다대도 바이러스의 모양은 볼 수 있지 RNA를 볼 수가 없거든요.
코로나 바이러스는 동글동글 귀여운데, 독감도 귀엽고 신종 코로나도 귀여워요.
하지만 진짜 어떤 친구인지 알기 위해서는 그 유전물질인 RNA를 봐야하는데, 아직 어떤 (눈으로 보는)현미경도 RNA의 AUGC를 볼 수 없답니다 ㅠㅠ
하지만 우리의 생명과학은 너무나 발달했기에!
DNA와 RNA만 있으면 멋진 기계들이 AUGC를 읽어줍니다. (염기서열 분석이라고 합니다)
하지만 이게 쉽지 않아요. 돈도 많이 들고 시간도 꽤 오래 걸립니다.
그리고 RNA라는 게 너무도 적어서 골라내기도 힘듭니다.
"아니, 그냥 의심환자 침 슥 가져다 분석하면 되지!"
침엔 엄청나게 많은 세포와 미생물이 있어서 DNA와 RNA도 다양합니다.
그 중에 바이러스는... 너무 작아요...
마치 60억 지구에서 몇 명 찝었을 때 울릉도에 사는 사람을 골라야 한달까? (정확한 확률은 아닙니다)
그래서 우린 그 바이러스만 엄청나게 증폭을 시켜야 합니다. (울릉도 사람을 많이 만들어야 합니다?)
신종 코로나 바이러스 진단검사 방식
질병관리본부(KCDC)의 보도자료에 의하면, 진단검사 방식이 변경됐다고 해요.
그러면서 소요시간도 1/4(24시간→6시간)로 줄었다고 하며 민감도(실제 감염자가 검사에서 감염자로 판별될 확률)와 특이도(감염자가 아닌 사람이 감염되지 않았다고 판별될 확률)가 100%라고 했어요.
앞서 국내 8번 확진자를 제대로 판별하지 못한 검사에서 새로운 방법으로 변경된 것이에요.
도대체 어떻게 한 걸까요?
한 번 공부해봐요!
PCR - 원하는 DNA만 복제하기
법의학 드라마, 생물학 관련 실험 등에서는 빠지지 않고 등장하는 단어입니다.
상식으로 알아 두시면 굉장히 멋져보이니까 이름 기억해두세요! ㅎㅎ
영어로는 polymer... 아니 그건 잘 안 궁금하실 거에요.
물어보면 원리를 설명해주세요, 그게 더 멋지니까.
간단한 원리를 먼저 말씀드릴게요. (다른 사람한테 아는 척할 수 있게)
목표 DNA만 찾아서 계속 복제하는 겁니다.
궁금한 분들을 위해 더 설명을 드리자면, DNA는 아까 이중나선 모양(포장되어 있음)에 ATGC로 이뤄졌다고 했습니다.
복제를 하려면 포장을 풀어서 한 가닥으로 만들어요. (커플을 솔로로 만들기)
이때 목표(신종 코로나 바이러스)DNA의 일부분에 붙는 DNA 짝꿍(primer)을 넣어주면(새로운 애인의 일부) 둘이 붙겠죠?
DNA를 복제해주는 복사기(polymerase)가 primer가 붙은 걸 보고 '새 애인이 될 상이군' 하면서 짝꿍을 길게 만들어줍니다.
그럼 원래 커플이었던 DNA 한 쌍이 각각 새로운 커플을 만들어서 2배로 늘어나죠!
목표 DNA 양이 2배로 늘었죠?
자, 그럼 다시 커플들을 깨지게 만들고, 다시 이어주고... 이런 식입니다.
(영상 : https://www.youtube.com/watch?v=MyLrs_h1OlE)
이건 마치 지퍼 같아요.
다 풀었던 지퍼는 혼자 있죠?
그럼 지퍼 끄트머리(시작점)에 있는 부분을 서로 맞춰줘요. (primer)
지퍼(polymerase)를 올리면 지퍼의 다른 한 쪽이 완성되는 것 같이요!
primer라는 부분만 원하는 부분에 맞춰주기만 하면 돼요.
그러기 위해서 미리 원하는 DNA 서열을 알아야 하죠!
신종 코로나 바이러스는 이미 염기서열이 해독된 상태라, primer를 만들 수 있답니다!
(염기서열이 해독돼서 박쥐 바이러스와 비슷하다고 하죠?)
RT-PCR
앞서 신종 코로나 바이러스는 DNA가 아닌 RNA로 이뤄졌다고 했어요.
그러면 DNA를 복제하는 PCR을 이용할 수 없지 않나요? ㅠㅠ
맞아요, 그래서 RT-PCR이라고 하는 방법이 생겼죠.
RT는 역전사(reverse transciption)의 약자로, (ROTC 아님, ReTwitt 아님) RNA에서 DNA를 만드는 거에요.
아까 RNA에서 DNA를 알 수 있다고 했죠? (전 애인)
RNA를 보고, 거기에 맞게 만든 DNA를 cDNA라고 하는데, PCR에 cDNA를 넣으면 똑같은 결과를 얻을 수 있어요!
참 쉽죠?
Real Time RT-PCR
RT 앞에 RT가 하나 더!
리얼타임은 한국어로 실시간이에요.
원래는 원하는 DNA를 증폭한 다음에 얼마나 양이 많은지를 검사하는 단계를 거쳐요.
하지만 리얼타임 RT-PCR은 증폭하는 동시에 양이 얼마나 많은지 바로 알 수 있답니다!
그래서 시간도 짧죠. (하지만 비싸겠지...)
이것의 원리는 형광물질을 사용하는 것이에요.
생물학에서는 양을 측정할 때 형광물질을 엄청 많이 사용해요.
형광물질은 자외선 같은 걸 쪼였을 때 반짝반짝 빛이 나는 물질인데요, 해파리는 자연적으로 그런 물질을 가지고 있어요.
얼마나 유용했으면 2008년에 노벨화학상까지 나왔던 물질일까요.
리얼타임 RT-PCR에 사용하는 원리는 대표적으로 2가지 방법이 있더라구요.
간단히 대표적인 걸 말씀드리고, 나머지는 제가 혼자 정리용으로 써놓을게요.
아까 PCR할 때 지퍼를 올리는 것으로 비유했죠?
그 지퍼(polymerase)는 탱크와 같아서 만약 자신이 갈 길에 무엇인가 있으면 다 부숴버리고 떼어낼 수 있어요.
무지막지하죠.
똑똑한 생명공학자가 원하는 DNA에 붙으면서 형광물질과 형광물질 억제제가 달린 DNA 조각을 만들었어요.
그러니까, [형광물질]-[원하는 DNA에 붙는 DNA 조각(짝꿍)]-[형광억제물질] 이렇게 만든 거죠.
DNA 조각으로 형광물질과 억제물질이 붙어있기 때문에, 형광물질은 빛을 발하지 못해요.
그 상태로 반쪽짜리 신종 코로나 바이러스 DNA에 붙어 있죠. (반쪽짜리 DNA는 PCR할 때 나뉜 거에요!)
그러다 탱크 지퍼가 지나가면서 앞에 있던 DNA 조각을 산산조각으로 부숴버리는데, 여기 형광물질이 자유로운 몸이 됩니다!
형광물질을 억제물질과 묶고 있던 DNA 조각이 나뉘면서 형광물질이 드디어 빛을 발하죠!
그 빛을 센서로 탐지하면 얼마나 DNA 조각이 많은지 알 수 있어요.
"그게 가능해?"
생명과학, 참 놀랍지 않나요?
기존 신종 코로나 바이러스 검사 방식
8번째 확진자를 음성으로 판단한 '판코로나바이러스검사->염기서열분석'은 무엇일까요?
염기서열분석은 아까 말씀 드렸듯, RNA의 AUGC를 검사하는 방법인데, 오래 걸린다고 말씀드렸죠.
판코로나 바이러스 검사는 코로나 바이러스를 다 검사하는 방법이에요!
즉, 코로나 바이러스에 신종 코로나 바이러스 말고도 사스 같은 많은 종류의 코로나 바이러스가 있습니다.
일단 의심환자에게서 바이러스를 추출해서 '코로나 바이러스냐?'를 검사합니다.
코로나 바이러스면, '사스냐?', '메르스냐?' 이런 몇몇 특징을 확인하고 신종 코로나 바이러스일 확률이 높으면 염기서열을 분석하는 것입니다.
이건 100% 확률로 잡아내기 힘든 방법이었습니다.
게다가 시간도 많이 걸리고!
참고로 8번째 확진자가 음성판정이 난 이유는 검사법이 원인이 아닐겁니다. (... 이제 와서?)
바이러스 채취방식이 조금 잘못 되거나 운이 좋지 않을 수도 있고, 바이러스가 아직 증식하기 전이었을 수 있고... 가능성은 여러 가지입니다.
세상에 100% 완벽한 건 없으니까요.
(가장 많이 하는 간단한 독감 검사의 민감도도 60%라고 해요.)
위생, 나쁠 건 없어요!
그래도 우리나라 방역체계는 날이 갈 수록 발전하는 것 같다는 느낌을 받습니다. (제 주관적인 생각)
물론 완벽하지 않지만, 메르스 때보다 낫고, 아프리카 돼지 열병도 나름 잘 대처했다고 자부했답니다(관련 기사).
무엇보다도, 위생교육이 중국 같은 나라보다 잘 되어 있어요. (손씻기, 마스크 등)
사스가 우리나라에 크게 번지지 않은 이유 중에는 그것도 있을 겁니다!
우리나라에서 신종 코로나 바이러스의 공포심이 too much라고 생각하실 수도 있는데, 어쩌면 이 기회에 생활습관을 되돌아볼 수 있었으면 해요.
이렇게 마스크를 많이 쓰고, 손세정제를 잘 사용하면 감기도 걸일 일이 확 줄어들 거에요.
이번 1-2월에 감기 환자 통계를 한 번 보고 싶어요.
분명히 줄어들었을 걸요!
감기나 독감이나 신종 코로나 바이러스나, 가장 좋은 것은 4가지라고 생각해요.
1. 손 씻기 : 바이러스 침투 방지 & 개인 위생
2. 물 많이 마시기 : 건조한 환경 방지(바이러스는 신체가 건조할 때 침투하기 쉬워요)
3. 잠 충분히 자기 : 잠을 충분히 자야 면역력이 강해집니다. 이건 매우 중요.
4. 마스크 착용 : 바이러스 유입 방지 & 비말 전파 방지
다들 이번 신종 코로나 바이러스 전염을 잘 이겨내봐요!
Appendix
- 비특이적 real time pcr : double strand dna에 붙는 형광물질을 넣어주면, polymerase에 의해 생성된 dna에 flourescent 부착
- 다른 특이적 real time pcr : hairpin 구조 nucleotides에 양 끝에 quencher(형광물질 억제제)와 형광물질 부착. 헤어핀 구조에서는 붙어 있어서 발광 없지만, target dna의 single strand에 붙을 때 hairpin이 풀려서 발광.
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