Insights into cell membranes via dish detergent - Ethan Perlstein

주방 세제를 통한 세포막의 이해 - 이든 펄슈탸인 (Ethan Perlstein)

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

번역: nuri sim 검토: 은지 고

Every cell in your body

우리 몸의 모든 세포는

is separated from those around it

주변 세포와 분리되어 있습니다.

by its outermost layer,

세포 가장 바깥에 있는 층 때문이죠.

its membrane.

이것이 세포막입니다.

A cell membrane must be both sturdy and flexible.

세포막은 견고한 동시에 유연해야 하죠.

Imagine a membrane made of metal -

세포막이 금속으로 만들어졌다고 상상해봅시다.

great at keeping the cell's guts inside,

세포의 내부를 보호하는 데는 아주 좋지만

but horrible at letting materials flow in and out.

물질이 이동할 순 없어요.

But a membrane made of fishnet stocking

세포막이 망사스타킹처럼 생겼다면요?

would go too far in the opposite direction -

물질은 아주 잘 빠져나가겠죠

leaky, but easily torn.

하지만 쉽게 찢어질거예요.

So, the ideal membrane falls somewhere in the middle.

그래서 이상적인 세포막은 이 둘의 중간쯤이어야 합니다.

Over the past few centuries,

지난 수 세기 동안

we've learned a lot about the way membranes work.

세포막이 어떤 일을 하는지 알게 되었습니다.

The tale starts in the late 1800's

1800년대 후반에 이 이야기가 시작됩니다.

when, according to legend,

전해 오는 이야기에 따르면

a German woman named Agnes Pockels was doing dishes.

아그네스 포켈스라는 독일 여성이 설거지를 하고 있었습니다.

Her observation, that not all detergents

그는 왜 모든 세제가 같은 방법으로

dissolve grease in the same way,

기름기를 없애지 못하는지 관찰하였고

piqued her curiosity,

궁금해 했죠.

so she made careful measurements

그래서 물이 든 쟁반 표면에 생긴

of the size of soapy films

비누막의 두께를

that formed on the surface

조심스럽게

of a metal tray filled with water.

측정했습니다.

Later, in the 1920's, GE scientists

그 후 1920년대에 GE 과학자인

Irving Langmuir and Katharine Blodgett

어빙 랭무어와 캐서린 블로젯은

reexamined the problem with a more elaborate contraption

더 정교한 장치로 그 문제를 다시 실험했습니다.

and found that those tiny slicks

그리고 이들은 그 막이 사실은

were in fact a single layer of oil molecules.

기름 분자의 단층이라는 것을 알아냈습니다.

Each oil molecule has one side

각각의 기름 분자의 한 쪽 면은

that loves water and floats on the surface,

물을 좋아해서 물 위에 떠있고

and one side that loathes water

다른 면은 물을 싫어해서

and protrudes into the air.

물 밖으로 튀어나오죠.

So what does it have to do with cell membranes?

그렇다면 이것이 세포막과 무슨관련이 있을까요?

Well, at the turn of the 20th century,

20세기가 되어서야

chemists Charles Overton and Hans Meyer

화학자 찰스 오버턴와 한스 마이어는

demonstrated that the cell membrane

세포막이 기름과 같은 물질로

is composed of substances that,

이루어져 있다는 사실을

like oil,

보일 수 있었습니다.

have a water-loving part

물을 좋아하는 부분과

and a water-loathing part.

물을 싫어하는 부분이 있다는 것을 말이죠.

We now call these substances lipids.

우리는 이제 이러한 물질을 지방질(지질)이라고 합니다.

In 1925, two scientists,

1925년에 두 명의 과학자

Evert Gorter and Francois Grendel,

이버트 고터와 프랑수아 그랜들은

pushed our understanding further.

우리의 이해 영역을 더 넓혔습니다.

They designed an experiment meant to test

이들은 실험을 했는데

whether cell membranes

세포막이

are made of only one layer of lipids,

하나의 층으로 이루어진

a monolayer,

단일층인지

or two layers stacked on top of one another,

아니면 한 층에 또 하나가 포개진

called a bilayer.

이중층인지 알기위해서였죠.

Gorter and Grendel drew blood

고터와 그랜들은 피를 뽑았습니다.

from a dog,

개,

a sheep,

양,

a rabbit,

토끼

a goat,

a guinea pig,

염소

기니피그

and human volunteers.

그리고 지원자에게서 말이죠.

From each of these samples,

그들은 각 샘플의

they extracted all the lipids

적혈구에서

from all the red blood cells

지방질을 모두 추출했습니다.

and placed a few drops of this extract

그리고 이 추출물 몇 방울을

on a tray of water.

물 위에 떨어뜨렸습니다.

True to form, the lipids, like oil,

예상했던 대로 지방질은 기름처럼

spread out into a monolayer,

하나의 층으로 퍼졌습니다.

whose size Gorter and Grendel could measure.

고터와 그랜들은 이 층의 높이를 측정할 수 있었죠.

If they compared the surface area of that monolayer

단층의 표면 넓이와

to the surface area to the intact red blood cells,

온전한 적혈구의 표면 넓이를 비교할 수 있으면

they'd be able to tell

구별할 수 있을 겁니다.

whether the red blood cell membrane

적혈구 막이 단층인지

is one or two layers thick.

이중층인지 말이죠.

To understand the design of their experiment,

실험을 잘 이해하기 위해

imagine looking down at a sandwich.

샌드위치를 보도록 합시다.

If you measure the surface area of what you see,

지금보고 있는 샌드위치의 표면적을 알고 싶다면

you'll get the dimensions of a single slice of bread

먼저 빵 한 장의 넓이를 알아야 합니다.

even though there are two slices,

여기에는 두 장이 있지만요.

one stacked perfectly atop the other.

정확히 한장 위에 한장이 더 포개져 있는 것이죠.

But, if you open the sandwich

하지만 샌드위치를 열어서

and place the two slices side by side,

나란히 놓으면

you get twice the surface area.

표면적은 두배가 되겠죠.

The Gorter and Grendel experiment

고터와 그랜델의 실험은

is basically the same idea.

기본적으로 이와 같죠.

The open sandwich is the monolayer formed

펼친 샌드위치는 단층의 형태입니다.

by extracted cellular lipids spreading out into a sheet.

추출된 세포의 지방질이 펼쳐진 것처럼 말이죠.

The closed sandwich is the intact red blood cell membrane.

포개 놓은 샌드위치는 온전한 적혈구 막과 같죠.

Low and behold, they observed a two-to-one ratio,

자 이것 보세요. 그들은 2대1의 비를 관찰했고

proving beyond the shadow of a doubt

의문의 그림자를 넘어 증명해냈어요.

that a cell membrane is a bilayer,

세포막은 이중층이고

which when unstacked,

이것이 포개어 있지 않을 때는

yields a monolayer twice its size.

두배로 넢은 크기의 단층으로 있다는 것을요.

So almost 30 years before the double-helix structure

DNA의 이중나선이 설명되기

of DNA was elucidated,

30년 전에

a single experiment

주방세제와 관련된

involving fancy versions of household materials

단순한 실험이

enabled deep insight

세포의 기본 구조에 대한

into the basic architecture of the cell.

깊은 이해를 가능하게 한 것이죠.