How you can make a fruit fly eat veggies | DIY Neuroscience, a TED series

Translator: Joseph Geni Reviewer: Krystian Aparta

번역: Na-kyeong Kim 검토: Jihyeon J. Kim

Greg Gage: It's an age-old pursuit of all parents,

그레그 게이지: 아이들에게 채소를 먹이는 것은

getting their kids to eat their vegetables.

모든 부모의 오랜 과제입니다.

But getting them to eat cookies or ice cream

쿠키나 아이스크림을 먹이는 게

is relatively easy,

더 쉽죠.

and that's because our brains prefer sweetness.

이는 우리 뇌가 단맛을 선호하기 때문입니다.

Now, there's a new technology called optogenetics

그러나 이제는 광유전학이라는 새로운 과학 기술로

which may be able to trick our taste buds,

우리 미뢰를 속일 수 있을지도 모릅니다.

for instance preferring vegetables over sweets.

사탕보다 채소를 더 좋아하게 만드는 거죠.

We're going to try this today using fruit flies.

저희가 오늘 초파리로 한번 실험해보겠습니다.

[DIY Neuroscience]

[DIY 신경 과학]

The reason why we experiment with fruit flies

초파리로 실험을 하는 이유는

is they have a small enough nervous system

초파리는 충분히 작은 신경계를 갖춰

that gives us a fighting chance to really understand what's going on.

신경계 작용을 잘 이해하게 해줄 수도 있기 때문입니다.

And believe it or not, their taste buds are very similar to ours.

믿기 힘들겠지만, 초파리의 미뢰는 인간과 상당히 유사합니다.

But before we try to manipulate their taste preferences,

그러나 초파리의 입맛을 바꿔놓기 전에

we need to establish: What is the baseline of the fruit fly?

확실히 해야 할 게 있습니다. 초파리는 무엇을 먹을까요?

What does it prefer?

어떤 음식을 더 좋아할까요?

We call this a control experiment.

대조 실험으로 알 수 있습니다.

Spencer's been hard at work doing this.

스펜서가 열심히 하고 있네요.

OK, Spencer, let's do our first experiment.

좋아 스펜서, 첫 번째 실험을 해보자.

We want to test to see if fruit flies prefer bananas or broccoli.

초파리가 바나나와 브로콜리 중 무엇을 더 선호하는지 실험해보죠.

So what do we need?

그럼 실험에는 뭐가 필요하죠?

Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies.

스펜서 브라운: 파리 패드가 있어야 해요. 말하자면 파리용 아이패드죠.

It measures the touch.

초파리가 닿는 걸 감지해요.

GG: You put a fly in each chamber?

한 공간에 한 마리씩 넣는 건가요?

SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli

네 안에 바나나와 브로콜리를 넣고

to see which one they prefer.

어떤 쪽을 더 좋아하는지 볼 거예요.

GG: In order to count how many times

몇 번이나 초파리가

the fruit fly eats a banana versus the broccoli,

브로콜리 말고 바나나를 먹는지 세어보기 위해서

these chambers have been outfitted with a small electrode

공간마다 작은 전극을 연결해

that sends data to a computer.

컴퓨터에 데이터를 보냈습니다.

And so what were your findings on banana versus broccoli?

바나나 대 브로콜리 실험 결과는 어땠나요?

SB: I found that the flies visited banana the most.

초파리는 대부분 바나나를 먹었어요.

GG: Both were there, but like most kids,

대부분의 아이처럼 두 가지 음식이 있을 때

they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.

브로콜리를 안 먹고 더 단 음식을 먹는 거군요.

GG: Now a quick background on how taste works.

그럼 맛을 느끼는 원리를 간단히 말씀드리죠.

Taste buds are made up of specialized neurons

미뢰는 미각 수용체라고 하는

called taste receptors.

특별한 신경 세포들로 구성되어 있습니다.

When we eat something that triggers a particular taste,

무언가를 먹으면 그 맛 신경세포가

those taste neurons will fire a signal to the brain.

특정한 맛이라는 신호를 뇌에 전달하죠.

This allows our brain to know what's sweet and what's bitter.

그러면 우리 뇌는 무엇이 달고 쓴지 알게 됩니다.

So when a fruit fly eats a banana, its sweet taste neurons will fire.

초파리가 바나나를 먹으면 단맛 신경세포가 활성화 되죠.

But when it eats broccoli, those same neurons stay pretty quiet.

그러나 브로콜리를 먹을 때는 활성화되지 않습니다.

But what if we could force those sweet-tasting neurons to fire

하지만 저희가 초파리가 브로콜리를 먹을 때마다

every time the fruit fly eats broccoli?

단맛 신경세포를 활성화시키면 어떨까요?

We may be able to get the fruit fly

초파리가 바나나만큼

to like broccoli as much as banana.

브로콜리를 좋아하게 만들 수 있겠죠.

Enter optogenetics.

광유전학의 세계로 들어가봅시다.

This is the revolutionary new tool that's taking neuroscience by storm,

이는 신경 과학계를 사로잡은 혁신적인 새로운 기술입니다.

and in this case, "opto" means light

이 때 광은 빛을 뜻하고

and "genetic" refers to the fact that these fruit flies have been modified

유전학은 초파리에게 특별한 유전자를 심어

to contain a special gene that makes only certain neurons respond to light.

특정한 신경 세포들이 빛에 반응하게 바꾸는 겁니다.

In our case, we've added the special gene to the sweet taste receptors.

저희는 특별한 유전자를 단맛 수용체에 삽입했습니다.

Now here's the fun part.

여기부터가 진짜 흥미롭습니다.

Optogenetics means that we can control these special neurons

광유전학은 이 특별한 신경 세포들을 조절해서

whenever they're exposed to a bright-colored light,

이들이 밝은 빛을 받을 때마다

causing them to send messages to the brain.

신경 세포들이 뇌에 메시지를 보내게 만듭니다.

In this experiment, we're going to have these modified fruit flies

이 실험에서 저희는 번형된 초파리들을

choose between banana and broccoli again,

다시 한번 바나나와 브로콜리 중 하나를 선택하게 할 겁니다.

only this time, every time the fruit fly eats the broccoli,

이번에는 초파리가 브로콜리를 먹을 때마다

we're going to trigger a big bright red light.

밝은 빨간 빛을 비출 겁니다.

And when the channels see that red light, they're going to open up,

빨간 빛이 비추면 이온 통로가 열리고

and they're going to cause that neuron to fire,

신경 세포를 활성화시켜

and the sweet taste message will be sent to the brain.

뇌에 단맛 메시지를 보내는 거죠.

How do you get them out?

초파리는 어떻게 꺼내나요?

SB: So we're going to be using a mouth aspirator,

구강 흡입기를 이용할 거예요.

so it's just two straws put together.

그냥 빨대 두개 합친 거죠.

GG: So it's a fancy name for a straw.

빨대를 있어보이게 부르는 거네요.

SB: Basically.

그렇죠.

GG: So you're going to suck those out.

초파리를 빨아 내는 거군요.

Have you ever sucked up a fly before?

파리 삼켜 본 적도 있어요?

SB: Once or twice.

한 두번 있어요.

GG: There we go. You got all four.

됐네요, 네 마리 다 나왔어요.

OK, perfect.

좋아요.

So you're going to turn on your OptoStimmers here.

옵토스티머를 켜고요.

You're going to park the light right on top of the chambers.

조명을 위에 각각 하나씩 달아줍니다.

So now we sit here and we wait for them to eat broccoli,

이제 저희는 앉아서 초파리가 브로콜리 먹을 때까지 기다렸다가

and then when the light fires,

빛이 비추면

they're going to think it's tasting something sweet.

초파리는 단 걸 먹고 있다고 생각하게 되겠죠.

Come on. Oh, he's getting closer.

이리 와, 가까이 오네요.

Come on. It tastes good now.

먹어 봐, 이제 맛있어.

SB: It's about to.

다 왔네요.

GG: Oh, he's back. All right!

들어갔다 좋았어!

All right, so now we see that some of these flies

좋아요 이제 일부 초파리들은

are switching over from the banana to the broccoli.

바나나에서 브로콜리로 갈아 타겠죠.

SB: Exactly, yeah.

그렇습니다.

GG: Every time this light goes off,

그럼 빛이 켜질 때마다

that means that they think they're tasting something sweet.

초파리는 단 것을 먹고 있다고 생각한다는 거죠.

SB: Yeah. So this guy's really going after it.

네 이 친구는 또 먹으러 올 거예요.

GG: So we saw that we were able to rescue broccoli

저희는 초파리에게 브로콜리를 먹이고

and make it just as appealing as banana to our fruit flies.

바나나만큼 좋아하게 만들 수 있다는 걸 알게 되었습니다.

And we're able to replicate these same results

그리고 모든 실험에서

in all of our experiments.

같은 결과를 도출해냈죠.

So the question is: Can we do the same thing in humans?

문제는 인간에게도 적용이 될까요?

Well, that depends on a number of items.

그건 몇 가지 사항에 달려있습니다.

First, do optogenetic tools even work in humans?

첫 번째, 광유전학 기술이 사람에게도 적용되는가?

And that looks like the answer is yes,

제가 보기엔 됩니다.

and in fact, clinical trials are already being planned

사실 광유전학으로 만성 통증과 실명을

that will treat chronic pain and blindness using optogenetics.

치료하는 임상 시험도 이미 계획되어있습니다.

And the next question is, can we easily trigger a light source

두 번째는 채소를 먹을 때마다

so that every time we eat vegetables, it will go off?

빛을 비추는 게 쉽냐는 겁니다.

For that, I'm afraid at least at this time, the answer is still no.

그 점에 대해선 안타깝지만 아직은 쉽지 않습니다.

But today, we got to witness just a taste of optogenetics

그러나 오늘 광유전학에 대해 조금 엿볼 수 있었고

and its amazing potential.

놀라운 잠재력도 확인했습니다.

(Music)

(음악)