How you can make a fruit fly eat veggies | DIY Neuroscience, a TED series
79,148 views ・ 2018-09-15
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Translator: Joseph Geni
Reviewer: Krystian Aparta
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번역: Na-kyeong Kim
검토: Jihyeon J. Kim
00:12
Greg Gage: It's an age-old
pursuit of all parents,
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그레그 게이지: 아이들에게
채소를 먹이는 것은
00:14
getting their kids
to eat their vegetables.
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2002
모든 부모의 오랜 과제입니다.
00:16
But getting them to eat
cookies or ice cream
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2049
쿠키나 아이스크림을 먹이는 게
00:18
is relatively easy,
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더 쉽죠.
00:20
and that's because our brains
prefer sweetness.
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20080
2241
이는 우리 뇌가 단맛을
선호하기 때문입니다.
00:22
Now, there's a new technology
called optogenetics
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22345
2415
그러나 이제는 광유전학이라는
새로운 과학 기술로
00:24
which may be able to trick our taste buds,
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2022
우리 미뢰를 속일 수
있을지도 모릅니다.
00:26
for instance preferring
vegetables over sweets.
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사탕보다 채소를 더
좋아하게 만드는 거죠.
00:29
We're going to try this today
using fruit flies.
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저희가 오늘 초파리로
한번 실험해보겠습니다.
00:32
[DIY Neuroscience]
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[DIY 신경 과학]
00:35
The reason why we experiment
with fruit flies
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초파리로 실험을 하는 이유는
00:37
is they have a small enough nervous system
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2011
초파리는 충분히 작은 신경계를 갖춰
00:39
that gives us a fighting chance
to really understand what's going on.
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신경계 작용을 잘 이해하게
해줄 수도 있기 때문입니다.
00:42
And believe it or not, their taste buds
are very similar to ours.
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믿기 힘들겠지만, 초파리의 미뢰는
인간과 상당히 유사합니다.
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But before we try to manipulate
their taste preferences,
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그러나 초파리의 입맛을 바꿔놓기 전에
00:48
we need to establish:
What is the baseline of the fruit fly?
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확실히 해야 할 게 있습니다.
초파리는 무엇을 먹을까요?
00:51
What does it prefer?
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어떤 음식을 더 좋아할까요?
00:52
We call this a control experiment.
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대조 실험으로 알 수 있습니다.
00:54
Spencer's been hard at work doing this.
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스펜서가 열심히 하고 있네요.
00:56
OK, Spencer, let's do
our first experiment.
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좋아 스펜서, 첫 번째 실험을 해보자.
00:58
We want to test to see if fruit flies
prefer bananas or broccoli.
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초파리가 바나나와 브로콜리 중
무엇을 더 선호하는지 실험해보죠.
01:01
So what do we need?
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그럼 실험에는 뭐가 필요하죠?
01:03
Spencer Brown: So we need the fly pad,
which is basically an iPad for flies.
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스펜서 브라운: 파리 패드가 있어야 해요.
말하자면 파리용 아이패드죠.
01:07
It measures the touch.
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초파리가 닿는 걸 감지해요.
01:08
GG: You put a fly in each chamber?
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한 공간에 한 마리씩 넣는 건가요?
01:10
SB: Yeah. Inside, we'll offer them
banana and broccoli
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네 안에 바나나와 브로콜리를 넣고
01:13
to see which one they prefer.
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어떤 쪽을 더 좋아하는지 볼 거예요.
01:14
GG: In order to count how many times
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몇 번이나 초파리가
01:16
the fruit fly eats a banana
versus the broccoli,
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2478
브로콜리 말고 바나나를
먹는지 세어보기 위해서
01:18
these chambers have been outfitted
with a small electrode
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공간마다 작은 전극을 연결해
01:21
that sends data to a computer.
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컴퓨터에 데이터를 보냈습니다.
01:23
And so what were your findings
on banana versus broccoli?
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3142
바나나 대 브로콜리
실험 결과는 어땠나요?
01:26
SB: I found that the flies
visited banana the most.
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2537
초파리는 대부분 바나나를 먹었어요.
01:29
GG: Both were there, but like most kids,
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89003
1924
대부분의 아이처럼
두 가지 음식이 있을 때
01:30
they choose not to eat the broccoli,
and they go switch to something sweeter.
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4283
브로콜리를 안 먹고
더 단 음식을 먹는 거군요.
01:35
GG: Now a quick background
on how taste works.
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2182
그럼 맛을 느끼는 원리를
간단히 말씀드리죠.
01:37
Taste buds are made up
of specialized neurons
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2181
미뢰는 미각 수용체라고 하는
01:39
called taste receptors.
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99669
1168
특별한 신경 세포들로
구성되어 있습니다.
01:40
When we eat something
that triggers a particular taste,
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2650
무언가를 먹으면 그 맛 신경세포가
01:43
those taste neurons will fire
a signal to the brain.
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특정한 맛이라는
신호를 뇌에 전달하죠.
01:46
This allows our brain to know
what's sweet and what's bitter.
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2920
그러면 우리 뇌는 무엇이
달고 쓴지 알게 됩니다.
01:49
So when a fruit fly eats a banana,
its sweet taste neurons will fire.
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109002
3336
초파리가 바나나를 먹으면
단맛 신경세포가 활성화 되죠.
01:52
But when it eats broccoli,
those same neurons stay pretty quiet.
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3481
그러나 브로콜리를 먹을 때는
활성화되지 않습니다.
01:55
But what if we could force
those sweet-tasting neurons to fire
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하지만 저희가 초파리가
브로콜리를 먹을 때마다
01:58
every time the fruit fly eats broccoli?
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1866
단맛 신경세포를
활성화시키면 어떨까요?
02:00
We may be able to get the fruit fly
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초파리가 바나나만큼
02:02
to like broccoli as much as banana.
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브로콜리를 좋아하게 만들 수 있겠죠.
02:04
Enter optogenetics.
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광유전학의 세계로 들어가봅시다.
02:05
This is the revolutionary new tool
that's taking neuroscience by storm,
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125529
3372
이는 신경 과학계를 사로잡은
혁신적인 새로운 기술입니다.
02:08
and in this case, "opto" means light
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2318
이 때 광은 빛을 뜻하고
02:11
and "genetic" refers to the fact
that these fruit flies have been modified
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3531
유전학은 초파리에게
특별한 유전자를 심어
02:14
to contain a special gene that makes
only certain neurons respond to light.
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특정한 신경 세포들이
빛에 반응하게 바꾸는 겁니다.
02:18
In our case, we've added the special gene
to the sweet taste receptors.
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3694
저희는 특별한 유전자를
단맛 수용체에 삽입했습니다.
02:22
Now here's the fun part.
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1182
여기부터가 진짜 흥미롭습니다.
02:23
Optogenetics means that we
can control these special neurons
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3054
광유전학은 이 특별한
신경 세포들을 조절해서
02:27
whenever they're exposed
to a bright-colored light,
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2609
이들이 밝은 빛을 받을 때마다
02:29
causing them to send
messages to the brain.
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신경 세포들이 뇌에
메시지를 보내게 만듭니다.
02:31
In this experiment, we're going to have
these modified fruit flies
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3139
이 실험에서 저희는
번형된 초파리들을
02:35
choose between banana and broccoli again,
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2015
다시 한번 바나나와 브로콜리 중
하나를 선택하게 할 겁니다.
02:37
only this time, every time
the fruit fly eats the broccoli,
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2841
이번에는 초파리가
브로콜리를 먹을 때마다
02:39
we're going to trigger
a big bright red light.
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2191
밝은 빨간 빛을 비출 겁니다.
02:42
And when the channels see that red light,
they're going to open up,
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162146
3150
빨간 빛이 비추면
이온 통로가 열리고
02:45
and they're going to cause
that neuron to fire,
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2140
신경 세포를 활성화시켜
02:47
and the sweet taste message
will be sent to the brain.
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2524
뇌에 단맛 메시지를 보내는 거죠.
02:50
How do you get them out?
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1244
초파리는 어떻게 꺼내나요?
02:51
SB: So we're going to be using
a mouth aspirator,
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171300
2374
구강 흡입기를 이용할 거예요.
02:53
so it's just two straws put together.
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173698
1841
그냥 빨대 두개 합친 거죠.
02:55
GG: So it's a fancy name for a straw.
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175563
1809
빨대를 있어보이게 부르는 거네요.
02:57
SB: Basically.
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177396
1151
그렇죠.
02:58
GG: So you're going to suck those out.
70
178571
1828
초파리를 빨아 내는 거군요.
03:01
Have you ever sucked up a fly before?
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1832
파리 삼켜 본 적도 있어요?
03:03
SB: Once or twice.
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183678
1919
한 두번 있어요.
03:10
GG: There we go. You got all four.
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190432
1650
됐네요, 네 마리 다 나왔어요.
03:12
OK, perfect.
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192106
1151
좋아요.
03:13
So you're going to turn on
your OptoStimmers here.
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193281
2420
옵토스티머를 켜고요.
03:15
You're going to park the light
right on top of the chambers.
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3134
조명을 위에 각각
하나씩 달아줍니다.
03:18
So now we sit here and we wait
for them to eat broccoli,
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198883
2825
이제 저희는 앉아서 초파리가
브로콜리 먹을 때까지 기다렸다가
03:21
and then when the light fires,
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201732
1960
빛이 비추면
03:23
they're going to think
it's tasting something sweet.
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203716
2515
초파리는 단 걸 먹고
있다고 생각하게 되겠죠.
03:26
Come on. Oh, he's getting closer.
80
206255
1962
이리 와, 가까이 오네요.
03:28
Come on. It tastes good now.
81
208241
1928
먹어 봐, 이제 맛있어.
03:30
SB: It's about to.
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210193
1150
다 왔네요.
03:31
GG: Oh, he's back. All right!
83
211736
1508
들어갔다 좋았어!
03:33
All right, so now we see
that some of these flies
84
213268
3294
좋아요 이제 일부 초파리들은
03:36
are switching over from
the banana to the broccoli.
85
216586
2825
바나나에서 브로콜리로 갈아 타겠죠.
03:39
SB: Exactly, yeah.
86
219435
1166
그렇습니다.
03:40
GG: Every time this light goes off,
87
220625
1683
그럼 빛이 켜질 때마다
03:42
that means that they think
they're tasting something sweet.
88
222332
2787
초파리는 단 것을 먹고
있다고 생각한다는 거죠.
03:45
SB: Yeah. So this guy's
really going after it.
89
225143
2171
네 이 친구는 또 먹으러 올 거예요.
03:47
GG: So we saw that we were able
to rescue broccoli
90
227338
2174
저희는 초파리에게
브로콜리를 먹이고
03:49
and make it just as appealing
as banana to our fruit flies.
91
229536
2873
바나나만큼 좋아하게 만들
수 있다는 걸 알게 되었습니다.
03:52
And we're able to replicate
these same results
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232433
2254
그리고 모든 실험에서
03:54
in all of our experiments.
93
234711
1333
같은 결과를 도출해냈죠.
03:56
So the question is: Can we
do the same thing in humans?
94
236068
2600
문제는 인간에게도 적용이 될까요?
03:58
Well, that depends on a number of items.
95
238692
1905
그건 몇 가지 사항에 달려있습니다.
04:00
First, do optogenetic tools
even work in humans?
96
240621
3462
첫 번째, 광유전학 기술이
사람에게도 적용되는가?
04:04
And that looks like the answer is yes,
97
244107
2003
제가 보기엔 됩니다.
04:06
and in fact, clinical trials
are already being planned
98
246134
2582
사실 광유전학으로
만성 통증과 실명을
04:08
that will treat chronic pain
and blindness using optogenetics.
99
248740
3530
치료하는 임상 시험도
이미 계획되어있습니다.
04:12
And the next question is,
can we easily trigger a light source
100
252294
2991
두 번째는 채소를 먹을 때마다
04:15
so that every time we eat
vegetables, it will go off?
101
255309
2524
빛을 비추는 게 쉽냐는 겁니다.
04:17
For that, I'm afraid at least
at this time, the answer is still no.
102
257857
3438
그 점에 대해선 안타깝지만
아직은 쉽지 않습니다.
04:21
But today, we got to witness
just a taste of optogenetics
103
261319
3329
그러나 오늘 광유전학에 대해
조금 엿볼 수 있었고
04:24
and its amazing potential.
104
264672
1414
놀라운 잠재력도 확인했습니다.
04:26
(Music)
105
266110
6413
(음악)
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