우유는 단순히 아기를 위한 음식 그 이상입니다. 모유는 성장 인자, 호르몬, 항체는 물론 미생물을 포함한 수천 개의 다양한 분자를 전달하도록 진화했습니다.

코넬 대학의 분자 영양학자인 엘리자베스 존슨(Elizabeth Johnson)은 유아의 식단이 장내 미생물군집에 미치는 영향을 연구합니다. 이러한 연구는 어린이와 성인 모두의 공중 보건에 관한 어려운 질문에 대한 단서를 제공할 수 있습니다. "The Joy of Why" 팟캐스트의 이번 에피소드에서 공동 진행자인 Steven Strogatz는 모유를 자연에서 발견되는 가장 놀라운 생체유체 중 하나로 만드는 미생물 성분에 대해 Johnson과 인터뷰합니다.

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성적 증명서

[테마연극]

스티븐 스트로가츠: 우유는 너무나 평범하고 친숙한 물질이어서 신비를 품기에는 너무 평범해 보일 수 있습니다. 그러나 실제로 우유와 간호 행위는 연구자들이 여전히 이해하려고 노력하고 있는 놀라운 생물학적 혁신입니다.

모유가 유아의 건강을 보장하는 데 도움이 될 수 있다는 것은 잘 알려져 있지만, 이러한 이점은 단순히 우유의 영양 성분 때문만은 아닙니다. 우유는 영양 공급원일 뿐만 아니라 세균으로부터 보호하고, 유아 발달을 자극하며, 엄마와 아기가 온갖 화학적 대화를 나눌 수 있게 해줍니다. 모유에는 성장 인자, 호르몬, 항체, 미생물 등 수천 가지의 다양한 분자가 포함되어 있습니다. 이 모든 것이 인간 아기에게 정상적으로 성장하고 발달하는 데 필요한 것을 제공하기 위해 함께 작용합니다. 그런데 정확히 어떻게요?

저는 Steve Strogatz입니다. 이것은 'The Joy of Why'라는 팟캐스트입니다. Quanta Magazine에서 공동 진행자 Janna Levin과 저는 오늘날 수학과 과학에서 답이 없는 가장 큰 질문을 차례로 탐구합니다.

이번 에피소드에서는 분자생물학자와 이야기를 나눠보겠습니다. 엘리자베스 존슨 우유의 신비와 우리가 어떻게 이 강력한 천연 물질에 의존하도록 진화했는지에 대해 설명합니다.

[테마 종료]

Liz는 코넬대학교 영양과학부 분자영양학 조교수이자 Howard Hughes Medical Institute Freeman Hrabowski Scholar입니다. 그녀는 연구에 대한 게놈 및 대사학적 접근 방식을 전문으로 합니다. 장내 미생물군집에 대한 영양의 영향, 유아 영양 및 유아 장내 미생물에 특히 관심이 있습니다. 리즈님, 'The Joy of Why'에 오신 것을 환영합니다.

엘리자베스 존슨: 나를 초대해줘서 고마워요, 스티브.

스트로가츠: 천만에요. 만나서 정말 반갑습니다. 꼭 관련이 있다고는 생각하지 않지만, 우리가 거의 옆집 이웃이라고 말하지 않을 수 없습니다. 우리 사이에는 집이 하나 있어요. 리즈는 나의 좋은 친구이자 존경하는 동료이다.

존슨 : 응, 아니, 내 생각엔 그게 좋은 지적인 것 같아.

스트로가츠: 좋아요, 이제 그 공개는 끝났습니다. 고백하자면, 저는 과학적 주제로서 우유에 관한 첫 번째 사실을 모릅니다. 나는 이 쇼를 위해 아직 얼마나 많은 퍼즐이 남아 있는지에 대해 약간의 조사를 하면서 충격을 받았습니다. 어렸을 때 방과 후 집에 오면 우유와 쿠키를 먹곤 했습니다. 아마도 땅콩버터와 젤리를 먹을 것 같아요. 그래서 그렇게 생각하면 우유는 또 다른 종류의 음식일 뿐입니다. 먼저 음식에 대해 이야기 해 봅시다. 우유의 기본 영양성분은 무엇인가요?

존슨 : 당신이 말하는 맥락은 제가 우유에 대해 생각했던 것과 같은 방식이었습니다. 아기를 위한 음식이 아니라 그냥 음식이었고 맛이 꽤 좋았던 것 같아요.

나이가 들고 특수 우유가 얼마나 될 수 있는지 깨닫게 되면서, 특히 우유가 필요한 유아가 있을 때 모유에 대해 생각하기 시작하면 그때 제가 모유를 먹을 때 생각했던 것보다 우유에 더 많은 것이 있다는 것을 깨닫게 됩니다. 어렸을 때 쿠키와 우유.

실제로는 아기의 단기 영양 공급에 필요한 것들로 구성되어 있습니다. 그리고 이는 아기에게 젖을 먹이기 위해 우유를 사용하는 모든 포유류의 매우 특징적인 특성입니다. 그래서 그 안에 실제로 무엇이 들어 있는지 생각해 보면 설탕이 있고 탄수화물이 있습니다. 지방이 있습니다. 단백질이 있습니다. 미네랄이 있습니다. 그리고 모유와 다른 많은 우유에는 면역 인자와 다른 세포, 핵산 등 성장뿐만 아니라 성장에도 도움이 되는 다른 요소들이 있습니다. 그 기간 동안의 발전 시간의. 따라서 차가운 우유 한 잔을 집으면 지금보다 훨씬 더 많은 일을 하도록 설계되었습니다.

스트로가츠: 이제 여러분은 우유가 할 수 있는 더 큰 역할, 즉 음식 이상의 역할을 할 수 있는 문을 열었습니다. 그것은 생물학 교과서에서 읽은 모든 내용입니다. 그렇죠? 효소, 호르몬, 항체, 줄기세포, 미생물, 엄밀히 말하면 인간이 아닌 것들까지요?

존슨 : 예 바로 그 거예요. 그리고 그것은 훌륭한 영양 공급원입니다. 자궁 밖에서 인간의 가장 빠른 성장과 발달을 가능하게 할 무언가를 생각하고 계시죠?

하지만 여기에 의사소통을 위한 정말 좋은 기회도 있다고 생각하시나요? 거기에 있는 많은 정보는 가슴 수유 행위를 통해 전달될 수 있습니다. 그리고 이것은 우리가 그것을 소비재나 에너지를 필요로 하는 제품처럼 생각할 때 잊어버리는 매우 중요한 것입니다.

스트로가츠: 여기의 정보로 어떤 정보인지 예를 들어주실 수 있나요? 양방향 통신인가요? 그들은 서로 이야기하고 있습니까?

존슨 : 네, 양방향일 수 있다는 증거가 있습니다. 아기 타액에는 타액 정보가 있을 수 있습니다. 유방이나 유방과 상호작용할 수 있는 바이러스나 기타 입자가 있는지 상상할 수 있습니다. 그리고 또한 유관을 통해 우유에 들어가는 모든 것 - 수유는 우유 생산과 우유 배출입니다. 따라서 거기에서 배출되는 것은 무엇이든 잠재적으로 유아가 소비하게 될 것이고 그 다음에는 세포와 기관이 될 것입니다. 그러면 아기가 그것을 처리할 수 있습니다. 그리고 그 중 일부는 정보라고 할 수 있습니다.

이는 해당 기간 동안 성장과 발달에 정말 중요한 작은 분자나 기타 화학적 신호일 수 있습니다. 우리는 여전히 그것이 무엇인지 이해하려고 노력하고 있습니다. 왜냐하면 그것이 건강에 필요한 것인지 이해하고 싶기 때문입니다. 이러한 신호 중 일부를 볼 수 없으면 어떤 일이 발생하며, 이러한 유형의 정보를 사용하여 아기에게 가장 최적의 방법으로 먹이를 주는 것에 대해 어떻게 생각합니까?

스트로가츠: 그 중 일부를 살펴보겠습니다. 예를 들어, 사람마다의 차이에 대해 이야기해 봅시다. 성분이 사람마다 정확히 동일하지 않을 수 있다는 것은 당연한 일입니다. 어쩌면 지방 함량이 변하거나 전달되는 항체가 다를 수도 있습니다. 그러나 우유는 사람마다 그보다 더 다양합니까? 예를 들어, 시간이 지나면서 모유수유를 하는 동안요?

존슨 : 아, 물론이죠. 이것의 가장 유명한 예는 초유입니다. 이것은 매우 고단백, 밀도가 높은 우유인 “첫 번째 우유”입니다. 그것은 일종의 금처럼 보이고 액체 금과 같으며 아주 적은 양으로 나옵니다. 그리고 그것은 인생의 첫 순간에 아기가 섭취하는 영양입니다.

그러나 다음 5~7일에 걸쳐 우유가 성숙해지며, 단백질이 많이 함유된 물질에서 다음 몇 달 동안 성장을 지속할 우유가 될 수 있는 묽고 설탕이 더 많은 종류의 우유로 변합니다. . 그래서 수유의 특징인 생물학적 과정이 발생합니다.

하지만 말씀하신 점에 있어서는 우리가 매일 개인마다 우유의 양이 얼마나 다를 수 있는지조차 파악하지 못하고 있는 것 같습니다. 이것이 바로 제 연구실이 하려고 하는 일입니다. 예를 들어 수유 중 매일 우유를 보는 것과 매우 유사합니까, 아니면 인생의 첫 6개월 동안 일어날 수 있는 많은 인생 사건으로 바뀌고 있습니까?

다이어트가 영향을 미친다는 것을 보여주는 정말 놀라운 연구들이 있었습니다. 따라서 우유에 들어가는 특정 물질은 이에 따라 달라질 수 있습니다. 그리고 특정 집단의 우유가 다른 집단보다 더 유사하게 보일 수 있는 몇 가지 지역적 특성이 있다고 상상할 수 있습니다. 개인 간의 변화뿐만 아니라 하루 종일 개인의 시간적 변화도 있습니다. 피드의 시간도 있습니다. 따라서 "전유"와 "후유"가 있습니다.

스트로가츠: 나는 그 용어를 모른다. 전유와 후유?

존슨 : 네, 아기가 젖을 물면 그 수유는 30분에서 XNUMX분, 또는 그 이상 지속될 수 있습니다. 그리고 사료를 공급하는 과정에서 우유의 다량 영양소 구성이 바뀔 수 있습니다. 먹이를 주는 초기의 우유는 다른 다량 영양소 구성을 가지게 되는데, 이것이 바로 전유이고, 먹이가 끝날 때 나오는 후유입니다. 나는 항상 그것을 “자연의 가장 흥미로운 생체유체”라고 부릅니다. 왜냐하면 우리가 그것을 이해하는 방법에는 너무 많은 복잡성이 있기 때문입니다. 하지만 우리가 그들을 올바른 방식으로 대하면 실제로 많은 정보를 배울 수 있습니다.

스트로가츠: 아, 그거 정말 좋아요. 나는 다른 어떤 생체유체가 이에 필적할 수 있는지 생각할 수 없습니다. 내 생각엔 피는 복잡하지만 우유가 챔피언일지도 모른다.

존슨 : 응. 나는 우유에 대해 한마디하는 것을 좋아합니다. 인간 건강을 이해하는 측면에서 우유의 흥미로운 점은 인간 아기에게 영양을 공급하는 데 필요한 모든 것이 우리가 정량화할 수 있는 이 하나의 물질에 들어 있다는 것입니다. 그리고 우리는 추측할 필요 없이 살펴볼 수 있습니다. 답은 거기에 있습니다. 그리고 우리는 우유를 분석하고 올바른 질문을 이해하는 데 더 능숙해짐에 따라 이러한 답변 중 일부를 해독할 수 있는 기회를 갖게 됩니다.

하지만 이는 여러분과 제가 스스로 음식을 섭취하는 방식, 스스로 결정을 내리는 방식, 그리고 좋은 결정을 내릴 수도 있고 나쁜 결정을 내릴 수도 있으며 이것이 우리 건강에 좋거나 나쁜 결과를 초래할 수 있는 것과는 매우 다릅니다. 하지만 우리가 유아기 동안 모유에 대해 생각할 때 좋은 점은 거기에 있으며 우리는 그 이유를 이해하면 됩니다.

스트로가츠: 앞서 간병인의 식단에 대해 언급하셨습니다. 그리고 실제로 제가 이 말을 하는 동안 어머니를 포함하기 위해 여기서 "간병인"이라고 말합니다. 하지만 유모, 모유 기증자, 트랜스젠더, 우유를 제공할 수 있는 모든 사람 등 다른 사람들도 염두에 두자.

존슨 : 나는 보통 간병인이나 수유 부모라고 말합니다. 가족 단위를 보면 많은 일이 일어나고 있습니다. 따라서 우리가 아기에게 먹이를 주는 것과 아기에게 먹이를 주는 많은 사람들에 대해 생각할 때 이 기간 동안 일어나는 모든 일을 포괄적으로 다루는 것이 정말 중요합니다.

스트로가츠: 식단에 관한 이 질문에서, 보호자의 식단은 그들이 생산하는 우유의 구성에 어떤 영향을 미칩니까?

존슨 : 내 생각엔 우리는 아직도 그것이 어떻게 작동하는지 정확히 이해하려고 노력하고 있는 것 같아요. 따라서 이것을 거시적 규모로 생각할 수 있습니다. 내 연구실에서는 우유의 지방 부분에 중점을 둡니다. 모유에서는 실제로 모든 칼로리를 담당하기 때문에 연구하기에 매우 흥미로운 우유 부분입니다. 이는 또한 정량화되지 않은 매우 중요한 수많은 소분자와 화학적 신호를 담당합니다.

따라서 우유에 들어 있는 다양한 유형의 지방에 대해 생각해 보면, 그 지방은 다양한 곳에서 나올 수 있습니다. 그들은 유방에서 합성될 수 있습니다. 그들은 순환에서 올 수 있습니다. 그러나 순환에서 나오는 것들은 특정 엄마나 수유 부모가 실제로 소비하는 것과 직접적인 관련이 있을 수 있습니다. 왜냐하면 그것이 우유에 있는 지방의 구조에 대한 프로필을 바꿀 수 있기 때문입니다.

아마도 가장 유명한 것 중 일부는 예를 들어 지방이 많은 생선, 다중 불포화 지방산, 오메가-3 지방산 등을 많이 섭취하는 것일 것입니다. 식단에서 해당 영양소의 소비량에 따라 우유에 함유된 영양소에 대한 다양한 프로필을 가질 수 있습니다.

그래서 우리는 배우고 있으며 어떤 사람들은 매우 훌륭한 일을 하고 있습니다. 우리는 "당신이 무엇을 먹었는지 알고 있습니다"라는 확실한 말을 원합니다. 우리는 그것이 우유에 들어가고 그것이 아기에게 노출될 것이라는 것을 알고 있습니다. 그리고 저는 우리가 이 일을 계속해서 더 잘할 수 있는 도구를 갖게 되면 우리가 먹는 것이 우유 합성에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 이해할 수 있다고 생각합니다.

스트로가츠: 흥미로운. 네, 저는 그것이 어떻게 전신 제작 노력인지 생각해본 적이 없었습니다. 유선뿐만이 아닙니다. 순환을 언급하셨는데, 물론 다이어트죠. 우리가 명심해야 할 다른 사항은 무엇입니까?

존슨 : 부모의 건강처럼 수유를 힘들게 하거나 쉽게 만드는 많은 요인들이 수유에 영향을 미칩니다. 감염이나 기타 질병 또는 장애가 발생한 시기에 일어나는 일도 우유에 들어가는 내용에 영향을 미칠 수 있습니다.

또한 영양소뿐만 아니라 타이레놀을 복용하거나 다른 일을 하면 어떻게 되는지에 대한 더 나은 아이디어를 얻을 수 있습니다. 우리가 아직도 이해하려고 노력하고 있는 것이 많지만, 제 생각에 가장 좋은 점은 우리가 그러한 질문을 하는 방법에 대한 청사진을 갖고 있고 이제 질문만 한다는 것입니다.

스트로가츠: 그래서 당신은 당신의 연구실에서 하는 연구의 대부분이 지방 함량과 관련이 있다고 언급했습니다. 그리고 특히, 이것에 대해 여러분과 이야기할 준비를 하기 전까지는 제가 들어본 적이 없는 분자나 분자 종류가 있습니다. 내가 제대로 말할까? “스핑고지질?”

존슨 : 네, 맞습니다. 내가 말하려고 했는데, 제대로 말할 거야? 예!

[스트로가츠 웃음]

존슨 : 이것의 목적이 더 많은 사람들에게 스핑고지질에 대해 알리는 것이라면 그것은 좋을 것입니다. 그것은 불길한 이름을 가지고 있지만 실제로는 신체의 많은 과정에 관여하는 지질의 한 종류입니다. 그것들은 세포막의 일부입니다. 이들은 구조 분자로 작용할 수도 있고 신호 분자로 작용할 수도 있습니다. 그러나 우리에게 스핑고지질의 멋진 점은 스핑고지질이 우유의 지방 부분에 포함되어 있다는 것입니다. 이는 특정 유익한 미생물에 의해 생성되며, 인간으로서 이러한 신호를 실제로 받아들일 수 있는 신호 전달 경로도 많이 있습니다. 따라서 우리가 식이 요법, 미생물군집 및 숙주 상호 작용이 어떻게 건강을 지원하는지 생각할 때 이것은 실제로 우리에게 그러한 단서를 제공할 수 있는 대사 산물이나 화학적 신호 중 하나일 수 있습니다.

스트로가츠: 그 단어 자체가 조금은 불쾌하고 위협적입니다. 스핑고지질. 왜 그들을 그렇게 부르겠어요?

존슨 : 네, 제 생각에는 이 모든 지질이 원래 연구하기가 얼마나 어려운지에서 나온 것 같습니다. 그들은 스핑크스처럼 매우 이해하기 어렵고 수수께끼 같은 존재라는 평판을 얻었습니다. 그래서 비록 이제는 이러한 지질 중 일부를 측정하는 것이 훨씬 더 간단해졌음에도 불구하고 여전히 문제가 있습니다.

그리고 더 많은 사람들이 스핑고지질을 측정할 수 있게 되면서 스핑고지질이 우리 생물학의 다양한 측면과 실제로 어떻게 연결되어 있는지 알아가고 있습니다. 그리고 그것들은 우리가 이해하려는 많은 과정에서 기계적으로 매우 중요합니다. 일단 단어에 대해 배우고 스핑고지질에 대해 배우면, 여러분의 삶에서 그것들을 제거할 수 없습니다. 가는 곳마다 그들을 보게 될 것이기 때문에 그것이 사실인지 알려주셔야 합니다.

스트로가츠: 그만큼 다재다능하거나 다재다능한 역할을 하는 것 같아요. 구조적 구성 요소와 같은 빌딩 블록으로 사용할 수 있다고 말씀하셨습니다. 정보를 전달하는 데 사용할 수 있습니다. 세포막을 만드는 데 사용할 수 있다고 말씀하셨나요?

존슨 : 세포막은 세포에서 정말 중요한 부분입니다. 그리고 스핑고지질의 특정 구조는 세포 사이, 심지어 체내 미생물과 세포 사이에서도 화학적 신호로 사용될 수 있다고 말할 수 있다고 생각합니다. 이것이 바로 우리가 식단에서 어떤 것이 어디로 가는지 어떻게 알 수 있는지에 대해 정말로 생각하려고 노력해 온 것입니다.

우리 연구실에서는 어떤 영양소가 미생물군집과 상호작용하는지 어떻게 알 수 있는지, 그리고 식단에 의해 영향을 받는 중요한 미생물이 무엇인지 파악하기 위해 정말 고민해 왔습니다. 그러한 상호작용의 결과? 따라서 우리에게는 이러한 영양소를 흡수하고 변형시키는 미생물이 있습니다. 그들은 무엇을 만들고 있으며 그것이 우리 건강에 어떤 영향을 미치나요? 그리고 저는 그것이 유아의 맥락에서 정말 중요하다고 생각합니다. 우유의 상당 부분이 유아의 장내 미생물과 상호작용하는 분자이기 때문입니다.

모유의 건조 질량 중 거의 10%가 장내 미생물군집과 소통하는 데 사용되는 것으로 추정됩니다. 그리고 우리는 그 일을 하는 분자가 더 있는지 알아내려고 노력하고 있습니다. 그리고 발생하는 화학적 신호 중 일부가 없으면 어떤 결과가 발생합니까? 그들은 일종의 유익한 기능을 수행해야 한다고 가정할 수 있습니다.

스트로가츠: 이 메시지를 받은 후 바로 돌아오겠습니다.

[광고 삽입을 위한 휴식 시간입니다.]

스트로가츠: '이유의 기쁨'에 다시 오신 것을 환영합니다.

그러니까 내 말이 맞다면 가장 순진한 견해는 우유를 음식으로 보는 것이었다. 이제 우리는 우유가 단지 강한 치아와 뼈 등을 만드는 음식이 아니라는 것을 알고 있습니다. 제가 당신에게서 들은 것은 이러한 스핑고지질이 우유에 있는 멋진 종류의 분자의 한 예일 뿐이라는 것입니다. 그들은 다음을 위한 방법이 될 수 있습니다 엄마는 이 박테리아들과 대화를 나누려고 해요 마이크로바이옴을 구성하는 것입니다.

존슨 : 아마도, 예, 그것이 우리가 알아내려고 노력하는 것입니다. 그리고 스핑고지질뿐만이 아닙니다. 우리는 또한 일부 사람들이 가장 좋아하거나 가장 좋아하지 않는 영양소인 콜레스테롤에 대해서도 살펴보았습니다. 우리가 지질을 섭취할 때 미생물군집과 상호작용하는 것일까요? 그리고 그것은 우리가 먹는 음식에 따라 우리의 건강이 어떻게 결정되는가?

그래서 우리는 실제로 누가 중요한지, 그리고 그들이 이런 종류의 시스템에서 왜 중요한지 알아내려고 노력하는 단계에 있습니다. 그렇다면 우리 건강에 영향을 미치는 중요한 박테리아는 무엇이며 그 이유는 무엇입니까? 메커니즘은 무엇입니까?

그럼 제가 뭔가 보여드릴까요?

스트로가츠: 아, 나한테 뭔가 보여주고 싶은 거 있어?

존슨 : 뭔가 보여드릴까요, 스티브? 왜냐면 우리가 하려고 했던 것은 여러분이 실제로 이런 일이 일어나는 것을 볼 수 있도록 만드는 것이라고 생각합니다.

존슨 : 그래서 우리가 여기서 보고 있는 것은 미생물군집의 사진입니다. 그리고 미생물군집은 미생물의 집합체인데, 이 경우에는 박테리아입니다. 아주 작은 것들입니다. 이 사진은 우리 실험실에 있는 현미경으로 찍은 것입니다.

그리고 여러분이 볼 수 있는 것은 파란색인 미생물이 있고 빨간색인 미생물이 있다는 것입니다. 빨간색으로 표시된 것은 실제로 영양소 표시를 도입할 수 있었던 것입니다. 이 경우 콜레스테롤입니다. 그리고 이 콜레스테롤이 소모되었습니다. 그러면 우리는 그 라벨을 따라갈 수 있습니다. 그리고 라벨은 빨간색으로 변합니다. 빨간색으로 보이는 미생물은 모두 콜레스테롤을 흡수한 것입니다. 그리고 파란색인 사람은 그 특정 시점의 콜레스테롤에 관심이 없습니다.

스트로가츠: 방사성 라벨링이라는 의미에서 라벨 같은 것을 말씀하시는 건가요?

존슨 : 같은 개념이지만 이것은 형광입니다. 그래서 빨간색은 빨간색 형광입니다. 이는 우리가 먹는 음식과 상호작용하는 미생물과 그렇지 않은 미생물을 실제로 식별할 수 있기 때문에 우리에게 중요합니다.

스트로가츠: 아주 멋지다. 이 점을 강조하겠습니다. 왜냐하면 생물학의 많은 부분이 보기 어려운 것을 보는 것에 관한 것이기 때문입니다. 하지만 이는 신경생물학에서 엄청난 도움이 되었고, 지금은 영양학 분야에서도 눈에 보이지 않았던 것을 라벨링 기술을 사용하여 할 수 있습니다. 이제 무슨 일이 일어나고 있는지 추적하고 확인하세요.

존슨 : 네, 이것이 그들이 이런 것들에 대해 노벨상을 수여하는 이유입니다. 왜냐하면 그것이 나 같은 사람들이 우리가 묻고 싶은 질문을 하는 데 도움이 되기 때문입니다. 정말 단순해 보이지만 우리가 올바른 방향으로 가고 있다는 작은 단서를 제공합니다. 그런 다음 우리는 형광 신호에 의존하지 않지만 이에 관련된 화학적 경로 중 일부에 들어갈 수 있도록 하는 많은 것을 요청할 수 있습니다. 그리고 물리적으로 분리할 수 있는 기계가 있어서 빨간색인 모든 미생물을 식별할 수 있습니다.

그래서 여러분은 이것이 사소하다고 생각할 수도 있지만 이것은 실제로 우리가 이야기하고 있는 몇 가지 질문의 기초를 시작하는 데 도움이 됩니다. 이러한 영양소가 미생물군집에 중요한가요? 만약 그것들이 소비되고 변형되고 있다면, 적어도 어떤 종류의 효과를 갖고 있는 것입니다.

스트로가츠: 좋습니다. 미생물군집에 관한 모든 것이 여러분에게는 그다지 새로운 것이 아닐 수도 있습니다. 하지만 대중에 있는 우리 중 많은 사람들은 지난 10년, 20년 정도가 되기 전까지는 미생물군집에 대해 실제로 생각해 본 적이 없습니다.

존슨 : 여기 코넬에서 미생물군집을 연구하고 가르치는 것의 멋진 점은 수업에 들어올 때 사람들이 여러분을 믿는다는 것입니다. 그들은 마치 "미생물군집이 중요하다"고 말합니다. 그걸 팔 필요는 없어요. “나의 장 건강이 나의 온전한 건강입니다.” 제가 수업 시간에 학생들에게 “생균제를 섭취한 학생은 몇 명입니까?”라고 묻습니다. 또는 “몇 개나 드셨나요? 프리바이오틱스 드셔보셨나요?”라고 하면 다들 손이 쑥쑥 솟아오릅니다.

그래서 그것이 매우 중요하다는 느낌이 있습니다. 그런데 구체적으로 무엇이 중요한가요? 실제로 이러한 영향을 미치는 것은 우리가 먹는 것입니까? 그래서 우리는 알게 됩니다... 스티브, 글쎄요. 프로바이오틱스를 복용한 적이 있나요?

스트로가츠: 내 생각엔 그런 것 같아. 나는 내 개 머레이에게 자주 주기 때문에 그것에 대해 가장 익숙합니다.

존슨 : 예. 머레이가 프로바이오틱스 같은 것을 섭취할 때 어떤 것이 유익한지 어떻게 결정합니까? 그러한 답을 주기 위해 우리는 다음과 같은 기본부터 시작해야 합니다. 너무 단순화하고 싶지는 않지만 좋은 미생물은 무엇이며 건강을 지원하기 위해 행동하는 맥락은 무엇입니까? 따라서 우리가 복용하는 프로바이오틱스가 우리에게 효과가 있는지 알고 싶다면 분자 및 생화학적 수준에서 이러한 매우 구체적인 상호 작용을 알아야 한다고 생각합니다.

스트로가츠: 자, 내가 요구르트를 먹는 것이 중요합니까?

존슨 : 그게 중요합니다. 당신은 프로바이오틱스, 프리바이오틱스를 얻었습니다. 영양 과학에서 우리는 식단과 미생물군집이 얼마나 잘 연결되어 있는지에 대해 정말로 생각합니다. 때로는 미생물이 있을 수 있지만 장에서 생존하려면 특정 영양소가 필요하기 때문입니다. 이를 제공하지 않으면 아무런 의미가 없습니다. 잠재적으로 프로바이오틱스를 복용하는 것입니다.

그리고 섭취할 수 있는 영양소도 있으며 유익한 효과가 있다고 생각할 수도 있지만 실제로 해당 식이 물질에 작용하는 미생물이 없다면 그 영양분도 섭취하지 못할 것입니다. 건강 효과. 유명한 사례는 식이섬유일 것이다.

그래서 우리는 “그들이 누구였고 무엇을 하였나요?”라는 질문을 많이 합니다. 그리고 이는 실제로 우리가 다이어트 미생물군집 상호작용에 대해 생각할 때 건강 증진에 무엇이 중요할 수 있는지에 대한 많은 통찰력을 제공합니다.

스트로가츠: 따라서 섬유질에 관해 이야기할 때, 똥을 기준으로 유아 질병을 진단하는 것과 관련된 연구실에서 나온 다른 연구로 약간 전환해 보겠습니다.웃음], 그렇게 말할 수 있다면.

존슨 : 바로 알았어, 스티브. 당신은 부모입니다. 당신은 몇 년 동안 몇 개의 기저귀를 살펴보았습니다. 그리고 그들은 모두 똑같이 생겼나요? 아니요, 그렇지 않았습니다.

그리고 우리가 아기에게 먹이를 주고 아기를 돌보는 것에 관해 이야기할 때 가장 큰 문제 중 하나는 그들이 항상 당신이 이해할 수 있는 방식으로 필요한 것을 말하지 않는다는 것입니다. 하지만 이 기저귀에는 기본적으로 미생물과 대사산물인 풍부한 정보가 들어 있습니다. 그리고 여기서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해할 수 있다면 아기의 건강이 실시간으로 어떻게 변하는지에 대한 단서를 얻을 수 있습니다. 그러면 건강한 기저귀가 무엇인지, 건강에 좋지 않은 기저귀가 무엇인지에 대한 더 많은 정보가 있다면 치료법의 반응이 더 빨라질 수 있습니다.

우리 모두는 아마도 “녹색이 괜찮아요?”라고 검색해 본 적이 있을 것입니다. 여기서 무슨 일이 일어나고 있는 걸까요?” 실제로 가장 인기 있는 부모 검색 중 하나입니다. 그리고 우리는 실제로 이것이 괜찮은지, 아니면 괜찮지 않은지를 결정할 수 있는 도구를 가지고 있기 때문에 좀 더 엄격하게 적용할 수 있다고 생각합니다. 가장 좋은 점은 샘플을 잃어버릴 염려가 없다는 것입니다. 그래서 우리 그룹과 전 세계의 다른 많은 그룹은 "유아 건강을 어떻게 이해하는가?"에 대한 질문을 던지기 시작할 수 있었습니다. 생후 첫 몇 달 동안 미생물군집의 발달을 통해.

스트로가츠: 당신이 하려는 연구의 종류는 정확히 무엇입니까? 그럼 똥을 모아서 분석하기 위해 무엇을 하시겠습니까?

존슨 : 우리는 미생물을 분리한 다음 DNA 서열 분석을 사용하여 해당 미생물의 분류가 무엇인지 이해할 수 있습니다. 그런 다음 거기에 있는 모든 작은 분자나 화학 물질도 볼 수 있습니다. 그래서 그것은 아마도 소화된 것, 소화되지 않은 것, 장 세포의 조합일 것입니다. 우리는 또한 그것을 측정하고 그것이 유아의 맥락에서 무엇을 의미하는지 해석하려고 노력할 수 있습니다.

가장 유명한 사례 중 하나는 특정 유아 간 질환의 경우 담즙 생성을 중단한다는 것입니다. 따라서 담즙을 측정할 수 있고 거기에 있다면 훌륭합니다. 담즙을 측정했는데 거기에 없다면 그것은 그것을 나타냅니다. 또한 담즙이 없으면 대변의 색이 전혀 다른 색으로 변합니다. 하지만 매일매일 우리가 아직 해독하지 못했기 때문에 놓치고 있는 정보가 많이 있을 것입니다.

스트로가츠: 괜찮은. 그래서 우리는 미생물군집 자체에 대해 많은 쇼를 할 수 있을 것 같습니다. 하지만 저는 다시 우유 이야기로 돌아가고 싶었습니다. 여기서 여러분과 논의할 흥미로운 것들이 너무 많기 때문입니다. 그런 식으로 먹이를 주는 일반적인 시간은 얼마나 됩니까? 다른 종류의 영양소로 넘어가야 할 시기는 언제입니까?

존슨 : 좋은 질문입니다. 방향을 잡는 것이 좋다고 생각하기 때문입니다. 따라서 세계보건기구(WHO)와 CDC의 권장 사항은 6개월 동안 모유만 먹이는 것입니다. 그리고 보완 식품이 도입되었습니다. 사람들마다 그것을 수행하는 방법이 다릅니다. 그러나 한동안 유아의 주요 칼로리 공급원으로 우유를 섭취하다가 잠재적으로 한 살이 되면 우유를 섭취하게 됩니다. 그리고 그것이 당신에게 효과가 있다면 모유 수유를 장려하십시오. 따라서 꼭 중단해야 할 때는 없습니다.

하지만 당신은 제게 1조 달러 규모의 질문을 하게 될 것 같습니다. 모유 노출과 유아용 조제분유 노출이 장기적으로 건강에 미치는 영향은 무엇입니까? 오늘 아기에게 우유를 먹이면 5년 안에 알레르기성 천식을 예방할 수 있을까요? 아니면 정말 시간의존적이고 매우 중요하며 평생 건강으로 이어질 수 있는 발달 과정이 있습니까? 그리고 우리는 그것이 모든 형태의 유아 영양에 포함되도록 실제로 그것이 무엇인지 결정할 수 있습니까? 나는 이것에 대해, 무엇이 중요한지에 대해 많이 생각합니다.

부모로서도 “어제 머리에 떨어뜨렸다면 그게 중요했나요? 아니면 그렇지 않았나요?” 또는 “아니요, 저 사람들이 그걸 땅바닥에서 핥아버렸어요! 그게 중요했어?” 미래의 성공을 위한 올바른 환경을 조성하고 있는지, 내가 정말로 고민해야 할 것은 무엇인가?

대답은 아마도 아기는 매우 튼튼하기 때문에 우리가 해야 할 것보다 더 많이 걱정한다는 것입니다.

스트로가츠: 그리고 장기적인 영향에 대한 이러한 질문에 답하기에는 너무 이르습니까? 주제가 너무 어리나요, 아니면 이미 단서를 갖고 있나요?

존슨 : 뭔가 단서가 있는 것 같아요. 내 말은, 섭식 모드와 결과 사이에 상관관계가 있거나 심지어 섭식 모드와 결과에 기반한 미생물군 구성 사이에 상관관계가 있는 역학 연구가 있다는 뜻입니다. 하지만 그런 공부는 매우 어렵기 때문에 아직 이르다고 생각합니다. 일부 연구에서 정말 어려운 점은 아기에게 먹이를 주는 것이 매우 어렵다는 것입니다.

일반적으로 모유 대 분유 또는 이것 대 저것과는 다릅니다. 3개월이 지났을 수도 있고, 6개월이 지났을 수도 있고, 한 달 동안 단독 급식이 있을 수도 있는 등 다양한 시기가 있습니다.

변화가 너무 많아서 이러한 질문에 제대로 대답하려면 캡처해야 합니다. 그런 다음 이러한 질문에 답하기 시작하려면 오랜 기간 동안 집단을 매우 집중적으로 추적할 수 있어야 합니다. 그러기 위해서는 많은 자원이 필요합니다.

스트로가츠: 그렇다면 단순한 모유보다 더 넓은 맥락에서 다른 종류의 포유류 젖에 대해 이야기하면 어떨까요? 예를 들어, 우리 중 많은 사람들이 항상 우유를 마시고 있는데, 그것은 얼마나 다른가요? 다른 동물의 젖은 사람의 젖이 하지 않는 일을 하고, 그 반대의 경우도 있습니까?

존슨 : 네, 비슷한 부분도 있지만 차이점도 많다고 생각해요. 우유의 기능을 생각해보면 그 특정 종의 아기를 키우는 것인데 소와 아기는 크기도 다르고 성장 궤적도 다릅니다. 그래서 당신은 그것이 우유에 반영될 수 있다고 상상할 수 있습니다.

따라서 젖소의 우유에 대해 생각해보면, 인간의 우유에 비해 단백질이 더 많이 함유되어 있고, 탄수화물이 많이 함유되어 있습니다. 다양한 종의 동물성 우유에 영양분을 전달하기 위한 다양한 전략이 있습니다. 그러나 젖소 우유에는 인간 우유의 구성 요소인 많은 것들이 들어 있습니다. 따라서 우유를 대안으로 사용하는 것에 대해 생각해 보면 많은 의미가 있습니다.

스트로가츠: 그래서 일반적으로 우리는 저온살균 우유를 마십니다. 그렇지 않은 사람도 있잖아요? 차이점은 저온살균을 하면 이동 중에 있는 미생물의 전부 또는 대부분을 죽였다는 것입니다. 아직 영양분이 남아있을 수 있습니다.

존슨 : 그리고 저온 살균된 인간 기증 우유도 있습니다. 따라서 기증 우유에 대해 우리가 어떻게 생각하는지, 기증 우유에 포함된 살아있는 인자와 열에 의해 변성될 수 있는 요소에 대해 전반적으로 생각해볼 필요가 있습니다. 다양한 유형의 저온살균 방법으로 분자의 형태가 바뀔 수 있습니다. 이것의 결과가 무엇인지 생각하는 정말 똑똑한 사람들이 많이 있습니다.

스트로가츠: 내가 확신하는 또 다른 하나는 많은 청취자들의 마음 속에 유당 불내증과 관련이 있다는 것입니다. 나는 어딘가에서 성인 인간이 동물 우유의 주요 당분인 유당을 분해하는 능력이 비교적 현대적인 특성이라는 것을 읽었습니다. 우리가 그것을 할 수 있게 된 것은 불과 6,000년 전 정도입니다. 역사적으로 오직 유아들만이 모유를 소화할 수 있는 락타아제 효소를 가지고 있었습니다.

그렇다면 내 질문은 10,000년 전에는 우유를 전혀 마실 수 없었던 성인이 몇 가지 예외를 제외하고 지금은 대부분의 성인이 우유를 마실 수 있다는 것입니다. 무엇이 이러한 변화를 촉발했는지 알 수 있을까요? 우리는 호의적이고 전파되기 시작한 유전적 돌연변이가 있다고 생각합니까?

존슨 : 응. 내 이해는 락타아제가 신생아 프로모터 아래에 있다는 것입니다. 따라서 이것은 유아기 단계에 발현되는 유전자이며 그 이후에는 작동이 중단됩니다. 하지만 그러면 이를 차단하지 않는 돌연변이가 생길 수 있습니다. 그리고 이는 락타아제가 성인기까지 발현되는 것을 허용할 수 있습니다. 어떤 사람들은 이 특정 돌연변이의 유전적 추적을 기반으로 이 특정 능력의 확산에 대해 정말 훌륭한 작업을 수행했습니다. 일부 미생물은 유당을 대사할 수도 있습니다. 이를 장내 미생물 군집으로 다시 가져오면 락타아제 지속성 등에 어떻게 관여합니까?

스트로가츠: 흥미로운. 당신은 이미 이것에 대해 조금 다루었지만 우유와 분유에 대해 이야기했습니다. 분명 많은 부모나 보호자들이 이에 대해 생각할 것이다. 귀하의 연구가 이 중요한 대화에 대한 통찰력을 제공합니까?

존슨 : 네, 스티브, 제 연구실에 오시면 우리가 손에 넣을 수 있는 모든 종류의 공식을 분석해 본 것 같아요. 우리는 유아용 조제분유를 하나로 이야기하지만, 다양한 제제가 있습니다. 그래서 우리 실험실에서는 우리가 섭취하는 우유의 양을 정량화하고 간병인이 사용할 수 있는 모든 공식도 정량화합니다.

그리고 다양한 유형의 분유 사이, 그리고 분유와 모유 사이의 영양 프로필의 차이를 매우 명확하게 볼 수 있으며 실제로 이해하려고 노력하면 미생물군집이 노출되어야 하는 필수 영양소 세트가 있다는 것을 알 수 있습니다. 아기에게 먹이는 모든 것은 실험실에서 측정됩니다.

그 주제에 관해 이야기하는 것이 그토록 어려운 이유는 모두가 평가하기 때문입니다. 제가 퓨(Pew) 회의에서 이 강연을 한 후 사람들은 “무슨 공식이요? 내가 뭘 한거지?" “아내에게 전화해서 우리가 모든 일을 잘못하고 있다고 말했습니다!” 그리고 나는 그것이 메시지가 되는 것을 원하지 않습니다. 나는 사람들이 일을 올바르게 하고 있다는 메시지를 더 많이 전달하고 싶습니다. 그리고 우리는 더 많은 정보를 원했습니다.

스트로가츠: 저는 여기에 의학, 인구, 공중 보건 등 모든 면에서 중요한 문제가 걸려 있다는 것을 알고 있습니다. 그런데 과학자로서의 즐거움과 관련해서, 당신의 연구에서 즐거움을 주는 것은 무엇입니까?

존슨 : 아, 와, 일이 너무 많아요. 우리가 흥미롭다고 생각하는 질문을 하는 것입니다. 그리고 제가 함께 일하는 과학자 팀과도 협력합니다. 이러한 질문은 어렵기 때문에 창의성과 탄력성을 확인하는 것입니다.

[테마연극]

보여주고 싶었던 사진, 그 사진을 받은 날, 서서 컴퓨터 화면을 바라보며 '이게 다야? 이것이 우리가 생각하는 것입니까?” 그런 종류의 흥분은 우리가 하는 일에 많은 노력을 기울이게 만듭니다.

스트로가츠: 훌륭해요. 매우 감사합니다. 그래서 우리는 코넬 분자생물학자인 리즈 존슨(Liz Johnson)과 이야기를 나눴습니다. 우유와 미생물군집에 대한 통찰력 있는 대화를 나눠준 Liz에게 다시 한 번 감사드립니다.

존슨 : 나를 초대해줘서 정말 고마워요, 스티브.

[테마연극]

스트로가츠: 듣기 주셔서 감사합니다. Quanta Magazine dot org [qualamagazine.org]에서 Liz의 미생물군집 형광 라벨링 사진을 포함한 더 많은 콘텐츠를 찾을 수 있습니다.

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'The Joy of Why'는 팟캐스트입니다. Quanta Magazine, 의 지원을 받아 편집적으로 독립된 출판물입니다. 시몬스 재단. Simons 재단의 자금 지원 결정은 이 팟캐스트나 이 팟캐스트의 주제, 게스트 또는 기타 편집 결정에 영향을 미치지 않습니다. Quanta Magazine.

<The Joy of Why>가 제작을 맡은 작품 PRX 프로덕션; 제작팀은 Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler 및 Merritt Jacob입니다. PRX Productions의 총괄 프로듀서는 Jocelyn Gonzales입니다. Morgan Church와 Edwin Ochoa가 추가 지원을 제공했습니다.

~ Quanta Magazine, John Rennie와 Thomas Lin은 Matt Carlstrom, Samuel Velasco, Nona Griffin, Arleen Santana 및 Madison Goldberg의 지원을 받아 편집 지침을 제공했습니다.

우리의 테마 음악은 APM Music에서 나왔습니다. Julian Lin이 팟캐스트 이름을 생각해냈습니다. 에피소드 아트는 Peter Greenwood의 작품이고 로고는 Jaki King과 Kristina Armitage의 작품입니다. Columbia Journalism School과 Cornell Broadcast Studios의 Bert Odom-Reed에게 특별히 감사드립니다.

저는 호스트인 Steve Strogatz입니다. 질문이나 의견이 있으시면 다음 주소로 이메일을 보내주세요. [이메일 보호].