• 한국양식학회지
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• 제21권3호
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• pp.139-145
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• 2008

성게의 형태학적 분류는 그것의 형질적 변이에 의하여 어려움이 많다. 본 연구에서는 말똥성게, 둥근성게, 보라성게, 분홍성게와 동해안에서 포획된 미확인 성게 4종의 형태형질 비교와 계통유연관계를 조사하였다. 성게의 생식소로부터 genomic DNA를 분리한 후, PCR 방법을 통하여 mitochondrial 12S rDNA 유전자의 염기서열을 분석하였다. 둥근성게과의 말똥성게, 둥근성게, 만두성게과의 보라성게, 주발성게과의 분홍성게의 mitochondrial 12S rDNA의 염기서열은 미확인 성게종들의 그것과 85.9-93.9%의 상동성을 나타내었다. 한편, 미확인 성게종들은 새치성게의 mitochondrial 12S rDNA의 일부 염기서열과 99.8%의 높은 상동성을 보였으며, 각 개체의 mitochondrial 12S rDNA를 통한 분자계통수 분석에 의해서 미확인 성게들은 새치성게의 형태적 변이로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권1호
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• pp.40-49
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• 2004

강원도 삼척 호산해역에서 해조장의 회복에 결정적 역할을 할 것으로 짐작되는 둥근성게(Strongylocentrotusnudus) 개체군에 대한 생태학적 연구를 수행하였다. 2002년 6월의 예비연구를 통해 조하대에 3개 실험구(인공해조장. 갯녹음지역, 자연해조장)를 설정하고, 8월, 10월, 12월에 둥근성게의 분포와 섭식률, 포식압, 포식자 조합을 추정하였다. 둥근성게의 서식 밀도는 자연해조장에서 가장 낮았으나, 각경(test diameter)의 중위수는 가장 큰것(Kruskal-Wallis test, 8월, p<0.001; 10월, p=0.036)으로 나타났다. 둥근 성게의 먹이 섭식률을 추정하기 위한 실험(enclosure cage experiment)은 자연해조장에서 수행되었으며, 8월과 10월에 각각 160, 13.8 mg seaweed/g sea urchin/day로 추정되었다. 둥근성게에 대한 상대적인 포식압의 실험구 간 비교를 위해 수행된 포박실험 (tethering experiment)으로부터 자연해조장의 포식압이 다른 두 실험구에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 실험 도중 현장에서 관찰된 포식자는 대부분 무척추동물인 것으로 나타났으며 어류 포식의 증거는 찾을 수 없었다. 죽은 성게나 산 성게를 담은 통발을 이용하여 포식자 조합을 파악하기 위한 실험을 하였다. 둥근성게의 포식자는 복족류 Neptuned arthritica와 별불가사리 Asterina pectinifera, 집게류 Pagurus cf. samuelis, 그리고 게류에 속하는 Atergatis integerrimus 등이며, 집게류인 Paguristes barbatus와 게류인 Actaea subglobosa도 가능성이 있는 포식자인 것으로 추정되었다 실험구 간 대비되는 관찰 결과로부터 (1)성게의 낮은 서식 밀도와 관련된 요인은 포식압이며, (2) 이는 조사 해역의 백화 현상의 발생, 유지와 낮은 포식압 간 가능한 상관관계를 제시하는 것으로 해석되었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제13권4호
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• pp.249-256
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• 2009

구조적으로 estrogen 수용체(estrogen receptor, ER)와 유사한 estrogen receptor-related receptor(ERR)는 포유동물에서 배발생 후기에 외배엽 형성과 관련되어 있다고 알려진 고아핵수용체(orphan nuclear receptor)이다. ERR은 ER과 DNA binding domain의 보존성은 유사하지만, ligand 결합 및 전사 활성은 다르다. 포유동물의 ERR에 관한 연구에 비하여 해양 무척추동물의 ERR에 대한 기능 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 우리나라 동해안에 주로 서식하는 둥근성게(Strongylocentrotus nudus) ERR의 초기 발생기 유전자 발현 변화와 전사 활성 기능을 조사하기 위해 먼저 polymerase chain reaction(PCR)을 이용하여 cDNA를 동정하였다. 둥근성게 ERR은 S. purpuratus와 91%의 높은 상동성을 보였으며, 계통수 분석을 통해 무척추동물 ERR의 clade에 포함되는 것을 알았다. 둥근성게 배발생 시기에 ERR 유전자 발현을 알아보기 위하여 real-time PCR을 실시한 결과, 4~64세포기와 유생기에 mRNA level이 높은 경향을 나타내었다. 또한 호르몬 및 co-regulator에 의한 둥근성게 ERR의 전사 활성을 조사한 결과, 호르몬에 의한 특이성은 확인되지 않았지만, peroxisome proliferator activated receptor-(PPAR) $\gamma$ coactivator $1\alpha$(PGC-$1\alpha$)가 둥근성게 ERR의 coactivator임을 입증할 수 있었다. 이 연구 결과는 향후 새로운 ligand 발굴과 coregulator와 의 상호작용 연구에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2009년도 춘계학술발표회
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• pp.163-163
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• 2009

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권2호
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• pp.157-168
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• 2000

우리나라 동해안에 서식하는 새치성게(Strongylocentrotus intermedius)는 둥근성게과(Strongylocentrotidae)에 속하는 냉수성 해양 무척추동물이다. 둥근성게과에는 현재 9종의 성게가 속해 있으나, 아직 종간의 분류 기준, 계통 분류학적 유연관계, 진화과정 등이 잘 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 유전자 염기서열이라는 분자형질을 이용하여 새치성게의 종 분류기준을 확립하고 이 종의 계통진화 및 분화 시기를 파악하고자 수행되었다. 이를 위하여 변화율이 빠르고 모계로만 유전되는 특성을 가진 미토콘드리아의 한 유전자인 cytochrome c oxidase subunit I(COI)을 분석하였다. 새치성게의 생식소에서 DNA를 추출하고 중합효소연쇄반응으로 COI 유전자 단편을 선택적으로 증폭하였으며, 클로닝과 시퀀싱 과정을 거쳐 COI 유전자의 단편 1077개 염기쌍 순서(염기서열)를 확정하였다. 이 염기서열과 유전자 데이터베이스(GenBank)에 들어있는 다른 성게 및 해삼, 불가사리의 유전자를 비교하고 그 분자 계통수를 작성함으로써 새치성게의 진화과정을 분석하였다. COI 유전자 계통수는 새치성게가 태평양 동쪽 연안에 서식하는 S. purpuratus와 계통적으로 자매군(sister species)의 관계에 있음을 보였다. 두 종의 분화 시기는 계통수 상 분지의 길이와 화석연대를 고려하여 산출했을 때 지구 온도의 변동이 심했던 약 890만년 전으로 추정되었다. 태평양의 동안과 서안으로 분리된 두 종의 현재 분포와 종분화 시기의 지구 환경조건은 두 종간의 분화가 환경변화에 따른 개체군의 지리적 분리(vicariance)에 의한 것임을 시사해 준다. 한편, 새치성게의 COI 유전자염기서열은 이 종을 대표하는 분자형질로서 둥근성게과의 성게들을 서로 구분할 수 있는 종분류의 기준이 될 것이다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제2권2호
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• pp.149-155
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• 1998

폴리시알린산 (polysialic acid)은 미생물로부터 인간에 이르기까지 다양한 세포의 세포 표면 복합당사슬에 공유 결합하는 당사슬의 일종이다. 최근 성게 난자의 젤리층과 성게 난자의 표면에서 폴리시알린산이 연결된 당단백질이 발견됨으로써 폴리시알린산의 생합성과 그 기능에 대한 의문이 제기되었다. 둥근성게의 난자와 배에서 추출한 효소액과 CMP-[$^{14}$ C]Neu5Ac를 기질로 사용하여 Neu5Ac를 endogenous acceptor에 전달하는 CMP-Neu5Ac:poly-$\alpha$2, 8 sialosyl sialyltransferase (polyST)를 발견하였다. polyST는 20mM MOPS (pH 7.0), 2$0^{\circ}C$에서 최적 활성을 나타냈다. 10 mM $Mg^2$$^{+}$를 효소 반응액에 첨가하면 polyST의 황성은 2.7배 증가하였다. poiyST는 또한 포유류의 gang1ioside인 GD3에 폴리시알린산을 합성할 수 있었다. 이와 같은 폴리시알린산이 존재하는 ganglioside가 현재까지 자연계에서 알려진 바가 없다는 사실은 하나의 polyST가 endogenous acceptor와 ganglioside에 폴리시알린산을 합성했다고 결론지을 수 있다. 과량의 GD3를 exogenous acceptor로 사용하여 둥근성게에 존재하는 polyST의 활성을 조사한 결과 mesenchyme 포배기 때부터 그 활성이 급격히 증가하고 낭배기 때에 최고에 도달했다. 성게의 배발생 때에 polyST의 활성이 조절된다는 것은 낭배기 때에 일어나는 세포나 조직 사이에 일어나는 변화와 초기 단계 spicule 형성에 어떤 중요한 기능을 담당하고 있을 가능성이 있다.

• 환경생물
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• 제37권3호
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• pp.389-395
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• 2019

본 연구는 둥근성게(Mesocentrotus nudus)의 배아를 이용하여 전 세계적으로 많이 이용되고 있는 살생물제(Biocides)에 대한 독성 평가를 수행하였다. 실험에 사용한 살생물제는 총 3종, Sea-nine 211, Diuron, Irgarol 1051이었다. 그 중, 둥근성게(M. nudus)의 수정과 발생률에 미치는 영향은 모두 EC₅₀을 기준으로 보았을 때, Sea-nine의 독성이 가장 강한 것으로 나타났고, Irgarol, Diuron의 순으로 나타났다. 이러한 살생물제, 특히 Sea-nine은 해양무척추동물의 초기 발생과정과 유생의 성장과정에 치명적인 영향이 있는 것으로 알려져 있으므로 이 물질들에 대한 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3785-3791
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• 2012

용존산소란 수생생물의 생장을 조절하는 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 일반적으로 빈산소란 2.8 mg $O_2/L$ (91.4 mM과 동량) 이하의 용존산소로 정의된다. 따라서 빈산소 해역은 해양생태계에서 심각한 문제를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 성게에 대한 빈산소의 배아독성 (수정 및 배발생률) 영향을 연구하기 위하여 둥근성게 (Strongylocentrotus nudus)를 용존산소 7.6 mg $O_2/L$ (normoxia)과 1.8 mg $O_2/L$ (hypoxia)에서 2일, $15^{\circ}C$ 및 33 ‰에 노출하였다. 또한 빈산소에 노출된 성게에서의 스트레스 관련유전자인 HSP70과 항산화 관련 유전자인 glutathione reductase의 발현을 immunoblotting assay와 RT-PCR을 통하여 확인하였다. 연구결과 배발생률이 현저하게 감소하였다. 분자분석 결과 빈산소에 노출된 성게가 정상상태의 성게에 비해 HSP70 단백질은 약 5.5배 glutathione reductase는 약 2.79배 증가하였다. 본 연구의 결과는 빈산소가 성게의 비정상적 배발생을 유도하며, 스트레스와 항산화 반응을 유발할 수 있음을 추측케 한다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제5권2호
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• pp.43-50
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• 2020

본 연구에서는 살균제, 항진균제 등의 의약품을 포함하여 다양한 목적으로 사용되며, 신방오도료로서의 가능성이 확인된 바 있는 Zinc undecylenate (ZU)를 이용해 연안환경 내 1차 소비자를 대표할 수 있는 성게 2종(H. pulcherrimus, M. nudus)에 대한 독성평가를 실시하였다. 실험결과 ZU에 대한 H. pulcherrimus와 M. nudus의 수정률 EC₅₀은, 각각 11.27 mgl^-1과 1.48 mgl^-1로 나타났다. 또한, 정상배아 발생률의 EC₅₀은 각각 0.94 mgl^-1와 3.78 mgl^-1로 나타났으며, NOEC는 0.20 mgl^-1, 0.78 mgl^-1를 나타내었다. 본 연구에서 도출된 성게 2종과 문헌조사를 통한 연안양식생물 2종의 급성독성결과를 이용하여 Predicted No Effect Concentration (PNEC)를 계산하였다. PNEC 값은 0.0094 mgl^-1로 나타났으며, 위와 같은 결과는 해양환경 오염물질에 대한 환경보호전략 수립을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제18권4호
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• pp.277-285
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• 2003

연안의 방조제 건설은 하천수와 바다물의 교환을 인위적으로 차단하고, 방조제 내부에는 호수를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 인공호수의 수질은 호수로 유입되는 하천의 수질에 크게 영향을 받을 수 있으며, 인공호수의 수질이 악화되면 인근 해양생태계에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 인공호수의 물이 바다로 방류될 때 해양생태계에 어떠한 영향을 미칠 것인지를 예측하고자 수행되었다. 방조제 건설로 이미 형성되어 있는 시화호, 아산호, 부사호와, 현재 건설중인 새만금 방조제로 인하여 형성될 호수의 유입 하천인 만경강에서 표층수를 채수하여 둥근성게(Strongylocentrotus nudus)의 정자와 수정란을 이용한 생물 검정을 실시하였다. 담수호의 수질을 해양생물을 이용하여 평가할 수 있도록 하기 위하여 시료의 염분을 조절하면서 실험을 실시하였다. 정자를 이용한 수정 실험 결과, 시화호에서는 수정률에 영향을 미치지 않았고, 아산호와 부사호에서는 약간의 영향이 있었으나 그 정도는 미약하였다. 반면, 만경강의 경우 수정률의 저해가 상당히 크게 나타났다. 수정란을 이용한 발생 실험 결과, 시화호, 아산호, 부사호에서는 약간의 영향이 나타난 반면, 만경강의 경우는 매우 큰 영향이 나타났다. 이들 실험 결과를 종합하면, 시화호, 아산호, 부사호의 수질은 대체로 양호하나, 만경강의 수질은 크게 우려되는 수준이었다. 따라서, 앞으로 건설될 새만금 호수와 인근 해양생태계를 보전하기 위해서는 만경강의 수질 개선을 위한 대책이 마련되어야 할 것이다.