Toxin-antitoxin (TA) system은 박테리아와 고세균에서 진화적으로 보존되어 흔히 발견되는 유전적 모듈이다. 기본적으로 이 시스템은 세포 내 toxin과 그들의 억제자로 작용하는 antitoxin으로 구성되어있으며, 현재 총 다섯가지 유형으로 구분된다. 공통적으로 toxin은 스트레스 조건에서 활성화됨으로써 세포 내 다양한 과정을 억제하는 활성을 가지는데 이는 결과적으로 세포 사멸 혹은 가역적인 생장 저해를 일으킨다. Toxin의 이러한 효과들은 유전자 발현의 조절, 성장 조절, programmed cell arrest, programmed cell death, persister cell의 형성, 박테리오파지 방어기작, 가동성 유전인자의 안정화, 플라스미드 유지 기작 등 다양한 생리학적 역할을 나타낸다. 그러므로 TA system은 일반적인 스트레스 반응모듈로서 여겨진다. 하지만 이를 역이용한다면 TA system으로부터 toxin을 활성화 시키는 인자를 개발하여 새로운 항균 물질로 이용할 수 있다. 그뿐만 아니라 TA system은 toxin의 세포 사멸 효과를 이용하여 원하는 타겟 유전자가 존재하는 세포만 선택적으로 살아남도록 하는 효율적인 클로닝 전략에 이용될 수 있다. 또한, toxin의 서열 특이적 리보핵산 가수분해효소 활성을 이용하여 타겟 단백질 이외의 단백질 합성을 막아 효과적인 단일 단백질 대량 생산을 위해서도 이용할 수 있다. 더 나아가 일부 TA system의 toxin은 진핵 세포에서도 세포 독성을 나타내기 때문에 암세포, 바이러스 감염 세포에서 toxin의 발현을 유도하여 세포사멸을 일으킴으로써 인간의 질병 치료로 이어질 수 있다.
Caudal homeodomain 단백질은 초파리에서 사람에 이르기까지 보존되어 있으며, 장조직의 발생과 유지에 필수적인 역할을 한다. CDX1과 CDX2의 발현 감소 혹은 소실이 대장암과 연관되어 있음이 잘 알려져 있다. 대장암 발생은 산화성 스트레스와 밀접한 관련이 있으며, 대장암 조직에서 항산화효소인 catalase의 발현이 감소되어 있다. 하지만 그 분자적 기전은 잘 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 초파리와 사람의 caudal homeodomain 단백질들이 catalase의 발현을 조절하는 것을 보여준다. 초파리 caudal heterozygous 돌연변이체의 대장조직에서 catalase의 발현이 감소되어 있고 ROS 생성이 증가되어 있음을 관찰하였다. 그리고 caudal 유전자의 과발현에 의해 catalase promoter의 활성과 mRNA 수준이 각각 증가함을 확인하였다. 또한 사람의 대장암 세포주인 HCT116 세포에서 CDX1과 CDX2가 catalase promoter의 활성과 단백질 수준에서 catalase를 상향 조절함을 관찰하였다. 이러한 결과들은 CDX1과 CDX2가 catalase 발현 조절을 통하여 장의 항상성 유지와 암발생 과정에 관여함을 시사한다.
본 연구에서는 염생식물에서는 최초로 expansin 유전자를 분리하고 특성을 분석하였다. 염생식물 중 생리활성물질 등으로 최근 들어 관심의 대상이 되고 있는 칠면초로부터 expansin 유전자의 cDNA 3종을 분리, 합성하였다. 확보한 3종의 칠면초 expansin cDNA 염기서열 분석 및 단백질 1차 구조의 비교분석 결과 시스테인 잔기의 위치 및 배열간격과 트립토판의 위치, 그리고 활성부위의 일부로 생각되는 HFD 도메인이 잘 보존되어 있다는 점에서 이들이 ${\alpha}$-expansin (EXPA)에 속한다는 것을 확인하였다. 다른 식물들과 칠면초의 expansin 단백질을 대상으로 계통수를 작성한 결과, 목본성인 딸기와 대추나무의 expansin과 가장 가까운 것으로 나타났다. 칠면초는 일년생 초본이지만 생육초기에는 초본성으로 자라다가 나중에 목질화되는 경향이 있다. 따라서 칠면초의 expansin이 목본 식물의 expansin과 유사한 기능을 가질 것으로 추측할 수 있다. 고염도 환경에서의 칠면초 유식물의 생육 실험결과에 따르면 실험에 사용된 NaCl 농도범위 내에서 유식물의 생장이 현저하게 억제되지 않았을 뿐만 아니라 expansin의 발현량에도 큰 변화가 없었다. 이 결과로 미루어 내염성을 가진 식물에서는 expansin과 같은 생장관련 유전자의 발현이 NaCl의 농도에 크게 영향을 받지 않으므로 식물의 생장이 저해되지 않는다고 유추할 수 있다. 이는 염생식물인 칠면초가 고염도 환경에서 정상적으로 생육할 수 있도록 하는데 expansin이 중요한 요소 중 하나일 것이라는 점을 의미한다.
특산 식물인 금강초롱꽃 자생지의 환경요인과 식생을 조사하여 보존 및 복원 시 기초자료를 제공하고자 하였다. 금강초롱꽃은 해발 580-1,396m에 위치하였고, 경사는 $5-80^{\circ}$ 로 대부분 북사면에 군락을 형성하였다. 10개 지역 32개 방형구를 조사한 결과 금강초롱꽃의 중요치는 8.87%로 가장 높았으며, 다음으로는 대사초(8.67%), 단풍취(7.10%), 실새풀(6.79%), 뱀고사리(5.33%), 노루오줌(3.11%) 등이 높게 나타나 이 종류들이 금강초롱꽃과 비슷한 환경을 선호하는 것으로 판단된다. 상층수목은 교목층에 신갈나무, 아교목층에 당단풍나무가 우점하였으며, 관목층에서는 철쭉과 메역순나무가 높은 출현 빈도와 피도를 보였다. 종다양도는 평균 1.30, 우점도와 균등도는 각각 0.08과 0.88로 산출되었다. 토양의 토성은 사양토가 우세하였고, 포장용수량은 평균 23.95%로 확인되었으며, 유기물함량은 12.28%, pH는 5.79, 그리고 유효인산함량은 $25.48{\mu}g{\cdot}g^{-1}$으로 나타났다. 환경특성과 식생조사 및 토양분석 결과를 바탕으로 한 상관분석에서는 상층수목의 피도가 종풍부도, 종다양도, 우점도, 균등도 및 금강초롱꽃의 피도와 높은 연관성을 보였다.
정보기술 및 데이터 네트워크의 발전은 다양한 학술연구에서 생산되는 데이터의 양의 폭발적인 증가 및 활용 가능성을 가져왔다. 하지만 관련 정책 및 인프라 구축의 부재로 인해 연구데이터의 관리 및 공유가 체계적으로 이루어지지 않고 있다. 특히 과학 및 공학 분야와 비교할 때 인문사회 분야에서는 데이터의 체계적인 수집 및 공유를 뒷받침하는 데이터 리포지토리가 취약하다. 본 연구에서는 국내 인문사회 분야 연구데이터 및 자료의 대표적인 리포지토리인 한국연구재단의 기초학문자료센터를 중심으로 인문학 분야 연구데이터의 체계적인 수집, 활용 및 보존을 위한 프로세스 및 전략을 제시하고자 한다. 특히 데이터센터 운영자의 관점에서 효과적인 데이터 수집을 위한 과제분석과 인문학 분야의 특성을 반영한 원자료 정보 구축에 초점을 맞추고 있다. 또한 향후 국내에서 정부의 재정지원을 받아 수행된 연구에서 생산, 산출되는 연구데이터의 수집 및 활용성 증진을 위한 방안으로 데이터관리계획 관련 정책의 시행, 데이터 관리, 수집 및 공유를 위한 교육 및 지원 서비스 제공을 통한 환경 구축, 데이터 전문가의 양성, 연구데이터의 인용을 통한 활용체계 구축 등을 제시하고 있다.
방부제와 방사선조사와의 상승효과가 pork sausage의 저장성 및 그 품질에 미치는 영향을 조사하기 위해 AF-2와 potassium sorbate를 법정허용량의 전량, ${\frac{1}{2}},\;{\frac{1}{4}}$, 및 무첨가로 하고 0.25, 0.5, 0.75 Mrad별로 조사시킨 후 $5^{\circ}C와 $25^{\circ}C$에서 저장했다. 저장중 산패도 휘발성염기질소, 세균수, 및 pH의 변화를 측정하고 관능검사를 실시했다. 실험한 결과는 다음과 같다. 1) 방부제의 보존효과는 저온저장의 유익성을 보여 $5^{\circ}C$에서 저장한 ${\frac{1}{4}}$첨가 무조사구가 $25^{\circ}C$에서 저장한 전량첨가 0.25Mrad 조사구와 비등한 저장성을 보였다. 2) 조사취는 거의 인정할 수 없었으며 $25^{\circ}C$에서 저장한 0.75Mrad 조사구가 약간의 산패취를 보였다. 색택과 풍미는 저장온도에 따라 격심한 차이를 보였다. 3) 적정선량은 0.5Mrad로 인정되었으며 대조구보다 약 $2{\sim}3$배의 저장기간을 연장시켰다.
본 연구에서는 야생 식 약용식물들을 새로운 기능성 소재로 개발하기 위한 연구의 일환으로 메꽃 잎의 물(WE)과 에탄올(EE) 그리고 열수 추출물(HWE)에 대한 xanthine oxidase 저해, SOD 유사활성, 아질산염 소거, 전자공여능 그리고 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 측정하였다. 메꽃 잎의 세가지 추출물은 0.5 mg/mL에서 90% 이상의 xanthine oxidase 저해율을 나타내었으며, 고농도에서는 항산화제로 사용되는 BHA나 아스코르브산과 유사한 xanthine oxidase 저해효과를 나타내었다. SOD 유사활성은 HWE 추출물이 1.0 mg/mL에서 18%의 활성을 나타내었다. 아질산염에 대한 소거능을 측정한 결과에서는 1.0 mg/mL의 pH 1.2에서 세가지 추출물 모두 약 65% 이상, pH 3.0의 조건에서는 50% 이상의 소거능을 보였으며, WE가 가장 높은 아질산염 소거율을 나타내었다. 전자공여능은 0.1 mg/mL에서 EE가 84.80%로 가장 높았으며, 세가지 추출물 모두 저농도에서 가장 우수한 활성을 나타내었고, 추출물의 농도가 증가할수록 전자공여능이 감소하였다. 그리고 EE는 179.89 mg/g의 폴리페놀과 40.68 mg/g의 플라보노이드 화합물을 함유하였다. 이상의 결과 메꽃 잎은 우수한 생리활성과 다량의 폴리페놀과 플라보노이드를 함유하므로 이를 이용한 식음료나 기능성 가공식품, 식품 보존제 개발에 유용하게 활용될 수 있는 기능성 소재인 것으로 생각된다.
DBD 방식의 콜드 플라즈마 처리는 양파 분말에 접종된 E. coli O157:H7, S. Enteritidis, L. monocytogenes를 효과적으로 저해시켰다. 콜드 플라즈마 처리에 의한 식중독균 억제 효과는 콜드 플라즈마 전압 증가에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았지만, 콜드플라즈마 처리 시간에 따라 억제 효과가 유의적으로 증가함을 알 수 있었다. 또한, 양파 분말의 수분활성도가 높은 것과 입자 크기가 큰 것이 콜드 플라즈마를 이용하여 미생물을 억제 시키는데 유리하다는 것을 규명하였다. 본 연구에서 사용된 처리 조건에서의 DBD-CPT는 처리 시간과 관계없이 양파 분말의 비타민C 함량, 쿼세틴 함량, 그리고 색도에 영향을 주지 않았다. 따라서 DBD-CPT는 양파 분말의 이화학적 특성에 영향을 미치지 않으면서 CP 처리 시간, 양파 분말의 수분활성도와 크기 조절을 통해 식중독균을 효과적으로 억제 시킬 수 있음을 알 수 있었고 이로써 DBD-CPT가 양파 분말 식중독균 저감화에 사용 될 수 있는 비가열 살균 기술임을 확인 할 수 있었다.
단삼을 ethanol로 추출하여 추출물을 얻고, methanol로 추출하여 용매별로 순차 분획하여 농축시켜 분획별 추출물을 얻었다. 항산화효과를 실행하기 위해 DPPH 방법으로 전자공여능을 측정하였다. 식품에의 첨가에 대한 보존효과를 실험하기 위해 약과에 단삼 에탄을 추출물을 0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0%별로 첨가하여, 제조 한 후 5일간 6$0^{\circ}C$의 Drying oven에 넣어 24시간 단위로 AV, POV, TBA가를 측정하였다. 전자공여능을 측정한 결과 단삼에탄을 추출물은 IC50이 8.27과 12.59$\mu\textrm{g}$/$m\ell$이었으며, 메탄을 추출물의 각 분획별 전자공여능은 Ethyl acetate층> Chloroform 층> Buthanol층> Water층> Hexane층 순으로 나타났다. 지질산패도 실험 결과, 단삼 첨가한 약과는 무첨가군에 비해 지질산화가 적게 일어났으며 그 효과는 첨가농도가 증가할수록 항산화효과도 크게 나타났다. 6$0^{\circ}C$에서 5일 동안 저장할 때, 산가의 경우RAE(상대적항산화효과)가 무첨가군을 100으로 보았을 때, 단삼의 경우 첨가량별로 130, 217, 269, 282로 증가하였다. POV의 RAE도 단삼의 경우 122, 187, 215, 267 증가를 보였다. TBA value의 RAE는 단삼은 137, 286, 419, 555로 뚜렷한 항산화 효과를 보였다. 따라서 단삼과 울금 추출물 첨가 약과가 무첨가군에 비하여 저장효과가 우수한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 현재 이용되고 있는 돼지고기와 잘 어울리는 한약재와 각종 화학성분 및 flavonoid 화합물 등과 같은 천연 유기화합물이 다량 함유되어 있는 propolis를 이용하여 기능성 및 천연 보존제로서 저장 기간을 연장할 수 있는 육류용 양념소스를 개발 하고자 하였다. 양념소스 제조는 기존 양념소스(formula A), 한약재 추출조건 및 특성에 따라 표준화된 양념소스로 propolis를 첨가한 것(formula B), 표준화된 양념소스로 서 propolis를 첨가하지 않는 것(formula C), 표준화된 양념소스로 0.9 kg/$cm^{2}$ Gauge에서 60분 동안 2회 가압 추출한 것(formula D)으로 하였다. 양념소스의 이화학적 특성을 조사한 결과, 각 formula별 pH, 적정산도, 염도 및 당도는 유의적인 차이는 없었으며, 색도에 있어서는 육류양념소스를 60일 동안 냉장($4^{\circ}C\;{\pm}2$) 저장하여도 외관적 품질 변화가 거의 없는 것으로 판명되었다. pH의 변화는 대체로 비슷한 경향으로 증가하여 formula B가 약간 우수하였으며 각 formula간의 큰 변화는 보이지 않았다. 저장기간별 품질을 평가하는데 pH 보다는 총균수의 변화가 보다 예민한 지표로서 작용하였다. 시판제품과 시제품의 품질특성을 조사한 결과에서 이화학적 특성은 각 시료간의 큰 차이를 보이지 않았으나 관능적 특성에서는 시제품이 시판제품보다 더 우수한 것으로 평가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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