• 생명과학회지
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• 제31권10호
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• pp.944-953
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• 2021

리그닌은 식물의 세포벽에 풍부하게 존재하는 복잡한 phenylpropanoid 중합체이다. 주로 물 수송과 기계적 강도를 유지하는 조직에 존재하며 수분을 운반하거나, 기계적인 지지를 담당한다. 또한, 리그닌은 병원균의 감염이나 상처에 대한 물리적인 장벽으로 작용함으로써 방어 기작에 관여한다. 리그닌을 생성하는 모노리그놀 전구체는 cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD) 유전자에 의해 합성된다. CAD는 cinnamaldehyde를 cinnamyl alcohol(p-coumaryl, coniferyl, sinapyl alcohol)로 전환하는 효소이다. CAD는 속씨식물에서 multigenic family로 존재하며 여러 식물 종에서 다른 기능을 가진 CAD isoform이 밝혀졌다. CAD 유전자의 여러 isoform은 식물의 발달 및 환경 신호에 따라 다르게 발현되었다. 하나의 isoform이 발달 리그닌화에 관여하는 반면, 다른 isoform은 방어 리그닌 및 기타 세포벽에 결합된 페놀의 구성에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. CAD isoform에 따라 기질 특이성이 다르게 나타나고, 이는 리그닌 합성을 조절하는 CAD 단백질의 생화학적 특성을 나타내는데 기여한다. 본 논문에서는 리그닌 생합성에서 CAD multigenic family 유전자의 발현과 조절에 대하여 설명하였다. CAD multigenic family의 isoform들은 유전적 조절이 복잡하고, 식물 발달 과정의 신호 경로와 스트레스 반응이 밀접하게 연동되어 있다. CAD 유전자에 의한 모노리그놀 합성은 발달 및 환경 신호에 의해 조절될 가능성이 높다.

• 생명과학회지
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• 제31권7호
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• pp.641-653
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• 2021

본 연구에서는 근권토양으로부터 18종의 세균을 순수분리하고, 이들의 식물 병원성 진균 생육억제 활성, 식물생장촉진 활성 및 미네랄 가용화능을 평가하였다. Bacillus 속과 Pseudomonas 속 분리균주의 항진균 활성을 통해 생물학적 방제제로서의 가능성을 확인할 수 있었으며, 이는 식물 병원성 진균의 세포벽에 작용하는 여러 가수분해효소 활성과 siderophore 생성능 등에 기인된 것으로 판단된다. 또한 대부분의 분리균주가 aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase 생성능, indole-3-acetic acid 생성능 및 질소 고정능을 갖고 있는 것으로 나타났으며, 이러한 특성은 식물이 흔히 노출될 수 있는 환경 스트레스 조건 하에서 스트레스 에틸렌의 농도를 감소시킴으로써 뿌리 발달 및 성장, 그리고 작물의 생산성에 긍정적인 영향을 줄 것으로 판단된다. 그리고 분리균주의 인산, 규소, 탄산칼슘, 아연 가용화능 등을 확인한 결과, 일부 분리균주들의 미네랄 가용화능을 확인하였으며, 이들 분리균주를 식물 생장 시에 접종한다면 식물 생장에 필요한 영양분을 식물이 흡수할 수 있는 이용가능한 형태로 변환시켜 식물의 생장에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 항진균 활성, 식물생장촉진 활성 및 미네랄 가용화능의 결과를 통해 분리균주 18종의 biocontrol agent로서의 이용가능성을 제시하고자 한다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.242-247
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• 2019

폐수 처리 설비에서 생물학적 요인은 유기물 분해 또는 제거에 필수적인 역할을 수행한다. 본 연구에서는, 폐수처리장의 미생물 기능적 역할을 이해하기 위해, 활성 슬러지 샘플로부터 박테리아 균주를 분리하고 그들의 특성 분석을 시도했다. S16 균주는 대한민국 대전광역시의 폐수처리장의 활성슬러지로 부터 분리되었다. 세포들은 그람음성, 비운동성, 통성 혐기성 그리고 막대모양이였다. S16 균주는 $15{\sim}40^{\circ}C$ (최적 $30^{\circ}C$), 0~9.0% (w/v) NaCl (최적 1.0~2.0%), pH 5.5~9.0 (최적 pH 7.0~7.5)에서 성장하였다. 분자계통학적 분석결과, S16은 Miniimonas 속의 고유종인 Miniimonas areae NBRC $106267^T$ (99.79%, 16S rRNA 유전자 염기서열 유사성)와 가장 밀접한 것으로 나타났다. 해양 미생물로 여겨지는 표준균주 NBRC $106267^T$의 분리 원은 바다 모래이지만 S16 균주는 육상 환경이다. 이는 서식지 전환에 대한 생태학적 의문을 제기할 수 있다. 따라서 비교 유전체 분석은 잠재적인 대사 특성 및 유전체 간소화를 밝히기 위한 가치있는 연구가 될 것이다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.354-361
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• 2018

이 연구에서는 여러 미생물에 항균활성을 갖는 토양세균을 분리하고 그들이 생성하는 항균물질과 그 효과를 조사하였다. 많은 세균 분리균주 중 Bacillus subtilis DS660과 Paenibacillus polymyxa DS842은 6가지 인간 피부 상재균과 3종의 병원성 세균에 대하여 높은 항균활성을 나타내었다. DS660과 DS842 균주는 대부분의 대상 세균과 진균에 대하여 NA 배지 상에서 각각 직경 15.3~26.8과 11.3~27.5 mm의 생장 저해대를 형성하는 우수한 항균활성을 나타내었다. DS660과 DS842 균주는 siderophore를 생산하였는데 각각 $570{\pm}8$과 $1700{\pm}15{\mu}mol/ml$의 최대 생산량을 나타내었고, 균주 배양 상등액의 에틸 아세테이트 추출물의 분석은 그들의 glycolipid 계면활성물질 생성을 나타내며 이에 의해 배양 상등액의 표면장력을 60 mN/m에서 각각 40.3과 30.3 mN/m으로 현저하게 낮추는 계면활성을 보였다. 또한 두 균주는 $169.2{\pm}9.9$와 $357.2{\pm}13.7nmol/min/mg$ protein의 ${\beta}$-1,3-glucanase 생산을 나타낼 뿐만 아니라 세균의 세포벽 성분을 용해하는 능력을 지녔다. 이러한 결과들은 B. subtilis DS660과 P. polymyxa DS842가 일부 중요한 인간 피부 상재균과 병원성 세균에 대한 효율적인 생물제어제로 사용될 수 있음을 암시한다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권2호
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• pp.97-102
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• 2019

밀 배아를 셀룰레이즈 활성이 있는 Celluclast 1.5L을 이용하여 다양한 시간 및 온도의 반응에서 생성되는 유기산(주석산, 젖산, 초산, 호박산)과 유리당(포도당, 설탕, 과당) 함량을 분석하였다. 또한 젖산, 초산, 호박산, 주석산으로 pH 4.5로 조정한 유기산 용액에서 Celluclast 1.5L과 밀 배아를 반응시켜 2,6-DMBQ의 함량에 미치는 영향을 평가하였다. 밀 배아에 대한 효소 반응 시간 및 온도가 증가함에 따라 주석산, 젖산, 초산, 호박산과 이들의 총유기산 함량은 증가하였다. 밀 배아 효소 반응 추출액의 설탕 농도는 효소 반응 시간이 증가할수록 지속적으로 감소한 반면에, 과당과 포도당의 농도는 효소 반응 시간이 길어짐에 따라 증가하였다. 유기산을 첨가한 Celluclast 1.5L 효소 추출 용액으로 반응시킨 밀 배아는 반응시간이 증가할수록 2,6-DMBQ 함량이 증가하는 경향을 보였지만, 대조군 대비 향상된 수치를 보이지 않았다. 향후 효소 처리 밀 배아 추출물을 활용한 다양한 생리활성에 대한 효능 평가와 더불어 효소 처리 밀 배아 추출물의 식품 소재화에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.535-547
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• 2021

국내에서는 수소경제 활성화 정책을 수립하고 수소사회 실현을 위해 수소 인프라 및 수소차 보급 확대를 계획 하고 있다. 이에 따라 수소차의 보급이 급속도로 이루어질 것으로 예상되며, 동시에 수소차의 사고에 대응하기 위한 대책의 확립이 요구되고 있다. 본 연구에서는 수소차에 의해서 발생되는 수소 제트화염이 터널 내부 벽체에 미치는 영향과 내부 복사열 특성 분석을 위해 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 수소차에서 발생되는 조건과 동일하게 하기 위해 분사압력을 700 bar로 설정하고, 분사노즐 직경은 1.8 mm로 설정하였다. 또한, 일반 터널에 적용되고 있는 콘크리트 압축강도 40 MPa의 터널 내화 시험체를 제작하고 제트화염 분사노즐과 시험체간의 이격거리에 따른 영향을 검토하였다. 분사노즐과 터널 내화시험체의 이격거리를 변수로 하여 2 m와 4 m에 대해 결과를 분석하였다. 그 결과로부터 시험체 내부 최대 온도는 1,349.9℃ (이격거리 2 m)가 측정되었고, 제트화염 주위 복사열은 최대 39.16 kW/m²까지 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제30권2호
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• pp.144-150
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• 2002

본 실험은 산림자원의 감소 예방과 지구의 환경보존을 위해서 생장이 빠르고 펄프원자재로 활용할 수 있는 비목재 섬유작물을 도입하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한 부족한 한지의 원료인 닥나무를 수입하고 있는 실정에서, 국내에서 자생하고 있는 비목재섬유로 한지를 제조함으로써 수입대체 및 원가절감 등 일석이조의 효과를 거둘 수 있다. 이에 불량한 환경조건에서도 생육이 왕성한 어저귀(Abutilon avicennae G.)를 재배하여 그간의 진보된 펄프 제조기술을 적용하여 새로운 제지용 원료로 개발함으로써 부족한 원자재는 물론이거니와 국내 부존자원 이용의 극대화를 꾀하고자 실시하였다. 또한 폐기처리되는 농산물의 이용극대화를 꾀하기 위해 전목펄프화를 실시하였다. 그 결과 어저귀는 생장속도가 빠르고 수확기가 짧으며 집약적 재배 및 관리가 가능하여 단위면적당 최대의 수확량을 올릴 수 있었다. 어저귀 인피부의 섬유장은 2.4 mm로써 목재섬유 중 소나무와, 비목재섬유 중 케나프와 매우 유사한 결과를 보여주었고, 화학성분의 분석결과 어저귀 섬유는 추출성분의 함량이 높고 리그닌이 적은 것이 특징적으로 나타났다. 펄프화와 관련하여 인피부는 150℃에서 48~57%, 전간부는 170℃에서 43~51%의 높은 수율을 나타냈고, 설포메틸 펄프화법의 수율이 더 높게 나타났다. 펄프의 탈리그닌율도 두가지 펄프화법이 모두 90% 이상의 높은 탈리그닌율을 나타내었다.

• 한국버섯학회지
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• 제19권4호
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• pp.329-335
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• 2021

흑타리 UV-B조사시간에 따른 저장특성과 에르고스테롤함량의 변화를 조사하였다. 중량감모율은 조사시간이 길어질수록 중량의 감소율이 증가하는 경향을 보였다. CO₂/O₂ 조성의 경우 UV-B 조사시간이 길어질수록 증가하는 것으로 나타났다. 𝚫E는 Lightness와 Redness에서 30분처리와 무처리에서 큰 차이를 보이지 않았지만, Yellowness에서 무처리가 15분처리보다 2.7, 30분처리보다 1.6 높은 값이 나온 것을 확인할 수 있다. 경도에서도 마찬가지로 UV-B 조사시간이 길어지면 빠르게 물러지는 것을 확인할 수 있다. 에르고스테롤의 함량변화의 경우 30분처리가 무처리보다 약 2배 정도 높은 값이 나온 것을 볼 수 있었다. 전자현미경으로 관찰한 결과 UV-B조사시간이 길어지면 길어질수록 세포벽이 부서지는 경향을 나타냈으며, 30분처리에 비해서 15분처리의 세포벽이 좀 더 양호한 것을 볼 수 있었다. 전체적인 결과로 보았을 때 UV-B 조사시간이 길어지면 저장특성이 나빠지며, 세포벽이 파괴되지만, 에르고스테롤의 함량이 증가하는 것으로 보인다. 하지만, 30분처리의 저장특성에 비해 15분처리의 저장특성이 높았으며, 에르고스테롤의 함량 차이가 크게 나지 않는 것으로 확인되었다. 따라서, UV-B 30분처리를 하게 되면 에르고스테롤의 함량은 증가하지만, 중량의 감소율이 증가하며, 색차값이 달라지며, 세포벽이 많이 부서지는 경향을 나타내었다. 추후 UV-B의 적정조사시간에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제38권1호
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• pp.12-24
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• 2022

In this study, we conducted whole-genome sequencing with six species of Pectobacterium composed of seven strains, JR1.1, BP201601.1, JK2.1, HNP201719, MYP201603, PZ1, and HC, for the analysis of pathogenic factors associated with the genome of Pectobacterium. The genome sizes ranged from 4,724,337 bp to 5,208,618 bp, with the GC content ranging from 50.4% to 52.3%. The average nucleotide identity was 98% among the two Pectobacterium species and ranged from 88% to 96% among the remaining six species. A similar distribution was observed in the carbohydrate-active enzymes (CAZymes) class and extracellular plant cell wall degrading enzymes (PCWDEs). HC showed the highest number of enzymes in CAZymes and the lowest number in the extracellular PCWDEs. Six strains showed four subsets, and HC demonstrated three subsets, except hasDEF, in type I secretion system, while the type II secretion system of the seven strains was conserved. Components of human pathogens, such as Salmonella pathogenicity island 1 type type III secretion system (T3SS) and effectors, were identified in PZ1; T3SSa was not identified in HC. Two putative effectors, including hrpK, were identified in seven strains along with dspEF. We also identified 13 structural genes, six regulator genes, and five accessory genes in the type VI secretion system (T6SS) gene cluster of six Pectobacterium species, along with the loss of T6SS in PZ1. HC had two subsets, and JK2.1 had three subsets of T6SS. With the GxSxG motif, the phospholipase A gene did locate among tssID and duf4123 genes in the T6SSa cluster of all strains. Important domains were identified in the vgrG/paar islands, including duf4123, duf2235, vrr-nuc, and duf3396.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.944-949
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• 2023

이 연구의 목적은 122종의 고세균 종에 보존된 대사 경로와 보존된 유전자를 확인하는 것이었다. 각각의 122개 고세균이 63개의 COG 대사 경로, 이를 구성하는 822개의 COG, 총 4,877개의 COG를 보유하고 있는지 분석했다. 대사경로에서는 archaeal ribosomal proteins만이 가장 보존적이었다. 122종의 고세균 모두에 공통적인 COG는 7개의 COG pathways에서 46개, 그리고 그 외가 20개였다. COG pathways에서는 ribosome을 구성하는 29개, tRNA synthetase와 전사인자가 각각 5개, RNA polymerase를 구성하는 3개, 그리고 tRNA modification에 관련된 2개의 COG가 공통적이었다. COG pathways에 속하지 않고 122종의 고세균에 공통적인 보존적 유전자까지 고려하면 외부와 세포질을 구분 짓는 세포벽과 세포외기질의 합성, 복제, 전사, 번역, 단백질 대사에 관련된 유전자들 중에서 일부가 공통적이었다. 계통수에서 구한 각 고세균의 distance value를 분류단위로 보면 Euryarchaeota 문의 Halobacteria강의 평균이 가장 낮았고 표준편차는 Thaumarchaeota 문의 Nitosospharia강, 강을 알 수 없는 Thaumarchaeota문의 고세균, Euryarchaeota 문의 Halobacteria 강, Crenarchaeota 문의 Thermoprotei 강, 기타 고세균(OA)이 높았다. 계통수 분석으로 6가지의 공통점을 찾았다. 본 연구결과는 보존된 유전자에 관한 자료 외에도 의약품 개발, 균주 개선을 위한 유전자의 선택 등에 활용될 수 있을 것이다.