Hwang, Hae-Gwang;Kim, Dae-Hwan;Lee, Jeongmin;Mo, Youngwon;Lee, Se-Hoon;Lee, Yongjin;Hyeon, Jae Wook;Lee, Sol Moe;Cheon, Yong-Pil;Choi, Eun-Kyoung;Kim, Su Yeon;Lee, Yeong Seon;Son, Young-Jin;Ryou, Chongsuk
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제28권10호
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pp.1749-1759
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2018
Recombinant (rec) prion protein (PrP) is an extremely useful resource for studying protein misfolding and subsequent protein aggregation events. Here, we report mass production of high-purity rec-polypeptide encoding the C-terminal globular domain of PrP; (90-230) for human and (89-231) for murine PrP. These proteins were expressed as His-tagged fusion proteins in E. coli cultured by a high cell-density aerobic fermentation method. RecPrPs recovered from inclusion bodies were slowly refolded under reducing conditions. Purification was performed by a sequence of metal-affinity, cation-exchange, and reverse-phase chromatography. The current procedure yielded several dozens of milligrams of recPrP per liter with >95% purity. The purified recPrPs predominantly adopted an ${\alpha}$-helix-rich conformation and were functionally sufficient as substrates to measure the seeding activity of human and animal prions. Establishment of a procedure for high-level production of high-purity recPrP supports the advancement of in vitro investigations of PrP including diagnosis for prion diseases.
Plasma in liquid phase has attracted great attention in the last few years by the wide domain of applications in material processing, decomposition of organic and inorganic chemical compounds and sterilization of water. The plasma in liquid is characterized by three main regions which interact each - other during the plasma operation: the liquid phase, which supply the plasma gas phase with various chemical compounds and ions, the plasma in the gas phase at atmospheric pressure and the interface between these two regions. The most complex region, but extremely interesting from the fundamental, chemical and physical processes which occur here, is the boundary between the liquid phase and the plasma gas phase. In our laboratory, plasma in liquid which behaves as a glow discharge type, is generated by using a bipolar pulsed power supply, with variable pulse width, in the range of 0.5~10 ${\mu}s$ and 10 to 30 kHz repetition rate. Plasma in water and other different solutions was characterized by electrical and optical measurements. Strong emissions of OH and H radicals dominate the optical spectra. Generally water with 500 ${\mu}S/cm$ conductivity has a breakdown voltage around 2 kV, depending on the pulse width and the repetition rate of the power supply. The characteristics of the plasma initiated in ultrapure water between pairs of different materials used for electrodes (W and Ta) were investigated by the time-resolved optical emission and the broad-band absorption spectroscopy. The deexcitation processes of the reactive species formed in the water plasma depend on the electrode material, but have been independent on the polarity of the applied voltage pulses. Recently, Coherent anti-Stokes Raman Spectroscopy method was employed to investigate the chemistry in the liquid phase and at the interface between the gas and the liquid phases of the solution plasma system. The use of the solution plasma allows rapid fabrication of the metal nanoparticles without being necessary the addition of different reducing agents, because plasma in the liquid phase provides a reaction field with a highly excited energy radicals. We successfully synthesized gold nanoparticles using a glow discharge in aqueous solution. Nanoparticles with an average size of less than 10 nm were obtained using chlorauric acid solutions as the metal source. Carbon/Pt hybrid nanostructures have been obtained by treating carbon balls, synthesized in a CVD chamber, with hexachloro- platinum acid in a solution plasma system. The solution plasma was successfully used to remove the template remained after the mesoporous silica synthesis. Surface functionalization of the carbon structures and the silica surface with different chemical groups and nanoparticles, was also performed by processing these materials in the liquid plasma.
Mechanism of a periodic oscillation of shock-induced combustion over a two- dimensional wedges and axi-symmetric cones were investigated through a series of numerical simulations at off-attaching condition of oblique detonation waves(ODW). A same computational domain over 40 degree half-angle was considered for two-dimensional and axi-symmetric shock-induced combustion phenomena. For two-dimensional shock-induced combustion, a 2H2+02+17N2 mixture was considered at Mach number was 5.85with initial temperature 292 K and initial pressureof 12 KPa. The Rankine-Hugoniot relation has solution of attached waves at this condition. For axi-symmetric shock-induced combustion, a H2+2O2+2Ar mixture was considered at Mach number was 5.0 with initial temperature 288 K and initial pressure of 200 mmHg. The flow conditions were based on the conditions of similar experiments and numerical studies.[1, 3]Numerical simulation was carried out with a compressible fluid dynamics code with a detailed hydrogen-oxygen combustion mechanism.[4, 5] A series of calculations were carried out by changing the fluid dynamic time scale. The length wedge is varied as a simplest way of changing the fluid dynamic time scale. Result reveals that there is a chemical kinetic limit of the detached overdriven detonation wave, in addition to the theoretical limit predicted by Rankine-Hugoniot theory with equilibrium chemistry. At the off-attaching condition of ODW the shock and reaction waves still attach at a wedge as a periodically oscillating oblique shock-induced combustion, if the Rankine-Hugoniot limit of detachment isbut the chemical kinetic limit is not.Mechanism of the periodic oscillation is considered as interactions between shock and reaction waves coupled with chemical kinetic effects. There were various regimes of the periodicmotion depending on the fluid dynamic time scales. The difference between the two-dimensional and axi-symmetric simulations were distinct because the flow path is parallel and uniform behind the oblique shock waves, but is not behind the conical shock waves. The shock-induced combustion behind the conical shockwaves showed much more violent and irregular characteristics.From the investigation of characteristic chemical time, condition of the periodic instability is identified as follows; at the detaching condition of Rankine-Hugoniot theory, (1) flow residence time is smaller than the chemical characteristic time, behind the detached shock wave with heat addition, (2) flow residence time should be greater than the chemical characteristic time, behind an oblique shock wave without heat addition.
재조합 배큘로 바이러스는 배양 된 곤충 세포에서 이종 유전자를 발현하는데 널리 사용된다. 재조합 배큘로 바이러스는 광범위한 포유류 세포 유형에서 재조합 단백질의 발현을위한 유전자 전달 벡터로서 작용할 수있다. 바큘로 바이러스 시스템은 안전성, 대규모 및 높은 수준의 유전자 발현 관점에서 중요한 이점을 갖는다. 본 연구에서는 pOPINEneo-3C-GFP 벡터로부터 재구성 된 바큘로 바이러스 벡터를 사이토 메갈로 바이러스 (CMV) 프로모터, 강화 된 녹색 형광 단백질 (EGFP) 및 p53과 NcoI 및 XhoI로 재조합시켰다. 이러한 재조합 벡터를 다양한 세포 및 세포주에 감염시켰다. 이와 같이 개발 된 바큘로 바이러스 벡터는 재조합 유전자의 전이 및 발현을 통상적 인 벡터와 비교하여 분석 하였다. 이러한 결과는 바큘로 바이러스 벡터가 대조군 벡터보다 전이 및 전이에서 더 높은 효율을 갖는다는 것을 시사한다. 본 연구는 과학 기술부, 한국 정보 기술 진흥 기금 (MSIP)이 후원하는 한국 연구 재단(NRF)을 통해 중견 연구원 프로그램 (NRF-2016R1A2B4016552)을 통해 지원되었다.
한국교육고용패널 2004-2007년 자료 중 343명의 이과 고등학생 조사 데이터를 활용하여 과학에 대한 태도에 대한 잠재 성장 모형을 적합하였다. 모형 적합 결과, 과학에 대한 태도의 무성장 모형보다 성장 모형이 더 나은 것으로 나타났다. 통제 변수가 없는 무조건 성장모형에서 과학에 대한 태도의 초기치와 변화량의 분산이 유의미하였으므로, 여기에 학생 개인 수준에서 이수한 과학 선택 과목의 수, 심화(II) 과목의 비율, 교과 다양성, 그리고 중학교 3학년 때의 성적 백분위를 통제 변수로 투입하였다. 이러한 조건 성장모형에서 중학교 3학년 때의 성적 백분위는 과학에 대한 태도 초기치에 정적으로(+) 유의미한 직접 효과가 있었고, 과학 심화 과목의 비율과 교과 다양성이 과학에 대한 태도 변화량에 정적으로(+) 유의미한 직접 효과가 있었다. 연구 결과에 기반하여, 2022 개정 과학과 교육과정이 고교학점제를 대비하여 '일반선택' 계열에서는 교과 지식의 구조를 견지한 물리, 화학, 생물, 지구과학 교과를 제시하고, '융합선택' 계열에서는 해당 교과들의 구조가 어느 정도 유지된 통합형 교과를 개발하며, '진로선택' 계열에서는 차별화된 심화성과 엄격성을 지닌 교과를 제공하는 방향을 제안하고 지지하였다.
이 연구에서는 TIMSS 2003 과학 문항의 GDI(Gender Difference Index) 값을 산출하여 문항 유형, 성취수준, 내용 영역에 따른 남학생과 여학생의 성취도 차이를 살펴보았다. TIMSS 2003 의 과학 성취도에서 문항 유형에 상관없이 우리나라와 국제 결과 모두 남학생이 여학생보다 성취도가 높았으며, 우리나라 여학생들은 특히 선다형 문항에서 남학생보다 성취도가 낮았다. 성취수준에 따른 남 여학생의 성취도를 비교한 결과, 우리나라와 국제 평균 모두 기초 수준을 제외하고 다른 3개의 성취수준에서 남학생의 성취도가 여학생의 성취도에 비하여 높게 나타났고, 보통 수준에서 그 차이가 가장 크고 기초 수준에서 가장 작았다. 내용 영역별로 남 여학생의 성취도를 비교한 결과, 우리나라와 국제 평균 모두 지구과학 영역에서 차이가 크게 나타났고 화학 영역에서 그 차이가 가장 작았다. 생물 영역의 경우 국제 평균에서는 여학생의 성취도가 높게 나타난 반면에, 우리나라에서는 남학생의 성취도가 높게 나타났다. 남학생틀의 성취도가 높은 문항들은 지구과학 영역에 속하는 경우가 상대적으로 많았으며, 학교 교육과정에서 다루어지지 않은 문항들의 비율 또한 비교적 높았다. 인지 영역별 분포를 볼 때는 남학생들이 높은 성취도를 보이는 문항은 사실적 지식과 개념 이해를 묻는 문항인 경우가 많았다. 연구 결과에 근거하여 파학 교육에서 성차를 줄이기 위한 방안들을 논의하였다.
메탈로센 촉매로 만든 폴리에틸렌(MCPE)과 Ziegler-Natta 촉매로 만들어진 4가지의 폴리올레핀으로 구성된 2원 블렌드의 상 형태학을 통하여 미세 분자 구조의 변화가 이들 블렌드의 상 형태학과 계면 거동에 미치는 영향을 연구하였다; 연구한 네 쌍의 블렌드는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)-MCPE, 폴리프로필렌(PP)-MCPE, poly(propylene-co-ethylene) (CoPP)-MCPE, poly(propylene-co-ethylene-co-1-buthylene) (TerPP)-MCPE이며 모두 상 분리된 시스템이다. HDPE-MCPE는 HDPE 성분이 증가할수록 HDPE 결정이 MCPE 연속상에서 고르게 성장하는 동질상(homogeneous phase)을 나타내는 반면에, 나머지 세 쌍의 블렌드는 복잡한 이종의 상(heterogeneous phase) 형태학을 보였다. PP-MCPE는 PP와 MCPE의 상과 계면이 완전히 분리된 상 형태학을 보였고, MCPE가 50% 함유된 조성에서 상전이가 일어났다. CoPP-MCPE와 TerPP-MCPE는 이들 코폴리머에 함유한 에틸렌기로 인해 두 계면 사이의 혼화성이 증가하는 현상을 보였으며 MCPE가 40%인 블렌드에서 상전이가 일어났다. 특히 TerPP-MCPE 블렌드는 TerPP의 코폴리머가 MCPE와 같은 화학구조를 보이는 1-부텐과 에틸렌기를 가지고 있어 다른 두 블렌드인 PP-MCPE, CoPP-MCPE 보다 두 상간의 계면이 서로 부분적으로 섞이는 양상을 보였다. 상 형태학에서 본 미세 분자구조에 의한 부분적 상용성은 기계적 특성이나 유변학적 성질과도 밀접한 관계를 나타냈다. 그러므로 본 연구에 사용한 네 가지 블렌드는 두 상이 완전히 분리되어 열역학적으로 비 혼화성을 나타내지만 다음과 같은 특성을 제시할 수 있다. 즉 계면의 세기는 HDPE-MCPE>TerPP-MCPE>CoPP-MCPE>PP-MCPE 순이며, 이는 미세 분자 구조측면에서 공통의 화학 구성물이 계면 접착력(interfacial adhesion)의 증가를 가져오는 중요한 요인으로 작용하기 때문으로 여겨진다.
Ti(C,N) 박막을 온도범위 $200-300^{\circ}C$에서 tetrakis diethylamido titanium유기금속 화합물을 전구체로 이용하여 pulsed DC 플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법 (PEMOCVD)으로 합성하였다. 본 연구에서는 플라즈마 특성을 서로 비교하기 위하여 수소$(N_2)$와 헬륨/수소$(He/H_2)$ 혼합기체를 각각 운반기체로 사용하였으며 전구체 이외에 질소$(N_2)$와 암모니아$(NH_3)$ 기체를 반응기체로 사용하여 서로 다른 플라즈마 화학조건에서 얻어지는 박막내의 탄소함유량(C Content)의 변화를 비교하여 탄소가 가장 적게 함유된 저온 코팅막 합성공정을 찾으려고 하였다. 이를 위하여 증착시 서로 다른 pulsed bias 전압과 기체종류 하에서 여기된 플라즈마 상태의 라디칼종들과 이온화 경향을 in-situ optical emission spectroscopy(OES)법으로 플라즈마 진단분석을 실시하였다. 그 결과 $(He/H_2)$ 혼합기체를 $N_2$와 함께 사용할 경우 라디칼 종들의 이온화를 매우 효과적으로 향상시킴을 관찰하였다. 아울러 $NH_3$ 기체를 $H_2$ 또는 $He/H_2$ 혼합기체와 같이 사용할 경우는 CN 라디칼의 생성을 억제하여 결과적으로 Ti(C, N) 박막내의 탄소함량을 크게 낮춤을 알 수 있었고, CN 라디칼의 농도가 탄소 함유량과 많은 관련이 있음을 알았다. 이 결과는 바로 박막의 미세경도와도 연관이 되며, bias전압과 기체종류에 크게 의존하여 Ti(C, N) 박막의 미세경도가 1250 - 1760 Hk0.01 사이에서 나타났고, 최대치$(1760\;Hk_{0.01})$는 600 V bias 전압과 $H_2$와 $N_2$ 기체를 사용한 경우에 얻어졌다. HF(C, N) 박막 역시 tetrakis diethylamido hafnium 전구체와 $N_2/He-H_2$ 혼합기체를 이용하여 pulsed DC PEMOCVD 법으로 기판온도 $300^{\circ}C$ 이하, 공정압력 1 Torr, 그리고 bias전압과 기체 혼합비를 변화시키면서 증착하였다. 증착시 in-situ OES 분석결과 플라즈마 내의 질소종의 함유량 변화에 따라 증착속도가 크게 변화됨을 알 수 있었고, 많은 질소기체를 인입하면 질소종이 많아지지만 증착률은 급격히 감소하였고 박막내 탄소의 함량이 커지면서 막질이 비정질로 바뀌고 미세경도 또한 감소함을 알 수 있었다. 이는 in-situ 플라즈마 진단분석이 전체 PEMOCVD 공정에 있어서 대단히 중요하고, Ti(C,N)과 Hf(C,N) 코팅막의 탄소함량과 미세경도는 플라즈마내의 CH과 CN radical종의 세기에 크게 의존함을 의미한다. 그리고 Hf(C,N) 박막의 경우도 Ti(C,N) 박막의 경우와 유사하게 최대 미세경도값$(2460\;Hk_{0.025})$이 -600 V bias 전압과 10% 질소기체 혼합비를 사용한 경우에 얻어졌고, 이는 박막이 주로(111) 방향으로 성장됨에 기인한 것으로 사료된다.
황강리 지역내 앰피볼라이트에 나타나는 대상 각섬석류의 Na(A), K. Na(M4), Al(IV) 그리고 Al(VI)+Fe3++Ti+Cr의 함량변화를 치화작용의 관점에서 보면 쳐마카이트 치환과 에데나이트 치환 그리고 글로코페인 치환의 정도는 핵부위의 양기석질이 주변부로 감에 따라 감섬석으로 보이는 가장 높은 변성도의 세 시료(M29-2, M26-2, M78)에 존재하는 각섬석들의 치환성분 함량은 더 낮은 변성도의 주연부에서 더 높다. 또한 투휘석을 포함하거나 녹갈색의 감섬석을 보이는 가장 높은 변성도의 세 시료(M29-2, M76-2, M78)에 존재하는 각섬석들의 치환성분 함량은 더 낮은 변성도의 주연부 각섬석보다는 낮고 양기석 보다는 높은 것으로 나타나고 있어 치환작용의 정도가 전체 각섬석류중에서 중간영역에 해당되고 있다. 대상 각섬석류의 성인데 대한 고찰을 해보면 첫째로 두 시료 R120-1와 R210-9가 서로 동일하게 각섬석류의 핵은 양기석질 각섬석이고 주연부는 마그네시안 해스팅사이트에 해당되는데 사장석은 각각 알바이트(R102-1)와 라브라도라이트(R210-9)의 큰 성분격차를 보여주고 있다. 알바이트와 라브라도라이트가 한번의 변성작용으로 동시에 생성되기가 어렵기 때문에 대상 각섬석류는 불혼합 구간(Miscibility gap)이 아닌 다변성작용의 결과로 형성된 것으로 추정된다. 둘째로 양기석과 각섬석간의 접촉면이 광학적으로 뚜렷한 경우와 점이적일 경우 모두 화강암체와 떨어진 거리에 상관없이 본암에 형성되어 있다. 두 광물이 뚜렷한 접촉면을 보여주는 시료의(R210-9, M128, M130) 경우 사장석이 저변성도와 중변성도에서 생성되는 성분을 함께 보여주고 있다. 이런 다양한 성분의 사장석은 불혼합 구간이 형성되는 변성도보다 더 높은 변성도의 변성작용이 중첩되어 있음을 지시하기 때문에 대상 각섬석류가 다변성작용에 의해 성장한 것을 의미한 준다. 또한 광물간에 점이적인 접촉면을 갖는 경우도 이 조직이 주로 화강암체 주변에서 산출된다는 사실과 변성도의 고찰 등을 통해 다변성작용의 영향에 기인한 것으로 생각된다. 대상 각섬석류의 성분변화를 변성작용의 압력형과 연관지어보면 핵부위의 양기석들은 중압형의 변성작용에 의해 성장한 것으로 볼 수 있고 주연부의 각섬석들은 저압형과 유사한 변성작용으로 인해 형성된 것임을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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