• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.504-519
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• 2020

해수의 서로 다른 물성이 만나는 해양 전선은 해수의 열교환 및 운동량 교환, 물성의 혼합과정과 같은 해양 역학적 과정과 해양-대기 상호작용으로 기상변화와 기후 변화를 조절하는 중요한 역할을 한다. 이러한 해양 전선이 중등학교 교과서에는 해류가 만난다는 의미를 가지는 '조경 수역'이라는 용어로 사용되고 있으며 동해 어장과의 관련성을 제시하고 있다. 그러나 고등교육과 해양과학자들은 지난 수십 년 동안 이 이 용어를 사용하지 않고 있어서 용어의 적절성이 조사되어야 하며 오개념을 제거할 필요성이 있다. 본 연구에서는 2015 개정교육과정에 기반한 중등학교 교과서 11종(중학교 5종, 고등학교 6종)을 활용하여 이와 관련된 교과 내용을 분석하였다. 또한 중등학교 과학교사 30인을 대상으로 설문 조사를 실시하여 이 문제에 대한 교사들의 인지 정도를 분석하였다. 조경 수역과 어장에 관한 교과서의 내용을 분석한 결과, 과학적 사실과 부합하지 않는 상당히 많은 오류와 오개념이 발견되었다. 교과서에서 조경 수역이라는 개념이 한류와 난류가 만나는 의미로 주로 활용되고 있으나, 수온, 염분, 밀도, 유속 등 해양의 서로 다른 물성이 접하는 '해양 전선'이라는 포괄적인 용어로 대체하는 것이 바람직하다. 교과서에서는 어장의 계절변동을 겨울에 남하하고 여름에 북상하고 북한한류의 계절변동과 연결하고 설명하고 있지만 이는 북한한류의 여름철 강화에 관한 그동안의 과학적 사실에 위배되는 내용이다. 동해의 어장은 동해안 좁은 영역에 국한된 것이 아니라 훨씬 더 넓은 해역에 광범위하게 분포하고 있다. 교사들의 설문 결과는 이러한 오개념이 지난 수십 년 동안 지속되어 왔음을 입증하였다. 본 연구는 조경 수역, 어장, 북한한류와 관련된 오개념을 수정하기 위한 과학적 지식의 중요성과 교육과정으로의 전달 과정의 중요성을 강조하였다. 향후 이 연구가 교과서 수정과 교사교육에 중요한 역할을 할 수 있기를 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권4호
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• pp.467-480
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• 2018

본 연구는 플립러닝을 적용한 과학관련 사회쟁점 교수학습(FL-SSI)이 중학생의 시민역량과 인성발달에 미치는 영향을 탐색하는 것을 목적으로 하였다. 플립러닝은 교실 수업 전 교수학습 영상을 제공하여 기초 개념과 문제인식의 기회를 제공하고, 교실 수업에서는 이를 바탕으로 한 토의토론 활동을 진행함으로써 학생들이 보다 역동적이고 협력적으로 수업에 참여할 수 있도록 하는 전략이다. 이에 본 연구에서는 전통적인 SSI 수업에서 보고되는 시간과 정보의 제약이나 토의 토론 진행 등의 어려움을 해결하고자 플립러닝 전략에 기초한 과학관련 사회쟁점 교수학습 프로그램을 개발 및 적용하였다. 본 연구에는 중학교 2학년 학생 73명이 네 가지 주제의 12차시 수업으로 구성된 SSI 교수학습 프로그램에 참여하였다. 학생들은 매 차시 수업 전 교사가 웹에 게시한 동영상을 시청한 후, 본 수업에서는 영상에 대한 이해를 바탕으로 다양한 학생중심 활동에 참여하였다. 학생들은 수업 전후 과학기술 사회의 시민역량과 글로벌 시민으로서 갖추어야 할 인성을 측정하는 검사지에 응답하였으며, 수업 이후 포커스 그룹 면담에 참여함으로써 학생들이 인식한 플립러닝 기반 과학관련 사회쟁점 교수학습의 효과를 살펴보았다. 연구 결과, 플립러닝 기반 SSI 수업에 참여한 학생들의 시민역량과 인성은 수업 후 통계적으로 유의한 향상이 있었다. 특히 학생들은 시민역량의 네 영역(협업능력, 정보기술 및 미디어 활용능력, 비판적 사고와 문제해결능력, 의사소통능력) 모두에서 통계적으로 유의한 향상이 있었으며, 인성의 세 영역 중 두 영역(사회도덕적 공감, 과학관련 사회쟁점에 대한 책무성) 영역에서 유의한 향상이 있었다. 포커스 그룹면담 결과 또한 학생들이 SSI 수업에 플립러닝을 적용한 효과를 긍정적으로 인식하였음을 뒷받침하였다. 학생들은 플립러닝 전략을 통해 SSI 문제 상황에 대한 이해를 높였으며, 자료탐색과 의사결정의 시간을 절약함으로써 교실 수업 시간을 SSI 문제 상황을 해결하는 데 온전하게 활용하였다. 또한 SSI 문제를 둘러싼 다양한 관점에 대해 이해할 수 있는 충분한 기회를 가질 수 있었다. 본 연구는 플립러닝 전략이 기존의 SSI 수업에서의 어려움을 보완하고 개선함으로써, SSI 수업을 효과적으로 운영할 수 있는 한 방안이 될 수 있음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.37-47
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• 2006

본 논문에서는 Digital Video Broadcasting (DVB), Digital Audio Broadcasting (DAB) 및 Digital Multimedia Broadcasting (DMB) 등과 같이 저전압, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 무선 통신 시스템을 위한 10b 25MS/s $0.8mm^2$ 4.8mW 0.13um CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서 동시에 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 2단 파이프라인 구조를 사용하였으며, 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법(switched-bias power reduction technique)을 적용하여 전체 전력 소모를 최소화하였다. 입력단 샘플-앤-홀드 증폭기는 낮은 문턱전압을 가진 트랜지스터로 구성된 CMOS 샘플링 스위치를 사용하여 10비트 이상의 해상도를 유지하면서, Nyquist rate의 4배 이상인 60MHz의 높은 입력 신호 대역폭을 얻었으며, 전력소모를 최소화하기 위해 1단 증폭기를 사용하였다. 또한, Multiplying D/A 변환기의 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 커패시터 레이아웃 기법을 제안하며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 사용하여 바이어스 전류를 제어함으로써 10비트의 해상도에서 응용 분야에 따라서 25MS/s 뿐만 아니라 10MS/s의 동작 속도에서 더 낮은 전력 사용이 가능하도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며 측정된 최대 DNL 및 INL은 각각 0.42LSB 및 0.91LSB 수준을 보인다. 또한, 25MS/s 및 10MS/s의 동작 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR이 각각 56dB, 65dB이고, 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 각각 4.8mW, 2.4mW이며 제작된 ADC의 칩 면적은 $0.8mm^2$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.48-57
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• 2006

본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제57권3호
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• pp.127-135
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• 2018

기후변화는 곤충의 성장, 발육, 생존, 생식력, 분포범위 등 생활사의 변수들에 영향을 준다. 특히 외래곤충의 경우 생태계 정착 및 확산이 빨라지고 있으며, 생태계 교란, 토착종 감소 등 생물다양성을 감소시키는 직접적인 원인 중 하나이다. 알팔파바구미는 1990년대 제주도에서 처음 발견 후 남부지방에 대량 발생하여 농업해충으로 인식되었다. 최근 하면처로 이동하는 개체에 의한 밭작물의 피해와 여러 시군에서 서식이 확인되며 확산의 우려되고 있다. 본 연구에서는 기후변화가 알팔파바구미에 미치는 영향에 대해 파악하였다. 미래의 기후 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5에서 알팔파바구미의 잠재적 분포를 추정하기 위해 MaxEnt 모델을 적용하였다. 모형의 변수는 2015~2017년까지 알팔파바구미의 서식이 확인된 66개 지점과 종의 생태특성 및 예측변수간 상관성을 고려한 6개(bio3, bio6, bio10, bio12, bio14, bio16)의 생물기후를 사용하였다. 예측된 모형의 적합도는 평균 0.765로 잠재력이 의미 있는 값이며, 최고 따뜻한 분기의 평균기온(bio10)이 60~70%로 높은 기여도를 나타냈다. 2050년과 2070년의 시나리오(RCP 4.5, RCP 8.5)에 대한 모형의 결과는 한반도 전역에서 알팔파바구미의 분포 변화를 보여 주었으며, 기온상승에 따른 전국적 확산이 예측되었다.

• 한국빅데이터학회지
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• 제4권2호
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• pp.1-12
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• 2019

인공지능 기술이 발전하면서 이미지, 음성, 텍스트 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 데이터가 충분한 경우 기존 기법들에 비해 좋은 결과를 보인다. 주식시장은 경제, 정치와 같은 많은 변수에 의해 영향을 받기 때문에, 주식 가격의 움직임 예측은 어려운 과제로 알려져 있다. 다양한 기계학습 기법과 인공지능 기법을 이용하여 주가 패턴을 연구하여 주가의 등락을 예측하려는 시도가 있어왔다. 본 연구는 딥러닝 기법 중 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크(CNN)를 기반으로 주가 패턴 예측률 향상을 위한 데이터 증강 방안을 제안한다. CNN은 컨볼루셔널 계층을 통해 이미지에서 특징을 추출하여 뉴럴 네트워크를 이용하여 이미지를 분류한다. 따라서, 본 연구는 주식 데이터를 캔들스틱 차트 이미지로 만들어 CNN을 통해 패턴을 예측하고 분류하고자 한다. 딥러닝은 다량의 데이터가 필요하기에, 주식 차트 이미지에 다양한 데이터 증강(Data Augmentation) 방안을 적용하여 분류 정확도를 향상 시키는 방법을 제안한다. 데이터 증강 방안으로는 차트를 랜덤하게 변경하는 방안과 차트에 가우시안 노이즈를 적용하여 추가 데이터를 생성하였으며, 추가 생성된 데이터를 활용하여 학습하고 테스트 집합에 대한 분류 정확도를 비교하였다. 랜덤하게 차트를 변경하여 데이터를 증강시킨 경우의 분류 정확도는 79.92%였고, 가우시안 노이즈를 적용하여 생성된 데이터를 가지고 학습한 경우의 분류 정확도는 80.98%이었다. 주가의 다음날 상승/하락으로 분류하는 경우에는 60분 단위 캔들 차트가 82.60%의 정확도를 기록하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제105권2호
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• pp.193-201
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• 2016

본 연구는 산딸기 열매의 지역별(장성, 화성, 울산, 순창, 포항) 영양성분, 항산화 활성 및 암세포 성장억제 효능 분석을 통하여 기능성을 갖는 산딸기 품종을 육성하고자 수행하였다. 모든 지역의 산딸기 열매에서 일반성분은 탄수화물 함량이 높게 나타났으며, 무기성분은 칼슘($996.6{\mu}g/g{\pm}0.8%$)이 가장 높은 함량을 보였으며, 나트륨($6.2{\mu}g/g{\pm}1.0%$)은 가장 낮았다. 유리아미노산은 총 26종, 구성아미노산은 총 18종을 분석하였다. 전자공여능 실험 결과 울산 산딸기가 $500{\mu}g/ml$의 농도에서 열수추출물은 80%, 에탄올추출물은 82.6%의 높은 소거능을 보였다. 또한 암세포 성장억제 효과를 확인하기 위한 세포독성 실험 결과, B16F10 cell은 울산 산딸기 열수추출물과 포항 산딸기 에탄올추출물, H1299 cell은 순창 산딸기 열수추출물과 포항 산딸기 에탄올추출물 그리고 MCF-7 cell은 장성 산딸기 열수추출물과 순창 산딸기 에탄올추출물에서 각각 세포독성이 나타났다. 따라서 이와 같은 기초자료를 바탕으로 기능성 특성을 지닌 산딸기를 선발하여 기능성 품종으로의 개발 가능성을 확인할 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.424-431
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• 2017

최근 국내에서 육성된 딸기 신품종 '베리스타'와 '죽향'의 수경재배 시 생육 단계별 적정한 양액 농도가 품질과 생산성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 연구를 수행하였다. 길이 40m, 폭 10m의 플라스틱 온실 내에 높이 1m, 폭 33cm의 수경재배용 베드를 설치하고 원예용상토를 충진한 후 '설향', '베리스타', '죽향' 묘를 정식하였다. 배양액은 네덜란드 PBG 배양액을 사용하였으며, 생육 단계를 생육초기-개화기-수확초기-수확후기로 나누어 처리 2는 '설향' 기준 급액 농도 EC $0.68-1.0-1.2-1.0dS{\cdot}m^{-1}$, 처리 1은 30% 낮은 농도인 EC $0.68-0.8-0.85-0.7dS{\cdot}m^{-1}$, 처리 3은 30% 높은 농도인 EC $0.68-1.2-1.55-1.3dS{\cdot}m^{-1}$으로 급액 하였다. 재배기간 동안 딸기품종별 생육과 수량 등을 조사하였다. '베리스타'는 2번 처리구와 3번 처리구 간의 지상부 생육에 차이가 없었으며, '베리스타'와 '죽향' 모두 양액 농도가 높을수록 엽색이 짙었으나 양자 효율은 차이가 나지 않았다. '죽향'은 급액농도에 따라 3월 이후 생육 후기에 생육 차이가 뚜렷하였고, 3번 처리구에서 가장 생육이 왕성하였다. '베리스타'와 '죽향' 모두 과중, 과장, 과폭 및 과실 경도가 3번 처리구에서 유의하게 높은 값을 나타냈다. 수확과의 총 당 함량은 처리 간에 차이가 없었으나 환원당과 비환원당의 조성 비율은 처리별로 다르게 나타났다. 수량을 조사한 결과, '베리스타'는 급액 농도가 높아질수록 수확과의 수가 많았으나 수량은 처리별로 큰 차이가 나타나지 않았다. 반면, '죽향'은 급액농도 간에 뚜렷한 차이를 보였으며, 3번 처리구에서 가장 수확량이 많았다. 생육 특성과 과실 품질을 종합적으로 고려해 본 결과, '베리스타'는 '설향' 표준 급액농도와 동일하게 EC $0.68-1.0-1.2-1.0dS{\cdot}m^{-1}$로 관리하는 것이 경제적이며, '죽향'은 '설향' 기준 급액농도보다 30% 높은 EC $0.68-1.2-1.55-1.3dS{\cdot}m^{-1}$로 공급해 주는 것이 고품질의 과실을 많이 수확할 수 있는 방법으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권4호
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• pp.293-300
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• 2011

실험은 심비디움 원괴체 (PLB: protocorm-like bodies)를 재료로 유전자총을 이용한 효율적인 형질전환 조건을 확립하고자 수행되었다. 이 PLB 조직에 제초제저항성 유전자인 bar 유전자와 reporter 유전자인 gus를 포함하고 있는 pCAMBIA3301 벡터를 이용하여 유전자총으로 형질전환 하였다. 형질전환 벡터에 포함되어 있는 제초제저항성유전자 (bar)를 이용하여 선발하게 되므로 선발배지에 첨가될 제초제로서 PPT (Phosphinotricin)의 적정 농도를 찾고자 실험한 결과, 5 mg/l에서 최적의 대부분의 PLB의 생육이 억제되고 신초형성이 이루어지지 않았다. 이를 기반으로 유전자총 실험에 맞는 최적 조건을 찾는 실험을 수행하여 1.0 ${\mu}m$ gold입자크기, 헬륨가스 압력은 1,100과 1,350 psi사이에서는 차이가 없다는 전제 하에 물리적 피해가 덜 가는 1,100 psi를 조건으로 선택하였고, 유전자총과 목표물과의 거리는 6 cm 그리고 DNA 농도는 1회 유전자총 발사횟수당 1.0 ${\mu}g$ 조건을 최적조건으로 하였다. 이 조건을 기반으로 100개의 PLB를 형질전환 하면 평균적으로 6 ~ 8개의 PLB가 제초제 저항성을 나타내는 개체로 성장하고 최종적으로 2개체 정도가 온실에서 순화과정을 거쳐 완전한 형질전환 식물체로 생산된다. 이외에도 유전자총 실험 전에 0.2 M sorbitol과 0.2 M mannitol을 혼합처리하여 4시간 동안 배양시키면 2배 이상 효율을 높일 수 있게 되어, 결론적으로 100개의 PLB를 형질전환 수행하면 최종적으로 3.2 ~ 4.0개 정도의 형질전환 심비디움 식물체가 나오는 효율이라고 할 수 있다. 본 실험을 통해 생산된 형질전환 심비디움 개체들은 PCR 분석을 통해 유전자 도입을 확인하였고, 형질전환 개체 중 임의로 선발된 5계통들의 잎을 Basta 0.5% 용액에 침지한 결과, 3 계통은 제초제에 저항성을 가지는 것으로 확인되었고, 그중 1계통은 아주 강한 저항성을 보여주었다. 본 실험 결과들을 바탕으로 환경저항성 등의 유용유전자가 도입된 형질전환 심비디움 식물체 개발에 기여하리라 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.389-397
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• 2018

당 단백질에 붙어 있는 당사슬 구조는 형질전환 돼지 유즙으로 분비되는 의약용 단백질의 생물학적 활성, 안정성 그리고 안전성에 영향을 줄 수 있다. 형질전환 동물을 이용한 치료용 당 단백질 생산은 유선 세포에서 이루어지는 당사슬 부가능력에 의해 제한되며, 균일한 당사슬 형태를 가지는 당 단백질 생산은 도전 과제로 남아있다. ${\beta}$-1,3-N-acetylglucosaminylatransferase1 (B3GNT1) 유전자는 N-아세틸글루코사민에 갈락토오스 잔기를 부착시키는 단백질 당화기작에 중요한 효소이지만, 돼지 당 전이효소에 대한 정보는 매우 제한적이다. 따라서, 돼지 B3GNT1 (pB3GNT1) 유전자를 클로닝하고 N-아세틸글루코사민에 갈락토오스 잔기를 부착시키는 기능적 특성을 조사하였다. 몇가지 다른 프라이머를 사용하여 전체 전사영역(ORF)을 함유하는 부분적인 pB3GNT1 mRNA 염기서열을 간 조직으로부터 분리하였다. 클로닝 된 pB3GNT1의 ORF는 1,248개의 뉴클레오티드를 가지며, 415개 아미노산 잔기로 구성되어 있었다. pB3GNT1 유전자의 장기별 발현특성은 성돈 및 자돈의 여러 기관에서 분석하였다. pB3GNT1 mRNA 발현 수준은 심장, 소장 보다는 근육에서 높았지만 폐에서는 낮았다. pB3GNT1의 기능적 특성 분석을 위해 돼지 신장 세포주(PK-15)에서 pB3GNT1 유전자의 안정적인 발현을 확립하였다. 그 결과, PK-15 세포에서 pB3GNT1 발현에 의한 당화 패턴은 총 시알산 증가에는 영향을 미치지 않지만, poly-N-아세틸글루코사민은 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 생물반응기로 형질전환 돼지를 이용할 때 희망하는 당사슬을 부가하여 치료 가능성을 높이며 개선된 활성을 나타내는 당단백질 생산에 도움이 될 것이다.