본 연구는 STEM 기반 수학 교수-학습 프로그램을 개발, 적용하여 이 프로그램이 중학교 2학년 학생들의 수학 학습 및 진로 선택에 어떤 영향을 미치는지에 대해서 조사하였다. 본 연구에서 개발한 STEM 기반 수학 교수-학습 프로그램은 학생들이 수학적 개념을 과학, 기술 공학, 실생활과 연계하여 학습할 수 있도록 설계되었다. 연구 결과에 의하면 STEM 기반 교수-학습 프로그램은 학생들의 수학 교과에 대한 정의적 특성(자기조절력, 가치인식, 자신감)과 문제해결력을 향상시키는데 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 이와 더불어 STEM 기반 교수-학습 프로그램은 학생들이 이공계 분야로 진로를 설정하거나 탐색하도록 하는데 긍정적인 역할을 한 것으로 나타났다.
미국 NASA는 자국 우주발사시스템 분야 인력양성을 위해 대학생 대상의 로켓 경진대회를 2006년부터 매년 개최하고 있다. 본 논문은 교육 프로젝트 일환으로 미국 젊은이들에게 우주 임무에 필요한 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 분야에 관심을 고취시키기 위한 NASA 주관 대학생 로켓 경진대회인 NASA Student Launch에 대한 의미와 운영 방식에 대한 분석을 한다. 아울러 국내 대학생 로켓 경진대회 활동을 간략히 소개한다.
본 연구는 수간곡선식을 이용하여 아까시나무의 입목 수간재적표를 개발하고자 수행하였다. 이용한 수간곡선식은 Kozak 모형이었으며, 모형의 모수를 추정하였다. 추정한 모형은 통계적으로 적합성이 인정되었으며, 잔차분석 결과도 양호한 것으로 판정되었다. 따라서 본 모형이 아까시나무 수간재적표를 조제함에 있어 충분히 이용될 수 있을 것으로 사료된다. 그리고 수간재적표는 이용자의 편의를 위하여 수피 포함 및 수피제외 재적표를 조제하고자, 수피두께추정식을 개발하여 이용하였다. 수피두께추정식 역시 통계적으로 유의성이 인정되었다. 따라서, 본 모형이 아까시나무 수간재적표를 조제함에 있어 충분히 이용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 국내에서 처음으로 개발한 아까시나무의 수간재적표는 임학뿐 만 아니라 타 분야에 널리 사용되기를 기대한다.
최근에 체세포 리프로그래밍 기법을 사용하여 체세포에 몇 가지 전사인자(리프로그래밍 인자)를 넣어줌으로써 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPS)를 만드는데 성공하였다. 유도만능줄기세포는 배아줄기세포와 유사하게 자가재생 할 수 있는 능력이 있으며, 신체의 모든 타입의 세포로 분화할 수 있는 특징을 가지고 있다. 배아줄기세포와는 달리 면역거부반응이 없다는 점과 윤리적인 문제로부터 자유롭다는 장점이 있어 2006년 Yamanaka 팀이 유도만능줄기세포에 관해 처음 보고한 이후로 이 분야 연구의 급속한 발전이 이루어지고 있다. 하지만 안전성의 문제점 때문에 세포치료제로 사용되기 위해서는 리프로그래밍 인자의 도입 방법 및 새로운 리프로그래밍 인자의 발굴 등 몇 가지 해결해야 할 점들이 남아 있다. 본 종설에서는 유도만능줄기세포를 만드는데 사용된 몇 가지 리프로그래밍 인자에 대해 보고된 연구 내용을 리프로그래밍 인자가 존재하는 세포인 배아줄기세포 및 난자와 배아에서 정리하고자 하며, 리프로그래밍 인자의 연구에 관한 방향에 대해 논의하고자 한다.
세포기반 치료제에 사용되는 줄기세포는 재생능력과 다양한 세포로의 분화능력으로 인해 재생 의학 분야에서 광범위하게 관심을 끌었으며, 많은 불치병에 적용된다. 하지만, 이러한 줄기세포는 여전히 치료 전 세포증식 및 질병 투여부위에서의 낮은 생존률로 인해 충분한 치료효과가 나타나지 않는 단점이 있다. 이것을 해결하고자, 우리는 세포부착능과 항세포자살 기능을 가지고 있는 carcinoembryonic antigen (CEA) gene family의 하나인 CEACAM 6를 사용하였다. 이것을 줄기세포에 적용 전, 먼저 세포별로 이 단백질이 발현되는지를 확인하였고, 이 유전자가 발현되는 벡터를 줄기세포에 삽입시키기 위한 최적 조건을 선정하였다. 그 후, 도입된 CEACAM 6발현벡터로부터 줄기세포에서 이 유전자가 발현되는지를 확인하였다. 그리고 인체투여 시 발생되는 산화적 스트레스와 유사한 조건에서의 이 유전자의 기능을 평가하기 위해 과산화수소(H2O2)를 처리하였다. 산화적 스트레스 조건하에서 CEACAM 6가 발현되는 줄기세포는 그렇지 않은 세포에 비해 세포의 생존률이 현저히 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해, 이 CEACAM 6는 줄기세포의 치료효능과 세포증식을 강화시킬 수 있는 다른 선택지로서의 가능성이 있음을 확인하였다.
본 연구는 공간능력이 영재학생들을 판별하는데 중요한 요소로 작용한다는 전제하에 한국의 중학교 영재학생들과 일반학생의 공간능력을 비교하는 것을 주 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 한국의 중학생들에게 '퍼듀 공간 시각화 검사: 회전의 시각화(Revised PSVT:R)'를 실시하였다. Revised PSVT:R의 타당도 검증을 위하여 확인적 요인분석을 실시하였으며, 이를 바탕으로 영재 학생들과 일반 학생들의 공간 능력 차이를 비교하였다. 연구 결과, 영재학생들은 일반학생들보다 공간능력에 있어서 훨씬 우수하였다. 공간 능력에 대한 검사 결과를 확장하여 공간능력과 수학, 과학, 언어 분야와의 관계를 살펴보았다. 공간능력은 수학, 과학, 언어분야와 상관관계가 높은 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과를 종합하여 볼 때, 공간능력이 우수한 학생과 영재교육에 참여하고 있는 영재학생은 같은 특성이 있는 것으로 판단된다. 따라서 공간능력은 영재학생을 판별하는 중요한 검사도구로 포함되어야 할 것이다.
This paper presents a R&D investment model for the Information and telecommunications(l&T) technology using multiple objective linear programming(MOLP). The MOLP model involves the simultaneous maximization of three linear objective functions associated with three criteria, which are social, technological, and economic criterion. This model is different from the traditional one which only involves the maximization of economic criterion. It yields a suitable R&D investment ratio to each technology field. Its application to the National R&D Project in l&t Industry is also presented. In this application, the Analytic Hierarchy Process(AHP) is proposed to estimate the weights, which used as the coefficients in each objective function of the MOLP model. Then the problem is solved using the interactive method STEM. It is showed that with the aid of STEM, the MOLP model can be useful decision aid in formulation R&D investment plan in l&t industry. It is expected that the MOLP model works as the basis for planning R&D investment strategy in l&T industry.
배아줄기세포는 만능세포이기 때문에 동물에게 주입되면 종양으로 발달할 수도 있다. 따라서 연구자들은 종양 형성으로부터 비교적 자유로운 성체세포로부터 세포 특이적 줄기세포(성체줄기세포)를 확보하는데 관심을 두고 있다. 성체줄기세포는 제한적으로 세포분열을 할 수 있고 지정된 특정 세포로만 발달할 수 있다. 포유동물에서 각 조직의 세포들은 자연적 생리조건하에서는 역분화 혹은 교차분화에 의해 성체줄기세포로 전환되지 않는다. 따라서 일본 연구자들에 의하여 2006년 성체세포의 리프로그램에 의한 유도만능줄기세포(iPSCs) 기술이 소개되어 성체줄기세포 연구의 새로운 장을 열었다. 비록 연구현장에서 iPSCs 기술이 폭 넓게 이용되지만, 리프로그램의 안정성뿐만 아니라 유전체에 외래유전자의 도입 등의 문제점도 있다. Reversine은 iPSCs 보다 2년 앞서 발견된 작은 화학적 합성 분자인 퓨린 유사체이다. Reversine은 분화된 세포를 리프로그램에 의한 역분화를 유도하여 다능성 줄기세포로 전환시킬 수 있으며, 적절한 분화조건하에서 다른 세포로 교차분화를 유도할 수도 있다. 따라서 reversine은 iPSCs가 가지고 있는 문제점을 극복하고 화학적인 방법을 이용하여 성체세포를 다능성 줄기세포로 전환시킬 수 있는 물질로 활용될 수 있다. Reversine이 백색지방세포를 갈색지방형세포(beige cell)로 전변시켜 열발산에 의한 에너지소비를 촉진함을 제시하여 항비만인자로서 그 가능성을 열어 놓았다. Reversine은 세포 역분화의 기능적 역할 이외에 항암 인자로서 또 다른 기능들이 보고되고 있어 앞으로 여러 분야에서 그 이용성이 기대되는 물질이다.
분자영상은 살아있는 개체의 몸 속에서 일어나는 생물학적 반응이나 특정한 표적분자를 비관혈적이며 반복적으로 영상화하는 기술이다. 이를 위해서는 두 가지 기본 요소가 요구되는 바 하나는 관심 생물현상에 의해 농도나 분광특성이 변하는 분자영상용 추적자이며 다른 하나는 이런 추적자를 모니터링하는 장비이다. 분자 핵의학 영상기술은 이제 신경과학분야에서도 활발히 적용되고 있으며 신경관련 기초연구나 뇌질환 관련 신약개발에 이미 중요한 역할을 하고 있다. 최근에는 살아있는 개체에서 약제 투여가 뇌에 미치는 약물학적, 생리적 영향을 조사하는 데에도 이용되고 있다. 다가오는 미래에는 각종 뇌질환에서 특이적 표적을 공략하는 새로운 분자치료가 개발되어 뇌질환 치료에 혁명적인 변화를 가져올 것으로 예상되고 있다. 그 예로, 파킨슨씨 병과 같은 퇴행성 신경질환에 줄기세포를 이용한 자가수선, 신경보호, 약물분비 치료, 성장인자와의 병행치료 등이 개발되고, 유전자 치료도 이용될 것으로 보인다. 신경 분자 핵의학 영상은 이와 같은 새로운 뇌질환 치료기술의 개발에 있어서 뇌 안에서 일어나는 분자수준의 변화를 실시간으로 모니터링함으로써 관련연구에 크게 기여할 것으로 기대된다.
극지방의 천연자원의 수송에 필수적인 빙해항행선박은 금후 우리나라의 조선산업이 지향해야 할 기술집약형 선박중 하나로서 국제경쟁에 대비하여 독자적인 연구가 요구되는 분야이다. 본 연구는 빙해항행선박 기본설계의 중요한 인자인 선수부 형상과 평탄빙에서의 쇄빙능력 사이의 상관관계를 밝히는데 목적이 있다. 통상 평탄빙(level ice)에서 선박의 전진속도를 3-4 knots로 볼 때, 탄성으로 취급되는 얼음의 재료특성을 고려하여, 파괴시킬 수 있는 얼음의 최대두께와 파괴된 얼음의 특성길이를 수치적으로 추정하는데 주안점을 두고 있다. 본 연구에서는 빙해항행 선박이 평탄빙에서 연속쇄빙을 하고 있는 상황을 탄성지지기반 위에 놓인 유한 길이의 쐐기보에 작용한 충격하중의 문제로 가정하고 굽힘모멘트에 의해 어떤 위치에서 발생한 최대인장응력이 얼음의 굽힘파괴강도에 도달한다면 그 부분에서 파단이 일어날 가능성이 가장 높다고 판단한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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