• 제목/요약/키워드: Zn 스트레스

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미호종개 metallothionein 유전자의 구조 및 중금속 노출과 고온 자극에 대한 MT mRNA의 발현 특징 분석 (Gene Structure and Altered mRNA Expression of Metallothionein in Response to Metal Exposure and Thermal Stress in Miho Spine Loach Cobitis choii (Cobitidae; Cypriniformes))

  • 이상윤;남윤권
    • 한국어류학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.61-69
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    • 2011
  • 멸종위기 어류 미호종개(Cobitis choii)로부터 중금속해독 단백질(metallothionein) 유전자를 분리, 클로닝하고 중금속 및 고온 스트레스에 대한 전사 발현 특정을 분석하였다. 미호종개 metallothionein는 gDNA, mRNA 및 아미노산 서열 모두에서 경골 어류 MT들의 구조적 특징을 잘 보전하고 있었으며, 생물정보분석을 통해 미호종개 MT 유전자 5'-upstream 영역은 중금속 조절, 면역 반응 및 온도 반응에 관여하는 다양한 전사 조절인자들의 부착 위치들을 포함하는 것으로 관찰되었다. 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 망간(Mn) 및 아연(Zn)을 이용한 침지 노출 실험(0.5 및 $1.0\;{\mu}M$; 24시간)에서 미호종개 MT mRNA 발현은 구리 및 카드뮴 처리군에서 가장 많이 유도되었고($1.0\;{\mu}M$ Cu 처리군에서 최대 10배), 망간 처리군에서는 비교적 적은 양의 MT 발현이 유도된 반면(2배), 아연 및 니켈 노출 군에서는 유의적인 MT 발현의 증감이 관찰되지 않았다. 또한 미호종개 MT 전사 발현은 고온 자극 ($25^{\circ}C$로부터 $31^{\circ}C$까지 증가)에도 민감하게 반응하는 것으로 나타나, $31^{\circ}C$ 도달시점에서 $25^{\circ}C$ 초기 MT mRNA 발현 수준보다 9배 높은 mRNA 발현이 관찰되었다. 본 연구 결과는 MT 기반의 유전자 발현 분석을 이용함으로써, 향후 멸종위기 어류 미호종개의 스트레스 반응 연구에 유용한 기초 자료를 제공할 수 있다고 기대된다.

분자지표 유전자 발현을 통한 Chironomus riparius 중금속 노출 스트레스 평가 (Stress Evaluation to Heavy Metal Exposure using Molecular Marker in Chironomus riparius)

  • 김원석;박기연;곽인실
    • 생태와환경
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    • 제53권2호
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    • pp.165-172
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    • 2020
  • 중금속은 다양한 경로를 통해 환경 중 배출되어 서식 생물에 노출되며 체내 다양한 생리학적 불균형을 유도한다. 본 연구에서는 수서생물지표종으로 이용되는 깔따구(Chironomus riparius)를 이용하여 야외 중금속(Al, Aluminum; Cr, Chromium; Cu, copper; Mn, Manganese; Zn, Zinc) 농도 노출에 따른 다양한 분자발현 반응과 상관성을 분석하였다. 생물 체내 분자 반응을 관찰하기 위해 heat shock protein 40, 70, 90 (HSP40, 70, 90), cytochrome 450(CYP450), Glutathione S-transferase (GST) and Serine-type endopeptidase (SP)를 이용하였다. 그 결과, 스트레스 분자마커로 이용되는 HSPs 유전자들은 중금속 노출된 개체들에서 대조군보다 높은 경향을 보였으며 Cu 노출 시 가장 높은 발현을 나타냈다. 해독에 관여하는 CYP450과 GST 유전자 발현 결과, Cr과 Cu에서는 다른 노출군에 비해 높은 발현 경향을 나타냈다. SP 유전자 발현 결과 Al을 제외한 모든 노출군이 대조군과 유사한 발현 패턴을 보였다. 이와 같은 연구 결과는 실내에서 환경 중 존재하는 실제 농도를 반영한 독성실험을 통해 노출물질과 농도에 따라 특이적으로 발현하는 분자마커 패턴을 보고하였다. 또한, 수생태계로 유입되는 중금속이 하천에 서식하는 생물에 주는 유해 영향에 대한 정보와 분자 지표 유전자들의 현장 적용 가능성을 보여준다.

산화적 스트레스에 대한 고온고압처리 인삼의 억제 효과 (Inhibitory Effects of Panax ginseng C. A. Mayer Treated with High Temperature and High Pressure on Oxidative Stress)

  • 윤보라;이영준;홍희도;이영철;김영찬;이영경;김경탁;이옥환
    • 한국식품영양학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.800-806
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    • 2012
  • 체내에서 산화스트레스에 의해 생성되는 활성산소종(reacitve oxygen species, ROS)은 당뇨병, 비만 등과 같은 만성질환을 야기시키는 것으로 알려져 있다. 고려인삼(Panax ginseng)은 수천 년간 피로 회복 및 면역증강용 기능성식품으로 이용되어 왔고, 사포닌, 산성다당체, 페놀성 화합물과 같은 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있다. 따라서 본 연구에는 고온, 고압처리하여 제조한 신규 인삼에 대한 산화적 스트레스 저감 효능을 평가하고자 하였다. C2C12 근육세포에 산화적 스트레스를 유도하기 위해 $H_2O_2$ 1 mM 처리하고, 전처리 조건을 달리한 인삼 시료를 처리하여 cell morphology 및 항산화 관련 유전자인 SOD, CAT 및 GPx를 살펴보았고, 3T3-L1 지방세포는 분화과정 중 ROS 생성 억제효과 및 CAT, GPx 및 Cu/Zn-SOD의 항산화효소 관련 유전자의 발현 정도를 조사하였다. 고온, 고압처리한 인삼은 산화적 스트레스가 유도된 C2C12 근육세포 및 3T3-L1 지방세포에서 유의적으로 산화적 스트레스를 저감하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 보아, 본 연구진에 의해 개발된 고온 및 고압 처리된 인삼은 항산화 및 항피로 효능이 기대되는 바이며, 본 연구는 동물세포 수준에서의 비교이며, 보다 정확한 작용기전의 구명을 위해 향후 추가적인 연구를 통한 비교 실험이 수행되어야 할 것으로 사료된다.

ZPCCE계 바리스터의 미세구조와 전기적 성질 및 안정성 (Microstructure, Electrical Properties, and Stability of ZPCCE Based Varistors)

  • 남춘우;윤한수;류정선
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권9호
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    • pp.735-744
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    • 2000
  • The electrical procerties and stability of ZnO-Pr$_{6}$O$_{11}$-CoO-Cr$_2$O$_3$-Er$_2$O$_3$ (ZPCCE) based varistors were investigated in the Er$_2$O$_3$content range of 0.0 to 4.0 mol%. ZPCCE ceramics containing 2.0 mol% Er$_2$O$_3$ exhibited the highest density of 5.74 g/㎤ corresponding to 99.3% of theoretical density. The varistors with 0.5 mol% and 2.0 mol% Er$_2$O$_3$exhibited a relatively satisfying nonlinearity, which the nonlinear exponent is 40.50 and 47.15, respectively and the leakage current is 2.66 $mutextrm{A}$, respectively. Under more severe d.c. stress, such as (0.80 V$_{1mA}$/9$0^{\circ}C$/12h)+(0.85 V$_{1mA}$115$^{\circ}C$/12h)+(0.90 V$_{1mA}$12$0^{\circ}C$/12h)+(0.95 V$_{1mA}$1$25^{\circ}C$12h), they showed a very excellent stability, which the variation rate of the variator voltage is -0.89% and -0.15%, the variation rate of the nonlinear coefficient is -4.67% and -3.56%, and the variation rate of leakage current is -6.02% and -19.56%, respectively. It is surely bellived that ZnO-0.5 mol% Pr$_{6}$O$_{11}$-1.0 mol% CoO-0.5 mol% Cr$_2$O$_3$-x mol% Er$_2$O$_3$(x=0.5, 2.0) based varistors will be greatly contributed to develop the advanced Pr$_{6}$O$_{11}$-based ZnO varistors in future.uture. future.uture.

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담배식물체에서 스트레스에 따른 Matrix Metalloproteinase의 활성 (Stress-induced Activity of Matrix Metalloproteinase in Tobacco Plants)

  • 오인숙;소상섭
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제31권4호
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    • pp.313-317
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    • 2004
  • MMPs는 $Zn^{2+}$-의존성 endopeptidase로서 세포외 기질을 분해하는 능력을 갖고 있다. 본 연구에서는 담배식물체에서 잎의 발생단계별로 분비되는 MMPs의 활성과 환경 스트레스에 의한 MMPs의 활성을 조사하였다. 그 결과 MMPs의 활성은 기부 부위의 완전히 성숙한 잎보다 엽신의 확장이 일어나고 있는 어린잎에서 높았다. 이는 식물체에서 잎 신장을 위한 세포내 공간 형성 및 조직재구성에 MMPs가 중요한 단백질분해효소로 작용함을 시사하였다. 또한 환경 스트레스에 대한 반응으로서 MMPs의 활성을 조사한 결과 염처리와 병원균 감염에 의해 각각 1.2배와 1.5배의 증가를 보였다. 이러한 결과는 식물체가 발생단계 외에도 불리한 환경에 대한 방어 수단으로 MMPs가 생성 분비함을 알 수 있었다.

Mycorrhiza 처리가 Ardisia pusilla의 생육 및 내건성에 미치는 영향 (Effect of Mycorrhiza on Plant Growth and Drought Resistance in Ardisia pusilla)

  • 백이화;백정애;이윤정;남유경;손보균;이재선;장매희
    • 생물환경조절학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.132-136
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    • 2009
  • 균근을 이용한 Ardisia pusilla의 내건성 증진효과를 알아보기 위하여 내생균근 Glomus spp.을 접종하여 생육상에서 30일 동안 재배한 후 수분스트레스처리를 실시하였다. 수분스트레스처리는 5일간 무관수 상태로 두었다가 관수하는 방법으로 60일 동안 반복 처리하였다. 식물생육은 균근처리시 대조구에 비해 증가하였으며, 관수시 스분스트레스의 회복력도 빨랐다. 식물체내 양분함량은 지하부의 Fe, Mn, 및 Cu의 함량의 경우 균근 접종 식물이 대조구에 비해 현저하 높았으나 이에 반하여 프롤린 함량은 대조구에서 균근 접종식불에 비해 높게 나타났다.

SOD와 APX를 동시에 엽록체에 발현시킨 형질전환 감자 (cv. Superior)의 산화스트레스 내성 증가 (Enhanced Tolerance to Oxidative Stress of Transgenic Potato (cv. Superior) Plants Expressing Both SOD and APX in Chloroplasts)

  • 탕리;권석윤;김명덕;김진석;곽상수;이행순
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제34권4호
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    • pp.299-305
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    • 2007
  • 산화스트레스 유도성 SWPA2 프로모터 조절하에 항산화 효소 SOD와 APX 유전자를 동시에 엽록체에 발현시킨 형질전환 감자 (품종 수미)를 대상으로 methyl viologen (MV) 처리에 의해 유도되는 산화스트레스 내성을 잎절편체, 소식물체 및 식물체 수준에서 조사하였다. 잎 절편에 $3{\mu}M$ MV를 처리하였을 때 SSA 식물체의 잎절편체는 비형질전환 (NT) 식물체에 비해 40% 정도 상해를 적게 받았다. 소식물체 수준에서 MV에 의한 산화스트레스 내성을 조사하기 위하여 SSA감자 shoot을 $0.3{\mu}M$ MV 첨가 배지에 배양하였을 때 뿌리의 생장에서 내성이 나타났다. 또한 온실에서 4주 생장한 식물체에 $350{\mu}M$ MV를 처리하였을 경우에도 SSA 식물체는 NT 식물체에 비해 약 75% 손상을 적게 입은 것으로 나타내었다. 추후 SSA 식물체를 이용하여 건조, 고온 등의 복합재해에 내성을 분석이 진행되어야 할 것이며 그 결과 복합스트레스 내성 감자 품종 (수미)을 개발할 수 있을 것으로 기대한다.

수배전계통의 여러 가지 고장조건에서 피뢰기에 흐르는 누설전류 (Leakage Currents Flowing through Lightning Surge Arresters under Various Fault Conditions in Receiving and Distribution Power Systems)

  • 이복희;길형준;강성만;최휘성
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.132-139
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    • 2004
  • 수배전계통의 고장에는 1선 지락, 선간 단락, 2선 지락 등의 고장이 있다. 가공 배전 계통에서 일어나는 대부분의 고장은 1선 지락이며, 피뢰기는 이러한 고장에 의한 빈번한 과전압에 의해 스트레스를 받는다. 본 논문에서는 수배전계통에서 일어날 수 있는 고장을 모의하여 여러 가지 고장에 의해 피뢰기에 흐르는 누설전류의 특성에 대하여 조사하였다. 결과적으로, $\pm$10[%] 범위의 전압변동률에 의해서 피뢰기에 흐르는 누설전류는 거의 변화가 없었다. 성능이 우수한 접지 시스템 하에서는 전압변동률은 피뢰기의 긴 시간동안의 동작에 별 영향을 줄 수가 없었다. 하지만, 1선 지락 고장에서 피뢰기에 흐르는 누설전류의 최대값은 비효과적인 접지 시스템의 운전 전압에서의 누설전류와 비교하였을 때 140배 이상이 되었다. 그러나 선간 단락과 2선 지락 고장의 경우에는 피뢰기의 누설전류에 거의 영향을 미치지 못했다.

ZPCCE계 바리스터의 써지 스트레스에 대한 안정성 (Stability against surge stress of ZPCCE-Based Varistors)

  • 유대훈;김명준;박종아;남춘우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1706-1708
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    • 2004
  • This paper reports the stability against surge of ZnO-$Pr_6O_{11}$-CoO-$Cr_2O_3-Er_2O_3$-based varistors sintered at different sintering temperatures. As sintering temperature increases, the varistor voltage decreased in the range of 412${\sim}$266 V and the nonlinear exponent decreased in the range of 61${\sim}$50. Meanwhile, the stability against surge with surge peak current of 100 $A/cm^2(8{\times}20{\mu}s)$ exhibited to be good on the whole.

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RF 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 Al이 도핑 된 ZnO (AZO) 박막의 특성에 대한 연구 (A Study on the Properties of Al doped ZnO (AZO) Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering)

  • 윤의중;정명희;박노경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권7호
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    • pp.8-16
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    • 2010
  • 본 연구에서는 산소분압조건이 radio 주파수(RF) 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 Al이 도핑된 ZnO (AZO) 박막의 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Hall, photoluminescence (PL), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 측정들은 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우 p형 전도도를 나타내었지만 반면에 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우는 n형 전도도가 관찰 되었다는 것을 보여주고 있다. 또한 PL 및 XPS 결과는 zinc vacancies 와 oxygen interstitials등과 같은 억셉터 같은 결함들이 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막 내에서 증가해서 그 결과 p형 전도도의 AZO 박막을 형성하였다는 것을 알려주고 있다. Hall 결과는 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막을 투명 박막 트랜지스터 응용에서 전극층으로 사용할 수 있음을 가리키고 있다. X-ray diffraction 해석으로부터 더 큰 산소분압으로 증착 된 AZO 박막 들이 더 큰 tensile 스트레스 뿐 만 아니라 더 작은 grain 크기를 가지면서 더 악화 된 결정질 특성을 가진다는 사실을 확인 하였는데 이는 증착 도중에 더 많은 산소원자들이 주입되는 것과 관련이 있음을 알 수 있었다. atomic force 마이크로스코프의 연구에서 산소분압을 사용하여 증착된 박막에서 더 완만한 표면 거칠기를 관찰하였는데 산소원자들의 주입이 더 큰 비저항을 초래하였다는 것을 Hall 측정으로도 확인할 수 있었다.