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생식샘자극호르몬분비호르몬이 사람 과립-황체화 세포의 스테로이드 생성과 세포자연사에 미치는 영향 (Effects of Gonadotropin Releasing Hormone on Steroidogenesis and Apoptosis of Human Granulosa-Lutein Cells)

  • 이효진;양현원
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제13권4호
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    • pp.353-362
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    • 2009
  • GnRH는 국부적으로 난소에서 합성되며, 난소내 과립 및 황체세포에 직접적으로 작용하여 난소의 기능을 조절하는 것으로 알려져 있으며, 특히, GnRH는 난소내 과립-황체화 세포의 세포자연사를 유도하는 것으로 보고하고 있다. 그러나 GnRH에 의한 세포자연사가 FSH에 의해 회복될 수 있는지는 명확히 밝혀져 있지 않다. 따라서 본 실험에서 난자 채취시 획득한 사람 과립-황체화 세포를 배양한 후 5, 50, 100 ng/$m\ell$ GnRH와 1 IU/$m\ell$ FSH를 처리하고 세포의 세포자연사 여부와 분비된 progesterone$(P_4)$과 estradiol$(E_2)$ 양의 변화를 조사하였다. DNA 분절화 분석과 TUNEL 방법으로 세포자연사를 평가한 결과, GnRH는 농도 의존적으로 과립-황체화 세포의 세포자연사를 증가시켰고, 특히 100 ng/$m\ell$ GnRH을 처리한 군에서 유의한 차이를 보이며 세포자연사 비율이 증가하였다. 또한 GnRH에 의한 세포자연사의 증가는 FSH에 의해 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 화학발광면역 측정법을 이용하여 배양내 $P_4$$E_2$의 양을 측정한 결과, GnRH을 처리한 후 $E_2$의 양은 변화가 없었던 반면 $P_4$의 양은 감소하였다. 이러한 GnRH의 $P_4$ 합성 억제 효과는 세포자연사 결과 마찬가지로 FSH에 의해 회복되는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 체외수정 및 배아이식 시술시 사용되고 있는 GnRH 작용제가 난소의 기능을 억제시킬 수 있을 것으로 보이나, 다량으로 투여되는 FSH에 의해 회복될 수 있음을 보여주고 있다. 이러한 실험 결과는 난소에 대한 GnRH의 생리적 기전을 이해하고 향후 새로운 과배란 유도 방법을 개발하는데 필요한 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

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K562 백혈병 세포주에서 방사선에 의해 유도되는 Apoptosis에 미치는 PTK Inhibitors의 영향 (Radiation-induced Apoptosis is Differentially Modulated by PTK Inhibitors in K562 Cells)

  • 이형식;문창우;허원주;정수진;정민호;이정현;임영진;박헌주
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제18권1호
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    • pp.51-58
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    • 2000
  • 목적 : 방사선에 의해 유도되는 apoptosis에 내성을 가진 세포로 알려진 KS62 세포를 대상으로, PTK inhibitors인 herbimycin A와 genistein을 이용한 방사선에 의한 apoptosls의 내성 기전을 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 6 MV 체외 X-선 방사선 치료기를 이용하여 200$\~$300 cGy/min의 선량률로 10 Gy의 X-선을 세포에 균일하게 조사하였다. Apoptosis의 관찰은 래arose gel electrophoresis를 이용하여 DNA frgmentation의 지표인 ladder를 관찰하였고, TUNEL 염색을 이용하여 정량 분석을 시행하였다. Western blot 방법으로 apoptosls 관련 유전 단백인 bel-2, bel-X$_L$ 및 bax들의 발현을 관찰하였다. 방사선 조사 및 약물 처치 후의 세포 주기 분석은 flow cytometry로 분석하였다. 결과 : Agarose gel electrophoresis 실험에서 방사선을 조사하지 않은 K562 세포와 방사선을 10 Gy 조사한 세포를 48시간에 걸쳐 12시간 간격으로 관찰하였을 때 DNA fragmentation를 관찰할 수 있었다. 이러한 현상은 genistein을 투여한 세포들에서도 동일한 현상을 관찰할 수 있었지만, 방사선 조사 후 herbimycin A를 투여한 세포들에서는 48 시간째 확연한 DNA fragmentation을 관찰할 수 있었다. 이를 TUNEL assay에서 정량적으로 확인하였다. 방사선만조사한 세포들과 방사선과 genistein 투여 후 48시간째 관찰한 세포들에서는 10$\%$, 미만의 apoptosis 양성 세포의 빈도를 관찰할 수 있었지만, 방사선 조사 후 herbimycin A를 투여한 세포들에서는 30$\~$35$\%$ 빈도로 apoptosis 양성 세포들이 관찰되었다. Western blot analysis에서 bcl-2의 경우 방사선을 조사하지 않았던 대조군에 비하여 전체적인 발현은 증가되었지만 방사선 및 약제간의 발현의 차이는 없었다. 그 외 bcl-X$_{L}$과 bax는 대조군에 비해 방사선 및 약제간의 발현의 차이를 관찰할 수 없었다. KS62 세포에 방사선을 10 Gy 조사하였을 때 나타나는 세포 주기의 변화는 시간이 경과함에 따라 전형적인 G2/M block의 소견을 보였다. 이러한 소견은 genistein을 투여했을 경우에는 특별한 변화를 보이지 않지만, herbimycin A를 투여했을 경우에는 12시간째부터 G2/M block이 소실되면서 세포가 세포 주기를 재 순환하는 양상을 보였고, 48시간째 관찰한 소견에서는 G2/M block이 거의 소실된 양상을 띠었다. 이러한 소견을 토대로 apoptosis 유도와의 상호 연관성을 유추할 수 있었다. 결론 : herbimycin A는 방사선에 의해 유도되는 apoptosis가 억제된 K562 세포에서 apoptosis를 유도할 수 있었다. 이러한 유도 기전에 apoptosis 관련 유전 단백들인 bcl-2, bcl-X$_{L}$ 및 bax와 관련된 영향은 관찰되지 않았다. 세포 주기의 분석에서 G2/M block의 해소와 apoptosis 유도와의 연관성을 유추할 때, 세포 주기 관련 인자들에 대한 연구가 방사선에 의한 apoptosis의 내성의 극복 및 방사선에 의한 세포의 감수성 조절 약제로서의 역할에 이바지할 것으로 생각한다.

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피부질환 원인균에 대한 자몽종자추출물과 법제유황수의 항균 효과 (Anti-microbial Activity of Grapefruit Seed Extract and Processed Sulfur Solution against Human Skin Pathogens)

  • 하유미;이보배;배희정;제경모;김순래;최재석;최인순
    • 생명과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.94-100
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    • 2009
  • GSE와 PSS를 이용한 피부 외용제를 개발하기 위해, 평판 배지확산법 및 액체배지감수성실험을 이용하여 GSE와 PSS의 비듬균(Malassezia furjur, M. restricta), 여드름균(Propionibacterium acnes) 및 무좀균(Trichophyton mentagrophytes, T. rubrum)에 대한 항균 활성을 측정하였다. 평판 배지확산법의 경우 GSE가 $10{\mu}l/disk$일 때 M. furfur, M. restricta. P. acnes, T. mentagrophytes 및 T. rubrum은 각각 1.0, 1.0, 12.0, 15.0, 15.0 mm 였으며, PSS가 $10{\mu}l/disk$일 때에는 각각 7.3, 5.7, 2.0, 0 mm 이었다. 또한 액체배지감수성실험에서 GSE에 대한 MIC 값은 각각 3.91, 3.91, 0.004, 0.024, $0.012{\mu}l/ml$ 이었으며 PSS에 대한 MIC 값은 각각 0.03, 0.03, 0.156, 0.003, $0.012{\mu}l/ml$이었다. 또한 GSE 와 PSS가 함유된 에멀전 시제품을 제조하여 농도별 평판배지확산법을 수행한 결과 그 결과 값은 0.5% 농도에서 각각 5.2, 4.3, 8.0, 9.5, 12.8 mm의 값을 나타내었다. GSE 와 PSS가 실험 대상 균주에 대하여 모두 항균력을 가지고 있었으며 비듬균인 M. furfur와 M. restricta는 GSE 보다는 PSS에서 더 강한 항균력을 보였으며 여드름균인 P. acnes와 무좀균인 T. mentagrophytese 및 T. rubrum은 PSS 보다는 GSE에서 더 강한 항균 활성을 보였다. 그러므로 GSE와 PSS의 각각에 효과적인 균주별 피부질환 외용제 뿐만 아니라 GSE와 PSS를 함께 적용한 광범위한 피부질환 외용제의 응용개발이 가능하리라 사료된다. 또한 에멀전 로션 시제품의 물리화학적 특성을 분석한 결과 pH, 점도, 굴절 및 색도 변화에 있어서 모두 안정성을 보였고 이상의 연구결과를 바탕으로 기능성 화장품과 같은 피부 외용제 제품의 개발 가능성을 확인하였다.

Naringin에 의한 천식치료 효과연구 (Naringin Protects Ovalbumin-induced Asthma through the Down-regulation of MMP-9 Activity and GATA-3 Gene)

  • 이창민;장정현;정인덕;정영일;노경태;박희주;김종석;신용규;박성남;박영민
    • 생명과학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.735-743
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    • 2009
  • Naringill은 레몬, 오렌지에서 발견되는 flavonoid계열에 속하는 물질로 여러 식물과 과일에 다량 함유되어 있다. 항암, 항산화 작용을 하는 것으로 알려져 있는 Naringin을 ovalbumin (OVA)으로 유도한 천식(asthma) 생쥐모델을 이용하여 치료효과를 알아 보았다. 기관지 폐포 세척액을 회수하여 백혈구의 수적 변화, 제2형 협조T세포 (Th2 cell)가 생산하는 Il-4, IL-5의 생산에 미치는 영향과 폐조직에서 matrix metalloproteinase (MMP)-9 활성을 측정하였다. 또한, 최근에 Th1/Th2 전사인자로서 GATA-3가 밝혀졌는데 이번 실험에서 Naringin이 ovalbumin (OVA)으로 유도한 천식(asthma) 생쥐모델에서 Th1, Th2 싸이토가인과 유전자 발현을 조절할 수 있는가에 대하여 알아보았다 그 결과 기관지 폐포 세척액에서 OVA로 감작하여 천식을 유도한 실험군에서는 호산구의 현저한 증가, Th2 형 싸이토가인 (IL-4, 1L-5)의 증가가 관찰되었다. 그러나 Naringin 을 투여한 그룹에서는 OVA의 감작에 의하여 증가한 각종 염증성 지표들이 감소하거나 정상화 되었다. 또한 OVA에 의하여 증가된 기도저항성이 Naringin 투여에 의하여 감소하였으며 폐조직의 염증성 소견도 뚜렷하게 감소되었다. 이와 같은 연구 결과는 Naringin이 천식의 치료에 유용하게 쓰일 수 있음을 시사해준다.

도로설계 적정화를 위한 새로운 지형구분에 관한 연구 (Development of a New Terrain Type Classification to be used in Highway Design)

  • 김상엽;최재성;이승용;한형관
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.49-62
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    • 2006
  • 우리나라는 그동안 사회기반시설로서 도로역할을 중시하여 도로부문에 매년 대규모 예산을 투입했다. 그 결과 개발이 용이한 평탄지를 중심으로 한 국가 기간 도로망 체계 확보에 결실이 있었다. 그러나 앞으로 지속적인 도로망 체계를 건설하기 위해서는 산악지형과 같은 고비용이 들어가는 지형에 대해서 효율적으로 개발해야 하는 과제를 안고 있다. 이러한 지형은 도로 설계속도 결정단계에서 고려되어야 할 중요한 입력변수이다. 그럼에도 불구하고 현재 도로설계기준상에는 지형구분을 위한 명확하고 객관적인 판단기준이 제시되어 있지 않기 때문에 설계속도가 부정확하게 결정될 수도 있다. 본 연구는 지형구분의 필요성에 대해 인지하고 고도 및 경사 그리고 주행속도 자료를 바탕으로 합리적으로 지형구분을 하였으며, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 GIS data를 이용하여 고도와 경사도에 따라 지형을 9가지 AREA로 분류하였으며, 지형분류 data(AREA)와 주행속도 자료를 matching하여 분석한 결과, AREA의 분류에 따른 특성이 주행속도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 본 연구에서는 고도와 경사도에 따른 지형분류와 지형분류에 따른 그룹 간 주행속도의 유의성 분석 결과를 근거로 해서 평지, 구릉지, 산지로 우리나라 지형을 구분하였다. 본 연구는 일반국도를 대상으로 한 주행 속도자료를 이용하였기 때문에 지방도나 군도등 기능이 다른 도로에 대해서는 적용상의 한계가 있으나, 향후 도로건설시 도로가 통과하는 지역의 지형적 특성을 반영 할 수 있는 하나의 기준이 될 것으로 기대된다.트 탄성계수나 슬래브 두께가 증가하던지 또는 지반 탄성계수가 감소하면 최대 응력이 생기는 종방향 상 위치가 양쪽 바깥축에서 중간축의 위치로 바뀌게 된다. 문합군(52%)에 비해 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.01). 결론: 식도-위 문합 시 경부 문합은 흉부 문합에 비해 문합부 협착의 빈도는 차이가 없고, 역류성 식도염의 빈도는 현저히 적으며, 식도암의 경우 더 여유 있는 절제면을 제공할 수 있는 장점이 있으리라 판단된다. 따라서 식도절제술 및 위-식도 문합 시 특별한 금기증에 해당하지 않는다면 경부 문합을 선호할 수 있을 것으로 생각된다. 문합 방법에 따른 역류성 식도염과 협착의 빈도에서는 유의한 차이를 발견할 수 없었으나, 수술 시간의 단축 등의 몇몇 장점으로 인해 기계 문합을 선호할 수 있을 것으로 생각된다. 향후 식도암의 수술 기법과 술 후 관리의 향상으로 인하여 문합 부위의 역류로 인한 증상과 환자의 일상 생활의 질에 대한 중요성이 지속적으로 강조될 것으로 생각되며, 이에 따른 적극적인 anti-reflux 수술에 대한 고려도 필요할 것으로 생각된다.$14.7{\pm}2.7$ mL로 각 군 간에 통계적인 유의성이 있었다(p<0.05). 혈청내 칼륨 농도는 I군에서 II군에 비해 소생술 후 의의 있게 높았으며(p<0.05), 포도당 농도는 II단계의 I군에서 타군과 비교하여 현저히 낮았다(p<0.05). IL-8은 I 군 $1,834{\pm}437$ pg/mL, II 군 $1,006{\pm}532$ pg/mL,

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임신돈 사료 내 만삼추출분말의 첨가 급여가 모돈과 자돈의 생산성 및 면역력에 미치는 영향 (Effects of Dietary Supplementation of Codonopsis pilosula Extract Powder on the Productivity and Immunity in Sows and Piglets)

  • 김기현;김광식;김조은;정현정;이성대;사수진;홍준기;허태영;박준철;김영화
    • 한국유기농업학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.423-435
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    • 2013
  • 본 연구는 만삼추출분말의 모돈 사료 내 첨가급여가 모돈 및 자돈에 있어서 면역력과 생산성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 20두의 F1 임신돈(Landrace ${\times}$ Yorkshire)을 옥수수와 대두박을 기초로 하는 임신돈 기초사료 급여구와 만삼추출분말 0.5% 첨가 급여구로 나누어 각각 10두씩 배치하여 공시동물로 이용하였다. 실험사료를 분만예정일 40일 전부터 분만 후 이유 시(25일)까지 급여하였다. 만삼은 항산화 효과와 더불어 면역증강 효과가 있는 것으로 알려져 있어, 모돈 사료 내 만삼추출분말의 급여는 모돈의 면역능력을 증강시켜 결과적으로 자돈의 면역력 상승효과를 가져올 것으로 예상하였다. 또한 면역력 상승에 따른 보상효과로 자돈의 생산성 및 성장 촉진을 기대하였다. 본 연구의 결과에서는 만삼추출분말의 첨가급여가 모돈 및 자돈에 있어서 면역력과 생산성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 초유 내 IgG 함량과 자돈 혈액 내 IgG 함량 사이의 상관관계는 유의적이지는 않았지만, 양의 상관관계(correlation coefficient, 0.435 P=0.102)를 나타내어, 초유 내면역력의 상승은 자돈에 이로운 영향을 미칠 수 있음을 시사하였다. 이상의 결과로부터, 면역항진 기능을 가진 만삼추출분말의 생리활성 물질은 임신 모돈의 생체 내에서 충분한 면역촉진효과를 나타내지 않은 것으로 사료된다. 따라서, 면역증강제로써 임신돈 사료 내 만삼추출분말의 이용 가능성을 평가하기 위해서는, 만삼추출분말 내 생리활성 물질의 생체내 대사 메커니즘과 작용기전을 검토할 필요가 있는 것으로 판단된다.

미성숙 암컷 흰쥐의 사춘기 개시에 미치는 Vinclozolin의 영향 (Effect of Vinclozolin on the Onset of Puberty in Immature Female Rats)

  • 안나경;이성호
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제11권3호
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    • pp.245-251
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    • 2007
  • Dicarboximide계 살균제인 vinclozolin(VCZ)은 과일, 야채, 관상용 식물에서 미생물에 의해 유발되는 병들을 통제하는데 사용되어왔다. VCZ의 대사산물인 M1과 M2는 흔히 토양, 식물, 포유류에 잔존하기 때문에 인간에게 노출될 가능성이 크다. VCZ가 갖는 항안드로겐성 활성 때문에 주로 수컷에 대한 연구가 이루어졌으며, 암컷의 사춘기와 생식계에 미치는 영향은 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 VCZ가 암컷 흰쥐의 사춘기 개시와 이와 관련된 생식 지표들의 변화에 미치는 효과를 조사하였다. 생후 21일부터 vehicle(DMSO) 또는 VCZ(10 mg/kg/day i.p.)를 사춘기 개시의 지표인 질구 개방(vaginal opening, V.O.)이 일어나는 날까지 투여하였다. 질구 개방이 일어난 날 오후에 희생시킨 후 난소와 자궁의 외양과 조직 무게를 측정하여 VCZ가 이들 조직에서의 세포 증식에 미치는 효과를 조사하였고, 현미경 관찰을 통해 해부학적인 변화 양상을 조사하였다. 또한, 면역조직화학법을 수행하여 단백질 수준에서의 유전자 발현을 조사하였다. 자궁 성숙의 지표인 프로게스테론 수용체(PR) 발현 양상은 정량적인 RT-PCR로 확인하였다. 결과로, VCZ 투여에 의해 질구 개방이 지연됨을 확인하였다(PND $34.00{\pm}1.22$ in control group vs PND $38.20{\pm}1.92$ in VCZ group, p<0.05). 그러나 체중 변화의 경우, 대조군과 VCZ군 간 유의한 차이가 나타나지 않았다. 난소와 자궁의 크기와 무게는 대조군에 비해 VCZ군에서 유의하게 감소하였다. 질구 개방이 일어난 대조군의 난소에서는 성숙의 지표인 그라프 난포(Graafian follicle)와 황체가 관찰되었으나, VCZ군의 난소에서는 미성숙한 1차, 2차 난포 그리고 작은 퇴화 난포(atretic follicle)들만이 다수 관찰되었다. 자궁의 경우도 대조군에서는 내막층과 근막층은 물론 상피층까지 잘 발달된 과다 성장 상태와 함께 분비선 수의 증가가 관찰되었으나, VCZ군에서는 모든 세포층과 분비선의 발달이 미약한 상태였다. RT-PCR 결과, 난소(p<0.01)에서의 PR mRNA 수준은 VCZ 투여에 의해 유의한 발현 감소가 나타났다. 결론적으로, 본 연구는 사춘기 개시 전 특정시기에 단기적인 VCZ 투여에 의해 암컷 흰쥐의 생식계 활성화가 억제되고, 그 결과 사춘기 개시가 지연될 수 있음을 시사한다.

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열수 녹차추출물이 생쥐의 체중 및 부고환 지방축적 조절에 미치는 영향 (Aqueous Spray-dried Green Tea Extract Regulates Body Weight and Epididymal Fat Accumulation in Mice)

  • 박필준;김채욱;조시영;라찬수;서대방;이상준
    • 한국식품과학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.103-108
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    • 2010
  • 본 연구에서는 기존 주정추출 방법에 의하여 인위적으로 카테킨 함량을 높인 녹차추출물의 효능이 아니라 음용시 사용되는 녹차가 지닌 일반적인 카테킨 함량에 의한 항비만 효능을 검토하기 위해, 열수 분무건조 방법을 적용하여 제조된 국내산 제주 열수 녹차추출물(aq-GTE)을 C57BL/6J 생쥐에 고지방 식이를 통한 비만을 유도시키며 동시에 농도를 달리하여 8주간 섭취시킨 뒤, 체중과 체내 지방함량 및 혈중 지질함량에 대한 분석을 실시하여 항비만 효능을 확인하였다. 그 결과, aq-GTE 첨가시 HFD 군간 식이 섭취량에는 차이가 없었으나 체중 증가량에 있어서는 aq-GTE에 농도 의존적으로 체중 증가량이 감소됨을 확인하였다. 또한 부고환 지방의 무게는 aq-GTE의 섭취 농도에 따라 유의하게 감소하였고, 체중 변화에 따른 비교에서도 통계적으로 유의하게 부고환 지방 무게의 감소가 확인되었다. 비만을 식이로 유도한 실험군에 나타나는 steatosis 증가 현상이 aq-GTE를 처리시 농도의존적으로 억제되어 감소하는 현상이 발생함을 관찰할 수 있었으며, 그 외에 혈액 분석을 통하여 확인할 수 있는 이상증상은 없는 것으로 확인되었다. 결론적으로 본 시험에서 사용한 aq-GTE는 C57BL/6J 생쥐에서 체중 증가와 체지방 축적 감소 및 지질대사 개선 효과를 나타내었으며, 이는 기존의 주정추출 방식으로 카테킨 함량을 높인 녹차 추출물뿐만 아니라 일반 녹차의 카테킨 함량도 충분히 그 효과를 볼 수 있다는 결과를 검증한 것이고, 향후 aq-GTE의 인체에 미치는 효과에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

한반도 근해의 해류 및 해수특성 -한국 동해의 수온의 수직구조- (A Study on Sea Water and Ocean Current in the Sea Adjacent to Korea Peninsula -The Vertical Structure of Temperatures in the East Sea of Korea-)

  • 나정열;이성욱;조규대
    • 한국수산과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.215-228
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    • 1991
  • 본 연구는 경험적 직교함수 방법을 적용하여 동해 중서부 해역에서 수직적인 수온 분포의 공간적 특성을 해역별로 구분한 후 특징적인 수온의 수직구조 함수를 제시하였다. 수산진흥원 관측범위 중에서 102-107 정선을 포함하는 동해 중서부 해역은 연안을 따라 남북방향으로 발달하는 북한한류수역, 외해쪽의 동한난류수역과 104정선을 축으로 동서방향으로 발달하는 난수괴역으로 구분되며 동한난류수역은 난수괴역에 의해 남북으로 양분된다. 제2모드함수까지 이용하여 설명되는 수온의 변동성은 북한한류수역에서는 총 분산의$85.20-98.20\%$. 동한난류수역에서는 $85.20-92.90\%$, 난수괴역에서는 $83.50-91.70\%$이다. 가장 많은 분산을 설명하는 수직구조함수의 제1모드는 약 1년의 변동주기를 가지며 해표면에서 극값을 가지는 함수이다 동한난류수역에서는 수온의 변동이 전층에서 동시에 일어나며 북한한류수역과 난수괴역에서는 약 100m 수심과 200m 수심을 경계로 하여 수온의 변동이 반대로 일어난다. 제2모드는 북한한류수역에서는 100m 층에서 극값을 가지며 전 층에서 수온의 변동이 동시에 일어난다. 난수괴역과 동한난류수역에서는 수온의 변화가 반대로 전개되는 교차점을 가진다. 확장된 경험적 직교함수를 적용하여 수직구조함수의 시간에 따른 변화를 고찰한 결과 동해에서 제1모드의 지속성은 4개월 미만이며 북한한류 수역에서의 수직구조함수의 연변화 과정은 동한난류수역과 난수괴역과는 다르게 나타났다.

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생합성 경로의 이해를 통한 Avermectin $B_{1a}$ 고생산성 변이주 개발 (Development of Avermectin $B_{1a}$ High-yielding Mutants through Rational Screening Srategy based on Understanding of Biosynthetic Pathway)

  • 송성기;정용섭;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제20권5호
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    • pp.376-382
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    • 2005
  • AVM $B_{1a}$는 Streptomyces avermitilis가 생합성하는 이차대사산물로, 강력한 구충효과를 갖는 polyketide 계열의 물질이다. AVM $B_{1a}$ 생합성의 전구체로 isoleucine이 사용되고 AVM의 생합성 경로가 지방산 합성과 유사하므로, 전구체를 과량생합성하고 polyketide 생합성 경로로 진행되는 탄소원의 흐름이 증가된 변이주를 선별하기 위하여 isoleucine의 아미노산 유사체 (O-methyl threonine)와 지방산 합성 저해물질 (p-fluoro phenoxy acetic acid)에 대한 저항성 변이주를 선별하고자 하였다. 모균주의 AVM $B_{1a}$ 생산성은 약 100 units/L로 매우 낮은 반면, 100 ppm의 pFAC에 대한 저항성 변이주인 PFA-1는 약 4,200 units/1의 AVM $B_{1a}$를 생산하는 것으로 관찰되었다. 이 균주를 모균주로 하여 OMT에 대한 저항성을 지속적으로 증가시킬 경우 AVM $B_{1a}$ 생산성이 2배 더 증가한 약 9,000 units/1의 생합성 능력을 보이는 고생산성 변이주를 개발할 수 있었다. 또한 주목할 만하게도 지방산 저해물질인 PFAC에 대한 변이주의 저항성을 지속적으로 증가시킴으로써 AVM $B_{1a}$ 생산성이 11,000 units/L에 이르는 고역가 변이주를 선별할 수 있었다. 한편 상기의 OMT와 pFAC를 이용한 rational screening 전략을 통해 지속적으로 선별한 변이주들에 대한 AVM $B_{1a}$의 생산성 분포를 histogram을 통해 분석해 본 결과, 초반부에 선별된 돌연변이주들은 AVM $B_{1a}$의 생합성 능력에 있어서 거의 모두가 ($95\%$ 이상) 4,000 units/1 이하의 비교적 낮은 범위에 분포하는 반면, OMT와 pFAC의 농도를 높여가며 유도된 저항성 돌연변이주들의 경우에는 이들 중에 고생산성 균주의 비율이 뚜렷하게 증가 (OMT 에서 $5,000\~7,000$ unit/l 범위에 $71\%$; pFAC에서 $6,000\~7,000$ unit/L 범위에 $47\%$) 하는 것으로 확인되었다. 이로부터 polyketide 생합성 경로와 AVM $B_{1a}$의 생합성 경로의 이해를 통해 수행된 rational screening 전략이 AVM $B_{1a}$ 고생산성 뿐만 아니라 고 안정성의 특성을 갖는 균주를 선별하는데 매우 효율적임을 알 수 있었다.