• 대한화장품학회지
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• 제40권1호
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• pp.29-36
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• 2014

철피석곡은 중국에서 전통의약식물로 잘 알려진 난과 식물 중 하나이다. 본 연구에서는 생물반응장치를 이용하여 조직 배양된 철피석곡에 대하여 화장품 성분으로써 응용 가치를 평가하였다. 이미 몇몇 보고된 논문에서 철피석곡은 항암, 상처 치유 그리고 면역기능증진 등의 약리학적 활성에 대한 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 생물반응장치를 이용하여 조직 배양된 철피석곡의 원괴체상구체 및 다신초에 대하여 화장품 성분으로서 효능, 효과를 자연에서 자란 철피석곡과 비교 평가하였다. 항산화 활성 비교 실험 결과 철피석곡의 원괴체상구체는 조직배양된 다신초 및 철피석곡 지하부 및 지상부보다 항산화 효과가 우수하였다. 조직배양된 원괴체상구체의 총 페놀 및 총 플라보노이드 성분 또한 다른 다신초나 자연에서 자란 철피석곡 추출물보다 함유량이 높음을 알 수 있었다. 다른 한편으로는 피부 미백과 관련한 효과를 비교 조사한 결과, 조직 배양된 다신초가 자연에서 자란 철피석곡 지상부, 지하부 및 조직 배양된 원괴체상구체보다 타이로 시네이즈 활성 억제 및 멜라닌 생성 억제 효과가 우수하였다. 이러한 결과들은 피부개선을 위한 화장품 성분으로서 조직배양체의 부분별 응용 가능성을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제95권1호
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• pp.32-37
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• 2006

생물반응기를 이용한 섬오갈피 부정근 배양시에 jasmonic acid를 농도별 (0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 mg/L)로 처리하여 부정근의 생장과 eleutheroside류 생산과의 관계를 조사하였다. Jasmonic acid 처리농도별 부정근의 생장은 무처리구에서 2.9 g Dry Weight/L로 가장 높았으며 jasmonic acid 농도가 증가할수록 부정근 생장은 감소하였다. 그러나 eleutheroside B와 E의 함량은 jasmonic acid 농도가 높을수록 증가하여 eleutheroside B는 0.4 mg/L처리구에서 $49.0{\mu}g/g\;DW$, eleutheroside E는 0.2 mg/L처리구에서 $64.7{\mu}g/g\;DW$로 가장 생산량이 많았다. 반면에 eleutheroside $E_1$은 무처리구에 $19.0{\mu}g/g\;DW$로 가장 생산량이 많았다. 배지 lL당 eleutheroside류의 총생산량은 0.01 mg/L처리구에서 $259.9{\mu}g/L$를 생산하여 가장 우수하였다. 0.01 mg/L의 jasmonic acid 처리 후 12일간 eleutheroside류의 함량을 조사한 결과 eleutheroside B는 jasmonic acid처리 후 감소하였으나, eleutheroside E는 처리 후 10일째, eleutheroside $E_1$은 처리 후 4일째 가장 많은 생산량을 보여 주었다.

• Applied Microscopy
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• 제40권3호
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• pp.133-138
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• 2010

인체 자궁암 세포 HeLa에 항암제 cisplatin (CDDP)과 산삼배양근 추출물(ETCMG)을 투여하여 세포 성장률, 형태, 전기영동에 의한 DNA fragmentation, 세포주기 분석을 통하여 apoptosis 유도를 확인하였다. ETCMG 2, 4, 6mg/mL, CDDP $4{\mu}g/mL$의 농도로 24시간 투여한 후 세포의 성장에 미치는 영향을 분석하고, ETCMG를 항암제로서 효과가 입증되어있는 CDDP와 복합투여하여 비교한 결과 apoptosis비율은 대조군에 비하여 ETCMG의 농도가 증가할수록 농도에 비례하여 현저히 증가하였고 (p<0.05), CDDP와 ETCMG를 복합투여한 경우에 ETCMG를 단독으로 투여한 경우 보다 apoptosis비율이 매우 높은것으로 나타났다(p<0.05). 세포의 형태를 도립현미경과 투과전자현미경으로 관찰한 결과, 대조군은 세포의 정상적인 형태를 유지하고 있는 반면에 CDDP와 ETCMG를 각각 처리한 암세포는 세포의 성장이 현저히 억제되었고, 염색질의 응축과 apoptotic body가 관찰되었다. 세포의 성장억제가 apoptosis에 의한 것인지를 확인하고자 DNA를 분리하여 전기영동한 결과, HeLa 세포에서 ETCMG의 농도가 증가할수록 ladder가 뚜렷이 관찰되었고, CDDP를 복합 처리한 것 역시 ETCMG의 농도에 비례하여 ladder가 선명하게 나타났다. Flow cytometry (FC)에 의한 세포주기 분석 결과, ETCMG를 농도별로 처리한 경우에 apoptosis를 나타내는 Sub-$G_1$기의 양이 농도에 비례하여 증가하였고, 항암제인 CDDP와 복합 투여한 경우에 Sub-$G_1$기 DNA양이 눈에 띠게 증가한 것으로 나타났다. 이상의 실험 결과를 종합하면, ETCMG는 인체 자궁암에서 항암효과를 가지고 있으며, 항암제 CDDP의 단독 투여보다는 ETCMG와 함께 사용하는 경우에 암 치료제로서의 상승효과가 있는 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.225-231
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• 2005

인삼부정근 배양에서 MeJA 처리가 부정근내 진세노사이드와 페놀화합물의 생산에 미치는 영향과 이러한 이차대사 산물의 증가에 따른 인삼부정근의 항산화활성의 효과를 조사하였다. 다양한 농도의 MeJA를 인삼부정근에 처리한 결과, $100\;{\mu}M$ MeJA에서 부정근내 진세노사이드의 생산은 26.6 mg/g dry wt로 대조구보다 약 8배 이상 생산하는 것으로 나타났다. 하지만, MeJA의 처리는 부정근의 생장을 감소시키는 것으로 나타났다. 페놀화합물의 생산 역시 MeJA처리에 의하여 증가되는 경향을 나타냈으며 $50\;{\mu}M$ MeJA에서 0.38 mg/g dry wt로 대조구에 비하여 약 3배 이상 증가한 것으로 나타났다. 이러한 MeJA의 처리효과는 조건배지 (CM)를 이용하는 것이 신선배지 (FM)를 이용하는 것보다 유리한 것으로 나타났다. 배지성분이 결핍된 조건배지에서의 진세노사이드 생산은 신선배지에서 보다 약 1.7배가 증가한 것으로 나타났으며, 페놀화합물 역시 조건배지에서약 1.2배가 증가한 것으로 나타났다. 이러한 MeJA 처리에 의한 진세노사이드와 페놀화합물의 증가는 결과적으로 인삼부정근의 항상화활성을 무처리구인 대조구에 비해서 약 72%이상 증가시키는 것으로 나타났다.

• 대한화장품학회지
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• 제37권3호
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• pp.219-226
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• 2011

일반적으로 쌍떡잎식물 국화과 허브의 한 종인 에키네시아는 미국 북미 대평원에 서식하는 야생 식물로 수세기 동안 감기나 또 다른 바이러스 감염에 의한 질병에 대하여 면역 기능을 증진시키는 전통 식물 약제로 널리 사용되어왔다. 본 연구에서는 생물반응장치를 이용하여 조직 배양된 에키네시아 식물체에 대하여 화장품 성분으로써 응용 가치를 평가하였다. 이미 몇몇 보고된 논문에서 에키네시아는 조직재생, 상처 치유, 그리고 염증 억제 등의 약리학적 활성에 대한 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 생물반응장치를 이용하여 조직 배양된 에키네시아 추출물에 대하여 화장품 성분으로서 효능, 효과를 평가하였다. 실험 결과 조직배양된 에키네시아 추출물은 항산화 효과 및 단백분해효소 발현 억제 효과가 자연 상태의 에키네시아 추출물과 비교하여 우수한 결과를 보였다. 이러한 결과들은 피부보호를 위한 화장품 성분으로서 응용 가능성을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.663-668
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• 1996

Phage lysogen계는 통일 반응기 내에서 단백질 고농도 생산과 세포파괴를 수행할 수 있는 장점을 가지나, 배양액내 다양한 배지생분과 세포내외 물질 이 흔재하게 되어 분리, 정제 공정에서의 효율이 감소되는 단점이 있다. 본 실험에서는 이러한 E. coli double-lysogen 계의 단점을 Expanded Bed Adsorption을 적용함으로써, 세포분리 빛 세포파괴 공정과, 잔류물질 제거를 위한 전처리 공정을 간소화 할 수 있었다. 이러한 공정의 간소화를 통해 생물 공학적 제품 생산시 생산비용의 감소와 생산효율 증 대를 이룰 수 있을 것으로 생각된다. EBA의 운전에 있어 배양용액의 주입량을 1/2로 감소시키는 경우 resin에 홉착되지 않고 손실되는 단백질과 흡착후 용리되는 단백질양이 모두 감소하 여 실험한 범위에서 주입량 감소에 의한 영향은 없 는 것으로 나타났다. Column 길이를 2배 증가시킨 경우 resin 1mL당 홉착되는 단백질 양이 $3.44{\times}106unit 에서 5.28{\times}106unit$ 으로 65% 증가하였으며, column 지름을 2배 증가시키는 경우 용리액의 농축비가 0.8에서 2.1로 증가하였다. 따라서 resin 단위 부피당 흡착량의 증 가를 위해서는 column의 길이를 증가시키는 것이 펼요하며, 높은 농도의 용리액을 얻기 위해서는 col­u umn의 지름을 증가시키는 것이 척절하다고 판단된다. EBA의 광범위한 사용을 위해서는 목적 단백질에 적합한 물성을 갖는 reSIn의 개발이 중요하며, 주어 진 상황에 따른 운전 조건의 최적화가 필요하다고 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.96-101
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• 2019

본 연구는 담녹조강 Tetraselmis suecica와 T. tetrathele의 인산염 흡수에 미치는 발광다이오드의 파장의 영향을 조사하였다. 파장은 청색 발광다이오드(LED; 450 nm), 황색 LED(590 nm), 적색 LED(630 nm) 그리고 형광램프(control)이며, 조도는 $100{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$로 주사하였다. T. suecica와 T. tetrathele의 최대흡수속도(${\rho}_{max}$)는 적색 LED에서 $6.35pmol\;cell^{-1}\;hr^{-1}$와 $9.85pmol\;cell^{-1}\;hr^{-1}$로 나타났으며, 반포화농도(Ks)는 $9.43{\mu}M$와 $21.2{\mu}M$로 나타났다. 이는 적색 LED 아래에서 T. suecica와 T. tetrathele가 다른 파장보다 영양염에 대한 친화성이 높다는 것으로 의미한다. 따라서 경제성 및 생산성 향상을 위한 Tetraselmis 배양시스템(광배양기)의 최적 광원은 낮은 영양염 상태에서도 높은 생장속도를 보이는 적색 LED가 적합할 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권5호
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• pp.630-637
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• 2022

The objective of this study was to optimize industrial-grade media for improving the biomass production of Weissella cibaria JW15 (JW15) using a statistical approach. Eleven variables comprising three carbon sources (glucose, fructose, and sucrose), three nitrogen sources (protease peptone, yeast extract, and soy peptone), and five mineral sources (K₂HPO₄, potassium citrate, ⳑ-cysteine phosphate, MgSO₄, and MnSO₄) were screened by using the Plackett-Burman design. Consequently, glucose, sucrose, and soy peptone were used as significant variables in response surface methodology (RSM). The composition of the optimal medium (OM) was 22.35 g/l glucose, 15.57 g/l sucrose, and 10.05 g/l soy peptone, 2.0 g/l K₂HPO₄, 5.0 g/l sodium acetate, 0.1 g/l MgSO₄·7H₂O, 0.05 g/l MnSO₄·H₂O, and 1.0 g/l Tween 80. The OM significantly improved the biomass production of JW15 over an established commercial medium (MRS). After fermenting OM, the dry cell weight of JW15 was 4.89 g/l, which was comparable to the predicted value (4.77 g/l), and 1.67 times higher than that of the MRS medium (3.02 g/l). Correspondingly, JW15 showed a rapid and increased production of lactic and acetic acid in the OM. To perform a scale-up validation, batch fermentation was executed in a 5-l bioreactor at 37℃ with or without a pH control at 6.0 ± 0.1. The biomass production of JW15 significantly improved (1.98 times higher) under the pH control, and the cost of OM was reduced by two-thirds compared to that in the MRS medium. In conclusion, OM may be utilized for mass producing JW15 for industrial use.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제16권2호
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• pp.143-152
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• 2010

본 연구에서는 Lemna P.의 인공배양 조건을 파악하고 생산된 바이오매스의 영양적 가치에 관하여 조사하였다. Lemna P.의 배양을 위해 총용적 $2,630\;cm^3$, 유효용적 $2,240\;cm^3$의 생물배양조를 이용하였으며 인공광원 6,250 lux, 평균온도 $28^{\circ}C$ 조건에서 인공폐수를 이용하여 배양하였다. 물 유동여부가 Lemna P.의 생장에 미치는 영향을 분석한 결과 하부층의 물 유동이 없는 경우 일일 1.1 이상의 성장률을 보인반면 하부층 물 유동이 있는 경우에는 단지 $0.15\;d^{-1}$의 생장률을 보였다. 또한 인공 폐수내 $NH_4$-N 농도변화와 광 조사시간이 Lemna P. 성장에 마치는 영향을 분석한 결과 광주기 $16h\;d^{-1}$에서의 생장률이 8h 및 $24h\;d^{-1}$에서 보다 높았으며 Lemna P.의 생장은 초기 $NH_4$-N의 농도에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 초기 $NH_4$-N의 농도가 낮을수록 Lemna P.의 생장률은 높았으나 조단백질 함량은 초기$NH_4$-N 농도에 비례하였다. $NH_4$-N의 농도 2, 10, 50, $100\;mg\;L^{-1}$에서 배양한 후의 Lemna P.의 조단백질 함량은 각각 18, 24, 37, 43%로 50과 $100\;mg\;L^{-1}$ 농도에서 생장한 Lemna P. 바이오매스의 조단백질함량은 현재 단백질원으로 이용되고 있는 아마박(조단백질 함량 35%), 면실박(38%), 대두박(45%)과 비슷한 수준으로 나타났다. 광주기 $16h\;d^{-1}$ 초기 $NH_4$-N 농도 $2\;mg\;L^{-1}$ 이하에서 매우 높은 생장률로 증식한 Lemna P.의 조지방, 조단백질, 조섬유, 조회분, NDF 및 ADF 함량이 각각 2.77, 18.03, 27.02, 20.01, 41.00, 65.68%로 밝혀짐에 따라 우수한 단백질 또는 섬유질 대체자원의 대량 생산이 가능함을 알 수 있었다. 특히 Lemna P.는 식물성 지방보다 동물성 지방에서 검출되는 단일 및 다중 불포화 지방산들을 함유하고 있으며, 가능성 지방산으로 알려진 C18:1n9c, C18:2n6c, C20:5n3 및 C22:2 들을 지나고 있어 가축의 가능성 사료자원으로 활용가치가 높을 것으로 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.545-554
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• 2016

히알루론산(HA, Hyaluronic acid)은 β-1, 3-N-acetyl glucosamine과 β-1, 4-glucuronic acid가 반복된 선형 폴리머 고분자로서 생물학적 활성 및 생체친화성 특성 때문에 의약 및 약학분야에서 중요한 분자로 여겨지고 있다. 본 연구는 HA을 S. dysgalactiae으로 얻고, 화학적 방법을 통해 황화된 히알루론산(S-HA, Sulfated hyaluronic acid) 유도체를 합성하여 그 구조와 항염증 활성을 비교하였다. HA의 생산은 S. dysgalactiae를 5 l 생물반응기를 이용하여 대량 배양하여 수용성 히알루론산(HA-WS, water soluble hyaluronic acid)과 비수용성 히알루론산(HA-WI, water insoluble hyaluronic acid)을 분리 정제하였다. 특히 HA-WI를 황화시켜 황화된 히알루론산(S-HA) 유도체를 합성하였으며, 그 수율은 90%로 나타났다. 합성된 S-HA의 구조를 FT-IR 및 ¹H/¹³C-NMR를 통해 S. dysgalactiae로부터 생산된 표준 HA, HA-WS 및 HA-WI와 비교 분석한 결과, 황으로 치환된 양상을 확인하였다. 또한, S-HA 의 항염증 활성을 RAW 264.7 대식세포를 통해 확인한 결과, S-HA는 천연 형태의 HA (HA, HA-WS)보다 nitric oxide (NO)와 COX-2 및 PGE₂ 유전자 발현이 유의하게 낮게 발현되었다. 염증 매개 cytokine인 TNF-α (<80 pg/ml) 및 IL-6 (<100 pg/ml)의 생성도 S-HA가 천연 HA보다 낮은 수준으로 정량되었다. 이 같은 결과에서 황화된 S-HA은 천연 히알루론산보다 용해성이 우수하고 염증관련 사이토카인의 생성 억제를 통해 항염증 효과를 나타내므로 염증치료제, 성형 및 생체 적용 약물전달 소재로 그 활용이 기대된다.