• 한국환경농학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.311-319
• /
• 1997

광산폐수, 산업폐수등으로 부터 Cd, Pb, Zn 및 Cu등의 중금속에 강한 내성을 지니고 있을 뿐만 아니라 균체내 중금속 축적능력이 우수한 중금속 내성 미생물 균주 Pseudomonas putida(Cd), Pseudomonas aeruginosa(Pb), Pseudomonas chlororaphis(Zn) 및 Pseudomonas stutzeri(Cu)를 각각 분리하여, 여러가지 물리화학적인 방법으로 세포를 전처리하여 세포구성성분을 인위적으로 조절한 후 세포내 중금속이온의 흡수 거동 및 조단백질 함량과 중금속 축적관계를 조사한 결과는 다음과 같다. 세포를 알카리로 전처리하였을 경우 세포내 중금속 축적은 매우 감소되었으며, 메탄올과 클로포름으로 전처리하였을 경우에는 중금속 축적에 큰 영향을 미치지 않았으나, 메탄올과 클로로포름으로 전처리한 후 다시 알카리로 재차 처리하였을 경우에는 중금속 축적이 매우 감소되었다. 전처리된 세포내 중금속 축적은 용출되지 않고 남아있는 조단백질 함량이 감소됨에 따라 더 얼마나 크게 감소되었으므로 세포 구성물질중 단백질이 중금속 축적에 중요한 역할을 하는 물질인 것으로 판단되었다.

• 한국가축번식학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.1-12
• /
• 1999

카드뮴 (Cd)의 투여가 흰쥐의 임상적인 중독 정도와 청자능력 및 장기조직에 미치는 영향을 조사하였다. 카드뮴의 임상적인 중독증 유발을 위한 시험사료는 흰쥐용 purified diet(AIN-76)에 CdCl를 이용하여 Cd 농도가 각각 0, 25, 50, 100 및 250ppm이 되도록 첨가하였다. 생후 7주령 ( 평균체중 231$\pm$14g) 된 Sprague-Dawley계 웅성 흰쥐 30 수를 체중에 따라 완전임의 배치법으로 6수씩 5군으로 나누어 8주간 사육하였다. 중체량, 사료섭취량 및 음수량은 카드뮴 첨가수준이 높을수록 유의하게 감소한 것으로 나타났으며, 장기무게에 있어서 특히 신장과 정소의 무게는 카드뮴 첨가수준이 높을수록 비대하였고 처리구간 유의한 차이가 있었다 (P＜0.05). Hematocrit 치와 hemoglobin 함량 역시 Cd 첨가수준이 높을수록 감소하였고 처리구간 유의한 차이가 있었다 (P＜0.05). 식이중 카드뮴의 간과 신장조직에의 평균 축적율은 간 조직이 34.1%, 신장조직이 54.3% 이었고, 저수준의 Cd 투여군이 고수준의 Cd 투여군 보다 간과 신장조직에의 축적율이 대체로 높았다. 간 조직중 metallothionein(MT) 함량은 대조군 (A) 이 30.0 $\mu\textrm{g}$/g 인데 비해 250ppm 투여군 (E) 에서는 138.6 $\mu\textrm{g}$/g 으로 카드뮴 투여수준에 따라 MT 합성은 유의한 영향을 받은 것으로 나타났다. 정자농도는 대조군에 비해 Cd 투여수준에 따라 유의한 감소 경향 (P＜0.05) 이었고, 정자 활력은 비록 통계적인 차이는 없었으나 대조군에 비해 Cd 투여군에서 낮은 경향이었다. 한편 카드뮴 투여가 조직병변에 미치는 결과를 보면 육안병변의 경우 대조군에 비하여 Cd l00ppm과 250ppm 투여군의 흰쥐에서 외관상 수척되어 있었고, 특히 250ppm 투여군의 흰쥐에서 신장과 고환의 현저한 위축이 관찰되었다. 병리조직학적 검사에서 Cd 투여군에서 간상간세포의 변성, 간세포와 간세포사이의 모세혈관이 sinusoid에서의 호산성물질의 저류 및 Kupffer cell의 활성화가 관찰되었다. 신장의 경우 Cd 투여군에서 세뇨관 상피세포의 변성 및 호염성병변이 관찰되었으며 고환에서는 Cd 투여 농도에 의해서 세포변성, 정자세포수의 감소 및 거핵세포의 출현이 관찰되었다. 따라서 카드뮴에 장기간 노출은 성선조직의 변화에 의해 정자활력 및 농도의 감소가 일어나고 이로 인해 번식효율이 저하되는 한 요인으로 작용되는 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.302-310
• /
• 2012

Bio assay of mercury and cadmium ions were searched using voltammetric analysis using DNA doped carbon nanotube paste electrodes (DCP). The square-wave stripping voltammetryic optimized results indicated working ranges of 1-10.0 $ngL^{-1}$ and 20-100 $ugL^{-1}$, Hg(II) Cd(II) within an accumulation time of 120 seconds, in 0.1-M phosphate buffer solutions of pH 6.3. The relative standard deviations of 5 $ngL^{-1}$ Hg(II) and Cd(II) that observed were 0.14 and 0.22% (n=12), respectively, using optimum conditions. The low detection limit (S/N) was pegged at 0.1 $ngL^{-1}$ ($4.9{\times}10^{-11}M$) Hg(II) and 0.2 $ngL^{-1}$ ($1.77{\times}10^{-10}M$) Cd(II). The developed methods can be applied to assays in biological fish kidneys and water samples.

• The Korean Journal of Ecology
• /
• 제21권3호
• /
• pp.225-231
• /
• 1998

The studies on the potentiality of biomonitoring heavy metal pollution in coastal region of industrial complex were performed to investigate the heavy metal accumulation and induction of metal-binding protein (MBP) as detoxification process using Rumex maritimus. Bioconcentration in organs and MBP in root of R. maritimus was investigated for the research of the tolerance of heavy metals. The bioconcentration of cadmium and zinc in organs showed 3.6-8.0 times in root higher than in shoot, so it was found that heavy metal accumulated selectively in root. MBP increased absorbance in 254 nm and decreased in 280 nm, because it was composed of high cystein content and low aromatic acids, so absorbance had large difference between 254 nm and 280 nm. The existence of MBP in the 10-20 fraction was ascertained with anion exchange chromatography and it was identified that concentration of heavy metal increased according as an exposure concentration of medium increased in QAE Sephadex A-25 elution profile. These results suggested that MBP could play a role in biomarker determining the bioconcentration of plant. This study demonstrated a possibility that removal ability of heavy metal of R. maritimus resulted from detoxification process and MBP could be utilized as a biomarker of heavy metal pollution.

• Toxicological Research
• /
• 제35권4호
• /
• pp.311-317
• /
• 2019

The transport systems for metals play crucial roles in both the physiological functions of essential metals and the toxic effects of hazardous metals in mammals and plants. In mammalian cells, Zn transporters such as ZIP8 and ZIP14 have been found to function as the transporters for Mn(II) and Cd(II), contributing to the maintenance of Mn homeostasis and metallothionein-independent transports of Cd, respectively. In rice, the Mn transporter OsNramp5 expressed in the root is used for the uptake of Cd from the soil. Japan began to cultivate OsNramp5 mutant rice, which was found to accumulate little Cd, to prevent Cd accumulation. Inorganic trivalent arsenic (As(III)) is absorbed into mammalian cells via aquaglyceroporin, a water and glycerol channel. The ortholog of aquaporin in rice, OsLsi1, was found to be an Si transporter expressed in rice root, and is responsible for the absorption of soil As(III) into the root. Since rice is a hyperaccumulator of Si, higher amounts of As(III) are incorporated into rice compared to other plants. Thus, the transporters of essential metals are also utilized to incorporate toxic metals in both mammals and plants, and understanding the mechanisms of metal transports is important for the development of mitigation strategies against food contamination.

• 동아시아식생활학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.554-565
• /
• 2002

본 연구는 식이에 결명자 분말 첨가가 흰쥐 체내의 카드뮴 축적작용에 미치는 영향을 관찰하고자 행하였다. 실험 동물은 Sprague-Dawley계(4주령,♂) 5마리를 한 군으로 정상군(Cn) 대조군(Cs), 카드윰 첨가군(Cl), 결명자(C2, C3, C4) 분말을 각각 0.5, 1.0,1.5% 수준으로 첨가한 군으로 나누어 S주간 실험을 수행하여 성장률, 식이 효율, Cd 축적량을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 체중 증가 경향은 C3>C2>C4>Cn>Cs>Cl군 순이었으며, 카드뮴만을 섭취한 Cl군이 가장 낮았으며, Cl군과 C3군 사이에 1%수준에서 유의성이 인정되었다. 2. 식이 효을은 C3>C2>Cs>Cn>C4>Cl군 순이었으며, 식이 효율이 가장 낮은 Cl군보다 각각 22.87, 19.89, 18.54, 14.20, 13.17% 높은 식이 효율을 보였다. 3. 날 결명자 분말을 첨가한 군의 각 장기 즉, 뇌, 심장, 비장, 간, 폐, 고환, 신장, 대퇴부근육, 다리뼈에 축적된 카드뮴 함량은 각각 0.45$\pm$0.04～0.83$\pm$0.04, 1.68 $\pm$0.02～2.16$\pm$0.02, 3.26$\pm$0.05～4.62$\pm$0.27, 37.82$\pm$0.09～47.71 $\pm$0.73, 1.07$\pm$0.10～1.66$\pm$0.04, 1.030$\pm$0.06～l.24$\pm$0.08, 36.79$\pm$0.20～39.61 $\pm$0.53, 0.87$\pm$0.02～1.00$\pm$0.02, 0.65$\pm$0.17～l.27$\pm$0.06 $\mu$g/g 범위였다. 4. 날결명자 분말첨가군 각 조직에 축적된 카드뮴 함량이 제일 낮았던 C4를 Cl과 비교한 결과 뇌, 심장, 비장, 간, 폐, 고환, 신장, 대퇴부근육, 다리뼈에 각각 49.03, 22.56, 36.02, 35.75, 41.75, 36.20, 37.00, 22.77, 56.67 %의 감소를 보였으며, 각 장기의 함량은 뇌<다리뼈<대퇴부 근육<고환<폐<심장<비장<신장<간 순 이었다. 5. 카드뮴 총 섭취량으로 장기 및 조직의 카드뮴 평균함량에 대한 축적율은 카드뮴만 섭취한 군(Cl) 의 경우 7.14%이었으며, 결명자 분말 첨가군인 C2, C3, C4군의 경우 각각 4.91, 4.81, 4.50 %이었다. 6. 체모의 카드뮴 함량은 Cl군이 가장 높았고, 결명자 첨가군들의 카드뮴 함량은 6주째까지 모든 시험군에서 증가하는 경향을 보였으며, 6주 이후에는 감소되는 경향을 보였다. 7. 분변 중 카드뮴 함량은 C4군이 가장 높았고, 결명자 첨가군들의 카드뮴 함량은 C3군과 C4군을 제외한 나머지 군들에서 완만하게 증가하는 경향을 보였으며, 6주째에 카드뮴 함량이 감소되는 경향을 보였다가 6주 이후에 다시 카드뮴 함량이 증가하는 경향이었다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.293-298
• /
• 2007

Robinia pseudoacacia var. umbraculifera, commonly called umbrella black locust were regenerated after co-cultivation of internode segments with Agrobacterium tumefaciens which included yeast cadmium factor 1 (YCF 1) gene. The tolerance to cadmium and lead for plants can be increased by the YCF1 gene expression. Moreover, the recent studies have shown that YCF1 gene transgenic plants increase the accumulation of cadmium and lead into plant vacuoles. The effect of plant growth regulator such as 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), ${\alpha}$-naphthaleneacetic acid (NAA), 6-benzyladenine (BA), and thidiazuron (TDZ) were studied to evaluate the propagation of plants through internode explants. The efficient induction of multiple adventitious shoots and callus were observed on a medium supplemented with 0.1 mg/L TDZ + 0.2 mg/L BA. To induce shoot elongation and rooting, regenerated shoots were transferred into basal MS medium without any plant growth regulator. Successful Agrobacterium tumefaciens mediated transformation was obtained by 20 min vacuum-infiltration with $50{\mu}M$ acetosyringone on the optimal multiple shoot induction medium with 30 mg/L hygromycin and 300 mg/L cefotaxime. To confirm the integration and expression of transgene, Polymerase Chain Reaction (PCR) and Reverse Transcriptase PCR (RT-PCR) were performed with specific primers. The frequency of transformation was approximately 18.94%. This study can be used to genetic engineering of phytoremediator.

• The Korean Journal of Ecology
• /
• 제27권4호
• /
• pp.193-198
• /
• 2004

본 연구는 우리나라 영종도와 삼목도에 도래하는 섭금류(Shorebirds)의 간과 신장에서 중금속 축적에 대한 연구이다. 아연의 농도는 영종도의 큰뒷부리도요의 간과 신장에서 각각 76.7 ㎍/wet g, 65.8 ㎍/wet g으로서 가장 높은 농도를 보였다. 망간의 경우, 간에서 가장 높은 농도는 4.68㎍/wet g을 나타낸 영종도의 청다리도요였고, 신장에서는 삼목도의 흰물떼새에서 18.61㎍/wet g으로 가장 높았다. 구리농도는 영종도 큰뒷부리도요의 간과 신장에서 각각 25.4 ㎍/wet g과 44.1 ㎍/wet g으로 가장 높았다. 납 농도가 가장 농도가 높게 나타난 종은 삼목도의 좀도요로서 간에서 17.0 ㎍/wet g, 신장에서 40.2 ㎍/wet g이었다. 그리고 납 농도는 모든 종에서 신장에서의 농도가 간에서의 농도보다 높게 나타났다. 간에서 카드뮴 농도는 0.73±0.26㎍/wet g을 나타낸 영종도의 민물도요에서 가장 높았고, 신장에서는 영종도의 흰물떼새에서 4.89±1.49 ㎍/wet g으로 가장 높았다. 카드뮴은 모든 종에서 간보다는 신장에서 농도가 높았다. 그리고 간과 신장에서의 납과 카드뮴 농도는 붉은어깨도요를 제외하고는 영종도에서의 농도가 삼목도보다 높았다.

• Toxicological Research
• /
• 제32권1호
• /
• pp.73-80
• /
• 2016

Chronic exposure to cadmium (Cd) is known to adversely affect renal function. Our previous studies indicated that Cd induces p53-dependent apoptosis by inhibiting gene expression of the ubiquitin-conjugating enzyme (Ube) 2d family in both human and rat proximal tubular cells. In this study, the effects of Cd on protein expression of p53 and apoptotic signals in the kidney and liver of mice exposed to Cd for 12 months were examined, as well as the effects of Cd on p53 protein levels and gene expression of the Ube2d family in various cell lines. Results showed that in the kidney of mice exposed to 300 ppm Cd for 12 months, there was overaccumulation of p53 proteins in addition to the induction of apoptosis, which was triggered specifically in the proximal tubules. Interestingly, the site of apoptosis was the same as that of p53 accumulation in the proximal tubules. In the liver of mice chronically exposed to Cd, gene expression of the Ube2d family tended to be slightly decreased, together with slight apoptosis without the accumulation of p53 protein. In rat small intestine epithelial (IEC-6) cells, Cd decreased not only the p53 protein level but also gene expression of Ube2d1, Ube2d2 and Ube2d4. In human brain microvascular endothelial cells (HBMECs), Cd did not suppress gene expression of the Ube2d family, but increased the p53 protein level. In human brain astrocytes (HBASTs), Cd only increased gene expression of UBE2D3. These results suggest that Cd-induced apoptosis through p53 protein is associated with renal toxicity but not hepatic toxicity, and the modification of p53 protein by Cd may vary depending on cell type.

• 한국환경농학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.124-129
• /
• 1997

중금속오염폐수처리에 미생물 이용 가능성을 검토하기 위하여 중금속에 강한 내성을 지님과 동시에 균체내 중금속 축적능력이 우수한 중금속 내성균을 분리하여 온도, pH, 및 균체 전배양시간 등과 같은 외부 요인에 따른 균체내 중금속 축적변화를 조사한 결과는 다음과 같다. 중금속화하물 종류에 따른 균체내 중금속 축적량은 $-nitrate(NO_3)$ group을 가진 중금속화합물에서 약간 높았으나 화합물 종류에 따라서 큰 차이는 없었다. 균체 전배양시간에 따른 중금속 축적은 24시간 전배양한 균체에서 높게 나타났으나 전반적으로 전배양시간에 따라서 큰 차이는 없었다. 중금속 내성균의 균체내 중금속 축적은 온도, pH등 외부환경요인에 영향을 받았으며, 중금속 내성균의 중금속 최적축적 온도는 전반적으로 $20{\sim}37^{\circ}C$ 범위였고, 중금속 최적축적 pH는 전반적으로 $6{\sim}8$ 범위였다. 중금속을 처리한 용액중 중금속 내성균의 균체량을 증가시킬수록 균체내 축적된 총 중금속양은 증가되었으나 균체 단위 g당 중금속 축적량은 감소되었으며, 균체량의 증가에 비례해서 중금속 축적량이 증가되지는 않았다.