• The Plant Pathology Journal
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• 제33권3호
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• pp.296-306
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• 2017

Sugarcane mosaic virus (SCMV) is one of the most damaging viruses infecting sugarcane, maize and some other graminaceous species around the world. To investigate the genetic diversity of SCMV in Iran, the coat protein (CP) gene sequences of 23 SCMV isolates from different hosts were determined. The nucleotide sequence identity among Iranian isolates was more than 96%. They shared nucleotide identities of 75.5-99.9% with those of other SCMV isolates available in GenBank, the highest with the Egyptian isolate EGY7-1 (97.5-99.9%). The results of phylogenetic analysis suggested five divergent evolutionary lineages that did not completely reflect the geographical origin or host plant of the isolates. Population genetic analysis revealed greater between-group than within-group evolutionary divergence values, further supporting the results of the phylogenetic analysis. Our results indicated that natural selection might have contributed to the evolution of isolates belonging to the five identified SCMV groups, with infrequent genetic exchanges occurring between them. Phylogenetic analyses and the estimation of genetic distance indicated that Iranian isolates have low genetic diversity. No recombination was found in the CP cistron of Iranian isolates and the CP gene was under negative selection. These findings provide a comprehensive analysis of the population structure and driving forces for the evolution of SCMV with implications for global exchange of sugarcane germplasm. Gene flow, selection and somehow homologous recombination were found to be the important evolutionary factors shaping the genetic structure of SCMV populations.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.621-629
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• 2019

In this study we attempted to screen bacteria and fungi that generate electricity while treating wastewater using optimized double-chamber microbial fuel cell (MFC) system parameters. Optimization was carried out for five best exoelectrogenic isolates (two bacteria and three fungi) at pH values of 6.0, 7.5, 8.5, and 9.5, and temperatures of 30, 35, 40, and 45℃; the generated power densities were measured using a digital multimeter (DT9205A). The isolates were identified using molecular characterization, followed by the phylogenetic analysis of isolates with known exoelectrogenic microorganisms. The bacterium, Proteus species, N6 (KX548358.1) and fungus, Candida parapsilosis, S10 (KX548360) produced the highest power densities of 1.59 and 1.55 W/m² (at a pH of 8.5 and temperatures of 35 and 40℃) within 24 h, respectively. Other fungi-Clavispora lusitaniae, S9 (KX548359.1) at 40℃, Clavispora lusitaniae, S14 (KX548361.1) at 35℃-and bacterium-Providencia species, N4 (KX548357.1) at 40℃-produced power densities of 1.51, 1.46, and 1.44 W/m², respectively within 24 h. The MFCs achieved higher power densities at a pH of 8.5, temperature of 40℃ within 24 h. The bacterial isolates have a close evolutionary relationship with other known exoelectrogenic microorganisms. These findings helped us determine the optimal pH, temperature, evolutionary relationship, and exoelectrogenic fungal species other than bacteria that enhance MFC performance.

• BMB Reports
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• 제31권3호
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• pp.209-220
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• 1998

How did nature create the first set of genes at the beginning of life on Earth? One of the goals of molecular biology is to elucidate the fundamental rules governing how genes and, therefore, proteins were created. Through experiments carried out in the emerging field of "in vitro" or "benchtop" evolution studies, we are gaining new insights into the origins of genes and proteins as well as the origins of their functions (e.g., catalysis). In this review, I present an overview of recent experimental approaches to the question of the origin and evolution of genes. In addition, I will introduce a novel in vitro protein emergence system that was recently developed in my laboratory.

• BMB Reports
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• 제42권11호
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• pp.697-704
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• 2009

Membrane proteins play important roles in the biology of the cell, including intercellular communication and molecular transport. Their well-established importance notwithstanding, the high-resolution structures of membrane proteins remain elusive due to difficulties in protein expression, purification and crystallization. Thus, accurate prediction of membrane protein topology can increase the understanding of membrane protein function. Here, we provide a brief review of the diverse computational methods for predicting membrane protein structure and function, including recent progress and essential bioinformatics tools. Our hope is that this review will be instructive to users studying membrane protein biology in their choice of appropriate bioinformatics methods.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권6호
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• pp.365-369
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• 2002

We had 18 eggs artificially hatched in a mass breeding place of black-tailed gulls and examined the individual recognition between young siblings in a laboratory environment. The results of the experiment showed that the young gulls selectively responded to their siblings and non-siblings at an early stage after hatching. It was shown that they began to recognize the begging call among the voice signals of siblings and non-siblings 15-16 days after hatching, and the chirirah call 11-12 days after hatching. Also, more significant results were shown with the chirirah call than with the begging call. In an experiment of visual recognition between siblings and non-siblings, the young black-tailed gulls approached their siblings significantly 9-10 days after hatching. The recognition between young siblings in a mass breeding place provides an important evolutionary indicator in terms of their social behaviors.

• Entomological Research
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• 제48권6호
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• pp.514-521
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• 2018

Drosophila melanogaster Meigen and Drosophila suzukii Matsumura are taxonomically close Drosophila species belonging to the family Drosophilidae and melanogaster group. D. melanogaster is thought to be evolutionarily adapted to overripe, decaying, and fermented fruits, in which large amounts of chemicals such as ethanol, acetic acid, and 2-phenylethanol are produced, whereas, D. suzukii is attracted to fresh ripening fruit. Considering the distinct habitats of the two flies, D. suzukii is hypothesized to exhibit higher susceptibility to these chemicals than D. melanogaster. Therefore, in this study, we investigated the survival rate of the flies at various concentrations of three chemicals (2-phenlyethanol, acetic acid, and ethanol) and calculated the lethal concentration (LC) values to compare the tolerance and susceptibility of D. melanogaster and D. suzukii to the chemicals. Our results revealed that D. melanogaster exhibited higher tolerance than D. suzukii to all chemicals, supporting the hypothesis of different evolutionary adaptations to distinct habitats of the two flies.

• 식물분류학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-15
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• 2010

한 분류군의 진화의 역사를 파악하기 위해서는 분류군 내에서 가장 먼저 분지한 군(기저군)을 알아내는 것이 중요하다. 피자식물의 계통과 진화를 이해하고자 많은 식물학자들은 형태적 연구와 화석적 증거에 의해 현존하는 피자식물들 중 가장 먼저 분지하여 다른 모든 피자식물들과 자매군을 형성하는 분류군을 파악하려고 노력해 왔다. 최근 분자계통학의 기술적 발달과 자료의 축적으로 현생 기저 피자식물군에 대한 객관적 증거들이 제시되고 있다. 여전히 논쟁의 여지는 있지만, 대부분의 식물계통학자들은 1) 다수의 유전자들의 계통분석적 접근, 2) 복제된 두 유전자군의 계통수 네트웍 형성법, 3) 유전자의 구조적 접근 등의 분자적 증거에 의해 현생 기저 피자식물이 뉴칼레도니아에 자생하는 1과 1속 1종 식물인 Amborella trichopoda Baill.임에 동의하고 있다. 그러나 또 다른 가능성으로 Nymphaeaceae (수련과)와 A. trichopoda가 하나의 분계조를 형성하고 형성된 분계조가 다른 모든 피자식물의 자매군임을 지지하는 증거들도 일부 제시되어 현생 기저 피자식물에 대한 논쟁은 계속되고 있다. 현대 분자생물학적인 신기술의 발달은 대량의 분자적 자료를 제공하고 있어 이들 논쟁 해결의 실마리를 제공해 주고 있고, 진화적 모델식물로서의 Amborella 전체 유전체의 염기서열 결정과 이에 대한 파생연구는 Darwin이 지독하게 풀리지 않는 미스터리라 표현한 피자식물의 기원과 분화에 대한 해답을 제시해 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권8호
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• pp.1186-1198
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• 2011

과학교육과정에서 과학 지식의 실용성에 관한 인식을 점차 강조해 왔다. 진화 이론 역시 현대 과학에서는 실용적으로 활용되고 있음에도 불구하고 그에 대한 학생들의 인식은 낮을 것으로 예상된다. 이 연구는 진화 이론의 실용성에 관한 인식과 관련된 변인을 탐색하는 것을 목표로 한다. 방법론적으로 전공, 학년, 종교의 3가지 독립변수와 실용성에 관한 인식, 진화 지식, 진화 관심, 진화 수용, 종교성의 5가지 종속변수를 설문조사 하였다. 총 233명의 생물 예비교사와 405명의 비생물 과학예비교사가 이 연구에 참여하였다. 연구 결과, 비생물 교사 양성 프로그램과 비교하였을 때 생물 교사양성 프로그램은 진화 지식과 관심을 향상시키는데 기여했을 뿐 진화 이론의 실용적 가치에 대한 인식을 향상시키지 못하였다. 진화 이론의 실용적 인식은 개인의 종교 변수, 진화 관심과 수용과 밀접한 관련성을 보였다. 이 연구를 토대로 진화 이론의 실용적 가치를 향상시키는 프로그램의 개발과 다른 과학 개념들의 실용성 인식 변인 조사를 제언한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권6호
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• pp.887-900
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• 2011

생물교사는 자신의 글과 말을 활용하여 지식을 논리적인 과학적 설명의 형태로 변환하여 학생들을 지도한다. 그러므로 생물 예비교사들이 과학적 설명을 구성하는 능력을 확인할 수 있는 개방형 검사가 요구 될 것이다. 하지만 채점자간 일치도, 늦은 피드백과 같은 개방형 검사가 가진 문제로 선택형 검사가 대체 될 수 있을 것이다. 이 연구는 생물 예비교사들의 과학적 진화 설명 구성 능력을 확인함과 동시에 선택형 진화 개념 검사가 개방형 검사 결과를 어느 정도 예측하는지 두 가지를 조사하였다. 생물 예비교사 124명이 참여하였으며 20문항의 진화 개념 선택형 검사도구와 3문항의 실제 사례를 활용한 개방형 검사 문항을 모든 참여자에게 투입하였다. 연구 결과 생물 예비 교사는 선택형 검사 도구에 더 높은 능력을 보였으며 최상위(0 ~ 25%)의 참여자를 제외하고 선택형 검사 도구는 개방형 검사 도구 검사 결과를 예측하지 못하였다. 진화 설명의 일관성, 오개념이 포함되지 않은 순수성, 과학적 설명의 양을 측정한 결과, 선택형 검사 결과는 최상위 집단을 제외하고 다른 집단을 구분하지 못하였다. 또한 이 결과들은 생물 교사들이 과학적 설명의 구성 능력이 지식의 양에 비하여 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있었으며 일부 예비교사들은 오개념과 과학적 개념을 혼합하는 등의 세련되지 못한 과학적 설명을 가지고 있었다. 이 결과는 생물 예비교사들의 개념 평가는 선택형보다 개방형이 더 많은 정보를 제공할 수 있음을 보여주며, 생물 예비교사들을 위한 교사양성 프로그램은 과학적 설명 능력의 신장에 더욱 더 초점을 맞출 것을 제언한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.283-304
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• 2018

인류는 백만 년 전부터 줄곧 서서 직립을 향하여 진화 되어왔다. 그러나 산업사회에 접어들며, 불과 몇 십 년 전부터 앉아서 일하는 시간이 비정상적으로 많아짐에 따라 인류의 신체는 좋지 않은 영향을 받았다. 선행된 의학 연구들을 살펴보면 장시간 앉아 일하는 환경이 그 동안 우리가 알고 있었던 성인병의 원인에 상당 부분 악영향을 끼쳤다고 밝혀왔다. 인류는 움직이는 방향으로 진화되어왔다. 그렇기에 현대 사회처럼 한 공간에서 앉거나 서서 움직임 없이 장기간 있는 것은 인체에 여러 부작용을 가져온다. 이러한 배경을 반영하여 본 연구에서는 스탠딩 책상을 이용한 기존의 서서 일하는 업무환경에서 진화생물학적 관점으로 한 발 더 나아가 걷는 환경에서의 업무에 대해 생각하게 되었다. 또한 스마트워크의 한 종류이자 스마트폰을 현장에서 직접 사용하는 모바일오피스 환경의 확장을 기대하며 스마트폰으로 작업을 처리하는 실험을 실행하고자 한다. 이 연구는 스마트워크의 한 종류인 모바일오피스 환경이 구축되고 정착하는데 기여를 할 수 있다. 또한 스마트폰을 이용하는 업무 뿐 아니라 돌아다니면서 일을 하는 업무환경 역시 개발 될 수 있다. 더 나아가 기업의 업무 환경, 학생들의 공부환경의 패러다임이 바뀔 수 있을 것이다.