• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권10호
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• pp.1607-1623
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• 2019

Sediment bioelectrochemical systems (SBESs) can be integrated into brackish aquaculture ponds for in-situ bioremediation of the pond water and sediment. Such an in-situ system offers advantages including reduced treatment cost, reusability and simple handling. In order to realize such an application potential of the SBES, in this laboratory-scale study we investigated the effect of several controllable and uncontrollable operational factors on the in-situ bioremediation performance of a tank model of a brackish aquaculture pond, into which a SBES was integrated, in comparison with a natural degradation control model. The performance was evaluated in terms of electricity generation by the SBES, Chemical oxygen demand (COD) removal and nitrogen removal of both the tank water and the tank sediment. Real-life conditions of the operational parameters were also experimented to understand the most close-to-practice responses of the system to their changes. Predictable effects of controllable parameters including external resistance and electrode spacing, similar to those reported previously for the BESs, were shown by the results but exceptions were observed. Accordingly, while increasing the electrode spacing reduced the current densities but generally improved COD and nitrogen removal, increasing the external resistance could result in decreased COD removal but also increased nitrogen removal and decreased current densities. However, maximum electricity generation and COD removal efficiency difference of the SBES (versus the control) could be reached with an external resistance of $100{\Omega}$, not with the lowest one of $10{\Omega}$. The effects of uncontrollable parameters such as ambient temperature, salinity and pH of the pond (tank) water were rather unpredictable. Temperatures higher than $35^{\circ}C$ seemed to have more accelaration effect on natural degradation than on bioelectrochemical processes. Changing salinity seriously changed the electricity generation but did not clearly affect the bioremediation performance of the SBES, although at 2.5% salinity the SBES displayed a significantly more efficient removal of nitrogen in the water, compared to the control. Variation of pH to practically extreme levels (5.5 and 8.8) led to increased electricity generations but poorer performances of the SBES (vs. the control) in removing COD and nitrogen. Altogether, the results suggest some distinct responses of the SBES under brackish conditions and imply that COD removal and nitrogen removal in the system are not completely linked to bioelectrochemical processes but electrochemically enriched bacteria can still perform non-bioelectrochemical COD and nitrogen removals more efficiently than natural ones. The results confirm the application potential of the SBES in brackish aquaculture bioremediation and help propose efficient practices to warrant the success of such application in real-life scenarios.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.747-753
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• 2019

인지기능 저하는 장 단기 기억 및 주의력 소실과 우울증, 불안증의 증가를 특징으로 한다. 또한, 인지기능 저하는 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관되어 있다. 경제적 부담, 안전 위협을 포함하는 인지기능 저하와 관련된 사회적 문제는 고령화가 진행됨에 따라 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 인지기능 저하를 유발할 가능성이 있는 원인으로는 노화에 따른 대사 및 호르몬 불균형, 감염, 약물 오남용, 신경세포 손상 등이 알려져 있지만 다양한 요인이 관련되어 있으므로 원인 규명이 어려운 한계점 때문에 뚜렷한 치료전략 수립이 어려운 실정이다. 최근의 연구에 따르면 퇴행성 뇌질환 발생의 원인과 이에 대한 치료전략 수립에 있어서 장내미생물의 역할이 중요하게 제시되고 있다. 특히, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 장내미생물 조성의 변화 및 이들에 의한 대사산물에 따른 분자생물학적, 신경행동학적 증상의 변화가 밝혀졌다. 알츠하이머병 동물모델에서 장내미생물의 변화는 NMDA 수용체와 글루탐산의 변화를 통해 기억능력 소실을 야기하였다. 반면, 알츠하이머병 동물모델에 프로바이오틱스를 투여하였을 때, 비정상적인 신경학적 행동이 유의적으로 감소하였다. 파킨슨병은 장내미생물 군집의 변화와 직접적인 연관성을 보였으며 이는 이차적 증상인 변비 발생에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 파킨슨병 동물모델에 투여한 프로바이오틱스는 단쇄지방산 중 하나인 뷰티르산 증가를 통한 신경세포 보호효과를 나타내었다. 또한, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 뇌-혈관장벽의 기능이상이 밝혀졌으며, 뇌-혈관장벽 변화는 장내미생물 불균형에 의한 전신성 염증에 따른 미세소관의 파괴 및 투과성 증가와 연관된 것으로 나타났다. 더불어 장내미생물 대사과정에서 생성된 대사산물은 퇴행성 뇌질환의 발생과 치료에 영향을 미친다. 본 논문에서는 인지기능 저하의 진행을 지연시킴으로써 심화를 방지할 수 있는 효과적인 접근법을 제시하기 위하여 인지기능 저하와 장내미생물의 연관성을 심층적으로 고찰하여 치료적 대안으로 제시하고자 한다.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.387-395
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• 2018

다산 등 15개의 통일형 벼 품종을 이용하여 mesotrione을 처리한 후 5일부터 다산 등 13개 품종들은 신엽에서 백화현상이 발생하였으나, 밀양154호와 수원382호는 백화현상이 발생하지 않아 저항성 품종으로 선발되었다. Mesotrione 처리 후 다산 등 13개 품종들의 초장 및 건물중 억제율은 밀양154호와 수원382호보다 더 높았으며 약량에 따른 억제율이 증가하였다. 한아름2호/밀양154호의 $F_2$ 집단을 이용한 유전분석 결과 저항성이 149개체, 감수성이 41개체로 이론적 분리비 3:1($X^2=1.19$, P=0.31)에 적합하여, mesotrione 저항성 관련 유전자는 1개의 우성유전자에 지배되는 것으로 나타났다. BSA방법을 이용하여 mesotrione 저항성 관련 유전자를 탐색한 결과, 2번 염색체의 10.2 Mb에 위치한 SSR marker RM1358과 RM3501을 선발하였다. Fine mapping을 위해 선발된 5개의 저항성 개체 중에서 $F_2-137$은 RM12921부터 RM3501까지 재조환이 일어났고, $F_2-76$은 RM324부터 RM5101까지 재조환이 일어났다. 따라서, mesotrione 저항성 관련 유전자는 RM3501과 RM324 사이인 10.2 Mb~11.4 Mb에 존재하며, RM3501과 RM324의 조환률이 각각 0.53%과 2.65%이므로, RM3501을 mesotrione저항성 유전자 DNA 연관 marker로 선발하였다. 다산 등 20개 통일형 품종 및 mesotrione에 저항성을 나타내는 자포니카 품종인 운광과 감수성인 통일형 한아름의 $BC_2F_2$ 집단을 이용하여 RM3501의 MAS 이용 가능성을 검토한 결과, mesotrione 저항성 선발 marker로 활용은 가능하나, 정확한 선발 maker로 활용하기 위해서는 추가적인 실험이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제38권3호
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• pp.264-274
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• 1993

본 연구는 화청벼와 IR24의 돌연변이 계통인 분상질 및 심백 변이체의 작물학적 및 이화학적특성과 제병 및 알콜발효특성을 조사하여 그 가공적 이용성을 검토하고 분상질배유 유전자의 유전분리와 표지인자들과의 연관 관계를 밝히고자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 돌연변이체의 종실은 원품종에 비해 작았으며, 천입중과 1$\ell$중도 전반적으로 가벼운 것으로 나타났다. 2. 변이체들의 출수기는 원품종과 같았으며, 정조수량은 원품종에 비해 낮았다. 3. 분상질 배유의 전분립은 느슨한 결정구조를 갖고 있었고, 전분립의 크기는 원품종과 변이체들간에 동일경향이 아니었으며, 원품종에 비해 변이체들은 밀도와 경도가 낮았다. 4. 변이체들의 아밀로스 함량은 16.9～28.5%로 변이복이 크게 나타났다. 현미의 조단백 함량에서 화청벼의 분상질변이체들은 원품종과 같았으나 IR24의 심백변이체인 47106은 원품종(8.30%)에 비해 11.32%로 높게 나타났다. 5. Gel consistency는 원품종들이 soft의 특성을 보였으나 분질 및 심백의 변이체에서는 모도 medium의 특성을 보였고, 백미의 알칼리 붕괴도는 원품종에 비해 분수질 변이체들에서 높게 나타났다. 6. Amylogram에 의한 호화개시 온도는 IR24의 분상질변이체(47160)를 제외하고 모도 원품종과 비슷하였으나, 최고점도와 최저점도 및 굳음성은 원품종 화청벼와 IR24에 비해 변이체에서 월등히 낮게 나타났다. 7. Instron으로 측정된 증편의 경도와 gumminess로 볼 때 화청벼 분상질 및 심백변이체로 조제된 증편은 다소 부드러운 특성을 나타냈으나, IR24의 경우는 일정 경향이 없었다. 분상질미와 심백미의 증편부피는 원품종에 비해 대체로 크게 나타났다. 8. 알콜발효 과정 중 당도 저하는 변이체들 특히 분상질에서 빨리 일어났고, 발효 10일 후의 알콜생성량도 원품종에 비해 변이체들에서 높게 나타나서 분상질미는 양조용으로서의 이용성이 크게 기대되었다. 9. 화청벼와 IR24에서 유래한 분상질 배유유전자들의 대립성 검정결과 서로 다른 3개의 유전자좌를 탐색하였으며, 그 유전자들을 각각 flo-a, flo-b, flo-c로 표시하였다. 10. flo-a 유전자는 IV번 연관군의 lg(liguleless ; 무엽설) 유전자와 5.76$\pm$1.72%(상반)로 연관되어 있었다.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제24권2호
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• pp.177-186
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• 1986

폐(肺)디스토마증(症)의 면역혈청학적(免疫血淸學的) 진단(診斷)에 사용(使用)하는 성충항원(成蟲抗原)을 몇가지 생화학적(生化學的) 방법(方法)으로 분획(分劃)하여 정제항원(精製抗原)으로서의 가치(價値)를 검토(檢討)하고자 하였으며, 실험적(實驗的)으로 폐(肺)디스토마 피낭유충(被囊幼蟲)을 감염(感染)시킨 고양이에서 감염강도(感染强度), 감염경과(感染經過) 및 치료(治療)에 따른 ELISA 항체가(抗體價)의 변동(變動)을 추적(追跡)하였다. 폐(肺)디스토마 조항원(粗抗原)은 ammonium sulfate precipitation, ion exchange chromatography 및 gel permeation을 거쳐 5개(個)의 분획항원(分劃抗原)으로 나누었으며 폐(肺)디스토마 피낭유충(被囊幼蟲)을 60개(個)(60mc군(群)), 30개(個)(30mc군(群)), 15개(個)(15mc군(群)) 그리고 5개(個)(5mc군(群))씩 각각(各各) 고양이 10마리에 경구투여(經口投與)하고, 5마리씩에는 150일후(日後)에 praziquantel을 100mg/kg로 2회(回) 1일(日) 투여(投與)하였으며 혈청(血淸)은 10일(日) 간격(間隔)으로 채취하였다. 항원(抗原)은 $2{\mu}g/ml$의 농도(濃度)로 사용(使用)하고 실험혈청(實驗血淸)은 100배(倍) 희석(稀釋)하여 ELISA법(法)을 실시(實施)하여 다음의 결과(結果)를 얻었다. 1. Ammonium sulfate precipitation에 의(依)해 분회(分劃)된 항원(抗原)들의 양성혈청(陽性血淸)에 대(對)한 ELISA값은 $51{\sim}55%$ ammonium sulfate 농도(濃度)에서의 침전분획(沈澱分劃)(PA2)이 가장 높았고 다음이 $0{\sim}5%$ 침전분획(沈澱分劃)(PA1), $66{\sim}80%$ 침전분획(沈澱分劃)(PA3)의 순(順)이었으며 $81{\sim}90%$ 침전분획(沈澱分劃)(PA4) 및 침전(沈澱)안된 분획(分劃)(PA5)은 ELISA값이 매우 낮았다. 2. PA1, PA2 및 PA3 분획(分劃)들을 DEAE-cellulose column에 통과(通過)시켜 얻은 분획(分劃)들은 ELISA값에서 유의(有意)한 차이(差異)가 없었다. 3. Sephadex G-200 gel을 통과(通過)한 PA1과 PA2 분획(分劃)들은 분자량(分子量)이 큰 배분(部分)(PA1-I, PA2-I)과 분자량(分子量)이 작은 배분(部分)(PA1-II, PA2-II)에서 높은 ELISA갖을 보였으며 PA3 분획(分劃)은 분자량(分子量)이 큰 배분(部分)(PA3-I)에서만 ELISA값이 높게 나타났다. 4. 전기영동(電氣泳動)의 결과(結果) PA1-I 분획(分劃)은 주(主)로 분자량(分子量) $270K{\sim}196K$ dalton의 단백질(蛋白質)로 되어있고 220K dalton의 단백질(蛋白質)이 가장 많았으며 PA2-I 분획(分劃)은 $255K{\sim}225K$ dalton의 단백질(蛋白質)들로, PA3-I 분획(分劃)은 $235K{\sim}240K$ dalton의 단백질(蛋白質)들로 구성(構成)되어 있었다. 그리고 PA1-II 및 PA2-II 분획(分劃)들은 30K dalton의 단백질(蛋白質)로 이루어져 있었다. 5. 폐(肺)디스토마 감영경과(感染經過)에 따른 ELISA값을 보면 감염후(感染後) $10{\sim}20$일(日) 부터 상승(上昇)하여 $140{\sim}180$일(日)에 최고치(最高値)에 달하며 이후(以後) $0.05{\sim}0.1$정도 하강(下降)한 값으로 계속 유지(維持)되었다. 그리고 폐(肺)디스토마 감염강도(感染强度)에 따른 ELISA값의 차이(差異)는 볼 수 없었다. 6. 고양이에 폐(肺)디스토마를 감염(感染)시킨 150일후(日後)에 praziquantel로 치료(治療)하였을 때 60mc 투여군(投與群)은 치료후(治療後) 150일(日)까지 양성범위(陽性範圍)의 ELISA값을 유지(維持)하였으나 치료전(治療前)에 비(比)하여는 유의(有意)하게 ELISA값이 하강(下降)하였다. 30mc, 15mc 및 5mc 투여군(投與群)의 경우에는 치료후(治療後) $60{\sim}80$일(日)에 ELISA값이 피낭유충(被囊幼蟲) 투여전(投與前)과 비슷한 수준(水準)으로 떨어졌다. 7. 각(各) 항원(抗原)에 따른 ELISA값은 PA1-I 분획항원(分劃抗原)이 가장 높았고 PA2-I 분획항원(分劃抗原)이 다음이었다. PA1-I, PA2-II 및 PA3- I 분획항원(分劃抗原)들은 서로 비슷한 ELISA 값으로 그 다음이었으며 조항원(粗抗原)이 가장 낮은 값을 나타내었다. 특(特)히 PA1-II 분획(分劃)은 감염초기(感染初期)부터 ELISA값이 급격(急激)히 상승(上昇)하여 감염(感染) $20{\sim}30$일후(日後)에는 양성범위(陽性範圍)의 값을 나타내었다. 그리고 Praziquantel로 치료(治療)한 후(後)의 ELISA값은 각(各) 항원(抗原)에 따라 차이(差異)를 볼 수 없었다.