• 제목/요약/키워드: 불안정 조건

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수도암 사찰림의 전나무 개체군 분포현황과 연령구조분석 (Distribution Status and Age Structure of Abies holophylla Population in Sudo-Am Temple Forest)

  • 최병기;이창우
    • 생태와환경
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    • 제47권3호
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    • pp.160-166
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    • 2014
  • 수도암 사찰림의 주요 구성종인 전나무개체군에 대한 분포현황 및 연령구조분석이 이루어졌다. 총 302개체로 이루어진 남부지역 최대 규모의 개체군 분포로 확인되었으며, 흉고둘레 1.5~500.8 cm에 이르는 다양한 연령의 개체군 분포가 확인되었다. 수도암 전나무 개체군의 연령구조 분석결과 불안정한 호리병구조를 나타내며, 15~80 cm에 해당하는 비교적 어린 연령의 개체군에서 상대적으로 낮은 빈도의 출현을 보였다. 이들의 분포를 제한하는 요인으로 천이진행, 인위적 요인, 기후변화 등이 논의되었다. 또한 상대적으로 높은 빈도를 보이는 유령림(15 cm 이하)이 계곡 상부의 좁은 면적에 제한적으로 분포하고 있는 것으로 확인되었으며, 전나무개체군의 보전을 위해 이들 지역에 대한 적극적 보호가 필요한 것으로 판단된다. 수도암 전나무의 현존분포 환경요소 분석결과 평균해발고도 $931{\pm}64.5m$, 평균경사도 $19.2{\pm}8.7^{\circ}$, 사면방향 북동사면과 남동사면, 평균일조량 $1,324,323{\pm}174,459wh\;m^{-2}$ 등의 환경조건에서 높은 빈도로 출현하는 것으로 확인되었다. MaxEnt 모델을 이용하여 전나무 잠재생육공간이 도출되었다. 현존분포 결과는 연구지역이 독립적인 생육환경을 형성하고 있는 것으로 확인되었으며, 해발고도와 경사도에서 높은 기여도를 보였다. 개체군과 기여도를 고려한 환경요인 분석결과 최적 잠재서식처 조건은 해발고도 903.2 m, 경사도 $20.04^{\circ}$, 연평균일조량 $1,352.248wh\;m^{-2}$, 남동사면($114.68^{\circ}$)인 것으로 확인되었다. 차후 개체군에 대한 발아제한요인 발굴, 종내 및 종간 경쟁 변화, 지화학적 요인과의 상관관계, 기후변화 및 사찰활동의 영향 등에 대한 후속연구가 연속되어야 할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 한국 대표경관 가운데 하나인 사찰림의 주요 구성종인 전나무의 생태와 생육지 환경, 보전 및 복원, 보호를 위한 보다 높은 이해와 의사 결정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

초임계 CO2에 의한 셰일 및 사암의 물성변화 및 스웰링에 관한 연구 (Swelling and Mechanical Property Change of Shale and Sandstone in Supercritical CO2)

  • 최채순;송재준
    • 터널과지하공간
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    • 제22권4호
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    • pp.266-275
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    • 2012
  • $CO_2$ 저장에 따른 암반 물성의 변화 분석은 지중저장소 정밀 모니터링을 위해 필수적인 요소로서 이에 대한 다양한 각도의 시험 수행과 모델링이 요구된다. 하지만 국내의 경우는 대부분 모델링 연구에 집중되고 있으며, 수치모델에서 필요로 하는 입력자료 대부분이 문헌에 기반을 둔 가정치를 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실험실 규모의 $CO_2$ 주입 환경을 모사하는 기술을 고안하고, 초임계 $CO_2$와 반응하는 저류층 암반의 거동 분석을 위해 암석 시료를 이용한 역학적 물성 변화 위주의 실험실 시험을 실시하였다. 시험 대상은 저류층 내에서 덮개암 및 저장층 역할을 하는 셰일 및 사암으로 하였으며, 층간 결합력이 약해 팽창성이 높은 것으로 보고된 셰일에 대해서는 추가적으로 초임계 $CO_2$에 의한 팽창성을 검토 하고자 하였다. 반응 전 후의 변형 거동과 물성변화 관찰을 위해 파괴 및 비파괴 분석 시험을 실시하였다. 단축압축시험 결과 분석을 위해 균열닫힘, 균열개시, 불안정한 균열 성장 구간을 찾아서 검토하였으며, 선형탄성 구간에서의 탄성계수 및 포아송비를 비교 분석하였다. 그리고 비파괴 시험 중 탄성파 속도 측정 시험을 통하여 초임계 $CO_2$에 의한 암석 내부물성변화를 추정하였다. 실험결과, 초임계 $CO_2$ 및 염수, 물 등 반응 조건이 변화함에 따라 암석의 변형거동 양상은 크게 달랐으며 물성 변화도 관측되었다. 덮개암 역할을 하는 셰일의 경우 사암에 비해 반응조건에 따라 물성이 민감하게 변화하였는데 셰일의 이와 같은 특성은 저류층의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 앞으로 추가 실험을 통해 저류층의 지중저장 능력 및 안정성에 영향을 미치는 주요변수들의 상호관계를 규명하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것이다.

멸종위기야생식물인 왕제비꽃(Viola websteri Hemsl.)의 분포특성과 개체군 구조 및 동태 (Distribution Characteristics, Population Structure and Dynamics of the Endangered Plant, Viola websteri Hemsl.)

  • 채현희;김영철;곽명해;남기흠
    • 한국환경생태학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.48-67
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    • 2021
  • 식물 종은 주어진 환경조건과의 상호작용의 결과로 현재와 같은 특성을 나타낸다. 제비꽃속의 식물은 적응전략으로 개방화와 더불어 왕성한 영양번식체계를 선택하였거나 또는 폐쇄화를 발달시키는 전략을 선택하였다. 왕제비꽃은 제비꽃 속의 식물로 세계적으로 한반도와 중국 지린(길림)성의 동부에만 분포한다. 분포의 중심과 가장자리는 서로 다른 개체군 동태를 나타낼 것으로 예상된다. 왕제비꽃이 복합적인종자생산전략(Mixed-mating strategy)을 소유함에도 현재와 같은 제한적인 분포를 나타내는 원인을 알아볼 필요가 있다. 먼저 우리는 분포지의 식생환경을 조사하여 그 특성을 평가하였다. 식물계절학을 통해 생장특성을 알아보았다. 또한 개체군의 구조, 개방화의 결실특성, 폐쇄화의 생산성을 평가하였다. 그리고 2014년과 2018년 사이의 개체군크기 변화를 비교하였다. 분포지의 대부분은 계곡에 인접한 낙엽활엽수혼효림의 식생하부에 위치하였다. 4~5월에 자가불화합성의 개방화를 생산하였고 6~9월까지 폐쇄화를 생산하였다. 폐쇄화의 생산은 불확실한 환경변화에서 종자의 생산을 보증하기 위한 전략으로 평가되며 개방화에 비해 약 2배의 생산량을 나타내었다. 개체군의 구조는 안정적인 지역과 매우 불안정한 지역이 구분되었다. 2014년에 비해 2018년의 조사에서 개체군의 급격한 감소를 경험한 지역이 존재하였다. 이러한 큰 폭의 감소는 가장자리 개체군에서 크게 나타나는 것으로 평가되었다. 왕제비꽃 분포지는 가뭄이라는 자연적인 교란 요인과 분포지를 구성하는 기질에 따른 다양한 미소입지의 존재로 다양한 식물을 부양하였다. 이러한 불확실한 조건에서 폐쇄화를 통해 종자의 생산을 보증하고 그에 따라 자연적인 교란요인이 제거되었을 때 빠르게 유묘의 재정착과 개체군의 보충이 가능한 것으로 판단되었다. 그리고 환경요인은 모든 개체군 및 개체군 내의 모든 개체에 동일하게 작용하지 않는 것으로 추정되었다. 따라서 지역적으로 급격한 개체수의 감소에도 불구하고 완전한 소멸에 이르지 않을 것이고 환경의 변화에 따라 국지적인 소멸과 재정착이 반복될 것으로 예상되었다. 우리는 본 연구를 통해 수집된 종의 특성에 대한 정보를 바탕으로 추가적인 분포지의 조사가 필요함을 제안하였다. 또한 효과적인 보전 전략의 수립과 시행을 위해서는 보다 장기적인 개체군 동태와 개방화와 폐쇄화의 유전적 특성을 평가하는 것이 필요함을 제안하였다.

도라지꽃 추출물의 항염증, 피부재생 효과 및 색소 안정성 연구 (Anti-inflammatory Effects, Skin Wound Healing, and Stability of Bluish-purple Color Extracted from Platycodon grandiflorus (Jacq.) A.DC. Flower Extract)

  • 고진아;한지원;남보미;이범석;황지영
    • 대한화장품학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.313-321
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    • 2023
  • 도라지는 초롱꽃과(Campanulaceae)에 속하는 여러해살이풀로 뛰어난 많은 약리 효능을 가지고 있어 예로부터 약재로 활용하였다. 또한 anthocyanin은 식물의 꽃이나 과실 등에 포함되는 보라색 또는 파란색을 띄는 천연색소로 강력한 항산화제로 알려져 있다. 본 연구는, 도라지꽃 추출물의 피부과학적 기능성과 꽃에 포함된 청자색 계열의 anthocyanin이 천연 색소로서 화장품 소재로의 활용 가치를 확인하고자 하였다. 우선, 도라지꽃에 50% 에탄올과 80% 에탄올을 가하여 25, 60과 80 ℃,에서 4 h 환류추출하였고 각 처리군의 pH는 유사하였다. Anthocyanin 함량과 색도(E*ab)를 바탕으로 도라지의 천연색과 가장 유사한 발색을 나타내는 50% 에탄올 60 ℃ 추출조건을 선정하였고, 농축, 동결건조하여 시료를 제조하였다. 도라지꽃 추출물의 기능성 성분인 총 폴리페놀, 총 플라보노이드와 총 anthocyanin 함량은 23 ㎍/mL, 16 ㎍/mL과 0.17 ㎍/mL였다. 도라지꽃 추출물은 lipopolysaccharide (LPS)로 자극한 RAW 264.7 세포의 NO, IL-6 등의 염증 매개물질의 생성을 억제하는 항염증 효능 뿐만 아니라 TNF-a에 의한 각질형성 세포의 손상 조건에서 상처 치유에 의한 피부 재생 효능을 보였다. 이렇듯 항염증과 재생에 효능을 보이는 천연색소인 도라지꽃 추출물의 주를 이루고 있는 색소는 anthocyanin계이다. 일반적으로 anthocyanin계 색소는 pH, 온도 등에 불안정하다고 알려져 색소안정화제 3 종 (EDTA, maltodextrin, citric acid)을 첨가하였을 때 anthocyanin 함량과 색도를 조사하였다. 5% maltodextrin 첨가된 도라지꽃 추출물에서 50 일까지 색도 값의 안정성을 확인하였고 이를 바탕으로 천연색소인 도라지꽃 추출물의 화장품 원료로서의 응용 가능성을 평가하고자 하였다.

한국의 하추잠작 안정을 위한 환경요인에 관한 연구 (Studies on the Environmental Factors Affecting the Cocoon Crops in Summer and Autumn in Korea)

  • 이상풍
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.1-34
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    • 1974
  • 우리나라의 다회육 육잠체계를 확립하기 위해서 하추잠작을 안정시키기 위한 각종 요인 및 동요인이 실용형질에 미치는 경향을 구명코저 실시한 수개시험중 사육시기별 잠작에 관한 시험에서는 우선 우리나라에서 3회육 이상의 다회육을 할 경우 사육시기별 잠작의 정도를 구명코저 연간 11기를 4개장소, 3개년에 걸처 실시하였고, 결과에서 하추잠작이 불량했던 원인을 알고저 실시한 양잠농가의 추잠작 불안정 요인시험에서는 우리나라 전형적인 양잠농가로 추정되는 19호에 대한 주재 관찰조사 및 실험분석을 통한 실제의 불작요인을 조사하였다. 동조사에서 지적된 불작요인을 개선할 경우의 효과를 알고저 실시한 육잠기술 지도효과에서는 춘추 연40개 농가에게 불작요인을 개선 지도하였을 때 얻어지는 지도효과를 지도전년, 지도당년, 지도후년, 육잠기술 상, 하위 농가 및 춘추별로 인근 춘추 연758농가를 대조로 비교분석 하였다. 이상에서 간제되는 상엽질의 계절적 변화 추이를 알고저 시기별로 채취한 상엽분말을 동일시기 인공사료육을 통해서 양부의 판정을 시도하였고 이상에서 가장 큰 문제점으로 대두된 영양 및 온도조건이 하, 초추잠작에 있어서 누에 계량형질에 미치는 정도를 알고저 하잠시험에서는 치, 장잠별 엽질과 온도 등 4개요인을 하, 초추잠시기의 양부조건 2개수준(2$^4$), 초추잠시험에서는 하잠과 같은 4개요인에 변온 혹은 경엽구 1개수준을 추가한 3개수준(3$^4$)의 요인시험으로 실시했다. 이상에서 얻어진 시험들의 결과를 종합 요약하면 다음과 같다. 1. 사육시기별 잠작에 관한 시험 1)잠작의 일반적 경향은 춘잠은 소잠이 빠를수곡 양호하였으며 추잠은 관행소잠시기를 정점으로 하여 그 시기로부터 빠르거나 늦어질수록 점차로 불량하나, 빠를수록 급격하게 불량하다. 2) 우리나라의 잠기별 잠작은 춘(1~4기), 추(7~10기), 만추(11기), 하(5기) 초추(6기)잠 순으로 불량하였다. 3) 잠작과 영역접배를 고려한 다회 보통육은 1, 3, 8, 10기 등 4회육이 적합하고 조상 4회육은 10기 대신에 11기 대치로 무난하다. 2. 양잠농가의 추잠작 불안정 요인시험 1) 양잠농가의 수견량을 지배한 치명적인 요인은 잠실 잠구의 소독불충분에 의한 병원축적이며 2) 이차적 요인은 사육온습도 관리불량, 배게치기, 적숙엽 선정기술 불량 및 결상총과소 등이며 잠작과 경영구 요소는 관련이 없는것 같다. 3) 견층비율에는 뽕의 엽질이 가장 크게 영향되고, 다음으로 통원누적으로 인한 누에의 건강도에 영향한 것 같다. 3. 육잠기술 지도효과 1) 지도농가의 상자당 수견량 춘잠기 32.3kg, 추잠기 25.8kg으로서 대조 농가보다 각각 20%, 35%가 증수되어 연평균 29.0kg으로서 26%의 증수를 실증하였다. 2) 지도농가의 3등견 이상의 고치는 춘잠기 77.1%, 추잠기 83.7%로서 대조농가보다 각각 14.3%, 11.3%가 많았다. 3) 지도농가의 지도후년도의 상자당 수견중은 춘잠기 31.2kg, 추잠기 26.9kg, 연평균 28.9kg으로서 대조농가보다 각각 3%. 16%, 8%가 증수되였으므로 이는 기술지도의 잔류효과로 인정하였다. 4) 기술수준에 따른 잔류효과는 기술수준 상위농가는 0% 하위농가는 19%이었다. 4. 상엽질의 계절적 변화추이 1) 장잠기 상엽을 주재로 한 인공사료육의 결과는 춘> 만추≒하>추≒> 초추의 순으로 우수했다. 2) 치잠기 상엽을 주재로한 인공사료육의 결과는 춘, 만추, 추, 하, 초추 순위의 경향을 보였으나 유의차는 인정되지 않았다. 5. 하추잠작 흉작 요인시험 1) 초추잠 (1) 치잠기의 고온은 생존율과 수견량을 크게 감소케 한 요인이 었으며, (2) 장잠기의 온도는 고온순으로 생존율, 수견량 및 견질을 저해하였다. 따라서 장잠기의 적온유대가 양과 질의 양면에서 중요함이 인정되었다. (3) 치잠기 연엽과 경엽은 단견중을 다소 가볍게 하고 경과일수를 크게 연장케 하였으나 생존률, 수견량 및 견층중 등에는 영향을 미치지 않았다. (4) 장잠기의 경엽은 수량과 특히 견질을 크게 저해 하였으나 연엽, 경엽 모두 생존률에는 영향을 미치지 않았다. (5) 장잠기 온도를 변온으로 하였을 경우 치잠기 온도도 변온으로 한 것이 유리한 경향을 보였는바 평강한 문제는 금후 검토되어져야 할 것이다. 2)하 잠 (1) 치잠기의 고온은 수견량과 단견중을 크게 감소케하였으며 다음으로 생존율을 저해하였다. (2) 장잠기의 고온은 수견량, 생존율 및 견질을 크게 저해하였다.

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Rotifer 대량 배양에 적합한 계절별 미세조류 개발

  • 배진희;민병희;허성범
    • 한국양식학회:학술대회논문집
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    • 한국양식학회 2003년도 추계학술발표대회 논문요약집
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    • pp.90-91
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    • 2003
  • 어류 등의 종묘 생산시 초기 먹이로 이용되는 rotifer의 배양에 주로 해수산 Chlorella가 많이 이용되어 왔으나, 해수산 Chlorella는 수온 30℃이상 이거나, 10℃ 이하 일 때는 그 성장 상태가 극히 불안정하다. 따라서 부경대학교 한국 해양미세조류은행에서 보유하고 있는 국내외 Chlorella 종류 130종 중에서 채집 해역, 크기 등을 고려하여 해수산 Chlorella 5종, 해수산 Nannochloris 5종, 기수산과 담수산 Chlorella 각각 3종, 총 16종을 선택하여, 계절별 rotifer 배양에 적합한 Chlorella를 개발하고자 하였다. 먼저, 5종의 해수산 Chlorella를 수온 25℃, 염분 15‰과 30‰, 조도 5,000 lux 연속조명하에서 10일간 배양한 결과 15‰에서는 C-23 Chlorella vulgaris (감천), C-12 Chlorella vulgaris(낙동), C-20 Chlorella ellipsoidea(일본) 의 S.G.R. 이 각각 0.6621, 06353과 0.6251로 높게 나타났으며, 30‰에서는 C-23 이 13,146×10⁴cells/㎖로 가장 높은 세포 밀도를 보였다. 다음으로 5종의 해수산 Nannochloris를 동일한 조건에서 7일간 배양한 결과, 15와 30‰ 모두에서 C-31 Wannochloris oculata(UTEX), C-87 Nannochloris sp.(득량만) 와 C-189 Nannochloris sp.(부안) 의 S.G.R.이 0.9504∼0.9734로서 높은 성장률을 나타내었고, C-31은 30‰에서 11,229×10⁴cells/㎖의 높은 세포 밀도를 보였다. 그리고, 3종의 기수산 Chlorella는 25℃, 5,000 lux 연속조명, 염분 0, 15, 30‰에서, 담수산 3종은 동일한 수온과 조도에서 0, 15‰에서 각각 7일간 배양한 결과, 기수산에서는 S.G.R.이 0.6915∼0.8601로 나타났다. 특히, EC-001 Chlorella vulgaris(화진포)가 15와 30‰에서 각각 6491×10⁴cells/㎖, 6166×10⁴cells/㎖로 가장 높은 세포 밀도를 보였으며, 3종의 담수산 Chlorella는 0‰에서 S.G.R.이 0.6215∼0.6596의 성장률로 FC-001 이 2454×10⁴cells/㎖로 높은 밀도를 보였으나, 15‰에서는 모두 접종후 세포수가 감소하였다. 따라서 담수산 Chlorella는 rotifer의 적정 배양 염분인 15‰에서는 성장이 저조한 것으로 판단되어 제외하였다. 위의 배양 실험에서 각각 성장이 우수한 7종(C-12, C-20, C-23, C-31, C-87, C-189, EC-001)을 선정하여 다시 25℃, 15‰, 5,000 lux 연속 조명하에서 동시에 배양한 결과 해수산에서는 C-12, C-20, C-31, C-87 및 C-189의 S.G.R.이 0.8170∼0.8752로 높았으나, C-23은 0.7868로 낮게 나타났으며, EC-001은 0.7807로서 해수산에 비해서는 다소 낮았다. 한편, 이들 7종의 일반 성분을 분석한 결과에서는 조단백질은 C-31, C-12이 각각 42.93%, 42.7%였으며, 조지방 함량은 C-12 2.64%, C-31 2.58% 및 EC-001 2.43%로 나타났다. 위의 결과에서 C-23을 제외한 6종을 대상으로 성장과 영양성분이 높은 6종(C-12, C-20, C-31, C-87, C-189, EC-001)을 선택하여, 고수온기에 해당하는 32℃와 30℃, 저수온기인 10℃에서 각 종의 성장을 측정한 결과 32℃에서는 C-87과 C-189의 세포수가 6475×10⁴cells/㎖와 5932×10⁴cells/㎖로 가장 높았으며, 30℃에서는 C-31과 C-87이 각각 7951×10⁴cells/㎖와 7775×10⁴cells/㎖로 높게 나타났다. 반면 10℃에서 배양한 결과 EC-001이 3316×10⁴cells/㎖ 로 다른 종들의 107∼986×10⁴cells/㎖에 비하여 월등히 높은 세포 밀도를 나타내었다. 이들 6종의 미세조류를 L-type rotifer, Brachionus plicatilis에 먹이로 공급한 결과 C-12에서 5일째 300개체/㎖로 가장 높은 개체수를 나타내었다. 이와 같은 결과를 종합할 때 rotifer의 먹이로서는 여름철 고수온기에는 C-87 Nannochloris sp. (득량만)과 C-189 Nannochloris sp.(부안)이, 저수온기에는 기수산인 EC-001 Chlorella vulgaris(화진포)가 적당하며, 봄, 가을의 다른 계절에는 C-12 Chlorella vulgaris(낙동)이 가장 효과적일 것으로 판단되어진다.

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항효모성 물질 생산을 위한 Rahnella aquatilis AY2000 균주의 생육특성 (Characteristics of Rahnella aquatilis Strain AY2000 for an Anti-Yeast Substance Production)

  • 강민정;이복규;김광현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.215-220
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    • 2008
  • 본인 등이 분리한 Rahnella aquatilis AY2000균주는 S. cerevisiae나 C. albicans에 대한 항효모 작용이 있다. 그러나, AY2000균주는 한천이 함유된 고체배지에 배양하면 항효모 작용을 항상 관찰할 수 있었으나, 액체배양에서는 AYS의 활성이 불안정하여, AYS의 생산과 저장 동안에 그 활성이 소실되곤 하였다. 따라서 AY2000균주가 액체배양에서 안정된 AYS를 생산하도록 배지조성의 변화와 배양조건을 검토하기 위해 항효모 활성을 중심으로 실험을 행하였다. 그 결과 AY2000균주를 YM배지에 배양시킨 AYS의 MIC는 $23.5{\mu}g/mL$이었으나, MYCS배지에 AY2000균주를 배양시킨 AYS의 S. cerevisiae에 대한 MIC는 $15.6{\mu}g/mL$였다. 또한 AY2000균주를 MYCS배지를 사용하여 배양온도에 따라 항효모 활성을 측정한 결과 $25^{\circ}C$와 MYCS배지의 초기pH를 5.5로 조정하였을 때 MIC는 $15.6{\mu}g/mL$ 유지되었으나, 그외에는 항효모 활성이 약화되었다. MYCS배지에서 탄소원으로 포도당이나 설탕을 사용하면 MIC가 $15.5{\mu}g/mL$ 다른 탄소원에 비해 항효모 활성이 강하였다. 또한 MYCS배지에 사용된 질소원으로 $NH_4$-citrate는 농도가 증가 될 수록 AYS의 항효모 활성이 저하되었으며 오히려 $NH_4$-citrate를 배지에서 제거하는 편이 항효모 활성이 양호하였다. 반면에 금속이온으로 $FeCl_3$$NH_4$-citrate가 제외된 MYCS배지에 $100{\mu}M$을 첨가하여 AY2000균주를 배양하면 AYS의 S. cerevisiae에 대한 MIC는 $7.8{\mu}g/mL$. 강한 항효모 활성을 나타내었다. 또한 AY2000균주는 $NH_4$-citrate가 제거되고 $100{\mu}M$ $FeCl_3$를 첨가한 MYCS배지(pH 5.5)에서 배양하면 12-24시간 동안에는 MIC가 $7.8{\mu}g/mL$을 유지하였으나, 그 후 48-60시간 동안에는 MIC가 $31.3{\mu}g/mL$로 항효모 활성이 감소되었다.

미세소관-손상 항암제 처리에 의한 세포주기의 정지 및 에폽토시스 유도 (Microtubule-damaging Chemotherapeutic Agent-mediated Mitotic Arrest and Apoptosis Induction in Tumor Cells)

  • 전도연;김영호
    • 생명과학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.376-386
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    • 2016
  • 에폽토시스에 의한 세포자멸사는 암세포에 대한 항암제 효능의 핵심적 기전이다. 항암제의 대표적인 두 종류로 알려진 DNA-손상 약제(DNA-damaging agents, DDAs)와 미세소관-손상 약제(microtubule-damaging agents, MDAs)가 암세포에 야기하는 초기 항암신호전달 기전은 다르지만, 최종적으로는 대부분 미토콘드리아 의존-에폽토시스를 통해 암세포를 사멸시킨다. 한편, DDAs에 의한 에폽토시스 유도에는 wild-type 종양억제 단백질 p53의 역할이 매우 중요하다. 그러나 인체 암의 약 50% 이상이 p53유전자의 돌연변이 때문에 종양억제 단백질로서의 p53 기능이 불활성화 되어 있다. 따라서 p53과 무관하게 에폽토시스를 유도할 수 있는 MDAs를 이용한 항암치료는 돌연변이 p53을 지닌 암세포에 대해 유리한 화학요법으로 이해된다. 최근 본 연구진은 인체 급성 백혈병 세포주인 Jurkat T 세포를 모델로 하여, MDAs (nocodazole, 17-α-estradiol, 혹은 2-methoxyestradiol)의 항암작용과 관련된 세포주기 정지 및 에폽토시스 유도 기전을 구명하였다. 그 결과, Jurkat T 세포를 MDAs로 처리할 경우, 유사분열방추사의 결함에 의한 세포주기(전중기, prometaphase) 정지, 장시간에 걸친 Cdk1의 활성화, 활성화된 Cdk1에 의한 에폽토시스 조절인자들(Bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1 및 Bim)의 인산화, 이에 따른 Bak 활성화, 미토콘드리아막 손상 및 카스파아제 연쇄 활성화에 의해 에폽토시스가 유도됨을 밝혔다. 또한 동일한 MDA 처리 조건하에서 Bcl-2 혹은 Bcl-xL의 과발현시켜 에폽토시스 진행을 차단할 경우, Jurkat T 세포는 약제처리 후에 전중기 정지된 4N 상태에 도달하지만, 이어서 유사분열 불이행(mitotic slippage) 및 내재복제(endoreduplication)가 진행되어 다배수체들(polyploids; 8N, 16N)을 생성하게 됨을 확인하였다. 이러한 결과는 MDAs처리에 따른 다배수체들의 생성을 차단하는 세포 내 기전으로서, 전중기 정지된 4N 세포의 에폽토시스에 의한 제거가 매우 중요함을 보여준다. 특히, 다배수체는 유전적으로 매우 불안정하여 암세포의 항암제 내성 획득 및 암 재발과 직접 연관되는 것으로 알려져 있으므로, 에폽토시스 기전에 결함이 있는 암세포를 대상으로 MDAs를 이용한 항암 화학요법을 시행할 경우에는 다배수체 세포의 생성을 차단하기 위한 새로운 수단이 반드시 병행되어야 할 것으로 사료된다.

토양입단(土壤粒團)의 안정성(安定性)과 친수성(親水性)이 수분침투(水分浸透) 및 증발(蒸發)에 미치는 영향(影響) (Effects of Soil Aggregate Stability and Wettability on Infiltration and Evaporation)

  • 조인상;조성진
    • 한국토양비료학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.121-127
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    • 1985
  • 토양수분(土壤水分)을 효율적(效率的)으로 관리(管理)할 수 있는 토양개량방법(土壤改良方法)을 구명(究明)하고 토양입단(土壤粒團)의 특성(特性)이 수분변화(水分變化)에 미치는 영향(影響)을 파악(把握)하여 토양구조개선(土壤構造改善)에 적정기준(適正基準)을 제시(提示)하기 위(爲)하여 사양토(砂壤土)와 식양토(埴壤土)에 친수성(親水性)인 Uresol과 소수성(疎水性)인 Bitumen을 처리(處理)하여 시험(試驗)을 실시(實施)하였다. Perspex관(管)을 세토(細土)로 채우고 개량제(改良劑)를 처리(處理)한 토양입단(土壤粒團)과 처리(處理)하지 않은 토양(土壤)을 2cm 두께로 복토(覆土)한 후(後), 인공강우하(人工降雨下)에서 수분(水分)의 침투량(浸透量)을 측정(測定)하고 인공기상조건(人工氣象條件)에서 r-선(線) 수분측정기(水分測定機)를 이용(利用)하여 수분(水分)의 증발량(蒸發量)을 조사(調査)하였다. 토양(土壤)의 수분침투량(水分浸透量)은 친수성(親水性) 토양개량제(土壤改良劑) Uresol 처리(處理)에 의하여 18.7~50.8% 증대(增大)되었으며 소수성(疎水性) Bitumen 처리(處理)는 25% 이하(以下)로 감소(減少)되었다. 증발량(蒸發量)은 Bitumen 처리(處理)로 22.0~68.1%로 억제(抑制)되었으며 Uresol 처리(處理)도 38.7~68.4%로 감소(減少)되었다. 수분침투(水分浸透)와 증발(蒸發)을 합(合)한 총수분이용율(總水分利用率)은 Uresol 처리(處理)에 의하여 2배(倍) 이상(以上) 높일 수 있었다. 토양입단(土壤粒團)의 안정성(安定性), 습윤각(濕潤角)등은 수분(水分)의 침투(浸透)와 증발(蒸發)에 영향(影響)을 끼쳤으며 특(特)히 수분침투(水分浸透)와 습윤각(濕潤角)-안정지수(安定指數), 수분증발(水分蒸發)과 습윤각(濕潤角)-불안정지수(不安定指數)와는 고도(高度)의 유의성(有意性)있는 대수함수적(對數函數的)인 정(正)의 상관(相關)이 있었다. 토양입단(土壤粒團)의 안정성(安定性)은 수분(水分)의 침투(浸透) 및 증발억제(蒸發抑制)와 정상관(正相關)이 있으나 습윤각(濕潤角)의 개선(改善)은 수분침투(水分浸透)와 증발(蒸發)을 모두 증대(增大)시키는 요인(要因)이 되므로 전체적(全體的)인 수분관리면(水分管理面)에서는 토양입단(土壤粒團)의 안정성(安定性)을 증대(增大) 시키는 것이 효율적(效率的)인 것으로 판단(判斷)되었다.

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RCGA 기반의 모델을 이용한 트레일러형 로봇의 후방경로 추종제어 (Backward Path Tracking Control of a Trailer Type Robot Using a RCGS-Based Model)

  • 위용욱;김헌희;하윤수;진강규
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권9호
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    • pp.717-722
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    • 2001
  • 최근 국내 수출입 물량의 증가와 더불어 항망 및 물류 처리시설의 자동화에 대한 요구가 절실하다. 특히 제한된 공간 내에서 효율적으로 화물의 적화 및 하역을 해야하는 컨테이너 수송용 트레일러의 경우 후진 및 주차기능이 매우 중요하다. 일반적으로 트레일러 형 차량은 트랙터의 속도와 방향을 제어하여 트레일러의 위치 및 방위를 제어하는 논홀로노믹(Non-holonomic)제어시스템으로서 제어하기가 까다로우며 특히, 후방경로 주행에 있어서는 시스템이 불안정해지지 쉽기 때문에 더욱 더 정교한 제어가 요구되고 있다. 아울러 자립(Self-contained) 이동 시스템의 실제 구현에 있어서는 CPU의 처리능력, 뱃터리 용량 등 여러가지 물리적 제약조건을 고려하여 시스템을 통합하여야 하므로 시스템의 대형화나 알고리즘 복잡성을 줄이는 노력이 필요하다. 제어하는데 있어서 CPU에 부담을 덜어주기 위해 복잡한 알고리즘을 피하면서 광범위한 운전영역에서 큰 무리없이 동작할 수있도록 하는데 역점을 둘 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 선형 모델을 얻고 이를 근거로 후방직선경로를 안전하고 정확히 추종할수 있는 상대 피드백 제어기를 설계하는 무제를 다룬다. 일반적으로 트레일러형 로봇의 후방경로 제어는 몸체의 질량. 관성 등과 같은 동역학적 요소와 길이, 폭등과 같은 운동학적 요소가 동시에 고려되어져야 하지만, 로봇의 병진속도와 회전각속도 제어를 담당하는 하위의 제어기를 미리확보한 것으로 간주하고 운동학적 요소만을 고려하였다. 먼저 로봇의 비선형 기구학적 모델로부터 선형모델의구조를 결정하고, 실제 장치를 Sinusoidal 형태로 주행시키면서 얻어진 입출력 데이터와 실수코딩 유전알고리즘 (Real-coded genetic algorithm: RCGA)을 이용하여 그 파라미터를 추정한다. 이와 같이 추정된 모델에 기초한 상대 피드백 제어기가 극배치법으로 설계되어졌으며, 제안된 방법에 대한 유효성은 실제 실험장치를 통해 검증되어진다.}$/ml와 150 $\mu\textrm{g}$/ml로 hydroxyl radical의 소거 능이 좋은 vitamin C (180 $\mu\textrm{g}$/ml) 보다 뛰어난 소거 활성을 나타내었다. Superoxide radical을 소거하는 효과는 초두구 추출물의 $IC_{50}$/ 값 10 $\mu\textrm{g}$/ml, 빈랑 추출물이 15 $\mu\textrm{g}$/ml을 나타냈고, 이는 기준 물질인 vitamin C (35 $\mu\textrm{g}$/ml)보다 좋은 소거 활성을 보여주었으며, gallic acid 9 $\mu\textrm{g}$/ml과 유사한 효과를 나타내었다. 사람 섬유아세포를 배양하여 hydroxyl radical과 superoxide radical를 발생시킨 후 초두구와 빈랑 추출물의 세포 보호 효과를 실험한 결과 25 $\mu\textrm{g}$/ml의 농도로 처리하였을 때 각각 85% 이상의 우수한 세포 보호 효과를 나타내었다. 초두구로부터는 자유라디칼 소거 활성이 있는 물질을 분리하기 위하여 분획한 후 가장 높은 소거 활성을 보인 에틸아세테이트 층에 대하여 silica column chromatography, preparative TLC를 수행하였다. 초두구로부터 분리된 물질은 HPLC를 이용한 분리에서 phenol성 물질인 gallic acid와 동일한 retention time을 보여줌으로써 초두구로부터 분리된 물질은 gallic acid와 유사한 phenol성 물질이거나 그의 유도체일 것으로 추측된다. 따라서, 초두구와 빈랑 추출물은 피부 노화의 주요인이 되고 있는 lipid radical, hydroxyl radical, superoxide radical을 소거하는 활성이 뛰어나 자유라디칼에 의하여

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