• 제목/요약/키워드: 생명공학산업

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원전 안전-필수 소프트웨어의 품질향상을 위한 최적화된 확인 및 검증 방안 (An Optimized V&V Methodology to Improve Quality for Safety-Critical Software of Nuclear Power Plant)

  • 구서룡;유영제
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.1-9
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    • 2015
  • 원자력 분야에서 안전관련(safety-related) 소프트웨어의 활용이 점차 확대됨에 따라서, 그에 상응하는 소프트웨어 안전과 신뢰도 향상을 위한 방안 연구가 지난 10여년 전부터 활발히 진행되고 있다. 원전 계측제어시스템(MMIS)은 원자력 발전소의 두뇌와 신경망에 해당하는 기능을 수행하고 있고 첨단 디지털 장비들로 구성된다. 따라서 원전 계측제어시스템의 소프트웨어 오류는 원자력 발전소 운전에 지장을 초래할 수 있고, 오동작으로 인한 발전소 정지로 경제적 손실을 초래할 수 있다. 소프트웨어 확인 및 검증(verification and validation, V&V)은 소프트웨어 품질을 향상시킬 수 있는 소프트웨어 공학의 분야로 알려져 있고, 원자력 산업계에서는 소프트웨어 생명주기에 따른 철저한 V&V 활동을 이행하고 준수할 것을 법규로 규정하고 있다. V&V 활동은 소프트웨어 전 생명주기에 따라 분석과 시험 활동들의 조합으로 다른 품질관련 공학 업무를 보완하는 역할을 한다. 본 논문에서는 명세 평가, 요건 추적, 소스코드 리뷰, 및 소프트웨어 시험을 통한 최적화된 안전관련 소프트웨어 V&V 방법론에 기반한 소프트웨어 품질 향상 방안과 단계별로 적합한 도구를 활용하여 효율성을 확보할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 제안된 방법론은 실제 신한울 1,2호기 원자력발전소 MMIS 시스템에 적용되어 입증되었다.

Escherichia coli WC7가 생산하는 Phytase의 효소특성과 그 유전자의 클로닝 (Characterization and Cloning of a Phytase from Escherichia coli WC7.)

  • 최원찬;오병철;김형권;강선철;오태광
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.1-7
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    • 2002
  • 토양으로부터 phytate 분해능이 뛰어난 phytate를 생산하는 균주를 분리 동정한 결과 Escherichia coli로 동정되었고, E. coli WC7으로 명명하였다. 이 균주가 생산하는 phytase를 ammonium sulfate 침전, Phenyl-Sepharose, DEAE-Sepharose, CM-Sepharose, Resoure S, Mono S 컬럼 크로마토그래피를 이용한 분리정제를 수행하여 정제도 1,250 배, 수율 30%로 정제하였고 640 Unit/mg의 비활성을 얻었다. 또한 정제된 phytase는 SDS-PAGE에서 분자량 45kDa인 단일 subunit로 이루어진 단일효소임을 확인하였다. E. coli WC7 phytase의 최적 pH는 5.0, 최적 온도는 $60^{\circ}C$였으며, pH 2.0-12까지 안정하였다. 열안정성에서는 $60^{\circ}C$이상에서 급격한 활성의 감소를 보여 초기 활성의 20% 활성만을 나타내었다. Phytase의 N-말단 아미노산 서열은 Ser-Glu-Pro-Clu-Leu-Lys-Leu-Glu-Ser-Val-Val이었으며 이는 E. coli 유래의 pH 2.5 acid phosphatase와 아주 큰 유사성을 보였다. S. coli WC7 phytase의 유전자를 확보하기 위해 E. coli acid phosphatase의 DNA sequence를 바탕으로 한 primer들을 이용하여 PCR 클로닝을 수행하였으며 증폭된 PCR fragment를 pUC19 벡터에 클로닝 하고 DNA 염기서열을 결정하였다. 그 결과 1.2 kbp의 WC7 phytase 유전자의 ORF를 확인하였으며 432개의 아미노산으로 이루어진 분자량 44,716 Da의 단백질을 확인 할 수 있었다. 대부분의 acid phosphatase 효소들의 active site라고 추정되는 active site motif인 RHGXRXP가 N-terminal 쪽에 존재하고 있었다. pUEP를 이용하여 E. coli XL1-Blue에서 phytase를 발현시켰을 때 효소의 생산량이 17.5 U/ml로서 원균주의 23배 활성을 가졌으며,효소의 비활성 및 pH 안정성 측면에서 높은 산업적 이용가능성을 볼 때 사료첨가제 효소로의 개발을 기대할 수 있을 것이라 판단된다.

전통발효식품용 종균의 안전성 평가 필요성 (Safety Assessment of Starters for Traditional Korean Fermented Foods)

  • 정도원;이종훈
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.1-10
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    • 2014
  • 식품발효용으로 사용하는 미생물은 오랜 기간의 사용이력에 근거하여 안전성에 대한 의문이 제기되지 않고 사용되어 왔다. 한편, 가공식품산업의 발달로 국제적인 식품 거래가 활발해지면서 수입국의 소비자와 정부당국은 식품에 첨가하는 미생물의 안전에 대해서 더욱 민감하게 반응하고 있다. 현재, 식품에 첨가하는 미생물에 대한 안전성 평가기준은 미국 Food and Drug Administration (FDA)가 사용하고 있는 Generally Recognized as Safe (GRAS)와 유럽연합 European Food Safety Agency (EFSA)의 Qualified Presumption of Safety (QPS)가 대표적으로 적용되고 있다. GRAS는 식품에 첨가하는 미생물 자체에 대한 안전성이 아닌 특정용도에서의 첨가에 따른 안전성을 의미하고, QPS는 식품에 첨가 가능한 미생물 단위(분류학적 단위, taxonomic unit)에 대한 안전성 평가이다. 우리나라에서는 전통발효식품의 상업적 생산이 증가하면서 종균 적용이 추진되고 있지만, 식품발효용종균에 대한 안전성 기준규격 없어 안전성 평가 없이 기능성만으로 종균 개발이 진행되고 있다. 전통발효식품의 세계화를 위해서는 향후 적용될 종균에 대한 기능적 측면뿐만 아니라 안전성의 확보가 필요하고, 식품용 미생물에 대한 안전성 평가 기준의 마련이 필요한 시점에 도달해 있다.

감압추출마유(horse fat) 및 시판 돈지와 우지의 이화학적 특성 비교 (Comparison of physicochemical characteristics of horse fat, lard, and beef-tallow)

  • 박윤형;조만재;김현정
    • 한국식품과학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.1-6
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    • 2019
  • 본 연구에서는 제주말과 한라말로부터 추출한 마유와 시중에서 판매되는 동물성 유지인 돈지와 우지의 물리화학적 성질을 조사하였다. 색도 차이를 나타내는 ${\Delta}E$값은 동물성 유지 간에 유의적인 차이를 나타나지 않았으며, 물리적 성상 차이로 인해 $25^{\circ}C$에서 측정된 L값이 $60^{\circ}C$에 비해 감소되었다. 제주마유와 한라마유의 산가는 돈지와 우지에 비하여 높게 측정되었지만, 과산화물가, p-아니시딘가 및 총 산화가는 낮게 측정되었다. 모든 시료에서 미량의 ${\gamma}-tocopherol$이 검출되었으나, 오직 제주마유와 한라마유에서 14.7와 21.4 mg/kg의 ${\alpha}-tocopherol$이 검출되었다. 마유의 주요 지방산으로 palmitic acid ($C_{16:0}$), oleic acid ($C_{18:1}$), linoleic acid ($C_{18:2}$)가 분석되었고, palmitoleic acid ($C_{16:1}$)의 함량은 7.36과 5.22%로 돈지와 우지에 비하여 2-3배 높게 함유한 것으로 나타났다. 제주마유와 한라마유는 흡열곡선 및 발열곡선에서 두 개의 피크가 발견되었으며, 상대적으로 돈지와 우지의 피크보다 낮은 온도에서 발견되었는데 이는 우지보다 높은 함량의 불포화지방산의 조성 비율, 돈지보다 적은 함량의 stearic acid ($C_{18:0}$)에 의한 것으로 보여진다. 따라서 본 연구 결과는 최근 산업적으로 활용도가 높아지고 있는 제주마유와 한라마유의 물리화학적 성질에 대한 기초 자료로 제공되어 향후 연구 수행에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

생물고분자응집제 Biopol32의 산업폐수에 대한 응집활성 및 탈수효과 (Flocculating Activity and Dehydration Efficiency of Biopolymer Flocculant Biopol32 in Industrial Wastewater Treatment)

  • 이명은;오나라;서현효
    • 생명과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.362-368
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    • 2019
  • Pseudomonas sp. GP32가 생산하는 생물고분자 응집제 Biopol32의 실제 응용, 개발을 위하여 식품폐수, 도축폐수, 염색폐수에 대하여 응집효과를 검토하였다. 식품폐수의 경우 pH 6.0에서 70%의 화학적산소요구량(COD) 감소율과 49%의 부유고형물(SS) 제거율을 나타내었다. 도축폐수에서는 pH 4.0에서 61%의 화학적산소요구량 감소율과 91%의 부유고형물 제거율을 보였으며, 염색페수의 경우 pH 5.0에서 72%의 화학적산소요구량 감소율과 92%의 부유고형물 제거율을 보였다. 응집과정에서 형성되는 floc의 크기는 Biopol32 용액을 최종농도 20 ppm으로 첨가하였을 때 10 mm였고 이때 탈수효율은 62%였다. 생물응집제 Biopol32 첨가구와 합성응집제 PAA 첨가구에서 탈수효율이 전반적으로 가장 좋은 응집제 첨가 농도는 20 ppm으로 나타났으며, 또한 이때 자연한계함수율(78.1%)에 이르는 최단의 여과시간을 얻을 수가 있었다.

수중에서 미세플라스틱인 Polypropylene의 Cd 흡착특성 평가 (Evaluation of Cd Adsorption Characteristic by Microplastic Polypropylene in Aqueous Solution)

  • 엄주현;박종환;김성헌;김영진;류성기;서동철
    • 한국환경농학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.83-88
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    • 2019
  • 본 연구는 미세플라스틱 주요물질 중의 하나인 PP와 담수상태에서 중금속 사이의 상관관계를 평가하기 위해 등온흡착모델과 다양한 흡착조건하에서 microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착특성을 평가하였다. Microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착경향은 Freundlich 흡착식에 적합하였으며, 주요한 흡착메카니즘은 물리적인 흡착으로 판단된다. 특히, PP에 의한 Cd의 흡착량은 반응시간과 반응온도에 지배적인 영향을 받았으며, 반응시간과 반응온도가 증가할수록 흡착량은 증가하였다. 초기 pH에 따른 흡착결과 PP에 의한 Cd의 흡착은 표면전하와 큰 상관관계가 없었고, FTIR분석을 통한 Cd 흡착 전과 후의 PP작용기에 별 다른 차이가 없어 PP에 의한 Cd의 흡착은 대부분 물리적 흡착으로 판단되었다. 결론적으로 담수상태에서 미세플라스틱인 PP는 Cd과 같은 중금속을 흡착한 후 생물체내로 이동시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었고, 향후 미세플라스틱에 의한 중금속과 같은 독성물질이동과 전이매개체의 역할과 메커니즘을 규명하기 위한 체계적인 후속연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

생쥐 비만모델에서 Weissella confusa WIKIM51 식이에 따른 지방합성 및 에너지 대사 조절로 인한 체지방 감소 효과 (Oral Administration of Weissella confusa WIKIM51 Reduces Body Fat Mass by Modulating Lipid Biosynthesis and Energy Expenditure in Diet-Induced Obese Mice)

  • 임슬기;이지은;박성수;김선용;박상민;목지예;장현아;최학종
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.135-146
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    • 2022
  • 비만은 지질대사 불균형으로 인한 이상지질혈증과 밀접한 관련이 있으며, 장내 미생물의 군집 및 기능의 변화를 유도하여 장내 미생물 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 민들레 김치에서 분리한 김치 유래 유산균 W. confuse WIKIM51의 항비만 효능을 in vitro와 in vivo에서 평가하였다. 먼저, WIKIM51은 지방세포 분화를 유도한 3T3-L1 세포에서 지방대사 관련 유전자의 발현 조절을 통해 지방구 생성을 억제하였다. 후천적 비만 동물 모델을 이용한 in vivo 실험에서 10주간 W. confusa WIKIM51의 경구 투여는 고지방식이에 의해 유도된 체중 증가를 현저히 감소시켰다. 특히, 부고환 주위 지방량, 조직학적 분석을 통한 지방구의 크기 및 혈중 지표인 TG, TC, adiponectin, 그리고 leptin의 수준이 HFD군에 비해 W. confusa WIKIM51 섭취군에서 유의적으로 개선되었다. 또한 W. confusa WIKIM51 섭취군은 Ppar𝛾, C/EBP𝛼, Srebp-1c, Fas와 같은 지방 생성 및 지방산 합성 관련 유전자의 발현을 억제하였고, 반면 에너지 소비 관련 유전자 Ppar𝛼와 Cpt1의 발현은 증가시켰다. 더 나아가, W. confusa WIKIM51은 고지방식이로 인해 유도된 Firmicutes/Bacteroidetes 비율을 정상식이군의 수준으로 감소시켜 장내미생물의 불균형을 개선시켰다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, W. confusa WIKIM51의 섭취는 고지방식이로 인한 지방 축적을 억제하여 효과적으로 비만을 개선할 수 있으며, 이는 항비만 기능성 소재 및 식품 개발로의 활용이 가능함을 제시한다.

산성 pH 조건에서 차아염소산나트륨의 항균 활성 향상 (Enhanced Antibacterial Activity of Sodium Hypochlorite under Acidic pH Condition)

  • 손현빈;배원빈;지광환
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.211-217
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    • 2022
  • 차아염소산나트륨(NaClO)은 병원 및 식품산업 분야에서 널리 사용되는 소독제로 세균, 곰팡이, 바이러스에 대해서도 항균 활성이 있다. 차아염소산나트륨의 항균 활성은 용액의 pH에 의해 조절되는 안정적인 HClO 농도의 유지에 있다. 차아염소산(HClO)은 화학적으로 중성이므로 세균의 막에 쉽게 침투할 수 있으며 차아염소산나트륨의 항균 활성은 차아염소산염 이온(ClO-)보다는 용액 내 HClO 농도에 의존하리라 사료된다. 본 연구에서 pH 조절에 따른 차아염소산나트륨의 항균 활성을 time kill test와 차아염소산나트륨 처리 전후의 활성산소종(ROS) 및 ATP 농도 변화로 조사하였다. 또한 전계방출형 주사 전자 현미경(FE-SEM)을 통하여 세포벽의 파괴정도를 확인하였다. pH 5 조건에서 5 ppm 차아염소산나트륨은 Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) 균에 대하여 99.9%의 항균 활성을 나타내었고, ROS 생성량은 pH 7 조건보다 48% 증가하였다. 또한, pH 5 조건의 차아염소산나트륨에 노출된 E. coli와 S. aureus의 ATP 농도가 각각 94%와 91% 감소하였다. FE-SEM 결과, pH 5 조건에 노출된 균의 세포벽이 파괴된 것을 확인하였다. 본 연구결과를 종합해보면, pH를 조절하는 것 만으로 5 ppm 농도의 차아염소산나트륨의 항균 활성을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

산삼 공생 미생물 Weizmannia ginsengihumi LGHNH의 특징 및 배양물의 항노화 효능 (Characterization of Weizmannia ginsengihumi LGHNH from Wild-Ginseng and Anti-Aging Effects of Its Cultured Product)

  • 권민정;이혜진;이소영;진무현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.414-421
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    • 2022
  • 식물 공생 미생물은 기주 식물과 함께 공생하는 미생물로 생장 촉진, 면역력 증진, 대사체 생성 등의 역할을 수행하며 식물 발달에 영향을 준다. 본 연구를 통해 30년근 산삼에서 분리 동정한 미생물인 W. ginsengihumi LGHNH (KCTC 14462BP)은 식물 생장 촉진 호르몬인 indole-3-acetic acid (IAA)을 1.38 ㎍/ml에서 2.22 ㎍/ml 수준으로 분비함을 확인하였다. 또한 발효 전, 후의 진세노사이드 함량 비교를 통해 진세노사이드 전환능이 있음을 확인하였다. 전환된 저분자 진세노사이드인 Rg2(R), Rg4, Rg6, Rg3(S), Rg3(R), Rk1, Rg5, Rh1(R), Rk3, Rh4 등은 생체 이용률이 높고 다양한 피부 효능을 갖는다고 알려져 있다. 배양물로 제조한 W. ginsengihumi LGHNH (W. ginsengihumi LGHNH Cultured product, WCP)의 항노화 소재로서 가능성을 탐색하기 위해 미토콘드리아의 막전위와 ATP 생합성량을 측정하여 기능 저하 억제 여부를 확인하였다. 노화를 발생시키는 인자인 UVB를 조사한 HaCaT 세포 내 미토콘드리아 막전위 값을 측정한 결과, 미조사군 대비 39.3%로 감소하나 WCP 0.001% (v/v), 0.01% (v/v)에 의해 각각 57.3%, 58.1% 수준까지 회복함을 확인하였다. 또한 미토콘드리아의 ATP 생합성량 측정 결과, UVB 조사에 의해 미조사군 대비 94.3% 수준으로 감소하나 WCP를 0.001% (v/v), 0.01% (v/v) 처리한 군에서 각 각 105.3%, 105.7%로 증가하여 미토콘드리아 기능을 정상으로 회복하는데 도움을 줄 수 있다고 판단된다. 따라서, 본 연구를 통해 확보한 30년근 산삼의 공생 미생물은 항노화 관련 생물 자원으로서 산업적 활용 가능성이 높다.

연구활동종사자 작업환경측정 결과 및 제도개선 방향 (Work Environment Measurement Results for Research Workers and Directions for System Improvement)

  • 황제규;변헌수
    • 한국산업보건학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.342-352
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    • 2020
  • Objectives: The characteristics of research workers are different from those working in the manufacturing industry. Furthermore, the reagents used change according to the research due to the characteristics of the laboratory, and the amounts used vary. In addition, since the working time changes almost every day, it is difficult to adjust the time according to exposure standards. There are also difficulties in setting standards as in the manufacturing industry since laboratory environments and the types of experiments performed are all different. For these reasons, the measurement of the working environment of research workers is not realistically carried out within the legal framework, there is a concern that the accuracy of measurement results may be degraded, and there are difficulties in securing data. The exposure evaluation based on an eight-hour time-weighted average used for measuring the working environment to be studied in this study may not be appropriate, but it was judged and consequently applied as the most suitable method among the recognized test methods. Methods: The investigation of the use of chemical substances in the research laboratory, which is the subject of this study, was conducted in the order of carrying out work environment measurement, sample analysis, and result analysis. In the case of the use of chemical substances, after organizing the substances to be measured in the working environment, the research workers were asked to write down the status, frequency, and period of use. Work environment measurement and sample analysis were conducted by a recognized test method, and the results were compared with the exposure standards (TWA: time weighted average value) for chemical substances and physical factors. Results: For the substances subject to work environment measurement, the department of chemical engineering was the most exposed, followed by the department of chemistry. This can lead to exposure to a variety of chemicals in departmental laboratories that primarily deal with chemicals, including acetone, hydrogen peroxide, nitric acid, sodium hydroxide, and normal hexane. Hydrogen chloride was measured higher than the average level of domestic work environment measurements. This can suggest that researchers in research activities should also be managed within the work environment measurement system. As a result of a comparison between the professional science and technology service industry and the education service industry, which are the most similar business types to university research laboratories among the domestic work environment measurements provided by the Korea Safety and Health Agency, acetone, dichloromethane, hydrogen peroxide, sodium hydroxide, nitric acid, normal hexane, and hydrogen chloride are items that appear higher than the average level. This can also be expressed as a basis for supporting management within the work environment measurement system. Conclusions: In the case of research activity workers' work environment measurement and management, specific details can be presented as follows. When changing projects and research, work environment measurement is carried out, and work environment measurement targets and methods are determined by the measurement and analysis method determined by the Ministry of Employment and Labor. The measurement results and exposure standards apply exposure standards for chemical substances and physical factors by the Ministry of Employment and Labor. Implementation costs include safety management expenses and submission of improvement plans when exposure standards are exceeded. The results of this study were presented only for the measurement of the working environment among the minimum health management measures for research workers, but it is necessary to prepare a system to improve the level of safety and health.