Escherichia coli(ATCC 11115)에 실험실등에서 상용하는 여러가지 항균제를 시간별로 처리, 그 변화양상을 전자현미경으로 관찰한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 대조군은 3층의 단일막으로 형성된 세포벽에 둘러쌓여 있으며 세포질은 전자밀도가 낮은 nucleoid와 ribosme들이 산재하여 있음을 관찰할 수 있었다. 2) 70% ethanol용액 처리군은 핵물질을 관찰할 수 없었고 세포질은 세포 중앙부로 응집되어 있었으며 세포벽의 외부에서는 bleb 들을 관찰 할 수 있었다. 3) 3% $H_2O_2$ 용액 처리군은 세포내용물의 변화는 70% ethanol 처리군과 대동소이(大同小異)하였으나 세포벽에서는 심한 굴곡현상이 관찰되었다. 4) 5% lysol 용액처리군은 세포질 및 핵물질 부위가 완전히 구분되어 나타났으며 세포질내의 ribosome과립들은 시간이 경과할수록 그 응집현상이 심하였고 세포 외부에는 ribosome 양 과립들이 부착하고 있음이 관찰되었다. 5) 1% DDEGH 용액 처리군은 세포질의 응집 및 세포막과 세포벽이 뚜렷이 관찰되지 않았으며 세포외부에 세포내용물과 동일한 물질로 생각되는 물질이 부착되어 있음을 관찰할 수 있었다. 6) 고압멸균 처리군은 세포막 및 세포벽의 파괴, 탈락 및 세포내용물의 유출현상이 관찰되었다.
한국산 육생민달팽이유(Limaxpouus와 상ciluria hhstoferi)의 체강벽을 배측부, 복측부 및 외투천 등 3부분으로 나누어 관찰하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1, Limaxpouus의 배측부 체강벽은 많은 모지상돌기 형 태의 근조직과 체강벽상피세포로 구성되어 있으나, 복측부 체강조은 많은 수의 중성점액질 형성세포와 근섬유들로만 형성되었다. 2. Incilaria hhstoferi의 배측부와 복측부는 공히 중성점액질 형성세포와 근섬유들로만 형성되고, 체강상피세포는 관찰되지 않았다. 3. Incilorlo jruhstor$\ulcorner$sri의 병투막측 체준벽은 불규칙한 모양의 단층 체강상피세포와 많은 근섬유로 구성되었다.
KGD1 유전자는 비허용온도에서 세포벽에 결함을 보이는 Saccharomyces cerevisiae LP0353 균주의 베타-1,3-글루칸 합성 효소의 활성을 회복시키는 유전자로 분리되었다. $\alpha$-ketoglutarate dehydrogenase를 암호화하는 KGD1 유전자의 효모의 세포벽 합성과 연관된 기능을 분석하기 위하여 유전자 파괴를 시도하였다. KGD1돌연변이는 생장속도가 감소하고, 키틴 합성 효소들의 활성이 증가하였으며, 세포벽 구성 당류의 함량에 변화를 보였다. 또한 Calcofluor white과 Nikkomycin Z 등과 같은 세포벽 합성 저해물질에 대해 감수성 변화를 나타냈다. 이러한 결과들은 KGD1이 효모의 세포벽 특히 베타-1,6-글루칸과 키틴의 생합성에 영향을 주고 있음을 시사한다.
인간의 장내 상재 세균이며 인간에게 다양한 건강 증진 효과를 부여하는 것으로 알려진 Bifidobacterium속을 유아의 분변으로부터 분리하여 세포질, 세포벽 및 배양액의 고분자 획분을 대상으로 in vitro에서 장관면역계를 경유한 골수세포 증식활성을 검토하였다 분리한 6종의 Bifidobacterium속 중에서 Bifidobacterium SL-21의 세포벽 성분(CWP)이 농도 의존적으로 가장 높은 골수세포의 증식을 나타내었다. 한편, 골수세포 증식은 Peyer's patch를 매개로 일어나는 반응이므로 Peyer's patch에 의해 생성되는 cytokine류의 활성을 측정하였다. B. bifidum SL-21의 세포벽 성분과의 반응에 의해 GM-CSF, IL-2 및 IL-6 등의 cytokine류의 생산 증가가 확인되었으며 cytokine의 생산은 반응한 세포벽 성분에 농도 의존적 경향을 보였고 골수세포 증식이 증가할수록 높은 cytokine 생산 증가를 나타냈다. 불용성인 B. bifidum SL-21 세포벽을 lysozyme 처리하여 수용화시켜 분자량에 따른 활성을 검토한 결과, 분자량 30-50 kDa의 획분에서 가장 높은 골수세포 증식활성이 측정되었다. 이와 같은 결과를 토대로 하여 B. bifidum SL-21 세포벽 성분이 Peyer's patch의 림프구를 활성화시키고 이들 활성화된 림프구에서 생성되는 cytokine류에 의해 골수세포 증식이 이루어짐을 확인할 수 있었다. 또한 이들 활성화된 면역세포는 CM-CSF, IL-2 및 IL-6 등의 전신순환 면역계의 증강에 중요한 역할을 갖는 cytokine류를 생산하였다.
디지털 미세유체 전기천공 시스템을 활용하여 미세녹조류에 대한 형질전환 실험을 통해 기존 상용화 장치 대비 높은 유전자 전달 효율과 세포 생존도를 확인하였다. 전기천공의 주요 파라미터인 인가전압 및 인가시간 변화를 주며 세포벽이 존재하는 세포종과 세포벽이 없는 세포종에 대한 비교 실험을 수행하였다. 이를 통해 식물 세포의 전기천공에서 세포벽의 역할은 단순히 유전체의 전달을 방해하는 부정적 요소로만 작용하지 않는 다는 사실을 확인하였다. 병렬화 및 온 칩 세포 배양 등을 통해 제안된 디지털 전기천공 기술이 향후 새로운 청정 형질전환 방법으로써의 가능성도 확인하였다.
PEG처리재의 치수안정성 기구를 조사하기 위해 에너지분산스펙트럼분석법(SEM-EDS)을 이용하여 세포벽 내에 존재하는 PEG분자들의 분포를 분석하였다. 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 무처리재의 세포들은 건조에 의한 수축이 발생하여 세포들이 찌그러진 형태를 나타냈지만, PEG처리재의 세포는 세포벽이 무처리재에 비해 다소 팽윤되었고, 세포들은 거의 원형을 유지하고 있었다. SEM-EDS법으로 분석한 결과, 세포벽에 K이온이 고르게 분포되어 있는 것이 관찰되었다. 따라서 PEG분자는 세포벽 내까지 침투하여 목재의 치수안정성 증대에 기여하는 것이 확인되었다.
인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer) 캘러스 조직으로부터 분리한 원형질체를 DMSO가 O%에서 8%까지 여러 가지 농도로 첨가된 원형질체 배양배지 (1 mg/L 2,4-D, 4 mg/L NAA, 1 mg/L BAP, 0.4 M mannitol 및 0.8% agar가 첨가된 MS배지)에서 배양하였다. DMSO가 첨가되지 않은 배지에서 배양된 원형질체의 세포벽 재생률은 약 62%이고 세포분열빈도는 약 7%이었다. 반면에, 1% DMSO가 첨가된 배지에서 배양된 원형질체의 세포벽 재생률과 세포분열빈도는 각각 약 83%와 약 27%로 높게 나타났다. 그러나 배양된 원형질체의 세포활성은 배지에 첨가된 DMSO의 유무나 농도와는 관계없이 모든 배지에서 83∼88%로 차이를 보이지 않았다. 1% DMSO가 첨가된 배지에서 3일 동안 배양된 원형질체를 투과전자현미경으로 관찰하면 원형질막 근처에 평행으로 배열하고 있는 미소관들이 관찰되었다. 또한 원형질막 표면에는 세포벽 성분인 cellulose fibril들이 연결되어 다발을 형성하고 있는 것이 주사전자현미경으로 관찰되었다. DMSO가 첨가되지 않은 배지에서 배양된 원형질체에서는 이러한 전자현미경적 구조들이 관찰되지 않았다. 원형질체 배양배지에 첨가된 DMSO는 미소관편제센타 (MTOC)의 형성에 의하여 세포벽 재생과 세포분열을 유도하는 것으로 생각된다.
참당귀 현탁세포배양시 생산되는 ECP는 세포벽을 가수분해하는 효소를 첨가할 경우 그 생산이 증진됨을 확인하였다. Pectinase의 경우 최대 0.97 g/L로 1.39 배, Pectinex의 경우 최대 1.04 g/L로 1.35 배 증진시켰다. Pectinase는 세포벽의 fragment를 방출시켜 세포의 생장과 ECP 생산을 증가시키는 것으로 판단된다. Pectinex는 저농도 (1 FDU U/L)로 처리하였을 경우 세포의 생장과 ECP 생산을 증가시켰다. 고농도로 갈수록 생장에 저해될 만큼의 fragment를 방출시켜 세포의 크기가 작아지면서 생산되는 ECP의 양은 증가되는 것으로 여겨진다. 따라서 세포벽을 가수분해하는 효소는 ECP 생산에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
비건조 화학펄프의 세포벽공 속으로 충전제의 충전을 요체로 하는 소위 섬유벽 충전기술은 제지 공정의 충전공정을 개선하는데 기여해 왔다. 섬유 세포벽 충전기술이라 함은 펄프섬유의 세포벽공에 두가지 이상의 수용성 염의 이온용액을 1차와 2차로 차례로 흡착시켜 충전제를 침착시키는 기술이다. 즉 이들 두 이온 용액의 세포벽 내에서의 화학반응에 의해 세포벽 세포벽공내에서 물에 부용의 침전을 유발케하는 공정이다. 비록 이 섬유 세포벽 충전기술이 제지공정상 비건조 화학펄프에 적용하도록 고안되었지만, 본 연 구에서는 폐지의 재활용을 위해 폐지에 이 충전기술을 시도하였다. 그 결과 무게비율로 폐지섬유의 약 5-6%와 4-5%의 CaCO$_3$와 SrCO$_3$가 각각 충전되었다. 비건조 화학펄프의 그들 값이 17-18% 와 16-18%를 나타내는 결과와 비교하여 매우 낮은 값이긴 하지만, 여전히 주목할 만한 결과로 간주되었다. 또한 이 세포벽 충전기술은 실험결과 재래의 충전방식보다 광학적 성질, 물리적 성질 및 강도적 성질이 훨씬 우수함을 보여 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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