• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권2호
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• pp.223-232
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• 2023

산화적 스트레스는 세포 및 조직 손상을 통해 피부의 탄력 및 보습 기능 저하, 피부 노화 촉진을 비롯한 다양한 피부질환을 일으킨다. 본 연구의 목적은 인간 피부각질세포 (HaCaT keratinocyte)에서 산화적 스트레스에 대한 붉은 토끼풀 추출물의 효능을 검토하여, 피부에 효과적으로 사용할 수 있는 기능성 소재로서의 활용 여부를 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 붉은 토끼풀 추출물이 인간 피부각질세포에서 산화적 스트레스에 따른 세포사를 억제시키는 것을 확인하여, 이를 조절하는 보호기전을 규명하였다. 이는 붉은 토끼풀 추출물이 Caspase-3 비활성, 세포사 촉진단백질 Bax 발현 억제, 세포생존 촉진단백질 Bcl-2 발현 증가 및 MAPK 신호전달계 단백질의 인산화 억제를 통해 H₂O₂에 의해 유도된 산화적 스트레스를 보호할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 붉은 토끼풀 추출물은 피부의 산화적 손상을 감소시키는 유용한 소재로 평가되며, 이는 피부보호 및 미용을 위한 다양한 제품 및 산업에 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권4호
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• pp.454-462
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• 2021

본 연구에서는 국내산 홍차 3종과 외국산 홍차 7종의 70% 에탄올 추출물의 항산화 효과와 LPS로 유도된 대식세포에서의 항염증 보호 효과를 평가하였다. 국내산 홍차인 보성에서 총 폴리페놀(330.13 mg GAE/g)과 탄닌(285.65 mg TAE/g)의 함량을 보였고, 총 플라보노이드 함량은 제주(590.11 mg CE/g)가 외국산 홍차와 유사하게 높은 함량을 보였다. 테아닌 함량은 국내산 홍차인 하동(651.50 mg%)이 외국산 홍차보다 매우 높은 함량을 나타냈다. 또한, DPPH 라디칼 소거능 활성과 환원력은 25 ㎍/mL 농도에서 보성 홍차에서 높은 활성을 보였다. 25 ㎍/mL 농도에서 ABTS 라디칼 소거능 활성은 제주(63.89%), 보성(59.73%)과 하동(52.76%)에서 높은 라디칼 소거능을 나타냈다. 대식세포에서의 세포보호 효과는 50-100 ㎍/mL 농도의 모든 홍차 추출물에서 높은 세포 생존율을 보였고 200 ㎍/mL 농도에서는 보성이 98.22%로 가장 높은 세포 보호 효과를 보여주었다. 세포 내 NO 생성 억제 활성은 국내산 하동, 제주와 보성 홍차의 모든 농도에서 외국산보다 높은 NO 생성 저해능을 보였다. LPS에 의해 염증이 유발된 대식세포에서의 항산화 효과를 확인하여 50 ㎍/mL의 보성홍차 추출물에서 SOD-1 발현이 LPS 단독 처리군에 비해 1.39배 증가하였다. 또한, GST발현은 LPS 단독 처리군에 비해 보성과 제주 홍차 추출물에서 각각 1.52배와 1.46배 증가되었다. 본 연구에서는 국내산 홍차와 외국산 홍차를 비교 평가한 결과 보성과 제주 홍차 추출물의 항산화 단백질 발현은 폴리페놀이나 플라보노이드 성분과 밀접하게 관여한 것으로 보이며 하동 홍차의 NO 생성 억제 활성은 높은 테아닌 함량에 의한 것으로 판단된다. 본 연구에서 국내산 홍차 추출물인 보성, 제주와 하동 홍차가 항산화 및 항염증 활성이 있는 것으로 보이며 이는 기능성 소재로서의 개발의 가능성이 있다고 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.379-386
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• 2021

본 연구 목적은 미세조류 대량생산을 위한 ICT와 BT기술이 융합된 계단식 연속 배양 시스템(CCCS)을 개발함에 있다. 본 시스템은 미세조류 성장에 필요한 주요 운전변수인 pH, 온도, 이산화탄소와 조도 제어를 통해 실시간 배양조건 유지를 통해 세포성장 증진과 계절과 장소에 관계없이 미세조류를 생산할 수 있어 경제성이 확보 된 시스템이다. 또한, 안정적이고 높은 생산성을 제공하는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 이 시스템을 활용하여 71일간 미세조류를 배양하고 실험 데이터를 분석하였다. 그 결과, 배양초기 O.D.는 수조1에서 0.006로 측정되었으며 이후 배양 71일, O.D.는 수조1: 0.399, 수조2: 0.961, 수조3: 0.795 그리고 수조4: 0.438로 측정되었다. 따라서 배양기간 동안 연속적인 배양이 가능함이 확인되었다. 대량 배양 방식인 ISMC (In-situ monitoring and control)기반 스마트팜을 제시하고, 본 개발기술을 통해 미세조류 이외의 수경재배 기반의 약용식물 등에 적용하여 식품, 화장품 그리고 의료 소재용 고부가가치 식물 재배에도 적용이 가능한 상업화 적합 기술이라 사료된다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.661-667
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• 2023

시판 중인 식용 감미료 5종류는 자당을 대체할 수 있는 물질이기에 다이어트 제품으로 사용된다. 동물과 인체에 끼치는 영향에 관한 연구에서 동물세포의 특징 실험으로 배출 중심 연구를 하여 안정성을 입증해왔고 적은 양의 축적은 무시해왔다. 반면에 식물은 외부 물질을 흡수하여 분해하거나 축적하는 물질대사 작용을 하기에 식물체를 사용하여 분해 가능성과 축적 가능성의 효과를 연구할 수 있다. 발아된 보리와 콩나물을 사용하여 시판 중인 사카린과에이스셜팜 칼륨(에이스 K)의 식물 체내에서 물질대사 영향을 조사하였다. 발아된 보리와 콩나물 성장에서 사카린과 에이스 K 는 식물 성장에 대한 저해 효과를 잎, 줄기, 뿌리에서 저 농도에서부터 모든 기관에서 공통으로 나타났다. 또 시간이 지남에 따라 사멸하는 증상이 명확하게 나타나는 것을 관찰할 수 있어서 식물 체내에 축적된다고 볼 수 있다. 축적된 양이 증가함에 따라 독성효과가 증가하여 식물이 물질대사를 하지 못하는 상태에 이르러 잎 끝부분부터 검정으로 변색하여지고 사멸상태에 이른다. 축적된 인공감미료를 제거하기 위해서 증류수에서 배양하여 회생 가능성을 시도하였지만 분해되지 않는 물질로 작용하고, 독성을 피하지 못하고 사멸된다. 이것은 사카린과 에이스 K는 세포 내에서 배출하지 못한다. 독성효과가 계속 되어서 성장을 억제하고 결국에는 세포를 사멸하게 한다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.561-565
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• 2009

인간조직인자는 혈액응고인자 factor VII 과 복합체를 형성하며 연속적인 혈액응고 연쇄반응을 촉매하는 효소 활성체이다. 복합체 형성에 필수적인 이 조직인자의 세포 외 부분이, 기존의 융합 단백질 및 히스티딘 말단이 없는 새로운 발현 벡터에 의해 대장균 내에서 과량 발현 되었다. 봉입체 형태로 발현된 재조합 인간조직인자는 DEAE-Sephacel 크로마토그라피 기술을 적용하여 분리, 정제 및 구조적 복원이 동시에 시도 되었다. 정제된 재조합 단백질은 SDS-PAGE 분석에서 순수한 형태로 나타났으며, 생물학적 활성도 또한 기존의 조직인자와 거의 동등함을 보였다. 본 연구의 발현 및 정제 시스템은 이전의 보고에서 보여진 방법들에 비해 단백질 분해효소를 사용하지 않아 추가적인 크로마토그라피 과정이 필요 없어 좀 더 효율적이기 때문에 기존의 발현 시스템에 대해 대체할 수 있는 매우 유용한 방법으로 제공된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.49.1-49.1
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• 2009

최근 손상된 생체조직의 재생 또는 대체를 위하여 다공성의 지지체(scaffold)를 이용하는 연구가 활발히 이루어져 왔다. 지지체 재료는 조직 재생을 목적으로 하는 경우에는 생분해성 고분자, 생흡수성 세라믹스 또는 이들의 복합재료가 사용되고, 조직 대체를 목적으로 하는 경우에는 금속 또는 세라믹스 재료가 단독으로 사용된다. 현재 경조직 대체를 위한 임플란트 재료로 사용되고 있는 금속재료 중 대부분이 타이타늄 또는 타이타늄 합금이다. 타이타늄은 비강도, 내식성이 우수하며, 생체 내 환경에서 부동태피막 재생 속도가 빠르고, 섬유상 결체조직 형성 두께가 얇아 생체의료용 소재로서 각광을 받고 있다. 다공성 타이타늄은 기존 타이타늄 소재의 장점에 다공체의 구조적인 특성을 부가하여 하중을 받는 골 결손부에 사용될 경우 뼈와의 탄성계수 차이에서 기인하는 응력차폐(stress shielding) 효과를 최소화할 수 있고, 다공체 내부로 골조직 성장을 유도할 수 있어 지지체와 골조직이 일체화되는 골융합 효과의 극대화를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 기공 구조를 다양하게 제어할 수 있고, 3차원적 연결 기공구조를 만들 수 있는 적층조형(layer manufacturing) 기술을 이용하여 3차원 다공성 타이타늄 지지체를 제조하였으며, 이에 대한 세포독성, 조골세포 증식능 등 in vitro 생체적합성을 평가하고, Rat model 을 이용한 in vivo 생체적합성을 평가하였다. 또한 지지체의 골조직 재생 유도성의 증대를 위한 생체활성처리 영향도 분석 평가하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권3호
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• pp.327-332
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• 2019

현대 과학자들은 식물정화공정과 같은 새로운 기술로 중금속을 제거하려고 한다. 이런 최첨단 기술 중 하나는 토양의 특정 중금속을 제거하는 형질 전환 식물을 개발하는 것이다. 본 연구자는 T. goingense Metal Transport Protein 1 유전자와 TgMTP1 : GFP 유전자를 발현하는 형질 전환 벡터를 구축했다. 형질전환체 식물을 선택하여 형질 전환 된 유전자를 애기 장대 게놈에서 확인했다. 발현은 Arabidopsis 세포, 조직 및 기관의 여러 부분에서 확인되었다. Arabidopsis thaliana에서 TgMTP1 과발현하는 식물에 중금속이온이 처리되었을 때 형질 전환 식물체는 비 형질 전환 체보다 중금속 내성이 높았다. 추가 연구를 위해 4 (Zn, Ni, Co, Cd.)가지 중금속에 대한 내성이 향상된 형질 전환 식물을 선택했다. 선택된 T3 TgMTP1 과다 발현 애기 장대 식물은 중금속에 내성이 증가된다. 이 식물은 액포 내에 중금속을 축적하고 동시에 원형질막에 발현되는 MTP1 유전자의 발현을 특징으로 한다. 결론적으로, 이러한 식물은 식물 정화 응용 분야 및 내성이 증가 된 식물로 사용될 수 있다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.2-32
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• 2020

키토산은 천연에 존재하는 풍부한 고분자 다당류이며 동시에 항균작용, 항암작용, 면역 활성 증강 작용 등 다양한 생리 기능성을 가진 생체 물질(biomaterial)이다. 그러나 키토산은 수용액에 쉽게 용해되지 않고 체내 흡수율도 매우 낮은 고분자 물질이기 때문에 그 자체로는 생체 내에서 기능을 발휘하지 못한다. 따라서 체내 흡수율이 용이하고 보다 다양한 생리 활성을 나타내는 키토산올리고당으로 섭취할 필요가 있다. 키토산으로부터 키토산올리고당을 만드는 방법은 온화한 조건에서 부반응이 없는 효소분해가 가장 이상적이다. 그러나 키토산을 분해시킬 수 있는 효소의 가격이 매우 비싸고 효소 활성이 낮아 산업적으로 효소를 이용하여 키토산올리고당을 대량 생산하는데는 경제적으로 큰 문제가 있었다. 따라서 효소 분해에 의한 키토산올리고당의 생산을 산업적으로 적용시켰을 때 대량으로 소모되는 효소의 높은 생산 비용을 경감하기 위하여 효소의 재이용을 위한 생산 시스템을 도입하였고 한외여과막과 효소 반응기를 결합시킨 한외여과막 효소반응기를 키토산올리고당의 생산에 적용시킴으로써 대량 생산이 가능해졌다. 이 시스템은 사용하는 막의 종류에 따라 원하는 분자량의 키토산올리고당을 생산 할 수 있어 분자량 크기에 따라 생체 내에서 다른 생리기능을 나타내는 키토산올리고당을 각기 목적에 맞는 제품으로 대량 생산할 수 있다. 키토산올리고당은 암세포 성장에 영향을 미치는 면역을 증진시키고 암 전이 관련 효소인 MMP-2 및 MMP-9의 발현을 저지하여 암 전이를 억제할 뿐만 아니라 암세포의 신생 혈관형성을 억제하므로 암의 예방이나 치료에 활용될 수 있다. 또한 키토산올리고당은 생체 노화를 촉진시키는 초과산화 라디칼, 히드록시라디칼, 과산화 라디칼과 같은 활성산소종을 소거시킴으로써 활성산소종에 의해 유발되는 질환도 예방한다. 더 나아가서, 키토산올리고당은 양전하를 가진 아미노기를 갖고 있어 미생물 세포막의 음전하와 결합하여 세포막의 기능을 상실시킴으로써 막을 통해 출입하는 대사에 필요한 물질들을 봉쇄한다. 이것은 미생물의 성장과 증식을 감소시키는 효과가 있어 식품분야에서도 천연 보존제로서 활용될 것으로 기대된다. 지금까지 고혈압 및 심장 질환의 치료는 레닌엔지오텐신 시스템(RAS)경로의 치료조작(mani pulator) 및 ACE 저해에 초점이 맞추어져 왔다. Captopril, Enalapril, Alcacepril 및 Lisinopril같은 합성 ACE 저해제는 고혈압 치료 및 예방을 위해서도 널리 사용되고 있으나 기침, 알레르기 반응, 맛 장애 및 피부발진과 같은 부작용을 야기시킬 위험이 있다. 그러므로 고혈압의 치료나 관리를 위한 치료제로서 자연계에 존재하는 천연성분인 키토산올리고당이 바람직한 대안으로 사용될 수 있을 것이다. 고령 사회로 진입하면서 노인의 치매 발병률은 현저하게 증가하는 추세이나 아직까지 효과가 뛰어난 치매치료제는 개발되지 않고 있는 실정이다. 키토산올리고당이 치매유발효소인 베타-세크레테이즈뿐만 아니라 아세틸콜린 에스테르가수분해효소를 저해하고, 산화에 의한 뇌세포의 손상을 저해하는 효능이 있는 것으로 밝혀져 앞으로 치매 예방이나 치료에 적극적으로 활용되어야 한다. 최근에 소비자나 환자들은 다양한 부작용을 낳는 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있어 자연식품이나 천연 생리기능성 물질과 자가치료에 대한 욕구가 높아지고 있다. 그러므로 의약품에 비해 다소 효능이 낮을지라도 특정한 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리 기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것이다. 따라서 항암, 항산화, 항염증, 항균, 항고혈압, 항치매, 항당뇨, 항알레르기 등 다양한 생리활성을 나타내는 키토산올리고당을 활용한 건강기능성식품(nutraceuticals), 의약품(pharmaceuticals) 및 기능성 화장품(cosmeceuticals) 등 다양한 제품이 개발될 것으로 기대된다.

• 한국동물학회지
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• 제38권3호
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• pp.405-416
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• 1995

한국산 긴날개박쥐의 정자변태과정을 알아보기 위하여 정소와 정소상체 미부를 적출하여 전자현미경으로 이들 각각의 변태과정에서 나타내는 특징들을 Lee 등 (1992)의 방법에 의해 구분하였고 특히, 첨체형성발달단계를 중심으로 본 연구를 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 세포구조물 특징에 따라서 두모단계, 첨체단계, 이탈단계를 각각 전, 후기로, 골기 단계는 전, 중, 후기로 성숙단계를 1단계로 세분하여 10기로 나눌 수 있었다. 저장정자의 중편부의 축사구조는 9+2이며, Outer dense fiber 중에서 특히 Nos. 1, 5, 6, 9가 컸다. 특히, 첨체형성단계에서 볼 때, 골기 단계에서는 골기체로부터 떨어져 나온 작은 골기낭들이 서로 융합하여 커다란 소포를 형성하여 핵 상단면과 접하여 나타나는 점으로 보아 종래에 기술되어온 과립상의 소포가 첨체소포라고 명명되어 왔으나 본 조사의 결과에서 볼 때, 이미 세포질내에 합성된 첨체의 전구물질이 골지체로 이송되고 골지 소낭으로 이송된 물질이 소포와 융합하는 점으로 미루어 보아 Lee 등 (1992) 의 견해처럼 골지낭으로 여겨지며 골지낭에 첨체의 전구물질이 더욱 더 응축되어 균질화 하여 첨체를 형성하게 되리라 여겨진다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.7-7
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• 2019

우리나라에서의 대마는 마약류로 분류되어 기호용과 의료용 모두 법적인 제재를 받아왔으나 최근에 의료용 대마가 법적으로 허용이 되어 환자들에게 처방 받을 수 있게 되었다. 하지만 우리나라 사람들에게 대마는 환각성분을 가진 마약류로 깊이 인식되어 왔으며 의료용 대마에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 노지재배에서 발생할 수 있는 범죄의 위험성, 자연교배에 의한 품질저하를 피할 수 있으며 재배조건(양액, 광조건, 광주기, 대기환경조성) 등을 제어할 수 있는 밀폐형 LED 식물공장은 의료용 대마 생산에 제일 적합한 모델이 될 수 있다. 식물체의 광합성은 가시광선 중 특정 파장 450nm 청색광과 660nm 적생광을 주로 이용하며 'LED (Light Emitting Diode) 발광다이오드'는 식물체의 광합성에 적합한 파장으로 광원을 조사할 수 있는 장점이 있다. 이러한 LED를 이용한 광합성은 식물체의 2차 대사물질 Anthocyanins, phenolic compounds 등의 향상과 생육에도 긍정적인 영향을 미치며 식물 뿐만 아니라 광합성을 하는 미세조류(micro algae)에서도 이용이 가능하며 해마토 코쿠스(Hematococcus)의 세포증식과 항산화물질 아스타잔틴(astaxathin)생산에 유용하게 쓰이고 있다. 최근 미국과 다른 나라에서도 기호용, 의료용 대마사업에 대한 관심이 높아지고 있으며 캐나다와 미국에서는 밀폐형 유리온실과 식물공장을 이용한 의료용 대마를 생산, 추출, 가공까지 하여 산업적인 영역을 넓히고 있는 실정이다. 특히, 실내재배에서는 광원이 필수적인 요소이며 식물생육에 선택적인 파장을 조사할 수 있는 LED와 재배조건을 정밀하게 제어할 수 있는 밀폐형 식물공장을 이용한 의료용 대마 생산에 대한 연구가 절실히 필요한 시점이다.