V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.
의성종 마늘의 유묘로부터 상처(wound)에 특이적으로 발현되는 cytochrome P450 유전자군의 하나인 P450-Esg cDNA를 탐색하였다. P450-Esg는 1,419 bp의 open reading frame(ORF)을 가지고 473개의 아미노산을 가진 polypeptide를 코딩하는 것으로 나타났다. 국내와 몽골로부터 수집한 12개의 재배종으로 부터 P450-Esg 유사 유전자의 염기서열을 비교한 결과 시작코돈(ATG)에서 472~510 bp 및 1,210~1,240 bp 부위의 염기에서 재배종간에 차이를 보이는 염기서열을 다수 확인하였다. cDNA 1,210~1,240 bp의 부위는 P450 유전자에서 공통적으로 알려진 heme binding domain으로, 각 지역에서 수집된 재배종은 염기서열뿐만 아니라 아미노산 서열에 있어서도 특이적인 변이를 보였다. cDNA 472~510 bp 부위에서 코딩하는 13개 아미노산의 서열은 12개 재배종에서 모두 동일하였으나, 13개 아미노산 중 7개에서 재배종 마다 각각 다른 DNA 염기로 코딩하는 단일 염기다형성(single nucleotide polymorphism)을 보이는 서열을 확인하였다. 이 결과는 다양하게 존재하는 국내외 마늘 재배종을 구분하는 marker로 사용될 것이며, 외국산 마늘에 대한 유전적 우선권을 확보하는 수단으로 사용될 것이다.
생태산업단지의 산업 공생망 구성을 위한 다중척도 의사결정 전략을 개발하고 이를 여수산업단지의 산/염기성 폐수 중화망 설계에 적용하였다. 산(또는 염기)성 폐수는 화학산업에서 공통적으로 나오며, 다른 곳에서 나온 염기(또는 산)성 폐수를 자체적으로 중화할 수 있는 원료가 될 수 있다. 따라서 산/염기성 폐수가 대량으로 발생되는 석유화학산업단지에서 대규모의 산업 공생망을 구축할 수 있는 가능성을 지나고 있다. 본 연구에서는 산/염기성 폐수의 상호 중화를 위한 물질 흐름 모델을 구성하고, 여기에 다중척도의사결정 전략을 적용하여 최적이며 대등한 다수의 산업 공생망 후보를 설계하고 이들의 성능을 비교 분석하였다.
식물세포에 tumor를 유발하는 Agrobacterium tumefaciens pTiA6 plasmid에서 virE 유전자의 발현조절기작을 분자적수준에서 규명하기 위하여 virE promoter의 5'-말단을 제거하여 얻은 truncated virE 재조합플라스미드를 이용하여 virE promoter의 조절부위에 대하여 연구하였다. virE promoter의 기능이 존재하는 truncated virE 재조합플라스미드인 pJS201은 전기영동에 의하여 virE promoter의 5'-말단으로부터 약 130개의 염기가 제거된 것으로 측정되었다. 한편 virE promoter의 기능을 상실한 pJS301에서 dideoxy chain termination방법으로 truncated virE promoter 염기서열을 결정한 결과 263개의 염기가 제거된 것으로 확인되었다. 따라서 virE promoter의 조절부위는 virE promoter의 5'-말단으로부터 약 130번째의 염기에서 263번째의 염기사이에 존재하는 것으로 사료되며, 이 사이에 23개의 염기로 이루어진 역반복서열(AACTTTGCGCTATAGGCAAAGTT)이 존재하고 있는데, 이 부위가 virE operon의 발현에 있어서 RNA polymerase의 최초 인식부위(recognition site)일 것으로 사료된다.
남조류 분리균주들은 주어진 배양조건에 따라서 특징적인 세포모양이 결핍되거나 형태가 변형되기 쉽기 때문에, 형태학적으로 종을 정확하게 구분하기 어렵다. 형태학적 지표대신에 단일 혹은 조합된 반복염기를 프라이머로 이용한 repetitive oligonucleotides-primed PCR (ROP-PCR)을 수행하여 담수계 오염을 일으키는 독성 남조류 Anabaena와 Oscillatoria 속의 구성원들의 DNA 밴드양상을 구별하였다. 그람음성 세균에 빈번하게 분포한 것으로 알려진 ERIC및 REP 반복염기, 남조류의 게놈으로부터 파생된 STRRIA와 LTRR 반복염기, 그리고 진핵생물의 반복염기를 이용하여 수행한 ROP-PCR은 남조류 분리균주들의 특이적이고 반복적인 DNA 지문 및 뚜렷한 유전형을 동정하게 하였다. 분리균주의 그룹분석은 ROP-PCR에 이용된 프라이머에 따라서 유의성있는 차이를 나타내었다.
5-치환 2-Furaldehyde류의 양성자화 반응을 25$^{\circ}C$, 황산 수용액 속에서 분광광도법으로 조사하여 각 반응물질의 염기도 상수인 p$K_{BH+}$값을 과산도 (execess acidity)법으로 구하였다. 전자 주게 치환기를 가진 5-methyl-2-Furaldehyde의 염기도 상수는 전자 받게 치환기를 가진 5-nitro-2-Furaldehyde의 염기도 상수보다 크게 나타났으며 pK단위로 3.25정도 차이가 나는 것을 알수 있었다. 각 반응기질의 양성자화 반응으로부터 형성된 짝산의 용매화 정도를 나타내는 m값은 본 반응계와 유사한 반응물질인 acetophenone과 비슷한 크기로 나타남을 알 수 있었다. 2-Furaldehyde의 치환기 변화에 따른 염기고 상수의 변화 값인 -${\Delta}pK_{BH+}$과 m의 상관관계가 좋은 직선성을 보였다
매우 빠른 속도로 발전하고 있는 차세대 염기서열 분석 플랫폼과 최신 생물정보학적 분석도구들로 말미암아, 1,000달러 이하의 가격으로 인간 유전체 염기서열을 해독하고자 하는 궁극적인 목표가 조만간 곧 실현될 수 있을 것 같다. 차세대 염기서열 분석 분야의 급속한 기술적 진전은 NGS 데이터의 분석과 관리를 위한 통계적 방법과 생물정보학적 분석도구들에 대한 수요를 꾸준히 증대시키고 있다. NGS 플랫폼이 상용화되어 쓰이기 시작한 초창기부터, NGS 데이터를 분석하고 해석하거나, 가시화 해주는 다수의 응용프로그램이나 도구들이 개발되어 활용되어 왔다. 그러나, NGS 데이터의 엄청난 범람으로 데이터 저장, 데이터 분석 및 관리 등에 있어서 해결해야 할 많은 문제들이 부각되고 있다. NGS 데이터 분석은 단편서열과 참조서열간의 서열정렬, 염기식별, 다형성 발견, 쌍단편 서열이나 비쌍단편 서열 등을 이용한 어셈블리 작업, 구조변이 발견, 유전체 브라우징 등을 본질적으로 포함한다. 본 논문은 주요 차세대 염기서열 결정기술과 NGS 데이터 분석을 위한 생물정보학적 분석도구들에 대해 개관적으로 소개하고자 한다.
국내에서 분리된 독소생산 Microcystis 속과 조류 대발생 시기에 대청호, 충주호, 용담호, 소양호, 및 의암호에서 채취한 시료에서 조류 독소인 microcystins의 생합성에 관여하는 mcyA 유전자의 염기서열 다양성을 분석하였다. GenBank에 등록된 mcyA 염기서열과 비교한 결과, 국내 호소에서 분리된 Microcystis 속의 mcyA 유전자 염기서열은 매우 낮은 다양성을 나타내었다. 환경 시료 분석 결과, 2-3종류의 clone이 전체의 87-100%를 차지하였으며, Anabaena 속이나 Planktothrix 속의 mcyA 유전자와 유사한 염기서열은 발견되지 않았다. 이러한 결과로 볼 때, 대상 호소에서 microcystins는 주로 Microcystis 속에 의해 생산되며, 독소 생산에 관여하는 mcyA 유전자의 염기서열은 보존되어 있는 것으로 판단된다.
세균 16S rRNA 유전자 염기서열은 분자계통분류, 진화역사 규명, 미생물 검출 등 다양한 목적으로 이용되어 왔다. 세균 제놈(genome)은 multiple rRNA 오페론을 갖고 있으며, 이들 유전자 염기서열은 일부 변이가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Vibrio 속의 16S rRNA 유전자 염기서열을 이용하여 세포 내 16S rRNA의 이질성을 규명하였다. 분석은 GenBank 자료 중에서 제놈 염기서열 annotation이 완료된 V. cholerae, V. harveyi, V. parahaemolyticus, V. splendidus, V. vulnificus를 이용하여 실시하였다. Vibrio 속은 1번 염색체에 7~10개의 16S rRNA 유전자 copy를 갖고 있으며, 이들의 세포 내 유전자 변이는 0.9% 이하 상이성(99.1%이상 DNA 상동성)을 보였다. 2번 염색체에서는 16S rRNA 유전자가 1개 이하로 존재하였다. 유전체내 16S rRNA 유전형은 최소 5개(V. vulnificus #CMCP6)에서 최대 8개(V. parahaemolyticus #RIMD 2210633, V. harveyi #ATCC BAA-1116)로 조사되었다. 본 결과는 Vibrio 속의 16S rRNA 유전자 염기서열이 높은 이질성을 갖는 것을 제시해 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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