식품 산업에서 발생되는 부산물의 가치를 재고하는데 있어서 머루 종자 에탄올 추출물을 대상으로 free radical 소거 능을 탐색하여 머루종자의 기능성을 찾고자 본 실험을 수행하였다. 그 결과, 추출수율은 에탄을 농도, 추출온도 및 시간에 따라 전반적으로 $4\~12\%$를 나타내었으며 $90\%$ 에탄올로 $70^{\circ}$C에서 12시간 추출한 추출물의 수율은 $11.9\%$로 가장 높았지만 free radical 소거능(RC$_{50}$)은 40.42 $\mu$g/mL로 나타났다. 그러나 70$\%$ 에탄올로 $70^{\circ}C$에서 6시간 추출을 하였을 때 추출수율은 $6.9\%$를 나타냈지 만 $RC_{50}$은 $20.93\mu g/mL$로 가장 높았고 총 페놀 함량도 330.71 mg GAE/g으로 가장 높게 나타났다. 본 연구결과, free radical 소거능이 높을수록 총 페놀 함량이 가장 높은 것으로 나타났으며 머루종자 에탄을 추출물의 free radical 소거능이 총 페놀 함량과 밀접하게 관련이 있는 것으로 나타났다. 한편, $70\%$ 에탄올을 $70^{\circ}C$, 6시간 추출물로부터 유기 용매별로 순차적으로 분획한 결과,추출수율은 폴리 페놀 화합물들을 많이 함유하고 있는 ethyl acetate 분획층에서 약 $8\%$로 높았으며, $RC_{50}$도 ethyl acetate 분획층에서 $8.65\mu g/rnL$로 가장 높았고 총 페놀 함량도 ethyl acetate 분획층에서 636.77 mg GAE/g으로 가장 높게 나타났다.
최근, 본 연구진은 담수 환경 유래 한천 분해 세균인 Cellvibrio sp KY-GH-1 (KCTC13629BP)의 전체 유전체 염기 서열을 분석하여 아가로오스를 L-AHG 및 D-갈락토오스로 가수분해시키는 아가레이즈들을 암호화하는 유전 정보를 탐색하였다. 그 결과, KY-GH-1 균주는 유전체 상의 약 77 kb 길이의 아가레이즈 유전자 클러스터 내에 9개의 β-아가레이즈 유전자들과 2개의 α-네오아가로비오스 가수분해효소(α-NABH) 유전자들을 지닌 것으로 나타났다. 이러한 유전자 정보를 바탕으로 KY-GH-1 균주가 한천을 탄소원으로 자화하기 위해 단량체인 L-AHG와 D-갈락토오스로 분해시키는 공정은, 엔도형 GH16 β-아가레이즈, 엔도형 GH86 β-아가레이즈 등에 의해 개시되어 NA4, NA6, NA8 등을 생성시킨 후, 이들에 대해 엑소형 GH50 β-아가레이즈가 추가로 작용하여 NA2를 생성시키고, 이어서 GH117 α-NABH가 작용하여 생성된 NA2를 단량체 L-AHG와 D-갈락토오스로 분해함으로써 종결되는 것으로 예측되었다. 대장균 발현 시스템과 PET-30a 벡터를 함께 사용하여, KY-GH-1 균주 유래의 GH50 패밀리 β-아가레이즈 유전자들(GH50A, GH50B, GH50C)과 GH117 패밀리 α-NABH 유전자들(GH117A α-NABH, GH117B α- NABH)을 발현시켜 His-태그 재조합 효소단백질들로 확보하여, 이들 효소단백질을 이용하여 효소 활성을 비교 분석한 결과, 재조합 GH50A β-아가레이즈가 세 개의 GH50A 패밀리 β-아가레이즈 동위효소들 중에서 가장 높은 엑소형 β-아가레이즈 활성을 나타내며, 또한 재조합 GH117A α-NABH가 NA2를 L-AHG와 D-갈락토오스로 강력하게 가수분해할 수 있으나 재조합 GH117B α-NABH는 NA2 가수분해 활성이 없음을 확인하였다. 연이어 GH50A β-아가레이즈 및 GH117A α-NABH의 효소 특성을 추가로 조사하였다. 아울러 이들 각 효소가 나타내는, 아가로오스를 분해하여 NA2를 생성시키는 효율성과 NA2를 분해하여 L-AHG 및 D-갈락토오스를 생성시키는 효율성을 평가하였다. 본 총설에서는, L-AHG 및 D-갈락토오스의 양산을 위한 아가로오스의 효소적 가수분해에 성공적으로 활용될 수 있을 것으로 기대되는, 담수 유래 한천 분해 세균 Cellvibrio sp. KY-GH-1 유래의 재조합 GH50A β-아가레이즈 및 GH117A α-NABH의 장점들에 대해 기술한다.
본 연구는 화청벼와 IR24의 돌연변이 계통인 분상질 및 심백 변이체의 작물학적 및 이화학적특성과 제병 및 알콜발효특성을 조사하여 그 가공적 이용성을 검토하고 분상질배유 유전자의 유전분리와 표지인자들과의 연관 관계를 밝히고자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 돌연변이체의 종실은 원품종에 비해 작았으며, 천입중과 1$\ell$중도 전반적으로 가벼운 것으로 나타났다. 2. 변이체들의 출수기는 원품종과 같았으며, 정조수량은 원품종에 비해 낮았다. 3. 분상질 배유의 전분립은 느슨한 결정구조를 갖고 있었고, 전분립의 크기는 원품종과 변이체들간에 동일경향이 아니었으며, 원품종에 비해 변이체들은 밀도와 경도가 낮았다. 4. 변이체들의 아밀로스 함량은 16.9~28.5%로 변이복이 크게 나타났다. 현미의 조단백 함량에서 화청벼의 분상질변이체들은 원품종과 같았으나 IR24의 심백변이체인 47106은 원품종(8.30%)에 비해 11.32%로 높게 나타났다. 5. Gel consistency는 원품종들이 soft의 특성을 보였으나 분질 및 심백의 변이체에서는 모도 medium의 특성을 보였고, 백미의 알칼리 붕괴도는 원품종에 비해 분수질 변이체들에서 높게 나타났다. 6. Amylogram에 의한 호화개시 온도는 IR24의 분상질변이체(47160)를 제외하고 모도 원품종과 비슷하였으나, 최고점도와 최저점도 및 굳음성은 원품종 화청벼와 IR24에 비해 변이체에서 월등히 낮게 나타났다. 7. Instron으로 측정된 증편의 경도와 gumminess로 볼 때 화청벼 분상질 및 심백변이체로 조제된 증편은 다소 부드러운 특성을 나타냈으나, IR24의 경우는 일정 경향이 없었다. 분상질미와 심백미의 증편부피는 원품종에 비해 대체로 크게 나타났다. 8. 알콜발효 과정 중 당도 저하는 변이체들 특히 분상질에서 빨리 일어났고, 발효 10일 후의 알콜생성량도 원품종에 비해 변이체들에서 높게 나타나서 분상질미는 양조용으로서의 이용성이 크게 기대되었다. 9. 화청벼와 IR24에서 유래한 분상질 배유유전자들의 대립성 검정결과 서로 다른 3개의 유전자좌를 탐색하였으며, 그 유전자들을 각각 flo-a, flo-b, flo-c로 표시하였다. 10. flo-a 유전자는 IV번 연관군의 lg(liguleless ; 무엽설) 유전자와 5.76$\pm$1.72%(상반)로 연관되어 있었다.
최근, 한국의 소비자들이 건강에 대한 관심이 증가하면서 단일불포화 지방산이 풍부해 건강에 긍정적인 영향을 줄 수 있는 오리고기의 수요가 급격하게 증가하고 있다. 하지만 대부분의 종 오리는 수입에 의존하고 있는 실정이기 때문에, 토종오리의 개발 및 보급이 필요한 실정이며, 이는 종자주권의 확립 및 농가 소득 증대에도 매우 필요한 일이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 24개의 microsatellite 마커를 확보하였으며, 이들 마커의 대립유전자수는 1~16개, 이형접합도는 0~0.865, 다형성은 0~0.841로 확인되었다. 이들 마커를 이용하여 임의 집단에서 동일개체 출현빈도를 계산한 결과는 임의 집단 $1.64{\times}10^{-16}$, 전형매 집단 $2.60{\times}10^{-7}$, 반형매 집단 $1.30{\times}10^{-12}$으로 높은 개체식별률과 친자확인도를 확인할 수 있었다. 하지만 이들 마커를 이용한 계통분석 결과, 토종오리와 실용오리 집단을 정확하게 구분하기에는 어려운 것으로 확인되었다. 따라서 추가연구를 통해 토종오리의 순종화 및 더 정확한 토종오리와 실용오리 집단 구분이 가능한 마커 개발이 필요할 것으로 사료된다.
본 연구는 야생화 초지조성을 위한 잔디형 목초 및 야생화초종의 선정과 혼파조합구성에 대한 기초자료를 탐색하고자 몇 가지 잔디형 목초와 야생화초종을 공시하여 초기생육, 경엽 및 근중, 건물수량, 개화특성 및 기호성 등을 비교분석하였다. 공시초종은 잔디형 목초 5종{Kentucky bluegrass(Midnight), tall fescue(Millennium), perennial ryegrass(Palmer III), redtop(Barricuda) 및 creeping bentgrass(Crenshaw)}과 야생화 11종{Chrysanthemum leucanthemum L., Coreopsis lanceolata L., Rudbeckia bicolor Nutt., Dianthus chinensis L., Chrysanthemum lindicum L., Lotus corniculatus var. Japonicus Regel, Veronica linariaefolia Pallas, Aster koraiensis Nakai., Chrysanthemum zanadskii var. latilobum(Maxim.) Kitamura, Lythrum anceps Makino 및 Iris nertschinskia. Lodd}을 공시하였으며, 충남대학교 농과대학 초지시험포장에서 2005년 1월부터 2006년 12월까지 수행하였다. 공시된 잔디형 목초 중에서 상대적으로 야생화와 혼파가능성이 큰 초종은 Kentucky bluegrass이었으며, Kentucky bluegrass에 비하여 상대적으로 초기생육이 왕성하고 경엽과 근중이 높아 야생화초지를 조성하는 데 유리할 것으로 보이는 야생화는 Chrysanthemum leucanthemum L., Lotus corniculatus var. Japonicus Regel, Chrysanthemum zawadskii var. latilobum (Maxim) Kitamura 및 Lythrum anceps Makino 등으로 조사되었다. 이들 야생화는 꽃색, 개화시기 및 개화지속기간 등이 서로 중복되지 않았으며 가축에 의한 기호성도 대체적으로 양호한 결과를 보였다. 따라서 야생화초지의 조성을 위해서는 잔디형 목초는 야생화와의 경합력이 낮은 초종을, 반대로 야생화는 경합에서 유리한 초종을 선발하되 개화특성이 서로 다른 야생화를 다양화하여 혼파조합을 구성하는 것이 중요하다고 판단된다.
본 연구에서는 전도성 직물을 기반으로 동작 센서로 구현하여 팔의 굽힘, 폄 동작에 따른 센서의 전기저항의 변화를 측정, 분석함으로써 관절 동작을 효과적으로 측정 할 수 있는 직물 센서의 요건을 탐색하였다. 이를 위해 두 가지 편직물인 'L'직물과 'W'직물 양면에 Single Wall Carbon Nano-Tube(SWCNT) 코팅을 한 후 이를 다양한 형태로 후가공하여 직물 센서를 개발하고 암 밴드에 부착하였다. 직물 센서는 코팅용 바탕 직물의 종류(2가지), 센서의 부착 방법(2가지), 센서의 layer 수(2가지), 센서의 길이(3가지), 센서의 너비(2가지)의 총 48개로 구성되었다. Con-Trex MJ에 48개의 암 밴드를 입힌 인체 모형 팔을 대상으로 직물 동작 센서의 성능을 평가하였다. 인체 모형 팔에 입혀진 총 48개의 암 밴드 각각에 대해서 frequency: 0.5Hz, ROM: $20^{\circ}{\sim}120^{\circ}$ 에서 굽힘과 폄 동작을 반복하도록 조정하였고, 48개 각 사례 당 세 세트(set)씩 반복 측정한 전압값을 기록하였다. 전압값을 peak-to-peak voltage(Vp-p)의 base line의 균일성, 동일 세트 내 Vp-p의 균일성, 세 세트 간의 Vp-p의 균일성을 기준으로 평가하고 분석한 결과, SWCNT 코팅된 'L' 직물을 두 겹으로 구성하여 열고정 방식으로 부착한 $50{\times}5mm$, $50{\times}10mm$, $100{\times}10mm$ 크기의 직물 센서와, SWCNT 코팅된 'W' 직물을 두 겹으로 구성하고 열고정 방식으로 부착한 $50{\times}10mm$ 크기의 직물 센서가 전체 변화율 5%이내의 가장 균일하고 안정적인 신호값을 나타내었다. 이상의 연구 결과를 통해 SWCNT 코팅 소재를 다양한 형태로 가공해 직물 센서로 구현했을 때 인체의 사지 동작을 측정할 수 있는 센서로서 적합함을 확인하였고, 최적의 센서 형태를 규명하였다.
본 연구는 429점의 식물자원의 항산화활성을 검색하고 새로운 잠재적인 항산화후보물질을 발굴하기 위해 수행하였다. 본 연구에서는 DPPH 라디칼에 대한 소거능과 리놀렌산 산화에 대한 저해활성에 대한 실험이 이루어졌다. 실험결과 Sanguisorba officinalis (flower), Sedum kamtschaticum (flower, root) 그리고 Rumex obtusifolius (flower)가 특히 우수한 활성을 나타내었는데, 이들 식물은 각각 8.12, 9.4, 9.9, $11{\mu}g/ml$의 DPPH 라디칼에 대한 소거활성 ($SC_{50}$)과 80.4, 80.1, 84.5, 88.0%의 리놀렌산 산화에 대한 저해활성을 나타내었다. 또한, 1차 선발된 식물 10점에 대한 추가 실험에서, Sedum middendorffianum (root)이 superoxide 라디칼에 대한 소거능 ($SC_{50}$, $39.4{\mu}g/ml$)과 $CuSO_4$로 유도된 저밀도지단백질(LDL)의 산화에 대해 우수한 활성 (53.8%)을 나타내었으며, Gleditsia japonica (thorn)는 LDL 산화에 대한 저해활성이 우수 (71.4%)하고 총페놀 함량 (958.5%)이 높은 것으로 확인되었다.
본 연구는 한국재래계(KNC)와 백색레그혼(WLH)에서 lipopolysaccharide(LPS)감염 스트레스가 닭의 품종간 스트레스 연관 유전자들의 발현에 미치는 영향을 비교 분석하고자 실시되었다. 공시계를 대상으로 생리식염수(대조구)와 LPS(처리구)를 복강에 투여한 후, 시간(0, 48 hr) 및 처리별 각 개체로부터 간 조직을 취하고, microarray 및 quantitative RT-PCR(qRT-PCR) 분석을 하였다. 처리에 따른 유전자 발현차이를 보면, KNC(대조구)와 KNC에 LPS를 처리한 경우(KNC-LPS)를 비교한 결과, 대조구 대비 2배 이상 유전자의 발현이 증가한 유전자의 수는 1,044개, 발현이 감소한 유전자의 수는 1,000개였다. WLH(대조구)를 WLH-LPS와 비교한 경우, 유전자의 발현이 증가한 유전자의 수는 1,193개, 발현이 감소한 유전자의 수는 1,072개였다. LPS 처리에 따른 스트레스 연관 유전자들의 microarray 발현에서 스트레스연관 유전자들의 발현은 두 품종 모두에서 감소하였으며, 품종 간 차이는 없는 것으로 나타났다. Microarray의 결과를 바탕으로 HSP90, HMGCR, ATF4, SREBP1, XBP1 등의 유전자 발현을 qRT-PCR을 이용하여 검증한 결과, 대조구와 LPS 감염구 간에 유의적 차이를 나타내었다(P<0.05). 세포 수준의 스트레스(ER 스트레스)에서 ATF4, XBP1, SREBP1은 화이트레그혼에서 microarray와 qRT-PCR에서와 같이 이들 유전자들의 발현이 억제되는 것을 보여주었다. 그러나 한국 재래계에서는 ATF4를 제외한 유전자들은 LPS에 의해 영향을 받지 않거나(XBP1), 오히려 증가(SREBP)하는 양상을 보였다. ER-stress 연관 유전자들의 발현 양상으로 볼 때, KNC이 WLH에 비하여 LPS 감염에 더 민감하게 반응하는 것으로 보인다. HMGCR은 두 품종간에 LPS에 의한 상호작용이 없는 것으로 보아, HMGCR 발현에 의한 감염 차이점을 찾을 수 없었다. 한국재래계에서 HSP70은 LPS 처리 후에 대조구에 비하여 약 2.5배 이상 높은 발현을 보였으나, 백색 레그혼에서는 낮은 발현 양상을 나타내었다. 스트레스 지표 유전자들의 종류뿐만 아니라, 스트레스 종류(예: 환경스트레스, 감염스트레스)에 따라 유전자들의 발현 반응에 차이가 있음을 보여주었다. LPS 감염스트레스에 따른 스트레스연관 유전자 발현연구는 닭의 품종별 질병 저항성 및 동물복지 관련 지표의 탐색에 기여할 것으로 사료된다.
소의 흰 반점 관련 후보유전자로 c-KIT receptor 유전자를 선정하여, c-KIT receptor 유전자내의 변이를 탐색하고 변이가 흰반점 표현형과 연관성이 있는지를 분석하였다. 한우, Angus, Brown Swiss, Charolais, Hereford, Hols- tein, Limousin 및 Simmental 등 8개 품종의 DNA 시료를 사용하여 c-KIT receptor 유전자의 intron 6번 영역에서 다형성을 조사하고 분석하였다. c-KIT receptor 유전자의 intron 6번 영역에서는 4개의 염기치환이 발견되어, MspⅠ, BsrBⅠ 및 NdeⅠ 제한효소를 이용하여 PCR- RFLP 분석을 실시하였다. Intron 6번을 포함하는 영역의 PCR 산물 크기는 2,440 bp 이었다. MspⅠ다형성은 PCR-RFLP 분석 결과 3개의 대립유전자가 존재하였으며, 한우품종에서는 3개의 대립유전자 모두가 발견되었고, CC 형태의 유전자형을 제외한 5개의 유전자형 (AA, AB, AC, BC 및 BB)을 확인하였다. Angus, Brown Swiss, Hereford, Holstein 및 Simmental 품종에서는 A 대립유전자만을 갖는 것으로 조사되었고, 한우는 44%만 AA 유전자형을 나타내었다. BsrBⅠ 다형성은 2개의 대립유전자로서 3개의 유전자형이 나타나는 것을 확인하였으며, Charo- lais 및 Hereford 품종이 다른 소 품종에 비하여 A 대립유전자의 빈도가 높게 나타났다. NdeⅠ다형성을 분석한 결과 Brown Swiss 품종에서는 NdeⅠ에 의해 절단되는 형태인 A 대립유전자만 관찰되었으며, Holstein 품종은 92%, Simmental 품종은 72%가 절단되는 형태를 나타내어, 모색이 흰색을 띠는 소 품종에서 절단되는 형태가 많았다. 소 c-KIT receptor 유전자의 intron 6번 영역에서 확인된 4개의 염기치환은 품종에 따라 다른 빈도를 보였으나, 이들 염기치환과 흰 반점과의 연관성에 대한 증거는 발견하지 못하였다. 그러므로 소의 흰 반점과 c-KIT receptor 유전자 내의 변이와의 관련성은 다른 영역에 대한 추가적인 분석과, 이미 보고된 다른 모색관련 유전자의 다형성과의 연관성 분석 등과 같은 연구가 필요한 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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