• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3785-3791
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• 2012

용존산소란 수생생물의 생장을 조절하는 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 일반적으로 빈산소란 2.8 mg $O_2/L$ (91.4 mM과 동량) 이하의 용존산소로 정의된다. 따라서 빈산소 해역은 해양생태계에서 심각한 문제를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 성게에 대한 빈산소의 배아독성 (수정 및 배발생률) 영향을 연구하기 위하여 둥근성게 (Strongylocentrotus nudus)를 용존산소 7.6 mg $O_2/L$ (normoxia)과 1.8 mg $O_2/L$ (hypoxia)에서 2일, $15^{\circ}C$ 및 33 ‰에 노출하였다. 또한 빈산소에 노출된 성게에서의 스트레스 관련유전자인 HSP70과 항산화 관련 유전자인 glutathione reductase의 발현을 immunoblotting assay와 RT-PCR을 통하여 확인하였다. 연구결과 배발생률이 현저하게 감소하였다. 분자분석 결과 빈산소에 노출된 성게가 정상상태의 성게에 비해 HSP70 단백질은 약 5.5배 glutathione reductase는 약 2.79배 증가하였다. 본 연구의 결과는 빈산소가 성게의 비정상적 배발생을 유도하며, 스트레스와 항산화 반응을 유발할 수 있음을 추측케 한다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권4호
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• pp.373-378
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• 2019

해양지역에서는 토양의 염 농도가 증가하고 내륙지역은 중금속 오염으로 식물의 피해가 따라서 증가한다. 내륙의 산업 발달 지역에서는 Co, Ni, Zn, 등 중금속이 축적되어 제거하거나, 내성을 갖은 식물의 유전자원 연구가 절실히 요구되고 있다. 앞의 두 가지 문제점은 공히 식물 뿌리에 스트레스를 야기하기에 가능성 있는 식물을 찾기에 과학자들이 많은 노력을 해오고 있다. 본 연구에서는 내염식물로 알려진 것으로 해안가 근처에서 채집 되어진 섬갯장대(Arabis stelleri var. japonica)의 종자를 발아하여 사용하였다. 동일한 과이면서 모든 유전자가 밝혀졌고, 표본식물인 애기장대 종자를 실험재료로 사용하여 실험실 배양 조건 하에서 성장발육과 내성을 비교 연구하였다. 그 결과 250 uM Nickle과 cobalt에서 3배 정도 내성을 나타내었고,1mM 아연에서는 4배 이상의 내성을 섬갯장대에서 나타내었다. Na염에 대한 내성은 50mM 농도에서 20%이상 발육이 증가하여서 중금속과 염농도에 내성을 보였다. 세포내 기작을 연구하기 위한 준비로서 Na 이온의 체내 축적을 측정하였다. 그 결과 내성을 갖은 섬갯장대 경엽부에서 더욱 감소하는 결과를 보였다. 이는 측적하는 기작보다는 배출하는 유전자의 활성이 중요하다고 사료된다.

• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.151-155
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• 2021

국내 생태계의 환경유전자 적용도 가속화되고 있으나 생산된 데이터를 처리하고 분석하는 데 한계를 느끼고 있으며, 분석 생산된 생물데이터의 신뢰성에 대한 의구심이 제기되기도 하고 시료 매체(대상 시료, 물, 공기, 퇴적물, 위내용물, 분변 등) 간의 방법에 따른 차이와 분석 방법의 정량화와 개선 등이 필요한 상태이기도 하다. 따라서 국내 생태계의 환경유전자를 활용한 생물다양성 연구의 신뢰성과 정확성을 확보하기 위해서는 생태분류학으로 축적된 데이터베이스를 적극적으로 활용하여 검증 절차를 거치고, 유전자 서열 분석으로 높아진 데이터의 해상력을 전문가들이 검증하는 과정이 반드시 필요하다. 환경유전자 연구는 분자생물학적인 기술 적용으로만 해결될 수 없으며, 생산된 데이터의 신뢰성을 확보하기 위한 생태-분류-유전학-인포메틱스 등 학제 간의 연구 협력이 중요하며, 다양한 매체를 다루는 연구자들이 함께 접근할 수 있는 정보 공유 플랫폼이 절실한 분야이며, 발전의 속도도 급격하게 진행될 것이고 축적되는 데이터는 수년 내에 빅테이터로서 성장할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1477-1488
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• 2018

본 연구는 제주 연안에서 채집한 오분자기(Sulculus diversicolor supertexta)를 구성하는 미생물 군집의 다양성을 알아보기 위하여 근육, 장, 생식소 각 부위별로 조사하였다. 배지로 1차 순수 분리한 결과 근육은 MA, 장 1% BHIA, 생식소 1% TSA에서 각각 최대 군락 계수가 나타났다. 16S rRNA sequence로 표준 균주와 비교 유사도 분석 결과 총 190개의 순수 colony가 분리되었다. NBLAST program 분석 결과 크게 5문 25과 39속 71종으로 나타났다. 표준 균주와 상동성은 91-100%를 나타냈다. 오분자기 내 미생물 군집은 크게 Probacteria (Gamma-proteobacteria, Alpha-proteobacteria) 48%, Actinobacteria 32.5%, Firmicutes 16.9%, Bacteroide 1.3%, Deinococcus-thermus 1.3%로 나타났다. 근육, 장, 생식소 모든 부위에서 Moraxellaceae과 Psychrobacter cibarius가 우점하였다. 근육, 장, 생식소 모든 부위에서 Alteromonadaceae, Enterobacteriaceae, Pasturellaceae, Moraxellaceae, Rhodobacteraceae, Geminicoccaceae, Dietziaceae, Intrasporangiaceae, Microbacteriaceae, Micrococcaceae, Micromonosporaceae, Streptomycetaceae, Aerococcaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Planococcaceae, Staphylcoccaceae가 공통적으로 분리되었으며, 장에서 Flavobacteriaceae, Corynebacteriaceae, Yesiniaceae, Vibrionaceae, Hahellaceae, Pseudomonadaceae가 추가 분리되었다. 분리 균주로부터 인체 유해 질병 세균에 대한 항균활성 모니터링 결과 Sterptomyces albus (96%)가 4균주 모두 항균활성을 보였고 Agrococcus baldri (99%), Psychrobacter nivimaris (99%)가 E. coli, E. aerogens에 대한 항균활성을 나타냈다. 그 외 상동성이 낮은 일부 균주가 분리되어 신균주 실험을 비롯한 항균활성물질 정제 등 추가 실험이 필요한 것으로 사료된다. 본 실험은 오분자기 미생물 군집의 다양성과 유전학적 자원을 확보하는데 의의를 두며, 응용 미생물의 개발 가능성에 있어 기초 자료를 제공하고자 하였다.

• 한국어류학회지
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• 제35권2호
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• pp.67-74
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• 2023

황복(Takifugu obscurus)은 양식 어종 중 하나이며, 유전체 연구에서도 의미 있는 종이다. 양식 어종의 경우 어류 마취제를 사용하면 양식 과정에 있어서 어류를 좀 더 쉽게 다룰 수 있다. 그러나, 지금까지 황복의 효과적인 마취와 회복을 위해 필요한 적절한 조건에 대한 연구는 없었다. 본 연구는 가장 일반적인 어류 마취제인 MS222를 이용하여 황복을 마취하는 데 필요한 연령, 수온 및 마취 농도 등 최적의 조건을 파악하는 데 그 목적이 있다. 실험에서는 세 가지 다른 수온(20℃, 24℃, 28℃) 및 마취 농도(125 mg/L, 150 mg/L, 175 mg/L)와 두 가지 다른 어류 연령(1년생과 2년생)을 테스트하였다. 실험 결과 황복의 적절한 마취 조건은 24℃와 28℃에서 MS-222 150 mg/L에서 175 mg/L까지의 범위였다. 2년생 어류의 경우도 28℃에서 MS-222 150 mg/L에서 175 mg/L의 범위를 보였다. 부작용과 위험을 최소화하기 위한 효과적인 마취 농도는 1년생 어류의 경우 24℃에서 MS-222 150 mg/L, 2년생 어류의 경우 28℃에서 MS-222 175 mg/L가 권장된다.

• 대한지리학회지
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• 제49권6호
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• pp.897-916
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• 2014

8체질의학과 질병생태학은 질병의 원인을 병균 이외의 유전적 요인, 환경적 요인, 문화적 요인의 상호관계, 즉 인간과 환경의 관계에서 접근한다는 점에서 상당한 유사성을 공유한다. 본 연구에서는 한의학의 8체질의학과 지리학의 질병생태학 간의 공통성을 실증적으로 검토하는 것을 목표로 두었다. 한의원을 내방하는 환자 647명의 임상 데이터와 전라남도 영광군의 사례를 분석하고 검증한 결과 도출된 내용은 다음과 같이 요약된다: 첫째, 각 시도별로 체질의 지리적 분포는 상이하게 나타나며, 이러한 분포 양상은 크게 해양형과 내륙형으로 분류할 수 있다. 둘째, 체질에 따라 잘 걸릴 수 있는 질환과 태생지의 상호관련성은 비교적 큰 것으로 파악되었다. 그렇지만 특정한 질환이 모든 체질에게 동일하게 발생하는 것이 아니라 지리적 환경의 특성에 영향을 받는 식생활이나 생활습관에 따라 사람들에게 차별적으로 발생하는 것으로 보인다. 셋째, 유전, 자연환경, 문화 등 요인의 상호연관성을 면밀하게 분석하기 위하여 전라남도 영광군의 사례를 실험적으로 분석해 보았다. 그 결과 자신의 체질에 맞는 식습관이나 생활습관을 가지고 있는 경우에는 비교적 건강한 상태를 유지하고 있었지만, 그렇지 않은 경우에는 다양한 질환에 노출되어 있었다. 8체질의학과 질병생태학의 공통성에 관한 연구는 아직 초기 단계에 있으므로 앞으로 이러한 공통성을 규명하는 방법과 노력이 다양하게 개발되고 투여되어야 할 것이다.

• 환경생물
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• 제40권4호
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• pp.464-476
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• 2022

가속화되는 기후변화로 인해 전 세계 각지의 연안에서 해조류 대발생(macroalgal bloom)이 빈번하게 일어나고 있다. 특히, 녹조류의 대량 증식으로 인한 녹조(파래) 대발생(green tide) 현상은 지역 경제뿐만 아니라 연안 생태계 환경에도 막대한 피해를 주고 있다. 우리나라의 경우 2000년대부터 제주도 동북부 해안을 중심으로 파래대발생이 연중 지속적으로 관찰되며, 최근에는 남해와 동해 일대에서도 국지적으로 관찰되고 있다. 파래대발생의 원인 종은 갈파래속(Chlorophyta; genus Ulva)으로 알려져 있으며, 기후변화의 영향으로 해수 온도의 상승과 담지하수 및 인근지역 오염수 배출로 인한 질소와 인의 대량 유입으로 인한 영양염류 증가가 주요 원인으로 추정되고 있다. 갈파래속은 환경변화에 의해 형태적 발현의 가소성이 높은 표현형 적응성(phenotypic plasticity) 때문에 형태적 종 동정은 거의 불가능하다. 갈파래류 종 판별을 위해서는 분자유전학적 분석이 수행되어야 하나 현재 분자데이터를 이용한 갈파래 종 분포, 군집구조와 같은 생태조사연구는 매우 미흡한 실정이다. 파래대발생 피해 저감을 위해서는 파래대발생 주요 종들을 분자계통학적 분석을 통하여 정확하게 파악하는 것이 우선이다. 선행 연구에서는 2015년 파래대발생을 일으키는 주요 종 파악을 위해 핵 DNA ITS와 엽록체 DNA tufA (chloroplast elongation factor Tu) 유전자를 이용하여 분자계통학적 분석을 수행하였으며, 종 동정에는 tufa 유전자가 더 정확한 결과를 나타냈다. 따라서 본 연구에서는 tufA 유전자를 이용해 2015~2020년 제주도 연안에서 파래대발생을 일으키는 주요 구성 갈파래 종의 군집구조 및 종 다양성을 파악하고 종 구성의 시간적 변이를 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 온대와 아열대 해역에서 주로 생장하는 것으로 알려진 큰갈파래와 구멍갈파래 종이 파래대발생의 주요 구성 종임을 확인하였다. 구멍갈파래는 2015년(35.75%)에서 2020년(36.18%) 기간 상대빈도의 변화가 거의 없고 안정적으로 유지되었으나, 큰갈파래의 경우 2015년(20.77%)에 비해 2020년(36.84%) 빈도가 대략 16% 증가하였다. 이러한 결과는 기후변화와 연관된 평균 해수면 온도의 상승에 큰갈파래의 높은 성장률 및 적응력과 관련이 있을 수 있으며, 제주도의 갈파래 군집을 구성하는 종 수는 2015년에는 9종이었으나 2020년에는 7종으로 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 유럽 원산지 외래종인 긴통갈파래와 굽은갈파래가 2015년과 2020년 모두 제주 연안에서 관찰되어 이 두 종에 대한 향후 지속적인 모니터링이 필요하다. 본 연구의 결과는 우리나라 연안에서 발생하는 파래대발생의 저감을 위해 주요 종인 갈파래속(genus Ulva)에 대한 분자유전학적 데이터에 대한 정보를 제공하고자 한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권4호
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• pp.400-408
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• 2018

21세기 들어 전 세계는 환경파괴에 따른 지구 온난화로 인하여 생물 다양성이 지속적으로 감소하였다. 생물다양성의 감소는 생태계의 자정 및 복원능력 등을 악화 시켜 환경오염이 더욱 심화 되었고 나아가 생물의 생존을 위협하고 있다. 우리나라는 현재 나고야 의정서로 인해 국내 유전자원을 효율적으로 발굴 보호해야 하는 중요한 시점에 있다. 본 연구에서 사용하는 미세조류는 유용 생물자원으로 활용도가 높으나 동결보존하는 방법이 개발되어 있지 않아 장기보존에 어려움이 있다. 대부분의 원핵생물이나 균류 등의 미생물은 종에 관계없이 glycerol 을 이용하여 저온동결보존이 가능하나 미세조류는 동결보존제의 종류와 농도, 유리화 과정 및 해동방법 등에 따라 세포 재생률에 차이가 있기 때문에 구체적인 연구가 필요하다. 미세조류 중 규조류는 전 세계적으로 발견되며 규산질로 구성된 cell wall 은 이미 산업적으로 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 해양 규조류 Nizschia frustulum과 Nitzschia amabilis를 이용하여 장기 동결보존을 위한 기초연구를 수행하였다. 동결보존제로는 세포막 침투성 보존제인 glycerol, DMSO, methanol을 각각 5, 10, 15% 농도로 제조하여 실험하였고 메탄올의 경우 시약 특성상 5, 10, 12% 농도로 실험하였으며 미세조류는 N. frustulum과 N. amabilis 두 종을 각각 $10^2$, $10^3$, $10^4cells\;ml^{-1}$로 희석하여 사용하였다. 실험에 사용한 미세조류 두 종 모두 메탄올 12%에서 가장 높은 생존율을 보였으며 N. frustulum은 $6.94{\pm}0.31%$, N. amabilis는 $8.85{\pm}0.16%$로 나타났다. 동결 후 해동한 미세조류를 3주간 재배양한 결과에서는 N. frustulum이 재배양 초기 농도보다 약10배 증가하였고 N. amabilis는 약12배 증가한 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 유용생물자원인 미세조류 Nizschia sp.에 한하여 적합한 동결보존제를 탐색하였으며 이 자료를 바탕으로 더 많은 동결보존제에 대한 효과와 다양한 미세조류 종에 적합한 동결보존 기법 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.808-819
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• 2023

본 연구에서는 미생물균총에서 B. licheniformis K12 균주의 양상을 확인하기 위한 선발마커 개발을 시도하였다. Bacillus licheniformis는 바위게 내장에서 유산생산균주로써 분리되었다. 본 균주는 중온에서 성장이 양호할 뿐만 아니라 유전체 분석결과 protease, amylase, cellulase, lipase, protease, xylanase 등 다양한 고분자 물질들을 분해할 수 있는 효소류들을 보유하고 있는 것으로 나타났다. 선발마커 발굴을 위해 recombinase, integrase, transposase, phage-related genes, bacteriocin 등 유전자 변이 유발이 쉬운 게놈상의 영역에 대해 탐색을 실시하였다. 그 결과, 선발마커로써 가능성이 높은 5개 부위를 확보하였다. 후보마커는 recombinase 부위 3개(BLK1, 2, 3) integrase 부위 1개(BLK4), phase 관련 1개(BLK5)로 나타났다. 후보 선발마커로써 Bacillus species가 다른 B. licheniformis, B. velezensis, B. subtilis, B. cereus 등에 대해 PCR 분석을 실시하였다. 그 결과 BLK1 recombinase, BLK2 recombinase family protein, BLK4 site-specific integrase 등에서 B. licheniformis에서 특이적인 위치에 PCR 산물이 나타나는 것을 확인하였다. 또한, B. licheniformis 표준균주로써 subspecies에 대한 PCR을 수행한 결과 BLK1 및 3이 선발마커로써 양호한 것으로 나타났다. 따라서 BLK1이 미생물균총에서 종(species) 및 아종(subspecies) 선발마커로써 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제3권2호
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• pp.129-136
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• 1970

우리나라 남해산 참굴과 서해산 참굴의 형태학적 특성이 단순한 생태학적 요소에 기인하는지 또는 유전학적 요소에 근거를 두고 있는지를 규명하는 한 방도로 1968년 중에 채묘된 남해 해역의 통영$\cdot$예천 그리고 고흥산 굴치와 서해 해역의 충남 간월도산 굴씨를 1969년 5월중에 각 산지간에 상호 교환 이식하여 해수 유통이 잘 되는 플라스틱 바구니에 담아 간조선 1시간 이내의 지점에다 설치한 간이 수하식 시설에 항상 해수에 담기는 위치에 매단 후 월 2회에 걸쳐 굴씨의 성장 측정과 해수 및 공기의 온도 그리고 염분 측정을 시행하였다. 조기분과 후기분 굴씨의 성장은 시초에는 후기분보다 $17\~240\%$ 컸던 조기분 굴씨가 성장과 더불어 후기분과의 차이를 점점 좁혀 1차년도 성장이 끝날 무렵인 12월까지는 $5\~20\%$선까지 좁혀졌다. 서해역 간월도산 굴씨의 서해와 남해 해역에서의 성장은 남해산 굴씨에 비해 훨씬 뒤떨어지고 있으며 이는 비록 동일한 species에 속하는 참굴이기는 하나 다른 race에 속함을 시사하고 있다. 남해산 굴씨의 성장은 장소를 불문코 대동소이하며 이는 이들이 동일한 품종에 속한다는 통상 관측을 확인하는 것으로 설명할 수 있다. 월 2회에 걸쳐 얻어진 온도와 염도 변화에 의하면 우기 중 육수의 혼합으로 인한 해수 염도의 저하나 온도 변화가 굴의 산란으로부터 굴 치패의 부착 과정을 심하게 저해하는 정도에 달하지는 않은 것 같다. 그러나 굴의 산란기 전후와 굴 치패의 부착 기간 중의 집약적인 측정 자료가 없으므로 이 결과는 4개소의 해양조건의 대체적인 성격을 표시하는 제한된 자료에 지나지 않는다.