• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.242-247
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• 2019

폐수 처리 설비에서 생물학적 요인은 유기물 분해 또는 제거에 필수적인 역할을 수행한다. 본 연구에서는, 폐수처리장의 미생물 기능적 역할을 이해하기 위해, 활성 슬러지 샘플로부터 박테리아 균주를 분리하고 그들의 특성 분석을 시도했다. S16 균주는 대한민국 대전광역시의 폐수처리장의 활성슬러지로 부터 분리되었다. 세포들은 그람음성, 비운동성, 통성 혐기성 그리고 막대모양이였다. S16 균주는 $15{\sim}40^{\circ}C$ (최적 $30^{\circ}C$), 0~9.0% (w/v) NaCl (최적 1.0~2.0%), pH 5.5~9.0 (최적 pH 7.0~7.5)에서 성장하였다. 분자계통학적 분석결과, S16은 Miniimonas 속의 고유종인 Miniimonas areae NBRC $106267^T$ (99.79%, 16S rRNA 유전자 염기서열 유사성)와 가장 밀접한 것으로 나타났다. 해양 미생물로 여겨지는 표준균주 NBRC $106267^T$의 분리 원은 바다 모래이지만 S16 균주는 육상 환경이다. 이는 서식지 전환에 대한 생태학적 의문을 제기할 수 있다. 따라서 비교 유전체 분석은 잠재적인 대사 특성 및 유전체 간소화를 밝히기 위한 가치있는 연구가 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.653-659
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• 2018

공사비의 정확한 예측은 프로젝트 성공의 핵심 요소이다. 그러나 도면, 시방서, 공사비 산출내역서 등이 아직 불완전한 기획단계의 경우 신속하고 정확하게 공사비를 산출하기가 용이하지 않다. 또한 프로젝트의 기획단계에서 정확한 공사비 예측은 프로젝트의 타당성 조사 및 성공적인 완료에 중요하다. 따라서 프로젝트 정보가 제한적 일 때 사업 초기에 공사비를 정확하게 예측하기 위해 다양한 기법(회귀분석, 인공신경망, 사례기반추론, 유전자알고리즘, 몬테카를로시뮬레이션, 빌딩정보모델링)이 적용되고 있다. 공사비 예측에 영향을 미치는 많은 요소가 있다. 본 논문에서는 7개(대지면적, 연면적, 지하층수, 지상층수, 주동수, 전체세대수, 공사기간)의 건축개요를 독립변수로 사용하는 다중회귀모델(후진제거법)로 공사비 예측치를 제시한다. 다중회귀모델을 이용한 지역주택조합사업 공사비의 예측 결과 오차율은 4.87%로 나타났다. 이는 지역주택조합사업의 기획단계에서 공사비 예측에 관한 연구가 없어 비교가 불가능하나, 기존에 사용하던 단위면적에 대한 단가산정방식에 비하여 높은 예측 정확도를 가짐으로써, 향후 지역주택조합사업의 기획단계에서 공사비 산출업무에 적용 가능성이 높고, 지역주택조합사업의 사업예산 수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.5-5
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• 2019

DMZ는 살아있는 생물다양성의 보고로 지난 60여년동안 자연적으로 재생이 일어나고 환경적인 강제 보존 영향으로 높은 생태학적인 가치가 유지되고 있으며, 최근에는 남북교류에 대한 활발한 의지로 DMZ생태자원의 남북공동활용 방안에 대한 이슈가 급부상하고 있다. 이에 본 연구진은 3년전부터 DMZ에서 자생하는 식물에 대한 조사를 진행하여 총 200여종 이상의 자생식물의 표본과 추출물들을 보유하고 있으며, 이 추출물들을 활용 in vitro 와 in vivo 평가를 통해 비임상 평가에서 유효한 효과를 나타내는 후보물질들을 다수 찾아낼 수 있었다. 그 중 조팝나무(Spiraea prunifolia var. simpliciflora)는 쌍떡잎식물 장미과에 속하는 낙엽활엽관목으로 동북아시아 지역에 널리 분포되며 우리나라에서는 중부지방에 주로 서식한다고 알려져 있다. 예로부터 해열 및 소염, 신경통완화 치료등에 이용해왔다고 알려져 있으며 그 속에는 다양한 terpenoids, flavonoid 및 phenolic 화합물이 다량 함유되어 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 조팝나무 추출물을 이용하여 전구지방세포에서의 지방세포분화 억제 및 관련 유전자들의 활성을 확인한 후 고지방식이로 유도된 high-fat diet mouse model을 이용하여 체지방 감소 및 내장지방감소, 간 조직내의 지방량 감소등을 확인하였으며, 혈액분석을 통해 총콜레스테롤과 고중성지방등 동맥경화와 심혈관계 질환을 유도시킬수 있는 지표들에서 억제 활성도 확인하였다. 특히 내장 지방의 경우는 Micro-CT를 통해 정밀한 분석을 진행하였고, 체지방뿐만 아니라 전체 체중감소도 나타나는 것을 확인하였다. 현재 실험을 통해 적출된 간 조직과 지방조직을 이용하여 항 비만 활성의 작용기전을 지속적으로 확인하고 있으며, 이 결과는 국제적인 연구저널에 보고되어 향후 체지방 감소 또는 항 비만 치료제로 개발되는 비임상 연구자료로 활용될 계획이다. 이미 조팝나무에 대한 연구결과는 특허로 출원이 완료되어 PCT출원까지 진행중에 있으며 개별인정형 건강기능식품 개발 기업에 기술이전이 될 예정이다. 또한 원활한 원료 수급을 위해 기초단체 소속 농업기술센터와 원료 재배 및 대량 수급에 관한 논의를 마친 상태로 접경지역 근처 농가소득 증대로도 이어지는 제품화 사례이기도 하다. 이는 접경지역에서 자생하는 원료의 활성을 과학적으로 검증하여 기업과의 연계를 통해 기초시군 단체의 농가 소득과도 연계한 우수한 제품개발 사례로 향후에도 이와 같은 연구성과가 지속적으로 도출되기를 기대해본다.

• 인삼문화
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• 제3권
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• pp.1-10
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• 2021

인삼은 세계에서 가장 중요한 약용식물 중 하나이다. 본 연구실에서는 국립종자원에 최초로 등록된 인삼 품종 '천풍'을 이용하여 대략 3Gbp의 완성도 높은 유전체 서열과 60,000여개의 유전자를 동정하여 공개하였다. 인삼속 근연종들과의 비교유전체연구를 통해 종의 분화 시기 등을 추정하였고, 이를 통해 고려인삼의 기원과 두 번의 대륙이동을 통한 인삼속의 진화와 분포모델을 확립하였다. 인삼속 18종 중 2종 (고려인삼, 화기삼)은 24쌍의 염색체를 가지는 사배체 식물이며 나머지 16종은 12쌍의 염색체를 가지는 이배체 식물이다. 인삼속과 두릅나무속은 두릅나무과에 속하는 가장 가까운 식물로서 약 8백만년 전에 분화하였다. 인삼속은 약 6백만년 전 베트남 등의 동남아시아에서 러시아와 같은 동북아시아에 이르는 지역의 깊은 숲 속 서늘한 기후와 숲 속의 음지조건에 적응하며 음지식물로 진화했다. 그 기간은 빙하기와 간빙기가 반복되는 시기로 월동 능력이 없는 이배체 인삼종은 대부분 동북아시아 지역에서 멸종하였고 이 과정에 이배체간 종간 교잡종인 이질사배체가 약 2백만년전 만들어졌으며 한반도를 위시한 동북아시아를 중심으로 월동능력을 가진 고려인삼이 태동되었다고 추정된다. 북미에 분포하는 화기삼은 동북아시아 전역에 분포하던 고려인삼이 약 1백만년전에 빙하의 이동과 더불어 대륙간 이주를 통해 새로운 생태 환경에 적응하면서 분화되었다고 판단된다. 반면 대부분의 이배체 인삼종은 고온을 견디지 못하고 월동능력도 없어 동남아시아 지역에서 1,600미터 이상의 고산 지역으로 쫓겨 올라가 연중 서늘한 기후에서 생존하고 있다. 유전체 해독 정보는 인삼의 기원과 진화기작을 추정하는 학문적 성과 뿐 아니라 인삼산업을 보호하고 우수 인삼을 개발하기 위한 실용적인 분자육종 수단에도 매우 효율적으로 활용될 수 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.391-404
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• 2021

본 연구에서는 최신의 연구 트렌드인 빅데이터와 인공지능을 농업분야에 접목하여 유전자 알고리즘(GA)과 전지구 기후 재분석 자료를 활용한 마늘 생산량의 장기 예측 모형을 개발하고 그 예측성능을 평가해 보았다. 해당 모형은 마늘의 파종량을 수정할 수 있는 11월에 예측 자료를 생산하므로, 마늘의 생산 시기와 시간공간적으로 떨어진 전지구 기후 재분석 자료로부터 마늘생산량의 예측 인자로 활용할 수 있는 시그널을 찾아 장기적 마늘 생산량 예측에 활용하였다. 그 결과 결정론적 예측과 확률론적 예측 모두 마늘 생산량의 경년변동성을 통계적으로 99% 신뢰수준에서 관측과 유사하게 모의하였으며, 범주형 예측에서도 이분위 예측에서 93.3%, 삼분위 예측에서 73.3%의 적중률을 보이며 우수한 예측 성능을 나타내었다. 또한, 예측인자들 사이의 선형 및 비선형적 관계를 모두 고려하는 GA방법을 사용하였을 때, 선형적 앙상블 방법을 적용하였을 때 보다 높은 예측성능과 안정적인 예측결과를 보이는 것을 알 수 있다. 본 연구에서 개발된 마늘 생산량 예측 모형은 기존의 단기예측 위주의 농산물 생산량 예측의 한계를 극복하고 한 해의 농사가 시작되기 전 잠재 생산량을 전망 정보를 생산하여 농산물의 수요·공급 및 가격안정화를 위한 장기적 계획을 수립하는 것에 도움이 될 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제33권3호
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• pp.235-241
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• 2022

유엔이 발표한 세계 물개발 보고서는 2030년까지 식수가 현재보다 40% 감소할 것으로 전망하고 있다. 이는 물의 양이 감소하는 것이 아니라, 환경오염으로 인해 상수원이 오염되는 것을 말한다. 미생물이 수질에 깊은 연관이 있기 때문에 미생물의 분석은 수질관리에 매우 중요하다. 현재 미생물 분석에 사용되는 방법은 배양 후 현미경을 통한 모양과 형태를 분석하는 것이 가장 일반적이나, 유전자분석 기술이 발달함에 따라 현미경을 통한 미생물 분석 방식에 qPCR(quantitative polymerase chain reaction) 적용이 가능해졌고 활용방법 등이 연구되었다. 그 중에는 역전사 단계를 추가하여 RNA 분석에 용이성을 부여한 RT-qPCR법과 미생물 배양분석에 접목시켜 검사시간을 단축시키는 ICC-qPCR, 자연에서 채취한 샘플의 위양성율을 감소시키는 데 용이한 viability qPCR, 다중분석에 용이한 multiplex qPCR, 소량의 샘플만으로 분석이 가능한 microfluidic qPCR법 등이 있다. 본 논문에서는 이처럼 qPCR 방법이 미생물 분석에 적용되는 사례와 방식의 원리, 그리고 발전 방향에 대해 소개하고자 한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.197-210
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• 2022

곤충병원성 진균은 다양한 흡즙형 및 저작형 해충 방제에 적용이 가능하며, 익충과 천적에 낮은 영향을 보여, 화학농약의 대체체로서 관심이 높아지고 있다. 현재까지 전세계적으로 170여개의 제품들이 등록되어 판매되고 있으며, 최근 연구측면에서는 작용기작 및 곤충-진균 상호작용체 구명에 집중하고 있다. 해충 방제를 위한 곤충병원성 진균의 산업화 연구는 초기 살충성이 높은 균주 선발에 집중하였으나, 최근에는 환경 스트레스 인자에 대한 저항성 확보를 포함한 생산성 향상이 해결해야 할 주요 과제이다. 분생포자(conidia)가 주된 처리 형태였지만, 액체배양을 통해 생산되는 아포자(blastospore)의 한계점을 극복하여 대량생산의 경제성을 확보하려는 노력들도 진행되고 있다. 추가로 살충효과를 향상시키기 위해, 형질전환을 비롯한 분자생물학적 연구와 유전자 및 유전체 기능 구명에 집중하고 있다. 해충방제 시장측면에서, 글로벌 작물보호제 기업들은 인수합병 또는 공동 연구개발 형태로 전문 생물농약 기업들과의 협력체계를 구축하고 있으며, 화학농약과 곤충병원성 진균의 tank-mix 전략을 주된 방향성으로 삼고 있다. 현장에서 곤충 생태에 대한 이해를 기반으로 한 생태학적 처리(ecological application)는 곤충병원성 진균의 살충효과를 향상시킬 수 있는 기회가 된다. 앞으로의 디지털팜(digital farming) 기술과 접목된다면, 지상부 해충 방제를 위한 실질적인 적용도 가능하다. 곤충병원성 진균의 산업화를 위해서는 지적재산권 분쟁 해결을 위한 명확한 비교 연구자료 확보도 필요하다. 이와 같은 곤충병원성 진균이 식량생산의 안전성과 경제성을 확보하는 중요한 미생물자원으로 활발히 활용되고 개발되길 기대한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.101-108
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• 2022

곤충생장조절제(IGR)은 대상 해충에 대한 특이성이 높고 환경에 대한 독성이 상대적으로 낮다는 장점으로 유기합성 살충제를 효과적으로 대체할 수 있는 유망한 수단으로 여겨진다. 현재 시판되는 곤충생장조절제는 작용 기작에 따라 유충호르몬 작용제(JHA), 탈피호르몬 작용제(EA) 및 키틴 합성 저해제(CSI)의 세 가지로 구분된다. 최근 들어, 이집트숲모기의 Met과 FISC/CYC 유전자를 yeast two-hybrid system에 도입하여 유충호르몬에 의해 매개되는 Met과 FISC/CYC의 결합을 in vitro에서 구현하였으며, yeast two-hybrid β-galactosidase assay를 통하여 식물과 미생물 및 화합물 library로부터 다양한 유충호르몬 길항제(JHAN)가 분리되고 있다. 유충호르몬은 곤충의 발달, 생식, 휴면 등을 포함한 다양한 생리 작용을 조절하기 때문에, 유충호르몬 길항제는 대상 해충의 내분비 신호 전달을 방해하여 비정상적인 발달 및 유충 단계에서의 치사를 초래하며, 이는 유충호르몬 길항제가 넓은 기주 범위를 가진 살충제 개발에 효과적으로 이용될 수 있다는 것을 시사하였다. 따라서 본 논문에서는 유충호르몬 길항제의 작용점인 Met에 의해 매개되는 유충호르몬의 신호 전달 체계와 친환경 살충제로서의 유충호르몬 길항제의 전망에 대해 알아보고자 하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제58권1호
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• pp.39-48
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• 2022

Using environmental DNA (eDNA) in the fisheries and oceanography fields, research on the diversity of biological species, the presence or absence of specific species and quantitative evaluation of species has considerably been performed. Up to date, no study on eDNA has been tried in the area of fisheries acoustics in Korea. In this study, the biomass of a dominant species in the northwestern waters of Jeju Island was examined using 1) the catch ratio of the species from trawl survey results and 2) the ranking ratio of the species from the eDNA results. The dominant species was Zoarces gillii, and its trawl catch ratio was 68.2% and its eDNA ratio was 81.3%. The Zoarces gillii biomass from the two methods was 7199.4 tons (trawl) and 8584.6 tons (eDNA), respectively. The mean and standard deviation of the acoustic backscattering strength values (120 kHz) from the entire survey area were 135.5 and 157.7 m²/nm², respectively. The strongest echo signal occurred at latitude 34° and longitude 126°15' (northwest of Jeju Island). High echo signals were observed in a specific oceanographic feature (salinity range of 32-33 psu and the water temperature range of 19-20℃). This study was a pilot study on evaluating quantitatively aquatic resources by applying the eDNA technique into acoustic-trawl survey method. Points to be considered for high-quality quantitative estimation using the eDNA to fisheries acosutics were discussed.

• Pediatric Infection and Vaccine
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• 제29권2호
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• pp.70-76
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• 2022

코로나바이러스감염증-19 (COVID-19)의 임상 양상은 무증상부터 급성 호흡곤란 증후군에 이르기까지 다양하다. 점액 다당류증(mucopolysaccharidosis) 2형은글라이코스아미노글라이칸(glycosaminoglycan)의 일종인 헤파란 황산염(heparan sulfate)과 더마탄 황산염(dermatan sulfate)의 분해를 촉매하는 효소 결핍에 의해 상기 물질이 리소좀(lysosome)에 축적되는 질환으로 전신 침범, 특히 호흡기침범을 특징으로 한다. 따라서 박테리아나 바이러스에 의한 호흡기 감염은 예후에 치명적일 수 있다. 현재 점액 다당류증 환자에서 제 2형 중증급성호흡기증후군 코로나 바이러스(SARS-CoV-2) 감염 후의 임상 양상에 대한 보고는 매우 드물고, 이에 점액 다당류증 2형으로 효소대체요법을 받고 있던 환자에서 상기 바이러스 감염 후의 임상 양상에 대해 보고하고 관련 문헌에 대해 고찰하고자 한다. 16세 남아로 가족간 전파로 코로나바이러스감염증이 발생하였다. 콧물, 기침, 가래 등 호흡기 증상이 관찰되었다. 발열이나 산소요구도 증가는 없었으며 심박수, 호흡수, 산소 포화도는 정상 범위였고 혈액검사결과에서 백혈구 감소증이 관찰되었다. 흉부 방사선 사진에서 폐렴 소견은 보이지 않았다. 보존적 치료와 격리만으로 증상이 호전되었다. 경미한 임상 양상의 원인으로 전구 물질의 축적으로 인해 바이러스에게 불리한 숙주의 세포 환경, 바이러스와의 상호작용에 관여하는 단백질을 암호화하는 유전자 발현의 특정방향으로의 변화가 제시되고 있다. 또한 점액 다당류증 환자에서 증가된 혈청 헤파란 황산염이 SARS-CoV-2 스파이크 단백질과 숙주 세포의 상호작용에 필수적인 세포 표면의 헤파란 황산염과 경쟁하여 SARS-CoV-2의 세포 내 침투로부터 보호한다는 가설도 있다. 향후 더 많은 사례를 통해 점액 다당류증 등의 리소좀 축적질환에서 코로나바이러스감염증의 발현 양상에 대한 연구가 필요하다.