• 제목/요약/키워드: Biological information

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조간대에 표착한 기름이 해수의 침투에 미치는 영향 (Effects of Stranded Oil on Seawater Infiltration in a Tidal flat Environment)

  • Cheong Jo, Cheong
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제8권1호
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    • pp.75-80
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    • 2003
  • 해수 중에는 연안 조간대의 저서생물의 생존에 필수적인 용존산소와 영양염이 풍부하게 내포되어 있기 때문에 해수의 토양침투는 저서생물의 생존과 밀접한 관련을 맺고 있다. 그러나 유출된 기름이 조간대에 표착하게 되면 해수의 침투가 차단되어 생물에게 많은 피해를 유발시킬 것이다. 또한 유출된 기름의 토양 침투에 관한 정보는 생태계 영향을 최소화하고 처리를 위한 대책수립의 단서로서 매우 중요하다. 본 연구에서는 유출된 기름의 침투 거동을 파악하고 침투된 기름의 해수 침투 차단을 검토하는 것을 목적으로 하여 연구를 수행하였다. 점도가 낮은 원유가 C중유보다 침투 깊이가 약 2배 깊었으며, 유출된 기름의 침투 깊이는 조간대에 표착된 기름의 양에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 그리고 표착된 기름은 첫번째 조석에서 가장 급격한 침투거동을 보였으나, 두번째 조석변동부터는 급격한 침투 변화는 나타나지 않았다. 그리고 침투한 유분의 수직적 분포로부터 기름은 토양 표층 2cm에 집중적으로 분포하는 것을 알 수 있었다. 한편 해수의 침투량은 표착유의 양에 비례적으로 감소하였으며, C중유가 원유보다 약 1.7배 정도의 해수의 토양 침투량을 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서, 침투한 기름의 처리는 가능한 빠른 시간내에 수행되어야 해수의 침투를 회복시켜 연안 조간대 생태계의 피해를 최소화 시킬 수 있다고 판단된다.

생물제제(BCA) 후보균주인 Streptomyces sp. A020645 의 대량 균체생산 및 항더뎅이병 활성증진을 위한 고체배지 조성에 관한 연구 (Study on Medium Ingredient Composition for Enhancing Biomass Productionand Anti-potato Common Scab Activity of Streptomyces sp. A020645 as a BCA Candidate)

  • 이향범;노효영;박동진;이소금;고영환;고정삼;김창진
    • 식물병연구
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    • 제11권1호
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    • pp.66-71
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    • 2005
  • 본 연구는 감자 더뎅이병원균에 대한 항균활성을 갖는 Streptomyces sp. A020645 균주를 대상으로 최적의 고체 배양 및 항더뎅이병 활성증진 배지조성 조건을 검토하고자 실시하였다. 본 실험에 사용한 배지의 조성을 보면 밀기울, 쌀겨, 오트밀, 대두박을 기본 성분으로, 그리고 $KH_2PO_4$, 포도당, 당밀을 첨가물로 사용하였다. 연구결과 포자생성은 오트밀배지를 주성분으로 하고 glucose 0.1~0.01%, 당밀 1.1~0.01% 첨가배지에서 포자생성이 매우 양호하였다 그 외에도 $KH_2PO_4$ 2%를 첨가한 경우와 포도당과 당밀의 농도를 달리하였을 경우도 양호한 균체생성을 확인하였다. Streptomyces sp. A020645 균주의 배지소성별 항더뎅이병원균에 대한 활성을 조사한 결과 오트밀 및 쌀겨 배지를 주성분으로 사용할 경우 glucose 0.1~0.01%, 당밀 0.1% 첨가 조건에서 가장 높은 항균활성을 나타냈다. 이러한 연구결과는 생물제제 제형개발을 위한 기초자료로서 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Biological Inspiration toward Artificial Photostystem

  • Park, Jimin;Lee, Jung-Ho;Park, Yong-Sun;Jin, Kyoungsuk;Nam, Ki Tae
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.91-91
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    • 2013
  • Imagine a world where we could biomanufacture hybrid nanomaterials having atomic-scale resolution over functionality and architecture. Toward this vision, a fundamental challenge in materials science is how to design and synthesize protein-like material that can be fully self-assembled and exhibit information-specific process. In an ongoing effort to extend the fundamental understanding of protein structure to non-natural systems, we have designed a class of short peptides to fold like proteins and assemble into defined nanostructures. In this talk, I will talk about new strategies to drive the self-assembled structures designing sequence of peptide. I will also discuss about the specific interaction between proteins and inorganics that can be used for the development of new hybrid solar energy devices. Splitting water into hydrogen and oxygen is one of the promising pathways for solar to energy convertsion and storage system. The oxygen evolution reaction (OER) has been regarded as a major bottleneck in the overall water splitting process due to the slow transfer rate of four electrons and the high activation energy barrier for O-O bond formation. In nature, there is a water oxidation complex (WOC) in photosystem II (PSII) comprised of the earthabundant elements Mn and Ca. The WOC in photosystem II, in the form of a cubical CaMn4O5 cluster, efficiently catalyzes water oxidation under neutral conditions with extremely low overpotential (~160 mV) and a high TOF number. The cluster is stabilized by a surrounding redox-active peptide ligand, and undergo successive changes in oxidation state by PCET (proton-coupled electron transfer) reaction with the peptide ligand. It is fundamental challenge to achieve a level of structural complexity and functionality that rivals that seen in the cubane Mn4CaO5 cluster and surrounding peptide in nature. In this presentation, I will present a new strategy to mimic the natural photosystem. The approach is based on the atomically defined assembly based on the short redox-active peptide sequences. Additionally, I will show a newly identified manganese based compound that is very close to manganese clusters in photosystem II.

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Annual Bluegrass의 생물학적 특성과 방제 (Biological Characteristics and Control of Annual Bluegrass (Poa annua))

  • 이상국
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제2권2호
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    • pp.122-130
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    • 2013
  • Annual bluegrass는 종자 생산능력이 뛰어나고 한번 조성이 되었을 때 그 분얼경과 지상부 생육이 뛰어나, 전 세계에 가장 널리 퍼져 서식하는 잔디 초종중의 하나이다. 또한 낮은 예초에 적응하는 능력과 조성이 되었을 때 균일성이 좋은 것으로 알려져 있다. Annual bluegrass의 지상부가 성장하기 가장 좋은 온도 범위가 $16-21^{\circ}C$이며 지하부 성장을 위한 최적의 온도범위는 $13-18^{\circ}C$로 고온과 저온에 취약한 초종이다. Annual bluegrass를 관리하기 위해서는 질소와 인산의 비교적 높은 시비량은 annual bluegrass의 확산을 촉진하며 반대로 낮은 시비량은 방제에 도움이 된다. 질소원으로 ammonium sulfate를 사용했을때 sulfate에 의해서 낮아진 토양 pH는 토양속에 존재하는 인이 용해되는 것을 감소시키고 annual bluegrass에 피해를 주는 aluminum의 양을 증가시켜 방제에 효과적이다. 관수는 light and frequent 보다는 deep and infrequent 관수방법이 방제에 도움이 되며 예초높이는 낮추고 예지물은 회수 하는 것이 annual bluegrass의 방제에 도움이 된다. 우리나라에서는 화학적 방제가 주를 이루고 있는데 발아전 처리제로서 prodiamine, bensulide, dithiopyr등이 있으며 발아후 처리제로는 ethofumesate, bisbyribac-sodium 그리고 최근에 연구가 되고 있는 mesotrione등이 있다. 발아전 혹은 발아후 처리제 이외에 생장조절제가 annual bluegrass 방제에 이용이 되고 있는데 paclobutrazol, flurprimidol 등이 있다. 우리나라에서 많이 사용이 되고 있는 생장조절제인 trinexapac은 오히려 여름철 annual bluegrass에 좋은 효과를 나타내고 있어 방제에 적합하지 않다. Annual bluegrass의 방제 효과를 극대화 하기 위해서는 관리적 방제와 화학적 방제의 두 가지 방법이 동시에 고려되어야 할 것이다.

제주도 큰발윗수염박쥐(Myotis macrodactylus)의 유전적 집단 구조와 계통 유연관계 (Genetic Population Structure and Phylogenetic Relationship of the Large-footed Bat (Myotis macrodactylus) on Jeju Island)

  • 김유경;박수곤;한상훈;한상현;오홍식
    • 생명과학회지
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    • 제26권7호
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    • pp.749-757
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    • 2016
  • 본 연구는 미토콘드리아 DNA (mtDNA) cytochrome B (CYTB)와 NADH dehydrogenase subunit 1 (ND1) 유전자 서열의 다형성을 근거로 제주도 큰발윗수염박쥐 집단의 유전적 집단 구조와 계통 유연관계를 조사하는 데 목적이 있다. 동아시아 박쥐에서 CYTB 유전자 haplotype은 14개의 haplotype들이 발견되었고, ND1은 9개의 haplotype 들이 발견되었다. 집단별 haplotype의 분포는 지역-특이적인 양상을 보였다. ND1 haplotype 분석결과에서 제주도 집단은 4개의 haplotype을 나타내고, 한라산 소집단과 서부지역 소집단은 3개 haplotype을 나타내었으나, 동부지역 소집단에서는 제주도 전체에서 공통으로 발견되는 1개(Nd03)의 haplotype만 출현하였다. NJ tree에서 제주도 집단은 강원도 집단보다 일본 집단과 더 근연으로 확인되었다. 중국과 일본의 모계선조 계보 사이의 분화 시점은 0.789±0.063 MYBP으로 추정되었고, 제주도와 일본의 모계선조는 약 17만 년(0.168±0.013 MYBP) 전에 분리된 것 으로 판단된다. 제주도 집단은 적어도 5만 년 이전에 이주한 것으로 보인다. 또한 ND1 haplotype 분석결과는 제주도 집단이 이주 후에도 지역 내에서의 적어도 2회 이상의 유전적 분화를 겪었다는 것을 보여주고 있다. 본 연구 결과는 동아시아 큰발윗수염박쥐의 계통 유연관계를 이해하는 데 중요한 기초자료가 될 것이며, 향후 한반도의 남부와 중국, 러시아 등에서 시료 확보를 통해 집단 간 진화적 상관관계를 이해하는 데 필요한 설득력 있는 자료가 마련되어야 할 것이다.

Proteomic Analysis to Identify Tightly-Bound Cell Wall Protein in Rice Calli

  • Cho, Won Kyong;Hyun, Tae Kyung;Kumar, Dhinesh;Rim, Yeonggil;Chen, Xiong Yan;Jo, Yeonhwa;Kim, Suwha;Lee, Keun Woo;Park, Zee-Yong;Lucas, William J.;Kim, Jae-Yean
    • Molecules and Cells
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    • 제38권8호
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    • pp.685-696
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    • 2015
  • Rice is a model plant widely used for basic and applied research programs. Plant cell wall proteins play key roles in a broad range of biological processes. However, presently, knowledge on the rice cell wall proteome is rudimentary in nature. In the present study, the tightly-bound cell wall proteome of rice callus cultured cells using sequential extraction protocols was developed using mass spectrometry and bioinformatics methods, leading to the identification of 1568 candidate proteins. Based on bioinformatics analyses, 389 classical rice cell wall proteins, possessing a signal peptide, and 334 putative non-classical cell wall proteins, lacking a signal peptide, were identified. By combining previously established rice cell wall protein databases with current data for the classical rice cell wall proteins, a comprehensive rice cell wall proteome, comprised of 496 proteins, was constructed. A comparative analysis of the rice and Arabidopsis cell wall proteomes revealed a high level of homology, suggesting a predominant conservation between monocot and eudicot cell wall proteins. This study importantly increased information on cell wall proteins, which serves for future functional analyses of these identified rice cell wall proteins.

지식기반 유전자알고리즘을 이용한 한국인 빈발 HLA 대립유전자에 대한 결합 펩타이드 예측 (Knowledge based Genetic Algorithm for the Prediction of Peptides binding to HLA alleles common in Koreans)

  • 조연진;오흥범;김현철
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.45-52
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    • 2012
  • 감염된 미생물에서 유래한 단백질 펩타이드가 HLA에 결합하여 숙주의 세포표면에 제시되면, T 세포가 이를 인식하여 면역반응을 유발함으로써 감염원을 제거하게 된다. HLA와 펩타이드간의 결합이 안정적일수록 T 세포반응이 강하게 일어나 효율적으로 감염원을 제거할 수 있다고 알려져 있다. 따라서 특정 HLA에 안정적으로 결합할 수 있는 펩타이드(HLA binder)를 찾아낼 수 있다면 감염질환이나 암의 예방을 위한 펩타이드 백신의 개발에 활용될 수 있다. 그런데 HLA는 매우 다형하기 때문에 하나의 집단 내에서도 어느 정도의 빈도를 가지는 대립유전자의 수가 매우 많다. 따라서 이들 모든 대립유전자들에 대해 가능한 펩타이드조합을 제작한 후 직접 실험을 통해 안정적으로 결합하는 펩타이드를 찾아내는 것은 매우 비효율적이다. 이를 극복하기 위하여 특정 HLA에 안정적으로 결합하는 펩타이드를 예측하는 정보전산적인 방법이 최근 개발되어 왔다. 이들 방법을 통해 제시된 펩타이드에 대해서만 직접 생물학적 실험을 시행함으로써 연구자는 검증해야 할 후보 펩타이드의 수를 현격히 감소시킬 수 있게 된다. 본 논문에서는 HLA 결합 펩타이드 예측을 위해 기계학습을 이용한 방법을 소개할 뿐만 아니라, 지금까지 HLA 결합 펩타이드 예측에 시도된 적이 없는 '지식기반 유전자 알고리즘(knowledge-based genetic algorithm)'이라는 새로운 모델을 제시하고자 한다. 이것은 유전자알고리즘(GA)에 기반한 것이었지만 전문가 지식을 접목함으로써 GA보다 더 향상된 성능으로 한국인에 흔한 HLA에 결합하는 펩타이드를 예측하였다. 뿐만 아니라 이것은 결합하는 펩타이드의 규칙을 한국인에 흔한 HLA 대립유전자에 대하여 추출해 줄 수 있는 새로운 방법이었다.

식이 폴리페놀 성분 resveratrol과 일반의약품의 복합처리에 의한 간 및 장관계 세포독성 평가 (Evaluation of the Cytotoxic Effects of Resveratrol Treatment with Over-the-counter Drugs on the Hepatic and Intestinal Cells)

  • 김다람;김미리;홍정일
    • 한국식품과학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.217-222
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    • 2010
  • 본 연구에서는 널리 섭취되는 식이 폴리페놀 화합물인 resveratrol과 일반의약품 성분 AAP, Asp 및 Ibu와의 혼용 시 일어날 수 있는 상호작용에 의한 세포독성 변화를 조사하였다. Resveratrol은 장관계 HCT 116 세포와 간 HepG2 세포에 농도의존적인 세포활성 감소를 초래하였고 각각 113.8 및 $135.7\;{\mu}M$$IC_{50}$ 수치를 보였다. 농도별 resveratrol과 AAP, Asp 또는 Ibu를 각 세포에 24시간 복합투여하였을 때 일부 유의적인 resvertrol 독성의 감소나 증가가 나타났지만 전체적으로 10% 이내의 미미한 변화를 보였다. AAP, Asp 및 Ibu의 고농도 처리시 발생하는 세포독성에 대한 resveratrol의 효과를 HepG2 세포와 IEC-6 정상장관계 세포에서 비교하였을 때 현저한 약물 독성의 변화 또한 관찰되지 않았다. HepG2 세포에 저농도의 resveratrol을 48, 72시간 처리하였을 때 유의적인 세포증식 촉진효과가 나타났으나, AAP와 복합투여시 그 효과는 소멸되었다. 한편 일반의약품 성분과 resveratrol을 각각 순서를 달리하여 전후로 세포에 처리하였을 때에도 현저한 독성의 변화는 나타나지 않았다. Resveratrol과 빈번히 복용되는 일반의약품 AAP, Asp, Ibu를 여러 조합에 의해 복합처리하여 세포독성을 평가한 결과, 이들의 상호작용에 의한 두드러진 독성발현 및 활성변화는 발견되지 않았다.

단백질 기능 흐름 모델 구성 및 평가 기법 (A Method for Protein Functional Flow Configuration and Validation)

  • 장우혁;정석훈;한동수
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제15권4호
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    • pp.284-288
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    • 2009
  • 단백질 상호작용의 예측 및 실험 결과가 대용량으로 배포되면서 바이오 정보 기술 연구자들은 생명체 내의 단백질 상호작용 네트워크를 구성하기 위해 노력하여 왔다. 일반적으로 대용량의 상호작용 데이터들은 많은 오류를 포함한다고 알려져 있으나, 최근 단백질의 물리 화학적 특성 및 구조를 기반으로 한 방법들이 실제 실험과 병행되어 고화질(High resolution)의 결과를 제공하게 되면서, 특정 종에 대한 단백질 상호작용 네트워크가 점차 완성되고 있다. 그러나, 단순 물리적 링크 수준의 단백질 상호작용 네트워크만으로는 특정 병원체의 발병 메커니즘 규명 등과 같은 응용분야의 활용에 한계가 있다. 본 논문에서는 실험을 통하여 보고된 신호 전달 경로(signaling transduction pathway)를 이용하여 단백질 기능 간의 관계를 방향성이 있는 그래프로 표현한 단백질 기능 흐름 모델을 제시한다. 제안하는 모델은 Gene Ontology에서 정의된 molecular function을 정점(vertex)으로 가지고 이들 사이의 관계를 간선(edge)으로 표현함으로써 특정 기능의 전이를 살펴볼 수 있다. 이러한 기능 흐름 모델은 수 만개의 정점(vertex)으로 구성된 단백질 상호작용 네트워크에서 의미 있는 경로를 추출하는 데에 제약 혹은 참조 조건으로 사용될 수 있어 향후 활용도가 클 것으로 기대한다. 평가는 KEGG에서 제공되는 11개의 인간 신호 전달 경로 각각에 대하여 대상 경로를 제외한 나머지로부터 생성된 모델과의 크론바하 알파 계수(Cronbach's alpha)를 측정하였고(${\alpha}=0.67$), 총 1023개의 흐름 중 ${\alpha}=0.6$ 이상의 신뢰도에 대하여 총 765개의 흐름을 가지는 기능 흐름 모델을 최종 구성하였다.

치아발생 과정 중에 Ki-67, 싸이클린 A, 싸이클린 D1의 발현양상 (Expression Patterns of Ki-67, Cyclin A, and Cyclin D1 during Tooth Development)

  • 권혁제;윤경식;정한성
    • 해부∙생물인류학
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    • 제26권1호
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    • pp.41-49
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    • 2013
  • 치아발생 및 형태형성 과정에서 치아상피와 치아간엽을 구성하는 세포는 동적인 세포주기의 변화가 일어난다. 현재까지 세포증식은 치아발생에 중요한 현상으로 알려져 있지만, 치아발생 중에 일어나는 복잡한 분자적 기전과 연관해서 세포주기의 각 시기가 어떻게 관여하는지에 대해서는 충분한 연구가 이루어지지 않았다. 그러므로 본 연구는 치아발생 기전과 세포주기의 시기의 변화와의 관계를 밝히고자 하였다. 치아발생 과정에서 일어나는 형태변화를 확인하기 위해 싹시기, 모자시기, 종시기의 쥐 앞니 및 어금니 치배를 헤마톡실린-에오신으로 염색하여 조직학적으로 관찰하였다. 또한 세포주기 시기의 표지자인 Ki-67, 싸이클린 A, 싸이클린 D1의 발현양상을 관찰하기 위해 면역조직화학염색을 시행하였다. 싹시기, 모자시기, 종시기에서 증식하는 세포들은 Ki-67과 싸이클린 A를 발현하는 것을 확인하였다. 싸이클린 D1은 앞니의 상아질모세포 및 모자시기의 사기질결절에서 특이적인 발현을 보였으며, 이곳에서는 Ki-67이나 싸이클린 A가 발현되지 않는다는 것을 발견하였다. 본 연구는 치아발생 중 각 주요 시기에서 세포주기의 변화를 관찰하였으며, 이는 치아발생에 관여하는 기전에 대한 중요한 정보를 제공한다. 또한 본 연구의 결과는 지금까지의 앞니의 사기질모세포 및 사기질결절의 특성에 대한 지식을 이해하는 데에 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.