• 제목/요약/키워드: Biological systems

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RBC와 점감포기조의 복합구성에 따른 유가공폐수 처리에 관한 연구 (Treatment of Dairy Wastewater by the Combination of RBC and tapered Aeration)

  • 이상호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.1733-1738
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    • 2008
  • 고농도 유가공폐수의 유기물 및 질소, 인의 제거효율을 비교하기 위하여 두 개의 반응 시스템을 구성하였다. 하나는 하나의 RBC 반응조와 3단 점감포기조로 구성한 시스템이며 다른 하나는 RBC 반응조 2개를 연속으로 구성하고 3단 점감포기조로 구성한 시스템이다. 본 연구에 적용한 바실러스 미생물은 RBC의 끈상미생물접촉재에 부착하여 수행하였다. 각 시스템으로 유입되는 유가공폐수의 BOD 평균농도는 988mg/L, 1,046mg/L이었으며, 유출수 BOD 농도는 21.4mg/L, 15.9mg/L로 제거율은 97.8%, 98.5%의 결과를 보였다. RBC 단일공정 유입수의 평균 $COD_{cr}$ 농도는 1,837mg/L, 유출수는 53.0mg/L로 96.7%의 제거 효율을 보였으며 RBC 연속공정 유입수의 평균 $COD_{cr}$ 농도는 1,852mg/L, 유출수는 평균 27.8mg/L로 98.5%의 제거효율을 보였다. 유입수 T-N 분석결과 RBC 단일공정은 평균 51.9mg/L로 측정되었고, RBC 연속반응공정에서의 유입수 평균은 54.3mg/L이었으며, 유출수는 각각 6.6mg/L, 4.7mg/L로 87.2%, 91.3%의 제거효율을 보였다. T-P에 대한 RBC 단일공정과 RBC 연속공정에서의 분석 결과 유입수 평균농도는 각각 8.9mg/L, 9.1mg/L로 측정되었고, 유출수 농도는 1.6mg/L, 1.0mg/L로 T-P 제거율은 82%, 89%로 나타났다.

Molecular Analysis of Growth Factor and Clock Gene Expression in the Livers of Rats with Streptozotocin-Induced Diabetes

  • Kim, Joo-Heon;Shim, Cheol-Soo;Won, Jin-Young;Park, Young-Ji;Park, Soo-Kyoung;Kang, Jae-Seon;Hong, Yong-Geun
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제33권3호
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    • pp.163-169
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    • 2009
  • Many biological systems are regulated by an intricate set of feedback loops that oscillate with a circadian rhythm of roughly 24 h. This circadian clock mediates an increase in body temperature, heart rate, blood pressure, and cortisol secretion early in the day. Recent studies have shown changes in the amplitude of the circadian clock in the hearts and livers of streptozotocin (STZ)-treated rats. It is therefore important to examine the relationships between circadian clock genes and growth factors and their effects on diabetic phenomena in animal models as well as in human patients. In this study, we sought to determine whether diurnal variation in organ development and the regulation of metabolism, including growth and development during the juvenile period in rats, exists as a mechanism for anticipating and responding to the environment. Also, we examined the relationship between changes in growth factor expression in the liver and clock-controlled protein synthesis and turnover, which are important in cellular growth. Specifically, we assessed the expression patterns of several clock genes, including Per1, Per2, Clock, Bmal1, Cry1 and Cry2 and growth factors such as insulin-like growth factor (IGF)-1 and -2 and transforming growth factor (TGF)-${\beta}1$ in rats with STZ-induced diabetes. Growth factor and clock gene expression in the liver at 1 week post-induction was clearly increased compared to the level in control rats. In contrast, the expression patterns of the genes were similar to those observed after 5 weeks in the STZ-treated rats. The increase in gene expression is likely a compensatory change in response to the obstruction of insulin function during the initial phase of induction. However, as the period of induction was extended, the expression of the compensatory genes decreased to the control level. This is likely the result of decreased insulin secretion due to the destruction of beta cells in the pancreas by STZ.

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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이탄습지 공극수내 용존유기탄소와 페놀계열 물질의 변화도 (Variations of DOC and Phenolics in Pore-water of Peatlands)

  • ;김선영;강호정
    • 생태와환경
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    • 제35권4호통권100호
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    • pp.306-311
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    • 2002
  • 습지내의 용존유기탄소의 함량과 구성은 이차생산, 다양한 생지화학적 반응, 그리고 수생태계의 기능에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 북구이탄습지 (bog, fen, swamp)의 공극수내의 용존유기탄소와 페놀계열 물질의 농도를 1997년도에 1년에 걸쳐 조사하였다. 일반적인 미생물의 활성 (토양 호흡도)와 페놀산화효소의 활성도 측정하여, 용존유기탄소와 페놀계열 물질의 변화에 대한 기작을 밝히고자 했다 용존유기탄소 농도는 25.5-45.4 (bog), 29.2-71.4 (fen), 13.5-87.6 (swamp) mg/L를 보였고, 페놀계열 물질의 경우에는 13.3-45.4 (bog),7.6-29.5 (fen),4.9-30.8 (swamp) mg/L의 변화정도를 보였다. Swamp에서의 계절적인 변화양상을 살펴보면, 낙엽생산이 용존유기탄소의 변화에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다 Bog에서의 미생물활성도와 페놀산화효소의 활성이 가장 낮게 나타났는데 이것이 bog내의 높은 페놀계열물질의 농도를 야기시킨 것으로 사료된다. 본 연구의결과는 습지내 용존유기탄소의 양 뿐만 아니라 그 화학적인 구성이 습지 생지화학에서 중요함을 보여주었다.

재수화능이 향상된 인스턴트 쌀 미음의 제조 (Development of Well-reconstituted Instantized Thin Rice Gruel)

  • 양승철;이인애;선주호;김동은;강위수;정하숙;신말식;고상훈
    • 산업식품공학
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    • 제14권1호
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    • pp.54-59
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    • 2010
  • 본 연구에서는 영양과 건강, 그리고 편의성까지 고려한 즉석식품 형태의 쌀미음을 제조하였다. 제조된 쌀미음 분말의 영양성분 구성비를 일반성분 분석을 통하여 분석 하였고, 과립공정에 따른 재수화능의 향상을 연구하였다. 과립분말은 혼합분말보다 지방함량과 단백질 함량이 각각 0.9, 1.9% 높게 나타난 반면, 탄수화물 함량은 상대적으로 3.2% 낮게 나타났다. 과립분말의 단백질 조성은 71.1-118.5 g으로 1일 권장 단백질 섭취량 45-55 g보다 많았는데, 이는 일반적인 환자식이 지니는 공통적인 특성이다. 분말 입자의 침강 속도를 보여주는 분산성의 경우 과립분말(93.7%)은 혼합분말(77.0%) 보다 높게 나타났고, 재수화에 걸리는 시간도 과립분말(122.3 초)이 혼합분말(305.3 초)보다 빨랐으며 이들 결과는 과립공정이 분말의 재수화능을 향상시켜 주었음을 보여준다. 호화쌀가루를 이용한 쌀미음은 기존의 우유 단백질 위주의 환자식을 곡류로 대체하며 영양강화 쌀 가공제품의 개발에 의미가 있다.

Setting limits for water use in the Wairarapa Valley, New Zealand

  • Mike, Thompson
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.227-227
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    • 2015
  • The Wairarapa Valley occupies a predominantly rural area in the lower North Island of New Zealand. It supports a mix of intensive farming (dairy), dry stock farming (sheep and beef cattle) and horticulture (including wine grapes). The valley floor is traversed by the Ruamahanga River, the largest river in the Wellington region with a total catchment area of 3,430 km2. Environmental, cultural and recreational values associated with this Ruamahanga River are very high. The alluvial gravel and sand aquifers of the Wairarapa Valley, support productive groundwater aquifers at depths of up to 100 metres below ground while the Ruamahanga River and its tributaries present a further source of water for users. Water is allocated to users via resource consents by Greater Wellington Regional Council (GWRC). With intensifying land use, demand from the surface and groundwater resources of the Wairarapa Valley has increased substantially in recent times and careful management is needed to ensure values are maintained. This paper describes the approach being taken to manage water resources in the Wairarapa Valley and redefine appropriate limits of sustainable water use. There are three key parts: Quantifying the groundwater resource. A FEFLOW numerical groundwater flow model was developed by GWRC. This modelling phase provided a much improved understanding of aquifer recharge and abstraction processes. It also began to reveal the extent of hydraulic connection between aquifer and river systems and the importance of moving towards an integrated (conjunctive) approach to allocating water. Development of a conjunctive management framework. The FEFLOW model was used to quantify the stream flow depletion impacts of a range of groundwater abstraction scenarios. From this, three abstraction categories (A, B and C) that describe diminishing degrees of hydraulic connection between ground and surface water resources were mapped in 3 dimensions across the Valley. Interim allocation limits have been defined for each of 17 discrete management units within the valley based on both local scale aquifer recharge and stream flow depletion criteria but also cumulative impacts at the valley-wide scale. These allocation limits are to be further refined into agreed final limits through a community-led decision making process. Community involvement in the limit setting process. Historically in New Zealand, limits for sustainable resource use have been established primarily on the basis of 'hard science' and the decision making process has been driven by regional councils. Community involvement in limit setting processes has been through consultation rather than active participation. Recent legislation in the form of a National Policy Statement on Freshwater Management (2011) is reforming this approach. In particular, collaborative consensus-based decision making with active engagement from stakeholders is now expected. With this in mind, a committee of Wairarapa local people with a wide range of backgrounds was established in 2014. The role of this committee is to make final recommendations about resource use limits (including allocation of water) that reflect the aspirations of the communities they represent. To assist the committee in taking a holistic view it is intended that the existing numerical groundwater flow models will be coupled with with surface flow, contaminant transport, biological and economic models. This will provide the basis for assessing the likely outcomes of a range of future land use and resource limit scenarios.

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Effect of an Endoplasmic Reticulum Retention Signal Tagged to Human Anti-Rabies mAb SO57 on Its Expression in Arabidopsis and Plant Growth

  • Song, Ilchan;Lee, Young Koung;Kim, Jin Wook;Lee, Seung-Won;Park, Se Ra;Lee, Hae Kyung;Oh, Soyeon;Ko, Kinarm;Kim, Mi Kyung;Park, Soon Ju;Kim, Dae Heon;Kim, Moon-Soo;Kim, Do Sun;Ko, Kisung
    • Molecules and Cells
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    • 제44권10호
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    • pp.770-779
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    • 2021
  • Transgenic Arabidopsis thaliana expressing an anti-rabies monoclonal antibody (mAb), SO57, was obtained using Agrobacterium-mediated floral dip transformation. The endoplasmic reticulum (ER) retention signal Lys-Asp-Glu-Leu (KDEL) was tagged to the C-terminus of the anti-rabies mAb heavy chain to localize the mAb to the ER and enhance its accumulation. When the inaccurately folded proteins accumulated in the ER exceed its storage capacity, it results in stress that can affect plant development and growth. We generated T1 transformants and obtained homozygous T3 seeds from transgenic Arabidopsis to investigate the effect of KDEL on plant growth. The germination rate did not significantly differ between plants expressing mAb SO57 without KDEL (SO plant) and mAb SO57 with KDEL (SOK plant). The primary roots of SOK agar media grown plants were slightly shorter than those of SO plants. Transcriptomic analysis showed that expression of all 11 ER stress-related genes were not significantly changed in SOK plants relative to SO plants. SOK plants showed approximately three-fold higher mAb expression levels than those of SO plants. Consequently, the purified mAb amount per unit of SOK plant biomass was approximately three times higher than that of SO plants. A neutralization assay revealed that both plants exhibited efficient rapid fluorescent focus inhibition test values against the rabies virus relative to commercially available human rabies immunoglobulins. KDEL did not upregulate ER stress-related genes; therefore, the enhanced production of the mAb did not affect plant growth. Thus, KDEL fusion is recommended for enhancing mAb production in plant systems.

청소년부모의 지원정책 개발을 위한 조사연구 -10대에 첫 자녀를 임신한 미혼한부모를 대상으로- (Exploratory study on developing a support policy for adolescent parents: focusing on single mothers who become pregnant for the first time as teenage years)

  • 이영호;박지윤
    • 가족자원경영과 정책
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    • 제25권1호
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    • pp.113-132
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    • 2021
  • 지금까지의 한부모가족에 대한 연구들의 대다수는 미혼 한부모가족의 형성사유를 구분하지 않아, 청소년한부모를 특정하여 직접 자료조사를 한 연구는 많지 않다. 본 연구의 목적은 청소년부모의 임신, 출산, 양육이 안전하게 이루어지도록 지원하기 위한 정책 개발의 기초 자료를 청소년부모의 양육과 관련한 실태조사를 통해 얻고자 한다. 그러나 현실적으로 청소년부모를 대상으로 하기에는 어려움이 따르므로 동일한 문제를 내포한 10대에 첫 자녀를 출산한 미혼한부모를 대상으로 선정하였다. 연구목적을 위하여 설정한 연구문제는 '첫째, 이들의 기본적인 특성은 어떠한가. 둘째, 임신에서 양육 초기의 실태는 어떠한가. 셋째, 자녀 양육의 실태는 어떠한가. 넷째, 자립의 가능성은 어떠한가' 이다. 본 연구는 청소년부모의 지원근거를 마련하기 위하여 10대에 첫 자녀를 출산한 미혼한부모를 대상으로 임신에서 출산, 양육초기까지의 일련의 과정을 직접 조사를 통해 탐색한 연구로서 기존의 연구들과 차별점을 갖고 있으며, 비양육자인 자녀의 생부의 역동을 함께 추측할 수 있는 자료를 제시하였다. 또한 저출산의 극복이라는 중차대한 국가의 과업에서 청소년 산모의 건강권을 바탕으로 아동의 건강한 성장을 함께 논의하였다는 점에서 의미가 있다. 자녀를 출산하고 양육하는 일은 개인, 사회가 함께 고민하여야 하며, 그 과정에서 아이 생부에 관한 사회의 무관심을 환기시키고 아이 생부를 양육에 참여할 수 있도록 하는 방향으로의 전환을 모색할 필요가 있다. 청소년부모와 미혼부의 존재를 인정하고 이들을 다양한 가족의 하나로 기능할 수 있도록 하기 위하여 청소년복지지원법과 저출산고령사회기본법에서 청소년부모에 대한 지원의 근거가 명시되어야 하며, 10대의 청소년으로서 부모역할을 수행하는 부모, 한부모들에 대해서는 가정의 형태에 관계없이 이용가능한 시스템의 도입과 10대 부모를 대상으로 하는 자녀양육과 관련한 정보 및 양육프로그램이 전문가에 의해 개발되어야 하며 이를 포괄하는 가족정책의 수립과 가족자원과 지역자원을 적용할 수 있는 더욱 구체적인 후속 연구들이 필요함을 제시하였다.

살균제 Tebuconazole이 한국산 개구리류(두꺼비, 청개구리, 참개구리) 배아 발달에 미치는 영향 (Effects of fungicide tebuconazole on the embryonic development of Korean domestic frogs (Bufo gargarizans, Hyla japonica, and Pelophylax nigromaculatus))

  • 이해범;고선근
    • 환경생물
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    • 제39권3호
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    • pp.311-318
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    • 2021
  • 국내에 서식하는 개구리들의 배아를 이용하여 살균제인 tebucoanzole의 독성을 파악하기 위해 FETAX (Frog Embryo Teratogenesis Assay-Xenopus) 기법에 따라 두꺼비(Bufo gargarizans), 청개구리(Hyla japonica), 참개구리(Pelophylax nigromaculatus)의 배아를 배양하면서 tebuconazole의 효과를 probit 분석법으로 조사하였다. 그 결과, tebuconazole의 농도에 의존하여 유생의 체장 길이는 감소하고 치사율과 기형률은 증가하였으며 tebuconazole의 teratogenic concentration (EC50)은 각각 34.4, 10.6, 14.9 mg kg-1을 나타내었고 embryo lethal concentrations (LC50)은 75.4, 38.2, 39.6 mg kg-1 을 나타내었다. Teratogenic index (TI=LC50/EC50)는 각각 2.19, 3.58, 2.65을 나타내어 두꺼비, 청개구리, 참개구리 배아 발달에 최기형성 물질로 작용함을 알 수 있었다. 이상의 결과들로 보아 tebuconazole은 낮은 농도에서 개구리 배아의 발달에 민감하게 반응하였으며 치사율, 기형률, 성장률, 기형양상 등을 기존의 연구들과 비교하였을 때 유사한 결과를 나타내어 국내 서식하는 개구리류 배아발달에 영향을 미칠 수 있는 것으로 여겨지며, 종에 따라 치사율 및 기형률, 기형양상 등의 차이를 나타내는 원인 등을 명확히 파악하기 위해서 종 특이적 특성 등을 규명하는 연구가 더 필요할 것으로 여겨진다.

침강지 시설이 조성된 LID 시설의 환경적 영향평가 (Comparative assessment of urban stormwater low impact strategies equipped with pre-treatment zones)

  • ;;전민수;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.181-190
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    • 2019
  • 최근 강우유출수를 비용효율적으로 관리하기 위해 저영향개발 (Low Impact Development, LID)과 자연기반해법(Nature-based solution, NBS)를 도입하고 있다. 본 연구에서는 LID 시설 중 도심지 내 적용가능하고 유입부에 침강지가 조성된 침투도랑(IT)과 소규모 인공습지(SCW) 등 2개의 시설에 대해 효율성을 평가하였다. 효율성 평가는 장기간의 모니터링을 통한 자료를 이용하여 수행하였다. 분석결과 하절기 기간은 식생의 흡입 등의 생물학적 활동으로 인하여 SCW의 효율이 더 높았으나, 동절기 기간에는 식물의 고사로 인하여 IT의 효율이 더 높은것으로 분석되었다. 침강지 내 퇴적물의 분석결과 SCW 침강지 내 식생에 의한 정화작용 및 미생물등의 생물학적 처리기작으로 인하여 COD와 TN의 저감효율이 높은것으로 분석되었다. 본 연구에서는 침강지 시설을 조성한 LID 시설에 대해 비교하였으며, 자연과 유사한 자연기반해법을 LID 시설에 적용할 경우 기존 시설보다 처리효율이 우수한것으로 나타났다.