• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1205-1213
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• 2011

재조합 균주인 E. coli JM109/DL-3를 사용하여 carboxymethylcellulase를 생산하기 위한 배지의 최적 염 농도를 orthogonal array method (OAM)과 response surface method (RSM) 등과 같은 통계학적인 방법으로 확립하고 그 결과를 비교하였다. OAM에 기초를 한 Qualitek-4 Software를 사용하여 실험을 계획하고, 그 결과를 분석한 결과는 K2HPO4가 균체의 생장 및 carboxymethylcellulase의 생산에 미치는 영향이 가장 크다는 사실을 확인하였다. 균체의 생육에 최적인 $K_2HPO_4$, NaCl, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 및 $(NH_4)_2SO_4$의 농도는 10.0, 1.0, 0.2 및 0.6 g/l이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 각 염들의 농도는 각각 5.0, 1.0, 0.4 및 0.6 g/l이었다. RSM에 기초를 한 Design-Expert Software를 사용하여 실험을 계획하고, 그 결과를 분석한 결과는 $K_2HPO_4$가 균체의 생장 및 carboxymethylcellulase의 생산에 가장 중요한 인자라는 사실을 확인하였다. 균체의 생장에 최적인 $K_2HPO_4$, NaCl, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 및 $(NH_4)_2SO_4$의 농도는 7.44, 1.08, 0.22 및 0.88 g/l이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 각 염들의 농도는 각각 5.84, 0.69, 0.28 및 0.54 g/l이었다. 기본적으로 OAM에 기초한 software를 사용하여 얻은 결과는 RSM에 기초한 software를 사용하여 얻은 결과와 유사하였다. 최적 조건에서 재조합 균주 E.coli JM109/DL-3이 생산하는 carboxymethylcellulase의 생산은 B. amyloliquifacience DL-에 비하여 1.92배 증가하였다.

• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1359-1370
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• 2012

애기장대에서 AtERF71/HRE2는 핵에서 전사인자로 작용하여 하위 유전자의 발현을 증가시키는 역할을 수행함으로써 저산소와 삼투 스트레스 반응에 관여할 것으로 여겨지는 유전자이다. 본 연구에서는 AtERF71/HRE2에 의해 직, 간접적으로 발현이 조절되는 하위 유전자를 알아보기 위해 AtERF71/HRE2 과발현체를 대상으로 마이크로어레이 실험을 수행하였다. 야생형에 비해 AtERF71/HRE2 과발현체에서 발현이 2배 이상 증가한 기능이 알려진 유전자는 AtERF71/HRE2 자신을 제외하고 161개였다. 161개 유전자 중 전사인자와 DNA-결합 단백질 등과 같은 전사조절자가 24개로 확인되어, AtERF71/HRE2는 하위 전사조절 유전자의 발현 조절을 통해 더 많은 유전자의 발현을 조절하는 상위 전사인자로서의 기능을 가질 것으로 추정되었다. 161개 유전자 중 15개 유전자를 대상으로 RT-PCR을 수행하여 마이크로어레이 결과의 신뢰성을 검증하였다. Genevestigator 데이터베이스 분석 결과, 161개 유전자 중 51개 유전자는 저산소 및 삼투 스트레스에 의해 발현이 증가하는 것으로 확인되었다. RT-PCR 분석 결과 AtERF71/HRE2 과발현체에서 발현이 증가한 15개 유전자 중 3개 유전자가 저산소에 의해 발현이 증가하였고, 다른 3개 유전자가 삼투 스트레스에 의해 발현이 증가하였으며, 이러한 결과는 이들 유전자가 AtERF71/HRE2에 의해 매개되는 저산소 또는 고염 스트레스 신호전달의 하위 유전자일 수 있음을 의미한다. 또한 본 연구의 마이크로어레이 분석 결과는 AtERF71/HRE2가 저산소 및 삼투 스트레스 반응뿐만 아니라 다른 환경 스트레스 반응과 식물 발달 조절에도 관여할 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1012-1018
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• 2010

본 연구에서, 고지방식이에 의한 비만, streptozotocin처리에 의한 당뇨 및 노화에 의해 알츠하이머병의 원인 유전자인 APP의 발현이상이 생기는지를 조사하였다. 일반식이(ND)/고지방식이(HFD), 16주령/26주령, 및 정상/당뇨 등의 조건별 8가지 조합에 88마리의 C57BL/6 생쥐를 각 그룹에 최소 10마리씩 나누어 키웠으며, 각 실험생쥐로부터 추출한 부고피하지방 및 부고환지방조직에서의 APP mRNA 발현양을 quantitative real-time PCR로 측정하였다. 그 결과, 피하지방조직에서의 APP 유전자는 16주령과 26주령에서 고지방식이로 키워 비만을 유도한 동물에서 2배정도 높게 발현되었으나(16주령 $125.0{\pm}13.9$ vs. $63.5{\pm}9.9$, p=0.001; 26주령 $120.2{\pm}6.0$ vs. $51.8{\pm}6.3$, p<0.0001), 부고환지방조직에서는 APP 발현양의 차이가 나타나지 않았다. 16주령과 26주령 사이에서의 노화에 따른 APP 발현양의 차이도 나타나지 않았다. 또한, 일반 및 고지방식이로 키운 16주령 생쥐의 피하지방조직 APP 유전자 발현은 STZ에 의해 유도된 당뇨병 생쥐에서 크게 감소되었다(ND non-diabetic $63.5{\pm}9.9$ vs. diabetic $40.2{\pm}5.0$, p<0.05; HFD $125.0{\pm}13.9$ vs. $67.0{\pm}9.0$, p<0.01). APP mRNA 발현양의 선형회귀분석에 의하면, 당뇨병이 유발되지 않은 일반 생쥐(R=0.657, p<0.0001, n=39)와 당뇨병 생쥐(R=0.508, p=<0.0001, n=49) 모두에서의 APP mRNA 발현양이 체중과 깊은 연관성이 있음이 확인되었으나, APP mRNA 양과 혈당과의 연관성은 나타나지 않았다. 이는 STZ에 의한 당뇨병 생쥐에서 관찰된 APP mRNA 발현의 감소는 고혈당증에 의한 것이 아닌 체중감소의 영향인 것으로 추측된다. 본 연구의 결과로 APP mRNA는 생쥐의 피하지방 및 부고환지방에서 발현되고 있고, 비만에의 의해 증가하며, 체중감소에 의해 감소한다는 것을 확인하였다. 이들 결과는 사람에게서 확인된 체중변화에 의한 APP 이상발현 현상을 더욱 분명히 보여주었으며, 이런 APP 이상발현이 중년기 비만과 노령기의 알츠하이머병 환자 뇌에서의 amyloidogenesis 증가 매개자로서의 역할 가능성을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제20권5호
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• pp.750-759
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• 2010

지리산 청정지역에서 재배되고 있는 참당귀의 생리활성 물질과 효능을 이용한 건강 기능성 식품 또는 화장품 소재 개발을 위한 기초연구의 일환으로 참당귀의 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리의 추출방법에 따른 phenolic compounds, flavonoids, minerals, decursin 및 decursinol angelate 등의 생리활성 물질 분석과 항산화 활성 및 환원력을 측정하였다. 당귀 뿌리의 온수 추출물 수율은 21.89%로 가장 높았다. 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량은 참당귀 잎, 줄기 혼합물의 에탄올 추출물에서 가장 높은 함량을 보였고, 참당귀 뿌리 보다는 잎, 줄기 혼합물에서 높았고, 수용성 추출물보다 에탄올 추출물에서 높았다. 미네랄함량은 참당귀 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리 모두에서 K, Mg, Fe, Na, Ca, Mn, Zn 순으로 함유되어 있었다. HPLC 분석에 의한 참당귀 잎, 줄기, 뿌리의 decursin 및 decursinol angelate의 혼합 면적 비율은 각각 66.1%, 82.2%, 79.8%로 나타났으며, decursin은 13.0%, 37.6%, 47.1%로 뿌리에서 가장 높았고 decursinol angelate는 53.2%, 44.6%, 32.6%로서 잎에서 가장 높았다. Free radical scavenging 항산화활성은 참당귀 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리 각각의 열수 추출물에서 가장 높았으며, 뿌리보다는 잎, 줄기 혼합물의 모든 추출물에서 항산화 활성이 높았다. Fe 및 Cu 환원력은 참당귀 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리의 온수, 열수 및 에탄올 추출물 순으로 높게 나타났으며, 참당귀 잎, 줄기 혼합물의 추출물이 뿌리 추출물 보다 높은 활성을 보였는데 이는 페놀성 화합물이나 플라보노이드 함량과 밀접한 관계를 보였다. Tyrosinase 저해 활성은 참당귀 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리의 열수 추출물에서 가장 높은 것으로 나타났다. 이상의 실험 결과 참당귀에탄올 추출물에서는 페놀성 화합물과 플라보노이드 함량 및 환원력이 높았으며, 열수 추출물에서는 항산화 효과가 높아 참당귀 유래의 생리활성물질과 그 활성을 이용한 제품 개발에 필요한 기초 자료를 제공해주는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1078-1085
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• 2010

PCDDs, PCDFs, dl-PCBs는 많은 역학 연구에서 독성오염물질이라고 간주되고 있는 생물축적 화학물질이다. 본 연구는 산모 초유 중에 이들 오염물질을 조사 분석하여 산모특성에 따른 축적성 및 상관성을 평가한 것으로, 실험대상 산모는 2007년에 평균연령 31.5세(표준편차=3.6세)의 건강한 초산부와 경산부이다. PCDDs 7개 이성질체, PCDFs 10개 이성질체, non-ortho PCBs 4개와 mono-ortho PCBs 8개 이성질체가 HRGC/HRMS로 분석되었다. 총 WHO-TEQs 평균값은 9.41 pg TEQ/g lipid로 다른 나라 농도에 비하여 낮은 수준이었다. 백분율의 증가와 함께 총 WHO-TEQs의 주요 기여자는 2,3,4,7,8-PeCDF, 1,2,3,7,8-PeCDD 및 3,3‘,4,4’,5-PCB (#126)이며, 총 WHO-TEQs의 60% 이상으로 나타났다. PCDFs 농도와 총 WHO-TEQs는 출산경험에 대해서는 음의 상관관계를 나타내었으며(p<0.05) 산모의 연령은 총 WHO-TEQs에 대해서 양의 상관관계를 나타내었다(p<0.01). 그러나, 임신 전 체질량지수와 어류섭취의 상관관계는 유의성이 없었다. 이들 결과로부터 출산경력과 산모 연령은 모유 내의 PCDD/DFs 및 dl-PCBs의 농도에 영향을 미치는 중요한 인자로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제27권9호
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• pp.1070-1077
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• 2017

활성산소종으로 유도되는 연골 세포의 apoptosis는 퇴행성 관절염의 발병 기전에 중요한 역할을 한다. Schisandrin 속의 과일에서 발견되는 생체 활성 화합물인 schisandrin A는 여러 가지 약리학적 작용을 하는 것으로 보고되고 있다. 현재까지 schisandrin A의 유도체들의 항산화 효과에 대해서는 여러 연구가 보고되었지만, schisandrin A의 항산화 효능의 분자 기전은 아직 미해결 상태로 남아 있다. 본 연구는 SW1353 인간 연골세포에서 산화적 스트레스($H_2O_2$)에 대한 schisandrin A의 세포 보호 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 schisandrin A는 PARP 단백질의 분해와 caspase-3의 활성 차단을 통해 $H_2O_2$에 의해 유도된 성장 억제와 apoptosis를 유의적으로 억제하였다. 이러한 schisandrin A의 anti-apoptotic 효과는 미토콘드리아 기능 손상의 억제와 pro-apoptotic Bax의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소의 차단과도 관련이 있었다. 또한, schisandrin A는 ROS의 생성과 DNA 손상 마커인 H2AX의 인산화도 효과적으로 저해하였다. 따라서 SW1353 연골세포에서 schisandrin A는 산화적 스트레스에 의한 ROS 생성의 억제를 통하여 apoptosis와 DNA 손상을 보호하였음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구의 결과는 schisandrin A가 ROS의 과잉 생산으로 인한 산화적 장애에 치료적 잠재력이 있음을 보여준다.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권4호
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• pp.121-131
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• 2008

본 연구에서는 국가표준 시나리오 A1B와 A2 조건에서 예상되는 2071-2100 평년의 최저기온 예상도와, 휴면심도로부터 추정한 단기내동성 분포도에 근거하여, 남한 전역에 대해 사방 270m 간격으로 경관규모의 국지적인 동해위험 정도를 분석함으로써 현재 평년(1971-2000)에 비해 어떤 결과를 보일지 예측하고자 하였다. 실험에 필요한 270m 해상도의 일별 기온자료와 1월 최저기온자료는 농림수산식품부의 전자기후도 및 그 파생산물, 그리고 국립기상연구소의 기후시나리오자료를 이용하여 준비하였다. 대상작물로서 'Campbell Early' 포도를 선정하고 현재와 미래 평년에 대해 각각 휴면심도를 계산하여 비교한 결과, 단기내동성 유지면적(휴면심도 -150 이하)과 저온내습지역($-15^{\circ}$ 이하)은 두 가지 시나리오 모두 미래기후 조건에서 동시에 줄어들었다. 기온과 휴면심도 두 요인을 종합해 분석해보면 현재 평년에 비해 100년 후 미래 평년에 동해위험이 감소하는 지역은 증가하는 지역보다 더 늘어나므로 포도재배에 있어서 저온피해의 위협은 감소할 것이다. 하지만 피해율 30% 이하의 월동 안전지역의 면적이 현재 평년의 59%에서 미래에는 55% (A1B)${\sim}$63% (A2)로서 뚜렷이 증가하지 않으며, 피해율 70% 이상의 월동 위험지역의 면적은 오히려 현재 평년의 13%에서 미래에는 23% (A1B)${\sim}$25% (A2)로 크게 증가할 것으로 예측되었다. 본 연구에서 사용된 전자기후도에 근거한 동해위험도 분석기술은 국내 주요 과수품종에 적용할 수 있으므로 재배적지의 재배치 등 기후변화대과 수산업분야 적응전략 마련에 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권1호
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• pp.39-50
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• 2014

본 연구는 경기도 양평군 용문면 연수리 계곡에서 관측을 통하여 봄철 용문산 계곡의 온도 및 바람의 시공간적인 특성을 밝히고자 하였다. 2012년 3월부터 5월까지 기온 및 2, 3차원 바람을 관측하고 자료를 수집하였다. 연수리 계곡의 집중관측 자료를 분석한 결과, 용문산의 전기간 평균 기온감률은 $-0.44^{\circ}C$/100m이며 맑은 날($-0.48^{\circ}C$/100m), 강수일($-0.41^{\circ}C$/100m, 흐린 날($-0.40^{\circ}C$/100m) 순으로 기온감률이 낮아지는 것을 알 수 있었다. 기온상승률은 산 정상부분($0.89^{\circ}C$/1시간)에서 탁월한 대기와의 혼합효과에 의한 영향으로 계곡하부($1.45^{\circ}C$/1시간)보다 낮게 나타난다. 맑은 날 야간에는 산사면을 따라 냉각된 공기가 흘러내리는 현상이 온도와 바람장을 통해 확인하였다. 또한 계곡 저지대로부터 100-300m사이에서 온난대 형성도 확인 할 수 있었다. 산정상과 계곡하부에서 측정한 고도별 온도분포의 관측결과 계곡하부에서는 지면으로 부터 1.5m까지 지면의 영향을 받는 냉기층이 존재함을 알 수 있었다. 관측 높이별 바람분포를 관측한 결과 풍속은 높은 곳(3.5m)에서 강하며 비슷한 고도에 위치한 지점이어도 종관풍의 영향을 많이 받는 지점은 국지적인 바람의 패턴이 뚜렷하게 나타나지 않고 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제19권1호
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• pp.19-26
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• 2017

지표면 기온($T_{air}$ surface air temperature)은 기상 및 기후학 분야에서 대표적인 기상인자일 뿐만 아니라 육상생태계 기능을 조절하는 주요 환경조건 인자이다. MODIS와 같은 인공위성정보 활용 기술은 지표면 기온을 연속적으로 모니터링 할 수 있는 기회를 제공한다. 하지만 복잡 산악지역에서의 관측 정확도의 한계와 구름 등에 의한 자료 결측은 연속적인 모니터링을 제한한다. 이 연구에서는 위성정보를 기반으로 복잡 산악지역에서 인 강원도 지역을 대상으로 전천후 기온정보를 생산하여 산악기상관측자료를 이용하여 평가하였다. 산악지역에 대한 정확도 개선을 위해 Aqua MODIS 기온정보(MYD07_L2)에 대기기온감률 방법을 적용한 결과, 기존보다 약 4% RMSE 개선효과(ME의 경우 95%)가 나타났다. 전천후 기온정보 산출을 위해 MYD07_L2 기온정보와 GCOM-W1 AMSR2 37 GHz 밝기온도 자료간의 픽셀 기반의 회귀모형 방법을 적용하였다. 산악기상 관측 자료와 비교한 결과 전반적으로 좋은 일치도를 보였으나(r=0.80, RMSE=7.9K), 겨울철에 다소 과소모의의 경향을 나타냈다. 그럼에도 불구하고 전체 자료 중 결측되었던 61.4%의 자료(n=2,657)를 복원하여 복잡 산악지역에 대해 위성정보 기반의 전천후 기온정보 생산이 가능함을 확인하였다. 향후 이 연구에서 사용한 간단하고 효과적인 회귀모형 방법은 과거 및 최신 위성정보를 활용을 통한 시공간적인 확장이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.221-232
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• 2016

농업 생태계의 생산성을 예측하기 위한 모델의 필수 입력변수인 일사량은 비교적 적은 수의 기상관측소에서만 관측되고 있어, 이들 관측값을 대신하기 위해 일사량을 추정하는 모델들이 사용되고 있다. 특히, 간단한 계수를 사용하여 일조시간을 이용하는 Angstrom-Prescott(AP) 모델이 일사량 추정을 위해 가장 널리 쓰이고 있다. 국내에서 보편적으로 적용가능한 AP모델의 계수값을 탐색하기 위해 국내 20개 기상관측소의 30년간의 일단위 관측자료를 입력자료로 사용하여 경험적으로 얻어진 계수와 Frere and Popov(1979)가 제시한 계수($AP_{Frere}$)를 이용한 일사량을 추정하고, 이들의 신뢰도를 분석하였다. 또한, 전역최적화 과정을 통해 시공간적으로 신뢰도가 높은 일사량을 얻을 수 있는 AP계수의 범위를 탐색하였다. 분석을 위해 월별, 년도별, 지역별로 추정값과 측정값 사이의 일치도를 계산하였다. $AP_{Frere}$를 사용한 결과 작물 생산성 예측을 위한 조건에서 일치도가 높게 나타났다. $AP_{Frere}$를 사용하였을 때 전역최적화를 통해 추정한 AP계수($AP_{max}$)를 사용하였을 경우 보다 일치도가 낮았으나 경험적으로 얻어진 계수($AP_{Choi}$)보다는 일치도가 높은 일사량 추정이 가능하였다. 전역최적화를 통해 일사량 추정치의 신뢰도를 분석한 결과, 신뢰도가 높은 일사량을 얻을 수 있는 AP계수의 범위는 년도별로는 좁게 분포하였으나 월별, 지역별로는 넓게 분포하였다. 그 중에서도 변이가 작은 범위는 지역별 일치도가 월별 일치도보다 넓게 분포하였다. $AP_{Frere}$는 각각의 경우에 대해 일치도가 높고 변이가 작은 범위에 속해 국내 조건에서 $AP_{Frere}$를 적용할 경우, 신뢰도 높은 일사량 추정치를 얻을 수 있을 것으로 예상되었다.