• 제목/요약/키워드: Genetic enhancement

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담수 물벼룩 Daphnia magna의 자외선 B 적응이 자외선과 중금속의 동시노출에 따른 독성반응에 미치는 영향 (Effect of Ultraviolet-B Radiation Acclimation to Fresh Water Daphnia magna Simultaneously Exposed to Several Heavy Metals and UV-B Radiation)

  • 김정곤;이민정;오소린;최경호
    • 한국환경보건학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.123-131
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    • 2007
  • Many environmental contaminants including several metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, and pharmaceuticals, have been identified to be phototoxic in the water environment. Concerns regarding photo-enhancement of toxicity of several environmental contaminants have been increasing because of the increased level of ultraviolet irradiation on the earth surface. However, there exist arguments that there might be certain defense mechanisms taking place in the aquatic ecosystem, which may include behavioral characteristics or genetic acclimation. This study was conducted to understand the potential responses of aquatic receptors to several phototoxic metals in the real environment, where long-term acclimation of such organisms to low dose UV-B may take place. For this purpose, water flea Daphnia magna was acclimated to environmentally relevant dose of UV-B (12 to $18uW/cm^2$) for >11 generations. The differences in developmental and life history characteristics, and toxicity responses were evaluated. Acclimation did not affect the daphnids' growth, longevity, and reproduction characteristics such as time to first brood, and brood size: After 21 d, survival of D. magna was not influenced by UV-B acclimation. When the number of young per female was compared. the daphnids acclimated for 11 generations tend to produce less number of neonates than the un-acclimated individuals but with no statistical significance (p>0.05). Four metals that were reported to be phototoxic elsewhere were employed in this evaluation, that include As, Cd. Cu, and Ni. UV-B level being applied in acclimation did increase the toxicity of Cd and Cu, significantly (p<0.05). However, the toxicities of As and Ni were not affected by irradiation of UV-B. Phototoxic responses were evaluated between the acclimated and the un-acclimated daphnids. For Cu, UV-B acclimation led to reduction of the photo-induced toxicity $(p\approx0.1)$ in daphnids. Non-acclimated Daphnia were affected by 50% at 4.18 ug/l Cu. but UV-B acclimated individuals exhibited $EC_{50}$ of 5.89 ug/l. With Cd, UV-B acclimation appeared to increase phototoxicity (p>0.05). With As and Ni, UV-B acclimation did not influence photo-induced toxicity. This observation may be in part explained by the type of reactive oxygen species that were generated by each metal. Similar to UV-B light, Cu is known to generate superoxide anion by acting as redox cycling toxicant. This is one of the first studies that employed_laboratory based UV-B acclimated test species for photoenhanced toxicity evaluation.

Effect of Genotype on Whole-body and Intestinal Metabolic Response to Monensin in Mice

  • Fan, Y.K.;Croom, W.J.;Daniel, Linda;McBride, B.W.;Koci, M.;Havenstein, G.B.;Eisen, E.J.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제19권4호
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    • pp.554-562
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    • 2006
  • Two lines of mice, M16 selected for rapid growth and a randomly selected control ICR as well as their reciprocal crosses were used to study the effects of genotype on whole-body energetics and intestinal responses to monensin. Six mice, eight weeks of age, from each line or reciprocal cross were assigned to one of two treatments, 1) drinking water containing 20 mmol/L monensin dissolved in 0.5% V/V ethanol, and 2) drinking water containing 0.5% V/V ethanol (control) for two weeks. After 11 days (age of 9 weeks and 4 days), whole-body $O_2$ consumption was measured. At the end of two weeks, jejunal $O_2$ consumption, intestinal tissue composition and histomorphometrics as well as the rate and efficiency of glucose absorption were estimated. In comparison with the control, monensin administration in drinking water resulted in less daily water intake (13.4 vs. 15.5 ml/mouse, p<0.01), less protein to DNA ratio of jejunal mucosa (5.41 vs. 6.01 mg/mg, p<0.05), lower villus width (88 vs. $100{\mu}m$, p<0.05), and less jejunal tissue $O_2$ consumption enhancement by alcohol (7.2 vs. 10.5%, p<0.01) in mice. Other than those changes, monensin had little (p>0.05) effect on variables measured in either line of mice or their reciprocal cross. In contrast, the M16 line, selected for rapid growth, as compared to the ICR controls or the reciprocal crosses, had less initial (pre-monensin treatment) whole-body $O_2$ consumption per gram of body weight (1.68 vs. $2.11-2.34{\mu}mol/min{\cdot}g$ BW, p<0.01) as compared to the ICR and reciprocal crosses. In addition, the M16 mice exhibited greater growth (412 vs. 137-210 mg/d, p<0.05), better feed efficiency (41.7 vs. 19.9-29.3 mg gain/g feed, p<0.05), shorter small intestines adjusted for fasted body weight (1.00 vs. 1.22-1.44 cm/g FBW, p<0.05), wider villi (109 vs. $87-93{\mu}m$, p<0.05), more mature height of enterocytes (28.8 vs. $24.4-25.1{\mu}m$, p<0.05) and a lower rate (91 vs. $133-145{\eta}mol\;glucose/min{\cdot}g$ jejunum, p<0.05) and less energetic efficiency (95 vs. $59-72{\eta}mol$ ATP expended/${\eta}mol$ glucose uptake, p<0.05) of glucose absorption compared to the ICR line and the reciprocal cross. Monensin had little (p>0.05) effect on whole-body $O_2$ consumption and jejunal function, whilst selection for rapid growth resulted in an apparent down-regulation of intestinal function. These data suggest that genetic selection for increased growth does not result in concomitant changes in intestinal function. This asynchrony in the selection for production traits and intestinal function may hinder full phenotypic expression of genotypic growth potential.

MNNG 또는 Benzo(a)pyrene 유도 염색체 이상에 미치는 Bleomycin의 효과 (Enhancement of Chromosome Aberrations in Lymphocytes of Mice after in Vivo Exposure to Chemicals and in Vitro Challenge with Bleomycin)

  • Heo, M.Y.;Grady, J.J.;Au, W.W.
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.71-76
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    • 1998
  • 환경독성물질에 의한 폭로는 세포내 DNA의 수복과정에 영향을 미쳐 돌연변이나 암을 유발할 수 있다. 독성물질에 의해 유도된 DNA의 비정상 수복효과를 판단하기 위하여.in vivo에서 MNNG 또는 Benzo(a)pyrene을 투여하고 in vitro에서 Bleomycin을 처리하여 나타나는 염색체이상효과를 관찰하였다. 실험결과, MNNG를 투여 후 Bleomycin을 처리하였을 때 염색체이상의 상승효과가 나타났다. 한편, Benzo(a)pyrene 투여 후 Bleomycin을 처리하였을 패는 높은 농도에서 염색체이상의 상승효과가 나타났다. 이같은 결과는 MNNG나 Benzo(a)pyrene 같은 유전독성물질들이 in vivo에서 세포내 비정상 DNA수복을 일으킬 수 있으며, 이러한 작용은 관련 유전독성물질의 염색체손상성에 무관하며 투여용량에 의존되는 것으로 판단된다.

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유전 형질, 환경 인자, 식재 방법 차이에 따른 갈대 지상경 삽목 효율 비교 분석 (Comparative analysis of cutting efficiency using culms of reed with genetic, environmental and methodological differences)

  • 홍문기;김재근
    • 한국습지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.603-611
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    • 2011
  • 갈대 지상경 삽목 효율성 제고를 위해 지상경 채취 지역, 매질, 식재 방법 그리고 지면으로부터의 거리에 따른 부위별 삽목 갈대 구분 등 다양한 방법들을 적용한 삽목 실험을 수행하였다. 그와 더불어 더 나은 삽목법을 다양한 환경의 여러 가지 갈대 생태형에 적용하여 보았다. 연구 결과 생태형, 채취 지역, 매질 등의 차이는 지상경에서의 새로운 경엽부 출현과 생육에 미미한 영향을 미친 반면 식재 방법과 갈대 지상경 중 삽목 부위 차이는 삽목 효율에 상대적으로 많은 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 연구는 갈대의 지상경 삽목 시 삽목에 필요한 지상경 채취에 앞서 삽목을 통해 증식시킨 갈대를 도입시킬 습지의 환경적, 생태적 특성을 먼저 고려하여 채취 장소를 선정해야 함을 제안한다. 뿐만 아니라 위도나 고도에 따른 기후 조건 등을 고려한 갈대의 연중 생육특성도 함께 파악하여 적절한 시기에 지상경을 채취하고 채취한 갈대의 중간 정도 부위를 선택적으로 삽목에 활용하는 것을 제안한다. 그와 더불어 습지에서 갈대를 채취할 경우 활발한 확장이 이뤄지고 있는 확장부에서 삽목을 위한 지상경을 채취하는 것이 나으며 삽목을 위한 매질의 경우 상토보다는 통기성이 좋은 모래가 효율적이었다. 삽목 식재 방법의 경우 갈대 지상경이 지면에 수평 방향이 되도록 식재하게 되는 수평법이 지면에 수직으로 식재하는 수직법에 비해 훨씬 높은 효율을 나타내는 것으로 확인되었다. 지상경 삽목 효율 제고를 위해선 위 조건들뿐만 아니라 진딧물과 같은 병해충들로부터 갈대 삽목체가 피해 받지 않도록 하는 차원에서의 관리 방안 또한 함께 고려되어야 할 것이다.

Association of Insulin Receptor Substrate-1 G972R Variant with Non-small Cell Lung Cancer Risk

  • Lee, Chang Youl;Ahn, Chul Min;Jeon, Jeong Hee;Kim, Hyung Jung;Kim, Se Kyu;Chang, Joon;Kim, Sung Kyu;Chang, Yoon Soo
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제67권1호
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    • pp.8-13
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    • 2009
  • Background: The insulin receptor substrate-1 (IRS-1) is the primary docking molecule for the insulin-like growth factor I receptor (IGF-IR), and is required for activation of the phosphatidylinositol 3'-kinase (PI3K) pathway. IRS-1 activation of the (PI3K) pathway regulates IGF-mediated survival, enhancement of cellular motility and apoptosis. Therefore, we attempted to ascertain whether IRS-1 genetic variations affect an individual's risk for non-small cell lung cancer (NSCLC). Methods: Two-hundred and eighteen subjects, either diagnosed with NSCLC or control subjects, were matched by age, gender and smoking status. Genomic DNA from each subject was amplified by PCR and analyzed according to the restriction fragment length polymorphism (RFLP) profile to detect the IRS-1 G972R polymorphism. Results: The frequencies of each polymorphic variation, in the control population, were as follows: GG=103 (94.5%) and GR=6 (5.5%); for the NSCLC subjects, the genotypic frequencies were as follows: GG=106 (97.2%) and GR=3 (2.8%). We could not demonstrate statistically significant differences in the genotypic distribution between the NSCLC and the control subjects (p=0.499, Fisher's Exact test). The relative risk of NSCLC, associated with the IRS-1 G972R polymorphic variation, was 1.028 (95% CI; 0.63~9.90). In addition, we found no differences between polymorphic variants with regard to the histological subtype of NSCLC. Conclusion: We did not observe any noteworthy differences in the frequency of the IRS-1 G972R polymorphism in NSCLC patients, compared to control subjects. These results suggest suggesting that, in our study population, the IRS-1 G972R polymorphism does may not appear to be associated with an increased risk of NSCLC.

Tricho-dento-osseous Syndrome Mutant Dlx3 Shows Lower Transactivation Potential but Has Longer Half-life than Wild-type Dlx3

  • Cha, Ji-Hun;Ryoo, Hyun-Mo;Woo, Kyung-Mi;Kim, Gwan-Shik;Baek, Jeong-Hwa
    • International Journal of Oral Biology
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    • 제32권4호
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    • pp.119-125
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    • 2007
  • Dlx3 is a homeodomain protein and is known to play a role in development and differentiation of many tissues. Deletion of four base pairs in DLX3 (NT3198) is causally related to tricho-dento-osseous (TDO) syndrome (OMIM #190320), a genetic disorder manifested by taurodontism, hair abnormalities, and increased bone density in the cranium. The molecular mechanisms that explain the phenotypic characteristics of TDO syndrome have not been clearly determined. In this study, we examined phenotypic characteristics of wild type DLX3(wtDlx3) and 4-BP DEL DLX3 (TDO mtDlx3) in C2C12 cells. To investigate how wtDlx3 and TDO mtDlx3 differentially regulate osteoblastic differentiation, reporter assays were performed by using luciferase reporters containing the promoters of alkaline phosphatase, bone sialoprotein or osteocalcin. Both wtDlx3 and TDO mtDlx3 enhanced significantly all the reporter activities but the effect of mtDlx3 was much weaker than that of wtDlx3. In spite of these differences in reporter activity, electrophoretic mobility shift assay showed that both wtDlx3 and TDO mtDlx3 formed similar amounts of DNA binding complexes with Dlx3 binding consensus sequence or with ALP promoter oligonucleotide bearing the Dlx3 binding core sequence. TDO mtDlx3 exhibits a longer half-life than wtDlx3 and it corresponds to PESTfind analysis result showing that potential PEST sequence was missed in carboxy terminal of TDO mtDlx3. In addition, co-immunoprecipitation demonstrated that TDO mtDlx3 binds to Msx2 more strongly than wtDlx3. Taken together, though TDO mtDlx3 acted as a weaker transcriptional activator than wtDlx3 in osteoblastic cells, there is possibility that during in vivo osteoblast differentiation TDO mtDlx3 may antagonize transcriptional repressor activity of Msx2 more effectively and for longer period than wtDlx3, resulting in enhancement of osteoblast differentiation.

효율적인 비천연 아민노산 도입을 위한 효모균 타이로신-tRNA 합성효소와 대장균 시작 tRNA 변이체의 엠버써프레션 활성증가 (Improving amber suppression activity of an orthogonal pair of Saccharomyces cerevisiae tyrosyl-tRNA synthetase and a variant of E. coli initiator tRNA, fMam tRNACUA, for the efficient incorporation of unnatural amino acids)

  • 이욥테칼린;오주연;박중찬
    • 미생물학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.420-427
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    • 2018
  • 효모균 타이로실-tRNA 합성효소(Sc YRS)와 엠버 멈춤코돈을 인식하는 대장균 시작tRNA 변이체(fMam $tRNA_{CUA}$)쌍은 대장균에서 단백질 생합성시 원하는 특정 위치에 비천연아미노산을 도입하는데 활용된다. Sc YRS/fMam $tRNA_{CUA}$쌍의 엠버써프레션 활성을 높이기 위해 fMam $tRNA_{CUA}$의 첫번째 안티코돈 염기를 인식하는 Sc YRS의 320번, 321번 아미노산 잔기를 암호화하는 염기서열을 무작위로 돌연변이시킨 라이브러리를 제작하였다. 엠버써프레션에 의한 클로람페니콜 저항성을 이용해 라이브러리를 탐색하여 활성이 향상된 2개의 돌연변이주를 선별하였다. 이들의 클로람페니콜 저항성 성장의 $IC_{50}$값은 야생형 YRS보다 1.7~2.3배 높았으며, in vivo 엠버써프레션 활성을 비교한 결과 3~6.5배의 활성 증가가 나타났다. 높은 활성을 보인 mYRS-3 (P320A/D321A) 단백질의 fMam $tRNA_{CUA}$에 대한 in vitro aminoacylation kinetics 분석은 야생형보다 약 7배 높은 효소활성을 보였으며, 이는 주로 기질인 fMam $tRNA_{CUA}$에 대한 결합 친화도가 증가하여 나타났다. 이런 접근법을 이용하여 다양한 종류의 비천연 아미노산 도입에 활용되는 aminoacyl-tRNA 합성효소의 엠버써프레션 활성을 높임으로써 엠버 멈춤코돈을 이용한 비천연 아미노산 도입 효율성을 높일 수 있을 것이다.

환상박피 처리에 의한 일본잎갈나무의 착과유도 효과와 대사물질의 변화 (Enhanced Strobilus Production and Metabolic Alterations in Larix kaempferi by Stem Girdling)

  • 이위영;박응준;강진택;안진권
    • 한국산림과학회지
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    • 제100권3호
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    • pp.367-373
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    • 2011
  • 낙엽송(Larix kaempferi)의 종자에 대한 수요는 증가하고 있으나 채종원에서의 종자생산량은 저조한 실정이다. 종자생산량을 증가시키기 위하여 42년생의 낙엽송 채종목에 환상박피처리를 한 결과 처리목에서 착과량과 착과목 비율이 무처리목에 비해 매우 높게 나타나 환상박피의 처리효과가 명확하였다. 환상박피처리에 의한 낙엽송 채종목의 대사물질 변화를 무처리간 비교분석하기위하여 GC/MS를 이용하여 주관부위의 흉고높이에서 체관부를 포함한 형성층조직 내의 대사물질을 분석하였다. 환상박피 처리목에서 14종의 극성 및 비극성 물질의 함량이 무처리목에 비해 유의적으로 차이가 있는 것으로 나타났다. 환상박피 처리에 의해 인산, sucrose, pimaric acid와 미지 물질 2종의 함량이 무처리목에 비해 상대적으로 증가하였고, malic acid, inositol, 2종의 2당류, 11-trans-Octadecenoic acid 및 4종의 미지 물질 함량은 상대적으로 감소한 것으로 나타났다. 또한 환상박피 처리 목은 무처리목에 비해 유의적으로 높은 전질소 함량을 나타냈다. 이러한 연구결과는 환상박피 처리에 의한 대사물질의 변화에 대한 정보를 제공하고 나아가 낙엽송 종자 생산 증진을 위한 연구에 이용될 수 있을 것이다.

신생아에서 종양으로 오인되는 폐 육아종의 비전형적인 소견을 보인 만성 육아종성 질환: 증례 보고 (Atypical Presentation of Chronic Granulomatous Disease in a Neonate with a Pulmonary Granuloma Mimicking a Tumor: A Case Report)

  • 유영진;선주성;이장훈;정현주;고영화;정준호;김현지
    • 대한영상의학회지
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    • 제81권4호
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    • pp.990-995
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    • 2020
  • 만성 육아종성 질환은 유전성 면역결핍질환으로 포식세포가 정상기능을 하지 못함으로써 만성적이고 반복적인 감염이 생긴다. 염증성 육아종의 형성은 다양한 장기에서 관찰되며 폐를 침범할 경우 영상학적 특징으로는 대부분 다발성 결절 또는 경결로 나타난다. 저자들은 신생아에서 종양으로 오인되는 폐 육아종의 비전형적인 소견을 보인 만성 육아종성 질환을 경험하였기에 이를 보고하고자 한다. 본 증례는 발열을 주소로 내원한 생후 24일된 남아로 전산화단층촬영 영상에서 우하폐에 위치한 비균질 조영 증강되는 종괴가 있었다. 종괴 내부 조영 증강되지 않는 부분은 자기공명영상의 확산강조영상에서 고신호 강도를 보였다. 환자는 수술적 절제를 시행하였고 X-염색체 연관 gp91phox 유전자 돌연변이의 만성 육아종성 질환으로 확인되었다. 이에 우리는 본 증례 발표를 통해 이러한 비전형적인 만성 육아종성 질환의 임상적, 영상학적인 특징에 대해 서술하고자 한다.

인지적 도제 모델 기반의 Rapid-cycling Brassica rapa 식물 프로그램의 개발 및 적용 효과 (Development of Rapid-cycling Brassica rapa Plant Program based on Cognitive Apprenticeship Model and its Application Effects)

  • 김재권;김성하
    • 과학교육연구지
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    • 제47권2호
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    • pp.192-210
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    • 2023
  • 이 연구는 인지적 도제 모델의 교수 단계와 교수방법을 적용하여 Rapid-cycling Brassica rapa (RcBr)를 활용한 식물 분자생물학 실험 프로그램을 개발하여 그의 적용 효과를 알아보고자 하였다. 개발된 프로그램은 예비교사의 분자생물학 실험에 관한 전문성 제고를 위하여 'purple RcBr과 non-purple RcBr 개체의 DFR 유전자 확인'과 'DNA 프로파일링 방법을 이용한 RcBr 개체의 유전적 다형성 부위 확인'의 두 가지 실험 주제를 선정하여 총 8차시로 구성하였다. 개발된 프로그램은 충북 H 대학교 생물교육 전공 2학년 18명을 대상으로 적용하여 분자생물학 지식과 기술 활용에 관한 인지기능과 영역 일반적 메타인지 기능의 향상 효과를 알아보았으며, 개발된 프로그램에서 제공된 수업흐름도 작성 과제의 분석을 통하여 프로그램의 효과를 검증하고자 하였다. 개발된 인지적 도제 모델 기반의 RcBr 식물 프로그램은 예비교사의 분자생물학 지식 및 기술 활용에 관한 인지기능 향상에 효과적이었다. 예비교사의 선행 실험 경험에 따라 고차적 인지기능 향상에 차이를 보였는데, 선행 실험 경험이 없는 예비교사의 고차적 인지기능 향상에 특히 효과적이었다. 개발된 프로그램은 또한 영역 일반적 메타인지 기능 중 메타인지적 지식의 과제와 메타인지적 조절의 계획, 점검, 평가 부분의 하위요소에 있어 유의미한 향상 효과를 보여주었다. 이는 프로그램의 차시별 자기평가 활동이 예비교사의 메타인지적 조절 기능 향상에 도움을 주었기 때문으로 생각한다. 이 연구에서 개발된 인지적 도제 모델의 식물 프로그램은 예비교사의 분자생물학 실험에 관련된 핵심역량을 키우는데 이바지한 것으로 나타났으므로 후속 연구에서 이 교수·학습 자료를 재구성하여 과학교사 연수나 고등학생들에게 적용하여도 메타인지 기능의 향상 효과를 기대할 수 있을 것이다.