Gene expression levels of choriogenin, vitellogenin and estrogen receptor were determined using Reverse transcription (RT)-PCR technique after exposure to estrogenic chemical bisphenol A in the Korean wild medaka (Oryzias sinensis). These genes have been known to be induced in male test fish when the fish are exposed to estrogenic chemicals. Therefore they can be suggested as a possible biomarker of endocrine disruption in fish, however, relatively little has been known about these genes expression by estrogenic chemicals in Korean wild fish. Mature male Oryzias sinensis were treated with bisphenol A at nominal concentrations of 0.02, 0.2 and 2 mg/L for 6 days and total RNA was extracted from the livers of treated fish for RT-PCR. When the five biomarker genes were amplified by RT-PCR in the same condition, mRNA induction level of each gene was elevated with different sensitivities. Conclusively, the results of this work indicated that measurement of vitellogenin and choriogenin using RT-PCR is effective as a simple tool for the screening of estrogenic chemicals and suggested that O. sinensis would be a suitable model fish for the environmental risk assessment of potential endocrine disruptors.
초기생애단계의 일본송사리를 실험어류로 사용하여 TCDD와 PCB 126의 생물농축정도를 비교 측정하였고, TCDD와 PCB 126의 체외 배설에 대한 동태학적 특성을 비교 분석하였다. 생물농축실험은 초기생애단계의 새끼치어 및 어린 물고기에 TCDD와 PCB 126을 여러 농도로 물에 용해시켜 96시간 동안 정체된 상태로 폭로시킨 후 생물농축계수(BCF)와 지방-표준화한 생물농축계수(BCF$_{L}$)를 측정하였다. TCDD와 PCB 126의 일본송사리 초기생애단계의 새끼치어 및 어린 물고기에서 측정된 96-h BCF값 및 96-h BCF$_{L}$값은 폭로된 농도와 상관없이 비슷하게 나타나 반면, 생체크기가 클수록 그 값은 작게 나타났다. 일본송사리 새끼치어, 어린 물고기, 성어의 생체 내 총 지방함량은 각각 5.7, 4.2, 4.6%로 측정되었다. 체외배설 동태실험은 어린 물고기에 TCDD와 PCB 126을 3가지 농도롤 물에 용해시켜 96시간 동안 정체된 상태로 폭로시킨 후, flow-through장치로 공급되는 맑은 물로 옮겨 42일간 사양하면서 0, 7, 14, 21, 28, 42일에 생체 내 TCDD와 PCB 126 잔류량을 측정하여 분석하였다. 배설은 1차 반응속도론적으로 이루어졌으며 한 구획모형보다 두 구획모형이 더 적합한 것으로 분석되었다. 두 구획모형을 사용한 분석에서 TCDD와 PCB 126의 체외배설 반감기(t$\frac{1}{2}$) 및 배설속도상수($\beta$)는 각각 27.2일과 32.3일 및 0.025/d와 0.021/d로 측정되었다.
본 논문에서는 자동 추적 시스템을 이용하여 반자연적인 조건에서 화학 약물의 아치사량 투석에 반응하는 수중 생물중 하나인 물고기(송사리)의 행동을 관찰하였다. 결과의 분석을 위하여, 약물 투여 전의 대표적인 행동을 패턴 A로 정의하였으며, 약물 투여 후의 대표적인 행동을 패턴 B로 정의하였다. 실험 결과, 패턴 B가 약물 투여 후에 빈번하게 관찰되는 반면, 패턴 A는 약물 투여 전에 많이 관찰되었다. 또한, 물고기의 움직임 패턴을 자동으로 탐지하기 위하여 대표 패턴들을 인공신경망의 학습을 위하여 추출하였다. 독성 물질(다이아지논) 투여 후 패턴 B에 대한 평균 탐지율은 크게 증가하였으나, 패턴 A에 대한 탐지율은 크게 감소함을 볼 수 있었다 본 논문에서는 지표종의 행동 모니터링을 통하여 환경에서 독성 물질의 존재를 탐지하는 방법으로 인공 신경망의 적용을 보여주고 있다.
Woo, Seon-Ock;Son, Sung-Hee;Park, Hong-Seog;Vulpe, Chris D.;Ryu, Jae-Chun;Yum, Seung-Shic
Molecular & Cellular Toxicology
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제4권4호
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pp.293-299
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2008
To screen the differentially expressed genes in cadmuim-exposed marine medaka fish (Oryzias javanicus), a candidate marine test fish for ecological toxicity, the differential display polymerase chain reaction (DD-PCR) was carried out, since the genome-wide gene expression data are not available in this fish species yet. A total of 35 clones were isolated from cadmium-exposed fish and their nucleotide sequences were analyzed. The differentially expressed gene candidates were categorized to response to stimulus (3); ion binding (3); DNA binding (1); protein binding (6); carbohydrate binding (1); metabolic process (4); biological regulation (3); cellular process (2); protein synthesis (2); catalytic activity (2); sense of sight (1); immune (1); neurohormone (1); signaling activity (1); electron carrier activity (1) and others (3). For real-time quantitative RT-PCR, we selected catalase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, heat shock protein 70, and metallothionein and confirmed that cadmium exposure enhanced induction of these four genes.
Furfural, an organic solvent, is widely used as synthetic component material in producing chemical products. However, furfural has been reported that it shows strong toxicities to human being showing intense stimulus to skin, eyes, mucous membrane and nerve system. It is also known to cause anemia, liver cirrhosis, kidney failure and genetic toxicity in the human being working in the exposed area. LD$_{50}$ of furfural for peritoneal injected mouse has been known around 20mg/kg, but the acute toxicity on aquatic organisms such as fish, daphnid or algae are not well known, compared to those on rodents. In this experiment, we studied on the fish toxicity of furfural using Japanese Medaka (Orvzias latipes) and Common Carp (Cvprinus carpio). We also observed histological changes in the fish organs. The LC$_{50}$ were 12. Smg/L in Japanese Medaka and 21.8 mg/L in Common Carp, respectively. When Common Carps were exposed to 120mg/L of furfural concentration for 30 minutes, blood congestion in gills and lysis of secondary lamella were shown. Though the muscle of caudal fin was not completely eroded, its epidermic cells were shown to be necrotic in various parts. Tissue atrophy and cell necrosis were also shown in the liver of Common Carps exposed to furfural. From these results, furfural seems to cause histological damages on liver, an internal organ as well as on external organs such as gills and fins eventhough the fish were exposed for a short-term.
Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
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제3권1호
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pp.47-53
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2022
The escape behavior of prey fish to predator attack is directly linked to the survival of the fish. In this study, I explored the escape behavior of Medaka fish to bird attacks. To simulate the attack, I designed a model triangular-shaped bird to slide along a fishing line connected between rods at both ends of the tank. The triangular shape was set to 10×15 (S=1), 15×20 (S=2), and 20×25 cm (S=3) with base×height. The slope (θ) of the fishing line, which determines the attack speed of the model bird, was set to values of 15° (θ=1), 30° (θ=2), and 45° (θ=3). The escape behavior was characterized using five variables: escape speed (ν), escape acceleration (α), responsiveness (γ), branch length similarity entropy (ε), and alignment (ϕ). The experimental results showed when (S, θ)=(fixed, varied), the change in values of the five variables were not significant. Thus, the fish respond more sensitively to S than to θ In contrast, when (S, θ)=(varied, fixed), ν, α, and γ showed increasing trends but ε and ϕ did not change much. This indicates the nature of fish escape behavior irrespective of the threat is inherent in ε and ϕ. I found that fish escape behavior can be divided into two types for the five physical quantities. In particular, the analysis showed that the type was mainly determined by the size of the model bird.
제초제 alachlor에 대한 송사리 및 지렁이 독성시험을 실시하고 국내 잔류실태조사 결과를 바탕으로 생태 위해성평가를 실시하였다. 송사리 독성시험 결과, 96시간 $LC_{50}$는 $1.8\;mg\;L^{-1}$이었으며, 수정란을 사용한 초기생장단계 독성시험에서는 부화율에 대한 NOEC가 $100\;{\mu}g\;L^{-1}$으로 나타났다. 한편, 지렁이 급성독성시험에서 $LC_{50}$(14일)는 $94.1\;mg\;kg^{-1}$, NOEC는 $55.0\;mg\;kg^{-1}$으로 나타났으며, 체중감소가 유의적으로 나타난 농도는 $71.5\;mg\;kg^{-1}$이었다. Alachlor의 국내 하천 및 토양 중 노출수준은 국립환경과학원에서 실시하고 있는 "내분비계장애물질의 환경 중 잔류실태 조사" 결과를 토대로 하였는데 $1999{\sim}2004$년 동안 조사결과, 하천 및 토양에서 각각 $ND{\sim}0.54\;{\mu}g\;L^{-1}$, $ND{\sim}0.9{\mu}g\;kg^{-1}$의 범위로 검출되었다. 위해도 산출을 위한 환경 중 노출수준은 PEC가 아닌 하천 및 토양 중 실제 검출농도로 산출하였다. 독성값은 급성 독성 NOEC를 사용하였으며, 평가계수를 100으로 적용했을 때 PNEC는 송사리 독성시험과 지렁이 독성시험에서 각각 $1.0{\mu}g\;L^{-1}$ 및 $0.55\;mg\;kg^{-1}$으로 산출되었다. 본 독성시험을 통한 PNEC에 비해 잔류실태조사에서의 일반 하천과 토양에서의 노출수준은 매우 낮았으며, alachlor의 최대 검출농도를 나타낸 지점(수계 $0.54{\mu}g\;L^{-1}$, 토양 $0.9{\mu}g\;kg^{-1}$)을 적용했을 경우, alachlor물질에 대한 HQ는 1 이하로 낮게 나타남에 따라 국내 일반 하천과 토양에서의 위해도는 낮은 수준이었다. 한편 외국의 경우, 일반 하천에서 뿐만 아니라 제초제 제조 또는 사용지역을 중심으로 한 모니터링도 이루어지고 있으며, 따라서 이러한 오염원 지역에서의 위해도는 높을 가능성이 있다. 국내의 경우 일반 하천과 토양에서는 alachlor에 대한 생태 위해도는 현저히 낮은 수준이지만 향후에는 제초제 사용 빈도가 높은 지역을 중심으로 한 모니터링 실시와 장기노출에 따른 민감 독성자료를 활용한 위해성평가가 필요하다고 판단된다.
본 연구에서는 광염성 송사리 Oryzias dancena 성체 및 자어의 염분도 변화에 대한 내성 및 생존 능력을 평가하고자 다양한 염분도 변화 처리를 수행하였다. 담수로부터 고 염분도 조건으로의 급격한 염분도 증가 노출 처리에 대하여 O. dancena 성체는 $40^{\circ}/_{\circ\circ}$염분도 변화 폭까지 생존의 장애 없이 빠르게 적응할 수 있는 것으로 관찰되었으며, 단계적인 순치를 통할 경우 최대 $75^{\circ}/_{\circ\circ}$의 염분도 조건까지 생존이 가능하였다. 염분도의 감소 처리에서 O. dancena 성체는 $60^{\circ}/_{\circ\circ}$ 이상의 급격한 감소 폭에서도 우수한 생존율을 나타내였다. 성체와 달리 O. dancena 자어는 급격한 염분도 증가에 대한 삼투압 조절 능력 (hyper-osmoregulation)이 유의적으로 낮아 약 $15^{\circ}/_{\circ\circ}$ 이상의 염분도 증가에서는 생존에 큰 장애를 겪는 것으로 나타났다. 그러나 초기 발달 단계에 있는 자어의 염분도 변화에 대한 내성은 최초 염분도 처리 농도에 따라 염분도 변화에 대한 내성 폭이 크게 영향을 받는 것으로 관찰되었다. 초기 발달 단계에서 O. dancena 자어는 염분도 증가 보다는 염분도 감소 시 삼투압 조정 능력 (hypo-osmoregulation)이 더 높은 것으로 나타나 $40^{\circ}/_{\circ\circ}$에서 완전 담수로의 염분도 변화에서도 우수한 생존 능력을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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