• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권6호
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• pp.465-475
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• 2023

In this study, we demonstrated a silica nanofibrous membrane based on the electrospinning process and evaluated its DNA isolation and purification performance in PCR pretreatment. Generally, silica membranes made of non-woven fabric are used for PCR pretreatment, but this study aimed to improve the efficiency of the pretreatment process by developing a nanofiber-type silica membrane with high specific surface area and porosity. In order to manufacture a nanofiber-shaped silica film while maintaining the original physical properties of silica, nanofiber membranes produced by adding various concentrations of PEO (5 wt%, 8 wt%, and 10 wt%) to silica prepared by the sol-gel method were compared. In terms of nanofiber membrane production, the higher the PEO concentration, the more effective it was in producing nanofiber membranes. The produced silica nanofiber membrane was inserted to a pretreatment device used in commercial PCR equipment, and the pretreatment performance was compared and verified using Salmonella bacteria. When Salmonella was used, samples containing 5 wt% PEO showed superior PCR efficiency compared to samples containing 8 wt% and 10 wt% PEO. These results show that adding 5 wt% of PEO can effectively improve DNA purification and separation by producing a nanofiber-shaped silica film while maintaining the physical properties of silica. We expect that this study will contribute to the development of effective PCR pretreatment technology essential for various molecular biology applications.

• Molecules and Cells
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• 제46권12호
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• pp.764-777
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• 2023

Recombinant immunotoxins (RITs) are fusion proteins consisting of a targeting domain linked to a toxin, offering a highly specific therapeutic strategy for cancer treatment. In this study, we engineered and characterized RITs aimed at mesothelin, a cell surface glycoprotein overexpressed in various malignancies. Through an extensive screening of a large nanobody library, four mesothelin-specific nanobodies were selected and genetically fused to a truncated Pseudomonas exotoxin (PE24B). Various optimizations, including the incorporation of furin cleavage sites, maltose-binding protein tags, and tobacco etch virus protease cleavage sites, were implemented to improve protein expression, solubility, and purification. The RITs were successfully overexpressed in Escherichia coli, achieving high solubility and purity post-purification. In vitro cytotoxicity assays on gastric carcinoma cell lines NCI-N87 and AGS revealed that Meso(Nb2)-PE24B demonstrated the highest cytotoxic efficacy, warranting further characterization. This RIT also displayed selective binding to human and monkey mesothelins but not to mouse mesothelin. The competitive binding assays between different RIT constructs revealed significant alterations in IC₅₀ values, emphasizing the importance of nanobody specificity. Finally, a modification in the endoplasmic reticulum retention signal at the C-terminus further augmented its cytotoxic activity. Our findings offer valuable insights into the design and optimization of RITs, showcasing the potential of Meso(Nb2)-PE24B as a promising therapeutic candidate for targeted cancer treatment.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.562-569
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• 2024

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) causes a devastating bacterial leaf blight in rice. Here, the antimicrobial effects of ᴰ-limonene, ᴸ-limonene, and its oxidative derivative carveol against Xoo were investigated. We revealed that carveol treatment at ≥ 0.1 mM in liquid culture resulted in significant decrease in Xoo growth rate (> 40%) in a concentration-dependent manner, and over 1 mM, no growth was observed. The treatment with ᴰ-limonene and ᴸ-limonene also inhibited the Xoo growth but to a lesser extent compared to carveol. These results were further elaborated with the assays of motility, biofilm formation and xanthomonadin production. The carveol treatment over 1 mM caused no motilities, basal level of biofilm formation (< 10%), and significantly reduced xanthomonadin production. The biofilm formation after the treatment with two limonene isomers was decreased in a concentration-dependent manner, but the degree of the effect was not comparable to carveol. In addition, there was negligible effect on the xanthomonadin production mediated by the treatment of two limonene isomers. Field emission-scanning electron microscope (FE-SEM) unveiled that all three compounds used in this study cause severe ultrastructural morphological changes in Xoo cells, showing shrinking, shriveling, and holes on their surface. Moreover, quantitative real-time PCR revealed that carveol and ᴰ-limonene treatment significantly down-regulated the expression levels of genes involved in virulence and biofilm formation of Xoo, but not with ᴸ-limonene. Together, we suggest that limonenes and carveol will be the candidates of interest in the development of biological pesticides.

• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.656-664
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• 2010

본 연구에서는 낙동강 수계 내 하천 및 호소의 퇴적물을 대상으로 16종의 다환방향족탄화수소(PAHs), 다염화바이페닐(PCBs), 유기염소계 농약(OCPs)류를 분석하였다. 하천 퇴적물에 존재하는 16종의 PAHs와 12종의 Co-PCBs 농도 수준은 각각 N.D.~969.3 ng/g-dry, 4.2~7716.5 pg/g-dry(0.0~10.1 pg-TEQ/g-dry)이었다. 호소 퇴적물에 존재하는 16종의 PAHs류는 5.8~2987.2 ng/g-dry, 12종의 Co-PCBs는 4.3~461.1 pg/g-dry(0.0~0.6 pg-TEQ/g-dry), OCPs의 농도 수준은 N.D.~1.5 ng/g-dry이었으며, OCPs 중 DDT류만 검출되었다. 이는 환경질 평가를 위한 가이드 라인보다 훨씬 낮은 수준이었다. 낙동강 수계 내 하천 퇴적물에 존재하는 16종의 PAHs 중 저분자 PAHs의 비율이 높은 반면, 호소에서는 중 고분자 PAHs의 비율이 높았다. 그리고 PCBs는 모든 퇴적물 시료에서 PCB-118과 PCB-105의 비율이 가장 높게 나타났으며, 이는 이전의 연구와도 일치하는 결과이다. 검출된 PAHs와 Co-PCBs의 배울원 추정 결과, PAHs의 경우 일부 지점들을 제외한 대부분의 지점들이 석탄 및 바이오매스의 연소와 관련 있었으며, Co-PCBs의 경우 상업적인 PCBs와 관련이 있음을 알 수 있었다.

• 식물분류학회지
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• 제36권3호
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• pp.163-187
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• 2006

태백제비꽃파 근연 분류군인 단풍제비꽃과 남산제비꽃의 종간 유연관계를 알아보기 위하여 극단적인 형태를 보이는 7개 집단에 대해 외부형태학적, 화분학적, 해부학적 형질에 대한 분류학적 연구와, 국내에 분포하는 분류군을 비롯하여 유럽, 중국과 일본에 분포하는 근연 분류군을 포함한 28개 집단에 대한 핵 DNA의 ITS와 V. pinnata를 제외한 27집단에 대한 엽록체 DNA의 trnL-F 지역에 대한 분자계통학적 연구를 수행하였다. 외부형태학적 형질에서 엽연 거치의 수, 화피의 크기, 주두와 종자의 형질 등은 형태가 유사하거나 중복되는 형질을 갖는 것으로 나타나 구분이 불가능 하였으나 잎의 모양에 의해서는 두 그룹으로 유집되었다. 화분은 단립으로 극면입상은 반각형이었고, 발아구는 3공구형이며, 표면의 돌기는 미립상, 표면무늬는 난선상으로 집단간 유사한 특징을 보였다. 화분입상은 5개 집단이 장구형으로 관찰된 반면 단풍제비꽃 type 1과 남산제비꽃 type 3은 아장구형으로 나타났다. 해부학적 형질에서 엽병, 화경, 뿌리와 주맥의 횡단면을 관찰한 결과는 7개 집단이 유사한 형태로 나타나 차이점을 찾을 수 없었으며, 기공은 모두 잎의 아랫면에만 존재하였고, 단위 면적당 기공의 수는 결각이 심할수록 많은 것으로 나타났다. 핵 DNA의 ITS지역에 대한 염기서열 분석 결과 V. pinnata와 V. dissecta는 단계통을 형성하였고 군외군으로 부터 가장 먼저 분지되어 독립된 분계조를 형성하면서 나머지 분류군들을 위한 자매군으로 유집되어 태백제비꽃과 근연 분류군을 위한 조상형으로의 가능성을 제시하였다. 그러나 태백제비꽃의 종내분류군과 V. eizanensis가 포함된 그룹은 뚜렷한 분계조를 형성하지 않았다. 이러한 결과는 엽록체 DNA의 trnL-F 지역에 대한 결과에서도 유사한 경향올 보였다. 이상의 결과에서 잎의 모양을 제외한 나머지 형질들은 태백제비꽃과 근연 분류군들을 구별하는데 유용하지 않은 것으로 확인되어 단풍제비꽃과 남산제비꽃은 태백제비꽃의 종하 분류군으로 취급하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제22권5호
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• pp.288-296
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• 2007

콜레스테롤 저하제이자 고지혈증 치료제의 하나인 모나콜린-K (lovastatin)의 생산을 높이기 위하여 플라스크 배양에서 생산배지 최적화를 위한 실험을 수행하였다. 기본생산배지에 탄소원, 무기인산염, 아미노산원과 무기원에 대한 영향을 조사하였다. 각각의 원소에 대해 모나콜린-K를 가장 많이 생산한 순서대로 3가지를 선별하여 Graeco-Latin square design에 의해 생산배지의 종류와 농도를 결정하였다. 하지만 상기 실험은 각 배지간의 교호작용을 검출할 수 없어서 모나콜린-K 생산에 대한 재현성이 떨어졌다. 따라서 탄소원, 질소원과 질소원의 농도에 대한 실험을 보완하였다. 통계학적 실험계획법인 Plackett-Burman design에 의해 배지 중 beef extract, $(NH_4)_2HSO_4$와 $KHSO_4$가 모나콜린-K 생산에 가장 영향력 있는 인자로 분석되었으며, 영향력이 있는 3가지 배지에 대해 배지 사이의 교호작용까지 분석할 수 있는 실험계획법인 중심합성계획법과 반응표면 분석법을 이용하여 생산배지를 최적화 하였다. 모나콜린-K 고생산을 위한 배지와 최적화된 농도 (g/L)는 soluble starch 96, malt extract 44.5, beef extract 30.23, yeast extract 15, $(NH_4)_2SO_4$ 4.03, $Na_2HPO_4{\cdot}12H_2O$ 0.5, L-Histidine 3.0과 $KHSO_4$ 1.0이며, 기본생산배지에서의 생산량보다 약 3배 증가한 558.96 mg/L의 생산을 보였다. 생물반응기에서 교반속도가 모나콜린-K 생산에 미치는 영향을 조사하기 위하여 기본생산배지를 이용하여 300, 350, 400과 500 rpm에서 실험을 수행하였다. 교반속도 500 rpm에서 68 mg/L으로 가장 높은 생산을 보였으며, 이 때 균의 형태구조는 300, 350과 400 rpm에서 펠��과 균사체가 공존하는 것과는 다르게 펠�� 형태로만 자라는 것이 확인 되었으며, 생물반응기를 이용하여 발효 시 펠�� 형태가 모나콜린-K 생산에 가장 좋은 형태구조임을 알 수 있었다. 확립된 최적생산배지를 이용하여 400 rpm, 1 vvm과 3% 초기 접종량에서 pH를 6.5로 조절한 경우 185 mg/L의 가장 높은 모나콜린-K가 생산 되었으며, 이때 균체량은 32 g/L를 나타내었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권1호
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• pp.116-126
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• 2013

Glycol ethers는 페인트에 흔히 사용되는 ethylene glycol의 alkyl ethers에 기반을 둔 용제들이다. 이 용제들은 일반적으로 저분자량 에테르와 알코올의 용제 친화적 성질과 더불어 더 높은 비등점을 가지고 있다. Union Carbide Corp.는 "Glycol ethers"를 하나의 미국 상표로 등록했으며, 이는 제약, 자외선차단제, 화장품, 잉크, 염료 및 수성페인트에서 찾아볼 수 있다. 반면 glycol ethers는 그리스 제거제, 세제, 에어로졸 페인트와 접착제에서도 발견된다. 대부분의 glycol ethers는 수용성, 생분해성이며, 아주 적은 수의 glycol ethers만이 유독성이라고 여겨진다. 그러므로 glycol ethers는 환경에 부작용을 낳을 것 같지는 않다. 최근 연구는 glycol ethers에 작업상 노출되는 것이 남성 정자의 저 운동성과 연관이 되어 있다고 제시했지만, 이는 다른 이들에 의해 반박되어지고 있다. 본 연구에서는 3가지 종류의 glycol ethers의 피부침투성에 관해 용제와 세제의 조합을 사용하여 시험관을 통해 연구한다. Methyl glycol ethers, ethyl glycol ethers and butyl glycol ethers의 흡수는 쥐의 피부를 통해 시험관에서 측정되었다. Epidermal membranes는 Franz diffusion cells에 세워졌으며, 그들의 PBS 침투율은 glycol ethers가 epidermal surface에 적용되기 전, 피부의 보전을 위해 처리하였다. 개별 glycol ethers의 흡수율은 최대 흡수 파장(${\lambda}_{max}$)에서 흡광도를 측정하여 결정하였으며, 침투율의 측정은 esters와의 접촉을 이유로 장벽 기능 내 불가역 변화를 정량화하였다. 시험관 실험 결과 glycol ethers의 종류는 methyl glycol ethers > ethyl glycol ethers > butyl glycol ethers의 순에 따라 빠르게 나타났다. 피부침투는 저분자량 피부침투, 친수성과 같은 화학적구조의 차이에서 유익했다. 이는 분배계수와 용해 방법 및 수동확산이 전달이 고려되는 곳에서 속도를 올렸기 때문이다.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.329-335
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• 2015

호흡기계 질환에 효과적이라고 알려져 있는 식물성분들을 이용하여 기능성 음료를 개발하고자, 혼합물 실험계획법을 통해 혼합 최적 비율을 찾기 위한 실험을 수행하였다. 즉, 머위 30~70%, 수세미 10~30% 및 어성초 10~30%의 비율로 혼합하여 중앙점 반복을 포함하여 총 12개의 실험점을 설계하였고, 이 설계를 바탕으로 혼합물은 121℃에서 45분간 중탕 추출을 하여 anti-allergy activity 및 anti-microbial activity를 측정하였다. anti-allergy activity 효과는 Response surface와 trace plot을 보면 머위의 함량이 많을수록 좋은 효과를 나타내었고 수세미는 다소약한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 다중회귀분석 결과 상관계수 R²=82.10%이며 유의적인 회귀식으로 설명이 가능한 것으로 확인되었다. 따라서 최적비율은 머위 0.75, 수세미 0.14 그리고 어성초 0.11의 비율로 결정되었다. anti-microbial activity는 혼합비율에 따른 각 추출물들이 그람양성균인 Staphylococcus aureus (KCCM 40881), Staphylococcus epidermidis (KCCM 35494)에 대해서는 유효하나 그람음성균인 Escherichia coli (KCCM 11234), Pseudomonas aeruginosa (KCCM 11328)에 대해서는 미미하거나 효과가 나타나지 않았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.311-325
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• 2007

오늘날 중금속으로 오염된 토양의 위해도 평가 및 오염토양 복원을 위한 기술의 적용에 있어서 점차 중금속의 생물유효도(bioavailability)가 총함량보다 중요하게 생각되고 있다. 그 결과 많은 연구자들은 토양과 토양수 내의 생물에 유효한 중금속의 함량을 조사함과 더불어 이 유효도에 영향을 미치는 주요 토양환경인자를 연구하고 있다. 따라서 본 총설은 일반적으로 유효도 평가에 이용되는 기존의 여러 방법들을 비교평가하고 중금속 유효도의 중요성을 이에 영향을 미치는 토양 인자와 함께기술하였다. 현재까지 다양한 유효도 측정 방법이 개발되어 많은 연구에 적용되고 있는데, 이에는 화학적 침출 방법 (chemical based extraction)과 이온 선택성 전극 (ion selective electrode, ISE) 및 확산구배막(diffusive gradient in the thin film, DGT)을 이용한 중금속 화학종 분리방법 등을 들 수 있다. 그러나 이와 같이 개발된 다양한 기술이 유효도 측정에 있어서 괄목할 만한 성과를 내고 있음에도 아직 국제적으로 인증되고 있는 기술이 있는 것은 아니다. 게다가 토양 중 중금속의 유효도는 토양의 종류 및 특성 그리고 측정 대상인 중금속의 종류에 따라 매우 다양한 양상을 보여준다. 토양 중 중금속의 유효도 변화는 주로 토양과 토양수 사이에서 일어나는 이온교환 반응을 통한 중금속 흡착(adsorption)과 탈착(desorption)에 의하여 일어나며 이 반응은 토양 pH, 유기물, 토양수 중 유기탄소(dissolved organic carbon, DOC), 유기산(low-molecular weight organic acids, LMWOAs) 및 주요 양이온과 같은 토양환경인자의 변화에 영향을 받는다. 예를들어 토양 pH의 증가는 탈수소화(deprotonation) 작용을 통해서 토양표면의 중금속 흡착능력을 높여 결과적으로 유효도를 감소시킨다. 토양중 유기물은 중금속 유효도를 감소시킴과 동시에 유기탄소 및 유기산의 원천으로서 유효도를 증가시키기도 한다. 즉, 유기물은 주로 음으로 하전된 표면을 가지고 있어 중금속을 고상으로 흡착시켜 유효도를 감소시킨다. 반면에 유기물에서 녹아 나온 토양수중 유기탄소 및 유기산은 강한 킬레이트(chelate)로서 토양표면으로부터 중금속을 떨어져 나오게 하여 유효한 중금속 함량을 높여준다. 이와 같은 중금속 이온과 토양인자 사이의 상호반응은 토양의 종류 및 중금속의 종류에 따라 매우 다양하다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권2호
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• pp.147-153
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• 2002

본 연구에서는 관상의 Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) 담체에 대한 인간의 초자연골과 탄성연골의 형성정도를 살펴보았다. 담체는 PLGA의 분자량에 따라서는 110,000 g/mol과 220,000 g/mol을 비교하였고 내경 유지를 위하여 내경측에는 220,000 g/mol, 외경측에는 110,000 g/mol 의 복합체를 만들거나, 비분해성 고분자 폴리에틸렌 튜브와 110,000 g/mol PLGA의 담체와의 결합도 시도하였다. PLGA 담체들은 주사전자현미경으로 단면 구조를 관찰하였다. 각각의 담체에 20세 미만의 환자들의 비중격에서 채취된 초자연골과 귀에서 채취된 탄성연골에서 분리한 연골세포를 심었다. 분리된 연골세포는 두 번의 계대배양을 거쳐 각각의 PLGA 담체에 심었고 일주일동안 생체 외 환경에서 배양하였다. 각각의 세포와 담체의 복합체를 nude mouse의 배부 좌, 우로 피하조직에 이식하고 8주 뒤 H&E 염색으로 조직 검사를 시행하였다. 110,000 g/mol의 PLGA담체의 연골조직은 잘 형성되어 있었지만 그 내경은 유지되지 못하였다. 반면 220,000 g/mol의 PLGA담체의 연골조직은 내경은 유지하였으나 연골조직이 부분적으로 형성되어 있고 성숙한 연골조직의 양이 많지 않았다. 초자연골 세포에 비교하여 탄성연골 세포가 같은 조건하에서 연골조직을 더 많이 형성한 것으로 나타났다. 관상의 유지를 위하여 220,000 9/mol PLGA 담체를 내경측에 110,000 g/mol PLGA 담체를 외경측으로 한 담체에서는 연골조직 형성이 잘 되지 않았으나 내경측에 폴리에틸렌 튜브를 끼운 110,000 g/mol PLGA 담체에서는 조직 형성과 내경유지가 잘 되었고 원래의 담체와 거의 유사한 형태로 유지되었다. 분화된 연골세포도 조직 소견으로 확인할 수 있었다. 이 1mm 내경의 관상 연골조직은 인공 기관지나 식도 등을 위한 동물 실험과 인공 합성 튜브의 대체 등 앞으로 많은 응용분야가 기대된다.