• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제18권4호
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• pp.277-285
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• 2003

연안의 방조제 건설은 하천수와 바다물의 교환을 인위적으로 차단하고, 방조제 내부에는 호수를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 인공호수의 수질은 호수로 유입되는 하천의 수질에 크게 영향을 받을 수 있으며, 인공호수의 수질이 악화되면 인근 해양생태계에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 인공호수의 물이 바다로 방류될 때 해양생태계에 어떠한 영향을 미칠 것인지를 예측하고자 수행되었다. 방조제 건설로 이미 형성되어 있는 시화호, 아산호, 부사호와, 현재 건설중인 새만금 방조제로 인하여 형성될 호수의 유입 하천인 만경강에서 표층수를 채수하여 둥근성게(Strongylocentrotus nudus)의 정자와 수정란을 이용한 생물 검정을 실시하였다. 담수호의 수질을 해양생물을 이용하여 평가할 수 있도록 하기 위하여 시료의 염분을 조절하면서 실험을 실시하였다. 정자를 이용한 수정 실험 결과, 시화호에서는 수정률에 영향을 미치지 않았고, 아산호와 부사호에서는 약간의 영향이 있었으나 그 정도는 미약하였다. 반면, 만경강의 경우 수정률의 저해가 상당히 크게 나타났다. 수정란을 이용한 발생 실험 결과, 시화호, 아산호, 부사호에서는 약간의 영향이 나타난 반면, 만경강의 경우는 매우 큰 영향이 나타났다. 이들 실험 결과를 종합하면, 시화호, 아산호, 부사호의 수질은 대체로 양호하나, 만경강의 수질은 크게 우려되는 수준이었다. 따라서, 앞으로 건설될 새만금 호수와 인근 해양생태계를 보전하기 위해서는 만경강의 수질 개선을 위한 대책이 마련되어야 할 것이다.

• 한국환경과학회지
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• 제17권7호
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• pp.775-781
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• 2008

Effects of salinity and standard toxic metals on fertilization and embryo development rates were investigated in the sea urchin, Strongylocentrotus nudus. Spawning was induced by injecting 1ml of 0.5 M KCl into the coelomic cavity. The fertilization and embryo development rates were below 20% when salinity was 25 psu or lower, but were above 90% when salinity was between 30 and 35 psu. The fertilization and embryo development rates in the control condition (not including Cu and Cd) were greater than 90%, but decreased with a high negative correlation (r) of 0.89 and 0.91 with the increasing of Cu and Cd concentrations, respectively. These results suggest that salinity concentrations for successful fertilization and normal embryogenesis of S. nudus are between 30 and 35 psu, and the biological assays of fertilization and embryo development rates using S. nudus are useful methods for the ecological toxicity test of marine pollution elements.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제24권1호
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• pp.25-32
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• 2009

Toxicity of ocean dumping wastes(dye waste, urban sewage, food waste) were examined by observing fertilization and embryo development rates of the Sea Urchin, Strongylocentrotus nudus. Spawning was induced by injecting 1 mL of 0.5 M KCl into coelomic cavity. Males released white or cream-colored sperms and females released yellow or orange-colored eggs. Experiments were began within 30 min after the collection of both gametes. The fertilization and embryo development rates tests were performed for 10 min and 48 h after fertilization, respectively. The fertilization and embryo development rates in the control condition(not including ocean dumping wastes sludge elutriate) were greater than 90%, but markedly decreased with increasing concentrations of ocean dumping waste sludge elutriate. The fertilization and normal embryogenesis rates were significantly inhibited in all waste sludge elutriate from dye waste($EC_{50}$=5.76; $EC_{50}$=4.53), urban sewage($EC_{50}$=9.82; $EC_{50}$=9.67) and food waste($EC_{50}$=3.90; $EC_{50}$=3.27), respectively. The NOEC(>3.13%) and LOEC(3.13%) of fertiliztion and normal embryogenesis rates very similar in all waste sludge elutriate. These results suggest biological assay using the fertilization and embryo development rates of S. nudus are very useful test method for the ecological toxicity assessment of ocean dumping wastes.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2009년도 춘계학술발표회
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• pp.163-163
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• 2009

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권1호
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• pp.40-49
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• 2004

강원도 삼척 호산해역에서 해조장의 회복에 결정적 역할을 할 것으로 짐작되는 둥근성게(Strongylocentrotusnudus) 개체군에 대한 생태학적 연구를 수행하였다. 2002년 6월의 예비연구를 통해 조하대에 3개 실험구(인공해조장. 갯녹음지역, 자연해조장)를 설정하고, 8월, 10월, 12월에 둥근성게의 분포와 섭식률, 포식압, 포식자 조합을 추정하였다. 둥근성게의 서식 밀도는 자연해조장에서 가장 낮았으나, 각경(test diameter)의 중위수는 가장 큰것(Kruskal-Wallis test, 8월, p<0.001; 10월, p=0.036)으로 나타났다. 둥근 성게의 먹이 섭식률을 추정하기 위한 실험(enclosure cage experiment)은 자연해조장에서 수행되었으며, 8월과 10월에 각각 160, 13.8 mg seaweed/g sea urchin/day로 추정되었다. 둥근성게에 대한 상대적인 포식압의 실험구 간 비교를 위해 수행된 포박실험 (tethering experiment)으로부터 자연해조장의 포식압이 다른 두 실험구에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 실험 도중 현장에서 관찰된 포식자는 대부분 무척추동물인 것으로 나타났으며 어류 포식의 증거는 찾을 수 없었다. 죽은 성게나 산 성게를 담은 통발을 이용하여 포식자 조합을 파악하기 위한 실험을 하였다. 둥근성게의 포식자는 복족류 Neptuned arthritica와 별불가사리 Asterina pectinifera, 집게류 Pagurus cf. samuelis, 그리고 게류에 속하는 Atergatis integerrimus 등이며, 집게류인 Paguristes barbatus와 게류인 Actaea subglobosa도 가능성이 있는 포식자인 것으로 추정되었다 실험구 간 대비되는 관찰 결과로부터 (1)성게의 낮은 서식 밀도와 관련된 요인은 포식압이며, (2) 이는 조사 해역의 백화 현상의 발생, 유지와 낮은 포식압 간 가능한 상관관계를 제시하는 것으로 해석되었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권3호
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• pp.179-185
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• 2007

Estrogen과 estrogenic endocrine disrupting chemicals(EDCs)는 주로 스테로이드 수용체와 작용하여 다양한 표적 단백질 유전자의 전사를 조절한다. 구조적으로 estrogen 수용체와 유사한 estrogen 수용체형 수용체(estrogen receptorrelated receptor, ERR)는 포유동물에서 배발생 후기에 외배엽 형성과 관련되어 있다고 알려진 고아핵수용체(orphan nuclear receptor)이다. 본 연구에서는 해양무척추동물인 둥근성게(Strongylocentrotus nudus)의 발생배를 재료로 estradiol-$17{\beta}(E_2)$과 EDCs의 일종인 nonylphenol(NP)이 발생과정의 형태학적 변화와 $ERR{\beta}$ like 1의 mRNA발현에 미치는 영향을 조사하였다. $E_2$와 NP가 처리된 발생배는 발생속도가 지연되었으며, 초기 유생기에 가까운 후기배의 비정상적인 발달형태가 관찰되었다. 수정란부터 초기 유생기까지 측정한 결과, 이들 화학물질에 의해 $ERR{\beta}$ like 1 mRNA는 포배기에 급격히 감소하는 패턴을 보였다. 이상의 결과는 둥근성게의 초기 배가 $E_2$와 NP에 의해 비정상적으로 발생되며, $ERR{\beta}$ like 1의 감소가 이 비정상적 배발생과 관련되어 있음을 시사한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3785-3791
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• 2012

용존산소란 수생생물의 생장을 조절하는 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 일반적으로 빈산소란 2.8 mg $O_2/L$ (91.4 mM과 동량) 이하의 용존산소로 정의된다. 따라서 빈산소 해역은 해양생태계에서 심각한 문제를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 성게에 대한 빈산소의 배아독성 (수정 및 배발생률) 영향을 연구하기 위하여 둥근성게 (Strongylocentrotus nudus)를 용존산소 7.6 mg $O_2/L$ (normoxia)과 1.8 mg $O_2/L$ (hypoxia)에서 2일, $15^{\circ}C$ 및 33 ‰에 노출하였다. 또한 빈산소에 노출된 성게에서의 스트레스 관련유전자인 HSP70과 항산화 관련 유전자인 glutathione reductase의 발현을 immunoblotting assay와 RT-PCR을 통하여 확인하였다. 연구결과 배발생률이 현저하게 감소하였다. 분자분석 결과 빈산소에 노출된 성게가 정상상태의 성게에 비해 HSP70 단백질은 약 5.5배 glutathione reductase는 약 2.79배 증가하였다. 본 연구의 결과는 빈산소가 성게의 비정상적 배발생을 유도하며, 스트레스와 항산화 반응을 유발할 수 있음을 추측케 한다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제13권2호
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• pp.140-149
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• 2010

We determined the seasonal gonad maturation in Strongylocentrotus nudus sea urchins inhabiting an artificially enhanced seaweed forest along the Samchuk Coast of Korea from April 2006 to March 2007. A total of 30 sea urchins per month were collected from the study area, and gonadosomatic index (GSI), gonad index (GI), egg diameter, and RNA/DNA variation were measured for each specimen. GSI values of female and male urchins achieved maximums of 17.6 and 17.0, respectively, in June. Based on histological studies, maximum GI values occurred in July (4.6 for females and 4.8 for males). A mean ovarian egg diameter of $73.7\;\pm\;14.2\;{\mu}m$ was measured in August; during the main spawning period in September, mean egg diameter reached a maximum of $74.2\;\pm\;17.8\;{\mu}m$. The RNA/DNA ratio and RNA content for both males and females showed a distinct peak during the ripe stage in July, but another peak occurred in the spring season from March to April, when urchins deposit protein into the nutritive phagocytes of immature gonads prior to gametogenesis. The reproductive cycle of S. nudus is divided into five stages: early active (December-May), late active (March-July), ripe (July-September), spent and degenerative (August-November), and inactive (October-February). Our continuous removal of sea urchins from the study area did not influence the reproductive cycle, as populations quickly recovered, and achieved normal gonad development cycle in the site.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제13권4호
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• pp.249-256
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• 2009

구조적으로 estrogen 수용체(estrogen receptor, ER)와 유사한 estrogen receptor-related receptor(ERR)는 포유동물에서 배발생 후기에 외배엽 형성과 관련되어 있다고 알려진 고아핵수용체(orphan nuclear receptor)이다. ERR은 ER과 DNA binding domain의 보존성은 유사하지만, ligand 결합 및 전사 활성은 다르다. 포유동물의 ERR에 관한 연구에 비하여 해양 무척추동물의 ERR에 대한 기능 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 우리나라 동해안에 주로 서식하는 둥근성게(Strongylocentrotus nudus) ERR의 초기 발생기 유전자 발현 변화와 전사 활성 기능을 조사하기 위해 먼저 polymerase chain reaction(PCR)을 이용하여 cDNA를 동정하였다. 둥근성게 ERR은 S. purpuratus와 91%의 높은 상동성을 보였으며, 계통수 분석을 통해 무척추동물 ERR의 clade에 포함되는 것을 알았다. 둥근성게 배발생 시기에 ERR 유전자 발현을 알아보기 위하여 real-time PCR을 실시한 결과, 4~64세포기와 유생기에 mRNA level이 높은 경향을 나타내었다. 또한 호르몬 및 co-regulator에 의한 둥근성게 ERR의 전사 활성을 조사한 결과, 호르몬에 의한 특이성은 확인되지 않았지만, peroxisome proliferator activated receptor-(PPAR) $\gamma$ coactivator $1\alpha$(PGC-$1\alpha$)가 둥근성게 ERR의 coactivator임을 입증할 수 있었다. 이 연구 결과는 향후 새로운 ligand 발굴과 coregulator와 의 상호작용 연구에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권1호
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• pp.43-47
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• 2007

Transforming growth $factor-{\beta}(TGF-{\beta})$ 신호의 매개자 역할을 하는 Smad 계열 단백질은 발생과정에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. Estrogen receptor(ER)와 구조적으로 유사한 estrogen receptor-related receptor(ERR)은 포유동물에서 후기 배발생기에 외배엽 형성과 관련이 되어 있는 고아핵수용체이다. 본 연구에서는 해양무척추동물의 초기발생과정과 계절번식기 동안에 Smad3와 ERR의 유전자 발현이 발생과정과 성숙에 어떠한 연관성을 갖고 있는지 알아보기 위하여, 동해안 연안에 주로 서식하는 극피동물문 둥근성게과 둥근성게(Strongylocentrotus nudus)를 재료로 하여 계절별 및 배발생 과정중에 Smad3와 $ERR{\beta}$ like 1의 mRNA 농도를 real-time PCR 방법으로 조사하였다. Smad3 mRNA는 샘플링을 시작한 2004년 2월의 생식소와 비교하면 4월부터 그 농도가 증가하기 시작하여 6월까지 증가하였으며, 산란기인 8월에 감소하였다가 10월부터 12월까지 높은 수준을 유지하였다. $ERR{\beta}$ like 1 mRNA는 6월까지 낮은 수준이었으나, 산란기인 8월에 급증한 후 다시 감소하였다. 수정란부터 초기 유생기까지 발생과정을 분석한 결과, Smad3 mRNA는 8세포기 및 16세포기에 높은 발현이 관측되었다. 한편, $ERR{\beta}$ like 1 mRNA는 포배기, 낭배기, 초기 유생기에 현저하게 높은 발현패턴을 보였다. 이상의 결과로부터 둥근성게의 산란기 및 발생배의 발생후기에 $ERR{\beta}$ like 1이 중요한 역할을 담당할 것으로 추정되며, 초기 난할시기에는 Smad3의 관련성이 시사되었다.