• 제목/요약/키워드: adaptive mechanisms

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Comparison of Nitrogen Metabolism in Yak (Bos grunniens) and Indigenous Cattle (Bos taurus) on the Qinghai-Tibetan Plateau

  • Wang, Hucheng;Long, Ruijun;Liang, Juan Boo;Guo, Xusheng;Ding, Luming;Shang, Zhanhuan
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제24권6호
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    • pp.766-773
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    • 2011
  • The objective of the present study was to examine whether yaks possess any adaptive mechanisms of nitrogen (N) metabolism to survive in the harsh foraging environment of the Qinghai-Tibetan Plateau. A grazing experiment on native alpine meadows was conducted to determine availability of herbage biomass and body weight (BW) change of yaks over the year, followed by two indoor feeding trials to investigate adaptation mechanisms of N metabolism in yaks fed at similar intake level to grazing conditions. Three castrated males of each of three genotypes; yak (Bos grunniens), indigenous cattle (Bos taurus) and their crossbred - cattleyak (Bos taurus male${\times}$Bos grunniens female), were used in the housed trials. Results showed that: i) Monthly herbage biomass production and daily grazing intakes by yaks over the year ranged from 220 to 4,664 kg DM per ha, and 1.90 to 8.50 kg DM, respectively. For about seven months each year, yaks suffer from malnutrition as a result of inadequate pasture conditions; ii) Urinary N excretion and N retention by yaks were significantly affected by feeding level, and yaks had a lower (p<0.05) average daily urinary N excretion (0.39 g/kg $BW^{0.75}$) and a greater (p<0.05) N retention (-0.09 g/kg $BW^{0.75}$) than indigenous cattle (0.47 and -0.16 g/kg $BW^{0.75}$, respectively). Fasting daily urinary N excretion was greater (p<0.05) for indigenous cattle than yaks (353 vs. 248 mg/kg $BW^{0.75}$). Purine derivative N excretion and purine derivative N index (PNI) increased with increasing feeding level, while the value of PNI was greater (p<0.05) for yaks and cattleyak (0.11 and 0.12, respectively) than for indigenous cattle (0.09) during the feeding trials. These results suggest that yaks could rely, in part, on the recycling of N to adapt to the harsh forage environment on the Qinghai-Tibetan Plateau.), were used in the housed trials. Results showed that: i) Monthly herbage biomass production and daily grazing intakes by yaks over the year ranged from 220 to 4,664 kg DM per ha, and 1.90 to 8.50 kg DM, respectively. For about seven months each year, yaks suffer from malnutrition as a result of inadequate pasture conditions; ii) Urinary N excretion and N retention by yaks were significantly affected by feeding level, and yaks had a lower (p<0.05) average daily urinary N excretion (0.39 g/kg $BW^{0.75}$) and a greater (p<0.05) N retention (-0.09 g/kg $BW^{0.75}$) than indigenous cattle (0.47 and -0.16 g/kg $BW^{0.75}$, respectively). Fasting daily urinary N excretion was greater (p<0.05) for indigenous cattle than yaks (353 vs. 248 mg/kg $BW^{0.75}$). Purine derivative N excretion and purine derivative N index (PNI) increased with increasing feeding level, while the value of PNI was greater (p<0.05) for yaks and cattleyak (0.11 and 0.12, respectively) than for indigenous cattle (0.09) during the feeding trials. These results suggest that yaks could rely, in part, on the recycling of N to adapt to the harsh forage environment on the Qinghai-Tibetan Plateau.

외상성 뇌손상 후 해마내 칼슘결합단백질 면역반응의 변화 (Alterations of Calcium-binding Protein Immunoreactivities in the Hippocampus Following Traumatic Brain Injury)

  • 오윤정;김백선;박대균;박경호;고정식;김덕수
    • Applied Microscopy
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    • 제41권4호
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    • pp.235-248
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    • 2011
  • 외상성 뇌손상(traumatic brain injury, TBI)은 다양한 외부요인에 의해 나타나는 직접적인 뇌조직 손상으로, 변성된 뇌신경세포의 지연성 병태생리학적인 변화를 수반하는 질환으로 잘 알려져 있다. 이러한 뇌손상은 그 정도에 따라 인지기능저하 및 운동능력의 손상을 야기하는 것으로 알려져 있으며, 특히, 일부 환자에서는 뇌손상 후유증으로 회귀성 간질발작 증상이 나타나는 것으로 알려 있다. 외상성 뇌손상 후 간질발생기전에 대한 연구에서 GABAergic interneurons의 손상과 다양한 종류의 억제성 사이신경의 작용이 간질질환의 발병에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 외상성 뇌손상 후 초기단계에서 칼슘결합단백질이 발현되는 GABAergic interneurons의 면역반응성이 어떠한 변화를 나타내는지를 분석하고, 이와 같은 발현변화가 외상성 손상 후 간질발생 및 전파에 미치는 영향을 분석하여 이들 사이의 연관성을 규명하기 위하여 연구를 수행하였다. 연구결과 극저온으로 외상성 뇌손상을 주었을 때 극저온 손상에 노출된 대뇌의 해마에서 parvalbumin (PV) 및 calbindin D-28k (CB)와 같은 칼슘결합단백질의 발현이 시간경과에 따라 다양하게 변화되는 것을 확인 할 수 있었다. 극저온에 노출되어 손상을 받은 부위는 뇌손상 후 30분경에 대조군에 비해 PV 및 CB의 발현이 현저하게 감소하였으며, 이들에 면역반응성을 나타내는 신경세포의 숫자도 시간경과에 따라 감소하였으나, 시간이 경과함에 따라 정상수준으로 회복되었다. 그러나, 외상성 뇌손상에 노출되지 않은 반대측 해마에서는 CB의 면역반응성에는 특이한 변화가 없는 반면, PV의 발현은 뇌손상 후 1일 이후부터 대조군에 비해 특이하게 감소하였다. 따라서, 이 실험의 결과는 뇌손상후 해마에서 나타나는 칼슘결합단백질의 감소가 $GABA_A$ receptor를 통한 억제성신경전달의 감소에 관여하고, 이러한 작용에 의해 일시적으로 해마내 신경세포들의 과흥분성 신경전달이 증가하는 것으로 생각된다. 또한, 외상성 뇌손상에 노출되지 않은 반대측 해마에서 나타나는 PV 면역반응 신경세포의 감소는 외상성 뇌손상에 노출된 동측 해마에서 나타나는 칼슘결합단백질의 변화와 함께 외상성 뇌손상 후 간질발생에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

영상 보안통신을 위한 적응적인 데이터 은닉 기술 (Adaptive Data Hiding Techniques for Secure Communication of Images)

  • 서영호;김수민;김동욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권5C호
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    • pp.664-672
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    • 2004
  • 본 논문에서는 대용량의 대역폭을 이용한 무선 데이터통신 장치들이 널리 보급됨에 따라 사용자들은 영상과 비디오 같은 풍부한 대중매체를 다양한 환경에서 더욱 많이 사용하게 되었다. 최근 컨텐츠들은 유료화 형태로 서비스되고 있고 컨텐츠 자체가 개인의 정보를 담고 있어 통신의 보안성을 유지할 필요성이 있다. 그러나 많은 계산 양과 연산능력을 요구하는 기존의 보호 방식은 사용자원에 제약을 받는 이동통신 환경의 무선통신이나 내장형 기기들에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 영상 데이터를 부분적으로 암호화하여 자원이 제한된 무선 통신에서 양방향으로 영상 데이터의 안전하고 효율적인 통신을 가능하게 하는 기술을 제안하고자 한다. 암호화 기법은 양자화를 통해 암호화 정보의 소실이 없으면서 영상의 압축비를 유지하기 위래서 양자화와 엔트로피 코딩 사이에서 수행되고 부대역의 선택, 데이터의 비트 선택, 그리고 데이터 비트 무작위 선택 둥의 3가지 데이터 선택 방법을 제안하여 사용한다. 제안된 방법으로 안전한 통신을 위해서 다수의 영상에 적용하였고 추가적으로 제안된 방법이 무선 환경에서 사용되었을 경우에 대한 효율성 여부와 암호화하는 데이터 양과 계산양의 상보적인 관계를 나타내었다. 영상에 대한 실험은 500가지 다양한 영상을 대상으로 수행하였는데 제안된 방법을 통한 암호화 율은 원 영상의 0.0244%에서 0.39%에 해당하고 암호화 된 영상의 PSNR(peak signal to noise ratios)은 7.5㏈에서 9.5㏈ 범위를 보였다. 또한, 시각적인 테스트를 통해서 적은 계산 양으로 높은 암호화 효율을 얻을 수 있음을 확인하였다.이하로 거의 아침을 먹지 않았다고 응답한 사람이 수학능력 평가점수가 가장 좋지 않았다. 한편 아침식사는 비만정도(BMI)에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 6. 균형 잡힌 식사를 규칙적으로 하고 채소류와 과일, 콩류와 유제품 등을 매일 먹는 소위 식습관이 좋은 사람이 수학능력평가점수가 좋은 것으로 나타났다. 위의 결과로 볼 때 건강에 가장 중요한 식사라고 인식하고 있으나 결식률이 높은 아침 식사를 청소년들이 맛있게 할 수 있는 방안을 마련해야 할 것이다. 그리고 아침식사의 결식이 학생의 학업성취도와 무관하지 않음이 밝혀졌으므로 청소년의 아침결식에 대한 세부적인 연구조사와 이를 개선할 수 있는 학교 아침급식 프로그램 도입 등이 필요하다고 사료된다. 또한 결식은 건강에 대한 자신감에 큰 영향을 주는 것으로 나타났으므로 규칙적인 식사와 1일 3식에 대한 중요성을 인식시킬 수 있는 영양교육을 실시하여야 할 것이다. 균형 잡힌 식사를 규칙적으로 하고 채소류와 과일, 콩류와 유제품 등을 매일 먹는 소위 식습관이 좋은 사람이 수학능력평가점수가 좋은 것으로 나타난 반면 비만정도(BMI)에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났으므로 청소년 각자의 식습관 및 식품 섭취에 대한 관심을 고취시킬 필요가 있다고 생각된다.d with an MR peak in the vicinity of the coercive field. The low-field tunnel-type MR characteristics of thin films deposited on different substrates originates from the behavior of grain

경쟁과 비경쟁 상황에서 공감의 신경학적 기제 (Neural Bases of Empathy in Competitive vs. non-Competitive situation)

  • 황수영;윤미선
    • 인지과학
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    • 제27권3호
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    • pp.441-467
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    • 2016
  • 본 연구에서는 fMRI 기법을 이용하여 경쟁 상황 노출 여부에 따라 개인이 타인의 상황을 이해하고 인지적 공감을 유발하는 신경학적 기제의 차이를 조사하였다. 공감은 타인에 대한 이해를 바탕으로 적절한 반응을 보이는 심리적 반응이며, 인간의 생존에 있어서 적응적 요소로 알려져 있다. 연구의 목적은 Preston과 de Waal(2002)에 기초하여 거의 자동적인 반응인 공감이 타인을 이겨야 하고 본인의 수행에 따라 보상이 달라지는 경쟁 상황에서도 1) 타인이 처한 상황을 인지할 수 있는지, 2) 인지한다면 인지적 공감이 유발되는지를 확인해 보는 것이다. 대학생 21명(남:여=9:12)을 대상으로, 일상생활에서 경험할 수 있는 6가지 정서가 제시된 그림자극을 보고 '나'의 관점에서 유발되는 정서가 긍정정서인지 부정정서인지 평정하는 과제 수행동안 뇌 활성화를 촬영하였다. 경쟁 유무에 따라 공감과정에서 두뇌 활동의 차이를 비교하기 위해 실험보조자 1인이 경쟁자 역할을 수행하고, 수행 결과의 정확도와 반응 시간을 기준으로 피험자가 경쟁자(실험보조자)를 이길 경우 보상(돈)을 제공하는 조건으로 경쟁심을 유발하여 경쟁 조건을 조작하였다. 연구결과, 피험자들의 판단 반응시간은 비경쟁 상황보다 경쟁에 노출되었을 때 통계적으로 유의하게 빠름을 확인하였고, 경쟁 상황에서는 전대상회(ACC, BA 32), 내측전두엽(mPFC, BA 6), 측두두정연합부의 한 부분인 연상회(SMG, BA 40), 시상(thalamus), 중전두엽(middle frontal gyrus, BA 10) 등이 활성화 된 반면, 비경쟁 상황에서는 인접대상회(paracingulate, BA 32), 측두엽극(temporal pole, BA 38), 복내측전전두엽(vmPFC, BA 11), 상후두엽/쐐기소엽(superior occipital gyrus/cuneus, BA 19) 등의 영역에서 활성화가 관찰되었다. 또한 경쟁상황에서 개인의 공감 수준에 따라 두뇌 영역과의 상관을 알아보기 위해 공감에 대한 자기 보고식 반응 점수를 공변량으로 이용하여 중다회귀분석을 실시한 결과, 경쟁 상황에서는 우측 연상회(rSMG, BA 40), 하전두엽(inferior frontal gyrus, BA 47/45), 내측전두엽(mPFC, BA 10/6), 시상(thalamus), 피각(putamen), 방추형회(fusiform gyrus, BA 20/21)영역과의 상관이 높은 반면, 비경쟁 상황에서는 공감 수준이 높을수록 측두두정연합부/상측두엽(temporoparietal junction/superior temporal gyrus) 영역이 높은 상관을 보였다. 이 연구의 결과를 통해 경쟁 노출 여부에 따라서 타인에 대한 공감적 인지과정에 서로 다른 두뇌영역이 사용되며, 특히 개인의 공감 수준이 높을수록 경쟁 상황에서도 타인의 상황에 대해 이해하는 인지적 공감과 관련한 두뇌 영역이 높은 상관을 보여 개인차에 따라 경쟁 지각이 다르게 반응함을 알 수 있었다.

Role of Citrate Synthase in Acetate Utilization and Protection from Stress-Induced Apoptosis

  • Lee, Yong-Joo;Kang, Hong-Yong;Maeng, Pil Jae
    • 한국미생물학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물학회 2008년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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    • pp.39-41
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    • 2008
  • The yeast Saccharomyces cerevisiae has been shown to contain three isoforms of citrate synthase (CS). The mitochondrial CS, Cit1, catalyzes the first reaction of the TCA cycle, i.e., condensation of acetyl-CoA and oxaloacetate to form citrate [1]. The peroxisomal CS, Cit2, participates in the glyoxylate cycle [2]. The third CS is a minor mitochondrial isofunctional enzyme, Cit3, and related to glycerol metabolism. However, the level of its intracellular activity is low and insufficient for metabolic needs of cells [3]. It has been reported that ${\Delta}cit1$ strain is not able to grow with acetate as a sole carbon source on either rich or minimal medium and that it shows a lag in attaining parental growth rates on nonfermentable carbon sources [2, 4, 5]. Cells of ${\Delta}cit2$, on the other hand, have similar growth phenotype as wild-type on various carbon sources. Thus, the biochemical basis of carbon metabolism in the yeast cells with deletion of CIT1 or CIT2 gene has not been clearly addressed yet. In the present study, we focused our efforts on understanding the function of Cit2 in utilizing $C_2$ carbon sources and then found that ${\Delta}cit1$ cells can grow on minimal medium containing $C_2$ carbon sources, such as acetate. We also analyzed that the characteristics of mutant strains defective in each of the genes encoding the enzymes involved in TCA and glyoxylate cycles and membrane carriers for metabolite transport. Our results suggest that citrate produced by peroxisomal CS can be utilized via glyoxylate cycle, and moreover that the glyoxylate cycle by itself functions as a fully competent metabolic pathway for acetate utilization in S. cerevisiae. We also studied the relationship between Cit1 and apoptosis in S. cerevisiae [6]. In multicellular organisms, apoptosis is a highly regulated process of cell death that allows a cell to self-degrade in order for the body to eliminate potentially threatening or undesired cells, and thus is a crucial event for common defense mechanisms and in development [7]. The process of cellular suicide is also present in unicellular organisms such as yeast Saccharomyces cerevisiae [8]. When unicellular organisms are exposed to harsh conditions, apoptosis may serve as a defense mechanism for the preservation of cell populations through the sacrifice of some members of a population to promote the survival of others [9]. Apoptosis in S. cerevisiae shows some typical features of mammalian apoptosis such as flipping of phosphatidylserine, membrane blebbing, chromatin condensation and margination, and DNA cleavage [10]. Yeast cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed a temperature-sensitive growth phenotype, and displayed a rapid loss in viability associated with typical apoptotic hallmarks, i.e., ROS accumulation, nuclear fragmentation, DNA breakage, and phosphatidylserine translocation, when exposed to heat stress. Upon long-term cultivation, ${\Delta}cit1$ cells showed increased potentials for both aging-induced apoptosis and adaptive regrowth. Activation of the metacaspase Yca1 was detected during heat- or aging-induced apoptosis in ${\Delta}cit1$ cells, and accordingly, deletion of YCA1 suppressed the apoptotic phenotype caused by ${\Delta}cit1$ mutation. Cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed higher tendency toward glutathione (GSH) depletion and subsequent ROS accumulation than the wild-type, which was rescued by exogenous GSH, glutamate, or glutathione disulfide (GSSG). Beside Cit1, other enzymes of TCA cycle and glutamate dehydrogenases (GDHs) were found to be involved in stress-induced apoptosis. Deletion of the genes encoding the TCA cycle enzymes and one of the three GDHs, Gdh3, caused increased sensitivity to heat stress. These results lead us to conclude that GSH deficiency in ${\Delta}cit1$ cells is caused by an insufficient supply of glutamate necessary for biosynthesis of GSH rather than the depletion of reducing power required for reduction of GSSG to GSH.

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