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우리나라 남부지역(南部地域) 화강편마암질(花崗片麻巖質) 삼림토양(森林土壤)의 토양생성(土壤生成) (Pedogenesis of Forest Soils(Kandiustalfs) Derived from Granite Gneiss in Southern Part of Korea)

  • 조희두
    • 한국산림과학회지
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    • 제86권2호
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    • pp.186-199
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    • 1997
  • 화강편마암질(花崗片麻巖質) 삼림토양(森林土壤)은 우리나라 국토면적(國士面積)의 1/3에 해당(該當)한다. 이 논문은 우리나라 남부지역에 있는 전남 순천시 소재 화강편마암질(花崗片麻巖質) 삼림토양(森林土壤)의 풍화(風化) 과정(過程)과 1차광물(一次鑛物)이 2차광물(二次鑛物)인 점토광물(粘土鑛物)로 풍화변성(風化變成)하는 광정(過程)에 대하여 연구(硏究)하였다. 이 삼림토양(森林土壤)은 많은 양(量)의 푸오하(風化) 흑운모(黑雲母)와 같은 Ferromagnesian mineral을 함유하고 있으며 풍화(風化)가 잘된 토양(土壤)으로서 강산성(强酸性)이고 유기물(有機物)의 함량(含量)이 적으며 CEC 값이 낮다. 토양단면 Bt층에는 점토광물(粘土鑛物)의 함량(含量)이 C층 보다 배(倍)나 많고 O층은 토층(土層)이 엷고 분해된 식물유휴(植物遺休)가 적으며 다공성(多孔性)으로서 Granic fabric이고 Moder humus의 토양미세형태학적(土壤微細形態學的)인 특징(特徵)을 가지고 있다. E층의 Related distribution pattern은 Enaulic이며 많은 양(量)의 미사(微砂)를 함유(含有)하고 있으나 모래량은 Bt, C층에 비하여 매우 적은 것이 특징(特徵)이다. Bt, C층에서 토양미세형태학적(土壤微細形態學的)인 특징(特徵)으로 볼 수 있는 공극(空隙)에서 Multilaminated clay coating과 Infilling을 볼 수 있으며 토양(土壤)의 색(色)을 붉게 해주는 Ferriargillan이 흑운모(黑雲母)로부터 분리(分離)되어 형성(形成)된다. Bt층에서 점토(粘土)의 함량이 높은 것은 점토(粘土)가 운반 집적된 것은 물론 풍화(風化) 원위치(原位置)에서 강력(彈力)한 풍화작용(風化作用) 결과(結果)에서 비롯된 것이다. 편광현미경과 SEM으로 관찰한 바 토양생성과정(土壤生成過程)중 아주 특이한 것은 흑운모(黑雲母)로부터 산화철(酸化鐵)의 형성(形成)이며, Tubular halloysite의 형성(形成)과 두가지 형태의 흑운모(黑雲母) 풍화(風化)모델 (Wedge weathering과 Layer weathering)의 확인(確認)되었다. 흑운모(黑雲母) 풍화(風化)에서 2차광물(二次鑛物)인 산화철(酸化鐵)이 흑운모(黑雲母) 표면(表面)에 두껍게 입혀지는 것이 특징(特徵)이며 점토광물(粘土鑛物)의 TEM 관찰(觀察)로 밝혀진 바, synthetic hematite의 존재(存在)가 확인(確認)되었다. 점토(粘土)의 화확분석(化學分析)에서 많은 양의 Ca, Na의 유실(流失)을 확인(確認)할 수 있었으며 상당량(量)의 Fe와 Al 이온이 유리(遊離)되어 있음을 밝힐 수 있었다. 점토(粘土)의 XRD에 의하여 운모(雲母)가 Kaolinite, Vermiculite-kaolinite intergrade, Hematite, Gibbsite 등 점토광물(粘土鑛物)로 변성됨을 확인(確認)할 수 있었으며 한편 Halloysite는 다른 1차광물(一次鑛物)에서 풍화형성(風化形成)된다는 것을 알 수 있었다. 또 풍화(風化)가 되지 않은 약간의 Dioctahedral mica의 존재(存在)를 확인(確認)할 수 있었다. 모암(母岩)에 상당량(相當量)의 흑운모(黑雲母)를 함유(含有)하고 있으며 이 화강편마암질(花崗片麻巖質) 삼림토양(森林土壤)은 흑운모(黑雲母)의 풍화(風化)에 대한 특징(特徵)을 보여 주고 있다.

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지역별 산딸기 열매의 유용물질 함량, 항산화 활성 및 암세포 성장억제 효능 분석 (Bioactive Component Analysis, Antioxidant Activity, and Cytotoxicity on Cancer Cells on Rubus crataegifolius Clones by Region)

  • 최은영;김은희;이재봉;김혜수;김문섭;이수광;김세현;이욱;김동권;이진태
    • 한국산림과학회지
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    • 제105권2호
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    • pp.193-201
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    • 2016
  • 본 연구는 산딸기 열매의 지역별(장성, 화성, 울산, 순창, 포항) 영양성분, 항산화 활성 및 암세포 성장억제 효능 분석을 통하여 기능성을 갖는 산딸기 품종을 육성하고자 수행하였다. 모든 지역의 산딸기 열매에서 일반성분은 탄수화물 함량이 높게 나타났으며, 무기성분은 칼슘($996.6{\mu}g/g{\pm}0.8%$)이 가장 높은 함량을 보였으며, 나트륨($6.2{\mu}g/g{\pm}1.0%$)은 가장 낮았다. 유리아미노산은 총 26종, 구성아미노산은 총 18종을 분석하였다. 전자공여능 실험 결과 울산 산딸기가 $500{\mu}g/ml$의 농도에서 열수추출물은 80%, 에탄올추출물은 82.6%의 높은 소거능을 보였다. 또한 암세포 성장억제 효과를 확인하기 위한 세포독성 실험 결과, B16F10 cell은 울산 산딸기 열수추출물과 포항 산딸기 에탄올추출물, H1299 cell은 순창 산딸기 열수추출물과 포항 산딸기 에탄올추출물 그리고 MCF-7 cell은 장성 산딸기 열수추출물과 순창 산딸기 에탄올추출물에서 각각 세포독성이 나타났다. 따라서 이와 같은 기초자료를 바탕으로 기능성 특성을 지닌 산딸기를 선발하여 기능성 품종으로의 개발 가능성을 확인할 수 있었다.

DL-1-Aminoethylphosphonic acid의 생물학적(生物學的) 기능연구(機能硏究) (A Study of Synthesis and Biological Function on DL-1-Aminoethylphosphonic Acid)

  • 김숙희;조정남;김용준
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제2권4호
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    • pp.173-181
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    • 1969
  • 생후 $40{\pm}5$ 일된 젖떨어진 Albino Rat female male 각각 30마리를 크게 Alanine(AL)과 Aminoethylphosphonic acid(AEP) group으로 나누고 각 group을 다시 각각 2 group으로 나누어 female male Alanine 0.1%, female male Alanine 0.2%와 female male AEP 0.1%, female male AEP 0.2% 합(合) 8 group으로 나누어 14 주동안 실험한 결과의 요약은 다음과 같다. 단백질 효율과 뇨중 질소배설량에 어떤 유의적인 차이가 없음으로 AEP도 다른 일반적인 Amino acid와 같은 정도로 체내에서 이용됨을 알 수 있다. AEP의 첨가로 인한 p의 이용율의 변화 유무를 판정하기 위하여 뇨중 p의 함량을 측정한 결과 모든 group사이에 유의성이 없었음으로 alanine 첨가 group에서나 AEP 첨가 group에서나 같은 정도로 체내에서 이용됨을 알 수있으나 AEP의 첨가로 인한 Dietary Phosphorus함량이 높음으로 인하여 체내 보유량이 많다는 것을 알 수 있으며 이는 blood phosphorus 함량측정을 해본 결과와 일치함을 알 수 있다. 간질소 함량을 측정하여 본 결과 AEP 첨가가 간질소 함량을 높일 수 있으며 0.2%쪽이 더 많은 양을 간에 보유할 수 있다는 것을 알았다. 간지방 함량도 간질소 함량과 같은 방향으로 나타났으며 조직 검사로 fat lumps를 발견할 수 없었으므로 AEP 첨가가 fatty liver의 요인이 될 수 없다는 것을 알 수 있다. Amino acid의 생물학적 가치와 Amino acid의 조성사이에는 현저한 관계가 있어 양적으로 충분한 단백질을 섭취한다 하더라도 섭취한 단백질이 함유하고 있는 Amino acid의 종류 및 각종 Amino acid의 비율에 따라서 소화에 현저한 차이가 있어 생물학적 기능이 다르다는 것이 Oser와 그외 여러 학자들에 의하여 보고되었다. 이 보고에 비추어 보아 0.2% diet에서 Amino acid의 장내 흡수시 imbalanced condition을 초래 한 것으로 본다.

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The Y153H Variant of the STOX1 Gene in Korean Patients with Preeclampsia

  • Kim, Shin-Young;Park, So-Yeon;Lim, Ji-Hyae;Yang, Jae-Hyug;Kim, Moon-Young;Park, Hyun-Young;Lee, Kwang-Soo;Kim, Young-Ju;Ryu, Hyun-Mee
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제6권1호
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    • pp.56-61
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    • 2009
  • 목 적: 자간전증은 유전적 환경적 요인에 의해 발생하는 다요인성 질환이다. 최근 네덜란드 산모에서의 자간전증 후보 유전자로 확인된 STOX1 유전자는 태반에서 발현되며 모계 대립유전자의 선택적 유전에 의해 각인된다. 본 연구에서는 STOX1 유전자의 단일염기변이형 부위인 Y153H와 한국인 자간전증의 연관성에 대하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 자간전증 산모 202과 임신기간 동안 자간전증이 발생하지 않은 정상 산모 204명의 혈액으로부터STOX1 유전자의 Y153H 변이 양상을 SNapShot assay kit와 ABI Prism 3730 DNA analyzer를 사용하여 분석하였다. 결과: STOX1 Y153H 변이의 유전자형 빈도는 자간전증환자군과 정상 대조군 간에 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 또한 자간전증 환자군(87.1%)에서 대립유전자형인 H의 빈도도 정상 대조군(86.5%)과 유사하였다. 다중회귀분석결과 YH, HH, YH/HH 유전자형들은 자간전증 발생 위험에 있어서 연관성이 없었다. 결 론: 본 연구진은 처음으로 한국인 자간전증 환자에서 STOX1 유전자의 Y153H 변이형의 특징을 파악 하였다. 연구결과 자간전증 산모와 정상 산모 간의 유전자형과 대립유전자형의 빈도는 차이가 없었다. 비록 실험 대상군의 수적인 제한이 있지만, 이상의 결과를 통해서 한국인에서 STOX1 유전자의 Y153H 변이형은 자간전증과 연관성이 없는 것으로 사료된다.

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구역화물운송업과 노선화물운송업의 산업구조 특성 비교 (A Comparative Study about Industrial Structure Feature between TL Carriers and LTL Carriers)

  • 민승기
    • 대한교통학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.101-114
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    • 2001
  • 운송업체는 일정한 질적 수준의 운행을 지속해야 하므로 수요변화에 대응하여 단시간내에 공급을 변화시키는 데에 어려움이 있다. 일단 운송업체가 어떤 지역을 운행하기로 했다면, 비록 운송수요가 감소하여 채산성이 맞지 않는다 하더라도 다른 상품처럼 공급을 임의대로 감소시키거나 단절시킬 수 없다. 특히 이와같은 성격은 화물자동차운송업에 있어서 구역화물운송업보다는 노선화물운송업에서 훨씬 더 강하게 나타나고 있다. 그러므로 구역화물운송업은 노선화물운송업에 비해 운송수요의 변동에 즉각적으로 대응하는 측면을 지니고 있다. 이와같은 구역화물운송업과 노선화물운송업에 있어서 노선화물운송업은 도로, 화물터미널 모두 구역화물운송업에 비해 부족한 것으로 나타났는데 도로보다는 화물터미널이 더 부족하다. 도로의 부족상태는 1990년에 가장 컷다가 그후 작아진 반면, 화물터미널의 부족상태는 계속 커지고 있다. 그러므로 화물터미널은 도로와는 달리 확충의 필요성이 더 크며, 투자조건에 있어서도 도로보다 더 유리하다. 이에 따라 화물터미널을 확충할 경우 노선화물 운송업체에서는 도로의 확충을 필요로 하지만. 구역화물운송업에 있어서는 도로확충의 필요성을 줄이게 된다. 이와 같은 화물터미널은 운송수입의 측면에서 구역화물운송업보다는 노선화물운송업에 더 크게 기여하는 것으로 분석되었다. 그러나 화물터미널을 비롯하여 도로를 적정수준으로 조정할 경우 구역화물운송업에서는 규모의 불경제가 더 커지고, 노선화물운송업에서는 규모의 경제가 더 커지므로 구역화물운송업은 소규모 운송업체 및 개별화물을 활성화해야 하며, 노선화물운송업은 비수익노선의 존재, 임대 영업소의 과다, 화물터미널 불충분, 운전기사의 부족, 사고화물 피해보상제도 미비 등과 같은 제반 문제점을 개선하여, 규모의 경제를 최대로 활용할 수 있는 기반을 구축해야 할 것이다.vironment), Scene manager(manage 3D geographic world), Scene editor, Spatial analyzer(Intersect, Buffering, Network analysis), VRML exporter. While, most other 3D GISes or cartographic mapping systems may be categorized into 3D visualization systems handling terrain height-field processing, 2D GIS extension modules, or 3D geometric feature generation system using orthophoto image: actually, these are eventually considered as several parts of "real 3D GIS". As well as these things, other components, especially web-based 3D GIS, are being implemented in this study: Surface/feature integration, Java/VRML linkage, Mesh/Grid problem, LOD(Level of Detail)/Tiling, Public access security problem, 3-tier architecture extension, Surface handling strategy for VRML., -9.00~12.49 and -19.81~19.81%, respectively). Therefore, it is concluded that the two formulations are bioequivalent for both the extent

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'복잡성(Complexity) 이론'에 의한 한국 전통정원의 해석 - 한국의 명원 소쇄원을 중심으로 - (The Interpretation of Korean Traditional Garden in the View of Complexity Theory - Focusing on Soswaewon Garden -)

  • 장일영;신상섭
    • 한국전통조경학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.75-85
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    • 2010
  • 본 연구는 새로운 세계관으로서의 전환에 대해 주목하고 그 변화의 경향이 동양적 사유 방식과 유사한 관계형성 도구라는 것에 초점을 맞춰 한국 전통정원인 소쇄원에 대해 새로운 해석을 시도하고자 한다. 따라서 개별적 구성요소들의 특성보다는 관계를 통해 전체를 바라보려는 복잡성 이론에 기초하여 소쇄원과 연결, 재해석하는데 목적이 있다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 물리적 차원의 공간과 열린 시스템에 나타난 복잡성의 특성은 '사건(상황)', '비결정성', '부분과 전체의 상동적 관계' 등 세 가지로 나타났으며, 다양한 기법들은 자연을 적극적으로 도입하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 지형의 이용이 많은 이유는 소쇄원의 경우 부지를 적극적으로 선택하였고, 그 주어진 자연지세의 흐름에 순응하며 건축하였기 때문에 나타난 결과이다. 이것은 창발적 상황에 열린 텍스트로서의 성격을 갖게 된다. 둘째, 비가시적 차원으로서의 경험과 열린 시스템에 나타난 복잡성의 특성은 '사건(상황)', '행위자와 환경간의 상호 감응관계'가 주로 나타났으며, 다양한 기법들은 자연과 일상의 경험이 결합되어 상호작용하는 공간으로 나타났다. 이는 주체와 객체, 인간과 자연 사이의 상호작용을 바탕으로 한 양방향의 어울림의 전형이라 할 수 있으며, 삶의 일시적 행태를 담아내는 창발적 공간이 된다. 셋째, 자기조직화를 통한 감성언어와 체험에서의 구성요소들은 고정적 관계들을 해체하고 유기성을 가진 공간으로 재구성된다. 특히 '소쇄원 48영'은 현재의 행위자들에게 소쇄원의 감성적 공간체험을 위한 원천이 되어준다. 결국 소쇄원 공간에서의 행위자는 동시에 공간의 창출자가 되며, 환경과 상호텍스트 된 새로운 공간을 생성한다. 그러므로 소쇄원은 인간과 자연, 전체와 부분의 유기적 사고를 바탕으로 상호관계를 유지하면서 나와 타자를 결속시켜주는 장소가 되는 것이다.

고초균에 의한 생강 발효 추출물의 신경세포 보호 효과 (Neuroprotective effect of fermented ginger extracts by Bacillus subtilis in SH-SY5Y cells)

  • 양희선;김미진;김민아;최정숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제54권6호
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    • pp.618-630
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    • 2021
  • 본 연구에서는 생강을 효소처리하여 수용화율을 높인 후 고초균을 이용하여 발효시킨 생강발효물 (FGEs)을 제조하고, 이를 SH-SY5Y에 6-OHDA와 함께 처리하여 세포 보호 효과 및 AChE 저해 활성을 평가하였다. 그 결과, 6-OHDA로 자극된 신경세포에서 FGE를 처리한 모든 실험군에서 세포 생존율이 증가하고 LDH 농도가 감소하였다. 6-OHDA로 유발된 세포자멸사를 억제할 수 있는지 확인하기 위해 핵의 형태학적인 변화 및 caspase-3 활성을 확인하였다. FGE를 처리한 모든 실험군에서 핵의 손상 및 apoptotic body의 감소와 caspase-3 억제 활성을 확인할 수 있었다. 또한 FGE는 AChE의 활성을 유의적으로 감소시켰다. 시료 간의 활성 차이를 비교하였을 때, 생강에 효소 처리 후 고초균으로 발효한 추출물군 (E/BKG와 E/BCG)의 신경세포 보호 활성이 효소 처리하지 않은 발효생강군 (BKG와 BCG) 보다 유의적으로 크게 나타났다. 그러나 발효에 사용된 고초균 2종 간의 활성은 유사하였으며 처리군 간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 본 연구 결과로부터 효소처리하여 수용화율을 높여 고초균으로 발효한 FGE는 신경세포 보호 및 AChE 저해 효과를 나타내어 향후 신경질환 연구를 위한 기초자료 제공 및 고부가가치 식품소재 개발에 이용 가능할 것으로 판단된다.

시니어의 성장·고정 마인드셋과 창업역량이 창업의도에 미치는 영향에 관한 실증연구: 창업효능감의 매개효과 중심으로 (An Empirical Study on the Effects of Seniors' Growth·Fixed Mindset and Entrepreneurial Ability on Entrepreneurial Intentions: Focusing on the Mediating Effects of Entrepreneurship Efficasy)

  • 이재열;하태관
    • 벤처창업연구
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    • 제17권6호
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    • pp.89-104
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    • 2022
  • 산업 현장에서 축적된 기술과 전문성을 갖고 있는 시니어의 창업은 사회적인 측면에서 매우 중요하다. 본 연구는 시니어를 대상으로 4차 산업혁명기에 코로나19로 인해 변화된 일자리 사회구조와 최근 급격하게 진행되고 있는 고금리 및 글로벌 공급망 문제 등으로 불안 요인과 불확실성이 증폭된 경제 상황 속에서 시니어의 주요한 창업역량 변수들이 창업의도에 어떤 영향을 미치는가 실증적으로 검증하고자 하였다. 또한 예비창업자 개인 심리적 특성인 마인드셋의 관점에서 성장 마인드셋과 고정 마인드셋이 시니어 창업의도에 유의미한 영향을 미치는지 실증적으로 검증하고자 하였다. 창업자의 심리적 특성을 마인드셋의 관점에서 접근하여 창업분야에 적용하려고 시도하고 실무적 시사점을 얻고자 하였다. 본 연구는 마인드셋의 구성 요인인 성장 마인드셋, 고정 마인드셋과 창업역량의 기술적 역량, 네트워크 역량, 자금조달 역량이 시니어 창업의도에 미치는 영향을 실증적으로 분석하고 창업효능감의 매개효과를 검증하였다. 실증분석 결과는 성장 마인드셋과 기술적 역량은 창업의도에 정(+)의 효과를 미치는 것으로 검증되었다. 또한 성장 마인드셋과 기술적 역량이 창업의도에 미치는 영향에서 창업효능감의 매개효과가 유의한 것으로 검증되었고 시니어 창업에 있어 성장 마인드셋과 기술적 역량이 중요한 변수임을 검증하였다. 연구 결과 다음의 정책적 시사점을 준다. 시니어 창업을 활성화하기 위해서는 첫째, 창업자 교육 시 효과의 극대화를 위해 창업자의 심리적 특성인 성장 마인드셋 특성에 부합한 맞춤형 창업교육 등의 프로그램이 필요하다. 둘째, 기술 역량과 전문성을 갖춘 시니어 창업에 대해서는 저금리의 정책금융 확대 등 정부지원 확대로 기술창업의 저변확대가 요구된다. 셋째 시니어에게 축적되어있는 전문성과 기술력을 퇴직 후에도 창업에 연계될 수 있도록 퇴직 전부터 창업 프로그램의 제공 등 창업을 준비할 수 있는 제도적 시스템의 지원이 필요하다.

<겨울왕국> 캐릭터에 나타난 두려움과 왜곡된 욕망의 정신역동 (Psychological Dynamics of Fears and Crooked Desires inherent in Characters of )

  • 양세혁
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권37호
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    • pp.159-195
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    • 2014
  • 애니메이션 <겨울왕국>은 디즈니의 완벽한 부활을 선포한 작품이다. 이러한 성공은 인상적인 주제가와 캐릭터의 힘이 크게 작용한 결과라고 여겨진다. 남성에게 의존하지 않고 스스로 미래를 구축하는 강한 여성상을 구축하며 공감과 카타르시스를 이끌어낸 중심캐릭터, 그 중에서도 엘사의 인기는 개봉 후 1년이 지난 지금도 여전하다. 이처럼 서사장르에서 캐릭터의 완성도는 작품의 성패를 좌우할 만큼 중요하다고 여겨진다. 따라서 본 연구는 캐릭터라이징의 주요 구성요소 중, 성격구조를 분석하기 위하여 생각과 행동의 방향을 결정하는 두려움과 욕망의 정신역동에 주목했다. 두려움은 실제의 위협이 아니라 미래에 대한 불길한 가정에서 발생한 정서이다. 결핍이나 억압에 대한 기억에서 비롯된 두려움은 건강한 욕망을 왜곡시키기 때문에, 두려움에서 벗어나는 것은 현실을 직시하는 것과 같다. 캐릭터 고유의 정신역동 검증을 위해 'MBTI 성격유형론'을 활용하여 태도, 심리경향성, 정신기능 위계를 분석했다. 그 결과, (1) 엘사와 안나는 정신기능면에서 대척적 관계이다. 이는 갈등의 발생 가능성이 매우 높은 조합이나, 두 자매는 기본적인 유대감과 가족애를 바탕으로 이를 극복한다. (2) 한스와 크리스토프 역시 정신기능면에서 대척관계지만, 두 남성 캐릭터는 작품에서 상호작용하지 않는다. (3) 한스는 가장 효과적으로 엘사와 안나를 보완할 수 있는 정신기능의 소유자이지만, 그것을 악용함으로써 가장 치명적인 대립자가 된다. (4) 올라프는 안나의 태도와 엘사의 심리경향성을 조합한 유형임을 알 수 있었다. 또한 두려움과 욕망의 표출 빈도 분석에 의하면, (1) 엘사는 압도적으로 두려움을, 안나 및 다른 캐릭터들은 욕망을 행위의 주요 동력으로 한다. (2) 두려움은 모든 캐릭터에 내재된 근원적 결여로서 '가족애의 결핍'이 원인이 되었으며, 그 결과 '외로움과 고립'이라는 고통을 공유한다는 점을 알 수 있었다. 정신역동에 대한 분석은 캐릭터 성장담의 이해 즉, 두려움을 피하려는 동기에 의해 욕망이 왜곡되고, 두려움에 지배당하는 것과 두려움을 해소하는 과정에서 왜곡된 욕망의 근원적 이유를 깨닫고 자기치유에 이르는 서사를 이해하는데 도움이 될 것으로 판단된다. 끝으로 애니메이션 캐릭터라이징과 관련하여 본 연구의 방향과 분석결과가 캐릭터 성격화와 관계성 설정 시 데이터베이스로 참고 될 수 있기를 기대한다.

Aspergillus terreus에 의해 생합성되는 이타콘산의 생산성 증가를 위한 통계적 생산배지 최적화 (Statistical Optimization of Production Medium for Enhanced Production of Itaconic Acid Biosynthesized by Fungal Cells of Aspergillus terreus)

  • 장용만;신우식;이도훈;김상용;박철환;정용섭;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제24권1호
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    • pp.30-40
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    • 2009
  • Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$$MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$$MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.