• 제목/요약/키워드: biomaterials

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피브로인 H-chain 재조합 단백질 발현시스템을 이용한 청색형광단백질의 발현 (Expression of the blue fluorescent protein in fibroin H-chain of transgenic silkworm)

  • 김성완;윤은영;최광호;김성렬;박승원;강석우;구태원
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.25-32
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 누에형질전환 기술과 피브로인 재조합단백질 발현시스템을 이용하여 청색형광실크를 개발하는 것으로서, 본 실험에서는 피브로인 H-chain의 N-말단과 C-말단을 이용하여 피브로인 재조합단백질 발현 시스템을 제작하였고, 종결코돈이 없는 EBFP 유전자를 위의 발현 시스템에 클로닝하여 청색형광실크를 제작하였다. 누에형질전환체 선발을 위해서는 $3{\times}P3$ promoter와 DsRed2를 이용하여 선발하였고, 300개의 누에알에 microinjection하여 F1 세대에서 5 bloods의 형질전환체를 선발하였다. 선발된 누에형질전환체는 초기배 단계의 눈과 신경조직, 유충과 번데기 그리고 성충의 눈에서 DsRed2 형광단백질이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실크의 피브로인에서 EGFP 단백질이 발현되는 것을 확인하기 위해, F2 세대의 누에형질전환체 중에서 5령 3일 유충을 해부하여 견사선을 형광현미경으로 관찰하였고, 중부 견사선에서 청색형광단백질이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 F2 세대의 고치와 저온에서 정련한 실크에서도 청색형광단백질의 발현을 확인할 수 있었고, Western blot 분석에서도 EBFP 재조합 단백질이 피브로인 H-chain과 융합된 형태로 존재하는 것이 확인되었다. 이상의 결과에서 청색형광실크를 생산하는 누에형질전환체가 성공적으로 제작되었음을 확인할 수 있었고 이러한 결과를 토대로 새로운 산업소재로서 실크를 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

하천 하안대에서 입지 연령에 따른 선버들과 왕버들의 생물량 변화 (Changes in Biomass of Salix subfragilis and S. chaenomeloides with Stand Ages in a Riparian Zone of a Sand-bed Stream)

  • 조형진;진승남;조현석;조강현
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제4권3호
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    • pp.149-155
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    • 2017
  • 버드나무 속 식물은 하천 복원시 사용되는 대표적인 생물재료이고 하천에서 주요 관리대상이 되는 식물이다. 낙동강의 모래하천 하안에서 선버들과 왕버들의 수령에 따른 생장 변화를 파악하기 위하여, 이들의 생물량 추정을 위한 상대생장식을 유도하고 입지 연령에 다른 이들 군집에서 밀도, 줄기 높이, 기저면적 및 생물량을 조사하였다. 선버들은 발아한 후 3년과 왕버들은 6년까지 줄기 밀도가 급격하게 감소하여 자기 솎음이 강하게 일어났다. 두 식물의 줄기 높이는 선버들은 수령 15년에 7.5 m까지 왕버들은 수령 13년에 14 m까지 증가하였다. 또한 지상부 생물량은 생장초기에 급속히 증가하였으며 선버들은 수령 13년에 17 ton DM/ha까지 왕버들은 수령 13년에 1,110 ton DM/ha까지 증가하였다. 한편 본 연구에서 유도된 버드나무 속 식물의 상대생장식을 이용하면 이들 식물의 생물량을 객관적으로 추정할 수 있어서 하천에서 수목 관리하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

들깨(Perilla frutescens) 새싹 추출물의 항산화 및 항염 효과 (Antioxidant and Anti-inflammatory Effects of Ethanol Extracts from Perilla frutescens)

  • 정승일;김현수;전인화;강현주;목지예;천춘진;유현희;장선일
    • 한국식품과학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.87-93
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    • 2014
  • 본 연구는 들깨 새싹 추출물의 항산화, 항염증 및 항부종에 대한 효과를 조사하였다. 들깨 새싹 추출물은 DPPH와 ABTS 라디칼을 효과적으로 제거하는 항산화 활성이 우수하였다. 또한 들깨 새싹 추출물은 활성화된 설치류 유래 대식세포주인 RAW 264.7 세포와 인간 유래 HMC-1 세포의 TNF-${\alpha}$와 IL-$1{\beta}$를 효과적으로 억제하였다. 더욱이 마우스의 귀와 발 부종을 억제하는 우수한 효과가 있었다. 이러한 결과는 들깨 새싹 추출물은 항산화제로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 항염증과 항부종에 효과적인 물질이라는 것을 제시해주었다. 이와 관련된 들깨 새싹 추출물의 기능성에 대해서는 앞으로 분자생화학적 수준에서 더 연구해야할 필요성이 있는 것으로 사료된다.

복합 유산균 스타터 ABT-5를 이용한 발효 다크 초콜릿의 항산화 활성 및 향기 성분 (Effects of fermentation by the commercial starter ABT-5 on the flavor and antioxidant activities of dark chocolate)

  • 고소예;류지연;김현아;김소미
    • 한국식품과학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.617-624
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    • 2017
  • 본 연구는 다크 초콜릿을 복합 유산균 스타터인 ABT-5를 이용하여 발효시켰을 때, 항산화 성분과 활성 그리고 향기 성분의 변화를 발효 전 다크 초콜릿과 비교하였다. 발효 시간에 따른 pH의 감소와 적정 산도의 증가 및 가스 크로마토그래피 분석에 의한 lactic acid 성분비의 증가를 측정함으로써 다크 초콜릿의 발효가 진행되었음을 확인하였다. 6, 12, 그리고 24시간 발효한 다크 초콜릿의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 및 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 활성이 발효 전 대조구 대비 유사한 수준으로 유지되었다. 한편, 6, 12시간 발효한 다크 초콜릿은 대조구에 대비하여 산화스트레스에 의한 ROS 발생 및 세포 독성으로부터 세포를 유의적으로 보호하였다. 가스 크로마토그래피에서 검출된 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone와 헤드스페이스 가스 크로마토그래피를 통해 검출된 2-furanmethanol은 중요한 향미 성분으로 확인되었으며, 해당 성분들은 발효 다크 초콜릿의 풍미를 증진시킬 것으로 예상되었다. 본 연구에서는 복합유산균을 이용해 다크 초콜릿을 발효했으며, 발효 시간에 따른 항산화 활성의 변화를 분석하였으며, 발효에 의한 다크 초콜릿의 향미 성분의 증가를 측정함으로써 고부가가치 다크 초콜릿 개발 가능성을 제시한다.

Lactobacillus rhamnosus 파쇄물의 항산화 및 미백효과 (Whitening Effects of Lactobacillus rhamnosus Associated with Its Antioxidative Activities)

  • 최우석;권희석;임혜원;노라환;이현용
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.183-189
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    • 2013
  • 유산균은 국내외 연구진들에 의하여 피부장벽을 강화하는 효능 및 미백, 보습효과가 뛰어나다는 연구 결과가 보고된 바 있다[5, 26]. Lactic acid인 Lactobacillus rhamnosus는 보편적으로 많이 사용하는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei보다 낮게 측정되는 세포독성 결과와 높은 tyrosinase 억제활성을 바탕으로 멜라닌 생성을 줄임에 따라 미백활성을 가진다. 또한 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물은 melanoma cell의 멜라닌 생성 저해능이 Lactobacillus casei보다 월등히 높아, 높은 미백 향장 활성을 가지는 것을 확인 할 수 있다(Table 2). 이는 곧 천연물질로써 기존에 사용하던 합성미백제보다 피부에 독성을 주지 않고, 부작용 없이 피부에 적합한 향장소재로 판단되며, 현대의 새로운 미백향장소재로서 활용가능성이 매우 높을 것으로 사료된다. 더 나아가 항산화 활성은 멜라닌 세포 형성 억제에 직접적으로 영향을 주며, 주름 및 노화 등의 출발점이 되어, 미백 활성도 증가됨을 확인할 수 있다. 따라서, 기능성 향장소재로써 가치가 높은 Lactobacillus rhamnosus는 합성물질 및 기타 천연물을 대체할 수 있는 항산화 및 미백 기능성 향장소재로 다가갈 수 있으며, 향장소재로써 선택의 폭을 늘릴 수 있을 것으로 사료된다.

코발트전극과 자동시험장치를 이용한 파프리카 양액 내 무기인산 측정 (Determination of Inorganic Phosphate in Paprika Hydroponic Solution using a Laboratory-made Automated Test Stand with Cobalt-based Electrodes)

  • 김학진;손동욱;권순구;노미영;강창익;정호섭
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제36권5호
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    • pp.326-333
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    • 2011
  • The need for rapid on-site monitoring of hydroponic macronutrients has led to the use of ion-selective electrodes, because of their advantages over spectrophotometric methods, including simple methodology, direct measurement of analyte, sensitivity over a wide concentration range, and low cost. Stability and repeatability of response can be a concern when using multiple ion-selective electrodes to measure concentrations in a series of samples because accuracy might be limited by drifts in electrode potential. A computer-based measurement system could improve accuracy and precision because of both consistent control of sample preparation and easy calibration of sensors. Our goal was to investigate the applicability of a cobalt-based electrode used in conjunction with a laboratory-made automated test stand for quantitative determination of ${PO_4}^-$ in hydroponic solution. Six hydroponic solutions were prepared by diluting highly concentrated paprika hydroponicsolution to provide a concentration range of 1 to 300 ppm $PO_4$-P. A calibration curve relating electrode response to phosphate in paprika hydroponic solution titrated to pH 4 with 0.025M KHP was developed based on the Nikolskii-Eisenman equation with a coefficient of determination ($R^2$) of 0.94. The laboratory-made test stand consisting of three cobalt-based electrodes measured phosphate concentrations similar to those obtained with standard laboratory methods (a regression slope of 0.98 with $R^2$ = 0.80). However, the y intercept was relatively high, 30 ppm, probably due to the relatively large amount of variation present among multiple measurements of the same sample. Further studies on the high variation in EMFs obtained with cobalt electrodes during replicate measurements were required for P estimations comparable to those obtained with standard laboratory instruments.

5급 와동의 복합레진 수복 시 발생되는 교두굴곡에 관한 연구 (CUSPAL DEFLECTION IN CLASS V CAVITIES RESTORED WITH COMPOSITE RESINS)

  • 박준규;임범순;이인복
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권2호
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    • pp.83-89
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 복합레진의 중합수축과 탄성계수가 5급 와동 수복시 교두굴곡에 미치는 영향을 평가하기 위함이다. 16개의 발치된 상악 소구치를 평균 크기가 비슷하게 2개의 group으로 분류하였다. 각각의 치아에 5급 와동을 형성하여 유동성 복합레진 (Filtek flow)과 전구치 수복용 hybrid복합레진 (Z-250)으로 각 group을 충전하였을 때 나타나는 교두굴곡을 측정하였으며 그 후 수복단면을 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다. 각 복합레진의 중합수축률과 탄성계수를 측정하여 교두굴곡에 미치는 영향을 고찰하였고 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Filtek flow와 Z-250으로 충전한 group에서 교두굴곡량은 각각 $2.18\;{\pm}\;0.92\;{\mu}m$$2.95\;{\pm}\;1.13\;{\mu}m$으로 나타나 Filtek flow의 평균 교두굴곡량이 더 작은 것으로 측정되었으나 통계적 유의성은 보이지 않았다 (p > 0.05). 2. 수복단면의 SEM 관찰 결과 두 group의 시편 중 각각 2개의 시편에서 와동 내면에 접착이 탈락된 미세간격이 관찰되었다. 3. Filtek flow의 탄성계수간은 7.77 GPa로 Z-250의 17.43 GPa에 비해 절반 이상 낮았으며 중합수축률은 4.41%로 Z-250의 2.23%에 비해 더 큰 것으로 나타났다. 4. 교두굴곡에는 복합레진의 중합수축률 뿐만 아니라 수축응력의 발현에 영향을 주는 탄성계수가 복합적으로 작용함을 알 수 있었다.

인산제한상태에서 발현되는 Pichia pastoris 유래 유전자 탐색 (Screening of the Genes Expressed in Pichia pastoris Grown in Phosphate-Limited Chemostat Culture)

  • 홍지연;안정오;박명수;최순용;최의성;정준기;이홍원
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.272-277
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    • 2007
  • P. pastoris는 대장균에 비해 정확한 접힘, 당화, 효율적인 분비기작등의 장점을 가지고 있어 재조합 단백질의 생산을 위한 균주로서 관심을 받고 있다. 또한 재조합 단백질의 효율적인 생산공정 개발을 위하여 배양공정 중 특정 시간이나 조건에서 발현될 수 있는 효율적인 유도성 프로모터의 개발도 중요 관심 분야이다. 본 연구에서는 연속배양을 이용하여 P. pastoris의 배양 중 특정 기질이 소모되었을 때 발현되는 자동 유도성 프로모터를 개발하기 위하여, 인산이 고갈되었을 때 과발현 되는 유전자들을 탐색하였다. 인산 제한 연속배양의 정상상태에서 얻어진 균체로 부터 total RNA와 mRNA를 분리하였고, 이로부터 cDN를 합성하여 인산제한조건에서 과발현되는 유전자들을 확보하였다. 그 중 빈도수가 높은 8종의 유전자 3-phosphoglycerate kinase, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase(GAPDH), glucokinase, thiol-specific antioxidant protein, triosephosphate isomerase, sodium/phosphate symporter(NPS) 그리고 pyruvate decarboxylase를 선별하였고, Northern blot analysis를 수행한 결과 인산 섭취에 관련된 NPS 유전자가 인산제한조건에서 과발현 됨을 확인하였다. 본 연구실에서는 자동유도성 프로모터로서 NPS유래의 프로모터의 잠재성을 알아보기 위하여, 관련 유전자를 확보하여 외래 유전자를 이용한 발현연구를 진행 중이다.

The Formation of Extragraft Bone Bridging after Anterior Cervical Discectomy and Fusion : A Finite Element Analysis

  • Kwon, Shin Won;Kim, Chi Heon;Chung, Chun Kee;Park, Tae Hyun;Woo, Su Heon;Lee, Sung-Jae;Yang, Seung Heon
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제60권6호
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    • pp.611-619
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    • 2017
  • Objective : In addition to bone bridging inside a cage or graft (intragraft bone bridging, InGBB), extragraft bone bridging (ExGBB) is commonly observed after anterior cervical discectomy and fusion (ACDF) with a stand-alone cage. However, solid bony fusion without the formation of ExGBB might be a desirable condition. We hypothesized that an insufficient contact area for InGBB might be a causative factor for ExGBB. The objective was to determine the minimal area of InGBB by finite element analysis. Methods : A validated 3-dimensional, nonlinear ligamentous cervical segment (C3-7) finite element model was used. This study simulated a single-level ACDF at C5-6 with a cylindroid interbody graft. The variables were the properties of the incorporated interbody graft (cancellous bone [Young's modulus of 100 or 300 MPa] to cortical bone [10000 MPa]) and the contact area between the vertebra and interbody graft (Graft-area, from 10 to $200mm^2$). Interspinous motion between the flexion and extension models of less than 2 mm was considered solid fusion. Results : The minimal Graft-areas for solid fusion were $190mm^2$, $140mm^2$, and $100mm^2$ with graft properties of 100, 300, and 10000 MPa, respectively. The minimal Graft-areas were generally unobtainable with only the formation of InGBB after the use of a commercial stand-alone cage. Conclusion : ExGBB may be formed to compensate for insufficient InGBB. Although various factors may be involved, solid fusion with less formation of ExGBB may be achieved with refinements in biomaterials, such as the use of osteoinductive cage materials; changes in cage design, such as increasing the area of polyetheretherketone or the inside cage area for bone grafts; or surgical techniques, such as the use of plate/screw systems.

Hexane-Soluble Fraction of the Common Fig, Ficus carica, Inhibits Osteoclast Differentiation in Murine Bone Marrow-Derived Macrophages and RAW 264.7 Cells

  • Park, Young-Ran;Eun, Jae-Soon;Choi, Hwa-Jung;Nepal, Manoj;Kim, Dae-Keun;Seo, Seung-Yong;Li, Rihua;Moon, Woo-Sung;Cho, Nam-Pyo;Cho, Sung-Dae;Bae, Tae-Sung;Kim, Byung-Il;Soh, Yun-Jo
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제13권6호
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    • pp.417-424
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    • 2009
  • Osteoclasts, derived from multipotent myeloid progenitor cells, play homeostatic roles in skeletal modeling and remodeling, but may also destroy bone in pathological conditions such as osteoporosis and rheumatoid arthritis. Osteoclast development depends critically on a differentiation factor, the receptor activator of NF-${\kappa}B$ ligand (RANKL). In this study, we found that the hexane soluble fraction of the common fig Ficus carica (HF6-FC) is a potent inhibitor of osteoclastogenesis in RANKL-stimulated RAW264.7 cells and in bone marrow-derived macrophages (BMMs). HF6-FC exerts its inhibitory effects by suppression of p38 and NF-${\kappa}B$ but activation of ERK. In addition, HF6-FC significantly decreased the expression of NFATc1 and c-Fos, the master regulator of osteoclast differentiation. The data indicate that components of HF6-FC may have therapeutic effects on bone-destructive processes such as osteoporosis, rheumatoid arthritis, and periodontal bone resorption.