• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.147-156
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• 2010

폐가스 처리용 바이오필터의 핵심 요소 기술은 생촉매(미생물), 담체, 설계 운전 기술 및 진단 관리 기술이다. 특히, 바이오필터의 성능은 부하 조건과 바이오필터 내 미생물 군집 구조에 의해 영향을 받는다. 지금까지 바이오필터의 미생물 연구는 대부분 배양법을 기초로 하여 수행되어 왔으나, 최근에 보다 신속하고 정확하게 미생물 군집을 분석할 수 있는 방법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 생리적, 생화학적 및 분자생물학적 미생물 군집 분석 방법과 이를 활용한 바이오필터의 미생물 군집 특성을 조사한 연구사례를 소개하고, 미생물 군집 분석법의 바이오필터에 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Community-level physiological profile 방법은 시료 중에 포함된 종속영양미생물의 탄소기질 이용능력을 기반으로 군집 특성을 조사하는 것이며, Phospholipid fatty acid analysis는 미생물 세포막 지방산을 분석하여 군집 특성을 조사하는 방법이다. 환경시료로부터 직접 추출한 DNA를 활용하는 분자생물학적 분석법에는 "partial community DNA analysis"와 "whole community DNA analysis"가 있다. 전자의 방법은 PCR 과정에 의해 증폭시킨 염기서열을 분석하는 것으로 ribosomal operon 유전자가 가장 많이 활용되었다. 이 방법은 다시 PCR fragment cloning 및 genetic fingerprinting으로 구분되며, genetic fingerprinting 방법으로는 denaturing gradient gel electrophoresis, terminal-restriction fragment length polymorphism, ribosomal intergenic spacer analysis 및 random amplified polymorphic DNA 방법으로 세분화된다. 추출된 전체 군집의 DNA를 분석하는 방법에는 total genomic cross-DNA hybridization, 총 추출 DNA의 열 변성/재결합 방법 및 밀도구배를 이용하여 추출한 DNA를 분획화하는 방법 등이 있다.

• Archives of Plastic Surgery
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• 제37권5호
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• pp.531-534
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• 2010

Purpose: Lipobean$^{(R)}$s, widely used in lipodissolving techniques, contain phosphatidylcholine and sodium deoxycholate as its main substances. They have been approved only as medication for liver disease by the FDA. However, they have been used under various clinical settings without exact knowledge of its action mechanism. The authors designed an in vitro study to analyze the effects of different concentrations of phosphatidylcholine and sodium deoxycholate on adipocytes and other types of cells. Methods: Human adipose-derived stem cell were cultured and induced to differentiate into adipocytes. Fibroblasts extracted from human inferior turbinate tissue, and MC3T3-E1 osteoblast lines were cultured. Phosphatidylcholine solution dissolved with ethanol was applied to the culture medium at differing concentrations (1, 4, 7, 10 mg/mL). The sodium deoxycholate solution dissolved in DMSO applied to the medium at differing concentrations (0.07, 0.1. 0.4. 0.7 mg/mL). Cells were dispersed at a concentration of $5{\times}10^3$ cells/well in 24 well plates, and surviving cells were calculated 1 day after the application using a CCK-8 kit. Results: The number of surviving cells of adipocytes, fibroblasts and osteoblasts decreased as the concentration of sodium deoxycholate increased. However, all types of cells that had been processed in a phosphatidylcholine showed a cell survival rate of over 70% at all concentrations. Conclusion: This study shows that sodium deoxycholate is the more major factor in destroying adipocytes, and it is also toxic to the other cells. Therefore, we conclude that care must be taken when using Lipobean$^{(R)}$s as a method of reducing adipose tissue, for its toxicity may destroy other nontarget cells existing in the subcutaneous tissue layer.

• 대한수혈학회지
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• 제23권2호
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• pp.107-114
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• 2012

배경: 혈액제제 내에 혼입된 백혈구로 발생하는 부작용을 예방하기 위해서 백혈구필터를 이용한 백혈구의 제거가 널리 이용되고 있다. 그러나 상용 백혈구 필터로는 이식편대숙주병을 예방하기에는 충분한 백혈구제거가 되지 않아 고가의 기기를 이용한 방사선 조사를 시행하고 있는 실정이다. 한편 항체를 대체하는 압타머를 이용한 기술들이 활발히 개발되어 임상에 사용되기 시작하고 있다. 이에 백혈구에 결합하는 압타머를 이용한 압타머필터를 개발 하여 그 효율과 임상적용 가능성을 평가하고자 하였다. 방법: 포항공대 압타머사업단에 CD45항원에 결합하는 압타머 선별을 의뢰하여 제공받았으며 이를 비드에 부착시켜 백혈구와 결합하도록 한 후 자석을 이용해 제거하는 형식의 압타머필터를 개발하였다. 대한적십자사 혈액원에서 제공받은 백혈구제거적혈구 14단위에 압타머필터를 사용하여 잔여 백혈구를 제거한 후 백혈구 제거율과 적혈구 회수율, 세균배양을 시행하였다. 결과: 압타머필터 후 백혈구는 45.6%가 제거되었으며 92.8%의 적혈구회수율을 보였다. 세균배양에서는 아무것도 자라지 않았다. 결론: 압타머를 이용한 세포제거 기술을 혈액 필터에 적용하고자 CD45항원에 결합하는 압타머를 발굴하여 비드에 부착한 후 수혈 혈액을 필터링함으로써 해당 항원을 가진 세포 즉 백혈구를 제거하도록 하는 압타머필터를 개발하여 이를 평가하였다. 향후 압타머 부착 효율 및 필터과정 개선, 다른 항원에 대한 압타머 적용 등을 통해 혈액제제에서 백혈구 제거율을 높여 이식편대숙주병 예방을 위한 방사선조사를 대체하는 등 임상에 적용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제6권1호
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• pp.55-66
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• 2002

배아줄기세포(embryonic stem cell, ESC)는 미분화상태로 지속적인 계대가 가능하며, 정상 핵형과 전 분화능(pluripotency)을 가져 생체내-외에서 분화 유도시 삼배엽성의 모든 세포로 분화 가능하다. ESC를 feeder 세포 없이 부유배양하면 배아체(embryoid body, EB)를 형성하고, 초기 배아 발생과 유사한 분화 양상을 갖는다. ESC의 분화 유도가 초기배아 발생처럼 생식호르몬(GTH: FSH, LH; steroids)의 영향을 받는지는 불명하다. 본 연구는 ESC가 분화과정중 생식호르몬처리에 의해 그들 수용체가 발현되는가를 알아보고자 하였다. 순계혈통 생쥐인 C57BL/6J에서 과배란 유도후 포배를 수획하고, 유사분열적으로 불활성화된 feeder 세포와 공배양하여, 계대배양 하는 중 배아줄기세포주(JHYl)를 확립하였다. JHY1의 alkaline phosphatase 활성과 SSEA-1, 3, 4 발현을 통해 ESC임을 확인하였다. Feeder 세포 없이 ESC를 계대배양 후 호르몬처리(FSH LH E$_2$, P$_4$, T)하에서 5일 동안 부유배양하여 배아체를 형성시키고, 이후 7일 동안 부착배양하여 분화를 유도하였다. GTH와 스테로이드의 수용체 발현 실험에서 ESC에 E$_2$ 처리에 의한 LHR의 발현 증가를 제외한 나머지 호르몬 처리군에서 ESC보다 낮은 생식호르몬의 수용체 발현이 관찰되었다. 생식호르몬을 농도별 수용체 발현 정도는 증감되지 않았다. 미분화 ESC 표지유전자인 Oct-4는 호르몬 처리군에서도 발현되었다. 각 배엽의 표지유전자들(영양세포, handl; 외배엽성, keratin와fgf-5; 중배엽성, enolase와 $\alpha$ -globin; 내배엽성, gata-4와 $\alpha$ -fetoprotein) 등의 발현 양상을 조사한 결과 호르몬 처리후 내배엽성 표지유전자외에는 발현 증가가 관찰되지 않았다. 즉 생식호르몬에 의해 gata-4, $\alpha$-fetoprotein의 발현이 증가되는 것으로 보아 내배엽성 계열로의 분화 유도가 이루어진 것으로 사료된다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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• pp.3104-3104
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• 2001

The research described here was undertaken with the aim of monitoring, optimizing and ultimately controlling the production of heterofermentative microbes used as starters in the salami industry. The use of starter cultures in the fermented meats industry is a well-established technique used to shorten and standardize the ripening process, and to improve and control the organoleptic quality of the final product. Starter cultures are obtained by the submerged cultivation of suitable microorganisms in stirred, and sometimes aerated, fermenters where monitoring of key physiological parameters such as the concentration of biomass, substrates and metabolites suffers from the general lack of real-time measurement techniques applicable to aseptic processes. In this respect, the results of the present work are relevant to all submerged fermentation processes. Previous work on the application of on-line NIR spectroscopy to the lactic acid fermentation (Dosi et al. - Monreal NIR1995) had successfully used a system based on a measuring cell included in a circulation loop external to the fermenter. The fluid handling and sterility problems inherent in an external circulation system prompted us to explore the use of an in-line system where the NIR probe is immersed in the culture and is thus exposed to the hydrodynamic conditions of the stirred and aerated fluid. Aeration was expected to be a potential source of problems in view of the possible interference of air bubbles with the measurement device. The experimental set-up was based on an in-situ sterilizable NIR probe connected to the instrument by means of an optical fiber bundle. Preliminary work was carried out to identify and control potential interferences with the measurement, in particular the varying hydrodynamic conditions prevailing at the probe tip. We were successful in defining the operating conditions of the fermenter and the geometrical parameters of the probe (flow path, positioning, etc.) were the NIR readings were reliable and reproducible. The system thus defined was then used to construct and validate calibration curves for tile concentration of biomass, carbon source and major metabolites of two different microorganisms used as salami starters. Real-time measurement of such parameters coupled with the direct interfacing of the NIR instrument with the PC-based measurement and control system of the fermenter enabled the development of automated strategies for the interactive optimization of the starter production process.

• 한국가축번식학회지
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• 제17권2호
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• pp.149-157
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• 1993

소 초기배의 체외생산을 위한 소 난포란 회수를 극대화할 수 있는 방법을 확립하기 위해 여러 가지 방법에 의해 채취된 난자의 발생능력을 검토하였다. 전통적인 흡입법(대조구), 개발된 회수법(slicing) 및 이들을 결합한 방법(결합법)을 비교하였다. 총 245개의 난소로부터 1,641개의 난포란을 실험에 이용하였다. 회수된 난자는 TCM199과 소 태아혈청을 기초로 한 배양액에서 24시간 체외성숙시켜 급속염색법에 의해 핵성숙을 판별하고, 7% 에탄올에 의해 활성화된 처녀발생란의 전핵형성 유무에 의해 세포질 성숙을 평가하였다. 회수된 평균 난자수는 난소당 흡입법, slicing 및 결합법이 각각 1.87, 11.05 및 7.88개를 얻어 새로 개발된 slicing에 의해 회수율을 5.9배 (11.05/1.87) 증가시킬 수 있었다. 핵 성숙은 흡입법 92.9%, slicing 79.1%와 결합법 71.7%였다. 비록 흡입법에 의해 회수된 난자의 핵 성숙율이 높았지만 난소당 얻을 수 있는 성숙 난자의 수는 slicing할 경우 5배까지 증가시킬 수 있었다. 세포질 성숙의 지표인 전핵의 형성율은 대조구 75%, slicing 67%, 그리고 결합법 62.5%였다. 이같은 결과는 개발된 slicing법에 의해 도살장 난소로부터 보다 많은 수의 난자의 회수가 가능하며 이들의 핵성숙 및 세포질 성숙도 정상적으로 일어나며 난소당 전핵 초기배 수를 증가시킬 수 있음을 보여준 것이다. 아울러 증가된 난자수로 인하여 초기배의 생화학적 분석 및 외래유전자의 미세주입을 위한 지속적으로 안정된 초기배의 공급체계가 확립되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제18권1호
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• pp.15-21
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• 2005

염류내성 식물은 염류농도의 변화에 따라 세포내의 삼투압을 유지하기 위한 화합물을 합성하는 기작을 가지고 있는데 이런 화합물은 주로 proline, glycine, betaine, polyols, sugar등으로 체내에 축적함으로서 고농도의 염류에 견디는 것으로 알려져 있다. Betaine은 미생물에서 2단계 반응을 통해 choline에서 합성되는데, 첫단계는 choline dehydrogenase (CDH)에 의해서 촉매되고(Bet A gene), bet B 유전자의 산물인 betaine aldehyde dehydrogenase(BADH)에 의해 수행된다. 본 실험에서는 Bet A, Bet B 유전자를 아그로박테리움에 도입하여 새로운 conjugants 2 종을 획득하였으며 (Agrobacterium tumefaciens MP90/pBet A, Agrobacterium tumefaciens MP90/pBet B), 먼저 재조합된 binary vector가 식물에서 발현 및 형질 전환되는지 여부를 조사하기 위해서 이미 담배에 형질전환을 시켰으며, 형질전환된 담배에서는 ,고농도의 kanamycin배지에서 생장이 가능하였고, PCR에 의하여 NPT II, Bet A, Bet B gene를 조사한 결과 담배 유식물체 모두 band가 형성되어 형질전환체임을 확인할 수 있었다. 인삼에 Beth, BetB gene의 도입은 1M의 mannitol이 함유된 식물호르몬 무첨가 MS 배지에서 단일배 발생방법에 형질전환체를 획득하였으나, 형질전환체의 발생빈도$(12\%)$가 매우 낮았다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.81-88
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• 2024

차세대 중형위성 3호의 탑재체 중 바이오캐비넷은 우주공간에서 바이오 3D프린팅 기법을 이용한 3차원 줄기세포 분화, 배양 및 분석 임무를 수행한다. 상기 3D 프린팅 기법은 궤도환경에서 사용을 목적으로 개발되었으나, 극심한 발사환경에 대한 별도의 검증이 이루어지지 않아 탑재체에 전달되는 발사하중을 저감 시키는 설계가 필수적이다. 본 논문에서는 바이오캐비넷에 전달되는 발사하중 저감을 위해 저강성 탄성 지지구조 적용 및 고댐핑 특성을 부여한 수동형 진동절연기를 제안하였으며, 고댐핑 특성을 부여하기 위해서 초탄성 형상기억합금의 초탄성 효과와 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조에 주목하였다. 제안한 진동절연기 인증모델에 대한 발사진동시험을 통해 설계유효성을 검증하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권6호
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• pp.447-453
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• 2007

작물생육에 유용한 미생물을 선발하여 생물비료로 이용하고자 고추, 토마토, 상추, 오이, 목초, 잔디, 콩의 근권토양 및 뿌리표면에서 세균을 373균주 분리하였다. 각각의 균주를 작물에 접종후 작물생육에 미치는 영향을 관찰하였다. 그 중 작물생육을 촉진시키는 균주를 대상으로 작물생육량과 식물병원성 진균 억제능을 평가한 후 우수한 1균주를 선발하였다. 그리고 선발한 균주의 배양적 특성 및 식물호르몬 생산성을 분석하였다. 선발된 균주는 16S rRNA 염기서열분석, 생화학적특성 등의 분석으로 속 종명을 동정하였다. 식물생육촉진 및 식물병원성 진균을 효과적으로 억제하는 Bacillus subtilis S37-2 균주를 선발하였다. 시험에 사용된 식물병원성 진균은 Fusarium oxysporum (KACC 40037), Rhizoctonia solani (KACC 40140), Sclerotinia sclerotiorum (KACC 40457)의 3 균주였으며, 이들 균주에 대하여 모두 효과적이었다. 토양이 충진된 폿트에 상추를 재배하여 B. subtilis S37-2 균주의 희석현탁액을 $10^5{\sim}10^8cell\;ml^{-1}$ 범위의 접종 농도별로 근권에 처리후 상추의 생육량을 조사하였다. 접종균수가 많을수록 상추 생육량은 증가하였다. $8.7{\times}10^8cell\;ml^{-1}$를 주당 50 ml씩 1~2회 접종시 대조구에 비해 상추의 엽 생체중이 48.7%, 뿌리의 건물중이 42.3% 씩 각각 생육량이 증가하는 효과를 나타내었다. 상추 유묘에 식물병원성 진균인 S. sclerotiorum (KACC 40457)처리후 B. subtilis S37-2 균주를 접종한 구와 접종하지 않은 대조구를 비교한 결과 접종후 9일에 접종구는 16.7%, 대조구는 100% 이병되어 고사되었다. 배지 종류별로 B. subtilis S37-2 균주의 균체증식량을 비교한 결과 TSB배지가 양호하였으며, 질소원을 첨가할 경우 peptone, tryptone보다 yeast extract를 첨가한 구가 균체생성량이 양호하였다. 그리고 배양 온도별로는 $30^{\circ}C$에 비해 $37^{\circ}C$가 약 2~4배이상 균체생성량이 많았다. L-tryptophan을 $20mg\;L^{-1}$ 첨가한 TSB 배지에 B. subtilis S37-2 균주를 접종하여 24시간 배양후 IAA(indole 3-acetic acid) 생성량은 $0.1{\mu}g\;ml^{-1}$ 이 검출되었다.

• 생명과학회지
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• 제17권2호통권82호
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• pp.198-203
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• 2007

형질전환은 유전자의 기능을 이해하는데 매우 중요한 기법이다. $Ca^{2+}$-인산 침전법은 시간과 비용이 저렴하여 가장 흔히 사용된다. 그러나 성숙 신경세포는 어린 신경세포나 다른 세포종에 비하여 형질전환이 어렵고 쉽게 죽는다. 본 연구에서는 Clontech사의 $CalPhos^{TM}$ Mammalian Transfection 방법을 수정하여 성숙한 신경세포를 효율적으로 형질전환할 수 있는 방법을 고안하였다. 대뇌 신경교세포를 DMEM/10% 말혈청에서 70-80% confluence까지 키우고 배지를 혈청이 첨가되지 않은 Neurobasal/Ara-C로 바꾸어 주어 더 이상 신경교세포가 분열하지 않게 한 다음, 여기에 E19 해마신경세포를 접종하여 배양하였다. $DNA/Ca^{2+}$-인산 침전물은 Clontech사의 $CalPhos^{TM}$ Mammalian Transfection Kit을 이용하여 크기($0.5-1\;{\mu}m$ in diameter) 및 농도(약 10 particles/$100\;{\mu}m^2$)를 배지에서 배양시간을 변화시켜 적당히 조절하였다. 이렇게 하면 in vitro에서 2주 이상 배양한 신경세포도 24-well plate 한 well당 10-15개의 형질전환된 건강한 신경세포를 얻을 수 있었다. 이 방법의 효용성을 검증하기 위하여 연접단백질인 $EGFP-CaMKII{\alpha}$ 융합단백질과 RFP 단백질 유전자(각각 $pEGFP-CaMKII{\alpha}$ 및 pDsRed2)를 형질전환한 결과 전자는 점박이 모양, 후자는 세포전체에 퍼진 양상의 표현을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구는 성숙한 신경세포를 효율적으로 형질전환할 수 있는 방법을 제공한다.