위염과 위궤양은 위 점막에 염증이 생기고 상처가 생기는 것을 말한다. 과거 연구는 주로 환경적 요인이 위 질환의 주요 요인이라는 관점에서 이루어졌으나, 최근 유전자 연구의 발전으로 유전적 요인의 중요성이 강조되고 있다. SLC25A26은 활성산 소종의 축적과 관련이 있는 유전자이다. 산화 스트레스는 염증반응을 촉진하여 활성 산소를 증가시키고 세포 손상을 유발하기 때문에 이는 위 질환의 발생과 관련이 있을 것이라 추정된다. 본 연구에서는 SLC25A26과 위 질환과의 연관성을 분석하였다. 국내 위 질환 환자 1,369명과 건강한 대조군 7,471명을 대상으로 SLC25A26 내 다형성을 분석하였다. 그 결과 11개의 단일 염기 다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) (genotype)과 13개의 SNP (imputation)가 통계적인 유의성(P<0.05)을 가지고 높은 위 질환과의 상대 위험도를 보였다. 그 중 SLC25A26의 rs13874가 위 질환과 높은 연관성을 보였다. 유전자형 기반 mRNA 발현 분석에 따르면 SLC25A26이 minor allele를 가지면 mRNA 발현이 증가하고 이는 산화 스트레스를 증가시킬 가능성이 있다. 결론적으로 SLC25A26 다형성은 위질환과 관련이 있어 우리나라 인구에서 위 질환 관리의 새로운 지침에 대한 근거를 제공할 수 있을 것이다.
The protein encoded by the Gene Associated with Retinoid-Interferon-Induced Mortality-19 (GRIM-19) is located in the mitochondrial inner membrane and is homologous to the NADH dehydrogenase 1-alpha subcomplex subunit 13 of the electron transport chain. Multiple sclerosis (MS) is a demyelinating disease that damages the brain and spinal cord. Although both the cause and mechanism of MS progression remain unclear, it is accepted that an immune disorder is involved. We explored whether GRIM-19 ameliorated MS by increasing the levels of inflammatory cytokines and immune cells; we used a mouse model of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) to this end. Six-to-eight-week-old male C57BL/6, IFNγ-knockout (KO), and GRIM-19 transgenic mice were used; EAE was induced in all strains. A GRIM-19 overexpression vector (GRIM19 OVN) was electrophoretically injected intravenously. The levels of Th1 and Th17 cells were measured via flow cytometry, immunofluorescence, and immunohistochemical analysis. IL-17A and IFNγ expression levels were assessed via ELISA and quantitative PCR. IL-17A expression decreased and IFNγ expression increased in EAE mice that received injections of the GRIM-19 OVN. GRIM19 transgenic mice expressed more IFNγ than did wild-type mice; this inhibited EAE development. However, the effect of GRIM-19 overexpression on the EAE of IFNγ-KO mice did not differ from that of the empty vector. GRIM-19 expression was therapeutic for EAE mice, elevating the IFNγ level. GRIM-19 regulated the Th17/Treg cell balance.
Jaeim Lee;Jong-Hwan Kim;Hoang Bao Khanh Chu;Seong-Taek Oh;Sung-Bum Kang;Sejoon Lee;Duck-Woo Kim;Heung-Kwon Oh;Ji-Hwan Park;Jisu Kim;Jisun Kang;Jin-Young Lee;Sheehyun Cho;Hyeran Shim;Hong Seok Lee;Seon-Young Kim;Young-Joon Kim;Jin Ok Yang;Kil-yong Lee
Molecules and Cells
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제47권3호
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pp.100033.1-100033.13
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2024
Considering the recent increase in the number of colorectal cancer (CRC) cases in South Korea, we aimed to clarify the molecular characteristics of CRC unique to the Korean population. To gain insights into the complexities of CRC and promote the exchange of critical data, RNA-sequencing analysis was performed to reveal the molecular mechanisms that drive the development and progression of CRC; this analysis is critical for developing effective treatment strategies. We performed RNA-sequencing analysis of CRC and adjacent normal tissue samples from 214 Korean participants (comprising a total of 381 including 169 normal and 212 tumor samples) to investigate differential gene expression between the groups. We identified 19,575 genes expressed in CRC and normal tissues, with 3,830 differentially expressed genes (DEGs) between the groups. Functional annotation analysis revealed that the upregulated DEGs were significantly enriched in pathways related to the cell cycle, DNA replication, and IL-17, whereas the downregulated DEGs were enriched in metabolic pathways. We also analyzed the relationship between clinical information and subtypes using the Consensus Molecular Subtype (CMS) classification. Furthermore, we compared groups clustered within our dataset to CMS groups and performed additional analysis of the methylation data between DEGs and CMS groups to provide comprehensive biological insights from various perspectives. Our study provides valuable insights into the molecular mechanisms underlying CRC in Korean patients and serves as a platform for identifying potential target genes for this disease. The raw data and processed results have been deposited in a public repository for further analysis and exploration.
바닷가에서 흔히 볼 수 있는 성게는 중요한 수산자원일 뿐만 아니라 발생학 연구가 시작된 1800년대부터 지금까치 100여 년 이상 해양생물 발생연구의 모델이 되어 왔다. 최근 성게 배아(embryo)는 환경오염이나 독성 연구의 모델로서도 자주 이용된다. 성게가 널리 연구대상이 되는 이유는, 시료 확보와 배아의 실험실 배양이 쉽고, 세포의 이동과 기관 형성 등 배아의 발달과정이 명확히 관찰되며, 배아에 대한 세포 조작과 유전자 조작이 가능하다는 실험모델로서의 장점 때문이다. 또한 ,성게가 생물계 내에서 갖는 진화적, 발생학적 중요성 역시 성게 연구를 활발하게 하는 주된 이유가 되고 있다. 성게는 전구동물에서 후구동물이 분리되어 진화한 초기 단계를 대표하는 생물군이며, 부유성섭식유생(planktotrophic larvae) 시기를 거쳐 발달하는 대다수 해양무척추동물을 대표하는 생물군이기도 하다. 성게의 수정란은 약 7시간 후 60세포기에 이르며 이후 상실기, 포배기, 낭배기를 거쳐 플루테우스(pluteus)유생으로 발달한다. 성게의 60세포기 배아에는 이미 서로 다른 기관으로 발달할 5개의 구역(territories; fate map)이 정해진다. 각 구역의 세포들은 구역 특유의 유전자를 발현하게 된다. 식물극(vegetal pole)에 위치한 마이크로미어(micromere) 세포군은 포배 중기에 포배강 내로 들어가 일차중배엽세포(primary mesenchyme cells, PMCs)를 형성하고 이 후 유생의 뼈대(spicule)를 만든다. PMCs에서는 뼈대형성에 관여하는 SM3O, SM37, SM50, PM27, msp 130등의 유전자가 발현된다. 이들 중 SM37과 SM50은 뼈대의 얼개(matrix)를 만드는 염기성 단백질로서 Glycine, Proline, Glutamine이 많은 반복구조를 갖는다. 이 두 유전자는 발현시기와 기능이 유사하여 과거 한 유전자에서 진화된 유전자군(gene family)으로 생각된다. 성게의 발생 관련 유전자의 발현과 기능에 대한 연구는 해양무척추동물의 부유성섭식유생 발생에 대한 분자수준의 이해를 가능케 하며, 연체동물의 껍질 형성, 어류의 뼈대 형성, 척추동물의 뼈대 형성 등 생물계에서 공통적으로 보이는 소위 생광물화(biomineralization)의 유전학적 기전을 이해하는데 커다란 도움이 되고 있다.
세포의 대사과정에서 생성되는 활성산소종(reactive oxygen species : ROS)은 세포의 성숙과 발생 과정을 저해하며, 인간의 생식 수관에서 불임의 원인이 된다. 많은 세포생물학적 연구를 통해 ROS에 대한 세포 내의 보호 기작이 밝혀지고 있다. Activating transcription factor 4(ATF4)는 세포 내에서 산화적 스트레스를 비롯한 여러 스트레스 요인으로부터 세포를 보호하는 기작에 관여하는 중요한 인자로서, 스트레스에 의한 세포 사멸을 유도하는 유전자의 활성화와 관련이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 착상 전 초기 배아의 발생 단계에서 ROS에 의한 산화적 스트레스가 배아의 발생에 영향을 준다는 보고와 관련하여 생쥐 초기배아에 산화적 스트레스 요인인 $H_2O_2$(hydrogen peroxide)를 처리한 후 ATF4 유전자의 발현 변화를 추적하였으며, ROS 방어에 관여하는 SOD1 유전자와 apoptosis 유전자인 Bax의 발현 양상을 함께 비교하였다. 또한 면역형광염색법을 이용하여 착상전 초기배아의 ATF4 단백질 발현 부위를 조사하였다. $H_2O_2$를 0.1 mM 농도로 처리한 2-세포기 배아에서는 처리 8시간 후인 4-세포기 단계부터 발생율이 감소하기 시작하였으며, 0.5 mM과 1.0 mM 농도에서는 배아의 발생이 진행되지 않았다. RT-PCR결과 SOD1 유전자의 발현은 $H_2O_2$를 처리한 모든 그룹에서 처리 1시간째인 2-세포기 배아단계에서 대조군보다 증가하였으며, ATF4 유전자 역시 2-세포기 배아단계에서 발현이 증가하였다. Bax 유전자도 통일한 시기에 발현이 증가하였다. ATF4 단백질의 배아 세포 내 발현부위는 스트레스 방어 기작이 주로 일어나는 세포질에서 많이 발현이 되었으며 포배기 배아에서는 내세포괴(inner cell mass)부위 보다는 영양외배엽(trophectoderm)에서 발현됨을 확인하였다. 2-세포기 배아에서 ATF4 immunoreactivity는 모든 $H_2O_2$농도 처리군에서 대조군보다 증가하였다. 이상의 결과에서, 착상 전 초기 배아에서 ROS에 의해 ATF4 발현이 유도됨을 확인하였다. 따라서 산화적 스트레스에 대해 배아를 보호하기 위한 방어 기작에 ATF4가 관여하는 것으로 사료되며, 세포 사멸 유전자의 발현과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.
일부 수생식물은 휴면구조로 엽상체가 변형된 잠아를 형성하여 적응 생존한다. 부유부엽성 식물인 개구리밥은 가을에 형성된 잠아로 동절기 물속에 가라앉아 휴면상태로 겨울을 난다. 이들 잠아는 엽상체의 특정 부위에서 기원하나 모엽상체와 달리 통기조직의 발달이 미흡하고 조직의 밀도가 높아 수중 침강에 유리한 구조로 분화된다. 잠아조직 내에는 일반적으로 기온상승 시 생장재개에 바로 이용할 수 있는 영양분이 저장되어 있다. 이러한 특성을 지닌 개구리밥 잠아의 형성 및 발아에 대해서는 생리적, 생화학적으로 다양한 연구가 진행되고 있으나 잠아조직 세포의 미세구조 연구는 미흡한 상태이다. 이 연구에서는 엽상체와 잠아 엽육조직의 분화, 통기조직의 발달, 녹말의 분포, 세포수준에서의 미세구조 발달양상을 비교 연구하였다. 엽육조직이 비교적 분화되어 있는 모엽상체는 통기조직이 잘 발달되어 엽상체 용적의 약 $37{\sim}45%$를 차지하였다. 반면, 잠아는 엽육조직의 분화 없이 조직 내 통기조직의 발달이 미흡하여 전체 용적의 약 $9{\sim}15%$를 차지하였다. 모엽상체 엽육세포와 달리 잠아 세포내 세포질은 매우 치밀하며 엽록체 기질에는 녹말이 다량 축적되어 있다. 엽록체, 세포벽, 액포, 세포막은 모엽상체 세포내 특성과 다른 양상으로 분화하였다. 이와 같이 잠아는 통기조직의 미흡한 발달, 세포질의 높은 밀도, 녹말의 다량 축적 등으로 조직의 밀도를 높게 하여 겨울철 휴면상태에 잘 적응된 구조로 발달시켜 축소된 개구리밥 식물체 생활사에 중요한 역할을 수행하는 독특한 구조로 분화하였다. 매우 빠른 생장으로 수면에 넓게 분포하는 개구리밥은 수생환경에 필요한 양분 및 빛을 차단하여 수생의 생태에 나쁜 영향을 미치기도 한다. 그러나 잠아형성 촉진 조건을 가해 주면 식물체는 쉽게 물속에 가라앉아 휴면상태를 유지할 수 있는 것으로 알려져 있다. 다른 식물 종들은 생장 및 형성 조건을 조절하기 어렵지만 개구리밥 식물체의 잠아는 이러한 구조적 특징으로 형성이 쉽게 조절될 수 있어 수생환경 개선에 유망한 후보가 되고 있다. 향후 본 연구의 모엽상체와 잠아의 생장 및 구조 특성을 이용하여 유사 수생식물 잠아의 생장특성에 적용하면 수생환경정화 등의 영역에서 유용하게 활용될 수 있는 휴면구조가 될 것이다.
Runx2는 runt gene family에 속하는 전사조절 인자로써 뼈의 형성과 골아세포의 분화에 중요한 역할을 담당하고 있다. Runx2-haploinsufficency는 쇄골의 저형성 및 두개 봉합의 지연을 특징으로 하는 쇄골두개 이형성증을 일으키며, 치아에 있어서는 법랑질의 저형성, 영구치 맹출지연 등을 보인다. 이에, 치아의 발육 및 맹출에 미치는 Runx2의 영향을 알아보기 위해 in situ hybridization 방법으로 태생 1, 4, 7, 14, 21일 된 쥐의 하악 및 제1대구치를 사용하여 실험을 실시하였다. Runx2-full length는 태생 1일과 4일에 치낭 및 그 주위조직에 보이지만 Runx2-typeII는 보이지 않았다 Runx2-full length는 태생 7일에 치관 교합면 부위의 법랑모세포에 발현하였고, 1주일 후인 태생 14일에는 백악법랑경계 상방의 치관인접면 법랑모세포에서 발현되었다. 이에 반해 Runx2-typeII는 법랑모세포에서 발현하지 않았다. 또한 태생 21일에서는 두 가지 이성질체가 모두 하악골에서 발현을 보였다 이런 결과를 종합해볼 때, Runx2-full length는 치아의 맹출과 연관이 있으며, 법랑모세포의 분화 및 이로 인한 법랑질형성에 영향을 주지만 Runx2-typeII는 하악골의 형성에만 영향을 미치는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 만병초 추출물의 항산화 작용과 tyrosinase, elastase 저해 효과, 만병초 추출물 중 ethyl acetate 분획 함유 크림을 제조하고 이를 피부에 도포한 후 피부 수분 보유량, 경표피 수분 손실량을 측정하였다. 만병초 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 ethyl acetate 분획에서 1.83 ${\mu}g/mL$으로 나타났다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 만병초 추출물의 총 항산화능($OSC_{50}$)은 50 % EtOH extract 분획에서 0.064 ${\mu}g/mL$으로 ethyl acetate와 aglycone 분획보다 더 큰 활성을 나타내었다. 만병초 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였는데 1 ~ 10 ${\mu}g/mL$의 농도에서 농도-의존적으로 $^1O_2$으로 유도된 용혈을 억제하였다. 미백 효과 측정으로는 각각 tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)를 측정하였는데 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획에서 각각 70.5 ${\mu}g/mL$, 122.40 ${\mu}g/mL$로 나타났으며 elastase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획이 각각 51.40 ${\mu}g/mL$, 20.73 ${\mu}g/mL$로 나타났다. 만병초 추출물 ethyl acetate 분획 함유 크림을 팔에 도포한 후 180 min 동안 30 min 간격으로 수분 보유량을 측정한 결과 placebo 크림에 비하여 만병초 추출물 함유 크림의 수분 보유량을 1 ~ 4 % 정도 증가시켰다. 또한 180 min 동안 측정한 경표피 수분 손실량은 7.7 $g/m^2h$으로 무도포(10.2 $g/m^2h$)한 부분과 placebo 크림(8.9 $g/m^2h$)과 비교했을 때 더 적은 수분 손실량을 나타내었다. 이상의 결과들은 만병초 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다. 또한 만병초의 tyrosinase, elastase 저해활성, 만병초 추출물 함유 크림의 인체 시험의 결과로부터 항산화, 항노화의 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성이 있음을 확인하였다.
항암화학요법제는 의약품 시장 중 가장 큰 시장의 하나이며, 세계적으로 수많은 연구와 신약의 개발이 진행되고 있다. 그러나 암 세포 뿐만 아니라 정상세포와 조직에 대한 독성과 내성으로 인해 심각한 부작용이 지속되어, 최근 신혈관형성 억제와 천연물 유래의 암 치료제 개발이 많은 관심을 얻고 있다. 본 연구에서는 오미자의 활성성분 중 하나인 Gomisin A의 종양성장 및 전이억제 효과와 이들의 작용기전에 대해 확인하고자 하였다. Gomisin A의 종양성장 억제활성은 B16BL6 cell line을 C57/BL6 mice의 피하에 주입하여 유도된 종양모델을 활용 하였으며, Gomisin A 10 ${\mu}g/ml$, 100 ${\mu}g/ml$에서 양성 대조군에 비해 각각 $80.5{\pm}8.1%$, $96.2{\pm}2%$의 유의한 억제활성을 나타내었다. Gomisin A의 암세포에 대한 직접적인 독성은 MTT assay를 통해 확인하였고, 정상세포(HUVECs)와 종양세포주(A549, B16BL6, Du145, Huh7)에 대한 유의한 독성은 관찰되지 않았다. 종양조직에 의해 유도되는 신혈관형성 억제능은 C57/BL6 mice에 배양된 B16BL6 cell line을 피하주사하여 종양조직을 형성하고, 이들이 유도하는 신생혈관에 대한 Gomsin A의 억제활성을 확인하였다. Gomisin A를 10 ${\mu}g$/head와 100 ${\mu}g$/head에서 신혈관형성 억제활성은 양성 대조군에 비해 각각 $151{\pm}16.9%$, $98.5{\pm}29.5%$의 유의한 감소활성을 나타내었다. 종양전이 억제활성은 B16BL6 cell line을 C57/BL6 mice 미정맥에 주입하여 in vivo 폐전이 모델을 만들고 폐에 전이된 종양의 colony를 측정하여 확인하였다. Gomisin A의 농도 10 ${\mu}g$/head, 100 ${\mu}g$/head에서 각각 양성 대조군에 비해 $13.5{\pm}8.56%$, $58.3{\pm}9.12%$의 전이 억제활성을 나타내었다. 또한 Gomisin A는 B16BL6 cell line이 세포외기질에 대한 부착능을 유의하게 감소시킴을 확인하였다. 이러한 결과는 Gomisin A의 종양성장 억제활성이 암세포에 대한 직접적인 독성에 의한 것이 아닌 신혈관형성 억제에 의한 것이며, 또한 종양 전이 억제 활성을 나타냄으로서 향후, 암 예방 및 치료제 개발의 선도물질을 제공할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 오미자의 주요 생리활성 물질인 Gomisin A의 종양성장 억제 활성과 전이억제 활성을 규명하고자 하였다. Gomisin A가 종양성장 억제활성이 있음을 확인하였고, 이러한 효과는 종양세포에 대한 직접적인 독성에 의한 것이 아니라, 종양조직에 의해 유도되는 신혈관형성 저해 활성에 의해 나타나는 것을 규명하였다. 이러한 결과는 대부분의 항암화학요법제가 가지는 독성작용을 극복하고, 선택적인 종양성장 억제제로서의 개발 가능성을 시사하여 주고 있다. 또한 Gomisin A는 종양세포의 세포외기질 부착억제활성을 통해 암 전이 억제활성을 나타냄을 확인하였다. 지금까지의 결과는, Gomisin A를 활용한 부작용이 적으며 효과적인 암 치료제 개발의 선도 물질로서 활용 가능성을 나타내 주고 있으며, 또한 고 기능성 식품 및 화장품의 개발에 활용이 가능할 것이다. 그러나, 향후 종양 면역활성, 암세포 자살 유도능과 같은 다양한 부분의 연구가 수반되어야 할 것이다.
Study of Animation 3-Dimensional Motion Picture국내뿐만 아니라 전 세계의 수백만의 인구가 영상을 접하고 있다. 영상은 움직이는 형상을 시각화 하는 것에서 지식, 정보 전달의 매체로서 자리 매김 하였다. 과학의 발전은 온라인(Online)시대를 열어주었고 온라인 시대의 정보습득은 지속적으로 고속화 되어, 과량의 정보 속에서 선택을 해야 하는 관객들을 함께 가속화 시키고 있다. 선택적인 측면에서 시각적인 전달 방법은 급변하는 시대의 요구에 맞게 변화하게 된다. 다량의 정보 속에서 순간의 선택을 받기 위한 일한으로, 1차적인 요건은 시선을 집중시키는 것이며, 그에 상응하는 만족감을 선사하는 것이다. 영상의 초기는 실제로 자신이 보고 있는 상황을 그대로 옮기고자 하는 욕구에서 출발한 것이다. 정지화면에서 만족하지 못한 인간은 움직이는 화면(Film)을 개발하였고 양안의 시점의 차이와 광선의 자극 반응을 감안한 실제 인지하는 시점보다 더 입체감을 만들어내는 영상을 가늠 해내는 연구를 하게 된다. 이는 컬러 필름(Color Film)에서 입체영상 개발까지 놀라운 성과를 누리게 된다. 인간의 가시적인 면에 대한 욕망의 추구 즉, 극대화된 실재감(Reality) 있는 볼거리 추구는 영상이 포함되는 모든 분야에 지속적으로 요구되고 있다. 지금 수백만의 인구가 보편적으로 보고 있는 영상들은 평면적이다. 화면의 깊이 감(Depth)과 착시현상(Optical Illusion)은 효과적으로 현실감을 주며 정보를 전달한다. 하지만, 인간의 양안 시점차이로 인식하는 입체감은 평면속에서 만들어 내는 깊이 감으로는 현실감 있게 인식하는데 한계점이 존재한다. 이러한 한계를 만족시킬 입체 영상) 입체영상은 영화에서 시작되었으나, 20c후반기에 들어서면서 애니메이션 분야와 모바일, 광고 패널, 텔레비전등의 매체를 이용한 입체 영상의 개발로 인하여 특정 분야에 한정 시킬 수 없으므로 영상으로 칭한다. 입체 영상은 21c에 들어서면서 영상매체의 한 분야로 급부상하고 있다. 1900년 무렵부터 연구된 입체영화(3-Dimensional motion Picture)는 In여 년이 지난 지금 대중화를 눈앞에 두고 있다. 국내에서는 놀이 동산이나 박물관등에서 흔히 볼 수 있다. 하지만 앞으로는 HDW등의 대중화로 화질의 발전을 이룬 텔레비전 분야 등에서 실용화 될 전망이다. 국제적인 흐름과 함께 국내에서도 입체 영화에 대한 연구가 활성화 되어 영상산업의 한 주류로서 대두되고 있다. 이러한 상황에서 입체영상에 대한 이해와 콘텐츠(Contents)의 개발은 기술적인 진보에 발맞추어 준비되어야 한다. 본 논문은 이러한 기술적인 계보에 발맞춘 영상 콘텐츠 개발에 박차를 가하고자 앞으로의 발전분야에 대한 기술적인 면과 기법적인 면을 제시하여 기술만 앞서고 내용은 수입하는 수입국이기 보다는 미리 준비하여 비전문가나 타국의 기술에 선점 당하지 않는 분야로 성장할 수 있는 진보적인 영상 인들의 관심과 지속적인 연구를 독려하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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[부 칙]
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