• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.21-26
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• 2010

탄저균(Bacillus anthracis)은 탄저(Antrax)의 원인균으로 사람은 물론, 초식동물인 소, 양, 말 등에서 급성의 폐사성 전염병을 일으킨다. 현재 사용되고 있는 탄저 치료 및 예방법은 항생제 치료와 약독화 백신주를 토대로 하고 있으나, 항생제 내성주의 출현 및 잔류 병원성이 문제시 되고 있는 실정이다. 따라서, 인체에 적용 가능하며 보다 안전한 탄저 치료제 및 백신 개발이 요구되고 있으며, 최근 탄저균 아포 및 영양세포, 그리고 탄저독소(Anthrax toxins)에 대한 동시 면역을 유도하는 다가백신 개발이 보고된 바 있다. 본 연구에서는, 향후 탄저균에 대한 새로운 다가백신 후보물질 발굴을 위하여, 탄저균에 대한 전장 유전자 발현 라이브러리(whole genomic expression library)를 구축하였다. 라이브러리 구축을 위하여, 탄저균(ATCC 14578) 게놈 DNA를 Sau3AI으로 부분 제한효소 처리였고, 유도 발현이 가능한 pET30abc 벡터에 접합시킴으로써, 총 $1{\times}10^5$개에 해당하는 대장균 BL21(DE3) 유래의 전장 유전자 발현 라이브러리를 구축하였다. 염기서열분석을 통한 중복성(redundancy) 확인 결과, 111개의 무작위 클론 중 56개(50.5%)가 탄저균 유전자로 확인되었으며, 17개(15.3%)는 벡터 유전자였고, 38개(34.2%)는 BLAST 탐색에서 일치하는 유전자를 찾지 못하였다. 또한 웨스턴 분석을 통하여 단백질 유도발현을 확인하였으며, 탄저균 항혈청에 대한 colony blot으로부터 양성반응을 보이는 일부 클론들을 확인할 수 있었다. 이러한 결과물들은, 구축된 전장 유전자 발현 라이브러리가 향후 탄저균에 대한 면역체(immunome) 분석을 위해 적용 가능함을 암시한다.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권6호
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• pp.423-428
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• 2000

In 1997 when cloned sheep Dolly and soon after Polly were born, it had become head-line news because in the former the nucleus that gave rise to the lamb came from cells of six-year-old adult sheep and in the latter case a foreign gene was inserted into the donor nucleus to make the cloned sheep produce human protein, factor IX, in e milk. In the last few years, once the realm of science fiction, cloned mammals especially in livestock have become almost commonplace. What the press accounts often fail to convey, however, is that behind every success lie hundreds of failures. Many of the nuclear-transferred egg cells fail to undergo normal cell divisions. Even when an embryo does successfully implant in the womb, pregnancy often ends in miscarriage. A significant fraction of the animals that are born die shortly after birth and some of those that survived have serious developmental abnormalities. Efficiency remains at less than one % out of some hundred attempts to clone an animal. These facts show that something is fundamentally wrong and enormous hurdles must be overcome before cloning becomes practical. Cloning researchers now tent to put aside their effort to create live animals in order to probe the fundamental questions on cell biology including stem cells, the questions of whether the hereditary material in the nucleus of each cell remains intact throughout development, and how transferred nucleus is reprogrammed exactly like the zygotic nucleus. Stem cells are defined as those cells which can divide to produce a daughter cell like themselves (self-renewal) as well as a daughter cell that will give rise to specific differentiated cells (cell-differentiation). Multicellular organisms are formed from a single totipotent stem cell commonly called fertilized egg or zygote. As this cell and its progeny undergo cell divisions the potency of the stem cells in each tissue and organ become gradually restricted in the order of totipotent, pluripotent, and multipotent. The differentiation potential of multipotent stem cells in each tissue has been thought to be limited to cell lineages present in the organ from which they were derived. Recent studies, however, revealed that multipotent stem cells derived from adult tissues have much wider differentiation potential than was previously thought. These cells can differentiate into developmentally unrelated cell types, such as nerve stem cell into blood cells or muscle stem cell into brain cells. Neural stem cells isolated from the adult forebrain were recently shown to be capable of repopulating the hematopoietic system and produce blood cells in irradiated condition. In plants although the term$\boxDr$ stem cell$\boxUl$is not used, some cells in the second layer of tunica at the apical meristem of shoot, some nucellar cells surrounding the embryo sac, and initial cells of adventive buds are considered to be equivalent to the totipotent stem cells of mammals. The telomere ends of linear eukaryotic chromosomes cannot be replicated because the RNA primer at the end of a completed lagging strand cannot be replaced with DNA, causing 5' end gap. A chromosome would be shortened by the length of RNA primer with every cycle of DNA replication and cell division. Essential genes located near the ends of chromosomes would inevitably be deleted by end-shortening, thereby killing the descendants of the original cells. Telomeric DNA has an unusual sequence consisting of up to 1,000 or more tandem repeat of a simple sequence. For example, chromosome of mammal including human has the repeating telomeric sequence of TTAGGG and that of higher plant is TTTAGGG. This non-genic tandem repeat prevents the death of cell despite the continued shortening of chromosome length. In contrast with the somatic cells germ line cells have the mechanism to fill-up the 5' end gap of telomere, thus maintaining the original length of chromosome. Cem line cells exhibit active enzyme telomerase which functions to maintain the stable length of telomere. Some of the cloned animals are reported prematurely getting old. It has to be ascertained whether the multipotent stem cells in the tissues of adult mammals have the original telomeres or shortened telomeres.

• 생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.53-61
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• 2015

본 연구에서 우리는 들깻잎(Perilla frutescens)으로부터 U937 세포에 대해 apoptosis를 유도하는 광과민성 물질을 분리하기 위해 연구를 시작하였다. 들깻잎은 한국의 대중적인 쌈채소로 바타민, GABA, 미네랄 등이 풍부하다고 알려져 있다. 건조한 들깻잎을 메탄올로 추출하여 다양한 크로마토그래피법을 이용하여 광과민성 물질을 순수 분리하였다. 순수 분리한 광과민성 물질을 PL9443으로 명명하고, 구조동정을 위하여 1D-NMR, 2D-NMR, FAB-mass spectroscopy 분석을 실시하였다. 순수 분리한 PL9443 compound의 흡광도를 측정한 결과 410 nm에서 최대 흡수를 보였고, 330, 410, 680 nm에서 흡수 peak를 나타내었다. PL9443 compound는 분자량 620.7의 pheophorbide a ethyl ester로 동정하였다. 구조동정한 물질은 porphyrin환을 갖는 구조에서 Mg이온이 탈리된 pheophorbide 유도체화합물이었다. PL9443 compound의 처리에 따른 U937 세포의 형태학적 변화를 관찰한 결과, 광조건에서 apoptosis의 전형적인 현상인 apoptotic body와 소낭구조물이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 PL9443 compound를 0.08 nM로 처리하였을 때 99%의 caspase-3/7 activity가 나타났고, 세포손상 역시 광의존적으로 나타내는 것을 확인하였다. PL9443 compound를 처리하고 광을 조사한 처리구와 광을 조사하지 않은 처리구의 세포로부터 DNA를 분리하여 전기영동을 실시한 결과 광을 조사한 곳에서 DNA ladder현상을 관찰할 수 있었다. 따라서 PL9443 compound는 광의존적 apoptosis 유도에 의한 세포손상을 일으키는 것을 확인하였다.

• 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.

• 유기물자원화
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• 제16권4호
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• pp.64-73
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• 2008

glysosyl hydrolase의 하나인 CCF 유사 유전자를 지렁이 Eisenia anderi의 중장으로부터 분리하여 클로닝하였다. 이 유전자의 전체 염기서열 크기는 1,152bp로 나타났으며 개시코돈을 포함하여 384개의 아미노산을 인코딩한다. N-말단 지역의 17개 잔기들은 signal peptide이다. CCF 관련 유전자의 아미노산 서열을 분석한 결과 본 연구에서 분리한 CCF 유사 유전자는 glycosyl hydrolase family 16 (GHF16)에 속하며, 다른 종의 지렁이에서 밝혀진 CCF 및 CCF-유사 단백질과 79~99%의 높은 상동성을 보였다. 여러 지렁이 종에서 분리된 CCF 및 CCF-유사 단백질들은 가수분해활성에 중요한 polysacchride-binding motif와 glucanase motif가 100% 상동성을 나타냈다. 본 연구의 대상종과 유사종인 E. fetida에서 분리된 CCF는 이 종의 서식지가 미생물 활성이 높은 부패 유기질층이기 때문에 다른 종의 CCF에 비해 높은 기질인식 특이성을 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 사실은 본 연구에서 분리한 CCF도 넓은 기질 특이성을 갖고 있을 가능성을 제시해 주고 있으며 이는 산업적 응용 측면에서 유용한 특징 중의 하나라고 생각된다. BLASTX를 이용한 계통수 분석 결과 GHF16 효소는 크게 후생동물군, 녹색식물군, 진정세균군 등의 세 그룹으로 나눌 수 있었으며, 후생동물군의 GHF16은 다시 촉수담륜동물형와 탈피동물형(후생동물형 포함)으로 나뉘어졌다. 본 연구에 의해 E. andrei로부터 분리된 CCF-유사 단백질의 더 많은 생물학적 특성 연구를 통해 ${\beta}$-D-글루칸의 분해 및 생산을 조절하는 산업적 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제43권6호
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• pp.576-587
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• 2010

배경: 이종조직판막이나 조직이 임상적으로 이용되기 위해서는 조직의 장기간의 내구성이 동반된 효과적인 보존과 적절한 고정과정이 필요하다. 본 연구에서는 소심낭을 sodium dodecyl sulfate (SDS)와 N-lauroylsarcosinate를 이용하여 무세포화하고, 알파-갈락토시다아제를 처리한 뒤, 이를 다양한 방법으로 고정함으로써 조직손상과 면역반응을 최소화할 수 있는 효과적인 우심낭 보존 방법에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 우심낭으로부터 이종 이식 보철편을 채취한 뒤 SDS와 N-lauroylsarcosinate를 이용하여 무세포화 하였고, 알파-갈락토시다아제를 처리하였다. 이 두 가지 군에 대하여 각기 다른 조건 즉 glutaraldehyde (GA), l-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC)/Nhydroxysuccinamide (NHS)의 처리를 달리하여 고정하였다. 이후 각 군들의 물리적 성상, 인장강도, 열 안정성 검사, 세포독성 검사, 프로나아제 저항 시험과 Pronase-Ninhydrin 시험, 투과도와 유순도 검사, purpald 검사 등을 시행하였으며, H&E 염색과 DNA 정량, 알파-갈 항원결정인자 염색 등도 함께 시행하였다. 결과: GA 단독 고정군은 EDC/NHS 고정군에 비해 물리적인 성상과 열안정성에서 더 우수하였고, EDC/NHS와 GA의 이중 고정군은 EDC/NHS 고정군에 비해 물리적인 성상과 열안정성에서 더 우수하였으며, GA단독 고정군과 비교해서 열안정성에서 더 우수하였다. 프로나아제 저항 시험과 Pronase-Ninhydrin 시험을 통해 알아본 crosslinking 정도는, GA 고정 군과 EDC/NHS의 이중 고정군이 EDC/NHS 고정군에 비해 높은 것으로 관찰되었다. EDC/NHS와 GA의 이중 고정군은 GA 고정군에 비해 투과도와 유순도가 다소 증가하였으나, GA 고정군에 비해 인장강도가 높고 세포 독성이 감소하는 것으로 관찰되었다. 결론: GA와 EDC/NHS의 이중고정을 통해서, GA단독 고정의 독성을 줄이면서 효과적인 crosslinking을 시행할 수 있음을 확인하였다. 향후 생체내 시험을 통해서 GA와 EDC/NHS의 이중고정이 석회화의 감소와 조직부전에 어떠한 영향을 미치는지 추가적인 연구와 검증이 필요하다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제16권3호
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• pp.203-211
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• 2001

성간별에 이용할 돼지 수정란을 체외수정 방법으로 생산하기 위하여 돼지 난소에서 채취한 난자를 NCSU 23 배지에서 eCG, hCG를 첨가한 상태에서 22시간, 첨가하지 않은 상태에서 22시간 체외성숙을 시킨 후 mTBM을 이용하여 여러가지 정자농도(5$\times$$10^4$, 2.5$\times$$10^{5}$ , 6.0$\times$$10^{5}$ 그리고 10.0$\times$$10^{5}$ )에 따라 6시간 수정시켰고, NCSU 23 배지에서 배양시켰다. 배양 후 44시간에 수정란의 분할률을 관찰하였고, 144시간에 배반포 형성율을 확인하였다. 성감별 방법은 체외수정으로 생산된 배반포를 돼지 Y-specific DNA primer를 이용하여 PCR 처리를 한 후 전기영동으로 491 bp에서 증폭된 band의 유무에 따라 암컷과 수컷의 성을 판정하였다. 1. 돼지 체외수정에서 정자농도 5$\times$$10^4$, 2.5$\times$$10^{5}$ , 6.0$\times$$10^{5}$ 및 10.0$\times$$10^{5}$ 에 따른 수정란 분할률은 각각 55.95, 67.88, 60.18, 47,60%이었다. 2. 정자농도 5$\times$$10^4$, 2.5$\times$$10^{5}$ , 6.0$\times$$10^{5}$ 에 따른 배반포 형성율은 각각 16.03, 22.40, 21.41, 12.37%이었다. 3. 31개의 체외수정으로 생산된 배반포에 대한 PCR을 이용한 성감별 결과는 18개가 수컷, 13개가 암컷으로서 각각 58.1%과 41.9%를 나타내었다. 이상의 결과로 보아 돼지의 체외수정으로 생산된 배반포에 대한 성감별시 PCR 기법이 신속하고 정확하게 성감별을 실시할 수 있는 방법으로 판단되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권4호
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• pp.450-456
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• 2016

한국형 잔디에서는 다른 병에 비해 진전 속도가 빠르고 주로 뿌리에서부터 발병하여 잔디를 고사시키고 발병 후 구제하기 매우 어려운 라이족토니아잎마름병(라지패취)이 큰 문제로 대두되고 있다. 라이족토니아잎마름병(라지패취)은 Rhizoctonia solani AG2-2 (IV)병원균에 의해 발생하는데, 이 병원균에 강한 내병성 들잔디를 개발하기 위해 식물방어반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PR-Protein 중 하나인 ${\beta}-1,3-glucanase$를 들잔디로부터 클로닝 하였다. ${\beta}-1,3-glucanase$는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포 외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 병원균 저항성기능을 하는 것으로 알려져 있다. ${\beta}-1,3-glucanase$ 단자엽식물 중 내병성에 대한 연구가 되어있는 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 Full-length의 cDNA를 클로닝 하였다. E.coli overexpression을 수행하여 목표 단백질을 대량 정제하여 in vitro 활성 측정 및 항균테스트를 진행하였다. 또한, ZjGlu1 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 잔디 형질전환체 제작을 하였다. ZjGlu1 단백질을 이용하여 9개의 균주에 대해 항균활성 테스트를 진행 한 결과 R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), T. atroviride 에서 항균활성을 보였으며, 형질전환체를 이용해 18s 유전자의 발현량을 상대로 한 각 유전자의 기관별 발현량은 크게 차이없이 모든기관에 발현되는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제59권1호
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• pp.31-36
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• 2016

이산화염소는 높은 항생효과로 살균제로 사용되고 있고, 저곡해충을 대상으로 살충 효과도 보이고 있다. 본 연구는 이 이산화염소의 유용 효과를 넓히기 위해 이 물질이 항암 및 항바이러스 활성을 나타낼 수 있는 지를 검증하였다. 인체에 나타나는 5종의 암 세포주에 대해서 이산화염소의 세포독성을 분석하였다. 유방암 2종 세포주(MCF-7, MDA-MB-231)와 대장암 3종 세포주(LoVo, HCT-116, SW-480) 모두에 대해서 이산화염소는 높은 세포 독성을 나타냈다. 이러한 세포독성은 이산화염소의 활성산소 유발 효과에 기인된다. 이산화염소가 처리된 암세포주는 모두 세포내 높은 활성산소를 형성하였다. 이는 대조구로서 일반 곤충 세포주와 비교하여 훨씬 높은 활성산소를 지녔다. 반면에 항산화제인 비타민 E를 처리하면 이러한 세포독성이 크게 줄어 암 세포에 대해 높은 세포독성은 활성산소에 의해 기인되었다는 것을 입증하였다. 또한 이산화염소는 서로 다른 바이러스에 대해서 항바이러스 활성을 나타냈다. 곤충병원성 바이러스이고 이중 가닥의 DNA 게놈을 지닌 벡큘로바이러스의 일종인 Autographa californica nuclear polyhedrosis virus (AcNPV)는 이산화염소 노출에 따라 활성을 잃어 핵다각체 형성 능력이 크게 둔화되었다. AcNPV에 대한 이산화염소의 항바이러스 효과는 반응 시간에 비례하여 증가했다. 식물병원성 바이러스이고 단일가닥의 RNA 게놈을 지닌 담배모자이크바이러스는 이산화염소 노출에 따라 바이러스 함량이 줄었고, 담배에 대한 병원력도 낮아졌다. 따라서 본 연구는 이산화염소가 항암 및 항바이러스 활성을 지니며, 이는 이 물질에 의한 높은 활성산소 유발에 기인된 것으로 판명되었다.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제36권2호
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• pp.93-100
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• 2003

용접공은 용접과정에서 용접 흄, 중금속 및 bisphenol-A에 노출된다. 따라서 이 연구는 직무노출 메트릭스에 근거하여 근로자들의 내분비 교란물질의 노출실태를 파악하고자 하였다. 또한 생물학적 모니터링에 사용되는 뇨중 대사산물 농도에 영향을 미칠 것으로 생각되는 대사효소의 유전적 다형성 분포를 조사하였으며 이들 유전자가 뇨중 대사산물 배설에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 연구대상자는 경상남도에 있는 모 조선업체에 종사하는 근로자를 대상으로 하였다. 연구대상자는 총 84명으로 용접공 47명과 대조군 37명을 대상으로 하였다. 이름, 연령, 보호구 착용 여부, 흡연습관, 음주여부 등에 대하여 설문조사를 시행하였다. 시료채취는 건강검진이 진행되는 오후에 하였으며 뇨중 BPA는 뇨중 크레아티닌으로 보정하여 측정하였다. 대사효소의 유전자 다형성은 혈액의 백혈구로부터 DNA를 추출하여 제한 효소 절단 단편 다형성(restriction fragment length polymorphism, RFLP)법으로 검사하였다. 흄 중 BPA의 농도는 최대값 229.9 ng/mg, 최소값 5.7 ng/mg, 평균 61.9 ng/mg 이었다. 흄 총 중량과 흄중 BPA 양 간에 상관계수는 0.516으로 양적 선형관계를 보여주었다. 뇨중 BPA 농도는 대조군보다 용접공에서 유의하게 높았다. CYP1A1, CYP2E1, UGT1A6등의 유전자 다형성에 따라 뇨중 BPA 농도에는 차이가 없었다. 뇨중 BPA에 대한 다중회귀분석에서는 노출등급만이 유의한 변수였다. 용접 흄에 노출된 후 뇨중 BPA농도에 영향을 가장 큰 영향을 미치는 것은 노출등급이었으며, 대사효소의 유전적 다형성은 유의한 효과를 나타내지 못하였다.