• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.256-256
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• 2006

The design and synthesis of novel biomolecular materials, based on mimicking the properties of molecules found in nature, is providing materials with unusual properties. Resilin serves as an energy storage material in insects and facilitates flight, jumping (in fleas, froghoppers etc) and sound production (cicadas, etc). Resilin is initially produced as a soluble protein and in its mature form is crosslinked through formation of dityrosine units into a very large insoluble polymer. In the present study, we have synthesized a recombinant form of resilin that can be photochemically cross-linked into a resilient, rubber-like biomaterial that may be suitable for spinal disc implants. This material is almost perfectly elastic and its fatigue lifetime in insects must be >500 million cycles.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.141-151
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• 2021

Insects affect crop harvest yield and quality, making plant response mechanisms to insect herbivores a heavily studied topic. However, analysis of plant responses to honeybees is rare. In this study, comprehensive metabolic profiling of Arabidopsis thaliana exposed to honeybees was performed to investigate which metabolites were changed by the insect. A total of 85 metabolites-including chlorophylls, carotenoids, glucosinolates, policosanols, tocopherols, phytosterols, β-amyrin, amino acids, organic acids, sugars, and starch-were identified using high performance liquid chromatography, gas chromatography-mass spectrometry, and gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry. The metabolite profiling analysis of Arabidopsis exposed to honeybees showed higher levels of stress-related metabolites. The levels of glucosinolates (glucoraphanin, 4-methoxyglucobrassicin), policosanols (eicosanol, docosanol, tricosanol, tetracosanol), tocopherols (β-tocopherol, γ-tocopherol), putrescine, lysine, and sugars (arabinose, fructose, glucose, mannitol, mannose, raffinose) in Arabidopsis exposed to honeybees were higher than those in unexposed Arabidopsis. Glucosinolates act as defensive compounds against herbivores; policosanols are components of plant waxes; tocopherols act as an antioxidant; and putrescine, lysine, and sugars contribute to stress regulation. Our results suggest that Arabidopsis perceives honeybees as a stress and changes its metabolites to overcome the stress. This is the first step to determining how Arabidopsis reacts to exposure to honeybees.

• 한국산림과학회지
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• 제89권1호
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• pp.135-140
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• 2000

솔껍질깍지벌레의 수컷성충이 합성페로몬에 반응하여 비행하는 행동습성을 규명하고자 수직으로 세운 대나무 막대에 지상 0.1m부터 2.0m의 범위에 끈끈이 트랩을 5개 배열하고 그중 0.1m, 1.0m, 2.0m중의 한곳에 합성페로몬을 처리한 bait를 부착하여 각 끈끈이 트랩에서의 수컷부착수를 수관 울폐도별로 조사한 결과는 다음과 같다. 솔껍질깍지벌레 피해 해송림 근처의 공터에서, 페로몬 bait를 지상 2m 및 1m에 설치했을 때 동일 수직 막대상에 있는 각 높이의 트랩당 수컷부착수는 차이가 없었으나 지면근처에 bait를 설치한 경우 지면근처에 수컷이 집중적으로 비행하고 있었다. 수관 울폐도가 소한 임지의 경우, bait를 지상 2m에 설치한 것은 동일 수직막대상에 있는 각 높이의 트랩당 수컷부착수는 차이가 없었으나 지상 1m에 설치한 것은 bait 부위를 중심으로 많은 수컷이 비행하고 있었고, 수관 울폐도가 밀한 장소에서는 bait의 지상높이에 관계없이 수컷은 그 bait의 근처에서 많이 비행하고 있었다. 3개 지역 공히 지면부위에 bait를 설치한 처리구에서 지면부위의 트랩에 가장 많은 수컷이 부착되어 본 해충의 선단지 조사를 위한 페로몬 트랩 설치장소는 지면부위가 가장 적합한 것으로 판단된다. 풍속별 수컷의 페로몬에 대한 반응조사 결과, 페로몬을 감지한 수컷은 풍속이 낮은 공간을 주로 비행하는 것으로 조사되었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제50권3호
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• pp.209-214
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• 2011

곤충 군집의 변화는 서식지 환경의 변화를 파악할 수 있는 척도가 된다. 속리산국립공원에서 2003년부터 2007년까지 월별(4월-10월)로 Flight Interception Trap (FIT)을 이용하여 송장벌레류의 종 구성과 풍부도의 변화를 알아보기 위한 조사를 실시하였다. 그 결과, 6종 9,704개체가 조사되었는데, 이 중 넉점박이송장벌레(Nicrophorus quadripunctatus)가 8,763개체(90.3%)로 가장 높은 우점도를 보였다. 넉점박이송장벌레를 제외한 나머지 5종은 971개체(9.7%)에 불과하였다. 송장벌레 6종의 계절적 풍부도 변화에 따르면 7월과 8월이 최성기인 것으로 나타났다. 또한 연간 풍부도는 2004년 이후 점차 감소하는 경향을 보이고 있다. 장기간의 모니터링 결과, 환경지표종으로 활용이 가능한 송장벌레류의 종구성과 풍부도 변화는 속리산의 기후변화를 간접적으로 나타내고 있음을 시사한다.

• ALGAE
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• 제26권1호
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• pp.87-96
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• 2011

Protein profiles of a common mixotrophic dinoflagellate, Prorocentrum micans, growing autotrophically and mixotrophically (fed on the cryptophyte Rhodomonas salina) were compared using two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) to determine if they vary in different trophic modes. Approximately 2.3% of the detected proteins were differentially expressed in the different trophic modes. Twelve proteins observed only in the mixotrophic condition had lower pI value (<5) than the fifteen proteins observed only in the autotrophic condition (>5). When the internal amino acid sequences of five selected proteins differentially expressed between autotrophic and mixotrophic conditions were analyzed using matrix-assisted laser desorption time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry, two proteins that were specifically expressed in the autotrophic condition showed homology to glyceraldehyde-3-phosphatase dehydrogenase (GAPDH) and a bacterial catalase. Three mixotrophy-specific proteins showed homology to certain hypothetical proteins from an insect and bacteria. These results suggested the presence of certain gene groups that are switched on and off according to the trophic mode of P. micans.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권6호
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• pp.887-896
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• 2019

Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS)-based pathogen identification relies on the ribosomal protein spectra provided in the proprietary database. Although these mass spectra can discern various pathogens at species level, the spectra-based method still has limitations in identifying closely-related microbial species. In this study, to overcome the limits of the current MALDI-TOF MS identification method using ribosomal protein spectra, we applied MALDI-TOF MS of low-mass profiling to the identification of two genetically related Bacillus species, the food-borne pathogen Bacillus cereus, and the insect pathogen Bacillus thuringiensis. The mass spectra of small molecules from 17 type strains of two bacilli were compared to the morphological, biochemical, and genetic identification methods of pathogens. The specific mass peaks in the low-mass range (m/z 500-3,000) successfully identified various closely-related strains belonging to these two reference species. The intensity profiles of the MALDI-TOF mass spectra clearly revealed the differences between the two genetically-related species at strain level. We suggest that small molecules with low molecular weight, 714.2 and 906.5 m/z can be potential mass biomarkers used for reliable identification of B. cereus and B. thuringiensis.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권9호
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• pp.712-722
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• 2018

본 논문에서는 곤충 모방 날갯짓 비행체의 가장 중요한 설계 변수 중 하나인 날개에 대한 파라메트릭 연구에 대해 서술하였다. 추력, 피칭모멘트, 소비전력, 추력 대 전력비의 비교 및 분석을 통해 날개 형상에 대한 실험적 연구를 진행하였다. 힘과 모멘트는 2축 밸런스를 이용하여 측정되었으며 날갯짓 주파수는 홀센서를 이용하여 측정되었다. 날개 형태는 겹 날개 형태를 채택하였으며 이를 통해 Clap and fling 효과를 구현하였다. 기준 날개 형상으로 잠자리의 날개를 선정하였고, 이를 기준으로 가로세로비 및 면적에 대한 실험을 진행하였다. 결과적으로, 가로세로비와 면적이 증가할수록 추력, 피칭모멘트, 소비전력이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 일정 수준 이상의 가로세로비 혹은 면적을 가지는 날개를 메커니즘에 적용하였을 때 메커니즘이 정상적으로 구동되지 않는 것을 확인하였다. 최종적으로 날개 형상 선정은 필요한 최소추력을 만족시키는 날개 중에서 추력 대 전력비를 비교함으로써 이루어졌다. 하지만 추력선과 무게중심의 불일치로 인한 모멘트의 발생으로 안정성을 확보할 수 없었다. 이에 안정성을 확보하기 위해 상단과 하단에 댐퍼를 부착한 실내 비행 시험을 통해 날개의 파라메트릭 연구 결과에 대한 간접적인 성능 검증을 수행하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.60-66
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• 2021

우리 주변에는 다양한 곤충들이 서식하고 있다. 요즘 가정에서 취미로 곤충을 키우거나, 약용 곤충을 산업적 이용을 위해 대량으로 사육하고 있기도 하다. 그리고 곤충들의 다양한 생육 특성을 이해하기 위한 다양한 연구들이 수행되어 왔다. 주로 실험실에서 환경요인을 변화시켜 생육 특성만의 변화를 실험한 연구들이다. 그러나 곤충의 경우에는 피부온도나 체온을 측정하는 것은 쉽지 않다. 특히, 날개를 가진 곤충들의 체온 혹은 피부온도에 대한 실험 결과가 매우 부족하다. 본 연구에서는 자연상태로 서식하고 있는 벌(꿀벌)과 나비(남방부전 나비)에 대하여 정지시와 비행시 등의 생체활동 조건에서 곤충들의 피부 온도를 비접촉식 온도 측정 방법인 열화상카메라를 이용하여 촬영 측정하였다. 실험으로 얻어진 결과를 정량적인 분석을 통하여 곤충별 피부온도와 생체 활동 특성의 관계를 규명하였다. 꿀벌은 비행, 꿀 채취, 그리고 자리 이동이라는 세 가지 중요 활동별로 다른 피부온도를 유지하고 있음을, 나비는 나방의 특성과 유사하게 비행을 위한 워밍업 단계를 실행함을 확인하였다.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제7권2호
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• pp.189-196
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• 2020

We have developed a device for recording biological data by inserting three electrodes and a needle with an angular velocity sensor into the moth for the purpose of measuring the electromyogram of the flapping and the corresponding lift force. With this measurement, it is possible to evaluate the moth-physiological function of moths, and the amount of pesticides that insects are exposed to (currently LD50-based standards), especially the amount of chronic low-concentration exposure, can be reduced the dose. We measured and recorded 2-channel electromyography (EMG) and angular velocity corresponding to pitch angle (pitch-like angle) associated with wing flapping for 100 sweet potato hawkmoths (50 females and 50 males) with the animals suspended and constrained in air. Overall, the angular velocity and amplitude of EMG signals demonstrated high correlation, with a correlation coefficient of R = 0.792. In contrast, the results of analysis performed on the peak-to-peak (PP) EMG intervals, which correspond to the RR intervals of ECG signals, indicated a correlation between ΔF fluctuation and angular velocity of R = 0.379. Thus, the accuracy of the regression curve was relatively poor. Using a DC amplification circuit without capacitive coupling as the EMG amplification circuit, we confirmed that the baseline changes at the gear change point of wing flapping. The following formula gives the lift provided by the wing: angular velocity × thoracic weight - air resistance - (eddy resistance due to turbulence). In future studies, we plan to attach a micro radio transmitter to the moths to gather data on potential energy, kinetic energy, and displacement during free flight for analysis. Such physiological functional evaluations of moths may alleviate damage to insect health due to repeated exposure to multiple agrochemicals and may lead to significant changes in the toxicity standards, which are currently based on LD50 values.

• Journal of Microbiology
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• 제45권5호
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• pp.402-408
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• 2007

A strain producing a potent protease was isolated from turban shell. The strain was identified as Bacillus sp. S17110 based on phylogenetic analysis. The enzyme was purified from culture supernatant of Bacillus sp. S17110 to homogeneity by ammonium sulfate precipitation, SP-Sepharose, and DEAE-Sepharose anion exchange chromatography. Protease activity of the purified protein against casein was found to be stable at pH 7 to pH 10 and around $50^{\circ}C$. Approximately 70% of proteolytic activity of the enzyme was detected either in the presence of 100 mM SDS or Tween 20. The enzyme activity was enhanced in the presence of $Ca^{2+},\;Zn^{2+},\;Mg^{2+}$, but was inhibited by EDTA, indicating that it requires metal for its activity. The purified enzyme was found to be a monomeric protein with a molecular mass of 75 kDa, as estimated by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and gel filtration chromatography. The purified enzyme was analyzed through peptide fingerprint mass spectra generated from matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight-mass spectrometry (MALDI-TOF-MS) and a BLAST search, and identified as immune inhibitor A (inhA) deduced from nucleotide sequence of B. cereus G9241. Since InhA was identified as protease that cleave antibacterial proteins found in insect, inhA-like protease purified from Bacillus sp. S17110 might be pathogenic to sea invertebrates.