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자외선에 의해 유도된 Chlorella vulgaris 돌연변이 균주의 대량 생산 시스템에서의 평가 (The Evaluation of UV-induced Mutation of the Microalgae, Chlorella vulgaris in Mass Production Systems)

  • 최태오;김경호;김군도;최태진;전용재
    • 생명과학회지
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    • 제27권10호
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    • pp.1137-1144
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    • 2017
  • 미세조류 Chlorella vulgaris는 바이오 디젤 생산을 위한 중요한 대체원료 중 하나로 간주되어 왔으나, 이러한 미생물의 산업적 적용은 낮은 바이오 매스와 지질 생산성에 의해 제약을 받아왔다. 따라서 이러한 문제를 극복하기 위해 본 연구는 자외선을 이용한 무작위 돌연변이 유발 기술을 통해 높은 지질 및 바이오 매스 생산성을 가지는 C. vulgaris 균주를 분리하고 그 특성을 규명하였으며, 두 가지 유형의 대량 생산 시스템을 이용하여 바이오 매스 및 지질 함량의 산출량을 비교하였다. 분리된 돌연변이 균주 중, 특히 실험실 조건에서 UBM1-10으로 명명된 돌연변이 균주는 야생형 균주에 비해 약 1.5배 높은 세포 수율 및 지질 함량을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 UBM1-10을 선택하여 TBPR (tubular photobioreactor)과 OPR (open pond type reactor)의 두 가지 유형의 반응기를 사용하여 실외 배양 조건에서 배양하였다. 그 결과 TBPR에서 재배된 돌연변이 균주의 세포 수율은($2.6g\;l^{-1}$) OPR에서 배양된 균주의 세포 수율($0.5g\;l^{-1}$)과 비교하였을 때 약 5배 이상의 높은 세포 수율을 나타내었으며, 대량 배양 후, UBM1-10 및 모 균주의 조 지방 함량 및 조성 등에 대해 추가로 조사를 실시하였다. 그 결과 C. vulagris UBM1-10균주의 지질함량(0.3% w/w)이 모 균주의 지질함량(0.1%)에 비해 약 3배 이상의 조 지방 함량을 보유함을 확인하였다. 따라서 이 연구는 바이오 디젤 생산 자원으로서 C. vulgaris의 경제적 잠재성이 photoreactor type의 선택 및 전략적 돌연변이 분리 기술을 통해 증가 될 수 있음을 보여 주었다.

영농형 태양광 시설 설치에 따른 포도나무 생육 및 과실 특성 변화 비교 (Grapevine Growth and Berry Development under the Agrivoltaic Solar Panels in the Vineyards)

  • 안순영;이단비;이해인;자리민;민상윤;김보명;오욱;정재학;윤해근
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.356-365
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    • 2022
  • 영농형 태양광 발전은 농경지에서 작물을 생산함과 동시에 식물이 요구하는 광포화점 이상의 광을 이용하여 전기를 생산하는 시스템이다. 새로운 농가 소득원의 개발을 위하여 포도원에 태양광 패널을 설치하고 수체의 생육과 과실 발육 특성을 평가하여 영농형 태양광의 활용성을 탐색하고 향후 재배기술을 개발하는 데 필요한 정보를 제공하고자 연구를 진행하였다. 152 × 68 × 3.5cm 크기의 구조물에 영농형 150Wp (36cell) 모듈을 포도나무 재식열에 따라 배치하고, 과원의 환경과 식물생육을 분석하였다. 무처리에는 겨울철 풍속이 0.4-0.6m·s-1에 도달하였으나, 시설 설치구에서는 0.01-0.02m·s-1에 머물렀다. 삽수 수피의 탄수화물함량은 시설 설치구에서 183-184m·g-1으로 무처리구(181-198mg·g-1)에 비해 큰 차이가 없으며 삽수의 발아율도 큰 차이가 없었다. 잎의 엽록소의 함량은 처리구에서 높게 나타났다. 수확후 과실의 특성으로는 과립중, 과방중, 당도, 과피색의 차이는 없었다. 다만 시설구에서 숙기가 5-7일정도 늦어졌으며, 변색기의 착색에는 약간 차이가 있었다. 영농형 태양광 패널을 설치한 과원에서 포도나무와 과실의 발육은 유의차가 없었고, 설치구에서 착색이 지연되었다. 이러한 결과는 향후 포도원에서 영농형 태양광 시설을 설치하여 포도를 생산하는 기술 개발에 필요한 정보로 활용될 수 있을 것이다.

혐기소화에서의 바이오가스 생산 증진을 위한 슬러지 전처리 기술 (Pre-treatment Technology of Wastewater Sludge for Enhanced Biogas Production in Anaerobic Digestion)

  • 김동진
    • 청정기술
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    • 제19권4호
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    • pp.355-369
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    • 2013
  • 재생 원료인 바이오매스를 이용한 에너지 생산에 있어서 경제성은 가장 중요한 인자 중 하나이다. 이러한 관점에서 슬러지 혐기소화에 의해 생산되는 바이오가스는 다른 바이오매스에 비해 매우 저렴하며 처분 비용 절감으로 얻는 이익이 부가적으로 발생하기 때문에 경제성이 매우 높다. 슬러지 혐기소화에서 기질의 가수분해 속도는 전체 소화 성능을 결정짓는 인자이며 혐기소화 속도를 향상시키기 위한 슬러지 전처리 기술이 많이 개발되었다. 슬러지 전처리는 생물학적, 열 가수분해, 초음파, 기계적 방법 등 다양한 기술이 실제 시설에 적용되었다. 전처리는 슬러지 가용화를 촉진하고 고형물을 감소시키면서 바이오가스 생산을 늘리는 등 혐기소화 효율을 향상시켰다. 본문에서는 전처리 방법의 기술적 특성을 소개하고 각 전처리 방법의 에너지 수지와 경제성을 비교하여 적절한 전처리 기술을 선정하기 위한 기준을 마련하고자 하였다. 조사 결과 고온 혐기소화와 열 가수분해가 가장 경제성이 높고 다음으로 Cell rupture$^{TM}$, OpenCEL$^{TM}$, MicroSludge$^{TM}$, 초음파의 순서로 평가되었다. 경제성 평가에 있어서 슬러지의 최종 처분 비용이 가장 큰 요소가 되며 따라서 최종 처분 슬러지의 수분 함량이 경제성 평가에 결정적인 역할을 하였다.

세포병리학적 기초에 의한 암진단의 발전: 진단방법과 보조기법 (Recent Advances in Cancer Diagnosis: On an Overview of Diagnostic Cytopathologic Modalities and Ancillary Techniques)

  • 김기태;함의근
    • 대한세포병리학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-11
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    • 1996
  • 19세기말과 20세기초에 각각 비르효와 파파니콜로에 의해 명료하게 된 세포 병리학과 탈락세포학의 개념에서 오늘날의 암진단의 일차적인 방법이 발전해 왔다. 파파니콜로의 탈락세포학의 개념에서 1960년대 초반에 세침흡인 세포검사가 개발되었다. 이 세침흡인 세포검사는 주된 진단방법이 되어져, 절개생검을 감소하게 하고 의료비용의 효과적인 이용에 공헌하였다. 1980년대에는 면역생화학적 기술들이 암 진단에 보충역활을 하게 되었다. 단 클론 항체를 이용하는 면역과산화효소법이 먼저 암의 본성을 밝히는 보조적인 방법으로 쓰여졌다. 특정 단클론 항체들이 이용가능하게 되어 세포산물이나 표면 표지자들을 인지하는 것을 훨씬 용이하게 하였다. 예를 들면 중간세사에 대한 항체들이 분화가 나쁜 종양의 조직기원을 결정하는데 가치가 있는 것이 증명되었다. 종양표지자들은 종양존재의 생화학적 표시자로 이용될 수도 있는데 이러한 종양표지자들은 혈장이나 다른 체액들에서 검출할 수 있다. 이 종양표지자들을 농출한 것을 진단적 검사에 이용하여 이미 진단된 암의 임상 경과를 추적하고 암 발생의 위험이 있는 집단에서 특정 종양을 발견해 내기 위한 선별검사로써 이용할 수 있다. 유세포 검사는 백혈병이나 림프종 세포들의 면역표현형을 알아내고, 종양세포들의 DNA함유량을 알아내며, 세포증식율을 알아내는 등의 몇가지의 세포의 특성을 분류해내는데 유용한 도구이다. 분자생물학적 방법들은, 암 환자를 진료하는데 있어 진단, 예후평가 및 치료 등의 분야에서 일보 전진하게 하였다. 핵산교잡법이 Southern blots, Nothern blot, Dot blot 및 in situ hybridization으로 이용된다. 분자생물학 및 그 기술이 암종 생물학을 이해하고 유전자 조작을 기초로한 치료법을 계획하는데 밝은 새로운 지평선을 열어줄 수 있을 것이다.

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Acute Hypoxia Activates an ENaC-like Channel in Rat Pheochromocytoma (PC12) Cells

  • Bae, Yeon Ju;Yoo, Jae-Cheal;Park, Nammi;Kang, Dawon;Han, Jaehee;Hwang, Eunmi;Park, Jae-Yong;Hong, Seong-Geun
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제17권1호
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    • pp.57-64
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    • 2013
  • Cells can resist and even recover from stress induced by acute hypoxia, whereas chronic hypoxia often leads to irreversible damage and eventually death. Although little is known about the response(s) to acute hypoxia in neuronal cells, alterations in ion channel activity could be preferential. This study aimed to elucidate which channel type is involved in the response to acute hypoxia in rat pheochromocytomal (PC12) cells as a neuronal cell model. Using perfusing solution saturated with 95% $N_2$ and 5% $CO_2$, induction of cell hypoxia was confirmed based on increased intracellular $Ca^{2+}$ with diminished oxygen content in the perfusate. During acute hypoxia, one channel type with a conductance of about 30 pS (2.5 pA at -80 mV) was activated within the first 2~3 min following onset of hypoxia and was long-lived for more than 300 ms with high open probability ($P_o$, up to 0.8). This channel was permeable to $Na^+$ ions, but not to $K^+$, $Ca^+$, and $Cl^-$ ions, and was sensitively blocked by amiloride (200 nM). These characteristics and behaviors were quite similar to those of epithelial sodium channel (ENaC). RT-PCR and Western blot analyses confirmed that ENaC channel was endogenously expressed in PC12 cells. Taken together, a 30-pS ENaC-like channel was activated in response to acute hypoxia in PC12 cells. This is the first evidence of an acute hypoxia-activated $Na^+$ channel that can contribute to depolarization of the cell.

Anti-inflammatory and anti-cancer activities of sterol rich fraction of cultured marine microalga Nannochloropsis oculata

  • Sanjeewa, Kalu Kapuge Asanka;Fernando, Ilekuttige Priyan Shanura;Samarakoon, Kalpa W.;Lakmal, Hetti Handi Chaminda;Kim, Eun-A;Kwon, O-Nam;Dilshara, Matharage Gayani;Lee, Joon-Baek;Jeon, You-Jin
    • ALGAE
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    • 제31권3호
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    • pp.277-287
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    • 2016
  • Five fractions separated from Nannochloropsis oculata using solvent-solvent partition chromatography of 80% methanolic extract of N. oculata (NOM) followed by the open silica column chromatography of its hexane fraction (NOMH) for the anti-inflammatory on RAW 264.7 cells and anti-cancer activities on HL-60, A-549, HEP-3B, HCT-116, and SW-480 cancer cells. All the five fractions showed potential anti-inflammatory activities against lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 macrophages cells with IC50 values less than 6.25 μg mL−1. Moreover, 90% n-hexane column elution of NOMH (NOMH90) down-regulated lipopolysaccharide-stimulated protein levels of inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2. Furthermore, NOMH90 showed marked cytotoxic effect on the HL-60 cells with IC50 value of 23.58 ± 0.09 μg mL−1. In addition, Hoechst 33342 cell permeable dye used to visualize the apoptosis nucleus and cell cycle analysis measured Sub-G1 DNA contents to confirm reduction of the cell viability in NOMH90 treated cells due to induction of apoptosis in HL60. These results are quite related to the phytosterol contents of the NOMH fractions and the results suggest N. oculata extracts might be useful as potential sources of natural anti-inflammatory and anti-cancer compounds. In conclusion, the sterol content in N. oculata might provide a promising role in future medicines in anti-inflammatory and anti-cancer.

용융 압출 발포에 의한 폴리락틱산 지지체 가공 (Preparation of Poly(L-lactic acid) Scaffolds by Melt Extrusion Foaming)

  • 이종록;강호종
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.198-203
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    • 2005
  • 용융 압출 발포에 의하여 폴리락틱산(PLLA) 지지체를 제조하고 발포 조건이 지지체의 구조와 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보고 이를 염 추출법에 의하여 제조된 지지체와 비교하였다. 발포제를 함유한 PLLA 용융체가 압출기 및 다이에서 체류하는 시간이 발포제의 무게를 최대로 감소시키는 시간과 일치하여야 최적의 PLLA 지지체의 구조를 얻을 수 있음을 확인하였다. PLLA지지체의 구조를 유지하기 위해서는 발포제의 함량을 $10\;wt\%$ 이하로 조절해야 하며 PLLA 지지체의 다공도는 PLLA의 압출기에서의 체류시간에 가장 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 용융 압출 발포에 의하여 얻어진 지지체는 일반적으로 염 추출법에 의하여 제조된 지지체보다 다소 낮은 다공도를 갖지만 발포 조건의 조절에 의하여 적절한 다공 크기와 다공의 연결성을 가지며 동시에 우수한 기계적 특성을 가져 경조직 재생(hard tissue regeneration)용으로 사용이 가능할 것으로 사료된다.

High Transparent, High Mobility MoO3 Intergraded InZnO Films for Use as a Transparent Anode in Organic Solar cells

  • Kim, Hyo-Jung;Kang, Sin-Bi;Na, Seok-In;Kim, Han-Ki
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.343-343
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    • 2014
  • We reported on the electrical, optical, structural and morphological properties fabricated by co-sputtering for use as an anode for organic solar cells (OSCs). By adjusting RF and DC power of $MoO_3$ and IZO targets during co-sputtering, we fabricated the $MoO_3$-IZO electrode with graded content of the $MoO_3$ on the IZO films. At optimized $MoO_3$ thickness of 20 nm, the $MoO_3$ graded IZO electrode showed a higher mobility ($33cm^2/V-Sec$) than directly deposited $MoO_3$ on IZO film ($26cm^2/V-Sec$). At visible range (400nm~800nm), optical transmittance of the $MoO_3$ graded IZO electrode is higher than that of directly deposited $MoO_3$ on IZO film. High mobility of $MoO_3$ graded on IZO is attributed to less interface scattering between $MoO_3$ and IZO. To investigate the feasibility of $MoO_3$ graded IZO films, we fabricated conventional P3HT:PCBM based OSCs with $MoO_3$ graded IZO as a function of MoO3 thickness. The OSC fabricated on the $MoO_3$ graded IZO anode showed a fill factor of 66.53%, a short circuit current of $8.121mA/cm^2$, an open circuit voltage of 0.592 V, and a power conversion efficiency of 3.2% comparable to OSC fabricated on ITO anode and higher than directly deposited $MoO_3$ on IZO film. We suggested possible mechanism to explain the high performance of OSCs with a $MoO_3$ graded IZO.

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용담화 에탄올 추출물의 항염증 효과에 관한 연구 (Study on Anti-inflammatory Effect of Ethanol Extract of Gentianae sino-ornata)

  • 최형욱;인명희;리순화;김은주;임규상;우원홍
    • 한방안이비인후피부과학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.51-61
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    • 2015
  • Objective : This research has been conducted to comparative analysis of anti-inflammatory effects to suggest a usefulness of ethanol extracts fromGentianae sino-ornata(GSO) as a functional material for inflammatory activities.Methods : Cell viability was measured by neutral red (NR) assay, and nitric oxide (NO) production in RAW264.7 cells was monitored by measuring the nitrite content in culture medium. The expressions of cyclooxigenase-2 (COX-2) was determined by western blot analysis, and Inducible nitric oxide syntase (iNOS) and cytokine were determined by reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR).Results : When the GSO extract was added the concentration of 5-20 ㎍/㎕, the viability of cells was maintained 90% or more at all levels. NO production was suppressed by the treatment of GSO in LPS-stimulated RAW264.7 cells. GSO inhibited the expression of iNOS, COX-2, IL-1βand IL-6 in LPS-stimulated RAW264.7 cells.Conclusions: From this results, we consider that GSO can be a useful therapeutic and preventive approach to various inflammatory diseases as a functional material for inflammatory activities.

Genomic Insights and Its Comparative Analysis with Yersinia enterocolitica Reveals the Potential Virulence Determinants and Further Pathogenicity for Foodborne Outbreaks

  • Gnanasekaran, Gopalsamy;Na, Eun Jung;Chung, Han Young;Kim, Suyeon;Kim, You-Tae;Kwak, Woori;Kim, Heebal;Ryu, Sangryeol;Choi, Sang Ho;Lee, Ju-Hoon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권2호
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    • pp.262-270
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    • 2017
  • Yersinia enterocolitica is a well-known foodborne pathogen causing gastrointestinal infections worldwide. The strain Y. enterocolitica FORC_002 was isolated from the gill of flatfish (plaice) and its genome was sequenced. The genomic DNA consists of 4,837,317 bp with a GC content of 47.1%, and is predicted to contain 4,221 open reading frames, 81 tRNA genes, and 26 rRNA genes. Interestingly, genomic analysis revealed pathogenesis and host immune evasion-associated genes encoding guanylate cyclase (Yst), invasin (Ail and Inv), outer membrane protein (Yops), autotransporter adhesin A (YadA), RTX-like toxins, and a type III secretion system. In particular, guanylate cyclase is a heat-stable enterotoxin causing Yersinia-associated diarrhea, and RTX-like toxins are responsible for attachment to integrin on the target cell for cytotoxic action. This genome can be used to identify virulence factors that can be applied for the development of novel biomarkers for the rapid detection of this pathogen in foods.