• 생태와환경
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• 제50권3호
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• pp.305-313
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• 2017

기후변화로 잦아진 강우에 의해 염분 환경에 유입되는 담수생물의 영향을 파악해 보고자 하였다. 담수의 오염지표생물인 깔따구과의 실내 실험종인 C. riparius를 대상으로 염분 노출에 따른 스트레스 반응으로 생존율과 탈피율, 성장기간, 하순기절 기형을 분석하였고, 분자생물학적으로 스트레스 분자마커로 연구가 이루어진 HSP70 유전자 발현을 측정하였다. C. riparius의 생존율은 노출시간에 따라 감소하였으며 15 psu에서 4일이 경과하면 생존개체가 관찰되지 않았다. C. riparius의 pupation과 emergence는 15 psu 이상에서는 보이지 않았고 탈피의 성공은 10 psu에서 20% 이하였다. 또한 C. riparius의 성장지연은 pupation과 emergence 기간에서 잘 반영되어, 대조군과 5 psu에 비해 10 psu에서 4일이 늦어졌다. 염분 노출 96시간 후 관찰한 C. riparius 하순기절 형태 이상은 10 psu와 15 psu에서 소수 관찰되었다. C. riparius HSP70 유전자 발현은 대조군에 비해 5, 10 psu에서 약 2.5~4배 이상 발현량이 크게 증가하였다. 따라서 염분은 담수생물에게 매우 큰 스트레스를 제공하는 원인물질로 유해물질과 유사한 생태독성학적인 반응과 분자지표 반응을 보여주었다.

• 한국패류학회지
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• 제29권3호
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• pp.181-187
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• 2013

In order to investigate environmental stress inducible genes in abalone, we analyzed differentially expressed transcripts from a Pacific abalone, Haliotis discus hannai, after exposure to heat-, cold- or hyposalinity-shock by suppression subtractive hybridization (SSH) method. 1,074 unique sequences from SSH libraries were composed to 115 clusters and 986 singletons, the overall redundancy of the library was 16.3%. From the BLAST search, of the 1,316 ESTs, 998 ESTs (75.8%) were identified as known genes, but 318 clones (24.2%) did not match to any previously described genes. From the comparison results of ESTs pattern of three SSH cDNA libraries, the most abundant EST was different in each SSH library: small heat shock protein p26 (sHSP26) in heat-shock, trypsinogen 2 in cold-shock, and actin in hyposalinity SSH cDNA library. Based on sequence similarities, several response-to-stress genes such as heat shock proteins (HSPs) were identified commonly from the abalone SSH libraries. HSP70 gene was induced by environmental stress regardless of temperature-shock or salinity-stress, while the increase of sHSP26 mRNA expression was not detected in cold-shock but in heat-shock condition. These results suggest that the suppression subtractive hybridization method is an efficient way to isolate differentially expressed gene from the invertebrate environmental stress-response transcriptome.

• 한국해양생명과학회지
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• 제5권1호
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• pp.17-24
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• 2020

참다슬기 아가미 조직으로부터 heat shock protein 70 유전자를 분리·동정하였다. 참다슬기 HSP70 cDNA의 open reading frame (ORF)는 1,917 bp로 639개의 아미노산을 암호화하여 분자량은 약 70 kDa으로 예측되었다. 생물정보학 배열분석에 의해 HSP 유전자 기능과 관여되어 있는 3가지 주요 signature motifs와 보존된 도메인을 확인하였다. 계통학적 분석을 통하여 참다슬기 HSP70 유전자는 왕우렁이 Pomacea canaliculate와 같은 클러스트에 포함된다는 사실을 확인하였다. 수온 및 염분 변화에 따라, 참다슬기 HSP70 mRNA 유전자 레벨은 유의적으로 증가하였으며(p < 0.05), 이는 외부자극요인을 파악할 있는 분자생물학적 마커로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국양식학회지
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• 제20권4호
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• pp.205-211
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• 2007

Stress-inducible proteins may function in part as molecular chaperones, protecting cells from damage due to various stresses and helping to maintain homeostasis. We examined the mRNA expression patterns of a 68-kDa heat shock protein (HSP68) and 78-kDa glucose-regulated protein (GRP78) in relation to physiological changes in Pacific oyster Crassostrea gigas under osmotic stress. Expression of HSP68 and GRP78 mRNA in the gill significantly increased until 48 h in a hypersaline environment (HRE) and 72 h in a hyposaline environment (HOE), and then decreased. Osmolality and the concentrations of $Na^+$, $Cl^-$, and $Ca^{2+}$ in the hemolymph of HRE oysters significantly increased until 72 h (the highest value) and then gradually decreased; in HOE oysters, these values significantly decreased until 72 h (the lowest value), and then increased. These results suggest that osmolality and $Na^+$, $Cl^-$, and $Ca^{2+}$ concentrations were stabilized by HSP68 and GRP78, and indicate that these two stress-induced proteins play an important role in regulating the metabolism and protecting the cells of the Pacific oysters exposed to salinity changes.

• 환경생물
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• 제33권4호
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• pp.450-458
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• 2015

The heat shock proteins (Hsps), one of the most highly conserved groups of proteins, play crucial roles in protecting cells against environmental stressors, such as temperature, salinity, heavy metals and pathogenic bacteria. The glutathione S-transferases (GST) have important role in detoxification of oxidative damage, environmental chemicals and environmental stress. The purpose of this study is to investigate the gene expression of Hsp70 and GST on change of temperature and salinity in Mytilus coruscus. The M. coruscus was cultured in incubator of separate temperature and salinity (8, 20, $30^{\circ}C{\times}20$‰, 25‰, 30‰) for 28 days. Ten individuals in each group were selected after each 14 and 28 days exposure. Results that the expression of Hsp70 mRNA was no significant changed in M. coruscus exposed to temperature ($8^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $30^{\circ}C$) and salinity (20‰, 25‰, 30‰) for 14 days. Whereas the expression of Hsp70 mRNA was increased in exposure to temperature $30^{\circ}C$ and salinity (20‰, 25‰, 30‰) for 28 days. The expression of GST mRNA was increased in exposure to temperature $30^{\circ}C$, salinity (25‰, 30‰) for 14 days and temperature ($8^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $30^{\circ}C$), salinity (20‰, 25‰, 30‰) for 28 days. These results suggest that Hsp70 and GST were played roles in biomarker gene on the thermal and salinity stress.

• The Plant Pathology Journal
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• 제31권4호
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• pp.323-333
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• 2015

As sessile organisms, plants are exposed to persistently changing stresses and have to be able to interpret and respond to them. The stresses, drought, salinity, chemicals, cold and hot temperatures, and various pathogen attacks have interconnected effects on plants, resulting in the disruption of protein homeostasis. Maintenance of proteins in their functional native conformations and preventing aggregation of non-native proteins are important for cell survival under stress. Heat shock proteins (HSPs) functioning as molecular chaperones are the key components responsible for protein folding, assembly, translocation, and degradation under stress conditions and in many normal cellular processes. Plants respond to pathogen invasion using two different innate immune responses mediated by pattern recognition receptors (PRRs) or resistance (R) proteins. HSPs play an indispensable role as molecular chaperones in the quality control of plasma membrane-resident PRRs and intracellular R proteins against potential invaders. Here, we specifically discuss the functional involvement of cytosolic and endoplasmic reticulum (ER) HSPs/chaperones in plant immunity to obtain an integrated understanding of the immune responses in plant cells.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권1호
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• pp.41-52
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• 2014

반폐쇄적인 천수만에서 장마기 동안 짧은 기간에 대량의 담수가 집중적으로 유입될 때 발생할 수 있는 플랑크톤 생태계의 영향을 파악하고자 하였다. 이를 위해 장마기 전 후, 2012년 6월 27일부터 9월 1일까지 약 열흘 간격으로 수온, 염분, chlorophyll a 농도, 영양염 농도와 동물플랑크톤의 분포를 조사하여, 이들 각 변수간의 관계를 파악해 보았다. 담수 방류 후 영양염 농도는 약 2배 이상 증가하였고, 그 결과로 나타나는 chlorophyll a 농도 증가는 수 일이 소요되는 것으로 추정되었다. 동물플랑크톤의 경우는 먹이생물인 식물플랑크톤의 증가에 따른 개체수 증가라는 긍정적인 면과 염분 충격으로 인한 사망이라는 부정적인 면이 동시에 나타나는 것으로 여겨졌다. 급격한 염분 하강으로 인한 동물플랑크톤의 사망률은 최고 40%까지 나타났으나, 사체의 빠른 침강으로 신뢰할 만한 사망률 추정에는 한계가 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권5호
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• pp.513-523
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• 2017

본 연구는 섬진강 하구역에서 2017년 2월 대조기 만조와 간조, 3월 소조기 간조 동안 염분 구배에 따른 식물플랑크톤 생리활성도를 평가하였다. 또한 2월 대조기 조사에서 나타난 특이적인 pH 변화특성을 파악하기 위해 추가적인 재현실험을 병행하였다. 현장조사 결과에 의하면, 만조와 간조에 수층 혼합에 의한 수직적인 염분의 차이는 미미하였지만, 담수역으로 향할수록 염분이 낮아져 수평적인 염분구배가 뚜렷하였다. 염분과 영양염(질산염+아질산염: R=0.997, p<0.001; 규산염: R=0.979, p<0.001)과의 강한 음의 상관관계를 보였고, 이는 담수 기원의 질소와 규소의 높은 농도의 영양염류가 해수와 혼합되는 과정에서 희석되고 있다는 것을 의미한다. 반면, 인산염농도는 염분이 15 psu를 기점으로 고염분의 유역에서는 상대적으로 높은 농도가 관찰되었고, 이는 수심이 얕은 광양만의 퇴적물이 조석에 의한 수층혼합으로 재부유되어 인산염 재용출로 인해 수층에 일정량 기여하였다는 것을 의미한다. 섬진강 하구역에서 동계 2월과 3월 우점한 식물플랑크톤은 Eucampia zodiacus로 나타났고, 그들은 전체 군집의 70% 이상을 차지하였다. 특히, 3월 생물 활성도를 평가한 결과, 염분과 chlorophyll a(R=0.82)뿐만 아니라 active chlorophyll a(R=0.80)과 강한 양의 상관관계를 보였다(p<0.001). 특히 담수의 영향을 강하게 받는 상류 정점에서는 해수종 규조류가 염분충격으로 생리활성을 잃어 최대 75 % 사멸율을 기록하였다. 2월 대조기 조사에서는 상대적으로 형광값이 높은 정점에서 pH가 높게 나타났고, 이는 높은 밀도로 우점한 규조류의 광합성 작용으로 $CO_2$가 다량 흡수되어 pH 상승효과를 가져온 것으로 판단되었다. 또한 2월 현장식물플랑크톤 군집을 농축하여 저염분 환경에서 생물농도구배에 따른 pH 변화를 파악한 결과, 염분충격에 의해 사멸한 식물플랑크톤의 영향으로 광합성 활성도의 감소를 가져왔고, 우점 규조류의 사멸로 인해 박테리아가 현저하게 증식하였다. 그 결과 박테리아가 규조류를 생분해하는 과정에서 $CO_2$가 발생하여 pH 의 감소를 유발하였다. 결과적으로 섬진강하구역에서는 염분 구배에 따른 생물의 광합성 활성도의 차이와 생물사멸이 뚜렷하게 관찰되었고, 이는 pH의 증감을 유발하는 중요한 인자로 파악되었다.

• 한국패류학회지
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• 제32권2호
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• pp.73-81
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• 2016

Heat shock proteins (HSPs), one of the most highly conserved groups of proteins characterized to date, play crucial roles in protecting cells against environmental stresses, such as heat shock, salinity and oxidative stress. The glutathione S-transferases (GST) have important role in detoxification of oxidative stress, environmental chemicals and environmental stress. GST mRNA expression have been used as biomarkers on environmental stress. The purpose of this study was to investigate the death rate and the gene expression of Hsp70 and GST during air exposure and starvation. Results showed that, the expression of Hsp70 mRNA was significantly changed in the experiment groups, such as air exposure and starvation. GST mRNA expression was significantly increased in the experimental group of starvation. These results suggest that Hsp70 and GST were played roles in biomarker gene on the air exposure and starvation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권1호
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• pp.136-145
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• 2020

Chlorella sp. HS2, which previously showed excellent performance in phototrophic cultivation and has tolerance for wide ranges of salinity, pH, and temperature, was cultivated heterotrophically. However, this conventional medium has been newly optimized based on a composition analysis using elemental analysis and ICP-OES. In addition, in order to maintain a favorable dissolved oxygen level, stepwise elevation of revolutions per minute was adopted. These optimizations led to 40 and 13% increases in the biomass and lipid productivity, respectively (7.0 and 2.25 g l^-1d^-1 each). To increase the lipid content even further, 12 h heat shock at 50℃ was applied and this enhanced the biomass and lipid productivity up to 4 and 17% respectively (7.3 and 2.64 g l^-1d^-1, each) relative to the optimized conditions above, and the values were 17 and 14% higher than ordinary lipid-accumulating N-limitation (6.2 and 2.31 g l^-1d^-1). On this basis, heat shock was successfully adopted in novel Chlorella sp. HS2 cultivation as a lipid inducer for the first time. Considering its fast and cost-effective characteristics, heat shock will enhance the overall microalgal biofuel production process.