• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권4호
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• pp.265-275
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• 2002

주요 농작물에서 건강-방어용 flavonoids 생성, phytoalexin (isoflavonoid, flavanol, proanthocyanidin)의 생성 및 소절을 통한 식물의 저항력 증대, 색소 (flavonol, anthocyanin)의 합성에 의한 자외선 방어, nod 유전자 inducer (flavones, isoflavones)의 대량 발현에 의한 혹 형성 (nodulation) 효율증대 등은 대사공학 적으로 향상 가능한 부분들이다. 파란 꽃을 개화하는 품종이 카네이션, 국화, 장미 등 중요 장식용 화훼작물들에는 결핍되어 있는데,이는 F3'5'H 유전자가 없어서 파란색 delphinidin 색소를 생산할 수 없기 때문으로 추정된다. 따라서 F3'5'H 유전자를 형질전환 하여 이러한 제한을 극복하고 delphinidin 유도체 생산이 가능하게 되면 파란색 꽃의 생산 가능성을 증대시킬 수 있게 된다. 또한 영양학적인 측면에서 이미 중요한 생리적 기능이 밝혀진 catechin을 비롯한 proanthocyanidin 과 anthocyanin은 의약품 및 식품첨가제 등 다양한 분야에서 크게 시장성을 넓히고 있어 상업적 측면에서 대사공학의 유망한 목표가 되고 있다. 최근의 대사공학 분야에서의 많은 성공에도 불구하고, flavonoid에 대한 고도의 대사공학 조절을 이용하여 원하는 flavonoid 화합물을 생성하거나, 원치 않는 flavonoid 화합물을 억제하도록 하는 데는 여전히 기술적 문제점들이 남아있다. 예를 들면 IFS와 FLS 등의 유전자 분리 그리고 조직 및 시기 특이적인 promoter 개발 등이 동시에 이루어져야 하며, co-pigmentation 및 액포 pH와 관련된 메카니즘에 대한 이해, 화훼작물들의 형질전환 기술 개발 등이 이루어져야 원하는 꽃의 착색 조절이 가능하게 될 것이다. 최근 나팔꽃에서 액포의 $Na^{＋}$H$^{＋}$ exchanger를 파괴하여 화색을 변경시킨 mutants 연구를 통하여 조만간 액포 pH의 조절을 이용한 식물 대사공학이 가능할 것으로 기대되고 있다 (Yamaguchi et al. 2001). 아직 자연계에서 기본적인 골격의 변경만으로 수천 종류의 flavonoid가 생성 가능한가는 여전히 의문점으로 남아 있으나, 분명한 것은 다양한 식물 체계에서의 노력으로 농업, 원예, 그리고 영양분 증대를 위한 flavonoid 대사를 어떻게 조절할 것인가에 대한 정보를 얻을 수 있고, 또한 flavonoid 생합성 연구로부터 얻어진 정보들을 통하여 세포질 대사와 기본적인 생물학적 현상에 대한 이해를 넓힐 수 있게 될 것이다.

• 자원환경지질
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• 제46권6호
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• pp.521-533
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• 2013

본 연구는 규소슬래그의 흡착제로서의 주요한 특성을 분석하고 규소슬래그와 수용상 비소와의 흡착특성을 규명하여 규소슬래그의 비소 흡착제로서의 활용가능성을 평가하고자 수행되었다. 규소슬래그의 비표면적은 6.71 $m^2/g$으로 다른 슬래그들에 비해 다소 높았으나, 비소 제어에 널리 이용되고 있는 철 (산수)산화물들에 비해서는 상대적으로 낮았다. 전위차 적정법(potentiometric titration)에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.3으로 비교적 높아 주로 음이온으로 존재하는 비소의 흡착에 유리한 특성인 것으로 조사되었다. 흡착등온식을 알아보기 위한 실험결과, 두 비소 종 모두 Langmuir 등온식이 규소슬래그와의 흡착특성을 가장 잘 모사한 것으로 평가되었다. pH에 따른 흡착특성은 3가 비소는 pH 7에서 최대 흡착량을 보였고, 그 외 pH 조건에서는 흡착량이 현저하게 감소하였다. 5가 비소의 최대 흡착량은 가장 낮은 pH 조건(pH 4)에서 나타났으며, pH가 증가함에 따라 흡착량이 지속적으로 감소하는 것으로 조사되었다. 흡착반응속도를 알아보기 위한 실험결과, 3가 비소의 흡착은 2시간 이내에 평형에 도달하였으며, 5가 비소의 경우에는 8시간 이내에 평형에 도달하였다. 그리고 비소의 화학종과 관계없이 규소슬래그와의 흡착반응속도는 유사이차 반응속도모델이 가장 적합한 것으로 나타났다. 동일한 실험 조건에서 5가 비소가 3가 비소 보다 약 6배가량 큰 규소슬래그와의 친화력을 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권3호
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• pp.338-345
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• 2009

미강유(RBO), 팜스테아린(PS), 고올레인산 해바라기씨유(HO)를 기질로 사용하여 24 hr, $65^{\circ}C$의 조건하에 회분식 반응기(batch type reactor)에서 TLIM을 이용한 interesterification을 통해 생성된 저트랜스 쇼트닝의 이화학적 특성을 살펴보았다. DSC 분석결과를 살펴보면, SFC 함량 변화는 commercial shortening과 low-trans shortening(LTS) 간에 거의 유사하게 측정되었고, slip melting point는 각각 35.5, $34.8^{\circ}C$로 나타났다. 지방산 조성 분석 결과, LTS는 전체 지방산 조성의 90% 이상이 C16:0(33.7 wt%), C18:1(45.7 wt%), C18:2(13.4 wt%)로 구성되어 있으며 이 중 트랜스지방산은 시중 유통 쇼트닝보다 3배 이상 적은 0.5 wt%로 미량 검출되었다. Sn-2 position에 위치한 지방산 조성은 C16:0이 36.6 wt%, C18:1이 43.5 wt%로 나타났다. LTS의 주요 TAG 조성으로는 POO, POP, PLO 등으로 나타났고, 반응 전과 반응 후의 TAG 조성을 비교해 보면, OOO와 PPP의 area%는 각각 27.65에서 6.97 area%로, 11.97에서 3.36 area%로 감소한 반면 POO는 15.94에서 29.05 area%로, PLO는 6.44에서 13.05 area%로 증가되었다. ${\alpha},\;{\gamma}\;{\delta}$-Tocopherol 분석 결과 LTS의 total tocopherol은 12.37 mg/100 g, ${\gamma}$-oryzanol 함량은 0.43 mg/100 g을 나타냈으며, total phytosterol 함량은 251.38 mg/100 g으로 나타났다. Commercial shortening과 LTS의 texture analyzer를 통한 hardness 측정 결과, commercial shortening은 157.41 g, LTS는 157.00 g으로 두 시료의 hardness가 비슷하게 측정되었다. LTS의 polymorphic form을 측정하기 위해 x-ray duffraction을 사용하였다. 일반적으로 쇼트닝이나 마가린은 ${\beta}'$형 결정일 때 바람직하다고 여겨지는데, LTS의 분석 결과 ${\beta}$형이 함께 공존하고 있지만, ${\beta}'$형이 우세하게 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.205-214
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• 2020

남세균은 수계나 토양 생태계에서 질소 고정 능력으로 인해 질소순환 과정에 중요한 역할을 하는 미생물로 다양한 산업분야에서 활용될 수 있는 유용 물질을 생산할 수 있다. 또한 일부 종은 수생태계에서 유해조류 번성을 일으켜 수자원의 이용을 제한한다. 일반적으로 생물소재은행은 관련 연구를 위해 남세균 배양주를 제공하는 역할을 한다. 하지만 국내 생물소재은행에서는 남세균의 체계적인 보존이 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 분리한 Trichormus variabilis (syn. Anabaena variabilis)를 대상으로 알긴산 마이크로캡슐을 이용한 동결보존기술을 개발하였다. 동결보존제만 사용하는 일반 동결보존법과 세포를 마이크로캡슐에 포집한 후 동결보존제를 혼합하는 두 가지 방법으로 실험을 수행하였고 각각의 효율을 비교하였다. T. variabilis 동결보존 후 35일간 재배양하여 세포수를 비교한 결과 두 가지 동결보존법 모두 재생에 성공하였으며, 초기 농도 1.0 × 10⁵ cells에서 마이크로캡슐 방법은 6.7 × 10⁶ cells로, 일반 동결 보존법은 1.1 × 10⁷ cells로 증가되었다. 또한 배양 14일 후 T. variabilis 세포의 부정형 형태를 발견하였다. 세포 소기관을 관찰하기 위해 투과전자현미경(TEM) 분석을 하였고 lacunae와 lipid body의 크기가 줄어든 것을 확인하였다. 세포 형태와 관련된 mreB 유전자가 동결보존 전에 비해 동결 보존 후 발현량이 54.7%로 감소된 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 향후 사상성 남조류에 대하여 보존제와 마이크로캡슐을 이용한 동결보존이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제53권2호
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• pp.135-142
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• 2015

본 연구는 미국바퀴(Periplaneta americana)의 식의약용 소재로의 활용을 위하여 미국바퀴의 사육 특성을 조사하여 사육의 편의를 제공하고, 유용물질의 분리 및 분석을 통하여 식의약용 소재로의 가능성을 제시하고자 하였으며, 그 결과로 미국바퀴는 한 개의 난포가 평균 25개의 알을 포란하고 있고, 14.5개의 알이 부화하여 약 67%의 부화율을 보였으며, $28^{\circ}C$에서 사육하는 것이 가장 효율적인 사육온도로 확인하였다. 미국바퀴(P. americana) 성충의 일반성분 및 유용성분 분석 결과, 일반성분 중 수분이 60% 이상을 차지하고 있으며, 조지방이 1%, 조단백질은 33.49 %로써 조단백질 함량이 높게 측정되었다. 필수아미노산이 2.37%를 차지하고 있으며, 지방산은 항암작용을 가지고 있는 oleic acid (C18 : 1n9c)가 28.91%, palmitic acid(C16 : 0)가 19.06%로 가장 많은 량을 차지하고 있어 미국바퀴의 식용화 가능성을 확인하였다. 미국바퀴(P. americana)는 성충을 멸균증류수(DW) 및 각종 유기용매(ethyl acetate, hexan, ethyl ether, EtOH, MeOH))로 추출하여 각각의 조추출물이 가지고 있는 항균 활성을 측정하기 위하여 그램 음성균인 P. aeruginosa, E. coli와 그램 양성균인 B. subtilis, S. auricularis와 진균인 C. abbicans을 대상으로 실시한 disc diffusion test의 결과, ethyl ether를 이용하여 추출한 조추출물이 시험에 사용된 각각의 공시균주에 대하여 B. subtilis $1.88{\pm}0.40mm$, S. auricularis $7.78{\pm}0.76mm$, P. aeruginosa $6.44{\pm}1.03mm$, E. coli $7.55{\pm}0.74mm$, C. abbicans $5.61{\pm}0.57mm$의 clear zone을 형성하면서 각각의 균주 생장을 저해하는 것을 확인하였으며, 온도 스트레스에 대한 항산화 물질인 GST 발현량을 Real Time PCR을 이용하여 정량분석 한 결과, 항산화 단백질인 GST는 $37^{\circ}C$에서 한 시간 단위로 점차 발현량이 증가하고, $4^{\circ}C$ 처리를 한 경우에는 1시간 경과 후 급격하게 증가하였으며, 2시간 경과한 후에 가장 많은 발현량을 보였다. 본 연구결과에 따라서, 미국바퀴(P. americana)는 각종 유용성분을 함유하고 있으며, 항균 활성도 우수한 것으로 확인하였고, 온도처리와 같은 사육조건 조절시 고품질의 원료생산을 통한 농가소득 증대에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국가금학회지
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• 제46권1호
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• pp.31-37
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• 2019

닭의 clathrin-associated adaptor protein $3-{\delta}$ subunit 2(AP3S2)는 clathrin-coated vesicle를 가진 표적 세포막으로 암 배양 단백질 수송에 관여한다. AP3S2는 C형 간염 바이러스 감염으로 간 섬유화를 매개하고, 2형 당뇨병과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 또한, AP3S2는 clathrin-dependent endocytosis를 통해 숙주 세포로의 바이러스 유입에 관련된 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 기존 연구에서 닭 신장조직에서 차별 발현 유전자로 발굴된 닭 AP3S2 유전자의 분자유전학적 특성을 구명하고, 닭의 조직에서의 유전자 발현 양상을 조사하며, 톨-유사수용체 3 (Toll-like receptor 3; TLR3) 자극에 의한 전사 조절을 연구하였다. 닭 AP3S2 유전자가 코딩하는 단백질의 구조는 다른 종과 매우 보존적이고 진화적으로 제브라 피쉬와 가장 가깝고, 포유류와 가장 먼 것으로 추정되었다. 닭의 다양한 조직에서 닭 AP3S2 유전자의 전사 수준을 조사한 결과, 폐에서 가장 높게 발현되었으며, 그 다음은 비장 순이었다. 닭의 배아 섬유아세포 주인 DF-1세포에서 조사한 결과, AP3S2 유전자의 발현은 TLR3 신호자극에 의해 감소하였다. 전사조절인자인 $NF{\kappa}B$나 AP-1의 억제제를 이용하여 조사한 결과, $NF{\kappa}B$나 AP-1의 억제에 의해 유전자 발현이 영향을 받지 않았다. 이 결과는 DF-1 세포에서 닭 AP3S2 유전자의 발현은 적어도 이 두 전사조절인자와는 독립적인 경로에 의해 조절됨을 시사한다. 본 연구의 결과는 닭 AP3S2가 바이러스 감염에 역할을 하고, TLR3 신호에 관여함을 제시한다. 추가연구를 통해 닭 AP3S2의 전사 조절과 바이러스 침입 메커니즘을 구명할 필요가 있다고 사료된다.

• 한국버섯학회지
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• 제20권3호
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• pp.113-118
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• 2022

버섯재배 품목 다양화를 위하여 경쟁력 있는 품목을 개발하고자 쓴 맛이 적고, 자실체의 형태와 품질, 생산성이 우수한 느티만가닥버섯을 육성하였다. 2019년부터 국내외에서 유전자원을 수집하고 교배하여, 특성검정 및 생산력 검정, 농가실증의 과정을 거친 느티만가닥버섯 신품종 '윤슬'의 주요 특성은 다음과 같다. 균사생장적온은 22~25℃, 발이 및 생육온도는 15~18℃, 재배일수는 113일로 대조품종(만가닥2호)과 유사하였다. 갓 색은 회갈색으로 대조품종(갈색)에 비해 더 밝고, 갓 무늬는 대조품종에 비해 잘게 나타났다. 갓 형태는 반구형으로 대조품종과 유사하였다. 대 직경과 길이가 각각 9.4 mm, 86.3 mm 였으며, 대조품종(10.2 mm, 79.9 mm)에 비해 가늘고 긴 형태로 대 밑부분까지 직경이 일정한 원통형으로 나타났다. 자실체 병 당 유효경수는 1,100 cc(?75 mm)병 기준으로 47.8개로 대조품종 (31.0개)보다 더 많았다. 병 당 수량은 1,100 cc(?75 mm)병 기준으로 197.4 g으로 대조품종(151.9 g)대비 약 30% 높았다. 식미평가 결과 쓴 맛 정도는 5점척도 기준으로 2.3으로 대조품종(4.1)에 비해 쓴맛이 덜했다. 모본 및 대조품종과 대치배양 시 대치선이 뚜렷하고, 균사체 DNA PCR반응 결과, 밴드패턴이 모본 및 대조품종과 다른 양상을 보여 교배종임을 확인하였다. 느티만가닥버섯은 국내도입 후 적지않은 시간이 흘렀으나 여전히 다른 버섯품목에 비해 시장의 규모가 작다. 실질적인 농가보급 확대 및 소비촉진을 위한 관심과 연구가 이어져야 할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제32권3호
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• pp.202-209
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• 2022

반수체 단세포 진핵생물인 녹조류 Chlamydomonas reinhardtii는 미세조류와 유전자 변형을 이용하여 고부가가치 물질을 생산하는 세포 공장으로 연구자와 산업계에서 오랫동안 사용되어 왔다. 현재 대부분의 기초 및 산업 연구에 사용되는 외래종인 C. reinhardtii를 대체하기 위하여 충청과 전라지역 12개의 담수에서 채취한 시료에서 Chlamydomonas로 추정되는 미세조류 K01을 분리하였다. 분리균주 K01의 형태학적 분석과 18S rDNA 유전자 서열(NCBI 수탁번호 KC166137)의 계통발생학적 분석을 통하여 분리균주 K01는 Chlamydomonas reinhardtii로 동정 되었다. 분리균주 C. reinhardtii K01의 성장 및 지질 함량은 TAP 배지에서 3개의 야생 균주 및 4개의 돌연변이 균주와 비교하였다. 이들 균주 중 C. reinhardtii K01 균주가 배양 3일째 1.74×10⁷ cells/ml개의 세포수가 관찰되었다. 이는 비교 균주 중 가장 높은 세포 수(1.20×10⁷ cells/ml)를 나타내어 UTEX2244와 비교했을 때 1.5배 빠른 성장속도를 보였다. 분리균주 C. reinhardtii K01의 지질함량(20.67%)은 야생형 균주의 지질함량과 유사하였다. 분리균주 Chlamydomonas reinhardtii K01의 지방산 성분은 7종의 분양 균주에서 확인된 지방산 중 oleate (C18:1)가 검출되지 않았다. 분리균주 C. reinhardtii K01은 nitrate (NaNO₃)를 질소원으로 포함하는 BG11배지에서 배양 6일 동안 0.87 g/l까지 세포밀도가 증가하였으나, 분양균주인 7종의 Chlamydomonas의 경우 모든 균주에서 세포증식이 거의 일어나지 않았다.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.828-834
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• 2023

쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus)에서 분리한 막전단백질 258(transmembrane protein 258, Tmem258)을 코딩하는 cDNA를 GbTmem258로 이름 붙였다. 이 단백질은 80개의 아미노산으로 구성되어 있으며, N-glycosylation site가 없고, 각각 2개의 serine과 threonine, 1개의 tyrosine 잔기로 구성된 5개의 잠재적 인산화 부위를 가지고있다. GbTmem258 단백질은 분자량은 9.06 kDa이며 이론적 등전점은 5.5으로 계산되었으며, alpha-helix (52.5%), random coils (22.5%), extended strands (16.25%), beta turns (8.75%)의 2차 구조 정보를 기반으로 GbTmem258의 3차 구조가 작성되었다. 그리고, GbTmem258은 다른 종의 Tmem258와 아미노산 수준에서 높은 상동성을 보였다. 이 연구에서는 기아와 먹이 공급에 의해 GbTmem258 발현 조절이 어떻게 영향을 받는지 조사하였다. 기아가 지속되는 동안 hindgut에서 GbTmem258 발현이 점진적으로 증가하여 기아 6일 후 대조군보다 1.5배 높은 수준이 되었다. 그러나 6일간의 기아상태가 끝난 후 하루 또는 이틀 동안 다시 먹이를 주면 GbTmem258 발현이 대조군 수준으로 회복되었다. 지방에서는 기아 동안 대조군에 비해서 GbTmem258 발현이 최대 3배까지 증가했지만, 6일 기아 후 하루 또는 이틀 동안 다시 먹인 후에는 발현이 약 2.5배 증가로 감소되었다. 굶기고 다시 먹이는 실험 내내 각각의 조직에서 주목할만한 GbTmem258 발현은 관찰되지 않았다.