• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1359-1370
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• 2012

애기장대에서 AtERF71/HRE2는 핵에서 전사인자로 작용하여 하위 유전자의 발현을 증가시키는 역할을 수행함으로써 저산소와 삼투 스트레스 반응에 관여할 것으로 여겨지는 유전자이다. 본 연구에서는 AtERF71/HRE2에 의해 직, 간접적으로 발현이 조절되는 하위 유전자를 알아보기 위해 AtERF71/HRE2 과발현체를 대상으로 마이크로어레이 실험을 수행하였다. 야생형에 비해 AtERF71/HRE2 과발현체에서 발현이 2배 이상 증가한 기능이 알려진 유전자는 AtERF71/HRE2 자신을 제외하고 161개였다. 161개 유전자 중 전사인자와 DNA-결합 단백질 등과 같은 전사조절자가 24개로 확인되어, AtERF71/HRE2는 하위 전사조절 유전자의 발현 조절을 통해 더 많은 유전자의 발현을 조절하는 상위 전사인자로서의 기능을 가질 것으로 추정되었다. 161개 유전자 중 15개 유전자를 대상으로 RT-PCR을 수행하여 마이크로어레이 결과의 신뢰성을 검증하였다. Genevestigator 데이터베이스 분석 결과, 161개 유전자 중 51개 유전자는 저산소 및 삼투 스트레스에 의해 발현이 증가하는 것으로 확인되었다. RT-PCR 분석 결과 AtERF71/HRE2 과발현체에서 발현이 증가한 15개 유전자 중 3개 유전자가 저산소에 의해 발현이 증가하였고, 다른 3개 유전자가 삼투 스트레스에 의해 발현이 증가하였으며, 이러한 결과는 이들 유전자가 AtERF71/HRE2에 의해 매개되는 저산소 또는 고염 스트레스 신호전달의 하위 유전자일 수 있음을 의미한다. 또한 본 연구의 마이크로어레이 분석 결과는 AtERF71/HRE2가 저산소 및 삼투 스트레스 반응뿐만 아니라 다른 환경 스트레스 반응과 식물 발달 조절에도 관여할 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제22권9호
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• pp.1224-1230
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• 2012

항암화학요법제는 의약품 시장 중 가장 큰 시장의 하나이며, 세계적으로 수많은 연구와 신약의 개발이 진행되고 있다. 그러나 암 세포 뿐만 아니라 정상세포와 조직에 대한 독성과 내성으로 인해 심각한 부작용이 지속되어, 최근 신혈관형성 억제와 천연물 유래의 암 치료제 개발이 많은 관심을 얻고 있다. 본 연구에서는 오미자의 활성성분 중 하나인 Gomisin A의 종양성장 및 전이억제 효과와 이들의 작용기전에 대해 확인하고자 하였다. Gomisin A의 종양성장 억제활성은 B16BL6 cell line을 C57/BL6 mice의 피하에 주입하여 유도된 종양모델을 활용 하였으며, Gomisin A 10 ${\mu}g/ml$, 100 ${\mu}g/ml$에서 양성 대조군에 비해 각각 $80.5{\pm}8.1%$, $96.2{\pm}2%$의 유의한 억제활성을 나타내었다. Gomisin A의 암세포에 대한 직접적인 독성은 MTT assay를 통해 확인하였고, 정상세포(HUVECs)와 종양세포주(A549, B16BL6, Du145, Huh7)에 대한 유의한 독성은 관찰되지 않았다. 종양조직에 의해 유도되는 신혈관형성 억제능은 C57/BL6 mice에 배양된 B16BL6 cell line을 피하주사하여 종양조직을 형성하고, 이들이 유도하는 신생혈관에 대한 Gomsin A의 억제활성을 확인하였다. Gomisin A를 10 ${\mu}g$/head와 100 ${\mu}g$/head에서 신혈관형성 억제활성은 양성 대조군에 비해 각각 $151{\pm}16.9%$, $98.5{\pm}29.5%$의 유의한 감소활성을 나타내었다. 종양전이 억제활성은 B16BL6 cell line을 C57/BL6 mice 미정맥에 주입하여 in vivo 폐전이 모델을 만들고 폐에 전이된 종양의 colony를 측정하여 확인하였다. Gomisin A의 농도 10 ${\mu}g$/head, 100 ${\mu}g$/head에서 각각 양성 대조군에 비해 $13.5{\pm}8.56%$, $58.3{\pm}9.12%$의 전이 억제활성을 나타내었다. 또한 Gomisin A는 B16BL6 cell line이 세포외기질에 대한 부착능을 유의하게 감소시킴을 확인하였다. 이러한 결과는 Gomisin A의 종양성장 억제활성이 암세포에 대한 직접적인 독성에 의한 것이 아닌 신혈관형성 억제에 의한 것이며, 또한 종양 전이 억제 활성을 나타냄으로서 향후, 암 예방 및 치료제 개발의 선도물질을 제공할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 오미자의 주요 생리활성 물질인 Gomisin A의 종양성장 억제 활성과 전이억제 활성을 규명하고자 하였다. Gomisin A가 종양성장 억제활성이 있음을 확인하였고, 이러한 효과는 종양세포에 대한 직접적인 독성에 의한 것이 아니라, 종양조직에 의해 유도되는 신혈관형성 저해 활성에 의해 나타나는 것을 규명하였다. 이러한 결과는 대부분의 항암화학요법제가 가지는 독성작용을 극복하고, 선택적인 종양성장 억제제로서의 개발 가능성을 시사하여 주고 있다. 또한 Gomisin A는 종양세포의 세포외기질 부착억제활성을 통해 암 전이 억제활성을 나타냄을 확인하였다. 지금까지의 결과는, Gomisin A를 활용한 부작용이 적으며 효과적인 암 치료제 개발의 선도 물질로서 활용 가능성을 나타내 주고 있으며, 또한 고 기능성 식품 및 화장품의 개발에 활용이 가능할 것이다. 그러나, 향후 종양 면역활성, 암세포 자살 유도능과 같은 다양한 부분의 연구가 수반되어야 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제19권7호
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• pp.949-955
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• 2009

점막 상피는 외부 인자를 감지하는 최전선의 인식부위로서 외부스트레스 자극을 하부의 반응 신호로 전달하는 주요 세포이다. 리보솜독성 반응을 유발하는 데옥시니발레놀 (DON) 및 그 관련 곰팡이 독소는 푸자륨 곰팡이 오염에 의한 식중독성 소화기 염증성 질환과의 연관성이 알려 져 있다. 본 연구의 목적은 DON이 상피세포 감지 신호 전달 분자로서 PKR과 EGR-1이 관련 되고 이들이 상피세포에서의 염증성 사이토가인 인터루킨 8의 생성에 관련 된다는 가정 하에서 연구를 수행 하였다. PKR 발현의 세포내 작용 억제는 DON에 의해 유도되는 인터루킨 8의 생성을 감소시켰다. 또한 DON에 의한 IL-8 전사 활성화는 PKR 억제에 의하여 장관 상피세포에서 감소하였다. PKR 저해제의 처리는 EGR-1 promoter 활성, mRNA, 단백질 유도 등을 감소를 유발하였으며 MAP kinase (ERK1/2, p38, JNK)는 변화가 적거나 오히려 PKR 저해제의 전처리에 의하여 항진 되었다. 결론적으로 DON에 의해 자극된 감지신호인 EGR-1은 자체적으로 또는 PKR 신호를 경유하여 인터루킨8의 생산을 항진하는데 주요한 기능을 하였다. 이를 통하여 향후 리보솜 독성 반응과 관련된 소화기 염증유발의 주요한 기전을 제공하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제20권5호
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• pp.710-716
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• 2010

막걸리와 막걸리지게미를 시료로 하여 난소를 절제하여 갱년기 장애를 유도한 흰쥐에 투여함으로써 난소절제에 의한 estrogen 결핍에서 발생되는 지질조성의 변화와 혈류 및 혈소판 응집능에 미치는 막걸리와 막걸리 지게미의 영향을 검토해 보았다. 난소절제에 의한 estrogen 결핍에서 발생되는 혈청 중의 AST와 ALT의 효소 활성은 막걸리와 막걸리 지게미 농축물을 각각 투여하였을 때, 모두 Sham군과 비슷하게 감소하였으며, TG, TCHO 및 HDL농도의 변화를 알아본 결과, 난소를 절제한 OVX-control군이 난소를 절제하지 않은 Sham군과 비교해 TG와 TCHO의 함량이 증가하였고 막걸리와 막걸리 지게미 농축물을 투여한 군에서는 OVX-control군에 비해 감소하였다. 그러나 혈청 중 좋은 콜레스테롤인 HDL의 농도는 막걸리와 막걸리 지게미 농축물의 투여로 증가함을 알수 있었다. 그리고 막걸리 농축물과 막걸리 지게미 농축물의 효소활성과 지질개선 효과를 비교해 볼 때, 막걸리 농축물 투여군이 막걸리 지게미 농축물 투여군보다 조금 더 증가되는 경향을 보였다. 혈류 및 혈소판 응집에 미치는 영향에 대한 결과는 막걸리와 막걸리 지게미 농축물 투여로 인해 OVX-control군보다 혈류속도가 빨라짐을 확인할 수 있었고, 막걸리 농축물과 막걸리 지게미 농축물 중 막걸리 농축물 투여군이 막걸리 지개미 농축물 투여군 보다 빠른 혈류 개선 효과 즉 높은 혈액 유동성을 나타내었다. 그리고 난소절제로 증가되어진 혈소판 응집현상도 막걸리와 막걸리 지게미 농축물 투여로 인하여 감소되어 혈소판 응집 억제 효과를 확인할 수 있었다. 또한 in vitro 실험에서 막걸리와 막걸리 지게미 농축물의 투여로 인한 ACE 활성 저해 효과도 확인하였으며, 막걸리와 막걸리 지게미 농축물을 비교하여 볼 때 막걸리 지게미 농축물보다 막걸리 농축물에서 더욱 높은 ACE 활성저해 효과를 보였다. 이상으로 in vitro에서의 ACE 저해 효과와 더불어 동물실험에서 막걸리와 막걸리 지게미 농축물이 혈청 중의 효소활성과 지질조성의 변화를 나타내어 지질개선효과를 볼 수 있었으며, 혈류 속도 증가와 혈소판 응집 억제 효과도 함께 보여 혈행 개선 효과도 확인할 수 있었다. 그리고 전반적인 실험결과에서 막걸리 농축물이 막걸리 지게미 농축물보다 조금 더 효과 있는 결과를 보였는데 이는 막걸리 농축물속에 발효를 통한 부유물의 여러 유효성분들이 더 많을 것으로 추정되고, 여러 가지 생리활성에도 영향을 준 결과로 사료되어진다. 또한 본 연구에서 시료로 사용된 페기 되어지는 막걸리 지게미 농축물에서도 막걸리 농축물보다는 낮은 효과이지만 생리활성을 보인 것으로 보아 막걸리지게미를 이용한 고부가가치 활용방안도 기대되어진다.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1027-1033
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• 2010

맥문동(Liriope platyphylla)은 한국과 중국에서 전통적으로 당뇨, 비만, 뇌신경질환, 천식 등의 치료를 위해 사용 해온 치료제이다. 최근에 이들 맥문동으로부터 새로운 치료제를 개발하려는 노력이 활발히 진행 중이지만 아직도 유력한 치료후보제는 확보되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 맥문동의 새로운 추출물을 이용하여 당뇨치료 제로서의 가능성을 평가하기 위하여 새로운 방법으로 10가지 후보물질을 추출하고 이들의 독성과 효능을 평가하였다. 그 결과 10가지 추출물 중에서 LP9M80-H가 인슐린 분비를 가장 많이 촉진하였고 다음으로는 LP-H, LP-M, LP-E과 LP9M80-C 등의 순서로 촉진을 하였으나 나머지는 인슐린 분비를 촉지하지 못하였다. 그러나 이들 물질은 인슐린 분비를 촉진하는 농도에서 강한 세포 독성을 나타내었다. 따라서 이들 물질 중에서 가장 효능이 좋은 LP9M80-H의 치료용 최적농도를 설정하였으며, 대략 100-25 ug/ml가 최적농도로 결정되었다. 이러한 결과는 맥문동 추출물 중에서 LP9M80-H가 췌장 $\beta$-세포의 인슐린 분비능을 유도하는 새로운 당뇨치료 후보물질로서 향후에 사용될 가능성을 시사하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제24권6호
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• pp.664-670
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• 2014

비브리오균(Vibrio vulnificus)은 심각하고 치명적인 감염을 일으킬 수 있는 호염성의 식중독균이지만, 숙주세포 내에서 염증반응을 일으키는 분자적 기작은 아직 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서는 오염된 식품 섭취를 통해 유입되는 비브리오균의 소장 특이적 염증 반응 위치와 기작을 알아보기 위해, 7주령의 수컷 마우스에 비브리오균($1{\times}10^9CFU$)을 16시간 동안 경구 투여하였다. 그 결과 비브리오균은 주로 회장(ileum) 부위에서 비브리오균(WT) 수가 가장 많이 증가하였고, 공장(Jejunum), 근위부대장(proximal colon), 원위부 대장(distal colon)에도 유의적으로 군집현성이 이루어짐을 알 수 있었지만, 십이지장(duodenum)과 비장(spleen), 그리고 간(liver) 조직들에서는 관찰되지 않았다. 특히 비브리오균의 표적기관인 회장상피조직에서는 비브리오균(WT)이 침입 시 융모 안으로 다량의 염증세포들이 유입되었고, 융포의 폭이 넓어지고 길이가 짧아지는 전형적인 조직학적 염증 반응을 보여주었다. 비브리오균이 유도한 조직 특이적 염증반응기작을 알아보기 위해, 비브리오에 감염된 회장상피조직으로부터 단백질과 mRNA를 분리하였다. 비브리오균은 숙주세포의 중추적 신호전달 단백질인 protein kinase C (PKC)의 인산화 및 $PKC{\alpha}$의 세포막이동을 촉진시켰고, mitogen-activated protein kinase (MAPK) 중 extracellular signal-regulated kinases (ERK)와 c-Jun N-terminal kinases (JNK)의 인산화를 유도하였지만, p38 MAPK 인산화에는 영향을 미치지 않았다. 특히 비브리오균은 inhibitory factor-kappa B (I-${\kappa}B$)의 활성을 촉진시킴으로써 nuclear factor-kappa B (NF-${\kappa}B$)의 인산화를 유도하였다. 마지막으로 비브리오균(WT)에 감염된 회장의 경우, 정상마우스에 비해 염증성 cytokine인 interleukin (IL)-6, IL-8, tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$의 mRNA 수준이 유의적으로 증가되었다. 염증매개 수용체인 toll like receptor (TLR)-4, TLR-5, TLR-9의 mRNA의 발현 또한 비브리오균 처리에 의해 증가되어 있음이 관찰되었다. 종합적으로 오염된 식품 섭취를 통해 유입되는 비브리오균은 회장상피세포를 표적으로 염증반응을 일으키며, 그 기작은 PKC, ERK1/2, 그리고 JNK의 인산화를 통한 NF-${\kappa}B$ 활성의 촉진이며, 이로 인한 다양한 염증 매개 단백질 발현의 증가를 통해 이루어진다고 할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제27권9호
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• pp.1020-1030
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• 2017

대장암은 미국 등 서양 국가뿐만 아니라 국내에서도 2번째로 많이 발병이 되는 암으로 알려져 있다. 역학조사에 의하면 오메가-3를 많이 섭취한 인종에서 대장암 발생빈도가 감소하고 최근 오메가-3는 수종의 암에 대해 항암작용을 나타낸다고 한다. 이에 본 연구에서는 대장암에서 DHA의 항침윤, 항혈관 신생 및 항종양 형성능 억제의 기전을 규명하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DHA는 인체 대장암 세포주 HT29 의 증식을 농도 의존적으로 억제하였으나 AA는 거의 영향이 없었다. FACS 분석에서 DHA 처리했을 때 Sub G1 phase의 세포가 DHA의 농도 의존적으로 증가 하였다. DHA 처리 후 cleaved PARP가 증가하고, uncelaved caspase-3가 감소 하였다. HT29 세포의 침윤능은 DHA 처리에 의해 억제 되었다. DHA 처리 후 MMP-9 및 MMP-2 mRNA양이 감소 되었을 뿐만 아니라 그 promoter의 reporter 활성도 억제하였으며 VEGF promoter 활성도 DHA에 의해 억제 되었다. NF-kB promoter 활성 및 핵으로의 이동도 DHA에 의해 억제 되었다. In vivo 동물실험에서 생쥐 대장암 세포주인 MCA38에 대한 Fat-1 transgenic mice에서의 종양 형성능은 현저히 억제 되었다. 면역형광염색법을 이용한 Fat-1 transgenic mice의 종양 조직에서의 TUNEL 양성세포는 wild type mice에 비해 현저히 증가하였으나 CD31의 형광강도는 감소 되었다. 이상의 결과로 오메가-3는 대장암 세포에서 NF-kB 억제에 따른 COX-2, MMP-2 및 MMP-9 등 matrix matalloproteinase의 억제를 통한 침윤능의 억제, VEGF 억제를 통한 혈관신생의 억제등 복합적 기전에 의해 항암작용을 나타내리라 생각되며, 따라서 오메가-3는 대장암의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.

• 한국약용작물학회지
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• 제2권1호
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• pp.60-66
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• 1994

1. 캘러스 유기는 잎과 화뢰의 유조직에서 잘 되었으며 유엽(65%)이 화기(44%)보다 양호하였고 엽령별 캘러스 유기율은 5,7엽기에서 각각 46% 와 40%의 캘러스유기율을 나타낸 반면 3엽기에서 74%로 가장 높았다. 2. 성숙엽의 배양에서 참시호는 $2,4-D2mg\;/\;\ell+TDZ\; 1mg\;/\;\ell$ 혼합배지에서 가장 높은 캘러스 유기율(92%)을 나타냈으며 삼도시호는 $2,4-D\;2mg\;/\;\ell+BA\;0.5\;1mg\;/\;\ell$ 에서 캘러스유기 (48%)가 양호하였다. 3. $2,4-D\;1-2mg\;/\;\ell$와 $TDZ\;0.1-lmg\;/\;\ell$가 첨가된 배지에서 치상 후 15-20일에 캘러스유기율이 50%를 넘었으며 캘러스증식은 Kinetin $3mg\;/\;\ell$와 $GA\;1mg\;/\;\ell$ 및 $GA\;1mg\;/\;\ell+TDZ\;1mg\;/\;\ell$ 혼합처리에서 양호하였다. 4. 시호의 체세포조직배양에 적합한 광도는3000Lux이었으며 온도는 $25^{\circ}C$가 적온이었다. 5. 체세포배 형성에 있어서 MS배지가 1 / 2MS배지보다 더 효과적이었으며 식물체의 재분화와 재분화된 식물체의 생장에는 1 / 2X MS배지가 1X MS배지보다 더 효과적이었다.

• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.125-139
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• 2010

광물학적 지구화학적 방법을 이용하여 송천 금은광산 광미 내 중금속 및 비소의 거동특성에 대해 연구하였다. 광미 내 광물조성은 X-선 회절분석, 에너지 분산분광분석, 전자탐침미세현미분석(EPMA)을 이용하여 조사하였고, 중금속과 비소의 농도와 화학적 존재형태는 각각 왕수분해법과 연속추출법으로 분석하였다. 광물학적 연구결과, 방연석, 섬아연석, 황철석, 석영, 그리고 스코로다이트로 구성된 수지상 광물집합체가 관찰되었으며, 특히 스코로다이트는 기질의 형태로 나타났다. 이러한 광물집합체 내 다양한 황화광물의 풍화반응 정도를 평가하고자 EPMA 분석을 실시하였으며 그 결과, 유비철석, 방연석, 섬아연석, 황철석 순으로 풍화반응성이 높은 것으로 평가되었다. 방연석의 풍화는 이차광물로 이루어진 누대구조가 특징적으로 관찰되었으며, 이러한 누대구조에서 다량의 앵글레사이트와 소량의 보이단타이트를 관찰하였다. 그리고 유비철석은 거의 모두 스코로다이트로 변질되어 스코로다이트가 기질의 형태로 존재하였으며 이러한 기질 내에서 유비철석보다 풍화반응성이 떨어지는 방연석, 섬아연석, 황철석 등이 관찰되었다. 유비철석으로부터 스코로다이트로 변질되는 과정 중 일부 비소는 용출되어 주변 환경에 악영향을 끼쳤을 것으로 판단된다. EPMA 정량분석결과로 볼 때, 이러한 스코로다이트는 안정도가 비교적 높음을 알 수 있었으며, 또한 안정한 스코로다이트는 광미를 피복하여 광미 내 다른 일차광물들의 풍화를 억제하는 것으로 생각된다. 이러한 원인으로 송천광미가 지표환경에 장기간 노출되었음에도 불구하고 초기 풍화진행단계의 특성을 보이는 것으로 판단된다. 본 연구의 광물학적, 지구화학적 연구결과를 종합해보면 현재 납과 비소가 이동성이 높은 형태로 존재하기 때문에 광미가 지표에 계속 노출되어 풍화반응이 지속된다면 그러한 유해원소들의 용출 가능성이 클 뿐만 아니라 스코로다이트의 안정도가 감소하여 비소의 재용출 가능성도 높아 송천광산의 환경위해성이 큰 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.411-415
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• 2009

비황화광물인 망간단괴에서 일부 미생물은 비효소학적 과정을 통해 간접적으로 망간(II)을 용출시킬 수 있다. 이때 환원적 용해를 일으킬 수 있는 대사산물의 생성을 위해 제공되는 탄소 및 에너지원인 glucose, sucrose, galactose 등은 생물용출 기술의 장점인 경제성을 저하시키는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 저렴한 탄소 및 에너지원으로 corn starch를 이용하면서 망간(II) 용출능력을 지닌 종속영양 미생물로서 Bacillus sp. MR2에 의한 망간(II)의 용출 특성을 알아보았다. 망간(II)의 용출은 MR2의 생장에 수반되어 일어났으며[25.6 g Mn(II) $kg^{-1}$ nodule $day^{-1}$], 24시간 이후에는 생성된 망간(II)의 일부가 망간단괴 입자에 다시 흡착되는 경향을 보였다. 분쇄물을 dialysis tube (MWCO 12,000)에 넣어 MR2와의 접촉을 막았을 때도 유사한 정도의 결과[24.6 g Mn(II) $kg^{-1}$ nodule $day^{-1}$]를 보여 세포와 망간단괴의 직접적 접촉이 필요 없이 세포외 분비물질에 의해 환원적 용해가 일어남을 알 수 있었다. 실험에 적용된 영향요인들의 범위에서 최적 용출조건을 분석한 결과, $25\sim35^{\circ}C$, pH 5~7, 접종밀도 1.5~2.5% (v/v), 분쇄물의 농도 2~3 g/L 및 입자크기 <75 ${\mu}m$일 때가 가장 효율이 높았다. 비록 입자의 크기가 작을수록 망간(II) 용출속도가 증가했지만 분쇄에 더 많은 에너지가 요구되므로 경제성을 고려한다면 <212 ${\mu}m$가적절한 수준으로 제시될 수 있었다. 이상의 효율적인 망간단괴의 용출 조건 규명은 기존의 물리화학적 금속 회수기술에 비해 적은 비용과 에너지가 요구되는 환경친화적 생물용출 기술의 진보에 도움을 줄 것으로 기대된다.