연도별 연구과제 134 페이지첫페이지로 이동

수분 과정에서 중요한 역할을 하는 화분 매개자를 유인하는 것이 꽃의 주요한 역할이라고 할 수 있다. 그리고 화분 매개자가 얼마나 많이 꽃에 다가왔고, 수분이 얼마나 일어났는지에 따라 꽃과 식물의 번식 및 번성, 그리고 무엇보다도 생장 정도가 달라질 것이다. 꽃은 향기를 통해서 매개자를 유인하기 위해 계속 향기를 내는 것이 아닌 특정한 상황에서만 향기가 난다. 꽃잎에 떨림을 주는 소리 자극이 꽃향기에 관련된 유전자에 어떤작용을 하는지에 대해서 알아보았다. 이때, 꽃이 소리의 진동수에 따라 향기 유전자 발현량이 극심하게 달라짐을 알 수 있었다. 이에 향기의 발현량이 소리에 따라 달라진다면, 향기의 정도에 따라 달라지는 식물의 생장정도도 소리의 영향을 받을 것이라는 추측을 하였고, 이를 알아보기 위해 본 연구를 진행하였다. 본 연구는 장미의 생장 유전자 중 하나인 GAPDH의 발현량이 소리의 진동수와 소리 유무에 따라 어떻게 변화하는지 알아보고 이를 통해 식물의 생장에 소리가 어떻게 영향을 미치는지 알아볼 것이다. 그리고 이 결과를 어떻게 활용할지 알아볼 것이다.

▪ 주제어: GAPDH, DNA slicing, 장미, 소리 자극, 유전자 발현

  본 연구에서는 대표적인 식용 곤충인 흰점박이꽃무지의 배양 시 먹이의 멸균 여부에 따른 장내 미생물 구성을 비교하고 장내 미생물을 분리, 배양하였다. 흰점박이꽃무지의 유충을 두 그룹으로 나누어 한 그룹에는 멸균된 먹이를, 다른 그룹에는 멸균되지 않은 일반 먹이를 처리하여 3주간 배양한 후 장내 미생물을 추출하여 metagenome sequencing을 통해 장내 미생물 군집을 비교하였다. 또한 장내 유익균을 분리하기 위해 유충의 장 샘플을 선택적 배지에 도말하였고, 혐기성, 내산성, 내담즙성 균주들을 분리하였다. 이들을 순수배양한 후 PCR을 통해 16S rRNA 서열을 얻었으며, BLAST를 통해 종을 동정하여 장내 유산균 등의 유익균의 존재 여부를 확인하였다.

▪ 주제어: 흰점박이꽃무지, 멸균 먹이, 장내 미생물, 유익균

사람들은 구강 내 유해균이 유발하는 충치를 예방하고자 가글을 사용한다. 그러나 가글은 구강 건조증, 구강 점막 손상 등과 같은 부작용을 일으킨다. 이러한 부작용을 최소화하면서 가글과 동일한 효과를 얻고자 체내 존재하는 면역성분인 lysozyme을 활용하고자 하였다. 이에 가글이 구강 세균에 미치는 항균 효과를 확인해보고, lysozyme의 구강 세균에 대한 항균 효과를 조사하여 이를 바탕으로 lysozyme의 가글 대체 가능성을 예측하고자 하였다. 시판되는 3종의 가글의 이용하여 농도별로 구강 세균 3종에 미치는 항균 효과를 확인해 본 결과, 가그린 오리지널의 경우 1% 이상에서 2종의 균주 생존을 저해하는 것을 확인하여 사용한 가글 중 가장 항균 효과가 강했다. 또한 lysozyme의 경우 균주별로 영향이 다르긴 하였으나 대략 1% 이상의 농도에서 구강 세균에 대한 항균 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 가글의 항균 효과 기능을 체내 면역 효소인 lysozyme이 대신할 수 있는 가능성을 지니고 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 확실히 확인하기 위해서는 추가적인 연구가 필요할 것이다.

▪ 주제어: lysozyme, 가글, 구강 세균, 항균 효과

▪  주제어: Clavanin, LL-37, 항미생물 펩타이드, 항생제 내성

연구 목적이나 의약품을 세포에 전달하기 위해 사용되는 세포-침투 펩티드(CPPs)는 cargo와 공유결합하여 cargo의 세포 섭취 및 흡수를 용이하게 하는 짧은 펩티드이다. 본 연구에서는 CPP의 cargo를 GFP로 하여 새롭게 제작된 CPP의 효율을 분석하고자 하였다. CPP제작은 gfp유전자 증폭시 primer extension 방법을 이용했으며, 증폭된 PCR 산물은 발현 벡터인 pRset B벡터에 재조합하여 DE3 cell을 형질전환시켜 CPP-GFP를 얻었다. Ni-NTA 컬럼을 이용해 재조합 단백질을 순수분리했으며 형광세기를 측정한 후 heLa cell에 처리하여 세포 독성 및 침투 효율을 분석하였다. 그 결과 제작된 CPP-GFP (GQGPQPQQPGQQ-GFP)가 양성 대조군인 TAT-GFP에 비해 세포 침투 효율이 높음을 확인하였으며, GFP를 포함한 제작한 모든 CPP_GFP는 세포 독성을 띠지 않음을 확인하였다.

▪ 주제어:　세포 투과 펩티드(CPPs), 유전자 재조합, 형광 단백질의 세포 내 도입, 세포 배양, 세포 독성 실험 

편백 나무의 피톤치드의 성분 중 Limonene, L-α-tepineol,α-Cedrene은 인체에 유해한 성분이다. 따라서 선정된 제주, 전남, 일본 지역의 편백 피톤치드 성분을 분석하여 위의 세 성분의 함량을 관찰하고, 인체에 유해한 영향이 적게 미치는 편백 나무를 찾고자 하였다.
이에 따라 피톤치드를 추출하기 위해 수증기 증류 장치의 원리에 따라 압력 밥솥을 이용하여 에센셜 오일을 추출하였다. 추출된 에센셜 오일 시료를 GC-MS를 이용하여 정성 분석을 하였다. 그 결과, Limonene과 L-α-terpineol이 세 지역의 시료에서 모두 검출되었으며, α-Cedrene은 일본 지역의 시료에서만 검출되었다.

▪ 주제어: 피톤치드, 편백나무, 유해성분, 지역별 비교

제주도의 토속 음료인 쉰다리는 쌀과 누룩을 이용하여 만든 발효 음료이다. 이 쉰다리를 만드는 과정에 있어 제주에서는 좁쌀, 감자, 고구마와 같은 다른 작물들이 더 잘 자라는 환경임에도 불구하고 쉰다리는 쌀을 이용해 만드는 경우가 많다.이에 본 팀은 다양한 작물을 주재료로 하여 기존 쉰다리와 동일한 제조법으로 발효 음료를 만들어보고, 성분을 분석하여 차이점을 알아내고자 한다. 쉰다리 제조에 사용되는 누룩은 제주 시장에서 파는 누룩들을 사용하였고, 각 시장에서 구매한 누룩에 포함된 미생물에 차이가 있을 수 있을 것이라 판단하여 다양한 수제 누룩에 서식하는 미생물에 대한 탐구를 진행하였고, 미생물의 종류에 큰 차이가 있지 않은 것으로 판단하였다. 이 결과를 바탕으로 시중에 판매되는 누룩 사용해 쌀, 감자, 고구마, 좁쌀, 밀, 보리를 주재료로 한 발효 음료를 제조하였다. 음료를 제조한 후, YPD와 DRBC를 이용한 배지 배양을 통해 각 작물로 만든 발효 음료 내 미생물의 종류를 알아보는 실험을 진행하였고, 각 작물별로 두드러지는 미생물들이 있는 반면, 공통적으로 작용하는 미생물도 있다는 것을 알 수 있었다. 각 음료에 대한 당의 성분 분석을 한 결과 당도는 작물 종류에 무관하게 전체적으로 증가하다 일정 시간이 지나면 감소하는 추이를 보였고, 고구마, 보리, 쌀 순으로 당도가 높게 측정되었다. 그리고 알코올 성분에 대한 분석을 진행한 결과 알코올 성분은 모든 음료가 약 8일이 되었을 때 3%가 넘는 모습을 보여주었고, 쉰다리의 알코올 농도를 만드는 가장 적합한 시기는 2-3일인 것으로 추정된다. 결론적으로, 성분 분석을 통한 발효 추이와 현재 무알코올 음료로 분류되는 알코올 농도의 기준이 1% 내외인 것을 고려한다면 쉰다리의 주재료로 쌀이 가장 적합하므로 쌀로 쉰다리를 제조하는 것이 타당성 있는 것으로 고려된다. 또한, 고구마를 이용한 음료가 다른 작물에 비해 당도가 높은 것으로 보아 고구마를 적절히 이용한다면 당도가 더 높은 토속 음료를 만들 수 있을 것으로 예상되고, 다른 작물을 이용한 음료에 당도가 높은 식품을 첨가하면 더 대중적인 음료를 만들 수 있을 것으로 기대된다.

▪ 주제어: 농산물, 쉰다리, 당정량분석, 알코올 농도, 성분 비교

위 연구는 BPA가 식물의 스트레스 요인이 되는가에 대해 알아보는 연구이다. BPA를 세 종류의 식물에 각각 0ppm, 1500ppm, 3000ppm을 처리하여, 처리 농도에 따른 식물의 외형적 변화와 생리적 변화 정도 차이를 알아보았다. 식물의 성장 정도를 관찰하고 흡광도를 측정하여 엽록소의 함량 차이를 분석하였다. 상추의 경우 BPA 처리 농도가 높을수록 성장 속도가 빠르며 엽록소와 카로티노이드 흡광도 함량이 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 또한 활성 산소와 세포 사멸 정도가 크게 나타났다. 이를 통해 BPA가 식물의 내외로 악영향을 미치며 환경 스트레스로 작용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

▪ 주제어: BPA, 식물 스트레스, 활성산소, 세포사멸

본 연구는 중금속 토양에서의 식물 보호를 위해 굴 패각을 이용하여 제작한 중금속 흡착제의 중금속 제거 능력을 알아보아보고 버려지는 자원을 재활용할 방안을 찾는 것에 목적을 두었다. 먼저 흡착제를 처리한 토양과 그렇지 않은 토양에 중금속을 처리한 후 상추, 방울토마토, 식물의 세 식물을 심은 뒤 엽록소 함량 변화에 대해 알아보았다. 그 결과 흡착제를 처리한 식물이 그러지 않은 식물에 비해 엽록소 함량이 더 높게 나타나는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 브로콜리, 상추 씨앗에 대해서도 같은 실험을 진행하여 각각의 발아율에 대해 비교해보았다. 그 결과 흡착제를 처리한 경우 발아율이 더 높게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 통해 중금속 오염 환경에서의 식물 보호를 위한 흡착제의 사용 가능성을 제시할 수 있었다.

심각화되는 식물바이러스 문제의 해결 방안 제시를 위해 선례 연구로 항바이러스 성분을 갖는다고 알려진 미생물 Pseudomonas elodea를 PMMoV 바이러스에 감염된 고추 모종에 처리했을 때와 처리하지 않았을 때의 외형/구조 및 생리학적 변화를 관찰, 분석하였다. 외형적 분석으로는 Pseudomonas elodea의 처리가 모종의 성장률에 갖는 효과를 알기 위해 고추 모종 줄기의 길이와 정상 잎의 개수 변화를 비교하였다. 구조 및 생리학적 분석에서는 SEM 관찰 사진과  Pseudomonas elodea 대용량 처리군과 저용량처리군, 무처리군 개체의 흡광도 측정, 이어서 잎의 세포 사멸 정도를 비교하여 Pseudomonas elodea가 PMMoV에 갖는 저항성과 감염 내성을 관찰하였다.

본 연구는 해양생물을 이용한 신소재 개발에 대한 관심이 증대되고 있는 상황에서 해양생물 중 극피동물의 특이성으로 인한 다양한 생리활성물질을 개발할 수 있는 가능성이 있다고 생각하여 진행함. 극피동물 중에서도 해삼이 가지고 있는 특이성들을 알아보고, 특히 해삼의 재생효과 및 생리활성물질 규명에 대한 실험을 통해 해삼의 가치를 규명해보고자 진행함.

▪ 주제어: 극피동물, 해삼, 재생효과, 항산화작용

본 연구는 반추동물이 반추위 미생물의 효소 작용으로 셀룰로오스를 분해하여 β-D-glucose을 에너지원으로 이용하는 것에 착안하여, 셀룰로오스의 인위적인 분해를 통해 추출한 β-D-glucose을 에너지원으로 사용하였을 때 어느 정도의 효율을 낼 수 있는지에 대한 의문이 생겨 진행하게 되었다. 이에, 98% 셀룰로오스 여과지를 셀룰레이스로 분해하여 추출한 포도당을 정제 후, High Performance Liquid Cromatography와 UltraViolet-visible spectroscopy 등을 이용해 포도당 종류 확인 실험을 통해 추출한 포도당이 β-D-glucose임을 확인하였다. 이후, A549 Cell 배양을 통한 β-D-glucose의 효율을 알기 위해 당을 함유하지 않은 DMEM에 FBS와 insulin을 넣은 기본 배양액에서 포도당의 유무 및 종류를 변인으로 두어 실험을 1차, 2차로 두 번 진행하였다. 결과적으로 1차에서는 β-D glucose를 넣은 배양액이 α-D-Glucose를 넣은 배양액의 약 0.925배, non Glucose를 넣은 배양액의 약 5.454배의 효율을 내는 것을 알 수 있다. 2차에서 β-D glucose를 넣은 배양액은 α-D-Glucose를 넣은 배양액의 약 0.978배의 효율을, non Glucose를 넣은 배양액의 약 2.03배의 효율을 내는 것을 알 수 있다. 세포의 크기 또한 β-D-glucose을 첨가한 경우는 정상 배양액에서 자란 세포와 크기가 유사했지만, 당을 첨가하지 않은 경우는 대부분 분열이 중단된 상태로 머물러 있었다. 따라서, doubling time과 세포 크기를 고려한 세포 생장에서 β-D-glucose이 α-D-Glucose에 비해 약 0.925-0.978배의 효율을 낸다는 것을 알 수 있다. 이 연구는 식량 부족 해결 시에 β-D-glucose이라는 에너지원이 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다. 또한 추출물의 포도당 함량을 높이고, 높은 가격의 셀룰레이스를 재사용하기 위해 추출물로부터 셀룰레이스와 포도당을 분리하기 위한 실험으로 셀룰레이스 수식을 시도해 보았으나 완전히 수식되지 않았다. 이후, 역삼투의 원리를 이용하여 추출물에 압력을 가해 반투과성막으로 포도당을 투과시켜 포도당과 셀룰레이스를 분리하는데 성공하였다. 위의 실험과정과 결과를 활용한 셀룰로오스 분해 키트를 모델링하였고, 본 연구를 통해 에너지원으로서 효과적으로 사용되는 베타 포도당을 셀룰레이스의 재사용으로 효율적으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.

▪ 주제어: 셀룰로오스, 베타 포도당, 셀룰레이스, 반투과성막, 동물 세포 배양