연도별 연구과제 135 페이지첫페이지로 이동

여러 환경 요인들로 인해 현대인들이 피부염으로 고통 받고 있으며 특히 COVID-19가 창궐하면서 마스크 사용으로 인해 마스크 내부 입속의 세균과 밀폐된 환경이 원인이 되어 더욱 문제가 되고 있다. 이를 치료하기 위해 일반적으로 스테로이드제가 사용되는데, 그로 인한 부작용이 심각한 문제가 되고 있다. 면역반응 과다 억제에 의한 2차감염이나 주름생성, 피부의 진피층 약화 등 수많은 부작용뿐만 아니라 금단 시 나타나는 리바운드 증상에 보습, 자외선차단제과 같은 화학약품을 사용할 수 없어, 속수무책으로 고통을 느낄 수밖에 없다.
특히, 기저귀나 접힌 살 안쪽의 피부염을 치료하기 위해 스테로이드제를 사용하는 유아의 경우 피부가 약하기 때문에 더 치명적일 수 있다. 이에 스테로이드제의 부작용을 완화할 수 있는 천연물질을 찾던 도중 고서에서 누에고치와 피부염에 관련된 민간요법을 보고 정련 시 매각하는데 많은 비용이 드는 세리신을 활용하고자 이를 탐구할 수 있는 실험을 설계하였다.
우선 세리신을 추출하기 위해 분말 정련제 SRK-1을 이용해 겔 형태의 각 농도별 세리신 추출물을 얻었다. 스테로이드 부작용 완화효과를 알아보고자 보습, 자외선 차단 효과실험을 진행하였고, 항균효과를 알아보기 위해 디스크 확산법을 통한 항균 능력을 확인하였으며, 마지막으로 주름생성과 진피층 약화를 완화하는 효과를 보기 위해 elastase 저해 활성을 확인하였다.
결론적으로, 실크 생사를 분말 정련제 SRK-1으로 정련해 폐수로부터 세리신을 겔 형으로 추출할 수 있었고, 세리신은 물리적으로는 항균능력을 가질 것으로 판단하였으나 그 자체로는 항균 능력을 가지지 않는 것으로 판단되었다. 또한 세리신은 보습, 자외선 차단, Elastase 저해 활성을 보였으며 50%, 70%, 90%의 농도 중 90%의 농도에서 가장 좋은 효과를 보였다. 이러한 결과들과 미루어 볼 때 세리신은 스테로이드 부작용 완화에 효과가 있는 것으로 보아 스테로이드 사용 시 부작용을 동반한 다양한 문제점으로부터 피부를 보호하는 스킨케어 제품으로서의 활용가능성을 보였다.

▪ 주제어: 누에고치, 세리신, 스테로이드제, 피부염, 스킨케어 크림

  본 연구는 황어의 분포현황 및 형태적 유전적 다양성을 조사하고, 그 유사종인 대황어와의 차이점을 찾아내는 것이 목적이다. 인터넷 사전 조사 및 채집, 수중드론 촬영을 통해 분포 현황을 조사하였고, 형태적 분석을 위해 형태형질 측정, 혼인색, Soft CT등의 방법을 사용하였다. 또한 채집한 개체들의 유전자를 분석하여 계통수를 작성하였다. 이를 통해 두 종을 분간할 수 있는 새로운 분류키를 발견할 수 있었고, 유전적으로 연구한 개체들의 정확한 정체와 수계 간의 연관성을 비교할 수 있었다.  결과들을 토대로 국내상 자료가 부족한 황어와 함께 대황어의 형질과 유전적 차이를 파악할 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다.

▪ 주제어: 황어, 대황어, 분포현황, 형태적, 유전적

본 연구팀은 태안 기름 유출 사고 이후 해당 환경의 미생물의 돌연변이인 기름 분해 미생물 Alteromonas naphthalenivorans SN2의 기름 분해능을 알아보고자 본 탐구를 진행하였다. 비교균주로 Psudomonas putida, Asinetobactor sp.를 선정하였다. 사전 실험 과정에서는 환경영향평가와 해당 균주의 기름 분해능 확인 실험, 균주의 기름 분해 유전자 발현을 진행하였다. 본 실험 과정에서는 유화 활성 및 안정도 실험, 해당 균주의 시각적 기름 분해 확인 실험, 실제 해변 환경에서의 기름 분해 확인 실험을 진행하였다. 본 팀은 실험 결과를 통해 해당 균주가 비교균주만큼 우수한 기름 분해능을 지녔음을 확인할 수 있었으며, 추후 HPLC 의뢰를 마무리해 기름 분해 제재로서의 사용 가능성 또한 확인할 것이다.

▪ 주제어: Alteromonas Naphthalenivorans SN2, 기름 분해 미생물, 기름 유출, 기름 분해능

석패류는 모든 종이 담수에 서식하는 이매패류로서, 하천 내 생태계에서 중요한 역할을 한다. 석패의 연구는 형태학적 연구가 주로 이루어졌으나 PCR 기술의 발전으로 인해 유전학적 연구도 가능하게 되었다. 본 연구는 유전학적, 형태학적 연구를 통해 석패를 분류하고 각 종의 분포도와 명확한 동정 방법을 제시하고자 한다. 2019년 11월부터 2020년 12월까지 표본을 채집하여 DNA를 추출하고 패각의 형태 형질을 분석하였다. 이를 바탕으로 ME(Minimum Evolution) 계통수를 그려 표본들을 동정하였다. 그 결과 4개의 새로운 종을 발견하였고, 여러 종의 분포도를 그릴 수 있었다.

▪ 주제어: 석패, 형태분석, 계통분류학, 분포도, 한국
 

 오래전부터 우리의 조상들로 인해 전해 내려온 밥은 많은 사람에게 충분한 영양분을 공급하여 건강한 삶을 살 수 있게 기여했다. ‘한국인은 밥심’이라는 말이 존재하듯 ‘밥’은 우리의 일상에서 가장 중요한 음식으로 자리 잡았다. 하지만 최근 세계화가 진행됨에 따라 다양한 먹거리의 증가로 국내 쌀 수요량이 급격하게 감소하고 있다. 이로 인해 기름진 음식들에 쉽게 노출되어 아토피의 발생이 증가하고 있다. 반면 쌀 껍질에는 GABA와 γ-Linolenic acid이 존재하는데 이는 체지방 감소 효과와 아토피 개선 효과가 있는 물질로 알려져 있다. 따라서 우리는 두 물질의 특성에 착안하여 연구를 설계하였다. 사람의 대사과정과 유사한 대사과정을 지닌 예쁜꼬마선충을 이용해 GABA와 γ-Linolenic acid의 효능을 입증하였다.

▪ 주제어: GABA, γ-Linolenic acid, 예쁜꼬마선충, 체지방 감소 효과, 아토피
 

본 연구는 백내장, 황반변성과 같은 안구질환의 원인이 되는 활성산소를 제거할 수 있는 천연 항산화제를 찾고, 이들을 대상으로 안자극 평가를 진행하는 것을 목표로 하였다. 선행 연구들을 통해 안구 항산화에 도움이 되고 주변에서 쉽게 구할 수 있는 천연 물질로 루테인, 삼채 잎, 결명자 씨, 월계수 잎을 선정하여 항산화능 평가를 위한 세 가지의 실험을 진행하였다. 특히, C.elegans를 인체를 대체한 모델로 하여 항산화 효과를 비교하였으며 항산화제들의 안자극 여부를 살펴보기 위해 각막 혼탁도 측정 실험을 설계하였다. 그 결과 항산화 실험 중 DPPH free radical 소거활성 실험과 C.elegans Catalase 활성 실험에서는 월계수 잎이, H2DCF-DA ROS 측정 실험에서는 삼채 잎의 항산화능이 가장 높은 것으로 나타났다. 안자극 평가에서는 실험군과 대조군의 뚜렷한 차이가 나타나지 않아 유의미한 결론을 도출해낼 수 없었다. 이는 실험 재료와 방법, 자체 제작한 기기의 한계가 원인이 될 것으로 추정된다.
본 연구를 통해 천연 물질인 결명자 씨, 삼채 잎, 월계수 잎 모두 항산화능이 있으며 그 중에서도 삼채 잎과 월계수 잎의 항산화능이 뛰어남을 확인하였다. 더 나아가 본 연구에서 검증한 천연 항산화제들이 안건강 보조제 등 여러 분야에 적용될 것으로 기대된다.

▪ 주제어: C.elegans, 항산화, 천연 항산화제, Catalase, 안자극 평가

• 방사선, 유해 식품, 온도, 등 다양한 환경들이 생물에 어떤 작용을 하는 것인지 알아보고 이로 인해 나타난 유전자 변화가 후대에 작용하는 것에 대해 알아보고자 한다.
• 생물의 복합적인 환경에 변화에 의해 나타나는 DNA methylation 정도를 연구하여 생물에 미치는 영향을 연구하고자 한다.

▪ 주제어: DNA methylation, 용존 산소량, 생체독성, 후생유전학

 본 연구의 목적은 식물에 음악을 들려주는 것이 생장을 촉진하는 것을 확인하는 것과 k-pop이 식물에 미치는 영향 확인, 어떤 템포의 음악이 식물의 생장을 촉진하는지, 템포가 다른 음악에 따른 식물의 목전화 정도 확인이다. 이를 탐구하기 위해 크게 k-pop을 이용한 실험과 템포를 조절한 실험으로 나눌 수 있다. k-pop을 이용한 실험에서는 k-pop 음악 2종류, 클래식, 무음을 강낭콩, 완두콩에 들려주고 생장률을 살펴보았다. 템포를 이용한 실험에서는 300Hz의 하나의 음만을 사용하여 빠른, 중간, 느린, 무음의 음원을 직접 제작하여 강낭콩, 호박에 음원을 들려주고 생장량을 비교하여 어떤 템포가 식물의 생장을 촉진하는지 알아보았다. 또 음원에 따른 호박 줄기의 털 생장 정도와 목전화 정도를 확인하였다. 이에 관한 결과로는 k-pop과 클래식을 들려준 군은 대조군과 비교하면 생장이 저조하였고, 300Hz의 단일 음을 들려주었을 때는 중간템포, 빠른 템포, 느린 템포 음원 군, 대조군 순으로 생장률이 높았다. 호박 표피 관찰 결과 음악에 따른 목전화의 차이는 구분할 수 없었지만 빠른 템포 음원 군이 타 군보다 털이 우수하였으며, 중간템포 음원 군이 타 군보다 털이 빈약하였다. 이로써 300Hz의 음원을 중간템포로 식물에 들려주는 것이 강낭콩과 호박의 생장을 촉진하는 것에 가장 효과적이라는 결론을 내렸다.

▪ 주제어: 생장률, k-pop, 템포, 목전화
 

본 연구는 전남과학고등학교 토양 환경에 어떠한 미생물이 분포하고, 이것이 환경 변화에 따라 학교의 식물, 곤충, 소형 포유류 및 인간에게는 어떤 영향을 끼치는지에 대해 궁금증을 가지고 이를 파악하고자 수행되었다. 또한, 파악한 미생물 분포를 바탕으로 환경 변화에 따른 미생물 분포 변화를 나타내는 미생물 분포 지도를 제작하는 것을 목적으로 한다.
토양 시료로부터 채취한 DNA를 분석한 결과, 염기서열을 얻을 수는 있었지만 정확하지 않았고, 동정 결과도 제대로 된 값을 얻을 수 없었다. 그 이유는 토양 속에 존재하는 여러 미생물의 다양한 DNA를 각각 분리하지 않고 염기서열을 분석했고, 실험 과정에서 실수가 있었기 때문이었다. 이로써 본래 목적이었던 환경 변화에 따른 미생물 분포 지도는 제작하지 못하였지만 정확한 미생물 분포를 알기 위한 탐구를 설계할 수 있었다.

▪ 주제어 : 미생물, DNA, PCR, 대장균 형질전환, 시퀀싱

본 연구는 자극에 따라 활동 전위를 나타내는 식물들에 어떠한 자극들이 활동 변위를 나타내는지 확인하고, 그 결과의 경향성을 통해 식물 또한 기억한다는 것을 밝혀내고 이를 산업적으로 활용할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 선행연구들을 통하여 활동 전위를 나타낸다는 것이 이미 확인된 식물인 파리지옥(Dionaea muscipula) 과 미모사(Mimosa Pudica)의 형태학적 특징을 확인하고 선행 연구가 물리적 자극만을 비교하는 것을 고려하여 빛과 진동에 대한 자극을 직접 주고 측정하였다. 그 결과 파리지옥(Dionaea muscipula)은 빛 자극과 진동 자극에 대해서는 전혀 반응하지 않았고 오직 물리적 자극에만 반응하였다. 반면에 미모사(Mimosa Pudica)의 경우에는 실험한 모든 자극에 대해서 반응하여 활동 전위를 내보냈다. 그 후, 파리지옥과 미모사가 자극에 대하여 나타낸 활동 전위 값에 대하여 분석한 결과 실험이 지속될수록 활동 전위의 값의 진폭이 낮아짐을 알 수 있었고, 이를 통해 식물이 직전의 시험을 기억하고 있음을 보였다.

▪ 주제어: 전위 포텐셜, 환경 자극, 미모사, 파리지옥, 기억

고무나무는 열대기후에서 자라며 전 세계 약 800~2000종으로 분포되어 있으며 꺾꽂이가 가능한 식물체에 속한다. 본 연구에서는 대표적인 고무나무 6종(벤자민, 나타샤 벤자민, 뱅갈, 떡갈, 소피아, 멜라니)를 선정하여 꺾꽂이 한 고무나무의 뿌리의 생장에서의 식물호르몬(NAA, BAP)의 영향에 대해 알아보았다. 실험 결과, 6개종(벤자민, 나타샤 벤자민, 벵갈, 소피아, 멜라니, 벵갈)에서 모두 증류수에서 자란 고무나무의 잎과 뿌리 발달이 크고 식물호르몬을 적게 첨가할수록 생장이 크게 나타났다. 이는 적정 농도 이상의 식물호르몬(NAA, BAP)의 작용으로 인해 식물의 잎이나 뿌리가 괴사한 것이라고 예상된다. 일부 종(벵갈, 멜라니, 떡갈)에서 NAA를 첨가하지 않고 BAP만 첨가한 고무나무의 잎과 뿌리의 생장이 큰 것으로 보아 고무나무의 각 종마다 생장에 필요로 하는 호르몬의 조합 농도가 다르며 특이성을 보인다고 해석된다.

▪ 주제어: 고무나무, 꺾꽂이, 옥신, 사이토키닌, 식물호르몬

유산균과 발효유제품이 인체의 건강 증진에 효과가 많다는 연구들이 보고되고 있다. 발효유제품을 가정에서 간편하게 제조할 수 있는 방법으로 시판 요구르트의 우유를 1:1 비율로 섞어 ℃에서 24시간 배양한 경우 요구르트를 제조할 수 있다. 하지만, 반복 배양 횟수에 따라 요구르트가 제조되지 않는 사례를 자주 접하였다.
이에 요구르트 : 우유의 1:1 반복 배양 횟수가 증가할수록 단일종 또는 단순종으로 수렴하는 경향을 보였다.
즉, 요구르트 제조시 다양한 균총의 배합이 적용되어야 점성이 높은 발효유가 제조될 수 있으나, 단일 단순종만으로는 발효유가 제조되지 않는 것을 알 수 있다. 또한 6회차까지 발효한 경우 Lactobaciilus rhamnosus로 수렴하는 경향을 보였고, 이는 경쟁적 배타의 원리에 의한 것으로 판단된다. 특히 Lactobaciilus rhamnosus를 순수분리하여 이들의 내산성, 내담즙성 확인 및 장내 유해세균으로부터의 항균능력, 항생제에 대한 감수성정도를 확인할 수 있었다. 이에 우유와의 혼합유를 통한 반복배양을 할 경우 단일종 또는 단순종들로 수렴하는 경향성을 보이는 바 향후 프로바이오틱스로서 인체 건강 증진을 위해서는 다양한 기능을 하는 복수종들이 배합된 경우에 한해 주요한 소재자원으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

▪ 주제어: 프로바이오틱스, 유산균, 배양, 균총, 내산성