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장내 염증을 유발하는 DSS를 처리한 뽕나무 잎 섭취는 정상 개체에 비해 장내미생물의 종 다양성을 감소시켰으며 체중이 증가하고 탈피 속도를 높여 고치 형성 과정이 빠르게 일어나게 하는 원인이 되었다. DSS 처리로 인해 Pylum 수준에서 Proteobacteria의 경우 대조군에서의 높은 분포 비율을 보인 반면 DSS 처리로 인해 분포 비율이 낮아졌다. 반면 Firmicutes의 경우네는 반대로 나타났다. 이러한 변화는 하위 분류단계로 계속 이어졌으며 Gram 염색 패턴 변화로 확인되었다. Alpha Diversity 및 Beta Diversity 분석 결과 실험군에서는 종 다양성 지수 평균과 편차가 상대적으로 낮았으나 대조군에서 는 상대적으로 높게 나타나 개체의 건강에 큰 영향을 미쳤을 것이라 판단된다. 장내 환경 변화는 개체 구성 성분 변화로 이어짐이 확인되었다. 본 연구에서 구축한 CNN 알고리즘 모델은 검증군을 통한 검증 결과 46.67%로 나타나 향후 누에나방 유충의 건강 상태 예측 CNN 알고리즘 모델 방법론이 범용으로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

주제어: 누에나방 유충, 장내미생물, 마이크로바이옴, CNN, DSS

국내 근채류의 생산량 증가가 필요한 현시점에서 우리는 당근의 생장을 촉진하는 토양 세균들을 발굴하고 그 효과를 검증하고자 한다. 또한 식물의 신호 전달 수단으로 사용되는 PIES를 모방하고자 전압 및 시간을 다르게 처리하여 당근의 생장률과 수분 함량의 차이를 분석해보기로 하였 다. 학교 주변에 있는 흙을 채취하여 9종의 토양 세균을 순수 분리하고 각 균주를 그람 염색 결과, 카탈레이스 활성 결과, 콜로니의 특징 등에 따라 분석하였다. 당근모종과 9종의 토양세균을 혼합배양시켜 각 실험군마다 수분함량 차이와 생장률의 차이를 비교했으며 분석을 통해 얻은 데이터를 Oragne3를 통해 머신러닝 후 특정 균주의 특징 또는 가해준 전압 및 시간을 입력하면 당근의 생장률을 도출해주는 알고리즘을 개발하였다.

주제어: 당근의 생장 촉진, 토양세균, 전기자극, 머신러닝, 빅데이터

바이오 필름(biofilm)이란 미생물들의 복합체로서, 고체 표면에 미생물들이 달라붙어 미생물들 자신만의 군집체계를 이루는 것을 말한다. 또한 내부에 존재하는 미생물들의 군집체계를 지키는 하나의 보호장치로 식량이 부족하거나 생장하기 어려운 환경에서 살아남을 수 있도록 도움을 준다. 이렇게 생성된 바이오 필름은 기존에 존재하던 화학적 살균제 및 항생제에 대한 저항성이 매우 높아지게 되고, 일반적으로 세척하는 방법으로는 제거되지 않으며 같은 환경에서 미생물들이 훨씬 길게 살아남을 수 있도록 돕는다. 하지만 바이오 필름으로 인한 교차오염 등의 위험성이 높아지 게 되기 때문에 바이오 필름의 생성을 억제하는 물질을 탐구하였다.

주제어: 바이오 필름, 친환경, 천연 항균제, 미생물막, 공기 청정기

포도에 다량 함유된 폴리페놀에 관하여 국내에서 유통되는 포도 8종의 폴리페놀 함량과 장내 미생물의 성장에 미치는 영향에 관한 연구를 진행하였다. 흡광 마이크로플레이트 리더를 이용하여 포도즙의 흡광도를 측정하고, 이를 폴리페놀 표준 용액으로 그린 검량 곡선에 대입하여 분석한 결과, 블랙 사파이어의 폴리페놀 함량이 가장 높게 나타났고, 샤인 머스캣이 가장 낮게 나타났다. 포도의 폴리페놀 함량이 장내 미생물에 미치는 영향을 알아보기 위하여 포도즙과 폴리페놀 용액을 뿌린 균 배지를 3일간 배양하여 균의 성장 변화를 분석한 결과 폴리페놀의 농도가 높을수록 유산균과 대장균의 성장 정도는 활발해지며, 포도 내의 유기물들이 균의 성장에 큰 영향을 끼친 다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 포도 내 폴리페놀을 이용한 건강식품 및 신약 개발에 기여할 수 있을 것이라 기대한다.

주제어: 포도, 포도즙, 폴리페놀, 장내 미생물

콩나물에 함유된 영양소의 풍부도는 이미 많은 연구에서 밝혀진 바 있으며, [조근희, COLOR HOUSE LINE을 이용한 녹색 영양 콩나물 개발에 관한 연구, 1999]에서 빛의 파장대에 따라 콩나물의 생장 정도와 영양분 함유량이 다르다는 것을 보여주었다. 그러나 해당 연구는 빛의 파장을 조절하는 데에 셀로판지를 사용하여 연구의 정확도가 떨어지고, 투과하는 빛이 적, 녹색광 2 종류인 황색 셀로판지를 이용하여 빛의 세기에 관련해 오차의 여지를 남기는 등 정확하지 않은 부분이 많았다. 이에 본 연구에서는 선행 연구에서의 위와 같은 문제점을 수정하고, 대조군으로 백색광과 차광한 실험군을 추가하여 더 정확한 실험을 진행하였다.

주제어: 콩나물, 빛의 파장, 비타민, 아미노산, 생장

본 연구는 균류와 조류의 공생체인 지의류(lichen)에서 parmotrema 종을 분류하였고 본 주제인 지의류 내에서 유용한 2차 대사산물을 만들어내는 내생곰팡이는 추후 연구 예정이다. 본 주제 연구 전 이전 과정으로 parmotrema 종을 채집한 후 건조, 채집 정보 기록 등에 따라 정리한 후 표본으로 만들었다. 분리 동정은 실체현미경을 이용해 열아(isidia), 분아(soredia) 등의 분류의 기준이 되는 구조들을 바탕으로 1차 분류하였고, 면도날을 이용하여 지의류의 수층(medulla)를 드러낸 후 피층(cortex), 수층에 KOH10%, 락스, paraphenylenediamine 용액을 떨어트려 색 변화를 관찰해 2차 분류하고, 도감의 분류키를 이용하여 최종적인 분류를 했다. 이런 과정들을 통해 6종의 parmotrema를 분류하였다. 분리동정을 마친 지의류들은 CTAB buffer 500㎕, 클로로포름, iced propanol 등의 용액을 이용해 표면균과 내생균의 dna extraction 후 pcr을 통해 염기서열을 분석하고, 결과적으로 표면균과 내생균의 종 일치율을 계산하여 내생곰팡이의 공생 관계가 어떻게 형성되었는지에 대한 단서를 찾는 과정이다.

주제어: lichen, 내생곰팡이, 미생물, parmotrema 종, 공생

녹차, 홍차에 들어있는 카테킨에는 항암효과가 있다. 녹차, 홍차의 유방암 세포(MDA-MB-231) 에 대한 항암효과를 비교하고 어떤 차가 가장 뛰어난 항암효과를 가졌는지 알아보았다. 본 연구 팀은 DMEM 배지에 유방암 세포를 배양하고 MTT assay를 통해 녹차와 홍차가 어떠한 농도에서 항암효과가 가장 잘 나타나는지 알아보았다. 이를 통해 알 수 있었던 결론은 항암효과가 잘 알려져 있었던 녹차와 달리 항암효과에 대해 잘 알려지지 않은 홍차도 유방암세포의 생존을 감소 시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 효과가 가장 잘 나타나는 농도가 두 시료 모두 1mg/ml의 농도인 것 또한 알 수 있었다.
항암효과가 가장 뛰어난 농도에서 녹차와 홍차가 유방암세포의 사멸에 미치는 효과를 확인하기 위해 western blot을 시행하였다. caspase-3와 cleaved caspase 3의 발현을 비교해 보았을 때, 녹차의 항암 효과가 홍차의 항암효과보다 좋음을 알 수 있다. 그러나 홍차의 항암효과 또한 control 값의 약 2배로 그 효과를 뚜렷하게 확인할 수 있었다.

주제어: 항암효과, MTT assay, 카테킨, MDA-MB-231 세포, western blot

대부분의 생물은 미생물로부터 자신을 방어하기 위해 면역 체계를 가진다. 이때 면역체계에 기여 하는 항균펩타이드는 신규 치료제로서 훌륭한 후보물질이다. 이번 연구에서는 최근 천연항생물질 의 소재로 관심받고 있는 해양생물 중 소라와 개울타리고둥의 항균활성을 알아보고자 한다. 이 연구의 최종 목표는 소라와 보말의 항균활성 측정, Protease 처리에 의한 단백질성 확인, 세포독성 확인이다. 이를 위해 소라와 개울타리고둥의 전처리, 액체 배지와 고체 배지의 제작, 항균활성 측정, 단백질성 확인, 세포독성 확인의 순서로 실험을 계획 및 수행하였다. 그 결과 소라와 개울 타리고둥 모두 항균활성, 세포독성을 나타내고 소라와 개울타리고둥 추출물이 단백질성을 가진다는 결과가 나왔다.

주제어: 항균펩타이드, 항균 활성, 세포 독성

본 연구는 김치 폐기물을 구성하고 있는 소금, 고춧가루, 양념류가 글루코스 생산에 미치는 영향 에 대한 연구를 진행하였다. 소금물의 농도 10%, 15%, 20%에 절인 배추, 고춧가루의 농도 5%, 7.5%, 10%에 혼합한 배추, 일반 배추, 시중에 파는 김치로 통제변인, 조작변인을 구성하 였다. 산 가수분해와 효소 가수분해에서 각각의 농도를 변인으로 하여 황산과 효소의 농도에 따른 효율 경향성을 제시하였다. DNS법과 혈당 측정기, gas chromatography를 통해 피크를 확인하여 각각의 조건에 대한 당화 효율을 알아보았다. 이후, 당화된 용액에서 효모 발효를 통해 바이오에탄올을 생산하였으며, 분별증류 후 바이오에탄올의 농도를 측정하였다. 측정된 결과를 바탕 으로 가장 효율이 좋은 조건을 찾아 김치를 이용하여 바이오에탄올을 가장 효율적으로 생산하는 방법을 제시하였다.

주제어: 산 가수분해, 효소 가수분해, 글루코스, 바이오에탄올, 김치

현대 사회에 만연한 만성 질환 중 하나인 비염은 다양한 원인들에 의하여 생기는데, 현재 마땅한 치료 방법이 없는 상태이기 때문에 많은 사람들이 비염으로 인해서 큰 불편을 겪고 있다. 또한 평소 비염을 심하게 앓아 수술까지 받았으나, COVID-19의 확산 때문에 마스크를 계속 착용하고 생활하다 보니 수술의 효과가 거의 없었다는 팀원의 사례를 바탕으로 하여 우리는 마스크 착용이 비염에 주는 영향에 대해 확인하고, 비염과 균 증식 억제에 효과가 있다고 알려진 유칼립투스, 페퍼민트 등 식물체의 추출물을 이용하여 비염균의 일종인 황색 포도상구균(S. aureus)의 항균 효과를 검증해볼 것이다. 또한 이를 토대로 마스크에 식물체 추출물을 처리하였을 때, 비염 환자들 의 비염 증상 감소 효과에 대해 고민해보고자 한다.

주제어: 마스크, 균, 식물추출물, 비염, 항균 효과

본 연구는 공업발달로 인해 환경오염이 가속화됨에 따라 이를 친환경적인 방법으로 해결하는 방안을 찾고자 하였다. 환경오염의 원인인 다환 방향족 탄화수소를 버섯의 효소인 Laccase를 이용 해 분해할 수 있다는 사실을 바탕으로 버섯의 탄화수소 고리 분해 능력을 알아보았다. Laccase와 배양액의 Malachite green 분해 능력을 pH 변화 측정과 흡광도 변화로 확인하고자 하였다. 실험 결과 Laccase와 버섯배양물의 pH 변화는 관찰할 수 없었다. Malachite green의 분해를 가시적인 변화로 확인하였고, 흡광도의 peak 변화도 관찰할 수 있었다. 하지만, 느타리버섯 배양액의 활성을 확인할 수 없었다. 이를 토대로 후속 연구를 계획하였고 버섯의 활성을 확인하기 위한 실험을 할 예정이다.

주제어: Laccase, Malachite green, PAH, 버섯 배양물

강가나 호수에 질산이나 인의 농도 증가로 인해 남조류의 과도한 성장으로 인해 물의 색깔이 녹색으로 변하는 녹조 현상은 세계적으로 문제가 되는 현상이다. 현재 생태실험종으로 사용되는 물벼룩을 이용하여 녹조의 대표적인 독성물질인 마이크로시스틴이 생태계에 미치는 영향과 그 지속 성을 분석할 수 있다. 또한 수질 개선 효과가 있는 것으로 알려진 수생식물을 이용하여 녹조 제거 효과를 DO와 인산염인 농도를 측정하여 확인할 수 있다. 밤 껍질의 아미노산과 단백질을 응집하는 성질이 있는 타닌을 이용하여 마이크로시스틴을 구성하는 7개의 아미노산을 침전시킬 것이라고 기대할 수 있다.

주제어: 녹조, 물벼룩, 영향 지속성, 수생식물, 타닌