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본 연구는 동물과 식물 세포에 스테로이드 약물을 처리하여 일어나는 히스톤 메틸화와 아세틸화 촉진 및 억제 현상에 대해 후성유전학적인 관점에서 알아보고자 하였다. 식물 모델은 애기장대(Arabidopsis thaliana)와 담배(Nicotiana benthamiana)를, 동물 모델은 MCF-7 인간 유방암 세포주를 사용하였고, 스테로이드 약물은 덱사메타손과 트리코스타틴 A를 사용하였다. 24시간, 72시간 동안 세포에 스테로이드를 처리한 이후 Western blotting 방법으로 아세틸화 및 메틸화가 일어난 히스톤 단백질을 검출하였다. 실험 결과 모든 세포에서 스테로이드 약물에 의한 히스톤의 메틸화 정도의 변화는 일어나지 않았으며, 담배에서는 히스톤 아세틸화의 변화 또한 일어나지 않았으나 애기장대와 MCF-7 세포에서는 각각 덱사메타손과 트리코스타틴 A에 의한 히스톤 아세틸화 정도의 변화가 확인되었다. 즉, 동식물 세포의 종류, 스테로이드 약물의 종류 및 처리 시간에 따라 히스톤 단백질의 변형 정도가 다르게 나타났다. 이상의 결과로부터 스테로이드 약물은 동식물 세포의 후성유전학적 변화를 주는 요인이며, 스테로이드 약물의 분자적 기전과 관련된 후성유전학적 분석이 이루어져야 함을 시사한다. ▪ 주제어: 후성유전학, 히스톤 아세틸화, 스테로이드, 애기장대, MCF-7 인간 유방암 세포
본 연구는 자연에서의 유전자의 수평적 이동(conjugation)을 이용하여 간편하게 자연 상태의 microbiome의 유전적 성질의 조작을 목표로 한다. 유전자 조작, 형질 전환과 같은 인공적인 유전적 변형이 아닌 자연적 방법을 이용하고 이해할 수 있다는 점에서 의의가 있다. 본 연구를 활용하여 식물 생장에 이로운 영향을 줄 수 있는 microbiome을 인위적인 방법을 이용하지 않고 조작하며 미생물의 유전적 조작의 효율성과 안정성을 증진하려 한다. 서로 다른 성질을 가진 그람 양성균인 고초균(Bacillus subtilis)과 그람 음성균인 대장균(Escherichia coli) 간의 접합을 PCR과 형광 현미경을 통한 GFP 형광 단백질의 검출 확인, 최종적으로 시퀀싱을 통해 직접적으로 확인한다. 두 균의 접합을 시작으로 하나의 플라스미드 공여 미생물과 다양한 종의 수여 미생물 간 동시 접합을 진행하여 자연 상태의 microbiome 조작 가능성을 확인한다. 본 연구를 통해 자연 상태에서의 미생물들의 유전적 상태를 이해하고 그 성질을 활용하여 인간에게 이롭게 이용할 수 있는 방향으로 수평적 유전자 전달인 자연적 기법이 활용되고 더욱 발전 가능한 분야로 떠오르게 하려 한다. ▪ 주제어: Bacterial conjugation, microbiome, GFP 형광 단백질, 식물 생장 촉진
코로나-19 백신의 부작용으로 혈전 형성이 이슈가 되어 이에 대해 주목하여 혈전 용해 효과가 있는 물질들을 찾아 보게 되었다. 경구용으로 복용되는 치료제가 부족하다고 생각되었고, 동의보감에서 붓꽃 뿌리가 혈전 용해 효과가 있다는 것을 알게 되어 이를 연구하게 되었다. 붓꽃 뿌리를 건조 및 잘게 잘 라 물, 메탄올, 에틸 아세테이트, 헥세인에서 추출하였고, 회전감압농축, 진공원심농축, 동결건조 과정 을 거쳐 분말을 얻었다. 직접 제작한 피브린 플레이트에 paperdisk를 올리고 증류수, DMSO에 녹인 추출 결과물을 올려 혈전 용해 효과를 확인하였지만, 혈전 용해 효과는 나타나지 않았다. 이에 혈전 형성 억제 효과가 있을 것으로 생각되어, 혈전 형성 억제 효과를 확인하기 위한 실험을 지속하고 있 다. ▪ 주제어: 붓꽃, 혈전, 혈전 용해, 혈전 형성 억제
가시박(Bur cucumber, Sicyos angulatus (Miq.) Kitam.)은 생태계 교란 생물로 자생 식물의 생장을 방해하여 생태계 균형을 교란하고 있다. 가시박의 덩굴성 생장으로 자생 식물의 생장을 교란하는 작용 외에도 화학 물질 분비에 의한 교란 작용이 있을 것으로 생각되어 타감작용 효과를 검증하고 타감작 용의 정도와 교란 영향을 미치는 식물 목록을 구성하는 연구가 필요하다. 식물조직배양을 활용하여 가시박 추출물의 타감작용 효과를 확인하고 이종의 식물에 미치는 효과를 확인, 검증하고자 한다. 그 리고 이를 통해 타감작용에 대한 궁금증을 해소하고, 가시박의 유해성을 확인하며, 생태계 교란을 예 방하거나 활용 가능성에 대해 탐색하고자 한다. 본 연구는 가시박 추출액을 팽나무, 보리, 무, 완두, 상추 종자의 종자발아율시험에 적용하고, 당근 조직배양에 적용하여 타감작용의 유무와 작용 효과를 검증했다.
활성산소의 생산량 조절을 통한 생명체의 수명 연장 가능성에 대해 호기심을 가지게 되어 이 주제를 선정하게 되었다. 활성산소는 세포호흡을 하는 기관인 미토콘드리아에서 발생한다는 것을 이용하여 세포호흡 저해제를 통해 생명체 내의 활성산소의 양을 조절하였다. ROS 실험용 세포를 계대배양으로 증식시킨 후 세포호흡 저해제로는 말론산을 이용하였다. 트리판 블루 염색을 통해 생존 세포의 비율을 구하고, 형광현미경을 통해 발생한 활성산소의 양을 측정하였다. 트리판 블루로 염색산 세포를 관찰 결과, 말론산의 농도가 적절할 때 세포가 가장 수명이 길었다. 형광현미경을 통한 분석은 키트 사용 과정에서 문제가 발생하여 실시하지 못하였다. ▪ 주제어: 활성산소, 수명 연장, 세포호흡, 저해제, 노화 방지
covid-19가 사회에 주고 있는 큰 영향력으로 인해서 백신 개발 연구의 중요성이 증가한 상황에서 면역반응의 매커니즘을 확인해보고 내독소의 종류 및 처리량에 따른 면역반응의 정도와 항염증 효과를 비교해보기 위해서 이 연구를 진행하게 되었다. RAW 264.7 세포를 배양하기 위해서 배지를 제작하고 배양한 후에 세포를 염색하고 혈구계수기를 통해 세포의 수를 세서 농도를 맞춰준 후에 계대배양을 하여 세포의 수를 늘리는 과정을 진행했다. 본래 배양을 마무리한 후에 RNA를 추출하고, cDNA를 합성한 후에 RT-PCR을 실행하고 전기영동을 하는 과정을 추후에 진행할 예정입니다. 이번 연구를 통해서 면역과정에 대한 이해력을 높이고 백신 제작 연구에 대한 이해력도 증가시킬 수 있다는 점을 기대효과로 지닐 수 있다고 예상해볼 수 있다. ▪ 주제어: 대식세포 배양, LPS, 사이토카인, RNA 추출, RT-PCR
개구리밥은 생장 속도가 타 종에 비해 월등히 빠르고 전 세계에서 분포하는 수중식물이다. 이들은 겨울철에 ‘잠아(turion)’라고 불리는 독특한 휴면 구조를 형성하는데, 잠아 형성시에 다음 생육을 위한 녹말을 축적한다. 개구리밥의 빠른 성장과 잠아 형성의 메커니즘을 이용해 배양액의 조성에 따라 잠아 형성시 녹말 축적량과 광합성 색소량에 차이가 생길 것이라고 가정했다. 그 결과 엽상체 내부에는 배양액의 조성에 따라 녹말량, 색소량에서 각자 다른 경향을 보였지만, 잠아에 축적되는 녹말의 양은 일정했다. 따라서 잠아 내 녹말량을 유 전적으로 변화시킬 수 있다면 옥수수와 같은 다량의 녹말을 저장하는 식물과 비교하여 개구리밥이 가진 빠른 생장이 장점이 되어 그 독특함을 알리는 계기가 될 것이다. ▪ 주제어: 개구리밥, 잠아구조, 녹말, 광합성 색소, 옥수수
2016년, 밀웜이 스티로폼을 분해하는 것이 밝혀진 뒤, 플라스틱의 친환경적인 분해에 대한 관심도가 높아지고 있다. 본 논문은 Curculio Sikkimensis(꿀꿀이 바구미)의 비닐, 미세플라스틱의 분해 가능성에 대해 연구하였다. 육안관찰, Microplate reader을 이용해 비닐의 물리적 분해를 확인하고 HPLC를 통해 비닐의 화학적 분해를 확인하였다. 또한 주사전자현미경을 이용해 미세플라스틱의 표면 변화를 관찰하였다. 연구를 통하여 Curculio Sikkimensis을 통한 친환경적인 비닐 분해 가능성을 확인할 수 있었기에 활발한 후속연구가 기대된다. ▪ 주제어: Curculio Sikkimensis (꿀꿀이 바구미), 분해, 미세 플라스틱, 비닐
본 연구를 통해 발광 효소 루시페린의 최적 활성 조건 및 발광 미생물인 Aliivibrio Fischeri를 이용해 개발 도상국에서 사용 가능한 광원 제작 적정기술에 관해 탐구하였다. 루시페린의 최적 활성 조건의 경우에는 온도, pH, 조효소에 따른 효과를 살펴보았으며, 활성도를 판단하기 위해 콜로니 생장 여부와 발광을 측정하였다. 한편, 휴대용 광원 제작을 위해 알긴산 나트륨이 염화 칼슘과 함께 막을 형성할 수 있다는 특성을 활용하였다. 이는 해양 미생물인 A.Fischeri가 육지에서도 오랫동안 생존을 지속할 수 있는 환경을 조성해줄 수 있으며 알긴산 나트륨 막의 생분해성 특성을 활용하여, 친환경적인 광원을 제작할 수 있다는 의의가 있다. 이에 더해 Aliivibrio Fischeri에서 발생하는 빛을 효과적으로 이용할 수 있는 여러 가지 구조를 고안해 프로토타입을 제작하였다. ▪ 주제어: Aliivibrio Fischeri, 알긴산 나트륨, 휴대용 광원, 루시페린, 적정기술
최근 녹조 현상이 세계적으로 큰 문제가 되고 있다. 녹조 현상은 여러 방면에서 문제를 일으키기에 많은 국가들은 녹조를 제거하기 위하여 많은 방법들을 사용하고 있다. 그 중 대중적으로 사용되는 것이 과산화수 소를 이용하는 것과 황토를 뿌리는 등의 방법들이 있다. 하지만 이들은 모두 역효과를 일으키며, 여러 가지 단점이 존재한다. 녹조는 부영양화된 물에서 자라기에, 박테리아를 이용하여 부영양화된 물을 원래 상태로 만들어 녹조를 제거하는 방식에 대하여 연구하고자 한다. 본 연구에서는 과산화수소를 통한 녹조 제거와 박테리아를 통한 녹조 제거에 대하여 알아보고, 시간이 지난 후 어떤 방법이 녹조 재발 확률이 낮은지에 대하여 알아보고자 하였다. 또한 온도에 따른 박테리아의 녹조 제거 효율을 측정하여 녹조 제거를 위한 최적의 온도를 찾고자 하였다. ▪ 주제어: 녹조 제거, 남세균, Pseudomonas putida, 탈질화 작용, Chlorophyll a
파인애플, 파파야와 같은 열대 과일은 대부분 각각의 단백질 분해 효소를 가져 부패를 억제하는 특성을 보인다. 본 연구에서는 이온 교환 크로마토그래피 기법에 기반을 둔 bromelain의 간이 추출법을 고안하였으며, NaCl 400mM에서 최대로 추출됨을 확인하였다. 이후 단백질 분해 효소의 특성을 고려한 bromelain과 papain의 생과일 보존제로서의 활용을 위하여, 다른 비율로 두 효소를 배합하여 포도에 골고루 바른 뒤 시간에 따른 포 도의 부패를 측정, 비교하였다. 그러나 포도에 곰팡이가 균일하게 발생하지 않았다는 점과 실험군 간에 뚜렷한 차이가 발생하지 않았다는 점으로 미루어 보아 실험이 적절한 환경에서 진행되지 않았다고 판단, 생과일 보존제로서의 활용 확인은 차후에 e.coli 을 이용한 실험으로 대체하고자 한다. ▪ 주제어: 단백질 분해효소, 추출, 정제, Ion-exchange chromatography, antibiotic
최근 대기오염으로 인한 호흡기 질환 문제가 심각한 가운데, 이끼의 미세먼지 흡착 능력을 확인하고 환경요인에 따른 흡착률을 비교하기 위한 연구를 설계하였다. 3종의 이끼와 1종의 공기정화식물을 각각 흡착하여 시간대별 미세먼지 흡착량을 비교함을 통해 이끼의 미세먼지 흡착 능력을 확인하였다. 그 결과 비단이끼, 서리이끼, 스칸디아 모스, 공기정화식물 중 서리이끼의 미세먼지 흡착 능력이 가장 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다. ▪ 주제어: 이끼, 공기정화, 이끼의 미세먼지 흡착, 대기 정화, 대기오염물질