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생명공학 분야 중에서 식물생명공학은 미생물, 동물 생명공학과 더불어 그 중요성이 인정되어지고 있는 부분으로 식물 내 유용유전자들을 활용하여 다양한 우수 유용 형질을 가진 작물체 개발은 인류를 위해 필요로 하는 중요한 일이다. 특히 최근 큰 이슈가 되고 있는 유전자 편집기술(CRISPR-Cas9)은 원하는 유전자를 돌연변이로 만들어 유용한 표현형을 얻을 수 있는 기술로 기존의 유전자 조작에 비해 정확도와 안전성 면에서 인정받고 있다. 이를 이용하여 애기장대의 개화억제 유전자 LHP1 유전자를 편집하여 개화가 정상보다 빠르게 일어나는 돌연변이체 개발을 자문을 받아 수행하였다.

▪ 주제어: 유전자 편집(CRISPR-Cas9), 돌연변이 식물체, 재조합 DNA, 형질전환

식물의 형질전환체를 만듦으로써 우리에게 필요한 형질이 발현되게 할 수도 있고 고부가 효소나 단백질을 추출할 수도 있는 등, 다양한 곳에 활용할 수 있다. 우리는 모델 식물인 애기장대를 이용하여 개화 유전자(ft2)를 과발현시켜 개화시기의 차이가 나타나는 유전자 재조합 식물을 만들어 보았다. pDONR plasmid를 사용한 GATEWAY system을 통해 애기장대의 개화 유전자를 과발현하게 할 벡터를 만들었고, 아그로박테리움법을 사용하여 애기장대 꽃에 감염을 통한 유전자 도입을 시켰다. 이후 애기장대의 씨를 받아 카나마이신 항생 배지에 키워 뿌리가 유도되는 싹을 골라내어 이를 키워 개화시기가 앞당겨지는지 확인하여 개화유전자가 과발현 되었는지 확인하였다.

▪ 주제어: FT2 개화 유전자, 유전자 과발현, 재조합 DNA(GATEWAY system), 형질전환, 유전자 재조합 식물체

인구의 급격한 증가로 인해 식품에 대한 수요가 급증하는데 비해, 기후변화로 인해 농업 생산성이 저 하되고 경작 가능한 토지가 줄어드는 등 농작물 생산성도 줄어들고 있으며 농작물 재배의 효율성을 높 일 명확한 대책 또한 불분명하다. 이에 따라 친환경적이고 지속 가능한 농업 방법의 필요성이 대두되 고 있다. 본 연구에서는 400Hz의 소리자극에 지속적인 노출 상태로 자란 애기장대에서 식물의 광합성 과 연관된 psb A, psa A, PETE1, FNR1, atpA 유전자와 잎의 생장과 연관된 AVP1, EXP10, GA20OX1, GRF5, SAUR19 유전자의 발현량을 소리자극 없이 자란 애기장대에서 각각의 유전자 발현량과 비교하 여 소리 자극이 애기장대의 광합성 및 잎의 생장에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 GA20OX1, GRF5, SAUR19, psaA, PETE1은 소리 자극을 가하지 않은 대조군에서 발현량이 더 컸으며, FNR1과 atpA는 400Hz 소리 자극을 가한 실험군에서 발현량이 더 컸다. 조사한 10종의 유전자는 본 연 구에서 확인하지 않은 다른 수많은 유전자들과 복합적으로 작용하여 식물의 생장에 기여하는 바, 단일 유전자 발현의 결과만으로 소리의 영향을 성급히 결론내리는 것은 어려우나. GRF5는 대조군에서 상대 적으로 과량으로 발현되어 대조군의 탄소 고정 능력을 향상하고 FNR1은 실험군의 강한 빛 스트레스에 대한 광보호 능력을 향상하여 서로 대조군과 실험군에 상반되는 영향을 끼칠 것으로 예상되는 바, 본 연구를 바탕으로 좀 더 깊이있는 연구가 요구된다.

▪ 주제어: 애기장대, 소리 자극, RT-PCR, 유전자 발현량

본 연구에서는 관상용으로 수입된 외래종 중 독성식물들이 의학적으로 사용될 가능성을 제시하며, 이에 따른 독성식물들의 향균 효과를 실험하였다. 마리안느, 크로톤, 바나나크로톤의 잎을 추출해 가루로 빻고 50%, 30% 에탄올 100ml를 통해 지용성 물질에 대한 추출물과 100ml의 증류수를 60도, 80도로 가열해 수용성 물질에 대한 추출물을 각각 만들고, 이를 원심분리한 후 나타나는 펠렛에 멸균수를 넣어 농축한 용액을 제조한 후 추출물과 농축액을 이용해 항균효과를 테스트한 결과, 대장균의 성장 부진으로 인해 일부 샘플들의 결과를 정확히 알아볼 순 없지만 향균성은 존재하지 않아 보인다.

▪ 주제어: 독성식물, 추출, 대장균, 항균성

식물 성숙 호르몬 에틸렌은 과일의 성숙과 노화를 촉진한다. 상품으로서의 과일은 에틸렌에 노출되어 숙성될 경우 상품 가치가 저하 될 수 있으므로 에틸렌 농도를 낮게 유지하는 것은 과일의 저장 및 운송에 있어서 중요한 과제이다. 과일의 배치와 밀집도에 따른 에틸렌 농도와 숙성도를 경도 변화로 알아봄으로써 과일의 상품 가치가 보존되면서도 많은 양을 운송할 수 있는 최대 효율의 과일의 밀집도를 탐색하였다. 이를 위해 사과와 바나나를 이용하여 단일 포장 단위에 운송 과일 수를 변화시켰을 때 발생하는 시간당 에틸렌 기체 농도 변화와 이에 따른 과일의 숙성을 알아보는 실험을 하였고, 실험 데이터를 바탕으로 수식을 도출하였으며, 관련된 변인을 종합적으로 고려하여 최적 모델을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 과일 운송에 최적화된 운송 모델은 다양한 과일의 장거리 운송에 적용될 수 있을 것이다.

파프리카 역병균은 파프리카 역병의 병원체로 파프리카, 고추, 토마토등의 재배에 악영향을 미치고 있다. 이를 억제하기 위해서 다양한 농약 등이 이용되고 있으며, 토양과 수질에 녹아들어 환경오염을 야기한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 친환경적인 방법으로 역병을 억제하는 방법이 필요하다. 본연구에서는 파프리카의 재배에 피해를 주는 파프리카 역병균을 저해시키기 위해서 토양에서 분리한 세균을 이용하여 친환경 억제 연구를 시작하게 되었다. 다양한 환경의 토양을 희석하여 파프리카 역병균가 배양을 하였고 억제효능이 있는 세균을 순수분리하였다. 순수분리한 세균을 대치배양을 통해 억제효능을 확인하였고 총 3종의 세균을 16s rRNA분석을 통해 동정하였다. 이후 재배가 쉬운 고추에 적용하여 억제효능을 확인하였다.

▪ 주제어: 파프리카 역병균, 대치배양, 순수분리, 16s rRNA, 생물학적 방제

본 연구는 동해안의 방해석 생성 미생물을 이용한 염해방지에 관하여 탐구하였다. 선행연구가 서해안 을 중심으로 진행되었다는 점과 국내 해안가 기후분석을 고려해 동해안의 지역 중 총 6개의 지역을 선 정해 해안가 토양에서 미생물을 분리 및 배양하였다. 또한, 선정한 배지의 표면에 생긴 물질을 XRD 분석을 통해 탄산칼슘이 함유되어있다는 것을 확인했고, 이 물질을 생성한 것으로 추정되는 미생물을 분리, 동정했으며, 그 결과 Lysinibacillus fusiformis, Virgibacillus dokdonensis, Lysinibacillus pakistanensis 가 동정되었다. 실제 건축물 외벽과 비슷한 벽돌에 본 연구에서 분리한 방해석 생성 미생물을 도말해 흰색 물질이 생성되었다는 것을 확인했고, SEM을 통해 미생물을 도말한 벽돌표면의 CaCO3를 확인했다.

▪ 주제어: 콘크리트, 염해방지, 생체광물형성작용, 방해석

최근 우리나라 뿐만 아니라 전 세계적으로 내분비계 장애물질에 대한 관심이 높아지고 있고, 또 내분비계 장애물질의 부작용에 사람들이 많은 관심을 가지게 되었다. 이에 내분비계 장애물질이 우리 몸, 그 중에서도 생식세포에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 또한 우리 지역의 인근 하천인 영산강에서 채수한 하천수에서 검출할 수 있는 3가지 내분비계 장애물질 Bisphenol A, Methyl Paraben, Styrene의 함유 여부와 함유량을 분석하였다. 함유된 내분비계 장애물질의 농도가 높을수록 생식 세포에 미치는 치명도가 크다는 것을 알아내었다. 후속 연구로 Bisphenol A, Methyl Paraben, Styrene에만 국한된 본 연구에서 더 나아가서 다양한 종류의 내분비계 장애물질의 경우에는 어떤 결과가 나오는지 분석하고, 여성 호르몬인 에스트로겐에 영향을 미치는 내분비계 장애물질이 다수 존재함에 착안하여 난세포를 실험 대상으로 하여 내분비계 장애물질의 투여 시 발생하는 난세포의 변화를 정상적인 난세포와 비교하여 분석할 것이다.

▪ 주제어: 내분비계 장애물질, 환경 호르몬, 생식세포, 검출

본 연구는 벌의 독이 인체에 좋은 영향을 끼침을 확인하기 위하여 진행되었다. 본 연구에서는 벌 독이 여드름균의 생장을 억제하는 효과가 있는지 확인하고자 벌 독 성분인 멜리틴이 여드름균에 미치는 영향을 확인하는 실험을 진행하였고, 실험 연구를 통하여 멜리틴이 P.acnes 및 S.epidermidis 등의 균의 성장 억제에 대한 효과가 있음을 알게 되었다. 이 연구를 통해 독에 대한 인식을 개선하고 벌 독의 멜리틴 성분을 이용한 치료제 개발의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

▪ 주제어: 멜리틴, Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis, 항균작용, 여드름균

본 연구에서는 미세먼지 속 중금속으로 인한 상처를 입은 동물세포(폐세포, 비강세포)를 치료하는 방법으로 미세조류(C.vulgaris) 추출물을 제시한다. 두 가지 종류의 동물세포를 각각의 배지에서 배양한 뒤 중금속이 든 배지로 옮겨 타격을 주고, 에탄올로 정제한 미세조류 추출물이 든 배지로 다시 한 번 옮긴다. 세포의 활성도를 MTT assay와 RT PCR 등을 이용하여 측정한다. 이를 통해 미세먼지로 인한 호흡기, 점막 세포의 염증을 완화할 수 있는 방법을 찾을 수 있을 것이다. 미세조류는 비교적 배양이 쉽고, 추출물을 얻는 과정 또한 간단하기 때문에 보다 경제적인 세포 독성 완화 효과를 얻을 것이다.

▪ 주제어: 미세조류, 미세먼지, 세포 치료, 세포 염증

플라스틱은 매해 사용량이 증가하고 있으며, 소각 및 매립의 방법으로 처리되고 있다. 하지만, 플라스틱이 완벽히 분해되지 않으며, 연소 시 다량의 유해가스가 발생하는 환경오염 문제가 발생한다. 이에 본 연구는 친환경적으로 전분을 기반으로 한 바이오 플라스틱을 제작하여 이러한 문제점을 해결하고자 했다. 그리고 활용과 폐처리 과정에서 기존 플라스틱을 대체할 수 있는지 평가했다. 그 결과 바이오 베이스 플라스틱의 연소 시 질량 변화량이 기존 플라스틱보다 컸고 유해가스 발생량이 절대적으로 적은 것을 알 수 있었다. 플라스틱 연소 시 질량 변화량에 따른 미세먼지 및 유해가스(HCHO, TVOC, ) 발생량은 바이오 베이스 플라스틱이 기존 플라스틱보다 적은 값을 가졌다. 이는 사용 및 처리 과정에서 바이오 베이스 플라스틱이 기존 플라스틱보다 친환경적임을 시사한다.

▪ 주제어: 바이오 베이스 플라스틱, 전분 호화작용, 대체 가능성, 폐처리 효율

영수증을 비롯해 비스페놀A가 위험할 정도로 포함된 유아용품 등을 접촉하는 사람들은 내분비계가 교란되어 삶에 지장이 가기 쉽다. 본 연구는 피부 환경에 따른 비스페놀A의 용해도 측정에 기반을 둔다. 화장품에 의해 형성되는 여러 피부 환경을 증류수에 적절한 비율로 용해해 용액을 제조한다. 이후 각각의 용액에 대해 비스페놀A가 얼마나 용해되는지 용해도를 판단해 비교하고, 어떤 환경에서 가장 비스페놀A의 흡수에 취약한지 알 수 있다. 연구 결과를 통해서 화장품의 어떤 공통적인 성분이 비스페놀A를 잘 용해했고, 올바른 화장품 제조 및 사용에 대한 생각을 한번 더 할 수 있을 것이다. 더불어, 소비자를 위한 가이드라인 제작에 도움을 주는 연구가 될 수 있을 것이다.

▪ 주제어: 화장품, 피부 환경, 비스페놀A, 용해도