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생물은 서식 환경에 따라 대사에 차이가 생기게 되고, 따라서 생물체를 구성하는 성분도 달라진다. 본 연구는 서식 환경 차이에 따라 발생하는 생물체의 구성 성분의 차이를 이용해 국내산 참돔과 일본산 참돔의 원산지를 판별한다. 국내와 일본에서 참돔을 양식하는 방법이 다르며, 이로 인해 국내산 참돔과 일본산 참돔의 아스타잔틴 함량도 다르게 나타난다. 따라서 한일 참돔의 아스타잔틴 함유량을 비교하여 얻은 데이터를 근거로 참돔의 원산지를 판별한다. 또한 특수 영양 분석을 통해 지방과 단백질 등 다른 대사체의 바이오 마커로써 가능성을 확인한다.
신경세포에 발생하는 악성 뇌종양의 일종인 교모세포종(Glioblastoma)는 주로 방사선 치료법에 의존하여 치료한다. 그러나 일부 세포에서 방사선저항성이 관찰되어 교모세포종이 치료되지 않는 문제점이 발생하였다. 이에 본 연구는 미토콘드리아 대사량을 조절하는 효소 AK4를 통해 방사선 저항성을 획득하는 기전에 대해 연구하였고, AK4 농도와 방사선저항성이 관련있음을 밝힘으로써 방사선저항성 획득을 억제하는 방법의 기초를 마련하였다. 주제어: 교모세포종(Glioblastoma), 미토콘드리아, 전자전달계, AK4, 방사선저항성(Radioresistance)
교모세포종(Glioblastoma multiforme, GBM)은 성인에게 발생하는 가장 흔한 뇌종양으로 생존 기간이 15개월에 불과한 악성 뇌종양이다. GBM 치료 중 방사선치료와 항암제가 병용되고 있느나 예후가 좋지 않으며, 높은 치료 저항성으로 18개월 이내에 암이 재발한다. 또한 GBM 재발이 대부분 방사선이 조사된 표적 위치에서 일어나는 것으로 미루어 볼 때 방사선치료와 암 재발이 밀접하게 연관되어 있음을 알았다. 방사선 저항성을 지니는 암세포는 방사선에 의해 세포 손상을 극복하기 위해 세포 활동을 조절하는데 본 연구에선 세포막 구성 변화에 표적을 두고 진행하였다. 암세포의 세포막 인지질 이중층에서 세포 성장에 기여하는 이동 및 침습을 촉진하는 lipid raft로 알려진 마이크 로도메인이 형성된다 .lipid raft에 존재하는 단백질이 세포에 성장에 기여하고 이에 따른 연쇄적 반응으로 교모세포종의 방사선 저항성이 유발된다. 따라서 본 연구는 세포막 구성 변화에 의한 악성 뇌종양 치료저항성 극복 방안을 제시하고자 한다. 주제어: Glioblastoma, lipid remodeling, glutamine metabolism, radioresistance
본 연구에서는 삼투 스트레스에 대한 저항성을 가진 식물체를 개발하고자 하였다. 선행 연구를 참고하여 식물에 삼투 스트레스를 처리하였을 때 발현이 증가한 유전자들 중 IAA2 유전자를 선정하 였고, ‘IAA2 유전자를 과발현시킨 식물체는 삼투 스트레스에 대한 저항성을 가질 것이다.'라는 가설을 세웠다. 아그로박테리아의 Ti Plasmid 중 T-DNA 부분에 IAA2 유전자를 삽입하고 floral-dipping method를 사용해 식물체에 해당 아그로박테리아를 침투시켜 식물체가 형질전환될수 있도록 하였다. 아울러 IAA2 유전자의 발현이 녹아웃된 돌연변이체와 야생형 식물체의 삼투 스트레스에 대한 반응을 비교하였다. 주제어: 과발현 형질전환체, 삼투 스트레스, 애기장대, IAA2
M13 박테리오파지는 높은 표면 비를 가지는 나노 입자이며 이를 둘러싸고 있는 주 단백질(pVIII, protein Ⅷ)은 유전자 조작 방법으로 기능화된 단백질을 발현시킬 수 있다. 선행연구 결과를 바탕 으로 기능성 M13 바이오 나노 수용체(4E, 3A, WHW)를 선정하였고 이를 사용하여 기존 센서 어레이 제작보다 좀 더 손쉽고 빠른 스핀-코팅법을 적용하여 센서를 제작하고 LB, 살모넬라, ER2738 의 호흡을 채취하여 매트랩과 포토샵을 이용하여 색 변화를 확인하고 데이터베이스를 구축할 것이다. 이를 통해 안구질환 유해균에 의한 안구질환의 조기진단이 가능할 것으로 기대한다. 주제어: M13 박테리오 파지, 기능성 파지, 구조색, 스핀-코팅 기법, 유해균 진단 센서
본 연구에서는 실제 상황에서 뉴턴의 냉각법칙이 성립하는지 확인하였다. 뉴턴의 냉각법칙에서의 비례상수가 초기 온도와 용기 재질의 영향을 받는지 알아보기 위한 실험을 진행하였다. 초기 온도와 용기 재질을 조작 변인으로 둔 두 가지 실험을 통해 초기 온도와 용기의 재질이 비례상수의 값에 영향을 미치지 않는다는 결과를 얻었다. 구해낸 비례상수의 평균과 중앙값을 바탕으로 각 시점 에서의 온도를 예측하고, 예측한 온도와 측정온도의 차를 구하여 오차가 발생한 원인을 분석하였다. 실험 결과 비례상수의 평균보다 중앙값을 사용했을 때 예측 온도와 실제 온도의 오차가 적었다. 주제어: 수학적 모델링, 미분방정식, 뉴턴의 냉각법칙
본 연구에서는 이론적인 측면에서 파동방정식의 해의 성질에 초점을 두어, 탄성현의 횡진동 현상을 묘사하는 파동방정식의 해의 성질을 조사한다. 특히, integral inequality와 Lagrange의 multiplier method를 이용하여 [본문 참조] 의 꼴로 나타나는 선형적 혹은 다항적으로 감쇠하는 탄성현의 운동을 묘사하는 파동방정식의 해를 에너지의 관점에서 접근하여 해의 성질을 조사한다. 주제어: 탄성현, 파동방정식, 감쇠, 에너지 감쇠율
상미분방정식의 일반해, 가우스 발산 정리, 푸리에 급수 등 열전도 방정식 유도 과정에서 필요한 주요 이론적 배경에 대해 탐구하고 이를 이용하여 [붙임 참조]식의 일반해를 유도한다. 이 값이 실생활에 이용 가능한지 확인하기 위해 MBL센서와 열화상 카메라를 이용하여 구리 막대의 온도 변화를 측정하고 식과 비교한다. 그 결과 약간의 오차는 발생 하지만 식과 거의 유사하다는 것을 알 수 있고 따라서 실생활에서도 이용 가능한 수준의 식이라는 것을 알 수 있다. 주제어: 열전도 방정식, 상미분방정식, 푸리에 급수, 열화상 카메라
이 연구는 수학적 모델링을 통하여 담수화를 분석하는 연구이다. 먼저 수학적 모델링과 미분방정식에 대하여 알아본다. 본 실험을 하기 전에 유입-유출 모델에서의 가정인 ‘높이에 따른 용액의 유출속도는 일정한다’와 ‘유입되는 용액은 균일하게 퍼진다’가 실제 실험에서 영향을 주는 정도를 알아보기 위해 변인통제 실험을 진행한다. 그리고 유입속도와 유출속도가 같을 때와 유입속도와 유출속도가 다를 때의 경우를 나누어 소금물에 물을 일정하게 유입하고 유출하여 실시간으로 염도를 측정한다. 그리고 각 실험 상황에 대한 미분방정식의 일반해를 구하고 실험에서 얻은 데이터와 이론 값의 변화를 관찰하고 비교해본다. 주제어: 수학적 모델링, 미분방정식, 담수화, 수질 정화
환경오염, 그 중 해양오염에는 미세플라스틱이 크나큰 문제를 차지한다. 플라스틱은 인류에게 많은 편리함를 제공하지만 쉽게 분해되지 않아 생물에게 피해를 주고 있다. 그 플라스틱에는 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 테프론(PTFE)등 많은 종류가 있고 분자구조가 모두 다르다. 또한 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)는 루타일, 아니타제, 브루카이트의세가지 형태로 존재한다. 빛이 광촉매로 작용할 이산화티타늄(TIO2)을 활성화해 양공과 전자를 생성하고 양공과 전자가 촉매 내부에서 표면으로 확산된다. 양공이 반응물을 반응물을 산화시키는 동시에 전자는 반응물과 반응해 반응물을 환원 시킨다. 이산화티타늄은 수용액 상에서 물에 의해 양공이 중화된다. 물은 분해되어 OH를 형성하고 OH는 반응물인 플라스틱을산화시킨다.
본 연구는 3차원 그래프를 2차원으로 나타내면 생기는 차원 손실로 인한 오류 인지하기 힘들다는 문제를 해결하고자 기계 장치를 통한 3차원 그래프 현실화를 시도했다. 이를 통해 3차원을 2차원에 나타내야 하는 여러 분야의 작업들의 작업효율을 늘리고 실시간으로 수정사항이나 변경사항을 적용시켜 작업 도중 차원 손실에 의한 인식의 어려움을 줄일 수 있다. 또한 공간지각 능력이 떨어져 2차원에 그려진 3차원 그래프를 잘 연상하지 못하거나 시각장애인처럼 그려진 그래프를 인지하지 못하고 말에 의존하여 연상해야하는 사람들에게 3차원 그래프의 현실화를 통해 더욱 직관적인 접근이 가능케 하고 시각 대신 촉각으로 그래프를 느끼게 하여 더욱 직관적으로 3차원 그래프를이해시키고 연상하는 것을 돕기 위해 이 연구를시작했다. 주제: 3d 그래프, 현실화
본 연구는 시각 장애로 제한된 환경에서 살아가는 사람들을 위해 시각 자극을 뇌파 분석을 통해 이해하고, 이를 기반으로 새로운 기술을 개발하는 데에 도움을 주는 것을 목표로 한 시각 자극에 따른 뇌파 분석을 한 연구이다. 델타파부터 베타파까지의 뇌파 주파수를 분석하고, 이를 이용하여 시각 자극에 대한 뇌의 반응을 측정하고 해석하는 방법을 제시한다. 실험 대상은 색깔, 도형, 컬러와 흑백 인물 사진의 세 가지 변인에 노출되었으며, 해당 자료를 토대로 주파수 대역별 뇌파를 분석하고 집중도를 나타내는 CL지표를 계산하였다. 이를 통해 변인에 따른 뇌파의 특성을 파악하고, 시각 장애인들의 시각 정보 처리에 관한 실용적인 통찰을 얻을 수 있다. 이 탐구를 통하여 시각 장애인 들이 주변 환경을 더 효과적으로 이해하고 상호 작용할 수 있는 기회를 제공할 뿐만 아니라, 의료 기술과 인공 지능 분야에도 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: 시각 신호, 인공 시각, 뇌파, 집중 지표