연도별 연구과제 64 페이지첫페이지로 이동

코로나의 확산으로 텀블러를 많이 사용하는데, 텀블러의 위생환경이 우려되어 이를 개선할 수 있는 방법을 찾아보기로 하였다. 학생의 텀블러 5개를 선정하여 LB 배지와 NA배지에 배양한 결과, 총 7가지의 다른 종류의 미생물이 발견되었다. 이는 텀블러의 위생환경이 좋지 않다는 증거이며, 이를 개선하기 위한 꽃차의 항균효과 를 탐구하였다. 메리골드, 라일락, 작약, 백리향, 백산차, 구절초, 민들레 7가지 종류의 꽃차를 뜨거운 물, 99%에탄올에 우려내 디스크 확산법을 통하여 항균효과를 확인해보았고, 라일락, 백산차, 구절초, 백리향, 작약에 항균 효과가 있는 것으로 나타났다. 텀블러 속에 가장 많이 서식했던 미생물의 종은 Kocuria salsicia 외 7종으로 추정된다.

주제어: 텀블러, 세균 동정, 꽃 추출물, 항균효과, 꽃차

본 연구에서는 항진균 효과가 있으면서 인체에 무해하다고 알려진 Vanillin과 그 유도체인 o-Vanillin을 이용하여 벽지 곰팡이에 대한 항진균 효과를 확인하고, 이를 활용한 항진균 벽지를 제작하였다. 이 과정에서 곰팡이가 핀 벽지로부터 4종의 곰팡이를 순수 분리하였으며, Mucor irregularis, Penicillium sumatraense, Neurospora crassa, Mucor circinelloides의 4가지 균주를 동정하였다. 디스크 확산법을 통해 4가지 균주에 대해 Vanillin, o-Vanillin의 항진균 활성을 확인하였으며, o-Vanillin이 Vanillin에 비해 항진균 활성이 높다는 것을 확인하였다. DCFDA/H2DCFDA를 활용하여 Vanillin과 o-Vanillin 처리 시 4종의 벽지 곰팡이에서 활성산소 종(ROS) 생성 증가를 확인하였으며, 이는 Vanillin과 o-Vanillin의 항진균 활성이 ROS 생성 증가와 관련이 있음을 의미한다. 실험 결과를 바탕으로 Vanillin과 o-Vanillin에 따른 항진균 효과 를 벽지에서 확인하기 위해 각 균주를 PDB 배지에 배양해 Vanillin과 o-Vanillin을 처리한 벽지 에 접종하였다. 0.05M이상의 농도에서는 곰팡이 생장이 억제되었으나 0.01M 이하의 농도에서는곰팡이의 생장이 억제되지 않았다. Vanillin과 o-Vanillin이 인체에 무해한지 확인하기 위해 XTT assay를 진행하여 세포 독성을 확인한 결과 o-Vanillin이 Vanillin에 비해 세포 독성이 높게 나타났으며, 항진균 벽지 제작의 활용에는 Vanillin이 적합하다는 것을 확인하였다.

주제어: 벽지 곰팡이, 항진균 벽지, Vanillin, o-Vanillin, 활성 산소종(ROS)

본 연구는 개발도상국에 P-MFC를 적용하기 위해 내구성이 좋고 저렴하며 효율이 좋은 P-MFC 의 조건을 찾고자 하였다. 첫 번째로, 경제성을 개선하기 위해 기존 금속 전극 대신 연필심을 사용하고 그 종류를 다르게 했을 때 측정되는 전압을 비교해 보았으며 두 번째로, 양성자교환막 (PEM)의 내구성을 개선하기 위해 기존 Nafion 막의 단점을 개선한 Ceramic 막을 사용했을 때의 측정되는 전압을 비교해 보았다. 세 번째로, 효율성을 개선하기 위해 광합성 방법과 뿌리를 내리는 장소(흙, 물)에 따라 여러 식물을 이용하여 제작한 P-MFC의 전압을 비교했고, C4 식물인 사탕수수가 벼와 부레옥잠보다 전압 발생이 높아 최적의 조건을 가진 식물 전지를 제안할 수 있었다. 만약 개발도상국에 이 P-MFC를 적용한다면 에너지 불균형을 해소해 해당 국민의 생활권을 보장하는 데 일조할 수 있을 것이다. 또한 내구성과 경제성의 장점을 살려 키트로 제작한다면 사람들에게 쉽게 식물 전지를 알릴 수 있을 것이라 기대한다.

주제어: Plant MFC, 양성자교환막(PEM), 전극, 혐기성미생물, 전력량

염색폐수는 난분해성 폐수로 분류되며 이를 정화하는 방법으로는 물리·화학적 방법과 생물학적 방법이 알려져왔다. 생물학적 방법은 물리·화학적인 방법과 달리 슬러지를 생성하지 않는 등의 장점이 있어 장기적인 측면에서 바람직하다고 여겨지지만, 정화 효율이 상대적으로 떨어진다는 한계점이 존재한다. 이를 극복하기 위한 하나의 방법으로 혼합배양이 언급 되어져 왔으나 이와 관련된 연구는 현재 매우 미흡한 실정이므로, 본 연구의 목적은 미세조류의 혼합배양에 따른 생장량 변화 및 pH 변화를 확인하고 염색폐수 정화를 위한 최적의 조합을 찾으며 현장 적용가능성을 종합적으로 평가하는 데 있다.

주제어: 미세조류, 염색폐수, 혼합배양, 탈색, co-culture, Biodecolorization, Biodegradation

본 연구에서는 형광증백제 diaminostilbene disulfonic acid를 초파리에 처리하여 초파리의 발생 과정에 미치는 영향과 DNA 염기서열 돌연변이에 미치는 영향, 초파리 p53인 dmp53의 발현량에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 형광증백제를 처리하지 않은 배지와, 0.1%, 0.2% 처리한 배지에서 알을 받았고 형광증백제의 유무에 따른 초파리 애벌레, 번데기, 성충 수 감소를 확인 하여 발생 과정에 형광증백제가 영향을 미쳤음을 예상할 수 있었다. 농도별 배지에서 발생한 초파리의 산란 수를 본 결과도, 형광증백제의 유무에 따른 극명한 알 수 감소를 확인하여 초파리의 생식능력에 형광증백제가 영향을 미쳤음을 예상할 수 있었다. 또한, dmp53의 DNA 돌연변이와 발현량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 초파리의 DNA와 RNA를 추출하여 각각 PCR과 qPCR 을 진행하였고, DNA 염기서열 돌연변이에 미치는 영향을 알아보기 위해서는 추가로 DNA sequencing을 진행한 후 blast를 통해 분석하였다. 실험 결과, 형광증백제를 처리한 초파리가 dmp53의 DNA 돌연변이가 더 많이 나타났음을 알 수 있었고, 발현량 또한 감소했음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 형광증백제가 초파리의 발생 과정, dmp53에 미치는 영향을 알아보았고, 이를 통하여 형광증백제가 생물에 미치는 영향을 예상하였다.

주제어: 형광증백제, 초파리, dmp53, 돌연변이, 발생 과정

본 연구의 목적은 소래포구 서식 염생식물 중 이산화탄소 흡수량이 가장 높은 종이 무엇인지 밀폐형 챔버와 MBL 무선 센서를 이용하여 찾고 그 군락을 머신러닝을 통해 조사하여 이산화탄소 감축을 위한 방향을 제안하는데 있다. 실험 결과 해홍나물보다 퉁퉁마디의 이산화탄소 흡수 능력이 뛰어났다. 또한 우리는 이산화탄소 흡수에 있어 염생식물과 갯벌 사이에 시너지 효과 측정 실험에서는 물에 식재한 식물보다 오히려 갯벌에 식재한 경우 이산화탄소 흡수률이 더 적은 결과를 통해 갯벌 토양 자체에 흡수되어있던 이산화탄소가 공기 중으로 유출된 것으로 예상하였다. 머신러닝을 이용해 염생식물 군락 분포를 조사한 실험에서는 다른 모델에 비해 오랜 시간 동안 학습한 Epoch 30 동안 Steps per Epoch = 1000으로 학습시킨 뒤 Epoch 2 동안 Steps per Epoch = 1000으로 Finetune Training을 진행시켰을 때 가장 우수한 성능을 보였다.

주제어: 염생식물, 블루카본, 갯벌, 이산화탄소 흡수, 머신러닝

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