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본 연구는 개털이끼, 솔이끼, 큰잎덩굴초롱이끼를 채집하여, 각 이끼의 잎, 줄기로부터 총 16 균주, 우산이끼에서 5균주, 솔이끼에서 7균주, 큰잎덩굴초롱이끼에서 4균주를 분리했다. 솔이끼에서 단위 개체수 당 가장 많은 내생균 균주가 분리되었으며, 우산이끼, 큰잎덩굴초롱이끼는 그 수가 동일했다. PDA 배지, WA 배지, 항생제를 첨가한 PDA 배지에 이끼를 배양하였고, 자라나온 균사를 항생제를 첨가한 PDA 배지에 순수 분리 후 배양하였다. 순수 분리한 배지를 보고 형태학적으로 종을 비교한 결과, 균주 20S-14, 20S-20, 20S-26, 20S-27는 동일 종, 20S-36, 20S-39는 동일 종, 나머지는 모두 다른 종으로 판단하였다. 분리한 16균주 중 3균주, 20S-25, 20S-56, 20S-62는 Per identity가 95%를 넘는, 종명까지 결정된 내생균이 없어 미기록 종으로 판단했다. 종 동정 결과, 미기록 종과 박테리아를 제외한 총 12균주에 대하여, 우산이끼에서 분리한 5개의 균주 중, 박테리아를 제외한 4균주는 미기록 종 1개체 (20S-56)과 Cercophora thailandica 1개체, Coniochaeta velutina 2개체로 동정했다. 큰잎덩굴초롱이끼에서 분리한 4개의 균주는 미기록 종 1개체(20S-62)과 Annulohypoxylon truncatum 1개체, Daldinia childiae 1개체, Nemania diffusa 1개체로 동정했다. 솔이끼에서 분리한 7개의 균주는 미기록 종 1개체(20S-25), Cercophora thailandica 1개체, Coniochaeta velutina 3개체, Xylaria longipes 1개체, Rhizochaete radicata 1개체로 동정했다. DNA sequencing 결과를 바탕으로 MEGA X 프로그램을 이용하여 계통수를 작성하였다. 내생균 다양성 방면에서 솔이끼가 가장 높았고, 큰잎덩굴초롱이끼, 우산이끼 순으로 높았다.

▪ 주제어: 이끼, 내생균, 형태학적 동정, 분자생물학적 동정, 다양성

본 연구에서는 한국 토종 식충식물의 분포를 확인하기 위해 충청북도 영동군 양산면 호탄천 부근의 습지와 대전 유성구 구성동 탄동천을 탐사하였고 연구대상지 중 영동군 양산면 호탄천에서만 식충식물인 통발(Utricularia japonica Makino, 1914)이 자생하고 있었다. 통발(Utricularia japonica Makino, 1914)과 공생하는 내생균을 분리하고자 채집한 통발(Utricularia japonica Makino, 1914)의 포충낭, 잎, 줄기를 세척하여 PDA 배지에 치상하였다. 나아가 자라난 포충낭과 줄기 조직에서 자라난 내생균에 대해 PCR 및 DNA Sequencing을 통한 계통분석을 실시하였다. 포충낭에서 공생하는 내생균이 Fusarium oxysporum [MN650248]이라는 것을 밝혀내었고 계통수를 그려 tree 상에서 같은 계통임을 확인하였다. 본 연구는 국내에서 자생하는 식충식물의 분포 연구에 기여하고 식충식물의 내생균 동정 연구의 기초자료가 될 것이다. 

▪ 주제어: 식충식물, 통발(Utricularia japonica Makino, 1914), 진균류(fungi), 계통분석, Fusarium oxysporum [MN650248]
 

간 수술에서의 허혈-재관류로 인해 대량의 ROS가 발생하여 간조직을 공격할 때, ROS에 의해 간세포의 DNA가 공격 당하면 DNA 단편화가 발생하고, 이에 간세포가 대거 세포자살하여 간이 급격하게 손상되는 허혈-재관류 손상이 종종 나타난다. 한편 4-chromanol은 항산화 효과가 이미 검증된 물질이므로, 세포 내 산화스트레스 수준의 감소를 통한 DNA 단편화 감소 효과를 기대할 수 있다. 또한 유사한 분자 구조를 가지는 trolox의 경우 DNA 단편화 감소 효과가 있음이 알려져 있고, 4-chromanol은 유사한 효과를 보이는 다른 화합물들에 비해 값이 저렴한 편이기 때문에 상용화에도 유리하다.
본 연구는 4-chromanol이 그 처리 농도에 따라 DNA 단편화 방지에 어느 정도 효과를 보이는지 정량적으로 측정하고, 항산화 효소의 발현 증가에 기여하는지를 알아보고자 한다. 본 연구의 결과를 이용하여 수술 전후 환자에게 4-chromanol을 적정 농도로 처리하면, 간 수술의 전체적인 성공률을 높일 수 있을 것으로 예상된다.

▪ 주제어: 허혈-재관류 손상, 4-chromanol, ROS(활성산소), DNA 단편화, 항산화 효소
 

최근 급진적인 산업화와 도시화로 인해 자동차, 발전소 등 산업 시설이 증가하였다. 이에 따라 황, 질소 성분 등이 비에 포함되어 내리는 산성비 문제가 심각해졌다. 산성비는 토양, 수중, 대기 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있는데 그 중 토양 박테리아 환경에 어떠한 영향을 미치는지 구체적으로 조사하고자 하였다. 또한 산성비 성분 중 어느 성분이 가장 악영향을 주는지 파악하여 구체적인 해결 방안을 제시하고자 하였다. 따라서 박테리아 수 측정, 종 동정, 디스크 확산법을 통해 Bacterial Flora 변화를 종합적으로 분석하여 산성화 후 토양 Bacterial Flora의 종 수 감소와 유익균의 사멸이 일어남을 확인하였다. 더 나아가 질소 산화물의 위험성을 파악하고 NO 가스 감소 필요성을 제시하였다.

▪ 주제어: 산성비 (Acid Rain), 산성화 (Acidification), 세균 총 (Bacterial Flora)

 당뇨는 대표적인 만성질환으로 개인적으로나 국가적으로 높은 비용을 발생시키며, 합병증 등의 위혐도 크다. 특히 2형 당뇨는 유전적 성격이 강하지만, 주로 40대 이상 성인이 되어야 발병/진단을 받는 성인병이기 때문에 조기 발견 및 대응이 어렵다. SNP는 사람마다 달라 이를 알면 사람의 특징적 요소를 알 수 있기 때문에 최근 GWAS를 통한 연구에 많이 이용된다. SNP의 p-value를 통해 SNP가 병에 미치는 영향을 분석하고 SNP와 병의 연관성을 코호트 조사로 나타낸 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구진들은 사람의 DNA data에서 SNP와 당뇨병의 p-value를 이용해 각각의 SNP가 당뇨에 미치는 영향을 수치화시키고 코호트 조사의 기본 수치들로 데이터를 전처리 한 후 이를 Deep Learning, k-Neighbors, SVM, Naive Bayes 방법들을 이용해 모델을 규명하고 당사자가 당뇨에 걸릴 확률을 계산하는 프로그램을 개발했다.

▪ 주제어: GWAS, 머신러닝, SNP수, 데이터 가설 설정, 예측 정확도

퇴행성 뇌질환으로 고통받는 인구는 증가하고 있다. 노년과 중장년을 대상으로 한 퇴행성 뇌질환 연구는 많이 진행되었지만, 청소년을 대상으로 한 연구는 거의 진행되지 않았다. 여러 선행연구를 통해 대표적인 치매 바이오마커인 Amyloid-β가 젊은 연령에 축적이 시작되어 치매 발병에 영향을 끼침이 밝혀져, Amyloid-β가 청소년기부터 축적되기 시작할 것이라고 예상하였다. 현재 사용 중인 치매 진단방법은 병이 상당히 진행된 후에야 진단이 가능하며, 침습적이고, 비용이 매우 크다. 이러한 문제로 인해 현재의 치매 진단 시기는 점점 늦어지는 추세이다.
한 연구에 따르면, 해마에서 Ghrelin과 Amyloid-β는 같은 수용체에 결합하고, Amyloid-β가 수용체에 결합해 Ghrelin의 수용체 결합을 방해하며, 이에 따른 보상 기작으로 Ghrelin 분비가 촉진된다고 한다. 따라서 콧물의 Ghrelin 농도를 측정하면 AD를 비롯한 퇴행성 뇌질환 가능성을 측정할 수 있을 것으로 예상하였다.
2020년 7월 7일~2020년 8월 25일까지 5명의 학생을 대상으로 오전 7시와 오후 6시에 콧물과 침 시료를 채취한 후, 단백질 변성을 억제하였다. BCA Assay를 진행하여 채취한 시료에 단백질의 양이 실험에 사용 가능할 정도로 존재하는지 판별했다. 54개 중 12개의 시료에 대해 Amyloid-β, Ghrelin, Cortisol ELISA를 진행하여 시료 내에 존재하는 각 물질의 양을 정량적으로 측정하였다. Ghrelin과 Amyloid-β 간의 상관관계를 확인할 수 있었다.

▪ 주제어: 알츠하이머, Amyloid-β, Ghrelin, ELISA

수분 과정에서 중요한 역할을 하는 화분 매개자를 유인하는 것이 꽃의 주요한 역할이라고 할 수 있다. 그리고 화분 매개자가 얼마나 많이 꽃에 다가왔고, 수분이 얼마나 일어났는지에 따라 꽃과 식물의 번식 및 번성, 그리고 무엇보다도 생장 정도가 달라질 것이다. 꽃은 향기를 통해서 매개자를 유인하기 위해 계속 향기를 내는 것이 아닌 특정한 상황에서만 향기가 난다. 꽃잎에 떨림을 주는 소리 자극이 꽃향기에 관련된 유전자에 어떤작용을 하는지에 대해서 알아보았다. 이때, 꽃이 소리의 진동수에 따라 향기 유전자 발현량이 극심하게 달라짐을 알 수 있었다. 이에 향기의 발현량이 소리에 따라 달라진다면, 향기의 정도에 따라 달라지는 식물의 생장정도도 소리의 영향을 받을 것이라는 추측을 하였고, 이를 알아보기 위해 본 연구를 진행하였다. 본 연구는 장미의 생장 유전자 중 하나인 GAPDH의 발현량이 소리의 진동수와 소리 유무에 따라 어떻게 변화하는지 알아보고 이를 통해 식물의 생장에 소리가 어떻게 영향을 미치는지 알아볼 것이다. 그리고 이 결과를 어떻게 활용할지 알아볼 것이다.

▪ 주제어: GAPDH, DNA slicing, 장미, 소리 자극, 유전자 발현

  본 연구에서는 대표적인 식용 곤충인 흰점박이꽃무지의 배양 시 먹이의 멸균 여부에 따른 장내 미생물 구성을 비교하고 장내 미생물을 분리, 배양하였다. 흰점박이꽃무지의 유충을 두 그룹으로 나누어 한 그룹에는 멸균된 먹이를, 다른 그룹에는 멸균되지 않은 일반 먹이를 처리하여 3주간 배양한 후 장내 미생물을 추출하여 metagenome sequencing을 통해 장내 미생물 군집을 비교하였다. 또한 장내 유익균을 분리하기 위해 유충의 장 샘플을 선택적 배지에 도말하였고, 혐기성, 내산성, 내담즙성 균주들을 분리하였다. 이들을 순수배양한 후 PCR을 통해 16S rRNA 서열을 얻었으며, BLAST를 통해 종을 동정하여 장내 유산균 등의 유익균의 존재 여부를 확인하였다.

▪ 주제어: 흰점박이꽃무지, 멸균 먹이, 장내 미생물, 유익균

사람들은 구강 내 유해균이 유발하는 충치를 예방하고자 가글을 사용한다. 그러나 가글은 구강 건조증, 구강 점막 손상 등과 같은 부작용을 일으킨다. 이러한 부작용을 최소화하면서 가글과 동일한 효과를 얻고자 체내 존재하는 면역성분인 lysozyme을 활용하고자 하였다. 이에 가글이 구강 세균에 미치는 항균 효과를 확인해보고, lysozyme의 구강 세균에 대한 항균 효과를 조사하여 이를 바탕으로 lysozyme의 가글 대체 가능성을 예측하고자 하였다. 시판되는 3종의 가글의 이용하여 농도별로 구강 세균 3종에 미치는 항균 효과를 확인해 본 결과, 가그린 오리지널의 경우 1% 이상에서 2종의 균주 생존을 저해하는 것을 확인하여 사용한 가글 중 가장 항균 효과가 강했다. 또한 lysozyme의 경우 균주별로 영향이 다르긴 하였으나 대략 1% 이상의 농도에서 구강 세균에 대한 항균 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 가글의 항균 효과 기능을 체내 면역 효소인 lysozyme이 대신할 수 있는 가능성을 지니고 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 확실히 확인하기 위해서는 추가적인 연구가 필요할 것이다.

▪ 주제어: lysozyme, 가글, 구강 세균, 항균 효과

▪  주제어: Clavanin, LL-37, 항미생물 펩타이드, 항생제 내성

연구 목적이나 의약품을 세포에 전달하기 위해 사용되는 세포-침투 펩티드(CPPs)는 cargo와 공유결합하여 cargo의 세포 섭취 및 흡수를 용이하게 하는 짧은 펩티드이다. 본 연구에서는 CPP의 cargo를 GFP로 하여 새롭게 제작된 CPP의 효율을 분석하고자 하였다. CPP제작은 gfp유전자 증폭시 primer extension 방법을 이용했으며, 증폭된 PCR 산물은 발현 벡터인 pRset B벡터에 재조합하여 DE3 cell을 형질전환시켜 CPP-GFP를 얻었다. Ni-NTA 컬럼을 이용해 재조합 단백질을 순수분리했으며 형광세기를 측정한 후 heLa cell에 처리하여 세포 독성 및 침투 효율을 분석하였다. 그 결과 제작된 CPP-GFP (GQGPQPQQPGQQ-GFP)가 양성 대조군인 TAT-GFP에 비해 세포 침투 효율이 높음을 확인하였으며, GFP를 포함한 제작한 모든 CPP_GFP는 세포 독성을 띠지 않음을 확인하였다.

▪ 주제어:　세포 투과 펩티드(CPPs), 유전자 재조합, 형광 단백질의 세포 내 도입, 세포 배양, 세포 독성 실험 

편백 나무의 피톤치드의 성분 중 Limonene, L-α-tepineol,α-Cedrene은 인체에 유해한 성분이다. 따라서 선정된 제주, 전남, 일본 지역의 편백 피톤치드 성분을 분석하여 위의 세 성분의 함량을 관찰하고, 인체에 유해한 영향이 적게 미치는 편백 나무를 찾고자 하였다.
이에 따라 피톤치드를 추출하기 위해 수증기 증류 장치의 원리에 따라 압력 밥솥을 이용하여 에센셜 오일을 추출하였다. 추출된 에센셜 오일 시료를 GC-MS를 이용하여 정성 분석을 하였다. 그 결과, Limonene과 L-α-terpineol이 세 지역의 시료에서 모두 검출되었으며, α-Cedrene은 일본 지역의 시료에서만 검출되었다.

▪ 주제어: 피톤치드, 편백나무, 유해성분, 지역별 비교