Several tumor animal models have been provided as a tool for developing cancer therapy. Here, we developed rapid, easy-to use, and cost-effective new rat animal model for invasion and metastasis of cancer using genetically k-ras-induced rat kidney cells(RK3E-ras). We observed tumor as early as 3 days after injection of RK3E-ras cells in subcutaneous of Sprague-Dawley rats. Tumor size and volume were increased exponentially for 2 weeks. The tail vein injected rats obtained the lethal infiltration in the lung within 2 weeks. This tumor animal model has great potential for studying cancer processes and short-term screening of variable cancer therapy strategy.

양산천 하류부에 위치하고 있는 보에서 1993년 2월부터 1996년 12까지 월 2회 간격으로 하천의 이화학적 특성 및 식물플랑크톤의 군집에 관해 조사하였다. 양산천은 전형적인 4차의 산지/농경지 하천이며 유량은 보에 의해 조절되어지고 있으며, 본 하천의 보가 있는 구간은 부영양화상태였다 (chl. a, 37.0±72.6 μg/l). 이화학적 요인의 계절적인 변화는 강우나 인위적인 교란에 의해 크게 변화하는 것으로 나타났다(수온, 4~31.7°C; 탁 도, 4.4~28.1 NTU; 용존산소, 4~14.9 mg/l; 전기전도도, 82~1820 μS/cm; 알칼리도, 11~222 mg/l; pH, 6.3~9.0; 총인, 54~1155 μg/l; 총질소, 2.0~18.3 mg/l). 또한 식물 플랑크톤 군집은 일정한 주기성을 나타내었는데 동계에는 유글레나류와 황색편모조류, 그리고 우상형 규조류 군집의 우점양상이 뚜렷하였으며, 하계에는 녹조류와 규조류의 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 이 결과를 통하여 본 조사지점에서는 봄과 가을에 높은 생체량을 보이며, 겨울에는 정체된 수계에서 우점하는 Euglena가 나타나는 것으로 보아 정체(lentic)수역의 성향이 강하였으며, 하계에는 장마에 의한 유량의 증가로 유수 (lotic)역의 성향이 강한 것으로 나타났다. 우리 나라 중소하천에서의 보의 생태적 역할은 앞으 로 규명되어야 할 중요한 연구분야의 하나이다. 특히 보의 물리적 특성과 저서 및 유영 생물의 이동, 갈수기 수 중생물의 피난처로서의 역할, 부분적인 퇴적으로 인한 하천 내 물질순환의 변화 등 보가 하천생태계의 구조와 기능에 미치는 영향은 시급히 연구되어야 한다.

글로우 고압 방전 방식에 의한 저온 플라즈마(Non-thermal Plasma, NTP) 공정은 액상에서 광전자, 전자, OH-라디칼, 전자기 에너지 등 반응성이 높은 화학물질의 형성할 수 있다. 이 NTP는 공기를 carrier 가스로 활용하여 반응성이 높은 화학종을 생성하는데, 유기물을 효과적으로 산화시키는 고도산화공법의 일종이다. NTP의 강력한 산화력에도 불구하고, NTP 공정에서 발현되는 오염물질의 분해 메커니즘과 그 중간부산물 및 최종 생성물의 경로는 명확하게 밝혀지지 않아 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 폐수 내 다양한 오염물질이 어떠한 메커니즘으로 분해되는가를 실험적으로 규명하고, 2종(sulfamethazine sodium salt와 sulfathiazole sodium salt)의 sulfonamide 계열 항생제에 NTP 공정을 적용하여 제거성능과 분해경로를 검증한다. 또한, 대상 항생제의 분해가 폐수처리 과정에서의 분해 동역학 및 생태 독성과 어떻게 관련되는지를 확인하기 위해 주요 중간부산물 및 신규생성물의 fate를 확인한다. NTP 공정의 진보된 효과를 증명하기 위해 반응성 화학종인 과산화수소 (H2O2)의 순간 생성량을 정량하였으며, OH-라디칼 생성의 간접지표인 N-Dimethyl-4-Nitrosoaniline (RNO) 물질의 분해동역학적 성질을 바탕으로 분해속도계수를 산출하였다. H2O2의 농도는 초기 NTP 공정 적용 시 300 mg/L 까지 증가하였고, 1440 min 적용 시 약 12 mg/L로 감소하며 OH-라디칼 생성과 오염물질 분해에 관여하는 것을 확인하였다. 또한 RNO 물질은 일차함수 형태로 감소하며, 0.91/hr의 속도로 제거되었다. LC-MS/MS (6410 LC-ESI/MS/MS (QQQ), Agilent, USA) 분석을 통해 검출된 중간부산물과 신규생성물을 통해 분해경로를 확인하였다. 문헌과 실험결과의 비교는 NTP 공정이 OH-라디칼 발생 및 산화 환원제와 반응종의 상호 작용으로 인한 산화력 측면에서 다른 산화 공정보다 우수함을 보여준다. Daphnia magna를 이용한 생태독성(Toxicity Unit, TU) 결과는 폐수처리에 대한 NTP 공정 적용이 반응성 화학종의 생성촉진을 통해 독성의 저감에 기여함을 보여주며, 실험결과 TU 값은 초기 2.2 대비 24 hr 적용 후 0.8로 크게 감소하였고, 충분한 체류 시간이 핵심 설계요소임을 밝혔다. 궁극적으로 본 연구는 항생제의 효과적인 제어 및 부산물 관리방안에 대한 유용한 정보를 제공한다.

화석 연료 사용량 증가로 야기되는 지구 온난화를 비롯한 여러 환경문제와 자원 고갈로 인해 화석 연료를 대체 할 수 있는 연료원이 요구되고 있다. 이에 동식물성 기름으로부터 추출한 바이오디젤은 재생 가능한 연료로 주목을 받았으나 여러 한계를 보였고, 단위면적당 높은 에너지 수율과 빠른 성장속도 및 친환경적 특징을 겸비한 미세조류가 3세대 바이오디젤의 원료로 주목받고 있다. 본 연구는 독립영양과 혼합영양을 가능하게 하는 광 조건이 바이오매스 축적 지질의 지방산 특성 변화와 상관관계를 도출하여 바이오디젤 생산성 향상 방안을 고찰하였다. 본 실험에서 배양한 미세조류는 지질 축적능력이 우수한 Botryococcus braunii 종을 명암주기를 조절하여 광영양 및 혼합영양 조건으로 배양하였고, 회수한 바이오매스를 fatty acid methyl ester (FAME)형태로 지질을 추출하여 FAME 구성 성분과 FAME 수율을 비교 평가하였다. 실험결과는 독립영양과 혼합영양에 상관없이 C16, C18, C20 지방산이 주요 FAME의 구성 성분으로 밝혀져 바이오디젤로써 이용 가능성이 충분함을 확인하였다. 광영양 조건에서 전체 지질의 61.1%가 FAME 형태로 추출되었고 구성성분 중 C16, C18, C20 지방산의 함량이 각각 52.3%를 차지하였으며, FAME 수율(g FAME/g biomass)은 2.4%로 도출되었다. 혼합영양 조건에서 74.3%의 FAME이 추출되었고 C16, C18, C20 지방산의 함량은 73.9%를 차지하였으며, FAME yield는 3.1%로 도출되었다. 이 결과는 폐수로부터 수확한 미세조류 바이오매스가 대체 연료원으로 이용가치가 높음을 보여준다.

인구의 증가와 산업화는 돼지, 소, 닭 등의 육류 식품의 급격한 수요증가를 초래하여 축산폐수발생량 역시 증가하였다. 2012년 해양투기의 법적 금지는 축산폐수 발생량을 173,304m3/day에 이르게 하였고 지속적인 증가추세에 있다(2016, 환경부). 축산폐수는 고농도의 질소, 인, 유기물을 포함하므로 수계 노출 시 부영양화를 유발하여 인간의 생활과 보건에 혼란과 악영향을 초래한다. 이러한 문제해결을 위해 혐기성 생물공학기술, 화학적 산화기술 등이 적용되어 왔으나 고부하에 취약하고 높은 비용을 요구하는 한계를 지닌다. 최근 새로운 대안으로 미세조류를 활용한 처리방법이 주목받고 있는데, 그 이유는 광독립영양 성장을 하는 미세조류의 특성상 빛에서 에너지를 얻어 경제적으로 지속가능하고 CO2를 탄소원으로 이용하여 탄소중립적으로 폐수 내의 고농도의 질소와 인을 동시에 처리할 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구는 축산폐수내의 고농도의 유기물 및 영양염류를 동시에 가장 효과적으로 제거 가능한 미세조류를 문헌조사하여 대상 미세조류의 적용 타당성을 평가하였고, 최적 종을 선정하기 위한 성능평가 및 성장저해 분석을 수행하였다. 문헌조사를 통해 선정된 Scenedesums quadricauda, Scenedesums obliquus, Chlorella sorokiniana 을 28℃ 인큐베이터에서 500mL bottle의 용량으로 Phototrophic 조건(연속 빛조사)과 Mixotrophic 조건(16hr light-8hr dark 주기 반복)으로 Batch test를 진행하였고 그 결과를 성장 동역학적으로 해석하여 최적 종을 제시하였다. 실험은 BG-11을 대조구(Control)로 하여 미세조류의 cell counting결과를 바탕으로 비성장률(specific growth rate)을 도출한 결과 0.293 hr-1 (Scenedesums quadricauda), 0.302 hr-1(Scenedesums obliquus), 0.243 hr-1(Chlorella sorokiniana) 로 밝혀져 Scenedesums obliquus 가 가장 빠른 성장속도를 보였고, 축산폐수를 원수, 2배, 5배, 10배 희석을 하여 미세조류를 배양했을 때에도 최적의 유기물 및 영양염류 제거가 가능함을 보였다. 본 연구는 최적미세조류를 활용한 축산폐수 처리가 저에너지를 사용하며 기후변화에 대응하고 지속가능한 고농도 축산폐수처리 방법이 될 수 있음을 입증 하였다.

현수교 주 케이블은 케이블 밴드의 볼트 축력에 대한 정기적인 유지 관리가 매우 중요하다. 현수교 케이블 밴드의 볼트 축력은 시간이 경과함에 따라 케이블 소선의 크리프 현상, 볼트의 릴렉세이션, 하중 변동, 케이블 소선의 재배열 등으로 인해 축력 감소 현상이 발생하게 된다. 본 연구에서는 국내 현수 교량(SR대교)의 케이블 밴드가 시간이 경과하면서 발생하는 축력 감소 현상에 대해 그 원인 및 감소량 등에 대한 현장 측정 및 이론적 검토, 안전율 검토, 장기적인 이력 관리 등을 수행하였다. 그 결과, 케이블 밴드 볼트 축력 감소는 주 케이블 소선에 사용된 아연 도금층의 소성 변형에 크게 영향받는 것을 확인하였으며, 이에 대한 이론적 체계 및 장기 이력 관리에 대한 적용성을 확립하였다.

석탄과 철광석은 산업발달의 시작부터 현재까지 지속적으로 사용되고 있다. 이에 따라 수반된 석탄 및 철광석 정제산업의 발달은 석탄철광폐수의 양적 증가를 초래하여 그 처리가 많은 관심 속에 활발하게 연구되고 있다. 석탄철광폐수는 페놀, 시안과 같은 독성 물질 뿐 만 아니라 혐기성미생물과 경쟁관계에 있는 황산염환원균활성증가를 초래하는 SO42-를 고농도로 함유한다. 이 석탄철광폐수의 처리법으로는 물리적, 화학적, 생물학적 처리가 다양하게 연구되어왔는데, 고농도의 폐수처리에 익히 알려진 혐기성미생물을 이용한 석탄철광폐수의 처리는 경제성과 재생에너지 측면에서 최근 큰 관심을 받고 있다. 하지만 폐수에 함유된 페놀, 시안, 등과 같은 독성물질이 생물학적 처리에 심각한 저해를 초래할 수 있어 문제로 지적되고 있으나 그 독성에 대한 현재까지의 연구는 미진한 형편이다. 이에 본 연구는 입상 혐기성미생물이 석탄철광폐수 소화 시 받게 되는 급성독성에 대하여 실험적 고찰을 진행하고 그 적응 방안을 연구하였다. 석탄철광폐수는 석탄철광정제의 완료시점에 실폐수 샘플을 채취하여 사용하였다. 폐수특성 분석결과 pH 7, 페놀 589±23 mg/L, 시안 49 mg/L, 암모니아성질소 39±9 mg/L, SO4-2는 735 mg/L이며 화학적 산소요구량은 3.9 g/L으로 나타났다. 석탄철광폐수에 대한 물벼룩 급성독성시험 결과 TU가 28로 매우 높게 측정되었다. 이 폐수에 UASB의 입상슬러지를 이용하여 혐기성소화를 수행하였다. 약 20일간 유기물 부하 0.6 g COD/L/day에서 초기 적응을 수행하였고, 혐기성소화조의 정상상태에서 COD 제거율은 98%, 메탄수율은 약 80 mL CH4/g COD로 나타났다. 이 혐기성소화조가 석탄철광폐수 유기물부하 0.76 g COD/L/day에 노출 되었을 경우 미생물의 활성을 모니터링한 결과, 폐수유입 즉시 메탄가스발생이 80% 이상 감소되는 강한 독성이 감지되었으며 COD 제거효율은 점차 감소하여 약 20일 후 10%로 낮아졌다. 유출수 내 페놀은 약 210 mg/L로 제거율 60%을 나타났지만 시안은 106 mg/L로 분해되지 않고 축적되어 유입 대비 2배가량 증가하였다. SO4-2 는 2000 mg/L로 급격하게 농도가 증가한 후 약 20일 후 1000 mg/L 이하로 감소하였다. 이로보아 석탄철광폐수 내 시안과 황화합물로 인하여 혐기성미생물 내의 메탄균의 저해가 이루어짐을 짐작할 수 있다. VFA 분석결과는 산발효균과 메탄발효균의 공생관계가 파괴되었음을 보여주었다. 더불어 높은 SO4-2 농도는 황산염환원균과의 경쟁이 유도될 수 있는 농도로 밝혀졌다. 이러한 석탄철광폐수의 급성독성은 고농도의 독성물질 제거를 위한 전처리 혹은 혐기성미생물의 적응기간이 필요함을 나타내었으며, 후자를 선택하여 약 30일 간 단계적인 미생물의 독성적응절차를 거친 결과 급성독성을 극복하고 유기물 및 페놀 분해가 점진적으로 가능함을 확인 하였다.

This study was carried out to investigate the effect of no-tillage on sequential cropping supported from recycling of first crop ridge on the productivity of crop and physical properties of soil under green house condition. This study is a part of “No-tillage agriculture of Korea-type on recycled ridge”. From results for distribution of soil particle size with time process after tillage, soil particles were composed with granular structure in both tillage and no-tillage. No-tillage soil in distribution of above 2 mm soil particle increased at top soil and subsoil compared with tillage soil. Tillage and one year of no-tillage soil were not a significant difference at above 0.25 mm~below 0.5 mm, above 0.5 mm~below 1.0 mm, and above 1.0 mm of water-stable aggregate. Two years of no-tillage soil was significantly increased by 8.2%, 4.5%, and 1.7% at above 0.25 mm~below 0.5 mm, above 0.5 mm~below 1.0 mm, and above 1.0 mm of water-stable aggregate, respectively, compared with one year of no-tillage. Bulk density of top soil was 1.10 MG m3 at tillage and 1.30 MG m3 at one year of no-tillage. Bulk density of top soil was 1.14 MG m3 at two years and 1.03 MG m3 at three years of no-tillage, respectively. Bulk density of subsoil was a similar tendency. Solid phase ratio in top soil and subsoil was increased at one year of no-tillage compared with tillage soil, while soil phase ratio decreased at two and three years of no-tillage. Pore space ratio in tillage top soil (58.5%) was decreased by 8.5% at compared with no-tillage soil (51.0%). Pore space ratio was 56.9% and 61.2% at two and three years of no-tillage soil, respectively. Subsoil was a similar tendency. Gaseous phase ratio was decreased at one year of no-tillage soil, and increased at two and three years of no-tillage soil compared with tillage soil. Liquid phase ratio in top soil was increased at one year of no-tillage (28.3%), and decreased at two years (23.4%) and at three years (18.3 %) of no-tillage soil compared with tillage soil (24.2%). Subsoil was a similar tendency. Liquid phase ratio in subsoil was increased than top soil.

Biochemical methane potential (BMP) of residual wastes from transesterification was tested to safely recycle carcass via rendering process. The carcass was obtained from a buried site for avian influenza (AI) infected poultry. Rendered lipid generated by a pilot-scale high-pressure rendering process was the main source of transesterification for biodiesel recovery. To test the feasibility of waste-to-energy approach for AI infected carcass, we compared the BMPs of various fractions of rendered materials from the carcass. BMP and specific methanogenic activity results indicate that transesterification waste shows better digestibility than that of rendered lipid, and the digestion performance was comparable to that of liquid residue. Biogas yields of glycerol, rendered lipids, and liquid residue were estimated as 0.11 L/g chemical oxygen demand (COD), 0.06 L/g COD, and 0.17 L/g COD, respectively. Regression analysis support that biogas production rate of glycerol (21 mL/g COD/d) was much faster than that of lipid (7 mL/g COD/d) while that of liquid residue was similar (24 mL/g COD/d). In summary using transesterification waste as a bioresource for bioenergy conversion can be a viable and sustainable option for the complete termination of burial site.

육류소비는 가축사육의 비약적인 증가를 초래함과 동시에 조류독감과 구제역 등의 전염병 발병으로 인해 오염된 닭, 오리, 소, 돼지 등이 대량 폐사되는 사례가 늘어나고 있다. 이로 인해 폐사축을 처리 및 처분하여 매몰지를 소멸화 하는 방법들이 강구되고 있다. 그 중 렌더링공정을 이용하여 고온 고압 하에서 폐사축을 전처리하여 발생된 지방을 전이에스테르화하여 바이오디젤을 생산하는 방법이 주목 받고 있는데, 이 역시 바이오디젤을 생산할 수 있는 반면 글리세롤이 폐기물로 발생된다는 단점이 있다. 본 연구는 이 글리세롤을 혐기성 소화의 탄소원과 에너지원으로 사용하여 바이오가스로 전환하는 가능성을 평가하기위해 생화학적 메탄 포텐셜(biochemical methane potential, BMP)테스트를 시행하였다. 반응조 COD농도를 1g으로 설정하고 섭씨 37도 배양기에서 혐기성 입상슬러지를 식종균으로 14일 동안 바이오가스 발생을 모니터링한 결과, 글리세롤로 부터 약 50~58 mL/g COD의 메탄수율 획득이 가능함을 밝혔다. 또한 글리세롤의 바이오가스 전환이 7일 이내에 종료되는 것으로 나타났으며, AI 폐사축으로부터 바이오디젤을 생산 후 나온 부산물인 글리세롤을 자원화하는 혐기성소화 시 메탄생성속도는 7.0~8.3 mL/gCOD･d로 나타났다.

Although decapod crustaceans are one of the most important fisheries resources with high market value, we still have only limited knowledge about their basic physiology related to growth, development, and reproduction. This is mainly due to the lack of tools to manipulate genetic information leading the phenotype changes. Recently physiological study for decapod crustaceans changed dramatically by both the development of next-generation sequencing (NGS) technology and RNA interference (RNAi). Significant decrease in the cost for reading genome or transcriptome allowed the even single lab can manage the omics-level study about the non-model system, decapod crustaceans. As genomic and transcriptomic data increased, we are able to screen novel genes in decapod crustaceans related to growth and development. As another useful tool, gene silencing through RNAi is gaining momentum for decapod crustaceans. RNAi has proven instrumental in a growing number of crustacean species, revealing the functionality of novel crustacean genes. Major research topics in decapod crustaceans include immune response, reproduction, development, homeostasis, molting and growth, and environmental stress. In addition to any changes in phenotype, tanscriptomic analysis induced by the specific gene knockdown by RNAi extended our knowledge of physiological responses of novel crustacean genes. Those new techniques extend our knowledge about crustacean physiology providing the basis for increasing productivity of decapod crustaceans.

During the spring and fall of 1994 and winter of 1995, the exposure time of periphyton biomass on the artificial substrata at 10 headwater streams in the southeastern Korea was evaluated in 7-14 day interval. In the streams with low periphyton biomass (chl a: 2-4 ㎎/㎡) in natural rocks, biomass of artificial substrata (unglazed the: 3.7 × 9.5 × 2 ㎝) exceeded that of the natural rocks after 28 days, while sites with high biomass (chl. a: 20-60 ㎎/㎡) in natural rocks showed slower biomass accumulation after 40 days. Due to the high light input and temperature in a partially shaded mountain stream, development of periphyton biomass in spring occurred faster than that of winter. In general, development of periphyton biomass placed on artificial substrata took 4-5 weeks in spring and at least 6 weeks in winter to reach the natural level.