본 연구는 예부터 약용으로 사용되었거나, 현재 식품공 전에 식품원료로 사용이 가능한 것으로 등록된 국내 산림 지역에 자생하는 식물을 식품산업에 활용하고자 선행연구에서 우수한 항산화 활성을 보인 갈참나무 잎을 본 연구 에서 사용하였다. 70% 에탄올을 이용하여 추출한 갈참나무 잎을 이용하여, hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 피부 섬유아세포에서의 세포 보호효과, 세포내 항산화 효과 및 항노화 효과를 측정하였다. 세포 독성을 평가한 결과 25, 50 및 100 μg/mL의 갈참나무 잎 추출물을 처리하였을 때 모두 독성을 나타내지 않았으며, hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 상태에서는 세포를 보호하여 농도 유의적으로 세포생존율이 증가하였다. 특히, 100 μg/mL의 농도에서는 양성대조군으로 사용한 50 μM ascorbic acid 수준까지 세포 생존율이 증가하였다. 세포내 항산화 효과를 확인 하기위해 사용한 H2-DCFDA assay에서는 형광현미경과 형광흡광도 측정에서 모두 농도 유의적으로 세포내 ROS 저감 활성을 확인하였고 갈참나무 잎 추출물을 100 μg/mL 농도로 처리했을 때는 50 μM ascorbic acid와 비슷한 세포내 항산화 효과를 나타내었다. 또한 SA- β-galactosidase assay를 이용한 갈참나무 잎 추출물의 피부 섬유아세포에 대한 항노화활성은 ROS 생성 억제 효과 와 유사한 경향으로 갈참나무 잎 추출물의 농도 유의적으로 세포 노화 억제효과를 확인하였다. 이상의 결과를 종 합하여 볼 때 갈참나무 잎 추출물이 hydrogen peroxide로 인한 산화적 스트레스 상태에서 세포 보호효과, 항산화 효 과 및 항노화 효과가 관찰되어 기능성 식품원료로서의 활용도가 매우 넓을 것으로 판단된다.

현재 식품공전에 식품원료로 사용이 가능한 것으로 등 록된 국내 산림지역 자생 식물을 식품산업에 활용하고자 국내 자생식물 45종을 선별하였고, 본 연구팀의 선행연구 에서 45종의 항산화 활성을 평가한 결과, 다른 종들과 비 교하여 우수한 항산화 활성을 보인 밤나무 잎을 본 연구 에서 사용하였다. 본 연구에서는 hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 상태에서 밤나무 잎 추출물의 세포 보호효과, 세포내 항산화 효과 및 항노화 효과를 관찰 하였다. 세포 보호효과를 측정한 결과 밤나무 잎 추출물 의 농도 유의적으로 세포를 보호하는 효과를 확인하였고, 특히 100 μg/mL에서는 양성대조군으로 사용한 항산화 물질인 ascorbic acid 수준까지 세포를 보호하는 효과를 나타내었다. H2-DCFDA 염색을 통한 세포내 항산화 효과를 확인한 결과, 형광현미경과 형광흡광도 측정에서 모두 밤나무 잎 추출물이 농도 유의적으로 세포내 ROS를 저감을 확인하였고, 세포 보호효과와 마찬가지로 농도 100 μg/mL 에서는 ascorbic acid와 비슷한 수준을 보였다. SA-β- galactosidase 염색을 통하여 관찰한 세포노화 억제 효과는 ROS 생성 억제 효과와 유사한 경향으로 밤나무 잎 추출 물의 농도 유의적으로 세포노화 억제를 관찰되었다. 이상 의 결과를 종합하여 볼 때 밤나무 잎 추출물은 산화적 스트레스로 인한 세포노화를 억제하는 효능을 보였으며, 이는 천연물에서 유래한 항산화 및 항노화 활성 첨가제로 활용도가 매우 넓을 것으로 판단된다.

This study aimed to investigate antioxidant activities from 11 forest plants, and determine their total phenolics, flavonoids and proantocyanidins contents. In addition, the antioxidant activities were correlated with antioxidant compounds. Among the samples, Cornus officinalis, Castanea crenata, Lindera erythrocarpa, Carpinus laxiflora and Pourthiaea villosa showed significantly higher 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) (IC50=21.12~28.93 μg/mL) and 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothia zoline-6-sulfonic acid) (ABTS) (IC50=28.18~52.55 μg/mL) radical scavenging ability with reducing power (IC50=59.91~93.64 μg/mL) than other plants; and C. crenata, L. erythrocarpa and Rubus coreanus showed strong nitric oxide (NO) inhibition activity (≥60%). In addition, L. erythrocarpa, C. laxiflora and P. villosa showed higher oxygen radical absorbance capacity (ORAC) values (≥1,100 μM TE/g sample) than other samples. High total phenolic contents were observed in C. crenata (429.11 mg GAE/g), L. erythrocarpa (437.11 mg GAE/g), C. laxiflora (408.67 mg GAE/g) and P. villosa (404.11 mg GAE/g). The DPPH and ABTS radical scavenging activity with reducing power were significantly correlated with total phenolic contents (R2=0.71~0.79), but total phenolic contents were not correlated with NO inhibition and ORAC (R2=0.35~0.43). Therefore, these results suggested that C. officinalis, C. crenata, L. erythrocarpa, C. laxiflora and P. villosa are potential natural antioxidative candidate ingredients.

국내에는 말벌과에 속하는 5개의 속에 총 32개 종이 분포하고 있다. 말벌속(Genus Vespa)에는 총 10개의 종이 전국적으로 분포를 하고 있는데, 최근에 문제된 외래침입 해충인 등검은 말벌(Vespa velutina nigrithorax Buysson)이 이에 속한다. 본 연구팀은 국내 자생 말벌(Vespa crabro flavofasciata Cameron) 과 좀말벌(Vespa analis parallela Andre)에 대한 Venomics분석을 수행하여, 말벌들의 독선 발현 유전체와 독액에 존재하는 단백체와 대사체에 대한 분석을 완료하였다. 뱀허물쌍살벌속(Genus Parapolybia)에 속하는 큰뱀허물 쌍살벌(Parapolybia indica Saussure)과 뱀허물쌍살벌(Parapolybia varia Fabricius)은 국내자생 종이고, 쌍살벌속(Genus Polistes)에는 왕바다리(Polistes rothneyi koreanus Vecht) 와 별쌍살벌(Polistes snelleni Saussure)을 포함하여 총 10종을 포함하고 있다. 이 중에서 왕다바리와 별쌍살벌에 대한 독선 발현유전체와 단백체분석과 대사체분석을 실시하였다. 본 Venomics연구의 결과는 쌍살벌속에 속하는 종들의 독선특이 발현 유전체와 독액에 존재는 단백체는 다양한 기능성 물질을 포함하고 있는 중요한 유전자원임을 증명하고 있다. (본 연구는 환경부 국립생물자원관의 자생생물 조사·발굴 사업(NIBR201512205)으로 수행되었음)

화분은 탄수화물, 지방, 비타민, 무기질 등의 영양성분이 풍부하여 오래전부터 자연 건강식품으로 이용되어 왔다. 특히 벌이 채취한 꿀벌 화분(bee pollen)에는 꿀과 효소가 혼합되어 있어서 일반 화분보다 영양성분이 풍부하여 꿀벌의 단백질원과 로열젤리의 원료로 이용된다. 화분은 이용가치가 매우 높은 완전식품이지만 sporopollenin으로 된 외피(exine)와 cellulose와 pectin으로 구성된 내피(intine)는 화학적으로 견고하여 강산처리에도 구조가 파괴되지 않으며, 대부분의 동물, 곤충들도 분해하지 못하여 영양성분의 일부만 흡수한다. 본 연구에서는 국내에서 생산량이 가장 많은 도토리화분을 대상으로 담자균류인 약용버섯을 이용하여 화분 세포의 발아를 확인하였다. 수집된 꿀벌화분은 알갱이 형태이며, 꿀벌의 분비물을 제거한 순수 화분은 분말형태로 크기는 0.1~0.003 ㎜ 정도이다. 화분의 전자현미경 구조는 도토리화분은 단립이며 모양은 장구형(prolate)이고 극면상은 난형이다. 발아구는 3구형이며 비교적 짧고 곧은 주름이 있다. 표면은 과립상(verrucate) 또는 미립상(scabrate)으로 불규칙한 돌기가 있다. 저온초미분쇄한 화분은 세포벽이 파쇄 또는 절단되었으며, 동결건조한 화분에서는 세포벽이 파열되어 세포질이 나출되는 양상을 보였다. 표고버섯균을 접종한 도토리 화분의 세포 발아 형태는 공구(pore) 주변에 외피가 없는 다량의 발아세포가 형성되었으며, 뽕나무버섯균을 접종한 화분배지에서의 세포 발아 형태는 화분에서 균사속과 유사한 발아관이 형성되고 그 끝에 발아세포가 형성되었다. 도토리화분의 총 폴리페놀함량은 화분배지에 뽕나무버섯균(Armillariella mellea) 배양한 발아액에서 가장 높았으며, 표고버섯균(Lentinus edodes) 발아액에서 가장 낮았다. 뽕나무버섯균을 배양한 발아액 중에서 동결건조 화분의 발아액이 정제화분과 저온초미분쇄화분의 발아액보다 총 폴리페놀함량이 많았다. 또한 동결건조 화분의 뽕나무버섯균 발아액은 물추출액보다 총 폴리페놀함량이 1.4배 높았다. 도토리화분의 DPPH radical 소거능은 뽕나무버섯균 발아액에서 가장 높았으며, 표고버섯균 발아액에서 가장 낮았다. 동결건조 화분의 뽕나무버섯균 발아액은 DPPH radical 소거능이 물추출보다 2-4배 높았다.

실크는 자연계에서 생산되는 가장 긴 섬유상 단백질로서 수 천년간 수술용 봉합 사로 사용되어 온 대표적인 의료용 생체재료이다. 실크의 의료용 소재 활용의 범위 를 혹대하기 위하여 스케폴드를 제조하였다. 인산염은 뼈를 구성하는 주요 성분 중 의 하나이다. 실크단백질은 생체친화성이 우수한 물질로서 뼈의 주요 구성성분과 복합화하여 사용하면, 뼈의 결손시 대체 소재로 개발 가능성이 있을 것으로 기대되 므로, 본 연구에서는 인산염이 첨가된 실크단백질 소재를 제조하고 그 특성을 분석 하여 그 결과를 보고하고자 한다.

실크단백질은 누에고치를 구성하는 단백질로서 누에가 생합성하는 천연단백질 이다. 화학적 처리에 의하여 실크단백질은 인체 활성을 갖는 특성이 있는 것으로 최 근 보고되고 있다. 일반적으로 뼈는 신생골을 만드는 조골세포와 오래된 뼈를 흡수 하는 파골세포간의 균형적인 역할에 의하여 유지된다. 파골세포와 조골세포의 역 할에 영향을 줌으로써 골다공증 등 뼈와 관련된 질환의 예방 및 치료에 활용될 수 있다. 화학적으로 처리된 실크단백질이 파골세포의 분화에 영향이 미치는 것으로 보고되었다. 파골세포에 미치는 실크단백질의 효과에 대한 영향을 살펴보기 위하 여 receptor activation of nuclear factor κB ligand (RANKL), 파골세포 특이 유전자 (matrix metalloproteinase-9 (MMP-9), cathepsin-K, calcitonin receptor (CTR)), mitogen-activated protein kinase (MAPK), nuclear factor-κB (NF-κB) transcription factors (nuclear factor of activated T cells c1 (NFATc1))의 발현을 분석하였다.

연골은 혈관과 신경의 분포가 없이 단단한 세포외 기질로 쌓여있어 손상되거나 퇴화되면 재생이 어려운 조직이다. 연골조직은 다른 결합조직과는 달리 당단백질, 연결조직섬유 및 매트릭스 등의 기질에 의해 유연성을 갖는다. 실크단백질은 천연 단백질로서, 세리신과 피브로인 두 가지 단백질로 되어있다. 실크는 몸속에 삽입할 경우 생체적합성이 뛰어나며 면역 거부반응이 미미하여, 최근 많은 연구자에의해 생체재료로서 새로운 의료용 소재로서 개발되고 있다. 실크단백질은 다양한 아미 노산의 결합으로 이루어져있어, 당단백과 매트릭스로 이루어진 연골조직을 대체 할 수 있을 것으로 생각되었다. 본 연구에서는 실크단백질을 이용하여 연골세포의 성장에 대한 실크의 영향을 세포수준과 분자적 수준에서 관찰하였다. 또한 줄기세 포 배양 시, 실크단백질을 처리하여 줄기세포가 연골세포로 분화되는데 있어 실크 단백질이 분화에 어떤 영향을 미치는지를 확인하였다. 실크단백질은 연골세포의 성장에 효과적이었으며, 연골분화마커인자의 발현량을 증가시켰다. 실크 단백질 은 줄기세포의 연골분화에 도움을 주는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 연골세포를 이식하는 치료 시 실크단백질을 우수한 첨가제로서 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

가잠(Bombyx mori) 누에고치는 피브로인과 세리신으로 이루어져 있는 섬유가 웹 구조를 형성하며 이러한 구조 층이 13-16겹 정도의 층을 이루고 있다. 고치의 내 부와 외부는 질감, 육안상 섬유질의 광택, 웹 구조 등에 차이가 있지만, 이러한 특성 에 대해서 아직까지 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 누에고치 내부와 외부특성의 차이점을 알아보기 위하여 고치를 박리하여 시편을 제작하고 비교 분석 실험을 하 였다. 박리된 시편은 물리적 특성을 알아보기 위해 만능재료시험기를 사용하여 인 장강도, 연신율을 측정하였다. 또한 박리 시편의 실크 피브로인과 세리신의 조성비 를 확인하기 위하여 정련과정을 통해 연감율을 측정하였으며, 적외선 감쇠전반사 분광분석기(ART-IR)를 사용하여 시편을 측정하여 구조 분석을 하였다. 측정 결과 가잠 누에고치의 부위별 박리 시편들은 물리적 특성과 구성 성분비등에서 차이를 보였다. 이와 같은 결과를 이용하여 누에고치를 다양한 신소재로 개발할 수 있을 것 으로 기대된다.

This study was conducted to investigate optimal conditions for formation of synnemata from Beauveria bassiana. The strain of B. bassiana was isolated from a host of Oncotympana fuscata in Halla mountain of Jeju island. The yield of synnemata was the highest at application of brown rice (90%) and silkworm pupae (10%) media. On the other hand, the other media did not result in formation of synnemata. The highest formation of synnemata was achieved at conditions of moderate air inflow and 20℃. The optimal moisture and light intensity for formation of synnemata were 60% and 300 lux, respectively. In addition, inoculation of the liquid spawn resulted in higher yield than that of asexual spore.

한방에서 봉침요법으로 여드름 치료 및 개선의 목적으로 사용하는 봉독을 봉독 채집장치를 사용하여 국내산 꿀벌로부터 대량 분리, 정제하여 여드름 원인균인 P. acnes와 내성균인 P. acnes, 피부 상재균인 S. aureus, S. epidermidis 및 S. pyogenes 균에 대한 성장 억제 효과를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 액체배지 희석법에 의한 최저성장억제농도는 P. acnes에 대해서는 MIC, 내성균인 P. acnes, 의 경우 이며, 피부 상재균인 S. aureus, S. epidermidis 및 S. pyogenes 균에 대한 MIC는 각각 으로 성장 억제 효과가 우수하였다. 2. well diffusion법에 의한 성장억제 효과 P. acnes의 경우 2.5mg의 봉독 양으로도 억제환이 관찰되었으며, 내성균인 P. acnes, 피부 상재균인 S. aureus, S. epidermidis 및 S. pyogenes 균에서도 각각 5mg의 봉독으로도 세균 증식 억제 환을 볼 수 있었다. 3. 봉독 투여 후 시간별로 P. acnes와 S. aureus에 대한 항균작용이 어떻게 변하는지 측정하기 위하여 time-kill curve에서도 짧은 시간 내에도 항균효과를 보이며, 처리시간이 증가함에 따라 억제 효과가 증가하였다. 봉독은 여드름 유발균과 피부 상재균에 강한 억제 작용을 하며, 여드름 특히 염증성 여드름 치료에 효과가 뛰어나 향후 여드름 치료제의 개발 가능성이 높은 것으로 생각된다.

This study was conducted to investigate the total phenol contents, antioxidative activities and antibacterial activities of twenty species of entomopathogenic fungi. The total phenol content was highest in Aspergillus flavus (553.0±52.15 ㎍/g) and A. parasiticus (529.9±60.10 ㎍/g). On the other hand those in other strains were within the range of 26.6～121.9 ㎍/g. The antioxdative activity was shown in the most of strains and the highest DPPH (1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging activity was observed in A. flavus (90.9±2.90%) and A. parasiticus (77.9±4.13%). This result indicated that the antioxidative activities were very correlated with the total phenol contents. The antibacterial activitiy was found in the every tested pathogenic bacteria. Especially, the antibacterial activity was strongest against Listeria monocytogenes and Escherchia coli.

Pure Bombus ignitus venom samples were submitted to two-dimensional gel electrophoresis. A total of 64 excised spots were analyzed by mass spectrometry. Three main proteins resulted in the identification have not been described in other bee venoms before. Dose-dependence against human carcinoma (Hep3B, BT-20, A549 and AGS) were observed from 1 ng/㎖ to 100 ng/㎖. Expecially, the treatment of 100 ng/㎖ B. ignitus venoms showed the highest cytotoxicity with 55% against hepatocellular carcinoma (Hep3B). The B. ignitus venoms showed strong antimicrobial activities against Enterococcus faecium and Shigella sonnei, and practically antimicrobial activity against the other microorganisms tested. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of E. faecium and S. sonnei, were 0.256 ug/㎖, respectively.

Cryopreservation is an effective method for the long-term storage of fish sperm. However, because of a lack of methods for cryopreserving fish eggs and embryos, a technical challenge remains in preserving maternally inherited cytoplasmic compartments. Here, we aimed to generate functional eggs and sperm in sterile rainbow trout hatchlings by transplanting cryopreserved ovarian germ cells into the peritoneal cavity. Immature ovaries were isolated from 9-month-old transgenic rainbow trout, whose ovarian germ cells expressed green fluorescent protein (GFP), and cryopreservation was optimized by testing several different cryoprotective agents. Dominant orange-colored, pvasa-Gfp transgenic rainbow trout females served as donors, and wild-type triploid rainbow trout served as germ cell recipients. Viability and transplantation efficiencies of frozen ovarian germ cells were stable for up to 1,185 days. Ovarian germ cells frozen for 8months efficiently differentiated into eggs and sperm in the ovaries and testes of recipient fish. Inseminating the resultant eggs and sperm generated viable offspring displaying the donor phenotypes (orange body color, green fluorescence, XX ovaries, and matching karyotype). This study represents the first success in generating functional gametes from cryopreserved female germ cells in any fish species, which should facilitate the conservation of protogynous fishes, female heterogametic fish, and currently endangered fish.

This study investigated the effects of mycelium and culture supernatant of Cordyceps ochraceostromat(Co) on air way hyper-responsiveness, pulmonary immune cell infiltration, and Th2 cytokine expression in animal models of atopy and asthma. After ConA(+/-) activation of mouse primary spleen cells, decreased IL-4 and IL-13 cytokine production were seen in the presence of Co mycelium extracts and culture supernatant. The asthma model involved mice sensitized to ovalbumin by i.p. injection treatment; Co mycelium extract was also injected. The atopy model was the dinitrofenylbenzene-treated mouse ear. Ear thicken ing induced by DNFB was decreased by Co mycelium extract, and the extract also inhibited lung cell infiltration in ovalbumin-induced asthmatic mice. The results thus indicated that the Co mycelial extract reduced the undesirable immune responses seen in asthma and atopy.