수염풍뎅이(Polyphylla laticollis manchurica)는 과거에는 흔히 발견되었으나, 1970년대 이후 한반도 내 개체수 가 급격히 감소하여 2005년 환경부에 의해 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정되었다. 또한 해당종의 분자생물학적 연구는 멸종위기종이라는 특성으로 인해 제한적으로 진행되었다. 그로 인해 NCBI 등 공공 데이터베이스에서 제공되는 서열정보들 또한 부족한 실정이다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하고 수염풍뎅이의 유전적 특성을 규명하기 위해 생물정보학적 기술을 활용하여 전사체 분석을 진행하였다. Illumina HiSeq 2500 플랫폼을 사용하여 53,433,048개의 RNA reads를 얻었으며, Trinity와 TGICL을 이용한 De novo 어셈블리 분석을 통해 18,172개의 unigenes를 생성하였다. 생성된 unigenes는 GO, KOG, KEGG, PANM DB를 활용하여 annotation을 진행하였다. 그 결과, GO 분석에서는 ‘binding and catalytic activities’와 관련된 항목이 높은 발현을 보였으며, KOG 분석의 경우 ‘Cellular Processes and Signals’ 범주가 높은 비율을 나타내었다. KEGG 분석을 통해 2,118개의 unigenes가 metabolic 카테고리에 annotation된 것을 확인하였다. SSR 모티프 분석에서는 AT/AT (42.90%) 모티프, AAT/ATT (13.13%) 모티프 순으로 많이 나타나는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 분석한 결과 들을 이용하여 유전자원 및 종 정보를 실시간 제공 및 정보 공유가 가능하도록 Database 및 web-interface를 구축하 였으며, 이러한 자료들은 국내 멸종위기종인 수염풍뎅이의 고유한 유전적 특성을 발굴 및 확보할 수 있는 기반자 료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

장내 미생물 군집은 소화 과정, 면역 시스템, 질병 발생 등 숙주의 다양한 면에 광범위한 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 주요 장내 미생물 종은 숙주의 생리 기능에 핵심적인 역할을 수행한다고 발표된 바 있다. 곤충의 장내 미생물 군집에 관한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있으며, 이들 연구는 주로 장내 미생물 군집과 기생충, 병원체 간의 상호작용, 종간의 신호 전달 네트워크, 먹이의 소화 과정 등을 중심으로 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대부분 Illumina MiSeq을 활용하여 16S rRNA 유전자의 V1부터 V9 영역 중 선택된 특정 부분을 대상으로 짧은 서열 정보를 대상으로 진행되었다. 그러나, 최근에는 PacBio HiFi 기술이 상용화되면서 16S rRNA의 전장 분석이 가능할 수 있게 되었다. 이번 연구는 장수말벌(Vespa mandarinia)의 해부를 통해 gut과 carcass 부분을 분리한 뒤, 각 샘플을 Illumina MiSeq과 PacBio HiFi 기술을 활용하여 미생물 군집 간의 차이점을 확인하기 위하여 수행되었다.

단백질의 구조 예측은 생명 과학 및 의약학 분야의 핵심적인 연구 주제 중 하나로, 단백질의 기능 및 상호작용을 이해하기 위한 주요 정보를 제공할 수 있어 다양한 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 최근 Google DeepMind의 AlphaFold2가 등장하였으며, 단백질 구조 예측 성능을 대폭 향상시켜 CASP(Critical Assessment of Protein Structure Prediction)에서 뛰어난 평가점수를 받아 단백질 구조 예측 분야의 최신 기술을 크게 향상시켰다. 이러한 컴퓨터 기반의 단백질의 구조 예측 방법은, 고전적인 방법을 사용하여 직접 단백질 구조를 결정하는 방법 에 비해 매우 정확하고 빠르며 경제적인 비용으로 수행될 수 있어 단백질 구조 예측 및 생리학 연구를 수행하는 연구자들에게 유용한 방법론이 될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구소에서는 곤충을 포함한 무척추 자생동물을 연구하는 연구자들을 위해 단백질 구조 예측을 수행할 수 있도록 64Core/128Threads의 CPU, 256GB의 RAM과 6장의 GeForce RTX 3090으로 이루어진 GPU(Graphical Processing Unit) 고성능 컴퓨터 시스템에 AlphaFold2 program을 구축하였다. 최근 인간을 대상으로 한 단백질 구조 예측 연구는 상당한 진전을 보이고 있지만, 곤충을 포함한 자연계의 동물을 대상으로 한 연구는 여전히 미비한 상황이다. 이러한 자생동물자원연구의 확대를 위해 본 연구소에서 구축한 GPU 시스템 및 생물정보학적 분석 방법이 많이 활용되어야 하며, 이를 위해서는 연구자들 의 협력과 참여가 필요하다.

It has been known that as oxide layer (ZrO2) forms on the nuclear fuel cladding during irradiation in nuclear power plants, the corrosion kinetics are influenced by various parameters such as chemical environments. One of those environments, crud deposition driven by coolant chemistry has an adverse effect on the formation of oxide (ZrO2) and leads to increase thickness of the layer. In this study, crud formation was performed through loop experiment equipment on the surface of intentionally-made oxide layer (ZrO2) on cladding tubes and then the composition and characteristics of cruds were examined for the investigation of nuclear power plant environment. As a result, various cruds in composition and microstructure were formed depending on the exquisite methods and conditions such as metal ion concentration.

연구는 참외 재배 지에서 흰가루병, 담배가루이 및 두점박이응애가 동시에 발생하였을 때 45, 40, 35°C (대조구)의 온도에서 측창으로 환기 처리 시, 온실 내 온 ․ 습도의 변화, 병충해 발생과 잎말림, 그리고 개화조절에 미 치는 효과를 검토하였다. 3월 3일 ‘히든파워’ 대목에 접붙여진 ‘알찬꿀’ 참외를 40cm 간격으로 격리상에 심었고, 위 에 언급한 병해충이 모든 처리구에서 발생한 6월 18일부터 7월 13일까지 처리하였다. 온실의 온도는 맑은 날에는 설정 온도 지점까지 증가되었고, 45°C 환기 처리에서 고온 고습이 약 9시간 동안 유지되었다. 주간 최고 기온과 최 저 상대습도 차이는 45°C 환기 처리에서 가장 높았다. 환기 처리 11일 후에는 흰가루병과 두점박이응애 피해가 45°C 환기 처리에서 거의 회복되었지만 40°C와 35°C에서는 그렇지 않았다. 처리 14일 후, 담배가루이와 두점박이 응애 밀도는 45°C에서 유의하게 감소하였으나 흰가루병 증상은 유의하게 감소하지는 않았다. 잎말림은 고온에서 유발되었으나 45°C에서도 심하지 않았다. 처리 26일 후, 새로 나온 줄기의 15 마디의 개화수를 조사한 결과, 45°C에 서 암꽃이 전혀 나오지 않았고 수꽃은 1.2개로 나타났다. 이상의 결과는, 고온기에 45°C의 고온에서 2－3주간 환기 처리는 온실 내부의 고온 고습을 유도하여 흰가루병, 담배가루이, 두점박이응애를 통제하고, 개화를 억제하여 참외 의 영양 생장을 회복할 수 있는 방법으로 사료되었다.

소나무재선충병의 예방을 위하여 실시하는 예방나무주사는 소나무재선충 피해를 예방할 수 있는 매우 효과적인 방제방법이지만 매개충에 대해서는 효과가 밝혀진 바 없다. 본 연구는 살선충제와 살충제가 혼합된 약제를 나무주사하여 소나무재선충병의 예방효과 뿐만 아니라 신초를 후식하는 하늘소류에 대해 소화중독에 의해 매개충살충까지 동시에 가능한 방제방법을 개발하기 위하여 실시하였다. Abamectin+Sulfoxaflor DC을 비롯한 3개 약종 2018년 3월 6일에 소나무에 나무주사 후 90여일 이 경과한 6월 5일에 소나무 가지에 망대를 설치하고 각 망대에 솔수염하늘소 1마리씩을 접종하여 7, 14, 21일의 살충율을 조사하였다. 나무주사된 3약종 모두 솔수염하늘소에 대하여 살충력이 우수한 것으로 나타났으며, 경기도 남양주시 잣나무림에 Abamectin+Sulfoxaflor DC를 나무주사 후 산란유인목을 설치하여 현장 실험을 실시한 결과 대조구와 비교하여 유충에 의해 발생된 목설흔이 매우 적게 나타나 소나무재선충병 방제에 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

상업적으로 유통되는 젤라틴 캡슐 제품은 소비자의 건강(예: 광우병) 및 종교적 신념에 대한 우려를 야기시킬 수 있다. 젤라틴은 대부분 소, 돼지 등에서 유래한 원료 물질을 가공한 것으로서, 가공 후 그 원료 물질을 분석하는 것은 대단히 어렵다. 따라서 정부 규제기관의 표시사 항 준수여부 모니터링 연구가 주기적으로 필요하다. 본 연구에서는 인터넷에 유통되는 건강기능식품(n = 181)을 대상으로 젤라틴 캡슐의 원료 물질을 종 특이 PCR 방법으 로 분석했다. 55개 제품의 경우 표시사항에 젤라틴 캡슐 원료 물질에 대한 정보를 명시하였으나(예: bovine-, fishand plant-derived gelatin), 126개 제품의 경우 사용 원료에 대한 정보 없이 “gelatin”으로 표시하였다. 이 126개 제품의 젤라틴 캡슐 분석 결과 51개 제품은 소 유래의 젤라 틴을, 31개 제품은 돼지 유래의 젤라틴을, 그리고 44개 제 품은 소와 돼지의 원료를 혼합하여 제작한 블렌딩 젤라틴을 사용한 것으로 밝혀졌다. 따라서 소비자의 알 권리, 종교적 신념 및 건강을 보호하기 위해 젤라틴 캡슐에 사용된 원료 물질을 표시사항에 제공하는 것은 매우 중요하다.

Despite that porcine spermatogonial stem cells (pSSCs) have been regarded as a practical tool for preserving eternally genetic backgrounds derived from pigs with high performance in the economic traits or phenotypes of specific human diseases, there were no reports about precise definition of niche conditions promoting proliferation and maintenance of pSSCs. Accordingly, we tried to determine niche conditions supporting proliferation and maintenance of undifferentiated pSSCs for short-term. For these, undifferentiated pSSCs were progressively cultured in different composition of culture medium, seeding density of pSSCs, type of feeder cells and concentration of growth factors, and then total number of and alkaline phosphatase (AP) activity of pSSCs were investigated at post-6 day culture. As the results, the culture of 4x105 pSSCs on mitotically in activated 2x105 STO cells in the mouse embryonic stem cell culture medium (mESCCM) supplemented with 30 ng/ml glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) was identified as the best niche condition supporting effectively the short-term maintenance of undifferentiated pSSCs. Moreover, the optimized short-term culture system will be a basis for developing long-term culture system of pSSCs in the following researches.