이번 연구에서는 white LED(420-680nm), blue LED(460- 490nm), green LED(520-550nm), red LED(620-650nm)를 포 함하는 서로 다른 빛의 파장을 가지는 light emitting diodes(LED) 가 포르피린 생합성과 항산화 기작에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 파장의 LED 광을 3일간 식물체에 조사하였을 때, white LED와 비교하여 blue LED로 처리된 애기장대 식물은 Mgprotoporphyrin IX (Mg-Proto IX), Mg-Proto IX methyl ester (ME), and protochlorophyllide을 포함하는 Mg-porphyrins을 현 저하게 증가시킨 반면에 red LED는 Mg-Proto IX과 Mg-Proto IX ME의 감소를 보여 주었다. 다양한 LED 중에서 blue LED가 white LED와 비교하여 CatA의 유전자 발현의 증가에 의해 표시 되는 항산화 작용의 증가를 크게 유도하였다. 또한, blue LED는 다 른 LED 광의 파장과 비교하여 애기장대의 anthocyanin 수준을 크 게 축적하였다. 이번 연구는 서로 다른 빛의 파장이 항산화 작용뿐 만 아니라 포르피린 생합성 과정을 변화시킴에 의해 식물의 생리학 적 특성에 큰 영향을 미침을 보여 준다.

자외선은 피부의 구조적, 생리학적 변화를 일으키는 대표적인 외부 환경 인자로서 광노화, 일광화상 및 피부암을 일으키는 원인이 된다. 이러한 자외선은 외부적인 스트레스 자극 인자로 작용하여 피부 세포 내에서 비활성 코르티손을 활성 코르티솔로 전환시키는 효소인 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 (11β-HSD1)의 발현 및 활성을 증가시킨다. 이에 본 연구에서는 UVB에 의해 증가된 11β-HSD1의 발현을 효과적으로 억제할 수 있는 천연 추출물을 발굴하고자 하였다. 사람 섬유아세포에 다양한 천연물을 스크리닝한 결과, 능실 추출물이 유의한 효과가 있음을 확인하고, 능실 추출물을 추가 분획하여 사람 섬유아세포와 3D skin model에서 피부 광노화 억제 소재로서의 가능성을 확인하였다. 능실 추출물 및 분획물은 섬유아세포에서 11β-HSD1의 발현을 억제함과 동시에 자외선에 의한 matrix metalloproteinase (MMP)-1, 3, 9 및 염증성 싸이토카인(IL-6, 8)의 발현 증가를 억제하였다. 또한, 3D skin model을 이용한 평가에서, 능실 추출물은 UVB에 의한 MMP-1 단백질 발현을 억제하였고, UVB에 의한 표피 두께 감소 및 각질형성세포의 증식 감소를 회복시켰다. 따라서, 본 연구 결과로부터 능실 추출물 및 분획물은 UVB에 의한 11β-HSD1의 발현 증가와 이에 수반하는 광노화를 효과적으로 예방함을 확인하였다.

본 연구에서는 화장품 조성물 내에 함유된 야관문 추출물의 자외선 조사에 의한 피부 광노화를 억제 및 개선할 수 있는 효능을 조사하였다. 야관문 추출물 내 총 폴리페놀 함량은 134.98±1.70 mg/g, 총 플라보노이드 함량은 16.20±0.05 mg/g 으로 정량되었다. 야관문 추출물은 농도 의존적으로 전자공여능 및 자유라디칼 소거능에 의한 항산화 활성을 나타내는 것을 확인하였으며 동일 농도조건에서 전자공여능 보다 자유라디칼 소거능에 의한 항산화력이 더욱 높았다. 피부 홍반도는 대조군(CO)에 비하여 야관문 추출물이 함유된 시료를 도포한 시험군(AS)에서 28%의 홍반도 감소 효과를 보였으며, 피부 수분함량은 AS군에서 CO군과 비교하여 유의하게 증가하였다. 피부주형의 형태학적 관찰을 통해 AS군에서 피부의 주름 면적과 깊이가 현저하게 감소하였음을 확인하였으며, 조직염색을 통해 AS군에서 자외선 조사에 의해 손상된 피부조직이 정상적인 피부구성 조직과 유사하게 재생되었음을 확인하였다. 피부조직 내 유해산소 해독계 효소들인 SOD, GST와 CAT 활성은 CO군과 비교해 AS군에서 유의적인 증가를 보였으며, 유해산소 생성계 효소 XO와 지질과산화물 함량은 유의하게 감소하였다. 자외선 노출에 의해 발현이 유도되는 PAK, p38, c-Fos, c-Jun, TNF-α, MMP-3 유전자들은 CO군 대비 AS군에서 그 발현이 유의하게 감소함을 확인하였다. 이와 같은 결과는 야관문 추출물은 항산화능을 나타내는 생리활성물질의 작용을 통해 피부 광노화에 의한 피부손상과 주름형성을 개선하는데 분자적 수준에서 형태학적 수준까지 효능을 나타내어 피부 광노화억제 및 개선 제품으로 활용이 가능 할 것으로 기대된다.

This study was performed to investigate the physiological responses of Oplopanax elatus by water condition.Drought stress was induced by withholding water for 26 days. The results show that PN max, SPAD, gs, E and Ci weresignificantly decreased with decreasing of soil moisture contents. However, AQY and WUE were decreased slightly only at26 day. This implies that photosynthetic rate is reduced due to an inability to regulate water and CO₂exchange through thestomatal. According to JIP analysis, ΦPO, ΨO, ΦEO and PIABS were dramatically decreased at 21 day and 26 day, whichreflects the relative reduction state of the photosystem II. On the other hand, the relative activities per reaction center suchas ABS/RC, TRo/RC were significantly increased at 26 day. Particularly, Dio/RC and DIo/CS increased substantially underdrought stress, indicating that excessive energy was consumed by heat dissipation. These results of chlorophyll a fluores-cence show that the sensitivity changes photosystem II activity. Thus, according to the results, O. elatus was exhibited astrong reduction of photosynthetic activity to approximately 10% soil moisture contents, and JIP parameters could be usefulindicator to monitor the physiological states of O. elatus under drought stress.

The antioxidant and photoprotective effects of various extracts from the roots of Rumex crispus L. were evaluated. The concentrations (IC50) of various extracts required to exert a 50% reducing effect on a DPPH radical were found to be 0.005~0.093 mg/mL. The ethyl acetate extract showed a more remarkable effect than the positive control ascorbic acid. The concentrations (QC50) of the butanol and ethyl acetate extracts required to exert a 50% reducing effect on the singlet oxygen 1O2 were found to be 0.464 and 0.365 mg/mL, respectively. Both extracts were also found to protect the in vitro biological system from the detrimental effect of a singlet oxygen 1O2 on type II photosensitization in E. coli and genomic DNA. Among all the tested extracts, the ethyl acetate and butanol extracts contained higher amounts of total phenolic contents. The results suggest that our study may contribute to the development of new bioactive products with potential applications to the reduction of photo-produced oxidative stress involving reactive oxygen species in living organisms

The plant habitat is moved by change of growth environment due to global warming. And it have to need seed germination and successful settlement of seedling in new habitat. This study aims to supply basic data for predicting change of habitat of Dendropanax morbifera Lev., warm temperate tree in Korea, by global warming. Characteristics of seed germination of D. morbifera was studied in different temperature and light conditions. Firstly, fruit and non-fleshed seed were saw without cold treatment. Second, each fruit and non-fleshed seed were treated in wet cold and dry cold conditions at 4°C for 3 months, and it were saw in 10, 15, 20, 25, 30°C conditions. After cold treatment at 4°C, non-fleshed seed shows high germination ratio of 87%, 53%, 77%, 63%, 23% in 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, and 30°C, respectively. Also, in filed test, non-fleshed seed was high in 69.2% and in non-light condition. However, it did not shown germinated seed in light condition. In conclusion, germination of D. morbifera mainly controlled by non-light condition in temperature after cold treatment for about 3 months on 4°C.

The research measured cracks by visualizing them through mechano- luminescence(ML) paint. By applying M-L paint on the surface of the specimen and using the 3-point bending test. Through the results of this research, we confirmed the crack propagation speed by section and the mechanical correlation such as between loads and cracks and between deflection and cracks, which means this research was quite successful in analyzing the characteristics of cracks.

Agri-food garlic has been recognized as healthful because of its antibacterial, anticancer and antioxidant effects. As such, its consumption is steadily increasing. This study was conducted to amplify the healthful ingredient of garlic, allicin, using light irradiation. The following conclusions were drawn from the investigation of peeled garlic under various conditions like fluorescent lighting, color (green, yellow, blue and red) and ultraviolet light (UV-A, UV-B and UV-C). The allicin content increased most with the 15-second 0.129 W/m2 (40 W) UV-B treatment of the garlic at a 700 mm distance from the light source. At the treatment of the garlic with 126 lx (40W) red light for 24 hours at a 700 mm distance from the light source, its allicin content increased from 15.15±0.25 mg/g to 15.15±0.34 mg/g, for a 10-percent amplification effect. Therefore, it is believed that the healthfulness of garlic can be amplified through irradiation processing of its healthful ingredient, allicin, and the development of its processing unit.

쿠메스트롤은 식물이 스트레스에 대항해 합성하는 phytoalexins의 일종으로, 알팔파 새싹, 클로버, 콩나물에서 일반적으로 발견된다. 본 연구에서는 쿠메스트롤의 자외선에 의해 유도되는 피부 진피세포 광노화 예방 효능에 관한 연구를 실시하였다. 쿠메스트롤 전처리는 자외선 B 조사에 의해 감소된 Sirt1 단백질 발현 및 활성과 하위 미토콘드리아 생합성 관련 유전자인 PGC-1α, NRF1, TFAM의 발현 변화를 감소시켰다. 또한, ATP 및 ROS 생성량을 정상화시키고 피부 노화를 유도하는 최종당화산물 생성을 억제하였다. 이상의 결과에서 쿠메스트롤은 자외선 조사에 의해 발생하는 진피 세포 내 미토콘드리아 손상 및 이에 따른 당화 단백질 생성을 감소시킴으로써 피부 광노화 현상으로부터 보호할 수 있음을 확인하였다.

광 역학치료(Photodynamic therapy: PDT) 중 하나인 기존의 LED 광 조사는 연속파(Continuous wave: C.W) 방식의 635 nm 파장으로 여드름 치유에 가장 많이 사용되어 왔으나, 이 방식은 에너지효율이 낮고 생체조직에 열이 많이발생하여 개선의 방안이 필요했다. 본 논문에서는 에너지효율을 높이고 여드름 치료를 위하여 생체조직에서의 열적 파괴현상을 방지하기위해 PWM(펄스 폭 변조: Pulse Width Modulation)을 활용한 여드름 치료용 LED 광 조사장치를설계하였다. 시스템 구성은 크게 Timer 모듈, PWM 모듈, 광학전달 장치로 크게 세구성하여 설계하였으며, 여드름 치료를 위한 피부 투과 깊이를 높이기 위하여 광학전달 장치는 660 nm 파장의 1 W LED를 사용하였다. PWM 제어를이용하여 발생된 주파수와 파형을 확인하고, 660 nm LED의 출력에너지 및 생체조직의 표면온도를 확인하여 안정적인에너지출력과 생체조직의 안정성에 대해 평가하였다. 그 결과 여드름 치료를 위한 660 nm 파장의 1 W LED 광 에너지를 얻기 위하여 C.W 방식으로 사용하였을 경우 전력손실이 높고 생체조직에서의 열적 파괴현상을 보였으나, PWM방식을 구현함으로써 펄스 폭 변조를 통하여 LED의 전력소모를 낮추었고, 생체조직의 열적 파괴현상이 나타나지 않아여드름 치료를 위해 사용할 경우 C.W 방식보다 PWM 방식이 더 안전하고 효과적일 것으로 사료된다.

빛의 정보는 수중 생물의 주기적인 생리 특성을 형성하는 중요한 외부 환경요인 중의 하나이다. 특히 어류의 종 특이적인 내분비 활성을 결정하는 요인으로는 광주기와 빛의 파장 등이 있으며, 주로 중추신경 활동을 제어한다고 알려지고 있다. 하지만 어류가 번식 활동을 위해서 외부 환경적 변화를 어떻게 활용하고 있는가에 대해서는 아직 명확하지 않다. 그러므로 이 연구는 제주 연안에 서식하는 자리돔, Chromis notata의 생식소 발달과 광주기 및 빛 파장과의 연관성을 조사하는데 목적이 있다. 실험어는 자연수온 (19～26℃) 하에서 광주기 조건 명기(L)와 암기(D)의 시간을 10L:12D, 12L:12D 그리고 14L:10D로 조절된 3그룹의 사육수조에 나뉘어 수용하였으며, 약 60여 일간 사육하였다. 또한 청색 (480 nm), 녹색 (540 nm), 황색 (640 nm), 적색 (680 nm), 백색 (혼합)의 5종류의 발광다이오드 (LED)를 사용하여 빛을 조사한 각각의 사육수조에 실험어를 수용하여 약 30여 일간사육하였다. 실험종료 후 실험어로부터 생식소중량지수 (GSI)를 산출하였고, 생식소 발달을 조사하기 위해 각각의 생식소 절편을 제작한 후, HE 염색을 통해 조직학적 관찰을 하였다. 또한 광주기 및 LED 조건에 따른 생식내분비 활성을 조사하기 위해 실험어의 뇌로부터 뇌하수체를 적출하여 FSHβ와 LHβ mRNA 발현을 조사하였으며, real-time quantitative RT-PCR 법을 이용해 측정하였다. 광주기 14L:10D의 조건에서 사육된 실험어들은 GSI 증가와 생식소내 생식세포들이 발달하였다. 반면에 10L:14D와 12L:12L의 광조건에서 사육된 실험어들의 생식소는 미성숙한 생식세포들이 대부분을 차지하였다. 또한 동일한 3그룹의 광조건 하에서의 어류의 뇌하수체 FSHβ와 LHβ mRNA 발현 변화는 GSI와 유사한 변동을 나타내었다. LED를 사용한 실험에서는 황색일 때가 GSI 값이 가장 높게 나타났고, FSHβ와 LHβ mRNA은 황색과 적색일 때 높은 발현을 보였다. 이러한 결과들에서 자리돔의 번식 활동은 장주기의 광조건 및 특정 빛 파장과 깊은 관련성이 있으며, 이러한 외부 환경요인들은 자리돔의 생식내분비를 조절하는 시상하부-뇌하수체-생식소 축(axis) 간의 중추신경 활동제어에 영향을 주고 있다고 생각된다.

니켈 라테라이트광 황산침출액에 함유된 니켈과 코발트를 마그네슘으로부터 분리하는 것은 유가금속의 회수측면에서 중요하다. 세 금속간의 분리성을 조사하기 위해 니켈과 코발트 및 마그네슘이 단독으로 존재하는 황산용액과 혼합용액에서 Diphonix 수지에 의한 흡착거동을 조사하였다. 금속 농도는 100 ppm으로 고정시키고 황산용액의 pH를 5에서 7사이로 변화시켰다. 상온에서 Diphonix에 의한 세 금속이온의 흡착거동은 Langmuir 등온곡선과 잘 일치하였으며, 각 금속의 최대흡착량을 구했다. 세 금속이 혼합된 합성용액에서 Diphonix 농도에 따른 세 금속이온의 흡착거동은 동일하였으며 Diphonix 수지로 니켈과 코발트를 마그네슘으로부터 분리하는 것은 어렵다.

지속적인 자외선 노출은 사람의 피부에 주름 형성을 유발한다. 본 연구에서 생강나무 추출물이 광노화에 의한 피부 주름 형성의 개선에 미치는 효능을 검증해 보고자 하였다. 우선 사람 섬유아세포를 이용하여 생강나무 추출물의 세포증식과 타입 I 콜라겐의 생합성 활성을 측정하였다. 그 결과 생강나무 추출물에 의한 세포증식과 타입 I 콜라겐의 생합성능은 대조군과 비교하여 각각 33.8 %와 91.8 % 증식함을 보였다. 동물실험에서는 SKH-1 무모쥐에 일주일에 3번 UV를 조사하면서 5 % 생강나무 추출액을 국부적으로 도포하였다. 10주 후에는 각각의 무모쥐의 피부 모사판을 제작하여 관찰하였다. 광노화에 의한 주름형성에 미치는 영향을 알아보고자 UVB를 무모쥐의 피부조직에 조사한 후 생강나무 추출액을 도포하여 피부 상태를 관찰하였다. 모사판을 접사카메라를 이용하여 관찰한 결과 5 % 생강나무 추출액의 도포는 생강나무가 포함되지 않은 도포액을 도포한 대조군에 비해 UV에 의해 생성되는 주름 형성 억제에 영향을 주는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 생강나무 추출액의 도포는 광노화에 의한 피부주름 생성을 억제하고 피부를 보호하는 효과가 있을 것으로 판단된다.