Carbon molecular sieve (CMS) membrane surpasses the upper-bound trade-off and plasticization phenomenon of polymer membrane. Recently, supported CMS membranes have been investigated to provide both high performance and mechanical strength. Herein, we have investigated the supported CMS hollow fiber membranes on low-cost alumina hollow fiber. To prepare the thin and uniform layers, the dip-coating parameters for intermediate and polymeric layers were varied in terms of the withdrawal rate and solution viscosity, respectively. Then, in order to confirm its feasibility in real industry, mixture gas was permeated through prepared CMS membranes. Moreover, the property of long-term stability was characterized in harsh conditions and further modified.

자연생태계에서 수집된 분변, 털 등 비침습적 시료는 야생 동물의 상태나 특성을 분석적으로 평가할 수 있는 좋은 재료가 된다. 특히 비침습적 시료에 대한 유전자 분석 결과는 야생동물의 유전학적, 생태학적 특성을 이해할 수 있는 생물학적 근거를 제공할 수 있다. 야생생물-특히 멸종위기야생생물 등-에 대한 분석에 있어 비침습 시료의 활용은 개체의 포획, 채혈, 조직 수집 등에 따른 생체 손상 없이 진행될 수 있는 좋은 시료가 된다. 본 연구는 우리나라에서 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정되어 있는 산양 집단의 성별 구조분석과 생태복원을 위한 기초자료 확보를 위하여 성 판별을 위한 새로운 분석기법을 마련하고자 하였다. 산양의 분자적 성판별을 위하여 포유동물인 산양의 성염색체(X-, Y-염색 체)에서 공통적으로 암호화되어 있는 zinc finger-X, -Y(ZFX, ZFY) 유전자와 수컷에서만 출현하는 sex-related region Y (SRY) 유전자의 서열을 이용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 위한 시발체(primer)를 고안하였다. 새롭게 제작한 시발체들과 기존 연구에서 보고된 포유동물-범용 시발체들을 사용하여 강원도 오대산 국립공원과 서울 인근에 위치한 용마산에서 수집된 산양 비침습적 시료(분변, 털)와 혈액 유래의 DNA를 대상으로 PCR 시험을 수행하였다. 기존에 보고된 범용 시발체를 이용한 시험결과에서는 대다수의 시료에서 비특이적인 PCR 증 폭산물들이 같이 출현하였고, 암-수를 판독할 수 있는 명확한 실험결과를 얻을 수 없었다. 본 연구에서 고안한 시발체를 이용하여 혈액 유래의 DNA를 대상으로 시험한 결과, SRY 시험에서 수컷에서는 단 하나의 PCR 증폭산물이 관찰되고, 암컷에서는 관찰되지 않았다. ZFX-ZFY 시험결과에서는 길이가 다른 두 개의 산물이 수컷에서 관찰되고, 암컷은 단 하나의 PCR 산물만 관찰되었다. 또한 SRY 유전자 성판별 결과와 ZFX-ZFY 성판별 결과는 정확히 일치하였다. 비침습 적 시료에 대한 성판별 시험에서 SRY 체계와 ZFX-ZFY 체계에서 시료들이 암-수로 구분되었고, 대부분의 시료에서 SRY 시험결과와 ZFX-ZFY 시험결과가 일치하였다. 분석결과 중 2 건의 시료에서 ZFX 또는 ZFY 유전자 절편이 검출되지 않는 양상을 보여, 이들 시료에 대하여 DNA 분자 barcoding에 이용되고 있는 미토콘드리아 DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)의 cytochrome oxydase I (COI) 유전자 서열을 추가로 분석하였다. 해당 시료들은 서열의 일부 또는 전체적으로 DNA 서열이 이질적(heteroplasmic)인 현상을 나타내었으며, 이는 증폭된 유전자 서열이 하나의 기원에서 유래된 것이 아니라, 2 개체 이상이거나 2 종 이상에서 유래되었음을 의미한다. 결과적으로 동종 또는 다른 종에 의한 오염이 부분적으로 분자 수준에서의 성 판별 시험을 저해할 수 있음을 보여주는 결과이다. 그럼에도 불구하고, 이 연구를 통해 산양 비침습 시료에서 암-수성별에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 새롭게 고안한 ZFX-XFY, SRY 유전자에 대한 PCR 시험방법은 기존에 고안된 방식에 비해 더 좋은 효율을 나타내었으며, 오대산국립공원지역과 서울 용마산에서 수집한 산양 비침습 시료(분변, 털)에서 암-수성별에 대한 정보를 확인할 수 있었다. 본 연구에서 고안한 산양 성판별 시험방법을 현재 지역적으로 파편화된 양상을 나타내는 지역별 산양집단의 성비 분석에 적용한다면, 포획, 채혈, 조직 수집 등을 통한 산양 생체에 대한 피해 없이 비침습 시료를 이용하여 집단의 성비를 산출할 수 있는 자료를 확보 할 수 있을 것이다. 또한 집단의 성비 정보는 지역별로 산재 되어 분포하고 있는 개별적인 산양집단의 보호와 생태복원을 위한 전략마련에 필요한 가치 있는 생태정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Incursions of red imported fire ant (RIFA), Solenopsis invicta into Korea have been increasing. After a first interception of a colony of S. invicta on Gamman pier, Pusan port while intensive surveillance by Animal & Plant Quarantine Agency (APQA) in September 2017, three more RIFA colonies have been found in sea port piers of Pyeongtek, Incheon and Pusan cities. The social forms and mitochondrial DNA haplotypes of the intercepted RIFA colonies were analysed by allelic discrimination assay (peptide nucleic acid probe based RT-PCR) of Gp-9 gene and mt-DNA fragment of 768 bp, which is part of the Cytochrome oxidaseⅠ gene. The colony on Gamman pier, intercepted in Sep. 2017 was previously reported as a haplotype 5 (H5) of mitochondrial DNA and a social form of polygyne. The colony on Hutchison pier of Pusan port, intercepted in June 2018 were confirmed as a H22 haplotype and a monogyne. Those different social forms show different origins of each colonies. Those on piers of Pyeongtek and Incheon ports, also found in 2018 were confirmed samely as H22 and monogyne. However, it could be putatively assumed that those two colonies were differently introduced via different container cargoes, considering those colonies were found in container yards of distantly located different sea ports. More genetic variation analyses using diverse sets of molecular markers such as microsatellites, genome-wide single nucleotide polymorphisms, etc. in nuclear gens are being proceeded for more exact introduction routes (origins).

Autophagy is an important self-eating process to eliminate damaged or unused organelles. We identified nine autophagy-related genes (Atg) including AaAtg-1, -3, -4b, -4d, -5, -6, -8, -12 and -13 from the Asian tiger mosquito, Aedes albopictus. Developmental expression patterns indicate that mRNA levels of AaAtg-1, -3, -4b, -4d, -5, -6, -12 and -13 were highly expressed in egg, whereas expression of AaAtg8 was high in 1stand3rdinstarlarvalstages. TissuespecificexpressionofthesegenesindicatesthatAaAtg1 was highly expressed in thorax and midgut in blood-fed adult female mosquitoes (BF), and head and thorax in sugar fed adult female mosquitoes (SF). Transcript level of AaAtg3 was high in thorax in BF, but head, thorax and Malpighian tubules in SF. AaAtg4b, -4d mRNA levels were significantly high in Malpighian tubules in BF, and head in SF, respectively. AaAtg-5 and -6 transcripts were highly expressed in head in BF, and expression of AaAtg-8 was high in Malpighian tubules in BF. Levels of AaAtg-12 and -13 mRNAs were significantly high in head and midgut in BF. Induction patterns of AaAtg genes against pathogens showed that AaAtg-1, -3, -4b, -8, -12 and -13 were strongly induced at 6 h-post injection of S. aureus, and mRNA levels of AaAtg-1, -3 and -13 were significantly induced by E. coli challenge after 3 h-post injection in SF abdominal carcass. In SF midgut, AaAtg-1, -3, -4b, -4d, -5, -6, -12 and -13 transcripts were drastically induced at 9 h-injection of E. coli and S. aureus, while expression of AaAtg-8 was highly induced by S. aureus and C. albicans at 9 h-post injection. Each AaAtg gene was slightly induced by E. coli, S. aureus or C. albicans at different time points in abdominal carcass in BF. Interestingly, AaAtg-8 was not induced by microbial challenge. While eight other Atg genes except AaAtg-8 were highly influenced by S. aureus at 6 and 9 h-post injection, E. coli at 3 h-post-treatment, and 3, 6, and 9 h-post inoculation. In the future, we will characterize the functional roles of autophagy during mosquito-microbes interaction.

Origin of Red imported fire ant (RIFA : Solenopsis invicta) is Central America, a tropical climate region. It has settled in the invasive area, causing various problems. In recent, Solenopsis invicta were discovered in Busan in 2017 and then in 2018 at a construction site in Busan, Pyongtaek, Incheon and in Daegu. This study aims to confirm the origin of invasive colonies of Solenopsis invicta. We tried to test previously developed microsatellite markers so that we establish the tracing protocol for molecular epidemiology of RIFA. We justified 66 microsatellite markers already developed using DNA from the RIFA found in Incheon Harbor. As results, 30 markers were selected to facilitate amplification and fragment analysis.

Insect-resistant transgenic (Bt-9) rice was generated by inserting the mCry1Ac1 a modified gene from the soil bacterium Bacillus thuringiensis into the genome of a conventional variety of rice (Ilmibyeo). With regard to the potential problems of safety, the non-target organism evaluation is required as an essential element for the environmental risk assessment of genetically modified (GM) crops. For biosafety assessment, we studied the effects on survival of cantor Daphnia magna, a commonly used as a model organism in ecotoxicological studies. D. magna fed on Bt-transgenic rice (Bt-9) and its near non-GM counterparts (Ilmibyeo) grown in the same environment (100% ground rice suspension). The Bt-9 rice was comfirmed to have the insertion of T-DNA and protein expression by the PCR and ELISA analysis. Feeding study showed similar cumulative immobility and abnormal response of Daphnia magna between Bt-9 rice and Ilmibyeo. 48hr-EC50 values of Bt-9 and Ilmi rice showed 4,400 mg/L (95% confidence limits: 3861.01 ~ 5015.01 mg/L) and 5,564mg/L (95% confidence limits: 4780.03 ~ 6476.93 mg/L) respectively. The rice NOEC (No observed effect concentration) value for D. magna was suggested 1,620mg/L. We conclude that the tested Bt-9 and Ilmi similar cumulative immobility for D. magna the widely used model organism. We found out that there is strong possibility that the growth of Bt-9 didn’t affect to non-target insects.