Tannic acid(0.5 ㎎/㎖, 1.0 ㎎/㎖ , 2.0 ㎎/㎖)와 카드뮴(20 ㎎/㎏)을 마우스에 경구투여한 결과는 다음과 같다. 1. Tannic acid와 카드뮴을 투여한 마우스의 증체량과 음수소비량에 변화가 있었으나, 카드뮴투여에 의한 변화는 tannic acid투여에 의하여 감소되었다. 2. 카드뮴투여에 의하여 간장의 상대중량과 뇌 상대중량이 대조군에 비하여 유의한 변화가 있었으며, tannic acid 1.0 ㎎/㎖투여군에서는 간장의 상대중량, 폐장의 상대중량, 흉선의 상대중량도 유의하게 변화하였다(P<0.05). 3. Hemoglobin contents, packed cell volume, platelet count, neutrophill count등의 혈액학적인 변화는 대조군에 비하여 카드뮴투여군에서 유의한 변화가 인정되었다. 그러나, 이러한 유의한 변화가 tannic acid를 동시 투여한 군에서는 나타나지 않았다. 4. 카드뮴을 투여한 군에서는 혈청학적 변화(ALT, AST, BUN와 creatinine)가 있었으나 tannic acid 0.5, 1.0, 2.0 ㎎/㎖을 동시투여한 군에서는 회복되는 경향이 나타났다. 위의 결과로 미루어 카드뮴 투여에 의한 독성이 tannic acid을 2.0 ㎎/㎖/day 이상 4주간 투여하였을 때 경감효과가 나타날 수 있었다. 그러나, 카드뮴과 같은 중금속의 독성에 tannic acid가 어떻게 경감효과를 나타내는지에 관한 작용기전의 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

In this study, the KS A ISO Guide 35 was applied to develop analytical standards for heavy metal cadmium using the Korean mussel (Mytilus coruscus) and to evaluate the homogeneity and stability of the sample. Some of the crucial characteristics that reference materials must consist include homogeneity and stability of both intra- and inter-bottles. We tested homogeneity using ANOVA analysis and short-term stability using regression analysis. The variations of cadmium concentrations did not significantly differ between intra- and inter-bottles (F=0.41, p=0.90). For short-term stability verification, cadmium analysis results were not statistically significant as a result of the regression analysis (significance F=0.51, p=0.53). This suggests that we can not dismiss the null hypothesis that there is no significant variation in concentrations of cadmium over time. These results indicated that the cryogenic-milling process has statistically proven the short-term stability for materials from mussels in the chemical analysis of cadmium. Therefore, we propose that the Korean mussel’s reference material developed for the proficiency test could be used as a tool to evaluate reliability and consistency in laboratories.

Objective of this study was to investigate the difference of cadmium (Cd) levels in rice grains from non-polluted fields and to define the gene associated with Cd uptake for producing safety food. Cd was analyzed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICP-MS). The average concentration of Cd in rice grains was 0.943 μg/kg and Cd levels ranged from 0.050 to 5.699 μg/kg. Genome-Wide Association study (GWAS) based on phenotype data for Cd levels was performed. However, results of GWAS were affected by subpopulation structure and caused false positive. Therefore, GWAS for rice ecotypes (temperate Japonica, tropical Japonica, Indica, Aus, Aromatic, and Admixture) was performed to minimize false positive. GWAS results showed that Os01g0611300, Os01g0611900, Os01g0611950, Os01g0612000, Os01g0612200, Os11g0444400, Os11g0444700, Os11g0444800, and Os11g0444900 genes have significant correlation with Cd levels in rice grains. The sequences of these genes were compared to sequence positions of each other gene (haplotype analysis). According to the results of haplotype analysis, Cd levels of non-synonymous group were higher than other groups and sequence of non-synonymous group was similar to that of Indica. These results were corresponding to the previous research result that Cd levels of Indica were higher than Japonica. Therefore, candidate genes detected through GWAS need to be examined by knock-out or cross breeding.

Microarray technology provides a unique tool for the determination of gene expression at the level of messenger RNA (mRNA). This study, the mRNA expression profiles provide insight into the mechanism of action of cadmium in Fleshy shrimp (Fenneropenaeus chinensis). The ability of genomic technologies was contributed decisively to development of new molecular biomarkers and to the determination of new possible gene targets. Also, it can be approach for monitoring of trace metal using oligo-chip microarray-based in potential model marine user level organisms. 15K oligo-chip for F. chinensis that include mostly unique sets of genes from cDNA sequences was developed. A total of 13,971 spots (1,181 mRNAs up- regulated and 996 down regulated) were identified to be significantly expressed on microarray by hierarchical clustering of genes after exposure to cadmium for different conditions (Cd24-5000 and Cd48-1000). Most of the changes of mRNA expression were observed at the long time and low concentration exposure of Cd48-1000. But, gene ontology analysis (GO annotation) were no significant different between experiments groups. It was observed that mRNA expression of main genes involved in metabolism, cell component, molecular binding and catalytic function. It was suggested that cadmium inhibited metabolism and growth of F. chinensis .

마디풀과(Polygonaceae)에 속하는 소리쟁이(Rumex crispus L.) 추출물이 환경오염원인 염화카드뮴(CdCl2)에 미치는 영향을 조사하기 위하여 배양 NIH3T3 섬유모세포(NIH3T3 fibroblast)를 재료로, 이의 항산화(antioxidation) 및 멜라닌화(melanogenesis)에 대한 영향을 조사하였다. 본 연구에서 CdCl2는 배양 NIH3T3 섬유모세포에 처리한 농도에 비례하여 세포생존율을 유의하게 감소시켰으며(p<0.001), 이 과정에서 XTT50값은 45.7μM로 측정되었다. 또한, 이 값은 Borenfreund and Puerner에 의한 독성판정기준에 따라 고독성인 것으로 나타났다. 한편, 항산화제인 vitamin E는 CdCl2에 의하여 감소된 세포생존율을 유의하게 증가시킴으로서 CdCl2의 세포독성을 방어하였다. CdCl2의 세포독성에 대한 소리쟁이 추출물의 영향에 있어서는, 소리쟁이 추출물은 CdCl2만의 처리에 비하여 세포생존율을 유의하게 증가시켰으며(p<0.001), 또한 DPPH-라디칼 소거능(DPPH-radical scavenging activity)에 의한 항산화능을 나타냈다. 멜라닌화에 있어서, 소리쟁이 추출물은 CdCl2에 의하여 증가된 티로시나제(tyrosinase) 활성과 총멜라닌양을 모두 유의하게 감소시켰다(p<0.001). 이상의 결과로부터 CdCl2의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있으며, 소리쟁이 추출물은 항산화능에 의하여 CdCl2의 세포독성을 효과적으로 방어하였다. 또한 소리쟁이 추출물은 티로시나제 활성과 총멜라닌양을 유의하게 감소시킴으로서 멜라닌화를 방어하는데 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 소리쟁이와 같은 천연물을 대상으로 CdCl2 처럼 산화적 손상과 관련된 중금속계 환경오염원의 독성으로부터 보호할 수 있는 물질에 대한 탐색 및 개발은 이의 활용적 가치가 크다고 생각된다.

The effects of cadmium ions (Cd2+) on the Chl a fluorescence of Ricciocarpos natans were investigated in order to determine whether Chl fluorescence can be used as a biomarker to estimate the physiological responses of plants to cadmium stress. In all plants treated with Cd2+, the image of Fv/Fm, which represents the maximum photochemical efficiency of PSⅡ, changed as the Cd2+ concentration increased, when treated for 48 h or more. Changes of ΦPSⅡ and QP images were recognized even at 10 μM Cd2+. The Chl a O-J-I-P fluorescence transient was also affected even at 10 μM Cd2+. The fluorescence yield decreased considerably in steps J, I and P in plants treated with Cd2+, although a typical polyphasic rise was observed in non-treated plants. The Chl fluorescence parameters, Fm, Fv/Fo, Sm, SFIabs, PIabs and ETo/CS, decreased as the Cd2+ concentration increased, while the Mo and Kn parameters increased. Peroxidase activity decreased significantly and catalase activity increased as the Cd2+ concentration increased. Because of its sensitivity to Cd2+ Ricciocarpos natans is useful in experiments investigating the responses of plants to cadmium exposure. Several parameters (Fm, Fv/Fo, Sm, SFIabs, PIabs, ETo/CS, Mo and Kn) can be applied to determine quantitatively the physiological states of plants under cadmium stress.

최근 자원 순환과 재활용에 관련된 많은 연구가 지속되면서, 폐기물의 처리와 재활용에 대한 관심이 많아지고 있다. 폐기물관리법 상에서의 폐기물은 쓰레기, 소각재, 오니, 폐유, 폐산, 폐알칼리 및 동물의 사체 등으로서 사람의 생활이나 사업 활동에 필요하지 않게 된 물질들을 말한다. 폐기물의 분류는 크게 생활폐기물과 사업장폐기물로 이루어져 있으며, 그 특성에 따라 사업장 일반폐기물, 건설 폐기물, 지정 폐기물 등으로 나뉜다. 또한 지정폐기물은 폐기물관리법에서 지정한 물질들로 분류가 되며, 대부분 인체에 유해한 물질을 포함하고 있어 안정적인 처리를 필요로 한다. 2010년 국내에서 발생한 지정폐기물은 총 3,463,240 톤으로 매년 꾸준히 증가하는 추세를 보이고 있으며, 그 중 사업장 지정폐기물은 3,348,186톤, 의료 폐기물은 115,054톤 씩 각각 발생하였다. 이렇게 발생된 지정폐기물은 종류에 따라 소각, 고온소각, 고온용융, 고형화, 매립, 물리･화학적 처리, 재활용의 7가지 처리방법으로 있으며, 각 처분 방법에 따라 재활용 56.1%, 매립 19.3%, 소각 18% 등의 비율로 처리 되었다. 지정폐기물은 그 자체에 유해한 물질을 포함하고 있기 때문에, 적절한 처리기술을 적용하여 포함된 유해물질을 제거하면 재활용 및 자원화를 통해 자원순환이 이루어질 수 있다. 본 연구에서는 소각재에 포함된 유해물질 함유 여부를 다양한 방법을 통해서 확인하고, 국내 지정폐기물 분류 기준 및 국외 자원 재활용 기준을 바탕으로 폐기물 재활용 가능여부를 확인하였다. 또한 소각재의 처리 기술에 대한 검토를 통해, 매립 및 소각 처리되는 기존의 유해폐기물들에 대한 안전관리와 자원순환에 대한 방법을 제시하고자 하였다. 소각재의 분석은 국내 폐기물 관리법에서 지정된 중금속에 대한 함유량을 확인할 수 있는 용출시험과 국외 폐기물 재활용 기준에서 필요로 하는 항목들을 확인하기 위한 시험으로 나눠져 진행되었다. 국내 폐기물관리법에서 제시하고 있는 용출시험 결과를 통해서는 바닥재와 비산재 모두 지정폐기물의 항목에 포함되지 않았다. 하지만 전원소 분석을 통한 함량시험에서는 카드뮴(Cadmium) 농도가 국외 폐기물 재활용 기준을 만족하지 못하였으며, 그 외에도 겉보기 밀도, 강열감량 등에서 재활용 기준을 만족하지 못하였다. 이와 같은 결과를 바탕으로 소각재에 포함된 카드뮴의 안전관리와 효율적 재활용을 위한 폐기물 처리 흐름도를 작성하여 제시하고, 최적가용기술 적용을 통해 유해물질의 효율적 관리가 가능하게 하고자 하였다.