미역(Undaria pinnatifida) 포자를 사용한 생태독성 시험법은 연중 상시 이용하기에 어렵다. 미역 의 암배우체는 실험실에서 배양할 수 있기 때문에, 포자의 단점을 보완하고 상시 생태독성 시 험에 사용할 수 있다. 따라서 미역의 암배우체를 생태독성 시험에 활용하기 위해 다양한 환경 조건에 노출된 미역의 암배우체 생존율과 상대성장률의 변화를 분석하였다. 미역 암배우체는 염분(5~40 psu), 온도(5~30℃), pH (2~10), 광량(0~120 μmol photon m-2 s-1)에 노출되었다. 암배 우체의 생존율은 최고 평균값을 기준으로 온도 20℃, 염분 27.5 psu, pH 8, 광량 30 μmol photon m-2 s-1에서 가장 높았다. 상대성장률은 최고 평균값을 기준으로 온도 15℃, 염문 35 psu, pH 9, 광량 60 μmol photon m-2 s-1에서 가장 높았다. 본 연구결과를 통해 미역 암배우체의 생존율과 상대성장률을 활용하여 연안환경을 상시 신속하게 평가하기 위한 효율적인 방법으로 활용이 기대된다.

전 세계적으로 원자력 발전소는 442기가 가동 중이며, 62기가 충원될 예정이다. 원자력 발전소의 증가에 따라 방사성 폐기물 유출에 대한 위험성도 증가하였다. 이러한 이유 때문 에, 방사성 폐기물의 처리는 인간, 동물, 식물을 포함하는 자 연 생태계를 보전하는 관점에서 중요하다. 또한, 방사성 폐 기물 유출은 그 지역뿐만 아니라 전 세계적으로 심각한 문 제를 야기한다. 본 연구는 입체 배양세포에 방사성 핵종원 소 (세슘, 스트론튬, 코발트)를 처리하였고 이에 대한 영향력 을 확인하였다. 입체 배양 구조체는 아가로오스 하이드로겔 을 이용하여 제작했으며 암세포 및 정상세포 (HeLa, HepG2, COS-7)를 사용하여 입체 배양을 실시 하였다. 입체 형태로 세포를 배양한 후 세슘, 스트론튬, 코발트 농도 변화에 따라 세포 생존능력을 분석하였다. 이때 입체 배양세포에서 생존 능력이 단층 배양세포 보다 최대 42% 우수한 것을 확인하였 다. 입체 배양구조체는 세포가 형태 및 생리학적으로 in vivo 환경인 조직과 비슷하게 배양을 가능하게 하였다. 따라서, 입체 배양구조체는 기존의 단층 배양 한계점인 in vivo 환경 에 적용시킬 수 없다는 한계를 극복하였다. 본 입체 배양 기 술이 중금속 독성평가 및 단시간 내에 다수의 물질 분석을 수행하는 고속 대량 스크리닝 기술에 활용될 것으로 기대한 다.

주요 농업해충들을 대상으로 34종의 식물 추출물을 유효성분으로 한 제제들의 활성을 평가하여 복숭아혹진딧물과 배추좀나방 각 유충에 대해 살충력을 나타낸 NRS-21제와 NRS-24제의 기준 및 시험법 확립에 필요한 주성분 분석과 안전성 평가를 실시하였다. NRS-21제의 유효성분 추출물의 주성분은 thymol로 42%를 차지하였고, NRS-24제는 유효성분 추출물의 주성분들로 allylanisole과 eucalyptol로 각 74%와 31%를 보였다. 이들 2종 제제들의 급성경구 및 급성경피독성 반수치사농도(LD50)는 각 5,000과 4,000 mg/kg이었고, 잉어에 대한 96시간 노출에서 반수치사농도가 10 mg/L 이상으로 나타나 특이할만한 독성을 보이지 않았다. 또한 NewZealand White rabbits을 활용한 피부 및 안자극 시험에서도 각각 무자극성과 특이할만한 자극성은 나타내지 않았다. 향후 2종 제제들에 대한 꿀벌독성시험과 대상 작물들에 대한 야외시험이 실시될 계획이다.

생태독성 시험법은 해양환경을 평가하기 위한 기존의 이화학적 분석 방법 및 저서생물 군집구조 분석에 대한 단점을 보완하기 위하여 전 세계적으로 사용되고 있는 방법이다. 최근 우리나라에서도 생태독성 시험법에 관한 관심이 높아지면서 새로운 시험법의 개발 및 현장적용에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 발표에서는 지금까지 우리나라에서 개발된 생태독성 시험법을 소개하고, 현재 이들 시험법의 현장 적용 사례를 소개하고자 한다. 더불어, 분자생물학적

본 연구는 해양배출폐기물의 유기인 항목 시험 중 전처리 과정 및 기기분석과정에서 발생하는 일반적 시험과정의 문제점 개선, 기기 분석에 적합한 검출기 제안 및 시험 전 과정의 특성 규정 등을 하는데 유용한 자료를 얻고자 하였다. 유기인 5종이 혼합된 표준물질을 이용한 전처리 시험에서 역추출과정 중 용매와 역추출 용매의 혼합비율에 따라 용매의 상하 위치가 달라질 수 있음을 확인하였고 전처리시험 중에서 과정별 유기인물질의 손실률을 검증하여 보았다. 또한 전개용매에 따라 회수율이 달라질 수 있음을 확인하였으며, 전개시 혼합용매의 사용에 있 어 적당한 희석비율을 찾을 수 있었다. 3가지 검출기를 각각 비교한 실험에서 검출한계는 기기별로는 상대적인 차이가 크게 나지 않았으나 표준 물질별로 차이가 컸으며 질량분석기를 이용한 분석시 전처리 과정을 마친 경우 원래 표준물질과 비교하여 높은 회수율은 기기분석 사용에 있어 한계로 작용했다. 그리고 전자포획검출기(ECD)에서 피크의 분리성과 식별성이 좀 낮고 Methyl-S-Demeton의 경우에는 다른 피크와 겹칠 가능 성이 있어 단점으로 작용했다. 반면에 불꽃광도검출기(FPD)에서는 유기인에 특징적으로 반응하는 필터 사용으로 유기인계 물질의 피크 식별성 이 뛰어나 정량하기에 유용하였다. 한편 Methyl-S-Demeton은 컬럼 정제과정에서 충진물질을 통과하지 못하는 것을 확인하였다.

Toxicity of seven environment friendly agricultural materials (EFAM), which have been used in the domestic market were evaluated on honeybee (Apis mellifera) and asian multicolored ladybird beetle (Harmonia axyridis). Three EFAMs made from plant extract agents (Wangjoongwang Eco, Bogum Eco and Bestop Eco) and four EFAMs made from microbial utilizing agents (Worldstar Eco, Goodmorning, Bluechip and Cameleon) were investigated as EFAMs. In evaluation of toxicity on honeybee, the RT25 values of 3 EFAMs made from plant extract agents ranged from 1 to 3 days. Therefore, honeybee should be released 1-3 days after application of these EFAMs. Meanwhile, the four agricultural materials made from microbial utilizing agents did not show any mortality against honeybee. In evaluating the toxicity to adult and larva ladybird beetles, all seven EFAMs made from plant extract agents and microbial utilizing agents to show any mortality.

이산화탄소(CO2) 해양격리처리 방안의 실효성을 검토하기 위해서는 해양에 처리된 CO2가 해양생태계 및 해양생물에 미칠 수 있는 영향에 대해서 광범위하게 정보를 축적할 필요가 있다. 본 연구에서는 두족류인 참문어 Octopus vulgaris를 대상으로 고농도 CO2 환경(1, 2, 3%-CO2)에서의 폐사율 및 1%-CO2 환경에서의 생리학적 반응에 대해서 조사하였다. 참문어는 혈액채취를 위하여 복부대동맥에 케뉴레이션을 행한 후 호흡실에서 회복시켰다. 회복된 개체에 대하여 헤모림프의 산염기 조절인자에 대한 측정을 행하였다. 참문어는 3%-CO2 환경에서 72시간 안에 100% 폐사하였다. 헤모림프의 pH는 1%-CO2 노출 30분 후 유의하게 감소하였으나 실험종료 때까지 회복되지 않았으며, [HCO3-]는 CO2 노출 후 유의하게 증가하여 8시간에 7.8 mM를 나타내었으나 그 후 점차 감소하는 경향이었다. 헤모림프 이온([Cl-], [Na+], [K+])들은 유의한 변화를 보이지 않았다. 본 연구 결과 참문어는 방어, 넙치와 같은 경골어류 및 별상어와 같은 판새류보다 CO2에 민감한 것으로 사료된다.

환경오염이 심각해짐에 따라 국내외적으로 환경에 대한 관심이 고조되고 인체에 해를 끼치는 환경요인으로부터 방어하기 위한 많은 노력들이 기울여지고 있다. 특히 내분비계장애물질이 생식기능과 면역기능을 약화시키고, 행동 이상을 일으키며, 암 발생률을 높인다는 점이 밝혀지기 시작하면서 많은 연구들이 발표되고 여러 가지 방법들이 내분비계장애물질과 더불어 환경분야연구에 응용되어왔지만 단백질을 대상으로 연구하여 유전자기능을 연구하는 프로테오믹스(proteomics)

CYP1A 유전자는 cytochrome P450 약물대사효소에 속하며 다이옥신 등의 내분비계 장애물질에 의해 농도 의존적으로 유도되어 환경오염물질에 의해 유도되는 특성을 이용하여 환경오염물질에 대해 반응하는 생물체의 유전자 발현 변화뿐만 아니라 이를 토대로 특정지역의 환경오염에 관한 정보를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 수서환경오염과 관련하여 CYP1A유전자의 유용성을 다각도로 논의하였다.

As a herbal supplement, Dioscorea batatas Decne (DBD) presents potent antioxidant activity and diverse health benefits. In the present study, functions of a 30 kDa glycoprotein isolated from DBD (hereafter, DBD glycoprotein) in the regulation of feed efficiency and fecal malodor in mice were explored. DBD glycoprotein produced protective effect against cytotoxicity induced by the ecotoxicological endocrine-disrupting substance bisphenol A in gastrointestinal epithelial HT-29 cells. To investigate its potential roles in the regulation of feed efficiency and fecal malodor, mice were administered an oral injection of DBD glycoprotein for 2 weeks. Compared with the control values, the weight of internal organs (liver, heart, kidney, and spleen) and levels of glutamate pyruvate transaminase, glutamate oxaloacetate transaminase, and lactic dehydrogenase were not significantly changed during DBD glycoprotein administration for 2 weeks. Interestingly, DBD glycoprotein improved feed efficiency and reduced hydrogen sulfide concentration without altering the ammonia level in mouse feces. Collectively, these results indicate that DBD glycoprotein is a functional agent that exerts gastrointestinal protective effects against ecotoxicological substances, improves feed efficiency, and reduces fecal malodor.

Ulmus davidiana Nakai (UDN) has been traditionally used as a herbal medicine in Korea. In the present study, we investigated the anti-ecotoxic potential of a 116 kDa glycoprotein isolated from UDN (UDN glycoprot ein) in regulating fecal malodor and feed efficiency in mice. We found that UDN glycoprotein (200 μg/ml) has an inhibitory effect on the cell death induced by an ecotoxicological endocrine disrupting chemical, bisphenol A, in colon epithelial HT-29 cells. UDN glycoprotein did not show significant differences regarding the weight of ecotoxicity-related organs (liver, heart, kidneys, and spleen) and the levels of serum glutamate oxaloacetate transaminase, glutamate pyruvate transaminase, and lactate dehydrogenase in mice for 2 weeks, compared to the control. Additionally, UDN glycoprotein reduced the levels of hydrogen sulfide and ammonia as markers of fecal malodor in mice. Interestingly, UDN glycoprotein can improve the mouse feed efficiency. In conclusion, our data indicate that anti-ecotoxicological UDN glycoprotein has the ability to increase the feed efficiency and reduce the fecal malodor by maintaining the viability of colonic epithelial cells in mice.

Ulmus davidiana Nakai (UDN) has been traditionally used as a herbal medicine to treat inflammatory diseases in Korea. In the present study, we investigated the anti-ecotoxic potential of a 116 kDa glycoprotein isolated from UDN (UDN glycoprotein) in human intestinal epithelial INT-407 cells. We demonstrated that UDN glycoprotein (20 μg/mL) could inhibit the production of lactate dehydrogenase (LDH) induced by toluene, an ecotoxic substance. Additionally, we found that the toluene-induced intestinal cytotoxicity was mediated by the phosphorylation of p38 Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) via the production of intracellular Reactive Oxygen Species (ROS). The UDN glycoprotein significantly decreased the levels of ROS production and p38 MAPK activation in toluene-stimulated INT-407 cells. Moreover, the UDN glycoprotein inhibits the phosphorylation of nuclear factor-kappa B (NF-κB), which is responsible for the production of LDH, in toluene-stimulated INT-407 cells. Collectively, our data indicate that UDN glycoprotein is a natural antioxidant and a modulator of ecotoxicity signaling pathways in human intestinal epithelial cells.

Curcumin (C21H20O6) is a hydrophobic polyphenol found in turmeric. Although curcumin has been used as a natural medicine, its major limitation is related to poor absorption from the gut. Therefore, we developed a method for preparation of Curcumin Nanospheres (CN) to improve the aqueous-phase solubility of curcumin and investigate the functional role of CN in promoting feed efficiency and odor reduction in mice. CN showed inhibitory effects on actate dehydrogenase (LDH) cytotoxicity induced by ecotoxic substance toluene in gut epithelial HCT116 cells. In addition, the weights of internal organs (liver, heart, kidneys, and spleen) and the levels of serum Glutamate Oxaloacetate Transaminase (GOT), Glutamate Pyruvate Transaminase (GPT), and LDH did not show significant differences between mice administered oral CN for two weeks and compared to the control group. Interestingly, CN not only reduced hydrogen sulfide (H2S) and ammonia (NH3) levels and fecal odor, but also improved feed efficiency in mice. These results demonstrate that oral nano-delivery of anti-ecotoxicological CN is a functional system to deliver curcumin to the gut to improve feed efficiency and reduce fecal odor in mice.

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.

환경오염원인 삼산화크롬(chromium trioxide, CrO3)의 세포독성을 배양 대뇌신경교종세포(C6 glioma)를 재료로 산화적 손상측면에서 조사하였으며, 또한 CrO3의 세포독성에 대한 청미래덩굴(Smilax china L., SC)추출물의 영향을 세포생존율을 비롯한 전자공여능 및 lactate dehydrogenase(LDH) 활성과 같은 항산화 측면에서 분석하였다. 본 실험에서 배양 C6 glioma 세포에 15∼30uM의 CrO3를 처리한 결과 농도 의존적으로 세포생존율이 대조군에 비하여 유의하게 감소하였으며 XTT50값이 30uM에서 나타나 고독성(highly-toxic)인 것으로 나타났다. 또한, 항산화제인 catalase는 CrO3에 의하여 감소된 세포생존율을 유의하게 증가시켰다. 한편, CrO3의 세포독성에 대한 SC추출물의 영향에 있어서는, SC추출물은 CrO3에 의하여 감소된 세포생존율을 유의하게 증가시킴으로서 CrO3의 세포독성을 방어하였다. 이와 동시에, SC추출물은 전자공여능및 lactate dehydrogenase(LDH) 활성감소를 보임으로서 항산화 효과를 나타냈다. 위의 결과로 부터 CrO3의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있으며, 또한 SC추출물은 항산화 효과에 의하여 CrO3의 산화적 손상을 방어함으로서 세포를 보호하는데 효과적인 것으로 나타났다.

The interaction of mastoparan B, a cationic tetradecapeptide amide isolated from the hornet Vespa basalis, with phospholipid bilayers was studied with synthetic mastoparan B and its analogue with Ala instead of hydrophobic 12th amino acid residue in mastoparan B. MP-B and its derivative, [12-Ala]MP-B were synthesized by the solid-phase peptide synthesis method. MP-B and its analogue, [12-Ala]MP-B adopted an unordered structure in buffer solution. In the presence of neutral and acidic liposomes, the peptides took an α-helical structure. The two peptides interacted with neutral and acidic lipid bilayers. These results indicated that the hydrophobic face in the amphipathic α-helix of MP-B critically affected the biological activity and helical content.

Toxic Mastoparan B(MP-B) which is purified from the venom of the hornet Vespa basalis is a cationic amphiphilic tetradecapeptide. MP-B and its Ala-substituted analogues were synthesized by solid phase method and the toxic peptide-membrane interactions were examined by circular dichroism(CD) spectra, fluorescence spectra, and leakage abilities in phospholipid membranes. In the presence of phospholipid vesicles, synthetic MP-B and its analogues formed amphiphilic α-helical structures, but in the buffer solution, those exhibited random coil conformation as measured by CD. Fluorescence spectra of MP-13 and its analogues which indicated the binding affinity of peptide on phospholipid vesicles showed that the replacement of Lys at position 2 and 11 with Ala caused a remarkable effect in the blue shift and that at position 2, in the leakage ability of the peptide.