과불화화합물(PFAS)은 높은 화학적⋅열적 안정성으로 인해 환경에서 쉽게 분해되지 않고 축적되며, 생식 독성, 내분비계 장애 등 다양한 유해성을 나타내 글로벌 규제의 중심에 있다. 특히 반도체 제조 산업은 PFAS 계열 화학물질을 공정 중 직접 사용하거나 부산물 형태로 배출하고 있어, 이들 물질의 배출 현황과 특성에 대한 면밀한 관찰과 관리가 필수적이다. 본 연구는 반도체 제조 공정에서 발생 가능한 PFAS의 배출 경로를 공정 단계별로 체계적으로 분석하고자 하였다. 이를 위해 반도체 공정 중 PFAS의 사용 및 유출 가능성이 높은 포토 공정, 습식 화학 공정, 건식 화학 공정을 구분하여 각 단계에서 PFAS가 어떤 방식으로 사용되고 어떤 경로로 배출되는지를 체계적으로 검토하였다. 분석 결과, 포토 공정에서는 포토레지스트에 포함된 광산발생제를 통해 PFAS가 직접적으로 사용되는 것으로 나타났으며, 습식 공정에서는 식각 및 세정 단계에서 PFAS 계면활성제가 폐수로 유입되는 경로를 확인하였다. 건식 공정에서는 불소계 가스 및 리간드(Ligand) 물질이 간접적인 PFAS 발생원으로 작용할 수 있으며, 공정 내 화학적 분해 반응을 통해 형성되는 PFAS 유사물질의 배출 또한 고려할 필요가 있음을 밝혔다. 본 연구는 반도체 제조 공정에서의 PFAS 배출 특성을 공정 구조와 연계하여 통합적으로 분석함으로써, 향후 PFAS 저감 기술 개발 및 규제 대응을 위한 기술적⋅제도적 관리 방안 수립을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

아세트아미노펜(acetaminophen, ACT)과 이부프로펜(ibuprofen, IBU)은 수생환경에서 발견되는 대표적인 의약품으로, 다양한 수생생물에서 생물독성영향을 나타내는 것으로 알려져 있으나 이들이 해양생물에 미치는 독성영향은 잘 알려져있지 않다. 이에 본 연구는 ACT 및 IBU가 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis에 미치는 급성독성영향 및 해독, 항산화, 탈피 연관 유전자의 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 급성독성시험 결과, ACT 및 IBU는 D. celebensis에 상대적으로 낮은 급성독성영향을 나타냈다 (48-h LC50 ACT: 120.72 mg/L 및 48-h LC50 IBU: 212.23 mg/L). 해독효소 유전자의 발현은 ACT 노출 시 모두 유의하게 감소한 반면 IBU 노출 시 Cytochrome P450 (CYP) 360A8, glutathione S-transferease (GST) theta, 및 ATP-binding cassette (ABC) transporter B1 유전자의 발현이 증가하였으며, 이는 ACT 및 IBU가 해독 경로에 미치는 영향이 서로 다를 수 있음을 의미한다. 반면 ACT 및 IBU의 노출은 공통적으로 D. celebensis의 항산화 및 탈피 연관 유전자의 발현을 감소시키는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는, ACT 및 IBU가 서로 다른 작용기전을 통해 대사될 수 있지만, 공통적으로 해양 동물성플랑크톤의 산화환원 항상성과 생식경로에 잠재적인 독성영향을 나타낼 수 있음을 시사한다.

마비성 패류독소 중독증(paralytic shellfish poisoning; PSP)은 삭시톡신과 그 유사체로 오염된 패류를 섭취했을 때 발생하며, 저림, 구토 등의 증상에서부터 근육 마비와 심각한 경우 호흡 마비로 이어져 사망에 이를 수 있다. 독 성등가계수(toxic equivalency factors; TEFs)는 다양한 마 비성 패류독소의 독성을 표준화하여 위험성을 평가하는 데 사용된다. 마비성 패류독소를 검출하기 위해 사용되던 마우스 생체 실험(mouse bioassay; MBA)에 대한 윤리적 문제가 제기되면서 고성능액체크로마토그래피와 같은 기 기 분석법으로의 전환이 시도되고 있지만, 유사체들의 적절 한 TEF를 설정하기 위해서는 여전히 동물 모델을 통한 생 체 내 독성 데이터가 필수적이다. 본 연구에서는 동물 수를 줄이면서도 신뢰할 수 있는 경구투여 독성 결과를 얻기 위 해 삼단계 반응표면-경로 (three-level RSP) 설계를 사용했다. 인증 표준 물질을 이용하여 각 독소의 초기 용량과 조정 계 수를 결정하고 시험을 진행했으며, STX.2HCl, NeoSTX, dcSTX, GTX1&4, GTX2&3, dcGTX2&3의 반수치사량 (및 TEF) 값은 각각 451.3 (1.00), 306.5 (1.47), 860.9 (0.52), 644.5 (0.70), 915.3 (0.49), 2409.3 (0.19)로 나타났다. 도출된 TEF 값은 2016년 WHO에서 권고한 TEF 값뿐만아니라, 이 전에 보고된 경구 투여 반수치사량을 기반으로 한 TEF 값 과 강한 상관관계를 보였다. 본 연구는 마비성 패류독소 뿐 만 아니라 신규 미관리 해양생물독소에 대해 적절한 TEF를 설정하는 데 있어 삼단계 반응표면경로 설계를 윤리적 우 려와 신뢰할 수 있는 독성 데이터의 필요성 사이에서 효과 적으로 균형을 맞출 수 있는 방법으로 제안한다.

펩타이드형 독소인 마이크로시스틴(microcystins, MCs) 과 노둘라린(nodularin, NOD)은 남조류라고도 알려진 시 아노박테리아에 의해 생성되는 2차 대사산물로, 독소에 오 염된 물, 토양 및 비료를 사용함으로써 농산물 내에 축적 되고 이를 사람이 섭취함으로써 건강상 위해가 발생할 수 있다. 최근 MCs과 NOD의 농산물 내 오염에 대한 관심 이 대두되며 국내외에서 여러 분석법을 기반으로 농산물 내 오염 수준을 조사하고 있다. 하지만 아직까지 수행된 연구가 많지 않으며, 특히 펩타이드형 독소 중 MCs의 분 석 연구에 치중되어 있거나 오염 취약 지역에서 재배한 농산물이 주로 오염도 조사에 사용되는 등 연구에 한계가 있으므로 MCs과 NOD의 관리를 위해서는 보다 많은 체 계적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 체 계적인 모니터링 및 안전관리의 기반을 마련하기 위해 MCs 및 NOD의 이화학적 특성, 독성, 분석법, 오염사례 및 관리현황에 대해 기술하였다.

Tenebrio molitor(T. molitor) is gaining attention as a sustainable food source with high nutrient content. Understanding their immune system, paricularly the role of Tak1 in the Imd pathway, is essential for mass breeding. This study investigates TmTak1 function in T. molitor. we investigated the immune function of TmTak1, followed by systemic infection using E. coli, S. aureus, and C. albicans. As a result, Silencing TmTak1 significantly affects expression levels of AMPs in the whole body, Fat bodies, and Integuments. These results showed lower expression levels of AMP compared to the control group during E.coli injection.

The habitat of Drosophila melanogaster is the environment of fruit decay/fermentation which emits high concentrations of chemicals. Our recent studies revealed that D. melanogaster has been evolutionarily adapted to its habitat through tolerance to chemicals and induction of antimicrobial peptides (AMPs) plays an important role for chemical tolerance. To determine the correlation between AMPs and the chemical tolerance pathway, we hypothesized that expression of AMPs is induced by tissue damages or ROS caused by chemical exposure and AMPs activate antioxidant enzymes, thereby inducing chemical tolerance in D. melanogaster. Therefore, in this study, we investigated the induction levels of genes associated with necrosis (EGR and BSK), apoptosis (Dronc, Dcp1, and Drice), antioxidant physiology (SOD1, SOD2, CAT, Trxr1, GstD2, and GstD5), and SAM metabolism (Gnmt and Foxo) in D. melanogaster exposed to three chemicals, 2-phenylethanol, ethanol, and acetic acid. As a result, above genes were induced in chemical-exposed fly, and this supports our hypothesis of chemical tolerance pathway in D. melanogaster.

It is well known that invertebrates do not have adaptive immunity because of their short life cycle. Especially, insects have a strong innate immune system, including antimicrobial peptides (AMPs) production, to protect themselves from a wide range of pathogens. Previously, we identified over 60 genes related to AMP production, including Toll and Imd pathways, and characterized their immunological role in response to pathogenic infection through target gene-specific RNAi. This resulted in decreased expression levels of most AMPs in the larvae which were injected with target gene-specific dsRNA and microbes. Currently, we are focusing on studying the regulation of AMP production through epigenesis. It may help us understand how to regulate the innate immune system induced by pathogenic infection.

This study aimed to verify the whitening effect of Cordyceps militaris, which is distributed in several countries worldwide, including Korea, Japan, and China, and has various medical effects. To screen the efficacy of C. militaris, the inhibitory activity of tyrosinase, which was 66% at a concentration of 1 mg/mL, was measured. Thereafter, the survival rate of melanoma cells was measured, and cell experiments were conducted at a concentration of 90% or more in which C. militaris was not toxic to cells. After measuring the inhibitory effect of TRP-1, TRP-2, tyrosinase protein, and mRNA expression, which are factors influencing melanin synthesis, C. militaris was found to decrease in all factors, with an expression level that was significantly lower compared to quercetin. This confirmed that C. militaris stimulated with LED has excellent whitening activity and can be used as a functional whitening cosmetics material.

Recent progress has been made to establish intestinal organoids for an in vitro model as a potential alternative to an in vivo system in animals. We previously reported a reliable method for the isolation of intestinal crypts from the small intestine and robust three-dimensional (3D) expansion of intestinal organoids (basal-out) in adult bovines. The present study aimed to establish next-generation intestinal organoids for practical applications in disease modeling-based host-pathogen interactions and feed efficiency measurements. In this study, we developed a rapid and convenient method for the efficient generation of intestinal organoids through the modulation of the Wnt signaling pathway and continuous apical-out intestinal organoids. Remarkably, the intestinal epithelium only takes 3-4 days to undergo CHIR (1 µM) treatment as a Wnt activator, which is much shorter than that required for spontaneous differentiation (7 days). Subsequently, we successfully established an apical-out bovine intestinal organoid culture system through suspension culture without Matrigel matrix, indicating an apical-out membrane on the surface. Collectively, these results demonstrate the efficient generation and next-generation of bovine intestinal organoids and will facilitate their potential use for various purposes, such as disease modeling, in the field of animal biotechnology.

Diabetic mellitus (DM) is a carbohydrate metabolic disorder that involves high blood sugar because insulin works abnormally. Type 2 diabetes accounts for most of them. However, diabetes treatments such as GLP-1 and DPP-4 inhibitors commonly caused side effects including gastrointestinal disorders. Grifola frondosa (G. frondosa) revealed various pharmacological effects in recent studies. It has a variety of anti-cancer polysaccharides through host-mediated mechanisms. D-fraction in G. frondosa has apoptotic effects, promoting myeloid cell proliferation and differentiation into granulocytes-macrophages. It has also been shown to reduce the survival rate of breast cancer cells. Though, no further study has been conducted on the specific effects of G. frondosa in the db/db mouse. Therefore, we would like to research the blood glucose improving effect of G. frondosa, a natural material, in type 2 diabetes model mouse, in this study. G. frondosa was administered to the disease model mouse (BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/OlaHsd) for 8 weeks to monitor weight and blood glucose changes every week. And we evaluated anti-diabetes effects by checking biomarker changes shown through blood. Experiment did not show statistically significant weight differences, but control groups showed significantly higher weight gain than G. frondosa administered groups. We collected blood from the tail veins of the db/db mouse each week. As a result, the lowest blood sugar level was shown in the 500 mg/ kg group of G. frondosa. Glucose in the blood was examined with HBA1c, and 7.8% was shown in the 500 mg/kg administration group, lower than in other groups. These results suggest the potential improvements of diabetes in G. frondosa.