파주에서 발견된 16세기 미라 머리카락의 미세구조과 보존상태에 관한 연구 Studies on the Preservative Condition and the Ultrastructure of Hair of Newly Found Sixteenth Century Mummy in Paju원문보기
본 연구는 2002년 9월 묘지 이장 과정 중에 경기도 파주에서 발견된 여성미라 머리카락의 미세구조와 보존상태를 투과 및 주사전자현미경으로 관찰하였다. 16세기에 만들어진 미라의 머리카락은 완벽한 상태로 관찰되었다. 머리카락의 큐티클층과 피질 및 수질도 분해되거나 부서지지 않은 상태로 보존되어 있다. 큐티클층은 윤곽이 뚜렷하게 구별되는데 이 층은 $6{\sim}7$개의 큐티클세포들로 구성되어 있다. 각각의 큐티클세포는 세포사이막복합체에 의해서 견고하게 부착되어 있다. 피질은 거대원섬유들에 의해서 채워져 있으며 이들 사이에 멜라닌과립들이 산재되어 있다. 막대모양을 하고 있는 거대원섬유는 머리카락의 종축을 따라 평행하게 배열되어 있다. 특히, 피질에서 멜라닌과립은 큐티클층과 인접한 부위에 집중적으로 분포되어 있다. 440년 동안 머리카락이 보존된 원인은 머리카락을 피복하고 있는 다양한 물질들에 의해서 일어났는데, 피복물질을 에너지분산분광분석기로 분석한 결과 칼슘성분이 검출되었다. 머리카락 표면을 덮고 있는 칼슘이온은 머리카락에 수분이나 미생물 등의 접촉을 억제하는 역할을 하는 것으로 사료된다.
본 연구는 2002년 9월 묘지 이장 과정 중에 경기도 파주에서 발견된 여성미라 머리카락의 미세구조와 보존상태를 투과 및 주사전자현미경으로 관찰하였다. 16세기에 만들어진 미라의 머리카락은 완벽한 상태로 관찰되었다. 머리카락의 큐티클층과 피질 및 수질도 분해되거나 부서지지 않은 상태로 보존되어 있다. 큐티클층은 윤곽이 뚜렷하게 구별되는데 이 층은 $6{\sim}7$개의 큐티클세포들로 구성되어 있다. 각각의 큐티클세포는 세포사이막복합체에 의해서 견고하게 부착되어 있다. 피질은 거대원섬유들에 의해서 채워져 있으며 이들 사이에 멜라닌과립들이 산재되어 있다. 막대모양을 하고 있는 거대원섬유는 머리카락의 종축을 따라 평행하게 배열되어 있다. 특히, 피질에서 멜라닌과립은 큐티클층과 인접한 부위에 집중적으로 분포되어 있다. 440년 동안 머리카락이 보존된 원인은 머리카락을 피복하고 있는 다양한 물질들에 의해서 일어났는데, 피복물질을 에너지분산분광분석기로 분석한 결과 칼슘성분이 검출되었다. 머리카락 표면을 덮고 있는 칼슘이온은 머리카락에 수분이나 미생물 등의 접촉을 억제하는 역할을 하는 것으로 사료된다.
The preservative condition and ultrastructure on the mummified hair collected from newly found female mummy in Paju, were investigated by using scanning and transmission electron microscopes. The female mummy was found in september, 2002 during the traditional reburial process for the buried ones. T...
The preservative condition and ultrastructure on the mummified hair collected from newly found female mummy in Paju, were investigated by using scanning and transmission electron microscopes. The female mummy was found in september, 2002 during the traditional reburial process for the buried ones. The hair of 16th century mummy showed very intact appearances during observation with electron microscope. And the structures of the cortex, medulla and cuticle were well preserved. The cuticle layer was easily discernable, which are composed of six to seven cuticular cells. Each cuticular cells surrounded and thus seperated from its neighbors by intercellular membrane complex. In the cortex, many macrofibrils and some melanin granules between them were observed. We observed well preserved rod form macrofibrils running parallel along the direction of hair shaft. Especially, melanin granules were aggregated in the cortex which was adjacent to the cuticlu layer. As to the cause for the well-preservation of 440 year old hair sample, the presence of surface coat on the hair, which are composed of various materials. As calcium was included in the surface coat in Electron Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), the hardening process of the surface coat by calcium might inhibit the water or microorganism infiltration into the hair.
The preservative condition and ultrastructure on the mummified hair collected from newly found female mummy in Paju, were investigated by using scanning and transmission electron microscopes. The female mummy was found in september, 2002 during the traditional reburial process for the buried ones. The hair of 16th century mummy showed very intact appearances during observation with electron microscope. And the structures of the cortex, medulla and cuticle were well preserved. The cuticle layer was easily discernable, which are composed of six to seven cuticular cells. Each cuticular cells surrounded and thus seperated from its neighbors by intercellular membrane complex. In the cortex, many macrofibrils and some melanin granules between them were observed. We observed well preserved rod form macrofibrils running parallel along the direction of hair shaft. Especially, melanin granules were aggregated in the cortex which was adjacent to the cuticlu layer. As to the cause for the well-preservation of 440 year old hair sample, the presence of surface coat on the hair, which are composed of various materials. As calcium was included in the surface coat in Electron Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), the hardening process of the surface coat by calcium might inhibit the water or microorganism infiltration into the hair.
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제안 방법
하였다. 각각의 시료를 2.5% paraformaldehyde- glutaraldehyde (4℃, phosphate buffer, pH 7.4)로 1시간동안 전고정하고 이어서 인산완충용액 (41, 0.4 M phosphate buffer, pH 7.4)으로 15분씩 2회 세척한 다옴, 1% OsO4 (4℃: phosphate buffer)로 1시간 후고정하였다 고정 이 끝난 재료는 동일 인산완충용액 (4℃ 0.4M phosphate buffer, pH 74)으로 15분씩 2회 수세한 다옴, ethanol 능도 상승순으로 탈수하여 isoamyl acetate로 치환하였다. 처리된 재료는 임계점건조기(critical point dryer, Hitachi SCPTI)에서 건조시킨 후 이온 침착기 (JFC-1100 ion coater)를 사용하여 20 nm 두께로 금 도금 (gold coating)한 다옴 주사전자현미경 (JSM-840 A, JEOL, Japan)으로 20kV에서 관찰하였다.
미라 발굴현장에서 바로 채취한 머리카락을 2.5% paraformaldehyde- glutaraldehyde (4℃, phosphate buffer, pH 74)에 1시간 전고정하고 1% OsO4 (4℃: phosphate buffer)로 1시간 후고정 하였다. 고정이 끝난 재료는 동일 완충용액으로 2회씩 세척한 후 알콜능도 상승순으로 탈수하고, propylene oxide로 치환하여 Epon-Araldite 혼합액에 포매한 다음, 60℃ vacu- um drying oven (Yamato, Japan)에서 36시간 동안 중합반옹 시 켰다.
미라 발굴현장에서 바로 채취한 머리카락의 외부에 부착되어 있는 물질 구조와 머리카락 표면구조를 각각 관찰하기 위해서 채취 후 전혀 전처리 과정을 거치지 않은 머리카락과 채취 후 초옴파세척기로 세척한 머 리카락을 실험재표로 사용하였다 또한, 머 리카락의 내부구조를 관찰하기 위하여 - 176℃의 액체질소 (liquid nitrogen)에 10분 동안 급속냉동 시킨 후 동결 절단 하였다. 각각의 시료를 2.
발굴현장에서 바로 채취한 미라 머리카락의 외부에 부착되어 있는 물질의 성분을 분석하기 위해서 예측 되는 물질인 Ca, K: Na, S: C, O: H 등의 분포양상을 에너지 본산분광분석 기 (INCA, Oxford Ins., Great Britain)를 사용하여 확인하였다. 이때 가속전압은 15kV를 이용하였다.
본 연구는 미라 머리카락의 형태적 보존 상태와 손상 정도를 현대인의 머리카락과 비교하고 미라의 머리카락이 사망당W 의 모습 그대로 보존된 원인을 규명하였다, 실험에 사용된 머리카락은 발굴당시 현장에서 즉시 채취한 머리카락을 재료로 사용하였고 440여년간 외견상 완벽한 상태로 보존된 머리카락의 미세구조적 륵징을 투과 및 주사전자현미경으로 관찰하였으며 미라화 (mummification)가 진행되는 과정 중에 머리카락 표면에 침착된 물질들을 에너지분산분광분석기 (Energy dispersive X-ray spectrometry)를 사용하여 성분을 분석하였다
포매된 조지은 초박절편기 (ultramicro- tome, LKB-2088)로 준초박절편을 제작하였다. 이 어서, 초박절편을 제작하여 copper grid에 부착시킨 다옴, uranyl acetate와 lead citrate로 이 중 염색하여 JEOL 100CX-II형 투과전자현미경으로 100kV에서 관찰하였다
4M phosphate buffer, pH 74)으로 15분씩 2회 수세한 다옴, ethanol 능도 상승순으로 탈수하여 isoamyl acetate로 치환하였다. 처리된 재료는 임계점건조기(critical point dryer, Hitachi SCPTI)에서 건조시킨 후 이온 침착기 (JFC-1100 ion coater)를 사용하여 20 nm 두께로 금 도금 (gold coating)한 다옴 주사전자현미경 (JSM-840 A, JEOL, Japan)으로 20kV에서 관찰하였다.
대상 데이터
본 연구는 2002년 9월 6일 경기도 파주시에서 발굴된 파평윤씨 여성 미라의 머리카락을 채취하여 실험하였다 미라는 파평윤씨 문중 선산의 무연고 묘지를 이장과정 중 조선시대 회곽묘에서 거의 손상되지 않은 상태로 발굴되었다. 미라는 육안적으로 훼손된 부위가 없는 상태로 보존되어 있었으며 부장된 묵서와 한글편지를 동하여 사망 연대가 1566년으로 확인되 었다
실험에 사용된 머리카락은 미라 발굴현장에서 즉시 채 취 하였 다 머리 카락은 실험 용 가위 를 사용하여 미 라두피와 2~3 cm 떨어진 부위에서 잘라내었으며, 채취한 머리카락의 길이는 약 15~20 cm 이었다.
고정이 끝난 재료는 동일 완충용액으로 2회씩 세척한 후 알콜능도 상승순으로 탈수하고, propylene oxide로 치환하여 Epon-Araldite 혼합액에 포매한 다음, 60℃ vacu- um drying oven (Yamato, Japan)에서 36시간 동안 중합반옹 시 켰다. 포매된 조지은 초박절편기 (ultramicro- tome, LKB-2088)로 준초박절편을 제작하였다. 이 어서, 초박절편을 제작하여 copper grid에 부착시킨 다옴, uranyl acetate와 lead citrate로 이 중 염색하여 JEOL 100CX-II형 투과전자현미경으로 100kV에서 관찰하였다
성능/효과
미라 머리카락의 횡단면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과 머리카락은 완전한 원형의 형태를 하고 있었으며 큐티클층과 피질 및 수질이 잘 보존되어 있었다 큐티클층은 지경이 약 "m로 측정되었고 6~7개의 편평무핵세포가 길고 납작하게 신장되어 피질을 둘러싸고 있었으며 이들 세포의 지경은 약 0. 6 ㎛로 관찰되었다 큐티클층에 둘러싸인 피질은 각화원섬유 (cornified fibril)에 의해서 채워져 있는뎨 멜라닌과립 (melanin granule)은 주로 큐티클층에 인접한 외피질부위에 집중적으로 분포하고 있는 것이 확인되었다 수질은 머리카락 지경의 약 1/4을 차지하고 있었다 (Fig.
있었으며 이들 세포의 지경은 약 0. 6 ㎛로 관찰되었다 큐티클층에 둘러싸인 피질은 각화원섬유 (cornified fibril)에 의해서 채워져 있는뎨 멜라닌과립 (melanin granule)은 주로 큐티클층에 인접한 외피질부위에 집중적으로 분포하고 있는 것이 확인되었다 수질은 머리카락 지경의 약 1/4을 차지하고 있었다 (Fig. 6). 투과전자현미경상에서 수질은 각화세포들이 공포를 형성하여 내부가 비어 있는 상태로 각화된 세포는 전자밀도가 높게 나타났으며 , 수질과 인접 한 피질에는 멜라닌과립 이 드물게 산재되어 있었다(Fig.
따라서, 본 연구 결과 미라의 형성원인은 머리카락 표면에 침착된 물질의 분석결과에 비추어 볼 때 관에 덮여있는 석회가 굳어지면서 관내부롳 진공상태로 만들었고 이어서 석회의 주성분인 칼슘 등의 무기질 성분이 이온화되어 관 내부로 스며들면서 머리카락 및 신체 피 부 표면에 침착된 것으로 사료된다
머리카락을 채취하여 초옴파세척기로 세척한 후 주사전자현미경으로 관찰한 결과 머리카락은 표면이 전혀 손상되지 않은 상태로 완벽하게 보존되어 있었다 미라의 머리카락은 지경이 약 90 ㎛로 측정되었으며, 표면은 각화된 편평무핵세포가 중첩되어 마치 지봉의 석가래를 쌓아놓은 것과 같은 구조를 하고 있었고, 큐티클층 표면에는 비늘 (scale) 이 손상되지 않은 상태로 존재하고 있었다(Fig. 2). 머리카락의 큐티클층의 비늘은 두피와 가까운 부위에서부터 끝쪽 부위까지 깨져있거나 분리되지 않은 상태로 생존 당시 모양 그대로 유지하고 있었다(Fig.
미라 머리카락을 급속 동결 절단한 후 주사전자현미경 으로 관찰한 결과, 피 질을 채우고 있는 각화세 포(cornified cell) 내에는 거대원섬유(macrofibril)들로 채워져 있는뎨 이들 거대원섬유는 긴 막대모양으로 머리카락의 장축을 따라 길게 종주하고 있었다(Fig. 8). 투과전자현미경상에서 피질은 전혀 손상되지 않았으며 거대원섬유 사이에는 멜라닌과립들이 존재하고 있었고 이들 과립은 큐티클층과 인접한 외피질에 집중되어 존재하였다(Fig.
미라의 머리카락은 완벽한 상태로 존재 하고 있다 큐티클층은 표면이 손상됨 없이 비늘이 완만한 곡선의 형태를 유지하고 있고 큐티클층을 구성하는 큐티즐세포들은 세포막사이복합체에 의해서 견고하게 부착되어 있었다 피질은 분해되거나 부패되지 않았으며, 룩히 멜라닌 과립 이 피질의 바같쪽 부위인 외피질에집중적으로 관찰되었다
본 연구에서 미라 머리카락은 현대인의 머리카락에서 나타나는 풍화현상과 달리 어떤 인위적인 손상이나 박리현상 없이 완벽하게 보존되어 있는 것을 확인하였다.
본 연구에서 미라 발견당시 현장에서 채취한 머리카락을 아무런 처리도 하지 않고 전자현미경으로 관찰해 본 결과 머리카락 표면에는 많은 침착몰들이 부착되어 있었다. 이런 침착물들은 얇은 판상의 결정체구조로 머리카락 표면에 고르게 피복되어 있었다.
본 연구에서 미라의 머리카락은 일지선상의 전형적인 지선모이고 횡단면은 원형의 형태로 지경 이 약 90 ㎛로 측정되었다.
6). 투과전자현미경상에서 수질은 각화세포들이 공포를 형성하여 내부가 비어 있는 상태로 각화된 세포는 전자밀도가 높게 나타났으며 , 수질과 인접 한 피질에는 멜라닌과립 이 드물게 산재되어 있었다(Fig. 7).
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