선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는, 지렁이를 독성물질이 포함된 12-well microplate에 침지하여 별도의 사육 과정 없이 24시간 이내에 독성 물질의 위해성을 빠르고 간편하게 파악하며, 처리액 의 흡광도를 측정하여 치사량 이하의 농도에서도 독성정도를 정량하고자 하였으며, 최종적으로는 확립된 방법을 이용하여 endosulfan 분해에 실제적으로 이용 가능한 균주 선별 에 사용하였다. 이러한 방법은 endosulfan 뿐만 아니라 여타 의 유해 잔류물질의 독성 평가 및 분해균주 선별에도 유용하 게 적용될 수 있으리라 판단된다.
제안 방법
- 다양한 endosufan 유도체 및 구조적 유사물질인 aldrin, dieldrin의 독성 평가 및 endosulfan 분해균주의 선별을 위 해, 최소배지와 용매로 사용되는 메탄올 (0.5%) 또는 포도당 (1%)의 독성을 지렁이로 평가하였다. 최소배지, 메탄올, 포도 당을 각각 첨가하고 24시간 관찰한 결과, 지렁이의 사멸이 나 황색분비물은 나타나지 않아, 이의 독성은 무시할 수 있 었다(Fig.
- 독성물질의 무독화 연구의 화학적 분석방법의 문제점을 보완하고, 난분해성 독성물질의 분해 미생물을 효율적으로 탐색하기 위해, 지렁이와 microplate를 이용한 빠르고 간편 한 독성평가 시스템을 구축하였다. 본 방법은 지렁이의 사육 이나 특수시설이 필요하지 않으며, 치사 및 무게감소가 현저 하게 나타나지 않는 저농도, 단기간 처리시에도 신속하게 독 성의 정량평가가 가능하다.
- 먼저 지렁이에 대한 사용균주 자체의 독성을 평가하였다. 각각의 균주는 1%의 포도당이 포함된 최소배지를 이용하여 30℃, 24시간, 130 rpm 진탕배양 한 후, 원심 집균하고, Phosphate Buffered Saline (PBS, pH 7.
- 한편 endosulfan 분해 및 무독화 균주의 선별에는, 12-well microplate의 well 당 25 의 endosulfan이 포함된 최소배 지 3 ml를 가한 후, 각각의 균주를 접종한 후 30℃에서 배양 하였다. 배양 3 일 후 well 당 1 g의 지렁이를 가하고 22℃ 생장기에서 24시간 처리 후, 지렁이의 사멸, 황색 분비물의 증대, 외형적 변화 및 처리액의 흡광도 측정을 통해, 처리균 주의 endosulfan 분해 및 무독화 정도를 평가하였다. 모든 실험은 3회 이상 반복하였다.
- 본 시스템을 이용하여 endosulfan 분해 및 무독화 균주 선 별을 시도하였다. 사용균주는 endosulfan 분해시 endosulfan sulfate를 생산하지 않는 K.
- 순화된 지렁이는 0.6%의 설탕을 함유한 0.2% skim milk 용액에 1시간 침지한 후, 1차 증류수를 이용하여 skim milk 및 기타 분비물을 제거하고, 12-well microplate well당 1 g씩 되도록 2 마리를 첨가하였다. Microplate에는 well당 3 ml 증 류수를 가하고, 다양한 농도의 endosulfan 및 endosulfan 유 도체 등을 메탄올에 녹여 첨가하였다.
- Microplate에는 well당 3 ml 증 류수를 가하고, 다양한 농도의 endosulfan 및 endosulfan 유 도체 등을 메탄올에 녹여 첨가하였다. 이후 22℃ 생장기에서 24시간 동안 처리하면서 지렁이의 사멸, 황색 분비물의 증 대 및 외형적 변화를 관찰하였으며, 최종적으로 처리액의 흡광도를 420 nm에서 측정 (U-3010 spectrophotometer, Hitachi Co., Japan)하여 독성을 평가하였다. 모든 실험은 3회 이상 반복하였다.
- 3 ml와 지렁이 1 g을 가하여 22℃ 생장기에서 24시간 동안 처리하였다. 이후 경시적으로 지렁이의 사멸, 황색 분비물의 증대, 외형적 변화 및 처리액의 흡광도를 측정하였다. 한편 endosulfan 분해 및 무독화 균주의 선별에는, 12-well microplate의 well 당 25 의 endosulfan이 포함된 최소배 지 3 ml를 가한 후, 각각의 균주를 접종한 후 30℃에서 배양 하였다.
- 지렁이를 이용한 endosulfan 독성평가 가능성을 검토하기 위해, microplate well에 지렁이를 첨가하고, 각각 25 pM과 250 pM의 endosulfan을 처리하였다. 그 결과, 250 pM 처리 구에서는 모두 18시간 이내에 사멸이 나타났으며, 황색 분비물의 급격한 증가가 나타났다.
대상 데이터
- Endosulfan, endosulfan lactone, endosulfan diol, endosulfan sulfate, endosulfan ether, aldrin 및 dieldrine Aldrich Chemical Co. (Milwaukee, WI, USA)사에서 구입하여 사용하였다. 지렁이는 판매되는 Lumbricus mbdlus종으로 300-600 mg 중량의 환대가 형성된 성체를 구입하여, 22℃ 생장기 (LS-103-2, Lab-Tech Korea, Korea)에서 2~3일간 적 응시킨 후 실험에 사용하였다.
- oxytoca KE-8[14], 신규 분리된 Pseudomonas sp. KS-2P 및 aromatic dioxygenase 활성이 우수한 YSU 균주들을 사용하였다. 먼저 전 배양된 각각의 균주 현탁액을 지렁이에 처리한 결과, 사 용 균주 자체에 의한 독성은 나타나지 않음을 확인하였다 (Fig.
- KS-2P를 사용하였으며, 연세대학교에서 분 양받은 YSU-4, -5, -6, -9, -10, -13의 미동정 세균을 사용하였다. YSU 균주들은 endosulfan의 분해에 관여한다고 추측되는 aromatic dioxygenase 활성 [4, 24, 25] 이 우수한 균주들이 며, 실험 대조군으로는 E. coli KCTC 1682, B. subtilis KCTC 1024를 사용하였다. 균주 성장용 배지로는 Nutrient agar (Difco Co.
- subtilis KCTC 1024를 사용하였다. 균주 성장용 배지로는 Nutrient agar (Difco Co., USA)를 사용하였고, endosulfan의 분해용 배지 로는 최소배지(KH2PO4 0.435%, K2HPO4 0.17%, NH4C1 0.21%, MgSO4 0.02%, FeSO4 . 7H2O 0.001%, CaCl2, 0.003%, MnSO4 0.005%, agar 1.5%)에 endosulfan을 25 pM 첨가하여 사용하였다.
- (Milwaukee, WI, USA)사에서 구입하여 사용하였다. 지렁이는 판매되는 Lumbricus mbdlus종으로 300-600 mg 중량의 환대가 형성된 성체를 구입하여, 22℃ 생장기 (LS-103-2, Lab-Tech Korea, Korea)에서 2~3일간 적 응시킨 후 실험에 사용하였다.
성능/효과
- 지렁이를 이용한 endosulfan 독성평가 가능성을 검토하기 위해, microplate well에 지렁이를 첨가하고, 각각 25 pM과 250 pM의 endosulfan을 처리하였다. 그 결과, 250 pM 처리 구에서는 모두 18시간 이내에 사멸이 나타났으며, 황색 분비물의 급격한 증가가 나타났다. 반면 25 pM 처 리구에서는 24시간 이후 사멸이 나타나기 시작하였다.
- 이미 보고한 바와 같이, 배양 과정중 endosulfan의 분해 및 endosulfan sulfate를 생산하지 않거나 분해하는 KE-1 및 KE-8의 경우 독성이 나타나지 않았으며, 신규분리된 KS-2P의 경우에도 미약한 독성만이 인정되었다. 그 외 대조군으 로 사용된 E. coli, B. subtilis 처리구 및 YSU 균주들은, endosulfan의 실제적 무독화가 나타나지 않았음을 알 수 있었다. 420 nm에서 흡광도를 측정한 결과, 이와 동일한 결과를 나타내었다.
- 이는 endosulfan이 맹독성 임을 나타내며, endosulfan의 처 리농도는 25 pM 이하 가 적당한 것으로 판단되었다. 동일한 조건하에서, endosulfan을 5 pMz 12.5 μM 및 25 μM 처리한 경우에는 지 렁이의 독성 정도가 큰 차이를 나타내었으며, 25 μM 처리를 제외하고 지렁이의 사멸은 나타나지 않았으며, 황색분비물 은 처리농도에 의존하여 증대되었다(Fig. 1). 무처리구에서는 특별한 변화를 확인할 수 없었다.
- subtilis, 및 YSU 균주들을 처리한 경우에는, 지렁이 사멸과 함께 심각한 독성이 나타났다. 따라 서; 본 시스템은 독성물질의 독성평가뿐 아니라, 독성물질의 분해 및 무독화 미생물 선별에 매우 유용함을 확인하였다.
- 이러한 결과는, 본 시스템이 지렁이의 사멸 이 나타나지 않는 단기간, 저농도 처리시에서도 독성을 평가 할 수 있는 우수한 시스템임을 제시하고 있다. 또한 endosulfan으로부터 독성물질을 생산하지 않는 미생물 균주 선별에 매우 유용하게 적용될 수 있음을 시사하였다.
- 4). 먼저 endosulfan 대사 산물과 유사체를 각각 25 11M 처리하고, 24시간 동안 독성을 평가한 결과, endosulfan, endosulfan sulfate, aldrin 및 dieldrin에서 독성이 나타났으며, 가장 현저한 독성은 endosulfan sulfate 처리구에서 나타 났다(Fig. 5). 이는 기존의 보고와 매우 잘 일치하였다 (9, 12, 14, 15, 24, 25).
- KS-2P 및 aromatic dioxygenase 활성이 우수한 YSU 균주들을 사용하였다. 먼저 전 배양된 각각의 균주 현탁액을 지렁이에 처리한 결과, 사 용 균주 자체에 의한 독성은 나타나지 않음을 확인하였다 (Fig. 6). 그러나, microplate well당 endosulfan 이 25 pM 첨 가된 최소배지에서 3일간 각각의 균주를 배양한 후, 지렁이를 첨가한 경우에는 독성의 상당한 차이가 나타났다(Fig.
- 독성물질의 무독화 연구의 화학적 분석방법의 문제점을 보완하고, 난분해성 독성물질의 분해 미생물을 효율적으로 탐색하기 위해, 지렁이와 microplate를 이용한 빠르고 간편 한 독성평가 시스템을 구축하였다. 본 방법은 지렁이의 사육 이나 특수시설이 필요하지 않으며, 치사 및 무게감소가 현저 하게 나타나지 않는 저농도, 단기간 처리시에도 신속하게 독 성의 정량평가가 가능하다. 실제 endosulfan 및 다양한 endosulfan 유도체, 구조적 유사체 등을 대상으로 독성 평가 한 결과, endosulfan, endosulfan sulfate, aldrin 및 dieldrin 에서만 독성이 나타나 기존의 연구결과와 잘 일치하였다.
- 2), 이는 분비된 단백질 및 세포 독성에 의해 분비된 물 질에 의한 나타나는 것으로 추정되었다. 본 연구에서는 지렁 이의 외형적 변화, 사멸율과 함께 420 nm 파장의 홉광도를 처리액의 독성평가지표로 사용하였으며, 이는 endosulfan 처 리시 농도 의존적인 증대를 나타낼 뿐만 아니라(Fig. 3), 280 nm 흡광도보다 측정의 특이성과 정확도가 우수하리라 판단 되었다.
- 본 방법은 지렁이의 사육 이나 특수시설이 필요하지 않으며, 치사 및 무게감소가 현저 하게 나타나지 않는 저농도, 단기간 처리시에도 신속하게 독 성의 정량평가가 가능하다. 실제 endosulfan 및 다양한 endosulfan 유도체, 구조적 유사체 등을 대상으로 독성 평가 한 결과, endosulfan, endosulfan sulfate, aldrin 및 dieldrin 에서만 독성이 나타나 기존의 연구결과와 잘 일치하였다. 이를 이용하여 endosulfan 분해 및 무독화 균주 선별을 시도한 결과, 기존 endosulfan 분해 및 무독화 균주로 선별된 KE-1, KE-8, KS-2P 균주 처리의 경우에는 지렁이의 독성이 거의 나 타나지 않았으나, E.
- 이는 기존의 보고와 매우 잘 일치하였다 (9, 12, 14, 15, 24, 25). 이러한 결과는, 본 시스템이 지렁이의 사멸 이 나타나지 않는 단기간, 저농도 처리시에서도 독성을 평가 할 수 있는 우수한 시스템임을 제시하고 있다. 또한 endosulfan으로부터 독성물질을 생산하지 않는 미생물 균주 선별에 매우 유용하게 적용될 수 있음을 시사하였다.
- 실제 endosulfan 및 다양한 endosulfan 유도체, 구조적 유사체 등을 대상으로 독성 평가 한 결과, endosulfan, endosulfan sulfate, aldrin 및 dieldrin 에서만 독성이 나타나 기존의 연구결과와 잘 일치하였다. 이를 이용하여 endosulfan 분해 및 무독화 균주 선별을 시도한 결과, 기존 endosulfan 분해 및 무독화 균주로 선별된 KE-1, KE-8, KS-2P 균주 처리의 경우에는 지렁이의 독성이 거의 나 타나지 않았으나, E. coli, B. subtilis, 및 YSU 균주들을 처리한 경우에는, 지렁이 사멸과 함께 심각한 독성이 나타났다. 따라 서; 본 시스템은 독성물질의 독성평가뿐 아니라, 독성물질의 분해 및 무독화 미생물 선별에 매우 유용함을 확인하였다.
- 무처리구에서는 특별한 변화를 확인할 수 없었다. 지렁이를 제외한 endosulfan 처리액을 다양한 파장에서 흡광도를 측정한 결과, 280 nm 및 420 nm에서 특징 적 인 흡수대를 나타내 었으며 (Fig. 2), 이는 분비된 단백질 및 세포 독성에 의해 분비된 물 질에 의한 나타나는 것으로 추정되었다. 본 연구에서는 지렁 이의 외형적 변화, 사멸율과 함께 420 nm 파장의 홉광도를 처리액의 독성평가지표로 사용하였으며, 이는 endosulfan 처 리시 농도 의존적인 증대를 나타낼 뿐만 아니라(Fig.
- 5%) 또는 포도당 (1%)의 독성을 지렁이로 평가하였다. 최소배지, 메탄올, 포도 당을 각각 첨가하고 24시간 관찰한 결과, 지렁이의 사멸이 나 황색분비물은 나타나지 않아, 이의 독성은 무시할 수 있 었다(Fig. 4). 먼저 endosulfan 대사 산물과 유사체를 각각 25 11M 처리하고, 24시간 동안 독성을 평가한 결과, endosulfan, endosulfan sulfate, aldrin 및 dieldrin에서 독성이 나타났으며, 가장 현저한 독성은 endosulfan sulfate 처리구에서 나타 났다(Fig.
후속연구
- 현재까지 지렁이의 독성물질 반응에 대한 biomarker들은 주로 중금속 처리에 의해 유발되는 물질들을 조사하였으며, HSP70[l], metallothionein-like protein[8], lysosomal membrane stability[26] 및 comet assay[18], annetocin 유전자 발현[19] 및 tissue extract G-90 [10]°] 보고된 바 있으나, 단일 평가는 불가능한 상태이다. 따라서, 다양한 독성물질의 독성평가에 이용될 수 있는 보편적 biomarker 선정 연구가 필요하다고 판단된다.
- 본 연구에서는, 지렁이를 독성물질이 포함된 12-well microplate에 침지하여 별도의 사육 과정 없이 24시간 이내에 독성 물질의 위해성을 빠르고 간편하게 파악하며, 처리액 의 흡광도를 측정하여 치사량 이하의 농도에서도 독성정도를 정량하고자 하였으며, 최종적으로는 확립된 방법을 이용하여 endosulfan 분해에 실제적으로 이용 가능한 균주 선별 에 사용하였다. 이러한 방법은 endosulfan 뿐만 아니라 여타 의 유해 잔류물질의 독성 평가 및 분해균주 선별에도 유용하 게 적용될 수 있으리라 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.