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염화수은(II)과 이온화 방사선 처리에 따른 토양 내 환형동물의 DNA 손상 측정
Evaluation of DNA Damage Induced by Mercury Chloride (II) and Ionizing Radiation in the Earthworm 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.28 no.4, 2010년, pp.212 - 217  

류태호 (한국원자력연구원 방사선과학연구소) ,  모하마드닐리 (스페인 도네쉬방사선연구소) ,  안광국 (충남대학교 생명시스템과학대학) ,  김진규 (한국원자력연구원 방사선과학연구소)

초록
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각종 유전독성학적 물질로 인한 생물체내의 영향을 평가해보기 위해 E. fetida를 대상으로 본 연구를 수행하였다. 염화수은에 대한 DNA 손상을 알아보는 실험에서는 노출 시간에 상관없이 노출 농도에 비례한 유전자의 손상이 나타났다. 방사선이 지렁이의 DNA 손상에 미치는 영향을 알아본 실험에서도 역시 방사선 총 선량의 증가에 따라 DNA 손상이 증가하는 경향을 보였다. 염화수은에 48시간 동안 노출시키고 방사선을 조사한 지렁이의 세포를 comet assay하면, 수은 단독 처리군이나 방사선 단독 처리군에 비해 DNA의 손상이 유의적으로 크게 나타났다. 염화수은과 방사선 모두에 복합처리 된 지렁이의 DNA 손상치는 각각 단독 처리한 지렁이의 DNA 손상치를 합한 값보다 크게 나타나 두 요인의 상승작용이 확인되었다. 본 연구를 통해 지렁이의 세포내에서 수은과 방사선이 야기하는 DNA 손상을 측정하고, 두 인자의 복합처리에 따른 유전독성 상승효과를 관찰할 수 있었다. 이는 중금속과 방사선의 복합적인 효과를 나타낸 기존의 여러 연구결과와도 비교가 가능한 연구라고 사료되며, 향후 이를 보완하고 더 정확한 평가를 위해 지렁이 세포 내에서의 스트레스 반응 측정이나 효소 활성 실험등을 추가로 수행하여야 할 것이라고 생각된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Soil pollution by heavy metals has become a significant environmental concern due to a variety of human activities. Specially toxicity caused by excessive mercury exposure is now being recognized as a widespread environmental problem and is continuing to attract a great deal of public concerns. The ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 각종 유전독성학적 물질로 인한 생물체내의 영향을 평가해보기 위해 E. fetida를 대상으로 본 연구를 수행하였다. 염화수은에 대한 DNA 손상을 알아보는 실험에서는노출 시간에 상관없이 노출 농도에 비례한 유전자의 손상이 나타났다.
  • 2001), 수은 이외 물질 중 살충제와 방사선을 사람의 림프구 세포에동시 노출 시켜 상승작용을 관찰한 연구(김 2001), 그리고 어류 간암세포에 수은과 방사선을 처리하여 세포 생존율을 확인한 연구(한등2009) 등의 시도가 이루어지고있다. 따라서 본 연구는 지렁이에 염화수은과 방사선을 각각 처리하여 DNA의 손상 유무와 손상의 정도를측정하는데 목적이 있으며, 중금속과 방사선의 복합적인효과를 연구하는데 새로운 자료를 제시하기 위하여 염화수은과 이온화 방사선에 지렁이를 순차적으로 노출시켜 단독 처리한 실험 결과와 비교, 분석해 보았다.
  • 염화수은과 방사선 모두에 복합처리 된 지렁이의 DNA 손상치는 각각 단독 처리한 지렁이의 DNA 손상치를 합한 값보다 크게 나타나 두 요인의 상승작용이 확인되었다. 본 연구를 통해 지렁이의 세포내에서 수은과 방사선이 야기하는 DNA 손상을 측정하고, 두 인자의 복합처리에 따른 유전독성 상승효과를 관찰할 수 있었다. 이는 중금속과 방사선의 복합적인 효과를 나타낸 기존의 여러 연구결과와도 비교가 가능한 연구라고 사료되며, 향후 이를 보완하고 더 정확한 평가를 위해 지렁이세포 내에서의 스트레스 반응 측정이나 효소 활성 실험등을 추가로 수행하여야 할 것이라고 생각된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토양은 생태계에서 어떤 역할을 하는가? 토양은 공기, 물과 함께 동∙식물 및 토양에 서식하는모든 생물체의 생존 기반이며, 물질 순환과 오염원의 여과와 같은 자정 능력을 지님으로써 생태계에서 중요한기능을 수행한다. 그러나 급격한 경제개발과 그에 따른환경오염으로 인하여 자연의 정화 능력을 넘는 오염원이발생하였고 이는 자연 생태계의 불균형을 가속화시켰다(Lim 1995).
본 논문에서 지렁이의 체강세포 수집을 비침습성 기술을 약간 변형시켜 사용하였는데, 구체적으로 어떻게 수집하였는가? (1997)이 제안한 비침습성 기술을 약간 변형시켜 사용하였다. 지렁이를 증류수로 헹궈 배양토를 제거하고 1mL의 차가운 extrusion 용액(5% ethanol, 95%saline, 2.5 mg mL-1 EDTA, 10 mg mL-1 guaiacol glycerol ether)에 넣어 얼음위에서 3분간 방치시켰다. 체강세포가    함유된 체액이 방출되면 eppendorf tube에 용액을 옮기고 4℃에서 380×g로 5분간 원심분리하여 조심스럽게 상층액만 버린다. 튜브의 바닥에 남은 세포 침전물은 380×g에서 PBS (Phosphate-buffered saline)로 두 번 헹궈낸 후 100 μL의 PBS를 넣어 재부유 시켰다.
지렁이가 토양 오염의 지표생물로 적절한 이유는 무엇인가? 토양에 유출되어 생물에게 유해성을 미칠 수있는 화학물질들에는 중금속, 산성비, 농약, 각종 화학비료, PCBs (polychlorinated bipenyls), PAHs (polynucleararomatic hydrocarbons) 등이 있다. 이러한 토양 오염물질의 환경모니터링을 위해 다양한 물리화학적, 생물학적지표들이 개발되고 있으며, 육상생태계에서 지렁이는 토양 내 유기물을 분해하고, 설치류나 조류, 포유류 등의먹이가 되는 생태학적 중요성을 지니고 있기 때문에 토양 오염의 지표생물로 적절하다(Button et al. 2010).
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참고문헌 (20)

  1. 김진규. 2001. 환경재해 방지를 위한 생물정보로서의 사람 림프구 DNA 손상에 대한 방사선과 살충제의 상승작용. 환경생물. 19:19-24. 

  2. 박경훈. 2005. 지렁이와 누에에 대한 농약의 위해성 평가. 경북대학교 대학원 박사논문. pp. 1-98. 

  3. 우현정, 김지향, 안토니나 체불스카바실레프스카, 김진규. 2006. 이온화 방사선 및 염화수은(II)에 의한 자궁경부 암 세포의 DNA 손상 평가. 환경생물. 24:46-52. 

  4. 이성언, 원호식, 이동섭. 2005. Pseudomonas balearica를 이용한 고농도의 메틸수은 제거. 대한환경공학회 2005 추계학술연구발표회 논문집. pp. 1440-1446. 

  5. 한 민, 현경만, 모하마드닐리, 황인영, 김진규. 2009. 이온화 방사선 및 염화수은 처리에 따른 어류 간암세포의 생존능 평가. 환경생물. 27:140-145. 

  6. Bigorgne E, C Cossu-Leguille, M Bonnard and J Nahmani. 2010. Genotoxic effects of nickel, trivalent and hexavalent chromium on the Eisenia fetida earthworm. Chemosphere. 80:1109-1112. 

  7. Button M, GRT Jenkin, KJ Bowman, CF Harrington, TS Brewer, GDD Jones and MJ Watts. 2010. DNA damage in earthworms from highly contaminated soils: assessing resistance to arsenic toxicity by use of the comet assay. Mutat. Res. 696:95-100. 

  8. Diogene J, M Dufour, GG Poirier and D Nadeau. 1997. Extrusion of earthworm coelomocytes: comparison of the cell populations recovered from the species Lumbricus terrestris, Eisenia fetida and Octolasion tyrtaeum. Lab. Anim. 31:326-336. 

  9. Emanuelli T, JBT Rocha, ME Pereira, LO Porciuncula, VM Morsch, AF Martins and DOG Souza. 1996. Effect of mercuric chloride intoxication and dimercaprol treatment on $\sigma$ -aminolevulinate dehydratase from brain, liver and kidney of adult mice. Pharmcol. Toxicol. 79:136-143. 

  10. Eyambe GS, AJ Goven, LC Fitzpatrick, BJ Venables and EL Cooper. 1991. A non-invasive technique for sequential collection of earthworm (Lumbricus terrestris) leukocytes during subchronic immunotoxicity studies. Lab. Anim. 25: 61-67. 

  11. Hertel-Aas T, DH Oughton, A Jaworska, H Bjerke, B Salbu and G Brunborg. 2007. Effects of chronic gamma irradiation on reproduction in the earthworm Eisenia fetida (oligochaeta). Radiat. Res. 168:515-526. 

  12. ICRP. 2003. A framework for assessing the impact of ionising radiation on non-human species. Publication 91, Annals of the ICRP. Elsevier. Amsterdam. Vol. 33. 

  13. Lim SK. 1995. Studies on the establish of soil environmental standard in Korea. Korea Committee Environ. Sci. Res., Seoul. pp. 125-135. 

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  16. OECD. 1984. Guideline for testing of chemicals 207. Earthworm acute toxicity tests. OECD, Paris. 

  17. Ozuah PO. 2000. Mercury poisoning. Curr. Probl. Pediatr. 30: 91-99. 

  18. Panek A, JK Kim and A Cebulska-Wasliewa. 2001. In Vitro studies of repair efficiency of DNA damage induced by Xrays in lymphocytes exposed to mercury. 12nd Symposium of Polish Radiation Research Society, Sept. 10-12, 2001, Krakow, Poland. 

  19. Reinecke SA and AJ Reinecke. 2004. The comet assay as biomarker of heavy metal genotoxicity in earthworms. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 46:208-215. 

  20. Singh NP, MT McCoy, RR Tice and EL Schneider. 1988. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp. Cell Res. 175:184-191. 

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