해양생태계 보호 기반의 해양 미세플라스틱 위해성평가 전략

정지현,심원준,김문구 (사)한국해양생명과학회 2023 한국해양생명과학회지 Vol.8 No.1

미세플라스틱 입자는 환경 내 어디에나 존재하며 크기, 모양 또는 유형의 표준화된 입자가 아 니다. 따라서 독성자료를 바탕으로 해수, 퇴적물 등 해양환경의 다차원을 정확하게 평가하고 관리하는 위험평가 프레임워크를 구축하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 해양환경 미세플 라스틱의 특징과 영향을 조사하였고, 해양환경 미세플라스틱의 분포와 생물영향에 따른 위해 도 평가 프레임워크(초안)를 제안하고 있다. 환경 미세플라스틱의 특성은 매우 다양하지만 대 부분의 독성 데이터는 독특한 형태와 유형에 집중되어 있으며, 실험실 노출 생물과 관리해야 하는 생물 종도 다르다. 실제적으로, 지금까지의 수집된 연구결과는 위해성평가에 활용하기에 독성 데이터 품질에 있어 불확실성이 높기도 하며, 전통적인 위해성평가 프레임워크를 적용 하는 데 있어 고려할 부분이 많이 존재한다. 그러나, 현재 미세플라스틱 관리에 대한 국제사회 의 움직임이 점차 강화되고 있고, 해양환경의 미세플라스틱 오염도가 높아지고 있는 점을 고 려하면, 해양환경의 미세 플라스틱 특성에 기초한 위해성평가 기법 구축에 대한 추가 연구가 제안되어야 할 것이다.

우리나라에서 확보한 해양미생물과 미세조류에 대한 기초생리활성 연구

배승섭,권용민,정다운,유운종,조기철,조은서,정윤희,박윤경,안혜미,이대성,박진수,이재욱,오동찬,오기봉,조은지,박상익,전유진,이효근,김근용,남상집,최혁재,판철호,최그레이스 (사)한국해양생명과학회 2023 한국해양생명과학회지 Vol.8 No.2

우리나라 여러 해양환경 지역으로부터 확보한 370주의 해양세균, 균류, 미세조류로부터 기초생리활성(항산화, 항염, 항균, 항암, 항바이러스)을 조사하여 채집지, 분리원, 종(種) 수준에서의 활성결과를 비교하였다. 해양세균의 경우, 일반적으로 유용성이 많이 알려진 Streptomyces 속과 Bacillus 속에 속하는 균주들이 두드러진 강한 효능이 관찰되었고, 주로 해양퇴적물로부터 유용한 자원을 분리할 수 있었다. 해양균류와 미세조류의 경우에도 종 특이적으로 활성이 강하게 나타나는 결과를 확인할 수 있었고, 효능 특이적으로 활성을 보이는 결과도 얻을 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 추후 특정질병에 선택적으로 효능을 보이는 화학물질 연구 또는 자원 기반 연구 수행 시 유용성을 전제로 한 자원 확보 전략 수립과 산업 활성화를 위한 전략소재로 우선적 접근이 용이할 수 있는 연구결과라 생각된다. 또한, 이들 결과를 해양바이오 뱅크를 통한 분양소재로 활용함으로써 학계, 산업계에서 활용하여 해양바이오산업 활성화에 좀 더 빠른 접근을 도울 수 있다고 생각한다. Basic bioactivities (antioxidant, anti-inflammatory, antibacterial, anticancer, antiviral) were investigated from 370 strains of marine bacteria, fungi, and microalgae obtained from various marine environmental regions in Korea, and the activity results were obtained at the collection site, isolation source, and species level was compared. In the case of marine bacteria, strains belonging to the generally useful genera Streptomyces and Bacillus were observed to have particularly strong efficacy and useful resources were mainly isolated from marine sediments. In the case of marine fungi and microalgae, results showing strong species-specific activity were confirmed, and results showing efficacy-specific activity were also obtained. Based on these results, it is a research result that can facilitate priority access as a strategic material for industrial revitalization and the establishment of a strategy to secure resources based on usefulness when conducting research on chemicals that are selectively effective against specific diseases or when conducting resource-based research. In addition, we believe that by using these results as material for sale through the Marine BioBank(MBB), academia and industry can use them to help accelerate the revitalization of the marine bio industry.

Nano-fibrous bilayer composite collagen/PCL/chitooligosaccharides scaffolds for full-thickness wound-healing applications

(사)한국해양생명과학회 (사)한국해양생명과학회 2021 (사)한국해양생명과학회 학술대회 Vol.2021 No.11

Characterization of L-asparaginase-producing Trichoderma spp. Isolated from Marine Environments

Yu Woon-Jong,정다운,권영민,배승섭,조은서,안혜숙,최그레이스 (사)한국해양생명과학회 2022 한국해양생명과학회지 Vol.7 No.2

L-asparaginase (ASNase) is a therapeutic enzyme used to treat acute lymphoblastic leukemia. Currently, the most widely used ASNases are originated from bacteria. However, owing to the adverse effects of bacterial ASNases, new resources for ASNase production should be explored. Fungal enzymes are considered efficient and compatible resources of natural products for diverse applications. In particular, fungal species belonging to the genus Trichoderma are well-known producers of several commercial enzymes including cellulase, chitinase, and xylanase. However, enzyme production by marine-derived Trichoderma spp. remains to be elucidated. While screening for extracellular ASNase-producing fungi from marine environments, we found four strains showing extracellular ASNase activity. Based on the morphological and phylogenetic analyses using sequences of translation elongation factor 1-alpha (tef1α), the Trichoderma isolates were identified as T. afroharzianum, T. asperellem, T. citrinoviride, and Trichoderma sp. 1. All four strains showed different ASNase activities depending on the carbon sources. T. asperellem MABIK FU00000795 showed the highest ASNase value with lactose as a carbon source. Based on our findings, we propose that marine-derived Trichoderma spp. are potential candidates for novel ASNase production.

넙치(Paralichthys olivaceus)의 활어 수송 시 수온, 염분 및 마취제 영향

도용현,송재희,이시우,박중열,허준욱 (사)한국해양생명과학회 2022 한국해양생명과학회지 Vol.7 No.2

Transport is essential in the farming process of farmed fish and is one of the physical stress factors such as sorting. The effect of water temperature and anesthesia during low salinity transport was confirmed. In the experimental group, the water temperature was set to 20℃ (natural water temperature, NWT), 15℃ (cooling water temperature, CWT) respectively, in water with a salinity concentration of 35‰, 15‰ and an anesthetic (anesthesia, Anes., Sigma USA) was diluted and mixed to 50 ppm. A styrofoam box (66× 42×20 cm) was used as a transport container, and 8 flounder were accommodated and transported in a plastic bag injected with 3 ℓ of seawater and liquid oxygen. As a result of the study, the concentration of cortisol before transport increased significantly from 2.4±0.1 ng ml-1 in the experimental groups except for the CWT+35‰ group (16.7±12.8 ng ml-1). The K+ concentration slightly increased from 3.1±0.0 mEq l-1 before transport to 4.5±1.1 mEq l-1 in the NWT+15‰ group, showing no difference, and significantly increased in all other experimental groups. There was no effect on changes in blood characteristics, and water temperature and anesthetic had a negative effect on osmotic control due to stress. AST and ALT were not affected.

수인성 아연 급성 노출이 붕어, Carassius carassius의 반수치사농도, 혈액학적 성상 및 혈장 성분에 미치는 영향

정지호,주창훈,조아현,홍수민,유연아,조석원,김준환 (사)한국해양생명과학회 2022 한국해양생명과학회지 Vol.7 No.2

붕어(무게 42.4 ± 9.0 g, 길이 15.0 ± 1.0 cm)를 96시간 동안 0, 5, 10, 20, 40 및 80 mg Zn2+/l의 수인성 아연에 노출시켰다. 수인성 아연에 노출된 붕어의 96시간 반수치사농도(LC50)는 51.58 mg Zn2+/l였다. 혈액학적 지표에서 48시간에 40 mg Zn2+/l 농도에서 RBC 수치가 유의하게 감소한 반면, 헤마토크릿은 아연 노출에 의해 유의하게 증가하였다. MCV (μl)와 MCH (pg)는 40 mg Zn2+/l 농도에서 48시간에 유의하게 증가하였다. 칼슘, 마그네슘, 포도당, 콜레스테롤, 총 단백질및 ALT와 같은 혈장 성분은 아연 노출에 의해 크게 변화되었다. 본 연구의 결과는 붕어에 대한아연 노출이 독성으로서 혈액학적 매개변수 및 혈장 성분의 유의한 생리학적 변화를 유발함을시사한다.

수은 노출에 따른 기수산 물벼룩의 대사 관련 유전자의 발현 양상

전민정,유제원,이영미 (사)한국해양생명과학회 2022 한국해양생명과학회지 Vol.7 No.2

수은은 생물 축적과 먹이사슬을 통한 생물 농축되며, 미량에서도 유해한 영향을 나타내기 때문에 해양 환경 내에서 중요한 문제가 되고 있다. 그러나 해양 소형 갑각류에 대한 수은의 생물 영향은 다른 금속에 비해 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis을 아치사 농도(0.2, 0.4, 0.8 μg/l)의 무기 수은(HgCl2)에 48시간 노출시킨 후, 대사관련 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 해독효소 유전자 5종(cytochrome P450; cyp360A1, cyp361A1, cyp4AP3, cyp4C122, cyp370C5)과 소화효소 6종(alpha amylase (AMY), alpha amylase related protein (AMY-like), trypsin (TRYP), chymotrypsin-like protein (CHY), lipase (LIP), pancreatic lipase-related protein (PLRP))의 유전자 발현을 quantitative real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. Cyp 유전자의 경우 clan2에 속하는 cyp370C5와 clan4에 속하는 cyp4AP3 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가하였다. 한편 소화효소 유전자 중에서는 단백질 소화와 관련 있는 TRYP 유전자의 발현이 농도의존적으로 증가하였다. 이러한 결과는 cyp370C5와 cyp4AP3가 수은 독성을 해독하는 과정에서 중요한 역할을 담당할 것으로 보이며, 수은이 소화효소 유전자의 발현을 조절함으로써에너지 대사에 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. 본 연구는 해양 소형 갑각류에서 수은에 대한분자 수준의 영향을 이해하는데 도움이 될 것이다.

통영 오비도 어류양식장 주변에서 하계 수계 내 단주기 환경요인의 변화에 따른 미세조류 반응

이민지,백승호,Lee, Minji,Baek, Seung Ho 한국해양생명과학회 2017 한국해양생명과학회지 Vol.2 No.2

양식업이 발달한 통영 오비도 주변해역에서 하계 해양환경요인의 변화 특성과 그에 따른 식물플랑크톤의 변화양상을 파악하여, 가두리 양식 생물에 미칠 수 있는 잠재적인 환경요인을 분석하였다. 조사는 2개의 정점에서 2016년 6월부터 9월까지 격주로 4개월간 수행되었다. 6월과 7월은 강한 수온 성층이 형성되었으며, 8월에는 특이적으로 강한 양쯔강 희석수의 영향으로 8월 10일 29℃ 전후로 고수온이 관찰되었다. 조사기간 동안 질산염+아질산염, 암모늄, 인산염, 규산염은 각각 0.08~5.11 μM, 0.08~34.62 μM, 0.01~ 1.15 μM, 1.46~31.79 μM의 범위를 보였다. Chlorophyll a 농도는 0.49~7.39 ㎍ l^-1의 범위를 보였다. 9월의 빈번한 잦은 강우 및 양식어장에서 용출된 영양염류는 장시간 지속되지 못하고 빠르게 소비되거나 확산되었다. 이후 강우로 인한 영양염 유입과 함께 표층을 중심으로 Chaetoceros debilis, C. pseudocurvisetus, Pseudonitzschia delicatissima와 같은 규조류가 최대 4.74 × 10⁹ cells l^-1로 크게 증식하였다. 또한 용존산소 변동은 4.52~7.62 ㎍ l^-1로 식물플랑크톤 대증식 이후 조사에서 유기물질이 분해됨에도 불구하고 빈산소 수괴(< 4.00 mg l^-1)의 형성은 관찰되지 않았다. 따라서 본 해역은 하계의 식물플랑크톤 증식 및 가두리양식장이 밀집됨에도 불구하고, 다른 반폐쇄적 만과 달리 해류 순환이 원활한 특징으로 인해 빈산소 수괴는 나타나지 않았다. In order to assess the potential environmental factors in the vicinity of a fish cage farm, we investigated the biotic and abiotic factors during a short-term period in summer 2016 in two inner stations of Tongyeong Obi. High water temperature on August 10^th was apparent among the full depth of up to 29℃, which might have been related to the abnormally high temperatures of large amounts of the Changjiang River discharge along the Tongyeong coast. The concentration of nitrate+nitrite, ammonium, phosphate, and silicate ranged from 0.08 to 5.11 μM, 0.08 to 34.62 μM, 0.01 to 1.15 μM, and 1.46 to 31.79 μM, respectively. The nutrients were mainly supplied by precipitation and leaching from the bottom sediments in the fish culture farm area. It was not retained for a long duration because of the phytoplankton consumption and diffusion by water currents. The chlorophyll a concentration varied from 0.49 ㎍ l^-1 to 7.39 ㎍ l^-1. At that time, Chaetoceros debilis, C. pseudocurvisetus, and Pseudo-nitzschia delicatissima were rapidly proliferated and reached the level of 4.74 × 10⁹ cells l^-1. In particular, the lowest dissolved oxygen was recorded at 4.52 ㎍ l^-1 at the bottom layer after bloom. Therefore, even though phytoplankton blooms in summer have frequently occurred in a fish culture farm area, the oxygen-deficient environments were not found in neither the surface nor bottom layers, which implied that the water masses might be well exchanged from the mouth of the northwest and southeast between Obi and Mireuk Island in the study area.

수산 · 양식 생물 연구를 위한 안정동위원소 분석 기법의 소개와 활용

원은지,윤희영,최보형,신경훈 (사)한국해양생명과학회 2022 한국해양생명과학회지 Vol.7 No.2

안정동위원소 분석 기법(Stable isotope analysis, SIA)은 환경과학, 생태학, 지구생물화학, 법의학, 고고학 등 다양한 연구 분야에 활용되고 있다. 본 총설에서는 수산 및 양식 연구에 안정동위원소 비 분석 기법을 활용하기 위해 필요한 배경 지식을 소개하고자 한다. 특히, 자연 값(natural abundance)을 이용하는 연구에 초점을 두었고 원소가 생물의 조직으로 통합되는 과정에서 발생하는 분별작용(동위원소 비의 변화)에 대한 원리와 안정동위원소 비가 유용한 도구로서 어떤 목적으로 생태, 환경학 분야에 이용되는지, 나아가 수산 및 양식 분야에 활용 가능한 예들을 제시하고자 한다. 본 논문을 통한 안정동위원소 분야의 이해로 향후 수산학 및 양식 연구에서 안정 동위원소 비의 다양한 활용이 기대된다.

Exposure to Sublethal Concentrations of Copper Pyrithione Reduces Cholinergic Activity and Induces Oxidative Stress in a Marine Polychaete

Haque Md. Niamul,이재성 (사)한국해양생명과학회 2022 한국해양생명과학회지 Vol.7 No.2

Despite concerns about the significant toxicity of copper pyrithione (CuPT) at environmental concentrations, effects of CuPT on benthic organisms have received little attention. Here, we analyzed the detrimental effects of CuPT at sublethal concentrations (1/50, 1/20, and 1/10 of the 96 h-LC50 value) for 14 days in the marine polychaete Perinereis aibuhitensis. Reduced burrowing activity and significantly decreased the acetylcholinesterase activity in response to relatively high concentrations of CuPT were identified as CuPT-triggered cholinergic inhibition. The lipid peroxidation marker, malondialdehyde levels were dose- dependently increased, whereas intracellular glutathione was depleted by relatively high concentrations. In the CuPT-treated polychaete, significant fluctuations in the enzymatic activities of the antioxidant defense system (catalase, superoxide dismutase, glutathione reductase, and glutathione peroxidase) were observed with significantly modulated glutathione S-transferase activity. These results indicate that even sublethal levels of CuPT would have detrimental effects on the health status of the marine polychaete.