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담수조류 그물말로부터 당 용액의 효율적 제조를 위한 가수분해 방법
김진석,김슬기,고은혜,김진철,김진석 한국잔디학회 2013 Weed & Turfgrass Science Vol.2 No.2
To explore hydrolysis methods for the efficient manufacture of sugar solutions from the freshwater alga Water-net (Hydrodictyon reticulatum, HR), acid hydrolysis, enzymatic hydrolysis, and combined hydrolysis (acid followed by enzymatic hydrolysis) were investigated. In the one-step acid hydrolysis, the reaction of 8% solids content using 2% sulfuric acid at 120oC for 1 hour was desirable. In this case, glucose 27.44 g 100 g DM-1 could be obtained from the HR-d13 samples. In the two-step acid hydrolysis, the primary hydrolysis (HR powder : 72% sulfuric acid = 1 g : 1.5 mL) was carried out for 1 hour at 60oC, and then the secondary hydrolysis was done for 1 hour at 120oC after addition of distilled water 23.5 mL. In this case, glucose 35.11 g/100 g DM could be obtained from the HR-d13 samples. In the combined hydrolysis, 25% solids content using 2% hydrochloric acid were reacted for 1 hour at 120oC, and then citrate buffer and hydrolysis enzyme complexes (E1 1.0 mL+E2 0.2 mL g-1 dried matter) were added and reacted for 1 – 2 days at 50oC. In this case, glucose 33.5 g 100 g DM-1could be obtained from the HR-d23+26 samples. In conclusion, combined hydrolysis was likely to be more useful saccharification method of HR biomass at a practical level, considering the glucose productivity, generation of fermentation-inhibiting substances(hydroxyl methyl furfural, furfural), and limited use of strong acid. 담수조류인 그물말 (Hydrodictyon reticulatum, HR)의 실용적 당화조건 확립을 위해 산 가수분해 방법으로서 onestepacid hydrolysis과 two-step acid hydrolysis, 그리고 산가수분해 후 효소가수분해를 병행하는 combined hydrolysis를 검토하였다. One-step acid hydrolysis의 경우, 120oC에서 HR 4% 고형분을 2% 황산 용액에 넣어 1시간 동안 반응시킬 경우가 적정하였다. Two-step acid hydrolysis의 적정조건은 1차 가수분해시 HR 건조중: 72% 황산을 1 g : 1.5mL로 하여 60oC에서 1시간 반응시킨 다음, 증류수 23.5 mL를첨가하고 120oC에서 1시간 가수분해시키는 것이었다. Combined hydrolysis의 경우, 2% 염산에 25%의 HR 고형분을 넣고 120oC에서 1시간 반응시킨 후, citrate buffer로4% 고형분 함량이 되도록 희석하고 E1+E2 효소를 각각1+0.2 mL g DM-1 수준으로 첨가하여 50oC에서 1~2일 동안 반응시키는 것이 바람직하였다. Glucose 생성량, 발효억제물질(HMF, furfural) 생성량, 강산 사용제한 등을 종합적으로 감안할 때, combined hydolysis가 보다 유용할 것으로 판단되었다.
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Glyphosate에 대한 옥수수 반응의 개선된 검정방법
김진석,이병회,김소희,민석기,최정섭,Kim, Jin-Seog,Lee, Byung-Hoi,Kim, So-Hee,Min, Suk-Ki,Choi, Jung-Sup 한국식물생명공학회 2006 식물생명공학회지 Vol.33 No.1
본 연구에서는 옥수수를 대상으로 glyphosate에 대한 여러 가지 생리적 반응을 검토한 후, glyphosate 저항성 평가에 활용될 수 있는 보다 개선된 방법 두 가지를 확립하였다. 한 가지 방법은 옥수수 제3엽 상단에 약제를 국소 처리한 다음, 처리 후 3일째에 약제처리 되지 않았던 제4엽의 신장 정도를 조사하는 것이다 (전식물체-엽생장 검정). 이 경우 glyphosate $50-1,600{\mu}g/mL$ 범위에서 농도가 증가됨에 따라 엽 생장이 억제되었으며, $1,600{\mu}g/mL$ 농도에서의 생장 억제율은 무처리 대비 55.5%였다. 다른 한 가지 방법은 옥수수 제3본엽의 엽절편 ($4{\times}4mm$) 4개씩을 $200{\mu}L$의 시험용액이 담긴 48 well plate에 치상한 후 $25^{\circ}C$ 연속 명조건에 24시간동안 배양하여 shikimate 축적량을 조사하는 것이다 (엽절편-shikimate 축적 검정). 이 경우 시험용액에 0.33% sucrose를 가하면 무첨가에 비해 약3-4배 정도의 shikimate 축적 증가가 관찰되었고 glyphosate $2-8{\mu}g/mL$ 농도범위에서 직선적 증가반응을 나타내어 기존방법 (Shaner et al. 2005)보다 개선된 특징을 보였다. 본 방법들은 glyphosate 저항성 옥수수를 창출할 때 또는 저항성 유전자의 타 식물로의 이동여부와 잡초화된 저항성 옥수수 존재여부를 감별하는데 활용될 수 있을 것이다. 이 때 glyphosate에 대한 저항성 원인이 작용점 EPSPS와 관련이 있는 경우에는 "엽절편-shikimate 축적 검정"이 가장 바람직하고, 저항성 원인이 체내이행 감소 때문일 경우에는 "전식물체-엽생장 검정" 수행이 필요하다. Several methods for determining the response of corn to glyphosate were investigated to provide a fast and reliable method for identifying glyphosate-resistant corn in vivo. Two bioassays were developed. One assay is named 'whole plant / leaf growth assay', in which the herbicide glyphosate is applied on the upper part of 3rd leaf and the growth of herbicide-untreated 4th leaf is measured at 3 day after treatment. in this assay, the leaf growth of conventional corn was inhibited in a dose dependent from 50 to $1600{\mu}g/mL$ of glyphosate and growth inhibition at $1600{\mu}g/mL$ was 55% of untreated control. The assay has the potential to be used especially in the case that the primary cause of glyphosate resistance is related with a reduction of the herbicide translocation. Another assay is named 'leaf segment / shikimate accumulation assay', in which the four excised leaf segments ($4{\times}4mm$) are placed in each well of a 48-well microtiter plate containing $200{\mu}L$ test solution and the amount of shikimate is determined after incubation for 24 h in continuous light at $25^{\circ}C$. In this assay, 0.33% sucrose added to basic test solution enhanced a shikimate accumulation by 3 to 4 times and the shikimate accumulation was linearly occurred from 2 to $8{\mu}g/mL$ of glyphosate, showing an improved response to the method described by Shaner et al. (2005). The leaf segment / shikimate accumulation assay is simple and robust and has the potential to be used as a high throughput assay in the case that the primary cause of glyphosate resistance is related with EPSPS, target site of the herbicide. Taken together, these two assays would be highly useful to initially select the lines obtained after transformation, to investigate the migration of glyphosate-resistant gene into other weeds and to detect a weedy glyphosate-resistant corn in field.
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Weak Signal을 고려한 기술의 미래 시나리오 구축
김진석,조해진,박용태 대한산업공학회 2016 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2016 No.4
기술혁신이 사회 전반의 불연속적인 변환(discontinuity)을 발생시킴에 따라 이러한 변화를 예측하는 작업의 중요성이 커지고 있다. 특히 시나리오 기법은 미래의 주요 변화요인(key driving force)의 불확실성을 토대로 미래를 예측하고 대응하기 위한 유용한 도구이다. 그러나 기존 시나리오 기법에서의 주요 변화요인은 과거의 지식을 바탕으로 결정되기 때문에 미래의 불연속적인 변화를 예측하기에는 한계가 존재한다. 이러한 한계의 보완책으로서, 발생가능성은 낮지만 영향력이 큰 불연속적인 사건의 조기 징후인 weak signal을 찾고, weak signal을 반영하여 시나리오를 구축하는 접근들이 제시되고 있다. 본 연구는 weak signal을 감지하고, 이를 중심으로 한 시나리오를 구축하는 새로운 방법을 제안한다. 이 과정에서 단어의 동시발생을 토대로 문서 내용을 키워드 네트워크로 표현해주는 IdeaGraph 알고리즘을 활용한다. IdeaGraph 알고리즘은 발생빈도는 낮지만 중요한 주요 단어(key item)를 찾고 나아가 이것과 다른 키워드들과의 관계를 알아낼 수 있는데, 여기서 key item을 weak signal로 인식할 수 있다. 제안된 시나리오 구축 방법은 미래에 기술이 잠재적으로 야기할 수 있는 불연속적인 사건과 이로 인한 영향을 탐색하고 예측하는 데에 도움을 줄 것으로 기대된다.
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