◎ Cell Culture세포 배양(細胞培養, cell culture)은 다세포 생물에서 세포를 분리하여, 체외에서 증식시키고 유지하는 일이다. 세포 배양을 할 때 배양 세포는 존재 형태에 따라 접착 배양계 세포와 부유 배양계 세포로 분류할 수 있다. 세포 증식이나 기능 실험에서는 다른 요소를 배제하기 위해 무균 조작을 한다. 세포는 생물의 일부이기 때문에 배양 세포의 연구를 통해 생명 현상의 해석을 하기도 하고, 각종 독극물 실험 등에 사용하기도 한다. 또, 세포 배양은 단일 클론 항체 등과 같이 어떤 종류의 물질을 생산하는 수단으로도 이용된다.● 동결 보존된 세포의 배양동결된 세포는 저온과 DMSO에 의한 장해를 피하기 위해서 신속히 조작한다.- 액체 질소에 저장 상태인 동결 세포 vial은 액체 질소에서 외부로 나오는 즉시 37 - 40°C 정도의 수조에서 신속히 해동하고, 미리 준비한 배지에 세포 현탁액을 넣어 준다.- DMSO나 glycerol을 제거하고자 할 경우에는 80 xg에서 2 - 3 분간 원심하여 상청액을 버리고 새로운 배지에 세포를 현탁한 후 배양 용기에서 배양한다.- 이때, 보통의 계대 배양 때보다 높은 세포 접종 밀도로 배양을 시작하고 다음날 반드시 배지 교환한다.● 부착 세포의 경우 (37°C에서 배양하는 세포의 경우)1. 37°C 수조에서 배지를 미리 항온한다.2. 동결 보존 세포를 포함한 vial을 액체 질소에서 꺼내는 즉시37°C 항온 수조에서 재빨리 해동시킨다.3. DMSO나 glycerol을 제거하고자 할 경우에는 80 xg에서 2 - 3분간 원심하여 상청액을 버리고 새로운 배지에 세포를 현탁한다.- DMSO나 glycerol을 제거하지 않아도 될 경우에는 원심하지 않고 새로운 배지에 세포를 현탁한다.4. 배양 용기에서 배양한다.5. 다음날 새로운 배지로 교환한다.6. 현미경으로 세포를 관찰하며 2 - 3일마다 새로운 배지로 교체해주고 세포가 배양 용기 를 꽉 채우게 되면? 계대배양한다.● 부유 세포의 경우 (37°C에서 배양하는 세포의 경우)1. 37°C 수조에서 배지를 미리 항온한다.2. 동결 보존 세포를 포함한 vial을 액체 질소에서 꺼내는 즉시37°C 항온 수조에서 재빨리 해동시킨다.3. DMSO나 glycerol을 제거하고자 할 경우에는 80 xg에서 2-3분간 원심하여 상층액을 버리고 새로운 배지에 세포를?현탁한다.- DMSO나 glycerol을 제거하지 않아도 될 경우에는 원심하지 않고 새로운 배지에 세포 를 현탁한다.4. 배양 용기에서 배양한다.5. 다음날 새로운 배지로 교환한다.- 이때는 원심하여 배양액을 버리고 새로운 배지로 세포 침전을 현탁하여 배양용기에서 배양한다.6. 현미경으로 세포를 관찰하며 2 - 3일마다 새로운 배지로 교체해주고 세포의 개수를 측 정하여 일정 수준 이상이?계대 배양한다.< 상세 실험 방법 >1. Cell Culture(Attached cell)● Initiate cell culture from forzen cells (동결된 세포로부터 세포배양을 시작)1. 질소탱크로부터 동결배지에 vial 포함된 세포들을 가져온다.2. 빠르게 세포를 녹이기 위해 37℃ waterbath에 즉시 둔다.3. 열기 전에 70% 에탄올과 함께 vial을 닦는다.4. 배양배지를 15ml tube로 vial 내용물을 옮긴다.5. 5분 동안 200g으로 원심분리한다.6. 상층액을 제거한다.7. 신선한 배양 배지와 함께 새로운 플라스크를 준비한다.8.세포배양배지를 첨가하고 피펫팅으로 세포를 잘섞는다.9.플라스크로 세포혼합물을 옮기고 잘 섞는다.10.현미경으로 플라스크를 관찰한다.11. 37℃에서 incubate시킨다.●Culture and passage cells1. 세포가 80% 융합되면 통과할 준비가 된다.2. 배지를 제거한다.3.잔여의 배지를 제거하기위해 PBS와 함께 세포를 씻어준다.4.트립신-EDTA를 첨가한다.5.2분동안 37℃에서 incubate시킨다.6.세포가 접착되었는지 현미경을 통해 관찰한다.7. 트립신처리를 멈추기위해 2ml 배지를 첨가한다.8. 모든세포를 붙이기위해 피펫팅한다.9. 15ml튜브에 세포현탁액을 옮긴다.10. 새로운 플라스크에 세포 배양 배지를 첨가한다.11. 플라스크에 적절하게 희석하고 잘 섞어준다.12. 37℃에서 인큐베이트시킨다.13. 2~3일동안 매일 신선한 배양 배지로 바꿔준다.●Counting cells and Microscope observation●Freezing Cell1.원심분리 200g,5min2.상층액을 제거한다.3.cryomedium: 10% DMSO +90% 배양 배지를 준비한다.4.세포를 흩어지게 하여 튜브를 친다.5.배양 배지를 첨가한다6.cryomedium과 함께 섞는다.7.cryovial안으로 1ml 표본을 둔다.8.Mr.Forsty(5100 cryo 1℃ 얼린 용기) 안으로 vial을 넣는다.9.느린 쿨링(-1℃/min cooling rate)을 위해 -80℃로 밤새 얼린 Mr.Frosty에 넣는다.10.그리고 난후 긴 기간 저장을 위해 액체 질소의 증기안에 넣어둔다.2. Cell Culture(Suspension cell)● Initiate cell culture from forzen cells (동결된 세포로부터 세포배양을 시작)- 부착세포와 과정이 같다.●Culture and passage cells1. incubator에서 플라스크를 뺀다2. 세포를 모은다.3. 5분동안 200G로 원심분리한다.4. 상청액을 흡입한다.5. 배양 배지에서 재현탁한다.6. 새로운 플라스크에 세포 배양 배지를 첨가한다.7. 플라스크 안으로 적절히 희석시키고 잘 섞는다.8. 37℃에 인큐베이터 시킨다9. 2~3일동안 매일 신선한 배양 배지로 바꿔준다.●Counting cells and Microscope observation●Freezing Cell1. 원심분리 200g,5min2. 상층액을 제거한다.3. cryomedium:10% DMSO +90% 배양 배지를 준비한다.4. FBS를 첨가한다.5. cryomedium과 함께 섞는다.6. cryovial안으로 1ml 표본을 둔다.7. Mr.Forsty(5100 cryo 1℃ 얼린 용기) 안으로 vial을 넣는다.8. 느린 쿨링(-1℃/min cooling rate)을 위해 -80℃로 밤새 얼린 Mr.Frosty에 넣는다.9. 그리고 난후 긴 기간 저장을 위해 액체 질소의 증기안에 넣어둔다.3. Cell Counting● 동물 세포의 수를 세는 방법으로 접종이나 동결보존 등 일정한 수의 동물세포를 필요 로 할 때 이용한다.● 준비물 : Microscope(배율X10), Hemocytometer kit, Cell suspension, Trypan blue, incubator, pipet, tube, 장갑, 70%에탄올● 원리 : trypan blue 는 세포 내부로 확산되어 침투된다. 사멸한 세포는 trypan blue 에 의해 염색이 되나 살아있는 세포는 exocytosis에 의해 외부로 trypan blue 를 뱉어낸다. 결과적으로 염색된 죽은 세포를 제외하고 cell counting 가 가능하다.● 실험과정1. 장갑을 끼고 알코올로 소독한다.2. Hemocytometer kit에 제공되는 Coverslip을 적신 후, 부드럽게 Hemocytometer에 올려놓는다.3. Trypan blue 100ul를 suspension 100ul과 섞는다4. 잘 섞으면 Hemocytometer의 좁은 홈으로 피켓을 이용하여 희석된 세포현탁액을 주 입한다.5. 현미경으로 관찰한다.
‘생명의 불꽃, 세포’를 보고..생명체들은 세포로 구성되어 있다. 각 생명체들의 세포수는 모두 다르며, 우리 사람은 수많은 세포로 약 60조~100조개로 이루어져있다. 어마어마한 수로 이 세포들이 모여서 조직이 되고 기관이 되어 우리가 존재한다. 이러한 세포들은 우리의 생명과 연관이 되어 있는지를 초점으로 맞춘 동영상을 시청하였다.세포 안에는 소기관들로 구성 되어 있는데, 그중에 세포의 대부분을 차지하는 핵 안에는 염색체가 있고 그 안에는 사람의 유전정보를 가진 DNA가 있다. 핵은 세포분열과 복제를 주도한다. 젊은 사람의 피부는 6주마다 한 번씩 교체되며 나이가 들수록 교체속도가 줄어든다고 한다. 우리 몸의 세포를 떼어내어 배양하면 세포를 증식시킬 수 있지만 어느 정도 분열한 후에는 거의 분열을 하지 않거나 분열 중단을 한다. 이것은 세포 내에 자체적으로 노화과정이 있다는 것이다. 이것이 우리의 노화와 관련 되어있는 것은 아닐까? 우리의 구성성분이 한마디로 세포이므로 세포가 늙어버리면 우리도 늙는 것이 아닐까? 동영상에서는 콜라겐 섬유를 만드는 세포이며 배양에 적합하여 세포의 증식, 상호작용, 노화연구에 이용되는 섬유 아세포를 아이들의 포경수술 후에 피부조직으로 얻어서 실험하는 장면을 보여준다. 세포는 50번정도 분열하고 나면 세포들이 분열하는 속도가 늦어진다. 배양을 계속하면서 시간은 점점 길어졌고, 세포가 50번 정도 밖에 분열 할 수 없는 것을 발견하였다. 또한, 분열 횟수가 10번 미만인 섬유아세포는 날렵하지만, 50회 이상인 섬유아세포는 거의 움직임이 없다. 또 다른 결과로, 젊은 세포와 늙은 세포의 큰 차이점은 분열속도다. 분열을 많이 할수록 세포의 크기는 펑퍼짐해지며 속도도 느려진다. 완전히 노화된 세포는 움직임도 거의 없고 분열도 거의 하지 않는다. 하지만 곧바로 죽지 않고, 분열을 하지 않을 뿐 대사활동은 한다. 즉, 나이가 들수록 죽는 세포가 새로 생기는 세포보다 많은 것이다.세포는 나이가 들수록 분열속도가 낮아지며 즉, 노화된다는 것인데 예외적인 세포가 있다. 암세포는 끝없이 분열 하여, 정상세포의 영양분까지 섭취하여 정상세포를 죽게 만들어 몸에 이상이 생기게 하여, 초기에 잡지 못하면 생명을 앗아가는 무서운 세포이다. 암세포는 인간에게 무서운 존재였다. 하지만 정인권 교수님에 의해 암세포를 치료 할 방법을 찾았다. 암세포는 무한증식을 하는데, 그렇다면 암세포를 늙게 하여 죽게 하는 방법을 고안하여 텔로미어를 이용하였다. 텔로미어란 세포의 핵 안에는 염색체가 있는데 염색체 말단을 지칭 하며,염색체 말단을 보호하는 역할을 한다. 텔로미어는 세포가 분열 할 때마다 일정량이 줄어든다. 길이가 어느 정도로 줄어들면 더 이상 세포는 분열하지 않는다. 예쁜 꼬마 선충의 텔로미어 길이를 늘리면 수명이 20%가 연장되는 점도 발견하였었다. 텔로머라제는 텔로미어를 다시 복구하는 기능을 가진 효소다. 텔로미라제가 세포의 노화와에 관련되어있는지 증명하는 실험을 보여주었는데, 텔로머라제를 녹아웃 시킨 형질 전환한 생쥐끼리 교배를 하여 세대마다 관찰하였더니 텔로미어는 점점 줄어들고 6세대에 생쥐는 태어나지 않았다. 또한 6세대 이전에 태어난 쥐의 생식기관의 크기와 기능이 점점 줄어 들었다. 이것을 미루어 보아 텔로미어 가설을 세울수 있는데, 체세포는 분열의 한계를 넘어서면 노쇠하며 생식세포같이 텔로머라아제가 있는 세포는 세포분열을 끝없이 한다. 예외로 암세포 같은 경우는 텔로머라제가 발현 되어 불멸화 된다. 이 원리를 이용하여 앞에 설명한 암세포를 노화시키기 위해, 암세포에 돌연 변이화 된 텔로머라아제를 없애면 암세포가 죽을 것이다. 그래서 발견한 것이 17번 염색체의 유전자중 하나인 MKRN1이다. 이 유전자는 사람의 암세포에서 텔로머라제의 결합하여 기능을 방해한다. 그래서 정상세포처럼 노화가 되는 것이다. 이 연구를 보고 정말 감명 깊었다. 나라면 텔로미어가 줄어들면 노화 되는구나 하고 말았을 것을 역발상하여 암세포에 적용하여, 연구한다는 점이 정말 대단하다고 생각 했다. 이것이 현실화만 정확하게 된다면, 이제 암은 두려움에 떨 병이 아니게 될 것이기 때문이다.다음으로 선충들의 세포발생과정을 관찰하여 프로그램된 세포사멸을 관한 설명을 해주는데, 세포가 죽지 않아서 노화를 늦추는 문제보다, 죽는 것도 아주 중요한 문제를 설명해준다. 우리가 태아 일때도 볼 수 있는 점이, 손가락 부분의 세포자살이다. 오리의 물갈퀴처럼 되어 있던 필요 없는 손가락 세포들은 세포 자살이 일어나서 손가락이 생겨나는 것이다. 또한, 세포에 이상이 생겼는데 세포의 자살이 없다면 암세포가 된다던지, 질병으로 연결되는 것이다. 세포의 과잉 증식과 세포사멸의 증가로 생긴 조로증을 보여주었는데, 어린나이에 늙어보이는 병이였다. 즉, 세포사멸은 병들고 늙어 죽지 않게 하는 중요한 조건인 셈이다.또 다른 병으로 워너 증후군을 보여주었는데, DNA 이중나선을 풀어주는 헬리카제 효소로 염색체 8번 헬리카제 효소에 이상이 생겨 복제를 진행 할 수 없어, 즉 세포분열을 원활히 할 수 없어서 생기는 질병이다. 성인기 이후 발병이 되며 급속히 늙어가는 병이다. 그렇담 세포 분열은 어떻게 돌아가는 것일까, 세포는 복제 분열 하면서 일정한 주기를 반복하는데 이를 세포주기라 한다. 정상세포는 정상적으로 분열하는데 여기에는 몇 가지 분자인 CDK가 관련한다고 한다. G0기 (분열정지기)에서 G1기(세포 성장기), S기(DNA복제기), G2기(분열준비기), M기(분열기) 순으로 각각 체크포인트 지점이 있는데, 이를 통과하면 세포가 두 개로 분열을 한다. 체크포인트 지점을 통과하지 세포는 분열하지 않게 된다. 그리고 문제가 생기면 계속 분열하여 암세포가 되는 것이다. 즉, 세포의 정상적인 분열이 노화와 연관이있다면 세포의 비정상적인 분열은 암으로 연관되어진다. 신득용 교수님은 암과 노화의 연관성을 연구하시는데, 17번 염색체에 있는 대표적인 암억제 유전자인 P53유전자를 과다발현 시키면 활성산소가 증가하여 세포가 노화를 일으킨다. 암을 촉진하고 세포의 죽음을 촉진하는 Bcl2 유전자 과다 발현시키면 활성산소가 줄어들어 노화가 억제된다. 결과적으로 암과 노화는 동전의 양면적인 결과다.
해조류를 이용한 바이오연료Index 조류에 관하여 바이오연료에 관하여 해조류를 이용한 바이오 연료 최근 연구 현황1. 조류1 . 조류란 ? 조류란 은화식물의 한 무리를 지칭하는 단어로 물속에 사는 엽 록소를 가진 엽상식물을 관습적으로 부름 조류는 크기에 따라 거대조류와 미세조류로 나뉨 조류는 광합성을 하여 구조가 단순하고 , 포자로 번식하여 하등식 물로 분류 되었으나 최근에 원생 생물로 분류1 . 조류란 ?2. 바이오 연료2. 바이오 연료 곡식이나 사탕수수 등의 제 1 세대 , 목질계 등의 제 2 세대 , 해조류 등의 제 3 세대 바이오매스로 나누어짐 바이오매스 , 음식쓰레기 , 축산 폐기물 등을 열분해시켜 발효시켜 만들어낸 연료 이용가능성 종종 바이오 연료는 바이오 에탄올과 바이오 디젤을 합해 지칭하는 말로도 사용2. 바이오 연료 단점 에너지 발생량 대비 생산 원가가 높음 곡물을 이용한 바이오매스로 인해 식량부족과 경작지 제한 문제로 인한 삼림 파괴 장점 적정하게 이용하면 고갈될 염려가 없음 지구 온난화 현상의 걱정이 없음 경쟁력이 높은 생산의 가능성3. 해조류를 이용한 바이오연료3-1. 해조류가 각광받는 이유 빠른 생장으로 인한 생산성이 육상식물에 비해 많음 이산화탄소 흡수 능력으로 인한 지구 온난화에 영향을 끼치지 않음 햇빛 , 소금 , 물만 있으면 번식 할 수 있으므로 , 어디서나 번식가능 풍부한 자연 자원이며 , 배양하기가 쉬움 미세조류는 지질 성분을 다량 함유하고 있어 바이오 디젤의 원료로 , 거대조류는 탄수화물 성분을 다량 함유하여 바이오 에탄올의 원료로 주목 받음3-1. 해조류가 각광받는 이유3-2. 생산과정3-3. 전망 추출 후 남는 바이오매스 부산물을 이용하는 방안 연구 중 저가 기질 이용 및 공정 경제성을 증진 시키기 위한 연구 개발이 요구 2020 년경에는 3 세대 바이오매스가 바이오연료 세계 시장에서 15% 점유율을 차지할 것이라 예측4. 최근 연구 현황4. 최근 연구 현황 해조류를 이용한 바이오에탄올 본격화 우뭇가사리에서 바이오에탄올 생산 기술 개발 - 연구 보도 자료Thank You{nameOfApplication=Show}
초 유생명공학과목차초유란? 사람의 초유 젖소의 초유 초유의 대표성분 초유와 모유 면역요소 비교 초유의 수집 초유의 등급 초유의 장점초유란?모든 포유 동물은 새로 태어날 새끼를 위해 분만 몇주 전 부터 몸안에서 새끼의 생명유 지에 절대적으로 필요한 성분만 끌어 모으 는 준비를 하고 이러한 성분이 출산과 더불 어 유즙을 통해서 2세에게 공급 됨사람의초유출산과 함께 약 5일동안 분비되는 모유 하루에 약 10cc - 40cc 씩 분비 첫 1 - 5일 동안 분비되는 초유에는 아기에게 필요한 모든 것이 들어있음. 각종 면역물질과 항체를 포함하고 있어 두뇌발달과 성장 꼭 필요한 식품 초유속에는 단백질과 무기질이 많고 탄수화물과 지방이 적은 특징 면역성분(면역단백질, 리소심 등)을 함유하여 아기가 많은 세균과 바이러스에 대항하는 첫 번째의 면역체를 공급해주는 역할젖소의 초유젖소의 경우에는 분만 후 72 시간 이내에 6번째까지 짜게 되는 젖을 초유, 콜로스트롬이라 함. 미국의 보건복지부 규정에는 72 시간이내에 수집한 것만 초유로 인정. 그 이후 분비되는 유즙은 우유로 인정초유의 대표성분초유와 모유의 면역요소 비교면역글로불린 종류초유(mg/ml)모유(mg/ml)체내역할면역글로불린G (lgG)0.430.04혈액을 따라돌아 다니며 침입한 세균방어면역글로불린A (lgA)17.351.00폐나 장을 통한 세균에 대한 방어면역글로불린M (lgM)1.590.1lgG를 도와 체내의 면역담당초유의 수집출산 후 처음 분비되는 초유를 먹이기 시작할 때 맨 처음 분비되는 양은 그냥 짜버리고 얼마 후부터 먹이기 시작 이것은 자칫 체내에 축적된 오염물질이 있을지도 모르기 때문 젖소의 초유는 보통 6시간 경과 후부터 초유를 수거합니다.초유의 등급이밖에도 초유의 등급을 결정하는 몇 가지의 요소가 더 있지만 가장 기본적이고 중요한 조건은 초유의 수거 시간초유의 장점어린이 발육촉진에 도움 노약자 환자에 대한 면역기능 강화 천식, 아토피, 알러지성 비염 등 알러지 질환 개선 내분비선(호르몬 분비) 조직의 향상 소화기관(위, 장) 질병의 만성적 장애의 치료에 도움 병원균 박테리아 바이러스에 대한 방어기능{nameOfApplication=Show}
줄기 세포와 재생학박 규 영핵심 용어Stem Cell ( 줄기 세포 ) Regenerative Medicine (재생학) Transplant (이식)Stem Cell여러 종류의 신체 조직으로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포, 즉 '미분화'세포. 적절한 조건에 놓이면 줄기세포는 특별한 조직이나 장기로 분화되기 시작. 추가적으로 줄기세포는 오랫동안 자신을 유지하고 자신을 증식 암, 파킨슨병, 당뇨병, 심장병, 등의 난치성 질병을 치료하기에 제공될 것으로 기대Regenerative Medicine줄기세포를 이용하여 조직이나 장기의 기능을 회복하는 의료행위, 치료, 연구를 기술하는 것 질병, 노령, 암 등으로 손상된 장기나 조직을 복원하여 기능을 회복하거나 최소한 개선시키는 것이 목표 수행방법 줄기세포관리, 또는 실험실에서 특정세포를 추출하는것, 조직을 더 효과적으로 회복하기 위해 조직내에 있는 줄기세포를 유도하기 위해 약물을 투여하는것.Transplant식물이나 조직, 장기 등을 다른 장소에 옮겨 심어서 그 곳에서 기르는 것 넓은 뜻으로는 식물뿐만 아니라 동식물의 배나 조직·장기 등의 부분을 잘라 같은 생물의 다른 부위에 심거나 다른 생물에 옮겨 심는 것 원예 식물의 접붙이기, 의학의 외과적 치료법Geoffrey Gurtner의 실험실험쥐의 사타구니부분에서 추출한 '골격' 물질을 이용하여 이곳의 혈액과 지방 그리고 골수에서 줄기세포를 추출하는 방법을 설명 세포간질에서 줄기세포가 삼차원적인 기관을 형성하는 문제와 이식거부의 문제를 해결 어떻게 줄기세포기술이 한 사람의 조직을 새롭게 형성된 매우 견고한 조직으로 전환되는데 사용될 수 있는가를 보여주는 실험실험 과정실험쥐의 사타구니부분에서 혈관과 지방 그리고 피부조직이 담긴 조직들을 수집하여 생물반응기를 이용하여 영양분과 산소를 공급하여 이 조직이 생존하도록 함 연구자들은 이 조직이 다시 실험동물에게 이식되기 전에 이 추출된 조직에 줄기세포를 주입 이 조직이 실험동물에게 이식되면 이 줄기세포는 자체적으로 자라기 시작하고 이식은 거부되지 않는다이 기술의 사용 예인슐린을 생산하는 췌장세포나 알부민을 생산하는 간세포를 형성하기 위한 자극적인 세포에 의해 기관의 합성기능을 공급하기 위해 사용 혈우병을 가진 사람에게 응고화 인자 factor VIII 와 factor IX를 전달하기 위해 시도중감사합니다^ ^ *{nameOfApplication=Show}