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기초미생물학 시험문제

1. 고세균(Archabacteria)의 세포막의 특성.(1) 고세균(Archaebacteria [Archaea])리보솜서브유닛 RNA의 상동성에 의해 진핵생물과도 진정세균과도 가장 근본적으로 구별되는 1군의 원핵생물이다. C.R.Woese(1977)는 리보솜 서브유닛의 RNA(원핵생물에서는 16 S rRNA) 유사성의 해석에 의해 메탄생성세균과 다른 세균과의 유연성이 세균과 진핵생물과의 유연성과 같은 정도로 적다는 사실에 근거하여 메탄생성세균, 그 이외의 세균, 진핵생물이 생물의 3대그룹을 형성하는 것을 발견하였다.메탄생성세균이 원시지구의 대기와 비슷한 조성인 수소-이산화탄소를 잘 이용하는 것에서 메탄생성 세균군에 고세균(archaebacteria)이라는 명칭을 붙였다. 그리고 고세균 이외의 세균은 진정세균(eubacteria)이라고 하였다. 그 후 얼마 후 메탄생성세균 외에 포화식염수 중에 서식하는 고도호염균 pH 1∼3, 50∼87℃의 환경에서 서식하는 호열호산균도 고세균인 것이 밝혀졌다. 또한 1980년대에 100℃ 이상에서 생육하는 초호열균을 포함하는 다수의 고세균이 분리되었다. 현재 고세균은 메탄생성세균, 고도호염균, 황산환원고세균, 황대사호열고세균등 모두 100종 이상의 것이 알려졌다. 당초의 계통분석법에서는 무근계통수(無根系統樹) 밖에 만들 수가 없었고, 3대생물군과 그 공통된 조성과의 관계는 불명이었지만, 1989년 중복유전자를 사용함으로써 유근계통수가 만들어지고 Woese(1990)는 이것을 받아들여 새로운 계통수를 제안하여 이것이 3대생물군의 관계를 나타내는 것으로서 현재 널리 사용되고 있다.이것에 의하면 고세균은 진정세균보다는 진핵생물에 가까운 곳에 위치하고 있다. Woese는 이 3대 생물군에 대하여 분류학상의 계(Kingdom)보다 위의 계급으로서 영역을 창설하고, 고세균은 세균이 아니라는 것을 명확히 하기 위해서 archaebact-eria 대신 Archaea라는 명칭을 제창하였다.(2)고세균(Archaea)의 구조Archaea의 표의 반 이사을 차지하며, 인지질 이중층에 박혀 있다. 분리된 막은 형성력이 매우 크다. 세제처리에 의하여 분산되고, 세제를 제거하면 막과 유사한 구조를 형성하며 다시 모인다. 또한 막의 단편들은 다시 모여서 그들이 유래된 세포와 비슷한 투과성을 가지는 밀폐된 소낭을 형성할 수도 있다.세균의 세포막은 대사활성의 매우 중요한 중심부이다. 세포막에서 여러 종류의 단백질이 있으며, 각각의 단백질은 독특한 촉매기능을 갖는다.라 한다.지질다당체는 다음과 같은 다양한 생물 활성을 나타낸다. (규체항원성을 결정한다. bacteriophage의 recepter이 된다. adjuvent 활성을 갖는다. 내 독서로서 반열반응과 쇼크작용이 있다. 외막의 단백질은 세포질막의 단백질과 전혀 다른 특유의 것으로 20여종이 있다. 그 중에서 비교적 양이 많은 것을 major protein이라 부른다. 외막은 지질의 2층구조를 가지고 있으며, 물질 투과에 대하여 장벽이 되고 있다. 그래서 이막에 존재하는 단백의 대부분은 외부에서 물질 유입 기능을 가지고 있다. major protein의 일부인 omp F 와 omp C는 3분자가 합쳐서 중심에 구멍이난 원통분자를 만들어, 외막에서 물질을 통과시키는 구멍을 만든다. 이분자를 porin이라 한다. 이구멍을 통과 할 수 있는 분자의 크기는 분자량 900정도인 것이다. 그 그밖의 외막 단백질도 물질을 통과시키는 기능이 있다. 이들은 어떤 특정 물질을 통과시킨다.외막과 그 바로 아래에 있는 펩티도그리칸층은 lipoprotein으로 결합되어있다.3. 박테리아 세포의 운동기관 및 부착지의 종류 및 특성을 약술(1)편모(flagella)구조 : 편모는 세균 운동기관으로 폭이 0.01-0.02㎛, 길이가 3-12㎛인 가늘고 긴 단일 섬유와 같은 부속물로 전체가 단백질로 형성되어 있다. 편모는 세균의 종류에 따라 배열 형태가 다르다. 극모(polar flagella)의 경우 편모는 세포의 한쪽 또는 양쪽 끝에 부착되어 있다. 주모(peritrichous fl 다음의 질주 방향은 정해져 있지 않다. 세균의 주화성은 유인 물질을 함유한 작은 유리 모세관을 침지함으로써 가장 손쉽게 재현 시킬 수 있다. 모세관의 끝에서부터 주위배지로 농도 구배가 형성된다. 즉 모세관 끝에서 멀어질수록 유인물질의 농도가 점차 감소하는 구배가 형성된다. 만약 모세관에 유인물질이 들어 있다면, 세균들은 모세관 끝 주위에 군집을 형성하면서 모세관을 향해 다가올 것이며, 계속해서 많은 운동성 세균들이 모세관 속으로 들어갈 것이다. 모세관 속에 배지와 같은 조성을 갖는 용액이 들어 있을 경우에도 일정하지 않은 운동에 의해 일부 세균들이 모세관 속으로 들어가게 될 것이다. 그러나 만약 유인물질이 들어 있다면, 모세관 속의 세균의 농도는 관 바깥보다도 수배 더 높아질 수있다. 다른 한편으로 모세관에 기피물질이 들어 있다면, 모세관 속의 세균의 농도는 관 바깥보다도 훨씬 더 낮아질 것이다.(2) 섬모(fimbiae)와 선모(pili)섬모와 선모는 구조상으로 편모와 비슷하지만, 운동성에는 관여하지 않는다.a. 섬모(fimbriae,세균의 섬모) : 섬모는 라틴어에서 유래된 것으로 모발, 술이라는 의미를 가지고 있다. 섬모는 그람음성균에서 관찰된다. 편모보다 훨씬 짧고 가늘며, 곧게 뻗어 잇는 편모와 비슷한 것이다. 수가 더 많으며, 편모처럼 단백질로 구성되어 있다. 이것 역시 편모에서와 같이 세균의 기저 세포에서 시작하여 균체 밖으로 나와 있으며, 그 화학적 성분은 단백질만으로 구성되어 있다. 일반적으로 적혈구 응집소를 가지고 있으며, 세균이 접합하였을 때 유전자를 자성 세균에게 전달하는 가는 관이 섬모 속으로 뚫려 있다. 섬모는 분자량이 20000 전후의 단백질 분자가 나선형으로 늘어 서 있다. 이 분자를 pirin이라 한다. 나선의 피치가 작은 것을 큰 섬모를 만들고, 섬모는 중심에 관이 있는 관상을 나타내지만, 피치가 큰 것은 가느다란 섬모를 만들어 중심에 관을 만들 수 없다. 섬모의 기능에 대해서는 잘 밝혀지지 않았지만, 섬모가 병원성 세균의 경하나는 그 자체의 경계막이고 다른 하나는 주위에 증식한 모세포의 막이다. 이단계에서의 포자 형성 과정은 비가역적이므로 세포는 스스로 포자 형성을 하게 된다. 광학현미경하에서 전포자는 과립성 봉입체를 함유하지 않으며 어두운 상태의 비굴절성 부분으로 관찰된다.전포자가 모세포로 둘러싸이고 그 주위에 새로운 구조체가 급속히 합성되어 침적된다. 그 후 최초로 나타나는 것은 피층(cortex)으로 이것은 내외 양막간에 발달한다. 그리고 전자밀도가 보다 높은 층인 포자각(spore coat) 의 형성이 피층을 에워싼 막의 바깥쪽에서 시작된다. 포자각이 합성되면 숙성중의 포자는 굴절성을 나타내기 시작하지만 아직 내열성은 없다. 내열성은 두 가지의 주요한 화학적 변화 직후에 나타난다. 그 변화는 포자형성중인 세포에 의해 다량의 칼슘이온이 흡수되고 영양세포에는 존재하지 않는 화합물인 dipicolinic acid가 다량 합성되는 것이다.dipicolinic acid은 아미노산인 리신 생합성경로에서 중간체인 디히드로디피콜린산으로부터 산화 반응에 의해생성된다.피층은 대부분 독특한 펩티도글리칸으로 구성되어 있는데 구조는 N-아세틸글루코사민-무람산 이합체의 삼반복으로 되어 있고 무람산의 락트산부분의 치환에서 차이가 있다. 즉 무라민산 락탐소단위에는 아미노산이 부가외어 있지 않고 알라닌소단위에는 하나의 L-아라닌잔기만 있으며 테트라펩티드 사슬사이에는 교차결합이 거이 없다. 포자건조중량의 30-60%를 차지하는 outer spore coat은 단백질로 구성되어 있고 전체 포자단백질의 약 80%를 차지한다. 포자각단백질은 시스테이과 소수성 아미노산의 함량이 많고 대부분의 단백질을 가용화 하는 각종 처리에 대해서도 저항성이 크다.포자형성이 완결되 후, 포자원형질체는 특히 다량의 Ca-디피콜린산을 함유하고 새로이 합성되는 특유한 화학구조를 갖는 외층으로 둘러싸여 있다. 외층은 포자건조중량의 대부분을 차지하고 있다. 모세포의 자가분해에 의해 방출될 때, 성숙포자는 고도로 탈수된 상태이며, 대사활의 경우에는 산소의 고갈에 의해서 초래될 수 있다. 일반적으로 미생물학자들은 건강한 미생물의 팽동과 특성을 연구하는 것을 목적으로 삼기 때문에 1가지 영양소를 제한딘 양으로 공급해 줌으로써 배지에 있는 미생물의 전체 증식을 체한해 주는 것이 현명하다. 화학종속영양체의 경우 주요탄소원은 보통 이러한 목적을 위해 선택된다.배지를 조제하기 위한 합리적인 출발점은 어떤 생물에게 모든 영양분을 무기물형태로 제공해 주는 무기물 기초배지(mineral base)를 만드는 것이다. 그 다음 이 배지는 필요에 따라 탄소원, 에너지원, 질소원 그리고 특정 증식인자 등으로 보완될 수 있다.물론 이러한 보완은 생육하고자 하는 특정생물체의 영양특성에 따라 변화시킬수 있다. 화학적으로 알려진 영양분만으로 구성된 배지를 합성배지(syntheic nedium)라 하며, 화학적 조성이 알려지지않은 구성성분이 포함되어 있는 배지를 복합배지(complex medium)라 한다.배지는 그 형상도 중요하지만, 목적하는 균이 필요로 하는 모든 영양분, 발육인자, 무기이온 등을 함유하고 적당한 삼투압, 수소이온농도, 산화환원전위를 표시하지 않으면 안된다. 배지에는 그 형상, 조성, 목적 등에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.(1) 배지의 형태에 따른 분류a. 액체배지(liquid media) : 각 성분을 증류수에 녹인 것 고형물질이 포함되지 않는 액체상태의 배지로써 세포의 외효소, 독소 등을 특별히 분리하고자 할 때나 당분해 실험 등을 하기 위한 배지이다.b. 반고체 배지(semi-solid media) : 고형물질로 한천(agar)이 0.3-0.5% 포함된 배지로 반유동 상태의 배지를 말한다. 형태는 고층상태의 배지가 된다.c. 고체배지(solid medium) : 고형물질로는 가장 일반적으로 사용되는 것은 한천(1.5%)이 사용되고 기타 혈청, 계란, gelatin, potato 등이 사용된다.- 평판배지 (plate) : 일반적으로 직경이 9cm 되는 petridish에 멸균된 배지 20-2다.

자연과학| 2005.05.13| 12페이지| 1,000원| 조회(2,776)

미생물시험, 배지만들기, 고세균, 내생포자, 살균, 멸균, 소독

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현대사회와 스포츠 시험문제 평가B괜찮아요

1. 현대사회에서 사회현상으로 스포츠가 미치는 영향을 아래와 같은 관련된 요인으로 구분하여 기술.1)스포츠의 편재성과 침투성현대사회에서 스포츠는 우리의 일상생활 속에 깊숙이 침투해 있기 때문에 우리는 그것이 우리의 삶에 어떠한 의미를 갖고 있는 가에 대해서 거의 의문을 제기하지 않는다.현대인은 스포츠의 홍수 속에 살고 있다. 대부분의 일간 신문은 본란과 경제란 이외에 스포츠란을 특별히 배정하여 구성하고 있다. 또한 텔레비전에서는 뉴스 시간대에 스포츠 뉴스를 따로 편성하여 아침과 저녁의 황금시간대에 이를 방영하고 있다. 최근 들어 스포츠를 통해 부를 창출할 수 있다는 사실을 인식하게 된 기업체를 중심으로 하여 스포츠 마케팅이나 혹은 스포츠 산업과 같은 용어를 쉽게 접할 수 있게 되었다. 이러한 예를 통해 우리는 스포츠가 현대인의 삶 속에 얼마나 은밀히 그리고 널리 펴져 있는 가를 알 수 있다. 즉 현대사회에서 스포츠는 우리가 원하든 원치 않던 간에 우리의 일상생활 속에 깊숙이 침투해 있다고 할 수 있다.2)사회제도와 스포츠스포츠를 사회제도로 간주할 때 스포츠 질서라는 용어를 적용할 수 있다. 스포츠 질서는 스포츠 상황에서 인간의 행동을 조직하고 촉진하며 규정하는 사회의 모든 조직으로 구성되어있다. 제도는 두 가지 방법 가운데 한 가지로 발전한다. 첫째는 점진성으로서 사회적 상호작용의 일상적 과정에서 자연적으로 나타나며, 둘째는 제정성으로서 의도적이고 합의하여 형성된 것이다.스포츠는 정치, 경제, 대중매체, 교육, 가족 등과 같은 사회제도와 밀접한 상호관계를 유지(1) 정치 - 스포츠는 1936년 베를린 올림픽 경기나 미국의 1980년 모스크바 올림픽 불참사태 등과 같이 정치도구로서 사용되고 있다.(2) 경제 - 프로스포츠가 활성화되면서 스포츠와 관련된 산업이 다양화되고 있으며, 이를 통해 막대한 수익을 올리는 개인이나 팀이 등장하고 있다. ex) 마이클 조던. 박찬호 선수(3) 대중매체 -스포츠 주간지 Sports Illustrated', 스포츠 전문 유선방송국 것으로 전망된다.고기술의 사회 vs 고감성의 사회, 기교스포츠 vs 자연스포츠가 대립하면서 동등하게 발전할 것이라 예견한 바 있으며, 후기산업사회에서는 여가와 스포츠가 제 5차 산업의 주요 영역으로 등장할 것이다.2. 현대스포츠의 속성 아래 5가지로 설명1) 구조화된 신체활동스포츠의 가장 비공식적인 형태까지도 규칙에 의해 운영되고 시간과 공간의 제약을 받는다. 더욱이 거의 모든 스포츠는 경기시간을 결정하거나 경기의 지연을 방지하기 위해서 타이브레이크 제도나 서든데스 제도등을 포함하여 정해진 규정에 따르고 있다. 가장 공식적인 스포츠 형태는 고도로 구조화되어 있다. 대부분의 대학 스포츠 팀과 프로 스포츠 구단은 공식구조를 갖춘 거대한 복합 조직체라는 것이 그 예이다.2) 목표지향적인 신체활동거의 모든 스포츠 상황은 여러 가지 형태의 경쟁과 자기 시험의 무대를 제공한다. 모든 스포츠 형태는 성취 지향적이며, 목표 지향적인 행동을 포함하고 있다.3) 경쟁적인 신체활동목표와 우수성의 기준과 같이 경쟁은 스포츠에서 많은 형태를 취할 수 있다. 스포츠 장면에서 경쟁은 세가지 형태 중 어느 하나에 속한다.(1)직접 경쟁 - 개인 대 개인, 혹은 팀 대 팀간에 이루어지는 경쟁 ex) 태권도,유도,권투,테니스,탁구,배드민턴(2)수평적 경쟁 - 각기 구분된 지역에서 서로 간접적으로 이루어지는 경쟁 ex)볼링. 트랙경기, 골프. 수영(3)기준에 대한 경쟁 - 개인이나 팀이 이상적인 기준을 극복하고자 설정한 경쟁 ex) 양궁, 다이빙, 체조, 피겨스케이팅, 사격4) 시합위주의 신체활동대부분의 스포츠 형태는 개인 위주의 경기와 팀 위주의 경기중 어느 하나에 속한다. Weiss는 운동경기와 관련하여 시합은 저절로 일어나건 혹은 게임 중에 일어나건 일반적으로 속도. 지구력. 강도, 정확도. 협동 등과 같은 다섯가지 분야에서 그들의 상대적인 우수성을 보이려는 개인의 수행도에 대한 경쟁이라고 할 수 있다. 라고 설명했다.ex) 100m경주-스피드, 마라톤-지구력, 역도경기-힘, 양궁과 사적 기술, 전략,확률 등이 하나 혹은 복합적으로 작용하여 결장되는 놀이성향을 가진 경쟁적인 형태(3)스포츠 - 신체적 능력을 표출하는 제도화된 게임그러나 프로선수들에게 있어서 운동은 영리를 추구하기 위한 하나의 수단으로서 이들의 스포츠 활동은 노동이라는 관점에서 이해할 수 있다. 운동경기는 직업의 하위영역으로, 그리고 직업은 노동의 하위영역으로 간주될 수 있다. 그러므로 우리의 일상생활 속에서 놀이는 어느 정도 노동 속에 침투해 있으며, 또한 노동의 요소가 놀이의 형태 속에서 발견되고 있다.3.현대스포츠의 성격을 4가지 단계로 구분하여 설명1) 게임현상으로서의 스포츠스포츠는 실제적인 게임현상이나 시합으로 간주된다. 이러한 게임현상으로의 스포츠에 내재되어 있는 기본적인 속성에는 놀이성, 경쟁, 결과속성. 그리고 신체적 능력 등이 포함된다. 놀이는 자발적인 활동이며 공간적 또한 시간적으로 현실과는 분리된 장소에서 행하여진다. 모든 형태의 게임은 공식적 혹은 비공식적으로 합의된 규칙이 있고, 허구성이 있어 경기자는 모든 것이 동등하다는 전제하에서 행동된다.스포츠는 서로 우열을 가리기 위한 투쟁이므로 여러 경쟁의 형태를 띤다. 또 결과속성에 따라 신체기능적 게임, 전술적 게임. 확률적 게임등으로 구분할 수 있다.스포츠와 게임을 구분짓는 가장 중요한 속성 중 하나는 신체적 능력이다. 근력이나 스피드, 교치성, 지구력 등과 같은 고도의 신체적 기술이 스포츠에는 요구되나 게임에서는 이정도의 기술은 요구하지 않는다.2) 제도화된 게임으로서의 스포츠제도화된 게임으로서의 스포츠란 오랜기간동안 시행되어온 게임의 전통이 조직화된 형태로 나타난 것을 의미한다. 조직적인 측면에서 팀의 역할분화 정도가 매우 크며, 스포츠 팀을 후원하기 위한 사회조직과 관련기구가 존재한다. 기술적인 측면은 스포츠가 높은 신체적 기술과 많은 지식을 요구하며, 보다 많은 장비를 필요로 한다는 것이다. 내재적 기술은 어떤 경기를 수행하기 위해 요구되는 신체적 기술, 지식, 장비등을 말하고 외재적 기술은 장비,은 동네야구팀과 같이 비공식적이며, 반면 전문적 수준의 조직은 공식적으로 행정 지도자의 자리를 정하고 그들에게 구성원을 할당한다. 프로 스포츠 구단은 관리적 수준의 조직이며, 법인적 수준의 조직은 관료주의로 특징지어진다. 프로스포츠연맹(PGA,WBA,IFA)등이 이에 해당된다.4) 사회적 참여 형태로서의 스포츠현대인은 여러 가지 방식으로 스포츠에 참여하고 있으며 참여 정도에 있어서 개인마다 차이가 난다. 우선 참여 형태로 생산,소비와 관련되는 행동적 참여. 스포츠와 관련된 지식 및 정보를 수용하는 인지적 스포츠 참여, 감정의 변화를 경험하는 정의적 스포츠 참여가 있다. 스포츠 참여의 정도는 빈도와 기간, 강도에 따라 다르며 참여유형도 정기적, 순환적, 일탈적 참여. 그리고 포기 혹은 비참여가 있다. 비참여는 운동 혐오증이 있거나 탈사회화된 사람들이다.4. 스포츠에서의 단계별 사회화 과정을 설명하세요.스포츠 사회화의 크게 스포츠에로의 사회화와 스포츠를 통한 사회화 탈사회화 3가지로 구분할 수 있다.1) 스포츠로의 사회화 - 스포츠에 참여하는 그 자체를 말한다. 스포츠는 사회구성원 모두가 일차적으로 스포츠에의 참여가 전제되어야 한다. 즉 사회내의 개인은 수많은 사회화의 자극들 가운데서 개인의 특성이나 시대의 변화에 따라 선별적인 경험을 하게 된다는 것이다. 개인에게 가장 큰 영향력을 끼치는 개체를 중요타자 또는 준거집단이라고 하는데 이들의 태도, 가치관, 행동은 개인의 태도, 가치관 행동의 형성에 결정적인 영향을 끼친다.2) 스포츠를 통한 사회화 - 하나의 사회체계인 스포츠 장면에서 학습된 기능, 특성, 가치, 태도, 지식 및 성향 등이 다른 사회 현상으로 전이 또는 일반화되는 과정이라고 할 수 있다.스포츠를 통한 사회화는 스포츠에로의 사회화를 전제로 하여 제기되는 2차적인 사회화 과정으로서 각 개인은 스포츠 참가를 통하여 스포츠가 내포하고 있는 특정 가치, 태도, 규범 및 행동을 학습하게 됨으로써 그 결과 개인의 인성과 태도 및 가치관에 변화를 일으키는 것을 뜻통한 사회화의 긍적적 영향과 부정적 영향에 대하여 설명하시오.1) 긍정적 영향조직화된 놀이체계로서의 스포츠 또한 고도 산업사회의 형성과 밀접한 관계를 유지해 가면서 현대 사회의 대안적, 궁극적 가치를 수용하고 내면화시키는 중요한 사회체계의 일부로 대두하게 되었다. 이는 사회화 차원에서 볼 때 스포츠가 사회적 상황, 신념, 규범, 가치, 태도, 심미감, 인지적 경험 등을 내면화시킴으로써 전체 사회의 지배적 가치를 전달하는 사회제도임을 드러내주는 것이다.사회제도로서의 현대 스포츠는 그 구조와 본질에 있어서 일반 사회와 동일한 체계를 이루고 있으며, 정치, 경제, 종교, 대중매체 등과 같은 사회제도와의 관련성이 점차 높아지면서 스포츠 활동 자체 뿐 아니라 사회 전반에 걸쳐 그 영향력을 발휘하고 있다. 따라서 현대 사회에서 스포츠는 특정 사회 내의 확신적 가치를 표현하는 수단을 제공해 줌으로써 사회 구성원으로 하여금 일반 사회제도의 기능을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 도움을 주고 있으며, 나아가 현대 사회의 급속한 사회변동에 능동적으로 대처할 수 있는 사회적 경험과 훈련의 기회를 제공해 주고 있다고 할 수 있다.2) 부정적 영향스포츠 참여가 어린 시절이나 청소년기에 성공적 혹은 완전한 사회화에 필수적이라는 주장을 지지하는 경험적 연구는 그렇게 많지 않다. 이러한 연구는 성격상 상호관련성을 갖고 있으며, 종단적 이기보다는 횡단적이며, 원인과 결과간의 관계를 설명할 수 없는 경우가 대부분이다.많은 연구에서는 여러 스포츠 집단에 소속되어 있는 개인간의 인성이나 성격의 차이점을 발견하지 못했다. 최근의 경험적인 연구도 스포츠를 통한 사회화 가설에 대한 특정한 결과에 대한 증거를 제시하지 못하고 있다. 또한 전통적으로 스포츠 참여가 성격형성, 도덕성 개발, 경쟁적 혹은 협동적 성향의 훌륭한 시민정신, 유용한 인격형성 등과 같은 특정한 결과를 가져온다는 것을 입증할 만한 증거는 별로 없다. 스포츠에서 배운 것이 직업생활과 같은 다른 제도권 속에 직접적으로 전이된다는 주장도 경험 있다.

예체능| 2005.05.12| 5페이지| 1,000원| 조회(3,223)

현대스포츠, 스포츠사회화, 현대사회와스포츠문제, 운동선수이탈

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[분자생물학] Biochip의 원리와 동향

서론바이오칩은 생물에서 유래된 효소, 단백질, 항체, DNA, 미생물, 동식물 세포 및 기관, 그리고 신경세포 등과 같은 생체 유기물과 반도체 같은 무기물을 조합하여 기존의 반도체칩 형태로 난든 혼성 소자(hybrid device)이며, 사용용도나 응용분야에 따라 정의가 달라질 수 있다. 기본적으로 생체 분자의 고유한 기능을 이용하고 생체의 기능을 모방한 인위적인 소자이며 보건의료, 환경, 정밀화학, 식품 및 생물공정, 정보/전자 등 다양한 분야로의 응용이 가능하다.바이오칩은 21세기 인간 Genome 해석, 유전자 치료기술에 연구 기반을 제공하고, 신약 탐색과 관련된 제약산업의 확대와 함께 바이오칩 기술을 이용한 대량 검색 분야 및 바이오 센서를 포함한 질병 진단 기술 분야 등에 걸쳐 새로운 기술의 발전에 크게 기여할 것이다. 이중 단백질 칩에 대한 연구는 아직 태동기의 시장으로 주변 환경 조건에 따른 생체 분자의 비활성화 등 해결해야 할 기술적 과제가 남아있고, 분자생물학, 생물공학, 전자공학 등 보다 총체적이고 다양한 기술의 접목에 의한 기초 연구가 절실히 요구되고 있는 상황이다. 단백질 칩에 관한 기술 전망에서 단백질 칩의 기술 성장률을 DNA chip 보다 높이 평가하고 있는데, 이러한 평가는 단백질 연구가 중요시되는 proteomics 시대라는 측면도 있다. 단백질은 생명현상을 표현하는 최종 매개체로 유전자가 가진 정보보다 많은 양의 정보를 표현할 수 있고, 대부분의 질병이 유전자 수준이 아닌 단백질 수준에서 유발되기 때문에 인간 유전자의 구조가 빠른 속도로 밝혀지면서 단백질의 기능분석을 위하여 단백질 관련 기술에 대해 점차 대규모화, 고효율화가 요구되고 있다. 단백질간의 상호작용, 기능연구 등 proteomics와 관련한 연구에 마이크로어레이칩인 단백질칩이 핵심을 차지하고 있다.본 발표에서는 바이오칩중 단백질 칩의 원리 및 기술, 응용분야, 최근 동향 등에 대하여 알아보고, 앞으로 생장 가능성이 큰 바이오칩 시장의 규모와 수요등을 알아보도록 하겠다: 수천 혹은 수만개 이상의 DNA나 단백질 같은 생물 분자를 spot 크기가 200㎛이하로 일정 간격을 두고 배열시켜 부착해서 만듦. DNA칩, 단백질칩, 세포칩, glycochip등2 Lab-on-a chip : MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)을 이용하여 칩 위에 미세유체 채널을 만들어, 생물 및 화학 시료를 가지고 시료의 분리 및 정제, 혼합, 반응, 세척, 검출 등 다양한 작업을 하나의 칩위에 할 수 있게 만든 것.(3) DNA칩과 단백질 칩의 특성 비교Table1 DNA chip과 protein chip의 특성 비교{DNA chipProtein chip구 조일정, 안정단백질마다 다름기능상태denature되어도 무관3차구조 중요저 장건조상태도 무관습도유지 필수활성예측sequence에 따라 결정예측힘듬(sequence, homology, 3차구조 등 인자 많음)증 폭PCR 기술 정립정립된 기술 없음작 용 점일반적으로 한 유전자 당 한군데일반적으로 다수단백질칩은 마이크로어레이칩이라는 관점에서는 DNA칩과 비슷하지만, 단백질이 가지는 물리화학적 특성 때문에 DNA 칩과는 여러 다른 특성들을 가지고 있다. 단백질의 경우, 조건에 따라 변성(denaturation), 불활성(inactivation), 혹은 분해(degradation) 등이 야기될 수 있어, 이러한 문제점들을 극복하기 위한 연구가 개발되고 있다.2. 단백질 칩의 원리 및 기술(1) 원리 : 단백질 칩은 특정 단백질과 반응할 수 있는 수십에서 수백 종류 이상의 서로 다른 단백질이나 리간드 등을 고체(금속, 유리, 플라스틱 등) 표면에 마이크로 어레이화 시킨 후, 이들과 특이적으로 상호 작용하는 생체분자들의 존재, 기능 및 역할들을 다양한 분석방법을 이용하여 대량으로 신속하게 분석하는 장치를 의미개발 초기에는 DNA칩에 주로 사용한 plate-glass slide 타입으로 개발현재는 3D gel pad 타입의 chip 타입이나, microwell 타입의 chip cteriophage display, bacterial surface display, ribosome display 등을 이용하여 선별 single-chin antibody의 site-directed mutagenesis 및 in vitro translation 방법 등을 이용하여 맞춤항체를 생산{Fig 1. Bacteriophage display를 이용한 인지부위 선별과정b. 단백질의 분리 정제 및 농축기술단백질의 특성을 이용한 분리, 정제 기술, 단백질의 특정 아미노산에 tagging molecule(예를 들어, biotin, streptavidin, radiolabelled acylation 등)을 달아 한 스텝에 농축 및 측정을 동시에 가능하게 하는 기술 등이 개발c. 단백질 array 기술DNA 칩 제조시와 유사한 자동화된 microarrayer를 사용.Table2 단백질 microarray의 형태별 특징{grass slidegel pad slideMicrowallarray 및 분석기존 장비 사용가능기존 장비 사용가능기존 장비 사용가능(보정필요)증발정도심함심하지 않음심하지 않음가능한 반응다단계 반응 못함용액에서반응가능(긴 세척시간 필요)용액에서 반응가능, 다단계 반응 용이제작비용저렴고비용저렴cross-contamination가능없음없음d. 단백질 고정화 기술단백질 고정화 분야의 핵심 기술최적농도로 단백질을 고체 기질에 고정화 하는 기술.다양한 고체 기질의 특성에 따른 최적 고정화 조건 수립.미세 패턴 상의 특정부위에 선택적으로 고정화 하는 기술공정을 자동화 또는 대량화 하는 기술로 분류화학적 흡착, matrix entrapment를 통한 고정화, micelle 또는 이중 인지질막 등의 구조물에 주입시키는 encapsulation 등이 있다.2분석기술단백질은 대개 환자의 조직, 혈액, 타액, 기타 생물학적 시료로부터 단백질을 얻기 때문에, 단백질의 양을 증폭시키기가 현재의 기술로는 불가능.a. MALDI-TOF와 SELDL-TOP방식의 MSMALDI-T 분석3. 단백질칩의 응용분야단백질칩은 단백질의 발현 및 기능연구, 단백질의 상호작용 연구 등의 proteomics 연구분야와, 신약후보물질 발굴, lead generation, 신약 효능검색등 신약개발 분야, 그리고, 질병의 진단 및 biomarker 발굴 등의 진단 분야와 같이 생명공학, 보건의료, 제약산업에서 광범위하게 이용될 수 있다.1 Proteomics 연구분야단백질칩은 단백질 상호작용을 분석하는데, 가장 적합한 방법 중의 하나로 proteomics 연구에 여러 관점에서 유용하게 사용될 것이다.2 진단 및 바이오센서 분야단백질칩은 암, ALDS, 그리고 인체 질병의 조기 진단이나 질병의 원인 규명에 효율적으로 활용될 전망이다. 질병의 특이 단백질의 존재 여부를 분석하ㅇ, 질병을 조기에 진단할 수 잇게 한다.3 신약 기술 개발 분야새로운 의약품이나 생리활성 물질의 성공적인 개발은 수많은 library중에서 특정 생체분자와 특이적으로 작용하는 후보물질을 대량으로 신속하게 탐색할 수 있는 HTS(High Throughput Screening) 시스템의 구축에 달려있다. 특정 단백질이나 리간드를 mivroarray한 단백질칩을 제작하고, 이와 특이적으로 반응하는 생체분자를 library로부터 일차적으로 선별하게 되면 새로운 의약품이나 생리활성 물질의 개발을 효율적으로 도출할 수 있게 된다.4. Protein chip의 연구 동향(1) 국외Table 3. Protein chip 관련 국외 업체 동향{업체명Homepage사업분야판매제품Ciphergenwww.chphergen.com단백질칩 systemproteinchipsystemsZyomyxwww.zyomyx.comproteomics biochip-CambridgeAntibodyTechnologywww.cambridge antibody.comAntibody-based therpeutic productsHumanmonoclonalantibodiesPhyloswww.phylos.comIntegrated drugdarkersProGExBiacorewww.biacore.comSPR array chip와 systemBiacore 3000(2) 국내단백질 칩 분야는 기술력을 지닌 여러 기업과 국가출연연구소, 대학연구실등을 중심으로 칩 및 관련 시제품 개발에 대한 노력이 활발하게 진행되고 있다. 또한 2001년 결성된 단백질칩 연구회를 중심으로 국내 연구 정보교류 및 관련 인프라가 활발하게 구축되고 있다.Table 4. Protein chip 관련 국내업체의 동향{업체명Homepage사업분야판매제품(주)디이아칩www.diachip. co.kr단백질칩, 진단시약 자동진단 시스템PCAS2003(주)파이크www.pike.co.kr프로테오믹스 제품 판매 및 포스트 지놈 관련 정보각종효소판매, 펩티드 정제 및 분석(주)제네티카www.paxgenetica.com질병진단기술개발, 진단용 항체 제작(주)디스진www.bmskorea.co.kr단백질칩을 이용한 질병진단(주)바이오씨에스www.biocs.commicroarray/functional genomics, 기능성물질 탐색(주)프로테오젠www.proteogenco.kr단백질칩, 마이크로 어레이CM-1000proLinker,protein chip(주)에스디www.standardia.com단백질칩 및 진단키트Hepatitis B virus HIV-1 kit 등(주)코스타월드www.kostarworld.co.kr단백질 probe 발불 및 단백질칩-(주)엠아이텍www.mitech.co.kr진단마커 및 치료용 표적단백질 탐색-(주)휴마시즈www.humasis.comMulti-immunu sensor정상임신 및 자궁외 임신 동시진단 kit(주)유진사이언스www.eugene21.com단백질칩 제작 및 식품용 probe 개발-(주)바이텍www.boditechco.kr진단시약, 항체제조 서비스PSA ELISAkitimmunochip(주)LG CIwww.lgcico.kr신약개발 및 진단시약HCD,HBV,말라리아 진단시약5. 바이오칩 시장의 규모 및 수요예측출

자연과학| 2005.04.04| 9페이지| 1,000원| 조회(1,350)

분자생물학, Proteomics, DNAchip, biochip, protein..

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[미생물학] 미생물 동정을 위한 생화학적 특성 검사법 평가A좋아요

생화학적 특성 검사법(Additional Biochemical Characteristics)서론세균의 동정을 위해서는 생리·생화학적 특성, 형태 및 배양적 특징을 조사해야 한다. 그런데, 형태적, 배양적 특성으로는 주로 속(genus)만을 동정(identification)할 수 있으며, 종(species)까지 최종적으로 규명하기 위해서는 생리·생화학적 조사가 필요하다. 따라서 여기서는 앞으로 미생물의 동정에 많이 쓰이는 생리·생화학적 조사법을 살펴보기로 한다.미지의 세균을 동정하기 위해서는 적절한 조사법을 선정해야 하고, 무엇보다도 배지에 접종할 때는 생장이 활발한 대수기의 세균을 사용하도록 하고, 배지 성분이 조사의 결과에 영향을 미칠 가능성이 있을 때에는 접종시 세균을 원심분리법 등으로 세척한 후, 생리식염수나 증류수 등에 현탁하여, 이를 접종원으로 사용하도록 한다. 또한 미지의 세균을 시험할 때는 결과를 쉽게 판정하기 위하여, 시행하고자 하는 시험법에 대하여 양성 및 음성 반정을 나타내는 것으로 알려진 세균을 대조구로 함께 시험하여 보는 것이 현명하다.1. Casein hydrolysis test단백질 가수분해능을 조사하는 방법의 하나재료: 탈지 우유 한천배지, 20% HCl에 10%로 녹인 HgCl2방법: 세균을 백금이로 도말하고 약 14일간 배양한 후 균체 주위에 투명환이 나타나는지 조사한다.*탈지우유에 함유된 락토오스가 발효되면서 생성된 산에 의해서 카제인 분해가 저 해될 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 탈지우유를 투석(dialysis)하여 배지에 첨가하 면 확실한 결과를 알 수 있다. 만일 탈지우유를 그냥 사용하였을 때는 HgCl2를 평 판에 가하여 투명환이 사라지면 카제인이 분해된 것이 아니다.Table 1. Composition of Casein hydrolysis test medium{Nutrient agarSkim milk11.5g50gD.W1000ml# Mixed equality of 10% skim milk and two times ccose 가 직쇄로 연결된 polymer)이고, 나머지 하나는 amylopectin(phosphate group에 의해서 가지가 달린 polymer)이다. 세균이 Starch를 hydrolysis 시키기 위해서는 amylase 가 필요하며, 이 amylase는 maltose, glucose, 그리고 dextrin을 만들어낸다.재료: Gram's iodine, Starch agar culture plate방법: Starch agar plate에 실험대상 세균을 접종하고 24∼48hr 동안 배양한 후, Gram's iodine을 소량 적하 하였을 시에, 투명환이 형성되면 양성이다.Table 2. Composition of Starch hydrolysis test medium{PeptoneYeast extractSoluble starchagar5g3g2g15gAdjust to pHD.W7.01000ml{Figure 1. Appearances of starch, casein. Starch is clear zone along left streak indicates starch hydrolysis. Casein is clear zone along left streak indicates casein hydrolysis.3. Urease hydrolysis testUrea 분해능이 있는 세균의 검정법으로, urea가 분해되어 생성되는 암모니아를 지시약으로 검출한다. Urease는 기질에 의하여 유도되는 효소가 아니며, 특히 이 방법은 urea를 아주 빨리 분해하는 Genus Proteus 의 동정법으로 중요하게 이용되는 방법이다.재료: Christensen urea 한천 또는 액체배지양성균(Proteus nulgaris)과 음성균(Escherichia coli)방법: 균을 접종하고, 37℃에서 3∼12시간 배양한 후 배지색의 변화를 관찰한다. 즉 urea가 분해되어 암모니아가 생성되면 노란색의 배지가 분홍색으로 변한다.Table 3. Composition of Urease W* 내용물을 놓고 pH를 맞춘 후 중탕하여 한천을 녹인 후 멸균하고 식힌 다음, 여과법(pore size 0.2㎛ syringe filter)으로 멸균한 20% urea를 최종 농도가 2%가 되게 가한다.4. Indole test아미노산 중 tryptophane 이용 여부를 검정하는 방법으로, tryptophanase의 작용으로 생성된 indole을 Kovac's solution으로 검출한다.재료: 펩톤수 배지(또는 1% 트립톤 액체배지), Kovac's solution방법: 펩톤수에 균을 접종하고 18시간 정도(때에 따라서는 2-5일) 배양한 후에, Kovac's solution을 5 drop 가하여 조심스럽게 흔든다.양성의 경우 분홍 또는 붉은 색으로 나타나며, 음성 반응은 변화가 없다.Table 4. Composition of Peptone solution{PeptoneSodium chloride10g5gAdjust to pHD.W7.21000mlKovac's solution: ρ-Dimethylaminobenzaldehyde 3gPentanol or butanol(amyl or butyl alcohol) 75mlHCl 25ml* Storage for brown bottle in refrigerator{Figure 2. Indole test & Urease test. Indole test that tube on left is positive(E. coli); tube on right is negative. Urease test is from left to right-uninoculated, positive(Proteus) and negative.5. Catalase testH2O2는 산소호흡에 의해 당이 분해될 때 생성되는 산화산물로, 환원형의 flavoprotein이 산소와 반응하여 생성되는 유독성 산물이다. 이와 같은 맹독성 H2O2를 물과 산소로 분해할 수 있는 catalase는 heam을 prosthetic group으로 가지고 있는 효소로서 c성의 경우 기포발생*과산화수소를 가한 후 바로 기포가 발생할 시에는 강한 양성 반응, 5분 후에 발생하면 약한 양성반응, 10분 후에 발생하거나 발생하니 아니하면 음성으로 판정한다.{Figure 3. Catalase test. Catalase test showing a positive reaction of Staphylococcus aureus(left) and negative reaction of streptocuccus pyogenes(right).6. Gelatin liquefaction test단백질 분해균을 조사하는 방법재료: Gelatin medium(0.4% 젤라틴이 포함된 영양한천 평판배지), 세균배양액방법: 0.4% 젤라틴이 든 영양한천 평판배지에 균을 도말하고, 검정균의 최적 생장온도에서 14일 정도 배양한 후, 평판에 HgCl2용액을 가하여 배지의 변화를 살펴보되 콜로니 주위에 투명환이 생기는 것이 양성균이다.Table 5. Composition of Nutrient gelatin medium{PeptoneBeef extractGelatin5g3g120gAdjust to pHD.W7.01000ml7. Methyl Red(MR) test포도당 발효 결과 생성된 산에 의하여 배지의 pH가 변화하는지 아니면 산의 생성이 일어나지 않거나, 생성되더라도 그 양이 적거나, 산이 안정된 상태로 유지되지 못하고 배지 자체의 완충능에 의해서 배지의 pH가 변화하지 않게 되는 지를 조사한다.재료: MRVP 액체 배지관, methyl red solution방법: MRVP 배지에 세균을 접종하고 30℃에서 5일간 또는 37℃에서 2일간 배양한다. Methyl red solutuion을 5-6 drop 가하며, 양성은 밝은 빨강색, 음성 반응은 노랑이나 오랜지색으로 나타남. 붉은 오랜지색의 경우 약한 양성Table 6. Composition of MRVP medium{Polypeptone( or buffered peptone)Dipotassium phosphate 도는 2,3-butanidiole 생성되는가를 검증하는 방법.재료: MRVP 배지관, 5% α-naphtol, 40% KOH solution방법: 비지에 균을 접종한 후 30℃에서 5일간 배양한 다음 Barritt method 방법에 의거해 서 5% α-naphtol과40% KOH solution을 3ml 씩 가한다.*양성의 경우 밝은 분홍색 또는 부식성의 붉은 색이 5min 이내에 나타남.{Figure 4. Durham tubes, mixed acid, and butanediol fermentation tests(MR &VP test). Durham tubes is from left to right: uninoculated, positive, and negative. Methyl red test that tube on left is positive(E. coli); tube on right is negative. Voges-Proskauer test that tube on left is positive(E. aerogenes); tube on right is negative.9. Nitrate reductase test세균에 의해서 일어나는 nitrate의 환원과정은 nitrate가 nitrite와 ammonia를 거쳐 아미노산 또는 질소질의 세포 구성물질로 합성되는 과정과, 혐기 조건하에서 nitrate를 oxygen 대신 terminal electron receptor로 이용하는 무기호흡의 두 가지로 나눌 수 있다.본 실험에서는 Potassium nitrate 배지에서 potassium nitrate를 환원하여 nitrite 또는 nitrogen gas로 생성하는 균의 능력을 검사한다.재료: Nitrate broth, Durham tube, detection solution(0.5% α-Naphthylamine과 0.8% sulfanilic acid를 동량 혼합)방법: Nitrate broth에 Durham tube를 넣고 실험대상 세균을 접종한 후, .

자연과학| 2005.05.08| 7페이지| 1,000원| 조회(4,349)

생화학테스트, 미생물동정, Oxidase test, catalase test, 생화학검사법

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[세포학] stem cell을 이용한 재생의학

Stem cell을 이용한 재생의학서론기본적으로 인체는 질병이나 외상에 의한 손상을 면역반응에 의하여 정상상태로 복구하려 하며 이는 신체의 기본 단위인 손상된 조직 세포를 정상 세포로 대체하려는 현상으로 볼 수 있다. 과거의 신체의 자동복구현상을 도와주거나 손상된 조직을 제거하여 남아있는 조직의 더 이상의 손상을 막는 약물이나 물리치료법은 현대에 들어 손상부위를 정상적인 조직이나 장기로 대체하거나 재생시키는 치료로 변모하고 있다. 그 대표적 예인 장기이식은 수요자에 비해 턱없이 모자라는 공급자로 인해 대기 기간이 길고 또한 이식 후 투여되는 면역억제제의 부작용으로 인한 문제점을 가지고 있다. 이에 반해 인공장기는 보다 간편하고 많은 사람들이 사용할 수 있다는 점에서 의학적으로나 경제적으로 그 가치를 인정받고 있다. 하지만 이러한 인공장기를 실체 생체에 적용시키는 데에 있어 생체적합성, 혈전현상, 기능저하 등의 문제점이 발견되고 있으며 그 대안으로 조직공학이라는 학문이 발전하고 있다. 즉 인체를 이루는 체세포를 인공적으로 조작하거나 크게는 장기까지 인공적으로 처리하여 생명 기능을 가진 인공 조직이 개발되고 있는 것이다. 이와 같이 질병이나 부상으로 손상된 조직 및 기관의 재생을 목표로 하는 재생 의료 의 연구가 전 세계적으로 급속히 진전되고 있다.우리나라에서는 재생의학 및 조직공학에 대한 도입은 외국의 어느 나라보다도 빠르다고 할 수 있다. 초창기에는 하버드의대의 바칸티 교수 실험실 출신의 의사들이 국내에 돌아와서 주도를 하였다. 또한 정부에서도 발빠른 반응을 보여 1996년에 보건복지부에서 처음 과제가 선정되었고, 1997년에는 과학기술부의 생명공학연구에, 1998년에는 보건복지부에서 중점연구단을 운영하고 있고, 그리고 1999년에는 학술진흥재단 및 한국과학재단에서 연구비를 조성하였다. 2000년도에는 산업기술부에서 차세대과제로 연구비를 조성하였고, 현재에는 많은 벤처사들을 공기반 및 부품소재 기술개발사업으로 지원하는 등 활발한 지원을 보이고 있다. 최근에는 식하는 방법 으로 나눌 수 있다. 전자는 잃어버린 조직의 세포를 세포의 기반이 되는 세포 빡 매트릭스나 생리 활성 물질등과 조합하여, 생체 내에 재생을 촉진 시키는 공간을 만들어 기능을 대행하는 새로운 기관이나 장기, 조직을 만드는 방법이다. 그 결과 절단된 신경을 재생시켜 손발을 자유로이 움직일 수 있는 기능을 회복시키거나, 부서진 뼈나 연골을 재생하여 재형성하는 등의 일이 가능해진다.후자는 피부나 혈관, 간, 망막, 신경 등을 몸 밖에서 배양하고, 생체에 다시 이식하는 방법이다. 이를테면 화상에 의하여 광범위하게 피부를 상실한 경우, 생체에 남아 있는 정상 피부세포를 배양 접시에서 증식시키면서 피부 조직을 배양하여 이것을 재이식하는 일 등이다. 그 기술은 피부에서는 거이 확립 되어 있고, 연골·요도·방광 등의 임상실험도 완성 단계에 있다. 또 심장판막·뼈와 같은 구조적 장기와 혈관·이자·간·신장·신경조직과 같은 기능적 장기를 중심으로 활발한 연구가 이루어지고 있어 갈수록 빠르게 발전할 것으로 보인다. 재생의학의 궁극적인 목표는 기계적·생물학적으로 신체 장기와 유사한 장기의 개발을 비롯해 소구경 인공혈관과 인공피부·인공기관·인공간 등을 개발하는 데 있다.인간복제는 장기이식의 가장 완벽한 해결책이 될 수는 있지만, 배아나 수정란을 이용해야 하기 때문에 이에 수반되는 생명의 존엄성 파괴 등 윤리적 비난을 면하기 어렵다. 반면 재생의학은 인간의 세포를 성장시킨 뒤 지지체 위에서 키우는 방법, 즉 생체조직과 장기를 체외에서 만드는 기술로 환자 자신의 조직에서 세포를 분리할 수 있고, 사람의 골수·피부·혈관에 존재하는 줄기세포를 이용할 수도 있어 인간복제에서 일어날 수 있는 윤리적·사회적 문제를 배제할 수 있다는 장점이 있다.3. 재생의학으로 만들어진 장기들의 예1) 인공 피부 (Artificial Skin)피부는 몸의 체표면을 덮고 있는 장기로서 체표면에 위치하여 수분손실과 외부물질의 투입을 막는 표피조직과 그 아래의 진피고 나뉘어진다. 표피에는 각질층, 색소세포,사람으로부터 췌장세포를 떼내 배양기에서 기른 인공췌장세포를 직접 복강 내에 주입하면 췌장세포는 몸 속을 돌며 체내 상황에 맞게 인슐린을 분비한다. 이때 체내의 면역반응에 의해 췌장 세포가 파괴되는 것을 막기 위해 보호막(고분자화합물 주머니)으로 세포를 감싼다. 이것은 아직 동물실험 단계에 있다. 또다른 형태로 '자극반응형' 약물전달 체계 (Drug Delivery system; DDS)를 들 수 있다. 몸이 약물을 필요로 할 때만 그 요구를 감지해 약물을 필요한 만큼만 방출하는 지능형 DDS를 말한다. 혈당량을 측정하는 센서와 캡슐형태의 고분자 물질로 포장된 인슐린을 체내에 이식하여 센서가 인슐린의 분비를 조절하도록 하는 형태이다. 그러나 수시로 변하는 혈중 포도당 농도를 제대로 감지해서 인슐린을 투여하기엔 무리였다. 그래서 현재는 생체 조직에서 분리한 랑게르한스 섬을 고분자막 주머니에 넣어 체내에 이식하는 부드러운 인공 장기에 개발의 초점이 맞추어지고 있다.ⅡStem Cell1. Stem cell이란?후생동물의 조직 분화 과정에서 볼수 있는 세포로, 모든 신체기관으로 전환할 수 있는 세포이다. 근육 뼈 뇌 피부 등 신체의 어떤 기관으로도 전환할 수 있는 만능세포(pluripotent cell)이다.줄기세포는 인체의 근간을 이루는 세포로서 착상전 또는 임신 7~10주사이의 후기배아로부터 만들 수 있는 배아줄기세포 (pluripotent stem cell 또는 embryonal stem cell)와 일반 성인의 몸에 제한적으로 존재하면서 각 장기나 조직의 증식과 분화에 관여하는 성체줄기세포 (tissue specific stem cell 또는 adult stem cell)로 구분된다. 21세기 생명과학의 화두로서 등장한 줄기세포 연구는 미래의학의 핵심분야로 각광받을 수 있는 세포대체요법 (cell replacement therapy)이나 생체친화적 인공장기 개발의 재료의 공급원으로 뿐만아니라 인체 발생과정의 경시적 관찰과 더불어 각종 질병이나 유전질환의 원인을 포) 내부 덩어리의 세포는 며칠 동안만 존재하였다가 그 뒤 몸의 다양한 조직으로 분화해 간다. 이 내부세포덩어리의 세포를 꺼내 어떤 특수한 방법으로 배양하면, 미분화 샅애를 유지한 채 세포 분열을 반복하여 증식하는 세포를 얻을 수 있다. 이것이 ES 세포이다.ES cells : Embryonic stem cells EG cells : Embryonic germ cells{이처럼 같은 종류의 세포를 계속하여 배양할 수 있도록 하는 것을 세포주를 수립한다 고 한다.ES 세포는 암화 등의 이상을 일으키는 일도 없이 정상 상태를 유지한 채 무한하게 증식을 계속 할 수 있다. 나아가 ES세포는 특정 분화 인자를 가함으로써 내부 세포덩어리와 마찬가지로 모든 종류의 조직 세포로 분화할 수 있다. 이것을 다능성이 있다(pluripotent) 고 한다. 이미 분화된 세포들은 병든 조직에 이식하면 곧바로 죽지만 배아 줄기세포를 이식하면 주변 환경에 따라 필요한 세포들로 분화되기 때문에 치료 역할을 할 수 있는 것이다. 98년 배아 줄기세포를 처음 분리한 미국 위스콘신대 제임스 톰슨 박사는 이론상 줄기세포를 하나의 장기로도 만들 수 있지만 원체 복잡한 작업이기 때문에 병든 기관을 건강한 세포로 땜질해 수리하는 것이 더 현실적 이라고 밝혔다.{4. 줄기세포의 의학적, 생물학적 의의줄기세포는 의학에서 유용하게 사용될 것으로 생각된다. 과학자들은 뇌질환에서 당뇨병, 심장병에 이르기까지 많은 질병을 치료하는데 줄기세포를 이용할 수 있을 것으로 크게기대를 걸고 있다. 줄기세포를 질병이 발생한 조직과 기관을 재생시키거나 아니면 대체할 수 있는 새로운 세포로 전환시키는 방법을 알아낼 수 있다는 것이다. 예를 들어 당뇨병을 치료하기 위해 인슐린 생산 세포를 만들어 내거나 척추부상으로 마비된 환자의 기능을 회복시킬 수 있는 신경세포를 길러내는 것이 가능하고, 이에는 배아 줄기세포가 가장 적합하다고 믿고있다. 기능이 다양하기 때문이다. 배아 줄기세포는 또 강한 성장력을 갖고 있다. 그러나 성숙 줄이식이 그 것이다. 적혈구 백혈구 혈소판 등 피톨을 만드는 성체 줄기세포인 조혈모세포를 이식해 백혈병 환자를 치료하는 방법은 1972년 미국 프레드허친슨 암센터의 도널 토마스 박사가 처음 성공했으며 그는 이 공로로 80년 노벨의학상을 받았다. 조혈모세포의 이식 과정을 알면 다른 줄기세포를 이용한 치료가 어떠한 방식으로 이뤄질지 윤곽을 알 수 있다. 조혈모세포가 미성숙한 채로 늘어나고 피톨을 만들지 못하는 혈액암인 백혈병 환자에게는 2주 정도 항암제 2, 3가지와 방사선을 투여해 암 세포의 씨를 말리면서 박테리아 바이러스 등을 죽이는 약물을 투여한 다음 정상인에게서 기증받은 골수를 백혈구 성장 촉진인자와 함께 혈관에 이식한다. 조혈모세포는 귀소 본능 이 있어 이틀 동안 혈관 속을 돌아다니다 뼛속에서 피톨을 만들기 가장 적합한 환경을 찾아 둥지를 튼다. 이후 2 4주가 지나야 피톨을 제대로 만들 수 있기 때문에 이 때까지는 수혈을 받아야 한다. 환자의 면역세포가 공여자의 피를 적 으로 인식해 공격하거나 공여자 피의 면역세포가 환자의 장기나 조직을 공격할 수 있기 때문에 형제에게서 골수를 기증받은 경우 평균 6개월, 가족이 아닌 제3자에게서 받은 경우 9 12개월 면역억제제를 복용해야 한다.조혈모세포를 이식받은 환자는 면역적으로 신생아의 상태가 되므로 예방접종을 처음부터 다시 받아야 한다. 환자가 혈액형이 다른 사람의 조혈모세포를 이식받은 경우 혈액형이 바뀐다. 한편 조혈모세포를 이식받는 과정에서 여성은 난소가 파괴돼 여성 호르몬이 제대로 분비되지 않으므로 조혈모세포 이식 후의 환자는 뼈엉성증(골다공증), 성기 미성숙 등을 예방하기 위해 호르몬제제를 투여받는다.Ⅲ Stem cell을 이용한 재생의학1. Stem cell의 배양과 계대일본에서는 2000년에 카노몰구스원숭이의 ES 세포주 수립에 성공하였다. ES세포의 구체적인 수립방법을 원숭이로 예를 들어 소개하면..난자를 체외 수정시켜 얻은 수정란을 배반포 시기까지 5~7일 동안 배양한다. 배반포의 바깥쪽에는 나중에다.

자연과학| 2005.05.08| 13페이지| 1,000원| 조회(1,158)

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