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[미생물학] O-157 대장균 평가A+최고예요

1. 대장균( E . Coli )이란 ?대장균 표면에 있는 단백질 O 항원의 여러 가지 혈청학적 타입 중 157번째로 발견된 것이라 하여 O-157이라고 한다. 전염성이 매우 강한 이 균이 일단 인체에 침입하면 복통·설사·혈변을 일으키고, 독소가 몸에 퍼져 적혈구를 파괴하며, 신장을 집중 공격하여 용혈성 요독증(尿毒症)을 일으킨다. 요독증이 생기면 2차적으로 신경계·호흡기계·순환계 등에 장애가 와 사망하게 된다.잠복기간이 4~5일 정도로 길어 식중독의 원인을 알아낼 수 없고 그 만큼 예방하기도 어렵다. 치사율은 1000명 당 6, 7명 정도로 낮은 편이나 전염성이 강해 짧은 시간에 번진다. 환자의 대변을 통해 배출된 균주가 주로 음식과 손을 통하여 입으로 전염된다.이 균은 생명주기(life cycle)가 짧아 생명공학에서 중요한 실험재료로 쓰이고 있다. 2001년 1월 미국 위스콘신대학교 연구팀과 일본 오사카대학[大阪大學] 연구팀이 각각 O-157의 유전자 지도를 해독하였는데, O-157의 게놈은 비병원성(非病原性) 대장균에 비하여 크기가 20% 가량 큰 것으로 나타났다.2. O-157균의 특성1) 열에 약함 (68℃이상에서 사멸, 특히 육류 조리시 75℃에서 3분이상 가열하되 가운데 부분까지 완전히 익혀야 됨)2) 저온에 강함(-20℃에서도 생존)3) 산에 강함( pH 4.5 사과쥬스에서도 생존)4) 잠복기간은 12-72시간임3. 질병의 특성전형적으로 가벼운 비출혈성 설사의 짧은 전구증상으로 시작하여 24시간 내에 출혈성 설사를 하며, 심한 복통과 경련을 동반한다. 많은 량의 출혈성 직장 분비물 때문에 환자들은 장경색, 염증성 장염, 장중첩, 메켈게실, 해부학적 위장 출혈같은 비전염성 원인으로 잘못 진단된다. 출혈성 결장염이 자주 나타나기 때문에 병원에 입원하는 율은 높다(50%이상).대부분의 발생 예가 산발 예에서 보고되고, 대부분의 발병 예에서 출혈성 설사를 갖지만, 이것은 더 심하게 앓은 환자나 집단발생환자는 O157:H7에 대한 분변배양을 더 많이 했다는 점에서 더 확실한 편견에 의한 것이다. 비출혈성 설사는 O157:H7뿐만 아니라 다른 혈청형에서도 불 수 있다는 것은 증명되었다. 비출혈성 설사환자는 덜 심하게 아프다.살모넬라, 쉬겔라 및 캄필로박터 같은 장내 병원균은 위장관에서 무증상으로 보균될 수 있고 O157:H7도 예외는 아니다. 설사를 하지 않는 사람은 드물게 분변배양을 하기 때문에, 그와 같은 무증상 보균자에 대한 기록은 없어. 무증상 보균자가 발생할 빈도는 모르며, 감염에서 중요도도 불확실하다.출혈성 요독증후군(HUS: hemolytic uremic syndrome)은 Coombs 음성 용혈성 빈혈, 혈소판감소증, 급성신부전으로 구성된다. 이것은 1955년에 처음으로 기술되었고, 대부분의 환자는 전에 설사질환을 가지고 있었다는 사례보고가 있었다. 다양한 종류의 세균과 독성물질이 HUS의 원인물질로 기록되어 있으며, HUS는 전염균과 독성물질의 과다로 인한 손상의 최종과정의 결과라고 추측된다. O157:H7 소수의 산발 예에서 HUS로 발전하였고, HUS환자에 대한 계획코호트연구와 기왕코호트연구에서 O157:H7이나 기타 SLTEC에 의한 감염빈도가 높다는 것을 시사하였다. 한 연구에서 발병 3일 내에 배양검사를 한 HUS환자 100%는 O157:H7이 분리되었다. 환자가 발병 후 7일 이후에 배양하면 검출율은 떨어진다. 이것은 이 혈청형 분리는 시간이 매우 중요하다는 것을 의미한다.4. 감염 경로1) 동물의 오염된 고기를 덜 익혀서 먹을 경우(생간, 육회, 덜 익힌 햄버거 고기)2) 동물의 분변에 오염된 야채를 덜 익혀서 먹을 경우3) 동물의 분변에 오염된 식수 섭취(수영하면서 마시는 경우등)4) 병원성 대장균 O-157 설사 환자를 비위생적으로 간호할 때5) 병원성 대장균 O-157에 오염된 음식을 통해서5. 예방 및 관리1) 과일, 야채는 깨끗한 물에 충분히 씻어 먹는다.2) 물은 끓여서 먹는다.(판매되는 생수 포함)3) 간, 천엽, 양, 골등 내장을 포함한 고기는 완전히 익혀서 먹어야 안전함(특히 어린이, 노약자)4) 조리 전 반드시 손을 깨끗이 씻고, 조리 중 생고기를 만진 후에는 다시 손을 씻은 후 다음 조리를 한다.

자연과학| 2003.11.13| 2페이지| 1,000원| 조회(731)

대장균, O157, O-157, 157

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[광자물리] 빛의성질 평가B괜찮아요

물리적으로 보면 빛은 다음과 같은 성질을 보인다: 정지질량이 없다; 진공 중에서 유한하고 일정한 속도(c)로 움직인다; 입자로서 상호작용하며 파동처럼 움직인다; 에너지 ε = hν (h: Planck 상수, ν : 빛의 진동수), 운동량 p = h/λ (λ : 빛의 파장), 및 E = pc의 관계식을 따른다; 다른 물리적 입자들과 마찬가지로 중력의 영향을 받는다; 전자기력을 전달한다; 등등. 그런데 이러한 빛은 무엇으로 만들어져 있을까. 이 질문에는 답이 없다. 실제로 빛은 현재 전자와 마찬가지로 수학적인 점으로 이해되고 있다. 그리고 빛은 파동성과 입자성을 모두 가지고 있다. 다만 보는 관점에 따라 그 기술(記述, description)이 전혀 달라진다. 여기서 빛을 논의할 때 가장 중심이 되는 파동성과 입자성에 대하여 자세하게 살펴보기로 하자.우선 파동성은 회절(diffraction)과 관계되는 성질이다. 가는 slit을 통과한 빛이 일정한 회절무늬를 만든다는 사실은 익히 알려져 있다. 반면에 입자성은 광전효과 (특정한 진동수보다 큰 진동수의 빛이 조사된 금속표면에서 전자가 튀어나오는 현상) 나 Compton 효과 (빛과 전자를 '충돌'시켰을 때 빛의 파장이 변하는 현상) 라고 불리는 현상과 관계되는 성질이며, 빛의 입자성의 내용은 진동수가 ν인 빛의 에너지가 항상 어떤 최소단위 ε(= hν)의 정수배로 나타난다는 것이다. 이는 마치 입자가 한 개, 두 개...로 존재하며 1/2개나 1/3개...는 존재하지 않는 것과 마찬가지이다. ε은 빛의 에너지의 단위로 사용될 수 있으며, ε의 에너지를 가진 빛을 편의상 하나의 입자로 생각하여 한 개의 '광자(photon)'라고 부른다. 이러한 입자성과 파동성의 문제는 보다 심원한 문제점을 던져준다. 입자는 에너지를 밀집된 상태로 전달한다. 반면에 파동의 에너지는 波面에 균일하게 퍼져있다. 만일 우리가 빛을 입자로 본다면 slit에서 생기는 회절무늬를 설명할 수 없게 된다. 다른 속성을 가진 두 가지의 물체는 정의 상 다른 것이다. 우리가 알기로 파동은 입자가 아니다. 입자 역시 파동이 아니다. 그렇다면 우리가 '빛'이라 부르는 실재는 어떤 하나의 물체가 아니라 두 가지 또는 그 이상의 물체가 모여있는 것일까. 아니면 우리들의 인식이 불완전한 것일까.입자설:1669년 뉴턴은 "빛은 광원에서 출발하여 공간을 빠르게 진행해 나가는 작은 입자의 흐름"이라고 주장빛의 직진, 반사, 굴절현상을 설명빛의 굴절현상:공기중으로 진행하던 빛 입자가 다른 매질(물)의 경계면에 도달시 인력을 받아속도가 빨라지기 때문에 일어나는 현상이라고 주장(공기보다 다른매질(물)을 진행시 빛의 속도가 증가함)1850년 푸코의 실험에 의해서 부정;물속에서의 광속도는 실제 공기에서 보다 느려짐파동설:호이겐스는 1678년 "빛은 에테르(ether)라는 가상적인 매질을 통해 파동의 형태로 전달된다"고 주장1801년 영의실험, 1816년 프레넬의 회절현상 실험을 통해 파동성이 증명됨1850년 푸코의 실험에 의해서 입자설이 배척되고 더욱 파동설이 강하게 대두됨 빛의 파동설과 입자설이 200여년의 논쟁 끝에 파동설로 인정됨전자기파설:1873년 맥스웰은 "전기장과 자기장이 주기적으로 변할 때 공간에 전자기파가 형성되고 이때 전자기파의 속도 c가 진공중에서 빛의 속도와 일치하며 빛도 이러한 전자기파의 일종이다."라는 전자기파설을 주장1888년 헤르츠는 전자기파를 발생시켜 빛과 같이 직진, 반사, 굴절, 회절, 편광현상을 보이고 광속으로 전파됨을 증명광양자설:1905년 아인슈타인은 광전효과를 설명하기 위해 "빛은 에너지 입자의 흐름"이라는 새로운 입자설을 주장1923년 컴프턴이 X선 산란 실험을 통하여 증명함빛의 입자성이 다시 대두됨빛의 이중성:현대에는 빛을 "전자기파 로서의 파동성과 광량자로서의 입자성을 동시에 지니고 있다."영의 실험 : 밝은 빛을 사용하여 짧은 시간의 노출로 얻어진 간섭무늬테일러는 빛이 입자성과 파동성을 모두 갖는다면 광자 하나 하나가 간섭을 일으켜 할 것이라고 가정하고 그림과 같은 장치를 이용하여 광자 하나에 의해서도 파동의 특징인 간섭현상이 일어난다는 것을 증명하였다.1광원에서 나오는 빛의 밝기(세기)를 아주 약하게 하여 1초에 단일슬릿을 통과하는 빛 에너지를 광자 하나의 에너지보다 작게하면 단일 슬릿을 광자 하나 하나가 통과한다고 볼 수 있다.2단일슬릿을 통과한 광자는 이중 슬릿의 어느 한쪽만을 통과하여 사진 건판에 도달한다.3건판에 도달된 광자에 의해 건판은 감광이 된다.4건판에 감광된 무늬는 영의 간섭 무늬와 완전히 같게 나타났다.(입자도 파동처럼 간섭을 한다.)광전 효과나 컴프턴 효과는 하나의 광자가 물질입자(전자)와 상호 작용할 때 나타나는 빛의 입자성이다.그러나 빛의 간섭이나 회절(파동성)은 수많은 광자에 의해서 나타나는 현상이라 할수 있다. 그러므로 간섭이나 회절에서는 많은 광자에 의한 현상을 관찰하기 때문에, 입자성을 가진 개개의 광자가 복합적으로 작용하여 빛이 파동성을 띈다고 생각할 수 있지만 불행히도 이러한 생각은 옳지 않다.즉, 아무리 약한 빛이라고 슬릿에 입사시켜 관찰하면(테일러실험) 간섭과 회절을 한다는 것을 알 수 있다. 이는 많은 광자가 복합적으로 작용하여 파동성을 나타내는 것이 아니고 개개의 광자가 파동성을 지니고 있음을 의미한다. 이처럼 빛이 회절이나 간섭을 하는 파동적인 성질을 가지고 있는 한편 원자나 전자와 같이 매우 작은 입자와 상호작용 할 때는 입자적인 성질을 가지고 있다.두 매질(1매질에서 2매질로 진행할 때)에서의 속도 차에 따라 경계면에서 경로가 꺾이는 현상.n1sinθ1 = n2sinθ2이 값을 만족하기 위해 굴절률은 일정한 값이므로 입사각이 변하면 굴절각도 따라서 변한다. 예를 들어 공기에서 물로 진행하는 경우 공기가 Ⅰ매질이고 절대굴절률은 1, 물은 Ⅱ매질이며 굴절률은 1.33이다. 따라서 입사각이 30도이면 이므로 x값은 22.1도가 된다.입사각이 점점 커질 때 아래 표와 같이 굴절각도 따라서 변화한다.나. 전반사(全反射)반사율이 100 %인 빛의 반사. 빛이 광학적으로 밀(密)한 매질(굴절률이 큰물질)에서 소(疎)한 매질(굴절률이 작은 물질)로 입사할 때, 입사각이 어느 특정 각도(임계각) 이상이면 그 경계면에서 빛이 전부 반사되어 버리고 굴절광선은 존재하지 않게 된다.{입사각30405060708090굴절각22.128.935.240.645.047.848.8이것이 전반사이며, 전반사가 일어날 수 있는 입사각의 최소값을 임계각이라 한다. 위의 표를 이용하여 물에서 공기로 나가는 경우를 생각하면 위에서 굴절각이 입사각이 되므로 물에서 48.8도가 되면 공기에서 굴절각이 90도가 됨을 알 수 있다. 입사각이 이보다 크면 빛이 모두 유리 내면에서 반사되어 버리고 공기 속으로는 나가지 않게 된다.전반사프리즘은 유리의 이러한 성질을 이용한 것이다. 또 의학부문에서 사용되는 화이버스코프도 전반사를 이용한 것으로 굴절률이 큰 유리섬유의 심(心)을 굴절률이 작은 유리층으로 덮고, 내면에 빛을 반사시켜 굴절률이 큰 유리섬유의 심을 따라 빛이 자유로이 휠 수 있게 되어 있다.

자연과학| 2002.06.09| 4페이지| 1,000원| 조회(1,075)

파동, 빛, 입자, 광자

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[매체경제학] 자원배분의 효율성

시장성과에서의 효율성자원배분의 효율성/ 효율성 (비용 대비 편익)서론.1. SO (종합유선방송, 중계유선방송) 사업자: SO (종합유선방송, 중계유선방송) 사업자의 효율성을 알아보기 위해서 먼저 종합유선방송의 손익 추세를 살펴 그 효율성을 알아보고 , 중계유선방송의 손익현황을 통해 경영상태를 알아보고 전체 SO의 효율성을 유추해 보았다.본론1) SO (종합유선방송, 중계유선방송) 사업자 경영 효율성 평가: 시장 성과 중에서도 자원배분의 효율성/ 효율성(비용 대비 편익) 의 부분은 결과적인 부분에 대한 내용이므로, 방송위원회와 방송진흥원에서 조사된 표와 자료의 많은 부분을 참고하여 살펴본다.a. 종합유선 방송 사업자 경영 효율성 평가 종합유선방송의 손익 추세단위 : 백만 원){연도수입매출액지출당기순이익누적결손금매출액성장률1차 SO199694,04485,668151,528-57,484-109,8591997175,343159,557223,723-48,380-158,24462.2%1998187,099177,243220,687-33,583-184,97210.5%1999240,998195,087220,43520,564-164,4109.6%2000286,279274,667278,8227,462-156,94834.2%2차 SO199842,77522,35742,948-1,616-1,616199951,68141,42061,450-3,402-5,01861.7%200099,51690,204112,569-13,057-22,65577.8%출처 : 한국방송진흥원(2001), 통계자료집: 종합유선방송국은 2000년에 매출액과 수입은 크게 증가하였음에도 불구하고 비용 지출은 더 큰 폭으로 증가하여 당기순이익은 전년에 비해서 오히려 감소하였다.( 참조) 1차 SO는 수입이 1999년의 2410억 원에서 2000년에는 2863억으로 453억 원이 증가하였지만, 지출액은 동기간에 584억 원이 증가하여 당기순이익이 감소하였다. 반면에 1999년에 비해서 2000년에 2차 SO의 수입도 크게 증가하였지만, 사업이 본격화됨에 따른 비용 지출의 증가로 적자폭이 크게 증가하였다.{) 한국방송진흥원, 국내 외 방송 영상 시장 종합연구 분석 , 2001.11, pp3181차 SO의 경우는 전체적으로는 경영상태가 어느 정도 안정되어 있다고 볼 수 있다. 그러나 2차 SO의 경우 1차 SO와는 달리 사업이 본격화됨에 따라 초기 투자액에 많은 비용 지출의 증가로 적자폭이 크게 증가하였다. 많은 비용 지출을 하고 있는 2차 SO는 매출액과 매출액 성장률이 크게 증가하고 있어서 장기적으로 봤을 때 1차 SO처럼 경영상태가 안정되어 갈 것으로 예상해 본다.b. 중계유선 방송 사업자 경영 효율성 평가 중계유선방송의 손익현황(단위 : 백만원){구분매출액영업비용총수익총비용당기순이익매출액대비순이익률1999년합계264,557-267,362227,42639,93615.1%평균344-348296522000년합계265,925239,851271,329245,94025,3899.5%평균*************6출처 : 방송위원회, 방송산업 실태조사 보고서 ,2001.주) 1999년 : 복수운영 및 법인사업 부문 등을 제외한 786개 업체 기준2000년 : 복수운영 및 케이블 흡수 등을 제외한 715개 업체 기준(종합유선방송의 중계유선사업 매출액은 포함하지 아니함)※1999년말 768개 업체중 115개업체(14.9%)에서 순손실 발생2000년말 715개 업체중 98개업체(13.7%)에서 순손실 발생: 중계유선방송사의 경영 현황은 개인 사업자들이 많아서 경영 상태가 투명하지 않고, 가입자 수치를 대해서 현실적으로 정확한 통계가 어렵기 때문에 정확하게 파악하기가 어렵다.2000년도 전체 중계유선방송사의 매출액의 경우 2659억 원으로 전년도인 1999년 2646억 원에 비해 매출총액이 거의 변동 없이 유지되었다. 당기순이익에 있어서는 총수익의 변화는 거의 없으나 총비용의 지출이 조금 증가함에 따라서 1999년에 399억 원이던 당기순이익이 2000년도에는 254억 원으로 145억 원이 감소하였다. ( 참조)이처럼 중계유선방송사는 매출액 대비 순 이익율이 1999년도에 15.1% , 2000년도에 9.5%로 수치적으로는 이익률이 낮아졌지만, 대체로 안정된 순이익을 나타내고 있으며, 재무의 모든 부분에서 큰 변화 없이 안정되고 효율적인 경영 상태를 보이고 있다고 할 수 있다. 전체 SO 재무규모{구분자산부채자본부채비율1997330,827231,25699,57169.6%1998497,992220,696277,29644.3%1999584,138220,304363,83437.7%2000768,678315,525453,15041.0%(단위 : 백만원)출처 : 2001년 방송산업 실태조사 보고서 p342 요약위 부분에서는 종합유선방송과 중계유선방송 사업자의 경영 효율성에 대해서 알아보았다. 이를 종합하여서 에 전체 SO의 재무규모에 대해서 요약해 보았다.이 표에서 알 수 있듯이, 1998년도에 2차 SO 사업자가 뛰어들면서, 전체적인 재무규모가 커짐을 알 수 있다. 그리고 부채는 2000년 들어서 조금 증가했지만, 자본의 규모는 4배 이상 증가함으로써 상대적으로 부채비율이 낮아졌음을 알 수 있다.이렇듯 전체 SO의 재무규모는 안정되었다고 할 수 있다.♠레포트를 준비하면서 SO들의 경영의 효율성에서 아쉬웠던점방송 광고 매출 현황{구 분광고 매출액광고매출 지역별 비중97년98년99년00년97년98년99년00년전체방송광고시장1,907,1181,265,5151,799,9472,520,126100%100%100%100%지상파 방송1,779,1361,162,7891,666,9412,317,88193.3%91.9%92.6%92.0%공영소계1,286,965847,1651,168,3661,581,20667.5%66.9%64.9%62.9%민영소개442,035291,485460,482670,53623.2%23.0%25.6%18.8%대구방송(TBC)22,75410,81516,76428,8301.2%0.9%0.9%1.1%특수소계50,13624,13538,09366,1392.6%1.9%2.1%2.6%기독교(CBS)27,52514,52723,00836,7281.4%1.1%1.3%1.5%종합유선방송7,2888,21814,32427,1660.4%0.6%0.8%1.1%방송채널사용사업120,69494,508118,682175,0796.3%7.5%6.6%6.9%(단위: 백만원)출처 : 2001년 방송산업 실태조사 보고서 p87위 표는 방송 광고의 매출 현황이다.지상파 공영 소계는 중앙 KBS MBC(지방 계열사 포함) EBS를 말하며, 민영 소계는 SBS를 비롯한 지역 방송을 의미한다.특수 소계는 기독교 방송과 불교방송, 평화방송, 극동방송, 원음방송이 있지만 일부만 발췌하였다.이 표로 의미하고자 하는 것은 종합유선방송의 광고비의 미비이다.지상파를 시청하는 15,764,840가구가 시청하고 있고, SO(종합유선방송 중계유선방송)는 9,952,791가구가 시청하고 있다.지상파를 시청하는 가구의 2/3 가량이 유선방송을 시청하고 있다 할 수 있다.즉 시청자의 수는 지상파의 2/3정도의 66%정도로 매우 많지만 위 표의 광고비를 보면 전체 지상파의 광고비는 2,520,126,000,000(92%)를 차지 하고있지만 종합유선방송의 경우 27,166,000,000(1.1%)에 그치고 있다. 비록 광고비가 시청율에 따라서 크게 좌우되지만, 100배나 적은 광고수익으로는 앞으로 SO의 효율적인 경영에 어려움을 줄 것이다.이는 지역 방송인 대구방송보다도 미비한 수준이다.SO사업자들이 경영에 있어 광고 수익에 대한 좀 더 체계적인 계획을 세워 광고 수익을 높혀야 경영 효율성 또한 높아질 수 있을 것이다.결론종합유선방송 사업은 경영 상태를 파악해 본 결과 1차 SO의 경우는 전체적으로는 경영상태가 어느 정도 안정되어 있다고 볼 수 있고, 2차 SO의 경우는 사업이 본격화함에 따라 비용은 많이 지출되고 있어 불안한 경영 상태를 보이고 있지만 장기적으로 볼 때(차후 가입자 확보 여부에 따라) 1차 SO와 마찬가지로 경영 상태가 안정될 것으로 예상된다.

사회과학| 2002.06.09| 5페이지| 1,000원| 조회(404)

광고, 방송, 경영, 매체

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[미생물] 비피도박테리아

Bifidobacterium1. Introduction1900년 Tissier에 의해 모유로 자라는 유아의 분변에서 분리되어진 Bifidobacterium은 당류를 발효하여 acetic acid와 lactic acid를 생산하여 장내 pH를 낮추어 유해 미생물을 억제하고 생성된 산은 ammonia와 amine을 이온형태로 전환시킴으로써 유해물질의 장내 흡수를 억제하는 bacteria이다. 호상 및 액상 요구르트와 정장제, 사료 첨가용으로 생산되는 Bifidobacterium에 대하여 알아보자.{2. History of classificationBifidobacterium은 1900년 Tissier가 Bacillus bifidus라고 하였으며 1924년 Orla-Jensen은 Lactobacteriaceae로 분류하고 Bifidobacterium bifidum이라 대체하였으나 1960년대까지도 Lactobacillus라고 쓰였다. 1957년 Dehnert가 L. bifidus를 Bifidobacterium bifidum이라고 명명한 후 현재까지 사용되고 있다. (Fig. 1)미생물 분류구조에서 Bifidobacterium속은 한동안 논쟁의 문제로 여러 해 동안 lactobacillus라 간주되었으나 actinomycetaceae family로 분류되었다.3. Characteristics of BifidobacteriumBifidobacterium은 Bergey's manual에 의하면 불규칙, 비포자형성, Gram양성, 완전혐기성, 그리고 gas를 생성하지 않으며 최적 성장온도는 36∼38℃, DNA의 G+C mol%는 57∼68mol%, 당으로부터 acetic acid : lactic acid를 3 : 2의 비율로 생산한다. Butylic acid, propionic acid, CO2는 생성하지 않는다. Fructose-6-phosphate shunt (Bifidus pathway) 에 의해 glucose가 분해되는 독특한 분해메커니즘을 가지고 있는데 그중에서, 이것은 각 species별로 대사할 수 있는 당의 종류가 다르다는 것에 착안한 것이다. 한가지 예로서 B. longum은 다른 bifidobacteria와는 다르게 특이적으로 Melezitose를 대사한다. (Fig. 3)1) MorphologyBifidobacterium은 간상형으로 cell wall의 조성이 일정하지 못하여 Y자, V자, 가지형, 곤봉, 아령 등의 다양한 형태를 보이며 영양상태, 배양상태, 항생제 존재 등에 의해 세포형태가 변한다. 예를 들어 B. bifidum은 β-methyl-N-acetyl-D-glucosamine이 부족한 배지에서 자란 것들이 주로 가지형으로 나타난다. 가지의 정도(각도)는 이 amino sugar의 결핍정도에 필적한다. amino sugar는 bacterial peptidoglycan의 산물을 요구하므로, 이것의 결핍이 bifid form을 초래한다. 또한 species별로도 약간의 모양차이를 보인다. (Fig. 4)Bifidobacterium의 cell wall의 조성은 크게 3가지 macromolecular components (peptidoglycan(murein), polysaccharide 그리고 lipoteichoic acid)로 구성이 되어 있다. Peptidoglycan은 N-acetylmuramic acid와 N-acetylglucosamine으로 되어있는데 이것이 oligopeptide chain으로 서로 연결이 되어 있다. 이러한 oligopeptide chain은 균마다 조금씩 차이를 보여서 texonomic characteristics중 하나로 여겨진다. Polysaccharide는 glucose와 galactose, 그리고 때때로 rhamnose로 구성이 된다. Lipoteichoic acid는 hydrophilic end에 galactose나 glucose polymer를 가지는 1.2-linked phosphoglycerol oligomer와 hydrophobic end에 glycer7이나 pH 5.5나 그 이하에서는 성장이 일어나지 않는다. 영양소 요구성이 까다로운 Bifidobacterium의 성장에 필요한 영양소는 다음과 같다.{Carbon sourcesugar, bicarbonateNitrogen sourcecysteine(cystine)Hassinen 등, 1951cysteine, alanine, isoleucine, lysine, arginine, glutamic acidMiyao, 1953cysteine, lysineMorohasi 등, 1961Vitaminspanthothenic acid, biotinHassinen 등, 1951panthotenic acid, biotin, riboflavin, purines, pyrimidinesGalluenberg와 carlberg, 1958panthotenic acid, riboflavin, nicotinic acid, ρ-aminobenzoic acidTamura, 1983MineralsFe, Mg, Mn또한 Sgorbati 등(1982)은 Bifidobacterium에서 extrachromosomal DNA인 plasmid를 분리해 내어서 각 species별로 profile을 작성하였다. 1500여종의 Bifidobacterium에서 단지 4종류(B. longum, B. globosum, B. asteroides and B. indicum)의 species에서만 약 20%의 plasmid의 분포를 확인하였다. 이러한 plasmid profile은 B. longum과 B. asteroides등에서는 여러형태를 보여주었으나, B. globosum과 B. indicum에서는 단 하나의 profile만을 보여주었다. 한편, 150여명의 한국인의 분변으로부터 분리한 200여개의 Bifidobacterium에서는 11개의 plasmid를 가진 균주가 발견되어서 Sgorbati의 결과보다 낮은 5%의 분포도를 보여주었고 세가지의 profile을 보여주었다. 그러나 Bifidobacterium의 아 인간에게 유익한 protein을 coding하는 유전자의 plasmid내 발현을 통해 실용화될 것이다.3) Glucose fermentation : The Bifidus pathway (Fructose-6-phosphate pathway){2 Glucose + 5 ADP + 5 Pi → 3 acetate + 2 lactate + 5 ATP (acetate : lactate = 3:2)4. Human gastrointestinal flora and Bifidobacterium보통 위장내의 미생물은 Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Propionibacterium, Bacteridaceae, Peptococcaceae, Streptococcus, Veillonellaceae, Neisseriaceae, Enterobacteriaceae, Clostridium, Bacillus 등이 있다. (Fig. 6){다양한 동물과 인간의 장내, 꿀벌 등에 분포하고 있는 Bifidobacterium은 숙주의 영양상태, 연령, 질병에 따라 분포가 변화한다. Bifidobacterium은 숙주의 연령이 증가할수록 감소하고 Gram음성 bacteria가 증가하기 때문에 장내 건강의 지표로 인정되고 있다. Bifidobacterium은 숙주특이성이 있어 유아 장내에서는 B. infantis, 성인 장내에서는 B. adolescentis, B. longum, 다른 포유동물 장내에서는 B. thermophilus, B. pseudolongum, B. animalis, B. suis, 벌에서는 B. asteroides, B. indicum, B. coryneforme이 많이 발견된다.5. Species of the genus Bifidobacterium·B. bifidum : "amphora-like" cell, 인간의 분변 (신생아, 성인)·B. longum : 길고 가는 모양, 일부분이 plasmid를 가짐, 인간의 분변 (신생아, 성인, 인간 신생아의 분변, 하수, 젖먹이 송아지·B. dentium : B. infantis와 비슷한 형태, 인간 성인의 치아·B. globosum : '90% air + 10% CO2' incubated, 돼지, 젖먹이 송아지, rat, 토끼, 양의 분변·B. pseudolongum : 성장 factor가 알려지지 않음, 닭, 소, rat, mice의 분변·B. cuniculi : 고도의 혐기성, lactose, raffinose발효를 못함, 토끼의 분변·B. choerinum : B. globosum과 비슷한 형태, 새끼돼지의 분변·B. animalis : 얇고 긴 형태, melezitose에 불활성, rat, 닭, 토끼, 송아지의 분변, 하수·B. thermophilum : pentose발효를 못함, 돼지, 새끼돼지, 닭의 분변, 소의 rimen, 하수·B. boum : melezitose, cellobiosem terhalose, mannose발효를 못함, 소의 rumen, 새끼돼지의 분변·B. magnum : 길고 얇은 불규칙한 윤곽선, 토끼의 분변·B. pullorum : 가지가 드물고 약간 굽은 모양, 닭의 분변·B. suis Matteuzzi : 성장 factor로 riboflavin이 필요, 새끼돼지의 분변·B. minimum : cell이 아주 작음 (0.3×1.3∼1.5㎛), 하수·B. subtile : 가늘고 길이가 2∼3㎛, 하수·B. coryneforme : 길이가 1∼1.5㎛로 짧음, 꿀벌 Asip mellifera subsp. mellifera의 장내·B. asteroides : 길이가 2∼2.5㎛, 꿀벌 Asip mellifera subsp. mellifera, ligustica, caucasica의 장내·B. indicum : 짧고 모난 배열, 꿀벌 A. cerana F와 A. dorsata F의 장내6. Nutritive and health value of dairy foods containing BifidobacteriumBi킨다.

자연과학| 2002.06.09| 7페이지| 1,000원| 조회(640)

박테리아, 미생물, 세균, 식품, 장

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[양자] 양자컴퓨터

< 양자 컴퓨터의 역사 >1950년대 이후, 트랜지스터를 이용한 논리소자의 크기와 소비전력은 지수적으로 감소해왔다. 이를 흔히 '무어의 법칙'이라고 말하는데, 이를 이용해 논리소자의 크기가 원자 하나의 수준으로 내려가는 시기를 예상하면 대략 2020년경이 된다. 얼마 남지 않았다. 그런데 원자 하나와 같이 매우 작은 논리소자를 구현하게 되면 전혀 새로운 현상들이 나타나게 된다. 매우 가는 두 도선이 인접해 있을 때 한쪽에 전자를 보내면 다른 쪽에서 검출되는 경우가 하나의 예에 속한다. 아주 곤란한 일이 아닌가. 원자 단위의 작은 세계에서는 우리가 사는 거대한 세계와는 매우 다른, 양자 역학이라는 물리법칙이 지배하기 때문인데 지금도 고집적 반도체를 만들 때 이러한 양자효과를 되도록 피하는 것이 중요한 문제에 해당한다. 만약 양자효과를 피할 수 없다면, 거꾸로 이를 이용하면 될 것이 아닌가. 이것이 현재 기술의 발전 측면에서 양자 컴퓨터를 연구하는 이유다.이런 기술적인 이유와 함께 학문적인 이유도 있다. 사실 인류의 모든 지식이 그렇듯이 양자 컴퓨터도 어느날 갑자기 튀어나온 개념이 아니다. 굳이 최초의 시작을 더듬자면 IBM 연구소에 있던 란다우(R. Landauer)의 연구를 시작의 한 갈래로 꼽을 수 있다. 당시에 그는 컴퓨터의 연산모델이 비가역적이라는 것에 관심을 갖고 있었다. 비가역적이라는 것은 거꾸로 되돌릴 수 없다는 말이다. 간단한 AND 연산을 생각해 보자. 두 개의 입력을 받아서 두 값이 모두 1이면 1을 출력하고 그렇지 않으면 0을 출력하는 연산으로, 이 연산의 출력값만 봐서는 입력값을 알 수가 없다. 출력이 1일 경우 입력은 모두 1임을 유추할 수 있지만 출력이 0이면 입력이 0과 1인지, 1과 0인지, 모두 0인지 알 수 없기 때문에 이를 비가역적이라고 부른다.란다우는 이것의 의미를 깊이 고찰해 비가역적 과정에서는 반드시 엔트로피가 증가하고, 그것은 열을 발생시킨다는 사실을 밝혀냈다. 물론 지금의 CPU에서 발생하는 열은 비가역적 연산과정에서 필연적으로 발생하기보다는 CPU를 이루는 내부 회로의 저항으로부터 발생한다. 하지만 이 저항으로부터 발생하는 열을 기술적으로 없앤다고 해도, 매우 고밀도로 집적된 비가역 회로에서는 필연적으로 열이 발생하고 이는 연산 한 번에 회로를 몽땅 태우는 결과를 초래할 수도 있다. 이러한 의문에 대해 IBM 연구소의 베넷(C. Bennett)이 논리적으로 가역적인 연산모델을 제시함으로써 해결책을 제시했다. 그런데 양자 역학의 지배를 받는 세계는 근본적으로 가역적인 성질을 갖는다. 따라서 베넷의 가역적인 연산모델을 구현하기 위한 좋은 방법으로 양자 역학 모델을 생각하게 된 것이다.또 다른 시작은 노벨상을 받은 미국의 물리학자 파인만(R. Feynman)에 의해서다. 그는 컴퓨터를 이용해 양자 역학적인 시스템을 시뮬레이션 하는 것이 매우 어렵다는 사실에 착안했다. 왜냐하면 양자 역학적인 시스템에서는 시뮬레이션 하려는 입자가 하나 증가할 때마다 필요한 변수의 개수가 몇 배로 증가하기 때문이다. 이에 대해서는 조금 후에 다룰 것이다. 따라서 입자가 100개 있는 양자 시스템을 시뮬레이션 하기 위해서는 변수가 대략 2100 = 1030개만큼 필요한데 이는 사실상 불가능한 일이다. 파인만은 이를 거꾸로 생각했다. 컴퓨터는 고전적인 시스템이며, 이것을 이용해 양자 시스템을 시뮬레이션 하는 것이 어려우면 양자 시스템을 이용해 다른 양자 시스템을 시뮬레이션 하면 될 것이라고 말이다. 발상의 전환을 시도한 것이다. 그런데 이것은 고전 시스템에 비해 양자 시스템은 정보를 다룰 수 있는 양이나 능력이 훨씬 방대하다는 것을 의미하며, 한 양자 시스템을 이용해 다른 양자 시스템을 시뮬레이션 한다는 것은 이미 양자 컴퓨터의 개념을 내포한다고 할 수 있다.이러한 일련의 과정을 거쳐 덧취(D. Deutsch)가 1980년대에 이르러 양자 컴퓨터라는 개념을 정립했고, 그 이후에 유용한 양자 알고리즘이 발표되면서 양자 컴퓨터는 1995년 이후에 활발히 연구되기 시작했다.< 미국에서 순간이동 실험 성공했다! >30년 전 텔레비전 프로그램을 시작으로 여러 편의 영화로도 만들어진〈스타 트랙 (StarTrek）〉은 과학적 상상력이 총동원된 공상과학영화의 백미로 꼽힌다. 10월 25일 미항공우주국（NASA）이 발사 한‘딥 스페이스 1호’의 이온추진 엔진 구상이 등장한 것도 스타 트랙이었다. 무엇보다 이 영화에서 가장 참신한 발상은 사람을 전기신호로 분해해 다른 곳으로 이동시키는 순간이동（teleportation）의 아이디어라고 할 수 있다.시간과 공간을 초월할 수 있는 궁극의 운송방식으로 꼽히는 순간이동 개념은 이후 영화〈플라이(Fly)〉에서 컴퓨터가 한쪽 캡슐에서 인간 을 분해하고 다른 캡슐에서 재조립한다는 것으로 구체화되기도 했다. 그렇다면 과연 인간과 물체의 순간이동은 가능한 것일까. MIT와 함께 미국 공학부문의 양대 산맥을 이루고 있는 캘리포니아공과대학（칼텍）의물리학자들은 최근호에서 처음으로 완전한 형태의 순간이동 실험에 성공했다고 밝혀 주목받고 있다. 연구 팀장인 칼텍의 제프 킴벨 교수는 하나의 빛줄기（beam）를 약 1ｍ 떨어진 곳으로 이동시켰다고 말했다. 물론 이들이 이동시킨 것은 물리적으로 원래의 빛줄기 자체는 아니고 그 속성（property）을 옮긴 것이다. 킴벨 교수는 “우리의 이번 실험은 최초의 진정한 순간이동”이라고 주장했다. 킴벨은 이같은 기술이 미래의 언젠가는 일상 생활에 실용화 될 것으로 전망하고 있다.이번 실험은 양자물리학（quantum physics）에 근거하고 있다. 양자 역학의 불가사의한 세계에서 실재, 또는 실존에 대한 기존 관념은 적용되지 않는다. 양자역학에선 대신속성（property）이란 표현을 쓰고 있다. 이번 실험에서도 과학자들은 두 개의 연루된 빛줄기를 이용해 제3의 빛줄기의 양자 상태를 전송했다. 애초의 두 개의 빛줄기는 전송과정에서 파괴되지만 3번째 빛줄기는 약 1m 떨어진 곳으로 그 속성이 옮겨지게 됐다는 게킴벨 교수의 설명이다.이같은 현상은 알베르트 아인슈타인이 규명한 광전효과（photelectric effect）에서 출발한다. 파동현상으로 간주되던 빛이 광자（photon）로 불리는 띄엄띄엄한 에너지 다발로 공간을 진행하며 물질과 상호작용 을 한다는 설명이 그것이다. 아인슈타인의 ‘멀리 떨어진 곳에서의 유령같은 행동’이라는 지적처럼 서로 떨어진 물체의 속성이 뒤엉키는 연루현상（entanglement）이 일어날 수 있다는 것이다. 멀리 떨어진 두 개의 입자는 때로 비록 완전한 복제는 아니지만 서로 닮은 것처럼 보이는 속성을 보인다. 예컨대 이같은 연루현상은 A를 간질이면 B가 웃는 것과 같은 것이라고 킴벨교수는 설명한다.킴벨 교수는 이번 실험이 빛줄기를 이용한 것이었지만 궁극적으로는 실제의 물체를 대상으로 할 수 있을 것이라고 전망한다. 성전환수술이 나 유전공학의 방법처럼 한 실체의양자상태는 다른 실체로 옮겨질 수 있는 가능성이 열렸으며 이번 실험은 그 방법을 알아낸 것이라고 그는 말한다.달리 말하면 한 물체의 개별적인 원자들은 옮겨지지 않지만 그 속성 을 다른 장소에 고스란히 복제해낼 수 있다는 것이다. 캠벨 교수는 다 음에는 빛줄기가 아닌 박테리아를 대상으로 순간이동 실험을 할 것이 라고 말한다. 물론 킴벨 교수도 스타트렉의 순간이동이가능한 것인지 에 대해서는 아무도 확답을 갖지 못한다. 설사 속성이 옮겨져 복제된다고 해도 그 속성이 과연 원래 물체를 완전히 대신하는 것인지는 숙제로 남아 있다.또하나의 과제는 사람이나 물체를 순간에 분해하고 조립할 수 있는 엄청난 정보처리능력이 요구된다는 점이다. 예컨대 인간을 순간이동 시킨다고 할 경우 신체를 구성하는10의 27승∼10의 28승에 이르는 원자 하나하나가 모두 분해되어 전기신호로 바뀐 다음목적지에서 다 시 신속하게 조립되어야 하기 때문이다.순간이동은 공상일 뿐이라고 주장하는 학자들은 빛의 진동 형태로 움직이는 거대한 정보를 처리하는 운반 장치는 불가능하다고 주장한다. 그러나 ‘양자 컴퓨터’가 나온다면 얘기는 달라진다는 게 킴벨의 말이다. 실리콘 컴퓨터와 비교할 수 없을 정도의 정보전송능력을 갖출 양자 컴퓨터의 실용화가 10년 이내의 일은 아니지만 100년 정도 앞을 내다보면불가능한 일은 아니라고 강조한다.< IBM, 새로운 정보 전송 방법 'Quantum mirage' 발견 >IBM 과학자들은 배선대신에 전자의 파동성을 이용하여 원자 규모에서 정보를 전송하는 방법을 발견하였다. “quantum mirage(양자 신기루)”이라고 불리는 이 현상은, 지금처럼 배선을 사용하지 않고 원자 규모의 IC에서 데이터 전송을 가능하게 할 수 있을지 모른다.이것은 고체(solid)를 통하여 정보를 전달하는 근본적으로 새로운 방법이다.이 방법은 한 원자에 대한 정보를 원자가 없는 다른 지점으로 투영하기 때문에 “신기루”라고 부른다.반도체 소자(solid-state devices)가 원자 크기를 향해 작아지면서, 전자들은 입자성보다는 파동성을 갖는다. 원자 규모에서의 전자의 양자역학은 칩 배선에 연결선을 사용하는 것을 어렵게 할 것이다.IBM 과학자들은 저온 STM(scanning tunneling microscope)을 사용하여 양자 신기루 기법을 개발하였다. 양자 신기루의 동작원리는 빛의 파동이 광학 렌즈와 거울에 의해 한 점에 모아지는 것과 비슷하다.이 방법이 실제 회로에 사용되기 위해서는 상당한 개선이 이루어져야 한다. STM을 사용한 방법은 현재 너무 느려서 비실용적이다. 실용화를 위하여는 양자 신기루 현상이 쉽고 빠르게 일어날 수 있어야 하고, 다른 부품과의 연결방법도 고안되어야 하며, 가용한 양자 상태로 변조시킬 빠르고 전력 효율적인 방법이 개발되어야 한다.IBM 과학자들은 길이 20 나노미터, 폭 10나노미터의 타원형 태를 만들고 시험하였다.

공학/기술| 2002.06.09| 4페이지| 1,000원| 조회(782)

컴퓨터, 역학, 양자

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