초등학교 어휘학습전략 사용양상과 학습자 변인에 따른 전략사용 차이점 연구

김한울 서강대학교 교육대학원 2018 국내석사

다차원, 고결정성 BaTiO3, NaNbO3 나노입자 수열합성 및 세라믹 유전체 응용 연구

김한울 한국항공대학교 일반대학원 2023 국내석사

차세대 MLCC에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 현재, MLCC 내부를 구성하는 유전체의 전장용 및 고성능 MLCC의 개발을 목표로써 수열합성을 통해 미립화 및 고성능 MLCC를 제작하며 정장용 MLCC 개발을 위해 BaTiO3-NaNbO3 물질을 도입하여 온도안정성을 증대시키는 것을 목표로 하였다. 재료의 미립화를 위해 수열합성을 도입하였으며, 이를 통해 균일하고 작은 BaTiO3, NaNbO3를 제작하였으며 수열합성에서의 온도, PH, 시간을 조절하여 원하는 형상의 sample을 제작하였다. 또한, MLCC 제품의 성능은 출발 물질인 세라믹 분말의 선택에 따라 각기 다른 성능을 보이므로 본 연구에서는 BaTiO3의 나노입자 합성, 형상 제어, 결정성 제어 세가지의 방식을 통해 각각의 BaTiO3-NaNbO3의 물질 합성을 통해 각각의 유전 특성 및 FE-SEM(Field emission Scanning Electron microscope), XRD(X-ray diffraction analyzer)를 측정하였다. 이를 통해 높은 유전특성을 보이면서 높은 온도 안정성을 보이는 BaTiO3-NaNbO3 물질을 개발하였다. 또한 각기 다른 방식으로 제작된 BaTiO3-NaNbO3의 유전 물성을 비교하여 각 sample의 사용처를 확인하였다. 차세대 MLCC에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 현재, MLCC 내부를 구성하는 유전체의 전장용 및 고성능 MLCC의 개발을 목표로써 수열합성을 통해 미립화 및 고성능 MLCC를 제작하며 정장용 MLCC 개발을 위해 BaTiO3-NaNbO3 물질을 도입하여 온도안정성을 증대시키는 것을 목표로 하였다. 재료의 미립화를 위해 수열합성을 도입하였으며, 이를 통해 균일하고 작은 BaTiO3, NaNbO3를 제작하였으며 수열합성에서의 온도, PH, 시간을 조절하여 원하는 형상의 sample을 제작하였다. 또한, MLCC 제품의 성능은 출발 물질인 세라믹 분말의 선택에 따라 각기 다른 성능을 보이므로 본 연구에서는 BaTiO3의 나노입자 합성, 형상 제어, 결정성 제어 세가지의 방식을 통해 각각의 BaTiO3-NaNbO3의 물질 합성을 통해 각각의 유전 특성 및 FE-SEM(Field emission Scanning Electron microscope), XRD(X-ray diffraction analyzer)를 측정하였다. 이를 통해 높은 유전특성을 보이면서 높은 온도 안정성을 보이는 BaTiO3-NaNbO3 물질을 개발하였다. 또한 각기 다른 방식으로 제작된 BaTiO3-NaNbO3의 유전 물성을 비교하여 각 sample의 사용처를 확인하였다.

Taxonomic study of subfamily Epipaschiinae (Lepidoptera, Pyraloidea, Pyralidae) in Korea

김한울 인천대학교 일반대학원 2021 국내석사

The subfamily Epipaschiinae is belonging to the family Pyralidae in the superfamily Pyraloidea. Moths of the epipaschiine are mostly medium¬-sized, and around 705 described species have been described in the worldwide, mostly distributed in the Tropical and Temperate Regions (Nuss et al., 2020). In this study, 24 species of 10 genera of the subfamily Epipaschiinae are identified. Among them, four species are reported from Korea for the first time: Lamida obscura (Moore), Lista haraldusalis (Walker), Stericta flavopuncta Inoue & Sasaki and Termioptycha eucarta (Felder & Rogenhofer). Genus Lamida Walker is newly recorded to Korea. Two species, Lepidogma melanobasis (Hampson) and Lepidogma kiiensis (Marumo) transferred to genus Stericta Lederer, and also Salma amica (Butler) transferred to genus Teliphasa Moore. All of the species are provided with diagnosis, description, distribution, host plant and information about collection sites. The illustrations of adults, male and female genitalia and wing venations are given.

긍정적 인지정서 반응을 유발하는 지방자치단체 로고의 디자인 특성 연구

김한울 전북대학교 일반대학원 2021 국내석사

Regional branding refers to a strategy that systematically implements various branding strategies developed based on the identity of a particular region to local stakeholders (e.g., residents), visitors and potential residents who are consumers of a local brand, and that refers to activities that build and strengthen differentiated images of other regions and their respective regions. For example, creating a new logo by replacing the existing logo of a local government, and creating a logo for a campaign separately from the existing logo of a local government. Regional branding is a strategy that local governments are more interested in than academics. The most important factor in local branding is the logo. Logo is visual (picture) or verbal (letters) information that separates regions and delivers identity (Lee Jung-hoon et al., 2006). According to Keller (2003), these logos can contribute to raising local awareness and forming a strong, favorable and unique association of local identity. As such, local government logos are made based on the identity they want to convey to consumers in the region. Identity refers to the characteristics that local governments want to be perceived by consumers. In other words, based on prior discussions, the logo of a local government is a graphic design used to identify the identity of a local government with or without the name of a local government. The types of these logos are divided into word mark logos, non-word mark logos, or brand symbols. Contributing to local branding is a positive cognitive response, which makes the logo familiar, makes Jae-in easy, immediately reminiscent of identity, and creates positive emotions. Henderson & Cote (1998) proposed a variety of logo design characteristics that affect positive cognitive responses that contribute to local branding. The characteristics associated with this are classified as natural, exquisite, harmonic, parallel, proportionality, tenderness and repeatability. Therefore, the purpose of this study is to find the design characteristics of local government logos that cause positive cognitive reactions from consumers.

플립러닝을 적용한 한국사 수업의 개선 방안 연구

김한울 韓國外國語大學校 敎育大學院 2018 국내석사

본 논문은 기존 한국사 수업이 학생들이 스스로 역사를 이해하고 해석할 수 있는 능력을 배양하지 못 한다는 문제의식을 가지고 시작했다. 한국사 수업은 고대사부터 현대사까지 광범위한 시대를 다루고, 많은 수업 내용을 짧은 시간 안에 가르쳐야 한다는 어려움이 있다. 교사는 짧은 시간에 최대한 많은 내용의 지식을 전달하기 위해 일방적인 방식의 ‘강의식 수업’을 채택하고 있다. 이러한 수업 방식은 학생들이 스스로 사고하고 이해할 기회를 제공하지 않는다. 최대한 많은 지식을 외워야 하는 수업이 될 수밖에 없다. 이에 이러한 기존 한국사 수업의 문제를 해결하기 위해 새로운 역사교육의 수업 모델을 만들 필요가 있다고 생각한다. 본고에서는 새로운 역사교육의 모델로 ‘플립러닝을 활용한 한국사 수업의 개선 방안’을 제시했다. 플립러닝이란 기존의 수업 방식을 뒤바꾼 수업을 의미하는 것으로, 흔히 거꾸로 수업이라고도 한다. 본 논문에서는 선행된 연구들을 참고하여 플립러닝을 적용하는 상황에서 발생할 수 있는 문제들을 분석했다. 선행 연구에서 발견된 문제들을 개선하여 좀 더 원활하게 플립러닝을 적용할 수 있는 방안을 제시했다. 또한 기존의 역사교육 수업 모형에 관한 선행 연구의 문제점을 분석하여 개선 방안을 제시했다. 기존 선행 연구에 의하면, 온라인 사전학습 단계는 학습자의 자발적인 참여를 전제로 한 단순 강의식 수업을 활용하고 있었다. 이러한 온라인 사전학습의 적용은 몇 가지 문제에 직면해 있었다. 우선, 온라인 환경에 접근이 어려운 학생이 있다면, 이는 교육 기회의 불평등을 야기할 수 있다는 점이다. 다음으로, 학습자의 자발적인 참여에 의존하기 때문에 학습자의 불성실한 참여가 있을 수 있다는 점이다. 마지막으로, 플립러닝은 기본적으로 한 차시에서 학습할 내용을 시공간의 제약을 해소하여 두 차시로 나누어 가르치는 수업이므로, 이는 학생들에게 지나친 학습량을 요구한다는 문제가 있었다. 이에 본고에서는 이러한 문제들을 유념하여 온라인 사전학습 방안을 제시했다. 학생들이 개별적으로 강의를 수강하는 방식이 아닌, ‘협동학습에 근거한 또래교수법의 활용’을 제안했다. 또한. 학생들의 부담 경감을 위해 교과 전반에 플립러닝을 적용하는 것이 아닌, 교과서와 교사 지침을 분석하여 정말 필요한 부분에만 플립러닝을 적용했다. 오프라인 본시학습의 경우 기존 선행 연구들을 살펴보면, ‘토론 학습을 적용한 한국사 수업 방안’, ‘사료학습을 활용한 한국사 수업 방안’ 등 하나의 수업 방법을 교과 전체에 적용하는 방식으로 연구가 진행되고 있었다. 이는 수업 내용을 먼저 고려하지 않고, 하나의 수업 방식을 먼저 선정하여 교과 전체에 적용하는 방식으로 효율적인 수업 방안이 아니라고 생각했다. 이에 본 연구에서는 다양한 역사교육의 방법을 수업 내용에 최적화 된 방법으로 활용하여 총 6차시의 수업 방안을 제시했다. 기존의 획일적인 교수 방법을 활용한 연구의 문제를 보완하여 수업 내용을 고려한 다양한 수업 방법을 제시했다는 점에서 의의가 있다. This paper starts with the critical mind of existing Korea History class that does not help students possess the ability to understand and interpret History by themselves. Korean History class cover broad content from ancient history to modern history and has difficulty of teaching broad content of classes in short time. Instructors are selecting one-way ‘lecture instruction’ to convey as many content as one could in a short time. This way of teaching does not provide students with opportunity to think and understand by themselves. The Korean History class would be not more than just a memorizing class. To solve the problems stem from existing way of the teaching, there seems to need new class model for Korean History class. In this paper, for the new class model, ‘Improvement direction of Korean History class applied with Flip learning’ has suggested. Flip-learning defines the revised class method of existing class, commonly called as Upside down class. In this paper, referring to previous researches, the problems that could arise after applying Flip learning has been analyzed. Also solving the problems found in previous papers, suitable method for applying Flip learning has suggested. Finally, by analyzing the problems found in previous papers, suggest improvement directions. According to existing paper, the stage of online pre-studying is lecture instruction with students’ active participations. Though, the online pre-studying confronted few problems. Fist, there are students who are not easy to access to online learning environment, it will lead to inequality of education opportunity. Second, online studying is wholly dependent to the learner and some students might be insincere. Finally, Flip learning is basically the class dividing the one class material to be two classes by resolving the time and space limitations which require heavy workload. There, the paper considering problems, suggest online pre-studying method. Not the class of studying individually but suggested ‘Utilization of Peer tutoring based on cooperative learning’. Also, to decrease the burden for students, Flip learning has not been applied on whole content but on needed parts after analyzing textbook and instructor indicator. In case of offline original study, when examine the existing previous studies, one of the instructing methods from ‘Korean History class applying debate’, ‘Historical records utilizing class method’ and so on and apply on whole subject. However, it has been inefficient teaching by not considering the study content but chose the class method first and apply on whole subject. There, in this paper, by utilizing various History class method to be optimized, there suggested total 6 instructions studying method. By complemented the existing research of used uniformed teaching method, there is significance that of providing various teaching method considering teaching contents.

물결을 모티브로 한 유기적 양감의 기(器) 제작연구 : 타출기법을 중심으로

김한울 서울대학교 2019 국내석사

기물에서의 양감은 입체감을 높여주고 제작자의 의도를 효과적으로 표현하는 수단이다. 제작자의 의도가 표현된 기물은 기능을 위한 사물에서 감정을 전달하는 예술품으로 변모한다. 이 연구는 요철문양의 유기적 양감을 가진 기물을 통해 나의 감정을 전달하고자 하였다. 연구에서 나는 금속 판재가 가진 특성을 이용해 표면에 요철을 가진 기물을 만들어 낼 수 있는 가능성을 찾았다. 다른 물질에 비해 얇은 두께로 기물을 만들 수 있는 금속은 재료에 따라 전성과 연성이 풍부하여 직접적인 가공이 용이하다. 이 연구는 금속판재에 요철을 가공하여 문양을 만드는 타출기법에 대한 기법 숙달과 조사에서 시작하였다. 기법숙달과정에서 타출기법의 기본적인 방법과 도구를 알아보았고, 우리나라에서 발견된 타출기법으로 만들어진 유물을 소개하였다. 또한 현대 금속공예가들의 작품을 통해 다른 기법과의 혼용에서 오는 다채로운 표현효과를 발견하였다. 나는 타출기법으로 만든 기물표면의 문양을 통해 물결에서 느낀 감정을 전달하고자 하였다. 물결은 상황에 따라 안정적이고 평화로운 느낌을 주는 율동감으로 표현되기도 하고, 역동적이고 활기찬 생동감으로 표현되기도 한다. 작품 제작을 위해 물결의 이미지에서 느껴지는 감정을 분류하고, 효과적으로 표현한 작가를 연구하였다. 또한 각각의 감정을 효과적으로 전달하기 위해 타출기법 이외의 기법을 연구하여 제작에 반영하였다. 이에 연구된 기법으로는 금속 표면의 색 차이를 표현하는 땜 상감기법과 부분적 주석도금기법, 그리고 요철로 인한 문양을 강조하기 위한 조금기법, 대비효과를 위해 은땜으로 겹붙이는 접합방법이 있다. 이러한 기법연구를 통해 인체에 무해한 재료를 찾을 수 있었고, 형태에 대한 새로운 가능성을 엿볼 수 있었다. 실용성을 염두에 두고 작업을 진행하다보니 최종적으로 완성한 작품에서 전체적으로 형태의 다양성이 부족했고, 표현 소재인 물결에서 느껴지는 감정을 개인적인 경험을 바탕으로 국한하여 분류한 것이 아쉬웠다. 이 연구를 바탕으로 소재를 통해 표현하고자 하는 바를 설득력 있게 전달하는 방법을 찾기 위해 힘쓰는 한편, 연구에서 발견한 형태의 다양성을 발전시키기 위해 노력하고자 한다. 또한 기법의 혼합사용으로 만들어진 작품에 착안하여, 다른 미술 분야와의 협업을 통해 새로운 표현력을 지닌 작품 제작을 이어가고자 한다.

보리발효추출물로부터 분리한 다당의 면역활성과 신호전달 메커니즘 및 구조 특성 규명

김한울 경기대학교 대학원 2019 국내석사

Barley has nutritional benefits due to high content of dietary fiber; therefore, the intake of whole grains is recommended. However, barley is often consumed in fermented form for improved texture and digestibility. Therefore, we have fermented the barley by enzymatic saccharification followed with two fermentations using yeast and lactic acid bacteria. This study was designed to elucidate immuno-stimulating function, anti-tumor activity, intracellular signaling pathways and structural characteristics of the polysaccharides from fermented barley. At first, a crude polysaccharide (BF-CP; Yield: 7.07%) was isolated from fermented barley by 80% ehthanol precipitation. In an assay for chemical composition and component sugar analysis, BF-CP contains neutral polysaccharides (91.08%) composed of glucose (70.7%), xylose (11.4%) and arabinose (9.0%). Also, BF-CP enhanced the production of several cytokines such as interleukin (IL)-6, IL-12 and tumor necrosis factor (TNF)-α in murine peritoneal macrophages. The crude polysaccharide (BF-CP) was further fractionated by Sephadex G-100 gel filtration chromatography to obtain three polysaccharide fractions (BF-I, BF-II and BF-III) with different molecular weights (MWs). In an assay for in vitro cytotoxicity analysis, all the purified fractions have no cytotoxicity on murine peritoneal macrophages. Among 3 fractions, BF-I showed considerably high anti-complementary activity and enhanced production of cytokines such as IL-6, IL-12 and TNF-α in a dose-dependent manner. In an assay for natural killer (NK) cell activity, intravenous (i.v.) administration of BF-I significantly augmented the cytolytic activity of NK cell against Yac-1 tumor cells 3 days after BF-I treatment. In experimental lung metastasis with Colon26-M3.1 carcinoma cells, prophylactically i.v. administration of BF-I inhibited 93.2% of high lung metastasis at 1,000 μg/mouse. Furthermore, the depletion of NK cells by injection of rabbit anti-asialo GM1 partially abolished the inhibitory effect of BF-I on lung metastasis. In an assay for cytotoxic T lymphocyte (CTL) activity which is belong to adaptive immune response, i.v. administration of BF-I significantly augmented CTL cytotoxicity against Colon26-M3.1 carcinoma cells. On the other hand, oral administration of BF-I for 21 days before tumor inoculation induced dose-dependent inhibition of lung metastasis. These results indicated that BF-I has a potential to inhibit tumor metastasis, and its anti-metastatic effect is associated with activation of NK cells and other immune cells such as cytotoxic T lymphocytes and macrophages. Intracellular signaling pathways for BF-I-induced macrophage activation was also elucidated using RAW 264.7 cells. BF-I enhanced the production of cytokines such as IL-6, TNF-α and nitric oxide (NO) by RAW 264.7 cell lines. Also BF-I augmented the mRNA expression of IL-6, TNF-α and inducible nitric oxide synthase(iNOS) in a dose-dependent manner. On the other hand, BF-I strongly induced the phosphorylation of MAPKs and NF-κB pathways and the translocation of activated NF-κB into the nuclei as demonstrated by confocal laser scanning microscopy. In the specific inhibitor experiments, the effect of BF-I on NO and IL-6 production was found to be suppressed by JNK II and IκBα (BAY) inhibitor. Also, JNK II treatment inhibited BF-I-induced phosphorylation of c-Jun, a component of the transcription factor AP-1. Furthermore, pretreatment with Dectin-1, CD14, SR and TLR-4 antibodies as pattern recognition receptors (PRRs) markedly suppresed the secretion of NO and IL-6 by BF-I-activated RAW 264.7 cells. From these results, we concluded that BF-I-induced NO production is regulated via JNK signaling pathway through Dectin-1, CD14, SR and TLR-4 receptors, whereas IL-6 production is primarily regulated via JNK and NF-κB signaling pathways through Dectin-1, SR and TLR-4 receptors. To characterize the active structure of BF-I, it was hydrolyzed by sequential enzymatic treatments using β-1,4-xylanase, Lyticase, Lichenase and galactan-β-1,3-galactosidase, and the resulting sequential-digests were further fractionated by Superdex 75 GL column chromatography. Micro-structures of BF-I-subfractions (BF-I-1a, BF-I-1b, BF-I-2a, BF-I-2b, BF-I-2c, BF-I-3a, BF-I-3b) were examined by various structural analyses such as reactivity with β-glucosyl Yariv reagent, component sugar analysis, methylation analysis and sequencing using ESI-MS/MS and MALDI-TOF/TOF. BF-I was estimated as MW 380 kDa and mainly consisted of component sugar such as glucose (40.87%), xylose (26.74%) and arabinose (19.89%) including terminal-Araf, 5-linked-Araf, 4-linked-Xylp, 3,4-linked-Xylp, 2,3,4-linked-Xylp, 4-linked Glcp, 3-linked Glcp, 6-linked Glcp and 3,6-linked Galp. Finally, we conclude that BF-I is a mixture composed of 4 different kinds of polysaccharide with similar MW such as arabinoxylan, arabino-β-(3,6)-galactan, β-glucan derived from barley and β-glucan derived from yeast. Additionally, to evaluate the active moiety of BF-I, the fragment fractions obtained after sequential digestion were estimated on their cytokine-production activities. The results indicate that the immuno-stimulating and anti-metastatic activities of BF-I is not one of four polysaccharides in BF-I, but 4 kinds of polysaccharides in BF-I collaboratively contributes to expression of biological activities. In conclusion, the polysaccharide from the fermented barley can enhance the activation of innate and adaptive immnue systems and represent the inhibitory effect on tumor metastasis, and it is a good candidate that can be used as a functional food material. 보리를 이용하여 3단 발효를 거쳐 다당체를 분리하고 그에 따른 약리적 활성, 세포 내 신호전달 메커니즘 및 활성 구조 특성을 규명함으로써 건강 기능성 소재로서의 개발 가능성을 검토하였다. 보리를 소재로 하여 당화, 효모 및 유산균 발효 등 3단 발효를 거쳐 얻어진 보리발효추출물을 대상으로 80% 에탄올 처리에 의해 조다당 획분 BF-CP를 조제하였다(수율, 7.07%). BF-CP는 glucose 70.7%, xylose 11.4% 및 arabinose 9.0%를 주 구성당으로 하는 중성 다당체이었으며, 복강 macrophage를 자극하여 IL-6, IL-12 및 TNF-α와 같은 주요 cytokine의 생산을 농도 의존적으로 자극하는 면역증진 활성을 보였다. BF-CP를 Sephadex G-100 gel filtration chromatography를 이용하여 정제한 결과, 분자량이 상이한 3개의 정제 획분 BF-I (2.98%), BF-II (0.94%) 및 BF-III (1.71%)를 얻을 수 있었다. 선천면역계에 해당되는 보체계 활성화를 확인한 결과, 정제 3개 획분 중 BF-I 획분에서 양성 대조군 PSK에 준하는 높은 활성을 나타냈으며, macrophage 정상세포에 대한 직접적인 세포독성을 확인한 결과, 3가지 정제 획분 모두에서 세포독성은 나타나지 않았다. 또한, macrophage cytokine 생성능을 비교한 결과, BF-I 정제 획분에서 가장 우수한 cytokine 생성능(IL-6, IL-12 및 TNF-α)이 나타나 BF-CP의 활성본체가 BF-I 획분임을 확인하였다. 한편, 선천면역계에 중요한 역할을 담당하는 NK 세포 활성을 측정한 결과, BF-I 정제 획분을 1,000 μg/mouse 정맥투여한 군에서 normal control (NC) 대비 약 4배 높은 활성을 나타냈다. BF-I 획분은 암세포를 직접 살해한다고 알려져 있는 NK 세포를 활성화 시켰기 때문에 in vivo에서 항전이 실험을 진행한 결과, 1,000 μg/mouse 정맥투여한 군에서 normal control (NC) 대비 약 93.2%의 암 저해효과를 보여 높은 항전이 활성이 나타남을 확인하였다. 또한, 이러한 항전이 활성이 NK 세포 자극에 의한 활성인지 여부를 판단하기 위해 NK 세포를 특이적 저해한다고 알려진 anti-asialo GM1을 처리하여 항전이 활성을 측정한 결과, BF-I은 NK 세포뿐 만 아니라 다른 면역세포도 자극하여 종합적으로 항전이 활성을 증가시킴을 추정하였다. 이를 확인하기 위해 NK 세포 외에 적응면역세포인 CTL의 활성을 측정한 결과, BF-I 정제 획분을 1,000 μg/mouse 정맥투여한 군에서 normal control (NC) 대비 약 2배 높은 활성을 나타내어 항전이 활성에 NK 세포뿐 만 아니라 CTL과 같은 다른 면역세포도 관여함을 재차 확인할 수 있었다. 한편, BF-I 정제 획분을 21일간 1,000 μg/mouse로 경구투여한 결과, 1,000 μg/mouse 투여군에서 약 72.3%의 높은 암전이 저해효과를 보임으로써 건강 기능성 식품 소재로의 활용이 충분히 가능할 것으로 사료되었다. BF-I에 의한 면역 활성의 세포 내 신호전달 메커니즘을 규명하기 위해 대식 세포 유래 RAW 264.7 세포를 이용하여 IL-6, TNF-α 및 NO를 측정한 결과, 모두 농도 의존적으로 chemokine (NO) 및 cytokine (IL-6 및 TNF-α)의 생성량이 증가하는 것이 확인되었다. 또한 iNOS, IL-6 및 TNF-α mRNA gene expression 유전자 발현량을 확인한 결과, 농도 의존적 경향을 보였으며 이는 단백질 수준의 결과와 일치하였다. 대식세포 내 대표적 신호전달 경로인 MAPK와 NF-κB 경로를 Western blotting으로 확인한 결과, MAPK 경로에 해당되는 단백질인 ERK, JNK, p38이 모두 농도 의존적으로 인산화되어 핵 내에 존재하는 transcription factor인 c-Jun 역시 인산화되는 것이 확인되었다. 또 다른 경로인 NF-κB 경로에서는 p65가 농도 의존적으로 인산화되었으며, IκBα는 p65가 활성화되면서 분해되어 떨어져 나가므로 농도 의존적으로 감소함을 확인하였다. 추가적으로 NF-κB 경로의 활성화를 confocal 현미경을 통해 세포를 관찰한 결과, BF-I 정제 획분에 의해 NF-κB 경로가 활성화되어 p65가 핵 내로 이행되는 것이 관찰되어 경로의 활성화를 재차 확인할 수 있었다. Specific inhibitor를 처리하여 NO와 IL-6의 생산 경로를 확인한 결과, NO는 주로 JNK를 경유하여 생산되며, IL-6는 JNK와 NF-κB를 경유하여 생산됨을 확인하였다. 한편 NO와 IL-6의 생산에 대한 BF-I의 pattern recognition receptor (PRR)결합 여부를 확인한 결과, NO의 생산은 주로 Dectin-1, CD14, SR 및 TLR-4 수용체가 관여하며, IL-6의 생산에는 Dectin-1, SR 및 TLR-4 수용체가 경유하여 신호 전달이 이루어짐을 알 수 있었다. 우수한 면역 활성 및 항전이 효과가 있다고 확인된 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 활성 구조를 규명하기 위해 구성당, 일반분석, 분자량 측정 결과, BF-I 정제 획분은 주로 glucose (40.87%), xylose (26.74%) 및 arabinose (19.89%)로 구성되어 있는 약 380 kDa의 분자량을 갖는 중성 다당체 (91.35%)임을 확인하였다. 또한 methylation analysis 결과, terminal-Araf, 5-linked-Araf, 4-linked-Xylp, 3,4-linked-Xylp, 2,3,4-linked-Xylp, 4-linked Glcp, 3-linked Glcp, 6-linked Glcp 및 3,6-linked Galp의 결합들이 확인되어 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 단일 다당체가 아닌 보리에서 유래한 arabinoxylan, β-glucan, arabino-β-3,6-galactan과 효모에서 유래한 β-glucan등이 혼재되어있을 가능성이 추정 되었다. 따라서 BF-I의 미세구조를 규명하기 위해, 결합 특이적 정제 분해 효소(β-1,4-xylanase, Lyticase, Lichenase, 및 galactan-β-1,3-galactosidase) 연속적인 효소처리를 진행하여 효소처리 단편 획분 BF-I-1a, BF-I-1b, BF-I-2a, BF-I-2b, BF-I-2c, BF-I-3a 및 BF-I-3b를 분리 정제 하였다. 각 단편 획분에 대해 methylation analysis, 구성당, β-glucosyl Yariv reagent와의 반응성, ESI-MS/MS 및 MALDI-TOF/TOF 분석을 행하여, BF-I을 구성하는 다당의 미세구조를 규명하였다. 그 결과, BF-I 획분 중 보리에서 유래한 arabinoxylan은 β-(1,4)-xylan 주쇄에 arabinose가 측쇄(side chain)로 연결되어 있는 구조이며, β-glucan은 β-(1,4)-glucan 주쇄에 2개 또는 14개마다 β-(1,3)으로 측쇄가 뻗어져 나간 후 다시 β-(1,4)-glucan으로 연결되어 있는 구조임을 확인하였다. 또한 보리 유래 RG-I의 구조인 arabino-β-3,6-galactan은 galactose가 β-(1,3)결합으로 연결된 galactan 주쇄로 구성되며, 주쇄의 C6 위치에서 β-(1,6)결합의 galactan이 측쇄로 연결되고 그 말단에 arabinose가 결합되어 있는 구조임을 확인하였다. 발효 공정 시 사용된 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 세포벽 구조인 β-glucan은 β-(1,3)-glucan 주쇄에 C6에서 branching point를 가지며 다시 β-(1,3)-glucan이 측쇄로 연결된 구조임을 확인하였다. 보리발효추출물로부터 분리한 면역활성 다당 BF-I을 구성하는 4가지 다당체가 각각 면역활성에 공헌하는지 확인하기 위해 단편 획분의 macrophage cytokine 생성능을 비교한 결과, 연속적인 효소처리에 의해 arabinoxylan, β-glucan 및 arabino-β-3,6-galactan이 제거됨에 따라 cytokine 생성능이 감소하는 것이 확인됨으로써 BF-I을 구성하는 4가지의 서로 다른 다당들은 어느 특정 1개의 다당이 활성에 공헌하는 것이 아니라 4개의 다당이 협동적으로 활성 발현에 공헌한다는 사실을 최종적으로 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 보리발효추출물 유래 활성 다당은 단일 다당체가 아닌 보리와 효모에서 유래한 분자량이 서로 유사한 4가지 다당체로 구성되어 있으며, 이들은 선천면역계와 적응면역계의 활성화를 증진시키고 이를 통해 종양전이를 저해 시킬 수 있으며, 건강 기능성 식품의 소재로 개발이 가능한 훌륭한 후보물질로 판단된다.

Conservation Genetic Studies on Two Ocypodid Crab Species in Korea

김한울 이화여자대학교 대학원 2020 국내석사

As the human population increases, and the scope of its activities gradually expands, the habitat of many marine species is threatened. Conservation of biodiversity depends on preserving genetic diversity because the fitness of species that can adapt to future changes is directly related to genetic diversity. Therefore, interest in conservation genetics began to grow naturally. In this study, I have attempted to understand the genetic status by conducting population genetic studies on Austruca lactea and Ocypode stimpsoni, two marine protected species in Korea. Austruca lactea has been designated as an endangered wildlife species II since 2012 owing to a rapid decline due to habitat destruction through coastal development such as reclamation projects and construction of port facilities. Many researchers have attempted to preserve A. lactea via strategies such as protected area establishment and habitat reconstruction projects using sand catchers (Lahnung). However, it is necessary to understand its current genetic status through population genetic studies to establish a more specific conservation strategy. A. lactea was analyzed using 18 microsatellite genotypes and mitochondrial cytochrome oxidase subunit Ⅰ (COⅠ) gene sequences in 94 specimens of five populations inhabiting the southwestern sea of the Korean peninsula. The results of the analysis indicate that four genetic clusters constitute Korean populations, and each population has experienced a rapid population growth. This pattern correlates with the oceanographic characteristics of the Korean peninsula, suggesting that the intraspecific population of A. lactea is genetically distinct owing to the influence of geographic and oceanographic factors on the rias coast of the Korean peninsula. In addition, the genetic structure revealed among geographically close populations compared to other studies reflects the current status as an endangered species. This suggests the need for continuous monitoring in the future. In terms of conservation strategies, at least four management units are required to maintain a genetic identity. Ocypode stimpsoni inhabiting Korea has recently been designated as a protected marine species since 2016 owing to the rapid decline in its population due to coastal development and pollution. The study on O. stimpsoni was conducted using two mitochondrial markers (COI gene and 16S rRNA gene) in eight populations and 82 specimens. The population of O. stimpsoni showed high genetic diversity and low levels of differentiation overall, and the population in Geoje revealed a structure distinct from the rest. After obtaining the complete mitochondrial sequence of O. stimpsoni, the phylogenetic location was compared with that of the brachyuran species. As expected, Ocypode stimpsoni clustered with O. ceratophthalmus and O. cordimana in Ocypode, with high support value, and was in the same group as Austruca lactea and Tubuca capricornis, which belong to the family Ocypodidae. In addition, species in Ocypodoidea and Grapsoidea have a reciprocal paraphyly relationship, as demonstrated in previous studies. Populations of O. stimpsoni suggest a high overall gene flow. However, it is necessary to continuously monitor ecological and genetic aspects because the upper intertidal zone of sandy beaches inhabiting the crab is still exposed to environmental threats caused by human activities and coastal development. 인간의 인구가 늘어나고 그 활동 범위가 점차 넓어지면서 서식환경이 위협을 받는 해양종이 증가하고 있다. 미래의 변화에 적응할 수 있는 종의 적응도는 유전적 다양도와 직결되어 있기 때문에 생물다양성의 보전은 유전자 다양성을 보전하는 것에 달려있다. 따라서 자연스레 보전유전학에 대한 관심이 높아지기 시작했다. 나는 본 연구에서 한국의 해양보호종인 흰발농게와 달랑게에 대해 집단유적학적 연구를 진행하여 유전적 상태를 파악하고자 하였다. 흰발농게는 간척사업과 항만시설 건설 등 해안 개발로 서식지가 파괴되면서 개체수가 급격히 줄어 2012년부터 멸종위기 야생생물 Ⅱ급으로 지정되어 보호받고 있다. 보호구역 설정, 모래포집기를 이용한 서식지 복원사업 등 흰발농게의 보전을 위해서 많은 노력을 기울이고 있으나, 구체적인 보전전략을 세우기 위해서는 집단유전학적 연구를 통해 현 유전적 상태를 파악할 필요가 있다. 한반도 서남해에 서식하는 총 5집단, 94개체를 대상으로 마이크로새털라이트와 미토콘드리아 COI 유전자를 이용하여 분석한 결과, 집단들이 유전적으로 4개의 클러스터를 구성하며 각 집단은 급격한 집단 성장을 경험했음을 말해주고 있다. 이 패턴은 한반도의 해양경관 특성과 상관관계를 보여 한반도의 리아스식 해안에서 지리적, 해양학적 요인의 영향으로 흰발농게의 개체군이 종내에서 유전적으로 구별됨을 암시한다. 또한 다른 연구에 비해 지리적으로 가까운 집단 간에 드러난 유전적 구조는 멸종위기종으로서의 현 상태를 반영하며, 향후 지속적인 모니터링의 필요성을 제시한다. 보전전략 측면에선, 유전적 독자성을 유지할 수 있게 최소 4개의 보전단위를 설정하여 보전적인 관리를 수행해야 한다. 달랑게는 최근 연안개발과 오염 등으로 모래 해변이 훼손되면서 개체수가 급감하여 2016년부터 멸종위기종 전 단계인 해양보호생물로 지정되어 법적으로 보호받고 있다. 달랑게는 총 8 집단, 82개체를 대상으로 두 개의 미토콘드리아 마커 (COI 유전자와 16S 유전자)를 이용하여 연구를 수행하였다. 달랑게 개체군은 전체적으로 높은 유전적 다양성과 낮은 수준의 분화를 보였는데, 특이하게도 거제 집단은 나머지 집단들과 구별되는 구조를 나타내었다. 또한 달랑게의 완전한 미토콘드리아 서열을 확보한 후 Brachyura 내의 종들과 비교하여 계통분류학적 위치를 검토하였다. 예상대로 달랑게는 Ocypode 속에 속하는 다른 종들과 높은 지지율로 cluster 되었으며, Ocypodidae 과에 속하는 Tubuca capriocornis, Austruca lactea 등과 같은 그룹을 형성하였다. 또한, Ocypodoidea 내의 종들과 Grapsoidea 종들은 이전의 연구 결과처럼 상호 측계통 관계 (reciprocal paraphyly)를 형성하였다. 본 연구는 달랑게 개체군 내에서 높은 유전적 흐름이 발생하고 있음을 암시하고 있지만, 달랑게가 서식하는 모래해변의 조간대 상부는 인간의 여가활동이나 해안개발 등 인위적인 위협에 여전히 노출되어 있기 때문에 생태학적, 유전학적 측면에서 지속적인 모니터링이 필요하다.

위상 최적화와 3차원 인쇄를 활용한 경사 기능 격자 구조체에 관한 연구

김한울 동국대학교 2019 국내석사

The development of additive manufacturing (AM) and 3D printing technology has facilitated the production of cellular structures such as lattice. The lattice features stiff and light structure as a core material of composite. Topology optimization (TO) is a tool for computing the optimal geometry of an object within given conditions, and can improve stiffness and achieve lightweight. In this study, a new optimized lattice structure was designed by using a solid isotropic material with penalization (SIMP) of TO. The lattice unit cell was evaluated by finite element analysis with periodic boundary condition (PBC). As a result, optimized lattice has higher effective bulk and effective shear modulus than other conventional lattice unit cell. With PBC, the modulus of unit cell was enhanced in general. Then, the optimized lattice unit cell was graded according to the volume fraction, and inserted into a global model according to the relative density from SIMP algorithm result. This design methodology was applied to the MBB (Messerschmitt–Bölkow–Blohm) beam and produced by fused deposition modeling (FDM) of AM. The global structure evaluated by 3–point bending test. The test results showed that the optimized lattice beam had higher effective stiffness and ultimate load than the beam designed with several parameters of the conventional method. The conventional method includes: inserting lattice cell uniformly, inserting conventional lattice cell, and optimizing 2D. The beam was also evaluated according to the number of algorithm iterations. The load–displacement curve from the test decreased constantly as the iteration decreased. This results indicate that the optimized lattice structure can be produced stably by FDM method. In the future work, this new design methodology needs to be applied as a lightweight material frame of machine.

STAT5 long form activates PKR expression during GM-CSF-mediated dendritic cell differentiation

김한울 성균관대학교 일반대학원 2009 국내석사

Type I IFN-induced PKR expression has been well established in the aspect of antiviral mechanism. However, little is known about the PKR expression in line with other cytokine signaling. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) is an essential cytokine for the development of dendritic cells (DC). GM-CSF receptor signaling activates JAK2/STAT5 pathway. Here, we report that PKR is a novel STAT5 target gene, and PKR is significantly induced during GM-CSF-mediated DC differentiation from bone marrow (BM) precursor cells. PKR expression was markedly induced on D-3 during GM-CSF-mediated DC differentiation. PKR expression increased in parallel with the enhancement of STAT5 long form which occurs on D-3 during DC differentiation. JAK2 inhibitor down-regulates STAT5 activation, resulting in reduction of PKR expression in GM-CSF-treated BM-derived DC cells. Either the over-expression of Cathepsin G (catG) or the knockdown of STAT5a down-regulated the generation of STAT5 long form and PKR expression as well in GM-CSF-mediated BM-derived DC cells. On the other hand, the treatment with CatG inhibitor or the over-expression of full-length STAT5 up-regulated STAT5 long form, followed by proportional increase of PKR expression. Two putative STAT5-responsive elements on PKR promoter were newly identified and evidenced by Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay. Taken together, our findings strongly suggest that i) PKR is a novel STAT5 target gene, ii) PKR is highly expressed during GM-CSF-mediated DC differentiation from BM cells, iii) only a long form of STAT5 is involved in the PKR expression during DC differentiation. 인터페론 typeⅠ에 의해 유도된 PKR은 대표적인 항 바이러스 물질이다. PKR은 dsRNA에 의해 활성화되어 eIF2α subunit에 serine 51잔기를 인산화 함으로서 단백질 합성을 억제한다. 그러나 다른 cytokine signaling 에 의한 PKR의 발현에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않았다. GM-CSF는 Jak2/STAT5 pathway을 활성화 시켜 세포 성장, 분화 등에 관여한다. 특히 GM-CSF는 수지상 세포의 분화에 있어 필요한 cytokine으로 알려져 있다. 수지상 세포는 항원을 제시하여 T세포를 활성화 시키며 여러 면역세포의 활성을 조절함으로써 면역반응에 중요한 역할을 한다. 이 연구에서는 GM-CSF에 의해 수지상 세포가 분화하는 동안에 활성화된 STAT5가 PKR의 발현을 증가 시키고 있음을 보여준다. 우리 결과에서는PKR의 발현이 GM-CSF에 의한 수지상 세포 분화가 시작 된지 3일째 나타나기 시작하였다. PKR 의 발현은 수지상 세포 분화 중 STAT5 long form이 발현되는 3일째에 동일하게 증가되었다. STAT5의 활성을 억제 하였을 때 수지상 세포 분화 과정 중 PKR의 발현은 감소되었다. 게다가 Cathepsin G over-expression 또는 STAT5 knockdown 하였을 때 PKR의 발현은 줄어들었다. 반대로 Cathepsin G 억제 및 STAT5의 over-expression 은 PKR의 발현을 증가시켰다. 또한 이 연구에서는 STAT5의 target gene으로서 PKR이 조절 되고 있음을 확인하였다. 수지상 세포 분화 과정 동안에 STAT5가 PKR의 프로모터에 결합하여 PKR의 발현을 증가 시키고 있음을 확인 하였다. 이런 결과들은GM-CSF에 의해 분화 되는 수지상 세포 안에서 활성화된 STAT5가 PKR의 발현을 증가시키고 있음을 의미한다.