환경에서 식물의 생육과 발달에 영향을 주는 의약품 성분들의 탐색

서영석 ( Young-seok Seo ),김강민 ( Kamgmin Kim ),조민 ( Min Cho ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

Residual drug substances have been suggested to act as xenobiotics potentially affecting the growth of various living organisms in the environment. Here, we screened 70 pharmaceutical ingradients of which existences were verified in environment for their abilities to modulate plant growth and developmental processes. We introduced two types of transgenic Arabidopsis lines harboring pDR5:GUS and pARR6:LUCIFERASE which were engineered to report the signal intensities of two major phytohormones (i.e. auxin and cytokinin), respectively. A dozens of chemicals modulating the signaling outputs of auxin and cytokinin were selected and subjected to be further monitored in physiological aspects. As a representative among them, dichlofenac which was an active ingradient of many nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) significantly inhibited the growth of Arabidopsis seedling. In addition, Arabidopsis exhibited the altered tropisms and root systemic architectures (RSA) in the presence of 10 micromolar dichlofenac. The expressions of several auxin and cytokinin responsive genes were also modified according to the exogenous treatment of dichlofenac. Combined with other current knowledges, we suggested that dichlofenac might act as inhibitor of oxygenases involved in auxin biosynthesis. Similarly to dichlofenac's case, our approaches will be broaden to identify more pharmaceutical ingradients modulating plant growth, which will provide the insights into environmental biology of medical xenobiotics yet to be known.

환경에서 식물의 생육과 발달에 영향을 주는 의약품 성분들의 탐색

서영석 ( Young-seok Seo ),김강민 ( Kamgmin Kim ),조민 ( Min Cho ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

Residual drug substances have been suggested to act as xenobiotics potentially affecting the growth of various living organisms in the environment. Here, we screened 70 pharmaceutical ingradients of which existences were verified in environment for their abilities to modulate plant growth and developmental processes. We introduced two types of transgenic Arabidopsis lines harboring pDR5:GUS and pARR6:LUCIFERASE which were engineered to report the signal intensities of two major phytohormones (i.e. auxin and cytokinin), respectively. A dozens of chemicals modulating the signaling outputs of auxin and cytokinin were selected and subjected to be further monitored in physiological aspects. As a representative among them, dichlofenac which was an active ingradient of many nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) significantly inhibited the growth of Arabidopsis seedling. In addition, Arabidopsis exhibited the altered tropisms and root systemic architectures (RSA) in the presence of 10 micromolar dichlofenac. The expressions of several auxin and cytokinin responsive genes were also modified according to the exogenous treatment of dichlofenac. Combined with other current knowledges, we suggested that dichlofenac might act as inhibitor of oxygenases involved in auxin biosynthesis. Similarly to dichlofenac's case, our approaches will be broaden to identify more pharmaceutical ingradients modulating plant growth, which will provide the insights into environmental biology of medical xenobiotics yet to be known.

환경에서 식물의 생육과 발달에 영향을 주는 의약품 성분들의 탐색

서영석 ( Young-seok Seo ),김강민 ( Kamgmin Kim ),조민 ( Min Cho ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

Residual drug substances have been suggested to act as xenobiotics potentially affecting the growth of various living organisms in the environment. Here, we screened 70 pharmaceutical ingradients of which existences were verified in environment for their abilities to modulate plant growth and developmental processes. We introduced two types of transgenic Arabidopsis lines harboring pDR5:GUS and pARR6:LUCIFERASE which were engineered to report the signal intensities of two major phytohormones (i.e. auxin and cytokinin), respectively. A dozens of chemicals modulating the signaling outputs of auxin and cytokinin were selected and subjected to be further monitored in physiological aspects. As a representative among them, dichlofenac which was an active ingradient of many nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) significantly inhibited the growth of Arabidopsis seedling. In addition, Arabidopsis exhibited the altered tropisms and root systemic architectures (RSA) in the presence of 10 micromolar dichlofenac. The expressions of several auxin and cytokinin responsive genes were also modified according to the exogenous treatment of dichlofenac. Combined with other current knowledges, we suggested that dichlofenac might act as inhibitor of oxygenases involved in auxin biosynthesis. Similarly to dichlofenac's case, our approaches will be broaden to identify more pharmaceutical ingradients modulating plant growth, which will provide the insights into environmental biology of medical xenobiotics yet to be known.

바이오필름 형성능의 평가와 바이오필름 제어를 위한 소독기술 연구

서영석 ( Young-seok Seo ),이경근 ( Gyeonggeun Lee ),김강민 ( Kamgmin Kim ),조민 ( Min Cho ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

도서 섬지역은 갈수기를 대비하여 지하담수를 설치함으로써 물부족 현상을 극복하는데, 지하담수조 내에 빗물 또는 계곡수를 저장하게 되면, 미생물의 성장이 우려되는 단점이 있다. 이에 지하담수조 내에 미생물의 성장을 억제하기 위해서는 소독 설비를 구축해야 하고, 바이오필름의 생성정도를 평가하여 소독 설비의 적정 처리 기준을 마련해야 한다. 본 연구에서는 지하담수조 재질로 선택한 PVC가 타 재질 (SUS, Silicon)에 비해 우수하다는 것을 검증하기 위해 바이오필름 형성능 평가를 진행하였고, 소독 기술로는 염소와 자외선을 선정하여 실험을 통해 최적의 소독 기술을 제시하였다. 바이오필름을 잘 형성하는 미생물인 Pseudomonas aeruginosa O1 (PAO1)을 사용하였고, 바이오필름의 생성정도를 평가하기 위해 REALCO사의 생물막 검출 키트를 사용해 형태학적인 분석을 실시하였다. 실험 결과, Silicon 재질의 경우, 다른 재질에 비해 두꺼운 바이오필름 형성하는 것으로 나타났으며, PVC는 SUS와 유사하게 얇은 바이오필름을 형성하는 것으로 나타났다. 이를 좀 더 과학적으로 증명하기 위해 성분 분석을 실시하였다. 일반적으로 바이오필름의 형성은 미생물이 표면에 부착하여, 탄수화물 (polysaccharide), 단백질 (protein), DNA 등으로 이루어진 extracellular polymeric substance (EPS)을 방출하면서 바이오필름을 형성하게 된다. 본 연구에서는 각 재질별로 동일한 조건에서 바이오필름을 형성시킨 후, EPS 추출과정을 거쳐, polysaccharide (페놀-황산법), protein (bradford assay)의 분석을 진행하였다. Polysaccharide 및 protein의 검출 수준은 Silicon > SUS > PVC 순으로 나타났으며, PVC는 다른 재질에 비해 바이오필름이 덜 형성되는 것을 과학적으로 증명하였다. 지하담수조 내부에 생성된 바이오필름을 제어하기 위한 소독 기술을 결정하기 위해 바이오필름을 형성시킨 시편을 대상으로 자외선과 염소 소독을 진행한 결과, 3 log 기준으로 자외선 소독의 경우 약 70 (IT, mW/cm²*sec), 염소 소독은 약 100 (CT, mg/L*min)정도의 값을 나타내었다. 이는 수용액 상태의 소독 효율과 비교 시 바이오필름을 제어하기 위해서는 자외선 소독은 약 7~10배, 염소 소독은 약 385~625배 더 높은 요구량을 나타내는 것을 확인하였다. 바이오필름이 최소 형성된 PVC일지라도 수용액 소독 대비 높은 요구량을 나타내었고, 특히 염소 소독은 매우 높은 CT값을 요구하고 있어, 제어 기술로의 선택은 적절하지 못하다고 판단하였다. 따라서 최적의 기술로는 자외선소독으로 제시하였다.

바이오필름 형성능의 평가와 바이오필름 제어를 위한 소독기술 연구

서영석 ( Young-seok Seo ),이경근 ( Gyeonggeun Lee ),김강민 ( Kamgmin Kim ),조민 ( Min Cho ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

도서 섬지역은 갈수기를 대비하여 지하담수를 설치함으로써 물부족 현상을 극복하는데, 지하담수조 내에 빗물 또는 계곡수를 저장하게 되면, 미생물의 성장이 우려되는 단점이 있다. 이에 지하담수조 내에 미생물의 성장을 억제하기 위해서는 소독 설비를 구축해야 하고, 바이오필름의 생성정도를 평가하여 소독 설비의 적정 처리 기준을 마련해야 한다. 본 연구에서는 지하담수조 재질로 선택한 PVC가 타 재질 (SUS, Silicon)에 비해 우수하다는 것을 검증하기 위해 바이오필름 형성능 평가를 진행하였고, 소독 기술로는 염소와 자외선을 선정하여 실험을 통해 최적의 소독 기술을 제시하였다. 바이오필름을 잘 형성하는 미생물인 Pseudomonas aeruginosa O1 (PAO1)을 사용하였고, 바이오필름의 생성정도를 평가하기 위해 REALCO사의 생물막 검출 키트를 사용해 형태학적인 분석을 실시하였다. 실험 결과, Silicon 재질의 경우, 다른 재질에 비해 두꺼운 바이오필름 형성하는 것으로 나타났으며, PVC는 SUS와 유사하게 얇은 바이오필름을 형성하는 것으로 나타났다. 이를 좀 더 과학적으로 증명하기 위해 성분 분석을 실시하였다. 일반적으로 바이오필름의 형성은 미생물이 표면에 부착하여, 탄수화물 (polysaccharide), 단백질 (protein), DNA 등으로 이루어진 extracellular polymeric substance (EPS)을 방출하면서 바이오필름을 형성하게 된다. 본 연구에서는 각 재질별로 동일한 조건에서 바이오필름을 형성시킨 후, EPS 추출과정을 거쳐, polysaccharide (페놀-황산법), protein (bradford assay)의 분석을 진행하였다. Polysaccharide 및 protein의 검출 수준은 Silicon > SUS > PVC 순으로 나타났으며, PVC는 다른 재질에 비해 바이오필름이 덜 형성되는 것을 과학적으로 증명하였다. 지하담수조 내부에 생성된 바이오필름을 제어하기 위한 소독 기술을 결정하기 위해 바이오필름을 형성시킨 시편을 대상으로 자외선과 염소 소독을 진행한 결과, 3 log 기준으로 자외선 소독의 경우 약 70 (IT, mW/cm²*sec), 염소 소독은 약 100 (CT, mg/L*min)정도의 값을 나타내었다. 이는 수용액 상태의 소독 효율과 비교 시 바이오필름을 제어하기 위해서는 자외선 소독은 약 7~10배, 염소 소독은 약 385~625배 더 높은 요구량을 나타내는 것을 확인하였다. 바이오필름이 최소 형성된 PVC일지라도 수용액 소독 대비 높은 요구량을 나타내었고, 특히 염소 소독은 매우 높은 CT값을 요구하고 있어, 제어 기술로의 선택은 적절하지 못하다고 판단하였다. 따라서 최적의 기술로는 자외선소독으로 제시하였다.

바이오필름 형성능의 평가와 바이오필름 제어를 위한 소독기술 연구

서영석 ( Young-seok Seo ),이경근 ( Gyeonggeun Lee ),김강민 ( Kamgmin Kim ),조민 ( Min Cho ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

도서 섬지역은 갈수기를 대비하여 지하담수를 설치함으로써 물부족 현상을 극복하는데, 지하담수조 내에 빗물 또는 계곡수를 저장하게 되면, 미생물의 성장이 우려되는 단점이 있다. 이에 지하담수조 내에 미생물의 성장을 억제하기 위해서는 소독 설비를 구축해야 하고, 바이오필름의 생성정도를 평가하여 소독 설비의 적정 처리 기준을 마련해야 한다. 본 연구에서는 지하담수조 재질로 선택한 PVC가 타 재질 (SUS, Silicon)에 비해 우수하다는 것을 검증하기 위해 바이오필름 형성능 평가를 진행하였고, 소독 기술로는 염소와 자외선을 선정하여 실험을 통해 최적의 소독 기술을 제시하였다. 바이오필름을 잘 형성하는 미생물인 Pseudomonas aeruginosa O1 (PAO1)을 사용하였고, 바이오필름의 생성정도를 평가하기 위해 REALCO사의 생물막 검출 키트를 사용해 형태학적인 분석을 실시하였다. 실험 결과, Silicon 재질의 경우, 다른 재질에 비해 두꺼운 바이오필름 형성하는 것으로 나타났으며, PVC는 SUS와 유사하게 얇은 바이오필름을 형성하는 것으로 나타났다. 이를 좀 더 과학적으로 증명하기 위해 성분 분석을 실시하였다. 일반적으로 바이오필름의 형성은 미생물이 표면에 부착하여, 탄수화물 (polysaccharide), 단백질 (protein), DNA 등으로 이루어진 extracellular polymeric substance (EPS)을 방출하면서 바이오필름을 형성하게 된다. 본 연구에서는 각 재질별로 동일한 조건에서 바이오필름을 형성시킨 후, EPS 추출과정을 거쳐, polysaccharide (페놀-황산법), protein (bradford assay)의 분석을 진행하였다. Polysaccharide 및 protein의 검출 수준은 Silicon > SUS > PVC 순으로 나타났으며, PVC는 다른 재질에 비해 바이오필름이 덜 형성되는 것을 과학적으로 증명하였다. 지하담수조 내부에 생성된 바이오필름을 제어하기 위한 소독 기술을 결정하기 위해 바이오필름을 형성시킨 시편을 대상으로 자외선과 염소 소독을 진행한 결과, 3 log 기준으로 자외선 소독의 경우 약 70 (IT, mW/cm²*sec), 염소 소독은 약 100 (CT, mg/L*min)정도의 값을 나타내었다. 이는 수용액 상태의 소독 효율과 비교 시 바이오필름을 제어하기 위해서는 자외선 소독은 약 7~10배, 염소 소독은 약 385~625배 더 높은 요구량을 나타내는 것을 확인하였다. 바이오필름이 최소 형성된 PVC일지라도 수용액 소독 대비 높은 요구량을 나타내었고, 특히 염소 소독은 매우 높은 CT값을 요구하고 있어, 제어 기술로의 선택은 적절하지 못하다고 판단하였다. 따라서 최적의 기술로는 자외선소독으로 제시하였다.