이온성 액체의 장기 스트레스에 대한 Shewanella oneidensis MR-1의 반응

Title
이온성 액체의 장기 스트레스에 대한 Shewanella oneidensis MR-1의 반응
Authors
한상현
Keywords
이온성액체의장기스트레스에대한shewanellaoneidensismr1의반응
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
이온성 액체는 안정한 특성으로 청정용매(green solvent)로 잘 알려졌었다. 그러나 환경에 노출 시 이온성 액체가 잠재적 독성 활성을 지니는지에 대해서는 명백히 알려지지 않았다. 본 연구에서는 환경 미생물인 Shewanella oneidensis MR-1에 대해 다양한 이온성 액체의 장기간 노출 효과를 조사하였다. MR-1은 반사멸(sub-lethal)농도에서 반복적 노출을 통해 순응되었고(acclimated), 이러한 농도를 점점 증가시켜 MR-1을 더 높은 이온성 액체 농도에 대해 순응하게 하였다. 추후 실험을 위해 순응된 균주들 중 [Omim][BF4]에 대해 순응된 균주를 선택하였다. 선택된 균주는 SH-1이라 명명하였고 형태학적, 성장, 세포 표면 소수성[Cell Surface Hydrophobicty – (CSH)]등 이동성을 포함한 다양한 특성을 야생형인MR-1과 비교하였다. 이온성 액체가 없는 복합배지에서 SH-1은 MR-1보다 느린 생장 속도를 보였다. 이온성 액체가 존재하는 복합배지에서는 SH-1의 성장이 그렇지 않은 생장보다 더 느렸다. 각 균주들은 전자 주사현미경[Scanning Electron Microscopy(SEM)]에 의해 세포 형태가 관찰되었다. MR-1과 SH-1의 비교에서 SH-1의 신장된 균주 형태를 보였다. 적외선 분광 분석기[Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectrophotometer] 분석이 MR-1과 SH-1의 세포 구성 성분 차이를 밝히기 위해서 수행되었다. 적외선 분광 분석기 분석에서 큰 차이가 분석되지 않아서 세포 표면 소수성 분석을 MR-1과 SH-1균주에 수행하였다. 이온성 액체가 없는 조건에서는 SH-1과 MR-1간에 중요한 차이가 없었다. 그러나 반사멸 농도의 이온성 액체의 노출에서 SH-1의 세포 표면 소수성이 급격히 증가한 반면, MR-1은 영향을 받지 않았다. 운동성에서 SH-1과 MR-1간의 차이를 조사하기 위해 운동성 시험(motility test)를 수행하였다. 이온성 액체가 없는 조건에서는 SH-1과 MR-1간에 중요한 차이가 없었다. 그러나 반사멸 농도의 이온성 액체의 노출에서 SH-1의 운동성이 급격히 증가한 반면, MR-1은 영향을 받지 않았다. 입도 분석을 이용하여 세포 표면의 음전하량을 측정할 때, SH-1 과 MR-1간에 중요한 차이가 없었다. 마지막으로 세포 표면에서 SH-1과 MR-1간의 차이를 나타내기 위해 지방산 분석을 실시하였다. 액체에 장기 노출 시 Shewanella oneidensis MR-1 세포 표면 특성의 전반적인 변화를 보면 이 변화는 영구적이었다. 추가 실험은 순응 기간 동안 정확한 유전적 변화를 측정하는 것이다.
Description
1. 서론 1 1.1 이온성액체 1 1.1.1 이온성 액체의 구조와 특징 1 1.1.2 이온성 액체의 특징 2 1.1.3 이온성 액체의 잠재적 문제점과 생태학적으로 장기적으로 미치는 영향 3 1.2 Shewanella oneidensis MR-1 4 1.3 Shewanella oneidensis MR-1의 호흡에 따른 대사 특징 5 1.4 순응 6 2. 연구 목적 7 3. 재료 및 방법 8 3.1 균주 및 배양 조건 8 3.2 이온성액체 8 3.3 순응형의 선별 8 3.3.1 순응형 선별 과정 8 3.3.2 순응형 미생물 안정성 확인 10 3.4 성장 속도의 비교 11 3.5 주사 전자 현미경 12 3.6 적외선 분광법 13 3.7 세포 표면 소수성 분석 13 3.8 세포 운동성의 분석 14 3.9 세포 표면 음이온 전하량 15 3.10 지방산 분석 15 4. 결과 17 4.1 순응형의 선별 17 4.2 성장 속도의 비교 19 4.3 주사 전자 현미경을 이용한 형태학적 비교 22 4.4 적외선 분광법 23 4.5 세포 표면 소수성 분석 24 4.6 세포 운동성 분석 27 4.7 세포 표면 음이온 전하량 분석 29 4.8 지방산 분석 30 5. 결론 32 6. 참고 문헌 36 그림목차 그림. 1. 이온성 액체의 구조 2 그림. 2. 순응형 미생물의 선별과정 9 그림. 3. 순응형 미생물의 안정성 확인 11 그림. 4. 순응형에 대한 16S rDNA서열 분석을 이용한 분자동정 18 그림. 5. 이온성 액체의 유무와 농도에 따른 성장의 비교 20 그림. 6. 이온성 액체 존재 유무 및 농도에 따른 성장정도 21 그림. 7. 야생형과 순응형의 주사전자현미경 사진 22 그림. 8. 야생형(청색)과 순응형(적색)의 적외선 분광 분석 23 그림. 9. 야생형과 순응형(왼쪽)과 야생형과 순응형 각각의 반사멸 농도의 이온성 액체를 처리(오른쪽)한 세포 표면 소수성 25 그림. 10. 야생형과 순응형 그리고 각각 반사멸 농도의 이온성 액체를 처리한 세포 표면 소수성 25 그림. 11. 세포 표면 소수성의 시간 별 변화 26 그림. 12. 시간 별 세포 운동성의 변화(1) 28 그림. 13. 시간 별 세포 운동성의 변화(2) 28 그림. 14. 입도분석을 이용한 세포 표면 전하량 비교 29 그림. 15. 야생형(위)과 순응형(아래)의 지방산 분석 31 그림. 16. S.oneidensis의 fts Z 유전자 서열(395아미노산 부분) 33 표목차 표. 1. 해당 이온성 액체에 대해 선별된 순응형 18
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22848
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College of Natural Science(자연과학대학) > Ocean Sciences (해양과학) > Theses(해양과학 석박사 학위논문)
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