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바이오에너지 소재로서의 식물

Plants as bio-energy sourcesBio-energy는 2005년 현재 세계 primary energy 사용의 13.4%(IEA 통계)에 기여하고 있다. 하지만 주로 아프리카, 아시아, 중국에서 heating이나 cooking 등에 연료로 사용하고 있는 것이다. 바이오 연료의 대표적인 예로는 메탄올(methanol), 바이오 에탄올(Bioethanol), 바이오디젤(Biodiesel), 바이오가스, 기타 고형 연료 등을 들 수 있다. 이들 모두는 전력 생산이나 수송수단의 연료로 쓰일 수 있지만, 현재까지는 바이오에탄올과 바이오디젤이 수송용 연료를 중심으로 상업화가 가장 활발하다.바이오디젤용 원료작물에는 유채, 콩, 해바라기, 팜, 자트로파, 아주까리, 땅콩 등이 있으며, 바이오에탄올용 원료작물은 당료작물(사탕수수, 사탕무, 단수수 등), 전분작물(옥수수, 카사바, 야콘, 고구마, 감자, 돼지감자, 벼, 보리, 밀 등), 사료작물(진주조) 및 초본작물(Switch grass, Miscanthus, Reed Canary grass 등)로 구분된다.[Bioethanol]에탄올은 starch, sugar, lignocellulosic biomass와 같은 농산품을 이용하여 만들 수 있다. 에탄올 첨가 연료는 휘발유에 비해 연료로 사용 시 대기 오염 물질의 배출이 현저히 낮아 미국의 경우 에탄올 첨가 휘발유의 사용을 확대하고 있다. 이와 같은 바이오에탄올은 바이오매스로부터 생물학적 방법에 의해 생산된다. 미국과 브라질은 식량에서 남는 잉여자원을 통해 바이오에탄올을 얻고 있지만 식량부족문제가 세계적으로 심각해지고 있는 실정이기 때문에 식량으로 사용 가능한 바이오매스(biomass)를 연료 생산용 원료물질로 사용한다는 것은 사회적으로 용인되지 않을 것이다.잉여 농산물이 없는 일본, 프랑스, 캐나다 등은 폐기물 바이오매스로부터 에탄올을 생산하는 공정 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 대표적인 예가 cellulose가 있다. cellulose를 이용하여 에탄올을 만들기 위해서는 cellulase를 통해 glucose로 분해하고 술을 만드는 것과 동일한 방법으로 효모를 사용하여 알콜로 발효시킨다. 범위를 재활용이 어려운 폐지 등의 폐기물로 넓힐 수도 있으므로 에탄올 생산용 원료물질로서의 그 양은 무한하다고 할 수 있다.단점은 바이오매스에 cellulose외에도 lignin, hemicellulose와 같은 물질이 포함되어 있다는 점이다. 따라서 cellulose를 분리하기 위한 기술이 필요하다. 또한 cellulose를 경제적으로 얻을 수 있는 기술 또한 개발이 필요하다. 즉, 가장 중요한 가격적인 측면에서 경쟁성을 얻기 위해서는 공정의 많은 부분에 개선이 필요하다.[Biodiesel]바이오디젤은 그 연소특성으로 보아 기존의 모든 디젤엔진에 사용할 수 있다. 식물성 기름에서 바이오디젤을 생산하려면 알코올을 첨가해야 하며, 그 부산물로 글리세린이 발생하는데 이것은 정제한 후 이용할 수 있다.지구온난화 등 이산화탄소 양의 증가를 통한 문제가 대두됨에 따라 이산화탄소 배출을 줄이는데 과학자들이 관심을 갖게 되었다. 특히 클로렐라 등으로 대표되는 식물성 플랑크톤인 미세조류(microalgae)는 동일한 조건에서 열대우림에 비해 이산화탄소 제거 속도가 약 다섯 배 높다. 이러한 microalgae 중 Botrococcus braunii은 주성분이 지방성 기름이라 간단한 공정을 거치면 디젤유로 만들 수 있다. microalgae는 유채, 해바라기 등의 식물에 비해 기름 함량이 15배가량 높다. 또한 이산화탄소 흡수가 많기 때문에 이론적으로 디젤유 생산을 위한 이산화탄소를 증가는 없는 셈이다.

자연과학| 2010.11.04| 2페이지| 1,000원| 조회(176)

식물, 바이오디젤, 식물학, 바이오에너지, 바이오에탄올, bioenergy

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식물 단백질의 의학적 사용(백신 또는 항체)

Potential for using plants to produce proteins(vaccines and antibodies) for medical usestransgenic plants는 많은 recombinant proteins를 발현시킬 수 있는 중요한 시스템으로 주목받고 있다. 식물은 사실상 모든 종류의 antibody molecule을 합성할 수 있다. 식물은 유용한 antibodies를 싸고 풍부하게 공급할 수도 있다. 또한 동물을 이용하는 시스템에 비하여 안전하다. 이에 반해 동물을 이용하면 구조적으로 우수하겠지만 비쌀 뿐만 아니라 사용하는 host cell이 가지고 있는 병원성에 대한 위험성을 무시할 수 없다.미생물을 이용한다면 미생물에는 존재하지 않는 세포 소기관이 있기 때문에 post-translational modification 과정이 일어나지 않아 protein의 최종 구조 및 당 구조의 차이가 있다. 이는 적절한 folding과 disulfide bridges를 만들지 못하여 intracellular precipitation을 수반하는 unnatural conformation을 만든다. 하지만 식물은 동물과 동일하게 glycosylation 등의 post-translational modification 과정이 일어난다는 장점 또한 가지고 있다.대부분 식물 transformation 기술은 외부 DNA를 식물 genome에 안정적으로 집어넣는 것이다. transgenic plants의 crossing을 통한 genetic recombination은 새로운 genes를 집어넣고 식물에 multiple genes를 축적시키는 간단한 방법이다. 게다가 transformed plant line은 쉽사리 씨앗으로 저장될 수 있다. recombinant proteins는 mammalian cells의 proteins를 보완할지도 모른다.최초에는 식물에서의 항체생산에 대해 두 recombinant gene products를 식물에서 co-expression시키는 원리를 증명하였다. products는 정확하게 molecule로 folding, assembly되어 포유류의 것과 기능적으로 동일해야 한다. 그 후 수많은 그룹이 식물에 antibody molecules를 expression시켜 식물 효율에 변화했는지, 해충저항성과 같은 식물의 특성이 개선되었는지 알아보았다.[Antibody Production in Plants]immunoglobulin(Ig)의 heavy, light chains의 functional antibodies로의 expression과 assembly는 transgenic tobacco를 통하여 최초로 이뤄졌다. 이를 통해 식물이 다양한 종류의 항체(full-sized IgG, IgA, chimeric IgG, IgA, secretory IgG, IgA, single-chain Fv fragment(scFv), Fab fragments, heavy-chain variable domain 등)를 생산하는 시스템임을 증명하였다. 이렇듯 식물은 사실상 값싼 monoclonal antibodies의 무제한적 자원으로서 거대한 잠재력을 가지고 있다.아직까지 상업적 항체 생산에 대한 최고의 식물 종 또는 조직에 대한 합의점은 없다. 오늘날까지 대부분 항체는 담배에서 발현시켰으나 최근에는 감자, 대두, 자주개자리, 벼, 밀 또한 성공적으로 사용되고 있다. green tissue(tobacco, alfalfa, soybean)를 사용하는 것은 생산성이 좋으며 genetic manipulation과 씨앗의 대량생산이 비교적 수월하기 때문이다. 또한 씨앗은 green leaves보다 더 적은 phenolic compounds와 proteins와 lipid의 complex mixture를 가지는 것이 가능하여 purification이 수월하다. seeds와 tubers의 또 다른 장점은 장기간동안 저장 가능하다는 점이다. rice seeds의 scFv levels는 6개월 동안 RT에서 저장하였을 때 큰 감소를 보이지 않았다. 추운 창고에서 18개월 동안 두었을 때 potato tubers는 functional antibody의 50% 손실이 있었다. 말린 tobacco나 alfalfa leaves는 5~7일 정도 짧은 기간 동안 소량의 scFv 또는 IgG antibody 손실이 있었다. 저장된 식물재료로 antibody를 purification하는 것은 field근처에 시설을 둘 필요도 없고 매년 지속적으로 사용가능하다는 장점을 가지고 있다.현재까지 잠재적으로 인체치료에 사용할 수 있는 식물에서 만들어진 항체는 오직 4가지이다. 그 중에서도 하나만이 인간에서 실험되어졌는데 chimeric secretory IgG-IgA antibody(tobacco-produced IgG antibody: 치아를 썩게 만드는 Streptococcus mutans의 surface antigen에 대한 항체)이다. 두 번째 항체인 humanized anti-herpes-simplex virus(HSV) antibody는 대두에서 만들어졌으며 mouse model에서 vaginal HSV-2 transmission의 예방에 효과적이었다. 세 번째 항체는 carcinoembryonic antigen(CEA)에 대한 것으로 최근에 벼와 밀에서 발현시켰다. CEA는 특징적인 tumor-associated antigens 중 하나이다. CEA에 대한 antibodies는 antibody-based cancer therapy뿐만 아니라 in vivo tumor imaging에 사용된다.[Edible Vaccines]injection보다 vaccine을 먹는 것이 비용이나 방법 면에서 괜찮다. 하지만 oral vaccines에 대한 주된 걱정이 immune response이전에 protein components가 위나 장에서 degradation될 가능성이다. 이를 방지하기 위해 delivery vehicles를 사용하여 proteins를 장까지 운반한다.초기에는 tobacco, potato 등이 많이 사용되었지만 최근에는 저장기간 동안 더 안정한 soluble protein을 고농도로 가지고 있는 종이 더 흥미를 끌고 있다. 이에는 cereals와 같은 seed crops가 특히 적합하다. 이것들은 embryo fraction에 soluble protein이 많아서 다른 부분과 antigen의 농도가 많아진 곳을 쉽사리 분리시킬 수 있어서 투여량을 줄일 수 있다.

자연과학| 2010.11.04| 2페이지| 1,000원| 조회(233)

식물, 의학, 백신, 항체, 식물학, Vaccines, 식물단백질

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Franklin Delano Roosevelt(루즈벨트)

Franklin Delano Roosevelt아담스미스의 ‘보이지 않는 손’을 중심으로 하는 자유방임주의 하에 발전해 나가던 미국경제는 높은 실업률 등과 같은 “시장실패”라는 결과를 맞이하였다. 미국뿐만 아니라 세계는 시장실패로 인해 경제대공황상태에 빠져 허우적대었다. 이때 미국대통령으로 새로이 취임한 루즈벨트는 케인즈 이론을 바탕으로 테네시 강 유역개발공사를 통한 일자리 증대 등과 같은 뉴딜정책을 실시하였다. 물론 완전히 해결되지는 않았지만 정부가 적극 개입하는 뉴딜정책은 성공적이었고 경제학적으로 큰 의미를 지니게 되었다. 즉, 비슷한 상황에 빠진 다른 여러 나라들에게 좋은 예가 되었고 해결책을 구하는데 많은 도움을 주었다. 뉴딜정책은 미국을 대공황상태에서 벗어나 20세기 세계중심에 설 수 있는 발판을 마련해 주었다.2차 세계대전이 발발하고 미국은 처음에는 중립을 선언하였다. 하지만 일본이 진주만을 선제공격했고 미국은 그제야 2차 세계대전에 참전하였다. 이로 인해 연합군의 세력은 강대해졌고 전세는 금세 역전되었다. 결국 항복을 받아내면서 2차 세계대전은 승리로 막을 내렸다. 이때 이미 세계정세는 유럽에서 미국으로 넘어가고 있던 중이었던지라 미국의 참전은 이를 확고히 다지는 계기가 되었다. 더불어 전쟁 중 소련과 중국의 성장, 유럽의 세력약화로 인해 세계중심이 대서양에서 태평양으로 조금씩 옮겨가고 있었다.루즈벨트는 우리나라에도 크나큰 영향을 미쳤다. 연합군 정상들과의 여러 차례 회담에서 대한민국에 대해 독립이후 신탁통치할 것을 결정하였다. 이 결정은 종전 전에 루즈벨트는 사망하였지만 38도선을 기준으로 소련군과 미군이 주둔, 대치하는 상황 다시 말해 남북 분단의 계기가 되었다. 남북 분단은 결국 한국전쟁으로 이어지고 한반도의 황폐화란 결과를 초래하였다. 하지만 웃기게도 한국전쟁은 2차 세계대전 패망국인 일본을 군수산업을 통해 세계2위의 경제대국으로 성장하는 발판을 제공하였다. 여러 차례 회담과 2차 세계대전 승리는 그 자체뿐만 아니라 소련의 공산주의와 미국의 민주주의 사이에서의 냉전이 시작되었음을 알리는 신호탄이었다. 당시 시장실패와 두 차례의 세계대전으로 인해 민주주의는 공산주의에 의해 많이 밀리는 상황이었다. 하지만 미국의 2차 세계대전 참전과 승전, 뉴딜정책으로 다시금 민주주의는 힘을 얻었다. 따라서 밀리고 있던 민주주의 세력을 점차 회복할 수 있었고 종전과 함께 유럽은 동서, 아시아는 남북을 기준으로 냉전 체제가 본격화되었다. 이는 한국전쟁뿐만 아니라 세계 몇몇 분반국가와 여러 나라의 전쟁에 직간접적 원인이 되었고, 20세기 후반은 냉전이라는 키워드가 세계정세를 지배하게 되었다.맨해튼 프로젝트라는 이름으로 핵 개발을 본격적으로 시작하였다. 이 연구는 국가주도하에 당시 돈으로 약20억 달러가 지원되었다. 바로 거대과학의 시작이었다. 이전까지의 연구가 개인에 의한 소자본으로 운영되는 연구체제였다면, 핵개발 연구는 정부라는 집단에 의해 거대자본이 지원받는 연구체제였다. 이러한 연구체제의 변화는 20세기 눈부신 과학기술 발전에 많은 도움을 주었다. 무엇보다 핵개발은 과학기술적으로 원자력 기술체계의 뼈대를 이루었다는 큰 성과를 가져왔다. 하지만 세계 각국이 너나 할 것 없이 핵개발에 동참하게 되면서 핵은 하나의 세계적인 골칫거리로 되어버렸다.

인문/어학| 2010.11.04| 1페이지| 1,000원| 조회(136)

식민지, 현대과학, 시장실패, 루즈벨트, 거대과학

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웃음을 찾는 사람들

웃음을 찾는 사람들우리나라의 예술을 감상 하다보면 다른 나라와는 다른 몇 가지 특징을 찾을 수 있다. 그중에서 가장 뚜렷한 특징이 ‘해학성’이다. 작품 속에서 웃음을 찾을 수 있다는 것이다. 우리가 미술작품을 감상 할 때, 자신도 모르게 ‘피식’ 웃음이 나게 된다. 그런데 한 가지 의문점이 생긴다. 과연 그 시대를 살았던 사람들은 즐거운 일만 가득해서 그런 작품을 만들어냈을까? 비단 나라에 즐거운 일이 있을 때만으로 한정되진 않았을 것이다. 작품들의 연대를 조사하고, 우리나라 역사를 미뤄보았을 때 마냥 태평성대였던 시절에만 ‘해학성’이 예술 속에서 표현되어진 것이 아님을 알 수 있다. 힘들고 지치더라도 우리민족은 다양한 방면으로 웃음을 찾으려고 노력하였다. 이러한 우리 선조들의 민족성이 여러 미술작품 속에 여실히 들어나 있다.한국, 일본, 중국은 같은 문화권을 속해 있고 불교문화 등을 포함해서 서로간의 교류를 통해 문화적으로 큰 차이는 없다. 하지만 세 나라는 같은 문화권임에도 불구하고 다소 서로간의 차이가 보이는데, 가장 궁극적인 이유는 민족성일 것이다. 미술작품에서 웃음 짓게 만들 수 있는 작품은 우리나라에서 가장 많이 보이는데 이는 우리 민족의 소박하고 웃음을 즐길 줄 아는 민족성이 반영된 것이라고 본다.이 글을 통해서 우리나라의 미술작품 속에 들어난 우리 선조들의 웃음을 찾으려는 자세에 대해서 현 시대를 살고 있는 우리들이 배워야 할 점은 무엇인가에 대해 알아보고자 한다.▶ 웃음을 찾는 사람들해학이란 과연 무엇일까? 사전을 찾아보면 “익살스럽고도 품위가 있는 말이나 행동”라고 나온다. 사전적 의미를 미뤄보면 여러 문학이나 탈춤 등을 쉽게 떠올릴 수 있을 것이다. 하지만 그것들에만 제한되어 있는 것이 아니라 미술작품 속에도 담겨져 있다. 풍자와 다소 혼동될 수 있지만 해학은 풍자와는 다소 다른 개념이라 할 수 있다. 풍자는 비판적 성향이 강하다. 웃기긴 하나 비웃음에 가까운 웃음을 만들어내고, 무엇인가를 비판함으로써 얻어낼 수 있는 웃음이다. 풍자는 풍속많으며, 무덤 속 부장품으로도 만들어 졌다. 신라토우는 가장 외래의 영향을 받지 않은 예술작품이다. 그래서 신라토우를 보면 신라예술의 특징이 여실히 드러난다. 그것은 바로 세부적인 표현은 최대한 배제하고 특징적인 요소들을 보다 강조하는 것이다. 생략은 하였지만 중요한 부분을 놓치지 않고 도리어 강조함으로써 작품은 단순해보이지만 그게 무엇이고 어떠한 모습인지를 우리로 하여금 쉽게 알 수 있게끔 해준다. 처음에 봤을 때 “저 정도는 나도 만들겠다.”라는 생각이 들게 할 정도로 단순화되어 있지만 자세히 보면 아이들 흙장난 같은 이 작품 안에 신라인들의 뛰어난 조형 감각과 해학이 묻어나 있다.figure 1은 사랑을 나누는 남녀를 나타낸 토우이다. 이 작품에서 신라예술의 특징을 다시 한 번 느낄 수 있다. 전체적인 모습은 과감히 생략하였지만 이들이 지금 무엇을 하고 있는지에 대해서는 쉽게 알 수 있다. 이 이외에도 다양한 토우에서 성적인 표현이 자유분방하게 이루어져 있다. 그렇다고 해서 신라가 성이 문란한 나라는 아니었다. 역사적 자료를 찾아보면 문란한 성에 대해서는 처벌이 엄했다는 사실을 알 수 있다. 신라인들이 문란하지는 않지만 성에 대해 자유분방한 생각을 지녔다는 것을 토우를 통해서 우리는 느낄 수 있다. 지금 우리들이 생각하기에는 은밀하고 수치스러운 것이지만 토우는 그것마저도 익살스럽고 해학적으로 표현하고 있다. 무엇보다 토우는 무덤 부장품이었다. 언뜻 무덤 속에 왜 이런 작품을 있을까라는 의문점이 생긴다. 이는 민간신앙에서 풍요와 다산 등의 기원의 의미로 볼 수 있다. 대한민국 전역에서 찾을 수 있는 남근석, 여근석 등에서 비슷한 의미를 찾을 수 있다.이와 비슷하게 중국에는 도용이란 것이 있다. 중국의 도용의 대표적인 예로는 진시황릉의 병마용(figure 2)을 들 수 있다. 병마용의 경우에는 실제 살아있는 사람이라고 해도 믿을 수 있을 만큼 세부적인 묘사에 충실하고 있다. 해학적인 멋은 배제되어 있고, 정말 딱딱한 모습인 것을 볼 수 있다. 정말 살아서 진다른 모습이라고 느껴졌다. 신라토우에 비해서 사실성이 조금 더 가미된 느낌이 받았다. 하지만 조금 재미나게 묘사되어 있다는 점에서 신라토우와 완전 동 떨어져 있다고는 생각하지 않는다. 이것은 일본이 백제의 영향으로 인해서 미술적 표현 방식이 뒤섞였으리라 예상한다. 몇몇 나라의 영향을 받은 일본이기에 다양한 영향을 받으면서 나름대로 자기만의 표현방식으로 만들어졌을 것이다. 그래서 일본토우를 보고 있자면 정확하게 어느 나라의 영향을 받았는지 딱 집어내기는 어렵다. 중국의 도용처럼 신라토우와는 달리 일상생활에서 찾을 수 있는 웃음보다는 그냥 단순히 무덤 부장품 같다는 느낌을 많이 든다. 왼쪽 사진에서 역시도 조금 익살 적이긴 하지만 약간 딱딱해 보인다. 신라토우는 그냥 대충 주물러서 만든 것 같지만 일본토우는 다소 약간의 틀이 잡혀 있다.▶ 동물에게서 찾은 웃음 - 호자도(虎子圖/민화)민화의 작가는 도화서의 화원에서부터 일반 백성에 이르기까지 다양하지만 그림에 소질이 있는 사람, 사람의 요구에 따라 그림을 그렸던 천인 계층, 본격적인 그림공부를 받지 못한 무명 화가 등이 대부분이었다. 민화는 오랫동안 우리 선조들의 생활과 밀접하기 발달해왔기 때문에 자연스레 한국의 정서가 배어있다. 따라서 민화에서는 대한민국의 주된 특징인 소박함과 파격적 구성, 뛰어난 해학미 등이 가미되어 있게 된 것이다. 이러한 민중적 요소를 바탕으로 다른 나라 민화에 비해 우수하며 세계적으로 재평가를 받고 있다. 민화에는 호랑이 그림을 많이 볼 수 있는데 기록에 의하면 우리민족은 예로부터 호랑이를 거느리고 다녔으며 민담이나 설화에도 호랑이가 자주 등장한다. 민화 역시 주로 민중이 그렸다는 점을 미뤄볼 때 호랑이 그림이 왜 자주 그려졌는지 알 수 있다.민화에서는 두루 느낄 수 있는 것이 해학이지만 그중에서도 호자도(figure 5)를 선택하게 된 이유는 왠지 모를 따스함까지 느껴진다는 것이었다. 무엇보다 호자도의 경우에는 모든 호랑이의 표정 등을 웃기게 표현함으로써 보는 사람으로 하여금 무의식적으다. 날카로운 이빨이 있지만 무서운 이미지보다는 통통한 것이 오히려 귀엽다는 생각이 드는 것도 호자도의 호랑이와 비슷하다. 민화에서 호랑이와 해태는 역할도 비슷했을 걸로 생각한다. 둘 다 입구에 주로 있어서 집안을 지키는 주술적 역할을 하였을 것이다.다른 나라의 민화는 우리나라와는 약간 개념을 달리 한다. 흔히 중국의 연화와 일본의 우키요에가 한국의 민화와 자주 비교되곤 한다. 하지만 이 3국간의 민화에서는 큰 차이점이 보인다. 먼저 중국의 민간연화를 살펴보자. 목판화 형식인 중국의 민간연화와 우리나라의 민화와의 큰 차이점은 중국 민간연화의 경우에는 정초에 벽사진경의 목적으로 만들어졌다는 점이다. 그것은 복성고조(figure 7)를 봐도 알 수 있다. 호자도에 비해서 색깔이 많이 사용되어 있고 딱 보기에도 주술적이고 무엇인가 염원하는 마음을 담겨있다는 것을 느낄 수 있다. 붉은 색 계통이 많이 보이는 것은 중국인들의 붉은 색에 대한 선호를 보여주고 있다. 호자도가 대상이 호랑이이지만 민간연화에서는 사람이 그려져 있다. 하지만 그 역할을 생각해보면 보통 사람이 아니라 호랑이와 유사한 의미의 상징적인 인물일 것이다. 화려한 기법 등의 표현기법을 보면 우리나라와는 차이가 크다는 점을 알 수 있다. 물론 우리나라에서도 이러한 복을 기원하는 민화도 종종 있지만 대부분 집안 장식이 목적이었고, 중국의 민간연화는 거의 모든 작품이 이러한 목적으로 만들어졌다는 차이점이 있다. 복성고조를 보면 부적을 그림으로 표현했다는 느낌을 많이 준다. 호자도는 구도 등이 자유로운데 반해 복성고조는 형식적이며 틀이 정해져 있는 것 같다.일본의 우키요에(figure 8)의 경우에는 일본의 무로마치 시대부터 에도시대 말기(14~19세기)에 서민생활을 기조로 하여 제작된 회화의 한 양식이다. 유키요에의 원래 뜻은 “현세를 긍정하고 즐기자”인데 그래서인지 작품 속에서는 다소 호색적인 경향을 많이 띤다. 민화와의 기본적인 가장 큰 차이는 목판화라는 점에 있다. 목판화를 이용해서 대량으로 민간에 보급 독특함을 알 수 있다. 세 나라의 민화를 바라보면 유사점을 찾는 것이 도리어 어렵다는 생각이 든다. 이러한 점에서 민화에서는 우리나라의 예술적 특징이 가장 잘 들어나 있고 민족성이 잘 들어나 있다고 할 수 있다. 자세히 작품을 보지 않더라도 두 나라에서 비해서 소박함과 수수함이 느껴지고 웃음 짓게 한다는 점을 알 수 있다.▶ 자연 속에서 찾은 웃음 - 분청사기 철회연지 조어 문장군병분청사기는 고려시대의 상감청자에 비해서는 수수해졌다는 특징을 가지고 있다. 이와 더불어 자유분방하고 활력이 넘치며 상감청자는 다소 장식용으로서 조금 화려하다는 느낌을 주지만 분청사기는 실용적인 형태와 함께 소박하다는 느낌을 준다. 분청사기에 그려진 무늬들에서 우리 선조들의 웃음을 찾는 자세를 다시 한 번 발견할 수 있었다. 또한 이전의 도자기에 비해서 민중에게 조금 더 다가섰다는 느낌을 받을 수 있었다.이 작품(figure 9)에서는 사실성이 다소 배제되어 있다. 자신보다 큰 물고기를 공격하는 새, 이들보다 더 큰 꽃, 신기한 모양의 구름 등이 바로 그러한 특징을 잘 나타낸다. 또한 새나 물고기 눈이 동그랗게 표현된 것은 요즘 만화에서 그려지는 캐릭터들의 눈과 비슷하다. 또한 전체적으로 단순화시킨 것에서 신라토우와 비슷하단 느낌이 든다. 자신보다 큰 물고기를 공격하는 모습은 우리로 하여금 웃음을 자아내게 한다. 물고기에게 도리어 먹힌다고 해도 이상하지 않을 정도로 웃긴 모습이다. 분청사기 뿐 아니라 우리나라 미술 작품들에서 물고기가 자주 등장한다. 주로 잉어인데, 잉어는 용이 되려하는 동물로 알려져 있다. 우리나라에서 선비들이 입신양면에 대한 의지를 표현하는데 주로 쓰였다. 하지만 이 작품에서 그러한 잉어가 공격을 받고 있다. 그런 모습이 재미있게 표현되어 있긴 하지만 선비들의 그러한 자세가 위협을 받고 있다는 것을 함축적으로 표현한 것 같기도 하다. 분청사기 중에는 당시의 혼란한 사회를 표출하고 있는 것들이 있는데 이 작품에도 당시의 혼란했던 사회를 재미난 소재를 이용해서 소박한있다.

예체능| 2010.11.04| 10페이지| 1,000원| 조회(178)

토우, 분청사기, 해태상, 호자도, 문장군병

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Salt-resistant Plants

Salt-resistant Plants전 세계 많은 나라에서 거대한 량의 토양(전 세계 경작지의 약)이 염류화되어 사용하지 못하고 있는 실정이다. 염류화와 같은 osmotic stresses는 식물에게 cellular dehydration 등을 초래할 수 있다. 따라서 과학자들은 이러한 토양을 다시 전환시키는 기술을 찾기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 이외에도 saline soil에서도 잘 자라는 염분저항성을 가지는 식물을 이용하는 방법도 있는데 이는 경제적 이익뿐만 아니라 환경을 보호할 수 있고, 지속 가능한 개발을 촉진시키는데 도움을 줄 것이다. 염분저항성 식물을 찾는 데에는 여러 가지 접근방법이 있다. 과학자들은 다양한 유전자로 접근하여 이를 해결하려 시도하고 있다.(그림 1과 2를 보면 다양한 유전자를 활용함을 알 수 있다.)단지 염류화된 토양에서 잘 자라는 식물을 찾는 것이기 때문에 근본적인 해결책이라고 볼 수는 없다. 유전자를 과다발현 시켰을 때 염분저항성을 가지고 잘 자라긴 한다. 토양의 중화라던가 보다 먼 관점에서 보자면 단지 잘 자라는 식물보다는 액포(vacuole)과 같은 곳에 salt를 흡수하여 가두어놓는 system을 가진 유전자의 발견이 필요할 것이다.먼저, 가까운 나라 중국에서 발견한 유전자를 시작으로 과학자들의 염분저항성 식물에 대한 연구에 대해서 알아보도록 하자.그림 단자엽식물에 대한 transgenic plant 제작. 화살표로 S표시된 것이 염분에 대한 저항성을 가진 gene그림 쌍자엽식물에 대한 transgenic plant 제작. S로 표시된 것이 염분에 대한 저항성을 가진 gene[중국]2002년 중국 산동사범대학교 Zhao Yanxiu 교수와 Zhang Hui 교수에 의해 염분저항성에 대한 핵심 유전자가 발견되었다. 1999년부터 시작된 이 연구는 염분이 함유된 토양에서 자라는 식물(염생식물)인 Suaeda Salsa(카이 히로시 나물)의 1775개에 달하는 genes를 sequencing하는 과정에서 이 gene을 찾을 수 있었다.Na+/H+ antiporter cDNA(SsNHX1)라 불리는 이 유전자는 식물의 세포내에 이온 격리지역을 형성하여 나트륨 이온에 대해 해독작용을 하는 메커니즘을 구축하게끔 만든다. 애기장대를 통해 이 유전자를 증명하였는데, 유전자를 넣어준 애기장대는바닷물 관개 조건 하에서 생장을 잘 하며 열매까지 맺었지만 유전자를 넣어주지 않은 애기장대는 모두 죽어버렸다.중국은 현재 인구 13억이며, 계속 증가하고 있다. 하지만 총 330만 헥타르의 염류화된 토양을 보유하고 있고, 경작지는 줄어들고 있는 추세인데 농업부는 이 기술을 폭넓게 활용한다면 중국에 큰 도움이 될 것으로 전망하고 있다. 또한 연구진은 이 기술을 국가지식산권국(the State Intellectual Property Office)에 특허권을 신청, 제18권 제28기 특허공고를 통해 특허권을 받은 상태이다. 또한 이 기술을 이용하여 염분저항성 토마토, 콩, 쌀을 salt-resistant plant에서 재배하고 있다.[과학자들의 Transgenic Plant 제작을 위한 노력들]칼슘은 다양한 stress에 관련하여 signal transducer로서 매우 중요한 역할을 수행한다.따라서 salt stress에도그림 SOS pathway를 통한 이온 항상성 조절. 높은 Na+일 때 칼슘이 signal을 시작하는 역할을 함을 알 수 있다.(Zhu, 2002).당연히 영향을 끼칠 것이라는 생각에서부터 시작한 접근방법이다.그림 SOS1을 과다발현시킨 transgenic plant와 control plant. NaCl 처리 이후 모습으로서 앞쪽이 control plant이다.(Shi et al., 2003)1. 애기장대: CaM(calmodulin)의 isoform을 과발현 시키면 proline을 과다생산을 통해 salt tolerance를 가지는 걸로 알려진 P5CS1 gene 등을 조절하는 MYB2의 transcription이 상향조정되었다.2. 칼슘은 SOS pathway를 거쳐 나트륨 항상성을 조절하는 메카니즘을 가지고 있다. 이 pathway에 존재하는 calcineurin이 CIPK(CIP kinases)를 activation시키는데 이것은 나트륨을 방출하는 SOS1(plasma membrane Na+ antiporter)의 expression을 조절할 수 있다. 즉, SOS1을 과다발현을 통해 NaCl stress에 대해 tolerance를 이끌 수 있다.3. CDPK(calcium-dependent protein kinase): 벼 유전자로서 과다발현 시 salt에 대한 tolerance를 보였다.4. EhHOG(MAP kinase gene): 이스라엘의 사해에서 자라는 fungus(Eurotium herbariorum)의 유전자인데 높은 osmotic stress하에서 자랄 수 있는 S. pombe(분열효모)의 hog1 mutant를 보완해주었다. 이 유전자는 fungus의 유전자이기 때문에 crop plant에 사용할 시에 적합성 문제가 있다.5. Rice GTPase OsRacB: 벼와 담배에서 과다발현 시켜보았더니 salinity stress에서도 잘 자랐다.애기장대와 벼 등에 대한 genomic analysis를 통해 다양한 스트레스에 대해 반응하고 필요한 많은 유전자들이 밝혀졌다. 이 중 일부는 공통적으로 사용되나 일부는 특정한 스트레스에서만 사용된다. 이는 ABA independent pathway와 ABA dependent pathway로 나눌 수 있다. 여기에는 위에서 말한 칼슘뿐만 아니라 일부 transcription factors들도 들어간다.1. 애기장대의 CBF3와 ABF3: rice에서 과다발현 시켰을 때 salinity에 대한 tolerance가 증가하였고 식물생장에는 아무런 이상이 없었다.2. NAC(NAM, ATAF1,2, CUC2): 다양한 기능이 있는데 AtNAC2의 경우 salinity stress tolerance에 포함된다. 이는 lateral root development을 증진시킬 뿐만 아니라 salinity stress tolerance를 줄 수 있는 glyoxalase I를 upregulation시키는 역할도 한다.3. CaPF1(ERF/AP2-type transcription factor): 고추(Capsicum annuum)에서 발현되는 것으로 salt stress의 부정적 효과를 중화시킨다.염류화의 피해에는 삼투압과 큰 관련이 있다. 따라서 삼투압에 관련된 osmoprotectants의 역할에 대한 접근도 가능하다.1. Trehalose: 표1에서도 나오는 효모의 TPS1를 과다발현시키면 salt에 대한 tolerance가 강화된다.2. Glycine Betaine: 표1에서 나오는 CodA(bacterial choline oxidase gene)로서 이는 다양한 식물에서 stress tolerance를 제공하는데 glycine betaine의 축적때문으로 해석된다. choline monooxygenase를 과다발현시킨 transgenic rice에서 0.29-0.43μM/g d.wt 수준의 glycine betaine이 축적되었으며 salt에 대한 tolerance가 증가하였다.이외에도 ectoine, proline, polyamines, Mannitol 등이 있는데 이와 관련한 gene에 대한 연구도 진행 중이다.표 1. Transfor plants에 사용되는 non-plant sources로부터의 genes. s로 표시되어 있는 것이 salinity에 대한 tolerance가 생기는 것이다.효모, 대장균과 같은 하등생물의 genes을 식물에게 옮겨서 stress에 저항할 수 있게끔 만드는 방법도 있다. 이 대표적인 예시는 다음과 같다.그림 AtNHX1의 overexpression일 때 염분저항성. A는 WT plant, B는 AtNHX1 과다발현시킨 것이다. 화분에 적힌 A는 control, B는 50mM, C는 100mM, D는 150mM, E는 200mM NaCl을 처리해주었다.(Apse et al., 1999)salt가 이동을 하려면 transporters 등이 필요하다. 따라서 이를 통해서 염분저항성에 대한 접근이 가능하다.1. NHX: Na+ ions 과다일 때 cytosol에서 vacuoles로 이동이 필요하다. 이때 사용하는 것이 vacuolar Na+/H+ antiporter이다. 이것은 H+ translocating enzymes에 의해 형성되는 protons의 electrochemical gradient에 의해서 Na+가 vacuoles로 들어가는 것이다. 애기장대에 있는 AtNHX1을 과다발현 시켜보았더니 흙에 공급한 물의 NaCl 농도가 200mM이 될 때까지 잘 자랐다.(그림 6) 이는 토마토에서도 마찬가지였는데 200mM NaCl에서 잘 자랄뿐만 아니라 꽃도 피고 열매도 열렸다. 위에서 중국에서 찾아낸 유전자도 이에 속한다.2. AVP(vacuolar proton pyrophosphatase): AVP1을 과다발현시켰을 때 염류화된 조건에서 높은 tolerance를 가진다.3. Aquaporins: 물의 이동에 직접적으로 관여하므로 cytosolic osmoregulation에 중요한 역할을 수행한다. 식물에 많은 isoform이 존재하는데 일부는 염류화 되었을 때 반응하여 조절되기도 한다.4. CAX: 이온항상성에는 cation transport도 중요한 역할을 수행한다. 콩의 cation/proton antiporter를 애기장대에서 과다발현 시켰더니 Na+가 덜 축적되었다. 이는 Na+에 tolerance가 생겼음을 의미한다.

자연과학| 2010.11.04| 5페이지| 1,000원| 조회(103)

저항, 토양, 식물, 벼, salt, 식물학, 염류

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