많은 연구가 필요하다.
- 형질전환된 동물들의 젖에 고품질 단백질의 분비
인간 게놈(Genome)을 연구한 방법
인간게놈연구방법
게놈 프로젝트는 단순하게 말해서 한 생명체의 DNA전부의 염기서열을 밝혀내는 것이다.
일반인들은 이 말을 얼핏 이해하기 어려워할지도 모른다.
기본적인 것부터 설명하고자 한다면 먼저 DNA의 구조에 대해서 설명을 해야 할 것이다.
우선 DNA를 이루는 것들을 살펴보면, DNA는 당(sugar), 염기(base), 인(phosphate)으로 이루어져 있다.
여기서 당과 인은 모두 같은 형태로 들어가 있으며, 서로의 차이가 없다.
따라서, 이들을 기본 구조라고 하여 backbone이라고 부른다.
하지만, 염기의 경우는 이야기가 다르게 된다. 염기는 아데닌(adenine), 구아닌(guanine), 시토신(cytosine), 티민(thymine)의 4 종류가 있으며, 이들이 각각 당의 오각형 모양에서 곁사슬로 하나씩 붙어 있는 형태를 가지게 되는데, 이들의 배열의 차이에 의해서 생명체의 모든 것이 결정되게 되는 것이다.
다시 말하면, 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T)이 들어가 있는 DNA의 배열에 의해서 각기 다른 단백질(아미노산의 결합체 : polypeptide)이 생성되게 되므로, 이들의 서열을 알아내는 일은 생명체의 현상을 이해하는데 가장 필수적인 요소라 하겠다.
게놈의 염기서열 분석하는 방법에는 두 가지가 사용되었다.
하나는 전체 DNA를 우리가 연구하기 좋은 길이로 적당히 모두 자른 다음, 염색체 지도를 만들고, 해당하는 부분을 하나씩 분석하는 방법이며, 다른 하나는 무작정 분석하기 편한 대로 아무렇게나 잘라서, 모두 서열을 분석하고, 컴퓨터에 분석한 서열을 모두 집어넣고, 그림 조각 맞추듯이 서열을 쭉 잇는 방법이었다.
여기서 유념해야 할 것은 전체
DNA를 10배 이상 준비하여 분석한다는 것이다.
그래야 겹치는 부분이 충분히 나와서 전체를 이을 수 있기 때문이다.
전자의 방법인 인간의 DNA를 가진 순서대로 쭉 나열하여 염색체 지도 또는 유전자 지도를 만든 다음 지도에 나온 DNA의 서열을 분석하는 방법은 미 정부 주도로 이루어진 비영리 정부 기관들에서 행하여 졌으며, 후자의 방법인 무작위적인 서열분석 방법은 미국의 민간 벤쳐기업인 셀레라에서 행해진 방법으로, 이 기업은 이미 이 방법을 통하여 초파리의 게놈을 전부 분석하기도 하였다.
두 방법을 이용하여 인간 게놈의 분석은 올해까지 90%가 완료될 예정이며, 2003년에는 100% 분석이 완료될 전망이다.
생물학적 폐수 처리방법
생물학적 처리방법은 주로 수중의 유기물을 제거하기 위해 이용되는 방법이며 미생물의 기능을 이용하여 BOD 혹은 COD 성분을 분해하여 정화하는 방법이다.
미생물에 의한 처리는 자연의 정화작용을 응용하는 방법으로, 대별하면 그림 7과 같이 호기성 처리와 혐기성 처리로 구분된다. 이러한 방법은 주로 폐수처리와 오니처리에 이용된다.
1. 호기성 처리
호기성 처리는 호기성 또는 혐기성(어느것이나 분자상 또는 결합 산소를 필요로 한다.) 미생물을 이용하여 폐수중의 유기물을 산화 분해하는 방법으로 생물 산화법이라고도 불리운다.
유기물은 미생물에 의한 효소반응에서 산화 분해되어 에너지를 생성한다.
이 에너지의 일부를 이용하여 미생물은 증식하며 유기물의 일부가 여기에 이용된다. 상기 반응에 있어서 동시에 미생물의 일부는 자기산화에 의해 분해되지만 통상 미생물의 증식량이 많아 잉여오니로써 처리된다.
호기성 처리방법은 미생물의 보유형태 차이에 의해 하기와 같이 분류된다.
(1) 부유생물 처리법
폐수중의 유기물을 산화 분해하는 미생물 floc(활성오니)과 폐수를 aeration tank에서 혼합하고, 이 혼합액에 산소를 공급하여 유기물을 분해하여 처리하는 방법이다. 이 혼합액은 침전조에서 분리되며 침전된 활성오니는 aeration tank에 반송되며 상등수는 처리수로써 방류된다.
(2) 생물막법
미생물을 회전원판이나 충진재(쇄석, 플라스틱제의 합성가공품 등) 등의 고체 표면에 부착 증식시켜서 생물막을 형성하여, 이 생물막과 폐수를 접촉시킴에 따라 유기물을 산화 분해하는 방법이다. 산소의 공급은 aeration 혹은 생물막과 대기와의 접촉으로 이루어진다. 폐수처리에 있어서 일반적으로 이용되는 방법은 활성오니법이다.
활성오니 처리장치의 유지관리에 있어서 가장 중요한 것은 미생물이 활동하기 위한 최적의 환경조건을 유지시키는 것이며 환경이 악화되면 미생물의 불활성화에 의해 유기물 제거율이 저하되거나 이상증식에 의한 bulking 등을 일으켜 미생물군의 carry over 등이 발생한다.
환경조건의 주요한 항목과 요인은 아래와 같다.
- pH : 반적으로 pH는 7 - 7.5 정도의 중성부근이 최적조건이며 통상 6 - 8의 범위로 유지한다.
- 온도 :0 이하 및 40 이상에서는 미생물의 활성이 현저히 저하되며 일반적으로 15 - 30 범위에서 운전한다
- 용존산소 : 상 활성오니 처리법은 폭기조내의 용존산소 농도를 0.5 - 1 ppm이상으로 유지한다. 또한 소화를 위해서는 용존산소 농도가 높은 쪽이 양호하다. (2-3 ppm)
- 영양 balance와 부하량 : 생물에 필요한 3대 영양소는 유기물(BOD), 질소(N) 및 인(P)이다. 여기서의 관례는 통상 BOD : N : P = 100 : 5 : 1의 비율로 이용된다.
2. 혐기성 처리
혐기성 처리는 혐기성의(산소를 필요로 하지않는) 미생물을 이용하여 유기물을 분해하는 방법이며, 혐기성 소화법 혹은 메탄 발효법이라고도 한다.
혐기성 소화법은 밀폐조에 폐수 혹은 오니를 투입하고 외기와 차단한 상태로 처리한다. 또한 통상 그 밀폐조를 가온하여 소화를 촉진시키며 수일 - 수십일간 체류시킨다.
이 소화반응은 하기와 같이 2단계로 추진하는 경우가 많다.
혐기성 소화법은 일반적으로 농후 유기물의 폐수처리에 적당하여 BOD 농도가 수천 - 수만 ppm을 포함하고 있는 폐수 혹은 오니의 처리등에 이용된다.
따라서 그 처리액은 통상 탈리액이라 부르며 또한 활성오니법 등에 의해 2차 처리하는 것이 많다.