Studies on cytoplasmic microtubule organizing activity of Centrobin and CEP215 during glial differentiation of P19 cells

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 자연과학대학 생명과학부, 2017. 8. 이건수.Microtubule is a cytoskeleton which plays a role in cell morphology and intracellular transport. In mitotic cells, microtubules become spindles to pull a set of chromosomes into daughter cells. The centrosome is the principal organizer of microtubules in most animal cells. However, microtubule organization outside the centrosome is also observed in specialized cells, such as neurons and polarized epithelial cells. The γ-Tubulin ring complex (γ-TuRC) is a key structure for microtubule organization. Subcellular localization and activity of γ-TuRC should be tightly regulated in accord to physiological status of the cell. Here, I studied two centrosomal proteins, centrobin and CEP215, which are essential for microtubule organization outside the centrosome. In chapter 1, I observed that specific cytoplasmic centrobin is associated with stable microtubules. Centrobin is a daughter centriole-specific protein which is critical for centriole duplication. In hippocampal cells, centrobin formed cytoplasmic dots in addition to the localization at both centrosomes with the mother and daughter centrioles. Such specific localization pattern suggests that cytoplasmic centrobin is not just a reserved pool for centrosomal localization but also has a specific role in the cytoplasm. In fact, centrobin enhanced microtubule formation outside as well as inside the centrosome. These results propose specific roles of the cytoplasmic centrobin for noncentrosomal microtubule formation in specific cell types and during the cell cycle. In chapter 2, I observed specific localization of CEP215 along the processes of astrocytes in cultured mouse hippocampal cells and differentiated P19 embryonic carcinoma cells. GFAP expression and process formation were suppressed in CEP215-deleted P19 cells. The phenotypes of CEP215 deletion were rescued by ectopic Flag-CEP215, but not by Flag-CEP215ΔPCNT and Flag-CEP215F75A, which do not interact with pericentrin and γ-tubulin, respectively. I observed reduction of the centrosomal γ-tubulin levels in CEP215-deleted P19 cells. Based on the results, I propose that the microtubule nucleating function of CEP215 is essential for glial differentiation. Taken together, these results showed the importance of microtubule organizing function of centrobin and CEP215 outside the centrosome. My work is the first report of a centrosomal protein for gliogenesis and process formation.Background 1 1. Centrosome 1 1.1. Structure of centrosome 1 1.2. Functions of centrosome 2 2. Microtubule nucleation 2 2.1. Microtubule nucleation from γ-TuRC 3 2.2. Cytoplasmic microtubule nucleation 3 3. Neuronal cell morphology 4 3.1. Microtubule network of neuronal cells 4 3.2. Morphology of neuronal cells 5 Chapter 1. The microtubule nucleation activity of centrobin in both the centrosome and cytoplasm 10 Abstract 11 Introduction 12 Materials and Methods 14 Antibodies 14 Cell culture 14 Plasmids and RNA interference 15 Immunoblot analysis 15 Immunocytochemistry, image processing and statistical analysis 16 Microtubule regrowth assay 17 Results 18 Centrobin is essential for microtubule nucleation at both the centrosome and cytoplasm 18 C-terminus is required for microtubule nucleating activity of centrobin 19 Microtubule regrowth is limited to the centrosome with the centrobin-PACT fusion protein 20 Importance of NEK2 phosphorylation of centrobin in the cytoplasmic microtubule formation 21 Centrobin in the mouse hippocampal cell 22 Discussion 37 Chapter 2. Involvement of CEP215 in glial differentiation of P19 embryonic carcinoma cells 39 Abstract 40 Introduction 41 Materials and Methods 44 Antibodies 44 Plasmids and RNA interference 44 Cell culture and Differentiation 45 Generation of knockout cells and stable cell lines 46 Immunoblot analysis 47 Immunocytochemistry, image processing and statistical analysis 47 Results 49 Subcellular localization of CEP215 in glial cells 49 Defects of glial differentiation in CEP215-depleted cells 51 Inhibition of glial differentiation in CEP215 knockout cells 51 Importance of CEP215 interaction with PCM proteins in gliogenesis 52 Importance of centrosomal CEP215 and γ-tubulin in gliogenesis 54 Discussion 75 References 79 Abstract in Korean 84Docto

A Study of the Quaternary Environmental Change and Landform Development in the South and West Coast, Korea Peninsula

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :사범대학 사회교육과(지리전공),2020. 2. 변종민.The expected rise sea level rise in the future has emerged as a serious problem with climate change due to global warming, and many prediction scenarios have been presented in relation to this change. However, since uncertainty always exists in future forecasts, information regarding the past is required to increase the reliability of future forecasts. Quaternary, which shown repeated glacial and interglacial periods in the past, is considered appropriate for examining the response of indicators to climate change. In addition, because coastal areas are greatly affected by sea level fluctuations owing to climate change, the coastal deposits are expected to retain the evidence of past environmental changes. Although many studies have been conducted to estimate the environmental changes in the Quaternary based on coastal deposits, most of them have been associated with tectonic heaving in the east coast. Distribution of coastal terraces in the west and south coasts has been reported, but the number of studies is only few, and the formation ages via dating techniques has not been sufficiently investigated. Although past sea level fluctuations and climate changes were estimated with reference to coastal dune sediments, the reclamation areas, such as the Yeonggwang area, were not subject to much research. In addition, it is difficult to identify changes in the ground surface for studies on marine core sediments; hence, it is necessary to study geomorphological evidence for more comprehensive understanding of Quaternary environmental changes. Therefore, the purpose of this study was to trace the geomorphological evidence of the sedimentary environment changes in the south and west coasts of the Korean peninsula. For this purpose, the physicochemical properties and the formation ages of deposits were estimated to determine the environment at the time of deposition and to ascertain the history of these changes. Grain size analysis, soil color measurement, XRF analysis, and magnetic susceptibility measurements were performed discern the characteristics of deposits, and OSL(Optically Stimulated Luminescence) age dating was used to determine the deposition ages. Wando-gun and Haenam-gun on the south coast and Baeksu-eup of Yeonggwang-gun on the west coast were selected as the study areas. The results are summarized as follows. In Sinji-do, Wando-gun, deposits formed in the last glacial period and Holocene were identified from the ancient beach gravel deposits formed in late Pleistocene. In Soan-do of Wando-gun, rounded gravel deposits were found to be formed during the interstadial period (MIS 5c) within the last interglacial period at approximately 13 m above mean sea level (a.m.s.l.), and rounded gravel deposits of MIS 3 period were found at about 5 m a.m.s.l. These were characterized as replaced deposits. In Seohong-ri of Haenam-gun, red silts of the last interglacial period appeared at about 20 m a.m.s.l, indicating that a low-energy environment was maintained. Deposits distributed at about 10 m a.m.s.l. plateau in Lijin-ri, Haenam-gun were analyzed as slope deposits formed during Holocene in the last glacial period. Based on these results, key points related to the south coast are as follows. First, there was a high sea level on the southern coast of the Korean peninsula during the last interglacial maximum period (MIS 5e). Gravels deposits of the Sinji-do are a marine deposit distributed at about 3–5 m a.m.s.l., indicating that the sea level reached this altitude point at that time. Taken together, the results of previous studies are likely to have risen to an altitude of about 8 m or more. Moreover, it is possible that this environment lasted for approximately 130–100 ka without any significant changes. Second, the sea level did not appear to have dropped significantly during the interstadial period (MIS 5c) within the last interglacial period. As little information is available regarding the corresponding period, the results of this study indicate that the high sea level remained after the last interglacial maximum period, although some controversies remain pertaining to this aspect. Third, after the last interglacial period, as the base level of erosion was lowered in a cooler and drier environment than the present, the intensity of the marine processes was reduced. Existing materials were relocated and deposited during the MIS 3 period, and during the last glacial period, the aeolian sediments from the coastal area or slope material from the mountains were mainly supplied; this depended on the geomorphological conditions during each period. The fact that little evidence remains between the last interglacial period and the last glacial period indicates that deposition did not occur actively after the last interglacial period. However, further investigations are required for clearer interpretation. Fourth, more data need to be collected to determine the characteristics of tectonic movement in the south coast; the opinions of different researchers vary in this regard. Estimation of paleo sea levels used only the global sea level fluctuation curves as-is, or used different altitude values obtained by different methods. However, the results obtained thus far vary slightly from point to point, and there is an insufficiency of data; these limit the accurate estimation of the sea levels. Another reason for difficulty in interpreting tectonic movement is the possibility of local differences, which also need to be considered. For this reason, a clear estimation of paleo sea levels, reflecting local conditions, should be prioritized. For the west coast region, the traces of dunes remaining in the Baeksu-eup, Yeonggwang-gun region have been used to estimate past developmental processes of coastal dunes and short-term sedimentary environmental changes identified within the deposits. In Yeonggwang-gun, a total of five investigation points were selected and sampled. The findings from the analysis results are as follows. First, the sand deposits distributed in the Baeksu-eup region show typical characteristics of a coastal dunes. It is estimated that large coastal dunes were developed in the past, with characteristics similar to those the of dune deposits distributed on the west coast. The coastal dune in Yeonggwang area began to grow actively about 2.5–3.0 ka, and most of the sand hills remaining to date were deposited about 0.3–0.4 ka. Since then, even after the direct sediments transport from the coast area had to be stopped due to the reclamation work, the replacement and deposition of sand continued and during the deposition process, strong and weak-energy environments appeared alternately. About 0.76 ka, there was a stabilization stage in dune formation and the pedogenesis was active. At that time, the climate was relatively warm, and the conditions of limited sand supply continued for some time. This is very similar to the results reported for other dune regions, suggesting that there had been a relatively warm environment on the Korean peninsula during Holocene. The relationship with the Medieval Warm Period was also considered. The shell layers found in the dune deposits are considerably different from those found in the coastal dunes, and these have been identified as storm deposits due to overwash. Comprehensive examination of the sedimentary facies, grain size characteristics, and geochemical properties revealed that shells that had been accumulated in the intertidal zones or in the seabed in the Yeonggwang area were deposited by storm events. Considering various sedimentary characteristics, the possibility of shell mound is thought to be low. The deposit timing of shell deposits was about 0.2 ka, and at that time Yeonggwang-gun was overwashed resulting in shell deposits at an altitude of about 10–12 m. This is in close agreement with the historical records, and it is estimated that during human settlement in this period, seawater overflowed up to an altitude of about 10 m above sea level. The cause of overwashing is difficult to identify clearly; however, considering various possibilities, typhoons were thought to be the most probable cause. Based on the above results, characteristics of the coast influenced the attributes and the timings of the past environmental changes. On the south coast, a combination of paleo beach deposits, aeolian deposits, slope deposits, and relocated deposits has developed. On the west coast, coastal dune development is shown to be predominant. The dominant geomorphological processes of the south and west coasts are different, and it is determined that more dynamic geomorphological development occurred on the west coast after the Holocene period.최근 지구온난화에 따른 기후변화와 함께 미래의 해수면 상승이 심각한 문제로 대두되었고, 이와 관련한 많은 예측 시나리오들이 제시되고 있다. 하지만 예측에 대한 불확실성은 늘 존재하기 때문에, 미래 예측에 대한 신뢰도를 높이기 위해서는 과거에 대한 정보가 요구된다. 과거 중에서도 빙기와 간빙기가 반복되었던 신생대 제4기는 기후 변화에 대한 지표의 반응을 살펴보는 데 적절한 것으로 여겨진다. 또한 해안 지역은 기후 변화에 따른 해수면 변동의 영향을 크게 받기 때문에, 해안에 분포하는 퇴적층에는 과거의 환경 변화에 대한 증거가 남아 있을 것으로 예상된다. 기존에도 해안 퇴적층을 바탕으로 제4기 환경 변화를 추정하는 연구들이 다수 수행되었지만, 대부분 동해안 지역을 대상으로 하여 지반 융기와 결부시킨 경우들이 많았다. 서해안과 남해안의 경우 해안 단구가 분포한다고 조사는 되었으나, 연구된 수가 많지 않고 연대측정을 통한 형성 시기 파악은 충분히 이루어지지 못했다. 해안 사구 퇴적물을 대상으로 과거의 해수면 변동이나 기후 변화 등을 추정하기도 하였으나, 영광 지역과 같이 개간이 이루어진 지역은 주목받지 못하였다. 또한 해양 코어 퇴적물을 대상으로 한 경우에는 지표의 변화를 파악하기가 어려우므로, 과거의 환경 변화를 보다 종합적으로 이해하기 위해서는, 지형학적 증거에 대한 연구가 필요한 것으로 판단되었다. 이에 본 연구에서는 한반도 남해안과 서해안 지역을 대상으로, 해안에 남아있는 퇴적 환경 변화의 지형적 증거를 추적하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 퇴적층의 물리화학적 특성과 형성 시기를 추정하여, 퇴적 당시의 환경을 파악하고 변화 기록을 추정하고자 하였다. 퇴적층의 성격을 파악하는 방법으로는 입도분석 및 토색측정, XRF 분석, 대자율 측정을 실시하였고, 퇴적 시기를 파악하기 위해 OSL 연대측정을 실시하였다. 연구 지역은 남해안에서는 완도군과 해남군 일대로, 서해안에서는 영광군 백수읍 일대로 선정하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 완도군 신지도에서는 플라이스토세 후기에 형성된 고해빈 자갈층에서부터 최후 빙기와 홀로세에 형성된 퇴적층이 확인되었다. 완도군 소안도에서는 약 13m 고도에서 최종간빙기 내 아간빙기(MIS 5c)에 형성된 원력층이 확인되었고, 약 5m 고도에서 MIS 3 시기의 원력층이 발견되었는데, 이는 재이동된 퇴적층으로 해석되었다. 해남군 서홍리에서는 약 20m 고도대에서 최종간빙기 시기의 적색 실트층이 나타나 저에너지 환경이 지속되었던 것으로 보았다. 해남군 이진리의 약 10m 고도 평탄면에 분포하는 퇴적층의 경우 최종 빙기에서 홀로세 동안에 형성된 사면층으로 해석되었다. 그리고 이를 바탕으로 이루어진 남해안과 관련한 주요 논의는 다음과 같다. 첫째, 최종간빙기 최성기 시기(MIS 5e) 한반도 남해안 고해수면이 존재하였다. 신지도 고해빈층의 경우 약 3~5m 고도대에 분포하는 해성층으로, 이는 당시 해당 고도 지점까지 해수가 닿았음을 지시한다. 선행 연구 결과들을 종합해보면 약 8m 이상 고도까지도 상승했을 가능성이 높다. 그리고 이러한 환경은 약 13만 년에서 10만 년 사이동안 큰 변동 없이 지속되었을 가능성이 있다. 둘째, 최종간빙기 내 아간빙기(MIS 5c)에도 해수면은 크게 하강하지 않았던 것으로 보인다. 해당 시기에 대해서는 기존에 거의 알려진 바가 없기 때문에 여러 논란이 존재하지만, 본 연구 결과는 최종간빙기 최성기 이후에도 고해수면이 존재했을 가능성을 시사한다. 셋째, 최종간빙기 이후에는 현재보다 냉량, 건조한 환경 하에서 침식기준면이 하강함에 따라, 해성 프로세스의 작용이 저하되었다. MIS 3 시기에는 기존의 물질들이 재이동, 퇴적되었고, 최후 빙기에는 풍성 프로세스에 의한 해안에서의 물질 공급 혹은 사면에서의 물질 공급이 주로 이루어졌다. 그리고 이는 각 지점의 지형적 조건에 따라 좌우되었다. 최종간빙기 이후부터 최후 빙기 사이까지의 증거가 거의 남아있지 않는다는 점은, 최종간빙기 이후 퇴적이 활발하게 발생하는 환경은 아니었던 것으로 해석된다. 하지만 이에 대해서는 보다 유의할 필요가 있다. 넷째, 남해안의 지반 융기에 대해 판단하기 위해서는 더 많은 데이터 축적이 필요하다. 남해안의 융기에 대해서는 연구자마다 다른 견해를 보인다. 당시의 해수면 고도 역시 전지구적인 해수면 변동 곡선을 그대로 적용하거나, 각자 다른 방식으로 산출한 고도 값을 이용하여 추정해왔다. 하지만 현재까지의 결과들이 지점마다 다소 차이가 있고 데이터 수가 많지 않아 해수면 고도를 명확히 추정하기에는 한계가 있다. 또한 국지적인 차이가 있었을 가능성도 고려되어야 하므로, 현재 지반 융기까지 논하기에는 무리가 있다. 이에 지역적인 조건을 반영하여 고 해수면 고도 명확히 추정하는 것이 우선시되어야 한다. 또한 서해안 지역에 대해서는 영광군 백수읍 일대에서 잔류하는 사구지형의 흔적들을 통해 과거 해안사구의 발달과정과, 퇴적층 내에서 확인되는 단기간의 퇴적 환경 변화에 대해 추정하였다. 영광군에서는 총 다섯 군데의 조사 지점을 선정하여 시료를 채취하였고, 분석 결과를 바탕으로 해석한 내용은 다음과 같다. 먼저 백수읍 일대에 분포하는 사질 퇴적층은 전형적인 해안사구의 성격을 지닌다. 기존의 서해안에 분포하는 사구 퇴적물들의 특성과도 다르지 않아, 과거 대규모의 해안사구가 발달하였던 것으로 추정된다. 영광의 해안사구는 약 2,500-3,000여 년 전부터 활발하게 성장하기 시작하였고, 약 300-400여 년 전 동안에는 현재 남아있는 모래 구릉들의 대부분이 퇴적되었다. 이후 간척으로 인해 해안과의 직접적인 물질 순환이 단절된 후에도 모래의 재이동 및 퇴적은 계속해서 이루어졌으며, 퇴적되는 동안에도 상대적으로 강한 에너지 환경과 약한 에너지 환경이 반복되었다. 약 760여 년 전에는 한 차례 사구 휴지기가 존재하였고 토양화 작용이 진행되었다. 당시 상대적으로 온난한 환경으로 변하였고, 모래 공급이 제한되는 조건이 유지되었다. 이는 다른 사구 지역에서 나타나는 결과와도 상당히 유사하여, 홀로세 내 한반도에 상대적으로 온난한 환경이 존재했던 것으로 추정되었다. 그리고 중세 온난기와의 관련성도 고려되었다. 그리고 사구 퇴적층 내에 분포하는 패각층은 해안사구와는 상당히 이질적인 성격으로 범람에 의한 폭풍 퇴적층으로 확인되었다. 퇴적상 및 입도 특성, 지화학적 특성 등을 모두 종합하여 봤을 때, 영광 지역의 조간대나 해저 집적되어 있던 패각들이 범람 사건에 의해 퇴적된 것으로 추정되었다. 여러 특성상 패총의 가능성은 낮은 것으로 판단되었다. 패각층의 퇴적 시기는 약 200년 전으로, 당시 영광군에는 약 10-12m 고도에 패각층을 퇴적 시키는 범람 사건이 발생하였다. 이는 역사적 기록과도 상당히 일치하는 결과로, 인간이 정주하던 시대에 해발고도 약 10m 이상의 고도까지 해수가 넘쳤던 것으로 추정된다. 범람의 원인은 명확히 하기 어려우나, 여러 가능성을 고려하였을 때 태풍에 의한 범람 가능성이 가장 높을 것으로 판단되었다. 위와 같은 결과로 볼 때 해안의 특성에 따라 간직되어 있는 과거 환경 변화의 내용과 시기는 다양한 것으로 나타났다. 남해안에서는 고해빈퇴적층을 비롯하여 풍성층, 사면층, 재이동퇴적층 등이 복합적으로 발달해 있는데 반해, 서해안에서는 해안사구의 발달이 탁월한 것으로 보인다. 또한 서해안에서는 홀로세층의 분포가 지배적인 반면, 남해안의 경우 플라이스토세에서부터 홀로세까지의 넓은 시간 범위의 퇴적층이 분포해 있다. 이에 남해안과 서해안의 지배적인 지형 형성 프로세스는 차이가 있으며, 홀로세 이후에는 서해안에서 보다 역동적인 지형 발달이 이루어지는 것으로 추정된다.Ⅰ. 서 론 1 1. 연구 배경 및 필요성 1 2. 연구 목적 6 3. 선행 연구 동향 7 3.1 해안 단구 퇴적물에 대한 연구 7 3.1.1 남해안 지역의 단구퇴적물 관련 연구 7 3.1.2 서해안 지역의 단구퇴적물 관련 연구 10 3.2 해안 사구 퇴적물에 대한 연구 13 3.3 해양학 분야에서의 연구 16 4. 연구 순서 20 5. 연구 방법 23 5.1 레이저 회절 입도 분석 23 5.2 조립 퇴적물의 입도 분석 25 5.3 토색 측정 27 5.4 XRF 분석 29 5.5 대자율 측정 30 5.6 OSL 연대 측정 31 6. 연구 지역 37 Ⅱ. 남해안의 후기 플라이스토세 이후 퇴적 환경 추정 43 1. 완도군 신지면 일대 43 1.1 신지도 지역 개관 43 1.1.1 신지도의 지형 특성 43 1.1.2 신지도의 지질 특성 45 1.2 조사 지점(SJ 단면) 특성 48 1.3 신지면 단면의 물리화학적 특성 59 1.3.1 신지면 단면 매트릭스 물질의 입도 특성 59 1.3.2 자갈 퇴적물의 입도 특성 61 1.3.3 신지면 단면의 토색 특성 65 1.3.4 신지면 단면의 주원소 특성 66 1.3.5 신지면 단면의 화학적 풍화 특성 70 1.3.6 신지면 단면의 대자율 특성 78 1.4 신지면 단면의 퇴적 시기 78 1.5 신지면 단면의 특성 및 퇴적 환경 83 2. 완도군 소안면 일대 96 2.1 소안도 지역 개관 96 2.1.1 소안도의 지형 및 지질 특성 96 2.1.2 소안도 내 평탄면 분포 99 2.2 조사 지점의 특성 102 1.2.1 소안 A 지점 102 1.2.2 소안 B 지점 104 1.2.3 소안 C 지점 107 2.3 소안도 지점들의 물리화학적 특성 110 2.3.1 각 지점의 입도 특성 110 2.3.2 각 지점의 주원소 특성 115 2.4 소안도 지점들의 퇴적 시기 117 2.5 소안도 퇴적층의 성격 규명 123 2.5.1 소안 A 지점 퇴적층의 성격 123 2.5.2 소안 B 지점 퇴적층의 성격 128 2.5.3 소안 C 지점 퇴적층의 성격 130 3. 해남군 북평면 일대 138 3.1 북평면 일대 지역 개관 138 3.1.1 북평면 일대의 지형 개관 138 3.1.2 북평면 일대의 지질 개관 140 3.2 조사 지점의 특성 142 3.2.1 서홍리(SH) 단면 142 3.2.2 이진리(LJ) 단면 146 3.3 북평면 퇴적층의 물리화학적 특성 152 3.3.1 각 지점의 입도 특성 152 3.3.2 서홍리 지점의 주원소 특성 157 3.4 북평면 퇴적층의 퇴적 시기 162 3.5 북평면 일대 퇴적층의 성격 165 3.5.1 서홍리(SH) 단면 166 3.5.2 이진리(LJ) 단면 170 4. 후기 플라이스토세 이후 남해안의 퇴적 환경 변화 172 4.1 최종간빙기 최성기(MIS 5e)의 퇴적 환경: 고해수면의 존재 172 4.2 최종간빙기 내 아간빙기(MIS 5c)의 환경 추정 176 4.3 최종간빙기 이후 퇴적 환경의 변화 178 4.4 최종간빙기 이후 남해안의 지반 융기에 대한 고찰 180 4.5 종합 논의 187 Ⅲ. 서해안의 홀로세 퇴적 환경 변화 추정 188 1. 연구 지역 개관 188 1.1 영광군 백수읍 일대 지형 및 지질 특성 188 1.2 영광군 일대의 기후 특성 192 1.3 최근의 지역 변화 194 1.3.1 백수읍 일대의 면적 및 토지 이용 변화 194 1.3.2 사구 지형의 변화 198 2. 조사 지점 특성 201 2.1 하사리 A 지점 202 2.2 하사리 B 지점 203 2.3 하사리 C 지점 205 2.4 하사리 D 지점 207 2.5 하사리 E 지점 210 2.5.1 상부 단면 215 2.5.2 중간 단면 218 2.5.3 하부 단면 219 3. 분석 결과 (i): 하사리 A, B, C 지점 221 3.1 하사리 A, B, C 지점의 물리화학적 특성 221 3.1.1 입도 특성 221 3.1.2 주원소 특성 224 3.2 하사리 A, B, C 지점의 퇴적 시기 230 4. 분석 결과 (ii): 하사리 D, E 지점 232 4.1 하사리 D, E 단면의 물리화학적 특성 232 4.1.1 입도 특성 232 4.1.2 주원소 특성 238 4.2 하사리 D, E 단면의 퇴적 시기 244 5. 홀로세 단기간의 퇴적 환경 변화 249 5.1 백수읍 사질 퇴적층의 특성 249 5.1.1 해안사구로서의 성격 249 5.1.2 백수읍 일대의 사구 발달 과정 253 5.1.3 백수읍 해안사구에서 추정되는 퇴적 환경의 변화 258 5.1.4 사구층 내 토양화 작용의 증거 및 중세온난기와의 관련성 260 5.2 고 연안 재해의 흔적 262 5.2.1 패각층에 대한 기존의 논의들 262 5.2.2 하사리 패각층의 특성 265 5.2.3 하사리의 연안 범람 시기 269 5.3 종합 논의 272 Ⅳ. 남해안과 서해안의 지형발달과정 275 1. 남해안과 서해안의 지형 분포 275 1.1 서해안의 퇴적 지형 분포 276 1.2 남해안의 퇴적 지형 분포 278 1.3 서해안과 남해안의 고도별 퇴적 지형 분포 차이 279 2. 남해안과 서해안의 퇴적층 형성 시기 280 3. 남․서해안 지형 특성 차이의 원인 283 3.1 퇴적물 공급 측면의 차이 284 3.2 물질 제거 측면의 차이 285 4. 후기 플라이스토세 이후 남․서해안의 지형발달과정 287 4.1 최후 간빙기 남・서해안의 지형발달과정 287 4.2 최후 빙기 남・서해안의 지형발달과정 289 4.3 홀로세 이후 남・서해안의 지형발달과정 290 4.3.1 서해안의 홀로세 지형 발달 290 4.3.2 남해안의 홀로세 지형 발달 293 Ⅴ. 종합 결론 및 의의 295 Ⅵ. 참고 문헌 299 Abstract 336Docto

Emerging safety concerns in elderly patients undergoing shoulder surgery

Recently, shoulder surgery, including open and arthroscopic total shoulder arthroplasty, has been increasingly performed [1]. In the United States, the number of patients undergoing total shoulder arthroplasty has more than doubled between 2005 and 2013 [2]. With an increasing elderly population, the prevalence of degenerative shoulder diseases has also increased, which may contribute to the rising number of shoulder surgery performed. Considering that elderly patients have various comorbidities, complications and problems related to anesthesia and surgery emerge together

The Quaternary Sedimentary Environment using Physical-Geochemical Characteristics and Depositional Ages of Aeolian Deposit at Gwangseung-ri

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 사회교육과 지리 전공, 2016. 2. 김종욱.본 연구는 전라북도 고창군 광승리 지역에 분포하는 풍성퇴적층의 형성과정을 밝히고 이를 통해 과거 서해안의 퇴적환경을 추정하고자 하였다. 조사 단면은 해안으로부터 약 200m 거리에 위치한 해발고도 약 20-25m에 이르는 노두이며, KSSD 단면과 KSH 단면을 대상으로 하였다. 퇴적층의 입도특성 및 지구화학적 특성을 파악하기 위해 입도분석 및 토색측정, XRF와 XRD 분석을 실시하였으며 퇴적 연대를 파악하기 위해 OSL 연대측정을 실시하였다. 먼저 KSSD 단면의 경우 노두관찰 시 토색에 따라 크게 두 부분으로 구분되었고, 상부의 황갈색층과 하부의 적색층으로 구분할 수 있었다. 층리와 같은 퇴적구조는 관찰되지 않았으며, 하부층은 상당히 고화되어 있었다. 입도분석 결과 지표 하 60-70cm를 경계로 변화되는 모습이 나타났으며, 상부의 세립모래층과 하부의 실트층으로 구분되었다. 상부모래층의 경우 비교적 양호한 분급을 나타내는 반면 하부실트층의 경우 상대적으로 불량한 분급을 나타내었다. 또한 주원소 함량의 경우 비교적 쉽게 이동하는 CaO, Na2O, K2O 등의 비율이 상부층에서는 높게, 하부층에서는 낮게 나타난 반면 풍화에 대한 저항력이 강한 Fe2O3, MgO 등의 비율은 하부로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 그리고 하부로 갈수록 화학적 풍화지수의 값이 증가하는 경향이 나타나 하부층에서 풍화가 더 많이 진행된 것으로 판단되었다. 하지만 하부층의 경우, 점토광물은 나타나지 않았으며 주로 석영과 장석으로만 구성되어 있는 것으로 나타나 기반암 풍화층과는 광물 조성에서 차이를 보였다. 한편 연대측정 결과 KSSD 단면은 크게 4개의 연대 구간으로 구분되었는데, 약 150-200년 전에 퇴적된 홀로세층, 약 6.8ka전에 퇴적된 홀로세층, 약 34-45ka전에 퇴적된 MIS3시기의 층, 약 96ka이상 이전에 퇴적된 층으로 구분되었다. 이러한 결과를 바탕으로 볼 때 KSSD 단면의 퇴적층은 서로 다른 환경에서 퇴적된 몇 개의 층준으로 구성되어 있다고 할 수 있다. 먼저 약 150-200년 전에 퇴적된 상부의 황색 모래층의 경우, 입도 특성 및 퇴적 연대로 볼 때 해안사구층으로 판단된다. 기존에 조사된 바에 따르면 연구지역 주변의 해안사구는 주로 해빈 후면의 평탄지에 분포하는 것으로 보고되어왔으나, 해발고도 약 20m이상의 지점까지 사구 퇴적물이 덮여 있었던 것으로 추정된다. 따라서 약 100-200년 전에는 서해안 지역에 대규모의 해안사구가 형성될 수 있는 환경이었던 것으로 보인다. 그러나 현재에는 인위적인 간섭 등으로 퇴적물 순환이 활발히 이루어지지 못해 더 이상 해안사구가 성장하지 못하는 것으로 보인다. 한편 KSSD 단면 하부 실트층의 경우 MIS3 시기와 MIS5 이상의 시기에 퇴적된 것으로 퇴적 당시 해수면을 고려해볼 때 상부층과 같은 일반적인 해안사구층으로 보기 어렵다. 따라서 퇴적연대 및 입도 특성상 해수면이 현재보다 낮았을 시에 서해에서 이동되어 온 풍성퇴적물 즉, 뢰스로 판단된다. 그동안 한반도의 뢰스 퇴적물은 중국 황토고원에서 기원했다는 주장이 여러 차례 제기되어 왔었고 그에 대해서는 논의가 분분하다. 그러나 본 연구의 실트층의 경우 입도 크기나 주원소 특성, 화학적 풍화 정도 등을 바탕으로 했을 때 중국 기원의 뢰스퇴적물과는 상이한 것으로 나타났다. 따라서 서해가 육상의 환경이었을 때 이동되어 온 풍성퇴적물로 판단된다. 이 외에도 하부층은 당시 형성되었던 해안사구 퇴적물이 재이동되어왔을 가능성 역시 가지고 있다. 또한 KSSD 단면 하부층은 붉은색을 띠는 적색층으로, 그동안 적색 퇴적층의 적색화 작용의 시기에 대해서는 기존에 여러 논의들이 진행되어 왔다. 그러나 본 연구에서 밝혀진 KSSD 단면 하부층의 적색화 시기는 기존에 제시되지 않았던 결과로 적색층의 해석에 다른 가능성을 제시해준다. 한편 KSSD 단면 퇴적층 간의 큰 연대 차에는 여러 원인이 있을 수 있다. 하지만 인간 활동에 의해 연대 차가 발생했을 가능성은 적은 것으로 판단된다. 퇴적층 내 큰 연대 차가 지속적으로 발생하는 자연적인 침식에 의한 것인지, 갑작스러운 대규모 침식 사건에 의한 것인지는 명확하지 않다. 그러므로 이에 대해서는 후속 연구가 필요해 보인다. 반면 KSH 단면의 경우 입도분석결과 주로 세립사로 구성되어 있었으며 밝은 황갈색의 토색을 나타내었다. 주원소 분석 결과 뚜렷한 경향이 나타나지는 않았으며, 화학적 풍화 정도 역시 깊이에 따른 일정한 변화를 관찰할 수 없었다. 또한 XRD결과 일라이트나 카올리나이트의 점토광물 피크가 나타나, KSSD 단면과는 다른 광물조성을 보이는 것으로 판단되었다. 한편 OSL 연대측정의 경우 등가선량을 측정하는 과정에서 석영의 OSL 신호가 나오지 않아 유의한 연대 결과를 얻지 못하였다. 따라서 KSH 단면의 경우 입도 특성으로 볼 때는 해안사구층과 유사한 것으로 판단할 수 있으나, 지구화학적 특성 및 연대측정 결과로 볼 때는 퇴적층으로 보기는 어려우며, 오히려 새프롤라이트와 유사한 특징을 나타낸다. 따라서 본 연구에서 KSH 단면의 성격을 명확히 규정짓는 것은 어려워 보이며, 해안에 분포하는 모래 퇴적층을 해석할 때 주의할 필요가 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 서해안에 분포하는 퇴적층 및 한반도의 풍성 퇴적층의 형성 시기에 대해 새로운 가능성을 제시해준다. 따라서 앞으로의 해안 퇴적환경 연구에 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.This study reports the detailed geomorphological and chronological investigations on the aeolian hilltop sediments at Gwangseung-ri, Gochang area. Grain size analysis, XRF, XRD and OSL age dating were conducted to comprehend the geochemical characters and geochronology. Gwangseung soil profiles are composed of KSSD section and KSH section. Sampling point of Gwangseung soil profiles is on the hill with elevation about 20-25m above sea level, which is 200 m away from the current coast line (35°30′04″N, 126°28′27″E). Top of the hill, which is the KSSD section, about 2m thick outcrop is exposed and sedimentary structure such as stratification is invisible. There is no evidence of post depositional disturbance too. In case of KSH section, it is 2m 30cm high, and 100m away from the coast line. A boundary on KSSD section is distinct, and it can be divided largely by colors. According to Munsell Soil Color Chart, the color of the upper part is bright yellowish brown (Hue 10YR 6/6) and that of the lower is bright brown (Hue 7.5YR 5/8). Physical and geochemical characters of the upper and the lower part were also significantly different. The upper part consisting of fine sand (2.2-2.4ø) with well sorting contains a more percentage of Na2O, CaO and K2O, whereas the lower part consisting of coarse silt (4.3-5.2ø) with poor sorting includes relatively large contents of the MgO, Al2O3 and Fe2O3. It appears to indicate that these two sediments are of that quite different sedimentation history and weathering degree with considerable time interval. The XRD patterns of the lower part of KSSD show that it predominantly comprises of quartz and little feldspar, implying the mineralogy very different to that of in situ-weathering layer produced from granite. Clay mineral such as Kaolinite, Illite, Montmorillonite, Smectite and Vermiculite were not found. For OSL (Optically Stimulated Luminescence) dating, quartz equivalent dose values of the samples were measured based on the SAR (Single-Aliquot Regenerative-Dose) protocol, following a series of performance tests, which proved that the quartz grains used for dating have suitable OSL properties for reliable age estimation. Based on OSL ages, KSSD section could be divided into four parts, the 0.15-0.2 ka, 6.8 ka, MIS3 and MIS5 part. Results of this study suggest that the ~0.2ka sediments of KSSD section are regarded that sand dune deposits moved from beach has remained. It is considered that massive sand dune was existed on this area in about 150-200 years ago. During that time, aeolian processes at this area would be prevalent. However, at present, sediment cycles between beach and dune dont happen, and the sedimentation seems to cease due to a lack of wind-blown sands, because of human activities such as building of coastal road and farming. Consequently sand dunes no longer grow up now. However, the results of lower part of KSSD section indicated that the depositional environment was different from that of recent dune sediments. The lower part composed of coarse silt is interpreted that formed in different environments from the present. The 34-45ka, when the lower was deposited, correspond Marine Isotope Stage 3 (MIS3). MIS 3 is the age that global ice volume and sea level variations were fluctuated over a broad range on millennial time scales. It is a period when sea level ranged between 40-50m or 60-90m below the present. Especially, it is reported that the Yellow Sea was 40-90m lower than present during MIS 3, and most of the present shelf was exposed, because it is shallow and low gradient. Therefore, Yellow Sea was assumed terrestrial environment when MIS3 sediments deposit, thus these sediments are presumed the aeolian deposit composed of silt from terrestrial environment. Many studies in Korea reported that aeolian sediments composed of silt are the loess and they were sourced primarily from loess terrains and deserts in China. Therefore, it cannot be ruled out that the possibility the lower part of KSSD section is the loess derived from Chinese Loess Plateau. However, if this interpretation is accepted, the geochemical signatures of KSSD section should correlate with those of the CLP (Chinese Loess Plateau) deposits. Nevertheless, compared Chinese loess, geochemical composition is a very substantial difference. Besides, sediments of KSSD have significant differences in granulometric characters, compared loess in Korea previous studied. Therefore, the lower part of KSSD section dose not directly correlate with Chinese loess deposits. It probably originated from the exposed Yellow Sea floor area. Meanwhile, the lower part of KSSD section is a reddish color. For a long time, reddish layers were correlated with Holocene Climatic Optimum or the last interglacial period (125 ka) in Korea. However, in this study, it is proposed that reddish layers could be formed not only in Holocene but in Pleistocene. Redness does not indicate the specific depositional age. Although the aeolian sediments redden with increasing age, the intensity of redness is not a reliable measure of the age of the deposits, and it is not a reliable criterion for correlation. This study suggests reddish layer in aeolian deposit can form at any time where the right conditions. In this study, based on OSL dating, there is a large age interval between the upper and lower. This unconformity seems to be either from the cessation of sedimentation processes or erosion out of sediments. It is not clear that age interval is whether due to continuous erosion or to the huge erosion event. However, the possibility of anthropogenic impact was ruled out, because any distinguishable evidences of human activities from the soil profile were not observed. There is a possibility that age unconformity of KSSD section is the results of extreme erosion event, such as storm. However, further studies are needed to understand the reason why age unconformity occurs. In case of KSH section, there is composed of fine sand with light brown color. Also, there is no certain trend in chemical characteristics, and chemical weathering degree didn't show up regular changes as well. In other words, KSH section no increase or decrease in sediment characteristics with depth. The result of XRD analysis indicates that KSH is different from KSSD section. In KSH section, clay mineral such as Illite, Kaolinite show unlike KSSD. In case of OSL age dating, meaningful results are not obtained, because luminescence signal of quartz is not fined in equivalent dose measurement process. According to information from characteristics of grain size, KSH is similar to coastal sand dune deposit, however, based on geochemical characteristics and OSL signal, it has similar features rather a saprolite. Therefore, it is difficult to define feature of the KSH clearly in this study, and sane deposits in coastal area are required careful interpretation. This study offer new possibilities in coastal aeolian deposit in Korea. It is expected to use research about coastal sedimentary environment.Ⅰ. 서 론 1 1. 연구 필요성 및 목적 1 2. 국내 연구 동향 6 Ⅱ. 연구 지역 16 1. 연구 지역 개관 16 가. 지형 개관 16 나. 지질 개관 21 다. 기후 환경 24 2. 조사 지점 28 가. KSSD 단면 28 나. KSH 단면 33 다. reference 지점 36 Ⅲ. 광승리 단면의 물리화학적 특성 40 1. 광승리 단면의 입도 특성 40 가. 레이저 회절 입도분석 40 나. KSSD 단면(KSSD/KSSD-S series)의 입도특성 46 다. KSSD-B 지점의 입도특성 47 라. KSSD-C 지점의 입도특성 47 마. KSSD-D 지점의 입도특성 47 바. KSH 단면의 입도특성 48 사. 갯벌 표면 시료(KSM)의 입도특성 48 2. 광승리 단면의 토색 특성 56 3. 광승리 단면의 지구화학적 특성Ⅰ 59 가. X선 형광분석(XRF) 59 나. KSSD 단면의 주원소 특성 62 다. KSH 단면의 주원소 특성 64 4. 광승리 단면의 지구화학적 특성Ⅱ 72 가. X선 회절분석(XRD) 72 나. KSSD, KSH 단면의 점토광물 특성 74 Ⅳ. 광승리 단면의 형성 연대 79 1. 광 여기 루미네선스 연대측정법(OSL) 79 가. OSL 연대측정법이란 79 나. 루미네선스의 종류 83 다. 루미네선스의 원리 84 2. OSL 연대측정 실험과정 87 가. 샘플링 및 전처리 과정 87 나. 연간선량 결정 88 다. 등가선량 결정 89 3. 광승리 단면의 퇴적 연대 96 가. 연간선량 측정 결과 96 나. 등가선량 측정 결과 96 다. 선량회복실험 및 열 전처리 실험 107 Ⅴ. 토 론 110 1. KSSD 단면 상부층의 성격 110 2. KSSD 단면 하부층의 성격 112 가. 하부층 퇴적 당시의 환경 112 나. 풍성 퇴적물의 성격 114 다. 해안사구 물질의 재이동 가능성 120 라. 연대 역전에 대한 해석 122 3. 화학적 풍화 정도의 차이 125 가. 다양한 화학적 풍화 지수 125 나. 광승리 단면의 화학적 풍화 정도 132 4. KSSD 단면 적색층의 성격 및 적색화시기 142 가. 적색층에 대한 국내 논의들 142 나. 퇴적층의 적색화작용 144 다. 적색화작용의 시기 145 5. KSSD단면 상하부 간의 큰 연대 차 148 6. KSH 단면의 성격 151 Ⅵ. 결 론 153 Ⅶ. 참고 문헌 157 Appendix 179 Appendix 1. SummariesofthegranulometriccompositioncalculatedbyFolkandWard(1957) 179 Appendix 2. Grain size frequency histograms ofallsamples. The modalsizes(㎛)andpercentages(%)ofeachcomponent illustrated 186 Abstract 196Maste

Effect of Hemodilution on Fluctuation of Cerebral Oxygen Saturation during Cardiopulmonary Bypass in Children with Cyanotic Congenital Heart Disease

Background: In patients with cyanotic congenital heart disease (CHD), cerebral oxygenation may be maintained by elevations in hematocrit (Hct). Hemodilution accompanying cardiopulmonary bypass (CPB), however, can disrupt cerebral oxygen balance, leading to fluctuations in cerebral oxygen saturation (ScO2). The present study investigated the effects of Hct changes on the fluctuation of ScO2 during CPB in cyanotic CHD using performance measurement (PM). Methods: Children with CHD (51 acyanotic and 46 cyanotic) who had undergone cardiac surgery using CPB were enrolled. Median performance error (MDPE), median absolute performance error (MDAPE), and wobble parameters of ScO2 were calculated before (reference value), during, and after CPB. Correlations of PM parameters with Hct and reductions in Hct (Delta Hct) were also evaluated. Results: Before CPB, patients with cyanotic CHD had lower MDPE and larger wobble than those with acyanotic CHD, although mean ScO2 did not differ significantly between the two groups. During CPB, ScO2 of acyanotic CHD increased as Delta Hct increased, but PM variables were not associated with Delta Hct. In cyanotic CHD, MDPE (r = -0.324, p = 0.032) and MDAPE (r = 0.339, p = 0.024) correlated significantly with AHct during CPB. After CPB, MDPE (r = 0.574, p = 0.025) and MDAPE (r = -0.543, p = 0.036) were significantly correlated with Hct in children with cyanotic CHD who underwent palliative surgery. Conclusion: Therefore, ScO2 fluctuation during CPB in children with cyanotic CHD may be affected by the decrease in Hct, suggesting that excessive hemodilution can negatively influence the maintenance of cerebral oxygenation in these patients

Clinical implication of intraoperative ventricular-arterial coupling in pediatric patients undergoing ventricular septal defects repair: A retrospective cohort study

Background Ventricular-arterial coupling is the ratio of arterial elastance to ventricular end-systolic elastance. Aims The objective of this study was to determine the clinical implication of intraoperative ventricular-arterial coupling derived from the pressure-area relationship using transesophageal echocardiography. Methods This retrospective study reviewed the medical records of 72 pediatric patients with ventricular septal defects who underwent corrective surgery with cardiopulmonary bypass. The single-beat modified method was used to assess ventricular-arterial coupling. Logistic regression analyses were performed to determine the correlation between ventricular-arterial coupling and early postoperative outcomes, including the maximum vasoactive-inotropic score, length of mechanical ventilation, and length of hospital stay. Results Ventricular-arterial coupling after cardiopulmonary bypass significantly increased (from 1.0 +/- 0.4 to 1.4 +/- 0.8, p < .001), indicating a disproportionate increase in the arterial elastance index (from 11.5 +/- 5.1 to 19.8 +/- 7.5 mmHg/cm(2)/m(2), p < .001) compared with the ventricular end-systolic elastance index (from 13.0 +/- 6.9 to 16.9 +/- 9.0 mmHg/cm(2)/m(2), p < .001). Logistic regression analyses revealed that high postoperative ventricular-arterial coupling was independently associated with higher postoperative maximum vasoactive-inotropic score (>10; odds ratio [OR], 8.04; 95% confidence interval [CI], 1.38-46.85, p = .020), longer postoperative mechanical ventilation (>15 h; OR: 11.00; 95% CI: 1.26-96.45, p = .030), and longer postoperative hospital stay (>7 days; OR: 2.98; 95% CI: 1.04-8.58, p = .043). Conclusions Ventricular-arterial coupling can be easily obtained from the intraoperative transesophageal echocardiography in pediatric patients undergoing ventricular septal defects repair. High postoperative ventricular-arterial coupling is strongly associated with worse early postoperative outcomes. Ventricular-arterial coupling shows promise as an intraoperative analysis tool that can provide insight into the impact of interventions on cardiovascular performance and identify potential targets for treatment in this population