• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권3호
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• pp.159-168
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• 2006

설치류를 포함한 대부분의 포유동물은 페로몬 반응을 중개하는 두 개의 화학감각 시스템(chemosensory system)을 갖고 있는데, 각각 주후각시스템(main olfactory system, MOS)과 부후각시스템(accesory olfactory system, AOS)이다. MOS에 속하는 화학감각뉴런들은 주후각 상피 내에 위치하며, AOS에 속하는 화학감각뉴런들은 비강 윗부분의 서골비기관(vomeronasal organ, VNO)에 위치한다. 공기 중의 비휘발성 페로몬 성분들은 구개 위쪽으로 열린 관을 통해 VNO의 내강으로 이동한다. 페로몬 수용체 단백질들은 크게 두 개의 슈퍼패밀리 V1R과 V2R로 나뉘는데, 이들은 구조적으로 큰 차이가 있으며 MOS에서 발현되는 후각 수용체들과는 무관하다. 이들은 7개의 막관통 도메인을 갖는 G-단백질 결부 단백질(seven transmembrane domain G-protein coupled proteins, V1R은 $G_{{\alpha}i2}$와, 그리고 V2R은 $G_{0\;{\alpha}}$와 연관)이다. V2R은 비고전적 MHC Ib 유전자 산물인 M10과 기타 8개의 M1 패밀리 단백질들과 함께 작용한다. 그 외 VNO 뉴런의 중요한 구성 분자는 TrpC2로, 이는 transient receptor potential(TRP)의 양이온 채널 단백질이며 세포내 신호전달과정에서 중요한 역할을 할 것으로 추정된다. 포유동물의 화학적 의사소통과정에서 페로몬은 작용 모드 또는 효과에 따라 4종류로 분류할 수 있는데, 프라이머(primer), 신호자(signaler), 조정자(modulator) 그리고 방출자(releaser)이다. 근본적으로 이들 화학신호에 대한 반응들은 개체 간, 심지어는 한 개체 내에서도 다양할 수 있다. 이러한 다양성은 페로몬이 스테로이드 호르몬들과 함께 또는 단독으로, 신경전달물질들과 같은 비스테로이드 요인들의 후각정보 처리 과정에 미치는 각종 조절의 차이에 의해 나타날 수 있다. 이러한 조절은 유리한 사회적, 환경적인 조건들을 갖도록 수용자의 생식 축에 미치는 영향을 증강 또는 촉진한다. 가장 좋은 예는 수컷 생쥐의 소변 중의 테스토스테론 의존적인 주요 요단백질(major urinary proteins, MUPs)에 의한 임신방지효과(Bruce 효과)이다. 흥미롭게도 생쥐 GnRH 뉴런은 냄새와 페로몬 양자 모두로부터 페로몬 신호를 수용하는 것 같다. 비록 상당한 논란의 소지는 있지만, 그간의 연구들은 생식과 기타 여러 기능들 사이에 복잡한 상호교차 관계가 있음을 시사한다. 여기서 GnRH 뉴런은 다양한 원천으로부터의 정보를 통합하고, 다시 다양한 뇌기능을 조절하는 것으로 보인다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권4호
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• pp.227-238
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• 2006

한반도의 동쪽에 위치해 있는 삼척(venus clam from Samcheok; VCS)과 원산(venus clam from Wonsan; VCW) 지역에서 채취된 민들조개(Gomphina aequilatera)에서 genomic DNAs(gDNAs)를 분리 추출하였다. 증폭산물은 primer agarose 전기영동법에 의해서 생성되었고, EtBr에 의해서 염색된 이후에 자외선에 의해서 확인되었다. 150 bp에서 2,400 bp에 해당되는 shared loci, polymorphic 및 specific loci를 얻기 위해서 BION-21, BION-23, BION-25, BION-27, BION-29, BION-31 및 BION-33와 같은 7개의 primer를 사용하였다. 본 연구에서 7개의 primer는 VCS 민들조개 집단에서 147개의 polymorphic loci(147/954 loci, 15.41%)와 VCW 집단에서 274개의 polymorphic loci(274/996 loci, 27.51%)를 확인하였다. 이것은 VCS 민들조개 집단에서 보다 VCW 집단에서 더 높은 유전적 변이를 나타내고 있다는 것을 제시하고 있다. 특히 BION-21 primer에 의해서 나타난 700 bp는 민들조개 2개 집단에서 공통적으로 확인되었으며, 이러한 것은 집단이나 종을 확인할 수 있는 marker로서 활용이 가능할 것이다. 이러한 특이한 primer는 개체, 종 및 집단에서 서로 다른 DNA 다형성을 나타내며, 개체나 집단을 확인하는 데 유용하다는 것을 알 수 있다. 2개 민들조개 집단의 개체들을 비교해 보았을 때 SAMCHEOK no. 03와 WONSAN no. 22에서 가장 긴 유전적 거리(0.696)를 나타내었다. 3개의 genetic groupings and dendrogram을 포함한 complete linkage cluster analysis을 통해서 볼 때 지리적 거리가 있었지만 삼척과 원산 2 민들조개 집단의 개체 정체성과 다소 가까운 친척관계를 확인시켜 주었다. 분자적인 표지인자로부터 얻어진 종내 분류와 clustering analyses은 패각 크기, 패각 형태 및 패각 색깔과 같은 형태적인 형질을 기초한 재래적인 종 분류를 지원하고 있다. 따라서 위에서 언급된 바와 같이 RAPD 분석은 VCS 민들조개 집단이 VCW 집단과 어느 정도 차이가 있다는 것을 확인시켜 주었다.

• 한국임상수의학회지
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• 제28권5호
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• pp.486-496
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• 2011

조직공학적 인공연골재생에 대한 관심이 증가함에 따라 많은 연구들이 활발히 수행되고 있으나 임상적인 적용의 한계를 극복하기위한 고효능을 보유한 양질의 연골조직생산의 필요성이 증가되고 있다. 인공연골은 자연연골과는 달리 '연골막(perichondrium)'을 포함하고 있지 않기 때문에 장기간 생체 내에 삽입된 후에 서서히 흡수 또는 변형으로 임상적 활용에 한계가 있다고 있다. 이에 본 연구는 양질의 연골조직생산을 목적으로, 세포판 제작기법(cell sheet engineering technique) 을 기반으로 한 인체유래의 배양 연골막(cultured perichondrium)을 이용하여 만든 인공연골막 세포판(cultured perichondrial cell sheet)의 생체 내 특성을 비교 분석하고, 배양된 연골막을 피복하여 고효능화를 유도한 인공연골복합체의 생체내 재생효능 및 조직특성을 비교 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 Athymic nude mouse의 피하이식모델(study 1, n = 12)을 이용하여 담체로 hydrogel을 이용한 배양연골막 복합체의 생체내 효능을 분석하였고, 중대형동물의 대량연골 결손시의 재생효능을 평가하기 위하여 개의 무릎연골에 $1{\times}2cm$의 대량연골 결손모델(study 2, n = 12)을 통하여 인공배양세포판을 이식하였다. 이식12주 후 이식편을 회수하여 생화학, 분자생물학 및 면역조직학 분석을 시행한 결과, 배양연골막 복합체의 생체내 효능이 단독이식군에 비해 변형이나 과증식 없이 우수한 결과를 나타내었다. 본 연구의 결과로 토대로 배양연골막을 피복한 인공연골막의 관절내 효과를 규명하여 실제 임상적용을 조기화하는 기반을 제공하고 인공연골의 문제점이었던 변형과 흡수를 줄인 고효능 인공연골 제작기법을 제공하는데 유용할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제7권4호
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• pp.392-401
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• 1997

폴리오바이러스는 바이러스들 중에서도 특히 커기가 작은 바이러스로서 피막(coat)을 둘러싸는 막(envelop) 이 없다. 폴리오바이러스는 (+) 가닥의 단일 RNA 게놈을 갖는데 이는 한 개의 해독판 (open reading frame)을 이용하여 다단백전구체를 만든 후 바이러스 자체의 단백질분해효소에 의해 스스로 잘라져서 궁극적으로느 특이한 기능을 갖는 여러개의 단백질이 된다. P1 다단백질전구체로부터 만들어지는 단백질들은 바이러스의 피막을 구성하는 성분이다. 단백질분해효소인 2A에 의한 최초의 절단은 구조단백질 P1 전구체와 구조단백질이 아닌 P2-P3간을 분리시켜준다. 단백질분해효소 2A는 진핵세포 판독개시인자(translation initiation factor) 4F의 한 subunit인 숙주단백질 p220의 절단에 간접으로 참여한다. 이 단백질의 절단은 캡(cap)에 의존하는 숙주세포의 대부분의 판독을 차단하게 되며 이는 판독에 사용되는 숙주세포의 모든 기구들을 캡에 의존하지 않는 폴리오바이러스 NA 특유의 판독을 위해 전적으로 사용할 수 있게 해준다. 2B, 2C, 2BC 단백질의 기능에 대해서는 많이 알려져 있지 않다. 2B, 2C, 2BC와 3CD 단백질들은 바이러스로 인해 만들어지는 소낭(vesicle)의 복제복합체에 함유되어 있으므로 바이러스의 RNA 복제시 중요한 역할을 함을 암시해준다. 새로이 만들어진 모든 바이러스 RNA는 VPg와 공유결합으로 연결되어 있다. VPg는 3AB로부터 만들어진 아미노산 22개 짜리의 폴리펩타이드이다. 3C와 3CD는 단백질분해소로 다단백질 전구체의 대부분의 절단부위를 잘라준다. 3C단백질은 숙주의 전사인자를 불활성화 시킴으로써 RNA polymer II와 III에 의한 전사를 저해한다. 3D는 RNA의존선RNA 중합효소이다. 폴리오바이러스는 (+)가닥 RNA 바이러스의 일반적인 복제양식을 따른다. 즉 (+) 가닥 RNA는 이와 상보적인 (-)가닥 RNA로 전사되고 이는 다시 (+)가닥 RNA의 합성을 위한 주형으로 사용된다. 폴리오바이러스의 RNA 합성은 세포내막에서 일어나는 데 RNA 복제에 요구되는 주형 RNA와 이때 필요한 단백질들이 어떤 방법으로 세포내막에서 모일 수 있는지는 아직 밝혀진 것이 적다. 바이러스입자의 형성은 세포막의 RNA 복제가 들어가는 데 피막단백질이 (+)가닥 RNA을 인식하는 표지 즉 packaging singal에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 폴리오바이러스 감염 후 첫 바이러스입자가 만들어지기 까는 약 6시간이 소요된다.

• 한국육종학회지
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• 제43권4호
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• pp.233-240
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• 2011

식물 피노믹스 분야에서 초고속 대량선발이 가능하도록 만든 화상기술(imaging technology)을 온실자동화 기술, 이미지 촬영 및 분석기술 등으로 분류하여 개념을 정리하고, 화상기술을 개발 및 응용하고 있는 주요 연구기관의 현황을 소개하였다. 연구동향 파악을 위해 작물의 내재해성 검정, 병해충진단, 종자활력 검정, 수확후 관리, 생체리듬 연구 등 다양한 분야에서 응용되고 있는 사례들을 살펴보았다. 향후 열 화상, 형광 화상 기술을 UV-induced blue green fluorescence, hyperspectral imaging 등과 상호 보완해서 multi-sensor 개념으로 발전시켜 나간다면, 식물의 생산량 증대를 위한 스트레스 내성자원 선발의 효율성을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 파장대의 영상정보로부터 각 스트레스의 특징을 catalogue화하는 것이 가능하여 다양한 스트레스를 정확히 진단하고 정량화할 수 있을 것으로 보이며, 나아가 각종 스트레스에 대한 조기 경보시스템으로도 활용할 수 있을 것이다. 호주 Plant Phenomics Centre에서는 온실과 포장을 포함한 Phenomics 기술의 종합적 개념도를 그림 4와 같이 제시하고 각 부문별 필요기술을 개발 중에 있는데, 종합기술로 완성된다면 현재의 작물 품종개량 속도를 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 호주는 그 동안 분자생물학, 식물생리학 분야에서는 기술력을 확보해 왔지만 BT, IT 등 융복합농업기술분야에서는 다른 나라에 비해 역량을 결집하지 못하고 뒤쳐져 있었다고 볼 수 있는데, 연구개발의 궁극적인 목표인 실용화 단계에서의 기술우위를 선점함으로써 그간의 약세를 만회하고자 Phenomics 연구시설을 설치하였다고 한다. 이점은 BT 후발주자이면서 국제적 경쟁력을 확보하려는 우리에게 시사하는 바가 크다. Phenomics 연구는 생명공학기술을 통해 창출된 GM 식물체, 전통육종을 통해 육성된 육종재료 등 모든 유용 유전자원을 평가, 검정할 수 있는 신품종 육성의 기본 기술로 부상하고 있다. 지난 수년간 정체되어 있는 국내 종자시장을 고부가 수출산업으로 육성하기 위해서는 유용 유전자원, 농업생명공학산물의 실용화를 가속화하여야 하며, 이를 위해 피노믹스 기술 확보 및 시설 인프라 구축을 전략적으로 신중히 검토해봐야 할 시점이다.

• 대한화학회지
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• 제67권2호
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• pp.81-88
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• 2023

HubWA 단백질을 모델로 삼아 소수성 아미노산이 folding 반응에 끼치는 영향을 탐색하기 위하여 HubWA에 있는 I와 L을 V로 치환한 변이 단백질의 folding kinetics를 측정하였다. 변이 단백질의 folding kinetics는 HubWA 단백질과 마찬가지로 three-state on-pathway mechanism(U ⇌ I ⇌ N, U는 unfolded 상태, I는 중간단계, N은 native 상태를 의미한다)을 따르는 것으로 나타났다. Folding kinetics 분석을 통하여 three-state 반응의 elementary 반응과 전체 반응의 자유에너지인 ΔG^o_UI, ΔG^o_IN, ΔG^o_UN을 얻었고, 변이 단백질의 자유에너지와 HubWA 단백질의 자유에너지의 차(ΔΔG^o_UI = ΔG^o_UI(변이 단백질) - ΔG^o_UI(HubWA), ΔΔG^o_UN = ΔG^o_UN(변이 단백질) - ΔG^o_UN(HubWA))의 비인 ΔΔG^o_UI/ΔΔG^o_UN를 통하여 중간단계가 전체 folding 반응에 끼치는 영향을 각 소수성 잔기 별로 알아볼 수 있었다. HubWA의 입체구조에서 α-helix와 β-sheet가 상호작용하는 소수성 코어에 위치하는 아미노산인 I3, I13, L15, I30, L43, I61, L67을 V로 치환한 변이 단백질의 ΔΔG^o_UI/ΔΔG^o_UN 값이 ~0.5로 나타난 점은 이들 아미노산이 중간단계에서 native 상태보다는 느슨하지만 비교적 견고한 구조를 이루는 것으로 해석되었다. HubWA 입체구조에서 α-helix의 아미노말단에 위치하는 I23, 특정 이차구조가 없는 부위에 위치하는 I36, β-strand 5의 카복실말단에 위치하는 L69를 V로 치환한 변이 단백질의 ΔΔG^o_UI/ΔΔG^o_UN 값이 0.4 이하로 나타난 것은 이들 아미노산 잔기가 중간단계에서는 비교적 느슨한 구조를 이루다 중간단계에서 native 단계로 진행하는 folding 과정의 후반부에 HubWA의 입체구조에 견고하게 편입되는 것으로 해석되었다. HubWA의 입체구조에서 두 번째 β-strand의 카복실말단에 위치한 V17, 짧은 네 번째 β-strand의 카복실말단에 위치한 L50, 짧은 3₁₀-helix의 아미노말단에 위치한 L56이 중간단계에서 서로 상호작용을 하는 점은 이들 아미노산을 V로 치환한 변이 단백질의 ΔΔG^o_UI/ΔΔG^o_UN값이 0.8 이상으로 나타난 점을 통하여 알 수 있었다. L50과 L56은 짧은 β-strand와 3₁₀-helix를 제외하고 특별한 이차구조가 존재하지 않는 부위(46번째 아미노산 잔기부터 62번째 아미노산 잔기 까지)에 위치하는데, 이들 아미노산이 V17과 더불어 folding 반응의 초기에 견고하게 상호작용을 하는 것은 HubWA단백질이 folding 과정의 초기에 응집체를 형성하는 것을 막아주는 역할을하는 것으로 생각되었다.