• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권1호
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• pp.12-20
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• 2016

DNA 염기서열 분석기술의 진보는 많은 근본적인 생명현상을 이해하는데 기여해왔다. 유례없는 저비용에 염기서열을 대량으로 분석을 할 수 있게 되어 단일 규모의 실험실에서도 관심이 있는 종의 신규유전체를 해독할 수 있다. 게다가 유전집단의 전체 염기서열을 편향되지 않은 채 분석하여 무수한 분자마커를 발굴할 수 있게 됨에 따라 집단유전학 연구도 두드러지게 가속화되어 왔다. 그러나 식물의 유전체가 이형접합성, 반복염기서열, 배수성과 같은 복잡한 특성이 있다는 것을 고려해 볼 때 기술이 매우 빠르게 진화함에 따라 적절한 개체 혹은 집단을 확보하는 것이 식물 연구에서 주요한 문제가 되었다. 이러한 난제는 오래되었지만 매우 효율적인 기술인 반수체 육성을 통하여 극복될 수 있을 것이다. 정상적인 개체가 갖는 염색체의 절반을 보유하는 반수체 식물은 주로 자방이나 화분과 같은 배우체 세포를 배양함으로써 빠르게 구축될 수 있다. 뒤이은 반수체 식물의 염색체 배수화는 완벽한 동형접합성을 보이는 안정된 배가반수체를 만든다. 본 논문에서는 반수체 식물을 육성하고 판별하기 위한 고전적인 방법론을 요약할 것이다. 게다가 동원체의 히스톤을 후성적으로 조절함으로써 반수체를 유도하는 방법을 설명할 것이다. 마지막으로, 유전체 시대에 반수체 식물의 활용 방안을 유전체 해독과 집단 유전학의 측면에서 논의할 것이다.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.331-337
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• 2022

비탄성적 산란에 의한 빛의 방출 현상을 이용한 라만 분광법 기술은 무표지 방식으로 분자를 식별하는 기술로 바이오 의학 및 재료 산업에 이르기까지 다양한 분야에서 연구되고 있다. 광프로브 기반 라만 분광기는 국소 부위의 화학 분석을 최소 침습 방식으로 측정할 수 있어 수술 중 실시간 진단 기술로 적용할 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 화학 물질의 농도별 변화에 따른 라만 신호의 변화를 살펴보아 라만 실험 장치의 캘리브레이션을 진행하였으며, 정상 쥐와 아밀로이드 베타 플라크가 축적된 5xFAD 치매성 돌연변이 모델의 대뇌 조직을 대상으로 라만 신호 특성을 측정 및 비교 분석하여 알츠하이머씨 병의 진단을 위한 가능성을 탐구하였다. 또한 대표적인 치매 원인 물질인 아밀로이드 베타에 대한 라만 신호 측정을 병행하여 치매 진단에 대한 적용을 교차 검증하였다. 본 라만 분광법 연구를 통해 치매 진단에 있어 기존문진 검사 및 뇌 영상 진단을 대체하여 정밀하게 판별할 수 있는 하나의 진단 지표로서의 가능성을 보았으며, 추후 뇌신경계뿐만 아니라 인체의 다양한 장기 및 질병에 적용시켜 물리·공학·화학 등 다양한 연구분야에서의 원천기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제30권1호
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• pp.43-50
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• 2015

본 연구에서는 오징어류에 해당하는 대왕오징어, 오징어, 문어, 한치 및 이를 이용한 가공식품에 대해서 분자생물학적 기법을 활용한 시험법을 검토하였다. 시료 중 원료성분 확인을 위하여 오징어류 4종에 대해 최적의 종 특이 프라이머를 디자인하였으며, 시료로부터 직접 genomic DNA를 추출하여 PCR을 실시하였다. PCR 수행과정에서 반응을 저해하는 염 성분을 제거하기 위하여 증류수를 이용하여 3~4회 세척 후 PCR을 실시한 결과, Single PCR의 경우 대왕오징어(552 bp), 오징어(463 bp), 문어(247 bp), 한치(354 bp)에 해당하는 종 특이적인 증폭산물을 확인하였으며, Multiplex PCR 의 경우 서로 다른 종 사이의 교차반응없이 동시다발적으로 증폭이 일어남을 확인할 수 있었다. 또한 이들 4종에 대해 PCR 민감도를 조사한 결과, 모두 약 $0.1ng/{\mu}l$의 농도까지 검출이 가능함을 확인하였으며 multiplex PCR의 경우 약 $0.25ng/{\mu}l$의 농도까지 검출이 가능함을 확인하였다. 이를 이용하여 오징어류가 함유된 수산물 가공식품 8건에 대해 적용성을 검토한 결과, 모든 시료에서 유효한 결과를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제작된 오징어류 4종에 대한 종 특이적 프라이머는 생물 상태뿐만 아니라 수산물 가공식품에 대해서도 이를 판별할 수 있어 식품안전관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제26권4호
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• pp.239-244
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• 1988

폐홉충의 생리식염수 추출액을 항원으로 효소면역측정 법을 실시하여 특이 IgG항체 황성도를 측정하면 폐홉충중 현증 환자를 민감하고도 특이하게 감별할 수 있다. 진단에 사용하는 생리식염수 추출액은 조항원(조항원)므로 그 구성단백질중 환자 혈청내 특이항체와 반응하는 단백질항원이 어느 것인지에 패해서는 아직도 논란의 대상이 되고 있다. 조항원 중 특이항원을 정확히 판단하면 드물게 나타나는 교차반응의 기전을 이해하는데에도 도움이 될 분만 아니라 종특이 단일 단백질 항원을 제작할 수 있게 하는 데에도 기초가 된다. 이 연구는 폐홉충 성충의 생리식염수 추출액 중 폐홉충중 환자 혈청과 반응하는 단백질 분최을 관찰하기 위하 여 실시하였다. 개에 실험적으로 감염시킨지 13주째에 얻은 폐흡충 성충의 생리 식염수 추출액을 10∼15% linear gradient gel에서 환원조건하의 SDS-PAGE론 실시하였다. Coomassie염색결과 단백질 대(대) 15개를 판별할 수 있었고 그 분자량은 80, 51, 46, 45, 30, 25, 23, 21, 19, 16.5, 15.5, 14.3, 13. 12 및 10 hDa이었다. 그중 23, 16.5, 14.3, 13, 12 및 10 kDa가·진하게 염색되는 주(주) 단백질대이었다. 활동성 폐흡충증으로 확진한 환자 20명의 혈청을 효소면역전기영동이척법(immunoblot)으로 분리된 단백질대 에 반응시켰을 때에 46, 30및 23 kDa단백질에 가장 가장 강하게 반응하였다. 그 중에서도 30 kDa는 가장 많 은 환자 혈청과 반응하였고 가장 강한 반응이 나타났다. 그리고 46 kDa 및 23 kDa에서도 강한 반응이 있었다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제15D권6호
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• pp.767-776
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• 2008

마이크로어레이 기술은 최근 실험적 분자생물학 분야에서 활발히 사용되고 있는 기술이다. 마이크로어레이 데이터는 한 번의 실험으로 수 만개의 유전자에 대한 발현값을 얻을 수 있으므로, 여러 질병의 발현형질을 연구하는데 매우 유용하게 사용된다. 마이크로어레이 데이터의 문제점은 참여하는 유전자의 수에 비해 참여하는 샘플(생물조직샘플)의 수가 매우 적고, 분류분석 기법을 사용하여 얻어진 분류자의 해석이 어렵다는 점이다. 본 연구에서는 위의 문제점을 해결하고자, 샘플 내 순위를 이용하여 동일한 생물학적 목적으로 수행된 공개 마이크로어레이 데이터를 통합하고, 순위 비교를 기반으로 하는 다양한 유전자 개수로 이루어진 암 분류 결정 규칙들로 이루어진 분류자를 제안한다. 본 분류자는 k개의 규칙으로 이루어진 앙상블 방법을 기반으로 하며, 하나의 규칙은 최대N개의 유전자, 관련유전자간의 순위비교 관계식, 판별클래스로 이루어져 있다. 하나의 규칙에 참여하는 유전자의 수를 다양하게 함으로써 좀더 신뢰성 높은 분류자를 생성할 수 있다. 또한 본 분류자는 생물학적 해석이용이하며, 분류자를 구성하는 유전자를 명확히 식별할 수 있고, 총 개수가 많지 않으므로 임상환경에서의 사용가능성도 생각해 볼 수 있다.

• 한국어류학회지
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• 제33권2호
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• pp.45-56
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• 2021

납자루 Tanakia lanceolata와 한강납줄개 Rhodeus pseudosericeus 간의 속간잡종으로 추정되는 수컷 1개체를 서해안 독립 하천인 보령 대천천에서 채집하였다. 해당 속간잡종 개체의 명확한 기원을 판별하기 위하여 형태학적 및 분자계통학적 분석을 수행하였다. 형태학적 분석 결과, 속간잡종 개체의 등지느러미 앞쪽 상단과 뒷지느러미 가장자리의 색상, 등과 배 쪽 색상 등은 납자루의 형태적 특징을 따랐으며, 미병부 중앙에 파란색 체측종대가 존재하는 점, 측선이 불완전한 점, 입수염이 없는 점 등은 한강납줄개의 형태적 특징을 따랐다. 또한, 미토콘드리아 DNA의 cytb 유전자 분석 결과, 속간잡종 개체는 납자루와 99.82~100%의 염기서열 유사도를 나타내어, 모계 종은 납자루로 판단되었다. 핵 DNA의 rag1 유전자 분석 결과, 속간잡종 개체는 납자루와 한강납줄개 간의 단일염기다형성 부위(38 bp)를 모두 반영하는 double peaks 양상을 나타내어, 부계 종은 한강납 줄개로 판단되었다. 따라서 본 연구에서 분석한 납자루아과 자연 잡종 추정 개체는 암컷 납자루와 수컷 한강납줄개 간의 속간잡종으로 판명되었다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제54권4호
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• pp.249-255
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• 2022

알츠하이머병은 주요한 공중보건 문제로 나타나며 연구분야에서도 최우선적인 과제이다. 알츠하이머병(AD)에서 뇌척수액(CSF)을 활용한 바이오마커인 아밀로이드-β(Aβ42), 총 타우(T-tau) 및 인산화 타우(P-tau)가 알츠하이머병 병태생리학의 핵심 요소를 반영한다. 임상 연구 및 새로운 측정법을 통한 임상적으로 활용되는 진단은 전임상 알츠하이머병에 대해 민감적이고 특이적이며 신뢰할 수 있는 바이오마커의 발굴, 뿐만 아니라 치매의 조기 발견 및 감별 진단과 질병 진행 모니터링에 도움이 되는 검사법의 개발에도 중요할 것이다. 증상 전 단계에서 AD의 조기 발견은 시냅스 손상 및 신경 손실이 확장되기 전에 개입이 수행되기 때문에 치료 개입을 조기에 가능하게 하고 치료 성공을 위한 가능성이 더 큰 좋은 기회로 이어진다. 따라서 새롭고 접근하기 쉽고 비용이 적게 드는 바이오마커를 임상 진단에 활용하는 것이 매우 유익할 것이다. 치매의 초기단계에 일어나는 병리학적 변화나, 질병의 진행정도를 추적할 수 있는 다양한 바이오마커들의 진단방법을 찾는 일은 치료제 개발처럼 중요한 연구 분야이다. 조기진단을 위해 임상증상을 대변하거나(surrogate marker), 증상이 나타나기 이전 상태를 측정할 수 있는 새로운 진단마커가 필요한 상황이다. 이러한 이유로 인지기능 저하정도를 측정하여 정상, 경도인지장애(mild cognition impairment, MCI) 및 전임상(preclinical) 상태의 사람을 판별할 수 있는 바이오마커(biomarker)를 활용한 조기진단법 개발의 중요성이 강조되고 있다.

• 원예과학기술지
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• 제33권3호
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• pp.409-419
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• 2015

본 연구는 Fusarium oxysporum f. sp. niveum(Fon)에 의해 발생하는 수박 덩굴쪼김병에 대한 효율적인 저항성 검정법을 확립하기 위하여 수행되었다. 함안 지역에서 채집한 덩굴쪼김병이 발생한 수박으로부터 HA 균주를 분리하였다. 이 균주는 형태적 특성, ITS와 TEF 영역을 이용한 분자생물학적 동정 그리고 수박, 멜론, 참외, 오이 등의 박과 작물에 대한 기주 특이성 결과에 따라 F. oxysporum f. sp. niveum으로 동정되었다. 그리고 Fon HA 균주는 수박 덩굴쪼김병 race 판별품종의 저항성 반응에 의해 race 0인 것을 알 수 있었다. 그리고 실험한 7종 배지 중 V8-juice broth 배지에서 가장 많은 양의 포자가 형성되었고 배지 제조도 간단하여 이 배지를 Fon HA 균주의 접종원 대량 생산을 위한 최적 배지로 선발하였다. 시판 중인 21개 수박 품종과 11개 수박용 대목 품종의 덩굴쪼김병에 대한 저항성을 실험하였다. 중도저항성을 보인 '속노란꿀'을 제외한 20개 수박 품종들은 감수성을, 11종 대목 품종들은 모두 저항성 반응을 보였다. 이들 중 감수성과 중도저항성인 수박 2종 '서태자'와 '속노란꿀' 그리고 저항성인 대목 1종 '불로장생'을 선발하여 수박의 생육 시기, 접종원 농도, 포자현탁액에 침지하는 시간 및 접종 후 재배 온도 등 발병 조건에 따른 이들 품종의 덩굴쪼김병에 대한 저항성 반응의 차이를 조사하였다. 이들 결과로 부터 수박 덩굴쪼김병에 대한 저항성을 효과적으로 검정하는 방법으로 수박 종자를 파종하여 온실에서 10일 동안 재배한 수박 유묘의 뿌리로부터 흙을 제거한 후, 뿌리를 $1.0{\times}10^5-1.0{\times}10^6conidia{\cdot}mL^{-1}$의 포자현탁액에 30분간 침지한 후에 원예용 상토에 이식하고 $25^{\circ}C$에서 하루에 12시간씩 광을 조사하면서 약 3주 동안 재배하는 것을 제안한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권4호
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• pp.438-447
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• 2017

개화는 배추종 작물의 생산성과 연관된 중요 발달 특성 중 하나이다. 이식 후, 갑작스러운 저온에 노출되어 때이른 개화를 하게 되면 수확되는 생산물의 양과 질이 떨어지게 된다. 따라서, 개화조절 메커니즘을 이해하는 것은 배추 종 작물의 농업적 생산성을 향상시키는데 도움을 줄 것이다. 춘화는 배추과 작물에서 일반적으로 알려져 있는 개화를 유도하는 중요한 요소이다. 그러나 옐로우 사순이나 코마수나와 같은 배추 아종은 춘화처리 없이도 개화한다. 1일을 주기로 하여 생물의 생리기작을 조절하는 생체시계 유전자는 일장감응형의 개화 조절에 중요한 역할을 하지만 춘화처리를 통해 개화를 유도하는 기작과도 연관되어 있다. 본 논문에서는 22개의 배추 아종을 개화에 춘화처리가 필요한 춘화형과 춘화처리 없이도 개화하는 비춘화형으로 나누어 보존된 생체시계 유전자, BrPRR1 군의 염기서열 분석을 수행하였다. 그 중 BrPRR1b 유전자의 결손 영역으로 춘화형과 비춘화형 두 그룹을 구분할 수 있었다. 이 서열변이를 증폭할 수 있는 PCR 프라이머를 디자인하여 비춘화형 배추 아종에서는 451 bp의 긴밴드를, 춘화형 배추에서는 422 bp의 작은 크기의 밴드를 증폭할 수 있었다. 이 프라이머 세트는 43개 배추 아종과 4개의 배추속 작물, 브로콜리, 양배추, 갓, 그리고 유채의 개화형을 구분하는데 적용되었다. 각 작물의 PCR 결과와 개화시기에 대한 정보를 통하여 프라이머 세트가 개화형을 판별할 수 있는 마커로 이용될 수 있음이 확인되었다. 이 마커시스템은 배추 종 작물 육종에 유묘 단계에서 개화형을 판단하는데 이용할 수 을 것이다. 또한 이 결과들은 생체시계 유전자가 배추 종 작물의 개화를 조절하는 좋은 전략이 될 수 있음을 보여주었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제27권2호
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• pp.182-187
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• 2012

본 연구에서는 향신료 조제품인 고추다대기의 사용원료 확인을 위한 분자생물학적 기법을 이용한 시험법을 검토하였다. 시료 중 원료성분 확인을 위하여 고추, 마늘, 양파의 종 특이 프라이머를 이용하였으며, 대상 식품원료로는 고추다대기 6건을 선정하였다. 시료로부터 직접 유전자 추출 후 PCR을 실시하였으나 고추 등 사용원료의 확인이 어려웠다. 따라서 염 성분을 제거하기 위하여 증류수를 이용하여 3~4회 세척 후 PCR한 결과 6건 중 5건에서만 고추유전자 확인되었으며, 마늘 및 양파 성분은 모두 확인이 불가능하였다. 따라서 염 성분 제거 후 추출유전자의 증폭을 위하여 Whole Genome Amplification (WGA) 키트를 사용 후 PCR을 실시하였다. 그 결과 모든 시료에서 고추유전자(102 bp)를 확인하였으며, 양파를 함유하는 6건 및 마늘을 함유하는 4건에서 각각 양파(280 bp) 및 마늘(180 bp) 유전자를 확인하였다. 따라서 본 연구에서 검토된 고추다대기에 대한 시료 전처리법, 유전자추출법, 추출유전자증폭법 등은 고추다대기를 이용한 불량고춧가루 제조 시 이를 판별할 수 있어 식품안전관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.