• 생명과학회지
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• 제18권8호
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• pp.1023-1030
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• 2008

SIPK와 WIPK의 상위 단계 인산화 효소로 알려진 NtMEK2가 DEX 유도성 시스템에 의해 밝혀졌다. 이 NtMEK2 유전자가 지속적으로 활성화된 돌연변이체인 $NtMEK2^{DD}$의 발현은 SIPK와 WIPK를 활성화 시켜 주므로 과민감 반응과 같은 세포 괴사를 야기하는 것으로 나타나 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계가 담배에서 방어 반응을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 그러나 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 의해서 조절 되는 하위 기질이나 방어관련 유전자들에 대한 연구는 아직 미비한 상태이다. 그래서 본 연구는 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 매개되는 하위 유전자들을 분리하기 위하여 $NtMEK2^{DD}$ 형질전환 식물체를 이용해 ACP에 기초한 DDRT-PCR을 수행하였다. 그 결과 본 연구를 통해 처음으로 pI2-4, MTS2, SINA, CDM1, HRGP 및 DEG45를 포함해 여섯 개의 DEG들을 선발하였다. 이 유전자들의 발현은 $NtMEK2^{DD}$ 형질전환에서 다시 확인하였으며 특히 pI2-4, CDM1, HRGP의 유전자 발현은 다른 유전자들과 비교해 볼 때 살리실산과 담배모자이크바이러스에 강하게 반응하여 증폭됨을 알 수 있었다. 이러한 결과를 볼 때 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 의해 조절되는 세 개의 유전자는 병저항성에 관여하고 있음을 제시한다 하겠다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권3호
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• pp.347-358
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• 2016

브라시노스테로이드는 식물의 생장과 발육 과정에 있어서 중요한 역할을 담당 할 뿐 아니라 생물학적/ 비 생물학적 스트레스에 대한 복합 저항성을 보인다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 브라시노스테로이드와 광범위스트레스 내성을 연결하는 중요한 생물학적 네트워크를 이해하기 위해, Agilent Arabidopsis $4{\times}44K$ oligo chip을 이용하여 브라시노스테로이드 신호가 강화된 bes1-D 계통의 전 전사체 비교분석을 수행하였다. 그 결과 bes1-D 계통에서 DEGs (Differentially Expressed Genes)를 1,091 (562 up-regulated, 529 down-regulated) 개 선발하였다. 또한 선발된 유전자들의 GO 와 단백질 상호작용 네트워크 분석을 통해 대사, 발달, 스트레스, 면역, 방어 반응에 관련된 주요 브라시노스테로이드 신호전달과 연결된 스트레스 관련 유전자군을 분리하였다. 선발된 유전자중 NB-ARC와 FLS2는 bes1-D 계통이 야생형 En-2 계통에 비해 약 6배 정도의 발현량이 증가되었으며, TIR1, TSA1, OCP3 유전자등은 bes1-D 계통이 야생형 En-2 계통에 비해 발현이 감소되었다. 또한 브라시노스테로이드 활성형 계통이 야생형 식물체 계통에 비해 가뭄 스트레스 및 병원균에 대해 저항력이 향상되었다. 따라서 microarray 분석을 통한 유전자 간 발현 네트워크와 유전체 정보를 결합하여 대단위 주요 기능 유전자들을 동정할 수 있는 방법을 고안하여 실험에 사용하였다. 이를 통해 기능 획득 돌연변이 bes1-D가 식물들이 다양한 스트레스 환경에 적응할 수 있는 반응을 조절한다는 사실을 보여주고 있다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제26권5호
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• pp.273-280
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• 2003

해안에 주로 분포하는 Atriplex gmelini(가는갯능쟁이)의 염 내성이 항산화 효소의 활성증가에 의한 것인가를 조사하기 위해 다양한 농도의 염 처리에 의한 광계 Ⅱ 양자효율 및 항산화 효소의 활성 변화를 조사하였다. A. gmelini는 100 mM NaCl처리구에서 가장 높은 지상부 건물함량(대조구의 116%) 및 최적의 생장을 보였으며, 300 mM NaCl처리에 의해서도 체내 수분함량과 건물량의 감소를 보이지 않아 염에 대한 높은 내성을 보였다. 단기간(2, 4일)의 염 처리시 외부 염 농도 구배에 따른 Fv/Fm값(양자효율)의 증가, Fo/Fm값(스트레스지표)의 감소 및 SOD, APX, GR과 같은 항산화 효소의 활성 증가를 나타내어 광화학적 스트레스 혹은 항산화 방어시스템의 손상을 보이지 않았다. 그러나 400 mM NaCl을 처리한 식물의 경우, 비록 대조구(0 mM NaCl)에 비해 높은 항산화 효소 활성값(SOD 171%, APX 114%, GR 134%)을 보였지만 생장감소(잎, 줄기 각각 30%, 16%) 및 고농도 염에 의한 활성의 감소양상을 나타내었다. 흥미롭게도, H₂O₂제거에 중요한 역할을 하는 또 다른 효소인 CAT의 활성이 염에 의한 빠른 감소(200, 300, 400 mM NaCl 처리구의 경우 각각 대조구의 38%, 22%, 15%)를 보여, A. gmelini는 염에 의해 생성된 활성산소 제거와 염분 내성에 ascorbate-glutathione cycle의 APX, GR이 중요한 역할을 수행하는 것으로 생각된다. 그러나, 염 처리 6일 후, Fv/Fm값의 감소, Fo/Fm값의 증가 및 항산화 효소의 활성감소를 보여 광화학적 저해 및 항산화 방어시스템의 손상을 나타내었다. A. gmelini는 단기간의 염 처리(염 처리 2, 4일)시, 염에 의해 유도된 ROS증가에 대해 항산화 시스템의 활성 강화를 통해 균형을 이루지만, 6일 이상의 지속적인 염에 의해서는 항산화 효소의 활성감소와 광화학적 손상으로 인한 ROS증가로 산화적 스트레스가 유발되는 것으로 여겨진다.

• 대한화장품학회지
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• 제42권4호
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• pp.393-401
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• 2016

자외선은 피부 노화를 가속화하여 피부 광노화를 유발하고, 일광 화상, 피부암 등을 유발한다. 자외선 차단제를 사용하더라도 일부 자외선에 의하여 피부 손상은 유발될 수 있기 때문에 자외선에 대한 피부 자체의 방어력을 올려주는 것이 필요하다. 최근, 식물에서 자외선 보호 기능을 하는 것으로 알려진 COP1이 사람의 피부에서도 자외선에 대한 반응들을 조절한다고 새롭게 밝혀졌다. 본 연구에서는, COP1과 그의 결합 단백질 DET1이 사람 피부의 각질형성세포에서 자외선에 대한 시그날 조절 물질인 c-Jun 단백질 양을 조절하는 것을 확인하였다. 자외선에 노출 시 COP1과 DET1 발현이 감소하였고, 그 영향으로 c-Jun 단백질이 증가하였다. 반대로 COP1과 DET1을 발현하는 DNA를 transfection 시켜줄 경우 c-Jun 단백질 양이 감소하였다. 피부 각질형성 세포에서 COP1과 DET1의 발현을 조절할 수 있는 물질을 탐색한 결과, 초피나무 열매 추출물이 COP1과 DET1의 발현을 증가시켜 주었다. 초피나무 열매 추출물은 c-Jun 시그날에 의해서도 조절되는 MMP1이 자외선에 의해 유도되는 것을 억제하였다. 뿐만 아니라, 초피나무 열매 추출물 PPAR-${\alpha}$ 활성이 있어 장벽강화를 통한 피부 보호 효과가 있는데, 자외선에 의하여 염증 유발 물질인 IL-6와 IL-8의 발현이 증가하는 것도 억제하였다. 사람의 팔에 자외선을 쪼여 준 경우에도 초피나무 열매 추출물이 홍반이 생기는 것을 억제하고 홍반에 의한 색소침착도 억제하였다. 종합적으로, 초피나무 열매 추출물은 다양한 메카니즘을 통하여 자외선으로부터 피부를 보호해 줄 것으로 기대된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제57권4호
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• pp.379-386
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• 2014

크로마틴은 DNA 구조를 다시 결정해주는 것과 같은 존재로 각종 신호에 폭넓게 반응한다. 크로마틴의 중요한 변화는 이러한 조절을 위한 히스톤의 변이이다. 이러한 변화들에 대한 지식이 점점 축적되고 있으며 이러한 반응의 복잡성이 점점 더 명확히 이해되고 있다. 히스톤의 변화가 대부분의 생명체의 반응에 있어서 DNA 의 발현 또는 억제를 통하여 중요한 역할을 한다는 사실이 명확해지고 있다. Nucleosome 의 표면은 각종 변화를 수용할 수 있다. 크로마틴 변화는 크로마틴 수축을 제거하거나 또는 비히스톤 단백질들을 불러 모으는 과정을 통하여 작용될 수 있다. 히스톤 변이를 매개로 하는 이러한 많은 조절들이 유전적으로 보존되어 전달되는 것으로 추측된다. 따라서 히스톤 변이는 동물, 식물 또는 미생물 세계의 기본적인 생물학적 반응과 상당히 밀접한 관계가 있다. 히스톤 변이가 제대로 이루어지지 않을 경우 크로모좀의 응축 또는 이완이 제대로 않되며 결국은 발생, 성숙, 생물체 방어 등 다방면에 대해 기능을 제대로 수행하지 못한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제18권1호
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• pp.9-24
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• 1993

원자력발전소의 사고시 방사성물질의 단기간 침적 후 오염된 음식물에 의한 영향을 평가하기 위해 한국 환경에 적용이 가능한 동적 방사능영향 평가모델이 개발되었다. KORFOOD라 불리워지는 이 모델은 오염된 음식물의 섭취에 의한 누적선량뿐만 아니라 시간에 따른 선량을 평가하며, 또한 음식물내 시간에 따른 방사능농도의 변화를 해석한다. 설식경로에 중요한3가지 핵종과 13가지 음식물이 이 모델에서 고려되었다. 방사능농도의 동적변화는 침적, 풍화와 강우, 재부유, 뿐리흡취, 전이, 토양내 이동, 식물의 노화, 동물의 토양흥취 및 배설, 동물의 사료섭취와 배설 둥과 같은 여러 효과를 고려하여 모사되었다. 평가를 위한 입력 자료로는 침적되는 방사성물질의 양, 침적시점, 평가하고자하는 핵종 및 음식물의 종류가 요구된다. 고리지역 농작물자료를 사용하여 쌀에 대해 시간에 따른 비방사능농도와 고려되는 모든 음식물의 섭취에 따른 선량이 침적시점에 따라 계산되었다. 모델결과의 타당성 검증을 위해 이 분야에서 이미 공인받고 있는 독일모델 ECOSYS-87의 결과와 비교하였다. 비교결과, KORFOOD의 예측치가 ECOSYS-87의 예측값의 10배 범위내에 있어 좋은 일치를 보여주었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권12호
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• pp.1776-1783
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• 2016

본 연구에서는 유황양파를 수확한 이후 $4^{\circ}C$에서의 장기간 저장이 양파의 품질 특성과 항산화 활성에 미치는 영향을 탐색하고자 하였다. 수확 직후의 유황양파는 무첨가군에 비해 황과 질소가 유의적으로 높았으며, 탄수화물, 단백질, 조회분, 지방 등의 일반성분과 플라보노이드 등의 항산화 성분이 상대적으로 높은 경향을 나타내었다. 유황처리에 의한 양파의 이화학적 품질 특성 및 항산화 활성 개선 효과는 선행연구로부터 일관되게 보고되었으며, 재배 중 황 강화 때문에 양파의 성장 및 생합성 대사가 활성화된 결과로 해석되었다. 한편 유황처리 여부에 관계없이 양파는 저장 20주까지 비교적 수분함량을 일정하게 유지하였다. 또한, 저장 기간이 증가함에 따라 탄수화물과 수용성 고형분 함량은 감소하는 경향을, 플라보노이드, 총환원력, SOD 유사 활성 등 항산화 활성은 증가하는 경향을 보였다. 이는 수확 이후 환경변화에 대한 식물의 전형적 방어기전으로, 파이토알렉신, 이소플라보노이드 등의 스트레스 대사산물의 생성 촉진과 이에 필요한 에너지를 충당하기 위한 가속화된 호흡의 결과로 해석되었다. 한편 저장 36주에 이르러서는 양파에서 지나친 발아와 연부 현상이 관찰되었으며 항산화 활성도 급격히 감소한 것으로 평가되었다. $4^{\circ}C$에서 36주 동안 관찰된 저장 중 위 변화들은 유황처리 여부와 관계없이 비교적 동일하게 나타났다. 이는 재배 중 유황처리가 수확 직후 양파의 품질 특성 및 항산화 활성 개선에는 영향을 주었지만, $4^{\circ}C$ 저장 중 진행된 변화에는 저장 기간의 효과가 더 크게 관찰됨으로써 유황처리 효과가 미미하였음을 시사해주었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.41-47
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• 1999

NaCl과 방사선이 자주달개비 수술털 세포 분홍돌연변이에 미치는 영향을 조사하였다. 포트에서 생육된 Tradescantia 4430 식물체에 코발트 선원으로부터 0.3, 0.5, 1.0 및 2.0Gy의 감마선을 조사하였다. NaCl 용액(170mM)의 분무처리는 방사선 조사 24시간전 및 후에 이루어졌다. CT 실험군, NaCl+${\gamma}$실험군 및 ${\gamma}$+NaCl 실험군에 있어서의 돌연변이 빈도가 증가한 고조기간은 방사선 조사 후 6∼12일로 나타났으며 돌연변이 빈도는 방사선량 증가에 따라 선형적으로 증가하는 반응관계를 보였다. CT 실험군에서의 선량반응식 기울기(증가계수)는 5.99($r^2$=0.99)이었으나, NaCl+${\gamma}$실험군의 증가계수는 4.55($r^2$=0.98), ${\gamma}$+NaCl 실험군은 4.33($r^2$=0.99)으로 CT실험군의 값에 비해 낮았다. 즉, 방사선 조사 전후에 NaCl을 처리한 실험군들이 방사선만 조사한 CT 조사군에 비하여 방사선에 의한 돌연변이 유발증가율이 24% 이상 억제됨을 확인할 수 있었으며 이는 NaCl 자체가 방사선에 의한 DNA 손상에 대하여 방어효과를 갖기 때문인 것으로 해석될 수 있다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권1호
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• pp.47-52
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• 1998

3-Hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A (HMG-CoA) 환원효소는 식물의 병원균 방어물질 (phytoalexin), 광합성 색소 (the phytol of chlorophyll), 성장 호르몬 (abscisic acid와 gibberellin 등) 및 스테롤 (phytosterol) 등의 생합성에 관여하는 주효소이다. 암조건 하에서 발아 후 4일째의 벼 유묘 microsome을 재료로 비이온성 detergent 인 Brij W-1 (final 0.4%)을 사용하여 가용화 시킨 후, DEAE-Sephadex A-50 크로마토그래피 칼럼과 hexaneagarose를 matrix로 기질인 HMG-CoA를 결합시켜 제조한 친화성 크로마토그래피 칼럼을 이용하여 세포막 결합효소인 HMG-CoA 환원효소를 정제하였다. 정제된 HMG-CoA 환원효소의 최종 회수율은 7.14% 였고, 분자량은 10% SDS-PAGE에서 55 kDa이였다 HMG-CoA 환원효소의 최적 반응 온도는 $37^{\circ}C$, 최적 반응 pH는 6.9였고, 기질인 HMG- CoA에 대한 HMG-CoA 환원효소의 $K_m$ 및 $V_{max}$ 값은 $180\;{\mu}M$과 107 pmol/mg, 수소공여체인 NADPH에 대한 $K_m$과 $V_{max}$값은 $810\;{\mu}M$과 32.1 pmol/min/mg이였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제43권4호
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• pp.236-240
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• 2000

식물의 저온 스트레스 및 방어체계에 대한 기작론적 연구의 일환으로서, 저온에서 보이는 벼 유묘의 생장력 상실과 생체막의 상전이 및 세포질 대사 변화 간의 상관관계를 조사하였다. 주변환경의 온도가 내려감에 따라 유묘의 생장속도는 점차 감소하여 약 $13^{\circ}C$ 이하에서는 생장이 실질적으로 정지하였다. 이 온도는 미토콘드리아 내막의 물리적 상전이 온도 및 기능적 상전이 온도와 일치하였다. 또한 해당과정의 중간생성물인 glucose 6-phosphate(G6P), fructose 6-phosphate(F6P)의 함량과 온도간의 상관곡선에서 보여주는 변곡점도 $13^{\circ}C$ 부근에서 나타났다. 이들-세포생리의 생화학적, 생물물리적 특성들의 불연속적 변화를 나타내는-온도들의 일치는 저온하에서의 생장정지가 우선적으로 미토콘드리아막의 상전이에 기인하며, 이 상전이가 세포 대사의 불균형을 일으키는 주요인임을 시사한다. 저온처리된 벼를 다시 상온으로 옮겼을 때 축적된 G6P와 F6P함량의 급격한 감소가 관찰되었다. 이는 상온환원시 TCA cycle을 거쳐 호흡전자전달에 필요한 전자공여체를 짧은 시간에 과다생성시키는 요인이 되어 결과적으로 세포의 산화적 스트레스를 일으키는 원인이 되는 것으로 해석하였다.