• 제목/요약/키워드: 유전자독성

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연쇄상구균 GS-5의 ag I/II와 gtfD 유전자 클로닝 (IDENTIFICATION OF THE AG I/II AND GTFD GENES FROM STREPTOCOCCUS MUTANS GS-5)

  • 정진우;백병주;양연미;서정아;김재곤
    • 대한소아치과학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.357-369
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    • 2005
  • 치아 우식은 석회화 조직의 일부가 용해되고 파괴되는 감염성 세균 질환이다. 최근에 보고된 치아우식증 관련 미생물에 대한 연구는 대부분이 Streptococcus mutans와 같은 Mutans streptococci에 초점을 맞추고 있다. Mutans streptococci는 7가지의 서로 다른 종(S. cricetus, S. downei, S. ferus, S. macacae, S. mutans, S. rattus, S. sobrinus)과 8가지의 혈청형(serotype a-h)을 모두 포함하여 일컫는다. 산 생성으로 인한 치아의 법랑질 탈회뿐 아니라 치면에 접착하여 군집를 형성하는 것이 균의 독성에 있어 중요하다. 그러므로 우식은 치태와 밀접한 관련이 있다. 이런 초기 군집 형성은 antigen I/II(Ag I/II)와 glucosyltransferase(GTF)에 의해 이루어진다. 그러므로, Ag I/II와 GTF는 S. mutans GS-5에 대한 백신개발에 있어 적당한 목표가 된다. 본 실험은 S. mutans GS-5로부터 ag I/II와 gtfD 유전자를 복제하고 나열하였다. 핵산의 나열순서 분석결과 앞서 보고된 나열과 높은 일치도를 보였다. 복제된 Ag I/II와 앞서 보고된 S. mutans GS-5의 해당 부위의 280개의 핵산은 완벽하게 일치하였다. gtfD와 S. mutans UA159와 비교시, 105개의 아미노산 중 4부위에서 변화를 관찰하였다.

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3T3-L1 세포분화 중 지방축적 및 ROS 생성에 대한 연화 열수 및 에탄올 추출물의 효과 (Effect of hot water and ethanol extracts from Nelumbo nucifera Gaertner flower on lipid accumulation and reactive oxygen species (ROS) production in adipogenesis of 3T3-L1 cells)

  • 오지원;이진하;이옥환;김계훈;김혜란;이효구
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.744-750
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    • 2015
  • 본 연구에서는 연화 열수 및 에탄올 추출물의 3T3-L1 지방세포 분화 및 ROS생성 저감효과를 구명하기 위하여 3T3-L1 전지방세포 분화과정 중 연화 열수 및 에탄올 추출물에 의한 지방축적과 ROS 생성을 관찰하였다. 연화 열수 및 에탄올 추출물은 XTT assay에서 100, 200 및 $400{\mu}g/mL$ 농도에서 세포 독성을 보이지 않았다. 지방세포 분화 중 세포 내 지방축적 및 ROS 생성량을 비교한 결과, 연화 열수 및 에탄올 추출물을 처리한 지방세포의 경우 지방축적량과 ROS 생성량 모두 유의적으로 억제되는 것으로 나타났다. 특히 연화 열수 및 에탄올 추출물을 처리함으로써 지방세포분화와 관련된 전사인자인 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$ 및 aP mRNA의 발현을 유의적으로 감소시켰으며, ROS의 생성과 관련이 있는 주요 유전자인 NOX4 및 catalase의 유전자발현 또한 유의적으로 감소하였다. 이 결과를 통해 연화 열수 및 에탄올 추출물이 3T3-L1 지방세포 내 중성지방의 축적 억제효과와 더불어 ROS 생성 억제에 효과적으로 작용함을 확인하였다. 따라서 연화 열수 및 에탄올 추출물은 비만과 같은 대사증후군 관련 질환의 개선을 위한 천연물 기능성 소재로의 활용이 기대된다.

살모넬라가 발현하는 stf 오페론의 조절과 병원성 인자로서의 기능 (Regulation of stf Operon Expression and Its Virulence)

  • 김삼웅;김영희;강호영
    • 생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.553-560
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    • 2005
  • stf 오페론은 stfA CDEFG로 구성되며, S. typhimurium과 S. choleraesuis에서는 완전하게 존재한다. 그러나 S. typhi에서는 이 오페론이 결여되어 있고 S. paratyphi A에서는 stfC의 유전자가 돌연변이 되어 있다. 이 섬모는 class 1형태의 섬모로 분류되며, StfD chaperone을 다른 섬모를 구성하는 chaperone들과 비교할 때 각 subunit들의 C-말단 잔기의 분석은 StfD chaperone이 FGS subfamily와 유사한 특성을 보였다. stf 오페론이 lacZYA 유전자와 fusion된 S. typhimurium 돌연변이 균주를 사용하여 MacConkey 고체배지에서 장시간 배양한 후 $Lac^+$ 표현형을 보이는 21 isolate들을 분리하였다. $Lac^+$ 균주들은 34 세대 당 $0.28\~1.75$의 빈도로 발생하였다. 21 isolate들은 구성적으로 stf operon을 발현했지만, 범용의 조절자인 RpoS, OmpR, CpxR등에 의해 조절되지 않았다. Mouse독성 실험에서 S. typhimurium $_X8661$은 야생형인 $_X3761$에 비교하여 6.7배의 약독화를 보였다.

두메부추(Allium senescens L.) 메탄올 추출물의 지방세포 내 활성산소종 생성 및 지질축적 억제 효능 (Inhibitory Effects of Allium senescens L. Methanol Extracts on Reactive Oxygen Species Production and Lipid Accumulation during Differentiation in 3T3-L1 Cells)

  • 최혜영;김건희
    • 한국식품과학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.498-504
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    • 2014
  • 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 이용하여 Allium속 식물의 하나인 두메부추(ASL) 메탄올 추출물의 ROS 생성 저해 및 지질축적 억제 효과를 확인하고자 하였다. 먼저 ASL 메탄올 추출물 $100-2,000{\mu}g/mL$의 모든 농도에서 유의적인 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었으며, ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때 유의적인 세포 독성을 나타내지 않은 $10-100{\mu}g/mL$ 농도에서 실험을 진행하였다. 지방세포 내 ROS 관련 효소와 분화관련 전사인자의 조절로 인한 중성지방 축적 저해 활성을 확인하기 위하여 지방전구세포의 분화를 분화 유도하면서 추출물을 농도별(10, 50 및 $100{\mu}g/mL$)로 처리하였다. 그 결과, ASL 메탄올 추출물은 대조군에 비해 ROS 생성량과 ROS 관련 효소인 G6PDH mRNA 발현을 농도 의존적으로 감소시켰다. 또한 ASL 메탄올 추출물 처리로 인하여 지방세포 내 중성지방 축적이 유의적으로 감소되었으며, adipogenic transcription factor인 SREBP1c, $PPAR{\gamma}$$C/EBP{\alpha}$ mRNA 발현도 농도 의존적으로 억제되었다. 이상의 결과들로 볼 때, ASL 메탄올 추출물로 인한 ROS 생성 저해와 지질축적 억제는 ROS 생성 및 ROS 관련 유전자의 발현 감소로 인한 지방 생성 주요 전사인자의 유전자 발현 억제로 인한 것으로 보이며, ASL이 항비만에 우수한 효능을 가지는 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 있을 것으로 사료된다.

박테리아의 toxin-antitoxin system과 생명공학기술 응용 (Bacterial Toxin-antitoxin Systems and Their Biotechnological Applications)

  • 김윤지;황지환
    • 생명과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.265-274
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    • 2016
  • Toxin-antitoxin (TA) system은 박테리아와 고세균에서 진화적으로 보존되어 흔히 발견되는 유전적 모듈이다. 기본적으로 이 시스템은 세포 내 toxin과 그들의 억제자로 작용하는 antitoxin으로 구성되어있으며, 현재 총 다섯가지 유형으로 구분된다. 공통적으로 toxin은 스트레스 조건에서 활성화됨으로써 세포 내 다양한 과정을 억제하는 활성을 가지는데 이는 결과적으로 세포 사멸 혹은 가역적인 생장 저해를 일으킨다. Toxin의 이러한 효과들은 유전자 발현의 조절, 성장 조절, programmed cell arrest, programmed cell death, persister cell의 형성, 박테리오파지 방어기작, 가동성 유전인자의 안정화, 플라스미드 유지 기작 등 다양한 생리학적 역할을 나타낸다. 그러므로 TA system은 일반적인 스트레스 반응모듈로서 여겨진다. 하지만 이를 역이용한다면 TA system으로부터 toxin을 활성화 시키는 인자를 개발하여 새로운 항균 물질로 이용할 수 있다. 그뿐만 아니라 TA system은 toxin의 세포 사멸 효과를 이용하여 원하는 타겟 유전자가 존재하는 세포만 선택적으로 살아남도록 하는 효율적인 클로닝 전략에 이용될 수 있다. 또한, toxin의 서열 특이적 리보핵산 가수분해효소 활성을 이용하여 타겟 단백질 이외의 단백질 합성을 막아 효과적인 단일 단백질 대량 생산을 위해서도 이용할 수 있다. 더 나아가 일부 TA system의 toxin은 진핵 세포에서도 세포 독성을 나타내기 때문에 암세포, 바이러스 감염 세포에서 toxin의 발현을 유도하여 세포사멸을 일으킴으로써 인간의 질병 치료로 이어질 수 있다.

에탄올에 의하여 유도된 마우스 췌장 선포세포의 염증성 손상에서 췌장분비 효소의 활성 및 세포 재생관련 유전자들의 발현에 미치는 EGCG의 영향 (Effects of (-)-Epigallocatechin-3-gallate on the Release of Pancreatic Enzymes and Expression of Regenerating Genes in Ethanol-injured Murine Pancreatic Primary Acinar Cells)

  • 김성옥;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제23권11호
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    • pp.1404-1408
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    • 2013
  • 본 연구에서는 마우스 췌장의 선포세포(primary acinar cell)에서 에탄올에 의해 유도된 염증성 손상에 미치는 녹차의 생리활성 물질인 EGCG의 효과를 췌장분비 효소의 활성과 선포세포에서의 기능 회복 관련 마크로 알려진 유전자들(AMPK, RKIP 및 Reg1)의 발현 조절 측면에서 조사하였다. 대조군에 비해 에탄올이 처리된 세포에서는 ${\alpha}$-amylase와 chymotrypsin의 활성이 증가되었지만, EGCG 처리에 의하여 그들 활성이 유의적으로 감소하였다. 세포 생존 및 보호와 관련 있는 AMPK 인산화 수준은 에탄올 단독 처리시 그 발현이 감소하였지만, EGCG 처리에 의하여 유의적으로 회복되었다. 세포 사멸과 세포독성 조절과 연관이 있는 RKIP 또한 그 발현 경향이 AMPK인산화 변화의 정도와 유사하였다. 또한 베타세포 재생에 관여하는 Reg1 발현은 에탄올이 처리된 선포세포에 EGCG를 처리하였을 경우 그 발현량이 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과들을 종합하여, 항산화성 폴리페놀인 EGCG는 알코올성 췌장염으로 인한 세포의 손상이나 당뇨병 예방과 회복에 치료적 효과를 가질 수 있다고 제안한다.

Lactobacillus plantarum으로 발효한 뽕잎 추출물의 항당뇨 효과 (Anti-diabetic effect of mulberry leaf extract fermented with Lactobacillus plantarum)

  • 최지수;이설희;박영서
    • 한국식품과학회지
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    • 제52권2호
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    • pp.191-199
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    • 2020
  • 본 연구에서는 발효식품으로부터 항당뇨 효능을 지닌 유산균을 분리하여 뽕잎 추출물을 발효하고, 제조된 유산균 발효 뽕잎 추출물의 항당뇨 효능을 평가하였다. 갓김치에서 분리된 Lactobacillus plantarum SG-053은 α-glucosidase 저해 활성이 96.8%로 가장 우수하고, 뽕잎을 발효하여 뽕잎에 존재하는 항당뇨 지표물질인 1-deoxynojirimycin (DNJ)의 함량을 2.2배 증가시키며 우수한 생육 활성을 나타내어 본 연구에서 뽕잎 추출액의 발효에 사용하였다. L. plantarum SG-053으로 발효한 뽕잎 추출물은 L6 근관세포에 대한 세포독성은 없었고, IRS-1, PI3K p85α, GLUT-4 유전자 발현을 각각 1.4, 2.2, 1.4배로 증가시켰으며, 세포의 2-deoxyglucose 흡수를 1 μM의 인슐린보다 높은 수준인 40.7% 증가시켜 인슐린 신호전달 경로를 활성화시킴으로써 세포의 인슐린 저항성을 개선하는 것으로 확인되었다. 경구 당 부하 검사를 통해 유산균 발효 뽕잎 추출물이 포도당 섭취에 의해 증가한 혈당을 빠르게 감소시키고, α-glucosidase의 저해를 통해 maltose의 분해에 의한 혈당 증가를 억제하였다. 유산균 발효 뽕잎 추출물은 SD rat의 허벅지 골격근 조직의 PI3K p85α와 GLUT-4 유전자 발현을 각각 6.4, 2.1배 증가시켜 L6 근관세포에서와 유사한 결과를 나타냈으며, in vivo 근육 조직에서도 인슐린 신호전달경로의 활성화에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 본 연구 결과로 L. plantarum SG-053이 뽕잎을 효과적으로 발효하여 DNJ의 함량을 증진시킨다는 것을 확인하였으며, L. plantarum SG-053으로 발효한 뽕잎 추출물은 우수한 항당뇨 효능을 지니는 것을 세포 및 동물실험 수준에서 확인하였다.

품종별 누에고치로부터 얻은 실크 세리신 및 실크 피브로인의 세포 증식 활성연구 (Cell proliferation of silk proteins obtained from Bombyx mori silkworm varieties)

  • 정다은;김성국;조유영;권해용;이광길;김현복
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.92-96
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    • 2015
  • 본 연구는 장려 품종 누에고치로부터 실크 세리신과 실크 피브로인으로 분리하여 이들 단백질을 세포 첨가제로 개발하기 위하여 수행되었다. 장려품종 누에고치를 고온 고압기를 통하여 실크 세리신을 먼저 추출하였으며, 남겨진 실크 피브로인을 이용하여 시간별로 용해하여 품종별 실크 피브로인을 얻었다. 이들 실크 세리신과 실크 피브로인을 이용하여 세포 독성, 세포 증식 및 분열 관련 유전자 발현 분석을 확인하였다. 먼저, 누에고치의 특성을 분석하기 위하여 공극률을 측정하였다. 공극률은 금옥잠 누에고치의 경우 84.71%, 대성잠 81.58%, 백옥잠 73.23%의 공극률 값이 나타났다. 분자량 차이에 있어서 실크 세리신은 품종의 영향이 크지 않았으나 실크 피브로인의 경우, 금옥잠은 5시간의 장시간의 용해에도 불구하고 100 kDa 이상의 큰 분자량을 나타내었다. 장려품종 누에를 사용하여 제조된 실크 세리신과 실크 피브로인을 이용하여 세포 증식 실험을 하였으며 백옥잠으로부터 얻은 실크 세리신의 경우 농도에 따라 유의적으로 세포 증식 효과가 나타났으며, 금옥잠으로부터 얻은 실크 피브로인의 경우 5시간 용해 시 세포 증식에 있어서 가장 우수한 결과를 보였다. 또한, 백옥잠 실크 세리신 처리 결과 세포 증식 관련 유전자의 발현수준이 증가됨을 확인할 수 있었다.

유기성 슬러지 먹이에 대한 두 근연종인 줄지렁이(Eisenia fetida)와 붉은줄지렁이(Eisenia andrei)의 생식반응 비교 (A comparison of the reproduction of two closely related species, tiger worm(Eisenia fetida) and red tiger worm(Eisenia andrei) when the organic sludge was suppied to them)

  • 배윤환;신현곤
    • 유기물자원화
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    • 제29권3호
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    • pp.27-33
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    • 2021
  • CO I 유전자 염기서열을 분석한 결과 경북농약연구소에서 독성실험에 이용되고 있는 경주집단 Eisenia속 지렁이의 '분자생물학적 종'은 줄지렁이(E. fetida)로 동정되었고 유기성 폐기물 재활용에 활용되고 있는 영동집단 Eisenia속 지렁이의 '분자생물학적 종'은 붉은줄지렁이(E. andrei)로 동정되었다. 이들 두 분자생물학적 종의 유기성 폐기물에 대한 생식반응을 비교한 결과 줄지렁이 집단의 산란률과 차세대 성충으로의 성장률이 붉은줄지렁이보다 다소 높게 나타나거나 또는 두 집단 간 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 두 집단 간 교잡 후 생산되는 산란수나 차세대 성충 생산수는 같은 집단내 개체들로부터 생산된 것들보다 현저하게 낮은 것으로 나타났다. 따라서 줄지렁이 집단과 붉은줄지렁이 집단 간에 완전한 생식적 격리는 이루어지지 않았지만 이 두 집단 간에 생물학적 종분화가 진행되고 있는 것으로 판단된다.

영지버섯 균사체 발효 꾸지뽕 잔가지 추출물의 3T3-L1 지방전구세포 분화 억제 및 항염증 효과 (Effect of extract from Maclura tricuspidata twig fermented with Ganoderma lucidum mycelium on adipocyte differentiation and inflammation in 3T3-L1 cells)

  • 김기만;박세은;김승
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.502-513
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    • 2023
  • 본 연구에서는 영지버섯 균사체 발효 꾸지뽕 잔가지 추출물의 지방세포 분화 억제 및 염증 억제 효과를 확인하고자 하였다. 세포독성을 확인한 결과, 최대 1,000 ㎍/mL 농도까지 세포에 처리하여도 세포 생존율이 감소하지 않음을 확인되었다. 분화과정 동안 발효 꾸지뽕 잔가지 추출물을 처리하였을 때, 세포 내 지방 축적이 감소되었다. 분화과정에 관여하는 대표적인 adipokine인 leptin과 adiponectin의 생성량을 확인한 결과, 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물에 의해 adiponectin의 생성 증가와 leptin의 생성 감소를 확인하였다. 지방세포 분화 관련 유전자의 발현은 분화 유도인자만 처리한 군에 비해 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물이 함께 처리된 군에서 추출물의 농도가 높아질수록 지방분화 전사인자인 PPARγ와 C/EBPα의 발현량이 감소하는 것을 확인하였다. 분화된 3T3-L1 세포에서 LPS에 의해 분비되는 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, MCP-1)의 생성량 변화를 측정한 결과, LPS 처리로 증가된 염증성 사이토카인의 생성을 억제하였으며 염증 관련 유전자인 iNOS, COX-2의 발현도 감소되었다. 또한, 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물과 발효되지 않은 꾸지뽕나무 잔가지 추출물을 비교하였을 때, 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물이 지방세포 분화 및 염증 억제 효과에서 더 높은 활성을 보였으며, 이들 결과를 종합적으로 볼 때, 영지버섯 균사체를 이용한 발효가 꾸지뽕나무 잔가지의 활성 증가에 기여하는 것으로 보인다. 따라서 발효 꾸지뽕나무 잔가지 추출물은 항비만, 항염증 소재로서 비만뿐만 아니라 대사성 질환 개선을 위한 기능성 소재로서 활용이 가능할 것으로 판단되며, 향후 발효 꾸지뽕나무 추출물의 명확한 항비만, 항염증 효능을 확인하기 위해서는 유용 물질 분리 및 작용기전 등 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.