• 제목/요약/키워드: 유전자 확장/감소 분석

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3세대 DNA 염기서열 분석과 Hi-C기술을 이용한 꼬막 게놈의 유전체 연구 (Chromosomal Assembly of Tegillarca granosa Genome using Third-generation DNA Sequencing and Hi-C Technology)

  • 김진무;이승재;조은아;최은경;조민주;신소령;이정식;박현
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.97-105
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    • 2021
  • 꼬막은 해양 어업으로써 아시아 전 지역에 있어서 중요한 수산자원 중 하나이다. 하지만, 공장의 산업화, 해양 환경오염, 그리고 지구 온난화로 인해 해양 어업 생산량이 급격히 떨어졌다. 우리나라 남해안의 주요 수산자원인 꼬막의 유전적 특성을 파악하기 위하여 꼬막의 전장유전체를 해독하고 염색체 서열을 규명하였다. 915.4 Mb의 게놈을 조립하였고, 19개의 염색체 유전자 서열을 식별하였다. 꼬막의 유전체에서 25,134개의 유전자들을 확인하였고, 그 중에 22,745개의 유전자들에 대한 기능을 확인했으며, 4,014개의 유전자들에 대한 KEGG pathway를 분석하였다. 꼬막유전체와 8종의 다른 패류와 비교유전체 분석을 통하여 확장/감소(gene gain and loss) 분석을 수행한 결과, 725개의 유전자군의 확장과 479개의 유전자군의 감소를 확인하였다. 꼬막의 homeobox 유전자 클러스터는 촉수담륜동물 내에서 잘 보존된 유전자 구조를 보였다. 또한, 꼬막은 3개의 hemoglobin 유전자들이 피조개의 hemoglobin과 높은 유사성을 보였다. 꼬막의 전장유전체 정보를 통해 꼬막의 환경 적응과 진화의 유전적 특성과 생리적 특성뿐만 아니라, 꼬막 양식의 효율성을 높이는 양식산업에 널리 이용될 수 있는 유전적 정보를 제공할 것이다.

다양한 정자세포를 이용한 형질전환 돼지수정란의 생산성 및 Mosaicsism 빈도 조사

  • 송상진;최경희;임천규;민동미;박용석;강인수;이훈택;정길생
    • 한국동물번식학회:학술대회논문집
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    • 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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    • pp.17-17
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    • 2001
  • 착상전 수정란 단계에서 형질전환 수정란의 선발은 형질전환동물의 효율을 증대시킬 수 있는 방법이다. 성공적인 형질전환동물의 생산을 위해서는 생산된 수정란의 mosaicism 빈도를 감소시켜 전체 할구에서의 유전자 발현을 유도하는 것이 최적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 돼지의 웅성 생식세포를 이용한 형질전환동물의 생산에 있어서 다양한 정자세포 이용시 형질전환 수정란의 생산성 및 mosaicism 빈도를 조사하였다. 아울러 돼지 웅성생식세포내 GFP 유전자도입시 세포들의 생존율 및 원형정자세포분리 후 배양에 따른 형태적 변화를 관찰하였다. 돼지의 웅성 생식세포내 GFP 유전자 도입은 전기자극법 (1.3 ㎸/cm, 200 $\mu\textrm{s}$) 에 의하여 수행되었으며, 이 때 생존율은 60-70%이였다. 유전자가 도입된 전체 세포중 원형정자세포군의 분리는 유식세포분리기에 의하여 수행하였으며, 전체집단에 대한 분리군의 비율은 평균 16.2%이였다. 형질전환 수정란의 생산은 정자 (ICSI), 원형정자세포 (ROSI), 배양후 확장된 원형정자세포(ELSI)를 이용하였으며 각각의 난할율은 ICSI (82.9%), ROSI (59.1%), ELSI (62.1%)로 유의한 차이를 나타내었다. 그리고 8세포기까지의 배발달율은 각각 61.1, 40.9 및 48.6%이였으며, 상실배 및 포배기형성율은 각각 24.6, 18.1 및 32.4%이였다. 형광현미경하에서 GFP 단백질이 발현된 8세포기 수정란을 대상으로 각각의 할구를 primer extension pream-plification (PEP) PCR 방법으로 분석한 결과, ICSI 및 ROSI 실시후 대부분 (15/20, 9/10) 의 수정란은 3~4개의 할구에서만 GFP 유전자의 존재여부를 확인할 수 있었으며, 전체 할구에서 GFP 유전자가 모두 확인된 수정란은 없었다. 반면에 배양된 확장 원형정자세포를 이용하여 생산한 수정란의 경우, 4/10 (40%)에서 전체 할구내에 GFP 유전자의 존재를 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 비록 배발달율 및 GFP 유전자 발현율에 있어서는 ELSI방법이 ICSI 등의 방법보다 현저히 낮았지만, mosaicsism 빈도가 낮아 바람직한 형질전환 수정란 생산에서는 오히려 유용한 방법이라고 사료된다. 또한 외래 유전자의 도입효율 면에서 후기 원형정자나 성숙정자보다 초기 원형정자세포에 외래유전자를 도입한 다음, 성숙시킨 확장원형 정자세포를 이용하는 방법이 보다 우수하다는 것을 시사하였다. 따라서 본 연구결과는 포유동물의 웅성 생식세포를 이용하여 nonmosaicisn을 나타내는 형질전환수정란을 생산하고 선발할 수 있는 일련의 기술적 과정을 정립하였다고 사료된다.

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한우의 등심과 사태조직 유래 근육위성세포의 성장단계별 유전발현 차이 분석 (Transcriptomic Analysis of the Difference of Bovine Satellite Cell Between Longissimus dorsi and Semimembranosus on Hanwoo Muscle Tissues)

  • 김휘재;강동훈;박보혜;이원영;최지환;정기용
    • 현장농수산연구지
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    • 제23권1호
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    • pp.117-128
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    • 2021
  • 한우의 성장단계별 부위 근육발달을 이해하는 것은 도체율 개선에 따른 소득증대와 증체율 증가에 따른 생산효율 향상에 긍정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 한우의 등심과 사태 유래 근육위성세포를 분리 후 세포단위의 발달 및 분화를 비교하여 transcriptome 단위의 작용기전을 제시하였다. 한우의 부위별 근육 유래 근육위성세포의 근섬유의 양은 4일에 가장 높게 나타났고 이후 감소하였다. 한우의 근육위성세포의 발달 단계에 따라 발현되는 총 전사체 유전자의 종류는 사태근육 위성세포에서 높게 나타났다. 등심과 사태 근육 유래 위성세포의 발달단계에 따라 유의적인 차등 유전자 453개를 찾아냈고 이를 이용한 기능유 전체 분석이 필요하다. 등심과 사태유래 근육위성세포를 이용한 동일조건 분화 비교에서 사태유래 근육 위성세포의 분화 시 myosin complex, skeletal muscle contraction, troponin complex, skeletal muscle tissue development 와 같은 근섬유 형성관련 유전자의 발현이 높게 나타나는 것으로 보아 같은 개체의 근육조직에서도 부위별로 차등 발달이 되고 있다는 것을 알 수 있다. 기존 연구에서는 근육의 성장에 대한 이해를 위해 사양과 영양관련 시험이 많이 이루어졌다. 향후 세포단위의 연구들이 많이 이루어져 작용기작에 대한 생물정보 자료를 추가로 적용한다면 한우의 정밀사양을 적용할수 있는 바탕이 마련될 것이다. 또한 근육위성세포의 연구는 추후 동물실험 윤리제도 강화에 따른 비동물 전임상 screening 시험 활용과 대체단백질 산업의 주요 이슈인 배양육 소재 개발 연구와 같이 축산시험연구의 지속적인 확장성에 많은 영향을 미칠 것으로 생각된다.

한국의 딸기세균모무늬병 발생분포 및 딸기세균모무늬병균 특성조사 (Distribution of Bacterial Angular Leaf Spot of Strawberry and Characterization of Xanthomonas fragariae Strains from Korea)

  • 윤명주;명인식;이재연;김유신;이용환;김대영;이영기
    • 식물병연구
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    • 제22권1호
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    • pp.9-17
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    • 2016
  • 2012년 11월 국가관리세균병인 딸기세균모무늬병 발생 분포를 조사하였다. 충청남도와 제주도를 제외한 전국 1,482농가포장을 조사한 결과, 경남 진주시 수곡면, 하동군 옥종면 88농가포장과 전북 남원 1농가포장에서 병이 발생되었다. 남원에서 발생된 포장은 병 진단 후 폐원되었다. 2012년 2월에서 2015년 1월까지 경남 진주시 수곡면과 하동군 옥종면의 딸기세균모무늬병 발생을 조사하였다. 2012년 12월 조사에서 수곡면은 45% 발생 후 감소하여 2015년 1월까지 약 5% 발생되었고, 옥종면은 2013년 11월 38% 발생후 감소하여 2015년 1월 약 5% 발생하였다. 분리된 세균의 특성을 조사하였다. 생리생확학적 특성은 X. fragariae 대표 균주와 일치하였다. 딸기세균모무늬병균의 dnaK (940 bp), fyuA (698 bp), gyrB (865 bp), rpoD (873 bp) 유전자들을 대상으로 3374 bp 염기의 MLSA 분석 결과를 딸기세균모무늬병 대표 균주와 비교한 결과 모든 유전자는 100% 일치하였다. X. fragariae BC3191과 BC3195에 대한 딸기 품종의 저항성을 조사하였다. 조사된 모든 품종은 딸기세균모무늬병에 감수성이었다. 모든 품종들은 접종 2주 후 접종 부위가 괴저되고 확장되어 저항성 등급 4로 평가되었다.

유전자 알고리즘 기반 다중 모듈러 건축 프로젝트 수행 시 모듈러 유닛 공장생산계획수립 모델 개발 (Development of Manufacturing Planning for Multi Modular Construction Project based on Genetic-Algorithm)

  • 김민정;박문서;이현수;이정훈;이광표
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.54-64
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    • 2015
  • 모듈러 건축공법은 공장 생산, 운송, 현장설치 프로세스를 통해 기존 현장중심 건축공법에 비해 품질향상 및 공기단축이 가능한 특징을 가지고 있다. 특히 모듈러 유닛의 제작과 시공이 분리되어 수행되기 때문에 다수의 프로젝트가 동시에 수행될 경우 각 프로젝트에 따라 생산해야하는 모듈의 크기, 수량, 납기일, 생산 유형 및 과정을 고려하는 SCM(Supply Chain Management) 관점의 공장 생산 공정 계획 수립이 필요하다. 그러나 현재 모듈러 유닛 공장 생산 계획은 개별 프로젝트 중심으로 수립되고 있어 다중 모듈러 건축 프로젝트 수행 시 모듈러 유닛 제작공장의 한정된 자원과 설치 현장별 프로젝트 요구조건들을 동시에 고려한 공장 생산계획을 도출하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 변수 간 상호 연계성 및 제약조건으로 공정 계획 최적화 결과 도출이 가능한 유전자 알고리즘 방법을 통해 모듈러 유닛 제작공장의 한정된 자원과 설치 현장별 요구사항이 반영된 모듈러 유닛 공장 생산 공정계획 최적화 수립 모델을 제시하며 이를 사례분석을 통해 검증하였다. 연구 결과, 기존 다중프로젝트의 공장생산계획에 비해 평균 7.9%의 현장설치 공기단축 및 43%의 최대 야적장 이용률 감소가 가능하였다. 향후 본 연구 내용을 바탕으로 제약 조건 범위 확장 및 생산성 데이터 추가가 될 경우 다중 모듈러 건축 프로젝트의 모듈러 유닛 공장 생산 계획 수립과 현장시공프로세스 구축을 동시에 지원할 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있다.

Protein Kinase C Inhibitor (PKCI)에 의한 방사선 민감도 변화와 c-fos Proto-oncogene의 전사 조절 (Effect of Protein Kinase C Inhibitor (PKCI) on Radiation Sensitivity and c-fos Transcription Activity)

  • 최은경;장혜숙;이연희;박건구
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제17권4호
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    • pp.299-306
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    • 1999
  • 목 적 : Ataxia-Telangiectasia (AT) 증은 여러 가지 유전적 결함을 갖는 질병으로 방사선 민감도가 비정상적으로 상승되어 있는 것이 특징이다 AT 환자에서 공통적으로 존재하는 ATM 유전자는 현재까지 방사선 신호전달에 관여하는 것으로 알려진 Pl-3 kinase와 유사한 구조임이 알려져 ATM이 방사선 신호전달경로에 중요한 작용을 할 것으로 추정하게 되었다. 본 연구에서는 AT 세포와 정상세포에 PKCI를 과발현 시킴으로써 방사선 신호전달에 관여하는 PKC를 억제하여 이것이 방사선 민감도에 미치는 영향을 관찰하고, 방사선에 의해 유도되는 early response gene인 c-fos transcription의 차이를 측정하여 ATM과 PKCI에 의한 신호전달이 c-fos 유전자 전사에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : PKCI expression vector를 작제한 후 정상세포인 LM217과 AT세포인 AT5BIVA에 transfection 시킨 후 plasmid의 genomic DNA에 결합된 것은 polymerase chain reaction (PCR) 방법으로 확인하였고 PKCI의 mRNA 발현 여부는 northern blotting으로 확인하였다. 방사선 민감도는 아포토시스로 측정하였으며 PKCI가 과발현된 각 세포주에 5 Gy의 방사선을 조사한 후 48시간에 세포를 모아 TUNEL방법으로 아포토시스 세포의 수를 측정하였다. c-fos 유전자의 전사는 reporter 유전자로 c-fos CAT plsmid를 $\beta$-gal expression vector와 같이 각 세포주에 transfection 시키고 36시간이 지난 후 CAT assay를 하여 activity를 측정하고 동시에 $\beta$-gal assay를 시행하여 transfection 효율을 보정해 주었다. PKCI, Ras의 영향을 보기 위하여는 PKCI, Ras expression vector와 c-fos CAT plasmid를 cotransfection하고 CAT activity로 측정 하였다. 결 과 : 이 실험의 결과 LM과 AT 세포에서 PKCI가 방사선 민감도에 미치는 영향과 c-fos 전사에 미치는 영향을 처음으로 보여주었다. PKCI의 과발현이 LM 세포에서는 방사선 민감도를 증가시켰지만 AT세포에서는 오히려 약간 감소시키는 작용을 나타내었다. c-fos 전사는 AT 세포에서 LM 세포에 비하여 70배 낮게 나타났는데 PKCI가 과발현 됨으로써 LM 에서는 c-fos의 전사가 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. Ras 단백으로 c-fos를 유도시키고 여기에 PKCI 발현 백터를 contransfection 하면 LM세포에서는 induction 이 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. 즉 LM과 AT 세포에서의 PKCI에 의한 반응의 차이는 Ras와 관련된 signal transduction pathway라는 것을 알 수 있었다. 결 론 : PKCI는 정상세포에서는 방사선에 의한 세포 손상을 증가시키지만 AT 세포에서는 별 영향을 보이지 않는 것을 알 수 있었으며, 두 세포간의 이러한 차이는 c-fos proto-oncogene의 전사차이로 설명할 수 있겠다. 이러한 차이가 AT 세포의 방사선 민감도의 한 원인일 것으로 생각된다.

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파괴폐의 술후 합병증과 사망에 영향을 미치는 예후 인자 (Prognostic Factors Affecting Postoperative Morbidity and Mortality in Destroyed Lung)

  • 홍기표;정경영;이진구;강경훈;강면식
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제35권5호
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    • pp.387-391
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    • 2002
  • 배경: 만성 감염성 질환으로 파괴된 폐의 전폐절제술은 수술 후 높은 빈도의 합병증과 수술 사망률을 동반하는 것으로 알려져 있다. 이에 저자들은 파괴폐 환자의 수술 후 합병증 발생과 수술 사망률을 높이는 수술 전후의 위험인자를 밝혀냄을 목적으로 하였다. 대상 및 방법: 1970년 1월부터 2000년 12월까지 연세대학교 의과대학 흉부외과학교실에서 파괴폐로 전폐절제술을 시행한 환자 112명을 대상으로 하였다. 원인질환, 질환을 앓은 기간, 폐기능, 수술의 종류, 수술부위, 수술시간에 따른 합병증 발생률과 병원 사망률을 비교분석 하였다. 결과: 성비는 112명중 남자가 55명(49.1%), 여자가 57명(50.9%)이었고, 연령분포는 20세부터 81세까지 이었으며 평균 연령은 44세였다. 원인질환으로는 결핵이 86례(76.8%)였고 이중 20례는 결핵성 농흉이, 4례는 결핵성 기관지 확장증이 동반되어 있었다. 이외에 화농성 농흉이 12례(10.8%), 기관지 확장증이 12례(10.7%), 폐농양이 2례(1.8%)이었다. 합병증은 28례(25%)에서 발생하였으며, 수술사망은 7례(6%)이었다. 수술전 농흉이 있는 경우(P=0.016), 흉막전폐절제술시(P=0.037) 그리고 수술 전 FEV1이 1.75L 미만인 경우(P=0.048)수술 후 합병증 발생률이 의미 있게 높았으며, 수술시간이 300분 미만일 경우 수술 후 합병증 발생률(P=0.002)과 수술 병원 사망률(P=0.03)이 의미있게 낮았다. 결론: 파괴폐의 수술 후 병원 사망률과 합병증 발생률은 크게 높지 않았으며 구술 후 합병증과 병원 사망률에 영향을 미치는 위험인자로는 수술시간이었으며, 수술 후 합병증 발생의 위험인자는 수술 전 폐기능 검사상 FEVl이 1.75 L미만인 경우와 수술 전 농흉의 존재와 흉막전폐절제술을 시행한 경우이었다. 시행하는 것이 심비대의 감소와 폐동맥판막 및 삼첨판막 폐쇄부전의 호전, 임상증상의 호전을 보였다는 점에서 적어도 단기 관찰 소견상 적절함을 보였다. 그러나 향후 장기 추적관찰 결과는 주의깊게 살펴보아야 할 것으로 사료되었다.작되어 유전자 지도 작성 및 유용 유전자 개발 등 필수적인 연구를 시작하고 있으나 연구비와 인력 부족으로 국제 경쟁력을 갖추지 못하고 있다. 그러므로 앞으로의 과제는 연구 중에 있는 과제들을 보다 활성화하여 연구결과를 조속히 얻도록 노력해야 하며 새로 시작하는 과제는 연구기관의 능력과 연구 후의 실용화를 촉진할 수 있도록 일괄 system 확립을 전제로 하는 협동연구체제로 수행하는 것이 바람직하다. 그 동안 식량작물의 종자개량 및 보급사업은 정부주도로 국공립 연구소를 중심으로 수행되어 왔으나 앞으로는 민영화 및 기업화를 촉진하는 정책을 추진하여야 외국의 종자회사 또는 농업 생산자와 경쟁할 수 있는 농기업 체제가 탄생될 것이다. 또한 국공립 연구 기관은 대학 및 개인회사연구소의 농업 연구를 지원하는 Infra system 확충을 목표로 연구 방향을 수정해야 할 것이며 유전 자원 연구, 작물 유전체 연구 등 직접적으로 수익성이 없는 기초적 연구에 치중하여 나라 전체의 연구 수준을 향상시키도록 노력해야 21세기에 농업에서 국제 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 보여진다.근의 기능적 회복 및 심근 보호에 효과가 있음을 보았다(p<0.05). 결론: 이상의 결과에서 쥐의 심장을 이용한 실험 시 허혈 전처치가 상온에서의 심근 허혈과 재관류 시에는 심근기능 회복에 효과가 있으나 중등도 저체온법과 간헐적 심근 보호액의 주입 하에서 시행한 심장의 재관류에는 심근보호 효과가 없음을 보았다.$ L$^{-1}$의 농도에 노출된 세포는 초기에 매우 낮은 탄소동화율을 보였으며,