• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.514-523
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• 2020

이동성이 없는 식물은 주위 환경에서 다양한 형태의 스트레스를 받게 되는데 이를 대응하기 위한 방어 기작으로 스트레스 저항성 단백질과 조절 단백질이 생성된다. 앱시스산은 이러한 신호전달 역할을 하는 호르몬 분자로 잘 알려져 있으며, 잎의 노화, 종자의 휴면 등 식물의 생리적 반응에도 관여한다. 특히 식물이 아닌 동물, 조류(algae) 등 다른 생물계에서도 다양한 기능을 수행하는 것으로 밝혀졌다. 본 총설에서는 앱시스산의 생합성 및 신호전달 과정 그리고 그 기능에 대하여 조사하였고, 농생명공학, 의생명공학, 산업생명공학을 포함한 다양한 생명공학분야에서 앱시스산을 활용한 작물량 증대, 질병 치료제 개발, 바이오에너지 생산 등 최신 응용 연구 및 산업적 활용에 대한 동향을 살펴보았다.

• 식물병연구
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• 제23권2호
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• pp.150-158
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• 2017

Benzimidazole계 살균제 저항성을 모니터링하면서, 저항성과 ${\beta}$-tubulin 유전자의 198번째 코돈의 돌연변이와의 관계를 조사하였다. Venturia nashicola의 benzimidazole계 살균제에 대한 반응은 $0.16{\mu}g/ml$ carbendazim 배지에서 전혀 생장하지 못하는 감수성과 $4.0{\mu}g/ml$ 배지에서 생장이 안 되는 저저항성, $100{\mu}g/ml$에서조차 생장이 가능한 고저항성으로 구분할 수 있었다. 국내 3개 지역의 과원에서 채집한 30균주의 V. nashicola는 carbendazim에 대해서 모두 고저항성이었다. V. nashicola의 ${\beta}$-tubulin 유전자의 염기서열을 분석한 결과 저저항성 균주에서는 감수성 균주와 염기서열에 차이가 없었지만, 고저항성 균주는 GAG인 glutamic acid가 GCG인 alanine으로 치환되어 있었다. 옥천의 과원에서 분리한 10균주 중에서 5균주는 GGG인 glycine으로 치환되어 있었다. 특히 glycine으로 치환될 경우 carbendazim에 대해서 저항성이 되면서 carbendazim과 diethofencarb 혼합제에 대해서는 감수성이 더 커졌다. 결국 ${\beta}$-tubulin의 198번째 코돈의 돌연변이 E198A와 E198G는 V. nashicola가 benzimidazole계 살균제에 대해서 저항성이 되는 중요한 기작임을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제26권10호
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• pp.1163-1168
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• 2016

식물생장촉진미생물(PGPR)은 농업생산성에 전세계적으로 매우 중요한 기작과 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 이들 미생물들은 식물생장조절, 생물비료, 식물의 병 저항 및 방제 등 다양한 기작으로 식물생장을 촉진하면서 유용하게 이용되고 있다, 본 논문에서는 토양으로부터 네 종류의 서로 다른 Pantoea 종을 분리하여 식물생장 특성을 규명하고자 하였다. 16S rDNA 유전자의 분석에 의하면, 이들은 각각 Pantoea ananatis, Pantoea citrea, Pantoea dispersa, Pantoea vagans으로 확인되었고 각각 Pa1, Pc1, Pd1, Pv1으로 명명하였다. 분리된 모든 종들은 pH 5정도의 수치를 보이는 접종 1일차에 매우 높은 인산 분해 활성을 보였으며 배지의 pH 감소와 높은 상관성을 보였다. 또한 네 종류의 모든 Pa1, Pc1, Pd1, Pv1종은 각각 85.3±16.3 μg/ml, 183.9±16.8 μg/ml, 28.8±17.3 μg/ml, 114.1±16.5 μg/ml 농도의 매우 높은 인돌 아세트산 생성활성을 보였다. 지베렐린 생성의 경우 Pa1, Pc1와 Pd1는 각각 331.1±19.2 μg/ml, 288.5±16.8 μg/ml, 309.2±18.2 μg/ml 농도로 높은 활성을 보였지만, Pv1는 10.2±11.5 μg/ml 농도의 비교적 낮은 생성활성을 보였다. 또한 모든 분리 종들은 어린 상추식물의 경우 생체량의 32~37%, 상층부길이의 10~15% 생장을 촉진하는 활성을 보이므로 이들 분리된 미생물을 잠재적으로 식물생장촉진을 위한 미생물비료제재로 사용할 수 있다고 생각된다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제50권2호
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• pp.53-62
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• 2012

누에 BmNPV는 잠사업에 있어서 가장 위해한 바이러스로써 익히 보고되었으며, 종종 잠사업의 심각한 경제적 손실을 야기하기도 한다. 곤충의 박테리아, 곰팡이 그리고 원생동물과 같은 다양한 병원체에 대응하는 곤충의 생체 방어기작에 대한 연구가 많이 알려져 있지만, 항바이러스 기작에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 누에서 처음으로 누에의 BmNPV에 대한 생체방어 관련 유전자를 선발하기 위하여, 누에에 인위적으로 BmNPV를 주사하여 면역을 유도한 다음, 이로부터 cDNA 유전자은행을 제작하였다. 제작된 cDNA 유전자은행으로부터 무작위로 3,332개의 cDNA 클론을 선발하여 정상 누에에 비하여 BmNPV에 의해 면역이 유도된 누에에서 차별화 발현되는 109종의 잠정 항바이러스 유전자 클론을 차별화선별법에 의해서 분리하였다. 본 연구를 통해 확보한 109개의 유전자 정보는 누에의 바이러스에 대한 면역반응뿐만 아니라 최근에 개발된 누에 형질전환 기술을 이용하여 BmNPV 저항성 누에 품종을 개발하는데 중요한 기초 자료를 제공할 것으로 기대되며 또한, 인간의 중요한 항바이러스제 개발을 위한 모델 곤충으로써 누에를 이용하는데 기초 자료로 활용될 것으로도 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제22권6호
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• pp.788-793
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• 2012

본 연구는 어류 병원균의 비 유전성을 가지는 항생제 내성균인 persister cell에 관한 연구이다. Persister cell은 기존의 항생제를 분해하는 저항균체(resistant cell)와는 다른 특성으로 항생제에 대한 저항성을 가지는데, 항생제가 존재하는 환경에서 새로운 기작으로 항생제에 대한 내성을 형성한다. 그래서 기존의 양식장에서 어류를 키울 때 어류에 투여하는 항생제는 일반적인 균주의 사멸 항생제 농도보다 더 높은 농도의 항생제를 투여하게 된다. 특히, E. tarda에 대한 다양한 항생제가 개발되어 있지만 내성균의 출현으로 그 효과가 좋지 않으며, 또한 persister cell에 의한 질병 재발을 방지하기 위해 균사멸 농도보다 훨씬 높은 농도의 항생제를 처리하고 있다. Persiser cell의 특이적인 저감 효과를 확인 하기 위하여 선별된 3종의 식물 추출물(돌외, 예덕나무, 상산)을 항생제와 함께 사용하였으며, 돌외와 예덕나무가 100 ${\mu}g/ml$, 상산은 200 ${\mu}g/ml$의 농도에서 persister cell의 사멸 효과를 나타내었다. 또한 넙치를 이용한 12일간의 누적 폐사율을 조사한 결과, 식물 추출물과 항생제 혼합액의 복강 투여구가 항생제 단독의 복강 투여구 보다 낮은 누적 폐사율이 관찰되었고, 항생제에 첨가한 식물 추출물의 농도가 돌외 30 ${\mu}g/ml$, 예덕나무 10 ${\mu}g/ml$, 상산 10 ${\mu}g/ml$의 농도 투여구에서 가장 낮은 누적 폐사율을 나타내었다. 따라서 본 연구에 사용된 세가지 추출물들(돌외, 예덕나무, 상산)은 항균 활성을 가지지 않은 농도에서 항생제와 병용하여 persister cell의 저감 효과가 있음을 확인하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권4호
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• pp.323-329
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• 2007

토마토 형질전환체에서 NPTII 및 TPSP 유전자의 발현양상을 조사하였다. 4개 line 토마토 형질전환체가 선발배지에서 kanamycin에 저항성을 보이며 생산되었다. 그러나, 1번 line과 11번 line의 후대에서 NPTII 유전자의 발현이 억제되었으며, Kanamycin 저항성을 보이지 못했다. Southern 분석 결과, 1번 11번 line은 여러 copy의 외래 유전자를 가지고 있었으며, 2번, 10번 line은 1-2 copy의 외래유전자를 가지고 있었다. 형질전환 line 11번은 methylation sensitive 제한효소처리 후 DNA methylation 분석 결과, TPSP coding부위 및 도입유전자의 발현을 조절하는 CaMV35S 프로모터 주위에서 CpG methylation이 축적되었음이 확인되었다. 따라서 여러 copy의 외래유전자를 가진 토마토 형질전환 line 11번에서 NPTII 유전자 및 TPSP유전자의 발현이 억제된 것은 transcriptional gene silencing 기작에 의한 것으로 추정되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권2호
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• pp.162-168
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• 2011

고염 스트레스는 식물의 성장과 수확량에 치명적인 영향을 야기한다. 그와 같은, 환경 스트레스에 의하여 식물은 다양한 유전자의 발현으로 저항성을 가지게 하는 기작이 발달되어 있다. 본 연구에서는 애기장대에서 다양한 환경 스트레스에 관여하는 유전자를 분리할 목적으로 GGM(Graphical Gaussian Model) program을 사용한 후, BLH8(BEL1-Like Homeodomain Gene 8) 유전자의 돌연변이 식물체를 구축하였다. atblh8-1 돌연변이체는 고농도의 $Na^+$과 $K^+$ 이온에 특이적으로 백화현상을 보이지만, 뿌리 성장에는 변화를 보이지 않았다. 그러므로, BLH8 단백질은 $Na^+$과 $K^+$과 같은 환경스트레스 저항성에 관여하는 중요한 인자임을 시사한다. 이와 같이, GGM program은 환경 스트레스에 관여하는 유전자를 분리하기 위한 유용한 도구일 것으로 사려된다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.10-13
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• 2023

본 연구에서는 현재까지 연구된 HTSC와 다른 새로운 HTSC 물질군으로 제시된 LSMIO에 대한 합성 및 박막 성장과 물성 측정을 진행하였다. LSMIO는 기존의 HTSC 물질들과 비교하여 초전도처럼 보이는 현상의 기작이 상이한 것으로 예상되어 초전도 현상에 대한 이해의 폭을 넓히는데 도움이 될 것으로 기대되는 물질이다. 박막 성장을 위해 고상 합성법을 적용하여 La_0.7Sr_0.3Mn_1-xIr_xO₃ 세라믹 타겟을 합성하였으며, XRD 패턴 분석 결과 La_0.7Sr_0.3Mn_0.88Ir_0.12O₃ 샘플을 1200℃에서 2회 소결하는 것이 최적의 합성 조건임을 찾아내었다. 해당 조성의 LSMIO 세라믹 타겟을 사용하여 레이저 강도를 0.4 J/cm²에서 1.2 J/cm²까지 조절하며 PLD를 사용해 박막을 증착 하였다. 모든 LSMIO 박막은 동일한 단결정 LSAT 기판 위에 같은 두께로 성장하여 기판과 시료 두께에 의한 효과는 배제하였다. RHEED 패턴과 박막 XRD 측정 결과 성장된 박막들은 epitaxial하게 100 UC로 성장되었음을 확인할 수 있었으며, 각 박막들은 저항 측정 결과 모체 화합물인 LSMO와 비슷한 저항 특성을 보이며, 레이저 강도가 강할수록 Curie 온도가 낮아지는 결과가 나타났다. LSMIO와 LSMO가 유사한 전기적 특성을 가지는 것을 볼 때, Curie 온도의 하락은 박막의 Sr 치환 비율의 감소에 의한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 HTSC의 후보군인 LSMO에 Ir을 치환하여 결정 및 전자 구조의 다양한 변화 시도하고 그 특성을 관찰하였다. LSMIO 페로브스카이트 시스템에서는 자기 양자불안정 (magnetic quantum instability) 상태 부근에서 강자성요동 (ferromagnetic fluctuation)에 의해 초전도가 발현될 수 있다고 보고되었지만, [5, 14] 본 연구에서 성장된 LSMIO 박막은 일반적인 강자성 특성을 보이며 초전도 현상은 관찰되지 않았다. 차후, 아직은 시작 단계인 LSMIO 소재에 관한 연구 저변을 확대하고 다양한 조성비의 박막을 성장하여 물리적 특성과 근원에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 비록 초전도는 발현되지 않았지만 manganite 페로브스카이트 시스템에서 전이금속 원소의 치환 및 세라믹 타겟 합성, 그리고 박막 성장과 특성 분석에 걸친 전과정에 대한 연구를 진행하였다. 이를 바탕으로 차후 다양한 HTSC 소재의 합성 및 박막화와 그 특성을 평가하는 연구에 대한 통찰을 제공하기를 기대한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권2호
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• pp.149-155
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• 2017

벼는 중요한 식량작물이며 지속적으로 벼흰잎마름병균, 도열병균, 잎집무늬마름병균, 바이러스 등 여러 병원균에 의해 수확량이 영향을 받고 있다. 이들 중 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)에 의해 유발되는 벼흰잎마름병은 세계 벼 재배지역에 발병하여 막대한 피해를 주고 있어 문제가 되고 있다. 따라서 생물적/비생물적 스트레스 저항성에 관여한다고 알려져 있는 식물 특이 전사인자 중의 하나인 NAC(NAM, ATAF, and CUC) 전사인자를 이용하여 벼의 벼흰잎마름병에 대한 저항성을 증진시키고자 하였다. 본 연구에서는 벼에서 NAC 전사인자 중 하나인 OsNAC58 유전자를 분리해 냈으며 아미노산 서열을 바탕으로 분석해 본 결과이 유전자는 5개의 NAC전사인자 group 중에서도 stress와 많은 관련이 있다고 알려진 group III에 속하였다. 또한 세포 내 위치를 확인하기 위해 GFP와 융합한 단백질을 이용해 조사해 본 세포 내에서도 핵에 위치하는 것으로 조사되었다. OsNAC58 유전자의 생물학적 기능 분석을 위해 이 유전자를 과발현시킨 벼 형질전환체를 만들었다. 동진벼를 기준으로 보다 발현이 높은 13개 계통을 선발하였으며, 이들 계통에 벼흰잎마름병균을 접종하여 병저항성을 검정한 결과 동진벼에 비해 벼흰잎마름병에 대한 저항성이 크게 증대함을 보였다. 이것은 벼의 OsNAC58 유전자가 벼흰잎마름병균 침입 시 숙주인 벼 핵 내에서 벼의 병저항성 기작을 조절하여 나타난 결과로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.931-938
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• 2020

TCTP는 다양한 진핵생물에서 풍부하게 존재하는 단백질 중에 하나이며, 암, 세포 증식, 유전자 조절 등과 관련된 세포의 생리학적 기작에서 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 왔다. 더구나, TCTP는 dithiothreitol (DTT)나 hydrogen peroxide (H₂O₂)에 의해 유도되는 산화적 스트레스에 대한 저항성에 관여하는 중요한 단백질로 주목 받아 왔다. 한편, 극지역 서식 생물들은 강한 자외선에 의해 발생한 활성산소를 조절하기 위한 다양한 항산화 방어체계를 가지고 있다. 본 연구에서는 북극 동물플랑크톤 Calanus glacialis에서 분리된 TCTP가 산화적 스트레스 하에서 E. coli 세포의 저항성에 미치는 효과를 관찰하였다. C. glacialis에서 분리된 TCTP 유전자(ORF 522 bp) 서열을 분석하였고, 약 23 kDa의 재조합 단백질을 제작하였다. 관찰 결과, TCTP 재조합 단백질이 E. coli 세포에서 과발현 되었을 때, 세포들은 H₂O₂에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 저항성이 증가하는 것을 확인하였다. 본 관찰을 통해, 북극 C. glacialis TCTP 단백질의 항산화 조절자로서의 역할에 대한 가능성을 처음으로 제시하였다.