본 연구는 들깻잎과 들깻잎 생산환경을 대상으로 276개의 시료를 채취하여 B. cereus를 분리 하였다. 분리된 B. cereus 200주의 toxicity를 평가하고자 독소유전자와 항생제내성을 검색하였다. 그 결과 분리된 균주에서 11개의 서로 다른 독소유전자 패턴은 확인하였으며 5개의 설사형독소와 구토형 독소를 모두 생성할 수 있는 균주는 21%였다. 가장 빈번하게 검출되는 독소유전자는 nheA(100%), enFM(100%), hblA, C, D(66.5%)였으며 EM은 가장 낮은 빈도(21.0%)로 검출되었다. 항생제 내성평가결과 분리된 대부분의 B. cereus는 18종의 항생제 중 10개의 항생제에 대해서는 감수성이었으나 ${\beta}$-lactam계 항생제인 penicillin(100%), ampicillin(100%), oxacillin(94.9%), amoxicillin-clavulanic acid(95.6%), cefazolin(78.2%)과 비${\beta}$-lactam계 항생제 rifampicin(58.0%)에 대해서 저항성을 보이는 것으로 나타났다. 들깻잎과 들깻잎 생산환경에서 분리된 B. cereus의 독소유전자와 항생제내성 패턴은 서로 유사하였다. 따라서 본 연구결과는 들깻잎에 오염된 B. cereus에 의하여 설사형 뿐만 아니라 구토형 식중독이 발생할 가능성을 시사하며 들깻잎과 생산환경에서 항생제 저항성 B. cereus가 검출되어 의약계뿐만 아니라 농업현장에서도 항생제내성균주 출현을 예방하는 대책이 요구된다.
비브리오패혈증균은 세계에서 치사율이 50%에 달하는 가장 치명적인 수인성식품매개 병원균으로 해수에서 흔히 있으며, 특히 따뜻한 계절에 발생한다. 본 연구는 제주도의 해수, 유통 수산물, 수족관물에서 분리한 비브리오패혈증균에 대해서 RT-PCR을 이용한 독소 유전자, Vitek을 이용한 항생제 내성, PFGE를 이용한 유전적 특성을 조사하였다. 총 487개의 시료를 조사한 결과 비브리오패혈증균 46주(중복 균주 포함)가 해수에서 44주, 유통수산물에서 1주, 수족관물에서 1주 분리되었다. rtxA, viu와 같은 독소 유전자는 각각 8주(17.4%), 9주(19.6%) 검출되었고, vvhA와 같은 독소 유전자는 모든 균주에서 검출되었다. 항생제 내성 실험결과 cefoxitin 항상제에 대해서 100% 내성이 나타났다. 비브리오패혈증균 46주에 대한 PFGE 분석 결과 총 6유형이 100% 상동성을 보였고, 유사도는 81.3-98.0%로 나타났다. 수산물과 수족관물에서 분리된 비브리오패혈증균은 해수와의 상동성 결과 유사도는 불일치로 나타났고 지역과 시료 사이에는 유사성이 없었다. 독소 유전자를 가진 비브리오패혈증균에 의한 식중독 환자가 제주도에서 발생한 점을 고려해볼 때, 해수, 유통 수산물, 수족관물에서 분리한 비브리오패혈증균에 대한 모니터링이 지속되어야 할 것으로 보인다.
환경호르몬(내분비계 장애물질)이 하등동물의 생식기 및 생식 기능 이상을 초래한다는 최근보고는 포유동물도 그 영향하에 있음을 암시한다. 따라서 2-bromopropane(2-BP)이 생쥐 차산자의 성별에 미치는 영향과 성 분화 과정 중에 발현되는 유전자를 조사하였다. 생쥐를 2-BP로 3주일 동안 주입한 암수를 4종류 조합으로 교배시 킨 후 태어난 새끼들의 성별을 이유시기에 결정하였다. 성관련 유전자들은 수태 후 10일에 어미 생쥐를 희생시켜 RT-PCR 방법으로 태자들에게서 발현되는 유전자를 탐지하였고, 동정된 범위의 핵산 서열을 기존의 보고된 서열과 비교 분석하였다. 이유시기까지 살아남은 한배 차산자 평균수는 암수를 모두 2-BP로 처리한 군에서만 약간 감소하였다. 차산자의 성비에서 암컷 어미가 2-BP로 처리된 군에서만 차산자 암컷이 수컷보다 많았으며, 그 이외의 군에서는 수컷이 암컷보다 많았다. 성 분화 시기에 발현되는 유전자들인 SRY 유전자는 416 염기, DAX1 유전자는 466 염기, SF1 유전자는 326 염기, AMH 유전자는 389 염기를 동정하였다. 이 유전자들은 흰쥐와는 89~90%의 상동성을, 그리고 사람과는 81~92%의 상동성을 보였다. 이 유전자들은 성이 결정되는 시기인 수태 10 일경에 모두 발현됨을 알 수 있었다. 따라서 2-BP는 생식능력에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 사료된다. 포유동물의 성 분화에 미치는 내분비계 장애물질의 영향을 성관련 유전자들의 발현과 관련지어 연구할 수 있을 것으로 기대된다.
Fructan은 식물이 저온에 노출 되었을 때 다양한 조직에 축적됨으로써 여러 스트레스에 저항을 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 fructan 생합성 경로에 관여하는 효소인 1-sst와 1-fft 유전자를 돼지감자 구근으로 부터 분리하였다. 분리한 1-sst와 1-fft 유전자는 Ti-plasmid vector인 KJG V-B2 vector에 35S promoter에 의해 발현할 수 있도록 형질전환용 벡터를 구축하였다. Agrobacterium tumefaciens법에 의해 1-sst와 1-fft 유전자의 형질전환 벼를 육성하였고, 1-sst, 1-fft 및 HPT 유전자 특이적인 primer를 사용하여 PCR 분석한 결과 유전자가 벼의 callus 게놈내에 안정적으로 삽입되었음을 확인하였다. 또한 Southern 및 RT-PCR 분석에서도 같은 결과를 얻었다. 형질전환 벼의 후대에서도 안정적으로 유전자가 발현되는 homo 계통을 선발하였고 이를 이용해 1-sst와 1-fft 유전자의 삽입이 확인된 형질전환 벼에서 유전자의 발현양상을 알아보기 위해 RT-PCR 및 Real-Time PCR를 수행한 결과 형질전환 벼에서 1-sst와 1-fft 유전자 모두 안정적으로 발현되고 있음을 확인하였다. 또한 1-sst와 1-fft 유전자가 삽입된 형질전환 벼를 이용한 기능 분석 연구를 통해 식물체가 저온에 노출되었을 때 1-sst와 1-fft의 작용에 의해 fructan 생합성량이 증가됨을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 얻어진 fructan 생합성 관련 유전자가 삽입된 형질전환 벼는 탄수화물대사 및 저온, 건조 등의 환경 stress에 대한 내성에 대해 좋은 육종 소재로 이용 가능할 것으로 사료된다.
본 연구의 목적은 다이아지논(Diazinon; O, O-diethyl O-[6-methyl-2 (1-methylethyl)-4-pyrimidinyl] phosphorothioate)에 노출된 모델 생물체(송사리)의 행동변화와 관련된 분자생물학적 기전 규명을 통하여 비정상적 행동의 모니터링을 위한 생물지표(biomarker)를 개발하는데 있다. 이를 위해 우선 suppression subtractive hybridization (SSH) 및 DNA microarray 기법을 활용하여 다양한 유전자를 스크리닝하였다. 다이아지논에 노출시킨 송사리에서 발현의 차이가 나는 상향 조절된 유전자 97개 (알려지지 않은 유전자 27개 포함)와 하향 조절된 유전자 99개 (알려지지 않은 유전자 60개 포함)를 동정 하였고 이들 중 이상행동과 관련되는 것으로 보이는 유전자 10개 (상향조절 5개, 하향조절 5개)를 선발하였다. 이들 중에서 primer 제작이 잘된 beta-1, Orla C3-1, parvalbumin 및 apolipoprotein E을 선발하여 그 유전자 발현을 real-time PCR 기법을 사용하여 정량적으로 모니터링 하였다. Orla C3-1, parvalbumin 및 apolipoprotein E는 고농도의 다이아지논 처리(1000 ppb; 24 h)에서 그 발현이 억제됨이 관찰되었다. 다이아지논 처리 시 신경질환 (알츠하이머 병 및 다운신드롬)에 관련된 apolipoprotein E와 근육세포의 유연화에 작용하는 parvalbumin 등의 발현억제는 송사리의 인지능력 교란 및 근육세포의 경직 등을 각각 유도하여 송사리의 비정상적 행동을 야기하는 것으로 판단되었다. 따라서 이들 생물지표는 신경독성물질에 의한 송사리 및 기타 어류의 이상행동의 변화의 감지에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
최근 가축에 있어서 DNA marker를 이용하여 경제적으로 유용한 유전자를 찾아내는 연구가 활발히 진행되고 있다. 소의 경우 생산성을 향상시키기 위하여 경제형질관련 양적 형질좌위에 존재하는 후보 유전자를 선발한 후 형질변이의 원인이 되는 염기서열을 찾아 표지인자로 이용을 하고 있다. 본 연구는 소의 중요 경제형질인 육질 및 육량과 관련된 분자 유전학적 연구와 더불어 경제형질관련 후보유전자를 찾아내기 위하여 최근에 많이 이용되고 있는 microarray에 대하여 고찰하였다. 특히 microarray의 경우 cDNA microarray에서 oligoarray를 제작하여 이용함으로서 실험의 오차를 최대한 줄이는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 소의 형질 관련 유전자에 관한 연구는 bovine genome sequencing이 끝난 현 시점에서 연구의 속도가 가속화될 것으로 생각되며 경제형질 원인 유전자의 분석 뿐 아니라 질병 저항성과 환경에 영향을 많이 받는 유전자를 확인하여 선발에 이용하기 위한 연구가 계속될 것으로 생각된다.
본 연구에서는 하상교란으로 인해 발생한 탁수가 잉어 아가미 조직의 미세구조와 유전적 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 탁수에 80일간 사육한 잉어 아가미 조직에서는 이차새변의 간격이 불규칙해지고, 곤봉화, 부종, 상피세포의 박리가 나타났으며, 새변사이에는 이물질의 부착이 두드러지게 관찰되었다. 20개의 ACP를 이용하여 대조군과 탁수에 사육한 잉어 아가미 조직에서 발현차이를 보이는 24개의 밴드를 확인하였고, 그 중 탁수에 사육한 잉어 아가미 조직에서 발현이 증가된 것은 17개, 발현이 감소된 것은 7개였다. BLAST search를 이용하여 확인한 결과 이들 중 각각의 유전자를 대표하는 DNA 절편인 unigene 정보가 있는 유전자는 3개였다. 정보가 있는 유전자 중 발현 증가를 보인 것은 calcium transporter 1 (TRPV6) mRNA, macha mRNA for putative puroindoline b protein 및 Efnb3 protein-like 등이었다. 아가미 조직에서 확인된 Efnb3 유전자는 세포 신호전달 과정에 관여하는 단백질들을 암호화하는 유전자로써 장기간의 탁수는 어류에 스트레스로 작용하여 새로운 유전자 발현에 영향을 줄것으로 사료된다.
최근 GMO 작물의 재배, 생산이 날로 늘어나며 GMO 작물이 환경에 미칠 수 있는 많은 가능성들이 대두되고 있다. 특히 GMO 작물과 야생종과의 자연교잡에 의한 유전자 전이로, 잡초화의 문제점이 제기되며 생태계의 변화 및 파괴의 위험성이 우려되고 있다. 본 실험에서는 GM벼와 야생 및 근연종 사이의 교잡가능성 및 유전자 전이율을 조사하기 위한 유전자 이동의 분석 체계를 확립하고자 하였다. 벼의 개화시기에 GM벼와 야생 및 근연종 간의 인공교배 후 수확한 교잡 추정 종자를 발아시켜서 제초제를 처리하여 교잡종자를 선별하였다. 또한 GM 벼 및 야생 근연종벼들 간의 RAPD PCR 분석을 통해 선별한 marker를 사용하여 낙동 교잡벼와 샤레 교잡벼가 GM 벼와 교배된 식물체임을 확인하였다. PCR 분석을 수행한 결과 GM벼에서 도입된 trehalose-6-phosphate phosphatase (TPP) 유전자와 선별marker로 사용된 bar유전자가 GM벼 뿐만 아니라 샤레 교잡벼에도 존재하였으며, 결과적으로 GM벼의 bar 및 tpp 유전자가 잡초성벼인 샤레 교잡벼에 전이되었음을 검증할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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