• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.357-358
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• 2012

후성유전은 DNA 염기서열이 변화하지 않은 상태에서 특별한 후성적 조절 기전에 의해 유전자의 발현 양상이 변하는 현상이다. 후성적 조절 기전에는 DNA의 메틸화(methyaltion)와 히스톤 단백질의 변형(modification), non coding RNA에 의한 조절 등이 포함되는데, 이 중 DNA 메틸화 정도에 대한 패턴 분석은 후성유전을 이해하는 중요한 접근방법 중 하나이다. 네트워크와 DNA 메틸화 분석을 위하여 면역관련 264개 유전자들의 -2000bp ~ +200bp사이에 있는 DNA 염기 서열 정보를 추출하였다. 또한 면역관련 단백질들의 상호작용 정보를 이용하여 네트워크를 구축하고 여기에 메틸화 정보를 적용하여 상호작용과 메틸화 모티프와의 관계를 분석하였다. 메틸화 모티프 정보를 적용한 단백질 네트워크에서는 기존 단백질 네트워크보다 더 복잡한 구조를 이루고 있었다. 이러한 구조는 동일한 메틸화 모티프들이 여러 유전자들의 활성을 조절할 것으로 사료된다. 단백질 상호작용 네트워크에 모티프를 적용한 분석은 새로운 후성유전학적 연구를 위한 접근 방법으로 이용될 수 있을 것이다.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 1999.05a
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• pp.45-52
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• 1999

포유동물의 수정은 정자가 난자내로 침입함으로써 시작되는데 이때 정자는 부계의 유전물질 이외에도 다양한 후성적 요소들 (epigenetic factors), 즉 난활성 인자, 중심체, 부계 유래의 mitochondria 및 부계 특이 삽입 유전자 등을 난자에 전달해 준다. 하지만 수정 및 초기 배발달동안 정자에 의해 전달된 후성적 요소들의 역할과 기능적 발현 및 억제 기전에 관해서는 명확히 알려져 있지 않다. 수정보조기법인 ICSI 및 ROSI의 개발은 남성불임치료에 혁신적인 기술로 자리잡고 있을 뿐만 아니라 포유동물의 수정과정을 이해 하는데 많은 도움을 주고 있다. 본 연구실에서는 최근 몇 년간 돼지난자에 정자, 다양한 정자 구성 요소들, 정낭세포, 및 이종의 정자 등을 미세주입하여 수정을 유도한 후 핵질 및 세포질의 변화과정과 배 발달과정을 살펴 봄으로써, 수정시 정자에 의해 전달되는 후성적 요소들의 기능과 발현 기작을 규명하고자 하였다. 이러한 연구의 결과들은 체외수정, ICSI, ROSI 등의 임상치료기술의 개선에 기초자료로 활용될 수 있으리라 생각한다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.191-192
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• 2016

DNA 염기서열 자체에는 변화가 없으나 크로마틴의 변형을 통하여 유전자의 발현 양상이 변하는 현상을 후성유전이라 한다. 최근에 이런 후성유전학적 변이가 암 발생과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 암 관련 단백질과 암 관련 후성유전 단백질 상호작용 네트워크를 통하여 암과 후성 유전적 관계를 분석하고자 하였다. 먼저 상호작용 네트워크를 기반으로 허브에 해당하는 히스톤 변형 단백질 20개를 추출하였다. 추출한 20개 단백질을 KEGG pathway에 적용하여 암 관련 단백질과의 상관관계를 분석하였다. 암 관련 단백질 발현양상을 확인할 수 있는 Expression Atlas로부터 발현이 증가하거나 감소하는 단백질을 분류하고, 발현 정보를 KEGG pathway 위에 있는 단백질에 적용함으로써 후성유전학적 암 발생 기전을 도출하였다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2013.05a
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• pp.75-76
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• 2013

유전자 염기서열의 직접적인 변화 대신 후성기작을 통해 유전자 발현이 조절되는 후성유전은 크게 DNA 메틸화(methylation), 히스톤 변형(modification), ncRNA(non-coding RNA)로 제어가 가능하다. 후성유전을 이해하기 위해 노화 관련 유전자를 대상으로 데이터베이스를 구축하고 전반적인 연구결과를 살펴보고자 한다. 유전자의 프로모터(promoter), CpG island(CGI) 부위에 메틸화가 될 경우 다른 부위에 비해 유전자 발현에 큰 영향을 주므로, 특히 CGI 부위를 중심으로 전체 유전자 그룹과 노화 관련 유전자 그룹간의 분포도를 비교 분석하였다. 또한 ncRNA 중 miRNA와 노화 유전자와의 상호작용을 분석하였다. 이와 같은 분석접근 방법은 노화 관련 유전자의 조절을 이해하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.96-96
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• 2000

화학증착법으로 증착된 다이아몬드 박막은 우수한 전기적 특성과 뛰어난 화학적, 열적 안정성 때문에 전계방출소재로 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 다이아몬드 박막의 전계방출은 저전계에서 일어나는 것으로 알려져 있으며, 저전계방출의 원인을 규명하려는 많은 연구가 진행되어 왔다. 한편, 다이아몬드 박막의 전계방출전류는 금속기판의 사용에 의한 기판/다이아몬드 접촉의 개선, 다이아몬드 박막내의 흑연성분의 조절에 의한 구조변화, 보론이나 인 (P), 질소의 도핑, 수소 플라즈마나 cesium 등의 금속을 이용한 표면처리 등의 여러 방법에 의하여 향상된다는 것이 입증되었다. 그 외에 메탄과 대기 분위기 처리, 암모니아 분위기에서의 레이저 조사도 전계방출특성을 향상시키는 것으로 보고되었다. 그러나, 다이아몬드 박막의 성장후 구조적 특성이 다른 박막의 후성장이나 열분해된 운자수소 처리가 다이아몬드 박막의 전계방출특성에 미치는 영향에 관한 연구는 지금까지 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 수소처리와 후성장이 다이아몬드 박막의 전계방출특성에 미치는 영향을 고찰하고 이로부터 그 원인을 규명하고자 하였다. 다이아몬드 박막은 hot-filament 화학증착법을 이용하여 증착하였다. 후성장한 다잉아몬드 박막내의 흑연성분과 박막의 두께를 체계적으로 조절하여 후성장 박막의 구조적 특성과 그 두께의 영향을 확인할 수 있었다. 후성장층내의 흑연성분과 두께가 증가할수록 전계방출특성은 향상되다가 저하되었다. 한편, 다이아몬드 박막을 성장시킨 후 수소분위기 처리를 함에 따라 전계방출특성은 향상되었지만 수소처리시간이 5분 이상으로 증가함에 따라 그 특성은 저하되었다. 본 연구에서는 수소처리와 후성장시 나타나는 전계방출특성의 변화 원인을 규명하고자 한다.기판위에서 polymer-like Carbon 구조는 향상되는 경향을 보였다.0 mm인 백금 망을 마스크로 사용하여 실제 3차원 미세구조를 제작하여 보았다. 그림 1에서 제작된 구조물의 SEM 사진을 보여주었으며, 식각된 면의 조도가 매우 뛰어나며 모서리의 직각성도 우수함을 확인할 수 있다. 이와 같이 도출된 시험 조건을 기초로 하여 리소그래피 후에 전기 도금을 이용한 금속 몰드 제작 및 이온빔 리소그래피 장점을 최대한 살릴수 있는 미세구조 제작에 대한 연구를 계속 추진할 계획이다. 비정질 Si1-xCx 박막을 증착하여 특성을 분석한 결과 성장된 박막의 성장률은 Carbonfid의 증가에 따라 다른 성장특성을 보였고, Silcne(SiH4) 가스량의 감소와 함께 박막의 성장률이 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 줄어들어 성장률이 Silane가스량에 의해 지배됨을 볼 수 있다. UV-VIS spectrophotometer에 의한 비정질 SiC 박막의 투과도와 파장과의 관계에 있어 유리를 기판으로 사용했으므로 유리의투과도를 감안했으며, 유리에 대한 상대적인 비율 관계로 투과도를 나타냈었다. 또한 비저질 SiC 박막의 흡수계수는 Ellipsometry에 의해 측정된 Δ과 Ψ값을 이용하여 시뮬레이션한 결과로 비정질 SiC 박막의 두께를 이용하여 구하였다. 또한 Tauc Plot을 통해 박막의 optical band gap을 2.6~3.7eV로 조절할 수 있었다. 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.부터

• Journal of Life Science
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• v.28 no.12
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• pp.1536-1544
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• 2018

Depression is a common, serious, and recurring mental disorder. The pathogenesis of depression involves many factors such as environmental factor, genetic factor and alteration of structure and function in neurobiological systems. Increasing evidence supports that epigenetic alteration may be associated with depression. The epigenetics is explained as the mechanisms by which environmental factor causes changes in chromatin structure and alters gene expression without changing DNA base sequence. DNA methylation and histone modification involving histone acetylation and methylation are the main epigenetic mechanisms. Animal studies have shown that stressful environment such as early life stress can leave persistent epigenetic marks in the genome, which alter gene expression and influence neural and behavioral function through adulthood. A potentially important gene in depression is brain-derived neurotrophic factor (BDNF). BDNF plays a central role in depression and antidepressant action. In studies of the rodent, exposure to stress at prenatal, postnatal, and adult stages alters BDNF expression through histone modification and DNA methylation of the BDNF gene which results in anxiety and depressive-like behavior. This review discusses recent advances in the study of the epigenetic mechanisms that contribute to depression, particularly histone modification and DNA methylation of the BDNF gene, that may help in the development of new targets for depression treatment.

• Journal of Life Science
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• v.34 no.7
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• pp.520-530
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• 2024

Tumor suppressor genes (TSGs) play a crucial role in maintaining cellular homeostasis. When the function of these genes is lost, it can lead to cellular plasticity that drives the development of various cancers, including small-cell lung cancer (SCLC), which is known for its aggressive nature. SCLC is primarily driven by numerous loss-of-function mutations in TSGs, often involving genes that encode epigenetic regulators. These mutations pose a significant therapeutic challenge as they are not directly targetable. However, understanding the molecular changes resulting from these mutations might provide insights for developing tumor intervention strategies. We propose that despite the heterogeneous genomic landscape of SCLC, the effects of mutations in patient tumors converge on a few critical pathways that drive malignancy. Specifically, alterations in epigenetic regulators lead to transcriptional dysregulation, pushing mutant cells toward a highly plastic state that makes them immune evasive and highly metastatic. This review will highlight studies showing how an imbalance of epigenetic regulators with opposing functions leads to the loss of immune recognition markers, effectively hiding tumor cells from the immune system. Additionally, we will discuss the role of epigenetic regulators in maintaining neuroendocrine features and how aberrant transcriptional control promotes epithelial-to-mesenchymal transition during tumor development. Although these pathways seem distinct, we emphasize that they often share common molecular drivers and mediators. Understanding the connection among frequently altered epigenetic regulators will provide valuable insights into the molecular mechanisms underlying SCLC development, potentially revealing preventive and therapeutic vulnerabilities for SCLC and other cancers with similar mutations.

• Journal of Life Science
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• v.33 no.9
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• pp.730-735
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• 2023

In the past decade, numerous studies have been carried out to quantify aging with the help of artificial intelligence. Using DNA methylation data, various models have been developed; these are commonly called epigenetic clocks. Epigenetic age acceleration is usually associated with disease conditions. Schizophrenia is a mental illness associated with severe mental and physical stress. This disease leads to high mortality and morbidity rates in young people compared with other psychological disorders. In the past, the research community considered this disease to be related to the accelerated aging hypothesis. In the current study, we wanted to investigate the epigenetic age acceleration changes in schizophrenia patients to obtain epigenetic insights into the disease. To measure the epigenetic age acceleration, we used two different DNA methylation clock models, namely, Horvath clock and Epi clock, as these are pan-tissue models. We utilized 450k array data compatible with both clocks. We found a slower epigenetic acceleration in the patients' samples when we used the Epi clock. We further analyzed the differentially methylated CpG sites between the control and cases and performed pathway enrichment analysis. We found that most of the CpGs are involved in neuronal processes.

• Journal of Life Science
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• v.33 no.9
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• pp.736-745
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• 2023

Aging is a complex biological process characterized by a gradual decline in cellular and physiological functions. This natural process is associated with age-related diseases, including Alzheimer's disease, atherosclerosis, and hypogonadism, which are significant health concerns among older individuals and can significantly impact their quality of life. Researchers have found that epigenetic markers play a crucial role in regulating aging and age-related diseases. Epigenetic markers are heritable gene expression alterations that do not change in the DNA sequence. This review focuses on the involvement of various epigenetic marks, such as RNA methylation, DNA methylation, and microRNAs (miRNAs), in regulating gene expression patterns associated with age-related diseases, such as Alzheimer's disease, atherosclerosis, and hypogonadism. These epigenetic alterations can lead to the dysregulation of specific genes and signaling pathways, contributing to the development and progression of Alzheimer's disease, atherosclerosis, and hypogonadism. Understanding the molecular mechanisms behind these epigenetic modifications is essential for both the aging population and individuals seeking ways to promote overall well-being. By gaining deeper insights into how epigenetic marker alteration occurs during aging and age-related diseases, researchers can potentially develop targeted therapeutic strategies to alleviate the impact of these conditions and improve the quality of life for older individuals.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.13 no.8
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• pp.466-473
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• 2013

Gene expression is regulated by a wide range of mechanisms at the DNA sequence level. In addition, gene expression is also regulated by epigenetic mechanisms through DNA methylation, histone modification, and ncRNA. To understand the regulation of gene expression at the epigenetic level, we constructed aging related gene database and analyzed epigenetic properties that are focused on DNA methylation. The DNA methylation of promoter or upstream region of the genes induces to repress the gene expression. We compared and analyzed distribution between whole human genes and aging related genes in the epigenetic properties such as CGI distribution, methylation motif pattern, and TFBS (transcription factor binding site) distribution. In contrast to methylation motif pattern, CGI and TFBS distributions are positively correlated with epigenetic regulation of aging related gene expression. In this study, the epigenetic data about DNA methylation of the aging genes will provide us to understand phenomena of the aging and epigenetic mechanism for regulation of aging related genes.