2009~2011년 동안 국내 주요 배추 재배지 5개 지역(평창, 홍천, 봉화, 무주, 제주)에서 살충제에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 발달 정도를 조사하고, 야외 개체군에 적용 가능한 살충제 저항성 마커를 개발하기 위해 본 연구를 수행하였다. 조사된 5개 지역 개체군 모두 여러 살충제 종류에 대하여 다양한 저항성을 보였다. 다양한 저항성을 보인 5개 지역 야외 개체군으로부터 여라 살충제에 대하여 복합적으로 저항성을 보이는 복합저항성 계통(MR)을 선발하였고, 이 MR과 모든 지역 채집 개체군에 대해 등전점전기영동과 정량염기서열분석(quantitative sequencing, QS)을 통하여 에스터레이즈 과발현과 살충제 작용점 내 돌연변이를 확인하였다. MR을 포함한 모든 야외 개체군에서 에스터레이즈의 과발현과 아세틸콜린에스터레이즈 1 유전자(ace1)의 StoF 돌연변이를 확인할 수 있었다. 넉다운 저항성 돌연변이로 잘 알려진 파라 타입 나트륨 채널 유전자(para)의 LtoF 돌연변이는 모든 지역 채집 개체군은 물론 비펜스린에 대해 3,461배 저항성을 보이는 MR에서도 발견되지 않았다. 그 외에 MtoL 돌연변이를 발견하였는데, 생물검정 결과 저항성 수준과 돌연변이 발생 빈도가 일치하였다. 따라서 생물검정 대신, 이러한 분자 마커를 활용 한다면 더 효율적으로 살충제 저항성 평가가 가능할 것이다. 이러한 분자 마커들(ace1의 StoF, para의 MtoL)은 정량염기서열분석, PCR amplification of specific alleles (PASA) 등의 진단 방법에 쉽게 응용이 가능 하고, 이러한 방법은 야외 복숭아혹진딧물 저항성 관리에 적용이 가능 할 것이다.
제초제 bialaphos에 저항성인 phosphinothricin ace-tytransferase gene이 도입된 형질전환 감자 식물체에서 유전자의 간편한 확인방법을 확립하였다. 먼저 형질전환체와 대조식물체의 잎 disc를 취해 bialaphos 5mg/l를 처리한 액체배지에 치상하였을 때 배양 25일이면 대조식물체의 잎 disc는 완전히 고사되어 형질전환체와 구별이 가능하였다. 감자의 뿌리 생육 비교실험에서는 bialaphos 0.5mg/l의 농도에 agar를 0.6% 첨가한 선발배지에서 식물체의 정단부위를 치상하여 비교하였을 때 7-10일이면 뿌리의 생육차이를 이용하여 간편하게 형질전환여부를 판정할 수 있었다. 또한 감자의 잎 disc를 제초제 bialaphos 0.5mg/l를 처리한 액체배지에 치상하여 15일이 경과한 후 chlorophyll A의 함량을 측정하였을때 형질전환체는 대조식물체보다 2.5배 정도 많은 chlorophyll A를 가지고 있어 형질전환체의 조기 판별시 chlorophyll A함량에 의해 검증이 가능하였다. 한편, 이렇게 형질전환 여부가 확인된 감자 식물체를 이용하여 PAT효소의 활성을 측정한 결과 대조 식물체에서는 PAT효소의 활성을 보이지 않았으나 형질전환 식물체에서는 모두 효소의 활성이 높았다.
능이버섯의 16S ribosomal DNA일부분, IT1, 5.85 ribosomal DNA, ITS2의 전부분, 28S ribosomal DNA 일부분이 포함된 ITS영역의 염기서열을 분석하였다. 이 부분은 716개의 염기쌍으로 구성되었다. 이를 Sarcadon속에 속하는 종들과 비교분석한 결과 같은 능이버섯의 ITS에 관한 다른 분석결과 염기치환 및 결실을 근거로 하였을 경우 $1.8\%$의 차이를 나타내었다. 또한 S. imbricatus와는 $1.8\%$, S. sequamous와는 $10\%$차이를 나타내었다. 이는 능이버섯이 숙주, 서식지 환경 등의 특수성 때문에 자연상태에서 유전자교류가 일어나지 않기 때문인 것으로 생각된다.
키토산 분해물을 시금치와 상추에 살포하였을 때, nitrate 함량이 감소되었으며, 이러한 감소는 nitrate reductase 활성의 증가에 기인한 것으로 나타났다. 이에 따라 채소 중 질산염을 가장 많이 축적하는 채소 중 하나인 시금치의 nitrate reductase를 식물체내에 과량 발현시켜 질산염 축적을 줄이기 위한 연구를 수행하였다. 첫 단계로 시금치 mRNA로부터 RT-PCR을 이용하여 cDNA를 분리, 증폭하고 벡터에 클로닝하여 염기서열을 결정하였다. 시금치 nitrate reductase cDNA의 염기서열은 다른 식물체에서 분리된 nitrate reductase 유전자들과 상당히 높은 상동성($71{\sim}82%$)을 보였고, 이미 발표된 시금치 nitrate reductase cDNA의 염기서열과 비교하였을 때 단지 두 염기만이 달랐다.
화성벼와 O. minuta 간 여교잡을 통해 반복친인 화성벼와 출수기, 간장 등 여러 작물학적 특성에서 뚜렷한 차이를 보이는 염색체단편 치환계통 "WH79006"을 육성하였는데 화성벼와 WH79006의 차이는 WH79006에 이입된 O. minuta 염색체 단편에 의한 것이라고 할 수 있다. WH79006이 화성벼의 유전적 배경에 O. minuta의 어느 염색체 단편을 가지고 있는지를 검정하기 위해 SSR마커를 이용하였다. 벼 염색체에 골고루 분포한 294개의 SSR 마커를 검정한 결과 최소한 28개의 이입 단편을 검정하였는데 이들은 2번 염색체를 제외한 모든 염색체에 분포하였으며 전체 길이는 약 168cm이었다. 간장 관여 QTL을 탐색하기 위해 화성벼/WH79006 조합의 75개 $F_2$ 개체를 육성, 간장을 조사하였다. QTL분석 결과 6번 염색체의 RM225부근에서 간장에 관여하는 QTL cl6가 탐지되었다. cl6는 전체 표현형변이의 $9.6\%$를 설명하였으며 O. minute의 대립유전자가 간장을 크게 하는 방향으로 작용하였다. 이 결과는 O. minuta가 포복형임에도 불구하고 간장 조절 유전자들 중에는 간장을 크게 하는 방향으로 작용하는 유전자가 있음을 제시하고 있으며, 이 유전자들은 앞으로 QTL 분석을 통해 그 작용을 밝힐 예정이다. 추후교잡 집단을 이용 O. minuta 특이적 단편들이 어느 형질과 관련이 있는지를 밝힐 예정이다.
우리나라 전통 콩 발효식품은 탄수화물을 주식으로 하는 한국인의 식생활에 중요한 단백질 급원임에도 불구하고 콩 발효식품의 미생물 다양성과 군집 구조에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 16S rDNA 유전자 서열 분석 기반의 차세대 염기서열 분석법을 이용하여 한국 전통 발효식품인 된장과 간장의 미생물 군집 구조를 밝히고자 하였다. Alpha-diversity 분석 결과 미생물 다양성 지표인 Shannon과 Simpson에서 된장과 간장의 미생물 다양성에 통계학적인 차이가 있는 것으로 나타났으나, 종 풍부도 지표인 ACE, CHAO, Jackknife에서는 차이가 없는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 분포 분석 결과 된장과 간장의 공통적인 우점균은 Firmicutes로 나타났으나, 속 수준에서의 미생물 분포를 분석한 결과 된장에서 Bacillus, Kroppenstedtia, Clostridium, Pseudomonas가 간장보다 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 간장에서는 Tetragenococcus, Chromhalobacter, Lentibacillus, Psychrobacter와 같은 호염성 또는 내염성 세균이 된장보다 높은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 군집구조에 통계학적인 차이가 있는지 확인하기 위해 paired-PERMANOVA 분석을 수행하였으며, 그 결과 통계학적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 군집구조 차이에 큰 영향을 미치는 biomarker를 분석하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Bacillus와 Tetragenococcus가 된장과 간장의 미생물 군집 구조에 차이를 나타내는 biomarker로 분석되었다.
Rimed vacuole을 가진 원위 근육병(distal myopathy with rimmed vacuoles, DMRV)은 제2형 유전성 봉입체 근육병으로도 불리며 초기 성인기에 발병하여 원위부의 근력약화를 보이는 임상양상과 rimmed vacuole의 근육병리소견을 특징으로 하는 상염색체 열성의 근육병이다. 이러한 DMRV의 원인은 UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase/N-acetylmannosamine kinase (GNE) 유전자의 돌연변이임이 밝혀져 있다. 저자들은 원위부 근력약화를 호소하는 환자에서 전체 엑솜 염기서열분석을 이용하여 GNE 유전자의 복합 이형접합성 돌연변이(p.Asp176Val 및 p.Val572Leu)를 확인하여 DMRV를 진단할 수 있었다. 본 연구는 근육병의 정확한 분자진단에 있어서 전체 엑솜 염기서열분석의 유용성을 보여주었기에 이를 보고하는 바이다.
Objectives : In this study we examined the association between the genetic markers ACE (A-240T, C-93T, I/D, A2350G), AGT (M235T), AT1R (A1166C), CYP11B2 (T344C, V386A), REN (G2646A), ADRB2 (G46A, C79G, T47C, T1641), GNB3 (C825T) and ADD1 (G460W) and the presence of essential hypertension in adolescents. Methods : The Kangwha Study is an 18-year prospective study that is aimed at elucidating the determinants of the blood pressure level from childhood to early adulthood. For this study, we constructed a case-control dataset of size of 277 and 40 family trios data from the Kangwha Study. For this purpose, we perform a single locus-based case-control association study and a single locus-based TDT (transmission/disequilibrium test) study. Results : In the case-control study, the single locus-based association study indicated that the ADD1 (G460W) (p=0.0403), AGT (M235T) (p=0.0002), and REN (G2646A) (p=0.0101) markers were significantly associated with the risk of hypertension. These results were not confirmed on the TDT study. This study showed that genetic polymorphisms of the ADD1, AGT and REN genes might be related to the hypertension in Korean adolescents. Conclusions : This study provided useful information on genetics markers related to blood pressure. Further study will be needed to confirm the effect of the alpha adducin gene, the angiotensinogen gene and the renin gene on essential hypertension.
본 연구는 우리나라 전통 발효식품인 장류, 김치류 및 젓갈류로부터 angiotensin converting enzyme 저해활성이 우수한 젖산균을 분리하고자 하였다. 젖산균을 분리하기 위한 선택배지로서 bromocresol purple (BCP) 한천배지를 사용하여 1차적으로 젖산균을 분리하였으며, 그 중 angiotensin converting enzyme 저해활성이 우수한 균주를 최종 선발하였다. 분리된 젖산균을 16S rRNA 유전자 염기서열 분석으로 동정한 결과 Lactobacillus brevis ATCC $14869^T$와 99.7%의 유사도를 나타냄에 따라 L. brevis HLJ59로 명명하였다. L. brevis HLJ59는 내산성의 경우 pH가 2.0, 3.0으로 보정된 DeMan Rogosa Sharpe 액체배지에서 접종 후 각각 90분, 30분이 경과하였을 때 배양초기와 비교 시 약 99% 감소하는 결과를 보였으나, 담즙산(Bile extract)의 경우 1% 첨가 시에도 생육에 저해를 받지 않는 것으로 조사되어 L. brevis HLJ59 균주는 담즙산에 대한 내성이 우수한 균주임을 확인하였다. 항생제 내성의 경우 20종의 항생제를 paper disc법으로 조사한 결과 본 균주는 cephalosporin계의 cefoxatin (30 ${\mu}g$), ceftnaxone (30 ${\mu}g$), penicillin계의 penicillin (10 units), quinolones계 cprofloxacin (5 ${\mu}g$), nalidixic acid (30 ${\mu}g$), lincosamid계의 lincomycin (2 ${\mu}g$) 및 기타 chloramphenicol (30 ${\mu}g$)에 대해서는 내성을 가지고 있음을 확인하였다.
본 연구는 콩 cyst 선충 race 14에 대한 저항성 QTLs 구명을 목적으로 한 바 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 회귀분석 결과 30개의 marker들(29 RAPD, 1 RFLP)에서 cyst 선충 race 14의 저항성에 대한 유의성이 인정되었다. 2. MAPMAKER/QTL 분석 결과 2개의 QTL들이 구명되었는데, 이 QTL들은 2개의 linkage groups (LGC-7와 LGC-9)에 위치하였으며, 모두 우성유전 양상을 나타내었다. 3. 다중회귀분석 결과 2개의 marker들($B15^2$와 $H06^1$)로 구성된 조합에서 가장 높은 표현적 변이의 값(22.9%)을 나타내었다. 콩 cyst 선충 rare 14에 대한 표현적 변이를 충분히 설명하기 위해서는 지속적인 QTL 구명 연구가 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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