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한국인 제 1형 당뇨병 환자들의 HLA 유전자형 및 자가면역성 갑상선 질환의 병발 양상 (Human Leukocyte Antigen(HLA) Genotypes and Thyroid Autoimmunity in Korean Patients with Type 1 Diabetes)

  • 강소영;신충호;양세원;박명희;유지숙
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권6호
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    • pp.624-633
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    • 2005
  • 목 적 : 본 연구는 한국인 제 1형 당뇨병 환자들에서 HLADR과 DQ 유전자형 및 갑상선 자가항체(항 TPO 자가항체와 항 thyroglobulin 자가항체)를 분석함으로써, 한국인 제 1형 당뇨병과 관련 있는 특정 HLA 유전자형을 알아보고자 하였고, 이들 제 1형 당뇨병 환자들에서의 갑상선 자가항체의 유병률, 갑상선 질환으로의 발현 및 이들 자가면역성 갑상선염과 HLA 유전자형과의 관련성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 총 59명[남아 26명, 검사시 연령 13.7세(5.7-29.9세), 당뇨병 유병기간 7.6년(-1.7-22.5년)]의 제 1형 당뇨병 환자를 대상으로 하였고, 갑상선 질환의 병력 및 가족력이 없는 건강한 200명의 한국인의 HLA 유전자형을 대조군으로 하였다. 59명의 환자 중 갑상선 자가항체 양성인 17명은 중앙기간 3.96년(1일-10.7년) 동안 진찰 및 anti-TPO, anti-TG, $T_3$, $T_4$ 또는 free $T_4$, TSH 검사를 시행하면서 추적 관찰하였다. HLA-DR과 DQ의 유전자 분석은 PCR-SSO, PCR-SSCP, PCR-RFLP 및 PCR-SSP 방법을 이용하였다. 결 과 : 제 1형 당뇨병 환자들에서 대조군에서보다 HLADRB1*0301, *090102, DQB1*0201, *030302, DRB1*0301/*090102, DRB1*090102/*090102, DQB1*0201/*030302, *030302/*030302, *0201/*0302의 빈도가 높았다(Pc<0.05). 15명(25.4%)에서 TPO에 대한 자가항체 양성이었고, 12명(20.3%)에서 TG 자가항체 양성이었으며, 17명(28.8%)은 두 가지 항체 중 한 가지 이상의 항체를 갖고 있었다. 10명(16.9%)은 두 종류의 항체를 모두 갖고 있었다. 갑상선 항체 양성을 보인 이후부터의 추적기간 동안 갑상선기능저하증을 보인 경우는 없었다. 3명(5.1%)의 여아에서 당뇨병 진단 전 또는 후에 갑상선기능항진증이 진단(8.5세, 11세, 13.2세)되었다. 갑상선 자가항체의 유무 및 각각의 항체 종류에 따른 대상군간의 제 1형 당뇨병 진단연령, 갑상선 검사시 연령, 당뇨병 유병기간 및 성별의 차이는 보이지 않았다(P>0.05). 결 론 : 한국인에서는 HLA-DRB1*0301, *090102, DQB1*0201, *030302, DRB1*0301/*090102, *090102/*090102, DQB1*0201/*030302, *030302/*030302, *0201/*0302 등이 제 1형 당뇨병에 대한 감수성 인자였고, 코카시안과는 다른 HLA-DR 및 DQ의 분포가 한국인에서 제 1형 당뇨병의 발생률이 낮은 이유중의 하나를 차지하리라고 생각되었다. 한편, 제 1형 당뇨병 환자들에서 갑상선 자가항체 양성률은 28.8%였고, 이는 한국인 제 1형 당뇨병 환자에서도 갑상선 자가항체 검사가 규칙적으로 시행되어야 함을 시사한다고 하겠다. 한국인 제 1형 당뇨병 환자에서 자가면역성 갑상선 질환에 대한 선별검사 시작 시기와 횟수 등에 대해서는 이들 환자들의 장기적인 추적관찰을 통해 추후 좀더 연구가 필요하리라 생각된다.

소아 천식환자에서 Leukotriene C4 Synthase 유전자 다형태와 Montelukast의 임상적 효과와의 연관성 (Association of Leukotriene C4 Synthase Gene Polymorphism with Clinical Response to Montelukast in Childhood Asthma)

  • 신경수;김연우
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권7호
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    • pp.766-771
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    • 2005
  • 목 적 : 류코트리엔 수용체 길항제는 천식의 병리 반응에 관여하는 cysteiny leukotriene의 생성과 작용을 억제하여 급성기 천식 증상의 치료와 천식 증상의 조절 요법에 사용할 수 있다. 본 연구에서는 소아 천식환자에서 cysteinyl leukotriene 생성에 관여하는 $LTC_4S$ 유전자 다형태와 류코트리엔 수용체 길항제인 montelukast의 임상적 효과를 조사하여 약물유전학적 연관성 유무를 알고자 하였다. 방 법 : 환자군은 경증 지속성 천식과 중등증 지속성 천식환자 161명을 대상으로 하였고, montelukast 5 mg을 하루에 한 번씩 총 8주 동안 투여하였다. $LTC_4S$ 유전자 다형태는 restriction fragment length polymorphism을 이용하여 조사하였다. 결 과 : 대조군에서 LTC4S 유전자형의 분포는 A/A, A/C, C/C가 각각 74.0%, 22.6%, 3.4%였고, 환자군에서는 A/A, A/C, C/C가 각각 70.8%, 23.6%, 5.6%였다. 두 군의 유전자형 분포는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았고, $LTC_4S$ 유전자형 분포와 천식의 중증도 사이에도 유의한 차이가 없었다. 반응군에서는 경증 지속성 천식환자가 반응이 없는 군에서는 중등증 지속성 천식환자가 더 많았다. 전체 소아 천식환자군에서는 montelukast에 대한 반응군과 반응이 없는 군 사이에 $LTC_4S$ 유전자형에 따른 차이는 없었다. 경증 지속성 천식환자의 반응군에서 adenine 대립유전자를 가진 환자가 많았으나, 중등증 지속성 천식환자에서는 유전자형에 따른 반응군과 반응이 없는 군의 유의한 차이가 없었다. 결 론 : 본 연구에서 소아 경증 지속성 천식환자의 경우에는 통계적으로 adenine 대립유전자가 montelukast에 대한 임상적 효과를 예측할 수 있는 인자라고 할 수 있으나 전체 소아 천식환자에서는 $LTC_4S$ 유전자 다형태와 montelukast의 임상적 효과와의 연관성은 통계적으로 없었다.

개의 친자감정을 위한 Microsatellite DNA 다형성 분석 (Analysis of Microsatellite DNA Polymorphism for Parentage Testing in Dog Breeds)

  • 조길재;조병욱;김선구;이길왕;김영규
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권2호
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    • pp.191-198
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    • 2003
  • 국내에서 사육중인 치와와 31두, 풍산개 20두, 래브라도 리트리버 8두를 대상으로 micro-satellite DNA형의 유전자 빈도에 기초하여 heterozygosity, PIC, 그리고 PE를 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 치와와의 대립유전자 수는 4${\sim}$14개로서 expected heterozygosity와 PIC는 각각 0.432${\sim}$0.883 (평균 0.711), 0.397${\sim}$0.856(평균 0.659)으로 나타났으며 PEZ1, PEZ3, PEZ6, PEZ10, PEZ12의 marker는 PIC 0.7이상으로 나타났고 14개 marker를 조합시 부권부정율은 0.9999로 관찰되었다. 풍산개의 대립유전자 수는 2${\sim}$9개로서 expected heterozygosity와 PIC는 각각 0.262${\sim}$0.817 (평균 0.559), 0.222${\sim}$0.772 (평균 0.503)으로 나타났고 PEZ1, PEZ6, PEZ13의 marker는 PIC 0.7이상으로서 16개 marker를 조합시 부권부정율은 0.9991로 관찰되었다. 래버라도 리트리버의 대립유전자 수는 3${\sim}$5개로서 expected heterozygosity와 PIC는 각각 0.425${\sim}$0.808(평균 0.660), 0.354${\sim}$0.717(평균 0.563)으로 나타났고 PEZ8, PEZ12의 marker는 PIC 0.7이상으로 관찰되었으며 12개 marker를 조합시 부권부정율은 0.9968로 관찰되었다. 이상의 결과는 microsatellite DNA형에 의한 개의 친자감정 및 개체식별에 유용한 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

전장 유전체 연관분석을 통한 한우 성장 연관 양적형질좌위 (QTL) 탐색 (Genome Wide Association Study to Identity QTL for Growth Taits in Hanwoo)

  • 이승환;임다정;장길원;조용민;최봉환;김시동;오성종;이준헌;윤두학;박응우;이학교;홍성구;양보석
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제54권5호
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    • pp.323-329
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    • 2012
  • 본 연구는 한우 거세우 266두에서 유전자형 결정이 완료된 4,522개의 SNP를 이용하여 한우 성장형질 (6, 12, 18 및 24개월령 체중)에 대한 양적형질좌위 (QTL)을 탐색 하였다. 각 SNP와 성장형질과의 연관성 분석은 회귀분석 (single marker regression)을 이용하여 수행하였으며, 통계적 유의성은 P-value (P<0.001)로 설정하였다. 그 결과, 6개월체중에서 3개 좌위, 12개월 체중에서는 5개 좌위, 18개월체중에서 5개좌위 그리고 24개월체중에서 4개 좌위가 통계적 유의차를 보였다. 통계적 유의차를 보인 SNP의 상가적 유전분산을 분석한 결과, 몇몇 SNP에서는 6~11% 정도의 상가적 유전효과를 보였으며, 대부분의 SNP들은 2~5%로 매우 작은 효과를 보였다.

Promoter Polymorphisms of ST3GAL4 and ST6GAL1 Genes and Associations with Risk of Premalignant and Malignant Lesions of the Cervix

  • de los Angeles Rivera-Juarez, Maria;Rosas-Murrieta, Nora Hilda;Mendieta-Carmona, Victoriano;Hernandez-Pacheco, Raquel Esneidy;Zamora-Ginez, Irma;Rodea-Avila, Carlos;Apresa-Garcia, Teresa;Garay-Villar, Onix;Aguilar-Lemarroy, Adriana;Jave-Suarez, Luis Felipe;Diaz-Orea, Maria Alicia;Milflores-Flores, Lorena;Reyes-Salinas, Juan Salvador;Ceja-Utrera, Francisco Javier;Vazquez-Zamora, Victor Javier;Vargas-Maldonado, Tomas;Reyes-Carmona, Sandra;Sosa-Jurado, Francisca;Santos-Lopez, Gerardo;Reyes-Leyva, Julio;Vallejo-Ruiz, Veronica
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권3호
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    • pp.1181-1186
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    • 2014
  • Sialyltransferase gene expression is altered in several cancers, including examples in the cervix. Transcriptional regulation of the responsible genes depends on different promoters. We aimed to determine the association of single-nucleotide polymorphisms in the B3 promoter of the ST3GAL4 gene and the P1 promoter of the ST6GAL1 gene with cervical premalignant lesions or cervical cancer. A blood sample and/or cervical scrapes were obtained from 104 women with normal cytology, 154 with premalignant lesions and 100 with cervical cancer. We also included 119 blood samples of random donors. The polymorphisms were identified by sequencing from PCR products. For the B3 promoter, a fragment of 506 bp (from nucleotide -408 to +98) was analyzed, and for the P1 promoter a 490 bp (-326 to +164) fragment. The polymorphism analysis showed that at SNP rs10893506, genotypes CC and CT of the ST3GAL4 B3 promoter were associated with the presence of premalignant lesions (OR=2.89; 95%CI 1.72-4.85) and cervical cancer (OR=2.23; 95%CI 1.27-3.91). We detected only one allele of each polymorphism in the ST6GAL1 P1 promoter. We did not detect any genetic variability in the P1 promoter region in our study population. Our results suggest that the rs10893506 polymorphism -22C/T may increase susceptibility to premalignant and malignant lesions of the cervix.

실행방식 측면에서 살충제의 신중한 사용에 의한 저항성 발달의 관리 (Management of the Development of Insecticide Resistance by Sensible Use of Insecticide, Operational Methods)

  • 정부근;박정규
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.123-158
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    • 2009
  • 해충의 저항성발달로 야기되는 문제를 해결하기 위한 정보를 제공함으로써 향후연구를 촉진시키고자 하였다. 농약사용이 지속되는 한 저항성 발달은 필연적이라는 생각으로, 저항성발달을 지연시키기 위해 재배자가 활용할 수 있는 약제성질에 근거를 둔 약종선택, 혼용, 교호, 모자이크 처리 등 약제살포법과, 천적과 양립할 수 있는 선택성 살충제와 저항성 천적의 이용을 중심으로 한 병해충 종합관리(IPM)에 대해 고찰하였다. 저항성관리에 약종의 성질을 이용할 경우 약종별로 작용점과 mode of action(작용방식)이 같거나 다를 수 있고, 2차 해충과 함께 살충제의 활성, 잔류기간, 약제 저항성 발달에 대한 취약성도 다르다. 약제는 섭식, locomotion(거동), 비행, 교미, 포식자 회피 등에도 영향을 미치므로 종합적으로 고려하여 역교차저항성을 나타내는 살충제의 사용이 바람직하다. 농약혼용은 실제 많이 이루어지고 있고 앞으로도 그러하겠지만, 진정한 의미에서 저항성 발달 지연을 위한 혼용, 교호, 모자이크 처리법은 대립유전자의 우성도, 교차저항성, 유입(immigration), fitness 불이익 등과 함께 살충제의 작용방식과 작용점들의 차이에서 구성약제가 매우 높은 비율로 충을 죽이는 부의 교차저항성을 가진 살충제들의 채택에 대하여 논의하였다. 저항성 관리에 약제혼용의 대표적인 사례 22가지와 교호처리 사례 27가지를 표로 제시하였다. 혼용처리의 잠재적 불이익은 생물적 방제의 와해, 이차해충의 저항성발달, 고도의 저항성 개체군 선발, 다양한 살충제에 대한 교차저항성 범위 확대를 내포하고 있다. 교호처리는 살포약량을 높이거나 낮추고, 다른 대사기구를 가진 살충제를 사용하는 것도 고려되었다. 모자이크 처리는 진딧물 같이 정주성 해충인 경우에 연관없는 살충제를 교호로 다른 구역에 처리하거나, 살충제 처리한 열(列)과 그렇지 않은 것을 혼합 배치하여 저항성 발달을 지연시키거나 피해를 감소시킬 수 있다. 해충의 저항성 진화 측면에서 볼 때, 기생자와 포식자의 저항성과 선택성은 농약처리를 요하는 세대 수를 감소시키고 농약으로부터 피난처의 상보적 역할을 수행할 수 있다. 작물별, 기주별, 기생자와 포식자에게 선택성을 보이는 약제를 별도의 표로 요약하여 제시하였다. 기생자의 생존력 향상을 위해 살충제의 선택성과 선택성에 영향을 주는 내 외적 요인에 대하여 검토하였다. 농약사용 하에서 기생자를 사용하기 위해 농약에 대해 저항성이거나 내성이 있는 기생자를 검정, 채집 혹은 선발하는 것을 논의하였다. 포식자에 대한 선택독성에 영향을 미치는 요인들로 농약의 선택성, 선택성의 포장적용과 그에 미치는 요인, 포식자와 기주의 균형, 선택성을 도외시한 방제법의 문제점, 천적과 농약의 양립성 등에 대하여 논의하였다.

한국인에 있어서의 뚜렛 장애와 COMT유전자간의 상관 관계에 대한 연구 (ASSOCIATION BETWEEN TOURETTE DISORDER AND CATECHOL-O-METHYL TRANSFERASE(COMT) GENE IN KOREAN SUBJECTS)

  • 김붕년;임재인;조수철
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제15권2호
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    • pp.178-184
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    • 2004
  • 연구목적:본 연구는 한국인에 있어서의 뚜렛 장애 환아 가족에서 COMT유전자의 유전적 다형성과 뚜렛 장애와의 연관성에 대해 고찰하기 위해 수행되었다. 위험 대립 유전자와 특정 임상 양상(틱 증상의 중증도, 공존 질환, 약물 반응)과의 관련성에 대한 것도 함께 연구하였다. 방 법:환아군은 서울대학교 병원 소아 청소년 분과의 틱 장애 클리닉에서 모집하였고, 두 단계의 평가를 거쳐 선별되었다. 우선 모든 환아와 부모는 Kiddie-Schedule for Affective Disorders and Schizophrenia-Present and Lifetime Version(이하 K-SADS-PL)한국어판을 이용한 반구조적 면담을 받았고, 다음으로 모든 부모에게 임상적 면담을 시행하고 YGTSS한국어 판을 이용하여 틱 증상의 중증도에 대한 평가를 하였다. 대조군은 본 병원의 건강증진센터로부터 모집하였고 Symptom CheckList-90(이하 SCL-90)과 Structured Clinical Interview for DSM-IV(이하 SCID-IV)를 이용하여 평가하였다. 위 과정을 모두 거쳐 뚜렛 장애가 있는 총 42명의 소아, 청소년과 그들의 84명의 부모, 86명의 대조군이 최종적으로 선별되었다. 표준화된 방법을 이용하여 catecholamine-O-methyltransferase(이하 COMT)유전자의 Val158Met 다형성을 알아보기 위한 유전자형 채취를 시행하였다. 모든 환아와 부모, 대조군의 유전적 정보를 수집한 후 환아-대조군 비교와 TDT를 시행하였다. 결 과 : 환아-대조군 연구로부터 L대립 유전자와 LL유전형의 빈도가 뚜렛 장애 환아군에서 유의하게 높음이 관찰되었다. 그러나 TDT에서는 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 또 뚜렛 장애 환아군의 세 가지 서로 다른 유전형 사이에 틱 장애의 가족력, 주의력결핍 과잉행동장애, 강박증, 약물에 대한 반응, 공존 질환 여부 등에 있어서 유의한 차이는 없었다. 결 론:본 연구에 있어 사례 수가 적고 TDT에서 유의한 결과가 발견되지 않았기 때문에 해석에 조심을 기할 필요는 있겠으나, 본 연구는 COMT유전자의 기능적 다형성과 뚜렛 장애 간에 연관 관계가 있음을 밝혀 낸 최초의 보고라 하겠다.

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Variability in Drug Interaction According to Genetic Polymorph isms in Drug Metabolizing Enzymes

  • Jang, In-Jin;Yu, Kyung-Sang;Cho, Joo-Youn;Chung, Jae-Yong;Kim, Jung-Ryul;Lim, Hyeong-Seok;Shin, Sang-Goo
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.131-134
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    • 2003
  • There are significant differences in the extent of drug interactions between subjects. The influence of the genetic make up of drug metabolizing enzyme activities (CYP3A5, CYP2C19 and UDP-glucuronosyl transferase) on the pharmacokinetic drug interaction potential were studied in vivo. Nineteen healthy volunteers were grouped with regard to the $CYP3A5^{*}3$ allele, into homozygous wild-type (CYP3A5^{*}1/1^{*}1$, n=6), heterozygous $(CYP3A5^{*}1/^{*}3$, n=6), and homozygous variant-type $(CYP3A5^{*}3/^{*}3$, n=7) subject groups. The pharmacokinetic profile of intravenous midazolam was characterized before and after itraconazole administration (200 mg once daily for 4 days), and also following rifampin pretreatment (600 mg once daily for 10 days), with a washout period of 2 weeks in between. For omeprazole and moclobemide pharmacokinetic interaction study 16 healthy volunteers were recruited. The volunteer group comprised 8 extensive metabolizers and 8 poor metabolizers of CYP2C19, which was confirmed by genotyping. Subjects were randomly allocated into two sequence groups, and a single-blind, placebo-controlled, two-period crossover study was performed. In study I, a placebo was orally administered for 7 days. On the eighth morning, 300 mg of moclobemide and 40 mg of placebo were coadministered with 200 mL of water, and a pharmacokinetic study was performed. During study n, 40 mg of omeprazole was given each morning instead of placebo, and pharmacokinetic studies were performed on the first and eighth day with 300 mg of moclobemide coadministration. In the UGT study pharmacokinetics and dynamics of 2 mg intravenous lorazepam were evaluated before and after rifampin pretreatment (600 mg once daily for 10 days), with a washout period of 2 weeks in between. The subjective and objective pharmacodynamic tests were done before and 1, 2, 4, 6, 8, and 12 hrs after lorazepam administration. The pharmacokinetic profiles of midazolam and of its hydroxy metabolites did not show differences between the genotype groups under basal and induced metabolic conditions. However, during the inhibited metabolic state, the $CYP3A5^{*}3/^{*}3$ group showed a greater decrease in systemic clearance than the $CYP3A5^{*}1/^{*}1$ group $(8.5\pm3.8$ L/h/70 kg vs. $13.5\pm2.7$ L/h/70 kg, P=0.027). The 1'-hydroxymidazolam to midazolam AUC ratio was also significantly lower in the $CYP3A5^{*}3/^{*}3$,/TEX> group $(0.58\pm0.35,$ vs. $1.09\pm0.37$ for the homozygous wild-type group, P=0.026). The inhibition of moclo-bemide metabolism was significant in extensive metabolizers even after a single dose of omeprazole. After daily administration of omeprazole for 1 week, the pharmacokinetic parameters of moclobemide and its metabolites in extensive metabolizers changed to values similar to those in poor metabolizers. In poor meta-bolizers, no remarkable changes in the pharmacokinetic parameters were observed. The area under the time-effect curves of visual analog scale(VAS), choice reaction time, and continuous line tracking test results of lorazepam was reduced by 20%, 7%, 23% respectively in induced state, and in spite of large interindividual variablity, significant statistical difference was shown in VAS(repeated measures ANOVA, p=0.0027).

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No association between endothelin-1 gene polymorphisms and preeclampsia in Korean population

  • Kim, Shin-Young;Park, So-Yeon;Lim, Ji-Hyae;Yang, Jae-Hyug;Kim, Moon-Young;Park, Hyun-Young;Lee, Kwang-Soo;Ryu, Hyun-Mee
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제5권1호
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    • pp.34-40
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    • 2008
  • 목 적 : 자간전증은 임신부와 신생아의 사망 및 이환의 주된 원인으로 유전적 소질과 환경적 요인에 의해 발생하는 다요인성 질환이다. ET-1은 강력한 혈관수축 펩티드로 ET-1 시스템 내의 변경이 자간전증에서의 혈관수축을 자극하는 것으로 생각되고 있다. 본 연구에서는 정상 임신부와 자간전증 임신부에서 ET-1 유전자의 4가지 단일염기다형성들(c.1370T>G, c.137_139delinsA, c.3539+2T>C, and c.5665G >T)의 양상을 조사하여 비교함으로써 이러한 유전자 다형성들과 한국인 자간전증의 연관성에 대하여 알아보고자 하였다. 방 법 : 자간전증 임신부 206명과 임신기간 동안 자간전증이 발생하지 않은 정상 임신부 216명의 혈액으로부터 DNA를 추출하고 ET-1 유전자 다형성들의 양상을 SNapShot kit와 ABI Prism 3100 Genetic analyzer를 사용하여 분석하였다. 결 과 : 자간전증 환자군에서 ET-1 유전자의 4가지 단일 염기다형성 각각의 유전자형 및 대립유전자의 빈도는 대조군과 유의한 차이가 없었다. 또한 자간전증 환자군에서 3가지 일배체형(TDTG, GDCT, and TICT)의 빈도도 대조군과 유의한 차이가 없었다: 61%(TDTG), 13%(GDCT), 13%(TICT) vs. 62%, 14%, 12%. 나이, 미산부률, 분만주수, 신체질량지수 등의 자간전증 발생요인을 공변량으로 하여 유전자형과 자간전증 발생의 위험도 사이의 연관성을 확인하기 위해 다중회귀분석을 시행한 결과 열성모델과 우성모델에서 모두 ET-1 유전자의 단일염기다형성들에 대한 자간전증 발생의 위험도가 증가하지 않았다. 결 론 : 한국인 임신부에서 ET-1 유전자의 4가지 단일염기 다형성들은 자간전증 발생과 연관이 없는 것으로 사료된다.

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잎의 발달단계의 leaf index를 조절하는 애기장대 MACROPHYLLA/ROTUNDIFOLIA3 유전자 (MACROPHYLLA/ROTUNDIFOLIA3 gene of Arabidopsis controls leaf index during leaf development)

  • 전상은;투말라 찬드라쉐이커;조규형;이영병;형남인;남재성;김경태
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제38권4호
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    • pp.285-292
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    • 2011
  • 식물 잎의 발달과정에서 heteroblasty는 외부 환경에 대한 식물의 형태적 적응 방법을 매우 잘 반영하며 이에 따른 변화는 기관의 최종 형태와 크기에 영향을 미친다. Heteroblasty를 나타내는 인자 중에서 leaf index는 단엽식물의 잎의 최종 모양과 크기를 나타내는 대표적인 인자이다. Leaf index는 결국 잎몸에서의 세포 증식과 세포 신장의 두 요인에 의해 결정된다. 비록 세포의 증식과 신장을 조절하는 유전자와 조절 기작들이 연구되고 있으나 큰 청사진을 제시하기에는 아직 미흡하다. 본 연구에서는 발달과정 중 잎의 leaf index 조절에 관여하는 유전자를 밝히고 그 조절 기작을 알아내기 위하여 애기장대 돌연변이체를 이용한 분자유전학적, 생리학적인 실험을 수행하였다. 잎과 잎 세포가 커지는 돌연변이체인 macrophylla (mac)를 선발하여 잎의 확장과정과 leaf index의 이상으로 인해 잎 기관의 모양뿐 만 아니라 heteroblasty에 변화가 발생했다는 사실을 밝혀냈다. 또한 이 돌연변이체는 기존에 알려진 ROTUNDIFOLIA3 (ROT3) 유전자의 점 돌연변이에 의해 일어났다고 판명되었고 mac/rot3-5로 명명되었다. 브라시노스테로이드 처리로 인해 ROT3 유전자의 발현이 음성 되먹임 저해를 받는 것으로 보아 ROT3 유전자가 브라시노스테로이드 생합성에 관여함을 제시하였다. 또한 암상태에서 ROT3 유전자의 발현이 증가하며, mac/rot3-5 돌연변이체가 야생형보다 암반응이 약하게 나타났다. 이러한 분석 결과를 토대로 본 논문은 ROT3 유전자가 잎의 확장과정에서 잎의 leaf index 조절과 고유한 heteroblasty의 정립에 중요한 역할을 수행하며, 브라시노스테로이드 호르몬의 조절을 통하여 음지회피성과 같은 환경조절반응을 수행하고 있다는 새로운 사실을 제시하였다.