• BMB Reports
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• 제53권6호
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• pp.317-322
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• 2020

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is one of the most common liver diseases. NAFLD can further progress to irreversible liver failure such as non-alcoholic steatohepatitis (NASH) fibrosis and cirrhosis. However, specific regulator of NASH-fibrosis has yet to be established. Here, we found that glutathione peroxidase 7 (GPx7) was markedly expressed in NASH fibrosis. Although GPx7 is an antioxidant enzyme protecting other organs, whether GPx7 plays a role in NASH fibrosis has yet to be studied. We found that knockdown of GPx7 in transforming growth factor-β (TGF-β) and free fatty acids (FFA)-treated LX-2 cells elevated the expression of pro-fibrotic and pro-inflammatory genes and collagen synthesis. Consistently, GPx7 overexpression in LX-2 cells led to the suppression of ROS production and reduced the expression of pro-fibrotic and pro-inflammatory genes. Further, NASH fibrosis induced by choline-deficient amino acid defined, high fat diet (CDAHFD) feeding was significantly accelerated by knockdown of GPx7, as evidenced by up-regulated liver fibrosis and inflammation compared with CDAHFD control mice. Collectively, these results suggest that GPx7 might be a novel therapeutic target to prevent the progression and development of NAFLD.

• Mycobiology
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• 제46권4호
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• pp.382-387
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• 2018

The entomopathogenic fungus Cordyceps militaris is a valuable medicinal ascomycete, which degenerates frequently during subsequent culture. To avoid economic losses during industrialized production, scratching stimuli of mycelia was introduced to improve the fruiting body production. The present results indicated that higher yields and biological efficiency were obtained from two degenerate strains (YN1-14 and YN2-7) but not from g38 (an insertional mutant in Rhf1 gene with higher yields and shorter growth periods). Furthermore, the growth periods of the fruiting bodies were at least 5 days earlier when the mycelia were scratched before stromata differentiation. Three ROS-scavenging genes including Cu/Zn superoxide dismutase (CmSod1), Glutathione peroxidase (CmGpx), and Catalase A (CmCat A) were isolated and their expression profiles against scratching were determined in degenerate strain YN1-14 and mutant strain g38. At day 5 after scratching, the expression level of CmGpx significantly decreased for strain g38, but that of CmSod1 significantly increased for YN1-14. These results indicated that scratching is an effective way to promote fruiting body production of degenerate strain, which may be related at least with Rhf1 and active oxygen scavenging genes.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2002년도 춘계학술대회
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• pp.49-58
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• 2002

각종 환경스트레스에 의해 생체 내에서 과량으로 생성되는 독성의 활성산소종 (ROS)은 산화스트레스를 유발시켜 식물의 질병, 노화 및 세포사멸을 촉진시킨다. 연구팀은 21세기 당면한 지구규모의 환경, 식량 및 보건문제 해결에 기여할 수 있는 기발기술 (plateform technology)를 개발하기 위하여 식물 세포의 항산화기구 규명, 산화스트레스 유도성 항산화효소 유전자 개발, 스트레스 내성식물 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 여기에서는 항산화효소 유전자를 이용한 산업용식물체 개발에 관한 연구팀의 최근 연구결과를 중심으로 소개하였다. SOD와 APX 유전자를 엽록체에 동시에 발현시킨 담배식물체는 MV, 건조 등 여러 스트레스에 대한 내성을 나타내어, 복합 스트레스내성 농작물개발에 활용이 기대된다. 인체 DHAR 유전자를 엽록체에 도입시킨 담배식물체는 정상적으로 DHAR 유전자를 발현시켰으며, MV 등 여러 스트레스에 대한 내성을 나타내었다. 피부 노화방지 등에 관여하여 ROS를 제거하는 SOD를 과실에 과발현시킨 형질전환오이를 성공적으로 개발하여, SOD 오이는 기능성화장품의 용도로 제품개발이 기대된다. 또한 고구마에서 산화스트레스에 특이적으로 발현하는 POD (SWA2) promoter를 개발하였다. SWPAS2 Pormoter는 스트레스내성 및 의료용 단밸질 등 고부가가치 생리활성물질을 생산할 수 있는 산업용 형질전환 식물체 및 배양세포주 개발에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제18권5호
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• pp.1204-1211
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• 2009

Hericium erinaceus is an edible mushroom used as a medicinal food in Asian countries. In this study, the chemopreventive effects of H. erinaceus mycelia hot water extract (HEW) were evaluated. HEW remarkably induced the luciferase activity of the antioxidant response element (ARE), located in the promoter region of phase 2 and antioxidant genes and regulated by nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2). The up-regulation of ARE activity by HEW corresponded with the induction of Nrf2 and the antioxidant enzyme, hemeoxygenase-1. The inhibition of cyclooxygenase-2 (COX-2) activity is a promising effective approach in cancer chemoprevention, and HEW prominently suppressed COX-2 protein expression in HepG2 cells. Furthermore, HEW showed anti-inflammatory activity by modulating inflammatory mediators such as nitric oxide (NO), inducible NO synthase, tumor necrosis factor-${\alpha}$, interleukin-$1{\beta}$, and the transcription factor, nuclear factor-${\kappa}B$, in lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 cells. These results suggest that H. erinaceus possessed anti-tumor and anti-inflammatory effects via the modulation of Nrf2/ARE and inflammatory signaling pathways, and may therefore have potential use as a natural chemopreventive agent.

• 한국작물학회지
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• 제65권4호
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• pp.365-376
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• 2020

미성숙배를 이용한 조직배양은 높은 재분화율로 인하여 밀 형질전환에 적용하기 위한 가장 좋은 방법이지만 매우 한정적인 수집시기와 생육조건으로 인해 이용하기 위한 시간의 제한과 많은 노동력이 집약되어있다. 따라서 안정적이고 지속적인 미성숙배 수집을 위해 스피드 브리딩 조건을 이용하여 출수가 촉진된 밀 이삭을 이용한 미성숙배 조직배양의 효율을 검정하였고, 연구결과는 다음과 같다. 1. 스피드 브리딩 조건의 출수기는 정상조건과 비교하여 36일에서 54일까지 단축되었으며, 개화 후 11일 된 영과에서 수집된 미성숙배 조직배양의 재분화율과 소식물체 출현 비율은 정상조건과 비교하여 유의한 차이가 없다는 것을 확인하였다. 2. 두 배양 조건에서 항산화 효소 활성 분석 결과 차이가 나타나지 않았으며, 연관 표지 유전자 발현 검정을 통하여 일장과 세포분열과의 관계를 검정하여 스피드 브리딩 조건에서 수집된 이삭의 안정성을 검정하였다. 3. 본 연구 결과는 스피드 브리딩 조건을 활용한 미성숙배 조직배양에 활용될 것이며 관련 유전자 발현 및 항산화 활성 검정 결과를 통해 검증된 안정적 미성숙배는 밀 형질전환 기술 개발에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 환경생물
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• 제41권1호
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• pp.41-53
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• 2023

식품첨가제로 주로 사용되는 이산화타이타늄 혼합물인 최근 E171은 체내 축적 및 유전 독성을 야기할 수 있다는 사실이 입증되어, 현재 규정 개정을 통해 E171의 식품첨가물 사용이 제한되고 있다. 그러나, 현재까지 E171의 인체 위해성 연구는 많이 진행된 반면, E171의 환경생물에 미치는 독성 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 최근 우려되는 잠재적 독성물질인 E171의 환경적 위해성을 파악하기 위해 수생태계를 대표하는 물벼룩(Daphnia magna)과 제브라피쉬(Danio rerio)를 대상으로 나노물질의 특성을 반영한 최신 표준문건을 활용하여 기존 시험법의 한계점을 보완한 최적의 독성시험을 수행하였다. 독성시험 결과, 실제 환경적 현실성을 고려한 농도범위의 E171에 노출된 물벼룩에서 유영저해가 발생했지만, 어류의 경우 치사나 이상행동개체가 관찰되지 않았다. 그러나, 산화스트레스 관련 분자생물학적 분석 결과, E171이 물벼룩과 어류에 모두 산화스트레스를 유발하여 이의 방어작용으로 항산화효소의 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 다만, 항산화효소 관련 유전자의 발현 여부는 생물종에 따라 차이가 존재하였다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 E171은 실제 환경적 현실성을 고려한 농도에서 수생물에 산화스트레스를 유도할 수 있으나, 생물체의 종류에 따라 가시적인 독성의 정도와 산화스트레스 관련 유전자 발현에 차이가 존재함을 확인하였다. 본 연구는 기존 시험법의 한계점을 보안한 최적의 독성시험을 통해 E171이 수생물에 미치는 위험성을 확인하였으며, 이 결과는 E171의 환경 위해성 평가를 위한 과학적 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2010년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.14-14
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• 2010

Vitamin C (ascorbic acid) is an essential component for collagen biosynthesis and also for the proper functioning of the cardiovascular system in humans. Unlike most of the animals, humans lack the ability to synthesize ascorbic acid on their own due to a mutation in the gene encoding the last enzyme of ascorbate biosynthesis. As a result, vitamin C must be obtained from dietary sources like plants. In this study, we have developed two different kinds of transgenic potato plants (Solanumtuberosum L. cv. Taedong Valley) overexpressing strawberry GalUR and mouse GLoase gene under the control of CaMV 35S promoter with increased ascorbic acid levels. Integration of the these genes in the plant genome was confirmed by PCR and Southern blotting. Ascorbic acid(AsA) levels in transgenic tubers were determined by high-performance liquid chromatography(HPLC). The over-expression of these genes resulted in 2-4 folds increase in AsA intransgenic potato and the levels of AsA were positively correlated with increased geneactivity. The transgenic lines with enhanced vitamin C content showed enhanced tolerance to abiotic stresses induced by methyl viologen(MV), NaCl or mannitol as compared to untransformed control plants. The leaf disc senescence assay showed better tolerance in transgenic lines by retaining higher chlorophyll as compared to the untransformed control plants. Present study demonstrated that the over-expression of these gene enhanced the level of AsA in potato tubers and these transgenics performed better under different abiotic stresses as compared to untransformed control. We have also investigated the mechanism of the abiotic stress tolerance upon enhancing the level of the ascorbate in transgenic potato. The transgenic potato plants overexpressing GalUR gene with enhanced accumulation of ascorbate were investigated to analyze the antioxidants activity of enzymes involved in the ascorbate-glutathione cycle and their tolerance mechanism against different abiotic stresses under invitro conditions. Transformed potato tubers subjected to various abiotic stresses induced by methyl viologen, sodium chloride and zinc chloride showed significant increase in the activities of superoxide dismutase(SOD, EC 1.15.1.1), catalase, enzymes of ascorbate-glutathione cycle enzymes such as ascorbate peroxidase(APX, EC 1.11.1.11), dehydroascorbate reductase(DHAR, EC 1.8.5.1), and glutathione reductase(GR, EC 1.8.1.7) as well as the levels of ascorbate, GSH and proline when compared to the untransformed tubers. The increased enzyme activities correlated with their mRNA transcript accumulation in the stressed transgenic tubers. Pronounced differences in redox status were also observed in stressed transgenic potato tubers that showed more tolerance to abiotic stresses when compared to untransformed tubers. From the present study, it is evident that improved to lerance against abiotic stresses in transgenic tubers is due to the increased activity of enzymes involved in the antioxidant system together with enhanced ascorbate accumulated in transformed tubers when compared to untransformed tubers. At moment we also investigating the role of enhanced reduced glutathione level for the maintenance of the methylglyoxal level as it is evident that methylglyoxal is a potent cytotoxic compound produced under the abiotic stress and the maintenance of the methylglyoxal level is important to survive the plant under stress conditions.

• 대한화장품학회지
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• 제33권1호
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• pp.53-60
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• 2007

테린 계열의 화합물은 생체 내에 존재하여 여러 가지 효소들의 cofactor로써의 역할을 담당하며, 활성 산소에 대하여 제거 작용을 갖는 비단백질 화합물로서 널리 알려져 있다. 테린 계열의 화합물은 (6R)-5,6,7,8-tetrahydrobiopterin (이하 $6-BH_4$)인 완전히 환원된 형태로 활성을 가지며 공기에 노출되었을 경우 쉽게 산화 형태로 전환된다. $6-BH_4$의 결핍 증상으로서 정신 질환관련된 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 우울증 등의 증상이 있으며, 피부 질환으로는 백반증이 있다. 최근에는 $6-BH_4$의 멜라닌합성 저해와 관련된 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 $6-BH_4$와 유도체인 (6R)-5-methyl-5,6,7,8-tetrahydrobiopterin (이하 methyl-$BH_4$)의 항산화 효능과 미백 효능 및 자외선 손상 방어 효능에 관한 연구를 수행하였다. 테린 화합물의 DPPH 라디칼소거능 평가 결과 항산화 표준 물질인 quercetin과 유사한 효능을 갖는 항산화 물질임을 확인하였으며, 피부 세포주에서의 세포독성이 없는 안전한 물질임을 확인하였다. 또한 미백 효능을 평가하기 위하여 효소 수준에서의 tyrosinase 활성 저해능과 세포수준에서의 tyrosinase, TRP-1단백질의 발현 저해 효능을 확인하였다. in vivo에서의 미백 효능 평가 결과 역시 증류수 처리군과 비교시 테린 화합물 처리군에서 멜라닌 수치가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 테린 화합물의 또 다른 효능으로서 항산화효능을 기반으로 하는 자외선 손상 방어 효능을 평가한 결과, 자외선에 의해 유도되는 cytokines의 발현양을 감소시켰으며, 멜라닌의 합성을 저해하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 테린 화합물의 화장료적 특성을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1404-1408
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• 2013

본 연구에서는 마우스 췌장의 선포세포(primary acinar cell)에서 에탄올에 의해 유도된 염증성 손상에 미치는 녹차의 생리활성 물질인 EGCG의 효과를 췌장분비 효소의 활성과 선포세포에서의 기능 회복 관련 마크로 알려진 유전자들(AMPK, RKIP 및 Reg1)의 발현 조절 측면에서 조사하였다. 대조군에 비해 에탄올이 처리된 세포에서는 ${\alpha}$-amylase와 chymotrypsin의 활성이 증가되었지만, EGCG 처리에 의하여 그들 활성이 유의적으로 감소하였다. 세포 생존 및 보호와 관련 있는 AMPK 인산화 수준은 에탄올 단독 처리시 그 발현이 감소하였지만, EGCG 처리에 의하여 유의적으로 회복되었다. 세포 사멸과 세포독성 조절과 연관이 있는 RKIP 또한 그 발현 경향이 AMPK인산화 변화의 정도와 유사하였다. 또한 베타세포 재생에 관여하는 Reg1 발현은 에탄올이 처리된 선포세포에 EGCG를 처리하였을 경우 그 발현량이 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과들을 종합하여, 항산화성 폴리페놀인 EGCG는 알코올성 췌장염으로 인한 세포의 손상이나 당뇨병 예방과 회복에 치료적 효과를 가질 수 있다고 제안한다.

• 한국가금학회지
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• 제36권1호
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• pp.39-45
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• 2009

가시오갈피 및 두충과 같은 천연 생리활성 사료 첨가제를 사료와 함께 급여하여 지방, 근육, 항산화 효소 등과 관련된 유전자의 발현을 분석하여 생리활성 물질에 의한 육계의 영향을 분자생물학적 측면에서 접근해 보고자 본 연구를 실시하게 되었다. 본 연구는 육계 Ross종 수컷을 5처리 8반복, 반복당 4수씩을 4일령에 완전 임의 배치하였으며, 시험 사료에 가시오갈피와 두충을 0%(대조구), 0.5%, 1% 수준으로 각각 첨가하여 35일령까지 자유 급여를 실시하고 시험 종료일에 근육과 간의 조직을 취하여 RNA를 분리한 후 분석에 이용하였다. 천연물 첨가에 따른 증체, 사료 섭취량 및 사료 요구율의 사양 성적 결과, 사료 요구율을 제외한 사양 성적에 큰 영향을 미치지 않았다. 근육 및 지방 합성 관련 유전자의 발현을 분석한 결과, 지방 합성 관련 유전자 FAS는 처리간에 차이가 없었으나, 전사인자인 $PPAR{\gamma}$의 유전자 발현은 두충 처리구에서 높은 발현을 보였으나, 대조구와 가시오갈피와는 차이가 없었다. 근육 관련 유전자 MyoD와 Myogenin의 발현을 분석한 결과, Myogenin은 모든 처리구에서 대조구에 비해 높은 발현율을 보였으며, MyoD 또한 대조구에 비해 높은 발현율을 보였으나 가시오갈피에 비하여 두충이 이 유전자의 발현을 더 유도하는 것으로 나타났다. 항산화 효소 유전자(GST, CAT, SOD, GPX)의 발현을 측정한 결과, 대체적으로 대조구와 큰 차이가 없었으나 두충의 1% 사료내 첨가는 항산화 효소 중 SOD와 GPX의 활성을 증진시켰다. 이상의 결과로부터 육계에 가시오갈피와 두충의 급여는 생산 능력에 큰 영향을 미치지 않으면서 근육 성장에 긍정적으로 작용하여 산화적 스트레스도 감소(SOD, GPX)시키는 효과가 있는 것으로 사료된다.