• Reproductive and Developmental Biology
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• 제37권2호
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• pp.65-73
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• 2013

The objective of this study was to examine the effects of high concentrations of glucose on porcine parthenotes developing in vitro. Addition of 55 mM glucose to the culture medium of embryos at the four-cell-stage significantly inhibited blastocyst formation, resulting in fewer cells in blastocyst-stage embryos and increased levels of apoptosis and autophagy compared to control. Quantitative reverse transcriptase (RT) PCR analysis revealed that the expression of pro-apoptotic genes (Caspase 3, Bax and Bak) and autophagy genes (Atg6 and Atg8/Lc3) were increased significantly by the addition of 55 mM glucose to the culture medium compared to control. MitoTracker Green fluorescence revealed a decrease in the overall mitochondrial mass compared to control. However, the addition of 55 mM glucose had no effect on mRNA expression of the nuclear DNA-encoded mitochondrial-related genes, cytochrome oxidase (Cox) 5a, Cox5b and Cox6b1. These results suggest that hyperglycemia reduced the mitochondrial content of porcine embryos developing in vitro and that this may hinder embryonic development to the blastocyst stage and embryo quality by increasing apoptosis and autophagy in these embryos.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권1호
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• pp.91-101
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• 2020

이 연구는 비만이 심장 조직에서 자가포식 관련 단백질 발현에 미치는 영향을 확인하기 위해 고지방 식이(20주)를 통해 비만을 유도한 후 8주간의 트레드밀 운동을 실시하고, 자가포식의 유도, 형성 그리고 자가포식포와 라이소좀 융합단계를 조절하는 단백질의 발현을 확인하였다. 실험동물(SD rat)은 20주간의 고지방식이(탄수화물: 20%, 지방: 60%, 단백질: 20%)를 통해 비만을 유도하였으며, 8주간의 트레드밀 운동(주 5일, 하루 30분, 5분; 8m/min, 5분; 11m/min, 20분; 14m/min)을 실시하였다. 집단 구분은 정상식이 비교군(n=10), 고지방식이 비교군(n=10), 고지방식이 운동군(n=10)으로 구분하였다. 8주간의 트레드밀 운동 실시 전과 후에 경구당부하검사를 실시하여 곡선 하 면적(area under the curve; AUC)을 산출하였으며, 공복시 인슐린 농도와 포도당 농도를 통해 인슐린 저항성 지표인 HOMA-IR과 체중 당 복부지방량(abdominal visceral fat/Body weight; AVF/BW)를 산출하여 비교하였다. 또한 심장 조직에서 자가포식 관련 단백질을 분석하여 운동 트레이닝의 효과를 검증하였다. 장기간의 고지방식이를 통해 HFD-CON 그룹에서는 비만이 유도되었으며, ND-CON 그룹에 비해 체중, AUC, HOMA-IR, AVF/BW가 증가되는 것으로 나타났다. 하지만 8주간의 트레드밀 운동을 실시한 HFD-TE 그룹에서는 AUC, HOMA-IR, AVF/BW가 개선되는 것으로 나타났다. 체중의 경우, 감소되는 경향은 있었지만, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 자가포식 유도에 관여하는 mTOR와 AMPK는 비만상황에서 모두 감소되었지만, 운동을 통해 증가되는 것으로 나타났다. 자가포식 형성에 관련된 Beclin-1, BNIP3, ATG-7, p62, LC3는 비만상황에서 모두 증가하는 것으로 나타났으며, 운동을 통해 감소되는 것으로 나타났다. 자기포식포와 라이소좀 융합단계 조절하는 Cathepsin L과 LAMP2는 비만상황에서 모두 감소되었으며, 운동을 통해 증가하는 것으로 나타났다. 트레드밀 운동과 같은 신체활동은 대사성 질환에서 나타나는 병리학적 현상을 개선하고 자가포식 과정을 정상적으로 유도하는 것으로 나타났다. 따라서 트레드밀 운동이 심장 관련 질환의 예방 및 치료에 있어 일차적으로 고려해야할 필요성이 있다고 제안한다.

• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.102-111
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• 2016

본 연구의 목적은 BrDSR(Drought Stress Resistance in B. rapa) 유전자의 기능을 명확히 밝히고, 배추에서 건조 스트레스 반응 유전자들을 분석하는데 있다. 내혼계배추('CT001')와 BrDSR 완전장(438bp의 오픈리딩프레임)을 지닌 pSL100 vector를 재료로 아그로박테리아를 이용한 배추 형질전환을 수행하였다. PCR 분석을 통해 4개체의 형질전환체를 확보하였고, 이들의 BrDSR 발현량은 건조 스트레스 조건에서 비형질전환체 대비 약 1.9-3.4배 정도 더 큰 것으로 분석되었다. 또한 표현형 분석에서도 BrDSR이 과발현된 형질전환체들은 건조 스트레스에 저항성을 보이며 정상적인 생장을 하였다. 기 구축된 건조 스트레스 반응 유전자의 상호발현 네트워크를 기반으로 BrDSR과 밀접한 관련이 있는 유전자들을 분석하기 위해 B. rapa 135K cDNA microarray 데이터를 분석하였다. 그 결과, 환경 스트레스와 관련하여 식물체에서 잎의 노화와 자가소화에 관련된 것으로 보고된 'dark inducible 2(DIN2, AT3G60140)'와 'autophagy 8h(ATG8H, AT3G06420)' 유전자가 확인되었다. 위 결과들을 근거로 BrDSR 유전자는 건조 스트레스에 대한 저항성 향상에 중요한 역할을 할 것으로 판단되었다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제37권4호
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• pp.269-279
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• 2013

Low efficiency of somatic cell nuclear transfer (SCNT) is attributed to incomplete reprogramming of transfered nuclei into oocytes. Trichostatin A (TSA), histone deacetylase inhibitor and 5-aza-2'deoxycytidine (5-aza-dC), DNA methylation inhibitor has been used to enhance nuclear reprogramming following SCNT. However, it was not known molecular mechanism by which TSA and 5-aza-dC improve preimplantation embryo and fetal development following SCNT. The present study investigates embryo viability and gene expression of cloned porcine preimplantation embryos in the presence and absence of TSA and 5-aza-dC as compared to embryos produced by parthenogenetic activation. Our results indicated that TSA treatment significantly improved development. However 5-aza-dC did not improve development. Presence of TSA and 5-aza-dC significantly improved total cell number, and also decreased the apoptotic and autophagic index. Three apoptotic-related genes, Bak, Bcl-xL, and Caspase 3 (Casp3), and three autophagic-related genes, ATG6, ATG8, and lysosomal-associated membrane protein 2 (LAMP2), were measured by real time RT-PCR. TSA and 5-aza-dC treatment resulted in high expression of anti-apoptotic gene Bcl-xL and low pro-apoptotic gene Bak expression compared to untreated NT embryos or parthenotes. Furthermore, LC3 protein expression was lower in NT-TSA and NT-5-aza-dC embryos than those of NT and parthenotes. In addition, TSA and 5-aza-dC treated embryos displayed a global acetylated histone H3 at lysine 9 and methylated DNA H3 at lysine 9 profile similar to the parthenogenetic blastocysts. Finally, we determined that several DNA methyltransferase genes Dnmt1, Dnmt3a and Dnmt3b. NT blastocysts showed higher levels Dnmt1 than those of the TSA and 5-aza-dC blastocysts. Dnmt3a is lower in 5-aza-dC than NT, NTTSA and parthenotes. However, Dnmt3b is higher in 5-aza-dC than NT and NTTSA. These results suggest that TSA and 5-aza-dC positively regulates nuclear reprogramming which result in modulation of apoptosis and autophagy related gene expression and then reduce apoptosis and autophagy. In addition, TSA and 5-aza-dC affects the acetylated and methylated status of the H3K9.