• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제3권1호
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• pp.87-93
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• 1999

생쥐 정자의 수정능력획득과 첨체반응에 작용하는 $Na^{+}$/H$^{+}$ antiporter의 역할을 조사하고자 하였다. $Na^{+}$/H$^{+}$ antiporter를 특이적으로 억제하는 dimethyl amiloride는 정자의 자발적인 첨체반응을 농도 의존적으로 억제한 반면 난포액 및 calcium ionophore인 A23l87에 의해 유도된 첨체반응은 억제하지 못하였다. 이러한 결과는 정자내 $Na^{+}$/H$^{+}$ antiporter에 의한 1가이온의 출입과 이에 따른 세포질내 pH 조절이 정자의 수정능력 획득과 자발적인 첨체반응에 조절요인으로 작용함을 암시한다. 수정능력을 획득한 정자에서 난포액 등의 agonist 또는 A23l87에 의해 유도되는 첨체반응은 $Na^{+}$/H$^{+}$ antiporter와는 무관하게 진행되는 것으로 사료된다.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제4권1호
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• pp.15-21
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• 2010

The over-expression of Arabidopsis CAX1 and CAX2 causes transgenic tomato plants to reveal severe $Ca^{2+}$ deficiency-like symptoms such as tip-burn and/or blossom end rot, despite there being sufficient $Ca^{2+}$ in each plant part. To correct the symptoms and to moderately enhance the calcium level, a worldwide vegetable tomato was genetically engineered using a modified Arabidopsis cation/$H^+$ antiporter sCAX2A, a mutant form of Arabidopsis CAX2. Compared with the wild-type, the sCAX2A-expressing tomato plants demonstrated elevated $Ca^{2+}$ levels in the fruits with almost no changes in the levels of $Mn^{2+}$, $Cu^{2+}$, and $Fe^{2+}$. Moreover, expression of sCAX2A in tomato plants did not show any significant alterations in their morphological phenotypes. Unlike 35S::sCAX1 construct, sCAX2A antiporter gene driven by 35S promoter can be a valuable tool for enriching $Ca^{2+}$ contents in the tomato fruit without additional accumulation of the undesirable cations.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제6권1호
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• pp.21-26
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• 2002

Effects of cadmium (Cd) intoxication on renal endosomal accumulation of organic cations $(OC^+)$ were studied in rats using $^{14}C-tetraethylammnium$ (TEA) as a substrate. Cd intoxication was induced by s.c. injections of 2 mg Cd/kg/day for $2{\sim}3$ weeks. Renal cortical endosomes were isolated and the endosomal acidification (acridine orange fluorescence change) and TEA uptake (Millipore filtration technique) were assessed. The TEA uptake was an uphill transport mediated by $H^+/OC^+$ antiporter driven by the pH gradient established by $H^+-ATPase.$ In endosomes of Cd-intoxicated rats, the ATP-dependent TEA uptake was markedly attenuated due to inhibition of endosomal acidification as well as $H^+/TEA$ antiport. In kinetic analysis of $H^+/TEA$ antiport, Vmax was reduced and Km was increased in the Cd group. Inhibition of $H^+/TEA$ antiport was also observed in normal endosomes directly exposed to free Cd (but not Cd-metallothionein complex, CdMt) in vitro. These data suggest that during chronic Cd exposure, free Cd ions liberated by lysosomal degradation of CdMt in proximal tubule cells may impair the endosomal accumulation of $OC^+$ by directly inhibiting the $H^+/OC^+$ antiporter activity and indirectly by reducing the intravesicular acidification, the driving force for $H^+/OC^+$ exchange.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제25권4호
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• pp.441-451
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• 2017

Imperatorin, a major bioactive furanocoumarin with multifunctions, can be used for treating neurodegenerative diseases. In this study, we investigated the characteristics of imperatorin transport in the brain. Experiments of the present study were designed to study imperatorin transport across the blood-brain barrier both in vivo and in vitro. In vivo study was performed in rats using single intravenous injection and in situ carotid artery perfusion technique. Conditionally immortalized rat brain capillary endothelial cells were as an in vitro model of blood-brain barrier to examine the transport mechanism of imperatorin. Brain distribution volume of imperatorin was about 6 fold greater than that of sucrose, suggesting that the transport of imperatorin was through the blood-brain barrier in physiological state. Both in vivo and in vitro imperatorin transport studies demonstrated that imperatorin could be transported in a concentration-dependent manner with high affinity. Imperatorin uptake was dependent on proton gradient in an opposite direction. It was significantly reduced by pretreatment with sodium azide. However, its uptake was not inhibited by replacing extracellular sodium with potassium or N-methylglucamine. The uptake of imperatorin was inhibited by various cationic compounds, but not inhibited by TEA, choline and organic anion substances. Transfection of plasma membrane monoamine transporter, organic cation transporter 2 and organic cation/carnitine transporter 2/1 siRNA failed to alter imperatorin transport in brain capillary endothelial cells. Especially, tramadol, clonidine and pyrilamine inhibited the uptake of [$^3H$]imperatorin competitively. Therefore, imperatorin is actively transported from blood to brain across the blood-brain barrier by passive and carrier-mediated transporter.

• 한국자원식물학회지
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• 제21권5호
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• pp.388-394
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• 2008

Arabidopsis thaliana $Ca^{2+}/H^+$ 수송체 유전자인 CAX 1(cation exchanger 1)이 도입된 벼 형질전환체에 대한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. Agrobacterium 이용 형질전환 CAX 1 벼 $T_5$ 세대를 대상으로 CAX 1밴드가 도입되었음을 확인하였다. 농업적인 특징인 수장, 수수 및 간장은 모품종(일품)과 유사하였으며, 종자의 칼슘 함량도 높았다. 미립의 크기와 천립중은 모품종보다 약간 크나 거의 일치하고, 저온저항성과 도열병에 대한 내병성이 나타났다. $T_5$ 세대에서 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 3 계통을 선발하였다. 앞으로 $T_6$ 세대에 대한 특성조사를 거쳐 $Ca^{2+}$ 함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 칼슘과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용되어 질 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국작물학회지
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• 제54권4호
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• pp.375-383
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• 2009

CAX1 유전자가 도입된 형질전환 벼는 T3 세대까지 34계통을 모식물인 일품벼와 공시하였고, 그 외 종자 내 칼슘함량 조사를 비롯한 5가지 실험에서 이전에 실시한 Southern 분석 결과 CAX1 prove의 band 양상이 뚜렷이 나타난 7계 통(T-14, T-15, T-17, T-18, T-19, T-20, T-24)을 $T_4{\sim}T_6$ 계통에서 공시하였다. 앞으로 $T_7$ 세대에 대한 특성조사를 거쳐 $Ca^{2+}$함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 칼슘과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용뿐만 아니라 농산물의 품질 고급화 및 안정성 향상 그리고 병충해에 의한 농작물 피해를 줄일 수 있는 효과를 가져 오고자 수행한 결과는 다음과 같다. $T_4$ 세대에서 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 5 계통을 선발하여 $T_6$세대까지 농업적인 생육 안정성(수장, 수수, 간장)은 15, 17, 18, 24 계통들은 출수기가 모품종인 일품벼와 비슷한 경향이었고 14, 19, 20계통들은 일품벼보다 6~11일까지 늦어지는 경향이었다. 형질전환체 7 계통의 간장을 조사한 결과 14 계통을 제외하고는 대부분 모품종인 일품벼와 유사하게 나타났다. CAX1 형질전환체인 $T_5{\sim}T_6$세대에서 병저항성은 일품 모품종보다 벼도열병(blast)과 벼잎집무늬마름병(sheath blight)의 방제가가 낮게 나왔으며, 벼도열병은 2 년간 모두 모품종에 대비해 T-14, 17, 18, 19, 20은 방제가가 높게 나타나 병저항성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 벼잎집무늬마름병은 T-14, 19, 20, 24 계통이 방제가가 높게 나타났으며, 벼도열병과 벼잎집무늬마름병 모두 방제가가 높은 계통은 T-14, 19, 20 으로 조사되었다. 저온처리 된 벼의 초장 조사에서 각각 온실과 $17^{\circ}C$의 두 조건에 있어서 온실에서의 초장 조사와 생존 개체수를 대비해 볼 때 일품벼와 형질전환체 모두 정상적인 발육상태를 보였으나, 저온조건에서 초장 조사는 일품벼에 비해 $T_6$-19을 제외한 형질전환 계통들이 양호하였으며 $T_6$-18, 24 계통은 내한성 품종인 상주벼와 유사하거나 조금 차이가 났다. 종자내의 캄슘함량을 분석하기 위하여 $T_3{\sim}T_7$ 종자를 이용하여 얻어진 결과는 $T_3$ 종자에서 452.2~1,376.2%로 칼슘함량이 증가되었고 분자 marker에 의해 선발하여 된 T7종자까지 분석한바 13.4~68.0%로 나타남을 확인할 수 있었다.