• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.234-240
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• 2008

매향' 딸기의 안토시아닌 생합성은 개화 후 26일째 시작되어 과실의 성숙기 동안 계속된다. 딸기로부터 안토시아닌의 생합성에 관여하는 주요 유전자를 분리하였다. 각각의 유전자에 대해, 다양한 식물체의 유사 유전자의 염기서열을 비교하여 PCR (polymerase chain reaciton) primer를 제작하였다. 숙기의 딸기에서 분리된 total RNA로부터 합성된 CDNA와 각 primer를 이용하여 RT (reverse transcriptase)-PCR을 수행하였다. 각 CDNA clone의 염기서열을 작성하여 분석한 결과, 이들은 안토시아닌 생합성에 관여하는 phenylalanine ammonia lyase (PAL), 4-cummarate CoA ligase (4CL), chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavanone-3-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol 4-reductase (DFR), anthocyanidine synthase (ANS) 그리고 UDP-glucose:flavonoid-3-O-glucosyltransferase (UFGT) 효소에 해당되었다. Northern blot 분석 결과, 이들 유전자는 과실 발달과정에서 시기적으로 조절되었다. 특히 PAL을 제외한 모든 유전자는 과실에서만 주로 발현되었다. PAL, DFR 그리고 ANS유전자는 과실 초기 발달 단계인 개화 후 10일에 검출된 후 감소하다가, 22일에 다시 증가하기 시작하여 34일에 최대가 되었다. 한편, 다른 유전자들은 초기에는 발현되지 않다가, 안토시아닌이 축적되기 시작하는 개화 후 $22{\sim}30$일에 처음으로 검출되었다. 본 연구를 통해, 딸기 과실 발달과정에서 안토시아닌 생합성 과정에 관여하는 여러 유전자가 과실 숙기에 함께 조절되는 현상을 알 수 있다. 이러한 연구 결과는 안토시아닌 합성과정을 제어하는 조절 유전자가 존재한다는 것을 시사한다. 그리고 딸기의 안토시아닌 생합성 유전자의 발현패턴을 크게 두 가지로 나눌 수 있는 것으로 보아, 딸기의 안토시아닌 생합성에는 적어도 두 가지 서로 다른 조절 기작이 관여하여 색소 발달 과정을 제어할 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제30권1호
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• pp.45-57
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• 2020

동물의 근섬유는 배아기와 태아기를 거치며 형성하게 되며 출생 후에는 상처 치유를 위한 것 외에 근섬유 수를 늘리는 순수한 근섬유 형성은 없으며, 이미 존재하고 있는 근섬유의 비대로 근육의 성장이 이뤄진다. 따라서 태아기의 근육의 성장과 발달이 성체의 근육량 및 조성에 미치는 영향이 매우 크며 이 시기에 발현되는 유전자 및 기능을 구명하는 것은 최종적으로 육질, 육량에 개선시키기 위한기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 하지만 한우에서의 연구는 전무한 실정이다. 본 연구는한우 태아기 성장 단계별 근육의 성장과 발달에 관여하는 유전자를 찾기 위한 전사체 분석을 수행하였다. 한우 태아기 6, 9개월령 등심 조직 시료에서 생산한 전사체 자료를 대상으로 DESeq2와 edgeR을 활용하여 성장단계별 유전자의 발현량을 분석하여 차등발현유전자군을 추출했으며, 2개 소프트웨어서 공통적으로 추출된 유전자군(6개월령 특이 발현 유전자 913개, 9개월령 특이 발현 유전자 233개)을 차등발현유전자로 구명 하였다. 차등발현유전자군으로 분류하였다. 차등발현유전자군을 활용하여공발현 유전자 네트워크 분석을 구성하였으며, 유사한 발현 양상을 보이는 유전자들을 그룹화하여 6개월령 특이 발현 유전자군 5개, 9개월령 특이 발현 유전자군 2개의 모듈로 분류했다. 각 모듈은 Gene Ontology (GO) 및 KEGG pathway 분석으로 유의한 기능을 확인하였다. 그 결과, 한우 태아기 6, 9개월령 특이 발현 유전자 네트워크 중, 근육과 지방생성 대사회로와 관련된 2개의 모듈에 대해 네트워크 내에 허브 유전자를 선정할 수 있었다. STRING을 활용하여 단백질 상호작용 네트워크를 구성하고, MCC (maximal clique centrality) 점수를 활용하여 상위 10%의 유전자들을 공발현 분석의 모듈내 허브 유전자로 선정하였다. 그 결과 6개월령 특이 발현 유전자군의 모듈에서는 axin1(AXIN1) 유전자, 9개월령 특이 발현 유전자군 모듈에서는 succinate-CoA ligase ADP-forming beta subunit(SUCLA2) 유전자가 허브 유전자로 확인되었다. AXIN1 유전자는 선행 연구를 통해 6개월령에서 9개월령으로 넘어가면서 근섬유 수의 증식이 억제되고 지방생성이 활발히 이뤄지는 것에 핵심적인 역할을 하는 것으로 추정할 수 있었다. 또한, 시트르산 회로의 중요 요소인 SUCLA2 유전자는 소의 태아기 지방 조직 성장단계에 따라 유전자의 발현이 증가된다는 보고에 따라, 지방 대사와 관련된 유전자임을 알 수 있었다. 추후 한우 태아기 6, 9개월령에 특이적으로 발현된 유전자들을 대상으로 근육 및 지방 형성 관련 기능을 검증하는 후속 연구가 필요할 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권7호
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• pp.1167-1179
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• 2020

Objective: This study was conducted to fathom the underlying mechanisms of nutrition intervention and redox sensitive transcription factors regulated by Antrodia cinnamomea fermented product (FAC) dietary supplementation in broiler chickens. Methods: Four hundreds d-old broilers (41±0.5 g/bird) assigned to 5 groups were examined after consuming control diet, or control diet replaced with 5% wheat bran (WB), 10% WB, 5% FAC, and 10% FAC. Liver mRNA expression of antioxidant, inflammatory and lipid metabolism pathways were analyzed. Prostaglandin E2 (PGE₂) concentration in each group were tested in the chicken peripheral blood mononuclear cells (cPBMCs) of 35-d old broilers to represent the stress level of the chickens. Furthermore, these cells were stimulated with 2,2'-Azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) and lipopolysaccharide (LPS) to evaluate the cell stress tolerance by measuring cell viability and oxidative species. Results: Heme oxygenase-1, glutathione S-transferase, glutamate-cysteine ligase, catalytic subunit, and superoxide dismutase, and nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) that regulates the above antioxidant genes were all up-regulated significantly in FAC groups. Reactive oxygen species modulator protein 1 and NADPH oxygenase 1 were both rather down-regulated in 10% FAC group as comparison with two WB groups. Despite expressing higher level than control group, birds receiving diet containing FAC had significantly lower expression level in nuclear factor-kappa B (NF-κB) and other genes (inducible nitric oxide synthase, tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, nucleotide-binding domain, leucine-richcontaining family, pyrin domain-containing-3, and cyclooxygenase 2) involving in inflammatory pathways. Additionally, except for 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-coenzyme A reductase that showed relatively higher in both groups, the WB, lipoprotein lipase, Acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, fatty acid binding protein, fatty acid desaturase 2 and peroxisome proliferator-activated receptor alpha genes were expressed at higher levels in 10% FAC group. In support of above results, promoted Nrf2 and inhibited NF-κB nuclear translocation in chicken liver were found in FAC containing groups. H₂O₂ and NO levels induced by LPS and AAPH in cPBMCs were compromised in FAC containing diet. In 35-d-old birds, PGE₂ production in cPBMCs was also suppressed by the FAC diet. Conclusion: FAC may promote Nrf2 antioxidant pathway and positively regulate lipid metabolism, both are potential inhibitor of NF-κB inflammatory pathway.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제16권3호
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• pp.197-202
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• 2008

In our previous publication we compared the gene expression profiles on hepatotoxicants exposure to assess the comparability between in vivo and in vitro test systems. We investigated global gene expression from both mouse liver and mouse hepatic cell line treated with thioacetamide (TAA) and identified several common genes. In this study, we selected genes to validate them as potential biomarkers for hepatotoxicity on the relevance of in vitro and in vivo system. Three up-regulated, aquaporin 8 (Aqp8), glutathione peroxidase 1 (Gpx1), succinate-CoA ligase, GDP-forming, alpha subunit (Suclg1) and two down-regulated, DnaJ (Hsp40) homolog subfamily C member 5 (Dnajc5) and tumor protein D52 (Tpd52) genes were tested for their effects in vitro. For characterization of gene function, short interfering RNA (siRNA) for each gene was synthesized and transfected in mouse hepatic cell line, BNL CL.2. Cell viability, mRNA expression level and morphological alterations were investigated. We confirmed siRNA transfection against selected five genes induced down-regulation of respective mRNA expression. siRNA transfection in general decreased cell viability in different degrees and induced morphological changes such as membrane thickening and alterations of intracellular structures. This suggests that these genes could be associated with TAA-induced toxicity. Furthermore, these genes may be used in the investigation of hepatotoxicity for better understanding of its mechanism.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제34권3호
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• pp.143-151
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• 2010

Pluripotency of human embryonic stem cell (hESC) is one of the most valuable ability of hESCs for applying cell therapy field, but also showing side effect, for example teratoma formation. When transplant multipotent stem cell, such as mesnchymal stem cell (MSC) which retains similar differentiation ability, they do not form teratoma in vivo, but there exist limitation of cellular source supply. Accordingly, differentiation of hESC into MSC will be promising cellular source with strong points of both hESC and MSC line. In this study, we described the derivation of MSC like cell population from feeder free cultured hESC (hESC-MSC) using direct differentiation system. Cells population, hESC-MSC and bone marrow derived MSC (BM-MSC) retained similar characteristics in vitro, such as morphology, MSC specific marker expression and differentiation capacity. At the point of differentiation of both cell populations, differentiation rate was slower in hESC-MSC than BM-MSC. As these reason, to verify differentially expressed molecular condition of both cell population which bring out different differentiation rate, we compare the molecular condition of hESC-MSC and BM-MSC using 2-D proteomic analysis tool. In the proteomic analysis, we identified 49 differentially expressed proteins in hESC-MSC and BM-MSC, and they involved in different biological process such as positive regulation of molecular function, biological process, cellular metabolic process, nitrogen compound metabolic process, macromolecule metabolic process, metabolic process, molecular function, and positive regulation of molecular function and regulation of ubiquitin protein ligase activity during mitotic cell cycle, cellular response to stress, and RNA localization. As the related function of differentially expressed proteins, we sought to these proteins were key regulators which contribute to their differentiation rate, developmental process and cell proliferation. Our results suggest that the expressions of these proteins between the hESC-MSC and BM-MSC, could give to us further evidence for hESC differentiation into the mesenchymal stem cell is associated with a differentiation factor. As the initial step to understand fundamental difference of hESC-MSC and BM-MSC, we sought to investigate different protein expression profile. And the grafting of hESC differentiation into MSC and their comparative proteomic analysis will be positively contribute to cell therapy without cellular source limitation, also with exact background of their molecular condition.