마우스 악하선 배양세포의 DNA와 단백질 합성 및 epidermal growth factor(EGF) 분비에 미치는 isoproterenol(IPR)의 효과를 조사하였다. 마우스 악하선으로부터 분리되어 배양된 상피형세포의 DNA및 단백질 합성은 IRP에 의해 농도 의존적으로 현저하게 감소하였다. 이와는 달리 IPR처리 1시간 후에 IPR-처리 마우스로부터 얻은 혈청은 악하선 배양세포의 단백질 합성에는 별 영향을 미치지 못하였으나, DNA합성은 현저하게 증가시켰다. IPR에 의한 악하선 세포의 DNA 합성능의 감소는 propranolol에 의해 차단되지 않았으나 ascorbate에 의해서는 회복되었다. 악하선 배양세포의 DNA 및 단백질 합성을 저해한 IPR의 처리에 의해 배양세포의 EGF분비는 현저히 증가되었다. 이상과 같은 결과는 악하선 세포의 DNA 및 단백질 합성에 작용한 IPR의 효과는 beta-adrenoceptor의 흥분에 의한 것이라기 보다는 IPR로부터 유래된 free radical에 의한 세포독성에 기인함을 시사한다. 따라서 IPR의 생체내 투여에 의한 악하선의 비대화를 보고 한 기존의 결과는 IPR이 악하선에 직접 작용하여 유발된 것이 아닌 다른 경로를 통한 간접적인 효과로 판단될 수 있을 것이다.
본 연구는 알킬화제이며 항암항생제인 Mitomycin C(MMC)와 Bleomycin(BLM)이 DNA 복제 및 회복에 미치는 영향을 규명하고, 아울러 MMC에 의한 "유발상해회복"이 포유동물세포에 유발되는지 밝히고자 수행하였다. 이를 위해 자기방사법에 의한 비주기 DNA 합성율과 알카리 유출법에 의한 DNA단사절단율을 측정하였다. CHO세포에 MMC를 제 1차 $(MMC_1)$ 처리한 후 5시간 뒤에 제 2차 $(MMC_2)$로 처리하여 얻은 결과는 다음과 같았다. 1. BLM은 비주기 DNA합성을 매우 적게 유발시켰으며, BLM $5\\mug/ml$의 농도에서 부터 비주기 DNA합성율은 증가를 보이지 않았다. BLM은 처리후 1.5시간까지 DNA합성억제를 보였으며, 1.5시간후 DNA합성율이 증가되었으나, 대조군의 60% 수준까지 회복되었을 뿐이다. 2. MMC에 의해 유발된 비주기 DNA합성은 농도에 따라 비례하였으며, 배양후 시간의 간격에 따라 비례하여 감소하였다. 제 1,2차 MMC를 처리한 세포의 비주기 DNA합성은 제 1차만 처리한 세포의 비주기 DNA합성보다 많았다. 3. 알카리 유출법 결과는 MMC에 의하여 유발된 DNA 단백질 연결로 인한 DNA 단사절단율이 농도에 비례함을 나타내었다. DNA 단백질 연결로 인한 DNA 단사절단율은 배양후의 시간에 비례해서 감소되었다. 이러한 결과는 MMC와 BLM 모두가 DNA 상해제임과 MMC에 의한 DNA 상해 부위의 복제율이 어떠한 유발기작에 의하여 촉진됨을 시사한다.촉진됨을 시사한다.
세포증식에 관한 개체발생의 일주리듬을 검토하기 위하여 부화직후의 병아리 간장 DNA 합성 리듬 및 간 세포증식의 개체발생에 대해서 검토한 결과 포유류에 있어서 DNA 합성 리듬은 이유기 후기에 출현하는데 비하여 조류(병아리)에 있어서 DNA합성 리듬은 부화 12시간후 바로 출현하였고 간장의 DNA 합성 리듬은 사료섭취에 의해 리듬주기가 유지되었다. 한편 DNA 합성 활성은 절식에 의해 감소되었으며 DNA 합성의 리듬변화는 사료섭취에 의해서도 변화하였지만 빛의 조건에 의해서도 많은 영향을 받았다. 이러한 간 DNA 합성은 12시간 늦은 위상에서 유사분열도 동반하였다.
본 연구는 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG) 를 처리한 CHO-K1세포에서 DNA 복제억제와 그 회복과정의 분자론적 기작을 규명할 목적으로 방사선 이중표지에 의한 DNA합성율의 측정, 알카리 자당농도구배 초원심분리법에 의한 DNA 분자량과 후복제 회복율을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DNA 합성율은 2nM 이하의 낮은 농도의 MNNG 처리군에서는 급격히 감소하였으나, 5nM 이상의 농도에서는 그 감소양상이 둔화되었다. 억제되었던 DNA 합성율은 시간경과에 따라 회복되어 처리 후 4시간 째에는 대조군 수준 또는 그 이상으로 회복되었다. MNNG 처리 후 DNA 분자 크기의 분포와 새로 합성된 DNA 분자의 생장양상을 알카리 자당농도구배 초원심분리법으로 조사한 결과 MNNG 처리 후 시간 경과에 따라 새로합성된 DNA 분자들의 크기분포는 1*107 달톤 이하의 DNA 분자들의 합성양이 특이하게 증가하였다가 감소함을 보였다.
Bleomycin에 의해 유발된 DNA 회복합성은 저농도 처리군에서는 농도의 증가에 따라 증가하며 $5\\mu$g/ml 군에서 조사한 전세포의 15%가 회복합성을 하여 최고율을 보인다. 고농도 처리군에서 DNA 회복합성율이 감소하며 처리 시간을 연장해도 그율은 변화가 없다. BUdR이나 IUdR을 전처리한군에서는 DNA회복합성을 증가시키는 것으로 판명됐으며 또한 고동도 처리군에서는 정상적인 DNA 합성을 억제한다. 시간 변화에 따른 실험에서는 처리한 bleomycin을 제거한후 24시간까지 DNA 회복합성이 계속됐다. 이들 결과는 bleomycin이 excision repair를 유발하는 효과적인 화학물질이 아니며, bleomycin에 의해 유발되는 DNA의 손상은 DNA 나선 절단뿐만 아니라 다른 형태의 DNA 손상도 유발함을 추측할수 있다.
Benzopyrene (BP), 7,12-dimehyl benzanthracene (DMBA), nitrosomethyl urea (NUMU) 및 nicotine과 같은 발암성 화학물질들이 바이러스 감염된 vero 세포의 단층 세포 배양에서 I형 단순성포진 바이러스 (HSV-1)의 복제, 세포융해, DNA합성 및 단백질 합성에 미치는 효과를 관찰하였다. 1. BP와 DMBA는 HSV-1의 복제와 세포융해작용을 유의성있게 억제하였으나 nicotine과 NMU는 별로 억제하지 않았다. 2. 모든 발암성 화학물질은 바이러스의 DNA합성을 억제하지 못하였지만 새로 합성되는 후손바이러스 DNA로 부터 표현되는 gamma 단백질의 표현은 BP와 DMBA에 의해서 현저하게 억제되었다. 그러나 모든 발암성 화학물질은 바이러스의 alpha 및 beta 단백질의 합성은 억제하지 못하였다. 이상의 결과로 보아 발암성화학물질이 존재하고 있는 배지내에서 새로 합성되는 바이러스의 DNA로 부터 표현되는 gamma 단백질의 결함이 있음을 알 수가 있었으며 이같은 개념은 발암화학물질의 존재하에서 바이러스의 DNA와 단백질이 거의 정상적으로 합성됨에도 불구하고 바이러스의 복제가 일어나지 않는다는 사실이 뒷받침해주고 있다.
자외선 등에 의한 DNA 합성억제의 회복과정에서의 기작을 규명하기 위하여 자외선에 의하여 억제되었던 DNA 합성이 새로운 replication origin을 사용하는 지를 DNA 복제가 일어나는 장소로 알려진 nuclear matrix와 연관지어서 살펴 보았다. 자외선 조사후 새로 합성된 DNA 분자들의 크기는 시간이 경과하여도 대조군의 DNA 분자들의 크기보다 작았으나 그 성장 양상은 차이가 얼었고, 자외선이 조사된 세포에서 parental DNA의 부가적인 결합이 DNA 합성률의 회복에 필요함을 알 수 있었다. 또한 자외선 상해의 회복과정에서 생기는 알카리 민감성 부위는 RNA linker에 의해 생겨남을 알 수 있었다. 이상의 결과들을 종합하여 보면, 자외선에 의해 pyrimidine dimer가 생기면 첫째로 절제회복에 의해 제거되어지지만, 남아 있는 pyrimidine dimel에 의해서 DNA 복제억제는 여전히 억제되어 있다. DNA 복제억제의 회복은 새로운 복제원점이 활성화되어 nuclear matrix에 결합하여 새로운 DNA 합성이 시작됨으로써 이루어진다. 이때 RNA linker는 복제진행시 DNA 상의 gap으로 생긴 tyopological strain을 제거하는데 이용되어진다.
B. sphaericus의 sporeless ts-D1216 돌연변이체의 유전학적 특성을 방사성 동위원소를 이용하여 DNA의 합성과 RNA의 합성을 측정하였고 일반적 특성을 연구하였다. ts-D1216 돌연변이체의 대수증식기 세포를 3$0^{\circ}C$에서 제한온도 (42$^{\circ}C$)로 이동시켰을 때 RNA의 합성은 4-5시간 정상적으로 합성이 계속 일어났고, DNA의 합성은 60-100분까지는 정상적인 율로 일어나다가 그 후에 결정적으로 감소되었다. 또한, DNA합성이 멈춘후에도 세포수는 증가했고, 4$0^{\circ}C$에서 성장기간이 더 길면 길수록 DNA합성에의 회복능력이 상실되었다.
활발히 생장하고 있는 돼지 태아 선상세포에서. 정상적인 human 세포 배양으로부터 분리된 single-stranded DNA parvovirus KBSH 의 초기 증식 특성을 알아보기 위해, 합성되는 virus의 hemagglutinating(HA) antigen 양과 virus의 d double-stranded replicative form(RF) DNA 합성 속도를 조사하였다virus의 RFDNA 합성이 시작되는 감염 후 15-16 시간 때와 거의 동시에 virus에 감엽된 숙주셔1포의 DNA 합성 속도가 감소하기 시작하였으며, virus의 RF DNA 합성속도 가 최대에 년한 후 간소하시 시작하는 감염 후 24시간 때부터 virus의 HA antigen이 배지상으로 방출되기 시작하였다. 그러고 virus의 RF DNA 복체에는 virus에 감염된 세포에서 감염 후 10-14시간 때에 형성되는 만액섣들이 관여함을 말았다.
이 글에서는 DNA 염기서열의 자가조립 현상을 활용한 다양한 나노구조물의 설계 및 합성 사례를 소개하고 합성된 나노구조물의 동특성을 탄성네트워크모델(Elastic Network Model, 이하 ENM) 기법을 통해 해석해 봄으로써 향후 DNA 기반 나노구조물 합성 및 응용연구의 기반 기술을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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