• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 1998년도 제4차 학술발표대회 및 정기총회
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• pp.32-33
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• 1998

생물체에서 유전외적 변형의 하나인 DNA 메틸화는 cis-acting factor의 조성변화를 통하여 세포특이 유전자의 발현과 virus latency, genomic imprinting, mutagenesis등과 같은 생물학적 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.(reviewed by Olle Heby, 1995). 5-azaCR, 5-azaCdR 그리고 6-azaCR의 처리결과는 배아자체의 DNA 메틸화의 유지가 정상발생에 필수적임을 알 수 있으며, 메틸화에 의한 배아발생 조절기작이 존재함을 암시하고 있다. 이러한 과정에서 5-azaCR과 5-azaCdR은 서로다른 경로를 통하여 배아발생에 관여함을 보여주었다. 즉, 5-azaCdR은 주로 DNA에 incorporation되어 작용하는 것으로 여겨지며, 5-azaCR은 DNA 보다는 RNA에 incorporation되어 작용하는 것으로 나타났다. 그리고, 비록 소수의 유전자만이 조사되었지만, 5-azaCdR의 incorporation에 의한 cis-acting factor의 변화는 전사인자인 c-myc proto-oncogene과 fluid 수송에 관여하는 $Na^{+}$, $K^{+}$-ATPase 유전자의 전사를 억제하지 않았다. 반면, 5-azaCR의 RNA로의 incorporation은 전사인자인 c-myc proto-oncogene의 전사를 억제하였으며, 연이어 fluid 수송에 관련되어있는 $Na^{+}$, $K^{+}$-ATPase 유전자의 전사를 억제하였다. 이것은 아마도 RNA로 incorporation된 5-azaCR은 RNA의 post-transcriptional processing에 영향을 주어 trans-acting factor의 조성을 변화, 전사적 repression을 유발한 것으로 사료된다. 생쥐 착상전 초기배아에서 DNA 메틸화는 short-term하게는 cis-acting factor로써 전사적 수준에서 유전자발현 조절하며, 그리고 유전자발현을 통하여 long-term하게는 배아발생에 관여 할 것이라고 사료된다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제32권1호
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• pp.33-38
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• 2008

DNA 메틸화는 조직특이적인 유전자 조절에 관여하고, 정상적인 배 발달에 필수적이다. POU5F1은 octamer-binding transcription factor 4 (Oct-4)를 encode하며, 초기 분화에 중요한 전사인자이다. 본 실험에서 소의 Oct-4가 조직특이적이고 발달의존적인 epigenetic 표지 인지를 검토하고자, 착상 전 수정란에서 Oct-4 전사산물과 상류 promoter 영역의 CpGs의 메틸화를 조사하였다. Oct-4 전사산물은 정자 그리고 2-cell에서 8-cell 수정란까지 낮은 수준으로 존재하지만, 상실배와 배반포에서 높게 검출되었다. 이러한 결과는 배 발달 과정의 상실배 단계에서 Oct-4의 de novo 발현이 시작됨을 의미한다. Oct-4 상류 promoter 영역에는 메틸화 가변 영역 (tissue-dependent differentially methylated region, T-DMR)이 존재한다. Oct-4 메틸화 가변 영역의 메틸화 상태는 정자, 성체 체조직과 난자에서 서로 다르고, 수정란으로부터 배반포 단계까지 변화하였는데, 이는 착상 전 초기 배 발달 과정에 active 메틸화와 탈메틸화가 일어남을 의미한다. 이상의 결과, Oct-4 유전자 상류 promoter 영역은 DNA 메틸화의 타깃이고, 그 메틸화 상태는 소 수정란 발달 동안에 다양하게 변화한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제54권4호
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• pp.359-367
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• 2015

곤충 생리현상의 가소성은 후생유전적 변화와 밀접하게 관련을 지을 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 광식성인 파밤나방(Spodoptera exigua)을 대상으로 상이한 먹이 조건에 따라 이 곤충의 발육과 DNA 메틸화에 영향을 주는 지 분석하였다. 동일한 코호트로 부터 얻은 갓 부화한 유충을 최종령에 이르기까지 세 가지 다른 먹이(대파, 배추, 인공사료)로 섭식 처리하였다. 이 결과 상이한 먹이 조건에 따라 유충발육속도, 용화율 및 우화율에서 뚜렷한 차이를 보였다. 인공사료로 사육된 유충이 가장 빠른 유충발육속도와 높은 용화율 및 우화율을 나타냈다. 반면에 두 자연 기주 가운데는 대파가 배추에 비해 파밤나방 발육에 양호하였다. 이러한 먹이에 따른 변이는 혈림프 단백질 및 혈당에서도 차이가 나타났다. 또한 발육과 연계되었을 것으로 추정되는 인슐린유사펩타이드(SeILP1) 유전자의 발현 정도도 먹이조건에 따라 상이했다. 단일항체를 이용하여 파밤나방 게놈 DNA의 시토신 메틸화를 분석한 결과 이 부위에 DNA 메틸화가 검출되었으며, 메틸화 정도는 먹이 조건에 따라 상이했다. 이 결과들은 동일 집단의 파밤나방이 상이한 먹이 조건에 따라 발육차이를 나타내고 또한 시토신 메틸화에 변이를 보여 이 곤충의 생리적 가소성에 후생유전적 인자가 작용하고 있는 것을 제시한다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권6호
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• pp.634-639
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• 2005

목 적 : 2세 미만의 소아에서는 임상적으로 확실한 증상이 있거나 알레르기 가족력이 있는 것을 제외하고는 실제적으로 아토피 유무를 판별하는 것은 성인에 비해 제한점이 많다. 본 연구에서는 영유아기에 알레르기 질환과 관련된 사이토카인이 유전자 배열에서 발현하는 지를 말초혈액의 Th2 림프구에서 interleukin-4 유전자의 DNA 탈메틸화를 통하여 알아보고자 하였다. 방 법 : 대상은 한양대학교 구리병원 소아알레르기클리닉을 내원한 3세 미만 소아에 대해 소아의 병력과 가족력을 조사하여 family allergy score와 개인력을 기준으로 알레르기질환에 대한 고위험군 7명, 저위험군 8명, 정상 대조군 7명이었다. 이들 모두에서 총 IgE치와 Der f II 특이 IgE를 측정하였고 이들의 말초혈액에서 T세포를 Der f II로 자극하여 배양한 후 DNA 추출을 하여 IL-4 유전자 두 번째 인트론의 CpG 섬에 대한 메틸화 분석을 실시하였다. 결 과 : 정상군에 비해 알레르기 환아군에서 IL4 유전자의 두번째 인트론에 위치한 CpG 섬의 두 부위 모두에서 메틸화 특이 PCR 신호강도가 약하게 나타나는 반면 정상아에서는 118 bp PCR 산물과 205 bp PCR 산물이 모두 강하게 나타나서 메틸화된 것으로 보이며, 저위험군 알레르기 환아에서 최소한 한 부위에서 탈메틸화가 일어났으며 고위험군 알레르기 환아에서는 두 부위 모두에서 탈메틸화가 일어났다. 결 론 : 정상 대조군의 T 세포에서는 IL-4 유전자의 메틸화가 일어나고 알레르기 환아에서 고위험군과 저위험군 모두 정도의 차이는 있으나 메틸화의 소실이 관찰되었다. 이를 이용하여 향후 영유아기에서 아토피 유무를 판별할 수 있는 가능성을 제시하였으나 더 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제7권2호
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• pp.61-68
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• 2003

포유동물의 초기 발생과정 중 접합체가 전능성이나 다능성을 가지기 위해서는 전반적인 DNA 메틸화를 포함하는 후성 유전학적 리프로그래밍의 복잡한 과정을 거쳐야만 한다. 본 연구팀에서는 공여핵의 후성 유전학적 리프로그래밍 과정을 조사하기 위하여 소 복제수정란에서 메틸화 양상을 분석하였다. 복제수정란의 비정상적인 메틸화 양상이 다양한 반복염기서열에서 관찰되었지만 single-copy유전자들의 염기서열은 정상적인 메틸화 양상을 보여주었다. 전반적으로 복제수정란의 전반적인 메틸화 상태는 정상수정란과 완전히 다른 양상을 보여주었다. 또한 복제 배반포의 영양외배엽세포에서 특이적으로 높은 메틸화 수준은 현 복제동물에서 빈번히 나타나는 불완전한 태반형성에 작용할 수 있을 것이다. 결론적으로 복제수정란의 비정상적 발생은 공여핵의 불완전한 후성 유전학적 리프로그래밍에 기인할 수 있다는 사실을 제시하게 되었다. 이러한 공여핵의 후성 유전학적 과정의 이해는 복제수정란의 비정상적 발생을 보다 분명히 밝힐 수 있을 것이다.

• Journal of Genetic Medicine
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• 제6권1호
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• pp.1-7
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• 2009

프로모터 CpG island 과메틸화와 히스톤 변경으로 대변되는 후성유전적 변화는 거의 모든 종류의 암에서 발견되는 중요한 발암기전이다. 인간유전자의 60-70% 가량이 프로모터에 CpG islands를 가지고 있으며, 이 유전자들 중 일부가 과메틸화됨으로써 해당유전자의 발현이 차단되고, 종양억제기능이 소실되어 종양세포의 성장을 촉진하게 된다. 암에는 프로모터 CpG island 과메틸화라는 국소적 변화 이외에, 유전체 전반에 걸친 탈메틸화를 동시에 보이는 경우가 대부분인데, 이러한 유전체 저메틸화는 염색체 불안정성과 밀접한 연관관계가 있다. 국소적 과메틸화와 전반적인 저메틸화라는 이러한 상반된 DNA 메틸화 변화는 암세포뿐만 아니라 그 전단계 병변인 이 형성 병변에서도 관찰된다. 프로모터CpG island 과메틸화는 유전자 발현억제 기전으로서의 중요성뿐만 아니라 종양표지자로서의 중요성이 부각되고 있다. 즉, 정상세포에서는 관찰되지 않으면서 암세포에서만 관찰되는 프로모터 CpG island 과메틸화는 암세포의 바이오마커로서의 가치가 있으며, 이를 이용하여 체액에서 암을 진단하려는 시도들이 이루어지고, 이를 활용한 암의 분자진단방법이 개발되고 있다. 또한 이러한 DNA 메틸화는 암환자의 예후 판정이나 항암치료제의 감수성 결정 등에 활용되고 있다. 본 원고에서는 인체 암세포에서의 DNA 메틸화 변화에 관하여 소개하고자 한다.

• 원예과학기술지
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• 제32권3호
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• pp.366-374
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• 2014

이배체 탱자로부터 자연적으로 발생한 동질 사배체 탱자의 수체 형질 관련 표현형 및 유전체 메틸화 변이 정도를 분석하여 후성 유전의 하나인 유전체 메틸화가 동질 사배체의 표현형 변이의 요인으로 작용할 수 있음을 구명하고자 본 실험을 수행하였다. 이배체 탱자에서 유래된 14주의 사배체 탱자로부터 염색체를 분석하여 이수성이 없는 2n = 4X = 36 식물체로 확인하였다. CMA 핵형 분석 결과 염색체가 배가된 동질 사배체임을 확인할 수 있었다. 동질 사배체에서 수고, 수폭, 원가지 수, 원가지 길이, 분지 각도, 마디 길이, 잎의 특성 등 동질 사배체 수체 표현형에 있어서 상당한 변이가 나타남을 확인하였다. 또한 동질 사배체 광합성률에는 큰 차이는 없었지만, SPAD 값에 의한 엽록소 지수에 있어서도 표현형이 다양하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 그 외에도 기공 밀도와 공변 세포 길이에 있어서 광범위하게 변이가 관찰되는 것을 알 수 있었다. Global cytosine DNA 메틸화를 분석한 결과 개체 간 메틸화 정도에 차이가 존재함을 알 수 있었다. 동질 사배체 탱자 14주의 절반이 이배체 탱자의 메틸화와 비교하였을 때 2배 이상으로 나타난 것을 확인하였다. 본 연구 결과 동질 사배체에서 나타나는 수체형질 변이가 gene redundency를 줄이기 위한 global cytosine DNA 메틸화와 관계될 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1536-1544
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• 2018

우울증은 심각하며 재발하는 흔한 정신질환이다. 우울증은 환경 요인과 유전 요인, 그리고 신경생물학적 체계의 구조 및 기능의 변화로 발병한다. 후성유전학적 변화가 우울증과 관련 된다는 여러 연구들이 보고되었다. 후성 유전은 환경 요인이 크로마틴 구조를 변화시켜 DNA 염기 서열 변화 없이 유전자 발현을 조절하는 기전으로 설명된다. DNA 메틸화와 히스톤 아세틸화 및 메틸화를 포함하고 있는 히스톤 변형이 주요 후성유전기전으로 알려져 있다. 우울증 동물모델연구에서는 생애 초기 스트레스 같은 스트레스 환경이 게놈에 지속적으로 후성유전표지를 남기게 되고 이로 인해 유전자 발현이 변화되고 결국 성체가 되었을 때 신경 기능이나 행동 기능에 영향을 미치게 된다고 설명하고 있다. BDNF는 우울증과 관련된 대표적인 유전자로 알려져 있다. 설치류가 출생 전, 후, 그리고 성체 기간에 스트레스에 노출되면 해마에서 BDNF 유전자의 히스톤 변형과 DNA 메틸화 패턴이 변화되고 이로 인해 BDNF 발현이 변화된다. 이러한 과정은 불안과 우울 행동에도 영향을 미치게 된다. 본 종설에서는 BDNF 유전자의 히스톤 변형 및 DNA 메틸화와 같은 우울증 발병에 관여하는 후성유전기전의 최신 지견에 대해 논의하여 우울증 치료의 새로운 타겟 개발에 도움이 되고자 한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.169.2-169.2
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• 2012

암 관련 유전자를 후성유전학적으로 제어하는 방법에는 miRNA, DNA 메틸화, 그리고 히스톤 단백질의 변형에 의해서 가능하다. 그러나 후성유전학적 방법을 통해서 암 관련 유전자를 제어하기 위해서는 첫째, 한 유전자에 여러 miRNA들에 의해서 조절되기 때문에 선택의 문제가 있으며, 둘째, 암 관련 유전자를 제어하는 DNA 메틸화 패턴이 다양하며, 셋째, 히스톤 단백질의 변형 자체가 다양하며 각 유전자에 대한 히스톤 변형의 특이성이 있다. 따라서 후성유전학 기반 하에서 암 관련 유전자를 제어하기 위해서는 시스템 수준에서의 접근이 바람직하다. 본 연구에서는 암 관련 유전자의 네트워크를 구축하고, 이 네트워크를 기반으로 암 유전자를 제어하는 miRNA에 최우선 순위를 부여하는 방법, 암 유전자의 DNA 메틸화 모티프 패턴을 분석하는 방법, 히스톤 변형과 암 관련유전자의 상관관계를 분석하는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국생활과학회지
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• 제22권1호
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• pp.181-188
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• 2013

노인에게서 두드러지게 나타나고 있는 저근육형 비만은 근육감소를 동반한 체지방의 증가로 신체상의 뚜렷한 체성분의 변화를 야기 시킨다. 이때 골감소증을 동반하여 신체기능의 감소 및 골절장애 그리고 대사성 관련 질환의 위험도가 올라가는 것으로 보고되고 있다. 노화로 인한 체성분의 변화는 단순한 저근육형일 경우와 비만일 때 보다 급격히 증가된 복부내장 지방조직에서 분비되는 염증성 사이토카인, C-반응성 단백질(CRP), 인터루킨(IL)-6, IL-8 및 종양 괴사 인자(TNF-${\alpha}$)들이 단백질 대사를 저해하여 근육량의 감소를 더욱 촉진시키며, 염증관련 대사질환의 유병률에 중요한 요인이다. 본 연구에서는 DNA 메틸화가 당뇨병, 심혈관질환, 암과 같은 만성염증성 질환에 관계하고 있다는 최근 연구 결과를 기초로 하여 항염증 영양소와 생리활성을 갖는 식품인자들의 충분한 섭취가 염증조절에 중요하게 기여할 것으로 생각되며, 또한 염증성 질환의 주요 표식자인 DNA 메틸화와 히스톤 변형을 유발하는 효소의 활성 또는 비 암호화된 RNA의 발현을 조절함으로써 근육량 증가와 체지방 감소에 중요한 역할을 하는 것을 살펴보았다. 따라서 최근 새롭게 인식되는 후생유전학적 연구의 중심에 있는 항염증 영양소의 효과와 체성분 변화와의 긍정적 관계를 중심으로 저근육형 비만의 예방 및 인구고령화에 건강한 노화를 위한 효과적인 방법을 제시하였다.