• 한국해양생명과학회지
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• 제6권2호
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• pp.97-105
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• 2021

꼬막은 해양 어업으로써 아시아 전 지역에 있어서 중요한 수산자원 중 하나이다. 하지만, 공장의 산업화, 해양 환경오염, 그리고 지구 온난화로 인해 해양 어업 생산량이 급격히 떨어졌다. 우리나라 남해안의 주요 수산자원인 꼬막의 유전적 특성을 파악하기 위하여 꼬막의 전장유전체를 해독하고 염색체 서열을 규명하였다. 915.4 Mb의 게놈을 조립하였고, 19개의 염색체 유전자 서열을 식별하였다. 꼬막의 유전체에서 25,134개의 유전자들을 확인하였고, 그 중에 22,745개의 유전자들에 대한 기능을 확인했으며, 4,014개의 유전자들에 대한 KEGG pathway를 분석하였다. 꼬막유전체와 8종의 다른 패류와 비교유전체 분석을 통하여 확장/감소(gene gain and loss) 분석을 수행한 결과, 725개의 유전자군의 확장과 479개의 유전자군의 감소를 확인하였다. 꼬막의 homeobox 유전자 클러스터는 촉수담륜동물 내에서 잘 보존된 유전자 구조를 보였다. 또한, 꼬막은 3개의 hemoglobin 유전자들이 피조개의 hemoglobin과 높은 유사성을 보였다. 꼬막의 전장유전체 정보를 통해 꼬막의 환경 적응과 진화의 유전적 특성과 생리적 특성뿐만 아니라, 꼬막 양식의 효율성을 높이는 양식산업에 널리 이용될 수 있는 유전적 정보를 제공할 것이다.

• Animal Bioscience
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• 제34권10호
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• pp.1579-1589
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• 2021

Objective: This study was conducted to generate single stranded DNA oligonucleotides with selective affinity to bovine spermatozoa, assess its binding potential and explore its potential utility in trapping spermatozoa from suspensions. Methods: A combinatorial library of 94 mer long oligonucleotide was used for systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) with bovine spermatozoa. The amplicons from sixth and seventh rounds of SELEX were sequenced, and the reads were clustered employing cluster database at high identity with tolerance (CD-HIT) and FASTAptamer. The enriched nucleotides were predicted for secondary structures by Mfold, motifs by Multiple Em for Motif Elicitation and 5' labelled with biotin/6-FAM to determine the binding potential and binding pattern. Results: We generated 14.1 and 17.7 million reads from sixth and seventh rounds of SELEX respectively to bovine spermatozoa. The CD-HIT clustered 78,098 and 21,196 reads in the top ten clusters and FASTAptamer identified 2,195 and 4,405 unique sequences in the top three clusters from the sixth and seventh rounds, respectively. The identified oligonucleotides formed secondary structures with delta G values between -1.17 to -26.18 kcal/mol indicating varied stability. Confocal imaging with the oligonucleotides from the seventh round revealed different patterns of binding to bovine spermatozoa (fluorescence of the whole head, spot of fluorescence in head and mid- piece and tail). Use of a 5'-biotin tagged oligonucleotide from the sixth round at 100 pmol with 4×10⁶ spermatozoa could trap almost 80% from the suspension. Conclusion: The binding patterns and ability of the identified oligonucleotides confirms successful optimization of the SELEX process and generation of aptamers to bovine spermatozoa. These oligonucleotides provide a quick approach for selective capture of spermatozoa from complex samples. Future SELEX rounds with X- or Y- enriched sperm suspension will be used to generate oligonucleotides that bind to spermatozoa of a specific sex type.

• 생명과학회지
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• 제24권4호
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• pp.343-351
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• 2014

Phosphoinositide 3-kinase (PI3K)는 항산화 제어반응, 심근세포 성장, 및 세포 내 특수반응 뿐만 아니라 세포분화, 생장, 운동, 식균 및 내항작용, 세포 골격유지에 관여하는 등 세포 신호체계에서 핵심 역할을 하는 효소이다. PI3K는 세 그룹으로 나누어지며 type I PI3K는 leukocyte에서 우선적으로 발현되고 G-proteins의 ${\beta}{\gamma}$ subunits에 의해서 활성화 된다. 본 연구에서는 넙치(Paralichthys olivaceus)의 $PI3K{\gamma}$를 암호화하는 cDNA를 클로닝하였다. 넙치의 $PI3K{\gamma}$는 1,341 bp 염기로 구성되는 한 개의 ORF를 가지며 이 단백질은 447 아미노산으로 구성되어있다. $PI3K{\gamma}$는 zebrafish의 $PI3K{\gamma}$와 89.6%, mouse와는 84.7%, Norway rat와는 84%, human의 $PI3K{\gamma}$와는 74.9%가 아미노산 상동성을 나타내었다. $PI3K{\gamma}$유전자의 대장균에서 발현을 위하여 pET-44a(+)-PI3K 재조합 DNA를 구축하여 대장균에서 발현시킨 결과 49 kDa의 재조합 단백질이 과발현 됨을 확인 할 수 있었다. His-tag affinity chromatography를 이용하여 $PI3K{\gamma}$단백질을 순순 분리하였으며 wortmannin을 이용하여 $PI3K{\gamma}$의 활성을 분석하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.153-160
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• 2006

유전체 연구란 목적하는 유전체의 구조를 밝히고 가지고 있는 모든 유전자의 기능 및 진화과정을 망라하여 이해하고자 하는 것이다. 계통발생학상 애기장대와 연관되어 있는 Brassica rapa는 채소, 유지 및 사료로 이용되는 중요한 작물의 하나이다. Brassica rapa의 유전체 연구를 착수하는 데는 적합한 유전학적 재료 및 유전체 재료가 있어야 한다. 우리는 배추 (Brassica rapa spp. pekinensis)를 재료로 하여 표준 mapping 집단을 개발하여, 78계통으로 구성된 DH집단과 약 250 계통으로 구성된 RI집단을 개발하였다. 2가지 제한효소 (HintIII, BamHI)를 이용해 세균인공염색체 (BAC) library (KBrH, KBrB)를 만들었고, 이들은 각각 56,592개와 50,688개의 클론으로 구성되어 있다. 또한 배추의 각기 다른 부위를 이용하여 만든 22가지의 cDNA library를 이용하여 평균 575bp의 길이를 가지는 104,914개의 EST 분석을 실시 하였다. 세계적으로 'Multinational Brassica Genome Project (MBGP)' 조직이 구성되었고 배추의 전 염기서열 분석을 하기로 2003년 결정되었다. 그 첫 단계로 104,914개의 BAC 클론의 BAC-end 염기서열분석이 제안되어 2006년 9월 5개국 공동 프로젝트로 추진하여 완성하게 되었다. 이러한 BAC-end 염기서열분석의 결과는 유전자의 염기서열 해석, 및 풍부하게 존재하는 반복염기서열 DNA를 분석함으로써 배추의 유전체 구조를 이해할 수 있는 실마리를 주었다. BAC 클론의 전체 염기서열분석은, 비록 단편 내에 유전자의 결실이 변화무쌍하게 일어나지만 배추 DNA 단편이 유전체에서 광범위하게 삼중복으로 존재함을 나타냈다. 이러한 BAC-end 염기서열을 아기장대 염기서열에 비교하여 629개의 종자 BAC을 선정하게 되었고, 이들의 염기서열 분석을 완성하였다. MBGP에서는2단계로서 배추의 전 유전체 염기서열 분석을 추진하게 되었고, 유전자지도에 위치한 종자 BAC을 이용하여 인접한 BAC 클론을 찾아 염기서열 분석하는 BAC-to-BAC 방법을 추진하고 있으며 8개국에서 참여하여 현재 염기서열 분석을 추진 중 이다. 최근에 각 국에서는 생물정보학기법을 활용한 염기서열 분석 기반에 대하여 많은 토론이 진행되고 있다. 앞으로 다양한 유전체 정보가 축적됨에 따라 배추의 유전체 구조를 이해하고 농업적으로 적용하고자 하는데 기여를 할 것이다.

• Molecules and Cells
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• 제37권10호
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• pp.742-746
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• 2014

The epithelial cell adhesion molecule (EpCAM, also known as CD326) is a transmembrane glycoprotein that is specifically detected in most adenocarcinomas and cancer stem cells. In this study, we performed a Cell systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) experiment to isolate the aptamers against EpCAM. After seven round of Cell SELEX, we identified several aptamer candidates. Among the selected aptamers, EP166 specifically binds to cells expressing EpCAM with an equilibrium dissociation constant (Kd) in a micromolar range. On the other hand, it did not bind to negative control cells. Moreover, EP166 binds to J1ES cells, a mouse embryonic stem cell line. Therefore, the isolated aptamers against EpCAM could be used as a stem cell marker or in other applications in both stem cell and cancer studies.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권5호
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• pp.613-630
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• 2006

Nucleic acids are virtually omnipresent; they exist in every living being. These macromolecules constitute the most important genetic storage material: the genes. Genes are conserved throughout the evolution of all living beings; they are transmitted from the parents to their offspring. Many interdisciplinary research groups are interested in modifying nucleic acids for use in a wider variety of applications. These modified oligonucleotides are used in many diverse fields, including diagnostics, detection, and therapeutics. In this account, we summarize our research efforts related to modified nucleic acid systems. First, we discuss our syntheses of modified oligonucleotides containing fluorescent tags for use as molecular probes (molecular beacons) to detect single-nucleotide polymorphisim (SNP) in nucleic acids and to distinguish between the B and Z forms of DNA. We also describe our research efforts into oligonucleotides functionalized with steroid derivatives to enhance their cell permeability, and the synthesis of several calix[4]arene-oligonucleotide conjugates possessing the ability to form defined triplexes. In addition, we have performed systematic studies to have an understanding about the functional groups necessary for a given nucleoside to behave as an organo or hydrogelator. The aggregation properties of a number of nucleoside-based phospholipids have been examined in different solvents; some of these derivatives are potential candidates for use as nucleoside-based liposomes. Finally, we also describe our research efforts toward the preparation of isoxazole- and isoxazoline-containing nucleoside derivatives and the determination of their antiviral activities.

• ALGAE
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• 제35권3호
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• pp.213-224
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• 2020

The freshwater red algal genus Sheathia contains species with heterocortication (both bulbous and cylindrical cells covering the main axis) and homocortication (only cylindrical cells). When the genus was proposed, the species with heterocortication were revised, but all specimens with homocortication were assigned to Sheathia arcuata with the caveat that it may represent a species complex. Recent studies have described new species with homocortication and S. arcuata has been rendered paraphyletic. In the current study, new sequences of the rbcL and 5′ region of the cytochrome c oxidase subunit I markers were combined with previously published data to construct a robust phylogeny and circumscribe new species. Four new species, S. abscondita, S. californica, S. plantuloides, and S. transpacifica are proposed. Examination of morphological characters among homocorticate species show no diagnostic characters to distinguish among species, whereas S. plantuloides is only known from sporophytes (chantransia) so it lacks the typical morphological characters derived from the gametophytes for comparison. Although DNA sequence data would be needed to make a positive species identification, geography could be employed to narrow the identification to one or two species. The genus is geographically widespread having been recorded from oceanic islands and five continents, whereas the individual species typically occur on a single continent. With this study, the number of species recognized in Sheathia is raised to 17; seven heterocorticate and 10 homocorticate, making this genus one of the most species rich in the Batrachospermales. As well, the resulting phylogeny provides insights into the evolution of heterocortication in Sheathia.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.35-45
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• 2012

The development of digital media made the change of architectural paradigm from tectonic to the surface and pattern. This means the transition to the new kind of materiality and the resurrection of ornament. This study started as an aim to apply biological pattern to architectural design from the new perception of pattern. Architectural patterns in the early era appeared as ladders, steps, chains, trees, vortices. But since 21st century, we can find patterns in nature like atoms and molecular structures, fluid forms of dynamics and new geometrical pattern like fractal and first of all biological patterns like viruses and micro-organisms, Voronoi cells, DNA structure, rhizomes and various hybrids and permutations of these. Pattern became one of the most important elements and themes of contemporary architecture through the change of materiality and resurrection of ornament with the new perception of surface in architecture. One of the patterns that give new creative availability to the architectural design is biological pattern which is self-organized as an optimum form through interaction with environment. Biological patterns emerge mostly as self-replicating patterns through morphogenesis, certain geometrical patterns(in particular triangles, pentagons, hexagons and spirals). The architectural application methods of biological patterns are direct figural pattern of organism, circle pattern, polygon pattern, energy-material control pattern, differentiation pattern, parametric pattern, growth principle pattern, evolutionary ecologic pattern. These patterns can be utilized as practical architectural patterns through the use of computer programs as morphogenetic programs like L-system, MoSS program and genetic algorithm programs like Grasshoper, Generative Components with the help of computing technology like mapping and scripting.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권8호
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• pp.1154-1158
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• 2013

Ganciclovir resistance of human cytomegalovirus is associated with mutations in the viral UL97 gene and poses severe problems for immunocompromised patients. In this study, PCR-based restriction fragment length polymorphism and sequencing analyses detected the UL97 D605E mutation in all five clinical isolates from patients with ganciclovir-resistant human cytomegalovirus infection during prolonged ganciclovir therapy, whereas the M460V mutation was only present in 1 of 5 isolates. On the other hand, the detection rates of the D605E mutation in the stored available DNA samples from the donor and allogeneic stem cell transplantation recipients were 66.7% and 93.7%, respectively, suggesting that the presence of D605E mutation was not associated with the ganciclovir exposure. Although the D605E mutation may not be related to ganciclovir resistance, we suggest that this mutation could be an important molecular marker of human cytomegalovirus evolution in East Asian countries. Moreover, the restriction fragment length polymorphism method using the restriction enzyme HaeIII, which is generally used to detect the UL97 A591V mutation, could also detect the D605E mutation and may therefore be a useful tool for future research on the investigation of UL97 gene mutations.

• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권3호
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• pp.143-152
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• 2009

최근 생물정보학 분야의 연구는 하나하나의 유전자를 연구하던 예전의 방법에서 유전자들간의 관계를 알아보는 연구들로 변해가고 있다. 이러한 유전자들 간의 연구 중 하나가 유전자 팀(gene team)을 연구하는 것이다. 유전자 팀이란 몇몇 염색체들 사이의 유전자들이 보존되어 있는 것을 말하며, 닫힌 영역 안에 보존되어 있는 유전자들의 집합으로 볼 수 있다. 이들은 진화과정을 거치면서, 유전자 팀 내의 유전자들의 위치나 그 종류가 변한다. 이러한 유전자 팀을 찾기 위해 많은 연구들이 이루어져왔다. 본 논문은 생물정보학 분야에서 많이 사용되는 계층적 클러스터링(hierarchical clustering)방법을 변형하여 전체 유전체(whole genome) 쌍내에서의 의미 있는 영역을 찾고, 영역 내에서 gene team을 찾을 수 있는 방법을 소개한다. 본 연구 방법을 이용하면, 복잡한 구조의 두 유전체 사이의 연관 유전자들이나 유사 영역들의 맵(map)을 단계별로 간략화 하여 나타낼 수 있다.