• 생명과학회지
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• 제19권12호
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• pp.1787-1793
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• 2009

파이토케미칼의 일종인 CAPE가 암세포 생장에 미치는 영향과 유전자 발현을 연구하기 위하여, 인간 대장암 세포주 HCT116에 CAPE를 처리하였다. CAPE의 처리는 농도 의존적으로 암 세포 생존율을 감소시키고, 세포사멸을 유도함을 확인하였다. CAPE에 의해 차별적으로 발현되는 유전자를 분석하기 위하여, oligo DNA microarray 실험을 수행하였다. 그 결과, $20{\mu}M$ CAPE를 24시간 동안 처리한 경우, 2배 이상 발현이 증가되는 유전자 266개, 2배 이상 발현이 감소되는 유전자 143개를 확인하였다. 발현이 증가되는 유전자중 3개(NAG-1, p21, GADD45A)를 선택하여, RT-PCR을 수행하였다. 그 결과, 모든 유전자의 발현이 마이크로어레이 실험결과와 일치하였다. 또한, CAPE를 농도 의존적으로 처리한 후, NAG-1 유전자와 단백질의 발현을 확인한 결과, mRNA 수준과 단백질 수준에서의 발현양상이 동일함을 확인하였다. 게다가, CAPE를 포함한 5개의 다른 종류의 파이토케미칼(resveratrol, genistein, daidzein, capsaicin)을 처리한 경우, 처리한 모든 파이토케미칼에 의해 NAG-1 유전자의 발현이 증가됨을 확인하였다. 이중 CAPE가 가장 낮은 농도의 처리임에도 불구하고 NAG-1의 발현을 가장 강하게 유도하였다. 결론적으로 이러한 연구결과는 CAPE에 의한 세포사멸은 항암유전자인 NAG-1의 과대발현과 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

• 생명과학회지
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• 제18권1호
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• pp.75-83
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• 2008

인체 DNA topoisomerase는 DNA를 단일 또는 두 가닥을 일시적인 절단을 촉매하여 DNA의 topological 문제를 조절함으로써, DNA 복제, 전사, 재조합과 유사분열 과정 등에 관여한다. 이 효소는 많은 항생, 항암제의 표적효소로서 널리 알려져 있으며, 이들 유도체를 이용한 다양한 억제제의 개발과 임상적 응용에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 실험에서는 인체 백혈병 HL-60 세포에서 topoisomerase 억제제가 topoisomerase 기능 활성과 유전자 발현을 조절하는지를 규명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 연구 방법은 HL-60세포에 topoisomerase type I과 type II의 대표적 억제제인 10-hydroxycamptothecin (10-CPT)과 doxorubicin을 투여한 후 total RNA를 분리하였고, 10K-oligo-nucleotide microarray 방법으로 분석하여 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 연구 결과에 의하면 10-CPT 또는 doxorubicin을 투여한 HL-60세포에서의 유전자 발현 양상은 주로 signal transduction, cell adhesion, cell cycle, cell growth, cell proliferation, cell differentiation, transcription 및 immune response 등과 관련이 있었다. Topoisomerase type I의 억제제인 10-CPT를 HL-60 세포주에 투여 하였을 때 type I으로 분류되는 topoisomerase III${\alpha}$, III${\beta}$ 및 I의 발현은 증가하였으나 type II인 topoisomerase II${\alpha}$와 II${\beta}$의 유전자의 발현은 감소되었다. 반대로 type II의 억제제인 doxorubicin을 투여하였을 때는 앞의 결과와 상반된 topoisomerase II${\alpha}$와 II${\beta}$의 유전자의 발현이 현저히 증가되었으며, topoisomerase III${\alpha}$와 III${\beta}$의 mRNA의 발현은 약간 감소하는 양상을 보였으나 의미 있는 차이는 없었다. 이 연구 결과는 앞으로 항암제의 기전을 밝히고 약물에 대한 치료 반응을 예측하고 새로운 약제 개발에 기초자료가 될 것으로 여겨진다.

• Genomics & Informatics
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• 제4권3호
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• pp.129-132
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• 2006

Toxicogenomics has recently emerged in the field of toxicology and the DNA microarray technique has become common strategy for predictive toxicology which studies molecular mechanism caused by exposure of chemical or environmental stress. Although microarray experiment offers extensive genomic information to the researchers, yet high dimensional characteristic of the data often makes it hard to extract meaningful result. Therefore we developed toxicant enrichment analysis similar to the common enrichment approach. We also developed web-based system graPT to enable considerable prediction of toxic endpoints of experimental chemical.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제40권2호
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• pp.102-107
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• 2007

Human Genome Project (HGP) could unveil the secrets of human being by a long script of genetic codes, which enabled us to get access to mine the cause of diseases more efficiently. Two wheels for HGP, bioinformatics and high throughput technology are essential techniques for the genomic medicine. While microarray platforms are still evolving, we can screen more than 500,000 genotypes at once. Even we can sequence the whole genome of an organism within a day. Because the future medicne will focus on the genetic susceptibility of individuals, we need to find genetic variations of each person by efficient genotyping methods.

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제1권4호
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• pp.256-261
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• 2005

The recent DNA microarray technology enables us to understand gene expression profiling in cell line and animal models. The technology has potential possibility to comprehend mechanism of multiple genes were related to compounds which have toxicity in biological system. So, microarray system has been used for the prediction of toxicity through gene expression induced by toxicants. It has been shown that compounds with similar toxic mechanisms produce similar changes in gene expression in vivo system. Here we focus on the use of toxicogenomics for the determination of gene expression analysis associated with hepatotoxicity in rat liver and cell line (WB-F344). Methotrexate (MTX) is a chemotherapy agent that has been used for many years in the treatment of cancer because it affects cells that are rapidly dividing. Also it has been known the toxicity of MTX, in a MTX abortion, it stops embryonic cells from dividing and multiplying and is a non-surgical method of ending pregnancy in its early stages. We have shown DNA microarray analyses to assess MTX-specific expression profiles in vivo and in vitro. Male Sprague-Dawely VAF+ albino rats of 5-6 weeks old and WB-F344 cell line have been treated with MTX. Total RNA was isolated from Rat liver and cell line that has treated with MTX. 4.8 K cDNA microarray in house has been used for gene expression profiling of MTX treatment. We have found quite distinct gene expression patterns induced by MTX in a cell line and in vivo system.

• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1219-1225
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• 2011

파이토케미칼은 식물유래의 비 영양 성분으로서 항염증, 항산화, 및 화학적 암 예방 등의 생리활성을 가지고 있는 물질이다. 본 연구에서, 우리는 다섯 가지의 다른 파이토케미칼(resveratrol, genistein, epicatechin gallate, diallyl disulfide, caffeic acid phenethyl ester)이 대장암 세포주의 성장과 유전자 발현에 미치는 영향을 연구하였다. 세포 생존율 연구결과, 처리한 ECG를 제외한 모든 파이토케미칼에 의해 농도의존적으로 세포생존율이 감소함을 확인하였다. 또한, oligo DNA microarray 실험을 통해 다섯 종류의 파이토케미칼에 의해 공통적으로 증가 되는 유전자 6개와 공통적으로 발현이 감소되는 유전자 7개를 선별하였다. 공통적으로 발현이 증가되는 유전자를 선택하여 RT-PCR 방법을 통해 발현을 증명하였다. 또한, 파이토케미칼에 의한 NAG-1 단백질의 발현 증가도 확인하였다. 이러한 연구결과는 파이토케미칼에 의해 중재되어 지는 화학적 암 예방법의 일반적인 분자 기전을 이해하는데 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1159-1163
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• 2009

ER stress에 관련된 유전자의 기능변화와 전사조절인자 분석하기 위해 ER stress를 유도한 간세포에서 expression microarray로 유전자 발현을 확보한 후 GSECA로 분석하였다. ER stress가 유도되면, ER에 주어지는 과도한 부하를 감소시키는 기능들이 증가하는 반면, ER stress가 더 증가함에 따라 ATP 생성이나 DNA repair, 더 나아가 세포분열의 기능이 감소하는 등 세포가 damage을 받음을 알 수 있었다. ER stress에 관련된 전사조절인자로는 FOX04, AP-1, FOX03, HNF4, IRF-1, GATA 등의 전사조절인자들이 ER stress에 의해 발현이 증가하는 유전자들의 promoter에 공통적으로 존재하였으며, E2F, Nrf-1, Elk-1, YY1, CREB, MTF-1, STAT-1, ATF 등의 전사인자들이 발현이 감소하는 유전자들의 promoter에서 공통적으로 존재하여, 이들의 전사인자들이 ER stress에 의한 유전자의 발현조절에 중요한 역할을 하는 전사조절인자임을 알 수 있었다.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
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• 한국생물정보시스템생물학회 2000년도 International Symposium on Bioinformatics
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• pp.45-52
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• 2000

Genomic approach produces massive amount of data within a short time period, New high-throughput automatic sequencers can generate over a million nucleotide sequence information overnight. A typical DNA chip experiment produces tens of thousands expression information, not to mention the tens of megabyte image files, These data must be handled automatically by computer and stored in electronic database, Thus there is a need for systematic approach of data collection, processing, and analysis. DNA sequence information is translated into amino acid sequence and is analyzed for key motif related to its biological and/or biochemical function. Functional genomics will play a significant role in identifying novel drug targets and diagnostic markers for serious diseases. As an enabling technology for functional genomics, bioinformatics is in great need worldwide, In Korea, a new functional genomics project has been recently launched and it focuses on identi☞ing genes associated with cancers prevalent in Korea, namely gastric and hepatic cancers, This involves gene discovery by high throughput sequencing of cancer cDNA libraries, gene expression profiling by DNA microarray and proteomics, and SNP profiling in Korea patient population, Our bioinformatics team will support all these activities by collecting, processing and analyzing these data.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제14권4호
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• pp.240-245
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• 2006

The primary use for glycidol is as a stabilizer in the manufacture of vinylpolymers, however, it is also used as an intermediate in the production of pharmaceuticals, as an additives for oil and synthetic hydraulic fluids, and as a diluting agent is same epoxy resins. In this study, we have carried out in vitro genetic toxicity test of glycidol and microarray analysis of differentially expressed genes in response to glycidol. The result of Ames test showed mutations with glycidol treatment in base substitution strain TA1535 both with and without exogenous metabolic activation. Likewise, glycidol showed mutations in frame shift TA98 both with and without exogenous metabolic activation. The result of COMET assay in L5178Y cells with glycidol treatment showed DNA damage both with and without exogenous metabolic activation. Glycidol increased micronuclei in CHO cells both with and without exogenous metabolic activation. 150 Genes were selected as differentially expressed genes in response to glycidol by microarray analysis and these genes would be candidate biomarkers of genetic toxic action of glycidol.

• 응용통계연구
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• 제22권3호
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• pp.585-594
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• 2009

마이크로어레이 실험의 실험자들은 원 측정치인 영상을 조사하여 통계적 분석이 가능한 자료의 형태로 변환하는데 이러한 과정을 흔히 사전 처리라고 부른다. 마이크로어레이의 사전 처리는 불량 영상의 제거(filtering), 결측치의 대치와 표준화로 세분되어질 수 있다. 표준화 방법과 결측치 대치 방법 각각에 대하여서는 많은 연구가 보고되었으나, 사전 처리를 구성하는 원소들간의 적정한 순서에 대하여서는 연구가 미흡하다. 표준화 방법과 결측치 대치 방법 중 어느 것이 먼저 실시되어야 하는지에 대하여서 아직 알려진 바가 없다. 본 연구는 사전 처리 순서에 대한 탐색적 시도로서 대장암과 위암을 대상으로 실시한 두 조의 cDNA 마이크로어레이 실험 자료를 이용하여 사전 처리를 구성하는 원소들간의 다양한 순서에 따라 검색된 특이 발현 유전자 군이 어떻게 변화하는지를 분석하고 있다. 즉, 결측치대치와 표준화의 여러가지 방법들의 조합에 따라 검색된 특이 발현 유전자 군이 얼마나 일치적인가를 확인하고자 한다. 결측치 대치 방법으로는 K 최근접 이웃 방법과 베이지안 주성분 분석을 고려하였고, 표준화 방법으로는 전체 표준화, 블럭별 국소(within-print tip group) 평활 표준화 그리고 분산 안정화를 유도하는 표준화 방법을 적용하였다. 따라서 사전 처리를 구성하는 두개 원소가 각각 2개 수준과 3개 수준을 가지고 있고, 두개 원소의 순열에 따른 모든 가능한 사전 처리 개수 수는 12개가 된다. 본 연구에서는 12개 사전 처리 방법 각각에 따라 정상 조직과 암 조직간 특이적으로 발현하는 유전자 군을 검색하였고, 사전 처리 순서를 바꾸었을때 유전자 군이 얼마나 일치적으로 유지되는지를 파악하고 있다. 표준화 방법으로 분산 안정화 표준화를 사용할 경우는 사전 처리 순서에 따라 특이 발현 유전자 군이 다소 민감하게 변하는 것을 보이고 있다.