• 제목/요약/키워드: DNA technology

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환경위해성 평가를 고려한 GM작물의 개발 전략 (I) (Strategies for the development of GM crops in accordance with the environmental risk assessment (I))

  • 이신우
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제38권2호
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    • pp.125-129
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    • 2011
  • GM작물의 상용화를 위하여서는 반드시 환경위해성평가를 거쳐야 한다. 불행하게도 초기 event가 개발되고 기본적인 검토가 완료된 GM작물에 대하여 환경위해성평가를 수행하기 위하여서는 약 7백만에서 1,500만불의 경비가 소요되며 기간 또한 수년이 필요하다. 따라서 저자는 사용화를 위한 GM작물의 개발을 위한 프로젝트에 관여하는 개발자는 실험실 또는 온실단계의 아주 초기단계에서부터 환경위해성평가기준을 충분히 숙지하여야 한다고 제안한다. 기존의 많은 리뷰논몬에서 이미 지적된 것 과 같이 GM작물의 상용화과제에서 가장 큰 걸림돌(죽음의 계곡)은 초기 사상 (event)의 선발과정이며, 대부분이 이 단계에서 충분한 자료를 제시할 수 없어서 포기한다는 사실을 간과하여서는 안 될 것이다. 특히 지극히 기본적인 분자생물학 특성에 관한 자료들로서 예를 들어 도입유전자의 copy 수, 숙주의 게놈내 도입위치, 도입유전자의 주변 염기서열, 유전자 재배열과 도입유전자로 인한 숙주 내 기존유전자의 knock out 현상의 여부 등에 관한 충분한 자료를 제시하지 못하는 경우가 많으며 이는 GM 작물의 개발 초기단계에서부터 철저하게 검증이 이루어져야 하는 항목들이다. 국내의 경우, 농촌진흥청은 2011년부터 2020년까지 10년간 "차세대바이오그린 21 사업"을 발족하여 추진 중에 있으며 특히 국내용뿐만 아니라 중국의 사막화 지역 등 불량환경에 재배가 가능한 GM작물 등 해외로 수출을 위한 global GM작물의 개발을 위한 전략을 수립하여 추진 중에 있다. 따라서 저자는 환경위해성평가기준에 부합되는 초기 event의 선발 과정에 역점을 두어 사전에 분자생물학적 특성에 관한 RA기준을 고려하여 자체평가시스템을 도입하도록 제안 한다.

Integrative Study on PPARGC1A: Hypothalamic Expression of Ppargc1a in ob/ob Mice and Association between PPARGC1A and Obesity in Korean Population

  • Hong, Mee-Suk;Kim, Hye-Kyung;Shin, Dong-Hoon;Song, Dae-Kyu;Ban, Ju Yeon;Kim, Bum Shik;Chung, Joo-Ho
    • Molecular & Cellular Toxicology
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    • 제4권4호
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    • pp.318-322
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    • 2008
  • Obesity is an increasing worldwide health problem that is strongly related to the imbalance of food intake and energy metabolism. It was well-known that several substances in the hypothalamus regulate food intake and energy metabolism. We planned an integrative study to elucidate the mechanism of the development of obesity. Firstly, to find candidate genes with the marvelous effect, the different expression in the hypothalamus between ob/ob and 48-h fasting mice was investigated by using DNA microarray technology. As a result, we found 3 genes [peroxisome proliferator activated receptor, gamma, coactivator 1 alpha (Ppargc1a), calmodulin 1 (Calm1), and complexin 2 (Cplx2)] showing the different hypothalamic expression between ob/ob and 48-h fasting mice. Secondly, a genetic approach on PPARGC1A gene was performed, because PPARGC1A acts as a transcriptional coactivator and a metabolic regulator. Two hundred forty three obese female patients with body mass index (BMI)${\geq}$25 and 285 control female subjects with BMI 18 to<23 were recruited according to the Classification of Korean Society for the Study of Obesity. Among the coding single nucleotide polymorphisms (cSNPs) of PPARGC1A, 2 missense SNPs (rs8192678, Gly482Ser; rs3736265, Thr612Met) and 1 synonymous SNP (rs3755863, Thr528Thr) were selected, and analyzed by PCR-RFLP and pyrosequencing. For the analysis of genetic data, chi-square ($X^2$) test and EH program were used. The rs8192678 was significantly associated with obese women (P<0.0006; odds ratio, 1.5327; 95% confidence interval, 1.2006-1.9568). Haplotypes also showed significant association with obese women ($X^2$=33.28, P<0.0008). These results suggest that PPARGC1A might be related to the development of obesity.

지방세포에서 microRNA-145에 의한 Cathepsin D의 발현 제어 (Repression of Cathepsin D Expression in Adipocytes by MicroRNA-145)

  • 김현지;배인선;서강석;김상훈
    • 생명과학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.798-803
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    • 2014
  • Cathepsin D (CtsD)는 아스파르트산 단백질 분해효소로서 cytochrome C의 방출을 유도하여 apoptosis 기전을 활성화시킨다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포에서 CtsD 발현 조절에 관여하는 microRNA에 대해 조사하였다. 먼저 지방전구세포 사멸시 CtsD 발현 변화를 관찰하기 위하여 DNA damage agent인 doxorubicin을 3T3-L1 세포주에 노출시켜 CtsD 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 지방전구세포주에서 CtsD가 과발현되면 세포 생존율이 감소하였다. miRanda program을 이용하여 CtsD 유전자를 표적으로 하는 microRNA를 탐색하여 miR-145를 선발하였다. Luciferase reporter assay에 의해 miR-145가 CtsD 유전자의 3' UTR 부위에 결합하여 luciferase 활성을 감소시킴을 관찰하였다. 3T3-L1 세포주에 miR-145 mimic을 도입한 결과 CtsD mRNA 발현과 단백질 수준이 감소하였다. 또한 세포주에 doxorubicin을 처리한 결과 CtsD 유전자 발현 증가와 상반되게 miR-145 발현이 감소하였다. 이외에도 miR-145 inhibitor을 세포에 도입하면 세포 생존율이 감소하였다. 이러한 결과는 지방전구세포의 세포사멸에 CtsD가 관여할 수 있으며, miR-145에 의해 CtsD 발현이 직접 조절되고 있음을 나타낸다. 따라서, 지방전구세포의 사멸을 유도하기 위해서는 miR-145 발현 제어가 주요한 표적이 될 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구결과는 향후 비만 예방 및 치료를 위한 지방세포 사멸기전 규명에 중요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

캐너비노이드 수용체 CB2의 신호전달작용에 미치는 RGS3의 억제적 효과 (RGS3 Suppresses cAMP Response Element (CRE) Activity Mediated by CB2 Cannabinoid Receptor in HEK293 Cells)

  • 김성대;이휘민;메하리 엔델;조재열;박화진;오재욱;이만휘
    • 생명과학회지
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    • 제19권11호
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    • pp.1506-1513
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    • 2009
  • RGS단백질은 G 단백질 신호전달작용에 있어서 신호를 억제하는 조절단백질로서 G 단백질 매개수용체(GPCR)의 활성을 억제하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 캐너비노이드 수용체 CB2의 활성에 있어서 RGS 단백질의 조절효과에 관해서는 지금까지 알려져 있지 않다. 그러므로 본 연구에서 우리는 RGS2, 3, 4, 5와 캐너비노이드 수용체 CB2 cDNA를 동시에 HEK293 세포주에 발현시킨 후 각 RGS 단백질의 효과를 조사하였다. CB2 단백질을 발현하는 HEK293 세포주(CB2-HEK293)에서 CB2 효현제인 WIN55,212-2는 폴스콜린으로 유도된 cAMP response element (CRE) 활성을 억제하였다. 이러한 WIN55,212-2의 CRE 억제 활성은 RGS3에 의하여 차단되었지만 RGS2, 4, 및 RGS5에서는 관찰되지 않았다. 뿐만 아니라 RGS3 small interference RNA (siRNA)를 사용하여 내인성 RGS3 단백질의 발현을 저하시키면 WIN55,212-2에 의한 폴스콜린 유도 CRE 억제활성은 더욱 증강되었다. 이상의 결과는 캐너비노이드 수용체 CB2 신호전달작용에 있어서 RGS 단백질의 기능적 역할과 특히 내인성 RGS3의 캐너비노이드 수용체 CB2에 대한 선택적 작용을 나타낸다.

충청지역 누룩에서 양조용 우수 곰팡이의 탐색 및 특성 (Screening and Characteristics of Useful Fungi for Brewing from Commercial Nuruk in Chungcheong Provinces)

  • 백성열;윤혜주;최혜선;홍승범;구본성;여수환
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.373-378
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    • 2010
  • 우리술의 주질개선 및 현장 실용화기술을 개발하기 위해 술 담금의 기본재료인 누룩의 규격화 및 품질향상 연구가 필요하다. 이와 같은 요구에 부응하기 위해, 누룩에 생육하는 우수 양조미생물의 분리 발굴, 균주개량 및 보존관리 등 우리 고유의 양조미생물 자원을 확보하고 활용함으로써 다양한 종류의 누룩 제조가 가능할 것으로 여겨진다. 따라서, 본 연구는 충청지역에서 시판되고 있는 누룩을 수집하여 희석평판 배양법으로 174개 균주를 분리하여 효소활성 검정을 통하여 효소 활성이 높은 균주를 다수 분리하였다. 분리된 곰팡이를 대상으로 액화력 및 당화력 등의 효소학적 특성을 조사하였고, 선발된 활성균주의 동정을 위해 genomic DNA상의 ITS(Internal Transcribed Spacer) 부위의 염기서열을 분석한 결과 Aspergillus sp.(4균주), Rhizopus sp.(4균주), Rhizomucor sp.(2균주), Mycocladus sp.(2균주)으로 동정되었다. 밀기울을 사용한 고체배양에서 액화력, 당화력 및 산 생성능을 검토한 결과, Rhizopus sp. CN084, CN174, Aspergillus sp. CN161와 Mycocladus sp. CN042 균주가 효소활성이 높은 것으로 나타났으며 Aspergillus sp. CN010, CN161, Rhizopus sp. CN105, CN168 균주와 Rhizomucor sp. CN088 균주는 산 생성능이 우수한 것으로 나타났다. 따라서 이들 균주가 양조를 위한 누룩의 원료 균주로서 사용될 경우 단일 누룩제조가 가능할 것으로 판단되었다.

국내 미기록 곤충기생성 응애, Pyemotes moseri Yu et Liang (Acarina: Pyemotidae)의 생식 및 기생 능력 (Reproduction and Parasitization Capacity of an Insect Parasitic Mite, Pyemotes moseri Yu et Liang (Acarina: Pyemotidae) New to Korea)

  • 김세진;이종호;양창열;강택준;조명래;홍기정
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.393-400
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    • 2015
  • 국내 미기록종 Pyemotes moseri Yu et Liang (Acarina: Pyemotidae)는 곤충기생성 응애로 매실 씨앗 속 유충에서 처음 발견되었다. 발견당시 응애가 기생하고 있었던 기주의 미토콘드리아 유전자를 증폭하여 염기서열을 분석한 결과 복숭아씨살이좀벌의 유충으로 밝혀졌다. 본 연구는 실험실 조건하에서 P. moseri의 번식과 기생 능력을 조사하였다. 복숭아씨살이좀벌의 유충을 기주로 이용하여 P. moseri의 교미한 암컷 성충을 사육하면서 주기적으로 관찰하여 새로 태어나는 자손의 수와 성별을 조사한 후 제거하였다. 기생 능력 조사는 원예용 상토가 깔린 스테인레스 바트에 대량 사육한 응애가 들어 있는 튜브와 복숭아씨살이좀벌 유충이 가해한 매실 씨앗을 함께 담은 후 지퍼백에 넣어 인큐베이터에 보관하였다. 복숭아씨살이좀벌 유충 또는 번데기에 응애의 기생 여부를 확인하고자 한달 후 매실 씨앗을 조사하였으며 본 실험은 5반복씩 3회 실시하였다. 교미한 암컷이 기생하기 시작한 이후부터 생식이 끝날 때까지의 기간은 평균 24.4일(n=8)이었으며 교미한 암컷 한 마리당 평균 104.0마리(n=8)의 암컷을 낳았디. 복숭아씨살이좀벌의 유충 또는 번데기가 들어 있는 매실 씨앗은 바트당 평균 7개 이상이었고 이중 단 2개의 씨앗에서만 기생에 성공한 응애를 관찰하였다.

참당귀 Methanol 추출물의 생리활성 (Biological Activities of Methanol Extract of Angelica gigas Nakai)

  • 박경욱;최사라;홍혜란;김재용;손미예;서권일
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.655-661
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    • 2007
  • 참당귀(Angelica gigas Nakai)를 기능성 식품소재 및 의약품의 원료로 활용하기 위하여 참당귀 methanol 추출물에 대한 항산화, 항암 및 면역활성을 조사한 결과는 다음과 같다. 참당귀의 항산화력을 알아보기 위하여 0.1, 0.5 및 1 mg/mL의 농도로 당귀의 methanol 추출물을 처리한 후 수소 공여능, 환원력 및 hydroxyl radical 활성을 측정하였다. 그 활성은 모두 추출물의 농도에 의존적으로 높게 나타났으며, 특히 수소공여능은 1 mg/mL에서 대조군과 비교했을때 50% 정도의 활성을 나타내었다. 참당귀 methanol 추출물을 SW480세포에 처리한 결과 대조군에 비하여 농도 의존적으로 암세포의 성장을 억제하였으며, 암세포에 참당귀 methanol 추출물을 24시간 처리하여 hoechst 염색한 후 형광현미경으로 관찰한 결과 핵의 응축 및 DNA 분절이 관찰되었다. 또한 참당귀 methanol 추출물이 처리된 암세포에서는 대조군에 비하여 농도에 의존적으로 caspase-3의 활성이 증가하였다. 참당귀의 methanol 추출물은 생쥐의 비장으로부터 분리한 면역세포에 대하여 대조군과 비교하여 상이한 차이를 보이지 않았으며, 또한 대식세포인 RAW 264.7에서도 $NO_2$(Nitrite)를 함량이 증가되지 않았다. 따라서 이들 결과는 참당귀 methanol 추출물은 약한 항산화 활성을 가지며, 면역 활성에는 큰 관련이 없지만, SW480 암 세포에서 caspase dependent pathway에 의한 apoptosis를 유도함으로서 암세포의 사멸하는 것으로 판단되어진다.

우리나라 미꾸리속(genus Misgurnus) 알비노 개체의 미토콘드리아 및 핵 유전자 염기서열 분석에 의한 유전적 동정 (Genetic Species Identification by Sequencing Analysis of Nuclear and Mitochondrial Genes for Albino Misgurnus Species from Korea)

  • 송하윤;문신주;김근식;방인철
    • 한국어류학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.139-145
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    • 2017
  • 최근 우리나라에서 자연발생적인 미꾸리속 알비노 개체들이 낮은 빈도로 출현하고 있으나, 색소 결핍으로 인해 형태적종 동정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 핵 유전자인 recombination activating gene 1 (rag1) 영역 및 미토콘드리아 유전자 cytochrome b (cytb) 영역을 이용한 분자계통학적 분석을 이용해 미꾸리속 알비노 개체의 분자동정을 수행하였다. 그 결과 rag1과 cytb의 분자계통도에서 미꾸라지, 미꾸리, 그리고 M. mohoity로 3개의 clade가 확인되었다. 확보된 M. mohoity의 염기서열을 유전자은행의 BLAST를 이용해 유사성을 검색한 결과 M. mohoity와 가장 유사하였다. 분자계통도를 기준으로 25마리의 알비노 미꾸리속 개체의 종 동정을 수행한 결과 빨간 눈 타입은 미꾸리 16마리, 미꾸라지 1마리로 판별되었고, 나머지 3개체는 미꾸라지♀${\times}$미꾸리♂ 잡종 1마리와 M. mohoity ♀${\times}$미꾸리♂ 잡종이 2마리 판별되었다. 또한 검은 눈타입 5마리는 미꾸리 1마리와 미꾸라지 3마리 및 M. mohoity 1마리로 판별되었다. 따라서 본 연구에 이용한 분자마커를 활용함으로써 미꾸리속 어류의 정확한 종 또는 잡종을 동정하기 위한 유용한 방법으로 이용될 수 있을 것이다.

한국인 자폐증과 Chromosome 5p14에 존재하는 CDH9, CDH10 유전자 다형성의 연관성 연구 (Polymorphisms of CDH9 and CDH10 in Chromosome 5p14 Associated with Autism in the Korean Population)

  • 이애리;박정원;남민;방희정;양재원;최경식;김수강;정주호;곽규범
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제22권4호
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    • pp.287-293
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    • 2011
  • Objectives : The region of chromosome 5p14 is known to be associated with autism spectrum disorder (ASD). The cadherin9 (CDH9) and cadherin10 (CDH10) genes are located in the region of chromosome 5p14 and reported to be associated with ASD in the Caucasian population. We performed an association study to identify if single nucleotide polymorphisms (SNPs) located on the CDH9 and CDH10 genes are associated in the Korean population. Methods : Genomic DNA was extracted from the blood of 214 patients with ASD and 258 controls. SNPs selected from two genes were genotyped using an Illumina Golden-Gate Genotyping assay with VeraCode technology. Statistical analysis was performed using SAS and Plink software. Results : All controls and ASD patients were in Hardy-Weinberg equilibrium. In the results of logistic regression analyses for the genotype model and the chi-square test for the allele model, we found that SNPs on the CDH9 and CDH10 genes were not associated with ASD. Conclusion : Our data suggests that the CDH9 and CDH10 genes are not associated with ASD in the Korean population.

Stereoisomer-specific ginsenoside 20(S)-Rg3 reverses replicative senescence of human diploid fibroblasts via Akt-mTOR-Sirtuin signaling

  • Yang, Kyeong-Eun;Jang, Hyun-Jin;Hwang, In-Hu;Hong, Eun Mi;Lee, Min-Goo;Lee, Soon;Jang, Ik-Soon;Choi, Jong-Soon
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제44권2호
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    • pp.341-349
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    • 2020
  • Background: The replicative senescence of human dermal fibroblasts (HDFs) is accompanied by growth arrest. In our previous study, the treatment of senescent HDFs with Rg3(S) lowered the intrinsic reactive oxygen species (ROS) levels and reversed cellular senescence by inducing peroxiredoxin-3, an antioxidant enzyme. However, the signaling pathways involved in Rg3(S)-induced senescence reversal in HDFs and the relatedness of the stereoisomer Rg3(R) in corresponding signaling pathways are not known yet. Methods: We performed senescence-associated β-galactosidase and cell cycle assays in Rg3(S)-treated senescent HDFs. The levels of ROS, adenosine triphosphate (ATP), and cyclic adenosine monophosphate (cAMP) as well as the mitochondrial DNA copy number, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)+/1,4-dihydronicotinamide adenine dinucleotide (NADH) ratio, and NAD-dependent sirtuins expression were measured and compared among young, old, and Rg3(S)-pretreated old HDFs. Major signaling pathways of phosphatidylinositol 3-kinase/Akt, 5' adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK), and sirtuin 1/3, including cell cycle regulatory proteins, were examined by immunoblot analysis. Results: Ginsenoside Rg3(S) reversed the replicative senescence of HDFs by restoring the ATP level and NAD+/NADH ratio in downregulated senescent HDFs. Rg3(S) recovered directly the cellular levels of ROS and the NAD+/NADH ratio in young HDFs inactivated by rotenone. Rg3(S) mainly downregulated phosphatidylinositol 3-kinase/Akt through the inhibition of mTOR by cell cycle regulators like p53/p21 in senescent HDFs, whereas Rg3(R) did not alter the corresponding signaling pathways. Rg3(S)-activated sirtuin 3/PGC1α to stimulate mitochondrial biogenesis. Conclusion: Cellular molecular analysis suggests that Rg3(S) specifically reverses the replicative senescence of HDFs by modulating Akt-mTOR-sirtuin signaling to promote the biogenesis of mitochondria.