• 제목/요약/키워드: Elicitation

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Enhancing Production of Terpenoids in Metabolically Engineered Transgenic Spearmint (Mentha spicata L.) by Salt and Fungal Elicitors

  • Choi, Myung Suk;Park, Dong Jin;Song, Hyun Jin;Min, Ji Yun;Kang, Seung Mi;Lee, Chong Kyu;Cho, Kye Man;Karigar, Chandrakant;Kim, Ho Kyoung;Kang, Young Min
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제30권2호
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    • pp.243-252
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    • 2014
  • Forest tree species usually takes for long periods to be harvested and cultivated but spearmints are a good model system for woody plant because of reducing and shortening cultivation time. Spearmints are good model plants (Mentha species) for research about terpenoids production and industrial essential oil manufacture. Isopentenyl pyrophosphate isomerase (Iso) and limonene synthase (Limo) are the key enzymes of terpenoid biosynthesis pathway. Transgenic and wild spearmints (Mentha spicata, MS) were cultured in vitro and assessed for the essential oil contents. The content of essential oil of transgenic spearmint also was enhanced slightly depending on the target terpenoid genes. In an attempt to increase productivity of terpenoids further, salt and fungal elicitation strategy was adopted on transgenic Mentha spicata. The salt (800 mM NaCl) as abiotic and two fungi (Botrytis cinerea and Glomerella cingulata) as biotic were used for elicitors. In the absence of salt stress four terpenoids were detected from the spearmint extracts, all of them being monoterpenes. On the other hand, the transgenic (MSIso) extracts contained eleven terpenoids (10 monoterpenes and 1 phenylpropene) while transgenic (MSLimo) extracts contained seven monoterpenes. After 3 days of fungal infection, the resistance indices further increased to 4.38, 3.89 and 2.04 for wild type, MSIso and MSLimo, respectively. The salt and fungal elicitators proved beneficial towards modifying both the terpenoids profile and improvement in the composition of essential oil. These results have important applications for the large-scale production of essential oils and forest biotechnology with respect to spearmint.

양귀비 세포 현탁배양계에서 Cyclodextrin을 이용한 Benzophenanthridine alkaloids의 생산성 증대 (Production Enhancement of Benzophenanthridine alkaloids in the Suspension Cultures of California poppy using Cyclodextrin)

  • 박세춘;조규헌
    • KSBB Journal
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    • 제11권4호
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    • pp.411-419
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    • 1996
  • 본 연구에서는, 최근 들어 관심의 대상이 되어 의 품 산업에 응용의 수가 늘고 있는 cyclodextrin을 이용하여 세포밖으로 배출된 식물세포 2차 대사물질을 신속히 포획하여 생산수율을 증대시키고자 하였다. 실험결과 양귀비 현탁배양에서 a-, y-cyclodex trin보다는 ${\beta}$-cyclodextrin이 benzophenan-thridine alkaloid를 생산하는데 더 효과적업을 알았다. 이때 ${\beta}$-cyclodextrin의 optimum concentration이 존재하였는데, 그 농도는 현탁배양배지의 1.5% (w/v) 부 근에서였다. 고체 배지에서 ${\beta}$-cyclodextrin의 첨가는 sangumarme의 생산성을 control의 경우보다 약 4 40배(포함), 약 17배(살포) 정도 증가시켰다. ${\beta}$-cyclodextrin은 현탁배양 배지의 수용액상에서 세포 외로 배출된 alkaloid를 신속히 포획하여 inclusion complex를 형생함으로써 product의 배출을 촉진하여 결과적으로, product pattern을 변화시켜 줌으로 써 생산과 분리가 통시에 이루어질 수 있는 연속공정의 가능성을 확인시켜주었다. 또한 $\beta$cyclodex trin 1.5%(w/v)을 첨가시기를 달리하여 실험한 결과 배양초기에 넣어주는 것이 효과적이었으며, 이때 ${\beta}$-cyclodextrin은 세포성장에 미치는 영향이 없음을 확인하였다. ${\beta}$-cyclodextrin에 의한 benzophenan­t thridine alkaloid의 엄청난 생산 중대 효과는 1) In­c clusion complex 형성에 의한 안정성 증대뿐만 아니라 2) elicitor로서의 역할 등의 복합적 인 요인을 생 각해 볼 수 있는데 2)의 경우에 대한 실험을 세포와 ${\beta}$-cyclodextrin간의 직접적인 접촉을 시키지 않고 해본 결과 미세한 영향을 나타내었으므로 elicitation 의 경우를 완전히 배제한다고 할 수 없었다. 그러나 uv에 의한 inclusion complex의 확인이 1)의 경우를 확인하여 주었으므로 본 실험에서 ${\beta}$-cyclodex­t trin의 역할은 inclusion complex에 의한 생산성 증대라 할 수 있다.

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Yeast Extract로 처리된 Eschscholtzia californica의 Metabolite와 Protein의 변화 (Profiling of Metabolites and Proteins from Eschscholtzia californica induced by Yeast Extract)

  • 조화영;박정진;윤성용;박종문
    • KSBB Journal
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    • 제20권4호
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    • pp.285-290
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    • 2005
  • Sanguinarine은 천연 항균성 물질로 의약품, 생활용품 그리고 화장품 등 그 이용은 다양하나 가격이 비싸고 수율이 따르지 못하는 점을 식물세포배양을 통하여 해결할 수 있을 것으로 기대된다. Sanguinarine의 생산을 극대화하기 위하여 전통적인 방법인 환경적 요인을 고려한 cell selection방법과 유전적 접근인 protein의 변화를 동시에 관찰하였다. Yeast extract를 elicitor로 이용하였을 경우에 control에서는 관찰 할 수 없었던 sanguinarine에 해당하는 오렌지색의 형광을 볼 수 있었으며, 실제 metabolite의 분석에서도 sanguinarine의 증가를 확인 할 수 있었다. 세포 내부에서는 sanguinarine이 약 8배의 증가를 보였으며 배지에서는 약 5배의 증가를 보였다. Protein 역시 2-D electrophoresis로 확인한 결과 intensity가 $5\%,\;88\%,\;6.4\%$의 증가, 일정, 감소를 보인 spot들이 elicitor 처리 후 세포에서는 $34\%,\;39.4\%\;26.5\%$로 intensity가 증가된 spot들이 더많이 검출되었다. 본 연구에서는 sanguinarine을 yeast extract를 이용해서 생산량을 증가시키고 sanguinarine의 생산과 관련된 protein의 변화에 대해서 알아보고자 하였다. 본 예와 같은 실험 연구방법이 식물이차대사산물 생산성에 관련된 protein군을 규명하는데 초석이 될 수 있을 것으로 기대된다.

잿빛곰팡이병 추출물을 이용한 순무배양세포의 Indole-3-ylmethyl glucosinolate의 생합성유도와 병원성연구 (Elicitation of Indole-3-ylmethyl Glucosinolate Biosynthesis in Turnip Culture Cells and Their Relationship with Plant Resistance to Botrytis cinerea)

  • 권순태
    • 한국자원식물학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.542-548
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    • 2017
  • 8종의 잿빛곰팡이병 균주를 순무잎에 접종하여 병반의 크기를 확인한 결과 가장 강한 감염력을 보인 '포도-01' 균주와 병반의 확산이 가장 적은 '오랜지'를 선발하였다. 순무잎이 저항성을 보인 '오랜지'균주를 처리한 잎이 감수성을 보인 '포도-01'균주를 처리한 잎보다 indole-3-ylmethyl glucosinolate (I3M-GLS) 함량이 무처리 보다 2.5배 이상 높았으나 '포도-01' 균주를 처리한 잎에서는 무처리 보다 낮은 함량을 보였다. 균주의 메탄올 추출액과 물추출물을 식물배양세포에 처리한 결과 '오랜지'균주의 추출물이 '포도-01' 균주의 추출물보다 배양세포의 생장을 더 강하게 억제 한 것으로 나타났는데 '오랜지' 균주의 메타놀 및 물 추출물 처리에서 배양세포의 활력은 각각 22.7% 및 16.5% 감소시키는 것으로 나타났다. 한편 '오랜지'균주 추출물을 처리한 배양세포에서 I3M-GLS의 생합성이 '포도-01' 균주 추출물보다 현저히 높은 것으로 나타났다. 본 결과로 보아 식물체내에 생합성되는 I3M-GLS 함량은 잿빛곰팡이균에 대한 식물세포의 저항성과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단된다.

위암조직에서의 MAGE 유전자 발현 (Expression of MAGE in Gastric Cancer Tissues)

  • 최재형;이상호
    • Journal of Gastric Cancer
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    • 제5권3호
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    • pp.180-185
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    • 2005
  • 목적: 정상세포와는 달리 종양세포에서만 비교적 특이적으로 발현되는 것을 tumor specific antigens이라고 하며 대표적인 것은 악성흑색종에서 처음 발견된 MAGE (melanoma antigen)가 있다. 위암조직에서의 MAGE subtype의 발현율은 약 $20{\sim}40%$ 정도로 알려져 있는데 진행성 위암은 전체적으로 예후가 불량하기 때문에 면역치료법과 같은 새로운 치료법을 고려해 볼 수 있다. 본 연구에서는 술 후에 얻은 정상 및 암 조직에서의 MAGE의 발현정도를 각 subtypes에 공통으로 존재하는 유전자를 Primers로 이용하여 조사하였다. 대상 및 방법: 내시경에서 진행성 암으로 진단된 후 수술받은 환자 53명을 대상으로 하였으며, 수술 중 절제된 위에서 정상조직과 암 조직을 얻어 $-70^{\circ}C$에서 보관하였다. 환자는 남자가 35명, 여자가 18명이었고 이들의 평균 연령은 57세였다. 보관된 조직에서 m-RNA를 분리한 후 RT-PCR과 nested PCR로 MAGE의 발현여부를 알아보았다. 기존에 알려진 MAGE gene의 subtypes에 공통으로 존재하는 oligonucleotides를 일차 primers로 이용하여 증폭시켰다. 그 후 또 다른 primers를 이용한 nested RT-PCR을 시행하여 각 조직에서의 발현율을 조사하였다. 결과: 위암환자에서 53예의 암조직 중 13개(24.5%)에서 MAGE gene이 양성으로 나왔고 정상조직에서는 MAGE gene이 모두 음성이었다. 위암의 조직형, ABO type, CEA, CA19-9와 cancer의 위치와는 상관관계가 없었다. 결론: 위암환자의 $20{\sim}30%$에서 MAGE gene이 발현되었으며, 이에 MAGE gene을 이용한 면역치료법의 시도가 필요 할 것으로 생각한다.

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서베이를 이용한 입찰게임에서 출발점 편의의 추정 (Estimating Method of Starting Point Bias in Bidding Game)

  • 박용치
    • 한국조사연구학회지:조사연구
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    • 제4권2호
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    • pp.63-86
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    • 2003
  • 본 연구의 목적은 서울과 그 인근 지역에서 수돗물의 질을 끌이지 않고도 마실 수 있는 수준으로 개선한다는 가정 아래 이에 대 한 지불의사액을 결정하고자 할 때 가상상황 가치평가 기법의 입찰게임에서 출발점 편의의 존재 여부를 검정하는 것이다. 모든 가상상황 가치평가 기법 가운데 입찰게임이 가장 정상가격을 얻는 데 가깝기 때문에 지불의사액(WTP)을 절정하기 위하며 3가지(저$.$$.$고)의 서로 다른 입찰값의 출발점 그룹을 사용하였다. 응답자들은 출발점에 무작위적으로 배정되었고 사전 검사된 면접설문지를 사용하였다. 출발점 편의의 증거를 밝히기 위하여 비모수적 검정과 로짓(Logit)모델을 사용하였다. 본 연구에서는 높은 출발점 집단에서는 높은 지불의사액을, 낮은 집단에서는 낮은 지불의사액을 나타내었으며 이것은 출발점 편의의 존재를 확인하는 것이다. 출발점 편의의 문제는 지불카드나 입찰게임 없이 응답자에게 최대 지불의사액을 직접 질문함으로써 회피할 수 있다. 그러나 이러한 질문은 대답하기에 아주 어렵고, 무응답을 증가시키며 비현실적인 것이 될 수 있다.

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주목세포 배양에 의한 (10-Deacetyl) Baccatin III 생산 연구 (Studies on the Production of (10-Deacetyl) Baccatin III in Cell Cultures of Taxus baccata Pendula)

  • 유병삼;문원종;김진;김동일;변상요
    • KSBB Journal
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    • 제13권2호
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    • pp.174-180
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    • 1998
  • 유럽주목(Taxus baccata Pendula)현탁 세포 배양에서(10-deacetyl) baccatin III 생산을 증진시키는 연구를 하였다. 높은 초기 당 농도가(10-deacetyl) baccain III 생산을 증진시키는 연구를 하였다. 6% 의 초기 포도당과 자당의 경우 1O-deacetyl baccatin III 생산을 각각 3.배와 2.5배씩 증가시켰다. Baccain III도 초기 포도당 8%에서,초기 자당 6%에서 최대값을 보였다. 일리시터로서 methyl jasmonate는(10-deacetyl) baccatin III 의 생성은 $50{\mu}$M에서 최대치를 보였는데 이는 대조구에 비하여 4.5배 증가한 값이었다.Baccatin III 의 경우 methyl jasmonate $100{\mu}$M에서 생성된 Baccatin III 최대치는 대조구에 비하여 7.배 증가한 값이었다. Methyl jasmonate elicitation 에 의한(1O-deacetyl) baccatin III.과 각 taxane의 시간별 생성 경향을 보면 baccatin III와 10-deacetyl baccatin III는 투여 후 1일 까지 생성이 증가하다 그 후부터 감소하였고, paclitaxel, 10-deacetyl taxol 및 cephalomanine 의 생성이 이어졌다. (10-deacetyI) baccatin III의 생합성을 증가시키기 위하여 전구 물질을 투여하였다. Benzoic acid를 $500{\mu}M$로 투여 하였을 때 10-deacetyl baccatin III 및 baccatin III의 생산은 대조구의 비하여 각각 10배와 13배 증가 하였다. Lysine도 $500{\mu}M$로 투여하였을 때 baccatin III 의 생성량을 대조구 보다 8배 증가시켰다. 증가시켰다.

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포도 품종별 메탄올 추출물로부터 면역활성 분석 (Analysis of Immunomodulating Activities in Methanol Extracts from Several Kinds of Grapes)

  • 허진철;우상욱;권미애;김보배;이숙희;이진만;최종욱;정신교;이상한
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.419-424
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    • 2007
  • 하우스 포도 중 대표적인 것으로는 거봉, 델라웨어, 캠벨, 청포도를 열거할 수 있는데, 이에 대한 생물학적 활성 효과 중 항산화와 항암 활성에 대한 보고는 많으나 면역활성에 대한 활성의 연구는 미흡한 실정이다. 이에 우리는 4종의 포도의 메탄올 추출물로 항산화, 항암, 그리고 면역활성을 분석하였다. 전자공유능을 측정하기 위한 DPPH를 이용한 실험 결과 포도 4종에서 모두 항산화 활성을 나타내었으며, 환원력을 알아보기 위한 FRAP 실험 또한 활성을 나타내었다. 산화스트레스에 의한 세포사멸 억제 효과는 약간 있는 것으로 나타났다. 반면에 포도 추출물에 의한 cell proliferation 활성은 증가하는 것으로 나타났다. Nitric oxide (NO) 생성 억제 실험에서는 LPS에 의해 유도된 NO의 활성을 감소시키지는 않으나 포도 추출물 자제가 Raw 264.7 세포에서 NO의 활성을 유도하는 것으로 나타났다. Wound healing assay를 이용하여 항암효과를 알아본 결과 포도추출물 4종에서 세포의 운동성을 억제하는 효과를 가지는 것으로 나타났다. Mouse primary spleen cell 에서의 cytokine IL-4, IL-13의 활성을 알아본 결과 Con A로 유도된 IL-4와 IL-13의 발현 양을 현저히 줄이는 것으로 나타났다. 이로 미루어 보아, 포도 4종에 대한 생물학적 활성 결과 항산화, 항암활성은 물론 항천식 활성이 있는 것으로 확인되어 면역조절 활성이 포도의 기능성에 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

녹용약침이 백서의 제2형 Collagen 유발 관절염에서 iNOS 발현과 NO 생성 억제에 미치는 영향 (Effect of Cervi Pantotrichum Cornu Pharmacopuncture on Suppressing the Expression of iNOS and Production of NO in Type II Collagen-induced Arthritis Mice)

  • 이현진;조현석;황민섭;정찬영;이동건;김은정;김갑성;김경호
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제25권5호
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    • pp.105-116
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    • 2008
  • Objectives : The objective of this study is to investigate the suppressing effect of the cervi pantotrichum cornu pharmacopuncture on the expression of iNOS mRNA and production of NO in synoviocytes from artificially arthritis-induced mice. Methods : In vitro test, synoviocytes extracted from a knee joint of a mouse were cultivated, and the herbal extract of cervi pantotrichum cornu($0.4mg/m{\ell}$, $0.6mg/m{\ell}$, $0.8mg/m{\ell}$, and $1.0mg/m{\ell}$) was added into the wells of synoviocytes to suppress the expression of iNOS mRNA and production of NO. In vivo test, each ten mice were allocated into three groups; Normal group, CIA-elicitated group(CIA), and group treated with cervi pantotrichum cornu pharmacopuncture after CIA elicitation(CCA). The extract of cervi pantotrichum cornu was injected into the acupoint of $SP_{10}$ to observe the changes of foot thickness in mice and the suppression of MIF, TNF-$\alpha$, NF-${\kappa}B$ p65, and iNOS. Results : In vitro test, the expression of iNOS mRNA and production of NO were dose-dependently decreased in the wells of synoviocytes treated with PMA. In vivo test, the suppression of MIF, TNF-$\alpha$, NF-${\kappa}B$ p65, and iNOS was clearly shown in the pieces of the synovial joint treated with the extract of cervi pantotrichum cornu. The foot thickness also decreased dose-dependently. Conclusions : It is speculated that the cervi pantotrichum cornu pharmacopuncture can be applicable to the therapy of rheumatoid arthritis by suppressing the expression of iNOS mRNA and production of NO.

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반응적 교수법에 의한 고등학교 1학년 학생들의 질량 보존과 부피 변화에 대한 사고 변화 분석 (The Analysis of Thought Change of 11th Grade Students related to Conservation of Mass and Volume Change by Responsive Teaching)

  • 조나연;백성혜
    • 대한화학회지
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    • 제64권5호
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    • pp.304-317
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    • 2020
  • 이 연구는 중소도시에 소재한 고등학교 1학년 학생 4명을 대상으로 반응적 교수법의 효과를 알아보았다. 이를 위하여 반응적 교수법의 3단계를 세분화하여 6단계로 구성하였다. 1단계는 학생들의 거시적 생각 드러내기, 2단계는 학생들의 초기 미시적 생각 이끌어내기, 3단계는 입자에 대한생각을 학문과 연결하기, 4단계는 교사가 개입하여 입자에 대한 학습자의 생각을 명료히 하기, 5단계는 학생 생각 심화하기, 6단계는 학생 생각 확장하기였다. 4단계까지의 과정을 통해 질량의 원인은 원자이며, 부피의 원인은 분자라는 학생들의 생각이 명료하게 드러났다. 5단계에서 학생들은 양성자와 중성자가 존재하는 공간을 매우 작으므로 분자 자체의 부피는 무시한다는 개념에 도달하였다. 그리고 생각을 확장하는 6단계에서 입자의 부피를 무시한 질점의 개념으로 분자 운동을 설명하였다. 이를 통해 학생들은 아보가드로의 법칙에서 요구되는 입자의 질량보존과 부피변화의 관계에 대한 관점을 획득하고, 어떤 시스템은 직접 관찰하기에 너무 작거나, 너무 크거나, 너무 빠르거나, 너무 느려서 간접적으로만 연구될 수 있음을 인식하였다.