체세포배 발생을 통한 고구마 재분화 식물체를 유도하기 위하여 성장조정제 및 부위별 배양조건과 체세포배 캘러스발생 조건에 관한 실험을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 생장조정제별 캘러스 유기율은 MS+0.5 mg/L IAA+10.0 mg/L BA, MS+1.0 mgt NAA+5.0 mg/L. BA, MS+1.0 mg/L picloram, MS+1.0 mg/L 2.4-D, LS+1.0 mgt picloram 등에서 높았고, 부위별로는 정단분열조직과 엽이 절간과 엽병에 비하여 높았다. 2. 고구마 치상 부위별 캘러스 형성은 부위별로는 정단분열조직 > 엽기저부위 > 줄기상단부위 순으로 높았고, 생장점에서는 건미, 율미, 고계14호 등에서 $75{\sim}80%$의 노랗고 윤기가 있는 체세포배캘러스를 형성하였다. 3. 2,4-D농도별 체세포배발생캘러스 형성을 조사한 결과 $MS+1.0{\sim}1.5$ mg/L 2,4-D에서 높았고, 품종별로는 건미가 가장 높았다. 4. 식물체 재분화율은 을미가 73%, 신황미가 70%로 신자미와 고계14호에 비하여 높았다.
착상기 이전 자궁에서 특이적 자궁내막 준비가 진행되어야 하는데, 이는 자궁 내막의 점진적 분화로 배아의 착상과 성공적 임신에 절대적으로 필요하다. 배아 발생 동안에 관찰되는 조직의 재구성은 세포외 기질을 포함한 다양한 요인에 의해 조절된다. 임신 동안에 관찰되는 극적인 변화로는 배아의 이동, 탈락막 반응, 태반의 분화를 그 예로 들 수 있다. 배아와 자궁간의 성공적 착상을 위한 변화들은 배아와 자궁의 착상을 위한 능력 갖출 수 있도록 한다. 이러한 변화과정 중에, 콜라겐이 주성분인 세포외 기질의 극적인 변화가 진행된다. 이러한 변화는 매우 복잡하여 그 기작을 밝히는 것은 쉽지 않으나, 최근 들어 PCR-select cDNA subtraction 방법, microarry 방법 등 대단위 유전자 동정 방법들을 이용하여 많은 후보 유전자가 동정되었다. 스테로이드 호르몬은 임신과 임신 유지에 중요한 역할을 수행하며, 세포외 기질의 재구성을 엄격하게 성스테로이드 호르몬에 의한 유전자 네트워크를 통하여 조절한다. 자궁의 세포외 기질의 병리적 조절이 당뇨병 등에서 보고되고 있다. 세포외 기질의 재구성은 착상과 태아와 자궁의 발달을 이해하는 데 중요하고, 또한 생식과 관련된 질병을 극복하는 데 중요하다. 비록 세포외 기질의 구성성분이 매우 다양하고 복잡하여 논의할 것이 무척 많으나, 본 종설에서는 착상기를 전후한 시기에 콜라겐의 변화를 중심으로 논하였다.
Objectives: Advancements in nanotechnology have led to nanoparticle (NP) use in various fields of medicine. Although the potential of NPs is promising, the lack of documented evidence on the toxicological effects of NPs is concerning. A few studies have documented that homeopathy uses NPs. Unfortunately, very few sound scientific studies have explored the toxic effects of homeopathic drugs. Citing this lack of high-quality scientific evidence, regulatory agencies have been reluctant to endorse homeopathic treatment as an alternative or adjunct treatment. This study aimed to enhance our insight into the impact of commercially-available homeopathic drugs, to study the presence of NPs in those drugs and any deleterious effects they might have, and to determine the distribution pattern of NPs in zebrafish embryos (Danio rerio). Methods: Homeopathic dilutions were studied using high-resolution transmission electron microscopy with selected area electron diffraction (SAED). For the toxicity assessment on Zebrafish, embryos were exposed to a test solution from 4 - 6 hours post-fertilization, and embryos/larvae were assessed up to 5 days post-fertilization (dpf ) for viability and morphology. Toxicity was recorded in terms of mortality, hatching delay, phenotypic defects and metal accumulation. Around 5 dpf was found to be the optimum developmental stage for evaluation. Results: The present study aimed to conclusively prove the presence of NPs in all high dilutions of homeopathic drugs. Embryonic zebrafish were exposed to three homeopathic drugs with two potencies (30CH, 200CH) during early embryogenesis. The resulting morphological and cellular responses were observed. Exposure to these potencies produced no visibly significant malformations, pericardial edema, and mortality and no necrotic and apoptotic cellular death. Conclusion: Our findings clearly demonstrate that no toxic effects were observed for these three homeopathic drugs at the potencies and exposure times used in this study. The embryonic zebrafish model is recommended as a well-established method for rapidly assessing the toxicity of homeopathic drugs.
Matrix metalloproteinases (MMPs) are zinc-dependent endopeptidases which degrade extracellular matrix (ECM) during embryogenesis, wound healing, and tissue remodeling. Dysregulation of MMP activity is also associated with various pathological inflammatory conditions. In this study, we examined the expression pattern of MMPs during PMA-induced differentiation of THP-1 monocytic cells into macrophages. We found that MMP1, MMP8, MMP3, MMP10, MMP12, MMP19, MMP9, and MMP7 were upregulated during differentiation whereas MMP2 remained unchanged. Expression of MMPs increased in a time-dependent manner; MMP1, MMP8, MMP3, MMP10, and MMP12 increased beginning at 60 hr post PMA treatment whereas MMP19, MMP9, and MMP7 increased beginning at 24 hr post PMA treatment. To identify signal transduction pathways involved in PMA-induced upregulation of MMPs, we treated PMA-differentiated THP-1 cells with specific inhibitors for PKC, MEK1, NF-${\kappa}B$, PI3K, p38 MAPK and PLC. We found that inhibition of the MEK1 pathway blocked PMA-induced upregulation of all MMPs to varying degrees except for MMP-2. In addition, expression of select MMPs was inhibited by PI3K, p38 MAPK and PLC inhibitors. In conclusion, we show that of the MMPs examined, most MMPs were up-regulated during differentiation of monocyte into macrophage via the MEK1 pathway. These results provide basic information for studying MMPs expression during macrophage differentiation.
강활(Ostericum koreanum Kitagawa)의 잎절편배양으로부터 체세포배 형성을 통한 식물체 재생, 체세포배의 이상자엽에 관한 NAA와 싸이토카이닌(kinetin, BA)의 영향 및 체세포배의 자엽수와 발아와의 관계을 밝히기 위하여 본 연구를 시도하였다. 배발생능캘러스는 여러 가지 농도의(0, 0.1, 0.5, 1, 2mg/L) NAA와 싸이토카이닌(kinetin, BA)이 첨가된 MS배지에서 배양된 캘러스는 희고 물기가 많고 부드러웠으며 배양중에 갈변하면서 연노랑색의 배발생능 캘러스로 되었으며 이로부터로 체세포배가 형성되었다. 1mg/L NAA+0.1mg/L BA가 첨가된 MS 배지상에서 계대배양 없이 60일간 배양하여 고빈도 체세포배를 얻을 수 있었다. 성숙한 체세포배는 계대배양없이 동일 배지상에서 2주후 발아하여 소식물체로 되었다. 성숙한 체세포배는 2개 자엽을 갖는 정상적인 자엽배가 39.8%이었고, 주발모양, 1개, 3개 및 4개자엽배 등은 3.1% 33.6%, 15.3% 및 8.2%이었다. 정상적인 2개 자엽 체세포배의 발아율은 97.4% 이었고 주방모양의 자엽을 갖는 체세포배를 제외하고(33.3%) 비정상 자엽배에서도 정상자엽체세포배의 발아율과 거의 비슷하였다.
당귀(Angelica gigas Nakai)의 잎절편유래 체세포배의 비정상자엽구조에 관한 2,4-D와 BA의 영향에 대하여 또한 체세포배의 자엽수와 발아와의 관계에 대하여 기술하였다. 배발생능 캘러스는 0.5 및 1 mg/L 2,4-D와 1mg/L 2,4-D+0.1mg/L BA, 1mg/L 2,4-D+0.5mg/L BA가 첨가된 MS 기본배지에 치상한 외식편에 형성된 캘러스로부터 선발하였다. 1mg/L 2,4-D첨가 MS고형 기본배지에서 8 주간 배양후 2,4-D가 제거된 배지에서 3주간 배양하여 체세포배 발생과 비정상적인 체세포배의 자엽발생을 관찰하였다. 이상자엽의 빈도는 정상인 2개의 자엽을 갖는 체세포배는 42.5%인데 반하여 1개의 자엽에서 22.8%, 3개의 자엽을 갖는 체세포배에서는 16.8%, 4개의 자엽에서는 7.8%, 5개의 자엽배에서는 1.8%와 주발형 자엽배는 8.2%이었다. 또한 ABA를 처리하면 2개의 자엽을 갖는 체세포배는 65.3%로 향상되었다. ABA 는 정상적인 체세포배의 높은 생산에 중요하였다. 2개의 정상적인 자엽을 갖는 체세포배의 발아율은 77.8%이었으나 비정상적인 자엽을 갖는 체세포배의 발아율은 대단히 낮아서 1개, 3개, 4개, 5개 및 주발형의 자엽배을 갖는 체세포배에서는 62.5%, 43.3%, 60%, 50%및 0%이었다.
카사바는 열대와 아열대지역 뿌리작물로서 중요한 식량자원일 뿐만 아니라 동물 사료, 전분, 바이오에탄올 등 다양한 산업소재로서 이용이 가능하다. 그러나 카사바의 산업적 중요성에 비해 형질전환기술을 이용한 신품종 개발은 아직까지 제한적이다. 본 연구에서는 인도네시아 IDB사가 개발한 다수확 카사바 품종을 이용하여 영양강화 및 환경스트레스에 저항성을 향상시킨 카사바를 개발하기 위하여 체세포배를 이용한 식물체 재분화시스템을 확립하였다. 카로티노이드 축적에 관련된 IbOr 유전자를 체세포배를 이용한 Agrobacterium 매개방법으로 카사바에 형질전환하였다. gDNA PCR과 RT-PCR을 통해 19개의 형질전환식물체를 성공적으로 확보하였다. 향후 카로티노이드 함량분석, 환경스트레스 내성분석 등을 통하여 IbOr 카사바 식물체의 농업적 유용성을 검정할 예정이다.
Tryptophan을 계란에 투여하고 배양하였을 때의 초기 계배의 뇌형성에 미치는 영향을 대뇌피질세포의 전자현미경 관찰과 계배두부의 단백질 및 핵산과 serotonin의 정량 그리고 몇가지 기초대사에 관여하는 효소활성을 관찰하였다. 계란에게 tryptophan을 투여하고 $5\\sim10$일간 부란한 계배의 대뇌피질세포 전자현미경으로 관찰한 결과 정상에 비해 크게 손상되었으며 특히 핵막이 불규칙하고 핵응축현상이 심하며, 염색질이 핵막에 응집되어 있고 인이 심하게 분해되었고 핵막이 팽출되어 수포가 많이 생기고 확장된 Golgi체가 많으며 조면소포체가 확장되고 소포화왼 것들도 있었으나 lysosome은 드물게 보였으며 tryptophan 투여로 인한 기형현상이 뚜렷하였다. Tryptophan을 투여한 10일 계배의 DNA 함량은 크게 저하되지는 않았으나 RNA 함량과 단백질 함량 그리고 lactate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, malate dehydrogenase, glucose 6-phosphate dehydrogenase와 같은 기초대사에 관여하는 효소들의 활성이 저하된 것으로 보아 tryptophan은 단백질 합성을 저하시킨 것으로 관찰되었다. 한편 10일 계배의 serotonin의 함량은 시험군에서 크게 늘고 있으며 serotonin의 증거가 intracellular yolk granule의 분해를 지연시켜 기형현상이 일어나는지는 분명치 않으나 tryptophan 투여로 인하여 단백질 합성이 저하되고 따라서 효소활성이 저하됨으로서 세포분화에 지장을 초래하는 것으로 생각된다.
자식작용은 난자 세포질의 단백질 고분자 물질과 세포 소기관 분해를 위해서 세포질 리소좀 통로에 유전적으로 작용하고 있으며 ATP합성과 단백질 재활용에 관여하고 있다. 이러한 자식작용은 난자 발달 과정에서 매우 중요하지만 세포질 내 자식작용의 동적 발달 과정의 근원적인 기전은 잘 알려지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 초기 난자 발달 과정의 자식작용을 이해하기 위해서 쥐 난자 체외 성숙 과정에서 자식작용과 관련된 유전자들의 유전적 발현 수준을 분석하였다. Real Time RT-PCR 기법을 이용하여 유전자 Atg2a, Atg3, Atg4b, Atg5, Atg6, Atg7, Atg9a, 그리고 Wipi3 같은 모계에서 유전된 ATGs 군들의 유전자들은 수정난 유전체 활성화(ZGA) 이전 단계인 1세포기에서 높게 발현되었고, 그 후 이들 유전자들의 발현은 배반포 단계와 2세포기 4세포기 단계에서는 감소함을 알 수 있었다. Dram과 Atg9b 유전자들은 배반포와 1세포기 단계에서 발현됨으로서 모계 유전자이면서 ZGA에 의해서 발현되는 유전자임을 알 수 있었다. 한편 UIKI의 유전자 발현은 착상 전 단계에서 일정하게 나타남을 알 수 있었다. 하지만 Atg4d 유전자의 경우 4세포기에서부터 배 반포 단계까지 높게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 생쥐 난자 발달 과정에서 자식작용과 관련된 유전자들은 초기 난자 발달과정에서 중요한 역할 과정임을 알 수 있었다.
Porcine epidemic diarrhea virus (PEDV)는 돼지의 급성장염을 유발하여 설사 증상을 일으키는 바이러스이다. 본 연구에서는 고구마 저장뿌리 고발현 sporamin 프로모터 및 CaMV 35S promoter를 이용하여 PEDV 항원단백질을 생산하는 고구마 식물체를 개발하고자 하였다. 형질전환 벡터를 제작하기 위하여 PEDV에서 항원성이 알려진 스파이크 단백질의 일부분을 암호화하는 유전자를 PCR로 합성하였다. 고구마 [Ipomoea batatas (L.) Lam] 율미 품종의 배발생 캘러스를 재료로 하여 Agrobacterium tumefaciens을 매개로 형질전환하였다. 선발배지 (MS medium, 1 mg/L 2,4-D, 100 mg/L kanamycin, and 400 mg/L claforan)에서 배발생 캘러스를 3주 간격으로 4개월 동안 계대배양하여 카나마이신 저항성 캘러스를 선발하였다. 선발된 배발생 캘러스를 호르몬을 제거한 배지로 옮겨 체세포배를 유도하였으며 이후 shoot과 뿌리가 형성되었다. 재분화된 소식물체를 대상으로 PCR 분석으로 카나마이신 저항성 재분화 개체의 50% 이상이 도입 유전자를 가지고 있었으며 이들 식물체를 대상으로 Southern blot 분석하여 PEDV 유전자가 고구마 식물체의 게놈으로 안정적으로 도입되었음을 확인하였다. 형질전환 식물체에서 도입유전자의 발현을 RT-PCR로 분석한 결과 PEDV의 spike 유전자가 높은 수준으로 발현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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