• 제목/요약/키워드: Functional characterization

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Molecular characterization and functionality of rumen-derived extracellular vesicles using a Caenorhabditis elegans animal model

  • Hyejin Choi;Daye Mun;Sangdon Ryu;Min-jin Kwak;Bum-Keun Kim;Dong-Jun Park;Sangnam Oh;Younghoon Kim
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제65권3호
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    • pp.652-663
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    • 2023
  • The rumen fluids contain a wide range of bacteria, protozoa, fungi, and viruses. The various ruminal microorganisms in the rumen provide nutrients by fermenting the forage they eat. During metabolic processes, microorganisms present in the rumen release diverse vesicles during the fermentation process. Therefore, in this study, we confirmed the function of rumen extracellular vesicles (EVs) and their interaction with the host. We confirmed the structure of the rumen EVs by transmission electron microscope (TEM) and the size of the particles using nanoparticle tracking analysis (NTA). Rumen EVs range in size from 100 nm to 400 nm and are composed of microvesicles, microparticles, and ectosomes. Using the Caenorhabditis elegans smart animal model, we verified the interaction between the host and rumen EVs. Exposure of C. elegans to rumen EVs did not significantly enhance longevity, whereas exposure to the pathogenic bacteria Escherichia coli O157:H7 and Staphylococcus aureus significantly increased lifespan. Furthermore, transcriptome analysis showed gene expression alterations in C. elegans exposed to rumen EVs, with significant changes in the metabolic pathway, fatty acid degradation, and biosynthesis of cofactors. Our study describes the effect of rumen EV interactions with the host and provides novel insights for discovering biotherapeutic agents in the animal industry.

Candidate Gene Analysis to Rice Bacterial Leaf Blight Resistance of Korean Races of Xoo (Xanthomonas oryzae) in Rice Genetic Resources by GWAS Analysis

  • Myung Chul Lee;Yu-Mi Choi;Myoung-Jae Shin;Hyemyeong Yoon;Sukyeung Lee;Kebede Taye Desta
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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    • pp.49-49
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    • 2020
  • Bacterial leaf blight (BLB), caused by X. oryzae pv. oryzae(Xoo), is one of the most destructive diseases of rice due to its high epidemic potential. Understanding BLB resistance at a genetic level is important to further improve the rice breeding that provides one of the best approaches to control BLB disease. In the present investigation, a total of 10,000 accessions of rice germplasm were tested to resistance degree of four Korean isolated races (K1, K2, K3 and K3a) of Xoo by bioassay and a diverse 268 accessions was selected to the genome-wide association study (GWAS) using high quality 34,724 SNPs to identify the associated with resistance loci. LOC_Os04g53160 of chromosome 4 was significantly associated with K1 race resistant. LOC_Os11g46230 and LOC_Os11g47150 of chromosome 11 were highly associated with K2 and K3 races as 23.7 and 27.4 of -log(P) value, but K3a resistant loci was weakly associated at LOC_Os03g55270 of chromosome 3. The results of the GWAS validate known gene of BLB resistant and identified novel loci of R genes that provide useful targets for further investigation to help the breeding system and identified gene and QTL provide valuable sources for further functional characterization.

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A streamlined pipeline based on HmmUFOtu for microbial community profiling using 16S rRNA amplicon sequencing

  • Hyeonwoo Kim;Jiwon Kim;Ji Won Cho;Kwang-Sung Ahn;Dong-Il Park;Sangsoo Kim
    • Genomics & Informatics
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    • 제21권3호
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    • pp.40.1-40.11
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    • 2023
  • Microbial community profiling using 16S rRNA amplicon sequencing allows for taxonomic characterization of diverse microorganisms. While amplicon sequence variant (ASV) methods are increasingly favored for their fine-grained resolution of sequence variants, they often discard substantial portions of sequencing reads during quality control, particularly in datasets with large number samples. We present a streamlined pipeline that integrates FastP for read trimming, HmmUFOtu for operational taxonomic units (OTU) clustering, Vsearch for chimera checking, and Kraken2 for taxonomic assignment. To assess the pipeline's performance, we reprocessed two published stool datasets of normal Korean populations: one with 890 and the other with 1,462 independent samples. In the first dataset, HmmUFOtu retained 93.2% of over 104 million read pairs after quality trimming, discarding chimeric or unclassifiable reads, while DADA2, a commonly used ASV method, retained only 44.6% of the reads. Nonetheless, both methods yielded qualitatively similar β-diversity plots. For the second dataset, HmmUFOtu retained 89.2% of read pairs, while DADA2 retained a mere 18.4% of the reads. HmmUFOtu, being a closed-reference clustering method, facilitates merging separately processed datasets, with shared OTUs between the two datasets exhibiting a correlation coefficient of 0.92 in total abundance (log scale). While the first two dimensions of the β-diversity plot exhibited a cohesive mixture of the two datasets, the third dimension revealed the presence of a batch effect. Our comparative evaluation of ASV and OTU methods within this streamlined pipeline provides valuable insights into their performance when processing large-scale microbial 16S rRNA amplicon sequencing data. The strengths of HmmUFOtu and its potential for dataset merging are highlighted.

난소-자궁부속기 종괴: 다중기법 MR 영상의 임상 적용과 O-RADS MRI (Adnexal Masses: Clinical Application of Multiparametric MR Imaging & O-RADS MRI)

  • 엄소영;나성은
    • 대한영상의학회지
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    • 제82권5호
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    • pp.1066-1082
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    • 2021
  • 초음파에서 우연히 접하는 자궁부속기 병변은 양성 병변이 더 흔하지만, 일부는 악성도가 애매한 병변으로 간주되어 추가적인 평가를 위해 다중매개변수 MRI가 필요하다. 고식적 MRI를 통해 해부학적 모양을 살피고, 지방, 출혈, 섬유성 조직, 고형성 조직 등 병변의 구성성분을 파악하여 많은 양성 종괴들을 정확하게 진단할 수 있다. 또한 추가적인 확산강조영상과 역동적 조영증강 기법의 관류영상으로 양성과 악성의 감별 진단 정확도를 높일 수 있다. 최근 자궁부속기 종괴의 악성 위험도를 평가하고, 각 위험도 군에 대한 적절한 조치를 권고하는데 있어 표준화된 의사소통이 가능하도록 하기 위해 난소-자궁부속기 MRI 보고 및 자료시스템(ovarian-adnexal reporting and data system MRI; 이하 O-RADS MRI)이 발표되었다. 본 종설에서는 자궁부속기 종괴의 악성도 예측 및 감별 진단을 위한 다중매개변수 MRI의 임상 적용과 O-RADS MRI에 대하여 기술하고자 한다.

대체 감미료를 활용한 저당 유자 시럽 제조 및 이화학적 특성 조사 (Production Process and Physiochemical Characterization of Low-sugar Yuzu Syrup)

  • 박윤하;이보배;임애은;조정용;남승희
    • 한국식품영양학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.67-79
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    • 2024
  • Yuzu (Citrus junos) undergoes traditional processing to create preserved yuzu with a sugar content of 50%. This study aimed to produce low-sugar yuzu syrup using artificial or natural sweeteners instead of sugar. Among artificial sweeteners, maltitol showed minimal browning and lack of deposition at high temperatures. The addition of xanthan gum (0.2%) and carboxymethyl cellulose (0.2%) resolved the issue of layer separation and viscosity decrease of yuzu syrup. Alternatively, grain syrup, a natural sweetener, improved viscosity and homogeneity without the additives. Yuzu syrups were developed using yuzu juice and preserved yuzu, with maltitol (20~40%) or grain syrup (50~70%) as the sweetener. Yuzu syrups containing 35% maltitol (M35) or 55% grain syrup (G55) had less than 5% and 10% free sugar, respectively. These syrups exhibited taste patterns similar to commercial yuzu syrup in analysis using an electronic tongue. Furthermore, M35 and G55 contained yuzu flavonoids at concentrations of 19.82 mg/g and 24.09 mg/g, respectively. Antioxidant activity (DPPH, ABTS radical scavenging) of M35 and G55 was equivalent to 10.55, 17.59 mg/100 g of Vitamin C and 97.39, 33.92 mg/100 g of Vitamin C, respectively. Consequently, M35 and G55 offer promising alternatives to preserved yuzu, providing low-sugar yuzu syrups enriched with functional ingredients.

Formulation and Quality Evaluation of Chicken Nuggets Supplemented with Beef and Chicken Livers

  • Liaqat Mehmood;Syeda Afnan Mujahid;Sawera Asghar;Hafiz Ubaid ur Rahman;Nauman Khalid
    • 한국축산식품학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.620-634
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    • 2024
  • This study explores the potential of utilizing meat byproducts, specifically chicken and beef liver, to enhance the nutritional value of processed foods like chicken nuggets. Proximate analysis was conducted on the livers, including moisture, ash, fat, and protein content, and degradation potential was observed. Antioxidant potential was analyzed through 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH). The total phenolic content (TPC), oxidative stability through peroxide value (POV), and free fatty acid (FFA) were performed to evaluate quality changes during seven-day storage. The radical scavenging activity showed that beef liver has excellent antioxidant capacity (61.55%- and 195.89- mM gallic acid equivalent for DPPH and TPC, respectively) compared to chicken liver and significantly increased the antioxidant potential of nuggets by 5%-10%. POV and FFA values increased with increased storage days for the liver and its incorporation in nuggets. However, the values remained under the 10 meq/kg threshold. Incorporating the livers into chicken nuggets led to a significant (p=0.000) improvement in nutritional content, particularly a 1.5%-2% increase in protein, with a similar increase in mineral content. Texture and sensory evaluations indicated favorable consumer acceptability for liver-enriched nuggets. Overall, this research shows the value of adding liver as a functional ingredient to enhance the nutritional profile of processed foods.

생쥐의 난소와 난자에서의 Obox4의 동정과 RNAi를 이용한 기능연구 (Characterization and Functional Analysis of Obox4 during Oocyte Maturation by RNA Interference)

  • 이현서;이경아
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제34권4호
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    • pp.293-303
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    • 2007
  • 목 적: 본 연구는 정소에서만 발현한다고 알려져 있는 Obox4에 대한 난소 및 난자에서의 동정과 난자 성숙에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 연구방법: RT-PCR을 이용하여 발달 단계별 난소와 정소, 난자에서의 Obox4의 mRNA발현을 확인하였다. 난자 성숙동안에 Obox4의 기능을 알아보기 위해 GV 난자의 세포질에 Obox4의 dsRNA를 미세 주입하는 RNAi 방법을 사용하였다. Obox4 dsRNA를 미세주입한 후, M16 배지에서 16시간 동안 배양하거나, IBMX가 첨가된 M16 배지에서 24시간 동안 배양하면서 난자 성숙율 및 spindle, 염색체의 배치와 형상의 변화를 관찰하였다. Obox4 RNAi후 여러 유전자들의 발현 양의 변화를 RT-PCR을 이용하여 확인하였다. 결 과: Obox4의 mRNA는 난소에서 다른 Obox family들과 비교하여 낮게 발현함을 관찰하였다. Obox4 RNAi를 위해 합성된 dsRNA가 Obox4의 발현만을 특정적으로 감소시켰다. Obox4 RNAi후에 M16배지에서 16시간 배양한 군에서의 난자 성숙률은 대조군의 난자 성숙률과 별다른 차이를 보이지 않았다. 흥미롭게도, IBMX가 첨가된 M16 배지에서 24시간 동안 배양한 군에서는 대조군의 난자들이 GV 상태에 정지되어 있는데 반해, Obox4 RNAi군에서는 IBMX에서 존재함에도 불구하고, MI과 MII로의 난자 성숙이 진행되었다. 또한 Obox4 RNAi 난자의 spindle 구조는 완전히 사라지고 매우 응축되어 있는 염색체를 확인하였다. 결 론: 본 연구에서는, 생쥐의 난소 및 난자에서 Obox4의 발현을 처음으로 밝혔으며, 난자 성숙 동안에 Obox4가 염색체 분리 및 spindle 형성에 관여되어 있는 유전자임을 확인하였다. 또한, CAMP에 의해 조절되는 GV-arrest mechanism에 Obox4가 매우 밀접하게 연관되어 있을 것임을 알게 되었다.

피트모스에서 추출한 휴믹물질(휴믹산, 풀빅산, 휴민)의 화학적 및 분광학적 물질특성 규명 (Chemical and Spectroscopic Characterization of Peat Moss and Its Different Humic Fractions (Humin, Humic Acid and Fulvic Acid))

  • 이창훈;신현상;강기훈
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권4호
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    • pp.42-51
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    • 2004
  • 본 연구에서는 캐나다 산 피트 모스(Canadian Sphagnum peat moss)시료로부터 산${\cdot}$염기 침전법을 이용하여 휴믹산(p-HA), 풀빅산(p-FA), 휴민(p-Humin)을 순수분리 하였고, 화학적(원소분석, pH 적정) 및 분광학적(적외선 및 핵자기공명 분광분석)방법을 이용하여 피트모스와 각 휴믹 성분의 특성(원소성분비, 양성자교환용량(PEC), 작용기 및 분자구조)을 규명하였다. 또한, Cd(II)을 흡착시킨 p-Humin의 적외선 스펙트럼 분석을 통하여 휴믹분자의 금속이온 결합자리를 확인하였다. 이상에서 얻어진 특성분석 결과는 문헌에 제시된 토양 휴믹물질의 특성과 함께 비교 분석하였다. 본 연구의 주요 목적은 유기물 집적 층인 피트 모스에 존재하는 휴믹물질의 친환경적 응용에 필요한 기초 물질 특성 자료를 제공함에 있다. 순수분리 결과, p-Humin 및 p-HA와 p-FA의 함량은 피트 모스 전체유기물 함량($957{\pm}32g/kg$)의 각각 $76\%,\;18\%,\;3\%$로 분포하였으며, 원소 성분비는 p-Humin이 $C_{1.00}H_{1.52}O_{0.79}N_{0.01}$로서 p-HA($C_{1.00}H_{1.09}O_{0.51}N_{0.02}$), p-FA($C_{1.00}H_{1.08}O_{0.65}N_{0.01}$)에 비하여 H/C와 (N+O)/C 비가 상대적으로 더 높았다. pH 적정분석을 통한 산/염기 특성 분석결과, 피트 모스 휴믹 분자에는 서로 다른 환경에 있는 두 종류의 산성 작용기가 존재함을 알 수 있었으며, PEC(meq/g) 값은 p-FA(4.91) >p-HA(4.09) >p-Humin(2.38)의 순으로 나타났다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 피트모스 휴믹물질의 작용기 기본 특성은 기존 토양 휴믹물질과 유사하였으며, 금속이온 주요 결합작용기는 -COOH임을 확인하였다. 피트 휴믹 분자의 탄소 골격은 전반적으로 낮은 휴믹화 단계의 물질 특성을 보였으며, $^{13}C$-핵자기공명 스펙트럼 분석을 통해 p-Humin과 용해성 휴믹 성분(p-HA, p-FA)의 분자구조 특성의 차이점을 밝힐 수 있었다.

한천분해세균 Agarivorans sp. JS-1의 분리 및 β-아가라제의 특성 규명 (Isolation of Agarivorans sp. JS-1 and Characterization of Its β-Agarase)

  • 김진선;이동근;여고운;박민주;이상현
    • 생명과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.357-362
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    • 2023
  • 본 연구에서는 해양 한천분해세균 Agarivorans sp. JS-1과 해당균주의 agarase 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 Agarivorans sp. JS-1은 경상남도 창원시 소죽도에서 채취한 해수를 이용하여 Marine agar 2216배지에서 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통하여 Agarivorans 속 세균과 99% 일치하여 Agarivorans sp. JS-1으로 명명하였다. 세포외로 분비되는 agarase는 Agarivorans sp. JS-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 특성 조사를 하였다. Agarivorans sp. JS-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 35, 40, 45, 50, 55 및 60℃에서 각각 70, 74, 78, 83, 87, 100, 74, 66%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 91, 100, 90, 89%의 활성을 나타내었다. 세포외 agarase는 50℃에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대(207 U/l)의 활성을 보였다. 20, 30, 50℃에서 30분간 열처리하면 잔존활성이 각각 90%, 70%, 50% 이상이었다. 55℃ 이상에서는 30분 동안 열처리하면 잔존활성이 50% 미만이었다. 20, 30, 35, 40 및 45℃에서 2시간 열처리 후의 잔존활성은 각각 80, 68, 65, 63 및 57%였다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. JS-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarohexaose (20.6%), neoagarotetraose (58.5%)및 neoagarobiose (20.9%)를 생성하는 것으로 보아 β-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. JS-1 가 생산하는 β-agarase는 전분노화 방지, 미백효과, 보습효과 및 세균생장 억제 등의 기능을 가지는 한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다.

깊이별 토양 휴믹산과 풀빅산의 특성 분석: 양성자교환용량, 원소성분비, 13C NMR 스펙트럼 (Characterization of Humic and Fulvic Acids Extracted from Soils in Different Depth: Proton Exchange Capacity, Elemental Composition and 13C NMR Spectrum)

  • 신현상;이창훈;이동석;정근호;이창우
    • 분석과학
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    • 제16권4호
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    • pp.283-291
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    • 2003
  • 본 연구에서는 깊이별 토양시료에서 추출한 휴믹산과 풀빅산의 산성 작용기 및 구조 적 특성을 비교 분석하였다. 연구의 주요 목적은 토양 깊이별 방사성 핵종 농도 분포 및 이동성에 대한 휴믹물질의 역활 규명에 필요한 기초자료를 제공함에 있다. 휴믹산과 풀빅산 분자의 산성작용기 특성은 pH 적정법을 이용하여 분석하였고, 양성자교환용량 (PEC) 및 평균 $pK_a$ 값을 얻었다. 휴믹산과 풀빅산의 구조적 특성은 원소성분비 분석 및 CPMAS $^{13}C$ NMR 분광법을 이용하여 분석하였다. pH 적정 분석 결과, 휴믹산의 PEC 값은 $3.8{\sim}4.8meq\;g^{-1}$의 범위이었다. 풀빅산은 휴믹산에 비하여 상대적으로 높은 $5.5{\sim}7.0meq\;g^{-1}$의 PEC 값을 보였다. 깊이별 토양 휴믹산은 표층에서 보다 하층 (> 8 cm)에서 더 높은 PEC 값을 나타냈다. 원소성분비 (H/C) 및 $^{13}C$ NMR 스펙트럼 분석 ($C_{arom}/C_{aliph}$) 결과, 휴믹산이 풀빅산에 비하여 구조적으로 방향족성이 높고, 카르복실기 탄소 함량은 낮은 것으로 나타났다. 깊이별 비교의 경우, 휴믹산은 토양 깊이가 증가할수록 방향족성 및 카르복실 탄소 함량이 증가하는 경향을 보였으나, 풀빅산은 전체적으로 유사한 함량 분포를 보였다.