• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.20-20
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• 2017

Plant genomes include heterochromatic loci that consist of repetitive sequences and transposable elements. LTR retrotransposon is the major class of transposons in advanced plants in terms of proportion in plant genome. The elements contribute not only to genome size but also to genome stability and gene expression. A number of cases have been reported transposon insertions near genic regions affect crop traits such as fruit pigments, stress tolerance, and yields. Functional LTR retrotransposons produce extrachromosomal DNA from genomic RNA by reverse transcription that takes place within virus-like-particles (VLPs). DECREASED DNA METHYLATION 1 (DDM1) plays important roles in maintaining DNA methylation of heterochromatin affecting all sequence contexts, CG, CHG, and CHH. Previous studies showed that ddm1 mutant exhibits massive transcription of retrotransposons in Arabidopsis, but only few of them were able to create new insertions into the genome. RNA-dependent RNA POLYMERASE 6 (RDR6) is known to function in restricting accumulation of transposon RNA by processing the transcripts into 21-22 nt epigenetically activated small interfering RNA (easiRNA). We purified VLPs and sequence cDNA to identify functional LTR retrotransposons in Arabidopsis ddm1 and ddm1rdr6 plants. Over 20 LTR copia and gypsy families were detected in ddm1 and ddm1rdr6 sequencing libraries and most of them were not reported for mobility. In ddm1rdr6, short fragments of ATHILA gypsy elements were detected. It suggests easiRNAs might regulate reverse transcription steps. The highest enriched element among transposon loci was previously characterized EVADE element. It has been reported that active EVADE element is more efficiently silenced through female germline than male germline. By genetic analyses, we found ddm1 and rdr6 mutation affect maternal silencing of active EVADE elements. DDM1-GFP protein accumulated in megaspore mother cell but was not found in mature egg cell. The fusion protein was also found in early embryo and maternal DDM1-GFP allele was more dominantly expressed in the embryo. We observed localization of DDM1-GFP in Arabidopsis and DDM1-YFP in maize and found the proteins accumulated in dividing zone of root tips. Currently we are looking at cell cycle dependency of DDM1 expression using maize system. Among 10 AGO proteins in Arabidopsis, AGO9 is specifically expressed in egg cell and shoot meristematic cells. In addition, mutation of AGO9 and RDR6 caused failure in maternal silencing, implying 21-22 nt easiRNA pathway is important for retrotransposon silencing in female gametophyte or/and early embryo. On the other hand, canonical 24 nt sRNA-directed DNA methylation (RdDM) pathways did not contribute to maternal silencing as confirmed by this study. Heat-activated LTR retrotransposon, ONSEN, was not silenced by DDM1 but the silencing mechanisms require RdDM pathways in somatic cells. We will propose distinct mechanisms of LTR retrotransposons in germline and somatic stages.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.97-97
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• 2017

Plant genomes include heterochromatic loci that consist of repetitive sequences and transposable elements. LTR retrotransposon is the major class of transposons in advanced plants in terms of proportion in plant genome. The elements contribute not only to genome size but also to genome stability and gene expression. A number of cases have been reported transposon insertions near genic regions affect crop traits such as fruit pigments, stress tolerance, and yields. Functional LTR retrotransposons produce extrachromosomal DNA from genomic RNA by reverse transcription that takes place within virus-like-particles (VLPs). DECREASED DNA METHYLATION 1 (DDM1) plays important roles in maintaining DNA methylation of heterochromatin affecting all sequence contexts, CG, CHG, and CHH. Previous studies showed that ddm1 mutant exhibits massive transcription of retrotransposons in Arabidopsis, but only few of them were able to create new insertions into the genome. RNA-dependent RNA POLYMERASE 6 (RDR6) is known to function in restricting accumulation of transposon RNA by processing the transcripts into 21-22 nt epigenetically activated small interfering RNA (easiRNA). We purified VLPs and sequence cDNA to identify functional LTR retrotransposons in Arabidopsis ddm1 and ddm1rdr6 plants. Over 20 LTR copia and gypsy families were detected in ddm1 and ddm1rdr6 sequencing libraries and most of them were not reported for mobility. In ddm1rdr6, short fragments of ATHILA gypsy elements were detected. It suggests easiRNAs might regulate reverse transcription steps. The highest enriched element among transposon loci was previously characterized EVADE element. It has been reported that active EVADE element is more efficiently silenced through female germline than male germline. By genetic analyses, we found ddm1 and rdr6 mutation affect maternal silencing of active EVADE elements. DDM1-GFP protein accumulated in megaspore mother cell but was not found in mature egg cell. The fusion protein was also found in early embryo and maternal DDM1-GFP allele was more dominantly expressed in the embryo. We observed localization of DDM1-GFP in Arabidopsis and DDM1-YFP in maize and found the proteins accumulated in dividing zone of root tips. Currently we are looking at cell cycle dependency of DDM1 expression using maize system. Among 10 AGO proteins in Arabidopsis, AGO9 is specifically expressed in egg cell and shoot meristematic cells. In addition, mutation of AGO9 and RDR6 caused failure in maternal silencing, implying 21-22 nt easiRNA pathway is important for retrotransposon silencing in female gametophyte or/and early embryo. On the other hand, canonical 24 nt sRNA-directed DNA methylation (RdDM) pathways did not contribute to maternal silencing as confirmed by this study. Heat-activated LTR retrotransposon, ONSEN, was not silenced by DDM1 but the silencing mechanisms require RdDM pathways in somatic cells. We will propose distinct mechanisms of LTR retrotransposons in germline and somatic stages.

• 자원환경지질
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• 제53권1호
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• pp.111-120
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• 2020

괄목할만한 과학기술성과는 이종분야간 초융합 또는 융합의 융합에서 주로 나타나고 있으며, 기술경쟁국들은 고위험 고수익 연구생태계를 추진하고 있다. 구글은 실패를 두려워하지 않는 관점에서 수많은 새로운 도전을 수행하고 있고, 미국 고등연구계획국(DARPA)의 혁신적인 연구추진은 지금까지 인터넷, GPS, 반도체, 마우스, 자율주행차, 드론 등과 같은 획기적인 성과물을 만들었다. 중국은 달기지 개척, 세계 최대 규모의 핵융합 에너지와 초대형 입자가속기 프로젝트를 추진 중이며, 일본도 '문샷형 기술개발연구제도'를 착수하여 파괴적 혁신창출을 추진하려 한다. 우리나라도 글로벌 과학난제의 도전과 해결을 위해 신규 연구프로그램을 준비하고 있다. 따라서 지질자원기술 연구자가 중심이 되어 도전하고 해결하며 공감할 수 있는 과학난제의 주제 발굴과 이들 주제에 관한 사전연구 등이 필요하다. 이를 위해서는 신진연구자 중심의 장기 창의연구사업, 우수한 과제책임자 선정, 선행연구나 참고문헌도 없는 획기적 주제 도출, 과제제안절차 간소화, 아이디어 중점 선정시스템 혁신, 컨퍼런스 형태의 집단지성에 의한 결과평가 등이 필요하다고 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제20권4호
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• pp.487-495
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• 2007

The objectives of the present study were to initiate cloning of Korean native goat by somatic cell nuclear transfer (NT) and to examine whether unovulated (follicular) oocytes can support the same developmental ability of NT embryos as ovulated (oviductal) oocytes after hCG injection in stimulated cycles of the goat. The in vivo-matured and immature oocytes were collected from the oviducts and follicles of superovulated does, respectively, and the immature oocytes were maturated in vitro. Ear skin fibroblasts derived from a 3-yr-old female Korean native goat were used as the donors of nuclei or karyoplasts. Following fusion, activation and in vitro culture to a 2- to 4-cell stage, 49 in vitro-derived and 105 in vivo-derived embryos were transferred to 6 and 17 recipient does, respectively. One doe and three does of the respective groups were identified as pregnant by ultrasonography on day 30 after embryo transfer. However, only one doe, which had received in vivo-derived embryos, delivered a normal female kid of 1.9 kg on d 149. The cloned kid gained more weight than her age-matched females as much as 87% during the first 4 mo after birth (17.7 vs. $9.4{\pm}0.8$ kg) and reached puberty at 6-mo age a few months earlier than normal female does. The telomere length of the kid, which was similar to that of the donor fibroblast at 2-mo age, decreased 8% between 2- and 7-mo ages. Moreover, at 7-mo age, she had 21% shorter telomere than her age-matched goats. To our knowledge, this is the first case in which a cloned animal born with a normal weight exhibited accelerated growth and development. The unusually rapid growth and development of the cloned goat may have resulted from SCNT-associated epigenetic reprogramming involving telomere shortening.

• BMB Reports
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• 제37권6호
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• pp.720-725
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• 2004

A number of signaling molecules contain small pleckstrin homology (PH) domains capable of binding phosphoinositides or proteins. Phospholipase C (PLC)-${\gamma}1$ has two putative PH domains, an $NH_2$-terminal (PH1) and a split PH domain ($nPH_2$ and $cPH_2$). We previously reported that the split PH domain of PLC-${\gamma}1$ binds to phosphatidylinositol 4-phosphate (PI(4)P) and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PI(4,5)$P_2$) (Chang et al., 2002). To identify the amino acid residues responsible for binding with PI(4)P and PI(4,5)$P_2$, we used site-directed mutagenesis to replace each amino acid in the variable loop-1 (VL-1) region of the PLC-${\gamma}1$ $nPH_2$ domain with alanine (a neutral amino acid). The phosphoinositide-binding affinity of these mutant molecules was analyzed by Dot-blot assay followed by ECL detection. We found that two PLC-${\gamma}1$ nPH2 domain mutants, P500A and H503A, showed reduced affinities for phosphoinositide binding. Furthermore, these mutant PLC-${\gamma}1$ molecules showed reduced PI(4,5)$P_2$ hydrolysis. Using green fluorescent protein (GFP) fusion protein system, we showed that both $PH_1$ and $nPH_2$ domains are responsible for membrane-targeted translocation of PLC-${\gamma}1$ upon serum stimulation. Together, our data reveal that the amino acid residues $Pro^{500}$ and $His^{503}$ are critical for binding of PLC-${\gamma}1$ to one of its substrates, PI(4,5)$P_2$ in the membrane.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.209-212
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• 2013

교육부가 중점 추진하는 누리과정은 교육과 보육에 대한 국가차원의 표준화된 교육과정으로서 취학전 교육의 질을 제고하고, 생애 초기의 공정한 출발선을 보장하며 전 영역에서 창의 인성 교육을 강조하고 있다. 영유아기 누리과정의 창의교육을 위한 곤충로봇을 개발하여 흥미와 교육효과를 높였다. 기존의 지면을 사용한 조립도와 온라인 홈페이지를 이용한 교육용 로봇의 조립과 학습에 VR을 이용하여 조립과 교육내용학습에 효과를 높였다. 유아들이 로봇을 학습하기 위해서는 적극적인 관심과 학습의 동기가 필요하며 정보기반사회에서의 정보기술을 활용한 창의적인 학습 또한 필요하다. 증강현실에서 사용될 마커는 로봇에 관한 3차원의 모델정보를 연계하여 증강하고, 이는 마커를 통하여 증강현실의 대상 마커와 카메라와의 상대 좌표계 변환을 구하고, 그 마커내의 패턴을 이용하여 미리 정의된 패턴 중 무엇인지에 대한 결정을 할 수 있도록 한다. 본 논문을 통하여 교육용 조립로봇의 현실세계에서의 창의교육과 증강 가상환경으로 표현되는 스마트교육을 융합하여 새로운 형태의 첨단 스마트교육을 제시하여 국가인재의 조기육성을 통한 인재대국의 기초를 마련하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.10-17
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• 2016

본 연구는 단경간 교량의 정적하중입력/변위출력관계를 이용한 새로운 교량 유한요소모델 개선 방법을 제안하였고, 실내 모형교량 실험을 통해 검증하였다. 기존의 유한요소모델개선기법은 실험으로부터 얻어진 모드계수와 유한요소모델로부터 예측된 모드계수가 유사해지도록 유한요소모델을 개선하는데, 이 과정에서 구조계의 질량행렬에 대한 가정을 필요로 한다. 제안된 기법은 질량행렬을 가정하지 않고, 오히려 질량행렬 추정을 가능하게 하는 장점을 가진다. 제안된 기법은 두 단계로 구성된다. 첫째, 정적 하중입력-변위응답으로부터 강성행렬을 개선하고, 둘째, 실측된 고유진동수를 이용하여 질량행렬을 개선한다. 실험검증을 위하여 실내 모형교량을 제작하였고, 제안된 기법을 이용하여 모형교량의 탄성계수를 추정하였으며, Universal Testing Machine으로 부터 얻어진 탄성계수와 비교하였다. 또한 기존의 유한요소모델개선기법으로 추정된 탄성계수와 비교하였다. 실험의 결과들로부터 제안된 기법이 합리적으로 탄성계수와 질량밀도를 추정하는 것이 관찰되었고, 기존의 유한요소모델개선기법은 고차모드를 사용했을 때 상대적으로 큰 오차를 주는 것이 관찰되었다. 추가적으로 유한요소모델링 오차에 대하여 토의하였다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권48호
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• pp.117-139
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• 2017

디지털 미디어 환경의 상호작용 가능성은 인간의 표현 방식에 채택되어 디지털 기술의 역동적인 측면을 의미화구조와 통합함으로써 영상의 표현 범위는 물론 영상 수용의 패러다임을 전환하고 있다. 가상현실 영상은 얼마나 생생하게 현실을 모사하고 있는가와 같은 핍진성(verisimilitude)의 문제를 넘어 제작자-영상-관객으로 이어지는 영상의 제작과 수용의 일방향적 메커니즘을 변화시키고 있다는 점에서 중요한 의미를 지니고 있다. 무엇보다도 가상현실 영상은 일방적으로 제시되는 것이 아니라 이용자에 의해 구성되는 상호작용적 영상이다. 가상현실 영상을 본다는 것은 카메라가 비추는 것만을 보는 것이 아니라 마치 현실 세계에서와 같은 시야를 확보하게 된다. 따라서 프레이밍을 통해 통제되던 영상이 이용자에 의해 적극적으로 구성되는 것으로 변화한다. 이는 영상자체의 존재 양식의 변화는 물론 영상 수용 패러다임의 전환을 의미한다. 아울러 영상의 서술구조와 그 과정에서 구성되는 주체에 대해서도 새로운 논의를 요구하는 것이다. 가상현실 영상에서 이용자의 시선은 영상 안의 시선과 영상 밖의 시선이 융합된 것이다. 가상현실 영상에서 시선의 주체로서 이용자의 위치는 쇼트의 연결, 내레이션과 같은 담론의 장치에 의해 지속적으로 제한되기 때문이다. 가상현실 영상의 의의는 미학적으로 완성도 높은 영상을 보여주는 것을 넘어 이용자에 따라 영상이 재구성됨으로써 영상 속에 이용자의 존재를 적극적으로 반영하고 거기에 이용자를 참여시키는데 있다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.69-76
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• 2011

This study describes the effect of myo-inositol on sustained cell division and plant regeneration from cotyledon-derived protoplast of cabbage (Brassica oleracea var. capitata). Freshly isolated protoplasts were cultured in modified Murashige and Skoog (MS) medium removed ammonia ions and containing $0.4\;mg\;l^{-1}$ thiamine HCl, $100\;mg\;l^{-1}$ myo-inositol, $2\;mgl^{-1}$ 2,4-D, $0.5\;mgl^{-1}$ BA, $30\;gl^{-1}$ sucrose and several concentrations of myo-inositol (2, 4, 6, 8, 10% (w/v)) as an osmotic stabilizer. After 3 weeks of culture in the dark at $25^{\circ}C$, the plating efficiency of cabbage protoplasts reached to $22.5{\pm}2.9%$ when cultured in modified MS medium supplemented with $2\;mgl^{-1}$ 2,4-D, $0.5\;mgl^{-1}$ BA, $30\;gl^{-1}$ sucrose and 8% (w/v) of myo-inositol at a density of $2{\times}10^5$ protoplasts/ml. Rapidly growing cell colonies after 3 weeks of culture were transferred to the same culture medium removed osmoticum. To induce shoot regeneration from calluses, calluses with about 2 mm in diameter were transferred to the MS medium containing $2\;mgl^{-1}$ BA and $0.5\;mgl^{-1}$ NAA. After further three weeks of incubation onto the medium in the light, green shoots were formed on the surface of calluses at a frequency of 30%. Upon transfer to half-strength MS basal medium, roots were formed onto the bottom of regenerated shoots without auxin treatments. These regenerated plantlets were successfully acclimatized to soil transfer, grown to normal mature plants. The cabbage protoplast culture system established in this study could be applied for production of somatic hybrids or cybrids by asymmetric protoplast fusion and mass proliferation of elite somatic clones of cabbage.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제26권4호
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• pp.229-238
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• 1988

HL-60세포에서 Toxoplasma gondii의 in vitro배양과 HL-60세포를 DMSO로 처리하여 과립세포로 분화시킨 세포에서 Toxoplasma에 대한 세포매개성 면역 기능을 검토하였다. 먼저, HL-60 세포를 여러 농도의 DMSO로 처리하였는데, 1.3%(V/V)로 3일간 처리하였을 때, HL-60 세포 의 적정 분화가 이루어졌다. 분화의 정도는 형태적, 생리적, 및 기능적 관점에서 검사되었는데, DMSO를 처리한 경우, 3H-thymidine의 흡입이 감소하는 것으로 보아 DNA 합성이 억제됨을 알 수 있었으며, 기능적으로는 주화성 물질인 FMLP에 대해 이동하는 성질을 보였으며, 형태적으로는 핵1세포질의 비가 큰 promyelocyte에서 작은 비를 갖는 과립 세포로 변화하여 분화를 입증하였다. 이후, HL-60 세포나 DMSO로 분화를 유도한 HL-60 세포와 Toxoplasma를 같이 배양하면서 이들의 관계를 관찰하였다. Lysosome에 선택적으로 흡입되는 형광 물질(acridine orange)로 전처리한 표본은 형광현미경하에 서 관찰하였으며, 다른 표본은 Giemsa로 염색하여 광학 현미경하에서 관찰하여 비교하였다. HL-60 세포에서는 72시간의 배양으로 Toxoplasma가 세포질내에서 증식하여 rosette를 형성하였으며, DMSO로 분화시킨 HL-60 세 포에서는 배양 초기 1시간째에 phagocytosis가 일어났으며 이후 세포내 소화가 이루어져 72시간째에는 lysosome이 원상태로 되돌아오는 것이 관찰되었다. 이상의 결과들로 볼 때, Toxoplnsma의 숙주 세포내에서의 기생 혹은 면역 세포에 의한 감수성에 phagosome 과 Iysosome의 융합이 결정적인 인자임을 알 수 있었으며, 아울러 HL-60 세포에서의 Toxoplasma의 증식 가능성과 DMSO로 분화시킨 HL-60 세포의 Toxoplasma 파괴 효과가 원충 기생충과 숙주의 상호 관계를 규명하는 좋은 모델임을 제시하였다.