• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.151-155
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• 2021

국내 생태계의 환경유전자 적용도 가속화되고 있으나 생산된 데이터를 처리하고 분석하는 데 한계를 느끼고 있으며, 분석 생산된 생물데이터의 신뢰성에 대한 의구심이 제기되기도 하고 시료 매체(대상 시료, 물, 공기, 퇴적물, 위내용물, 분변 등) 간의 방법에 따른 차이와 분석 방법의 정량화와 개선 등이 필요한 상태이기도 하다. 따라서 국내 생태계의 환경유전자를 활용한 생물다양성 연구의 신뢰성과 정확성을 확보하기 위해서는 생태분류학으로 축적된 데이터베이스를 적극적으로 활용하여 검증 절차를 거치고, 유전자 서열 분석으로 높아진 데이터의 해상력을 전문가들이 검증하는 과정이 반드시 필요하다. 환경유전자 연구는 분자생물학적인 기술 적용으로만 해결될 수 없으며, 생산된 데이터의 신뢰성을 확보하기 위한 생태-분류-유전학-인포메틱스 등 학제 간의 연구 협력이 중요하며, 다양한 매체를 다루는 연구자들이 함께 접근할 수 있는 정보 공유 플랫폼이 절실한 분야이며, 발전의 속도도 급격하게 진행될 것이고 축적되는 데이터는 수년 내에 빅테이터로서 성장할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제28권4호
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• pp.591-604
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• 2020

지금까지 유자에서 추출한 Limonene은 항균활성 및 항산화 활성이 높은 것으로 알려져 왔으나, 면역능력 조절능력에 대한 연구가 부재하여 본 연구에서는 유자에서 Limonene 추출의 최적조건 탐색 및 대식세포와 마우스의 혈청 내 cytokine 분비능을 조사하였다. 추출의 최적조건 탐색 실험에서는 증류수를 이용한 연속증류추출법의 경우가 refluxing이라는 과정을 더해 줬을 때 다른 추출법보다 시간이 다소 오래 소요되는 단점은 있으나 용매를 이용하지 않고 증류수만 이용하여도 추출 후 Limonene의 회수율을 높일 수 있기에 편리하고 경제성이 뛰어난 추출법이라 판단되었다. 마우스의 대식세포를 이용한 in vitro 실험에서는 Limonene 처리에 의한 대식세포증식활성이 증가되는 경향을 보였으며 세포증식활성 관련 유전자 발현도 Limonene 추출물 처리에 의해 증가하였다. 마우스를 이용한 in vivo 실험에서는 대조군에 비해 사료섭취량이 다소 감소하는 경향을 나타내었으며 이 결과가 체중증가량에 반영된 것으로 나타났다. 이것은 Limonene 추출물을 21일간 직접 경구 투여한 것이 위내 자극을 유도하였을 수도 있다고 판단되었다. 한편, 마우스에 면역자극을 유도하지 않은 조건하에서 혈중 IL-1β이 Limonene 급여 농도 의존적으로 증가한 것으로 나타나 In vitro 결과를 잘 반영해 주었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 Limonene을 다른 영양성분과의 결합 등을 유도한 by-pass Limonene을 제조하여 면역기능 조절활성을 유도할 가능성 등의 연구가 더욱 필요하다고 사료된다. 그러나 본 연구를 통해 유자추출물인 Limonene의 면역기능 조절활성을 갖는 것이 확인됨으로서 유자추출물의 친환경 사료첨가제 소재로서 개발 가능성이 제시되었다.

• 생명과학회지
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• 제29권7호
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• pp.824-835
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• 2019

최근 수십 년 간 종양 용해성 바이러스(Oncolytic viruses; OV)는 암 치료제로서의 잠재성에 의해 광범위하게 연구되어왔다. 종양 용해성 바이러스는 두 가지의 독특한 장점을 가지고 있는데, 첫째로 암세포만을 특이적으로 감염시키고 사멸시킬 수 있다는 것이고, 두 번째로는 암이 진행되는 초기 단계에 숨어서 인식되지 않는 상태인 종양 관련 항원들을 인식하는 특정한 적응 면역을 활성화 시키는 것이다. 2015년에는 유전자 변형 종양 용해성 바이러스인 Talminogene laherparepvec (T-VEC)이 미국 식약청(FDA)의 승인을 받았으며, 현재는 다양한 종양 용해성 바이러스들이 단일로 사용되거나 기존의 암 치료 방법인 면역 치료법, 방사선 치료법, 화학 치료법과 함께 사용되어 임상 시험에서 활성이 연구되고 있다. 종양 용해성 바이러스 치료법의 효능은 항 종양 면역 활성과 항바이러스 반응의 균형이 어느 정도인가에 의해 조절되기 때문에, 획기적인 성과에도 불구하고 암 치료를 위한 종양 용해성 바이러스의 개발은 전달 방법, 바이러스를 인식하는 신체 내 항체 및 종양의 복잡성, 가변성, 반응성에 따른 항바이러스의 면역 유도와 같은 다양한 장애물을 극복하여야 하는 문제가 있다. 종양 내에 직접 종양 용해성 바이러스를 투여하는 방법은 눈에 띄는 부작용이 없이 고형 종양을 줄이는 것에 성공하였으나, 아쉽게도 뇌종양 같은 일부 종양에는 사용할 수 없고 전신 투여가 필요한 단점이 존재한다. 이러한 장애물들을 극복하기 위해서 종양 용해성 바이러스의 효능을 높이기 위한 형질 전환 유전자의 삽입 혹은 면역 조절 물질과 바이러스를 조합하는 등의 다양한 전략들이 개발되고 있다.

• 대한화장품학회지
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• 제44권4호
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• pp.389-397
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• 2018

별불가사리(Asterina pectinifera Muller and Troschel)는 우리나라 전국 연안에서 흔히 볼 수 있는 토속종으로, 패류 양식장에 피해를 주는 불가사리류 중의 하나이다. 별불가사리 퇴치를 위해 대부분 건조하여 비료로 활용하고 있으며, 고부가가치 창출을 위한 다양한 연구가 진행되었으나 실제 활용은 미미한 실정이다. 따라서, 별불가사리로부터 피부 유용성분을 밝혀 새로운 활용 방안을 모색하고자 하였다. 성분연구를 통해 별불가사리로 부터 2종의 polyhydroxysteroid와 1종의 saponin을 분리하였으며, 이의 구조를 각각 $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\alpha},16{\beta},26$-heptol, $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},4{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\beta},16{\beta},2$6-octol 및 asterosaponin $P_1$으로 동정하였다. 이 물질들의 피부 효능을 확인한 결과 asterosaponin $P_1$이 표피 줄기세포의 증식을 촉진시키고, 각질형성세포에서 히알루론산을 합성하는 효소인 hyaluronan synthase-2와 hyaluronan synthase-3 유전자의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 또한, asterosaponin $P_1$은 섬유아세포에서 진피의 주요 콜라겐인 type 1 콜라겐의 생합성을 촉진하는 효능을 보였다. 이상의 결과들로부터, 별불가사리로부터 분리한 asterosaponin $P_1$은 노화에 동반되는 피부 증상을 개선하는 항노화 화장품 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1397-1404
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• 2018

입체적 단백질 구조를 이용한 단백질의 분석은 3차원 데이타를 생성하기 위한 기술적인 어려움과 요구되는 높은 비용으로 인해 크게 발전하지 못하였다. 모티프(motif)는 단백질이나 유전자 염기서열의 단편(segment) 정보로 정의된다. 단순성 때문에 모티프는 다양한 분야에서 활발하고 폭넓게 응용되고 있다. 그러나 모티프 자체에 대한 포괄적인 이해와 연구는 미미하다. 이 논문이 가지는 중요성은 인공지능 기법을 활용하여 인간 단백질을 분석하는 방법으로 3가지 측면에서 찾아볼 수 있다. (1) 현재 단백질 데이타 뱅크 (PDB)에 저장된 모든 인간의 단백질 구조를, 이에 상응하는 효소위원회 (EC)의 데이타베이스와 단백질의 구조적 특성에 따른 분류 데이타베이스 (SCOP)를 연동하여, 단백질이 가지는 고유의 특성을 모티프를 응용한 새로운 방법으로 컴퓨터를 이용하여, 분석한 최초의 종합적이고 심층적인 인간 단백질의 분석법이다. (2) 본 연구는 모티프에 의해 생성된 새로운 단백질의 특성을 계층적 클러스터링을 이용하여 단백질이 가지는 고유한 특징을 패턴 분석법과 통계 그리고 단백질 기능 분석의 세 가지 범주로 단백질의 특성을 분석한다. (3) 임의로 생성된 모티프가 단백질 내에서 가지는 빈도에 대해 빅 데이타를 활용하여 모티프의 길이를 다양화시킴과 동시에 접촉 염기와 단백질의 기능을 다각도로 분석할 수 있는 임의 모티프 빈도 (RMF)를 이용한 단백질 분석 방법론을 제안한다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권1호
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• pp.37-54
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• 2019

The groundwater quality through livestock excreta survey based on "Act of the management and use of livestock excreta" was investigated by selecting sampling sites within 1 km of the farmland without considering hydrogeological units. However, these sites can be affected by various pollution sources such as chemical fertilizers and livestock excretions. Additionally, the effects of pollution sources on groundwater quality in the sites cannot be clearly distinguished from naturally occurring backgrounds. In this study, a method was developed to select the sampling sites for groundwater quality through livestock excreta survey in order to understand the effects of pollution sources especially livestock excreta. First, the concentrations of nitrate within the radius of 200 m, 300 m, 500 m and 750 m, respectively, from the farms regarded as pollution sources in hydrogeological units were compared in 2016-2017. All the nitrate concentrations at 200 - 500 m from the farms exceeded a background concentration, 13.3 mg/L. Those at 750 m and the background concentrations measured by the Ministry of Environment were comparable. Therefore, the appropriate radius was suggested as 500 m for livestock excretions survey. In this study, the areas within 500 m from the farms could be considered under the influence of livestock excretions, while those beyond 500 from the pollution sources as background in hydrogeological units. The developed method was validated by applying it to the sites selected based on both administrative divisions and watersheds for livestock excretion survey. The average densities for the developed method were 0.82 and 0.39 points/km2, respectively, which were considered as appropriate levels according to those of the European Environmental Agency.

• 식물병연구
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• 제25권2호
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• pp.49-61
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• 2019

식물 바이러스는 작물 생산량 손실을 일으키는 주요 병원체 중 하나로, 돌연변이 발생이 빈번하고 치료 약제가 개발되어 있지 않아 방제가 매우 어렵다. 이러한 바이러스병을 방제하기 위한 가장 효과적인 방법은 저항성 품종을 재배하는 것이며, 바이러스 저항성 품종을 개발하기 위해서는 바이러스와 기주 식물 간의 다양한 유전자적 상호작용에 대한 정확한 이해가 필요하다. 열성 저항성은 병원체가 살아가는데 필요한 식물 유전자가 결핍되었을 때 획득되는데, 저항성 유전자(R gene)에 의해 유도되는 우성 저항성에 비해 넓은 범위의 저항성을 발현하고 돌연변이 출현에 쉽게 저항성이 깨지지 않는 특성을 보인다. 현재까지 알려진 바이러스병에 대한 열성 저항성 유전자는 대부분 순행유전학(forward genetics)를 통해 밝혀졌으나, 최근 CRISPR/Cas9 등을 이용한 유전자 교정 기술의 급속한 발전에 힘입어 역유전학(reverse genetics)을 통한 열성 저항성 작물개발의 가능성이 열리고 있다. 이러한 역유전학적 접근을 통한 열성 저항성 작물 개발은 먼저 바이러스 단백질과 상호작용하는 기주 인자를 밝히고 이들간의 상호작용을 억제하도록 하는 기주 인자에 대한 유전자 교정을 통해 이루어 질 수 있다. 본 논문에서는 열성 저항성에 대한 소개와 새로운 열성 저항성 후보 유전 소재 발굴을 위한 기주 인자 연구의 중요성 및 방법을 소개하고, 열성 저항성 작물 개발에 적용할 수 있는 유전자 교정기술의 최신 동향에 관해 정리하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권2호
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• pp.202-208
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• 2019

벼멸구는 국내로 비래하여 벼에 가장 큰 피해를 주는 해충 중 하나이고, 매년 열대 및 아열대 지역에서 저기압 기류를 타고 침입한다. 따라서 벼멸구의 효과적인 방제를 위해 저항성 정도를 모니터링 하는 것은 매우 중요한 일이다. 국내 비래한 벼멸구를 지역별로 구분하여 벼멸구 저항성 유전자(Bph1, Bph2, Bph18)에 각각 접종하여 사육실의 동일한 환경조건($25{\pm}2^{\circ}C$, $60{\pm}5%\;RH$, L:D=16:8)에서 벼멸구의 감로 배설, 발육기간 및 산자수 등을 조사하였다. 얻어진 정보는 Jackknife 방법을 이용하여 생명표를 작성하였다. 벼멸구 저항성 유전자 중 Bph1 유전자에서 감로 분비량이 가장 적었고, 약충 발육기간은 $13.7{\pm}0.10$일(Bph2, 남해, 2015)에서 $18.5{\pm}1.06$일(Bph2, 사천, 2016)로 나타났다. 산란기간과 암컷수명은 감수성, Bph2 및 Bph18 (1980s 예외)에서 긴 것으로 조사되었고, 산자수도 2개의 동일한 저항성 유전자에서 많이 관찰되었다. 순증가율($R_0$)은 Bph2 유전자에서 지역에 관계없이 높은 것으로 나타났는데 내적자연증가율($r_m$)은 저항성 유전자에 대해 지역별로 차이를 보였다. 생명표는 벼멸구가 매년 다른 지역에서 비래하거나 그 생물적 특징이 다르다는 것을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.219-222
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• 2021

본 연구에서는 저분자펩타이드로부터 유래되는 단백질을 확인하기 위해 갈색거저리의 유충, 번데기, 성충의 저분자 단백질체 분석을 수행하였다. 저분자 펩타이드 분석으로부터 유래된 54 단백질이 최종적으로 확인되었다. 확인된 단백질 중 성체에만 존재하는 단백질이 가장 높은 빈도로 존재하였고, 그 다음은 성체와 유충에 동시 존재하는 단백질이 높은 빈도로 탐색되었다. 그러나 번데기를 포함하는 그룹들은 모두 낮은 빈도로 감지되었다. 분석된 단백질에 orthologous classification의 결과에서 일반적 기능 예견만(general function prediction only) 보이는 단백질이 가장 높은 빈도로 조사되었다. 크로마틴 구조와 동적상태(chromatin structure and dynamics)에 연관된 단백질은 비교적 높은 빈도로 탐색되었다. 또한, 아미노산 수송과 물질대사(amino acid transport and metabolism) 및 탄수화물 수송 및 물질대사(carbohydrate transport and metabolism)와 연관된 단백질도 높은 빈도로 분석되었다. 그러나 뉴클레오타이드 수송 물질대사, 코엔자임 수송 및 물질대사, 세포외 구조, 모빌로좀(mobilome), 및 핵 구조와 연관된 단백질은 전혀 탐지되지 않았다. 따라서 크로마틴, 아미노산, 탄수화물 물질대사와 연관된 단백질들이 보다 쉽게 저분자 펩타이드로 전환되어 체액 중에 잔존될 수 있는 것으로 보이며, 이들 펩타이드들이 생리활성물질로써 기능을 수행할 수 있을 가능성이 높은 것으로 추정된다.

• Plant Breeding and Biotechnology
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• 제5권3호
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• pp.243-251
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• 2017

Rhus chinensis is a shrub widely distributed in Asia. It has been used for traditional medicine and ecological restoration. Here, we report the complete chloroplast genome sequence of two R. chinensis genotypes collected from China and Korea. The assembled chloroplast genome of Chinese R. chinensis is 149,094 bp long, consisting of a large single copy (97,246 bp), a small single copy (18,644 bp) and a pair of inverted repeats (16,602 bp). Gene annotation revealed 77 protein coding genes, 30 tRNA genes, and 4 rRNA genes. A phylogenomic analysis of the chloroplast genomes with 11 known complete chloroplast genomes clarified the relationship of R. chinensis with the other plant species in the Sapindales order. A comparative chloroplast genome analysis identified 170 SNPs and 85 InDels at intra-species level of R. chinensis between Chinese and Korean collections. Based on the sequence diversity between Korea and Chinese R. chinensis plants, we developed three DNA markers useful for genetic diversity and authentication system. The chloroplast genome information obtained in this study will contribute to enriching genetic resources and conservation of endemic Rhus species.