Final regulatory steps for commercialization of transgenic crops are risk assessment and variety registration. The risk assessment of transgenic crops requires broad network of scientists, high cost and long term. Developers of transgenic crops, therefore, face to additional challenges to consider theoretical and strategic aspects on risk assessment. The general concept for risk assessment of genetically modified organisms was derived from chemical risk assessment. Due to the complexity of organisms, however, comparative approaches that are substantial equivalence and familarity have been developed. In practical view, the integration of risk assessment is more difficult than the evaluation of each risk factors involving gene flow, toxicity and allergenicity. Variety registration of transgenic crops requires the results of risk assessment compared with non-GM crops and agronomic data analyzed with standard varieties. For economic and fast commercialization, risk assessment process should combined with condition of cultivation test for variety registration.
Background: At the therapeutic doses, diclofenac sodium (DFS) has few toxic side effects on mammals. On the other hand, DFS exhibits potent toxicity against birds and the mechanisms remain ambiguous. Objectives: This paper was designed to probe the toxicity of DFS exposure on the hepatic proteome of broiler chickens. Methods: Twenty 30-day-old broiler chickens were randomized evenly into two groups (n = 10). DFS was administered orally at 10mg/kg body weight in group A, while the chickens in group B were perfused with saline as a control. Histopathological observations, serum biochemical examinations, and quantitative real-time polymerase chain reaction were performed to assess the liver injury induced by DFS. Proteomics analysis of the liver samples was conducted using isobaric tags for relative and absolute quantification (iTRAQ) technology. Results: Ultimately, 201 differentially expressed proteins (DEPs) were obtained, of which 47 were up regulated, and 154 were down regulated. The Gene Ontology classification and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway analysis were conducted to screen target DEPs associated with DFS hepatotoxicity. The regulatory relationships between DEPs and signaling pathways were embodied via a protein-protein interaction network. The results showed that the DEPs enriched in multiple pathways, which might be related to the hepatotoxicity of DFS, were "protein processing in endoplasmic reticulum," "retinol metabolism," and "glycine, serine, and threonine metabolism." Conclusions: The hepatotoxicity of DFS on broiler chickens might be achieved by inducing the apoptosis of hepatocytes and affecting the metabolism of retinol and purine. The present study could provide molecular insights into the hepatotoxicity of DFS on broiler chickens.
Maolin Chang;Qianrou Chen;Beike Wang;Zhen Zhang;Guangli Han
International Journal of Stem Cells
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v.16
no.2
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pp.202-214
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2023
Background and Objectives: To investigate the role of exosomes from periodontal ligament cells (PDLCs) in bone marrow mesenchymal stem cell (BMSC) migration. Methods and Results: Human PDLCs were applied cyclic tension stretching. Exosomes were extracted from cultured PDLCs by ultracentrifugation, then characterized for their size, morphology and protein markers by NTA, TEM and western blotting. The process that PKH26-labeled exosomes taken up by BMSCs was assessed by confocal microscope. BMSC migration was examined by Transwell assay. Exosomes derived from PDLCs were identified. Cyclic tension stretch application on PDLCs can enhance the migration ability of BMSCs through exosomes. The exosomal miRNA expression profiles of unstretched and stretched PDLCs were tested by miRNA microarray. Four miRNAs (miR-4633-5p, miR-30c-5p, miR-371a-3p and let-7b-3p) were upregulated and six (miR-4689, miR-8485, miR-4655-3p, miR-4672, miR-3180-5p and miR-4476) were downregulated in the exosomes after stretching. Sixteen hub proteins were found in the miRNA-mRNA network. Gene Ontology and KEGG pathway analyses demonstrated that the target genes of differentially expressed exosomal miRNAs closely related to the PI3K pathway and vesicle transmission. Conclusions: The exosomes derived from cyclic tension-stretched PDLCs can promote the migration of BMSCs. Alternation of microRNA profiles provides a basis for further research on the regulatory function of the exosomal miRNAs of PDLCs during orthodontic tooth movement.
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2022.10a
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pp.207-207
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2022
Eating and cooking quality (ECQ) is one of the most complex quantitative traits in rice. The understanding of genetic regulation of transcript expression levels attributing to phenotypic variation in ECQ traits is limited. We integrated whole-genome resequencing, transcriptome, and phenotypic variation data from 84 Japonica accessions to build a transcriptome-wide association study (TWAS) based regulatory network. All ECQ traits showed a large phenotypic variation and significant phenotypic correlations among the traits. TWAS analysis identified a total of 285 transcripts significantly associated with six ECQ traits. Genome-wide mapping of ECQ-associated transcripts revealed 66,905 quantitative expression traits (eQTLs), including 21,747 local eQTLs, and 45,158 trans-eQTLs, regulating the expression of 43 genes. The starch synthesis-related genes (SSRGs), starch synthase IV-1 (SSIV-1), starch branching enzyme 1 (SBE1), granule-bound starch synthase 2 (GBSS2), and ADP-glucose pyrophosphorylase small subunit 2a (OsAGPS2a) were found to have eQTLs regulating the expression of ECQ associated transcripts. Further, in co-expression analysis, 130 genes produced at least one network with 22 master regulators. In addition, we developed CRISPR/Cas9-edited glbl mutant lines that confirmed the role of alpha-globulin (glbl) in starch synthesis to validate the co-expression analysis. This study provided novel insights into the genetic regulation of ECQ traits, and transcripts associated with these traits were discovered that could be used in further rice breeding.
The hypothalamo-pituitary-gonadal hormone axis is centrally controlled by a complex regulatory network of excitatory and inhibitory signals, that is dormant during infantile and juvenile periods and activated at puberty. The kisspeptins are the peptide products of the KiSS-1 gene and the endogenous agonists for the G protein-coupled receptor 54(GPR54). Although KiSS-1 was initially discovered as a metastasis suppressor gene, a recent evidence suggests the KiSS-1/GPR54 system is a key regulator of the reproductive system. Yet the actual role of the KiSS-1/GPR54 system in the neuroendocrine control of gonadotropin secretion remains largely unexplored, the system could be the first missing link in the reproductive hormonal axis. Central or peripheral administration of kisspeptin stimulates the hypothalamic-pituitary-gonadal axis, increasing circulating gonadotropin levels in rodents, sheep, monkey and human models. These effects appear likely to be mediated via the hypothalamic GnRH neuron system, although kisspeptins may have direct effects on the anterior pituitary gland. The loss of function mutations of the GPR54(GPR54-/-) have been associated with lack of puberty onset and idiopathic hypogonadotropic hypogonadism(IHH). So kisspeptin infusion may provide a novel mechanism for HPG axis manipulation in disorders of the reproductive system.
Objective: Daweizi (DWZ) is a famous indigenous pig breed in China and characterized by tender meat and high fat percentage. However, the expression profiles and functions of transcripts in DWZ pigs is still in infancy. The object of this study was to depict the transcript profiles in DWZ pigs and screen the potential pathway influence adipogenesis and fat deposition, Methods: Histological analysis of backfat tissue was firstly performed between DWZ and lean-type Yorkshire pigs, and then RNA sequencing technology was utilized to explore miRNAs, lncRNAs and mRNAs profiles in backfat tissue. 18 differentially expressed (DE) transcripts were randomly selected for quantitative real-time polymerase chain reaction (QPCR) to validate the reliability of the sequencing results. Finally, gene ontology (GO) and Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) enrichment analysis were conducted to investigate the potential pathways influence adipocyte differentiation, adipogenesis and lipid metabolism, and a schematic model was further proposed. Results: A total of 1,625 differentially expressed transcripts were identified in DWZ pigs, including 27 upregulated and 45 downregulated miRNAs, 64 upregulated and 119 down-regulated lncRNA, 814 upregulated and 556 downregulated mRNAs. QPCR analysis exhibited strong consistency with the sequencing data. GO and KEGG analysis elucidated that the differentially expressed transcripts were mainly associated with cell growth and death, signal transduction, peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR), AMP-activated protein kinase (AMPK), PI3K-Akt, adipocytokine and foxo signaling pathways, all of which are strongly involved in cell development, lipid metabolism and adipogenesis. Further analysis indicated that the BGIR9823_87926/miR-194a-5p/AQP7 network may be effective in the process of adipocyte differentiation or adipogenesis. Conclusion: Our study provides comprehensive insights into the regulatory network of backfat deposition and lipid metabolism in pigs from the point of view of miRNAs, lncRNAs and mRNAs.
In a homothallic ascomycete Aspergillus nidulans, sexual development is inhibited by various environmental stresses such as acetate medium, visible light and high osmolarity conditions. In order to study the genes involved in this stress-related regulatory network, we first attempted to isolate mutants that could develop cleistothecia even in the presence of any of those stresses including intensive visible light. More than 10,000 mutants were screened and 167 mutants were analyzed. Among them, 152 mutants underwent sexual development under the single stress condition of either high osmotic, high acetate or light condition but no sexual development in more than two stresses. Six mutants can produce cleistothecia under light or acetate stress but not in salt stress. Moreover, 6 mutants showed the ability to develop cleistothecia under the light but not under the acetate or osmo-stress. The mutants were revealed to have independent single gene mutation and grouped into different complementation groups (silA-F). The mutant alleles were all recessive to that of wild type. The light responsiveness of development implies the existence of delicate regulation process including reception and translocation of light signaling and determination of development.
The objective of the present study was to determine the expression of genes associated with lipopolysaccharide (LPS)-induced stressor in two breeds of chickens: the Korean native chicken (KNC) and the White Leghorn chicken (WLH). Forty chickens per breed, aged 40 weeks, were randomly allotted to the control (CON, administered the saline vehicle) and LPS-injected stress groups. Samples were collected at 0 and 48 h post-LPS injection, and total RNA was extracted from the chicken livers for RNA microarray and quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) analyses. In response to LPS, 1,044 and 1,193 genes were upregulated, and 1,000 and 1,072 genes were downregulated in the KNC and WLH, respectively, using a ${\geq}2$-fold cutoff change. A functional network analysis revealed that stress-related genes were downregulated in both KNC and WLH after LPS infection. The results obtained from the qRT-PCR analysis of mRNA expression of heat shock 90 (HSP90), 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase (HMGCR), activating transcription factor 4 (ATF4), sterol regulatory element-binding protein 1 (SREBP1), and X-box binding protein 1 (XBP1) were confirmed by the results of the microarray analysis. There was a significant difference in the expression of stress-associated genes between the control and LPS-injected KNC and WLH groups. The qRT-PCR analysis revealed that the stress-related $HSP90{\alpha}$ and HMGCR genes were downregulated in both LPS-injected KNC and WLH groups. However, the HSP70 and $HSP90{\beta}$ genes were upregulated only in the LPS-injected KNC group. The results suggest that the mRNA expression of stress-related genes is differentially affected by LPS stimulation, and some of the responses varied with the chicken breed. A better understanding of the LPS-induced infective stressors in chicken using the qRT-PCR and RNA microarray analyses may contribute to improving animal welfare and husbandry practices.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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