• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.15-28
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• 2022

신경펩타이드(Neuropeptide)는 신경세포에서 분비되는 단백질성 물질로, 곤충 호르몬에서 가장 큰 그룹으로 차지한다. 이들은 곤충의 전 생육단계에 걸쳐 지방체의 항상성, 섭식, 소화, 배설, 순환, 번식, 탈피/변태 등 다양한 생리적 기능과 행동을 조절하는데 관여하고 있다. 신경호르몬 일종인 PRXamide (NH₂) 펩타이드 계열 호르몬은 카르복실기 끝에 PRX (X, 다양한 아미노산)라는 공통의 아미노산 서열이 특징적으로 존재하고 있으며, 곤충 전반에 걸쳐 발견된다. 곤충에서PRX 신경호르몬은 다양한 생물학적 기능에 관련하고 있는데 호르몬구조와 기능에 따라 크게 3가지로 분류한다. Pyrokinin (PK)계열의 호르몬은 페로몬 생합성 활성화 신경펩타이드(pheromone biosynthesis activating neuropeptide, PBAN) 및 휴면 호르몬(diapause hormone, DH)이 속하며, 카파(CAPA) 펩타이드 호르몬, 그리고 탈피촉진 호르몬(ecdysis trigging hormone, ETH)이 여기에 속한다. PK 계열의 PBAN 호르몬은 지금으로부터 약 30년전 나방에서 처음 밝혀졌으며, 성페로몬 생합성을 자극하는 신경호르몬으로 확인되었다. 그 이후, PBAN의 연구는 절지동물 전반에 걸쳐 다양한 연구자들에 의하여 광범위하게 이루어졌다. 본 종설은 PBAN의 유전자 구조와 발현, PBAN에 의한 세포신호 전달과 성페로몬 생합성에 관련된 생리적 기작, 그리고 신경호르몬과 PBAN을 이용한 새로운 해충 방제법 개발의 가능성과 예를 소개한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제32권3호
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• pp.222-231
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• 1989

대두에 존재하는 단백질 분해 효소 저해제로는 Kunitz trypsin inhibitor (SKTI), Bowman-Birk proteinase inhibitor, 그리고 그의 isoinhibitor들이 알려져 있다. SKTI는 분자량이 20K이며 181개의 아미노산으로 구성되어 있다. SKTI의 분자 구조 및 발현 특이성을 밝히기 위하여, 콩에서 순수 분리한 SKTI를 항원으로 사용하여 항체를 제조하였다. 이 항체는 항원으로 사용한 SKTI에 대하여 특이적으로 반응할 뿐만 아니라 기내에서 합성된 그의 전구체와도 특이적으로 반응하였다. 기내에서의 단백질 합성은 미성숙 대두 종자에서 mRNA를 분리한 후, wheat germ extract를 이용하여 실시하였다. 합성된 단백질 중에서 대두에 존재하는 SKTI는 검출되지 않는 반면에 면역침전법에 의해 분자량이 24K인 전구체가 존재하고 있음을 확인하였다. 이와 같이 SKTI는 mRNA로부터 전구체가 합성된 후 post-translational modification에 의해 완전한 SKTI로 변환됨을 알 수 있었다. 또한 SKTI는 대두 종자의 성숙과 함께 발현이 되는 것으로 보아 조직 및 분화 특이성 발현형태를 나타내는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제65권2호
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• pp.204-214
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• 2022

Objective : Osteoporosis result from age-related decline in the number of osteoblast progenitors in the bone marrow. Probiotics have beneficial effects on the host, when administered in appropriate amounts. This study investigated the effects of probiotics expressing specific genes, especially the effects of genetically modified bone morphogenetic protein (BMP)-2-expressing Lactobacillus plantarum CJNU 3003 (LP) on ovariectomized rats. Methods : Twenty-eight female Wistar rats (250-300 g, 12 weeks old) were divided into four groups : the sham (control), the ovariectomy (OVX)-induced osteoporosis group (OVX), the OVX and LP (OVX/LP), OVX and genetically modified BMP-2-expressing LP (OVX/LP with BMP) groups. The three groups underwent bilateral OVX and two of these groups were administered two different types of LP via oral gavage daily. At 16 weeks post-OVX, blood was collected from the heart and the bilateral tibiae were extracted and were scanned by ex-vivo micro-computed tomography and stained with hematoxylin-and-eosin (H&E) and Masson's trichrome stain for pathological assessment. The serum levels of osteocalcin (OC), rat C-telopeptide of type I collagen (CTX-I), BMP-2, and receptor activator of nuclear factor-ĸB ligand (RANKL) were measured. Results : The 3D-micro-computed tomography images showed that the trabecular structure in the OVX/LP with BMP group was maintained compared with OVX and OVX/LP groups. No significant differences were detected in trabecular thickness (Tb.Th) between control and OVX/LP with BMP groups (p>0.05). Furthermore, a tendency toward increased BMD, trabecular bone volume, Tb.Th, and trabecular number and decreased trabecular separation was found in rats in the OVX/LP with BMP groups when compared with the OVX and OVX/LP groups (p>0.05). The H&E and Masson's trichrome stained sections showed a thicker trabecular bone in the OVX/LP with BMP group compared with the OVX and OVX/LP groups. There was no difference in serum levels of OC, CTX and RANKL control and OVX/LP with BMP groups (p>0.05). In contrast, significant differences were found in OC and CTX-1 levels between the OVX and OVX/LP with BMP groups (p<0.05). Conclusion : Our results showed that the expression of genetically modified BMP-2 showed inhibition effect for bone loss in a rat model of osteoporosis.

• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.621-626
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• 2011

AMPK는 catalytic ${\alpha}$ subunit과 regulatory ${\beta}$ 및 ${\gamma}$ subunit으로 구성된 인산화 효소로, 그 동안 생체 내 중요 대사 조절자로써 연구되어 왔으나, 최근 유전학 연구를 통해 지금까지 밝혀지지 아니한 새로운 생체기능을 가짐이 밝혀졌다. 본 연구에서 초파리 유전학 기법을 활용하여 AMPK ${\gamma}$ subunit 유전자가 결손된 모델 초파리를 제작 하여 연구한 결과, AMPK ${\gamma}$ 유전자 결손 시 초파리 embryo의 표피형성이 심각하게 저해됨을 발견하였고, 조직학적 실험을 통해 표피세포의 극성이 AMPK ${\gamma}$ 유전자 결손 초파리에서 손상되어 있음을 확인하였다. 또한 세포극성을 조절하는 중요 분자인 MRLC의 인산화 또한 AMPK ${\gamma}$ 유전자 결손 시 저해되었으며, AMPK ${\gamma}$ 유전자 재도입 시 MRLC인산화와 표피세포의 극성이 모두 회복됨이 확인되어, 초파리 표피세포의 극성유지에 AMPK ${\gamma}$ 유전자가 필수적 임을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권9호
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• pp.1206-1212
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• 2023

The Wnt/β-catenin pathway plays essential roles in regulating various cellular behaviors, including proliferation, survival, and differentiation [1-3]. The intracellular β-catenin level, which is regulated by a proteasomal degradation pathway, is critical to Wnt/β-catenin pathway control [4]. Normally, casein kinase 1 (CK1) and glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β), which form a complex with the scaffolding protein Axin and the tumor suppressor protein adenomatous polyposis coli (APC), phosphorylate β-catenin at Ser45, Thr41, Ser37, and Ser33 [5, 6]. Phosphorylated β-catenin is ubiquitinated by the β-transducin repeat-containing protein (β-TrCP), an F-box E3 ubiquitin ligase complex, and ubiquitinated β-catenin is degraded via a proteasome pathway [7, 8]. Colorectal cancer is a significant cause of cancer-related deaths worldwide. Abnormal up-regulation of the Wnt/β-catenin pathway is a major pathological event in intestinal epithelial cells during human colorectal cancer oncogenesis [9]. Genetic mutations in the APC gene are observed in familial adenomatous polyposis coli (FAP) and sporadic colorectal cancers [10]. In addition, mutations in the N-terminal phosphorylation motif of the β-catenin gene were found in patients with colorectal cancer [11]. These mutations cause β-catenin to accumulate in the nucleus, where it forms complexes with transcription factors of the T-cell factor/lymphocyte enhancer factor (TCF/LEF) family to stimulate the expression of β-catenin responsive genes, such as c-Myc and cyclin D1, which leads to colorectal tumorigenesis [12-14]. Therefore, downregulating β-catenin response transcription (CRT) is a potential strategy for preventing and treating colorectal cancer. Plant cytokinins are N⁶-substituted purine derivatives; they promote cell division in plants and regulate developmental pathways. Natural cytokinins are classified as isoprenoid (isopentenyladenine, zeatin, and dihydrozeatin), aromatic (benzyladenine, topolin, and methoxytopolin), or furfural (kinetin and kinetin riboside), depending on their structure [15, 16]. Kinetin riboside was identified in coconut water and is a naturally produced cytokinin that induces apoptosis and exhibits antiproliferative activity in several human cancer cell lines [17]. However, little attention has been paid to kinetin riboside's mode of action. In this study, we show that kinetin riboside exerts its cytotoxic activity against colon cancer cells by suppressing the Wnt/β-catenin pathway and promoting intracellular β-catenin degradation.

• 한국작물학회지
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• 제37권3호
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• pp.288-298
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• 1992

Since the major important factors limiting plant growth and crop productivity are environmental stresses, of which low temperature is the most serious. It has been well known that many physiological processes are alterant in response to the environmental stress. With regard to the relationship between plant hormones and the regulation of chilling tolerance in rice seedlings, the major physiological roles of plant hormones: abscisic acid, ethylene and polyamines are evaluated and discussed in this paper. Rice seedlings were grown in culture solution to examine the effect of such plant hormones on physiological characters related to chilling tolerance and also to compare the different responses among tested cultivars. Intact seedlings about 14 day-old were chilled at conditions of 5$^{\circ}C$ and 80% relative humidity for various period. Cis-(＋)-ABA content was measured by the indirect ELISA technique. Polyamine content and ethylene production in leaves were determined by means of HPLC and GC respectively. Chilling damage of seedlings was evaluated by electrolyte leakage, TTC viability assay or servival test. Our experiment results described here demonstrated the physiological functions of ABA, ethylene, and polyamines related to the regulation of chilling tolerance in rice seedlings. Levels of cis-(＋)-ABA in leaves or xylem sap of rice seedlings increased rapidly in response to 5$^{\circ}C$ treatment. The tolerant cultivars had significant higher level of endogenous ABA than the sensitive ones. The ($\pm$)-ABA pretreatment for 48 h increased the chilling tolerance of the sensitive indica cultivar. One possible function of abscisic acid is the adjustment of plants to avoid chilling-induced water stress. Accumulation of proline and other compatible solutes is assumed to be another factor in the prevention of chilling injuies by abscisic acid. In addition, the expression of ABA-responsive gene is reported in some plants and may be involving in the acclimation to low temperature. Ethylene and its immediate precusor, 1-amincyclopropane-1-carboxylic acid(ACC) increased significantly after 5$^{\circ}C$ treatment. The activity of ACC synthase which converts S-adenosylmethionine (SAM) to ACC enhanced earlier than the increase of ethylene and ACC. Low temperature increased ACC synthase activity, whereas prolonged chilling treatment damaged the conversion of ACC to ethylene. It was shown that application of Ethphon was beneficial to recovering from chilling injury in rice seedlings. However, the physiological functions of chilling-induced ethylene are still unclear. Polyamines are thought to be a potential plant hormone and may be involving in the regulation of chilling response. Results indicated that chilling treatment induced a remarkable increase of polyamines, especially putrescine content in rice seedlings. The relative higher putrescine content was found in chilling-tolerant cultivar and the maximal level of enhanced putrescine in shoot of chilling cultivar(TNG. 67) was about 8 folds of controls at two days after chilling. The accumulation of polyamines may protect membrane structure or buffer ionic imbalance from chilling damage. Stress physiology is a rapidly expanding field. Plant growth regulators that improve tolerance to low temperature may affect stress protein production. The molecular or gene approaches will help us to elucidate the functions of plant hormones related to the regulation of chilling tolerance in plants in the near future.

• Animal Bioscience
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• 제35권11호
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• pp.1787-1799
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• 2022

Objective: Choline deficiency, one main trigger for nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), is closely related to lipid metabolism disorder. Previous study in a choline-deficient model has largely focused on gene expression rather than gene structure, especially sparse are studies regarding to alternative splicing (AS). In modern life science research, primary hepatocytes culture technology facilitates such studies, which can accurately imitate liver activity in vitro and show unique superiority. Whereas limitations to traditional hepatocytes culture technology exist in terms of efficiency and operability. This study pursued an optimization culture method for duck primary hepatocytes to explore AS in choline-deficient model. Methods: We performed an optimization culture method for duck primary hepatocytes with multi-step digestion procedure from Pekin duck embryos. Subsequently a NAFLD model was constructed with choline-free medium. RNA-seq and further analysis by rMATS were performed to identify AS events alterations in choline-deficency duck primary hepatocytes. Results: The results showed E13 (embryonic day 13) to E15 is suitable to obtain hepatocytes, and the viability reached over 95% by trypan blue exclusion assay. Primary hepatocyte retained their biological function as well identified by Periodic Acid-Schiff staining method and Glucose-6-phosphate dehydrogenase activity assay, respectively. Meanwhile, genes of alb and afp and specific protein of albumin were detected to verify cultured hepatocytes. Immunofluorescence was used to evaluate purity of hepatocytes, presenting up to 90%. On this base, choline-deficient model was constructed and displayed significantly increase of intracellular triglyceride and cholesterol as reported previously. Intriguingly, our data suggested that AS events in choline-deficient model were implicated in pivotal biological processes as an aberrant transcriptional regulator, of which 16 genes were involved in lipid metabolism and highly enriched in glycerophospholipid metabolism. Conclusion: An effective and rapid protocol for obtaining duck primary hepatocytes was established, by which our findings manifested choline deficiency could induce the accumulation of lipid and result in aberrant AS events in hepatocytes, providing a novel insight into various AS in the metabolism role of choline.

• 생명과학회지
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• 제26권3호
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• pp.275-281
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• 2016

인체치료용 당단백질은 바이오의약품에 있어서 중요한 요소이며 특히, 단백질 말단에 결합되어있는 시알산은 의약품의 체내 활성이나 안정성에 큰 영향을 미친다. 최근 돼지유즙은 바이오의약품을 생산하기 위한 생체반응기로써 주목받고 있다. β-1,4-N-acetylglucosaminyltransferase A (MGAT4A)는 재조합단백질이 가지는 시알산 함량을 늘리기 위한 필수 효소 중 하나이다. 그러나 돼지 MGAT4A는 아직도 그 서열이나 기능이 불분명하다. 따라서 이번 연구에서는 돼지 MGAT4A의 서열 동정 및 기능분석을 하였다. 돼지 MGAT4A는 535개의 아미노산을 코딩하는 1,638개의 염기서열로 이루어져 있으며, 일반적인 당전이효소들의 특징인 type II membrane topology의 특성을 가지고 있다. Real-time PCR분석법을 통하여, 지금까지 알려진 것과는 조금 다르게 MGAT4A 유전자가 간이나 유선에서 많은 발현을 보였으나 소장이나 위, 방광에서는 그 발현량이 적다는 것도 확인하였다. 또한, 효소의 기능 분석을 위하여 PK-15 세포주에서 MGAT4A효소의 과발현을 유도하였다. 과발현이 확인된 세포주로 렉틴을 이용한 면역형광염색법과 ELISA방법으로 MGAT4A효소의 과발현이 β-1,4-N-acetylglucosamine의 함량을 증가시켰음을 확인하였다. 또한 기질반응을 통해 bi-antennary structure에 대한 반응성도 확인하였으며, MGAT4A의 과발현이 유도된 세포에서 약 3배 이상의 높은 기질 반응성을 보였다. 이러한 연구는 생체반응기로써 돼지를 이용하는데 있어서 중요한 기반이 될 것이라고 생각한다.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권6호
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• pp.485-497
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• 2003

악안면 구조의 형태와 기능은 대개 유전자 정보에 의해 결정된다. 분자생물학의 발달로 인해 정상 성장과 형태 형성에 중요한 유전자에 대한 정보가 밝혀지고 있고 이는 현대 두개안면 생물학의 근간이 되고 있다. 밝혀진 사실들 중 주목할만한 것은 섬유아세포 성장인자2 (FGFR2)에 서 의 특이한 돌연변이 가 어 퍼트 증후군 (Apert syndrome) 의 발생과 관련이 있다는 것이다. 어퍼트 증후군은 두개 관상봉합의 조기 유합과 사지의 기형으로 특징지워진다. 그 중 특히 두개골 유합증의 병인과 형성기전을 연구하기 위해 본 연구에서 유전자 변환기법을 시도하여 어퍼트 증후군의 유발인자로 알려진 FGFR2에 서 의 단일 아미노산 치 환 돌연변이를 재연한 인위 유전자구조물을 제작하고 이를 미 세주입법으로 쥐의수정란에 삽입하여 형질변환 쥐를 제작하였다. 본 연구에서는 전체 조직이 아닌 골조직에서 특이하게 활성화되는 전사촉진자(promoter, 제 I형 교원질 유전자의 전사촉진자)를 이용하여 골조직에서만 돌연변이 유전자의 발현을 재현함으로써 이 시도가 쥐에서 두개골유합증을 유발하는지 검증하고자 하였다. 초기 표현형 분석을 통해 어퍼트 환자에서 기대되는 두개골 유합증을 확인하였다. 또한 본 연구에서 삽입된 변환유전자가 원활히 돌연변이 단백질을 생산하고 기능의 증가를 보임을 확인하였다. 이러한 동물 모델을 이용함으로써 이제 정상적 혹은 비정상적 두개골 및 봉합 발육에서의 FGFR2의 역할을 연구하는 것이 가능하리라 사료된다

• 미생물학회지
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• 제44권4호
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• pp.282-288
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• 2008

혈관이 좁아지거나 막혀서 생기는 허혈은 심장, 뇌, 다리와 같은 인체의 여러 장기에 영향을 미친다. 최근 혈관신생 분야에서 많은 진전이 있어 기존 치료법으로 치료가 되지 않는 허혈성 환자들의 치료 가능성에 대한 기대가 많아졌다. 혈관형성은 여러 개의 인자들과 세포들이 관여하는 복잡한 과정이기 때문에, 한 개의 인자보다는 여러 인자들을 병합하는 요법이 점점 많이 시도되고 있는데, 이런 병합요법의 한 예로 전사인자를 전달하는 전략을 생각할 수 있다. 이에 본 연구에서는 cardiac ankyrin repeat protein (CARP)의 유전자를 대상으로 그 혈관신생 능력을 혈관내피세포에서 조사하였다. 아데노바이러스 벡터 내에 human CARP의 cDNA를 클로닝하여 재조합 아데노바이러스를 제조하였으며, 이를 이용한 유전자 전달실험 결과, CARP 유전자 전달 군에서 유의하게 혈관내피세포의 중식과 모세관 구조 형성, 그리고 vascular endothelial growth factor의 발현 등을 증가시킴을 확인하였다. 본 연구 결과는 CARP가 혈관신생 연구의 새로운 목표 유전자로서 그 기능에 대한 많은 연구가 필요함을 뒷받침해준다.