• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1104-1110
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• 2019

최근 노령인구의 증가로 고령화 사회로 접어들면서 골다공증과 같은 골 대사 질환이 사회적 문제로 대두되고 있다. 파골세포는 골 흡수 역할을 하는 세포이며 골 흡수가 강하게 일어나는 경우 골다공증이 유발된다. 그러나 현재 사용 중인 골 흡수 억제제는 장기간 사용 시 부작용이 발생할 수 있어, 파골세포 분화 억제에 효과가 있는 새로운 소재 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 풀무치 에탄올 추출물을 대상으로 RANKL에 의해 유도된 파골세포 분화에 대한 억제 효능 확인 및 그 기작을 구명하고자 하였다. RAW264.7 파골세포에서 풀무치 추출물의 독성 및 증식 효과를 확인하기 위하여 MTS assay를 진행하였고 $2,000{\mu}g/ml$ 농도까지 세포 독성은 확인되지 않았다. 풀무치 추출물이 파골세포의 분화에 미치는 영향을 확인하기 위해 3일 동안 RAW264.7 세포에 파골세포 분화 촉진제인 RANKL을 단독 처리 및 풀무치 추출물과 함께 처리한 후 TRAP 활성을 비교하였다. 그 결과 RANKL에 의해 증가한 파골세포 분화가 풀무치 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인하였다. 파골세포 분화와 관련된 유전자(TRAP, RANK, NFATc1 및 CK)의 발현량 변화를 확인한 결과, RANKL 처리 시에 증가한 유전자 발현량이 풀무치 추출물 처리에 의해 현저하게 감소하는 것을 확인하였고, NFATc1, c-Src와 같은 분화 관련 단백질 발현량 또한 풀무치 추출물 처리에 의해 감소하였다. 풀무치 에탄올 추출물은 $NF-{\kappa}B$, ERK 및 JNK 신호전달에 영향을 미쳐 그 결과로 파골세포 분화 억제 효과가 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 결과로 보아 풀무치 에탄올 추출물은 골 흡수를 억제하는 역할을 함으로써 골다공증 예방 및 치료를 위한 새로운 기능성 소재로 사용 가능성이 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.904-915
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• 2019

전립선암은 전이성 종양 중의 하나로 치료를 위해 호르몬 요법이나 외과 적 거세 방법이 주로 수행되지만 많은 부작용을 나타내었다. 최근 많은 연구자들이 이러한 상황을 해결하기 위해 종양 미세 환경을 연구하고 있으며 그 중 면역 세포, 특히 대식세포는 종양 미세 환경의 중요한 구성요소이다. 정상적인 조건에서 대식세포는 여러 암세포에 대해 약한 종양 살균 활성을 갖으나 $interferon-{\gamma}$ 또는 lipopolysaccharide에 의해 활성화되면, 염증성 사이토카인 및 케모카인을 분비함으로써 암세포를 직접 또는 간접적으로 사멸 시키게 된다. 본 연구에서는, 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포에 Phellinus linteus 추출물을 처리하여 산화질소의 방출과 pro-inflammatory cytokine들을 real-time PCR과 ELISA 방법으로 분석하였다. RAW 264.7의 조정 배지는 48시간 동안 전립선 암세포처리하여 상피간엽세포전이 관련 유전자의 발현을 측정 하였다. 그 때에 mesenchymal 관련 유전자들인 N-cadherin, snail, twist, slug 및 cadherin 11이 감소했을 뿐만 아니라 epithelial 관련 유전자인 E-cadherin은 증가하였다. 또한 암 전이 및 신생 혈관 형성에 관여하는 vimentin, ccl2 및 vegfa가 감소되었는데, 이는 EMT가 암세포의 이동과 침범에 밀접한 관련이 있기 때문이다. 따라서 Phellinus linteu에 의해 자극된 RAW 264.7 세포의 조정 배지는 인간 전립선 암세포주인 PC-3 세포의 이동과 전이를 억제하고 EMT 경로를 조절한다는 것을 나타낸다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제62권3호
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• pp.287-292
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• 2019

Pseudomonas tolaasii는 느타리버섯에 갈반병을 일으키는 병원균주로, 다양한 변이균주들을 분리하여 $P1{\alpha}$와 $P1{\beta}$, $P1{\gamma}$ 세 가지 소그룹으로 분류하였다. 각 그룹별 균주들에 특이적인 박테리오파지를 이용한 파지테라피는 갈반병 방제에 매우 성공적이었다. 본 연구에서는, 박테리오파지들의 특성을 구명하기 위하여 소그룹별 대표균주을 이용하여 파지를 분리하였고, 이들의 다클론항체를 제작하여 파지들 사이에 유연관계를 조사하였다. 파지 준비물은 $10^{10}pfu/mL$ 이상으로 토끼의 다리 근육에 주사하였고, 3회의 반복주사에 의해 다클론항체가 얻어졌다. 파지 ${\phi}6264$에 대한 항체의 역가는 $2{\times}10^7Ab/mL$ 이상, 파지 ${\phi}HK2$에 대해서는 $1{\times}10^6Ab/mL$, 파지 ${\phi}HK19$와 ${\phi}HK23$에 대해서는 $1{\times}10^7Ab/mL$ 이상이었다. 항체와 이에 특이적인 파지 사이에는 매우 높은 반응특이성이 있었고, 소그룹이 다른 파지의 항체와 파지 사이에도 일부 교차반응성을 확인하였다. 파지 ${\phi}6264$에서 생성된 $Ab{\phi}6264$는 모든 $P1{\alpha}$ 소그룹의 파지들과 반응성을 보였으나, 파지 ${\phi}HK16$을 제외한 다른 소그룹의 파지들과는 반응하지 않았다. $P1{\gamma}$ 소그룹에서 생성된 $Ab{\phi}HK23$은 $P1{\beta}$ 소그룹의 모든 파지들을 불활성화시켜 가장 넓은 항체범위를 보였다. 항체와 파지를 이용한 숙주균과의 관계를 분석하였을 때, 16S rRNA 유전자 분석에 의한 숙주균의 근연관계와 항체를 이용한 숙주균의 파지들 사이의 구조적 근연관계는 상당히 차이가 있음을 확인하였다. 결론적으로, 박테리오파지의 숙주균 특이성과 항체를 이용해 측정한 파지의 껍질단백질 구조유사성 사이에는 약한 상관성을 보였다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.384-397
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• 2018

본 연구는 전통 발효식품에서 반려동물의 사료 및 보조식품 등에 사용될 수 있도록 안전성 확보와 프로바이오틱스 활성 등 기능성을 갖춘Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전국에서 수집한 전통 장류에서 약 300종의 분리주를 확보하였고, Bacillus cereus가 생성하는 구토와 설사 독소 유전자 6종, ${\beta}$형 용혈성, 발암 관련 효소 3종 등을 보유하지 않거나 생성하지 않는 4종의 균주를 선별하였다. 4종의 분리주를 대상으로 항생물질 유전자 보유 여부, 세포 표면 소수성, 항생제 감수성과 당 이용성 등을 분석하였고, 최종적으로 항생물질 생성 유전자 3종을 모두 보유하고, 혈전 용해 및 세포 표면 소수성이 가장 우수한 SRCM 100731을 선정하였다. 최종 선별된 SRCM 100731의 16S rRNA 염기서열 분석 결과 Bacillus amyloliquefaciens로 동정 되었으며, 펫 사료 및 식품 등 산업적 적용을 위하여 균체 성장 최적화를 수행하였다. SRCM 100731의 배지 성분 선별을 위하여 Plackett-Burman design (PBD)을 사용하였으며, 최적 성장을 위한 배지 성분으로는 molasses와 sodium chloride, potassium chloride가 예측되었다. PBD를 통해 선정된 배지 성분의 농도를 최적화하기 위하여 central composite design (CCD)을 사용하였으며, 실험 결과 7.0% molasses, 1.1% sodium chloride, 0.5% potassium chloride로 예측되었다. 이때 최대 균체량은 12.6625 g/L로 예측되었으며, 최종적으로 실험 모델의 예측값과 실 측정값이 $12.6625{\pm}0.0658g/L$로 오차 범위내의 결과를 나타내어 실험 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 이는 실험 모델에 의해 예측된 최적 배지 사용 시 최적화 이전 배지에서의 균체량($1.8273{\pm}0.0214g/L$) 대비 약7배로 균체량이 증가함을 확인할 수 있었다. 향후 B. amyloliquefaciens SRCM 100731의 제품 개발 등 후속 연구의 진행이 필요하나 본 연구를 통해 산업 적용이 가능한 프로바이오틱스 소재의 발굴 및 산업화 배양 조건이 확립 되었으므로 앞으로 성장하고 있는 반려동물 산업에 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.262-273
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• 2020

본 연구에서 사용한 바이오폴리머 (biopolymer)는 친환경 제방 건설 소재로 연구 되고 있다. 이러한 바이오폴리머를 토양에 혼합할 경우 이온결합 및 수소결합을 통해 토양의 강도 증진 효과가 잘 알려져 있지만 바이오폴리머와 혼합된 토양이 식물에 미치는 영향은 자세히 알려져 있지 않다. 본 연구는 Zn 과잉 스트레스 조건에서 바이오폴리머의 토양 혼합이 Camelina sativa L. (Camelina)에 미치는 영향을 분석 하였다. Camelina의 생장실험을 기반으로, Zn 과잉 스트레스에 대한 최적의 바이오폴리머 혼합 비율은 0.5%로 결정하여 연구를 진행하였다. Zn 과잉 스트레스 하에서, BG 또는 XG 혼합구의 Camelina는 바이오폴리머 비혼합구에 비해 높은 생장을 보였으며, Zn 과잉 스트레스 피해 지표인 Malondialdehyde (MDA) 함량과 전해질유출도의 감소를 나타냈다. 바이오폴리머의 Zn 결합능을 DTZ (1,5-diphenylthiocarbazone)을 이용하여 분석한 결과, BG 또는 XG 모두 명확한 Zn 흡착 반응을 보였다. DTZ 염색 및 ICP-OES 분석에서, Zn 과잉 스트레스에 의한 Camelina의 Zn 흡수량이 BG 또는 XG 혼합에 의해 현저히 감소함을 확인하였다. 그리고, BG 또는 XG의 혼합은 Camelina의 중금속 수송체 Heavy metal ATPase (HMA)의 발현을 유도하지 않았으며, 야생형 (wildtype, WT)보다 CsHMA3가 과발현 된 Camelina에서 BG 또는 XG 혼합구와 유사한 수준의 Zn 과잉 스트레스 저감 효과를 확인하였다. 결론적으로, 바이오폴리머의 토양 혼합은 바이오폴리머와 Zn 사이의 결합에 의해 Camelina에 과도한 Zn 이온이 흡수되는 것을 방지하여 Zn 독성 피해를 감소시키는 것으로 확인되었다. 더 나아가 바이오폴리머의 토양혼합은 제방강화뿐만 아니라 중금속으로 오염된 토양에서 식물 생존에 긍정적으로 작용할 것이라 판단된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.185-192
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• 2021

건선(Psoriasis)은 IL-6, CXCL8, TNF-α 및 IFN-γ뿐만 아니라 Th17 세포에서 분비되는 IL-17A 등 다양한 염증성 사이토카인에 의해 표피의 과증식(hyperkeratosis) 및 만성적 염증(inflammation)이 유발되는 난치성 피부 질환이다. 소목(Caesalpinia sappan L.)의 유효성분으로 알려진 브라질린(brazilin)은 항산화, 항염증 및 피부 장벽 개선 등의 효능이 알려졌다. 특히, tumor necrosis factor (TNF)-α 자극 HaCaT 각질형성세포 모델에서 브라질린의 건선 치료 소재 가능성을 보여주었다. 그러나, 직접적인 건선 유발 인자인 C-C motif chemokine ligand (CCL) 20의 조절은 전혀 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 건선 유사 모델을 활용해 CCL20 발현 조절 여부 및 그 기작에 대해 규명하고자 하였다. IL-17A로 자극된 HaCaT 세포에서 브라질린은 CCL20, CXCL8 발현 및 signal transducer and transcription (STAT)3 인산화를 유의하게 억제하였다. 또한, 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ 3종 사이토카인으로 처리된 조건에서도 STAT3 인산화를 억제하며 염증성 분자(CXCL8, CCL20, IL-1, IL-6, 및 TNF-α)의 발현을 하향 조절하였다. 마지막으로 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ로 자극된 건선 유사 환경에서 피부 장벽 개선에도 유의적인 영향을 미쳤다. 위 결과들을 통해 우리는 궁극적으로 브라질린이 STAT3 인산화 억제를 통해 CCL20 발현을 하향 조절하며, 건선 유발 사이토카인들의 발현 또한 억제함을 알 수 있었다. 향후, 건선 동물모델 및 임상시험을 통해 브라질린의 건선 개선에 대한 효능이 검증된다면, 건선 환자에게 잠재적인 치료 물질로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국어병학회지
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• 제33권2호
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• pp.111-118
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• 2020

우리나라 내수면 양식 어류로부터 Edwardsiella 속 세균 7개 균주를 분리하여 이들의 생화학적 특성 및 유전학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 기존의 어류 병원성 세균으로 알려진 E. tarda 와 E. ictaluri 뿐 아니라, 최근 새로운 종으로 보고된 E. anguillarum과 E. piscicida를 성공적으로 분리 및 동정하여 우리나라 내수면 양식 어류에서 Edwardsiella 속의 다양한 종이 분리되는 것을 확인하였다. 뱀장어류에서 분리된 4개 균주는 E. anguillarum, E. piscicida 및 E. tarda로, 메기와 동자개로부터 분리된 2개 균주는 E. ictaluri로, 버들치로부터 분리된 1개 균주는 E. piscicida로 동정되었다. 또한, 이들의 생화학적 특성의 조사 결과, 이들은 대부분 E. anguillarum, E. ictaluri, E. piscicida 및 E. tarda의 각 종에 해당하는 전형적인 생화학적 특성을 나타내었으며, 유전자를 이용한 분자계통발생학적 분석 결과와도 일치하였다. 특히, 16S rRNA 및 gyrB 유전자를 이용하여 Edwardsiella 속 종의 명확한 분류가 가능함을 확인함으로써, Edwardsiella 속 세균의 분류학적 동정을 위한 마커로써의 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과, 우리나라 내수면 양식 어류로부터 다양한 Edwardsiella 속 종들이 분리되는 것을 확인하였으며, 이들 종들에 대한 체계적인 모니터링 및 숙주에 따른 병원성의 차이에 관한 연구가 필요함을 제안한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제37권2호
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• pp.87-96
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• 2022

본 연구에서는 온라인 및 오프라인 마켓에 유통 중인 100건의 신선편의 절단 과일을 계절별로 수집하고 50건의 신선편의 절단 채소와 50건의 밀 키트(월남 쌈 및 무 쌈) 내 절단 채소에 대하여 위생지표세균, 효모 및 곰팡이를 정량적으로 분석하였으며, 5개의 식중독균(B. cereus, S. aureus, L. monocytogenes, Salmonella spp., E. coli O157:H7)을 정성 및 정량적으로 분석하였다. 전체적으로 밀 키트 채소의 일반세균, 대장균군, 효모 및 곰팡이의 평균 오염수준이 신선편의 절단 채소 및 절단 컵 과일보다 높은 것으로 나타났다. 대장균은 두 식품 유형에서 모두 검출되지 않았으며 병원성 식중독균의 경우, S. aureus만 총 200건 중 6건이 검출되었는데(3%), 절단 과일 중 파인애플 1건에서 S. aureus가 0.6 log CFU/g로 검출이 되었고, 분리된 균주는 non-enterotoxin인 것으로 확인되었다. 신선편의 절단 채소 중 절단 채소 셀러리에서 1건, 밀 키트 채소 4건에서 S. aures 정성 검출되었으나, 정량적 분석 결과 밀 키트 채소인 적색 양배추 1건에서만 4.8 CFU/g 오염수준을 확인 하였으나 즉석섭취·편의식품류의 S. aureus 규격(100 CFU/g) 이하임을 확인하였다. 절단 채소에서 검출된 S. aureus의 독소형을 분석한 결과 셀러리와 적색 양배추에서 분리된 균이 각각 seg 와 sei 독소형임을 확인하였다. 따라서 절단 채소 제품 공정에서, 특히 밀 키트 채소에서의 황색포도상구균의 오염에 대하여 더 엄격한 관리방안이 필요한 것으로 확인되었다. 본 연구에서 분석한 50여종의 신선편의 식품과 밀 키트 제품에서는 모두 원포자충 및 작은와 포자충은 검출되지 않았으나 원충류에 의한 식중독 사고를 예방하기 위해 신선편의 식품의 세척 과정에 대한 지속적인 주의가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권1호
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• pp.74-81
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• 2022

유채(Brassica napus)는 배추와 양배추의 자연 교잡에 의해 만들어진 이질사배체 작물(AACC, 2n = 38)로, 유채유를 생산하는 기름 작물이다. 본 연구에서는 올레산 함량이 높은 유채 EMS26 계통과 J8634-B-30 계통의 잡종 1세대 소포자를 이용하여 배양을 실시하였고, 재분화 식물체의 배수성을 검정하고 배가반수체 집단을 선발하여 C18 지방산 조성을 분석하였다. 먼저 꽃봉오리의 크기에 따른 소포자 발달 단계를 확인하였으며, 소포자 배 발생 효율이 높은 1핵기 말과 2핵기 발달 단계를 보이는 꽃봉오리 크기는 2.6 ~ 3.5 mm였다. 본 크기의 꽃봉오리만을 이용하여 소포자 배양을 실시하였으며, 배양 10일 후에 구형배와 심장형배가 관찰되었다. 소포자배는 캘러스를 형성하여 2차배로 발달하였으며, 이후 발달된 multilobe로부터 108 계통의 재분화 식물체를 획득하였다. 재분화된 식물체의 배수성은 4배체가 66.7% (72계통)로 다수였으며, 8배체는 27.8% (30계통), 그리고 2배체는 5.6% (6계통)로 확인되었다. 각 배수성에 따른 기공 세포의 크기는 4배체, 8배체, 2배체 각각 25.5 ㎛, 35.6 ㎛, 19.9 ㎛로 나타나, 배수성과 세포 크기는 정의 상관관계를 보였다. 이중 4배체 배가반수체 식물체 62계통을 선별하여 지방산 조성을 분석한 결과, 평균 올레산(C18:1) 함량은 72.3%, 리놀레산(C18:2) 11.8%, 리놀렌산(C18:3) 6.2%로 나타났다. 특히 올레산 함량이 가장 높은 계통은 DH22 계통으로 77.6%였으며, 리놀렌산 함량은 DH19계통에서 13.4%로 가장 높았다. 또한 모부본 보다 높은 올레산과 리놀렌산 함량을 보이는 계통은 각각 5개와 14개로 초월 분리(Transgressive segregation) 현상을 보였다. 이렇게 확보된 배가반수체 유전 집단은 유채의 불포화 지방산 생합성 기작 및 관련 유전자 탐색에 활용 가능하며, 올레산 함유량이 높은 계통들은 고품질 유채유 생산 품종 육종 소재로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권2호
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• pp.118-123
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• 2022

고구마의 저온 내성 반응의 분자적 기작에 대한 정보를 얻기 위해 저온 저장 내성이 높은 고구마 품종 Xushu 15-1과 저온 저장 내성이 낮은 Xushu 15-4에서 발현되는 단백질체를 2-D와 MALDI-TOF/TOF를 이용하여 분석하였다. 저온 처리가 되지 않은 대조구 간의 분석 결과, Xushu 15-1에서는 4개의 단백질 spot이 새롭게 발현되었으며, Xushu 15-4에서는 1개 단백질 spot의 발현량이 Xushu 15-1에 비하여 더 높았다. 이들 중 Xushu 15-1에서 새롭게 발현된 spot 2는 sporamin으로 동정되었다. 4℃ 처리된 2개 품종의 저장뿌리에서 8주 동안의 단백질 발현량의 변화를 조사한 결과, Xushu 15-1에서는 별다른 차이가 없었다. 그러나, Xushu 15-4에서는 1개 단백질 spot의 발현량이 증가하였고 4개 spot들의 발현량은 감소하였다. 발현량이 감소된 단백질 중 spot 7 및 8번은 actin, spot 9 및 10번은 fructokinase-like protein으로 동정되었다. 본 연구의 결과는 저장 중 고구마의 저온 내성과 관련된 복잡한 반응성 기작에 대한 이해를 높이고, 향후 저온 저장 능력이 향상된 신품종 고구마의 개발을 위한 후보 유전자를 특정하는 데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.