• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제52권3호
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• pp.242-257
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• 2022

Purpose: This study investigated periodontal ligament (PDL) restoration in osseointegrated implants using stem cells. Methods: Commercial pure titanium and zirconium oxide (zirconia) were coated with beta-tricalcium phosphate (β-TCP) using a long-pulse Nd:YAG laser (1,064 nm). Isolated bone marrow mesenchymal cells (BMMSCs) from rabbit tibia and femur, isolated PDL stem cells (PDLSCs) from the lower right incisor, and co-cultured BMMSCs and PDLSCs were tested for periostin markers using an immunofluorescent assay. Implants with 3D-engineered tissue were implanted into the lower right central incisors after extraction from rabbits. Forty implants (Ti or zirconia) were subdivided according to the duration of implantation (healing period: 45 or 90 days). Each subgroup (20 implants) was subdivided into 4 groups (without cells, PDLSC sheets, BMMSC sheets, and co-culture cell sheets). All groups underwent histological testing involving haematoxylin and eosin staining and immunohistochemistry, stereoscopic analysis to measure the PDL width, and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The natural lower central incisors were used as controls. Results: The BMMSCs co-cultured with PDLSCs generated a well-formed PDL tissue that exhibited positive periostin expression. Histological analysis showed that the implantation of coated (Ti and zirconia) dental implants without a cell sheet resulted in a well-osseointegrated implant at both healing intervals, which was confirmed with FESEM analysis and negative periostin expression. The mesenchymal tissue structured from PDLSCs only or co-cultured (BMMSCs and PDLSCs) could form a natural periodontal tissue with no significant difference between Ti and zirconia implants, consequently forming a biohybrid dental implant. Green fluorescence for periostin was clearly detected around the biohybrid implants after 45 and 90 days. FESEM showed the invasion of PDL-like fibres perpendicular to the cementum of the bio-hybrid implants. Conclusions: β-TCP-coated (Ti and zirconia) implants generated periodontal tissue and formed biohybrid implants when mesenchymal-tissue-layered cell sheets were isolated from PDLSCs alone or co-cultured BMMSCs and PDLSCs.

• Genomics & Informatics
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• 제20권1호
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• pp.11.1-11.20
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• 2022

Vibrio harveyi belongs to the Vibrio genus that causes vibriosis in marine and aquatic fish species through double-stranded DNA virus replication. In humans, around 12 Vibrio species can cause gastroenteritis (gastrointestinal illness). A large amount of virus particles can be found in the cytoplasm of infected cells, which may cause death. Despite these devastating complications, there is still no cure or vaccine for the virus. As a result, we used an immunoinformatics approach to develop a multi-epitope vaccine against most pathogenic hemolysin gene of V. harveyi. The immunodominant T- and B-cell epitopes were identified using the hemolysin protein. We developed a vaccine employing three possible epitopes: cytotoxic T-lymphocytes, helper T-lymphocytes, and linear B-lymphocyte epitopes, after thorough testing. The vaccine was developed to be antigenic, immunogenic, and non-allergenic, as well as having a better solubility. Molecular dynamics simulation revealed significant structural stiffness and binding stability. In addition, the immunological simulation generated by computer revealed that the vaccination might elicit immune reactions in the actual life after injection. Finally, using Escherichia coli K12 as a model, codon optimization yielded ideal GC content and a higher codon adaptation index value, which was then included in the cloning vector pET2+ (a). Altogether, our experiment implies that the proposed peptide vaccine might be a good option for vibriosis prophylaxis.

• Genomics & Informatics
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• 제20권3호
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• pp.33.1-33.17
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• 2022

Nervous necrosis virus (NNV) is a deadly infectious disease that affects several fish species. It has been found that the NNV utilizes grouper heat shock cognate protein 70 (GHSC70) to enter the host cell. Thus, blocking the virus entry by targeting the responsible protein can protect the fishes from disease. The main objective of the study was to evaluate the inhibitory potentiality of 70 compounds of Azadirachta indica (Neem plant) which has been reported to show potential antiviral activity against various pathogens, but activity against the NNV has not yet been reported. The binding affinity of 70 compounds was calculated against the GHSC70 with the docking and molecular dynamics (MD) simulation approaches. Both the docking and MD methods predict 4 (PubChem CID: 14492795, 10134, 5280863, and 11119228) inhibitory compounds that bind strongly with the GHSC70 protein with a binding affinity of -9.7, -9.5, -9.1, and -9.0 kcal/mol, respectively. Also, the ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity) properties of the compounds confirmed the drug-likeness properties. As a result of the investigation, it may be inferred that Neem plant compounds may act as significant inhibitors of viral entry into the host cell. More in-vitro testing is needed to establish their effectiveness.

• Computers and Concrete
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• 제32권2호
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• pp.217-232
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• 2023

Numerous studies have been performed on the behavior of pile foundations in cold regions. This study first attempted to employ artificial neural networks (ANN) to predict pile-bearing capacity focusing on pile data recorded primarily on cold regions. As the ANN technique has disadvantages such as finding global minima or slower convergence rates, this study in the second phase deals with the development of an ANN-based predictive model improved with an Elephant herding optimizer (EHO), Dragonfly Algorithm (DA), Genetic Algorithm (GA), and Evolution Strategy (ES) methods for predicting the piles' bearing capacity. The network inputs included the pile geometrical features, pile area (m²), pile length (m), internal friction angle along the pile body and pile tip (Ø°), and effective vertical stress. The MLP model pile's output was the ultimate bearing capacity. A sensitivity analysis was performed to determine the optimum parameters to select the best predictive model. A trial-and-error technique was also used to find the optimum network architecture and the number of hidden nodes. According to the results, there is a good consistency between the pile-bearing DA-MLP-predicted capacities and the measured bearing capacities. Based on the R2 and determination coefficient as 0.90364 and 0.8643 for testing and training datasets, respectively, it is suggested that the DA-MLP model can be effectively implemented with higher reliability, efficiency, and practicability to predict the bearing capacity of piles.

• 대한소아신경학회지
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• 제25권3호
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• pp.204-207
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• 2017

Hyperornithinemia-hyperammonemia-homocitrullinuria 증후군(HHH 증후군)은 경한 학습장애에서 심각한 뇌증에 이르기까지 다양한 신경학적 증상을 보일 수 있는 신경대사질환이다. HHH 증후군은 임상 증상이나 대사 검사 결과가 뚜렷하지 않아 진단이 늦어지는 경우가 흔한데, 이러한 경우 유전자 검사로 확진하는 것이 중요하다. 저자들은 강직성 하반신 마비를 가진 소아와 무증상의 여동생에서 HHH 증후군을 진단하고 유전자 검사를 통해 SLC25A15 유전자의 c.535C>T (p.R179^*)와 c.116C>A (p.T39K) 변이를 확인하였다. p.R179^*는 일본과 중동의 HHH 환자들에서 흔히 발견되는 변이로 한국인에서도 발견됨을 확인하였고, p.T39K는 HHH 증후군을 유발하는 새로운 변이임을 최초로 보고하는 바이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권8호
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• pp.1030-1038
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• 2023

Lactiplantibacillus plantarum, previously named Lactobacillus plantarum, is a facultative, homofermentative lactic acid bacterium widely distributed in nature. Several Lpb. plantarum strains have been demonstrated to possess good probiotic properties, and Lpb. plantarum HOM3204 is a potential probiotic strain isolated from homemade pickled cabbage plants. In this study, whole-genome sequencing was performed to acquire genetic information and predict the function of HOM3204, which has a circular chromosome of 3,232,697 bp and two plasmids of 48,573 and 17,060 bp, respectively. Moreover, various oxidative stress-related genes were identified in the strain, and its antioxidant activity was evaluated in vitro and in vivo. Compared to reference strains, the intracellular cell-free extracts of Lpb. plantarum HOM3204 at a dose of 10¹⁰ colony-forming units (CFU)/ml in vitro exhibited stronger antioxidant properties, such as total antioxidant activity, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging rate, superoxide dismutase activity, and glutathione (GSH) content. Daily administration of 10⁹ CFU Lpb. plantarum HOM3204 for 45 days significantly improved the antioxidant function by increasing the glutathione peroxidase activity in the whole blood and GSH concentration in the livers of D-galactose-induced aging mice. These results suggest that Lpb. plantarum HOM3204 can potentially be used as a food ingredient with good antioxidant properties.

• 대한영상의학회지
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• 제84권3호
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• pp.536-549
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• 2023

염증성 장질환의 두 가지 주요 질환으로 크론병과 궤양성 대장염이 있다. 염증성 장질환이 의심될 때, 최근에는 장벽과 장벽 밖을 모두 평가할 수 있고 다른 질환과의 감별에도 도움을 받을 수 있어 CT 소장조영술이 초기 영상검사로 널리 사용되고 있다. 염증성 장질환이 의심되는 경우, 크론병과 궤양성 대장염과의 구분이 필요하며 대부분의 경우 어렵지 않게 구분이 되나 그렇지 않은 경우가 있어 이를 염증성 장질환-미분류(inflammatory bowel diseaseunclassified)로 구분한다. 궤양성 대장염의 경우 CT 소견은 비특이적인 경우가 많아 영상검사만으로 다른 질환과 감별하기 어려운 경우가 많다. 크론병의 경우 특징적인 CT 소견이 진단에 도움이 되는 경우가 많으나 이를 모방하는 질환들이 있으며 특히 결핵성 장염은 여전히 크론병과 감별이 어려울 수 있다. 최근에는 크론병과 유사한 다발성 궤양과 협착이 있는 환자의 일부에서 SLCO2A1이라는 프로스타글란딘 수송체를 암호화하는 유전자의 돌연변이가 질환의 원인인 것으로 밝혀져 크론병과 감별하기 위해 유전자 검사가 시행되고 있다.

• 농업생명과학연구
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• 제51권2호
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• pp.117-126
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• 2017

현재 한우 후보씨수소는 당대검정을 거쳐 12개월령 체중의 육종가와 근내지방도의 혈통지수를 근거로 선발이 이뤄진다. 여기서 이용되는 혈통지수는 실제 검정을 통하여 얻은 능력이 아니라 혈통과 KPN의 능력을 근거로 산출한 능력으로써 정확도가 그리 높지 않다. 그리고 후보씨수소에 대한 후대검정은 현재 검정소 검정과 현장 후대검정으로 나뉘어져 있다. 현장 후대검정의 경우 24개월령 도축이 어렵기 때문에 검정소와 현장 후대검정우를 동시에 비교하기는 쉽지 않다. 따라서 본 연구는 이와 같이 12개월령에 측정이 불가한 선발형질과 현장 후대검정우와 검정소 검정우의 도축시기의 차이를 해소하기 위하여 초음파 측정 기술을 적용하여 도체형질 유전능력을 간접적으로 평가 가능한지 파악하기 위하여 수행 하였다. 연구수행을 위하여 2008년도부터 2013년까지 농협중앙회 한우개량사업소 및 한우육종농가에서 수집한 한우 당 후대검정 자료를 이용하였으며 분석형질로는 12개월령 체중, 12 24개월령 초음파 형질(등심단면적, 등지방두께, 둔부지방, %지방함량) 및 도체형질(도체중, 등심단면적, 등지방두께, 근내지방도)을 이용하였다. 초음파 형질에 대한 환경효과 분석을 통하여 차수-측정일-우사-촬영자-판독자를 동기우군으로 하고 측정 시 체중을 공변량으로 한 모형을 토대로 유전모수를 추정하였다. 그 결과 12개월령 및 24개월령 초음파 형질들에 대한 유전력은 각각 0.21-0.43, 0.32-0.47이었으며 12 24개월령 초음파 형질과 대응되는 도체형질이 각각 0.52-0.75, 0.86-0.89로 높은 유전상관을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제6권4호
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• pp.265-273
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• 2001

바닷가에서 흔히 볼 수 있는 성게는 중요한 수산자원일 뿐만 아니라 발생학 연구가 시작된 1800년대부터 지금까치 100여 년 이상 해양생물 발생연구의 모델이 되어 왔다. 최근 성게 배아(embryo)는 환경오염이나 독성 연구의 모델로서도 자주 이용된다. 성게가 널리 연구대상이 되는 이유는, 시료 확보와 배아의 실험실 배양이 쉽고, 세포의 이동과 기관 형성 등 배아의 발달과정이 명확히 관찰되며, 배아에 대한 세포 조작과 유전자 조작이 가능하다는 실험모델로서의 장점 때문이다. 또한 ,성게가 생물계 내에서 갖는 진화적, 발생학적 중요성 역시 성게 연구를 활발하게 하는 주된 이유가 되고 있다. 성게는 전구동물에서 후구동물이 분리되어 진화한 초기 단계를 대표하는 생물군이며, 부유성섭식유생(planktotrophic larvae) 시기를 거쳐 발달하는 대다수 해양무척추동물을 대표하는 생물군이기도 하다. 성게의 수정란은 약 7시간 후 60세포기에 이르며 이후 상실기, 포배기, 낭배기를 거쳐 플루테우스(pluteus)유생으로 발달한다. 성게의 60세포기 배아에는 이미 서로 다른 기관으로 발달할 5개의 구역(territories; fate map)이 정해진다. 각 구역의 세포들은 구역 특유의 유전자를 발현하게 된다. 식물극(vegetal pole)에 위치한 마이크로미어(micromere) 세포군은 포배 중기에 포배강 내로 들어가 일차중배엽세포(primary mesenchyme cells, PMCs)를 형성하고 이 후 유생의 뼈대(spicule)를 만든다. PMCs에서는 뼈대형성에 관여하는 SM3O, SM37, SM50, PM27, msp 130등의 유전자가 발현된다. 이들 중 SM37과 SM50은 뼈대의 얼개(matrix)를 만드는 염기성 단백질로서 Glycine, Proline, Glutamine이 많은 반복구조를 갖는다. 이 두 유전자는 발현시기와 기능이 유사하여 과거 한 유전자에서 진화된 유전자군(gene family)으로 생각된다. 성게의 발생 관련 유전자의 발현과 기능에 대한 연구는 해양무척추동물의 부유성섭식유생 발생에 대한 분자수준의 이해를 가능케 하며, 연체동물의 껍질 형성, 어류의 뼈대 형성, 척추동물의 뼈대 형성 등 생물계에서 공통적으로 보이는 소위 생광물화(biomineralization)의 유전학적 기전을 이해하는데 커다란 도움이 되고 있다.

• Journal of Genetic Medicine
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• 제5권1호
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• pp.15-20
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• 2008

목 적 : 듀시엔/베커형 근이영양증(Duchenne and Becker type muscular dystrophy; DMD/BMD)은 남아에게 나타나는 일반적인 X 염색체 연관 유전성 근육 질환으로 DMD(dystrophin) 유전자의 돌연변이로 인해 생긴다. 그 중 큰 exon 결실이 전체 DMD 환자의 약 50-60%에서 발견된다. 이 유전자의 돌연변이를 찾기 위해 여러 방법들이 사용되고 있지만 결실 돌연변이를 찾아내기 위한 가장 일반적인 방법으로 복합적 중합효소연쇄반응을 이용하고 있다. 하지만 이 방법의 단점은 하나의 시험관 안에 복합적인 시발체가 존재하여 정확한 반응 조건을 찾기 힘들 뿐 아니라 시발체 상호간의 간섭으로 중합효소 연쇄반응의 비특이적 생성물을 빈번하게 일으켜 잘못된 음성 또는 양성 결과를 가져올 수 있다. 이런 문제를 보완하고자 Dual Primer Oligonucleotide(DPO) 방법을 도입하였다. DPO는 polydeoxyinosine 연결에 의해 두 영역으로 분리된 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)로 표적 DNA 염기서열과의 교잡반응에 높은 특이적 반응을 보여 복합 중합효소 연쇄반응의 정확도를 높여준다. 본 연구에서는 3 그룹을 대상군으로 DMD 유전자의 결실돌연변이 검색을 위한 DPO-복합 중합효소 연쇄반응법의 특이성과 민감성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 50명의 건강한 남자 대조군, 50명의 결실 돌연변이를 갖고 있는 양성반응 환자그룹 그리고 20명의 결실 돌연변이를 가지고 있지 않은 음성반응 환자 그룹으로 구성된 3 그룹을 대상으로 DPO-복합 중합효소 연쇄반응법을 이용하여 실험하였다. 이들 120명의 실험군 모두 PMter영역과 exon 3, 4, 6, 8, 12, 13, 17, 19, 43-48, 50-52, 60을 포함하는 18개의 exon에서의 결실의 여부와 결실 범위를 확인하였다. 결 과 : DPO-복합 중합효소 연쇄반응법은 결실 여부를 발견하는데 100%의 특이성과 민감성을 보였다. 하지만 결실 범위의 결정에는 97.1%의 민감성과 특이성을 보였다. 결 론 : DPO-복합 중합효소 연쇄반응법은 기존의 복합 중합효소 연쇄반응법 보다 높은 분석 확실성을 보일뿐 아니라 빠르고 저렴한 비용으로 쉽게 할 수 있기 때문에 듀시엔/베커형 근이영양증 환자의 DMD 유전자의 결실돌연변이 여부를 확인하는데 유용한 방법이다.