• Interdisciplinary Bio Central
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• 제4권3호
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• pp.10.1-10.12
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• 2012

Introduction: We investigated frameshift suppressor tRNAs previously reported to use five-base anticodon-codon interactions in order to provide a collection of frameshift suppressor tRNAs to the synthetic biology community and to develop modular frameshift suppressor logic devices for use in synthetic biology applications. Results and Discussion: We adapted eleven previously described frameshift suppressor tRNAs to the BioBrick cloning format, and built three genetic logic circuits to detect frameshift suppression. The three circuits employed three different mechanisms: direct frameshift suppression of reporter gene mutations, frameshift suppression leading to positive feedback via quorum sensing, and enzymatic amplification of frameshift suppression signals. In the course of testing frameshift suppressor logic, we uncovered unexpected behavior in the frameshift suppressor tRNAs. The results led us to posit a four-base binding hypothesis for the frameshift suppressor tRNA interactions with mRNA as an alternative to the published five-base binding model. Conclusion and Prospects: The published five-base anticodon/codon rule explained only 17 of the 58 frameshift suppression experiments we conducted. Our deduced four-base binding rule successfully explained 56 out of our 58 frameshift suppression results. In the process of applying biological knowledge about frameshift suppressor tRNAs to the engineering application of frameshift suppressor logic, we discovered new biological knowledge. This knowledge leads to a redesign of the original engineering application and encourages new ones. Our study reinforces the concept that synthetic biology is often a winding path from science to engineering and back again; scientific investigations spark engineering applications, the implementation of which suggests new scientific investigations.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제54권4호
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• pp.241-246
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• 2012

한국재래염소의 계통유전학적 위치를 확인하기 위해서 한국재래염소 4개 집단 48두를 공시한 후 mitochondrial DNA (mtDNA) 내부의 cytochrome b 유전자의 전체서열을 분석하였다. 또한 이 서열들을 이용하여 한국재래염소의 유전적 다양성을 확인하였고, 다른 나라의 여러 염소품종들과의 계통유전학적 분석을 수행하였다. 한국재래염소 cytochrome b 유전자 서열을 토대로 3개의 염기변이가 동정되었으며, 그 중 2개는 아미노산 치환을 일으키는 missense 변이로 확인되었다. 또한 4개의 haplotype으로 분류되었는데, 이 중 3개는 중국 재래염소 품종에서도 나타났으나 다른 나라의 품종에서는 확인되지 않았다. 계통유전학적 분석 결과 모든 재래흑염소는 4개의 clade를 형성하였으나, 5개의 야생염소와는 독립적인 그룹을 형성하였다. 한국재래염소는 mtDNA D-loop에 분류되는 여러 모계혈통 중 모계혈통-A로 추정되는 clade 1에 포함되었다. 한국재래염소에서 보여진 각각의 haplotype은 중국 재래염소품종들과 상대적으로 가까운 유전적 유연관계를 보였다. 기존 연구결과와 본 연구의 분석결과를 종합해보면 과거에 일부 중국 재래 염소품종이 한반도로 유입되어 한국재래염소의 기원 및 가축화에 영향을 주었을 것으로 사료된다.

• Childhood Kidney Diseases
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• 제17권2호
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• pp.137-142
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• 2013

전신형 PHA 1은 ENaC의 ${\alpha}$ (SCNN1A), ${\beta}$ (SCNN1B), ${\gamma}$ (SCNN1G) 아단위를 암호화하는 유전자의 변이로 경상피나트륨 수송의 결함으로 발생하게 되며 신생아기에 생명을 위협하는 염분 소실, 고칼륨혈증, 대사성 산증이 발생하게 된다. 또한 신장 뿐 아니라 대장, 침샘, 땀샘 및 호흡기상피 등의 다양한 표적 기간에서 전신적으로 알도스테론에 대한 저항성이 나타난다. 최근 전신형 PHA 1의 임상상과 유전자형 및 이환된 환아들의 장기 추적 결과에 대한 보고가 되고 있으나 질환의 희소성으로 임상 표현형을 설명하기는 어려운 실정이다. 저자들은 사망을 초래할 수 있는 심각한 전해질 이상을 보인 환아에서 PHA를 의심하여 염분 및 양이온 교환수지를 투여하여 효과적으로 전해질 교정이 되어 추적관찰 중이며, 유전자 검사를 통해 missense mutation을 나타낸 전신형 PHA1을 경험하였기에 보고하는 바이다.

• 대한소아신경학회지
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• 제26권4호
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• pp.272-275
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• 2018

KBG 증후군은 특징적인 얼굴 기형 및 발달 장애, 저 신장 등을 보이는 희귀한 질환이며, ANKRD11유전자의 변이가 KBG 증후군을 일으킨다고 알려져 있다. 그 임상 양상의 스펙트럼은 넓은 편이며, 발달 장애와 신경학적 이상의 경우 개인마다 다양한 정도로 보고되고 있다. 본 증례의 환자들 역시 서로 다른 정도의 발달 장애를 보였으며, 그 중 더 심한 정도의 발달 장애를 가진 환자에서는 뇌전증이 동반되었다. 기존의 KBG증후군의 진단 기준에서 macrodontia는 매우 중요한 요소였으며, 대부분의 KBG 증후군 환자에서 나타난다고 보고되었다. 본 증례의 환자들은 발달장애를 보여 시행한 diagnostic exome sequencing을 통해 ANKRD11 유전자 이상을 확인하였지만 macrodontia는 관찰되지 않았다. 이는 KBG 증후군이 현재까지 밝혀진 것 보다 더 흔할 수 있으며, 특징적인 얼굴 기형이 없는 경우에도 발달장애가 있는 환자들에서는 더욱 적극적인 유전자 검사를 시행하여 KBG 증후군을 진단 할 필요가 있음을 시사한다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권12호
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• pp.1801-1808
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• 2019

Objective: As an iconic symbol of Qinghai-Tibetan Plateau and of high altitude, yak are subjected to hypoxic conditions that challenge aerobic metabolism. Matrix metalloproteinases-3 (MMP3) is assumed to be a key target gene of hypoxia-inducible factor-$1{\alpha}$ that function as a master regulator of the cellular response to hypoxia. Therefore, the aim of this investigation was to identify the DNA polymorphism of MMP3 gene in domestic yak and to explore its possible association with high-altitude adaptation. Methods: The single-nucleotide polymorphisms (SNPs) genotyping and mutations scanning at the MMP3 locus were conducted in total of 344 individuals from four domestic Chinese yak breeds resident at different altitudes on the Qinghai-Tibetan Plateau, using high-resolution melting analysis and DNA sequencing techniques. Results: The novel of SNPs rs2381 $A{\rightarrow}G$ and rs4331 $C{\rightarrow}G$ were identified in intron V and intron VII of MMP3, respectively. Frequencies of the GG genotype and the G allele of SNP rs2381 $A{\rightarrow}G$ observed in high-altitude Pali yak were significantly higher than that of the other yak breeds resident at middle or low altitude (p<0.01). No significant difference was mapped for SNP rs4331 $C{\rightarrow}G$ in the yak population (p>0.05). Haplotype GC was the dominant among the 4 yak breeds, and Pearson correlation analysis showed that the frequencies of GC was significantly lower in Ganan (GN), Datong (DT), and Tianzhu white yaks (TZ) compared with Pali (PL) yak. The two SNPs were in moderate linkage disequilibrium in high-altitude yaks (PL) but not in middle-altitude (GN, DT) and low-altitude (TZ) yaks. Conclusion: These results indicate that MMP3 may have been subjected to positive selection in yak, especially that the SNP rs2381 $A{\rightarrow}G$ mutation and GC haplotypes might contribute to adaptation for yak in high-altitude environments.

• 한국환경보건학회지
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• 제47권5호
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• pp.479-485
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• 2021

Background: Vibrio vulnificus has been frequently detected in seawater, fish, and shellfish mainly in the coastal areas of Chungcheongnam-do Province. Objectives: This study was conducted to investigate the analyzed biochemical properties, genetic characteristics, and distribution of Vibrio vulnificus isolated from environmental sources in coastal areas of Chungcheongnam-do Province from 2019 to 2020. Methods: A total of 1,510 samples were obtained from six different sites in Chungcheongnam-do Province. Isolated strains from the samples were identified by a VITEK 2 system and MALDI-TOF. Antibiotic susceptibility testing for 85 isolates was done by microdilution minimum inhibitory concentration methods, and 11 isolates were analyzed for 16s rRNA sequences in multiple alignments. Results: Among the 1,510 samples taken during the investigation period, 306 strains were isolated and the detection rate of V. vulnificus was 20.3%. One hundred eighty-eight strains (24.6%) from seawater and 118 strains (15.8%) from mud flats were isolated. It was mainly detected in July (17.3%), August (36.5%), and September (28.8%), and the proportion was 82.0%. Based on the CLSI-recommended breakpoints, V. vulnificus isolates were all susceptible to amoxicillin/clavulanic acid, amikacin, gentamicin, ciprofloxacin and trimethoprim/sulfamethoxazole. However, nonsusceptible isolates to ampicillin, ampicillin/sulbactam, cefazolin, cefoxitin, imipenem, tetracycline and chloramphenicol were identified. In the analysis of the nucleotide sequences for 16s rRNA of V. vulnificus isolates, it was confirmed that mutations frequently occurred between nucleotide number 922 and 952, and 98.2% to 100% nucleotide identities between isolates was verified. Conclusions: The results of this study can be used as a basic data for infection control and prevention of Vibrio vulnificus infection by describing the distribution and characteristics of Vibrio vulnificus strains isolated in coastal areas of Chungcheongnam-do Province.

• 생명과학회지
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• 제32권10호
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• pp.771-777
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• 2022

파킨슨병에서의 도파민 신경세포의 사멸 원인은 다양하며 별개의 유전적 요소와 환경적 요소들이 관여한다. 드물게 발생하는 유전성 파킨슨병에서 parkin의 돌연변이와 기능 상실은 주로 소포체 스트레스를 통해 중뇌 흑질의 도파민 신경세포를 특이적으로 손상시킨다. 상대적으로 일반적인 특발성 파킨슨병에서는 살충제 노출이 역학적으로 중요하다. 그러나 환경독성물질에의 노출과 유전성 파킨슨병의 연관성에 대해서는 잘 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 잘 확립된 중뇌 유래의 도파민 신경세포주인 N27-A를 사용하여 특발성 파킨슨병과 유전성 파킨슨병 사이의 공통된 발병 기작의 증거를 확인하였다. 특발성 파킨슨병을 유발하는 유기염소계 살충제인 디엘드린은 BiP/Grp78, 헴산화효소-1과 같은 소포체 스트레스 반응 표지자를 발현 유도하였고, 특히 parkin 단백질의 발현을 증가시켰다. 디엘드린이 N27-A 세포를 사멸시키는 과정에서 소포체 스트레스 특이적 세포사를 매개하는 Caspase-12의 활성화가 유의미하게 증가하였다. 흥미롭게도 디엘드린에 의한 N27-A 세포의 사멸이 소포체 단백질인 parkin과 Bcl-2의 과발현시 유의미하게 억제되었다. 본 연구 결과, 소포체 스트레스의 누적이 특발성, 유전성 파킨슨병의 공통의 발병 기작일 가능성이 있으며, 몇 가지 소포체 관련 단백질들이 디엘드린에 의한 도파민 신경세포 손상으로부터 보호 효과를 가지는 것으로 보인다.

• Genomics & Informatics
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• 제20권2호
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• pp.21.1-21.14
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• 2022

The influenza A viruses have high mutation rates and cause a serious health problem worldwide. Therefore, this study focused on genome characterization of the viruses isolated from Thai patients based on the next-generation sequencing technology. The nasal swabs were collected from patients with influenza-like illness in Thailand during 2017-2018. Then, the influenza A viruses were detected by reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction and isolated by MDCK cells. The viral genomes were amplified and sequenced by Illumina MiSeq platform. Whole genome sequences were used for characterization, phylogenetic construction, mutation analysis and nucleotide diversity of the viruses. The result revealed that 90 samples were positive for the viruses including 44 of A/H1N1 and 46 of A/H3N2. Among these, 43 samples were successfully isolated and then the viral genomes of 25 samples were completely amplified. Finally, 17 whole genomes of the viruses (A/H1N1, n=12 and A/H3N2, n=5) were successfully sequenced with an average of 232,578 mapped reads and 1,720 genome coverage per sample. Phylogenetic analysis demonstrated that the A/H1N1 viruses were distinguishable from the recommended vaccine strains. However, the A/H3N2 viruses from this study were closely related to the recommended vaccine strains. The nonsynonymous mutations were found in all genes of both viruses, especially in hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA) genes. The nucleotide diversity analysis revealed negative selection in the PB1, PA, HA, and NA genes of the A/H1N1 viruses. High-throughput data in this study allow for genetic characterization of circulating influenza viruses which would be crucial for preparation against pandemic and epidemic outbreaks in the future.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제27권1호
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• pp.116-125
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• 2024

The COVID-19 pandemic is not over despite the emergency use authorization as can see recent COVID-19 daily confirmed cases. The viruses are not only difficult to diagnose and treat due to random mutations, but also pose threat human being because they have the potential to be exploited as biochemical weapons by genetic manipulation. Therefore, it is inevitable to the rapid antibody-based therapeutic platform to quickly respond to future pandemics by new/re-emerging viruses. Although numerous researches have been conducted for the fast development of antibody-based therapeutics, it is sometimes hard to respond rapidly to new viruses because of complicated expression or purification processes for antibody production. In this study, a novel rapid antibody-based therapeutic platform using single B cell sorting method and mRNA-antibody. High immunogenicity was caused to produce antibodies in vivo through mRNA-antigen inoculation. Subsequently, antigen-specific antibody candidates were selected and obtained using isolation of B cells containing antibody at the single cell level. Using the antibody-based therapeutic platform system in this study, it was confirmed that novel antigen-specific antibodies could be obtained in about 40 days, and suggested that the possibility of rapid response to new variant viruses.

• 한국가금학회지
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• 제40권2호
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• pp.139-145
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• 2013

본 연구는 '우리맛닭 실용계의 외모 균일화 및 판별 마커개발을 위하여 수탉으로 이용되는 토종닭 순계 H계통 암탉 207수, 수탉 40수와 '우리맛닭' 실용계 60수의 혈액을 채취하고 DNA를 분리하였다. 모색 관련 후보 유전자 MC1R primer를 제작하여 PCR을 수행한 후, direct sequencing을 실시하였다. 개체별 모색 표현형을 조사한 결과, H계통 순계 암탉 207수 중 157수는 흑색 모색, 50수는 흑색+갈색 모색으로 조사되었다. 수탉의 경우, 40수 중 흑색 모색만 있는 개체는 없고, 흑색+갈색의 모색이 다양한 부위에 섞여 있었다. '우리맛닭' 실용계의 경우 흑색 모색 30수와 갈색 모색 30수를 암수 관계없이 샘플링하여 조사하였다. 모색 표현형과 유전형과의 연관성을 알아보기 위하여 모색 관련 후보유전자 MC1R의 sequencing 결과를 분석하여 유전자 변이를 살펴보았지만, 모색 표현형과 유전형과의 유의적인 연관성을 찾을 수 없었다. 이는 토종닭 순계 H계통의 경우, 검정색의 같은 품종 내에서 갈색 이모색을 가진 개체와의 유전적 변이를 탐색한 결과, 그 차이가 분명하게 구별되지 않은 것으로 생각되어진다. '우리맛닭' 실용계에서 haplotype 및 유전자빈도 분석을 통하여 이모색과의 연관성을 보다 명확하게 결정하기 위해서는 부계와 모계의 모색 표현형과 유전특성을 함께 고려해야 할 것으로 판단된다. '우리맛닭'의 모색 균일도 향상을 위한 모색 표현형과 관련 유전자의 연관성분석 및 유전적 특성에 대한 연구는, 향후 이를 이용하여 '우리맛닭'의 불법 유통을 막고 고품질 브랜드화를 위한 분자마커 개발의 기초 자료로 활용될 것으로 생각된다.