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BIOLOGICALLY-BASED DOSE-RESPONSE MODEL FOR NEUROTOXICITY RISK ASSESSMENT

  • Slikker, William Jr.;Gaylor, David W.
    • Toxicological Research
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    • 제6권2호
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    • pp.205-213
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    • 1990
  • The regulation of neurotoxicants has usually been based upon setting reference doses by dividing a no observed adverse effect level (NOAEL) by uncertainty factors that theoretically account for interspecies and intraspecies extraploation of experimental results in animals to humans. Recently, we have proposed a four-step alternative procedure which provides quantitative estimates of risk as a function of dose. The first step is to establish a mathematical relationship between a biological effect or biomarker and the dose of chemical administered. The second step is to determine the distribution (variability) of individual measurements of biological effects or their biomarkers about the dose response curve. The third step is to define an adverse or abnormal level of a biological effect or biomarker in an untreated population. The fourth and final step is to combine the information from the first three steps to estimate the risk (proportion of individuals exceeding on adverse or abnormal level of a biological effect or biomarker) as a function of dose. The primary purpose of this report is to enhance the certainty of the first step of this procedure by improving our understanding of the relationship between a biomarker and dose of administered chemical. Several factors which need to be considered include: 1) the pharmacokinetics of the parent chemical, 2) the target tissue concentrations of the parent chemical or its bioactivated proximate toxicant, 3) the uptake kinetics of the parent chemical or metabolite into the target cell(s) and/or membrane interactions, and 4) the interaction of the chemical or metabolite with presumed receptor site(s). Because these theoretical factors each contain a saturable step due to definitive amounts of required enzyme, reuptake or receptor site(s), a nonlinear, saturable dose-response curve would be predicted. In order to exemplify this process, effects of the neurotoxicant, methlenedioxymethamphetamine (MDMA), were reviewed and analyzed. Our results and those of others indicate that: 1) peak concentrations of MDMA and metabolites are ochieved in rat brain by 30 min and are negligible by 24 hr, 2) a metabolite of MDMA is probably responsible for its neurotoxic effects, and 3) pretreatment with monoamine uptake blockers prevents MDMA neurotoxicity. When data generated from rats administerde MDMA were plotted as bilolgical effect (decreases in hippocampal serotonin concentrations) versus dose, a saturation curve best described the observed relationship. These results support the hypothesis that at least one saturable step is involved in MDMA neurotoxicity. We conclude that the mathematical relationship between biological effect and dose of MDMA, the first step of our quantitative neurotoxicity risk assessment procedure, should reflect this biological model information generated from the whole of the dose-response curve.

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미꾸라지(Misgurnus mizolepis)의 웅성발생성 처녀생식: I. 형질전환 유전자 표지를 이용한 웅성발생성 반수체 유도의 최적화 (Intraspecies Androgenesis in Mud Loach (Misgurnus mizolepis): I. Optimization of the Egg Inactivation and Haploid Androgenesis Using Transgene Marker)

  • 남윤권;노충환;김동수
    • 한국양식학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.166-172
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    • 2006
  • 동일 종내 미꾸라지(Misgurnus mizolepis) 웅성발생성 인공처녀생식(intraspecific androgenesis)기술을 개발하기 위해 미꾸라지 난 유전물질의 불활성화와 이에 따른 웅성발생성 반수체 유도 조건을 최적화하였다. 다양한 자외선(UV)농도$(0\sim25,650ergs/mm^2)$를 이용하여 미꾸라지 난의 유전학적 불활성화를 시도하였으며 수정률, 부화율 및 반수체 출현율을 평가한 결과 10,800 ergs의 농도에서 가장 우수한 반수체 유도 효율을 보였으며 최초 처리 난 중 50%이상의 웅성발생성 반수체 수율을 확보할 수 있었다. 웅성발생성 개체는 전형적인 haploid syndrome의 특징을 나타내었고 flow cytometry분석 결과 정확히 미꾸라지 반수체(1.4 pg/cell)의 DNA함량을 보유하는 것으로 나타났다. 인위적으로 삽입된 형질전환 유전자 표지를 이용하여 부계 특이적인 인공처녀생식 여부를 확인하였으나 일부 반수체자어들에서$(8\sim11%)$ 모계 유전물질의 잔류가 검출되었다.

유당 자화 효모간의 원형질체 융합 (Protoplast Fusion of Lactose Assimilating Yeasts)

  • 최원기;전순배;이용규;배석;이진종;이향
    • 미생물학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.188-196
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    • 1988
  • 유당함유 울질로부터 알코올을 생산하기 위해 Saccharomyces cerevisiae X 2180-1 A, Candida pseudotropicalis ATCC 8619와 CBS 607 사이에 속간 및 종내 원형질체 융합을 시도하였다. S. cerevisiae X2180-1A(ade rho)와 C. pseudotropicalis CBS 607 (his met)간의 속간 융합율은 $1.0\times 10^{-5}$ C. pseudotropicalis ATCC 8619와 CBS 607 사이의 종내 융합율은 $3.9\times 10^{-6}$ - $1.0\times 10^{-4}$ 이었다. 이는 bovme serum albumin, myoinositol 그리고 ergosterol을 처리하지 않고 얻어진 원형질체 융합율과 비교해서 약 2-3.5배의 증가를 보여 이들 화합물이 속간 및 종내 융합을 증진시킨 것으로 사료된다. DNA 함량, 핵염색, UV 조사에 따른 생존력 비교 그리고 형질분리 후 교잡형 출현 등을 통해서 속간 (S. cerevisiae와 C. pseudotropicalis)과 종내 ( C psemdotropica/is strains) 융합체에서 핵융합이 일어난 것을 알 수 있었다. 또한 양친형과 비교해서 알코올 생성능이 증가된 종내 융합체를 얻었다.

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Diversity and origin of bottle gourd, Lagenaria

  • Yuasa, Hiroshi
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2002년도 심포지엄
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    • pp.96-97
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    • 2002
  • Bottle gourd, Lagenaria siceraria, is one of the oldest cultivated plants. To bigin with, its fruit was used as a complete liquid bottle or container. It was a very widespread cultivated plant in prehistoric times, for example (there) is a report from Peru as early as between 13,000 B.C and 11,000 B.C. The dug-out finds in Japan proved to be about 95,000 years old according to the /sup 14/C analysis. The bottle grourd was the most important plant before the invention of pottery in many areas of Asia, New Guinea, Polynesia, America, and Africa. I would like to suggest that there should be "The Bottle Gourd Age" prior to the Pottery Age. Bottle gourds are also used for various purposes such as food, masks, pipes, musical instruments, medicine, symbols, artistic products and also as penis-sheaths of men's attire. Their purposes number more than 220 including 70 varienties of containers or bottles. I consider that its utilization should be called a culture, as it were, "The gourd culture." The shape and the size of the fruit of bottle gourd have a larger variety than those of any other plant. As for the size, it is reported that they range from those that are shorter than 3cm to those that are ovoid and longer than 60cm in diameter. With regard to the shape of its fruit, the bottle gourd can be classified into 7 groups and even more than 30 races, considering the difference of the size. The seeds are so variable without two horn-like projections, with smooth surface or longitudinalines, white or brown, with smooth corky margin. Generally, it seems that there is no correlation between seem shape and fruit shape. My study shows that the seeds of gourd. My study shows that the seeds of gourd in Asia are so simple in shape and in color except for the size. But the seeds of those in Africa are various and seem to be beyond the confines. Explaining the great diversity of the seeds of those in Africa therefore, they appear to have no correlation among the types of fruit of the bottle gourd with African origin. It might be supposed that another 4 wild Lagenaria spp. distribute only in Africa. The intraspecies hybrid is confirmed between the bottle gourd, Lagenaria siceraria, and wild L. spehaerica. And Fl hybrid is sterile: it has no fertility. However, even though the shapes of the fruit and the seeds are different, they can cross with each other. Moreover, their hybrids grow up to be extremely vigorous and have normal fertility. Fruit shapes of Fl plants are similar to those of their parents, if they have the same character. Whereas, the fruit shape often became different from each other when the cross occurs between those with different fruit shapes. It is shown that dumbbell shapes, HYOTAN in Japanese, is recessive while its bitterness is dominant. Thus the character of F2 hybrids Is segregative. I'll give further particulars of the heredity of the groud in my lecture.

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RAPD를 이용한 능금속 식물종의 계통관계와 유전적 다양성 (The classification and comparison of genetic diversity of genus Malus using RAPD)

  • 허만규
    • 생명과학회지
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    • 제17권6호통권86호
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    • pp.756-761
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    • 2007
  • 능금속(Malus) 식물은 다년생 목본으로 국내에는 약 8종이 있다. 이 속에 있는 사과(M. pumila)는 경제적 중요작물로 그 기원은 서중국의 야생종 M. sieversii일 것으로 추정되고 있다. 우리나라에 자생하는 Malus내 모든 분류군과 중국의 M. sieversii를 RAPD로 분석하였다. 재배종이 높은 다양성을 나타낸 반면 제주아그배나무가 가장 낮은 다양성을 나타내었다. 재배종이 야생종보다 유전적 다양도가 더 높게 나타나 재배화 과정에서 여러 종과교잡이 일어나 많은 유전자가 침투된 것이라는 보고를 됫받침한다. 이 속은 M. sieversii를 포함한 사과나무, 능금나무가 같은 분자군을 형성하였고, 개아그배나무 또는 제주아그배나무(Malus micromalus), 아그배나무(Malus sieboldii), 꽃아그배나무(Malus floribunda)가 같은 분지군, 야광나무(Malus baccata), 개야광나무(Malus baccata for minor), 털야광나무(Malus baccata var. mandshurica)가 같은 분자군을 형성하였다. 한국내 재배종 사과와 능금이 국내 자생종 능금속에서 진화나 분지한 것은 아닌 것으로 판명되었고 오히려 중국 야생종이 그 기원의 하나일 가능성이 시사된다.

핵 및 미토콘드리아 DNA 염기서열을 이용한 국내 Phytophthora 속의 Multi-locus phylogeny 분석 (Multi-locus Phylogeny Analysis of Korean Isolates of Phytophthora Species Based on Sequence of Ribosomal and Mitochondrial DNA)

  • 서문원;송정영;김홍기
    • 한국균학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.40-47
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    • 2010
  • Phytophthora 속의 핵(ypt 유전자, rDNA-IGS region) 및 미토콘드리아(Cox 유전자, $\beta$-tubline 유전자, EF1A 유전자) 내에 존재하는 5가지 유전자 영역을 이용하여 국내 Phytophthora 속 14종의 유전적 다양성을 분석하였다. 국내 Phytophthora 속은 외국의 Phytophthora 속과 동일한 clade를 형성하였으나, 외국의 Phytophthora 속과 마찬가지로 본 연구에서도 분자생물학적 분류와 형태학적 분류와는 연관성을 찾기 어려웠다. 기존에 보고된 국내 P. palmivora KACC 40167 균주의 그룹이 국내에서 보고된 분류체계와 일치하지 않아 추후 재검토가 필요하였다. P. cryptogea-P. drechsleri complex group 내 국내 P. cryptogea KACC 40161 균주와 P. drechsleri KACC 40195 균주는 서로 94% 이상의 유사도를 보여 재동정이 필요하였으며, P. parasitica와 P. nicotianae간의 유사도가 99% 이상으로 나타나 이 두 종간에 통일된 종명이 요구된다. 또한 현재 분자계통학상 5그룹으로 구분된 국내 Phytophthora 속을 외국균주들과 비교하여 10개의 그룹으로 새롭게 재분류하였다. 이러한 결과들은 국내 Phytophthora 속의 유전적 다양성 연구를 위해 유용한 자료가 될 것이다.

미토콘드리아 DNA에 의한 붕넙치과 어류 4종간의 염기치환수 (The Number of Nucleotide Substitutions per Sites of Mitochondrial DNA in the Four Pleuronectid Species)

  • 박중연;김윤
    • 한국수산과학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.649-658
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    • 1995
  • 붕넙치과 어류의 종간에 있어서의 유전적 분화정도를 DNA level에서 관찰하기 위하여 참가자미, 문치가자미, 돌가자미, 강가자미의 미토콘드리아 DNA를 분리하고, 6염기인식의 14제한효소로써 절단한 절단단편의 염기치환수를 계산하였다. 1) mtDNA 총염기대수는 4종 모두 17.6kbp 부근으로 나타나 동일한 염기대수를 가지는 것으로 추정되었다. 2) 14종류의 제한효소로써 절단한 절단단편의 pattern으로 4종의 종내 및 종간의 haplotype수를 조사한 결과, 참가자미에서는 10개, 문치가자미에서는 4개, 강가자미에서는 2개, 돌가자미에서는 1개의 haplotype이 관찰되었으며, 종간에 있어서는 공통적인 haplotype가 전혀 관찰되지 않았다. 3) mtDNA의 유전적 변이성을 나타내는 haplotype 다양도 (h)는 참가자미에서 0.588, 문치가자미에서 0.371로 나타나 참가자미에서 높은 변이성을 나타내었다. 4) 4종의 유전적 분화의 정도를 mtDNA haplotype간의 제한 부위당 염기치환수 (d)로써 살펴 본 결과, 종내의 평균은 0.0045, 종간의 평균은 0.0344, 속간의 평균은 0.0457로 되어 종간, 속간의 값이 종내에 비해 현저하게 높은 수치를 나타내었다. 5) 4종간의 mtDNA haplotype는 1개 또는 2개의 염기치환에 의한 차이가 아니고 유전적 불연속을 나타내었다.

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