• 제목/요약/키워드: Metabolomics

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Practical Guide to NMR-based Metabolomics - I : Introduction and Experiments

  • Jung, Young-Sang
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.96-101
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    • 2017
  • Metabolomics is one of latest '-omics', which is to analyze metabolome in cells, tissues and biofluids and to study metabolisms. It has become increasingly popular since 1990. The first goal of metabolomics is to analyze metabolites in a technical aspect. The major two analytical platforms in metabolomics are NMR spectroscopy and mass spectrometry (MS). MS is superior to NMR for detecting many more metabolites. That is one of the most important factors in metabolomics. However, NMR also has several advantages over MS. In this review, I firstly introduced metabolomics by comparing NMR-based metabolomics and MS-based metabolomics. Second, I explored technical issues on sample preparation and NMR experiments for metabolite identification and quantification.

Applications of NMR spectroscopy based metabolomics: a review

  • Yoon, Dahye;Lee, Minji;Kim, Siwon;Kim, Suhkmann
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-10
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    • 2013
  • Metabolomics is the study which detects the changes of metabolites level. Metabolomics is a terminal view of the biological system. The end products of the metabolism, metabolites, reflect the responses to external environment. Therefore metabolomics gives the additional information about understanding the metabolic pathways. These metabolites can be used as biomarkers that indicate the disease or external stresses such as exposure to toxicant. Many kinds of biological samples are used in metabolomics, for example, cell, tissue, and bio fluids. NMR spectroscopy is one of the tools of metabolomics. NMR data are analyzed by multivariate statistical analysis and target profiling technique. Recently, NMR-based metabolomics is a growing field in various studies such as disease diagnosis, forensic science, and toxicity assessment.

한의학의 과학적 연구를 위한 대사체학(Metabolomics)에 대한 고찰 (The study of metabolomics for the scientific research of Korean medicine: Review)

  • 정지연;황금숙;손인철
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제25권4호
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    • pp.147-166
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    • 2008
  • Objective : This study is achieved to know the way that we can use metabolomics for the scientific research of Korean medicine. Results : We elucidate that metabolomics can be contributed to four ways for objectification of Korean medicine 1. Diagnosis of BeunJungLonChi(辯證論治). 2. Application toward Personalized medicine. 3. Quantification of Herbal medicine. 4. Evaluation of efficacy/safety for Korean medicine formulation Conclusion : Metabolomics opens up a new opportunity to reinvestigate Korean medicine from holistic perspective. Furthermore, Metabolomics is expected to provide effective method in research of acupuncture and meridian.

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대사체학의 연구 동향, 응용 및 국내 연구 활성화 방안 (Research trends, applications, and domestic research promotion stratigies of metabolomics)

  • 김소현;양승옥;김경헌;김영석;유광현;윤영란;이동호;이충환;황금숙;정면우;최기환;최형균
    • KSBB Journal
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    • 제24권2호
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    • pp.113-121
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    • 2009
  • 대사체학은 동 식물, 미생물뿐만 아니라 식품, 농업, 의약품에 이르기까지 다양한 분야에서 적용될 수 있으며, 최근 미래를 선도할 학문으로서 주목 받고 있는 분야이다. 하지만 우리나라의 대사체학 연구는 아직 기초적 단계이며, 대사체학에 대한 인식도 부족한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 대사체 연구 방법에 대해서 간단히 소개하였고, 국내 외 대사체학 연구현황, 대사체 연구의 필요성과 활용방안, 대사체 연구 수행 활성화를 위한 전략들을 소개하였다. 대사체학은 활용 범위가 매우 넓은 것이 특징인데, 예를 들어 functional genomics, 생물의 계통 분류, 생물의 대사경로 규명, 생물을 이용한 유용물질 생산, 신약 및 신소재 개발, biomarker의 개발, 식품 및 천연물 제제의 품질관리, 그리고 환경 및 독성 모니터링 등에 활용될 수 있다. 그러나 국내 대사체학 연구는 초기단계에 머물러 있는 실정이므로 국내 대사체 연구의 발전을 위해서는 연구 주체간의 협력, 해외 선진 기술 습득, 연구 개발 투자, 대사체 분석 전문가 육성, metabolome database 구축 등이 필요하다. 대사체학 연구에 대한 이러한 지원이 이뤄진다면, 대사체학 분야에 있어서 국내수준과 세계수준의 격차는 줄어들 것이다. 또한 결과적으로 대사체학 연구의 발전은 한국 생명공학 분야 (BT)의 발전에도 크게 이바지할 것으로 사료된다.

Metabolomics, a New Promising Technology for Toxicological Research

  • Kim, Kyu-Bong;Lee, Byung-Mu
    • Toxicological Research
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    • 제25권2호
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    • pp.59-69
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    • 2009
  • Metabolomics which deals with the biological metabolite profile produced in the body and its relation to disease state is a relatively recent research area for drug discovery and biological sciences including toxicology and pharmacology. Metabolomics, based on analytical method and multivariate analysis, has been considered a promising technology because of its advantage over other toxicogenomic and toxicoproteomic approaches. The application of metabolomics includes the development of biomarkers associated with the pathogenesis of various diseases, alternative toxicity tests, high-throughput screening (HTS), and risk assessment, allowing the simultaneous acquisition of multiple biochemical parameters in biological samples. The metabolic profile of urine, in particular, often shows changes in response to exposure to xenobiotics or disease-induced stress, because of the biological system's attempt to maintain homeostasis. In this review, we focus on the most recent advances and applications of metabolomics in toxicological research.

Postmortem skeletal muscle metabolism of farm animals approached with metabolomics

  • Susumu Muroya
    • Animal Bioscience
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    • 제36권2_spc호
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    • pp.374-384
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    • 2023
  • Skeletal muscle metabolism regulates homeostatic balance in animals. The metabolic impact persists even after farm animal skeletal muscle is converted to edible meat through postmortem rigor mortis and aging. Muscle metabolites resulting from animal growth and postmortem storage have a significant impact on meat quality, including flavor and color. Metabolomics studies of postmortem muscle aging have identified metabolisms that contain signatures inherent to muscle properties and the altered metabolites by physiological adaptation, with glycolysis as the pivotal metabolism in postmortem aging. Metabolomics has also played a role in mining relevant postmortem metabolisms and pathways, such as the citrate cycle and mitochondrial metabolism. This leads to a deeper understanding of the mechanisms underlying the generation of key compounds that are associated with meat quality. Genetic background, feeding strategy, and muscle type primarily determine skeletal muscle properties in live animals and affect post-mortem muscle metabolism. With comprehensive metabolite detection, metabolomics is also beneficial for exploring biomarker candidates that could be useful to monitor meat production and predict the quality traits. The present review focuses on advances in farm animal muscle metabolomics, especially postmortem muscle metabolism associated with genetic factors and muscle type.

Practical Guide to NMR-based Metabolomics - II : Metabolite Identification & Quantification

  • Jung, Young-Sang
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.10-17
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    • 2018
  • Metabolite identification and quantification are one of the foremost important issues in metabolomics. In NMR based metabolomics, mainly one-dimensional proton NMR spectra of biofluids, such as urine and serum are measured. However, it is not always easy to identify and quantify metabolites in one-dimensional proton NMR spectra. This article introduces useful public metabolite databases, metabolic profiling software, and articles.

A Metabolomic Approach to Understanding the Metabolic Link between Obesity and Diabetes

  • Park, Seokjae;Sadanala, Krishna Chaitanya;Kim, Eun-Kyoung
    • Molecules and Cells
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    • 제38권7호
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    • pp.587-596
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    • 2015
  • Obesity and diabetes arise from an intricate interplay between both genetic and environmental factors. It is well recognized that obesity plays an important role in the development of insulin resistance and diabetes. Yet, the exact mechanism of the connection between obesity and diabetes is still not completely understood. Metabolomics is an analytical approach that aims to detect and quantify small metabolites. Recently, there has been an increased interest in the application of metabolomics to the identification of disease biomarkers, with a number of well-known biomarkers identified. Metabolomics is a potent approach to unravel the intricate relationships between metabolism, obesity and progression to diabetes and, at the same time, has potential as a clinical tool for risk evaluation and monitoring of disease. Moreover, metabolomics applications have revealed alterations in the levels of metabolites related to obesity-associated diabetes. This review focuses on the part that metabolomics has played in elucidating the roles of metabolites in the regulation of systemic metabolism relevant to obesity and diabetes. It also explains the possible metabolic relation and association between the two diseases. The metabolites with altered profiles in individual disorders and those that are specifically and similarly altered in both disorders are classified, categorized and summarized.

식물대사체 연구의 현황과 전망 (Present and prospect of plant metabolomics)

  • 김석원;권용국;김종현;유장렬
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제37권1호
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    • pp.12-24
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    • 2010
  • 식물 대사체 (plant metabolomics) 연구는 식물 세포 및 조직에 존재하는 모든 대사산물의 시간적, 공간적 변화를 추적 조사함으로써 식물의 복잡한 생리 현상을 총체적으로 이해하는 연구이다. 이와 같은 식물 대사체 연구는 최근 개발이 이루어지고 있는 여러 오믹스 연구 분야의 하나로 시스템생물학의 한 분야이다. 식물 대사체 연구는 시료로부터 순수 화합물 또는 복합물을 정제하거나 또는 정제가 이루어지지 않은 혼합액으로부터 대사체 스펙트럼 정보를 확보하여 분석이 이루어지므로 추출액 제조 및 얻어진 대사체 데이터의 분석과정의 표준화가 필수적으로 이루어져야 한다. 이는 대사체 분석 결과의 해상도 및 재현성의 확보의 핵심 요소 이다. 식물 대사체 연구는 기능유전체학의 연구 수단은 물론 식물의 종, 품종, 더 나아가 GM 식물의 식별, 대사조절 기작 규명, 유용물질 생산, 식물의 외부 환경 스트레스 요인에 대한 다양한 생리적 반응 이해 등 다양한 연구 분야에서 활용이 이루어지고 있다. 최근 식물 대사체 연구는 모델식물(벼, 애기장대)의 유전체 정보와 연계하여 돌연변이주의 분석을 통해 유전자의 기능 정의 수단으로 활용되고 있다. 따라서 향후 유전체 정보와 대사체 정보의 연계를 통해 복잡한 대사경로 규명이나 다양한 생리 현상 해석 연구가 더욱 활발하게 진행될 것으로 전망된다.

영양 대사체학 (Nutritional Metabolomics)

  • 홍영식
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.179-186
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    • 2014
  • 대사체학이 질병, 약물, 스트레스, 식이, 생활습관, 유전적 차이, 장내 미생물 등에 의해서 발생하는 비정상적인 대사 메커니즘을 규명하고 관련 바이오 마커 발굴에 중요한 역할이 증명됨에 따라, 식품 영양학과 대사체학이 융합된 영양 대사체학의 역할이 더욱 중요해지고 있다. 특히 잘못된 식생활에 따른 미래의 질병 예측이 가능해지고 있어 향후 적절한 질병 예방이나 치료를 위한 적절한 식생활이나 식이에 대한 정보를 제공함으로써 건강 증진은 물론 개인별 맞춤식이나 맞춤약물 처방을 통한 개인 맞춤형 건강관리(personalized health care) 시대가 멀지 않았다. 또한 복잡한 식생활 패턴, 대사 반응에 대한 개인 간 차이 그리고 방대한 대사체 데이터와의 관계들을 효과적으로 밝혀낼 수 있는 기술에 대한 지속적인 개발과 영양 대사체학(nutritional metabolomics)이 유전체학(genomics or transcriptomics)과 단백체학(proteomics) 기술과 융합적으로 연구가 이루어질 때 질병과 식사 섭취 사이의 관계가 더욱 투명하게 규명될 것이다.