• 한국식품과학회지
• /
• 제51권5호
• /
• pp.411-419
• /
• 2019

국내산 및 중국산 들깨 종자에 들어있는 지방산과 이차대사물질들의 프로파일들을 대사체 분석 기술을 이용하여 종합적으로 비교한 결과 PLS-DA score plot 상에서 국내산 들샘, 다미, 소담들깨 종자들과 중국산 들깨 종자들과 서로 분리되는 것을 확인하였다. 들깨 종자들 사이의 차이에 관여하는 물질들을 분석한 결과 지방산, phytosterols, 페놀화합물을 포함하는 23종의 물질들이 관여하는 것으로 확인하였다. 이들의 함량과 재배환경의 상관관계를 분석한 결과, 강수량, 온도, 위도, 고도가 들깨 종자 대사물질의 변화에 영향을 준 것으로 확인하였다. 동일 품종을 사용한 다양한 재배환경의 변화가 들깨 종자의 품질뿐만 아니라 들깨의 생육에 미치는 연구가 더 필요함에도 불구하고 본 연구결과는 재배환경이 다른 지역에서 생산된 들깨 종자를 구별할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Nutrition and Health
• /
• 제54권5호
• /
• pp.425-434
• /
• 2021

The discovery of the relationship between nutrients and deficiency diseases during the 100 years from the mid-1800s to the mid-1900s was a breakthrough that led to advances in the study of nutrition. The Recommended Dietary Allowances (RDA) were created as a quantitative standard for avoiding diseases caused by nutrient deficiency. In addition, a reductionism paradigm has become generally accepted among nutrition scholars in health and disease, which focused on the properties of individual nutrients, content in foods, cellular levels, and mechanisms of action. The reductionist paradigm worked very well for the prevention and treatment of malnutrition diseases. However, as the incidence of nutrient deficiencies decreased and that of chronic diseases increased, the nutrition goals have been changed to secure safe and adequate nutrient intake and to reduce chronic disease risks. Accordingly, Dietary Reference Intakes (DRIs), a set of nutrient-based reference values, were designed to replace the RDA. The revised Korean DRIs were published for 40 nutrients in 2020. However, there is still room for improvement in the reference intake levels targeted at reducing the risk of chronic disease. The reductionist approach can no longer be practical because chronic diseases are related to the interactions between multi-components in the foods and multi-targets in the body. Therefore, a second innovative leap is needed following the nutrition development breakthrough made over 100 years ago. To this end, the nutrition paradigm must evolve from reductionism to a holism approach. Cutting-edge scientific technologies, such as metabolomics, transcriptomics, microbiomics, and bioinformatics, should also be acceptable in nutrition science based on the knowledge gained from basic nutrition studies.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제63권2호
• /
• pp.319-331
• /
• 2021

Heat stress (HS) causes adverse impacts on pig production and health. A potential biomarker of HS is required to predict its occurrence and thereby better manage pigs under HS. Information about the saliva metabolome in heat-stressed pigs is limited. Therefore, this study was aimed to investigate the effects of acute HS on the saliva metabolome and identify metabolites that could be used as potential biomarkers. Growing pigs (n = 6, 3 boars, and 3 gilts) were raised in a thermal neutral (TN; 25℃) environment for a 5-d adaptation period (CON). After adaptation, the pigs were first exposed to HS (30℃; HS30) and then exposed to higher HS (33℃; HS33) for 24 h. Saliva was collected after adaptation, first HS, and second HS, respectively, for metabolomic analysis using 1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy. Four metabolites had significantly variable importance in the projection (VIP > 1; p < 0.05) different levels in TN compared to HS groups from all genders (boars and gilts). However, sex-specific characteristics affected metabolites (glutamate and leucine) by showing the opposite results, indicating that HS was less severe in females than in males. A decrease in creatine levels in males and an increase in creatine phosphate levels in females would have contributed to a protective effect from protein degradation by muscle damage. The results showed that HS led to an alteration in metabolites related to energy and protein. Protection from muscle damage may be attributed to the alteration in protein-related metabolites. However, energy-related metabolites showed opposing results according to sex-specific characteristics, such as sex hormone levels and subcutaneous fat layer. This study had shown that saliva samples could be used as a noninvasive method to evaluate heat-stressed pigs. And the results in this study could be contributed to the development of a diagnostic tool as a noninvasive biomarker for managing heat-stressed pigs.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제64권4호
• /
• pp.800-811
• /
• 2022

The integration of metabolomics and transcriptomics may elucidate the correlation between the genotypic and phenotypic patterns in organisms. In equine physiology, various metabolite levels vary during exercise, which may be correlated with a modified gene expression pattern of related genes. Integrated metabolomic and transcriptomic studies in horses have not been conducted to date. The objective of this study was to detect the effect of moderate exercise on the metabolomic and transcriptomic levels in horses. In this study, using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, we analyzed the concentrations of metabolites in muscle and plasma; we also determined the gene expression patterns of branched chain (alpha) keto acid dehydrogenase kinase complex (BCKDK), which encodes the key regulatory enzymes in branched-chain amino acid (BCAA) catabolism, in two breeds of horses, Thoroughbred and Jeju, at different time intervals. The concentrations of metabolites in muscle and plasma were measured by ¹H NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy, and the relative metabolite levels before and after exercise in the two samples were compared. Subsequently, multivariate data analysis based on the metabolic profiles was performed using orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA), and variable important plots and t-test were used for basic statistical analysis. The stress-induced expression patterns of BCKDK genes in horse muscle-derived cells were examined using quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qPCR) to gain insight into the role of transcript in response to exercise stress. In this study, we found higher concentrations of aspartate, leucine, isoleucine, and lysine in the skeletal muscle of Jeju horses than in Thoroughbred horses. In plasma, compared with Jeju horses, Thoroughbred horses had higher levels of alanine and methionine before exercise; whereas post-exercise, lysine levels were increased. Gene expression analysis revealed a decreased expression level of BCKDK in the post-exercise period in Thoroughbred horses.

• 한국가금학회지
• /
• 제48권4호
• /
• pp.239-253
• /
• 2021

본 연구는 Cobb종 및 Ross 308종 육계가 동물복지 사육환경에 따라 나타내는 대사체학적 변화를 연구하기 위하여 수행되었다. 일반농장과 동물복지농장(사육면적, 사육밀도, 암모니아 농도, 볏짚 등 제공)에 1일령의 Cobb종 및 Ross종 육계를 35일간 사육하고, 도계 후 가슴육과 다리육을 채취하여 분석에 이용하였다. 대사체 분석은 one-dimensional ¹H 핵자기공명분광법을 이용하였고, 직교부분최소자승판별분석(OPLS-DA)과 대사경로 분석을 함께 수행하였다. OPLS-DA 결과 육계 가슴육은 Ross종에 한하여 사육농장간 뚜렷한 구분이 가능하였다. 동물복지농장 유래 Ross종 육계 가슴육은 acetate, anserine, creatine, inosine monophosphate 함량이 일반농장 닭가슴육에 비해 유의적으로 높았다(P<0.05). 반면 육계 다리육은 OPLS-DA 결과 Cobb종 육계에서만 사육농장에 따른 구분이 뚜렷하게 나타났는데, glucose와 lactate를 포함한 5종의 대사체 함량은 동물복지농장에서 사육된 경우에 높았으나 7종의 유리아미노산을 포함한 9종의 대사체 함량은 낮았다(P<0.05). 대사경로 분석 결과 Ross종 육계 가슴육에서는 4종, Cobb종 육계 다리육에서는 glycolysis/gluconeogenesis를 포함한 20종의 대사경로에서 사육농장 간 유의적인 차이(P<0.05)가 나타났다. 동물복지농장에서 사육된 Ross종 육계 가슴육과 Cobb종 육계 다리육은 일반농장에서 사육된 경우와는 다른 대사체학적 특성을 나타냈으며, 특히 풍미 물질에의 뚜렷한 차이를 보여 관능적 특성에 영향을 미칠 수 있으리라 사료된다.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.455-463
• /
• 2022

본 연구는 한라봉의 부산물인 과피를 차의 재료로 활용하기 위해 동결건조, 상온 건조, 볶음 후 상온 건조의 세 가지 건조방법이 한라봉 과피의 생리 성분에 미치는 영향을 비교하였다. 색도는 동결건조한 한라봉 과피의 명도(L^*)가 유의하게 높았고 황색도(b^*), 색상 각(h°)과 채도(C^*)는 볶음 후 상온 건조가 유의하게 낮았다. 가용성 고형분은 세 처리구 모두 유의한 차이를 나타내지 않았다. 향기 성분인 휘발성 유기화합물의 90~97%를 차지하는 d-limonene은 볶음 후 상온 건조에서 유의하게 높게 검출되었다. 동결건조는 다른 건조처리보다 휘발성 유기화합물의 함량이 낮았는데, 이는 동결건조과정에서 향기성분의 손실이 일어났기 때문이며 동결건조기 내부에 응축된 얼음에서 한라봉 과피와 동일한 향기성분이 검출되었다. 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 항산화능 모두 세 처리구에서 유의한 차이가 나타나지 않았다. 수용성 일차대사 산물의 대사체 변화를 PCA 분석 결과 건조 처리 별로 95% 수준에서 차별화된 군집화가 이루어지지 않았고, 이를 통해 처리 간의 차이가 없음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통해 볶음 후 상온 건조 가공처리가 한라봉 과피차 전처리에 적절한 가공 방법이라고 여겨진다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제64권3호
• /
• pp.481-499
• /
• 2022

This study aims to determine the effects of D-methionine (D-Met) isomer and the methionine precursor 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid i (HMBi) supplementation on milk protein synthesis on immortalized bovine mammary epithelial cell (MAC-T). MAC-T cells were seeded using 10-cm dishes and cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium/F12 (DMEM/F12) basic medium. The basic medium of DMEM/F12 was replaced with the lactogenic DMEM/ F12 differentiation medium when 90% of MAC-T cells reached confluency. The best dosage at 0.6 mM of D-Met and HMBi and incubation time at 72 h were used uniformly for all treatments. Each treatment was replicated six times wherein treatments were randomly assigned in a 6-well plate. Cell, medium, and total protein were determined using a bicinchoninic acid protein assay kit. Genes, proteomics and metabolomics analyses were also done to determine the mechanism of the milk protein synthesis pathway. Data were analyzed by two-way analysis of variance (ANOVA) with supplement type and plate as fixed effects. The least significant difference test was used to evaluate the differences among treatments. The HMBi treatment group had the highest beta-casein and S6 kinase beta-1 (S6K1) mRNA gene expression levels. HMBi and D-Met treatments have higher gene expressions compared to the control group. In terms of medium protein content, HMBi had a higher medium protein quantity than the control although not significantly different from the D-Met group. HMBi supplementation stimulated the production of eukaryotic translation initiation factor 3 subunit protein essential for protein translation initiation resulting in higher medium protein synthesis in the HMBi group than in the control group. The protein pathway analysis results showed that the D-Met group stimulated fructose-galactose metabolism, glycolysis pathway, phosphoinositide 3 kinase, and pyruvate metabolism. The HMBi group stimulated the pentose phosphate and glycolysis pathways. Metabolite analysis revealed that the D-Met treatment group increased seven metabolites and decreased uridine monophosphate (UMP) production. HMBi supplementation increased the production of three metabolites and decreased UMP and N-acetyl-L-glutamate production. Taken together, D-Met and HMBi supplementation are effective in stimulating milk protein synthesis in MAC-T cells by genes, proteins, and metabolites stimulation linked to milk protein synthesis.

• 생명과학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.208-215
• /
• 2023

최근 수십년간 노화연구의 영역은 유전자 수준에서부터 세포 수준을 거쳐 혈액을 교환하는 in vivo 모델까지 진보를 거듭하면서 발전하고 있다. 예쁜꼬마선충에서 수명을 연장시킬 수 있는 유전자의 존재가 알려지면서, 유전체학, 단백질체학, 대사체학, 전사체학과 같은 다양한 분석방법이 사용되면서 보다 다양한 노화 연관 표적분자들이 발견되었다. 따라서, 표적분자들 간의 상호관계에 대한 연구결과도 증가하고 있다. 또한, 두 실험동물을 외과적으로 결합시킨 개체병렬결합 방법을 사용한 노화연구로 노화 현상을 역행시킬 수도 있는 인자가 보고되었고, 젊은 개체의 혈액 내에 존재할 수 있는 노화 역행 인자를 찾기 위한 더 정확하고, 효과적인 연구로 확장되면서, 노화연구의 방법에 새로운 패러다임이 확립되었다. 2022년 실험동물에 정교하게 혈액을 교환할 수 있는 장치에 대한 논문이 발표되었고, 이 장치를 사용한 연구가 노화 역행에 영향을 줄 수 있는 새로운 결과를 제시하였다. 새롭게 고안된 장치와 그로 인한 결과뿐만 아니라 젊은 혈액 또는 조건화된 혈액을 주입하여 얻은 최신 연구결과로 처음 발표되었던 GDF11 외에도 혈액 내에 존재하는 노화 역행 후보물질로서 β2m, TIMP2, VCAM1, Gpld1, clusterin과 같은 혈액 내 용해성 인자뿐만 아니라 mcicroglia 세포와 neuroinflammation과 같은 생화학적 현상이 직접적으로 노화요인으로 증명되고 있다. 이 총설에서는 이 같은 노화연구에 대한 최신 결과에 대해 논의하고자 한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제65권1호
• /
• pp.7-15
• /
• 2022

저장기간에 따른 산딸기 당 침지액의 일반성분, 항산화 활성, 관능평가 및 대사물질을 비교 분석하고 이들의 상관관계를 분석한 결과, 저장기간의 증가에 따른 색의 변화는 주로 갈변반응 때문인 것으로 사료되며 이 과정에서 향기성분들도 새롭게 생겨나는 것으로 확인되었다. 맛과의 상관성을 분석한 결과, 저장 초기에 sucrose가 완전히 fructose와 glucose로 분해되어 단맛이 급속히 감소되었으나 저장기간의 증가에 따른 차이는 없었으며 저장기간의 증가에 따라 succinic acid 함량 증가로 인해 신맛이 증가한 것으로 확인되었다. 휘발성 향기성분인 경우 linalool과 hydroxybenzaldehyde을 제외한 대부분의 성분들이 저장기간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 특히 항산화물질로 알려진 citronellol, octanoic acid, hexanoic acid 등의 함량은 저장 10일에 가장 높은 함량을 보였으며 이때 항산화 활성도 가장 높은 것으로 확인되었다. 본 연구에서 산딸기 당 침지액의 저장 중 미생물의 변화 및 갈변반응에 대한 연구를 수행하지 못하였지만 본 연구결과들은 산딸기 당 침지액의 품질이 저장기간에 따라 크게 영향을 받는 것을 확인 할 수 있었으며 산딸기 당 침지액의 제품화 연구에 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제66권
• /
• pp.467-476
• /
• 2023

오미자(Schisandra chinensis)는 오미자과에 속하는 낙엽활엽덩굴식물로 한국, 일본, 중국, 대만 등 동아시아에 널리 분포한다. 오미자에 함유된 주요 성분에는 리그난 화합물뿐만 아니라 트리테르페노이드 화합물도 포함되어 있는 것으로 보고되었다. 한국 산지별 오미자의 특성을 구별하기 위해 대사산물 프로파일링과 다변량 통계 분석 기법인 PCA을 수행하여 판별식을 설정하였고, 그 결과 triterpenoids 16종, lignan 9종, flavonoid, phenylpropanoid, fatty acid 각 1종을 동정하였다. 또한 다변량 통계분석을 통해 OPLS-DA의 s-plot 모델을 적용하여 단양, 문경, 거창, 평창의 4개 그룹을 구분하는 것을 확인하였고, lanostane, cycloartane, 그리고 schiartane triterpenoid, dibenzocyclooctadiene lignan 이 각각 화학적마커로 동정하였다.