• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제19권3호
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• pp.261-269
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• 2004

Although the biological functions of metallothioneins (MTs) are still being investigated, they have been suggested to be involved in detoxification of heavy metals, scavenging of free radicals, and protection against alkylating agents. MTs have been reported to be induced in most of animal tissues by heavy metals such as zinc, copper, mercury and cadmium, and the proteins have binding affinities to the metals. However, the presence or induction of MTs was reported not to be clear in leydig cells, which produce testosterone for the maturation of spermatozoa in male testes. In this study, we investigated the inducibility of metallothionein isomers by cadmium in cultured mouse leydig cells. Total RNA was extracted from the near confluent grown leydig cells and RT-PCR was Performed using the Primers which were synthesized on the basis of MT-1, 2, 3 and 4 cDNA from GenBank database. As results, MT-1 and MT-2 mRNA were found to be expressed in cadmium non-treated control cells and MT 1 mRNA expression was dose-dependent when leydig cells were treated with cadmium chloride. But MT-3 which is known to be brain specific and MT-4 which is another isoform of metallothionein, were not expressed. Other genes induced or depressed in cadmium treated leydig cells were also identified by microarray techniques.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1415-1420
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• 2017

고구마 현탁배양세포의 EST library에 높은 빈도로 존재하는 metallothionein (MT) 유전자를 선별하였다(IbMT3). MT 유전자는 세포와 조직의 스트레스 조절과 연관되어 있다고 알려져 있다. 본 연구에서 IbMT3 cDNA의 전장을 확보하여 염기서열 분석을 한 결과, IbMT3 유전자는 구조적으로 유형 3에 속하는 MT 단백질을 암호화하고 있었다. 식물에서 유형 3에 속하는 MT 단백질의 기능은 명확히 알려지지 않다. Northern blot 분석 결과, IbMT3 유전자는 고구마 식물체 잎보다 현탁배양 세포에서 매우 강하게 발현되었다. 일반적으로 세포배양은 세포에 산화 스트레스 상태를 부과하는 것으로 알려져 있다. 이에, 고구마 식물체에 산화 스트레스를 처리하여 IbMT3 유전자의 발현이 어떻게 조절되는지 조사하였다. 제초제인 methyl viologen (MV)을 6, 12, 24시간 동안 처리했을 때, IbMT3 유전자의 발현은 6시간 후에 아주 강하게 유도되었고 그 이후에는 감소함을 알 수 있었다. 저온 스트레스($15^{\circ}C$)를 24, 48시간 동안 처리했을 때, IbMT3 유전자는 처리시간이 경과함에 따라 발현이 더 많이 유도되었다. 이로써, IbMT3 유전자는 환경 및 산화 스트레스에 반응하여 발현이 조절되는 유전자임을 알 수 있었다. IbMT3 isoform은 고구마 식물체 내에서 항산화제로써 작용할 가능성이 있을 뿐 아니라, 스트레스 하에서의 세포 적응 메커니즘에 중요한 기능을 할 것으로 사료된다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제13권2호
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• pp.112-117
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• 2010

Altered mRNA expression of two metallothionein isoforms (MT-IA and MT-IB) in response to acute heavy metal exposure was examined in mud loach, Misgurnus mizolepis, fry using a real-time RTPCR assay. Sublethal exposure (1 or 5 ${\mu}M$) to Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, and Zn resulted in highly variable transcriptional responses of the two MT isoforms to the heavy metal ions, including upregulation, a steady state, and downregulation. Overall, the most potent inducer of both MT isoforms was Cd (up to 6-fold). Another exposure experiment using a series of doses of Cu revealed that the stimulation patterns of the two MT isoforms differed: MT-IA transcription was soon saturated at higher concentrations (about 2-fold at 1-4 ${\mu}M$ of Cu), whereas the activation of MT-IB was more dependent on the treatment dose (increased up to 5-fold at 3 ${\mu}M$). The isoform-specific allotment of constitutive and inducible functions was not as clear in fry as in adult tissues. Coordinated interaction between the MT-IA and MT-IB isoforms was hypothesized based on the finding that MT-IA represented a primary action under 'less stressful' or 'sublethal' conditions, whereas the activation of MT-IB became important under 'more stressful' or 'lethal' circumstances in this species.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권6호
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• pp.921-924
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• 2005

It is known that metallothionein (MT) plays a role in the scavenging of free radicals, which is produced under various stress conditions. MT may function as an antioxidant that protects against oxidative damage of DNA, protein, and lipid induced by superoxide anion, hydrogen peroxide, hydroxyl radical, nitric oxide, and peroxynitrite. This study was undertaken to test the hypothesis that MT also protects from RNA damage induced by peroxynitrite, an important reactive nitrogen species that causes a diversity of pathological processes. A cell-free system was used. RNA damage was detected by the mobility of $tRNA^{Phe}$ in electrophoresis. Cleavages on tRNA were not induced by 3-morpholinosydnomine, which produces peroxynitrite directly. MT induced tRNA damage which was site specific.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제26권2호
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• pp.231-250
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• 1993

Thirty five male Sprague-Dawley rats were treated with cadmium chloride solution ranging from 0.2 to 3.2mg $CdCl_2/kg$ by intravenous single injection. At 48 hours after administration of cadmium, total cadmium, MT bound cadmium and histopathologic finding in liver, kidney, lung, heart, testis, metallothionein in liver, kidney and total cadmium in bleed were examined. Tissue cadmium concentration was highest in liver, followed by in kidney, heart, lung and testis. Cadmium bound to rnetallothionein (MT-Cd) and ratio of MT-Cd to total cadmium were increased in liver and kidney dependently of cadmium exposure dose, but not significantly changed in other organs. On histopathologic finding, the most susceptible organ was heart in considering cadmium exposed dose, but testis in considering cadmium concentration. Blood cadmium concentration was increased with dose-dependent pattern, and significantly correlated with tissue cadmium concentration, so that we may estimate tissue cadmium concentration by measurement of blood cadmium concentration. Metallothionein in liver and kidney was increased with dose-dependent pattern, higher in liver than in kidney, and was significantly correlated with tissue cadmium concentration. However, metallothionein induction efficiency of tissue cadmium(${\mu}g\;MT/{\mu}g\;Cd$) was eater in liver than in kidney, and reverse to tissue concentration or exposed dose of cadmium.

• 한국어병학회지
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• 제14권2호
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• pp.59-64
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• 2001

두툽상어의 간조직 cDNA library의 EST를 통해 중금속의 세포내 농도 조절과 환경으로부터 흡수한 유해 중금속의 해독작용 등의 기능을 수행하는 MT 유전자를 cloning하였다. 염기서열 분석 결과 두툽상어의 MT 유전자는 204bp의 coding 영역과 182bp의 3'UTR 영역으로 구성되어 있었으며, 종결코돈 이후 162bp의 polyadenylatin 신호서열과 이로부터 15bp 이후의 poly(A)서열 등이 확인되었다. 염기서열로부터 유추한 68개의 아미노산 서열에는 다른 척추동물에서와 같이 Cys 잔기가 전체의 29.4%(20/68)로 풍부하였으며, 아미노산 서열수준에서 포유류와는 43~54%, 어류들과는 41~45%의 상동성을 나타냈었다. 특히 20개의 Cys은 어류와 18개가 다른 척추동물과는 19개가 잘 보존되어 있었다. 두툽상어 MT는 특이하게 모든 척추동물에서 잘 보존된 $\beta$-domain 끝 쪽의 9번째 Cys앞에 5개의 아미노산을 더 갖고 있었으며, 경골어류 MT의 특징인 4번째 위치의 gap이 없고, 18번째 Cys의 위치가 어류와 달리 다른 척추동물들과 같았다. 또한 C 말단의 아미노산 잔기가 다른 생물체와는 모두 다른 Ser을 갖는 특징을 나타내었다. 이와 같은 두툽상어 MT유전자의 특징들은 연골어류의 분자적 진화과정을 알 수 있는 분자 표지유전자로 이용할 수 있을 것이다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제19권4호
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• pp.383-388
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• 2004

In order to elucidate the relationships between cadmium, copper, mercury, zinc levels and metallothionein in the liver and kidney cortex of Korean, the levels of Cd, Zn, Hg, Cu and metallothionein (MT) were determined in the kidney cortex and liver of 50 subjects deceased in the period of January-November, 2001 in the area of Seoul and Gyeonggi Province of Korea. The mean age of the population studied was 36.3+/-12.3 years. The tissues were digested with microwave digestion system and the elements were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. MT was determined by the Cd-hemoglobin affinity assay. The determined levels (mean+/-SD) were: 33.9+/-18.9 micrograms Cd/g wet weight; 47.5+/-12.6 micrograms Zn/g wet weight; 2.5+/-0.57 microgram Cu/g wet weight; 0.26+/-0.31 micrograms Hg/g wet weight, 4.0+/-3.1 mg MT/g wet weight in renal cortex and 2.5+/-1.9 micrograms Cd/g wet weight; 46.9+/-15.0 micrograms Zn/g wet weight; 6.2+/-2.5 micrograms Cu/g wet weight; 0.10+/-0.15 micrograms Hg/g wet weight, 0.92+/-0.57 mg MT/g wet weight in the liver. Positive relationships between Cd and MT, sum of four divalent metal and MT in the kidney cortex were observed. No other correlation was found between Cu and MT, Hg and MT, Zn and MT in either organs.

• 한국어류학회지
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• 제23권1호
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• pp.10-20
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• 2011

한반도 고유종인 묵납자루(Acheilognathus signifer)로부터 metallothionein(MT) 유전자를 분리하고 그 유전자 구조와 발현 특징을 분석하였다. 묵납자루 MT cDNA는 20개의 시스테인(cysteines)을 포함한 60개의 아미노산을 암호화하고 있었고, 이들 시스테인 잔기들의 위치는 잉어목 어류에서 잘 보전되어 있었다. 묵납자루 MT 유전자는 3개의 exon과 2개의 intron으로 구성되어 있었으며 intron영역은 A/T조성 빈도가 높았다. 생물정보 분석법을 통해 묵납자루 MT 유전자의 프로모터 영역은 중금속 조절 빛 스트레스/면역관련 조절에 관련한 다양한 전사 조절인자들의 부착 위치들이 보유하고 있는 것으로 예측되었다. Real-time RT-PCR 분석법을 이용한 묵납자루 MT mRNA의 조직 별 발현 수준을 조사한 결과, 난소와 장 조직에서의 발현 수준이 가장 높았으며 성장과 근욕 조직에서의 발현 수준이 가장 낮은 것으로 확인되었다. 구리를 이용한 중금속 노출 실험(구리 농도 $0.5\;{\mu}M$을 이용, 48 시간 동안 침지 처리)을 통하여 간 조직에서 MT mRNA 발현이 가장 많이 유도되었고(3.5배 이상), 비장, 신장 및 아가미에서도 유의적인 발현양의 증가(1.5~2.5배)가 관찰되었다. 그러나 뇌 및 장 조직에서는 MT 발현양의 변화가 없었다. 본 연구 결과는 향후 멸종위기 고유종인 묵납자루의 중금속 관련 스트레스 연구에 유용한 기초 자료를 제공할 수 있으리라 기대된다.

• 환경위생공학
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• 제21권1호
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• pp.52-57
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• 2006

Metallothioneins(MTs) belong to the class of low molecular weight proteins. Recently, it has been suggested that MTs may playa direct role in cellular defense against oxidative stress by functioning as antioxidants. Oxidative damage to different cellular components makes a major contribution to many pathogenenesses. Several studies have demonstrated that MT is able to quench a wide range of reactive oxygen species at a higher efficiency than other well known antioxidants such as superoxide dismutate(SOD). The present study was designed to evaluate the effect of MT on the activities of the reactive oxygen species removal system. MT showed the scavenging of superoxide in the SOD assay system in the presence or absence of SOD. When MT was added to nicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADPH) oxidation system in presence of fixed amount of SOD increase the breakdown rate of superoxide. When MT was added to the system that form nitrite from hydroxylammonium chloride, the formation of nitrite was inhibit. We concluded that the function of MT as antioxidant might have an effect on the level of superoxide scavenging.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권5호
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• pp.231-237
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• 2001

Differential screening을 통해 Moriguchi등 (1998)이 분리한 유전자와 상동성을 나타내는 CitMT45 유전자의 cDNA를 분리하였다. 본 실험에서 분리한 cDNA는 Moriguchi등 (1998)이 분리한 cDNA에 비해 긴 3' UTR을 가지고 있었다. 잎과 과피, 과육에서 CitMT45 유전자의 발현분석을 northern blot을 통해 수행한 결과, 발달단계에 따라 증가하는 비슷한 앙상을 관찰할 수 있었으나, 과육, 과피, 잎의 순으로 그 발현 양이 많았다. 이들의 발현조절에 대한 정보를 얻기 위해 게놈 DNA를 분리한 결과, CitMT45 게놈 구조는 3개의 exon과 2개의 intron으로 구성되어 있었고, primer extension 분석을 통해 CitMT45 유전자의 발현은 3개의 부위에서 개시되고 있음을 알 수 있었다. 전사개시부위의 5'upstream 지역에서 TATA box와 CCAAT box뿐만 아니라, 금속이온과 온도변화에 의한 조절에 중요한 부위로 알려진 cis-element를 발견하였다.