• Applied Biological Chemistry
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• 제32권3호
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• pp.222-231
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• 1989

대두에 존재하는 단백질 분해 효소 저해제로는 Kunitz trypsin inhibitor (SKTI), Bowman-Birk proteinase inhibitor, 그리고 그의 isoinhibitor들이 알려져 있다. SKTI는 분자량이 20K이며 181개의 아미노산으로 구성되어 있다. SKTI의 분자 구조 및 발현 특이성을 밝히기 위하여, 콩에서 순수 분리한 SKTI를 항원으로 사용하여 항체를 제조하였다. 이 항체는 항원으로 사용한 SKTI에 대하여 특이적으로 반응할 뿐만 아니라 기내에서 합성된 그의 전구체와도 특이적으로 반응하였다. 기내에서의 단백질 합성은 미성숙 대두 종자에서 mRNA를 분리한 후, wheat germ extract를 이용하여 실시하였다. 합성된 단백질 중에서 대두에 존재하는 SKTI는 검출되지 않는 반면에 면역침전법에 의해 분자량이 24K인 전구체가 존재하고 있음을 확인하였다. 이와 같이 SKTI는 mRNA로부터 전구체가 합성된 후 post-translational modification에 의해 완전한 SKTI로 변환됨을 알 수 있었다. 또한 SKTI는 대두 종자의 성숙과 함께 발현이 되는 것으로 보아 조직 및 분화 특이성 발현형태를 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 한국버섯학회지
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• 제20권3호
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• pp.178-182
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• 2022

버섯의 오랜 역사에도 불구하고 버섯의 유전적 기능과 분자유전학을 응용한 신품종 개발에 대한 연구는 크게 부족한 상황이다. 그러나 최근 유전자 가위인 CRISPR/Cas를 이용한 새로운 유전자 교정 기술이 개발됨에 따라 버섯 연구에서 이 기술을 이용한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 특히 선택의 용이성을 위해 외래 유전자 삽입 없이도 고효율로 유전자 편집이 가능한 RNPs를 활용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 RNPs는 원형질체의 세포막을 통과하기에 Cas9이 너무 거대하고 guide RNA가 쉽게 파괴된다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 세포막 통과에 용이한 미네랄 성분인 CaP와 PAA를 조합하여 Nanoparticle을 형성함으로써 극복하고자 했다. 표고버섯 단핵 균주인 산조705-13을 이용하여 원형질체 분리에 적합한 Osmotic buffer를 찾기 위하여 0.6M과 1.2M의 Sucrose, Sorbitol, Mannitol, KCl을 처리하였고 그 결과 0.6M Sucrose가 가장 적합한 osmotic buffer임을 확인하였다. 또한 CaP으로 RNPs와 Nanoparticle 복합체를 형성하고 이 복합체가 RNase A로부터 RNPs의 기능을 온전히 보호하는 것을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1214-1222
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• 2015

본 연구는 난소 제거 수술을 시행하여 폐경기를 유도시킨 뒤 고지방 식이를 섭취한 쥐에게서 나타난 신체 변화에 있어 운동과 갈근/지황 섭취에 의한 개선 효과를 관찰하고, 그러한 효과가 골격근에서의 후성 유전적 발현 변화에 의한 것임을 규명하고자 하였다. 8주령의 쥐(rat, n=60)의 난소를 제거한 뒤 고지방 식이를 유도하면서 트레드밀 운동(exercise)을 실시하는 그룹과 비운동(sedentary) 그룹으로 나누었다. 두 그룹을 각각 estradiol, 갈근과 지황의 3:1 복합물(HT051), 그리고 물 섭취 군으로 다시 나누어 총 8주간 경구 투여를 함께 실시하였다. 그 결과 운동 그룹과 갈근/지황 섭취 그룹에서 체중이 유의하게 감소하였고, 가자미근과 족저근의 근질량 또한 운동 그룹과 갈근/지황 섭취 그룹에서 유의하게 증가하였다. 한편, 가자미근에서 물을 섭취하며 운동하지 않은 그룹의 H3K9 아세틸화가 억제 되었고 H3K9의 메틸화에는 변화가 없었다. 족저근의 경우 운동 그룹에서 H3K9 아세틸화가 현저하게 눈에 띄었고, 반대로 메틸화는 줄어든 것이 관찰되었다. 나아가 H3K9의 아세틸화와 메틸화를 조절하는 대표적인 효소 중 HDAC4, HDAC5, G9a 유전자의 mRNA 발현양을 정량한 결과, 가자미근에서는 모두 유의한 차이가 없었고 족저근에서 운동 한 그룹의 HDAC5와 G9a 유전자의 mRNA 발현양이 유의하게 감소하였지만 HDAC4의 mRNA는 차이가 없었다. 또한 운동과 갈근/지황의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 본 연구를 통하여 운동과 갈근/지황 섭취가 체중 감소, 근질량 증가에 영향을 미치고, 이러한 현상은 히스톤 H3K9 부분의 아세틸화와 메틸화에 의한 유전자 발현 조절이 그 기전으로 작용한다는 것을 알 수 있었다.

• Molecules and Cells
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• 제45권9호
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• pp.660-672
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• 2022

The target of rapamycin complex (TORC) plays a key role in plant cell growth and survival by regulating the gene expression and metabolism according to environmental information. TORC activates transcription, mRNA translation, and anabolic processes under favorable conditions, thereby promoting plant growth and development. Tomato fruit ripening is a complex developmental process promoted by ethylene and specific transcription factors. TORC is known to modulate leaf senescence in tomato. In this study, we investigated the function of TORC in tomato fruit ripening using virus-induced gene silencing (VIGS) of the TORC genes, TOR, lethal with SEC13 protein 8 (LST8), and regulatory-associated protein of TOR (RAPTOR). Quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction showed that the expression levels of tomato TORC genes were the highest in the orange stage during fruit development in Micro-Tom tomato. VIGS of these TORC genes using stage 2 tomato accelerated fruit ripening with premature orange/red coloring and decreased fruit growth, when control tobacco rattle virus 2 (TRV2)-myc fruits reached the mature green stage. TORC-deficient fruits showed early accumulation of carotenoid lycopene and reduced cellulose deposition in pericarp cell walls. The early ripening fruits had higher levels of transcripts related to fruit ripening transcription factors, ethylene biosynthesis, carotenoid synthesis, and cell wall modification. Finally, the early ripening phenotype in Micro-Tom tomato was reproduced in the commercial cultivar Moneymaker tomato by VIGS of the TORC genes. Collectively, these results demonstrate that TORC plays an important role in tomato fruit ripening by modulating the transcription of various ripening-related genes.

• 한국가금학회지
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• 제47권1호
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• pp.9-19
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• 2020

본 연구는 고병원성 조류 인플루엔자 바이러스(high pathogenic avian influenza virus; HPAIV)와 저병원성 조류인플루엔자 바이러스(low pathogenic avian virus; LPAIV)가 감염된 오리의 폐세포에서 보고된 기존 전사체 데이터를 재분석하여 조류 인플루엔자 감염에 대응하는 숙주의 공통 전사체를 발굴하고, 생물정보 분석을 실시하여 바이오 마커로서 가능성을 제시하기 위하여 수행하였다. 이전 연구에서 생산된 microarray 데이터 세트를 재분석하여, HPAIV와 LPAIV가 각각 감염된 오리의 폐세포에서 각각 총 731 및 439개의 차등발현 유전자를 발굴하였다. 이들 차등발현 유전자 중에서, 227개의 유전자가 HPAIV와 LPAIV가 감염된 세포에서 공통적으로 조절되어, 193개의 유전자는 발현이 증가한 반면, 34개의 유전자는 발현이 감소하였다. 생물정보 분석을 통하여 차등발현 유전자들의 기능에 대한 주석달기를 실시하여, 리보솜과 단백질 대사 및 유전자 발현 관련 GO가 풍부해짐을 확인하였다. REACTOME 분석을 통하여 단백질 및 RNA 대사 경로 및 콜라겐 생합성과 변형을 포함한 조직 복구 경로가 조절됨을 확인하였다. 보다 구체적으로, 번역 및 RNA 품질 관리 경로에 관여하는 단백질을 코딩하는 유전자는 HPAIV 및 LPAIV 감염에 반응하여 발현의 증가 또는 감소하는 방향으로 조절되어 AIV가 숙주 번역 기계를 억제함으로써 숙주 방어 시스템을 회피할 수 있거나 번역을 위해 세포질로 내보내기 전에 AIV가 억제될 수 있음을 시사한다. AIV 감염은 바이러스 감염으로 인한 조직의 병변 형성을 조절하는 경로를 활성화시킬 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.944-949
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• 2023

이 연구의 목적은 122종의 고세균 종에 보존된 대사 경로와 보존된 유전자를 확인하는 것이었다. 각각의 122개 고세균이 63개의 COG 대사 경로, 이를 구성하는 822개의 COG, 총 4,877개의 COG를 보유하고 있는지 분석했다. 대사경로에서는 archaeal ribosomal proteins만이 가장 보존적이었다. 122종의 고세균 모두에 공통적인 COG는 7개의 COG pathways에서 46개, 그리고 그 외가 20개였다. COG pathways에서는 ribosome을 구성하는 29개, tRNA synthetase와 전사인자가 각각 5개, RNA polymerase를 구성하는 3개, 그리고 tRNA modification에 관련된 2개의 COG가 공통적이었다. COG pathways에 속하지 않고 122종의 고세균에 공통적인 보존적 유전자까지 고려하면 외부와 세포질을 구분 짓는 세포벽과 세포외기질의 합성, 복제, 전사, 번역, 단백질 대사에 관련된 유전자들 중에서 일부가 공통적이었다. 계통수에서 구한 각 고세균의 distance value를 분류단위로 보면 Euryarchaeota 문의 Halobacteria강의 평균이 가장 낮았고 표준편차는 Thaumarchaeota 문의 Nitosospharia강, 강을 알 수 없는 Thaumarchaeota문의 고세균, Euryarchaeota 문의 Halobacteria 강, Crenarchaeota 문의 Thermoprotei 강, 기타 고세균(OA)이 높았다. 계통수 분석으로 6가지의 공통점을 찾았다. 본 연구결과는 보존된 유전자에 관한 자료 외에도 의약품 개발, 균주 개선을 위한 유전자의 선택 등에 활용될 수 있을 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권7호
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• pp.921-929
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• 2013

Huoyan goose is a Chinese local breed famous for its higher laying performance, but the problems of variety degeneration have emerged recently, especially a decrease in the number of eggs laid. In order to better understand the molecular mechanism that underlies egg laying in Huoyan geese, gene profiles in the pituitary gland of Huoyan geese taken during the laying period and ceased period were investigated using the suppression subtractive hybridization (SSH) method. Total RNA was extracted from pituitary glands of ceased period and laying period geese. The cDNA in the pituitary glands of ceased geese was subtracted from the cDNA in the pituitary glands of laying geese (forward subtraction); the reverse subtraction was also performed. After sequencing and annotation, a total of 30 and 24 up and down-regulated genes were obtained from the forward and reverse SSH libraries, respectively. These genes mostly related to biosynthetic process, cellular nitrogen compound metabolic process, transport, cell differentiation, cellular protein modification process, signal transduction, small molecule metabolic process. Furthermore, eleven genes were selected for further analyses by quantitative real-time PCR (qRT-PCR). The qRT-PCR results for the most part were consistent with the SSH results. Among these genes, Synaptotagmin-1 (SYT1) and Stathmin-2 (STMN2) were substantially over-expressed in laying period compared to ceased period. These results could serve as an important reference for elucidating the molecular mechanism of higher laying performance in Huoyan geese.

• 대한의생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.165-168
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• 2012

Hox proteins containing DNA-binding homedomain act as transcription factors important for anteroposterior body patterning during vertebrate embryogenesis. However, the precise mechanisms by which signal pathways are transduced to regulate the Hox gene expression are not clear. In the course of an attempt to isolate an upstream regulatory factor(s) controlling Hox genes, protein kinase B alpha (Akt1) has been identified as a putative regulator of Hox genes through in silico analysis (GEO profile). In the Gene Expression Omnibus (GEO) dataset GDS1784 at the NCBI (National Center for Biotechnology Information) site, Hox genes were differentially expressed depending on the presence or absence of Akt1. Since it was not well known how Akt1 regulates the specific Hox genes, whose transcription was reported to be regulated by epigenetic modifications such as histone acetylation, methylation etc., the expression of Gcn5, a histone acetyltransferase (HAT), was analyzed in wild type (WT) as well as in $Akt1^{-/-}$ mouse embryonic fibroblast (MEF) cells. RT-PCR analysis revealed that the amount of Gcn5 mRNA was similar in both WT and $Akt1^{-/-}$ MEFs. However, the protein level of Gcn5 was significantly increased in $Akt1^{-/-}$ MEF cells. The half life of Gcn5 was 1 hour in wild type whereas 8 hours in $Akt1^{-/-}$ MEF. These data all together, indicate that Gcn5 is post-transcriptionally down-regulated and the protein stability is negatively regulated by Akt1 in MEF cells.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
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• 한국생물정보시스템생물학회 2000년도 International Symposium on Bioinformatics
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• pp.13-16
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• 2000

Microorganisms have been widely employed for the production of useful bioproducts including primary metabolites such as ethanol, succinic acid, acetone and butanol, secondary metabolites represented by antibiotics, proteins, polysaccharides, lipids and many others. Since these products can be obtained in small quantities under natural condition, mutation and selection processes have been employed for the improvement of strains. Recently, metabolic engineering strategies have been employed for more efficient production of these bioproducts. Metabolic engineering can be defined as purposeful modification of cellular metabolic pathways by introducing new pathways, deleting or modifying the existing pathways for the enhanced production of a desired product or modified/new product, degradation of xenobiotics, and utilization of inexpensive raw materials. Metabolic flux analysis and metabolic control analysis along with recombinant DNA techniques are three important components in designing optimized metabolic pathways, This powerful technology is being further improved by the genomics, proteomics, metabolomics and bioinformatics. Complete genome sequences are providing us with the possibility of addressing complex biological questions including metabolic control, regulation and flux. In silico analysis of microbial metabolic pathways is possible from the completed genome sequences. Transcriptome analysis by employing ONA chip allows us to examine the global pattern of gene expression at mRNA level. Two dimensional gel electrophoresis of cellular proteins can be used to examine the global proteome content, which provides us with the information on gene expression at protein level. Bioinformatics can help us to understand the results obtained with these new techniques, and further provides us with a wide range of information contained in the genome sequences. The strategies taken in our lab for the production of pharmaceutical proteins, polyhydroxyalkanoate (a family of completely biodegradable polymer), succinic acid and me chemicals by employing metabolic engineering powered by genomics, proteomics, metabolomics and bioinformatics will be presented.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제29권10호
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• pp.890-897
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• 2006

In inflammatory responses, induction of cytokines and other immune regulator genes in macrophages by pathogen-associated signal such as lipopolysaccharide (LPS) plays a crucial role. In this study, the gene expression profile changes by LPS treatment in the macrophage/monocyte lineage cell line RAW264.7 was investigated. A 60-mer oligonucleotide microarray of which probes target 32381 mouse genes was used. A reverse transcription-in vitro translation labeling protocol and a chemileuminescence detection system were employed. The mRNA expression levels in RAW264.7 cells treated for 6 h with LPS and the control vehicle were compared. 747 genes were up-regulated and 523 genes were down-regulated by more than 2 folds. 320 genes showing more than 4-fold change by LPS treatment were further classified for the biological process, molecular function, and signaling pathway. The biological process categories that showed high number of increased genes include the immunity and defense, the nucleic acid metabolism, the protein metabolism and modification, and the signal transduction process. The chemokine-cytokine signaling, interleukin signaling, Toll receptor signaling, and apoptosis signaling pathways involved high number of genes differentially expressed in response to LPS. These expression profile data provide more comprehensive information on LPS-target genes in RAW264.7 cells, which will be useful in comparing gene expression changes induced by extracts and compounds from anti-inflammatory medicinal herbs.