• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권12호
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• pp.1654-1663
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• 2014

To examine the effect of tumor suppressor protein p53 on the antitumor activity of 2-methoxyestradiol (2-MeO-$E_2$), 2-MeO-$E_2$-induced cell cycle changes and apoptotic events were compared between the human colon carcinoma cell lines HCT116 ($p53^{+/+}$) and HCT116 ($p53^{-/-}$). When both cell types were exposed to 2-MeO-$E_2$, a reduction in the cell viability and an enhancement in the proportions of $G_2/M$ cells and apoptotic sub-$G_1$ cells commonly occurred dose-dependently. These 2-MeO-$E_2$-induced cellular changes, except for $G_2/M$ arrest, appeared to be more apparent in the presence of p53. Immunofluorescence microscopic analysis using anti-${\alpha}$-tubulin and anti-lamin B2 antibodies revealed that after 2-MeO-$E_2$ treatment, impaired mitotic spindle network and prometaphase arrest occurred similarly in both cell types. Following 2-MeO-$E_2$ treatment, only HCT116 ($p53^{+/+}$) cells exhibited an enhancement in the levels of p53, p-p53 (Ser-15), $p21^{WAF1/CIP1}$, and Bax; however, the Bak level remained relatively constant in both cell types, and the Bcl-2 level decreased only in HCT116 ($p53^{+/+}$) cells. Additionally, mitochondrial apoptotic events, including the activation of Bak and Bax, loss of ${\Delta}{\psi}m$, activation of caspase-9 and -3, and cleavage of lamin A/C, were more dominantly induced in the presence of p53. The Bak-specific and Bax-specific siRNA approaches confirmed the necessity of both Bak and Bax activations for the 2-MeO-$E_2$-induced apoptosis in HCT116 cells. These results show that among 2-MeO-$E_2$-induced apoptotic events, including prometaphase arrest, up-regulation of Bax level, down-regulation of Bcl-2 level, activation of both Bak and Bax, and mitochondria-dependent caspase activation, the modulation of Bax and Bcl-2 levels is the target of the pro-apoptotic action of p53.

• 한국수정란이식학회지
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• 제29권4호
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• pp.339-344
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• 2014

The clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR associated protein (Cas9) system can be applied to produce transgenic pigs. Therefore, we applied CRISPR/Cas9 system to generate FoxN1-targeted pig parthenogenetic embryos. Using single guided RNA targeted to pig FoxN1 genes was injected into cytoplasm of in vitro matured oocyte before electrical activation. In results, regardless of the concentrations of vector, the cleavage rate were significantly (p<0.05) decreased ($4ng/{\mu}l$, 51.24%; $8ng/{\mu}l$, 40.88%; and $16ng/{\mu}l$; 45.22%) compared to no injection group (70.44%). The blastocyst formation rates were also decreased in vector injected 3 groups ($4ng/{\mu}l$, 7.96%; $8ng/{\mu}l$, 6.4%; and $16ng/{\mu}l$; 9.04%) compared to no injection group (29.07%). In addition, the blastocyst formation rates between sham injected group (13.51%) and no injection group (29.07%) also showed significant difference (p<0.05). The mutation rates were comparable between groups ($4ng/{\mu}l$, 18.4%; $8ng/{\mu}l$, 12.5%; and $16ng/{\mu}l$; 20.0%). The sequencing analysis showed that blastocysts derived from each group were successfully mutated in FoxN1 loci regardless of the vector concentrations. However, the deletion patterns were higher than the patterns of point mutation and insertion regardless of the vector concentrations. In conclusion, we described that cytoplasmic microinjection of FoxN1-targeted CRISPR/Cas9 vector could efficiently generate transgenic pig parthenogenetic embryos in one-step.

• 생명과학회지
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• 제26권7호
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• pp.847-854
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• 2016

Nucleoside adenosine 유도체의 하나인 cordycepin (3′-deoxyadenosine)은 Cordyceps 속에서 유래된 활성 물질 중의 하나로서 항염증, 항산화 및 항암활성을 포함한 다양한 약리학적 효능이 있는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 cordycepin의 영향과 관련 기전 연구를 시도하였다. Cordycepin의 처리에 따라 AGS 세포의 생존율이 처리 농도 의존적으로 감소되었으며, DNA 단편화 및 flow cytometery 분석에 따른 apoptosis 유발 또한 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 이러한 cordycepin 처리에 따른 AGS 세포의 apoptosis 유도에는 TRAIL, DR5 및 FasL의 mRNA 및 단백질의 발현 증가가 연관되어 있었다. 아울러 cordycepin은 Bcl-2 family 중 pro-apoptotic 인자인 Bax의 발현은 증가시켰으며, anti-apoptotic 인자인 Bcl-2 및 Bcl-xL의 발현은 전사 및 번역 수준에서 억제시켰다. 이러한 현상들은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis의 initiator caspase (caspase-8 및 -9) 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성과 PARP 단백질의 절단 증가와 연관성이 있었다. 따라서 AGS 세포에서 cordycepin에 의한 apoptosis의 유발은 death receptor 활성과 mitochondria 기능 손상을 포함한 multiple apoptotic pathway가 관여할 것으로 생각된다. 비록 좀 더 세심한 기전 연구의 결과가 뒤따라야 되겠지만, 본 연구의 결과는 cordycepin의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이며 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2012

본 연구는 홍조류를 기질로 사용한 바이오에탄올 생산 공정에서 전처리(홍조류 가수분해) 공정의 효율을 높이기 위하여 성능이 우수한 신규 아가레이즈를 발굴하는 데 있다. 남해안에 서식하는 해조류를 채집하여 이로부터 아가레이즈 활성을 갖는 3종의 균주들을 순수 분리 하였다. 이들 균주들을 4일간 배양한 후, 황산암모늄 침전과 투석에 의하여 배양액으로부터 조효소를 회수하였다. 세포외 분비 효소를 포함하는 배양 상등액으로부터 얻은 조효소와 세포 내 효소를 포함하는 세포 추출물에서 얻은 조효소 모두에서 아가레이즈 활성이 측정되었고, 동일 균주에서 세포외 분비 단백질이 세포내 축적 단백질보다 높은 활성을 나타내었다. 3종의균주 중 GNUM08122 조효소가 단위 단백질 당 아가레이즈 활성은 낮았으나, p-nitrophenyl-${\alpha}$-D-galactopyranoside의 ${\alpha}$-결합을 끊는 것으로 관찰되어 ${\alpha}$-agarase 활성이 있을 것으로 추측되어 균주 동정을 실시하였다. GNUM08122 균주의 16S rRNA 염기서열을 결정하고 계통수 분석을 수행한 결과 Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 및Pseudoalteromonas tetraodonis IMA 14160 균주와 99.7%이상 상동성을 보였는데, 이는 GNUM08122가 Pseudoalteromonas속 균주임을 나타낸다. 균주의 생화학적 생리적 특성을 조사하였다. GNUM08122는 $40^{\circ}C$, 산성 조건(pH 4)는 물론 약 알칼리(pH 8)에서도 활발히 성장하였다. 높은NaCl(10%, w/w)에서도 세포생장이 저해를 받지 않았고 다양한 탄수화물을 사용하는 것으로 확인되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.72-77
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• 2004

본 연구진은 토양미생물의 배양액으로부터 cyclin-dependent kinase 저해활성의 Toyocamycin을 분리하였으며 〔16〕, 화학적 전합성을 통하여 활성이 개선된 유도체인 신물질 MCS-5A를 합성하였다〔3〕. 이 MCS-5A를 이용한 항암 기전규명을 위한 연구를 통하여 , human promyelocytic leukemia cell(HL-60)에서 MCS-5A에 의해 cyclin-dependent kinase inhibitor p16$^{INK4A}$ 단백질의 발현증가가 암세포의 세포주기 억제와 동시에 HL-60 cell희 세포사멸을 유도하는 것을 확인하였다(data not shown). 그러나 HL-60 cell의 경우와는 달리 non small cell lung cancer cell(NSCLC)인 A549 cell(p16$^{INK4A}$ 결핍 세포주)에 MCS-5A를 처리할 경우에는 전혀 세포사멸이 유도되지 않았다. 따라서 MCS-5A에 의한 HL-60 cell에서의 세포사멸 유도는 발암억제 유전자인 P16$^{INK4A}$의 세포 내 발현 및 존재 여부에 의해 좌우되는 것으로 판단되었다. 이러한 배경에서 본 연구는 p16$^{INK4A}$.의 기존에 알려진 세포주기 억제를 유발하는 cyclin-dependent kinase inhibitor(CKI)로서의 역할 뿐 아니라, p16$^{INK4A}$ 유전자가 세포사멸을 유도할 수 있다는 새로운 기능을 규명하기 위하여 다음의 연구를 시도하였다. 즉 $p^{INK4A}$ 결핍 세포주인 A549(-p16/+p53)와 H1299(-pl6/-p53) 그리고 p16$^{INK4A}$ 함유 세포주인 HeLa(+p16/+p53)세포에 외부로부터 p16$^{INK4A}$ 유전자를 도입시켜, 각 세포주에서의 세포사멸 유도 여부를 비교하고자 하였다. 우선 wild-type p16$^{INK4A}$ 유전자를 가진 HeLa cell에서 총 RNA를 추출하여, 역전사 반응으로 cDNA를 만들고, PCR을 통해 p16$^{INK4A}$ 유전자를 증폭하였다. pcDNA3.1/His is A vector에 p16$^{INK4A}$ 유전자를 끼워 넣고 competent cell (XL1-Blue)에 형질 전환하여 cloning한 후, p16$^{INK4A}$ clone을 다량으로 추출하였다. 위에 언급한 각각의 cell line에 p16$^{INK4A}$유전자를 농도(0, 1, 5, 10$\mu\textrm{g}$)별로 transfection 시킨 후, p16 단백질을 일정 시간 동안(12시간) 발현시킨 뒤, TUNEL등의 분석을 통해 세포사멸이 유도되는지를 확인하였으며, 또한 Western blot 분석을 통하여 p16단백질과 세포사멸 유도 인자인 caspase 3의 발+현 양상을 확인하였다. 연구 결과, Western blot을 통해 transfection시킨 p16/INK4A/유전자의 농도에 따라 각각의 cell line에서 Pro-caspase 3의 감소함을 관찰할 수 있었고, TUNEL분석을 통해 A549및 HeLa cell에서 세포사멸이 유도됨을 확인할 수 있었다 특히 A549(-p16/+p53)와 HeLa cell(+p16/+p53)에서는 TUNEL 분석 및 Western blot을 통한 pro-caspase 3의 caspase 3로의 전환 등을 통해 세포사멸이 발생하였음을 확연하게 확인할 수 있었으나, 반면 H1299(-pl6/-p53) cell에서는 단지 Western blot을 통한 pro-caspase 3의 활성화만을 통해 간접적으로 세포사멸을 확인 할 수 있었다. 또한 p53이 결핍된 H1299(-pl6/-p53)세포주에서의 $^{INK4A}$ 에 의한 세포사멸 유도는 p53 비의존적으로 작용한다는 사실을 확인할 수 있었다. 결론적으로 발암억제 유전자인 $^{INK4A}$ 는 CKI로서의 기능뿐 아니라, 세포사별 유도와도 밀접하게 관련되어 있으며, 이 기능은 발암 억제 유전자인 p53과는 독립적으로 작용한다는 사실을 확인하였다. 세포사멸 유도 기전연구에서 $p16^{INK4A}$ 가 세포사멸을 유도하는 기전에 대해서는 아직 명확하게 밝혀진 바는 없으며, 현재 본 연구실에서 다양한 실험을 통해 연구가 진행 중이다.