• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제14권6호
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• pp.880-884
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• 2001

Rumen microbiology research has undergone several evolutionary steps: the isolation and nutritional characterization of readily cultivated microbes; followed by the cloning and sequence analysis of individual genes relevant to key digestive processes; through to the use of small subunit ribosomal RNA (SSU rRNA) sequences for a cultivation-independent examination of microbial diversity. Our knowledge of rumen microbiology has expanded as a result, but the translation of this information into productive alterations of ruminal function has been rather limited. For instance, the cloning and characterization of cellulase genes in Escherichia coli has yielded some valuable information about this complex enzyme system in ruminal bacteria. SSU rRNA analyses have also confirmed that a considerable amount of the microbial diversity in the rumen is not represented in existing culture collections. However, we still have little idea of whether the key, and potentially rate-limiting, gene products and (or) microbial interactions have been identified. Technologies allowing high throughput nucleotide and protein sequence analysis have led to the emergence of two new fields of investigation, genomics and proteomics. Both disciplines can be further subdivided into functional and comparative lines of investigation. The massive accumulation of microbial DNA and protein sequence data, including complete genome sequences, is revolutionizing the way we examine microbial physiology and diversity. We describe here some examples of our use of genomics- and proteomics-based methods, to analyze the cellulase system of Ruminococcus flavefaciens FD-1 and explore the genome of Ruminococcus albus 8. At Illinois, we are using bacterial artificial chromosome (BAC) vectors to create libraries containing large (>75 kbases), contiguous segments of DNA from R. flavefaciens FD-1. Considering that every bacterium is not a candidate for whole genome sequencing, BAC libraries offer an attractive, alternative method to perform physical and functional analyses of a bacterium's genome. Our first plan is to use these BAC clones to determine whether or not cellulases and accessory genes in R. flavefaciens exist in clusters of orthologous genes (COGs). Proteomics is also being used to complement the BAC library/DNA sequencing approach. Proteins differentially expressed in response to carbon source are being identified by 2-D SDS-PAGE, followed by in-gel-digests and peptide mass mapping by MALDI-TOF Mass Spectrometry, as well as peptide sequencing by Edman degradation. At Ohio State, we have used a combination of functional proteomics, mutational analysis and differential display RT-PCR to obtain evidence suggesting that in addition to a cellulosome-like mechanism, R. albus 8 possesses other mechanisms for adhesion to plant surfaces. Genome walking on either side of these differentially expressed transcripts has also resulted in two interesting observations: i) a relatively large number of genes with no matches in the current databases and; ii) the identification of genes with a high level of sequence identity to those identified, until now, in the archaebacteria. Genomics and proteomics will also accelerate our understanding of microbial interactions, and allow a greater degree of in situ analyses in the future. The challenge is to utilize genomics and proteomics to improve our fundamental understanding of microbial physiology, diversity and ecology, and overcome constraints to ruminal function.

• 농약과학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2017

유기염소계 살충제 엔도설판은 2012년 국제적으로 사용이 금지되었으나 인도와 중국을 비롯한 국가들에서 여전히 사용되고 있으며 높은 잔류성과 이동성으로 인해 다양한 환경에서 검출되고 있다. 본 연구에서는 엔도설판이 토양세균의 군집구조에 미치는 영향을 16S rRNA 유전자 파이로시퀀싱 기법을 이용하여 분석하였다. 엔도설판을 100 mg/kg의 수준으로 밭토양에 처리했을 때 세균의 Operational taxonomic unit (OTU) 수와 다양성 지수가 감소했다가 서서히 증가하였으며 Proteobacteria와 Verrucomicrobia 문의 점유율은 증가하고 Chloroflexi와 Spirochaetes 문의 점유율은 감소한 것으로 나타나 엔도설판 처리가 토양세균 군집구조를 변화시키는 것을 확인하였다. 엔도설판 처리 시 Sphingomonas와 Burkholderia 속에 속하는 OTU의 점유율이 배양 초기에 높게 나타났으며 Pseudonocardia와 Opitutus 속에 속하는 OTU의 점유율은 배양 후기에 높게 나타났다. 이전 연구에서 Sphingomonas, Burkholderia, Pseudonocardia 속에 속하는 균주들이 엔도설판을 분해하였으므로 이 속에 속하는 OTU들이 토양에서 엔도설판의 분해에 단계적으로 관여했을 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제30권6호
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• pp.570-579
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• 2020

Pre-mRNA의 스플라이싱은 진핵생물 유전자의 적절한 발현에 매우 중요한 역할을 한다. 선택적 스플라이싱은 스플라이싱 위치가 서로 다르게 인식될 때 발생하며 동일한 pre-mRNA로부터 둘 이상의 전사체와 단백질을 생성할 수 있다. 스플라이싱 위치의 결정은 스플라이소솜과 SR 단백질, hnRNP, CBP 등의 스플라이싱 인자에 의해 조절된다. 고온, 저온, 고염, 건조, 저산소 등 다양한 환경 스트레스 조건에서 식물의 많은 스트레스 반응 유전자에 대해 선택적 스플라이싱이 일어나는 것이 알려져 있으며, 이러한 선택적 스플라이싱은 식물이 환경 변화에 적응하기 위한 중요한 기작 중 하나로 여겨진다. 저온, 고온, 고염, 건조 스트레스 조건에서는 스플라이싱 인자의 발현이 변하거나 또는 정상 조건에서와는 다른 스플라이싱 활성을 가짐으로써 선택적 스플라이싱이 일어난다. 환경 스트레스 반응 유전자의 스플라이싱 이소형은 각각 환경 스트레스에 대해 서로 다른 반응을 보이는데 생성되는 조직이 서로 다르기도 하고, 일부 이소형은 넌센스-매개 분해에 의해 분해되기도 한다. 스플라이싱 이소형의 단백질은 환경 스트레스 조건에서 정상 조건과 비교하여 세포 내 위치가 다르기도 하고, 전사인자 또는 효소로서 다른 활성을 가지기도 한다. 이러한 다양한 연구에도 불구하고 식물의 환경 스트레스 반응에서 선택적 스플라이싱에 대한 연구는 일부 스트레스와 유전자에 국한 되어 있고, 아직 분자 기전이 제대로 밝혀지지 않은 부분이 많아 앞으로 더 많은 연구가 필요하다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제33권4호
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• pp.205-211
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• 2008

Gingival overgrowth can cause dental occlusion and seriously interfere with mastication, speech, and dental hygiene. It is observed in 25 to 81% of renal transplant patients treated with cyclosporine A (CsA). CsA-induced gingival overgrowth (CIGO) is caused by quantitative alteration of the extracellular matrix components, particularly collagen. However, the molecular mechanisms involved in the pathogenesis of CIGO remain poorly understood, despite intense clinical and laboratory investigations. The aim of the present work is to identify differentially expressed genes closely associated with CIGO. Human gingival fibroblasts were isolated by primary explant culture of gingival tissues from five healthy subjects (HGFs) and two patients with the CIGO (CIGO-HGFs). The proliferative activity of CsA-treated HGFs and CIGO-HGFs was examined using the MTT assay. The identification of differentially expressed genes in CsA-treated CIGO-HGF was performed by differential display reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) followed by DNA sequencing. CsA significantly increased the proliferation of two HGFs and two CIGO-HGFs, whereas three HGFs were not affected. Seven genes, including the beta subunit of prolyl 4-hydroxylase (P4HB) and testican 1, were upregulated by CsA in a highly proliferative CIGO-HGF. The increased P4HB and testican-1 mRNA levels were confirmed in CsA-treated CIGO-HGFs by semiquantitative RT-PCR. Furthermore, CsA increased type I collagen mRNA levels and suppressed MMP-2 mRNA levels, which are regulated by P4HB and testican-1, respectively. These results suggest that CsA may induce gingival overgrowth through the upregulation of P4HB and testican-1, resulting in the accumulation of extracellular matrix components.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.243-248
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• 2016

RNase E는 대장균(Escherichia coli)에서 수많은 RNA의 가공 및 분해에 관여하는 필수적인 효소이다. RNase E의 효소 활성은 RraA와 RraB에 의해 조절된다. 그람양성균인 Streptomyces coelicolor는 RNase ES, RraAS1, RraAS2라고 명명되는 RNase E와 RraA의 동족체를 가지고 있다. 이 연구에서는 S. coelicolor 유래의 RraAS1이 E. coli에서 RNase E의 효소활성을 저해하는지 연구하였다. 대장균에서 RraAS1의 발현은 RNase E의 과발현에 의해 감소된 세포생장을 더욱 저하시켰으며, RNase E의 기질인 rpsO, ftsZ, rnhB mRNA의 양을 감소시키는 것을 확인 하였다. 이러한 RraAS1의 효과는 공동면역침전실험을 수행한 결과에서 유추할 수 있듯이, Rne 단백질과 RraAS1의 결합으로 유도되는 것으로 보인다. 이러한 결과는 RraAS1이 대장균에서 RNase E의 리보핵산 가수분해 활성을 유도함을 시사한다.

• KSBB Journal
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• 제20권1호
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• pp.40-45
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• 2005

본 연구에서는 계혈등 추출물에 의한 항산화 효과, in vitro MMP-1 효소 활성 저해 효과 및 사람섬유아세포에서 UVA에 의해 발현이 증가되는 MMP-1에 미치는 영향을 관찰하였다. 계혈등 추출물의 DPPH와 superoxide radical 소거효과는 처리농도가 증가함에 따라 농도 의존적으로 소거효과를 나타냈으며, $IC_{50}$은 각각 $45.81{\mu}g/ml$, $3.11{\mu}g/ml$로 DPPH와 superoxide radical을 소거하여 우수한 항산화 효과를 나타내었다. MMP-1 효소 활성 저해 효과도 $80{\mu}g/ml$에서 $97.33\%$를 저해하는 것으로 나타나 우수한 효과를 나타내었다. 사람섬유아세포에서 UVA에 의해 발현이 증가되는 MMP-1의 발현저해효과는 계혈등 추출물 $10{\mu}g/ml$에서 $74.66\%$로 단백질 수준에서 우수한 발현저해효과를 나타내었으며, mRNA수준에서도 계혈등 추출물은 모두 농도 의존적으로 발현 저해효과가 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 계혈등 추출물은 항산화 효과, MMP-1 효소 활성저해 효과와 UVA에 의한 MMP-1의 발현을 효과적으로 저해하는 것으로 보아 우수한 항노화 소재로써 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권10호
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• pp.1554-1560
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• 2006

A Gram-positive, aerobic or facultative anaerobic, non motile, endospore-forming bacterial strain, designated Gsoil $114^T$, was isolated from a soil sample of a ginseng field in Pocheon Province (South Korea), and was characterized taxonomically by using a polyphasic approach. It grew well on nutrient agar medium and utilized a limited number of organic substrates as sole carbon sources, including D-xylose and some other carbohydrates, but did not utilize L-amino acids and organic acids. The isolate was positive for oxidase test but negative for catalase, and negative for degradation of macromolecules such as starch, cellulose, xylan, casein, chitin, and DNA. The G+C content of the genomic DNA was 41.8 mol%. The predominant isoprenoid quinone was menaquinone 7 (MK-7). The major fatty acids were $anteiso-C_{15:0}$ (32.1%), $iso-C_{15:0}$ (30.5%), and $anteiso-C_{17:0}$ (30.2%). Comparative 16S rRNA gene sequence analysis showed that strain Gsoil $114^T$ fell within the radiation of the cluster comprising Bacillus species and joined Bacillus shackletonii LMG $18435^T$ with a bootstrap value of 95%. The highest 16S rRNA gene sequence similarities were found with Bacillus shackletonii LMG $18435^T$ (97.6%), Bacillus acidicola DSM $14745^T$ (96.9%), Bacillus sporothermodurans DSM $10599^T$ (96.5%), and Bacillus oleronius DSM $9356^T$ (96.5%). The phylogenetic distance from any other validly described species within the genus Bacillus was less than 96%. DNA-DNA hybridization experiments showed that the DNA-similarities between strain Gsoil $114^T$ and closest phylogenetic neighbors were less than 39%. On the basis of its phenotypic properties and phylogenetic distinctiveness, strain Gsoil $114^T$ (=KCTC $13944^T$=DSMZ $18134^T$) was classified in the genus Bacillus as the type strain of a novel species, for which the name Bacillus ginsengihumi sp. nov. is proposed.

• 분석과학
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• 제28권4호
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• pp.260-269
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• 2015

골관절염에 대한 참당귀 추출분말의 치료효과를 검토하고자 흰쥐의 monosodium iodoacetate(MIA)로 유발된 골관절염 부위에서 시료를 채취하여 염증관련 효소 및 염증성 cytokines의 발현에 대하여 참당귀 추출분말의 억제효능을 검토하였다. 고농도의 참당귀 추출분말 (50 μg/mL) 투여에서도 독성이 관찰되지 않았으며, 동일조건하에서 interleukin-1α (IL-1α)로 유발된 nitric oxide (NO)의 생성을 효과적으로 억제하였다. 특히, 관절연골 조직의 inducible nitric oxide synthase (iNOS) 및 cyclooxygenase-2(COX-2)의 발현을 농도 의존적으로 억제하였다. 따라서 참당귀 추출분말은 항염증 효능을 나타내는 농도에서 독성 없이 사용할 수 있으며, iNOS발현을 억제하여 방출되는 신호전달 물질인 NO의 생성을 억제하였다. 또한 참당귀 추출분말의 처리로 염증유발 부위에서 염증성 cytokines으로 알려진 tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β) 및 interleukin-6 (IL-6)의 발현이 억제됨을 확인하였다. 참당귀 추출분말의 항 염증효과는 TNF-α, IL-1β 및 IL-6의 혈중농도를 낮추어 염증부위뿐만 아니라 전체적으로 항염증효과를 나타내었다. 본 실험결과, 참당귀 추출분말의 투여는 MIA 또는 IL-1α로 유발되는 골관절염 동물모델에서 염증인자, 관련 효소의 발현 및 관련 신호전달 물질의 생성을 효과적으로 억제하여, 슬관절의 활액 내 glycosaminoglycan (GAG) 및 관절연골의 proteoglycan (PG)의 분해를 방지하여 골관절염의 발생을 억제할 것으로 추정되었다. 한편, 참당귀 추출분말의 주성분인 decursin은 혈중에서 2시간이내에 decursinol로 전환되어 8시간이상 LC-MS/MS로 검출되었다, 따라서 참당귀 추출분말에 의한 염증성 사이토카인 TNF-α, IL-1β 및 IL-6의 억제활성은 항염증활성이 큰 decursinol에 의한 것으로 추정된다.

• 한국약용작물학회지
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• 제15권1호
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• pp.38-45
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• 2007

한국산 겨우살이 (Viscum album L)는 면역조절작용이 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서 한국산 겨우살이 열탕추출물 M11C (non-lectin components)가 비장세포를 활성화시켜 $IL-1\beta$를 생산 분비하게 하는지를 조사하였다. 비장세포를 M11C로 자극한 후, 배양액을 수집 혹은 세포 용해물을 수거해 $IL-1\beta$ 분비와 전사량을 ELISA, immunoblotting, RT-PCR로 검사했었다. 비장세포로부터 $IL-1\beta$ 분비와 전사 효과에 있어서 M11C는 농도 의존성과 자극시간 의존성을 보였다. 비장세포로부터 최대의 $IL-1\beta$ 분비를 위한 M11C의 최대의 농도와 자극시간은 각각 $200{\mu}g/m\ell$와 8시간 이었다. 그리고 최대 $IL-1\beta$ mRNA 전사를 위한 M11C의 최대의 농도와 자극시간은 각각 $200{\mu}g/m\ell$와 4시간 이었다. 최대의 전사시간은 최대의 분비시간보다 4시간 빨리 도달된 것으로 나타났다. 이러한 최대의 $IL-1\beta$ 분비효과가 당분해효소인 Viscozyme L에 의해 완전히 저해되었다. 이는 M11C (non-lectin components)의 구성물질 들 중 다당체 혹은 올리고당들이 $IL-1\beta$ 생산 분비를 유도하는 주된 물질임을 말해주고 있다.

• Animal Bioscience
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• 제34권6호
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• pp.975-984
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• 2021

Objective: Inbreeding depression of reproduction is a major concern in the conservation of native chicken genetic resources. Here, based on the successful development of strongly inbred (Sinb) and weakly inbred (Winb) Langshan chickens, we aimed to evaluate inbreeding effects on reproductive traits and identify candidate genes involved in inbreeding depression of reproduction in Langshan chickens. Methods: A two-sample t-test was performed to estimate the differences in phenotypic values of reproductive traits between Sinb and Winb chicken groups. Three healthy chickens with reproductive trait values around the group mean values were selected from each of the groups. Differences in ovarian and hypothalamus transcriptomes between the two groups of chickens were analyzed by RNA sequencing (RNA-Seq). Results: The Sinb chicken group showed an obvious inbreeding depression in reproduction, especially for traits of age at the first egg and egg number at 300 days (p<0.01). Furthermore, 68 and 618 differentially expressed genes (DEGs) were obtained in the hypothalamus and ovary between the two chicken groups, respectively. In the hypothalamus, DEGs were mainly enriched in the pathways related to vitamin metabolism, signal transduction and development of the reproductive system, such as the riboflavin metabolism, Wnt signaling pathway, extracellular matrix-receptor interaction and focal adhesion pathways, including stimulated by retinoic acid 6, serpin family F member 1, secreted frizzled related protein 2, Wnt family member 6, and frizzled class receptor 4 genes. In the ovary, DEGs were significantly enriched in pathways associated with basic metabolism, including amino acid metabolism, oxidative phosphorylation, and glycosaminoglycan degradation. A series of key DEGs involved in folate biosynthesis (gamma-glutamyl hydrolase, guanosine triphosphate cyclohydrolase 1), oocyte meiosis and ovarian function (cytoplasmic polyadenylation element binding protein 1, structural maintenance of chromosomes 1B, and speedy/RINGO cell cycle regulator family member A), spermatogenesis and male fertility (prostaglandin D2 synthase 21 kDa), Mov10 RISC complex RNA helicase like 1, and deuterosome assembly protein 1) were identified, and these may play important roles in inbreeding depression in reproduction. Conclusion: The results improve our understanding of the regulatory mechanisms underlying inbreeding depression in chicken reproduction and provide a theoretical basis for the conservation of species resources.