• 원예과학기술지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.734-742
• /
• 2012

본 연구는 배추의 유전자 기능분석을 위한 RNAi 유전자 침묵 기법과 T-DNA 삽입 기법을 비교하기 위해 수행하였다. 두 종류의 형질전환 계통이 이용되었으며 BrSAMS-knockout(KO) 계통은 T-DNA 삽입으로 한 개의 Brassica rapa S-adenosylmethionine synthetase(BrSAMS) 유전자가 기능을 상실한 계통이었으며 BrSAMS-knockdown(KD) 계통은 RNAi 방법을 통해 BrSAMS 유전자들의 발현이 억제된 계통이었다. KO 계통과 KD 계통의 microarray 분석 결과에서는 SAMS 유전자와 관련된 sterol, 자당, homogalacturonan 생합성 및 glutaredoxin-related protein, serine/threonine protein kinase, 그리고 gibberellin-responsive protein 유전자들의 발현 수준이 뚜렷한 차이를 보여 주었다. 그러나 KO 계통의 유전자 발현 양상은 하나의 BrSAMS 유전자가 기능을 상실하였음에도 불구하고 대조 계통과 비교하여 RNAi기법을 적용한 KD 계통에 비해 큰 차이를 보여주지 못했다. 또한 직접적으로 SAMS 유전자와 관련된 폴리아민과 에틸렌 합성 유전자들의 발현 변화도 KD 계통에서 더 잘 나타났다. 본 연구에서 microarray 결과를 이용한 KO 계통의 BrSAMS 기능분석은 배추과식물의 게놈 triplication 발생으로 인하여 다수로 존재하는 SAMS 유전자들 때문에 명확한 결론을 얻을 수 없었다. 결론적으로 배추와 같은 배수체 작물의 유전자 기능 분석은 RNAi silencing에 의한 유전자 knock-down 기법이 T-DNA 삽입에 의한 knock-out 기법보다 더욱 효율적인 것으로 나타났다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
• /
• 제34권1호
• /
• pp.205-221
• /
• 2004

Periodontal ligament(PDL) cells have been known as playing an important roles in periodontal regeneration and gingival fibroblasts are also important to periodontal regeneration by forming connective tissue attachment. There were rare studies about the gene expression patterns of PDL cells and gingival fibroblasts, therefore in this study, we tried cDNA microarray-based gene expression monitoring to explain the functional differences of PDL cells and gingival fibroblasts in vivo and to confirm the characteristics of PDL cells. Total RNA were extracted from PDL cells and gingival fibroblasts of same person and same passages, and mRNA were isolated from the total RNA using Oligotex mRNA midi kit(Qiagen) and then fluorescent cDNA probe were prepared. And microarray hybridization were performed. The gene expression patterns of PDL cells and gingival fibroblasts were quite different. About 400 genes were expressed more highly in the PDL cells than gingival fibroblasts and about 300 genes were more highly expressed in the gingival fibroblasts than PDL cells. Compared growth factor- and growth factor receptor-related gene expression patterns of PDL cells with gingival fibroblasts, IGF-2, IGF-2 associated protein, nerve growth factor, placental bone morphogenic protein, neuron-specific growth- associated protein, FGF receptor, EGF receptor-related gene and PDGF receptor were more highly expressed in the PDL cells than gingival fibroblasts. The results of collagen gene expression patterns showed that collagen type I, type III, type VI and type VII were more highly expressed in the PDL cells than gingival fibroblasts, and in the gingival fibroblasts collagen type V, XII were more highly expressed than PDL cells. The results of osteoblast-related gene expression patterns showed that osteoblast specific cysteine-rich protein were more highly expressed in the PDL cells than gingival fibroblasts. The results of cytoskeletal proteins gene expression patterns showed that a-smooth muscle actin, actin binding protein, smooth muscle myosin heavy chain homolog and myosin light chain were more highly expressed in the PDL cells than gingival fibrobalsts, and ${\beta}-actin$, actin-capping protein(${\beta}$ subunit), actin- related protein Arp3(ARP) and myosin class I(myh-1c) were more highly expressed in the gingival fibroblasts than PDL cells. Osteoprotegerin/osteoclastogenesis inhibitory factor(OPG/OCIF) was more highly expressed in the PDL cells than gingival fibroblasts. According to the results of this study, PDL cells and gingival fibroblasts were quite different gene expression patterns though they are the fibroblast which have similar shape. Therefore PDL cells & gingival fibroblasts are heterogeneous populations which represent distinct characteristics. If more studies about genes that were differently expressed in each PDL cells & gingival fibroblasts would be performed in the future, it would be expected that the characteristics of PDL cells would be more clear.

• 미생물학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.109-113
• /
• 2001

많은 생물체의 완전한 genome sequence가 속속 밝혀지면서 세포의 기능을 종합적으로 평가하려는 노력들이 이어져 왔다. DNA microarray는 세포 전체의 유전자 전사, 즉 mRNA 레벨을 측정해주므로 세포가 처해있는 서로 다른 환경 속에서 유전자 발현의 차이를 측정할 수 있다. 그러나 유전자 발현의 최종 산물은 mRNA를 통해 번역된 단백질에 해당되고, 많은 단백질이 번역후 수식(post-translational modification) 과정을 거쳐 세포 내에서 기능을 발휘하므로 진정한 세포의 생리학적 상태를 평가하기 위해선 단백질 레벨의 분석이 필수적이다. Proteomics란 유전자 산물 즉 단백질의 기능을 large-scale로 분석하는 것으로 정의된다. 이것은 genome에 의해 만들어지는 모든 단백질(proteome)을 의미하기도 하고 좁은 의미에서는 세포내의 어떤 organelle(예: Golgi Complex)에 존재하는 단백질 혹은 어떤 protein complex를 지칭하기도 한다. Proteomics는 어떤 주어진 조건에서 특별한 세포 또는 organelle에서 발현되는 단백질들을 연구하고 이해하는데 강력한 수단이 되고 있다. 이런 proteomics는 genomics, bioinformatics 등과 유기적으로 연결되어 세포의 기능을 입체적으로 이해하는데 도움을 준다. 본고에서는 proteomic analysis 과정을 간단히 살피고 최근 세포 생물학에서 이루어지는 proteomics의 응용을 살펴본다.

• Journal of Nutrition and Health
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1053-1059
• /
• 2002

In post-genome period, the technique for identifying gene expression has been changed to high throughput screening. In the field of molecular nutrition, the need for this technique to clarify molecular function of the specific nutrient is essential. In this study, we have tested the zinc-regulated gene expression in zinc-deficient U937 cells, using cDNA microarray which is the cutting-edge technique to screen large numbers of gene expression simultaneously. The study result can be used for the preliminary gene screening data for clarifying, using monocyte U937 cell line, molecular Zn aspect in atherosclerosis. U937 cells were cultured in Zn-adequate (control, 12 $\mu$M Zn) or Zn-deficient (experimental, 0 $\mu$M Zn) ESMI media during 2 days, respectively. Cells were harvested and RNA was extracted. Total RNA was reverse-transcriptinized and synthesized cDNA probe labeled with Cy-3. fluorescent labeled cDNA probe was applied to microarray slide for hybridization slide, and after then, the slide was scanned using fluorescence scanner. ‘Highly expressed genes’ in Zn-deficient U937 cells, comparing to Zn-adequate group, are mainly about the genes for motility protein, immune system protein, oncogene and tumor suppressor and ‘Less highly expressed genes’ are about the genes for transcription, apoptosis associated protein, cell cycle, and several basic transcription factors. The results of this preliminary study imply the effectiveness of cDNA microarray for expression profiling of a singly nutrient deficiency, specially Zn. Furthur study, using tailored-cDNA array and capillary endothelial cell lines, would be beneficial to clarify molecular Zn function, more in detail.

• Molecular & Cellular Toxicology
• /
• 제5권3호
• /
• pp.198-206
• /
• 2009

Microarray and proteomic expression patterns in response to cadmium exposure were analyzed in human lung epithelial cells. Among 35,000 genes analyzed by cDNA microarray, 228 genes were up-regulated and 99 genes were down-regulated, based on a fold change cut-off value of ${\geq}2$. Combining two-dimensional gel electrophoresis and matrix-assisted laser desorption/ionization-time-of-flight-mass spectrometry (MALDI-ToF-MS), 25 of 629 protein spots showed fold changes in expression ${\geq}2$ (17 up-regulated, 8 down-regulated). After comparing the cDNA microarray and proteomic analyses, only transglutaminase 2, translation elongation factor 1 alpha 1, and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase showed overlapping signals in the cDNA microarray and proteomic analyses, whereas the remaining differentially expressed proteins showed large discrepancies with respect to mRNA expression.

• Toxicological Research
• /
• 제22권4호
• /
• pp.323-328
• /
• 2006

Global gene expression profile was analyzed by microarray analysis of rat liver RNA after acute acetaminophen (APAP) administration. A single dose of 1g/kg body weight of APAP was given orally, and the liver samples were obtained after 24, 48 h, and 2 weeks. Histopathologic and biochemical studies enabled the classification of the APAP effect into injury (24 and 48 h) and regeneration (2 weeks) stages. The expression levels of 4900 clones on a custom rat gene microarray were analyzed and 484 clones were differentially expressed with more than a 1.625-fold difference(which equals 0.7 in log2 scale) at one or more time points. Two hundred ninety seven clones were classified as injury-specific clones, while 149 clones as regeneration-specific ones. Characteristic gene expression profiles could be associated with APAP-induced gene expression changes in lipid metabolism, stress response, and protein metabolism. We established a global gene expression profile utilizing microarray analysis in rat liver upon acute APAP administration with a full chronological profile that not only covers injury stage but also later point of regeneration stage.

• Genomics & Informatics
• /
• 제4권1호
• /
• pp.33-39
• /
• 2006

Alternative splicing (AS) is an important mechanism of producing transcriptome diversity and microarray techniques are being used increasingly to monitor the splice variants. There exist three types of microarrays interrogating AS events-junction, exon, and tiling arrays. Junction probes have the advantage of monitoring the splice site directly. Johnson et al., performed a genome-wide survey of human alternative pre-mRNA splicing with exon junction microarrays (Science 302:2141-2144, 2003), which monitored splicing at every known exon-exon junctions for more than 10,000 multi-exon human genes in 52 tissues and cell lines. Here, we describe an algorithm to deduce the relative concentration of isoforms from the junction array data. Non-negative Matrix Factorization (NMF) is applied to obtain the transcript structure inferred from the expression data. Then we choose the transcript models consistent with the ECgene model of alternative splicing which is based on mRNA and EST alignment. The probe-transcript matrix is constructed using the NMF-consistent ECgene transcripts, and the isoform abundance is deduced from the non-negative least squares (NNLS) fitting of experimental data. Our method can be easily extended to other types of microarrays with exon or junction probes.

• 한국가금학회지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2017

본 연구는 한국재래계(KNC)와 백색레그혼(WLH)에서 lipopolysaccharide(LPS)감염 스트레스가 닭의 품종간 스트레스 연관 유전자들의 발현에 미치는 영향을 비교 분석하고자 실시되었다. 공시계를 대상으로 생리식염수(대조구)와 LPS(처리구)를 복강에 투여한 후, 시간(0, 48 hr) 및 처리별 각 개체로부터 간 조직을 취하고, microarray 및 quantitative RT-PCR(qRT-PCR) 분석을 하였다. 처리에 따른 유전자 발현차이를 보면, KNC(대조구)와 KNC에 LPS를 처리한 경우(KNC-LPS)를 비교한 결과, 대조구 대비 2배 이상 유전자의 발현이 증가한 유전자의 수는 1,044개, 발현이 감소한 유전자의 수는 1,000개였다. WLH(대조구)를 WLH-LPS와 비교한 경우, 유전자의 발현이 증가한 유전자의 수는 1,193개, 발현이 감소한 유전자의 수는 1,072개였다. LPS 처리에 따른 스트레스 연관 유전자들의 microarray 발현에서 스트레스연관 유전자들의 발현은 두 품종 모두에서 감소하였으며, 품종 간 차이는 없는 것으로 나타났다. Microarray의 결과를 바탕으로 HSP90, HMGCR, ATF4, SREBP1, XBP1 등의 유전자 발현을 qRT-PCR을 이용하여 검증한 결과, 대조구와 LPS 감염구 간에 유의적 차이를 나타내었다(P<0.05). 세포 수준의 스트레스(ER 스트레스)에서 ATF4, XBP1, SREBP1은 화이트레그혼에서 microarray와 qRT-PCR에서와 같이 이들 유전자들의 발현이 억제되는 것을 보여주었다. 그러나 한국 재래계에서는 ATF4를 제외한 유전자들은 LPS에 의해 영향을 받지 않거나(XBP1), 오히려 증가(SREBP)하는 양상을 보였다. ER-stress 연관 유전자들의 발현 양상으로 볼 때, KNC이 WLH에 비하여 LPS 감염에 더 민감하게 반응하는 것으로 보인다. HMGCR은 두 품종간에 LPS에 의한 상호작용이 없는 것으로 보아, HMGCR 발현에 의한 감염 차이점을 찾을 수 없었다. 한국재래계에서 HSP70은 LPS 처리 후에 대조구에 비하여 약 2.5배 이상 높은 발현을 보였으나, 백색 레그혼에서는 낮은 발현 양상을 나타내었다. 스트레스 지표 유전자들의 종류뿐만 아니라, 스트레스 종류(예: 환경스트레스, 감염스트레스)에 따라 유전자들의 발현 반응에 차이가 있음을 보여주었다. LPS 감염스트레스에 따른 스트레스연관 유전자 발현연구는 닭의 품종별 질병 저항성 및 동물복지 관련 지표의 탐색에 기여할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제30권9호
• /
• pp.772-782
• /
• 2020

골격근의 분화 또는 근육 분화는 근육량과 신진대사 항상성을 유지하기 위해 중요하다. 근육 특이적 microRNAs (miRNAs)는 골격근 분화에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 rat miRNAs 마이크로어레이를 사용하여 rat L6 근아세포의 근육 분화 과정에서의 miRNAs 발현 양상을 조사했다. 우리는 miR-128의 발현 증가를 발견했고, 동시에 이미 알려진 근육 분화 조절 miRNAs인 miR-1, miR-133b와 mi-206의 발현 증가를 확인했다. 이 microarray 결과를 확인하기위해 우리는 Quantitative RT-PCR 기술을 사용하였고, microarray 결과와 유사하게 발현 초기 mRNAs와 발현 후 성숙 miRNAs에서 모두 miR-128의 발현 증가를 확인했다. 또한 Rat L6 근아세포로의 miR-128 발현 향상은 muscle creatine kinase (MCK), myogenin, myosin heavy chain (MHC)와 같은 근육분화 표지 유전자 발현을 유발했고, 또한 MHC의 단백질 발현을 증가시켰다. 억제 PNAs를 사용한 miR-128의 작용 억제는 이러한 근육 분화 표지 유전자들의 발현을 차단했다. 또한, miR-128 발현 향상은 Erk와 Akt 단백질의 인슐린 자극에 의한 인산화를 증가시켰고, 고인슐린혈증과 고혈당증으로 인해 유도된 인슐린 저항성으로 인한 Erk와 Akt의 억제된 인산화를 회복했다. 이러한 발견은 miR-128이 근육분화와 인슐린 작용에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 시사한다.

• Molecules and Cells
• /
• 제38권4호
• /
• pp.304-311
• /
• 2015

Most follicles in the mammalian ovary undergo atresia. Granulosa cell apoptosis is a hallmark of follicle atresia. Our previous study using a microRNA (miRNA) microarray showed that the let-7 microRNA family was differentially expressed during follicular atresia. However, whether the let-7 miRNA family members are related to porcine (Sus scrofa) ovary follicular apoptosis is unclear. In the current study, real-time quantitative polymerase chain reaction showed that the expression levels of let-7 family members in follicles and granulosa cells were similar to our microarray data, in which miRNAs let-7a, let-7b, let-7c, and let-7i were significantly decreased in early atretic and progressively atretic porcine ovary follicles compared with healthy follicles, while let-7g was highly expressed during follicle atresia. Furthermore, flow cytometric analysis and Hoechst33342 staining demonstrated that let-7g increased the apoptotic rate of cultured granulosa cells. In addition, let-7 target genes were predicted and annotated by TargetScan, PicTar, gene ontology and Kyoto encyclopedia of genes and genomes pathways. Our data provide new insight into the association between the let-7 miRNA family in granulosa cell programmed death.