• 미생물학회지
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• 제44권3호
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• pp.228-236
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• 2008

세포배양 유래 생물의 약품 생산 공정에서 다양한 바이러스가 오염된 사례가 있기 때문에 바이러스 안전성 검증이 필수적이다. Reovirus type 3 (Reo-3)는 동물 세포주와 동물 세포 배양 공정에 오염되는 대표적인 바이러스이다. 세포배양 유래 생물의약품의 Reo-3 안전성을 확보하기 위해, 세포주, 원료물질, 제조공정, 완제품에서 Reo-3를 정략적으로 검출하고, 제조공정에서 Reo-3 제거 검증을 위한 시험법으로 활용이 가능한 real-time RT-PCR 시험법을 확립하였다. Reo-3에 특이적인 primer를 선별하였으며, 형광염료 SYBR Green I을 사용하여 Reo-3 RNA 정략 검출 시험법을 최적화하였다. 세포배양법에 의한 감염역가와 비교한 결과 real-time RT-PCR 민감도는 $3.2{\times}10^0\;TCID_{50}/ml$이었다. 확립된 시험법의 신뢰성(reliability)을 보증하기 위해 시험법 검증을 실시한 결과 특이성(specificity)과 재현성(reproducibility)이 우수함을 확인하였다. 확립된 real-time RT-PCR을 생물의약품 제조공정 검증에 적용할 수 있는지 확인하기 위하여 인위적으로 Reo-3를 오염시킨 CHO 세포에서 Reo-3 검출 시험을 실시한 결과 Reo-3를 감염시킨 CHO 세포와 세포배양 상청액에서 Reo-3를 정략적으로 검출할 수 있었다. 또한 바이러스필터 공정에서 Reo-3제거 효과를 감염역가 시험법과 비교 검증한 결과 더 빠른 시간에 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 위와 같은 결과에서 확립된 Reo-3 real-time RT-PCR 시험법은 생물의약품 안전성 보증을 위한 세포주 검증, 생물의 약품 생산 공정 검증, 바이러스 제거 공정 검증 등에서 감염 역가 시험법을 대신할 수 있는 신속하고, 특이성과 민감성이 우수한 시험법임을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권2호
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• pp.148-153
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• 2005

말라리아는 세계적으로 다시 발생하는 감염성 질환으로 모기에 의해 옮겨지는 말라리아 원충에 의해서 발병한다. 말라리아 원충을 검출하기 위하여 혈액 도말법 등 여러 가지 정량적인 assay가 활용 되고 있다. Real time PCR 은 반응이 일어나는 동안 PCR 산물의 생성을 계속적으로 모니터링 할 수 있는 방법으로서 최근 많은 환자들의 말라리아 원충을 한번에 탐지 하는데 적용되고 있다. 본 연구에서는 말라리아 원충 중 한국에서 질환을 일으키는 Plasmodium vivax를 탐지하기 위해 26명의 환자 혈액에서 분리 정제한 genomic DNA를 가지고 SYBR Green based-real time PCR을 수행하였다. 특히, 기존의 real time PCR에 사용한 18S rRNA와는 달리 DBP 유전자를 사용하여 새로운 말라리아 검출방법을 정량적이면서도 간편하고 경제적인 방법으로 개발하였다. 특히, real time PCR로 나온 결과를 임상적인 titer로 바꾸어 주기 위해서 reference 유전자로는 말라리아 환자의 상태와 관계없이 ACTB이 안정하다는 것을 real time PCR로 입증하였고 ACTB 유전자를 reference 유전자로 사용하였다. 본 연구에서는 real time PCR assay에 DBP라는 유전자를 처음 사용하였을 뿐 아니라 titer 보정을 위한 reference 유전자, ACTB를 real time PCR assay을 통해 확보하여 더 정확한 titer 값을 얻고자 했다. 이런 결과를 바탕으로 Taqman based-real time PCR과 본 연구의 결과를 정량비교를 하였다. 특히, 26명의 말라리아 환자 샘플을 3 group(Group I, II, III)로 나누어서 그 결과 정량적인 경향성 일치를 나타내었다. 특히, 높은 titer을 갖는 말라리아 샘플(Group I)에서 가장 많은 정량적인 차이를 보였지만, 간편하고 경제적인 SYBR Green-based real time PCR을 이용하여 DBP 유전자를 증폭하는 새로운 방법으로 말라리아를 Semi-quantitative 하게 검출할 수 있음을 보였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제29권4호
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• pp.340-346
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• 2014

본 연구에서는 식육원료 4종(소, 돼지, 말 및 닭)을 각각 판별하기 위하여 real-time PCR을 이용한 판별법을 개발하였다. 종 판별을 위한 유전자로는 미토콘드리아 유전자 중 12S rRNA와 16S rRNA 부분을 대상으로 하였으며, 특이 프로브의 Reporter dye는 FAM, Quencher dye는 TAMRA로 설계하였다. 개발된 프라이머 및 프로브 세트로 유사종에 대한 비 특이적 signal의 생성 유무를 관찰하기 위하여 총 10종을 대상으로 특이성을 확인한 결과, 비특이적 signal은 확인되지 않았다. 식육원료에 대하여 real-time PCR을 통한 식육 판별 시 식육 혼합 방법에 따른 $C^T$값의 유의적인 차이는 없었다. 의도적 혼합 및 비의도적 혼입을 판별하기 위한 정량법 개발에서는 의도적 혼합의 경우 100% 식육과의 $C^T$ 값 차이가 4 cycle 이내이고, 비의도적 혼입일 경우 100% 식육과의 $C^T$ 값 차이가 6 cycle 이상이었다. 따라서 본 연구를 통하여 개발한 식육 원료의 의도적, 비의도적 혼입 판별법은 불량식품 유통 근절 및 소비자 인권보호에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권6호
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• pp.590-599
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• 2005

연구배경 : 만성폐쇄성폐질환에서 나타나는 기도점액의 과다분비는 이 질환의 중요한 병리학적 소견이며 호흡곤란 등 환자의 증상을 악화시키는 요인 중의 하나이다. 기도 점액을 구성하는 여러 성분 중 Muc 유전자에 의해 만들어지는 당 단백이 흡연에 의해 생성이 증가하는데 이에 관여하는 세포 내 신호전달 과정에 대하여 확실히 밝혀진 바가 없다. 저자는 Muc 유전자 중 인체의 기도에 가장 많이 분비되는 Muc5ac 점액 생성을 담당하는 Muc5ac 유전자의 발현이 흡연에 의하여 증가하는데 관여하는 세포 내 신호전달 과정을 알아보고자 하였다. 재료 및 방법 : 사람 폐선암 세포주인 A549 세포를 배양하여 Muc5ac 유전자의 promotor를 luciferase reporter plasmid를 사용하여 세포 내에 transfection시키고 5% 담배연기 추출물로 자극하여 배양하였다. 또 세포 내 신호전달에 관여하는 표피성장인자 수용체 kinase의 억제제인 AG1478, mitogen-activated protein kinase kinase(MAPKK) 억제제인 PD98059, p38 mitogen-activated protein kinase 억제제인 SB203580으로 각각 전 처치 후 역시 5% 담배연기 추출물로 자극 배양하였다. 배양된 세포에서 단백질을 추출하여 luciferase 분석을 통하여 Muc5ac promoter 활성도를 측정하고 Western blot을 이용하여 표피성장인자 수용체와 mitogen-activated protein kinase (MAPK)인 extracellular signalrelated kinase (ERK)1/2, p38 MAPK, c-Jun N-terminal kinase (JNK)의 발현을 확인하였다. 또 세포에서 RNA를 추출한 후 Muc5ac primer를 이용하여 역전사효소 중합연쇄반응을 수행하여 Muc5ac mRNA 발현을 관찰하였다. 결 과 : 1. Muc5ac promoter를 삽입한 A549 세포를 5% 담배연기 추출물로 자극하였을 때 의의 있게 luciferase 활성도가 증가하였고(P<0.001) 자극하는 시간이 3시간이었을 때 luciferase 활성도가 최고치를 보였다(P<0.01). 또 담배연기 추출물 자극은 표피성장인자 수용체를 인산화시켰으며 인산화는 AG1478과 PD98059에 의하여 억제되었다. 2. AG1478 혹은 PD98059로 전 처치 후 5% 담배연기 추출물로 자극한 경우 5% 담배연기 추출물 단독으로 자극한 것에 비하여 유의하게 lucifearse 활성도가 억제되었고 (P<0.01) 세 가지 종류의 MAPK 중 ERK1/2와 p38 MAPK의 인산화는 관찰되었으나 JNK의 인산화는 관찰되지 않았다. 역전사효소 중합연쇄반응을 이용하여 관찰한 Muc5ac mRNA 발현은 담배연기 추출물에 의해 증가되었고 PD98059와 AG1478에 의하여 역시 억제되었다. 3. 담배연기 추출물에 의하여 인산화 된 ERK1/2는 PD98059에 의하여 인산화가 감소하였고 p38 MAPK의 인산화는 PD98059와 SB203580에 의하여 감소하였으며 이 두 가지 억제제는 모두 luciferase 활성도를 유의하게 억제시켰다(P<0.0001). 결 론 : 담배연기 추출물은 Muc5ac 유전자의 발현을 증가시켜 기도 내 점액 분비를 증가시키며 이는 표피성장인자 수용체를 매개로 ERK1/2와 p38 MAPK를 경유하여 세포 내 신호전달이 이루어진다고 생각된다. 따라서 점액 유전자 활성화를 매개하는 신호전달 과정을 차단하는 약제나 방법이 개발된다면 과도한 점액분비를 치료할 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제29권4호
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• pp.347-355
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• 2014

본 연구에서는 식품 중 동물성 사용원료의 진위 판별을 위하여 분자생물학적 기법을 이용한 시험법을 개발하였다. 동물성 식품원료의 종 판별을 위한 유전자로는 미토콘드리아 DNA에 존재하는 COI, Cytb, 및 16S rRNA 유전자를 대상으로 하였으며, 가공식품에 적용하기 위하여 PCR 산물의 크기는 200 bp 내외가 되도록 종 특이 프라이머를 설계하였다. 대상종으로는 가축류 2종, 가금류 6종, 민물어류 2종, 해양어류 13종 및 갑각류 1종, 총 24종을 선정하였으며 종 특이 프라이머를 이용하여 예상되는 PCR 산물의 생성 유무를 확인하였다. PCR을 수행한 결과 토끼, 여우, 꿩, 집비둘기, 멧비둘기, 메추리, 참새, 제비, 메기, 쏘가리, 날치, 열빙어, 청어, 까나리, 멸치, 참조기, 넙치, 조피볼락, 홍어, 가오리, 말쥐치, 농어, 성게 및 바닷가재에 대하여 각각 156, 204, 152, 160, 113, 163, 167, 152, 165, 121, 136, 151, 178, 178, 146, 188, 177, 166, 179, 218, 188, 185, 127 및 172 bp에서 PCR 증폭 산물을 확인하였다. 그리고 프라이머 별로 비교종에서는 비특이적 PCR 산물(non-specific PCR product)은 생성되지 않았다. 본 연구에서 개발된 유전자 분석법을 이용하여 동물성 식품원료가 사용된 식품 원료 및 가공식품의 진위 판별에 활용이 가능할 것이며, 불량식품 근절에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 대한불임학회 2001년도 제2차 연수강좌
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• pp.195-205
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• 2001

태반 영양배엽 (trophoblast)은 포유동물의 발생과정 중 가장 먼저 분화되는 세포로서, 자궁환경내에서 배아가 착상, 발생, 및 분화하기 위해서 반드시 필요한 태반을 형성하는 색심적인 세포이다. 영양배엽 세포의 분화과정중의 결함은 배아의 사산이나 임신질환 등의 치명적 결과를 초래한다. 하지만, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 분자생물학적인 메카니즘은 아직 규명되지 않고 있다. 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 경로를 규경하기 위한 선결과제는 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 많은 유전자들이 밝혀져야만 한다. 본 연구팀은 최근에 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 두 종류의 새로운 유전자들을 찾았다. 한 종류는 homeobox를 보유하고 있는 조절 유전자 Psx이고, 다른 한 종류는 임신호르몬인 태반 프로락틴 라이크 단백질 유전자 PLP-C${\beta}$이다. 본 연구과제의 목표는 이들 유전자의 기능과 조절 메카니즘을 규명함으로써, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 조절경로를 밝히는 것이다. 이를 위하여 다음과 같은 일련의 연구를 수행할 것이다. 1) Psx 유전자가 분화된 영양배엽 세포에서만 발현케 하는 조절 메카니즘을 규명하기 위해 functional assays, in vitro footprinting, gel mobility shift assays, 생쥐형질전화, UV crosslinking, Southwestern blot 등의 방법을 통해 Psx 유전자의 cis-acting 요인과 trans-acting factor를 밝혀 분석한다. 2) 영양배엽 세포의 분화조절 경로를 규명하기 위해 random oligonuclotide library screening, DD-PCR, subtractive screening 등의 방법을 이용하여 Psx 유전자에 의해 조절되는 하부유전자를 밝힌다. 3) Psx 유전자를 knock-out시켜 영양배엽 세포가 발달 및 분화하는데 미치는 역할을 밝힌다. 4) Yeast two-hybrid screening방법을 이용하여 태반 프로락틴 유전자의 수용체를 찾아 이들의 신호전달 기전을 밝힌다. 제1차년 연구결과로서, mouse와 rat으로부터 각각 Psx 유전자의 genomic DNA를 클로닝하여, 유전자 구조를 비교한 결과, mouse Psx (mPsx2)는 4개의 exons으로 이루어져 있는 반면에, rat Psx (Psx3)는 3개의 exons으로 구성되어 있었다. 즉, rPsx3는 mPsx2의 exon1이 없었다. Notrhern blot과 in situ hybridization 분석에 의해 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 발현 조절되는 현상을 밝혔다. 실제로 mPsx2와 rPsx3의 5'-flanking지역을 클로닝하여 염기서열 분석 결과 전혀 homology를 찾을 수 없었다. 또한, 이들 각각 promoter의 activity를 luciferase reporter를 이용하여 조사한 결과 Rcho-1 trophoblast cells에서 각기 다른 activity를 보여 주는 것을 발견하였다. Psx 유전자의 transcription start sites는 Primer extension에 의해 밝혔다. 또한 Psx2 유전자를 knock-out 시키기 위해 targeting vector를 Osdupde1에 제작하였다. 본 과제를 시작할 때 새로운 프로락틴 유전자 하나를 클로닝하여 이 유전자를 PLP-I라고 이름을 붙였다. 이 후 이 유전자 (PLP-I)는 PLP-C${\beta}$라고 이름을 붙이게 되었다. Mouse PLP-C${\beta}$ 유전자의 counterpart를 rat에서 찾아 염기서열을 비교한 결과 mouse와 rat에서 PLP-C${\beta}$유전자의 homology는 약 79% (amino acid level)였다. 본 연구과정을 통해 또 하나의 새로운 PLP-C subfamily member를 mouse로부터 클로닝 하였고, 이 유전자를 PLP-C${\gamma}$라 하였다. PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$의 발현 유형은 Northern blot과 in 냐셔 hybridization 분석에 의해 태반의 제한된 spongitrophoblast와 trophoblast giant cells에서만 발현하는 것을 밝혔다. 놀랍게도 이들 두 새로운 유전자는 alternative splicing에 의해 두 종류의 isoform이 있음을 밝혔다. PLP family member 유전자로서 splicing에 의한 isoforms을 보여 주는 유전자로는 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 최초이다. 이들 isoform mRNAs의 발현 유형은 RT-PCR 방법을 이용하여 규명하였다. 또 하나의 새로운 발견은 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 독특한 유전자 구조를 갖고 있었다. 즉, PLP-C${\beta}$는 exon3의 alternative splicing에 의해 5개 혹은 6개의 exons을 갖는 two isoforms이 생긴다. 반면에 PLP-C${\gamma}$는 exon2가 alternative splcing이 되면서 7개의 exons을 갖거나 6개의 exons을 갖는 isoforms을 만든다. 그리고, PLP-C${\gamma}$의 promoter activity를 trophoblast Rcho-l${\gamma}$ 세포주를 이용하여 PLP-C${\gamma}$ 의 1.5 kb 5'-flanking 지역이 trophoblast-specific promoter activity를 갖고 있음을 밝혔다. PLP-C${\gamma}$ 유전자의 transcription start site는 Primer extension에 의해 밝혔다. 제 1차 년도의 연구결과를 토대로, 2차년에서는 다음단계의 연구를 수행하고자 한다. 즉, 1) mPsx2와 rPsx3의 promoter를 비교분석 함으로서 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 조절되는 메카니즘 규명, 2) Psx와 PLP-C 유전자의 promoter에 있는 cis-acting elements 탐색, 3) Psx2와 Psx3의 단백질을 이용하여 이들이 binding하는 target sequence 규명, 4) 제작한 Psx2 targeting vector를 이용하여 ES cells에서 Psx2 유전자 knock-out, 5) Psx 유전자를 과발현시키는 세포주를 만들고 Psx에 의해 조절되는 유전자 탐색, 6) 새로 밝히 PLP-C members 유전자들의 조절기전을 Rcho-1 세포주를 이용하여 여러 거지 성장인자와 다른 호르몬에 대한 반응을 탐색, 7) Psx와 PLP-C${\gamma}$ 유전자의 chromosomal mapping 등을 밝힐 것이다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제27권4호
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• pp.466-472
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• 2012

식품 중 P. mirifica 원료 함유여부에 대한 판별법 마련을 위하여 식물의 종 동정에 일반적으로 사용되는 ribulose bisphosphate carboxylase (rbcL), RNA polymerase C (rpoC1), intergenic spacer (psbA-trnH) 및 second internal transcribed spacer (ITS2) 유전자부위를 선정하였다. 선정된 유전자부위를 증폭하기 위하여 일반 프라이머를 이용하였으며 각각 719 bp, 520 bp, 348 bp 및 507 bp의 PCR 산물을 확인하였다. 그리고 염기서열을 결정하고 유전자은행에 등록되어있는 염기서열과 유사성에 대한 분석한 결과 rbcL, rpoC1 및 psbA-trnH 부위는 상동성이 매우 높아 프라이머를 설계하기는 어려웠다. 그러나 ITS2의 경우 염기서열의 차이점이 있어 4종류의 프라이머를 설계하였다. 설계된 프라이머를 이용하여 P. mirifica, P. lobata, B. superba에 대한 PCR을 실시한 결과 SFI12-miri-6F/SFI12-miri-7R 및 SFI12-miri-6F/SFI12-miri-8R의 경우 P. lobata 와 B. superba에서 비 특이적 밴드가 없으며 P. mirifica에서 예상크기인 137 bp 및 216 bp를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 P. mirifica을 판별할 수 있는 종 특이 프라이머는 식품가능원료 및 가공식품에 대한 적용할 수 있어 인터넷 쇼핑몰 등 시중에 불법적으로 유통되는 제품에 대한 안전관리에 활용도가 매우 클 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권2호
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• pp.209-218
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• 1995

본 연구에서는 유전자 복제기작을 생화학적, 분자생물학적 방법을 사용하여 bacteriphage T7을 대상으로 연구하였다. Bacteriophage T7의 유전자 복제, 재조합, 수선시 필수 단백질로 작용하는 gene 2.5 단백질의 생체내 기능에 대한 유전학적 연구와 단백질을 분리 정제하여 복제 단백질들과의 상호작용에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 gene 2.5 단백질은 DNA복제시 필수 구성단백질로 작용하며, 복제과정에서 유전자 복제에 관여하는 핵심 단백질들인 DNA polymerase, helicase/primase와 직접 단백질-단백질 상호 협동 작용을 하는 r것을 증명하였다. 특히 gene 2.5 단백질의 C-terminal domain이 절편된 변이체의 경우 복제 단백질들과 상호작용이 결여되었다. 따라서 C-terminal domain이 gene 2.5 단백질의 기능에 필수적으로 관여함을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.382-388
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• 2018

본 연구는 치아우식증의 주 원인균으로 작용하는 S. mutans에 특이적인 앱타머 및 그 작용 기전에 관한 것으로 더욱 상세하게는 SELEX방법을 이용하여 S. mutans에 특이적인 앱타머를 선별하고, 앱타머와 결합하는 단백질 분자를 정제 및 동정함으로써 S. mutans의 부착에 관련된 기전을 보다 더 명확하게 규명하고자 하였다. 표적분자에 높은 친화도와 선택성으로 결합할 수 있는 특성을 가지는 앱타머는 3차원적인 특이적 구조에 의해 표적물질에 대해 수 nM ~ 수 pM 수준의 높은 결합력과 선택성을 지니고 있으며, 항체와 유사한 특성을 가지는 핵산으로 여겨지고 있다. 또한, 항체에 비해 안정성이 매우 높아 실온 보관이나 운반이 가능하고, 장시간이나 반복사용이 요구되는 진단용으로의 응용이 매우 용이하다. 또한 생체 내 면역거부반응이 거의 일어나지 않는 점 등을 바탕으로 보다 저렴한 앱타머로 대체하려는 시도가 이루어지고 있으며, 이는 치료용으로의 개발연구에 매우 중요한 장점이 될 수 있다. 이를 위하여 39개의 random sequence를 갖는 DNA library를 제조하고, S. mutans를 앱타머 선별의 대상물질로 하여, SELEX 방법을 통하여 선별하고 pCR2.1 cloning vector에 cloning하고, 그 염기서열을 분석하였다. 그 결과 6종의 서로 다른 염기서열을 갖는 앱타머를 선별하였으며, 선별된 앱타머 중 SM-2를 이용하여 앱타머와 직접 결합하는 단백질을 분리, 동정하였다. 위의 결과로부터 선별된 앱타머들은 S. mutans에 선택적으로 결합함을 확인하였고, 이 앱타머는 세균의 당 대사 및 단백질 합성 관련 단백질에 결합함으로서 세균의 부착을 억제 할 수 있음을 확인하였다.

• 식물병연구
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• 제21권4호
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• pp.315-320
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• 2015

Soybean mosaic virus(SMV)는 potyvirus 속에 속하며, 모자이크, 괴사, 기형 등의 병징을 야기하고 국내에서는 11개 계통(G1 to G7, G5H, G6H, G7H, G7a)이 보고되어있다. Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification(RT-LAMP) 방법은 등온에서 유전자 증폭이 가능하게 하며, 이 방법은 PCR 과정이나 전기영동 없이도 바이러스에 감염된 식물을 검출할 수 있는 이점이 있다. RT-LAMP의 최적반응 조건은 $58^{\circ}C$, 60분으로 확인되었다. 특이성 검정을 위해 콩에서 발생하는 여러 바이러스들과 보유중인 SMV의 9 계통에서 그 특이성을 확인하였다. 그 결과 SMV에 대한 RT-LAMP primer들의 종 특이성이 확인되었으며, SMV의 계통들에 대해서도 적용이 가능한 것으로 확인되었다. 항온수조와 heating block과 같은 간편한 등온 장치에서 재현성을 확인하기 위해 Thermocycler 기기와 비교하여 증폭 여부를 확인한 결과 반응의 차이는 나타나지 않았다. RTLAMP 반응 이후, 반응물을 전기영동과 SYBR Green I을 이용하여 자연광과 UV광에서 증폭 여부를 확인하였다. 그 결과 전기 영동, 자연광, portable UV light와 UV transilluminator에서 모두 반응이 확인되었다.