• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.306-314
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• 2019

Dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) 저해제는 부작용이 적어 제2형 당뇨병의 2차 용법으로 널리 사용되고 있다. 우리는 human DPP-4 (hDPP-4) 유전자를 돼지 zygote의 전핵에 주입한 후, 1 세포 단계의 수정란을 외과적 방법으로 이식하였고, 마지막으로 꼬리에서 hDPP-4 유전자가 발현되는 형질 전환 돼지를 생산하는데 성공했다. 이식한 3두의 임신돈에서 16두의 자돈이 생산되었고, 이들 가운데 1두의 수컷 자돈에서 형질전환 개체가 확인되었다. Western blot과 RT-PCR 분석을 통해 hDPP-4가 형질 전환 돼지의 막 세포에서 강하게 발현되고, hDPP-4 유전자가 다양한 조직과 꼬리에서 각각 발현되고 있음을 확인하였다. 이것은 발현 벡터가 형질 전환 돼지에서 정상적으로 발현된다는 것을 시사한다. 이번 연구 결과는 인슐린 저항성에 대한 내분비 기능을 확인하는 모델 동물로, hDPP-4 형질 전환 돼지가 인슐린 저항성에 대한 내분비 기능을 확인할 수 있는 새로운 신약에 대한 검증의 소재로서 가치를 높일 것으로 기대된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제54권3호
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• pp.179-191
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• 2022

본 연구는 공중보건에 위협이 되고 있는 carbapenemase 유전자형 중 bla_KPC, bla_NDM, bla_IMP, bla_VIM, bla_OXA-48-like 유전자의 표현형적 검사 및 분자진단으로 검출하고 관련 유전자 분포 양상에 대해 알아보았다. 표현형적 검사결과 MHT는 41균주 모두에서 양성을 확인하고, CIT는 meropenem+PBA는 18균주 및 meropenem+EDTA에서 8균주의 양성을 확인하였다. PCR 결과 bla_KPC 28균주, bla_NDM 25균주, bla_IMP 5균주, bla_VIM 1균주, bla_OXA-48-like 13균주에서 증폭 산물을 확인하였다. 또한 bla_KPC+bla_NDM 7균주, bla_KPC+bla_IMP 1균주, bla_NDM+bla_OXA-48-like 1균주, bla_NDM+bla_VIM 1균주, bla_KPC+bla_NDM+bla_IMP 4균주, bla_KPC+bla_NDM+bla_OXA-48-like 4균주를 확인하였다. 실시간 중합효소 연쇄반응을 이용한 융해 곡선 분석결과는 PCR 결과와 100% 일치함을 확인하였다. 결론적으로 real-time PCR을 이용한 신속하고 특이성이 높은 CRE 조기진단을 통한 유전자 확인은 제한된 치료 옵션과 높은 사망률로 공중 보건 위협을 고조하는 CRE의 감시, 진단 및 치료를 개선할 수 있으며 전염을 방지하기 위한 효과적인 항균 치료 및 시기적절한 감염 통제가 가능할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제32권2호
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• pp.94-100
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• 2022

B형간염바이러스(HBV)의 만성 감염은 간경화와 간세포암 발생 빈도를 현저히 높인다. HBV 감염의 임상적 결과는 숙주 유전적 요인과 바이러스의 유전자 변이, 그리고 환경적 요인 등에 결정된다. HBV 복제를 위한 HBV의 pre-genomic RNA 전사는 바이러스의 core promoter 활성화에 의해 조절된다. Core promoter 돌연변이는 급성간 질환과 간세포암 발생에 연관되어 있다. 본 연구팀은 미얀마의 HBV 감염 환자들로부터 바이러스 유전자를 획득하여 core promoter 부위의 유전자 변이들을 파악하였다. Core promoter의 상대적 유전자 활성 차이를 분석하기 위해서 core promoter를 luciferase reporter에 재조합한 시스템을 제작하였다. 분석한 core promoter의 유전자 변이들 중에서 C1731T와 G1806A 돌연변이가 HBV core promoter의 전사 활성화를 증가에 관여하였다. 돌연변이 부위를 중심으로 전사 인자들의 가능한 결합 부위 변화를 컴퓨터 프로그램 분석을 통해 조사한 결과, C/EBPβ와 XBP1 반응 부위가 새롭게 생성되었음을 도출하였다. C/EBPβ의 세포 내 발현은 C1713T 돌연변이를 가진 core promoter의 전사 활성을 증가시켰으며, XBP1 발현은 G1806A 돌연변이를 함유한 M95 promoter를 활성을 증가시켰다. HBV 감염의 치료는 약제 내성과 백신 회피 돌연변이 발생으로 문제점을 가지고 있는 상황에서, 이 연구 결과는 HBV core promoter 돌연변이의 분자생물학적 그리고 임상학적 중요성을 제공한다.

• 식물병연구
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• 제28권1호
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• pp.19-25
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• 2022

인삼은 수천 년 동안 동아시아에서 재배된 중요한 약용 식물이다. 일반적으로 같은 포장에서 4-6년 동안 재배되기 때문에 다양한 병원균에 노출된다. 그 중 인삼뿌리썩음병이 가장 큰 피해를 주는 주요 원인이다. 본 연구에서는 건강한 인삼에서 내생균을 분리하고, 인삼뿌리썩음병원균에 대해 길항작용을 갖는 내생균을 선발하였다. 분리된 17개 균주 중, 3개 균주가 인삼뿌리썩음병원균에 길항작용을 나타냈으며 인삼뿌리썩음병균이 생산하는 곰팡이독소인 라디시콜에 내성을 보였다. 우수한 길항효과와 라디시콜 저항성을 갖는 Bacillus velezensis CH-15를 선발하여 추가 실험을 수행하였다. 인삼 뿌리에 CH-15를 접종하면 병원균의 균사 생장을 억제할 뿐만 아니라 질병의 진행도 억제하였다. CH-15는 또한 바실로마이신 D, 이투린 A, 바실리신, 서팩틴 생합성 유전자를 갖고 있었다. 또한 CH-15 배양여액은 병원균 생장과 분생포자 발아를 억제하였다. 본 연구는 내생균 CH-15가 인삼뿌리썩음병 병원체에 대해 길항작용을 하고 인삼뿌리썩음병의 진행을 억제함을 보여주었으며 이 균주가 인삼뿌리썩음병을 억제하는 미생물 제제가 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.91-101
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• 2023

박테리오신은 리보솜에서 합성된 항균 펩타이드로, 박테리아에 의해 생성되어 유사하거나 밀접한 관련이 있는 박테리아 균주의 성장을 억제한다. 니신이 처음 발견된 이래로, 독특한 구조와 다양한 항균활성 방식을 가진 많은 박테리오신들이 기술되었고, 생산, 분비, 면역을 암호화하는 유전자들이 보고되었다. 니신은 치즈와 액체 달걀, 소스, 통조림 식품에 적용되는 박테리오신 중 하나이다. 많은 Bacillus 속 박테리오신들은 변역 후 변형된 펩타이드인 란티바이오틱스에 속한다. 다른 속의 Bacillus는 또한 많은 다른 비-란티바이오틱스 박테리오신을 생산한다. Bacillus 속 박테리오신은 때때로 더 넓은 항균 스펙트럼 때문에 더욱 중요해지고 있다. 박테리오신은 식품 및 제약 산업에서 식품 부패 및 병원성 세균 증식을 방지하기 위한 매력적인 화합물로 간주된다.박테리오신은 식품계에서 다양한 방식으로 생물학적 방부제로 사용될 수 있다. 생물 보존은 미생물 및/또는 그 대사산물을 사용하는 식품의 유통기한 연장 및 안전성 향상을 의미한다. 새로운 항균 화합물에 대한 수요는 식품 미생물학적 안전성을 향상시킬 수 있는 새로운 기술에 대한 큰 관심을 가져왔다. 박테리오신의 응용은 식품에서 인간의 건강으로 확대되고 있다. 오늘날 많은 연구자들은 박테리오신에 대한 관심을 식품보존에서 감염과 항생제 내성 질병을 유발하는 박테리아의 처리로 전환하고 있는 추세이다. 박테리오신 연구의 이 흥미로운 새로운 시대는 의심할 여지없이 새로운 발명과 새로운 응용으로 이어질 것이다. 이 리뷰에서 우리는 Bacillus 속에 의해 생산되는 박테리오신의 다양한 특성과 응용을 요약한다.

• 생약학회지
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• 제54권2호
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• pp.72-79
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• 2023

MRSA is Staphylococcus aureus resistant to β-lactam antibiotics, and is a worldwide infectious disease. Even with the discovery of new antibiotics, resistance develops rapidly, so new alternatives are needed. Jakyakgamcho-tang (JGT) is a combination of Jakyak and Gamcho, and has been mainly used as an antispasmodic and analgesic in oriental medicine. This study was conducted to find out whether there is an effect on MRSA in relation to the anti-inflammatory effect of JGT and the antibacterial effect of Jakyak and Gamcho found in previous studies. In this study, in order to investigate the antibacterial activity of JGT and the combined effect of existing antibiotics, after extracting JGT with 70% EtoH, the disc diffusion method, minimum inhibitory concentration (MIC), drug combination effect (FICI), and time-kill analysis (Time-kill assay), metabolic inhibition, Western blot and qRT-PCR analysis were used to confirm the antibacterial activity mechanism of MRSA of JGT. As a result of the experiment, all of MRSA showed antibacterial activity in JGT's disc diffusion method, and the MIC was 250-1000 ㎍/mL. When existing antibiotics and JGT were combined with drugs, most had synergy or partial synergy. In addition, it was confirmed that the degree of bacterial growth was suppressed over time when simultaneous administration for 24 hours. JGT showed a synergistic effect when administered together with the ATPase-inhibitor DCCD, suggesting that it affected the inhibition of ATPase. As a result of observing the expression of PBP2a, and hla protein in the JGT-treated group and the untreated control group through wstern blot, it was confirmed that the protein expression of the JGT-treated group was significantly suppressed, and the expression levels of mecA, mecR1 and hla genes were also suppressed during JGT treatment. was observed by qRT-PCR. Combining the results of the experiment, it can be seen that JGT has antibacterial activity in MRSA, and when combined with existing antibiotics, the effect was increased compared to treatment with the drug alone. This suggests that JGT can be an alternative to treatment for antibiotic resistance of MRSA.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.269-269
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• 2022

Pre-harvest sprouting (PHS) on rice panicles is getting problematic in recent several years in Korea due to climate changes such as high temperature and more frequent typhoons during harvesting season. PHS negatively affects grain quality severely and also yield. Genetic improvement of Korean varieties (Oryza sativa ssp. japonica) through a marker assisted-backcross breeding (MAB) with the known PHS resistant genes must be one of ideal solutions. However, the final breeding products of MAB occasionally exhibit unwanted traits, especially the cross between genetically distant parents. This might be caused by linkage drag and/or presence of the gene-unlinked donor introgressions, resulting that the final products could not be released to the farmers. The major PHS resistance gene, Sdr4 (Seed dormancy 4) originated from an indica cultivar, Kasalath was selected as a donor gene. In order to avoid unexpected phenotypes in the breeding products, we performed a precision marker-based breeding (PMBB) consisting of foreground, recombinant, and background selections (FS, RS, and BS) which aim to develop 'single small introgression lines' (~100 kb introgression). Korean varieties (Ilpum and Gopum) were crossed with Kasalath. We developed Sdr4-allele specific markers for FS and a set of polymorphic flanking markers near the Sdr4 (-350kb and +420kb) for RS. To minimize linkage drag, the small introgression (< 125kb) containing Sdr4 was selected in Ilpum background (BC₂F₄) through 1^st RS with ~1,200 F₂ or BC₁F₂ plants (one side trimmed) and then 2^nd RS with ~1,000 progenies from the 1^st RS selected plants (another side trimmed). After RS, the selected lines were genotyped by using Infinium 7K SNP chip to detect other donor introgressions and the lines were backcrossed. Currently BS is on-going from the backcross-derived progenies with BS markers to remove residual introgressions. During the PMBB process, genetic effect of Sdr-4-Kasalath allele was confirmed in Ilpum and Gopum backgrounds by PHS phenotyping using the segregating BC₂F₃ or BC₁F₄ materials. The Sdr4 PMBB lines in Ilpum background (< 125kb introgression) will be valuable genetic resources to improve PHS resistance in modem popular temperate japonica varieties.

• 식물병연구
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• 제30권2호
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• pp.199-205
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• 2024

Erwinia amylovora는화상병의원인균으로국내에서는 2015년 이후 사과와 배 나무에 큰 피해를 일으키고 있다. 농가에서는 화상병 예방을 위해 개화기에 항생제를 살포하고 있다. 그러나 항생제의 지속적인 사용은 저항성균의 출현을 유발하고, 이로 인해 방제 효율의 저하를 초래할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 2019–2023년 동안 국내에서 분리한 E. amylovora 361균주를 대상으로 스트렙토마이신에 대한 최소억제농도의 변화 양상을 조사하였다. 국내에서 분리한 연구 대상 균주들에 대한 스트렙토마이신의 최소억제농도는 0.5–4 µg/ml였고 균주에서 스트렙토마이신에 약한 저항성을 유도하는 strA-strB 유전자는 확인되지 않았다. 또한 경기도, 강원도 및 충청북도에서 다른 지역에 비해 스트렙토마이신의 최소억제농도가 높았다. 이러한 연구 결과는 스트렙토마이신의 사용에 대한 주의를 유도하고 방제 대책을 수립하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권4호
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• pp.481-491
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• 2024

Paxlovid is the first approved oral treatment for coronavirus disease 2019 and includes nirmatrelvir, a protease inhibitor targeting the main protease (M^pro) of SARS-CoV-2, as one of the key components. While some specific mutations emerged in M^pro were revealed to significantly reduce viral susceptibility to nirmatrelvir in vitro, there is no report regarding resistance to nirmatrelvir in patients and animal models for SARS-CoV-2 infection yet. We recently developed xenograft tumors derived from Calu-3 cells in immunodeficient mice and demonstrated extended replication of SARS-CoV-2 in the tumors. In this study, we investigated the effect of nirmatrelvir administration on SARS-CoV-2 replication. Treatment with nirmatrelvir after virus infection significantly reduced the replication of the parental SARS-CoV-2 and SARS-CoV-2 Omicron at 5 days post-infection (dpi). However, the virus titers were completely recovered at the time points of 15 and 30 dpi. The virus genomes in the tumors at 30 dpi were analyzed to investigate whether nirmatrelvir-resistant mutant viruses had emerged during the extended replication of SARS-CoV-2. Various mutations in several genes including ORF1ab, ORF3a, ORF7a, ORF7b, ORF8, and N occurred in the SARS-CoV-2 genome; however, no mutations were induced in the M^pro sequence by a single round of nirmatrelvir treatment, and none were observed even after two rounds of treatment. The parental SARS-CoV-2 and its sublineage isolates showed similar IC₅₀ values of nirmatrelvir in Vero E6 cells. Therefore, it is probable that inducing viral resistance to nirmatrelvir in vivo is challenging differently from in vitro passage.

• 식물병연구
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• 제29권4호
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• pp.363-376
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• 2023

검은무늬병은 세계적으로 재배되는 십자화과 작물을 황폐화시키고 있으며, 브로콜리, 배추, 케일, 무, 유채 등의 생산에 경제적인 손실을 가져왔다. 십자화과 작물의 검은무늬병은 A. brassicae, A. brassicicola, A. raphani 등을 포함하는 다수의 Alternaria 종에 의하여 발생하며 이러한 병원균들은 감염된 종자나 매개충에 의하여 전반된다. 본 총설에서는 검은무늬병에 대한 십자화과 작물의 병 저항성 형질을 발굴하기 위한 그 동안의 노력을 보여주었다. 병 저항성을 위한 유전 자원이 십자화과 작물의 근연 야생종으로부터 조사되었으며, 십자화과 작물의 상이한 품종들이 다른 접종 조건에서 선별되었다. 검은무늬병 저항성 작물의 개발을 위하여 다양한 식물 방어 관련 유전자들을 이용한 십자화과 작물의 형질 전환이 이루어지기도 하였다. β-Amino-n-butyric acid나 멜라토닌과 같은 화학 물질을 전처리하여 활성화된 식물 면역이 십자화과 작물의 검은무늬병을 줄이기 위하여 제안되었다. 검은무늬병 저항성 형질은 다른 서식지에서 유래한 모델 식물 Arabidopsis 생태형들에서도 평가되었다. 야생형 Arabidopsis와는 상이한 병 저항성을 보이는 식물 면역 관련 돌연변이체들은 십자화과 작물에서 검은무늬병을 관리하는 데에 가치있는 정보를 제공하였다. 특히 이러한 돌연변이체에서 변동된 산화-환원 조절과 항산화 반응에 대하여 본 총설에서 논하였다.