• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권1호
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• pp.56-64
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• 2024

Biased signaling or functional selectivity refers to the ability of an agonist or receptor to selectively activate a subset of transducers such as G protein and arrestin in the case of G protein-coupled receptors (GPCRs). Although signaling through arrestin has been reported from various GPCRs, only a few studies have examined side-by-side how it differs from signaling via G protein. In this study, two signaling pathways were compared using dopamine D₂ receptor (D₂R) mutants engineered via the evolutionary tracer method to selectively transduce signals through G protein or arrestin (D₂G and D₂Arr, respectively). D₂G mediated the inhibition of cAMP production and ERK activation in the cytoplasm. D₂Arr, in contrast, mediated receptor endocytosis accompanied by arrestin ubiquitination and ERK activation in the nucleus as well as in the cytoplasm. D₂Arr-mediated ERK activation occurred in a manner dependent on arrestin3 but not arrestin2, accompanied by the nuclear translocation of arrestin3 via importin1. D₂R-mediated ERK activation, which occurred in both the cytosol and nucleus, was limited to the cytosol when cellular arrestin3 was depleted. This finding supports the results obtained with D₂Arr and D₂G. Taken together, these observations indicate that biased signal transduction pathways activate distinct downstream mechanisms and that the subcellular regions in which they occur could be different when the same effectors are involved. These findings broaden our understanding on the relation between biased receptors and the corresponding downstream signaling, which is critical for elucidating the functional roles of biased pathways.

• 생명과학회지
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• 제34권3호
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• pp.199-207
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• 2024

CYP 효소는 내인성 및 외인성 화학물질의 대사에 핵심적인 역할을 담당한다. 특히, 약물, 자연생성물 및 환경 독성 화학물질 등은 조직에 따라 특이적 CYP 효소 유전자의 발현을 조절하며, 이는 체내 유입된 약물과 독성물질 등과 같은 화학물질들 사이의 상호작용을 유발하여 이들의 대사에 영향을 줌으로써, 결국 치료 효과와 독성 효과에 변화를 초래한다. 이 분야에 대한 지난 수십 년 동안의 집중적인 연구는, 이러한 CYP 효소 유전자의 발현조절을 매개하는 분자적 기전을 이해하는 데 상당한 진전을 가져왔다. 이제는 구체적인 CYP 효소 유전자의 발현 유도를 조절하는 화합물들뿐만 아니라, 이를 감지하여 특정 CYP 유전자의 발현 조절을 매개하는 데 관여하는 수용체들과 이들의 신호전달 경로들이 비교적 상세히 밝혀졌다. 본 총설에서는, 다양한 화학물질의 노출에 반응하여 CYP 효소 유전자들의 발현 유도를 매개하는 것으로 알려진 주요 외인성 물질-감지 수용체들과 기타 조절인자들의 분자적 작용기전을 요약한다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제40권5호
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• pp.498-511
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• 2024

Bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum is a destructive disease that affects potato production, leading to severe yield losses. Currently, little is known about the changes in the assembly and functional adaptation of potato rhizosphere microbial communities during different stages of R. solanacearum infection. In this study, using amplicon and metagenomic sequencing approaches, we analyzed the changes in the composition and functions of bacterial and fungal communities in the potato rhizosphere across four stages of R. solanacearum infection. The results showed that R. solanacearum infection led to significant changes in the composition and functions of bacterial and fungal communities in the potato rhizosphere, with various microbial properties (including α,β-diversity, species composition, and community ecological functions) all being driven by R. solanacearum infection. The relative abundance of some beneficial microorganisms in the potato rhizosphere, including Firmicutes, Bacillus, Pseudomonas, and Mortierella, decreased as the duration of infection increased. Moreover, the related microbial communities played a significant role in basic metabolism and signal transduction; however, the functions involved in soil C, N, and P transformation weakened. This study provides new insights into the dynamic changes in the composition and functions of potato rhizosphere microbial communities at different stages of R. solanacearum infection to adapt to the growth promotion or disease suppression strategies of host plants, which may provide guidance for formulating future strategies to regulate microbial communities for the integrated control of soil-borne plant diseases.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권5호
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• pp.509-522
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• 2024

Decellularized matrix transplantation has emerged as a promising therapeutic approach for repairing tissue defects, with numerous studies assessing its safety and efficacy in both animal models and clinical settings. The host immune response elicited by decellularized matrix grafts of natural biological origin plays a crucial role in determining the success of tissue repair, influenced by matrix heterogeneity and the inflammatory microenvironment of the wound. However, the specific immunologic mechanisms underlying the interaction between decellularized matrix grafts and the host immune system remain elusive. This article reviews the sources of decellularized matrices, available decellularization techniques, and residual immunogenic components. It focuses on the host immune response following decellularized matrix transplantation, with emphasis on the key mechanisms of Toll-like receptor, T-cell receptor, and TGF-β/SMAD signaling in the stages of post-transplantation immunorecognition, immunomodulation, and tissue repair, respectively. Furthermore, it highlights the innovative roles of TLR10 and miR-29a-3p in improving transplantation outcomes. An in-depth understanding of the molecular mechanisms underlying the host immune response after decellularized matrix transplantation provides new directions for the repair of tissue defects.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권3호
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• pp.227-237
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• 2003

목적: 만성 골수성 백혈병 세포인 K562 세포주는 방사선 및 다양한 항암제에 대한 apoptosis에 저항성을 가진다. 지난 연구에서 K562 세포는 방사선에 대하여 내성반응을 보이며, 세포내 PTK의 작용을 억제하고자 방사선 조사와 함께 투여한 herbimycin A (HMA)에 의하여 방사선에 대한 apoptosis와 같은 감수성반응이 유도되는 반면, genistein에 의하여 방사선에 대한 apoptosis 반응이 저해됨을 확인하였다. 본 연구에서는 타이로신 인산화효소 억제에 의한 K562 세포의 방사선 반응변화를 조절하는 신호전달경로를 조사하였다. 대상 및 방법: K562 세포를 지수증식기의 세포들만 선택하여 실험에 이용하였다. 방사선조사는 6 MeV 선형가속기(Clinac 1800C, Varian)를 이 용하여 $200\~300$ cGy/min 선량률로 $0.5\~12 $ Gy를 균일하게 조사하였다. HMA와 genistein은 각각 $0.25/muM,\;25\muM$을 방사선 조사 후 즉시 투여하였다. 실험에서 신호전달 경로로 abl kinase, MAPK family, NF-kB, c-fos, c-myc, thymidine kinase1 (TK1) 등에서의 단백질 또는 유전자 발현 및 활성을 조사하였다. 또한 약제 투여에 따른 유전자 발현차이(differential gene expression)를 조사하였다. 결과: Abl kinase의 발현 및 활성 변화를 조사하였으나 PTK 저해제에 의한 방사선 유도 세포사의 변화와의 연관성을 찾을 수 없었다. 세포 생존 및 사멸의 신호전달체계에서 주요 조절과정인 MAPK family의 관여 여부 확인에서 방사선으로 인한 SAPK/JNK의 활성화의 유도가 관찰되었으나, PTK 저해제에 따른 변화는 없었으며, 또한 MAPK/ERK와 p38 MAPK 활성은 모든 조건에서 변함 없이 일정하였다. 전사인자 활성화에 대한 조사에서 방사선 조사와 함께 genistein을 투여한 경우에 NF-kB활성이 증가하였다. 유전자 발현 차이의 조사에서 genistein 투여에 의한 TK 1 유전자 발현 및 단백질 활성이 증가하였다. 결론: PTK 억제에 의한 K562 세포의 방사선에 대한 반응 변화는 bcrabl kinase 활성과는 무관하게 진행되며, MAPK family 경로 외의 다른 경로를 통한 전사인자 활성화 과정이 연관되어 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.173-180
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• 2014

에스트로겐은 조직세포의 유형과 이들의 생리적 상태에 따라 세포증식을 촉진 또는 억제 시킬 수 있으며, 주로 에스트로겐 수용체(ER)에 의해 매개되는 신호전달 경로를 통해 작용한다. 이 연구는 특히 유방암세포에서 ER에 대한 길항제로 잘 알려진 fulvestrant (Ful)가 CHO 세포주의 증식 및 세포사멸에 미치는 영향과 이들에 대한 $17{\beta}$-estradiol (E2)의 작용에 미치는 효과를 조사하고자 하였다. 이를 위하여 먼저 다양한 농도의 E2, Ful 및 E2 plus Ful의 처리기간에 따라 세포증식에 미치는 효과를 조사하였다. Cell proliferation 분석에서, 6-10일의 처리기간 동안 E2는 1 ${\mu}M$의 농도까지는 세포증식에 영향을 주지 않았지만, 15-40 ${\mu}M$에서는 처리기간의 증가에 따라 점진적으로 현저히 세포증식을 억제하였다. 흥미롭게도 Ful 또한 1 ${\mu}M$의 농도까지는 세포증식에 영향을 주지 않았지만, 10-40 ${\mu}M$에서는 농도 및 시간 의존적인 세포증식 억제효과를 보였다. 뿐만 아니라, Ful은 10일 동안 E2와의 혼합처리에서 E2에 의한 세포증식 억제효과를 감소시키기 보다는 오히려 증대시켰다. 따라서 Ful은 CHO 세포에서 E2의 항 증식작용에 대한 길항적 효과를 갖지 않음을 제시한다. 한편, E2 및 Ful에 의한 DNA 분절효과를 확인하기 위한 TUNEL assay에서 20 ${\mu}M$의 E2로 처리된 CHO 세포주에서는 DAPI로 염색된 거의 모든 핵에서 TUNEL 양성반응이 나타났으며, 40 ${\mu}M$ Ful 및 20 ${\mu}M$ E2 plus 40 ${\mu}M$ Ful로 처리된 CHO 세포주에서는 TUNEL 양성반응을 보였으나, E2 처리군과 비교하여 현저히 낮은 비율로 나타났다. 이러한 결과는 Ful이 CHO 세포에서 E2의 항증식작용에 대한 길항적 효과를 갖지 않으며, E2와 Ful에 의한 세포증식 억제와 DNA 분절을 통한 세포사멸 관련기전은 다른 신호전달 경로를 통해 매개됨을 시사한다.

• 생물정신의학
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• 제8권1호
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• pp.96-105
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• 2001

임파구 IMPase mRNA 양이 lithium 투여 전의 양극성 기분장애 환자와 정상대조군 사이에서 차이를 보이는지 알아보기 위하여 이 연구를 시행하였다. 또한 lithium 투여 전과 투여 4주후 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양 사이에 변화가 있는지 알아보고, IMPase mRNA 양을 기준으로 환자의 정신병리와 임상경과를 예측할 수 있는지 알아보기 위하여 시행하였다. 최소 2주 이상 lithium을 투여하지 않은 상태의 16명(남자 6명, 여자 10명)의 양극성 기분장애 환자와 성별, 연령을 고려하여 선발한 정상 대조군의 임파구 IMPase mRNA 양을 RT-PCR을 이용하여 측정하였다. 환자군의 정신병리는 Young Mania Rating Scale과 Clinical Global Impression을 이용하여 입원 당일 및 4주 후에 각각 측정하였다. 결과는 다음과 같다. 환자군과 정상 대조군의 IMPase mRNA 양은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, lithium 투여 전과 투여 4주후 환자군의 IMPase mRNA 양의 변화도 통계적으로 유의하지 않았다. 그러나 lithium 투여 전에 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양이 적을수록 4주 후의 정신병리가 심한 것으로 나타났다. 그리고 lithium 투여 전에 측정한 환자군의 IMPase mRNA양이 많을수록 4주 동안 뚜렷한 임상적 호전을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 임파구 IMPase mRNA 양이 양극성 기분장애 환자를 정상 대조군과 구분해 줄 수 있는 생물학적 특성은 아니었다. 그러나 lithium 치료 전의 IMPase mRNA 양이 환자의 정신병리와 임상경과에 대한 예측인자로 이용될 가능성을 시사하고 있다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권3호
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• pp.239-248
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• 2004

포도 현탁배양계를 이용하여 안토시아닌 생합성 경로에 관여하는 phytochrome 신호 전달에 관하여 연구하였다. 그 결과 세포의 생중량과 세포수의 생장은 배양 시 광의 유무 및 단색광의 종류와 관계없이 배양 4일째부터 8일째까지 급격히 증가하였고 8일 이후부터 정상기에 들어서서 최대 생장을 보였다. 그러나 안토시아닌 색소 축적은 청색광에서 가장 높은 효과를 나타내었으며 적색광에서도 높았으나 원적색광하에서는 암소같이 색소생성이 억제되었다. 배양시기에 따른 색소생성에 미치는 광 조사의 효과는 대수증가기인 배양4일째에 조사한 단색광간에 차이가 인정되지 않았으나, 정상기인 배양 7일째 조사한 단색광의 효과는 그 종류에 따라 색소 축적 패턴에 큰 차이를 나타내는 것으로 보아 배양 7일째가 효과적이었다. Phytochrome의 광가역적 효과를 알아보기 위하여 암배양 7일째세포에 다양한 조건의 단색광 (B/R, B/FR, B/R/FR)을 가역적으로 처리했을 경우, 청색광 단독 처리한 구와 비슷한 양의 색소 축적양상을 보였으며, B/R/R 조건의 단색광이 가역적으로 처리된 세포주에서 가장 많은 색소 축적을 보였다. 그러나 배양 7일째 R/FR 광가역 처리시에는 적색광 단독 처리에 비해 색소 축적이 억제되었으나, R/FR/R 가역처리시에는 적색광의 색소 축적양과 동일한 수준으로 회복되었다. 안토시아닌 생합성의 주요효소인 PAL과 CHS의 발현분석에서 PAL의 발현은 7일째 청색광이 처리된 세포주에서 조금 증가하는 현상을 보였으나, 적색광과 근적외광 처리구에서는 거의 반응이 없었다. CHS의 발현은 단색광 처리에서 높은 변화를 보였으며, 광을 처리한 7일째 높은 발현을 보이다 12일 이후 다시 증가하는 패턴을 보였다. 또한 적색광과 원적색광이 가역적으로 처리된 세포주에서 CHS 발현양도 가역적으로 증가하였다. PHYA와 PHYB는 포도세포에서 단일유전자로 존재하였으며, 단색광 처리에 따라 색소축적이 이루어질 때 이들 이들 두 유전자의 발현도 증가하였다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제26권3호
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• pp.254-261
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• 2000

본 연구는 인체암 발생과 밀접한 관련을 가지고 있는 ras 종양 유전자의 발암화기전을 인체상피세포모델을 이용하여 규명하고자 SV40-Ad12 hybrid virus에 의해 불멸화된 인체상피세포모델에 H-ras 종양유전자을 함유하는 $pSV_2-ras$를 transfection하여 H-ras에 의한 세포발암화를 평가하였다. ras를 함유하는 세포군은 대조세포군에 비해 saturation density, soft-agar colony formation, cell aggregation 등의 세포 발암화지표가 유의한 수준으로 높게 나타나 H-ras에 의한 인체상피세포의 발암화를 확인하였다. 또한 H-ras에 의한 인체세포 발암화는 hydrocortisone과 같은 glucocorticoid에 의해 촉진되어 saturation density, soft-agar colony formation의 증가 및 foci의 출현시기의 단축을 나타내었다. H-ras 종양 유전자에 의한 인체세포발암화 과정에 관여하는 신호전달기작의 영향을 평가하기 위해 효현제 처리 후 세포내 칼슘농도변화를 측정한 결과 발암세포의 세포내 칼슘농도변화가 낮게 나타났으며 특히 이러한 반응차이는 세포외 칼슘의 존재하에서 더욱 뚜렷이 나타났다. 따라서 세포외부로부터 칼슘의 세포내 이동이 발암화에 의해 억제되고 있음을 보였다. 또한 효현제 처리후 $IP_3$ 농도의 변화를 측정한 결과 발암세포의 $IP_3$ 증가폭이 대조군 세포보다 훨씬 낮았다. 이러한 결과는 H-ras에 의한 세포 발암화에 phospholipase C와 관련한 신호전달기작의 down-regulation이 관여하고 있음을 보여주고 있다. 성장조절인자의 mRNA 발현을 평가한 결과 $TGF-{\beta}_1$ 및 PAI-2의 발현은 발암세포에서 낮게 나타난 반면 fibronectin의 경우는 발암세포의 발현이 높게 나타났다. 이러한 결과는 H-ras 종양유전자에 의한 발암화 과정에 성장조절인자의 변화가 관여하고 있으며 이러한 성장조절인자의 확인은 암발생의 생물학적 지표를 선별하는 데 기여할 것으로 사료된다. 본 연구는 H-ras 종양유전자에 의한 인체세포 발암화의 확인과 발암화 과정에 관여하는 신호전달기작의 변화 및 성장조절인자의 확인을 통하여 상피세포에서 나타나는 구강암 등의 발생기전 이해 뿐만 아니라 생체지표의 개발에 필요한 기초자료를 마련하는 데 기여할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제14권4호
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• pp.650-656
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• 2004

야생벼의 일종인 Oryza grandiglumis (CCDD, 2n=48)는 도열병, 잎집무늬마름병, 흰빛잎마름병, 그리고 벼멸구와 같은 병충해에 저항성을 가지는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 곰팡이와 해충에 반응하여 차별 발현하는 유전자를 클로닝 하기 위하여 상처처리와 yeast extract를 Oryza grandiglumis에 0시간과 24시간 각각 처리하였다. 유전자의 클로닝을 위하여 희귀 발현유전자의 클로닝에 효율적인 것으로 알려진 Suppression Subtractive Hybridization (SSH) 방법이 처리 후 24시간 된 식물을 재료로 사용되었다. 그 결과, 776개의 cDNA clones이 확보되었으며, 유전자 발현의 진위여부를 빠르게 스크린하기 위하여 colony array가 수행되었다. 115개의 colony가 positive로 판명되었고, 이들의 평균 insert size는 400 bp에서 700 bp에 이르렀고, 이들에 대한 염기서열 분석이 수행되었다. 염기서열 분석 결과, 68개 clone들이 알려진 기능의 유전자와 homology를 나타냈으며, 이중에서 16개 clone이 일차대사에 관련된 것과 유사성을, 5개가 plant retrotransposon과 유사성을, 5개가 식물 방어기작 관련 metallothionein-like gene과 염기서열 유사성을 보였다. 이외에 다양한 유전자들이 아미노산 합성관련, membrane transport, signal transduction등에 관여하는 유전자들과 상동성을 나타내었다. 이들 유전자중에서 4 개의 클론(ogwfi-161, ogwfi-646, ogwfi-663, ogwfi-695)들이 선발되었고 이들에 대한 Northern 분석이 수행되었다. Northern 분석 결과 ogwfi-161, ogwfi-646, ogwfi-663, ogwfi-695는 wounding과 yeast extract처리 에 의한 차별 발현이 확인되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, SSH방법은 병충해등과 같은 조건에 의해 차별 발현되는 유전자들을 빠른 시간 내에 다량으로 발굴할 수 있는 매우 효율적인 방법이라고 생각된다.