• Molecules and Cells
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• 제25권3호
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• pp.368-375
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• 2008

Approximately 120 UDP-glycosyltransferases (UGTs), which are classified into 14 distinct groups (A to N), have been annotated in the Arabidopsis genome. UGTs catalyze the transfer of sugars to various acceptor molecules including flavonoids. Previously, UGT71C1 was shown to glycosylate the 3-OH of hydroxycinnamates and flavonoids in vitro. Such secondary metabolites are known to play important roles in plant growth and development. To help define the role of UGT71C1 in planta, we investigated its expression patterns, and isolated and characterized a loss-of-function mutation in the UGT71C1 gene (named ugt71c1-1). Our analyses by quantitative real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction (qRT-PCR), microarray data mining, and histochemical detection of GUS activity driven by the UGT71C1 promoter region, revealed the tissue-specific expression patterns of UGT71C1 with highest expression in roots. Interestingly, upon treatment with methyl viologen (MV, paraquat), ugt71c1-1 plants displayed enhanced resistance to oxidative stress, and ROS scavenging activity was higher than normal. Metabolite profiling revealed that the levels of two major glycosides of quercetin and kaempferol were reduced in ugt71c1-1 plants. In addition, when exposed to MV-induced oxidative stress, eight representative ROS response genes were expressed at lower levels in ugt71c1-1 plants, indicating that ugt71c1-1 probably has higher non-enzymatic antioxidant activity. Taken together, our results indicate that ugt71c1-1 has increased resistance to oxidative stress, suggesting that UGT71C1 plays a role in some glycosylation pathways affecting secondary metabolites such as flavonoids in response to oxidative stress.

• Journal of Ginseng Research
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• 제43권4호
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• pp.645-653
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• 2019

Background: Cytochrome P450 enzymes catalyze a wide range of reactions in plant metabolism. Besides their physiological functions on primary and secondary metabolites, P450s are also involved in herbicide detoxification via hydroxylation or dealkylation. Ginseng as a perennial plant offers more sustainable solutions to herbicide resistance. Methods: Tissue-specific gene expression and differentially modulated transcripts were monitored by quantitative real-time polymerase chain reaction. As a tool to evaluate the function of PgCYP736A12, the 35S promoter was used to overexpress the gene in Arabidopsis. Protein localization was visualized using confocal microscopy by tagging the fluorescent protein. Tolerance to herbicides was analyzed by growing seeds and seedlings on Murashige and Skoog medium containing chlorotoluron. Results: The expression of PgCYP736A12 was three-fold more in leaves compared with other tissues from two-year-old ginseng plants. Transcript levels were similarly upregulated by treatment with abscisic acid, hydrogen peroxide, and NaCl, the highest being with salicylic acid. Jasmonic acid treatment did not alter the mRNA levels of PgCYP736A12. Transgenic lines displayed slightly reduced plant height and were able to tolerate the herbicide chlorotoluron. Reduced stem elongation might be correlated with increased expression of genes involved in bioconversion of gibberellin to inactive forms. PgCYP736A12 protein localized to the cytoplasm and nucleus. Conclusion: PgCYP736A12 does not respond to the well-known secondary metabolite elicitor jasmonic acid, which suggests that it may not function in ginsenoside biosynthesis. Heterologous overexpression of PgCYP736A12 reveals that this gene is actually involved in herbicide metabolism.

• 생명과학회지
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• 제14권6호
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• pp.1009-1017
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• 2004

인간유래 시알산전이효소 유전자들의 특이적 발현과 그들의 mRNA isoform의 생성에 대한 조절기구를 이해하기 위하여 5종류의 human 시알산전이효소 유전자(hST3Cal II, hST8Sia II, hST8Sia III, hSTS8Sia IV, hST8Sia V)들의 게놈구조를 분석하였다. hST3Gal II 유전자는 17 kb이상의 게놈상에 46 bp에서 1017 bp의 길이를 가진 exon이 6개로 이루어져 있고, hST8Sia III유전자는 10 kb이상의 게놈상에 125bp에서 2023bp의 길이를 가진 exon이 4개로 이루어져 있어 다른 human 시알산전이효소 유전자들보다 짧고 단순한 구조를 가지고 있었다. 반면에 다른 3종류의 유전자(hST8Sia II, hST8Sia IV, hST8Sia V)들은 70 kb이상의 게놈상에 5개이상의 exon으로 이루어져 있으며, 5종류 모두 exon-intron boundary는 GT-AG rule을 나타내고 있었다. 특히 모든 시알산전이효소에 고도로 보존되어 있는 sialylmotif L은 hST8Sia III유전자에서는 하나의 exon에 존재하는 반면에, 다른 시알산전이효소 유전자에서는 분리된 exon에 존재하여 exon의 구조적 다양성을 나타내고 있다. 또한, 본 연구에서는 5'-RACE와 cap site hunting법에 의해 hST3Gal II 유전자의 전사개시점을 결정하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제51권2호
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• pp.108-121
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• 2001

배 경 : p16 종양 억제 유전자 promoter의 aberrant methylation에 의한 불활성화가 비소세포 폐암이 발병하는 초기단계에 영향을 미치는 것으로 추측되며, DAP kinase 유전자 promoter의 hypermethylation은 유전자의 발현을 억제하여 폐암의 전이에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 방 법 : 본 연구는 비소세포 폐암으로 근치적 절제술을 받은 환자 중에서 총 35 예를 대상으로 MSP률 이용하여 p16 유전자와 DAP kinase의 비정상적인 methylation의 양상을 조사하여, 폐암에서 두 유전자의 메틸화 빈도, 진단적 응용의 가능성 빛 임상적 유용성을 알고자 하였다. 결 과 : 전체 대상 35예중 p16 유전자의 aberrant methylation은 33예중 13예(39.4%)에서, DAP kinase 유전자 hypermethylation은 35예중 21예(60%)에서 확인할 수 있었다. 55 세 이상에서 p16의 aberrant methylation은 유의하게 증가되어 있었으며, DAP kinase는 병기의 진행도에 따라 발현 빈도가 증가하였으나, 통계학적 의미는 없었다. 또한 p16 유전자와 DAP kinase 유전자간의 메틸화 양상에서도 연관성은 관찰할 수 없었다. 결 론 : p16과 DAP kinase 유전자중 하나라도 비정상적인 메틸화가 발견된 경우는 전체 대상의 74.3% 로 비교적 높은 빈도로 관찰되어 폐암의 조기 진단을 위한 분자 생물학적 방법으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권10호
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• pp.4281-4287
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• 2014

Background: Methylation of tumor suppressor genes has been investigated in all kinds of cancer. Tumor specific epigenetic alterations can be used as a molecular markers of malignancy, which can lead to better diagnosis, prognosis and therapy. Therefore, the aim of this study was to evaluate the association between gene hypermethylation and expression of fragile histidine triad (FHIT), glutathione S-transferase P1 (GSTP1) and p16 genes and various clinicopathologic characteristics in primary non-small cell lung carcinomas (NSCLC). Materials and Methods: The study included 28 primary non-small cell lung carcinomas, where an additional 28 tissue samples taken from apparently normal safety margin surrounding the tumors served as controls. Methylation-specific polymerase chain reaction (MSP) was performed to analyze the methylation status of FHIT, GSTP1 and p16 while their mRNA expression levels were measured using a real-time PCR assay with SYBR Green I. Results: The methylation frequencies of the genes tested in NSCLC specimens were 53.6% for FHIT, 25% for GSTP1, and 0% for p16, and the risk of FHIT hypermethylation increased among patients with NSCLC by 2.88, while the risk of GSTP1 hypermethylation increased by 2.33. Hypermethylation of FHIT gene showed a highly significant correlation with pathologic stage (p<0.01) and a significant correlation with smoking habit and FHIT mRNA expression level (p<0.05). In contrast, no correlation was observed between the methylation of GSTP1 or p16 and smoking habit or any other parameter investigated (p>0.05). Conclusions: Results of the present study suggest that methylation of FHIT is a useful biomarker of biologically aggressive disease in patients with NSCLC. FHIT methylation may play a role in lung cancer later metastatic stages while GSTP1 methylation may rather play a role in the early pathogenesis.

• 생명과학회지
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• 제17권2호통권82호
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• pp.167-173
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• 2007

생쥐 신경교세포 유래 신경영양인자 유도성 전사인자(mGIF)의 발현조절에 필요한 전사기작을 연구하기 위하여 mGIF cDNA를 탐침자로 이용하여 genomic clone을 분리하였다. 전체 유전자 13-kb 영역 중 전사개시점에서 4-kb 상류영역의 유전자 서열을 파악한 결과, 프로모터 영역에서 TATA box와 CAAT box는 발견할 수 없었으며 G+C content는 높은 것으로 나타났고 여러 개의 Sp1 전사인자 결합영역이 있었다. 또한 mGIF 유전자는 AP2 결합에 필요한 보존적 영역이 있었다. mGIF 유전자의 프로모터 영역의 단편들을 프로모터가 없는 pGL2-Basic 플라스미드의 luciferase 유전자의 상류에 연결하여 서로 다른 5종류의 결손 돌연변이체를 제조하고 NB41A3 세포주를 이용하여 전사활성을 측정하였다. Transient expression assays 결과, 모든 결손 돌연변이체에서 전사활성이 나타났으며 -213과 -129사이에 전사촉진 영역이 존재하며 -806과 -214사이에 전사억제 영역이 있는 것으로 나타났다. 신경세포주인 NB41A3과 신경교세포주인 C6 그리고 간세포주인 HepG2에서 mGIF 유전자 프로모터의 높은 활성이 관찰되었으며, 근육세포주인 C2C12에서는 낮은 활성이 관찰되었다. 따라서 mGIF 유전자는 조직특이적으로 발현하며 도파민 수용체 유전자와 구조적, 기능적 유사성이 있는 것을 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.171-180
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• 2001

목적 : Tissue inhibitor of matrix metalloproteinase (TIMP)는 matrix metalloproteinase (MMP)에 작용하여 암세포의 침윤과 전이를 억제하고 염증, angiogenesis, fibrosis에 중요한 역할을 한다. TIMP 유전자는 여러 cytokine 및 signal molecule에 의하여 조절되는 유전자이므로 방사선에 의한 TIMP의 발현을 측정하고 전사 조절 기전을 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 두경부암 환자의 병변에서 유도하여 확립한 두경부암 세포주를 이용하여 방사선에 의한 TIMP 유전자 발현을 측정하였다. 각 세포주의 방사선 민감도를 측정하고 transwell을 이용한 invasion assay로 전이성을 측정하였다. TIMP1, TIMP2 발현은 conditioned medium을 취해 ELISA assay로 측정하였다. 방사선조사는 2 Gy, 10 Gy 군으로 나누어 관찰했고 조사 후 시간 간격은 24, 48시간이었다. MTT assay로 생존세포 수를 측정하여 방사선 세포치사로 인한 발현 변화를 보정하였다. hTIMP1 promoter region을 PCR하여 pGL2-basic luciferase reporter vector에 cloning하여 인간 두경부암 세포주에 이입하여 functional TIMP1 발현이 증가하는지 확인하였고 protein kinase C (PKC) activator인 PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate)와 Ras에 의한 TIMP1 발현이 유도되는지 확인하였다. 결과 : HN-1, HN-2, HN-3, HN-5, HN골 세포주의 $D_0$는 각각 1.55 Gy, 1.8 Gy, 1.5 Gy, 1.55 Gy, 2.45 Gy 이었다. 각 세포주의 방사선조사 후 MTT assay에 의한 cell viability는 24, 48시간에서 2 Gy인 경우 모두 $94\%$ 이상 그리고 10 Gy에서는 $73\%$ 이상의 생존 세포를 확인하였다. TIMP1, TIMP2 단백의 basal 농도는 24시간 48시간에서 점점 증가하여 세포에서 계속 합성되어 분비되고 있음을 확인하였다. 2 Gy 조사 후 24시간에서 TIMP2는 HN-1, HN-9 세포주에서 감소하였으나, 10 Gy 조사 후에는 두 세포주에서 모두 증가하여 방사선량에 따라 반응이 달랐고, 방사선조사 후 48시간에는 HN-9 세포주에서는 증가하나 HN-9 세포주에서는 감소하여 세포주에 따라 반응이 달랐다. 그러나 방사선에 의한 TIMP1 발현 변화는 미미하였다. TIMP1 reporter gene을 인간 두경부암 세포주에 transfection하고 PMA (100 ng/ml)을 가한 경우 HN-1세포주에서는 유의하게 증가하고 HN-9 세포주에서는 감소하였다. Ras 발현 벡터와 co-transfection한 경우 TIMP1 promoter가 활성화 되었다. 결론 : 모두 두경부 암에서 유래된 세포주 이지만 방사선에 의한 TIMP의 발현 및 전사조절 기전은 세포주 마다 차이가 있었고 이온화 방사선의 용량에 따라서, 방사선조사 후의 시간 경과에 따라서도 TIMP 발현에 차이가 있었다. 이 결과는 TIMP의 전사 및 발현이 여러 종류의 signal molecule에 의하여 영향을 받고, 이 signal molecule들이 각 세포주 마다 다르기 때문으로 사료된다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제30권3호
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• pp.302-309
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• 2008

DNA 메틸화는 histone modification과 함께 DNA의 염기서열이 유지되면서 유전기능이 변화되고 자손까지 전달 될 수 있는 후생 유전의 중요한 한 부분이다. DNA 메틸화는 크로마틴의 구조를 변경시키는 과정을 통하여 유전자와 repetitive sequence의 표현을 억제시킬 수 있다. DNA 메틸화는 X-불활성화, 유전체 각인, 유전자 발현조절, 암 생성 등에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌고, DNA 메틸화 표지자 (DNA methylation marker)들은 종양의 진단과 치료에 대한 반응을 예측하는 지표로 활용되고 있다. 지금까지 많은 연구 성과에도 불구하고 DNA메틸화, 메틸화에 의한 gene silencing, DNA 메틸화의 표적부위 등에 대한 명확한 기전이 아직도 밝혀지지 않고 있어 향후 더 많은 기초적 연구가 필요할 것이다. 최근에는 후생 유전적 변화는 가역적이기 때문에 종양억제유전자를 억압하는 후생 유전적 변화를 제거한다면 그 종양억제유전자를 다시 활성화시킬 수 있다는 개념의 후생유전 치료법 연구로 DNA 메틸화 억제제와 histone deacetyaltion에 관여하는 HDAC의 억제제들이 항암제로서 개발되어 사용되고 있는데 향후 더 많은 약제 개발과 임상적 연구가 진행되어야 할 것이다.

• Molecules and Cells
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• 제26권6호
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• pp.536-547
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• 2008

Anthocyanidin synthase (ANS, leucoanthocyanidin oxygenase), a 2-oxoglutarate iron-dependent oxygenase, catalyzed the penultimate step in the biosynthesis of the anthocyanin class of flavonoids, from the colorless leucoanthocyanidins to the colored anthocyanidins. The full-length cDNA and genomic DNA sequences of ANS gene (designated as GbANS) were isolated from Ginkgo biloba for the first time. The full-length cDNA of GbANS contained a 1062-bp open reading frame (ORF) encoding a 354-amino-acid protein. The genomic DNA analysis showed that GbANS gene had three exons and two introns. The deduced GbANS protein showed high identities to other plant ANSs. The conserved amino acids (H-X-D) ligating ferrous iron and residues (R-X-S) participating in 2-oxoglutarate binding were found in GbANS at the similar positions like other ANSs. Southern blot analysis indicated that GbANS belonged to a multi-gene family. The expression analysis by real-time PCR showed that GbANS expressed in a tissue-specific manner in G. biloba. GbANS was also found to be up-regulated by all of the six tested abiotic stresses, UV-B, abscisic acid, sucrose, salicylic acid, cold and ethylene, consistent with the promoter region analysis of GbANS. The recombinant protein was successfully expressed in E. coli strain with pET-28a vector. The in vitro enzyme activity assay by HPLC indicated that recombinant GbANS protein could catalyze the formation the cyanidin from leucocyanidin and conversion of dihydroquercetin to quercetin, suggesting GbANS is a bifunctional enzyme within the anthocyanidin and flavonol biosynthetic pathway.

• 대한두경부종양학회지
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• 제33권1호
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• pp.21-29
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• 2017

Methylation of CpG islands in the promoter region of genes acts as a significant mechanism of epigenetic gene silencing in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). DNA methylation markers are particularly advantageous because DNA methylation is an early event in tumorigenesis, and the epigenetic modification, 5-methylcytosine, is a stable mark. In the present study, we assessed the genome-wide preliminary screening and were to identify novel methylation biomarker candidate in HNSCC. Genome-wide methylation analysis was performed on 10 HNSCC tumors using the Methylated DNA Isolation Assay (MeDIA) CpG island microarray. Validation was done using immunohistochemistry using tissue microarray of 135 independent HNSCC tumors. In addition, in vitro proliferation, migration/invasion assays, RT-PCR and immunoblotting were performed to elucidate molecular regulating mechanisms. Our preliminary validation using CpG microarray data set, immunohisto-chemistry for HNSCC tumor tissues and in vitro functional assays revealed that methylation of the Homeobox B5 (HOXB5) and H6 Family Homeobox 2 (HMX2) could be possible novel methylation biomarkers in HNSCC.