• BMB Reports
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• 제57권1호
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• pp.2-11
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• 2024

Advancements in gene and cell therapy have resulted in novel therapeutics for diseases previously considered incurable or challenging to treat. Among the various contributing technologies, genome editing stands out as one of the most crucial for the progress in gene and cell therapy. The discovery of CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) and the subsequent evolution of genetic engineering technology have markedly expanded the field of target-specific gene editing. Originally studied in the immune systems of bacteria and archaea, the CRISPR system has demonstrated wide applicability to effective genome editing of various biological systems including human cells. The development of CRISPR-based base editing has enabled directional cytosine-to-thymine and adenine-to-guanine substitutions of select DNA bases at the target locus. Subsequent advances in prime editing further elevated the flexibility of the edit multiple consecutive bases to desired sequences. The recent CRISPR technologies also have been actively utilized for the development of in vivo and ex vivo gene and cell therapies. We anticipate that the medical applications of CRISPR will rapidly progress to provide unprecedented possibilities to develop novel therapeutics towards various diseases.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.195-199
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• 2003

물 추출과 초음파를 병행한 모든 조건 중 $60^{\circ}C$에서 초음파 병행 추출물이 보다 높은 추출 수율을 보였고 그 중 복분자가 가장 높은 추출 수율을 보였다. 또한 총 5일간 인간 면역세포인 T-cell의 생육도와 Cytokine 분비량을 확인한 결과도 마찬가지로 물 추출물보다는 초음파를 병행한 추출물을 더 높은 면역 증진 효과를 보였다. 이는 초음파를 통해 발생되는 액체 상호간의 상승작용으로 인하여 생약재중에 함유되어 있는 많은 phenol성 물질 및 식물성분의 증가로 생리활성 물질의 증가를 가져오기 때문이다. 더욱이 $100^{\circ}C$가 아닌 $60^{\circ}C$에서 더 높은 면역 증진활성을 보인 이유는 액체 상태의 과도한 열로 인하여 내부 식물성분의 파괴 및 열 변성을 가져와 이런 결과를 가져온 것으로 생각된다. 이상의 결과로 기존의 $100^{\circ}C$ 물 추출물보다는 $60^{\circ}C$의 비교적 낮은 온도에서 초음파 추출을 통한 생약재의 추출물들이 더 높은 활성을 나타내므로 초음파 추출에 대한 다양한 실험 모델을 통해 더 많은 실험이나 기능성 식품 및 소재 개발에 이용되고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.482-499
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• 2017

Allergy 질환은 지난 십여년 동안 개발도상국을 포함해서 전 세계적으로 증가하고 있다. Allergy 염증 반응은 수지상 세포와 같은 항원제시 세포에 의한 allergy 항원섭취를 시작으로 하여 Th2 면역 반응에 의해서 일어난다. 장내 미생물은 신체의 대사나 생리적 기능을 조절하고, 생애 초기의 면역 체계 성숙과 일생 동안 면역 체계 항상성 및 상피세포 총체성에 기여한다. Bifidobacteria는 Th1/Th2 balance에 strain-specific 한 면역 자극 특성을 가지며, TSLP와 IgE 발현을 억제 시키고 Flg과 FoxP3 발현을 촉진 시켜 allergy를 완화시킨다. 또한 Unmethylated CpG motif ODN은 B 세포와 수지상 세포의 TLR9에 의해 인식 되어 선천성과 적응성 면역 반응을 유도하고, Clostridium butyricum에 의해서 생산된 butyrate는 수지상 세포의 anti-inflammatory 유전자의 발현을 유도하기 위해 GPR109a signaling pathway를 활성화시키고, GPR43 활성화를 통하여 tTreg 세포 proliferation을 직접 자극하거나 HADC 활성을 억제시켜 Foxp3 gene intronic enhancer의 histone H3 acetylation을 통해 naive $CD4^+$ T 세포를 pTreg 세포로 분화시킨다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.451-456
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• 2004

징후 기반의 침입 탐지 시스템은 일정한 침입 탐지 규칙을 구성하여 라이브러리에 저장한 후 새로운 입력에 대해 규칙과 패턴 매칭을 하여 침입 여부를 판정한다. 그러나 징후(규칙)를 기반으로 하는 침입 탐지 시스템은 통상적으로 크게 2가지의 제약을 갖는다. 첫 번째는 침입에 대한 규칙을 구성하지 못할 경우 그에 따른 FN 오류(false negative error)가 발생할 수 있으며, 두 번째는 규칙의 다양성을 확보하기 위해서 많은 규칙을 구성하게 되었을 경우 그에 소요되는 자원의 규모가 커진다는 점이다. 이에 본 논문에서는 생체 면역 세포의 생성 과정인 부정 선택을 공학적으로 모델링하여 변형 인식부를 구성하고 이를 후보 개체군으로 하여 유전자 알고리즘을 이용해 진화시킴으로서 변이적인 침입에 대해 탐지 가능한 변형 인식부의 학습 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 입증한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.75-81
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• 2004

징후 기반의 침입 탐지 시스템은 일정한 침입 탐지 규칙을 구성하여 라이브러리에 저장한 후 새로운 입력에 대해 규칙과 패턴 매칭을 하여 침입 여부를 판정한다. 그러나 징후(규칙)를 기반으로 하는 침입 탐지 시스템은 통상적으로 크게 2가지의 제약을 갖는다. 첫 번째는 침입에 대한 규칙을 구성하지 못할 경우 그에 따른 FN 오류(false negative error)가 발생할 수 있으며, 두 번째는 규칙의 다양성을 확보하기 위해서 많은 규칙을 구성하게 되었을 경우 그에 소요되는 자원의 규모가 커진다는 점이다. 이에 본 논문에서는 생체 면역 세포의 생성 과정인 부정 선택을 공학적으로 모델링하여 변형 인식부를 구성하고 이를 후보 개체군으로 하여 유전자 알고리즘을 이용해 진화시킴으로서 변이적인 침입에 대해 탐지 가능한 변형 인식부의 학습 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 입증한다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.36-43
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• 2022

점막면역체계는 병원체에 대항하여 정밀하게 설계된 생물체의 방어체계로 그 중 위장관은 최전방에서 가장 중요한 기능을 하는 기관이다. 숙주 감염을 일으키는 병원성 미생물 가운데 식중독을 유발하는 살모넬라는 구강경로로 체내로 들어와 파이어판을 통해서 침입한다. 다양한 혈청형의 살모넬라 균주는 여러 톨유사수용체의 리간드를 통해서 숙주의 선천면역을 자극하지만, 숙주 특이성과 병원성에 따라 장내 점막에서 다양한 후천면역반응을 유도하기도 한다. 우리는 살모넬라 균주 중 비교적 연구가 덜 되어있는 S. enteritidis에 의해 감염되었을 때 장 내에서 일어나는 면역반응을 연구하였다. 우선 마우스에 처리할 적정 농도의 살모넬라 농도를 정하기 위해 살모넬라의 농도를 다르게 하여 실험을 진행하였고 고농도의 살모넬라 처리군에서 더 낮은 생존율과 높은 몸무게 감소율을 관찰하였다. 반수치사량의 반에 해당하는 농도의 살모넬라를 마우스에 감염시켰을 때 장 내 수지상세포와 T 세포에 유의적인 차이가 없는 것을 확인하였다. 하지만 동일한 조건의 마우스에서 회장조직을 염색했을 때 뮤신 분비의 증가와 술잔세포의 감소를 확인할 수 있었다. 또한 밀착연접단백질 유전자의 상대적인 발현량을 분석하였고 살모넬라 처리군에서 Claudin의 유의적인 감소를 확인할 수 있었다. 이어 살모넬라 감염 후 DSS를 처리한 실험에서 살모넬라 처리군에서 생존율이 낮아짐을 확인하여 S. enteritidis가 염증반응을 악화시킨다는 것을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제21권6호
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• pp.479-483
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• 2006

본 연구는 효모의 세포벽에 존재하는 본 연구는 효모의 세포벽에 존재하는 ${\beta}-Glucan$을 대량생산하기 위해 Saccharomyces cerevisiae JUL3의 균체량을 증가시키기 위한 연구를 수행하였다. S. cerevisiae JUL3의 배양학적 특성을 알아보기 위해 kinetic parameter를 조사하였을 때 specific growth rate (${\mu}$)는 $0.145\;h^{-1}$, yield ($Y_{x/s}$)는 0.332 g/g, glucose 소모속도($q_{s}$)는 $0.437\;h^{-1}$이며 productivity (P)는 $0.4827\;g/{\ell}{\cdot}h$을 나타내었다. 균체량이 가장 높게 나타난 탄소원과 질소원은 고과당 (high fructose syrup)과 yeast extract이었다. 효모균체 대량생산 및 scale up을 위하여 반응표면 분석법을 통하여 고과당과 yeast extract에 대한 최적농도를 조사하였다. 균체량이 가장 많이 생산되어질 수 있는 조건으로 제시된 고과당과 yeast extract의 최적 농도는 각각 8.0 %와 5.2 %였으며, 이 때 예측되는 균체량은 $16.95\;g/{\ell}$ 이었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제26권5호
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• pp.519-525
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• 2013

본 연구는 전남 신안군과 제주도에서 재배되고 있는 손바닥 선인장 두 종간의 생리활성을 비교 분석하기 위해 기존에 밝혀진 바 있는 생리활성을 중심으로 in vitro 조건에서 DPPH 라디칼 소거능, ${\alpha}$-glucosidase와 tyrosinase 활성 억제능, 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 및 뇌세포 산화적 손상 억제효과를 측정하였다. ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과에서는 OFI 추출물의 효과는 거의 없거나 미약하게 보이지만, OH 추출물에서는 매우 효과적으로 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능과 tyrosinase 활성 억제효과에서는 OFI와 OH 추출물간의 큰 차이가 없으나 OFI 추출물에서 조금 더 좋은 효과를 나타냈다. 손바닥선인장 줄기와 줄기 다당류 추출물의 생리활성 비교 연구에서는 DPPH 라디칼 소거능, ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과가 손바닥선인장 줄기 다당류 추출물보다 줄기 추출물에서 효과적인 것으로 관찰되었다. 그러나 OFI 줄기 다당류 추출물의 tyrosinase 활성 억제효과는 양성대조물인 ascorbic acid 보다 높게 나타났다. 뇌세포 산화적 손상 억제효과에서는 시료를 첨가하지 않은 대조군에 비해 모든 추출물에서 뇌세포 사멸을 약간 감소시키는 경향만을 나타냈다. 결론적으로 우리나라에 재배되고 있는 손바닥선인장 두 종의 생리활성을 비교한 결과, OH-S 추출물은 ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 그리고 OFI-SP 추출물은 tyrosinase 활성 억제효과가 상대적으로 뛰어난 것으로 나타났다. 그러나 지역농민의 소득창출을 위한 유용생물자원으로서 고부가가치를 확보하기 위해서는 효율적인 추출법, 전임상 동물실험 그리고 유효성분의 개발과정이 수반되어야 한다고 사료된다.

• 한국패류학회지
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• 제28권3호
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• pp.277-291
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• 2012

Aquaculture is challenged by a number of constraints with future efforts towards sustainable production. Global climate change has a potential damage to the sustainability by changing environmental surroundings unfavorably. The damaging parameters identified are water temperature, sea level, surface physical energy, precipitation, solar radiation, ocean acidification, and so on. Of them, temperature, mostly temperature elevation, occupies significant concern among marine ecologists and aquaculturists. Ocean acidification particularly draws shellfish aquaculturists' attention as it alters the marine chemistry, shifting the equilibrium towards more dissolved CO2 and hydrogen ions ($H^+$) and thus influencing signaling pathways on shell formation, immune system, and other biological processes. Temperature elevation by climate change is of double-sidedness: it can be an opportunistic parameter besides being a generally known damaging parameter in aquaculture. It can provide better environments for faster and longer growth for aquaculture species. It is also somehow advantageous for alleviation of aquaculture expansion pressure in a given location by opening a gate for new species and aquaculture zone expansion northward in the northern hemisphere, otherwise unavailable due to temperature limit. But in the science of climate change, the ways of influence on aquaculture are complex and ambiguous, and hence are still hard to identify and quantify. At the same time considerable parts of our knowledge on climate change effects on aquaculture are from the estimates from data of fisheries and agriculture. The consequences may be different from what they really are, particularly in the temperature region. In reality, bivalves and tunicates hung or caged in the longline system are often exposed to temperatures higher than those they encounter in nature, locally driving the farmed shellfish into an upper tolerable temperature extreme. We review recent climate change and following environment changes which can be factors or potential factors affecting shellfish aquaculture production in the temperate region.

• 생명과학회지
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• 제23권10호
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• pp.1295-1303
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• 2013

현재까지 밝혀진 사실에 의하면 지구상에는 55개 phylum의 bacteria와 13개 phylum의 archaea가 존재하여 총 68개 phylum 있으며, 대장에는 9개 phylum의 미생물이 존재하여 일반 토양환경이나 해양환경에 비하여 상대적으로 낮은 미생물 다양성을 가지고 있다. 장내 미생물의 다양성은 Host의 고유특성(genetic background, sex, age, immune system, gut motility)과 식이(nondigestible carbohydrates fat, prebiotics or probiotics), 항생제 섭취 등으로 인하여 영향 받으며, 이러한 영향이 에너지 저장 과정과 유전자 발현을 영향을 주고 나아가 비만과 같은 대사질환에 영향을 미친다. Probiotics는 숙주의 장내 균총을 개선하여 건강에 유익함을 줄 수 있는 살아있는 미생물을 말하며, 주로 lactic acid bacteria들이 이용되어 왔다. 최근 probiotics를 이용한 설사나 과민성대장증후군 등과 같은 질병 치료를 위하여 bacteriotherapy가 활용되고 있다. Prebiotics는 장내 미생물을 선택적으로 조절할 수 있는 식품 성분으로 inulin, fructo-oligosaccharides, galacto-oligosaccharides, lactulose 등이 이용되고 있으며, 최근에는 비만, 항암과 관련하여 대장 내 식이섬유소의 이용과 단쇄지방산(short-chain fatty acids) 생산에 대한 관심이 집중되고 있다. 다양한 nondigestible carbohydrates와 prebiotics, probiotics에 의해서 조절되는 대장 내 특정 미생물 종을 규명하고, 이들 미생물 종이 생산하는 단쇄지방산과 같은 대사산물들과 질병과의 연관성 규명하는 대장 미생물 연구가 더욱 필요하다.