• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제34권5호
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• pp.396-408
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• 2007

최근 인간 게놈 프로젝트를 통해서 인간의 DNA가 해석된 이후 유전자가 생성하는 단백질의 기능에 대한 관심이 높아지고 있다. 단백질의 기능은 서열의 유사도보다는 진화과정 상에서 잘 보존되는 구조의 유사도에 더 연관되어 있다. 이를 통해 두 개의 단백질 간에 구조 유사성이 관찰되면 이로부터 이들이 유사한 생물학적 기능을 가질 것을 기대할 수 있다. 따라서 유사한 단백질 구조를 가진 단백질을 찾기 위한 방법으로 단백질 구조 정렬에 대한 많은 연구들이 진행되었다. 하지만 기존의 연구들은 유사도로 주로 RMSD(Root Mean Square Deviation)를 사용했기 때문에 두 단백질의 정렬 결과가 유사한지 흑은 유사하지 않은지를 직관적으로 판단하기 쉽지 않다. 또한 대부분의 기존 연구들은 정렬 결과로 최적의 정렬 결과 하나만을 찾기 때문에 서로 다른 목적을 가지는 사용자들을 만족시키기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 새로운 유사도인 MRPD(Maximum of Residue Pair Distance)와 다수의 정렬 결과를 하나의 그래프로 표현하는 SG(Similarity Graph)을 기반으로 여러 가지 정렬 결과를 한 번에 생성하는 단백질 구조 정렬 방식을 제안한다. 단백질 정렬에 MRPB를 유사도로 사용하면 RMSD를 사용하는 경우에 비해서 유사 정도를 직관적으로 이해할 수 있을 뿐 아니라 신속하게 결과를 얻을 수 있다. SG는 사용자가 다양한 후보 정렬 결과들 중에서 자신이 원하는 정렬결과를 신속히 검색할 수 있도록 지원한다. 따라서 본 논문에서 제안한 단백질 구조 정렬 알고리즘은 다양한 길이에 따른 다수의 최적 정렬들을 제시하여 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있었으며, 다수의 정렬결과 검색임에도 불구하고 정렬 시간은 기존 방법들과 거의 비슷하다는 장점이 있다.

• 한국자원식물학회지
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• 제28권5호
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• pp.648-655
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• 2015

본 연구에서는 도라지의 품종 구분 및 유전적 다양성 분석에 활용될 수 있는 분자표지 개발을 위하여 RAPD 마커를 활용하여 분석하였으며, 동시에 actin유전자 염기서열에서 유래한 분자표지를 제작하였다. 총 30개의 RAPD 분자표지를 활용한 분석을 진행하였으나, 재현성과 안정성이 확보된 DNA 상의 다형성은 확보할 수 없었다. 이에, 도라지 actin (Pg-actin) 유전자에 존재하는 Single Nucleotide Polymorphism (SNP)을 이용하여 품종 간 구분에 활용 가능한 분자마커로의 전환을 탐색하였다. 도라지 genomic DNA에 actin 유래 유전자를 사용하여 2개의 actin homologs를 확보하였으며, 이를 염기서열 분석하여 3.4 kb의 Pg-actin fragment와 Pg-actin과 28.6%의 유사도를 가진 1.4 kb의 actin homologue를 획득하였다. 획득된 Pg-actin은 4개의 exon과 3개의 intron으로 구성된 유전자로, DNA 다형성 탐색을 통해 intron 3의 286 bp 위치에서 SNP (G ↔ A)를 발견하였으며, 이를 활용도 높은 CAPS marker로 전환하여 PgActin-Int3 마커를 개발하였다. Pg-Actin-Int3 마커를 32개의 도라지 유전자원에 적용시켜 본 결과 품종 간의 차이를 보이는 부분이 확인되었다. 본 연구에서 확보된 도라지 DNA 염기서열정보는 도라지의 유전적 다양성 분석 및 도라지 분자육종에 활용될 수 있을 것이라 전망된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권12호
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• pp.1735-1743
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• 2010

The full-length genes gyrB (2,415 bp), parC (2,277 bp), and parE (1,896 bp) in Edwardsiella tarda were cloned by PCR with degenerate primers based on the sequence of the respective quinolone resistance-determining region (QRDR), followed by elongation of 5' and 3' ends using cassette ligation-mediated PCR (CLMP). Analysis of the cloned genes revealed open reading frames (ORFs) encoding proteins of 804 (GyrB), 758 (ParC), and 631 (ParE) amino acids with conserved gyrase/topoisomerase features and motifs important for enzymatic function. The ORFs were preceded by putative promoters, ribosome binding sites, and inverted repeats with the potential to form cruciform structures for binding of DNA-binding proteins. When comparing the deduced amino acid sequences of E. tarda GyrB, ParC, and ParE with those of the corresponding proteins in other bacteria, they were found to be most closely related to Escherichia coli GyrB (87.6% identity), Klebsiella pneumoniae ParC (78.8% identity), and Salmonella Typhimurium ParE (89.5% identity), respectively. The two topoisomerase genes, parC and parE, were found to be contiguous on the E. tarda chromosome. All 18 quinolone-resistant isolates obtained from Korea thus far did not contain subunit alternations apart from a substitution in GyrA (Ser83$\rightarrow$Arg). However, an alteration in the QRDR of ParC (Ser84$\rightarrow$Ile) following an amino acid substitution in GyrA (Asp87$\rightarrow$Gly) was detected in E. tarda mutants selected in vitro at $8{\mu}g/ml$ ciprofloxacin (CIP). A mutant with a GyrB (Ser464$\rightarrow$Leu) and GyrA (Asp87$\rightarrow$Gly) substitution did not show a significant increase in the minimum inhibitory concentration (MIC) of CIP. None of the in vitro mutants exhibited mutations in parE. Thus, gyrA and parC should be considered to be the primary and secondary targets, respectively, of quinolones in E. tarda.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제25권1호
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• pp.99-110
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• 2012

Comparison on the genomic structure and phylogenetic relationship of the Hsp88 genes from P. tenuipes Jochoen-1, P. tenuipes, C. militaris and C. pruinosa was described. The Hsp88 genes from the three entomopathogenic strains, P. tenuipes Jocheon-1(strain), P. tenuipes(original species), and C. militaris contain the identical genomic structure, namely 5 introns and 6 exons with the length of 13, 62, 32, 1,438, 306, 288 nucleotides encoding 713 amino acid residues, whereas in case of C. pruinosa, it contains 4 introns and 5 exons with the length of 13, 62, 32, 1,744, 288 nucleotides encoding 713 amino acid residues. The genomic DNA length of the Hsp88 genes from P. tenuipes Jocheon-1 and P. tenuipes are both 2,600 nucleotides long in size. The Hsp88 genes from C. militaris and C. pruinosa are 2,582, 2,576 nucleotides long in size, respectively. Hsp88 genes of the P. tenuipes Jochoen-1, P. tenuipes, C. militaris and C. pruinosa also contain the conserved ATP-binding domain. Phylogenetic analysis of the Hsp genes of the four strains tested in this study showed that the fungal Hsp88 is divided into two separate clades, ascomycetes and deutromycete. Within the ascomycetes fungal clade, the P. tenuipes Jochoen-1 and P. tenuipes formed a subgroup, on the other hand, C. militaris and C. pruinosa formed another subgroup. Pair-wise comparison of P. tenuipes Jocheon-1 Hsp88 with those of P. tenuipes, C. militaris and C. pruinosa Hsp88s revealed significant identity in deduced amino acid sequence among these strains. The P. tenuipes Jocheon-1 Hsp88 showed 99% identity with the P. tenuipes, 97% identity with the C. militaris, and 98% identity with the C. pruinosa.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제28권2호
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• pp.71-84
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• 2014

The full-length heat shock protein 88 (HSP88) complementary DNA (cDNA) of Paecilomyces tenuipes Jocheon-1 was obtained by screening the Paecilomyces tenuipes (P. tenuipes) Jocheon-1 Uni-Zap cDNA library and performing 5' RACE polymerase chain reaction (PCR). The P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 cDNA contained an open reading frame (ORF) of 2,139-basepair encoding 713 amino acid residues. The deduced amino acid sequence of the P. tenuipe s Jocheon-1 HSP88 cDNA showed 77% identity to Nectria haematococca HSP88 and 45-76% identity to other fungal homologous HSP88s. Phylogenetic analysis and BLAST program analysis confirmed that the deduced amino acid sequences of the P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 gene belonged to the ascomycetes group within the fungal clade. The P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 also contained the conserved ATPase domain at the N-terminal region. The cDNA encoding P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 was expressed as an 88 kilodalton (kDa) polypeptide in baculovirus-infected insect Sf9 cells. Under higher temperature conditions for the growth of the entomopathogenic fungus, mRNA expression of P. tenuipes Jocheon-1 HSP88 was quantified by real time PCR (qPCR). The results showed that heat shock stress induced a higher level of mRNA expression compared to normal growth conditions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권12호
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• pp.1636-1643
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• 2012

Enzymatic pre-bleaching by modification of pulp fibers with xylanases is an attractive approach to reduce the consumption of toxic bleaching chemicals in the paper industry. In this study, an alkaliphilic endoxylanase gene was isolated from metagenomic DNA of a structurally stable thermophilic lignocellulose-degrading microbial consortium using amplification with conserved glycosyl hydrolase family 10 primers and subsequent genome walking. The full-length xylanase showed 78% sequence identity to an endo-${\beta}$-1,4-xylanase of Clostridium phytofermentans and was expressed in a mature form with an N-terminal His6 tag fusion in Escherichia coli. The recombinant xylanase Xyn3F was thermotolerant and alkaliphilic, working optimally at $65-70^{\circ}C$ with an optimal pH at 9-10 and retaining >80% activity at pH 9, $60^{\circ}C$ for 1 h. Xyn3F showed a $V_{max}$ of 2,327 IU/mg and $K_m$ of 3.5 mg/ml on birchwood xylan. Pre-bleaching of industrial eucalyptus pulp with no prior pH adjustment (pH 9) using Xyn3F at 50 IU/g dried pulp led to 4.5-5.1% increase in final pulp brightness and 90.4-102.4% increase in whiteness after a single-step hypochlorite bleaching over the untreated pulp, which allowed at least 20% decrease in hypochlorite consumption to achieve the same final bleaching indices. The alkaliphilic xylanase is promising for application in an environmentally friendly bleaching step of kraft and soda pulps with no requirement for pH adjustment, leading to improved economic feasibility of the process.

• 대한수의학회지
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• 제36권4호
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• pp.845-858
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• 1996

The purpose of this study was to establish early diagnostic methods for the detection of Aujeszky's disease viral antigens and nucleic acid in nasal cells, and buffy coats from experimentally infected living pigs by a combination of immunocytochemistry, in situ hybridization with digoxigenin(DIG)-labled probe and electron microscopy. Forty days old piglets were inoculated intranasally with $10^{7.0}TCID_{50}$ of Aujeszky's disease virus (ADV, NYJ-1-87 strain). The viral antigens and nucleic acid of ADV were detected in nasal cells, and buffy coat for 20 days after inoculation by immunocytochemistry, in situ hybridization with DIG-labeled probe and electron microscopical method. The results were compared with conventional methods such as a porcine Aujeszky's disease serodiagnostic(PAD) kit, neutralization test(NT) and virus isolation. 1. The viral antigens, nucleic acids and capsids of ADV were detected in nasal cells, buffy coats from 3 days to 20 days after inoculation by immunocytochemistry, in situ hybridization with DIG-labeled probe and electron microscopy, respectively. 2. When viral antigens were detected by the immunocytochemical technique, a diffuse brown deposit was observed in the nucleus and cytoplasm of nasal cells, buffy coats and PK-15 cells under a microscope. 3. DIG-labeled DNA probe was prepared by amplification of conserved sequence of recombinant ADV-gp50 clone with polymerase chain reacction. When ADV-DNA was detected by ISH with DIG-labeled probe, purplish blue pigmentation were observed in the nuclei and cytoplasms of ADV-infected cells under a microscope. Positive signals were observed in nasal cells and in the buffy coat and PK-15 cells at the first day after inoculation. 4. Where ADV-capsids were detected by transmission electron microscopical method, aggregation of capsids was observed in the nuclei and cytoplasms of nasal cells, buffy coats and PK-15 cells. The results suggested that these methods were considered as the highly sensitive and reliable tools for rapid and confirmative diagnosis of Aujeszky's disease in living pigs.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권3호
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• pp.180-188
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• 2019

옥신은 식물의 생장과 발달 과정에서 중요한 조절자로서 기능한다. 옥신 신호전달 과정은 3개의 주요 옥신 반응 전사인자인 Auxin/indole-3-acetic acid (Aux/IAA), Gretchen Hagen 3 (GH3), 그리고 small auxin up RNA (SAUR) 유전자에 의해 조절된다. 특히, Aux/IAA는 옥신 신호에 반응하여 빠르게 축적되는 수명이 짧은 핵 단백질이다. 이 실험에서 우리는 현사시 나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)로 부터 PagAux/IAA1 유전자를 분리하고 발현 특성을 분석하였다. PagAux/IAA1 cDNA는 4개의 보존된 도메인과 2개의 nuclear localization sequence (NLS)을 포함한 200개의 아미노산을 암호화하고 있다. Southern blot 분석으로 현사시나무 genome에 PagAux/IAA1 유전자가 single copy로 존재하는 것을 확인하였다. PagAux/IAA1 유전자는 잎과 꽃에서 특이적으로 발현되었다. 그리고 PagAux/IAA1 유전자는 현탁배양세포의 생장 과정에서 초기 지수생장기에 발현되었다. PagAux/IAA1 유전자의 발현을 분석한 결과, 건조와 염 스트레스 및 식물호르몬인 ABA 처리에 의해 발현이 감소된 반면 저온 스트레스, 형성층의 세포 분열 과정 그리고 식물호르몬인 GA와 JA 처리에서 발현이 증가하였다. 따라서 PagAux/IAA1 유전자가 현사시나무에서 저온 스트레스 반응뿐 아니라 생장 과정에 관여할 것으로 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제34권5호
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• pp.478-490
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• 2021

멜론은 세계 각지에서 재배되는 경제적으로 중요한 작물중의 하나이다. 본 연구는 농업유전자원센터에서 수집 보관중인 멜론 유전자원을 대상으로 다양한 생육 특성을 특성을 조사하고, 멜론의 중요한 육종 형질중의 하나인 과육색의 유전형과 표현형을 조사하여 멜론 육종에 필요한 육종 재료 확보를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 총 219개의 멜론 유전자원을 대상으로 19개의 생육 특성과 PCA분석을 수행하고, 멜론의 중요한 육종 형질중의 하나인 과육색의 유전형을 조사하여 표현형과 비교하였다. 과육색은 오렌지색, 백색, 녹색, 유백색, 황색의 5가지로 분류하였으며, 이중 오렌지색이 87개로 가장 많았으며, 그 다음으로 백색이 75개였다. 그리고, 오렌지색과 녹색 과육 구별용 마커를 적용한 결과, 녹색 과육 21개의 경우는 표현형과 유전형 일치율이 100%였으며, 오렌지색의 경우는 98%, 백색은 97%, 유백색의 경우는 80%의 일치율을 보였다. 표현형과 유전형이 일치하는 않는 총 8개 유전자원의 염기서열을 분석한 결과, 3곳의 위치에서 단일염기다형성(SNP; single nucleotide polymorphism)이 있었다. 이러한 결과는 멜론의 과육색을 결정하는 아직 알려지지 않은 유전기작이 존재한다는 것을 제시하였으며, 본 연구에서 얻어진 다양한 유전자원의 생육조사 결과는 멜론 육종에 유용하게 쓰일 것으로 생각된다.

• Molecules and Cells
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• 제44권1호
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• pp.26-37
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• 2021

Human papillomaviruses (HPVs) cause cellular hyperproliferation-associated abnormalities including cervical cancer. The HPV genome encodes two major viral oncoproteins, E6 and E7, which recruit various host proteins by direct interaction for proteasomal degradation. Recently, we reported the structure of HPV18 E7 conserved region 3 (CR3) bound to the protein tyrosine phosphatase (PTP) domain of PTPN14, a well-defined tumor suppressor, and found that this intermolecular interaction plays a key role in E7-driven transformation and tumorigenesis. In this study, we carried out a molecular analysis of the interaction between CR3 of HPV18 E7 and the PTP domain of PTPN21, a PTP protein that shares high sequence homology with PTPN14 but is putatively oncogenic rather than tumor-suppressive. Through the combined use of biochemical tools, we verified that HPV18 E7 and PTPN21 form a 2:2 complex, with a dissociation constant of 5 nM and a nearly identical binding manner with the HPV18 E7 and PTPN14 complex. Nevertheless, despite the structural similarities, the biological consequences of the E7 interaction were found to differ between the two PTP proteins. Unlike PTPN14, PTPN21 did not appear to be subjected to proteasomal degradation in HPV18-positive HeLa cervical cancer cells. Moreover, knockdown of PTPN21 led to retardation of the migration/invasion of HeLa cells and HPV18 E7-expressing HaCaT keratinocytes, which reflects its protumor activity. In conclusion, the associations of the viral oncoprotein E7 with PTPN14 and PTPN21 are similar at the molecular level but play different physiological roles.