• Genomics & Informatics
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• 제21권3호
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• pp.39.1-39.15
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• 2023

DNA barcoding without assessing reliability and validity causes taxonomic errors of species identification, which is responsible for disruptions of their conservation and aquaculture industry. Although DNA barcoding facilitates molecular identification and phylogenetic analysis of species, its availability in clariid catfish lineage remains uncertain. In this study, DNA barcoding was developed and validated for clariid catfish. 2,970 barcode sequences from mitochondrial cytochrome c oxidase I (COI) and cytochrome b (Cytb) genes and D-loop sequences were analyzed for 37 clariid catfish species. The highest intraspecific nearest neighbor distances were 85.47%, 98.03%, and 89.10% for COI, Cytb, and D-loop sequences, respectively. This suggests that the Cytb gene is the most appropriate for identifying clariid catfish and can serve as a standard region for DNA barcoding. A positive barcoding gap between interspecific and intraspecific sequence divergence was observed in the Cytb dataset but not in the COI and D-loop datasets. Intraspecific variation was typically less than 4.4%, whereas interspecific variation was generally more than 66.9%. However, a species complex was detected in walking catfish and significant intraspecific sequence divergence was observed in North African catfish. These findings suggest the need to focus on developing a DNA barcoding system for classifying clariid catfish properly and to validate its efficacy for a wider range of clariid catfish. With an enriched database of multiple sequences from a target species and its genus, species identification can be more accurate and biodiversity assessment of the species can be facilitated.

• 한국응용곤충학회지
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• 제52권4호
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• pp.395-402
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• 2013

2000년도 이후로 많은 분자 연구 논문들이 육각강에서 진행되었으며, 그 결과 방대한 양의 미토콘드리아 유전자 염기서열이 생산되었다. 본 연구에서는 2000년도부터 2009년까지 육각강에 보고된 COI 염기서열과 이들을 활용한 분자 연구 논문들을 분석하기 위하여, 58,323개의 COI 염기서열들을 바탕으로 보고된 488개의 분자 연구 논문들을 26개 목들과 사용된 COI 염기서열들의 5', 3', 중간 위치에 따라 재분류하였다. 세 지역의 COI 염기서열을 이용한 연구 논문의 수는 26개 목들에 따라 매우 다양하였다. 하지만, 7개 목들은 특정 지역의 COI 염기서열들이 선호되었음을 나타내었다. 예를 들어, 파리목과 메뚜기목에서는 5' 지역의 COI 염기서열을 사용하는 논문의 수가 가장 높았으며, 이에 반해 딱정벌레, 이목, 잠자리목, 더듬이벌레목, 대벌레목에서는 3' 지역의 COI 염기서열을 사용하는 논문의 수가 가장 높았다. 2000년 이전에 보고된 84개의 분자 연구 논문들과의 비교를 통해, 2000년부터 2009년까지 딱정벌레목, 파리목, 이목, 대벌레목에서는 1999년 이전에 각 목들에서 주로 사용되었던 COI 염기서열의 특정 지역과 같은 지역을 사용하는 경향성을 보여주었다. 본 연구는 육각강에서 2000년에서 2009년까지 보고되었던 분자 연구 논문 뿐만 아니라 이들 논문에서 사용된 COI 염기서열에 대한 전체적인 경향을 이해하는데 유용한 정보를 제공한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제29권5호
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• pp.693-702
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• 2015

동절기에 제주도 지역에서 도래하는 떼까마귀의 유전적 특성과 집단 간 유연관계를 구명하기 위해, 미토콘드리아 COI 유전자 서열의 다형성에 기반한 모계 계통 구조와 계통 유연관계를 분석하였다. 떼까마귀 DNA는 우도와 제주도 내에서 발견된 깃털과 사체 시료에서 분리하였다. 결정된 COI 서열들(n=41)은 떼까마귀(Corvus frugilegus)에서 기존에 보고된 서열들과 97.0% 이상 일치하였다. 제주도 떼까마귀 COI 서열들은 3가지 haplotype(J01-J03)으로 구분되었으나 지역-특이적인 양상을 보이지 않아, 이들이 하나의 모계 기원에서 유래한 집단임을 알 수 있었다. 떼까마귀 전체 COI 서열에서 8개의 COI haplotype들이 발견되었다. 이 중 3가지 haplotype들은 러시아 동부, 몽골, 한국 등 동북아시아의 COI 서열들을 포함하였고, 나머지 5가지는 중앙아시아, 중동아시아, 러시아 서부, 유럽국가의 떼까마귀에서 발견되었다. 계통수 상에서 떼까마귀의 COI 서열들은 측소적 종분화 단계인 2아종, C. f. frugilegus와 C. f. pastinator인 2개의 모계 계통으로 뚜렷하게 구분되었다. DNA barcoding 분석을 통한 연구결과는 모계 계통의 구조, 계통 유연관계 및 분자생태를 이해하는 데 중요한 정보를 제공할 것이다.

• Applied Microscopy
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• 제40권2호
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• pp.89-99
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• 2010

섬유모세포 (fibroblast)는 결합조직을 구성하는 세포의 한 종류로서, 결합조직 전체에 분포하는 것으로 알려져 있다. 섬유모세포는 주위환경에 따라 형태가 쉽게 변하며, 대부분 결합조직내에 고정되어 분포하고 있지만 염증이 일어났을 때나 조직배양중에는 세포들이 이동하기도 한다. 또한 조직이 손상되었을 때 상처부위로 이동하여 대량의 콜라겐 층을 형성함으로써 손상된 조직을 복구시키기도 한다. 미토콘드리아는 전자전달계(electron transport system)를 통해 세포대사에 필요한 ATP를 생산하는 것을 주 기능으로 한다. 미토콘드리아의 형태적 변이와 산화적 스트레스 그리고 전자전달효소 결핍으로 인한 세포내 활성산소의 증가 등의 기능이상으로 세포의 노화가 이루어지기도 하며, apoptosis의 주요 원인이 되기도 한다. 지금까지 간흡충 (Clonorchis sinensis)에 감염된 담관 조직으로부터 분리하여 배양된 섬유모세포에서 나타나는 세포질돌기의 증가와 같은 형태적인 변화양상과 배양중의 섬유모세포에 간흡충 분비배설물질을 첨가할 경우 섬유모세포의 형태와 세포분열양상의 변화가 이루어진다는 보고가 있었다. 하지만 간흡충의 감염이 미토콘드리아 효소의 분포에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡하다. 따라서 이 연구에서는 간흡충 피낭유충을 실험쥐에 감염시킨 후 시간 경과에 따른 담관의 형태변화를 관찰하고, 간흡충에 감염된 담관과 담관으로부터 분리하여 배양한 섬유모세포의 미토콘드리아 전자전달효소 분포를 확인하여 간흡충에 감염된 담관에 존재하는 섬유모세포가 미토콘드리아 전자전달계 이상으로 인한 변이와 관련이 있는지 확인하였다. 간흡충에 감염된 담관에 분포하는 섬유모세포에서는 주변 섬유성조직에 의한 물리적 손상으로 세포질이 파괴되고, 소포체의 확장 및 미토콘드리아 내막의 손상이 관찰되었다. 미토콘드리아 전자전달 효소는 간흡충에 감염된 담관 조직과 담관 섬유모세포를 분리하여 배양하였을 경우에 정상대조군에 비해 ATPase, COXII, porin의 분포가 감소하였다. 간흡충에 감염된 담관은 충체의 자극으로 인해 결합조직의 섬유화가 이루어지고, 이러한 담관에 존재하는 섬유모세포는 섬유조직에 의한 물리적 상해로 세포가 파괴되었다. 감염된 담관으로 부터 분리된 섬유모세포는 간흡충 감염에 의한 화학적 손상으로 미토콘드리아 전자전달효소가 감소되었다. 그 결과, 섬유모세포는 미토콘드리아의 전자전달계 기능이상으로 인한 세포사멸이 유도될 것으로 추측된다. 따라서 간흡충의 감염은 물리적 자극에 의한 담관의 섬유화, 화학적 자극에 의한 섬유모세포 대사과정의 변이를 유발하며, 미토콘드리아의 경우 ATP 생성을 위한 섬유모세포의 전자전달효소의 분포를 감소시켜 정상 조직에 존재하는 섬유모세포와 같은 기능을 수행하지 못하고 담관의 섬유화가 유지되는 것으로 생각된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제55권4호
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• pp.445-452
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• 2016

야외에서 채집된 멸강나방(Mythimna separata) 유충 및 번데기로부터 우화한 기생파리를 NCBI 데이터베이스에 등록되어 있는 유전자 염기서열 정보(16S, 18S, 28S 그리고 CO I)와 비교하여 긴등기생파리(Exorista japonica)로 동정하였다. 긴등기생파리의 알부터 성충우화까지 발육 기간을 담배거세미나방(Spodoptera litura) 5~6령 유충을 숙주 곤충으로 하여 7개 항온조건(16, 19, 22, 25, 28, 31, $34{\pm}1^{\circ}C$)에서 조사하였고 온도에 따른 발육율과 발육완료 모델들의 매개변수들을 추정하였다. $34^{\circ}C$를 제외한 다른 항온 조건에서 알부터 성충우화까지 발육이 가능하였다. 알부터 번데기까지 발육 기간을 보면 $16^{\circ}C$(23.4일)에서 가장 길었고 $34^{\circ}C$(8.3일)에서 가장 짧았으나, 번데기부터 성충까지 발육기간은 $28^{\circ}C$(7.3일)에서 가장 짧았다. 알부터 성충우화까지 전체 발육 기간은 $31^{\circ}C$에서 16.3일로 가장 짧았고 $16^{\circ}C$에서 45.4일로 가장 길었으며 온도가 상승함에 따라 발육기간은 짧아졌다. 선형 발육율 모델을 이용하여 추정한 알부터 성충우화까지 발육영점온도와 유효적산온도는 각각 $7.8^{\circ}C$, 370.4DD 였다. 4개 비선형 발육율 모델(Briere 1, Lactin 2, Logan 6, Performance) 중에서는 Briere 1 모델($r^2_{adj}=0.96$)이 가장 높은 해석력을 보여주었다. 동일 연령 집단의 발육완료 분포를 설명하기 위해 사용된 3개 모델(2-parameter Weibull, 3-parameter-Weibull, Sigmoid)은 모두 같은 결정력($r^2_{adj}=0.90$)을 보였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제59권2호
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• pp.93-107
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• 2020

수원지방에서 콩과 옥수수에 대한 잠재적인 해충으로 밤나방과의 열대거세미나방(Spodoptera frugiperda)과 담배거세미나방(S. litura), 파밤나방(S. exigua), 콩은무늬밤나방(Ctenoplusia agnata), 뒷흰가는줄무늬밤나방(Mythimna loreyi ), 뒷흰날개담색밤나방(Athetis dissimilis), 꼬마담색밤나방(A. lepigone)을 수컷 성충의 날개 무늬와 생식기 형태 및 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 1 유전자 부분 염기서열을 비교하여 해당 종들을 동정하였다. 꼬마담색밤나방을 제외한 6종에 대해서는, 2019년 성페로몬트랩에서 관찰된 연중 밀도변동 자료와 온도에 따른 발육과 생식모델들을 이용하여 관찰 세대로부터 다음 세대 성충의 발생시기를 예측한 자료로, 해당 종이 1년 안에 성충 세대가 몇 회 연속하여 발생할 수 있는가 추정하였다. 열대거세미나방은 7월 27일부터 10월 31일까지 포획되었는데, 수원 지방의 자료만으로는 3회 성충이 발생하는 것으로 추정되었다. 그러나 다른 지방에서 관찰된 6월 중하순의 유충 발생 자료를 고려하여, 수원지방에도 연중 4회 성충이 발생할 수 있을 것으로 추정되었다. 담배거세미나방은 5월 29일부터 11월 6일까지 포획되었고, 파밤나방은 5월 14일부터 11월 6일까지, 콩은무늬밤나방은 5월 26일부터 10월 25일까지, 뒷흰가는줄무늬밤나방은 5월 31일부터 11월 23일까지 포획되었다. 이들 4종도 성충 세대가 연중 최소한 4회 발생할 것으로 추정되었다. 뒷흰날개담색밤나방은 5월 26일부터 9월 11일까지 포획되었고, 연 2회 발생이 추정되었다. 두 종의 Athetis속 나방을 제외한 다른 다섯 종들의 첫 발생 성충세대들은 다른 지역으로부터 비래했을 것으로 가정되었다.

• 한국패류학회지
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• 제32권4호
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• pp.263-268
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• 2016

Metallothionein (MT) family of metal-binding proteins are involved in maintaining homeostasis and heavy metal poisoning. Recently, MT has been considered as a biomarker that can identify a particular species, very similar to the use of cytochrome oxidase I (COI) gene. Satsuma myomphala species of land snails have been reported from North-East Asia, including South Korea and Japan. In particular, the land snail species have been known from only a limited area of Geoje Island, Gyeongsangnam-do province of South Korea. Genetic studies of S. myomphala has been limited with only 6 nucleotide, 2 protein registered on the NCBI server. For elucidating the genetic information of S. myomphala, we conducted RNA sequencing analysis using Illumina HiSeq 2500 next-generation platform. We screened the MT gene from the RNA-Seq database to confirm the molecular phylogenetic relationship. After sequencing, the de novo analysis and clustering generated 103,774 unigenes. After annotation against PANM database using BLAST program, we obtained MT sequence of 74 amino acid residues containing the coding region of 222 bp. Based on this sequence, we found about 53 sequences using the BLAST program in NCBI nr database. Using ClustalX alignment, Maximum-Likehood Tree of MEGA program, we confirmed the molecular phylogenetic relationships that showed similarity with mollusks such as Helix pomatia and H. aspersa, Megathura crenulata.

• 한국응용곤충학회지
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• 제60권4호
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• pp.387-401
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• 2021

시설재배지를 대상으로 고추 정식 이후 황색 끈끈이트랩으로 총채벌레 발생을 모니터링하였다. 아울러 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus: TSWV)가 유발하는 고추 칼라병을 유관으로 조사하였다. 고추 정식 직후(3월 말) 낮은 밀도로 대만총채벌레(Frankliniella intonsa)가 트랩에 포획되었으며 4월 중순부터는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)도 발견되었다. 이후 5월부터는 두 종이 전체 총채벌레의 98% 이상을 차지하였고, 이 가운데 대만총채벌레가 꽃노랑총채벌레보다 다소 많은 발생 밀도를 보였다. 전체 총채벌레의 발생 피크를 보면 5월 중순에 낮은 피크를 기점으로 6-7월에 발생 최성기를 보였다. 이후 총채벌레의 발생은 급격하게 감소하였다. 포획된 꽃노랑총채벌레의 암수 비율이 일정하지 않았는데 이는 이 곤충의 특이적 단성생식 가능성으로 이에 대한 실험적 증거를 제공하였다. 지역간 꽃노랑총채벌레의 유전적 거리를 COI 서열로 비교한 결과 원거리에서 채집한 꽃노랑총채벌레 집단과는 차이를 보였지만 안동지역 내에서 발생한 꽃노랑총채벌레는 COI 서열에서 높은 유사성을 보였다. 이들 주요 두 종의 총채벌레가 전파할 것으로 추정되는 고추 칼라병이 일부 시설재배지를 중심으로 발견되었으며 항혈청 및 분자진단을 통해 확인되었다. 더불어 감염 고추에서 채집된 꽃노랑총채벌레에서도 분자진단을 통해 TSWV를 검출하였다. 감염 TSWV의 게놈 구조를 비교하기 위해 기능성 단백질을 갖는 NS_S, N, NS_M의 유전자 서열을 분석하였다. 서로 다른 지역별 이들 유전자는 다수의 점돌연변이가 존재하였고 이들 가운데는 아미노산 서열 차이를 초래하는 오류 돌연변이를 포함하였다. 추출된 TSWV를 비보독충 꽃노랑총채벌레에 섭식 처리한 유충과 성충 모두에서 감염으로 일어났으나, 유충에게서만 바이러스 증식이 일어나는 것을 확인하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제57권1호
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• pp.53-64
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• 2024

본 연구는 근생성 효능을 가진 천연화합물을 발굴하고자 oxypeucedanin hydrate가 근생성과 미토콘드리아에 미치는 영향 및 항암제 유도 미토콘드리아 손상에 대한 완화효과를 C2C12 근원세포와 zebrafish 모델을 통해 각각 확인하였다. 그 결과, oxypeucedanin hydrate는 다핵의 근관세포의 수와 분화말기 표지자인 Myh4의 발현량을 증가시켰고 근육단백질 분해 인자인 MuRF1과 MAFbx의 발현량은 감소시켰다. 또한 미토콘드리아 생합성 조절인자인 Pgc1α, Tfam과 전자전달계 구성인자인 Sdha, Cox1의 발현은 증가시키고, 미토콘드리아 융합인자인 Opa1의 발현 또한 증가시킴과 동시에 미토콘드리아 분열을 표지하는 Drp1의 발현은 감소시켰다. 한편 zebrafish 모델을 통해 항암제 유도 미토콘드리아 손상에 대한 개선효과를 확인한 결과, oxypeucedanin hydrate는 항암제에 의해 유도된 미토콘드리아 손상을 완화시켰다. 이상의 결과들은 oxypeucedanin hydrate가 미토콘드리아 기능 증진을 매개로 근원세포 분화 촉진 및 근육 단백질 분해 저하 효과를 나타냄을 시사한다. 따라서 본 연구를 통해 oxypeucedanin hydrate가 근생성 효과를 나타낼 수 있는 잠재적인 유효소재로서의 가능성을 제시하였다.