• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.631-646
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• 2011

중간엽 줄기 세포는 다분화능을 가지고 있으며 골수, 지방, 태반, 치아속질, 윤활막, 편도 및 가슴샘 등 인체의 다양한 조직에서 분리된다. 중간엽 줄기세포는 조직의 항상성을 조절하며 다분화능, 분리와 조작의 용이함, 암세포로의 화학주성 및 면역 반응 조절 등의 특징을 가지고 있어서 재생 의학, 암 치료 및 식대주 질환(GVHD) 등에 이용할 수 있는 세포치료제로 주목 받고 있다. 하지만 주위 세포와 조직을 지지하고 조절하는 특징과 관련하여 중간엽 줄기세포가 혈관 생성을 촉진하고 성장인자를 분비하며 암세포를 공격하는 면역 반응을 억제함으로써 암의 진행을 촉진시킨다는 사실 또한 보고 되고 있다. 이러한 사실들로 인해 중간엽 줄기세포의 임상 적용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 어떠한 기전을 통해서 중간엽 줄기세포가 암의 진행을 촉진하는 지지 세포로 기능하는지를 밝히기 위해서 인체 지방 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포를 두 개의 암세포주(H460, U87MG)와 각각 공동 배양하고 microarray를 이용해서 암세포와 공동 배양되지 않은 중간엽 줄기세포와 유전자의 발현을 비교하였다. 두 암세포주와 공동배양에서 공통적으로 2배 이상 차이 나는 유전자를 DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)와 PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships)를 이용해 분석하였으며 생물학적 과정, 분자적 기능, 세포의 구성 성분, 단백질의 종류, 질병과 인체 조직 그리고 신호전달에 관련된 정보를 획득하였다. 이를 통해서 암세포는 중간엽 줄기세의 분화, 증식, 에너지 대사, 세포의 구조 및 분비기능을 조절하여 유전자의 발현 양상을 암 연관 섬유모세포(cancer associated fibroblast)와 유사한 세포로 변형 시킨다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 중간엽 줄기세포를 이용한 임상 치료제의 효과와 안정성을 개선하는데 응용될 수 있을 것이다.

• 분석과학
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• 제31권5호
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• pp.208-218
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• 2018

자가소화작용은 세포 내 물질들을 이중막 구조의 자가포식체를 형성하여 라이소좀(lysosome)과 융합한 후 이들을 분해시키는 과정이다. 자가소화작용은 유전적, 세포적, 생화학 수준에서 연구가 진행되어왔지만, 자가포식체의 미세구조 분석 및 정량적 분석은 체계적으로 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 먼저, 기초 자가소화작용이 진행되는 환경과 기아상태로 자가소화작용을 유도한 환경의 세포에서 각각 자가포식체 막 형성에 중요한 역할을 하는 ATG5가 결핍된 섬유아세포와 정상 섬유아세포에서의 자가포식체의 미세구조를 비교 관찰 하였다. 정상 섬유아세포에서는 초기 패고포어, 초기 및 후기 자가포식체, 오토라이소좀과 같은 자가포식체의 단계별 미세구조를 확인한 반면, ATG5가 제거된 섬유아세포에서는 이중막 구조가 완성되지 않은 자가포식체 구조가 증가한 것을 확인하여 ATG5가 자가포식체 성숙에 중요한 역할을 함을 다시 한번 검증할 수 있었다. 본 연구를 통해 구축한 자가포식체 미세구조 분석법을 활용하여 확장된 폴리글루타민을 가지는 N-말단 헌팅틴 유전자를 발현시키는 헌팅턴병의 세포학적 모델에서 단계별 자가포식체를 분석하였다. 그 결과, 흥미롭게도 헌팅틴 단백질이 발현된 세포에서 후기 자가포식체가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 헌팅틴 돌연변이 단백질 응집체 제거에 필요한 자가소화작용 활성화를 위해서 자가포식체와 라이소좀의 결합 단계를 촉진하는 것이 효과적일 가능성에 대해서 유추할 수 있었다. 결론적으로 전자현미경을 활용한 자가포식체의 단계별 미세구조 관찰 및 정량 분석이 다양한 인간 질병모델에 적용되고, 자가소화작용과 연관된 병리 메커니즘 연구에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국가금학회지
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• 제44권1호
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• pp.19-28
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• 2017

계란의 난각은 닭의 자궁에서 형성되는 복잡하고 고도화된 다층 석회화 구조이다. 본 연구는 닭의 산란연령에 따른 자궁내막조직의 변화 양상과 난각 형성에 관여하는 주요 유전자들의 발현 양상을 고찰하였다. 난각 형성과 관련하여 난각 단백질과 관련한 OCX-32, OCX-36, OC-17, OC-116 유전자와 난각 이온과 관련한 CALB1, SPP1, SCNN1G, ATP2A2, CA2, CALM1 유전자를 분석대상으로 하였다. 자궁내막조직의 현미경적 관찰 결과, 연령이 증가함에 따라, 자궁 섬모상피세포의 탈락 및 세포의 위축과 섬유화 진행양상이 심화되었다. 그러나 연령 증가에 따른 혈중 이온성분의 농도차이는 없었다. 자궁내막 상피세포의 텔로미어 함량 분석 결과, 산란연령이 증가함에 따라 텔로미어 함유율이 감소됨을 확인하였다. 대부분의 난각 형성 관련 유전자의 발현량은 산란연령에 따라 유의한 변화를 나타내었다. 일부 난각 단백질 관련 유전자의 발현량은 산란연령이 증가함에 따라 증가양상을 보였으나, 이들 유전자들 간의 상호 관련성은 유의한 관계를 보이지 않았다. 난각 형성 이온 관련 유전자인 ATP2A2, SCNN1G, CA2, CALM1 유전자 간에는 상호 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 난각 단백질 관련 OCX-32 및 OCX-36 유전자는 대부분의 이온 관련 유전자들과 높은 정의 상관을 보였다. 따라서 OCX-32, OCX-36, CALB-1, ATP2A2, SCNN1G, CA2 및 CALM1유전자들이 난각 형성에 상호 협력하거나 또는 독립적으로 작용한다. 결론적으로 산란연령이 증가함에 따라 자궁내막세포의 손상이 일어나지만, 그럼에도 불구하고 정상적인 난각을 형성할 수 있는 이유는 난각 단백질 및 난각 형성 이온 관련 일부 유전자들이 발현을 조절하여 난각 형성의 항상성 유지하기 때문인 것으로 사료된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권4호
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• pp.479-499
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• 2019

본 연구는 제주지역 무 주산지에서 재배 방법(유기 vs. 관행)과 토양 종류(화산회토 vs. 비화산회토)에 따른 토양의 화학적 특성, 미생물 활성 그리고 미생물 군집 조성을 분석하고 요인간 연관성을 구명하기 위하여 수행하였다. 전반적으로 유기와 관행의 재배 방식에 따른 토양 화학성은 처리간 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 토양 미생물체량, 효소 활성, 종 풍부도와 다양성 그리고 미생물 군집 분포 등은 유의한 차이를 보였다. 반면에 토양 종류에 따른 화학성과 미생물 군집 분포 등 미생물학적 특성은 뚜렷한 차이를 보였다. 특히 유기재배 토양에서 관행 대비 토양의 세균, 방선균 및 사상균 그리고 미생물체량이 증가하였으며, Org-NA 토양에서 탈수소효소 활성, 종 풍부도(Chao 1) 그리고 종 다양성(Phyrogenetic diversity) 지수가 가장 높았다. 무 재배 토양에 분포하고 있는 주요 세균 문은 Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes 그리고 Actinobacteria 등 5종이었으며 재배 방법 및 토양 종류에 관계없이 Proteobacteria 문이 화산회토에서 25.9%, 비화산회토에서 21.9~24.9%로 가장 높은 분포를 보였다. 그리고 대체로 화산회토와 비화산회토 토양 종류별로 유사한 군집 조성을 보였으며, 화산회토에서는 재배 방법별 주요 문의 군집 조성은 큰 차이가 없었으나 비화산회토에서는 차이를 보였다. 특히, Firmicutes는 Org-NA 토양에서 21.0%, Acidobacteria는 Con-A에서 21.6%로 가장 높은 분포를 보였는데 대체로 화산회토와 관행재배 토양에서 높은 경향을 보였다. 또한 재배 방법 및 토양 종류별 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 찾기 위하여 LEfSe 분석을 실시한 결과, Firmicutes 문의 분포가 비화산회토와 유기재배 토양에서 유의하게 증가하였다. 그리고 토양 화학성 중에서 총유기탄소 함량, 유효인산 그리고 치환성칼륨 함량은 Firmicutes 등 주요 세균 문과 유의한 상관관계를 보였다.

• 생명과학회지
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• 제16권6호
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• pp.1052-1059
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• 2006

다양한 종류의 박테리아에서부터 사람의 세포에 이르기까지 환경적인 스트레스나 병에 의한 스트레스 혹은 스트레스가 없는 상황에서도 열충격반응(heat shock response) 유도되어진다. 열충격반응에 노출된 세포에서는 모든 단백질의 발현이 정지되는 반면, 열충격단백질(heat shock proteins: HSPs)은 발현되어 스트레스로부터 세포를 보호한다. HSF1(heat shock factor 1)이라는 HSPs 유도단백질은 열충격반응시 단량체형태에서 삼중체의 형태로 구조변화를 일으켜 heat shock element(HSE)라고 불리우는 HSP gene의 발현 promoter에 특이적으로 결합하게 되어 HSPs를 발현시킨다. Human HSF1(hHSF1)은 다섯 개의 시스테인 잔기를 가지고 있는데 이 시스테인의 thiol(-SH)기는 강한 친전자성을 띔으로 급격히 산화되거나 질산화된다. 이러한 고찰은 시스테인 잔기가 산화 환원 의존적인 황산기/이황화결합 전환을 통해 구조적인 변화를 가져온다는 사실을 의미하고 있다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 산화환원제를 이용하여 HSF1에 존재하는 다섯 개의 시스테인 잔기의 역할과 삼량체 형성에 관여하는 잔기에 대하여 알아보고자 하였다. 또한 이황화결합을 통한 삼량체형성의 구조적변화의 관점에서 HSF1의 구조 변화와 DNA 결합력과의 상관관계에 관하여도 알아보고자 하였다. 본 연구결과로 HSF1의 DNA binding domain은 삼량체를 형성하는 구조적인 변화를 통해서 DNA에 대한 결합력이 증가되는 것을 알 수 있었는데 이것은 삼량체가 됨으로서 HSF1의 내부에 위치해 있던 DNA binding domain이 외부로 노출 되어져 DNA에 쉽게 결합할 수 있게 된다는 사실을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제43권2호
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• pp.157-164
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• 2017

스테비아(Stevia rebaudiana)는 남아메리카 지역이 원산지인 국화과 스테비아 속의 다년생 식물로 스테비올(steviol)을 기본 구조로 하는 다양한 배당체가 존재하며 스테비오사이드(stevioside)와 리바우디오사이드(rebaudioside) A 등이 주성분이다. 스테비올 배당체들은 설탕보다 단맛이 월등히 뛰어나 감미료로 널리 사용되어지고 있다. 최근 여러 논문들에서 스테비올 배당체들이 미백 및 항염 효과 뿐 아니라 피부장벽 타이트정션 단백질 조절에 연관되어 있다는 보고가 있었다. 따라서 본 연구에서는 스테비올 배당체인 리바우디오사이드 A의 항염 효과 연구를 통해 향후 아토피 피부염 개선 화장품 원료 개발 가능성을 확인하고자 하였다. 항염 연구를 위해 마우스 대식세포인 RAW264.7 세포를 이용하여 cell viability 및 염증 유발 사이토카인 mRNA 발현량을 분석하였다. 우선 cell viability 측정을 위해 cell counting kit-8 (CCK-8) assay를 수행하였고 세포독성이 없는 최대 농도를 $250{\mu}M$로 설정하여 이후 모든 실험을 진행하였다. 리바우디오사이드 A의 염증 조절 기능 연구는 주로 정량적 real-time RT-PCR 방법을 이용하였다. LPS에 의해 활성화된 RAW264.7 대식세포에서 리바우디오사이드 A 처리 결과 LPS 처리군 대비 iNOS 발현량은 약 47% 감소하였고, COX-2 또한 41% 감소하였다. 생성된 NO의 양 또한 농도 의존적으로 감소하였다. 대식세포를 LPS로 활성화시킨 조건에서 염증 관련 사이토카인 유전자인 interleukin (IL)-$1{\alpha}$, IL-$1{\beta}$, IL-6의 발현량 조절을 확인한 결과 사이토카인(IL-$1{\alpha}$, $1{\beta}$, 6) 발현이 LPS 처리군 대비 40%, 45%, 59%로 농도 의존적 유의성 있게 감소하였다. 결론적으로 스테비올 배당체인 리바우디오사이드 A는 NO 생성 및 사이토카인 분비 억제를 통해 염증 반응을 저해하였다. 이러한 리바우디오사이드 A의 신규 항염증 조절 기능을 통해 아토피성피부염 개선 소재로의 개발이 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제24권8호
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• pp.820-826
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• 2014

세포표면 수용체와 통로가 적절히 기능하려면 특정 세포 내 위치로 배치되고 조절되어야 한다. PSD95/Dlg/Zo-1 (PDZ) 도메인은 이러한 배치와 조절을 매개하는 다양한 단백질들을 인식하고 이 단백질들이 서로 결합하는데 관여한다. MUPP1은 13개의 PDZ domain을 가지는 단백질로서 여러 구조 단백질 및 신호전달 단백질과 상호 결합하지만, MUPP1이 어떻게 안정화되며, 어떻게 신호전달과정에 관여하는지에 대해 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 MUPP1의 PDZ 도메인과 상호 작용하는 단백질을 규명하기 위하여 효모 two-hybrid 방법을 이용하였고, Parkin이 MUPP1과 결합하는 것을 확인하였다. Parkin은 E3 ubiquitin ligase로서, Parkin 유전자의 기능상실 돌연변이는 autosomal recessive juvenile parkinsonism을 일으키는 것으로 알려져 있다. Parkin은 MUPP1의 12번째 PDZ domain과 결합하지만, 다른 PDZ 도메인과는 결합하지 않았다. Parkin의 C-말단부위는 II 형 PDZ-결합모티프를 가지고 있는데, 이 모티프가 MUPP1과의 결합에 필수적임을 확인하였다. HEK-293T 세포에 MUPP1과 Parkin을 동시에 발현하여 발현위치를 확인한 결과 세포내의 같은 위치에서 발현하였다. 또한 Parkin은 MUPP1을 강하게 유비퀴틴화 하였다. 이러한 결과들은 MUPP1이 Parkin의 기질이며, Parkin에 의한 유비퀴틴화에 의해 MUPP1의 기능 혹은 안정성이 조절될 수 있음을 시사한다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.332-338
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• 2009

꿀벌(Apis mellifera)의 장으로부터 xylan분해능이 우수한 세균 HY-20을 분리하였고, Bacillus 속으로 동정하였다. 분리균주 HY-20의 세포 외 GH11 xylanase (XylP) 유전자 (687-bp)는 25,522 Da의 분자량과 9.33의 pI 값을 갖는 228개의 아미노산으로 구성된 단백질을 인코딩하는 것으로 확인되었으며, 지금까지 특성규명이 이루어지지 않은 B. pumilus xylanase (GenBank accession no.: AY526092)의 아미노산 서열과 97%의 상동성을 보였다. pET-28a(+)/xylP를 포함하고 있는 Escherichia coli BL21 균주에서 과발현 된 His-tagged XylP (rXylP)는 cation exchange 및 gel permeation chromatography를 통해 순수하게 분리 정제 되었으며, $50^{\circ}C$의 온도와 pH 6.5 조건에서 반응할 때 birchwood xylan에 대해 가장 높은 가수분해 활성을 나타내었다. rXylP는 15분간 $55^{\circ}C$에 노출될 때 본래 활성의 약 50%를 잃어버리는 전형적인 중온성 효소의 특성을 보였으며, $Hg^{2+}$ (1mM)와 N-bromosuccinimide (5mM)에 노출될 때 완전히 불활성화 되었고, $Mn^{2+}$ (1 mM), $Fe^{2+}$ (1mM) 및 sodium azide (5 mM)에 의해서는 활성이 약 10% 증가될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 한편, rXylP는 xylose유래 다당류는 효율적으로 분해하였지만 PNP-sugar 유도체 및 glucose 유래 다당류는 분해하지 못하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권3호
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• pp.236-245
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• 2019

열매가 성숙하는 과정은 유전학적으로 프로그램화 되어 있는 과정으로 다른 여러 유전자 발현과 효소의 작용에 의한 생화학적, 생리적 조절의 결과물이다. 이런 일련의 과정에서 과실과 채소에 화학적 조성과 활성 물질에 변화가 나타나는 것을 당연한 결과일 것이다. 해당화의 열매가 성숙하는 과정에서 이들 활성 물질의 변화를 측정하기 위해 우리는 성숙단계 별로 채집 된 열매 시료 추출물에서의 항산화 활성의 차이, 항 elastase 활성 및 polyphenol 화합물의 함량을 분석하였다. 결과적으로 미성숙 단계의 열매 추출물에서 높은 phenolic 화합물과 플라보노이드 함량이 검출되었으며, 그에 따라 높은 radical 소거능, 환원력 및 ORAC 활성을 나타냈다. 또한 elastase 저해 활성에서도 다른 성숙 단계의 추출물에 비해 미성숙 단계의 열매 추출물에서 높은 활성을 나타내는 것으로 조사되었다. 더불어 성숙과정에서 플라보노이드 생합성 과정에 관련된 유전자의 발현이 감소하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 플라보노이드의 함량이 감소하는 것을 설명할 수 있었다. HPLC분석을 통해 다른 성숙 단계의 추출물과 비교하여 미성숙 열매 추출물에서 높은 함량의 myricetin, caffeic acid, chlorogenic acid, syringic acid, р-coumaric acid 등이 검출되었다. 구조 기반의 molecular doking을 사용하며 이들 화합물과 elastase의 결합부위와 패턴을 분석하였으며 이를 통해 chlorogenic acid와 elastase가 강하게 결합하는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해서 해당화 열매의 성숙 정도가 이 식물의 약리학적 가치에 영향을 미치는 것을 규명하였고, 미성숙한 해당화 열매는 향후 활성산소 생성에 의해 유발되는 피부 노화 억제 효과뿐 아니라 피부의 탄력성 강화를 위한 기능성 천연소재로서의 가능성을 입증하였다.