• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.96-105
• /
• 2005

공시균인 S. longwoodensis IFO 14251의 autoregulators 및 receptor gene 탐색의 일환으로 기존의 Streptomyces속 receptor gene의 공통배열을 primer로 이용하여 PCR을 수행하였다. 예상되는 100 bp 크기의 단편을 pUC19 vector에 ligation하여 E. coli $DH5{\alpha}$에 transformation한 후, plasmid를 분리하여 BamHI을 처리하여 $2\%$ agarose gel에 전기영동한 결과, pUC19 외에 receptor gene PCR product가 100 bp 위치에 존재하는 것을 확인하였다. 형질전환된 plasmid로 PCR을 수행한 후, 염기배열을 결정하여 분석한 결과, Streptomyces sp. 유래의 receptor gene의 일부분임이 확인되었다. 따라서 S. longwoodensis IFO 14251에는 lysocellin 생산에 관여한다고 추정되는 autoregulator receptor protein을 코드하는 유전자가 존재할 것으로 예상되어 100 bp의 PCR product를 probe로 이용하여 Southern 및 colony hybridization을 통하여 4.4 kb의 SphI 단편을 가지는 plasmid(pSLT)를 제작하였고 이를 sequencing한 결과, Streptomyces 속 유래의 autoregulator receptor 단백질을 코드하는 유전자와 3개의 open reading frame(651 bp)을 확인하여 sltR이라 명명하였다. 유전자 해석 결과, 기존의 autoregulator receptor proteins과 비교시 $35{\sim}46\%$의 homology를 나타내었다. 재조합 단백질의 발현을 위해, sltR/pET-l7b plasmid를 제작하고 E. coli BL21(DE3)/pLysS을 host cell로 이용하여 재조합 단백질을 발현시켰다. SltR 재조합 단백질의 정제는 DEAE-Sephacel column chromatography와 DEAE-5PW chromatography(HPLC)를 통해 수행하였다. Gel filtration chromatography(HPLC, 55 kDa)와 SDS-PAGE(28 kDa)를 통해 분자량을 확인한 결과, 재조합 단백질은 dimer형태로 존재하는 것으로 확인되었다. 또한, 결합활성에 있어 A-factor type의 autoregulator에 대해 가장 강한 결합활성을 나타내었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.148-153
• /
• 2005

말라리아는 세계적으로 다시 발생하는 감염성 질환으로 모기에 의해 옮겨지는 말라리아 원충에 의해서 발병한다. 말라리아 원충을 검출하기 위하여 혈액 도말법 등 여러 가지 정량적인 assay가 활용 되고 있다. Real time PCR 은 반응이 일어나는 동안 PCR 산물의 생성을 계속적으로 모니터링 할 수 있는 방법으로서 최근 많은 환자들의 말라리아 원충을 한번에 탐지 하는데 적용되고 있다. 본 연구에서는 말라리아 원충 중 한국에서 질환을 일으키는 Plasmodium vivax를 탐지하기 위해 26명의 환자 혈액에서 분리 정제한 genomic DNA를 가지고 SYBR Green based-real time PCR을 수행하였다. 특히, 기존의 real time PCR에 사용한 18S rRNA와는 달리 DBP 유전자를 사용하여 새로운 말라리아 검출방법을 정량적이면서도 간편하고 경제적인 방법으로 개발하였다. 특히, real time PCR로 나온 결과를 임상적인 titer로 바꾸어 주기 위해서 reference 유전자로는 말라리아 환자의 상태와 관계없이 ACTB이 안정하다는 것을 real time PCR로 입증하였고 ACTB 유전자를 reference 유전자로 사용하였다. 본 연구에서는 real time PCR assay에 DBP라는 유전자를 처음 사용하였을 뿐 아니라 titer 보정을 위한 reference 유전자, ACTB를 real time PCR assay을 통해 확보하여 더 정확한 titer 값을 얻고자 했다. 이런 결과를 바탕으로 Taqman based-real time PCR과 본 연구의 결과를 정량비교를 하였다. 특히, 26명의 말라리아 환자 샘플을 3 group(Group I, II, III)로 나누어서 그 결과 정량적인 경향성 일치를 나타내었다. 특히, 높은 titer을 갖는 말라리아 샘플(Group I)에서 가장 많은 정량적인 차이를 보였지만, 간편하고 경제적인 SYBR Green-based real time PCR을 이용하여 DBP 유전자를 증폭하는 새로운 방법으로 말라리아를 Semi-quantitative 하게 검출할 수 있음을 보였다.

• 한국작물학회지
• /
• 제53권1호
• /
• pp.85-92
• /
• 2008

신팔달콩2호와 GC83006를 교잡하여 총 118개의 $F_7$ 계통을 육성하였다. 127개의 분자마커를 사용하여 유전자지도를 이용하여 종실 및 생육특성에 대한 QTLs분석을 실시하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 100립중, 경장, 엽면적 그리고 개화까지 일수는 정규분포를 보였다. 100립중을 제외한 3개의 형질에서 양친의 값을 벗어나는 초월변이 계통이 관찰되었는데, 특히 개화까지의 일수는 개화기가 지연되는 쪽으로 초월변이 계통이 다수 관찰되었다. 2. 100립중, 경장, 엽면적 그리고 개차까지 일수에 대한 QTL분석 결과, 전체 7개의 QTL이 탐지되었다. 100립중에 관여하는 3개의 QTL은 전체변이의 $10.1%\;{\sim}\;12.5%$를 설명하였고, 경장은 전체변이의 22%를 설명하는 1개의 QTL이 탐지되었다. 엽면적은 전체 변이의 10% 및 8.6%를 설명하는 2개의 QTL이 탐지되었으며 개화기 일수는 전체 변이의 41.0%를 설명하는 1개의 QTL이 탐지되었다. 3. 신팔달콩2호와 GC83006의 모용은 각각 회색과 갈색이었으며 모용색은 1개의 유전자가 관여하는 것으로 나타났다. 분석결과 모용색은 연관군 C2에 위치하는 Satt134 마커와 밀접히 연관되어 있었다. 제색은 신팔달콩2호와 GC83006이 각각 흑색과 황색이었으며 후대 중에는 갈색의 배꼽을 갖고 있는 계통도 발견되었다. 종피색은 신팔달콩 2호와 GC83006이 각각 황색과 녹색을 보였으며 후대에서 황색과 녹색 계통이 1 : 1의 분리비를 보여 종피색에는 하나의 유전자가 관여하는 것으로 나타났고, 이 유전자는 연관군 D1a의 마커 Satt077과 밀접한 연관을 보였다.

• 생명과학회지
• /
• 제27권10호
• /
• pp.1215-1224
• /
• 2017

현재까지 다양한 암의 발병 원인이 밝혀졌는데, 그 중 하나로써 DNA에 돌연변이가 축적되어 유전체가 불안정 해짐에 따라 암이 발생될 수 있는 기작들이 주목받고 있다. 생물정보학과 유전체학의 발달에 따라 질병 연구에 있어서 보다 더 정확하고 신뢰성 있는 바이오마커를 찾는 것이 가능해졌다. 따라서, 생물정보학과 유전체학의 연구 기반을 바탕으로 한 암의 바이오마커는 암의 조기진단뿐만 아니라, 더 나아가 암 발생 예측과 암환자의 예후 진단에 적용될 수 있다. 최근 들어 인간 유전체에서 약 45%를 차지하는 이동성 유전인자(transposable elements, TEs)가 유전자의 발현 조절과 DNA의 돌연변이를 유도함으로써 다양한 질병에 영향을 미친다는 사실이 밝혀짐에 따라, 이러한 이동성 유전인자들이 암의 발생과 어떤 연관이 있는지에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 따라서 우리는 이동성 유전인자가 대장암과 어떤 연관성이 있는지에 대해 조사를 하였으며, 이를 어떻게 바이오마커로 활용할 수 있는지 알아보았다. 우선, 이동성 유전인자 중 인간 유전체에 많이 존재하면서 유전체에 많은 영향을 미치는 LINE-1 (long interspersed nuclear element-1, L1)과 Alu, LTR (long terminal repeat) 위주로 확인하였다. 흥미롭게도, 대장암 세포에서 LINE-1의 저메틸화, APC 유전자 내에 LINE-1 삽입, Alu의 저메틸화와 과메틸화, LTR 삽입에 따른 isoform 발생 등이 특징적으로 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한 원발암유전자에서의 L1 저메틸화가 대장암 전이의 바이오마커로 쓰일 수 있다는 것과 Alu에 의한 MLH1 돌연변이가 가족성 및 유전성 대장암에서 흔히 발견된다는 것을 알 수 있었다. 이 때 이동성 유전인자에 의하여 영향 받는 유전자들의 발현을 in silico 발현 분석을 통하여 분석하였으며, 조직별, 성별 특이적 발현 양상을 제시하였다. 이들을 토대로 대장암 바이오마커를 개발하여 유전성 대장암의 예측 및 대장암 진단 또는 대장암 예후 예측을 통한 개인 맞춤형 치료에 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국가금학회지
• /
• 제43권4호
• /
• pp.273-279
• /
• 2016

GHSR 유전자 변이에 대한 선행연구는 몇몇의 변이가 닭의 성장형질에 영향을 미칠 수 있으며, 유전자마커로써 활용될 수 있음을 보고하였다. 하지만 한국재래계를 대상으로 하는 유전연구는 매우 미흡하고, 외래계 대상의 유전자마커의 도입에는 검증실험이 선 요구된다. 따라서 본 논문은 GHSR 유전자의 성장형질과의 연관성을 확인하며, 한국재래계에 적용할 수 있는 유전자마커를 제시하고자 하였다. 국립축산과학원에서 사육 중인 6계통의 한국재래계 220수를 공시재료로 하여 닭의 체중과의 연관성이 보고된 바 있는 GHSR 유전자의 c.739+726SNP 유전자형을 PCR-RFLP 방법을 통하여 분석하였다. 이후 집단 내에서 30수를 선발하여 염기서열 분석을 수행함으로써 한국재래계내 유전자 변이를 확인하였다. c.739+726SNP을 포함하여 염기서열 분석을 통해 파악된 유전자 변이와 한국재래계의 경제형질과의 연관성 분석에는 SPSS version 22.0을 이용하였다. c.739+726SNP은 전체계 군(n=220)에서 150일령 체중과 270일령 체중과의 연관성을 확인할 수 있었으며(p<0.01), 모색에 의해 구분된 계통별 분석에서는 한국재래계(Gray) 계군에서 150일령 체중과의 연관성이(p<0.05), 한국재래계(White) 계군에서 산란수와 연관성이 확인되었다(p<0.05). 또한 염기서열 분석을 통해서 확인한 513A>G, 517A>T SNP 유전자형에 따라 각각 체중과 산란수에서 통계적으로 유의미한 차이를 확인할 수 있었다(p<0.05). 이러한 결과는 외래육계와 유전적 차이를 가지는 한국재래계의 유전정보를 제공하고, 적합한 분자유전마커를 개발하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것이며, GHSR 유전자내의 유전변이가 분자유전마커 기반의 선발육종에 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 미생물학회지
• /
• 제46권3호
• /
• pp.233-239
• /
• 2010

Bacillus subtilis에 존재하는 DEAD-box RNA helicase에 대한 유전자 상동성 검색을 통해 yqfR, yfmL, ydbR, deaD 의 4종류의 유전자를 확인하였고 이들 유전자 각각의 결손 돌연변이체를 제조하였다. 이들 돌연변이체들의 특성을 알아보기 위하여 LB 배양액을 사용하여 여러 온도에서의 생장 속도를 조사하였다. LB 배양액에서 $37^{\circ}C$의 생장 결과 ydbR 결손 균주가 다소 생장이 느려지나($T_d$=53 min) 다른(yqfR, yfmL, deaD) 결손 돌연변이체들은($T_d$=30-40 min) 결손이 없는 야생형 균주 CU1065와($T_d$=32 min) 유사하였다. 반면에 $22^{\circ}C$에서의 생장은 CU1065 ($T_d$=102 min)에 비해 yqfR ($T_d$=151 min), yfmL ($T_d$=214 min), ydbR ($T_d$=343 min) 결손 균주 순으로 생장속도가 느린 저온 민감성을 보인다. deaD의 $22^{\circ}C$에서의 생장 속도는 ($T_d$=109 min) CU1065와 ($T_d$=102 min) 매우 유사하여 저온 민감성을 보이지 않았다. 그리고 이들 유전자들의 이중, 삼중, 사중의 결손 균주들을 제조하였고, 여러 온도에서 ($42^{\circ}C$, $37^{\circ}C$, $22^{\circ}C$) LB 배양액을 사용하여 생장 속도를 측정 하였다. 다중 결손은 단일 결손보다 더 심한 저온 민감성을 보이며, 이중 결손의 경우, ydbR과 yfmL의 결손이 다른 조합의 결손보다 보다 큰 저온 민감성을 나타내었다 ($T_d$=984 min). 이러한 저온 민감성은 E. coli의 csdA 혹은 srmB 결손의 결과와 유사하며 리보솜 조립과 관련이 있는 생리적 기능으로 보인다.

• 생명과학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.349-356
• /
• 2015

최근 차세대염기서열해독법(Next Generation Sequencing, NGS)의 급속한 발전에 힘입어, 다양한 가축 종에 대한 전장유전체 수준의 해독 및 분석 연구수행이 가능하게 되었다. 소의 경우 현재 한우, 칡소, 흑우, 제주흑우 4품종의 재래소가 국제연합식량농업기구 가축다양성 정보시스템에 등록돼 있는 상태이다. 이러한 재래유전자원은 최근 NGS 기술을 이용 전장유전체에 걸친 대용량의 단일염기다형성 정보를 얻는데 성공하였으며, 또한 한국 재래소품종이 유럽기원의 소 품종들과 유전학적으로 차이가 있다는 점이 밝혀졌다. 또한 소 유전체학 분야에서 이 NGS의 응용은 유전체의 구조적 변이 특히 종전 대용량으로 정확한 발굴이 어려웠던 전장유전체에 널리 퍼진 복제수변이의 발굴에 성공적으로 적용되었다. 이러한 일련의 성공에도 불구하고 최근 NGS를 이용한 연구는 내재적인 한계점이 있었는데, 이는 연구 당시 고가의 연구비용 및 분석의 난해함으로 인해 각 대표 소 품종의 단수 또는 소수 개체에 대해서만 적용되었다는 점이 그 대표적 예라 할 수 있을 것이다. 즉, NGS에서 파생된 데이터의 보다 정확한 생물학적 의의를 찾기 위해서는 추가 실험적 검증과 더불어 면밀한 해석이 필요하다는 점을 시사하는 것이다. 최근 차세대염기서열 해독 비용이 지속으로 하락하고 있으며, 이는 단수개체가 아닌 집단수준에서의 NGS 적용이 가능해 짐에 따라 다양한 집단유전체학적 이론이 접목된 연구가 가능해지고 있다. 현재 국내 재래소 품종에 대한 집단수준에서의 연구는 극히 미흡한 상태이나, 이러한 상황은 최근 고밀도 칩, 차세대염기서열 자료와 같은 대용량 유전정보를 생산, 분석 중에 있어 재래가축에 대한 집단수준에서의 연구가 일부 해소될 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
• /
• 제52권1호
• /
• pp.10-17
• /
• 2016

항체의 특이적 결합을 분석하는 효소면역분석법은 항원의 탐지를 위해 주로 horseradish peroxidase (HRP) 또는 alkaline phosphatase (AP) 등의 효소를 사용한다. 이때 효소를 주로 화학적으로 항체에 결합시켜 사용하게 되는데 이 과정이 복잡하며 불규칙하게 일어나서 항체 및 효소의 기능을 감소시키게 된다. 또한 대부분의 효소면역분석법에서는 주로 일차 항체의 항원결합을 탐지하기위해 이차 항체를 사용하는데, 즉 이차 항체에 결합한 효소의 기질발색에 의해 일차 항체의 항원결합을 탐지하므로 이차 항체가 요구 되어질 뿐만 아니라 이차 항체의 일차 항체에 대한 반응을 위한 부가적인 배양시간이 필요하다. 더욱 더 중요한 것은 이차 항체만의 비특이적 항원 결합 역시 제거되어져야 한다. 본 연구에서는 대장균의 genomic DNA로부터 PCR을 통해 alkaline phosphatase 유전자(Sadeghi et al., 2008)를 증폭 분리한 다음 이를 TRAIL (tumor necrosis factor ${\alpha}$ related apoptosis induced ligand) receptor인 death receptor 4 (DR4)에 특이적으로 결합하는 hAY4 single-chain Fv (ScFv)에 융합시킨 재조합 ScFv-AP 형태로 대장균에서 발현시켜 정제하였다. 정제된 hAY4 ScFv-AP는 SDS-PAGE에서 단량체(monomer) 분자량인 73.8 kDa을 나타내었다. 그러나 size-exclusion chromatography(SEC)에서는 147.6 kDa을 나타내는 결과를 통해 hAY4 ScFv-AP는 AP의 자연적인 비공유결합에 의해 이량체(dimeric form)형성이 유도되어짐을 확인하였다. 또한 ELISA, Western blot 그리고 immunocytochemistry에서 이차 항체 없이 일차 항체 hAY4 ScFv에 직접 융합된 AP의 기질발색에 의해 ScFv 일차 항체의 특이적 항원결합을 나타내었다. 요약하면 hAY4 ScFv와 대장균의 alkaline phosphatase 유전자를 융합시켜 대장균에서 수용성 형태로 성공적으로 정제하였으며 정제된 ScFv-AP 융합단백질은 ELISA, Western blot 및 immunocytochemistry에서 항원결합력을 나타냈으며 또한 구매에 따른 고비용, 부가적인 배양시간 및 비특이적 결합에 의한 오류 등의 문제점을 갖는 이차 항체를 사용하지 않고 직접적인 항원결합력을 나타내었다.

• 미생물학회지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.86-95
• /
• 2002

최근 인간을 비롯한 다양한 생명체의 genome project연구결과 밝혀진 유전자들의 염기서열을 토대로, 생명체 구성성분의 실질적 인 역할을 하는 단배질의 기능을 밝히는 proteomics에 관한 연구의 필요성 이 대두되고 있다. 따라서, 이 연구는 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능과 상호작용의 기초연구에 필수적 인 새로운 포유동물세포 유전자 발현벡터를 RNA 바이러스인 소설사성 바이러스(Bovine Viral Diarrhea Virus)의 infectious CDNA molecular clone을 이용하여 개발하였다. 먼저 BVDV의 infectious CDNA molecular clone (pNADLclns-)을 이용하여 puromycin 항생제에 저항성을 나타내는 puromycin acetyltransferase (pac) 유전자를 삽입하여 recombinant full-length infectious CDNA clone을 합성하였다. 합성된 recombinant CDNA clone을 주형으로 T7 RNA polymerase를 사용하여 in vitro transcribed full-length viral RNA를 합성하였다. 합성된 viral RNA의 자가복제 여부는 MDBK세포에 transfection시킨 후, $^{32}P$ 로 metabolically label함으로써 확인하였다. 또한, transfection된 세포에서의 바이러스 단백질 발현여부는 바이러스에 특이적으로 반응하는 anti-NS3 단클론항체를 사용하여 분석하였다. 또한, infectious CDNA clone을 응용하여 새로운 포유동물세포유전자 발현벡터의 개발을 위해서, 먼저 바이러스의 구조단백질이 바이러스의 자가복제에 필수적인 지를 평가하였다. 실험결과, 각각의 구조단백질 유전자를 deletion한 recombinant cDNA clone으로부터 합성된 viral RMA의 자가복제여부는pac유전자의 발현여부로 recombinant cDNA clone으로부터 합성된 recombinant viral RMA를 MDBK 세포에 transfection시킨 후, puromycin으로 selection함으로써 할 수 있었다. Deletion실험결과, 각각의 구조단백질 capsid및 E0, El, E2는 바이러스의 자가복제에 영향을 기치지 않음을 알 수 있었다. 이와 더불어, 바이러스의 모든 구조단백질을 함께deletion하였을 경우에도 자가복제에는 영향을 기치지 않는 것을 합성된 viral replicon을 이용한 실험에서 알 수 있었다. 이렇게 합성된 BVDV의 replicon을 사용하여 포유동물의 발현벡터로써 사용할수 있는 지의 여부를 분석하기 위해서 pac유전자 이외에 luciferase유전자를 사용하여 MDBK및 HeLa, BHK세포에서의 단백질 발현정도를 시간 별로 분석한 결과, BVDV의 replicon을 다양한 종류의 유전자 발현벡터로사용할 수 있음을 알 수 있었다. 그러므로, RNA바이러스의 하나인 BVDV의 viral replicon을 이용하여 다양한 종류의 포유동물 세포에 유전자 발현벡터로써 사용할 수 있음으로 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능연구에 맡은 도움이 되리라 기대한다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
• /
• 제45권10호
• /
• pp.1263-1272
• /
• 2002

목 적 : 레트증후군이란 1966년 Andreas Rett에 의해 처음 기술되었으며 생후 6개월에서 18개월 정도까지 비교적 정상 발달을 한 후 두위 발달의 감소와 함께 습득했던 인지 및 운동능력의 상실, 언어기능의 상실, 그리고 특징적인 손동작(상동행동)을 보이는 X 염색체 우성유전으로 생각되는 질환이다. 1999년 미국에서 그 결함 유전자인 MECP2 유전자가 Xq28에서 밝혀졌으나 우리 나라에서는 이 질환에 대한 전반적 이해가 부족하며 유전자 연구는 거의 전무한 상태이다. 이에 저자들은 우리 나라의 Rett 증후군 환아에서 MECP2 유전자의 결함이 어느 정도 나타나는지를 알고자 이 연구를 시행하였다. 방 법 : 2000년 2월부터 2001년 3월까지 본원을 방문한 Rett 증후군 환아 34례의 말초혈액을 EDTA (Ethylenediaminetetraacetic acid) 처리하여 5 cc 채취하여 냉동 보관한 후 해빙하여 DNA 표본을 추출했다. DNA의 추출은 E.Z.N.A blood DNA kit을 사용하였다. MECP2 유전자 네 종류의 axon은 PCR을 이용해 증폭하였고 primer sequence는 1999년 Amir 등에 의해 디자인 된 것(AF030876)을 사용하였다. ABI 377 DNA sequencer와 ABI PRISM dye cycle sequencing reaction kit을 사용하여 DNA sequencing을 시행하였고 우리 나라에서 최초로 발견된 유전자 변이에 대해서는 RFLP 분석을 통해 확인하였다. 결 과 : 1) MECP2 유전자의 변이를 보인 환아는 23례로 67.6%에서 관찰되었다. 2) 9종의 missense mutation과 3종의 nonsense mutation을 합해 총 12종의 유전자 변이가 관찰되었다. 3) 이들 돌연 변이 중 L100V, G161E, 그리고 T311M은 전세계적으로 우리 나라에서 처음 발견된 변이이다. 4) 23례의 유전자 변이는 대부분(78.3%) MBD와 TRD라는 기능영역에서 발견되었다. 5) 본 연구에서 T158M, R270X, 그리고 R306C가 자주 나타나는 유전자 변이였다. 결 론 : 우리 나라의 Rett 증후군 환아에서도 MECP2 유전자의 변이는 비교적 흔히 관찰되어 MECP2 유전자의 이상이 Rett 증후군을 유발하는 주 유전자 이상임을 확인하였고 Rett 증후군 환아의 확진을 위해 MECP2 유전자 검사가 필요할 것으로 사료된다.