• Animal Bioscience
• /
• 제34권9호
• /
• pp.1439-1450
• /
• 2021

Objective: With the rapid development of proteomics sequencing and RNA sequencing technology, multi-omics analysis has become a current research hotspot. Our previous study indicated that Xinjiang brown cattle have better meat quality than Kazakh cattle. In this study, Xinjiang brown cattle and Kazakh cattle were used as the research objects. Methods: Proteome sequencing and RNA sequencing technology were used to analyze the proteome and transcriptome of the longissimus dorsi muscle of the two breeds of adult steers (n = 3). Results: In this project, 22,677 transcripts and 1,874 proteins were identified through quantitative analysis of the transcriptome and proteome. By comparing the identified transcriptome and proteome, we found that 1,737 genes were identified at both the transcriptome and proteome levels. The results of the study revealed 12 differentially expressed genes and proteins: troponin I1, crystallin alpha B, cysteine, and glycine rich protein 3, phosphotriesterase-related, myosin-binding protein H, glutathione s-transferase mu 3, myosin light chain 3, nidogen 2, dihydropyrimidinase like 2, glutamate-oxaloacetic transaminase 1, receptor accessory protein 5, and aspartoacylase. We performed functional enrichment of these differentially expressed genes and proteins. The Kyoto encyclopedia of genes and genomes results showed that these differentially expressed genes and proteins are enriched in the fatty acid degradation and histidine metabolism signaling pathways. We performed parallel reaction monitoring (PRM) verification of the differentially expressed proteins, and the PRM results were consistent with the sequencing results. Conclusion: Our study provided and identified the differentially expressed genes and proteins. In addition, identifying functional genes and proteins with important breeding value will provide genetic resources and technical support for the breeding and industrialization of new genetically modified beef cattle breeds.

• 생명과학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2010

본 연구자들의 앞선 연구에서는 햄스터 상구에서 AMPA 수용체의 아형인 GluR1과 GluR4의 분포와 눈 적출 이후 이들 수용체의 분포를 면역세포화학적 방법으로 연구하였다. 또한, 표지한 GluR1과 GluR4를 칼슘결합단백질인 calbindin D28K, calretinin, parvalbumin과 GABA로 표지하여 비교하였다. 본 연구에서 역행성이동추적물질(retrograde tracer)인 호스래디시퍼옥시다아제(horseradish peroxidase, HRP)를 상구의 각 주요 상행로와 하행로에 주입함으로써 GluR1- 면역반응 신경세포들과 GluR4- 면역반응 신경세포들이 투사신경세포(projection neurons)임을 밝혀내었다. Tecto-reticulospinal pathway (TRS)와 dorsal lateral geniculate nucleus (dLGN)으로 HRP 를 주입한후, 햄스터들은 회복을 위해 48시간 동안 살려둔 뒤 관류(perfusion)하였다. GluR- 면역반응 처리된 절편들은 역행성 표지된 신경세포를 지님을 확인하였다. HRP를 주입하였더니 단지 적은 수의 GluR1- 면역반응 신경세포들이 TRS (1.4%)와 dLGN (2.6%)으로 투사되었고, 반면에 많은 수의 GluR4- 면역반응 신경세포들이 TRS (32.7%)로 투사되었다. 사이/투사 신경세포(inter/projection neurons)들은 GluR 아단위들의 분류된 분포와 차별화된 양상을 보였고 이들의 이러한 분포는 칼슘결합단백질들과 GABA와는 겹쳐지지 않았으며, 일전에 발표했던 시각적 행동 반응에서 안구 적출 후 수용체 아단위들의 기능적 다양화와는 차별화된 양상을 보였다.

• 동의생리병리학회지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.1025-1034
• /
• 2002

The herbal extract (YMT_02) is a modified herbal extracts from Yukmijihwang-tang (YMJ) to promote memory-enhancing. The YMJ extracts has been widely used as an anti-aging herbal medicine for hundred years in Asian countries. The purpose of this study is to; 1) quantitatively evaluate the memory-enhancing effect of YMT_02 by behavior task, 2) identify candidate genes responsible for enhancing memory by cDNA microarray and 3) assess the anti-oxidant effect of YMT_02 on PC12 cell. Memory retention abilities are addressed by passive avoidance task with Sprague-Dawley (SD) male rat. Before the training session, the rats are subdivided into four groups and administrated with YMT_02, Ginkgo biloba, Soya lecithin and normal saline for 10 days. The retention test was performed. 24 hours after the training session. The retention time of the YMT_02 group was significantly (p<0.05) delayed (～100%), whereas Ginkgo biloba and Soya lecithin treatment delayed 20% and 10% respectively. The hippocampi of YMT_02 and control group were dissected and mANA was further purified. After synthesizing cDNA using oligo-dT primer, the cDNA were applied to Incyte rat GEMTM 2 cDNA microarray. The microarray results show that prealbumin(transthyretin), phosphotidylethanolamine N-methyltransferase, and PEP-19 are expressed abundantly in the YMT_02 treated group. Especially, PEP-19 is a neuron-specific protein, which inhibits apoptotic processes in neuronal cell. On the other hand, transcripts of RAB15, glutamate receptor subunit 2 and CDK108 are abundant in control group. Besides, neuronal genes involved in neuronal death or neurodegeneration such as neuronal-pentraxin and spectrin are abundantly expressed in control group. Additionally, the YMT_02 shows an anti oxidative effect in the PC12 cell. The list of differentially expressed genes may implicate further insight on the action and mechanism behind the memory-enhancing effect of herbal extracts YMT_02, for example, anti-apoptotic, anti-oxidative, and neuroprotective effects.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제33권5호
• /
• pp.704-711
• /
• 2020

Objective: Muscle fiber types, numbers and area are crucial aspects associated with meat production and quality. However, there are few studies of pig muscle fibre traits in terms of the detection power, false discovery rate and confidence interval precision of whole-genome quantitative trait loci (QTL). We had previously performed genome scanning for muscle fibre traits using 183 microsatellites and detected 8 significant QTLs in a White Duroc×Erhualian F₂ population. The confidence intervals of these QTLs ranged between 11 and 127 centimorgan (cM), which contained hundreds of genes and hampered the identification of QTLs. A whole-genome sequence imputation of the population was used for fine mapping in this study. Methods: A whole-genome sequences association study was performed in the F₂ population. Genotyping was performed for 1,020 individuals (19 F₀, 68 F₁, and 933 F₂). The whole-genome variants were imputed and 21,624,800 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified and examined for associations to 11 longissimus dorsi muscle fiber traits. Results: A total of 3,201 significant SNPs comprising 7 novel QTLs showing associations with the relative area of fiber type I (I_RA), the fiber number per square centimeter (FN) and the total fiber number (TFN). Moreover, one QTL on pig chromosome 14 was found to affect both FN and TFN. Furthermore, four plausible candidate genes associated with FN (kinase non-catalytic C-lobe domain containing [KNDC1]), TFN (KNDC1), and I_RA (solute carrier family 36 member 4, contactin associated protein like 5, and glutamate metabotropic receptor 8) were identified. Conclusion: An efficient and powerful imputation-based association approach was utilized to identify genes potentially associated with muscle fiber traits. These identified genes and SNPs could be explored to improve meat production and quality via marker-assisted selection in pigs.

• BMB Reports
• /
• 제48권2호
• /
• pp.68-80
• /
• 2015

G protein-coupled receptors (GPCRs) are a large class of transmembrane receptors categorized into five distinct families: rhodopsin, secretin, adhesion, glutamate, and frizzled. They bind and regulate 80% of all hormones and account for 20-50% of the pharmaceuticals currently on the market. Hundreds of GPCRs integrate and coordinate the functions of individual cells, mediating signaling between various organs. GPCRs are crucial players in tumor progression, adipogenesis, and inflammation. Several studies have also confirmed their central roles in embryonic development and stem cell maintenance. Recently, GPCRs have emerged as key players in the regulation of cell survival, proliferation, migration, and self-renewal in pluripotent (PSCs) and cancer stem cells (CSCs). Our study and other reports have revealed that the expression of many GPCRs is modulated during the generation of induced PSCs (iPSCs) or CSCs as well as during CSC sphere formation. These GPCRs may have crucial roles in the regulation of self-renewal and other biological properties of iPSCs and CSCs. This review addresses the current understanding of the role of GPCRs in stem cell maintenance and somatic reprogramming to PSCs or CSCs.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제33권7호
• /
• pp.1167-1179
• /
• 2020

Objective: This study was conducted to fathom the underlying mechanisms of nutrition intervention and redox sensitive transcription factors regulated by Antrodia cinnamomea fermented product (FAC) dietary supplementation in broiler chickens. Methods: Four hundreds d-old broilers (41±0.5 g/bird) assigned to 5 groups were examined after consuming control diet, or control diet replaced with 5% wheat bran (WB), 10% WB, 5% FAC, and 10% FAC. Liver mRNA expression of antioxidant, inflammatory and lipid metabolism pathways were analyzed. Prostaglandin E2 (PGE₂) concentration in each group were tested in the chicken peripheral blood mononuclear cells (cPBMCs) of 35-d old broilers to represent the stress level of the chickens. Furthermore, these cells were stimulated with 2,2'-Azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) and lipopolysaccharide (LPS) to evaluate the cell stress tolerance by measuring cell viability and oxidative species. Results: Heme oxygenase-1, glutathione S-transferase, glutamate-cysteine ligase, catalytic subunit, and superoxide dismutase, and nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) that regulates the above antioxidant genes were all up-regulated significantly in FAC groups. Reactive oxygen species modulator protein 1 and NADPH oxygenase 1 were both rather down-regulated in 10% FAC group as comparison with two WB groups. Despite expressing higher level than control group, birds receiving diet containing FAC had significantly lower expression level in nuclear factor-kappa B (NF-κB) and other genes (inducible nitric oxide synthase, tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, nucleotide-binding domain, leucine-richcontaining family, pyrin domain-containing-3, and cyclooxygenase 2) involving in inflammatory pathways. Additionally, except for 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-coenzyme A reductase that showed relatively higher in both groups, the WB, lipoprotein lipase, Acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, fatty acid binding protein, fatty acid desaturase 2 and peroxisome proliferator-activated receptor alpha genes were expressed at higher levels in 10% FAC group. In support of above results, promoted Nrf2 and inhibited NF-κB nuclear translocation in chicken liver were found in FAC containing groups. H₂O₂ and NO levels induced by LPS and AAPH in cPBMCs were compromised in FAC containing diet. In 35-d-old birds, PGE₂ production in cPBMCs was also suppressed by the FAC diet. Conclusion: FAC may promote Nrf2 antioxidant pathway and positively regulate lipid metabolism, both are potential inhibitor of NF-κB inflammatory pathway.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.349-361
• /
• 2010

본 총설에서는 아미노산의 공업적 생산균인 Corynebacterium glutamicum의 탄소 대사 및 이와 관련된 총체적 조절 메커니즘에 대한 최근의 연구를 정리하였다. C. glutamicum의 산업적 발효을 위한 기질로서 사용되는 당밀은 주로 sucrose, glucose, fructose로 이루어져 있으며, 이들 당은 phosphotransferase system을 통해서 수송된다. C. glutamicum의 탄소 대사 특징은 glucose가 다른 당이나 유기산 등과 함께 존재할 때, glucose와 이러한 탄소원 들을 동시에 대사한다. 그러나 glucose/glutamate 혹은 glucose/ethanol 등의 혼합물에서 는 탄소원의 순차적 이용으로 인해 나타나는 diauxic growth 현상을 나타내며, 이러한 carbon catabolite repression(CCR) 현상은 E. coli나 B. subtilis 등에서 알려진 것과는 다른 독특한 분자적 메커니즘과 조절 circuits을 가지고 있음이 밝혀지고 있다. C. glutamicum의 CRP homologue인 GlxR은 acetate 대사를 포함하여 glycolysis, gluconeogenesis 및 TCA cycle 등을 포함하는 중심탄소대사 조절 뿐만 아니라, 다양한 세포 기능의 조절에 관여하는 총체적 조절 단백질로서의 역할이 제시되고 있다. C. glutamicum의 adenylate cyclase(AC)는 막과 결합된 class IIIAC 로서, 막 단백질의 특성상 아직 규명되어 있지 않은 세포 외부의 환경 변화에 대응하여 세포 내의 cAMP합성 수준을 조절할 수 있는 sensor로 추정할 수 있다. 특히 C. glutamicum의 경우 배지내 glucose 를 비롯한 탄소원과 cAMP 농도와의 관련성이 E. coli에서 알려진 교과서적 지식과는 상반되게 변화하는 경향을 보이고 있어, cAMP signaling에 의한 세포 내 regulatory network 등은 향후 풀어야 할 의문으로 남아있다. 탄소대사 조절의 최상위에 존재하며 global 조절자인 GlxRcAMP 복합체 이외에도 차상위 전사조절 단백질로서 RamB, RamA, SugR 등이 존재하여 다양한 탄소대사를 조절한다. 최근 들어서는 새로운 탄소원으로서 대두되고 있는 biomass 관련 기질들을 이용할 수 있는 C. glutamucum 균주 구축을 통하여 이용 기질의 범위를 확대시키고자 하는 연구 및 탄소 대사와 관련하여 L-lysine의 발효 수율 혹은 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 분자적 균주 육종 연구 등이 수행되고 있다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제45권1호
• /
• pp.77-89
• /
• 1998

서 론: $\beta_2$ 교감신경 수용체 유전자에는 여러 종류의 다형성(polymorphism)가 존재하며, 천식 환자에서 $\beta_2$ 교감신경 수용체의 대표적인 변이는 $\beta_2$ 교감신경 수용체의 아미노산이 대치된 부분으로 Arg16-Gly, Gln27-Glu, Val34-Met 및 Thr164-Ile 등인 것으로 알려져 있다. 지속적인 $\beta_2$ 교감신경 유도체의 자극에 대하여 세포표면으로 부터 세포내의 전달과정이 둔화되어 점차 세포전달이 없어질 수도 있는 desensitization 또는 수용체와 수가 감소하는 downregulation이 존재하는 것으로 알려져 있다. 천식환자에서 $\beta_2$ 교감신경 수용체의 desensitization 또는 downregulation 뿐만 아니라 천식 표현형과 $\beta_2$ 교감신경 수용체 유전자 다형성의 상관 관계에 대한 연구가 이루어지고 있으나 논란이 많다. 이에 본 연구는 기관지 천식환자에서 $\beta_2$ 교감신경 수용체의 가장 흔한 16, 27, 34 및 164 의 아미노산에 해당하는 유전자의 다형성을 MASA (Mutated Allele Specific Amplification)법으로 시행하여 각각의 다형성의 발생 빈도와 천식의 심한 정도와 연관이 있는 가를 확인하였다. 대상 및 방법: 대상 환자는 천식 환자 103명이었으며, 이중 남자는 54명, 여자는 49명으로 평균 연령은 46.6세 (19~80세)였고 이환 기간은 4.7년이었다. 대상 환자는 경미하고 간헐적 증상을 보인 30명, 지속적인 경미한 천식 환자는 32명으로 경미한 천식은 모두 62명이었으며, 중등증의 천식 증상은 17명 및 중종의 천식증상을 보인 환자는 24명이었다. 이중 1년 중에 6개월 이상 전신적 스테로이드를 투여하는 환자는 39명이었으며, 투약 중에도 야간 발작이나 야간 기침이 발생되었던 환자는 44명이었다. 대상 환자로부터 10cc의 전혈구를 체취 하여 분리된 림파구에서 분리된 DNA를 이용하여 MASA 방법으로 $\beta_2$ 교감신경 수용체 16번, 27번, 34번 및 164번째 아미노산의 다형성을 검색하였고, 천식의 심한 정도 따른 $\beta_2$ 교감신경 수용체 유전자의 다형성의 분포와 야간 천식의 발작이나 증상의 유무에 따른 $\beta_2$ 교감신경 수용체 유전자의 다형성의 분포를 확인하였다. 결 과: 16 번째 Arginine이 Glycine으로 변이는 heterozygous 변이가 67명, homozygous 변이가 13명으로 heterozygous 변이가 65.1%로 가장 많았다. 27번째 Glutamine이 Glutamate로 변이는 heterozygous만 11명으로 10.7%였으며, 34번째 Valine이 Methionine으로 변이를 일으키는 100번째 핵산의 경우도 heterozygous만 6명으로 5.8%였다. 27 번째와 34번째 아미노산의 변이를 일으키는 homozygous 변이와 164번째 아미노산의 변이는 대상 환자 중에는 없었다. 천식 증상의 심한 정도를 경종 및 중등증, 중중으로 2 구분하여 $\beta_2$ 교감신경 수용체 다형성의 발생빈도를 관찰한 결과 중증의 천식환자에서 16번째 아미노산의 변이의 빈도는 많았으나 (p=0.015), 27번, 34번 및 164번째의 아미노산의 변이는 천식 증상의 정도와는 연관성이 없었다. 야간 천식 증상의 유무에 따른 $\beta_2$ 교감신경 수용체 다형성은 16, 27, 34 및 164번째 아미노산의 핵산의 변이와 연관성이 없었다. 결 론: 이상의 결과로 기관지 천식 환자에서 $\beta_2$ 교감신경 수용체 다형성은 Arg 16, Gln 27 및 Val 34의 변이가 존재하고, Arg 16이 가장 많았으며, Thr 164는 없었다. 기관지 천식 환자에서 증상이 심한 중증 천식은 $\beta_2$ 교감 신경 수용체의 다형성중 Arg 16의 변이는 중증 천식과 연관성이 있었다. 그러나 야간 천식 발작이나 증상과 $\beta_2$ 교감신경 수용체 다형성은 서로 상관이 없었다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.747-753
• /
• 2019

인지기능 저하는 장 단기 기억 및 주의력 소실과 우울증, 불안증의 증가를 특징으로 한다. 또한, 인지기능 저하는 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관되어 있다. 경제적 부담, 안전 위협을 포함하는 인지기능 저하와 관련된 사회적 문제는 고령화가 진행됨에 따라 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 인지기능 저하를 유발할 가능성이 있는 원인으로는 노화에 따른 대사 및 호르몬 불균형, 감염, 약물 오남용, 신경세포 손상 등이 알려져 있지만 다양한 요인이 관련되어 있으므로 원인 규명이 어려운 한계점 때문에 뚜렷한 치료전략 수립이 어려운 실정이다. 최근의 연구에 따르면 퇴행성 뇌질환 발생의 원인과 이에 대한 치료전략 수립에 있어서 장내미생물의 역할이 중요하게 제시되고 있다. 특히, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 장내미생물 조성의 변화 및 이들에 의한 대사산물에 따른 분자생물학적, 신경행동학적 증상의 변화가 밝혀졌다. 알츠하이머병 동물모델에서 장내미생물의 변화는 NMDA 수용체와 글루탐산의 변화를 통해 기억능력 소실을 야기하였다. 반면, 알츠하이머병 동물모델에 프로바이오틱스를 투여하였을 때, 비정상적인 신경학적 행동이 유의적으로 감소하였다. 파킨슨병은 장내미생물 군집의 변화와 직접적인 연관성을 보였으며 이는 이차적 증상인 변비 발생에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 파킨슨병 동물모델에 투여한 프로바이오틱스는 단쇄지방산 중 하나인 뷰티르산 증가를 통한 신경세포 보호효과를 나타내었다. 또한, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 뇌-혈관장벽의 기능이상이 밝혀졌으며, 뇌-혈관장벽 변화는 장내미생물 불균형에 의한 전신성 염증에 따른 미세소관의 파괴 및 투과성 증가와 연관된 것으로 나타났다. 더불어 장내미생물 대사과정에서 생성된 대사산물은 퇴행성 뇌질환의 발생과 치료에 영향을 미친다. 본 논문에서는 인지기능 저하의 진행을 지연시킴으로써 심화를 방지할 수 있는 효과적인 접근법을 제시하기 위하여 인지기능 저하와 장내미생물의 연관성을 심층적으로 고찰하여 치료적 대안으로 제시하고자 한다.