• 제목/요약/키워드: human genetics

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Sensing the Stress: the Role of the Stress-activated p38/Hog1 MAPK Signalling Pathway in Human Pathogenic Fungus Cryptococcus neoformans

  • Bahn, Yong-Sun;Heitman, Joseph
    • 한국미생물학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물학회 2007년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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    • pp.120-122
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    • 2007
  • All living organisms use numerous signal-transduction pathways to sense and respond to their environments and thereby survive and proliferate in a range of biological niches. Molecular dissection of these signalling networks has increased our understanding of these communication processes and provides a platform for therapeutic intervention when these pathways malfunction in disease states, including infection. Owing to the expanding availability of sequenced genomes, a wealth of genetic and molecular tools and the conservation of signalling networks, members of the fungal kingdom serve as excellent model systems for more complex, multicellular organisms. Here, we employed Cryptococcus neoformans as a model system to understand how fungal-signalling circuits operate at the molecular level to sense and respond to a plethora of environmental stresses, including osmoticshock, UV, high temperature, oxidative stress and toxic drugs/metabolites. The stress-activated p38/Hog1 MAPK pathway is structurally conserved in many organisms as diverse as yeast and mammals, but its regulation is uniquely specialized in a majority of clinical Cryptococcus neoformans serotype A and D strains to control differentiation and virulence factor regulation. C. neoformans Hog1 MAPK is controlled by Pbs2 MAPK kinase (MAPKK). The Pbs2-Hog1 MAPK cascade is controlled by the fungal "two-component" system that is composed of a response regulator, Ssk1, and multiple sensor kinases, including two-component.like (Tco) 1 and Tco2. Tco1 and Tco2 play shared and distinct roles in stress responses and drug sensitivity through the Hog1 MAPK system. Furthermore, each sensor kinase mediates unique cellular functions for virulence and morphological differentiation. We also identified and characterized the Ssk2 MAPKKK upstream of the MAPKK Pbs2 and the MAPK Hog1 in C. neoformans. The SSK2 gene was identified as a potential component responsible for differential Hog1 regulation between the serotype D sibling f1 strains B3501 and B3502 through comparative analysis of their meiotic map with the meiotic segregation of Hog1-dependent sensitivity to the fungicide fludioxonil. Ssk2 is the only polymorphic component in the Hog1 MAPK module, including two coding sequence changes between the SSK2 alleles in B3501 and B3502 strains. To further support this finding, the SSK2 allele exchange completely swapped Hog1-related phenotypes between B3501 and B3502 strains. In the serotype A strain H99, disruption of the SSK2 gene dramatically enhanced capsule biosynthesis and mating efficiency, similar to pbs2 and hog1 mutations. Furthermore, ssk2, pbs2, and hog1 mutants are all hypersensitive to a variety of stresses and completely resistant to fludioxonil. Taken together, these findings indicate that Ssk2 is the critical interface protein connecting the two-component system and the Pbs2-Hog1 pathway in C. neoformans.

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ALPL 유전자의 돌연변이를 가진 양성 주산기 저인산증 1례 (A Case with Perinatal Hypophosphatasia Caused by the ALPL Mutations)

  • 김준일;강은구;김윤명;이범희;김구환;유한욱
    • 대한유전성대사질환학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.141-147
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    • 2016
  • 저인산증은 드문 선천성 대사 이상 질환으로, 조직-비특이 알칼리 포스파테이스(TNSALP)의 결핍으로 인해 발생한다. 상염색체 우성 혹은 열성 유전이 모두 가능하며, 발생시기에 따라서 주산기, 영아기, 아동기, 성인기로 나뉘고, 증상이 일찍 발현할수록 예후가 나쁜 것으로 알려져 있다. 혈청 알칼리 포스파테이스가 감소해 있으면서 구루병 혹은 골연화증을 보이는 환자에서 ALPL 유전자 변이를 규명하는 것이 저인산증을 진단하는 가장 확실한 방법이다. 본 증례 보고는 산전 초음파에서 장골의 이상과 출생 후 저포스파테이스증이 확인되어 ALPL 유전자 검사를 통해 양성 주산기 저인산증으로 진단된 환자 보고이다. 환자는 출생 당시 호흡곤란이나 고칼슘혈증, 피리독신 의존성 발작 등의 합병증 없이 경과가 양호하였다. 생후 12개월 이후 성장 지연이 확인되었지만, 생후 53개월까지 골격의 무기질화가 호전된 양성 경과를 가지게 되었다. 현재 재조합 TNSALP인 asfotase alfa가 개발되어 주산기 및 영아기 저인산증 환아에서 조속한 진단과 치료가 더욱 중요해진 바, 좀더 많은 환자들의 진단이 이루어져야 하겠다.

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라면 건조 스프 재료의 방사선 조사 검지를 위한 Hydrocarbon류 검출 (Detection of Hydrocarbons to Determine Post-Irradiation of Dry Soup Base Ingredients in Instant Noodle)

  • 황금택;박준영
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.1018-1023
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    • 1998
  • 방사선 조사한 라면 건조 스프에서 hydrocarbon류를 검출하여 이를 라면 스프의 방사선 조사 여부를 검지하는 데 활용하고자 하였다. 스프 재료를 개별, 또는 배합 전후에 방사선 조사하여, hexane으로 지방을 추출하고 Florisil column으로 분리한 hydrocarbon류를 GC를 사용하여 분석하였다. 10 kGy 조사한 팜유, 고춧가루, 참깨에서 비조사 시료에서는 검출되지 않는 hydrocarbon C17:2, C16:3, C17:1, C16:2 등이 검출되었다. 비조사 재료만을 사용하여 배합한 스프에서는 C17:2, C16:3, C17:1, C16:2가 검출되지 않았다. 팜유 또는 참깨만을 방사선 조사한 것을 사용한 배합 스프에서는 C17:2, C16:3, C17:1, C16:2이 검출되었으며, 고춧가루만 방사선 조사한 것을 사용한 배합 스프에서는 C17:2와 C16:3이 검출되었다. 비조사 재료를 배합한 후 방사선 조사하였을 때, 1 kGy 조사 시료에서 C17:2, C17:1, C16:2가 검출되었고, 5 kGy 및 10 kGy 조사한 시료에서 C17:2, C16:3, C17:1, C16:2가 다량 검출되었다.

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Spermidine Protects against Oxidative Stress in Inflammation Models Using Macrophages and Zebrafish

  • Jeong, Jin-Woo;Cha, Hee-Jae;Han, Min Ho;Hwang, Su Jung;Lee, Dae-Sung;Yoo, Jong Su;Choi, Il-Whan;Kim, Suhkmann;Kim, Heui-Soo;Kim, Gi-Young;Hong, Su Hyun;Park, Cheol;Lee, Hyo-Jong;Choi, Yung Hyun
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제26권2호
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    • pp.146-156
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    • 2018
  • Spermidine is a naturally occurring polyamine compound that has recently emerged with anti-aging properties and suppresses inflammation and oxidation. However, its mechanisms of action on anti-inflammatory and antioxidant effects have not been fully elucidated. In this study, the potential of spermidine for reducing pro-inflammatory and oxidative effects in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated macrophages and zebrafish was explored. Our data indicate that spermidine significantly inhibited the production of pro-inflammatory mediators such as nitric oxide (NO) and prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$), and cytokines including tumor necrosis $factor-{\alpha}$ and $interleukin-1{\beta}$ in RAW 264.7 macrophages without any significant cytotoxicity. The protective effects of spermidine accompanied by a marked suppression in their regulatory gene expression at the transcription levels. Spermidine also attenuated the nuclear translocation of $NF-{\kappa}B$ p65 subunit and reduced LPS-induced intracellular accumulation of reactive oxygen species (ROS) in RAW 264.7 macrophages. Moreover, spermidine prevented the LPS-induced NO production and ROS accumulation in zebrafish larvae and was found to be associated with a diminished recruitment of neutrophils and macrophages. Although more work is needed to fully understand the critical role of spermidine on the inhibition of inflammation-associated migration of immune cells, our findings clearly demonstrate that spermidine may be a potential therapeutic intervention for the treatment of inflammatory and oxidative disorders.

미생물의 탈염소화 작용에 의한 난분해성 염화방향족 오염물질의 분해 (Biodegradation of Recalcitrant Chlorinated Aromatic Compounds via Microbial Dechlorination)

  • 채종찬;김치경
    • 환경생물
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    • 제17권2호
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    • pp.129-138
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    • 1999
  • 난분해성 유기화합물의 일종인 염화 방향족화합물은 냉각제, 소화제, 페인트, 용매, 플라스틱류, 유압제, 제초제, 농약, 그리고 화학합성에 필요한 전구물질 등에 널리 사용된다. 이들은 친지질 특성을 가지므로 생물체의 세포막에 쉽게 흡착되며 먹이사슬에 의한 생물학적 농축과정을 통해 인간을 포함하는 각종 생물체에 축적된다. 그 결과 생물체의 세포막 구조가 변화되고 기능이 저해될 뿐더러 암과 돌연변이를 유발하고 $\ulcorner$환경호르몬$\lrcorner$으로서 생물체의 내분비계 기능을 교란하는 등 심각한 보건학적 그리고 환경생물학적 문제를 일으키고 있다. 염화 방향족화합물들은 벤젠고리 구조와 벤젠고리에 염소가 치환된 탄소-염소 결합을 공통적으로 가지고 있으며 벤젠고리에 치환된 염소의 수와 같은 수의 염소라도 붙어있는 위치에 따라 난분해 특징이 결정된다. 염화 방향족화합물들의 분해를 위해서는 미생물에 의한 벤젠 구조의 개환과정과 함께 벤젠 고리구조로부터 염소 치환기를 제거하는 탈염소화 과정이 반드시 일어나야만 한다. 호기적 환경에서 미생물에 의한 탈염소화는 분해 초기단계에서 dehalogenase라는 효소에 의해 촉매되는 oxygenolytic, reductive, 그리고 hydrolytic catalysis에 의해 일어나거나, 분해 대사과정 중에 저절로 염소치환기가 떨어져 나가는 경우도 있다. 탈염소화 과정을 거쳐 분해하는 미생물들을 이용한 염화 방향족 오염물질의 생물학적 분해방법은 이미 사용되고 있는 물리ㆍ화학적 방법보다 경제적이며 2차 오염의 부작용 없이 그 오염물질들을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. 따라서 탈염소화 기작을 포함한 분해과정의 이해는 생물학적 분해의 기본적인 정보를 제공할 뿐더러 난분해성 환경 오염물질의 분해처리를 위하여 보다 집중적으로 연구해야 할 과제라고 할 것이다.

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홍화 (Carthamus tinctorius L.)씨 분말의 골다공증 치료효과 (Therapeutic Effects of Safflower (Carthamus tinctorius L.) Seed Powder on Osteoporosis)

  • 배춘식;박창현;조형진;한혜정;강성수;최석화;엄창섭
    • Applied Microscopy
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    • 제32권3호
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    • pp.285-290
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    • 2002
  • 홍화씨는 한방 및 민간에서 뼈에 우수한 작용이 있는 것으로 알려져 오랫동안 복용되어 왔다. 최근 고령화 사회를 맞이하면서 골다공증 문제는 사회적인 문제로 인식되고 있으며 저자들이 기존에 실시한 실험결과에 의하면 홍화씨 분말은 난소를 적출한 rat에서 골다공증의 예방효과를 나타내었다. 그러나 아직까지 골다공증이 유발된 rat에서 홍화씨 분말이 미치는 효과에 관한 실험적 자료가 제시된 것은 별로 없다. 이에 저자들은 홍화씨 분말이 골다공증의 치료에 미치는 효과를 알아보기 위하여 본 실험을 실시하였다. 실험동물은 체중 230 g의 12주령의 Sprague-Dawley Rats를 사용하였으며, 양쪽 난소제거 후 7주부터 홍화씨 분말을 매일 0.3 g씩 복용시키면서 1, 3 및 5주 후에 경골을 채취하여 관찰하였다. 채취된 조직은 통상적인 주사전자현미경 시료제작법으로 고겅과정을 거친 후 10% 질산으로 12시간 탈회하여 뼈의 단면을 노출시키고 탈수, 건조 및 금도금 과정을 거쳐 주사전자현미경(Hitachi, S-450)으로 관찰하여 촬영하였다. 관찰결과 대조군은 골수강에서 피질골까지의 두께의 감소와 골수강의 확장이 심하였으나, 홍화씨 분말을 투여한 실험군에서는 1주에서 5주까지 거의 같은 소견을 나타내었다. 이상의 결과를 종합해보면 홍화씨 분말은 여성호르몬 결핍으로 인한 골다공증의 치료에 효과가 있는 것으로 사료된다.

Development of cell models for high-throughput screening system of Charcot-Marie-Tooth disease type 1

  • Choi, Yu-Ri;Jung, Sung-Chul;Shin, Jinhee;Yoo, So Young;Lee, Ji-Su;Joo, Jaesoon;Lee, Jinho;Hong, Young Bin;Choi, Byung-Ok
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제12권1호
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    • pp.25-30
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    • 2015
  • Purpose: Charcot-Marie-Tooth disease (CMT) is a peripheral neuropathy mainly divided into CMT type 1 (CMT1) and CMT2 according to the phenotype and genotype. Although molecular pathologies for each genetic causative have not been revealed in CMT2, the correlation between cell death and accumulation of misfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER) of Schwann cells is well documented in CMT1. Establishment of in vitro models of ER stress-mediated Schwann cell death might be useful in developing drug-screening systems for the treatment of CMT1. Materials and Methods: To develop high-throughput screening (HTS) systems for CMT1, we generated cell models using transient expression of mutant proteins and chemical induction. Results: Overexpression of wild type and mutant peripheral myelin protein 22 (PMP22) induced ER stress. Similar results were obtained from mutant myelin protein zero (MPZ) proteins. Protein localization revealed that expressed mutant PMP22 and MPZ proteins accumulated in the ER of Schwann cells. Overexpression of wild type and L16P mutant PMP22 also reduced cell viability, implying protein accumulation-mediated ER stress causes cell death. To develop more stable screening systems, we mimicked the ER stress-mediated cell death in Schwann cells using ER stress inducing chemicals. Thapsigargin treatment caused cell death via ER stress in a dose dependent manner, which was measured by expression of ER stress markers. Conclusion: We have developed genetically and chemically induced ER stress models using Schwann cells. Application of these models to HTS systems might facilitate the elucidation of molecular pathology and development of therapeutic options for CMT1.

당귀의 첨가 식이가 흰쥐의 지방대사와 알콜대사 및 간기능에 미치는 영향 (Effects of Angelica gigas Nakai diet on lipid metabolism, alcohol metabolism and liver function of rats administered with chronic ethanol)

  • 차연수;최동성;오석흥
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제42권1호
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    • pp.29-33
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    • 1999
  • 당귀(Angelica gigas Nakai)의 첨가 식이가 만성적인 알콜 투여시 흰쥐의 지방대사, 알콜대사 및 간기능에 미치는 영향을 조사하기 위해 Sprague-Dawley 수컷 쥐를 대조군(증류수 투여), 에탄올 투여군, 당귀 첨가 식이군, 에탄올 투여 와 당귀 첨가 식이군의 4그룹으로 나누어 30일간 에탄올 및 증류수는 경구 투여하였고, 당귀는 AIN-76 식이에 첨가하여 섭취하도록 하였다. 그룹간 혈중 알콜대사 변화를 조사하기 위해 21째 날에 13% 알콜을 모든 군의 쥐에 경구 투여한 후 혈중 알콜농도 변화를 5시간 동안 조사하였으며, 그 결과는 다음과 같다: 1) 당귀 첨가 식이군의 혈중 알콜농도가 정상식이군에 비하여 알콜투여 후 2시간부터 유의적으로 감소하였다; 2) 만성적인 알콜섭취와 동시 당귀 첨가 식이군의 알콜 투여 직후의 혈중 알콜 산화 속도는 정상식이군 혹은 당귀 첨가 식이군에 비하여 전반적으로 빠르게 진행되었다. 또한 30일 후에는 각 그룹의 쥐를 희생시켜 혈중 및 간장 중의 지방성분 및 혈중의 간장 관련 효소의 활성을 측정하였으며, 그 결과는 다음과 같다: 1) 당귀 첨가 식이는 혈중 LDL-콜레스테롤 함량을 비첨가 식이군에 비하여 유의적으로 낮추었다; 2) 당귀 첨가 식이는 알콜투여로 증가된 간장 중의 중성지방 및 총지방 함량과 혈중 ${\gamma}-GTP$의 수준을 유의적으로 낮추었다. 이상의 결과로부터 당귀 첨가식이가 만성적인 알콜 섭취로 야기될 수 있는 질병에 대한 개선 효과가 있음을 제안할 수 있겠다.

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Source Proximity and Meteorological Effects on Residential Ambient Concentrations of PM2.5, Organic Carbon, Elemental Carbon, and p-PAHs in Houston and Los Angeles, USA

  • Kwon, Jaymin;Weisel, Clifford P.;Morandi, Maria T.;Stock, Thomas H.;Turpin, Barbara
    • 한국환경과학회지
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    • 제25권10호
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    • pp.1349-1368
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    • 2016
  • Concentrations of fine particulate matter ($PM_{2.5}$) and several of its particle constituents measured outside homes in Houston, Texas, and Los Angeles, California, were characterized using multiple regression analysis with proximity to point and mobile sources and meteorological factors as the independent variables. $PM_{2.5}$ mass and the concentrations of organic carbon (OC), elemental carbon (EC), benzo-[a]-pyrene (BaP), perylene (Per), benzo-[g,h,i]-perylene (BghiP), and coronene (Cor) were examined. Negative associations of wind speed with concentrations demonstrated the effect of dilution by high wind speed. Atmospheric stability increase was associated with concentration increase. Petrochemical source proximity was included in the EC model in Houston. Area source proximity was not selected for any of the $PM_{2.5}$ constituents' regression models. When the median values of the meteorological factors were used and the proximity to sources varied, the air concentrations calculated using the models for the eleven $PM_{2.5}$ constituents outside the homes closest to influential highways were 1.5-15.8 fold higher than those outside homes furthest from the highway emission sources. When the median distance to the sources was used in the models, the concentrations of the $PM_{2.5}$ constituents varied 2 to 82 fold, as the meteorological conditions varied over the observed range. We found different relationships between the two urban areas, illustrating the unique nature of urban sources and suggesting that localized sources need to be evaluated carefully to understand their potential contributions to $PM_{2.5}$ mass and its particle constituents concentrations near residences, which influence baseline indoor air concentrations and personal exposures. The results of this study could assist in the appropriate design of monitoring networks for community-level sampling and help improve the accuracy of exposure models linking emission sources with estimated pollutant concentrations at the residential level.

The role of methylenetetrahydrofolate reductase C677T polymorphism on the peripheral blood natural killer cell proportion in women with unexplained recurrent miscarriages

  • Park, Chan-Woo;Han, Ae-Ra;Kim, Joanne-Kwak;Park, So-Yeon;Han, Jung-Yeol;Koong, Mi-Kyoung;Song, In-Ok;Yang, Kwang-Moon
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제38권3호
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    • pp.168-173
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    • 2011
  • Objective: To examine the association between methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T polymorphism and hyperhomocysteinemia in women with unexplained recurrent miscarriages (RM) and to investigate the association between MTHFR genotype variants and alloimmune activation, proportion of peripheral blood natural killer (pbNK) cells. Methods: A total of 39 patients with a history of two or more unexplained miscarriages were recruited to this study. The controls were women who had a live birth without a history of RM (n=50). The proportion of pbNK cells was measured by flow cytometry. Plasma homocysteine levels and the incidence of the MTHFR variant of the RM and control groups were compared. The proportion of pbNK cells was compared to the MTHFR variants in the RM group. Results: No differences were found between the two groups' mean plasma homocysteine levels ($7.6{\pm}1.5{\mu}mol$/L vs. $7.1{\pm}2.1{\mu}mol$/L) or incidence of the MTHFR genotype variant (CC, 35% vs. 33%; CT, 40% vs. 53%; and TT, 25% vs. 14%). In the RM group, individuals with the TT variant ($7.7{\pm}1.1{\mu}mol$/L) had higher homocysteine levels than those with the CC and CT variants ($7.4{\pm}1.9{\mu}mol$/L and $7.4{\pm}1.2{\mu}mol$/L) and those with the CT variant ($19.2{\pm}8.1%$) had a higher proportion of CD3-/CD56+ pbNK cells than those with the CC and TT variants ($17.7{\pm}6.6%$ and $17.9{\pm}7.0%$), but the results of both comparisons were statistically insignificant. Conclusion: These preliminary results show no difference in plasma homocysteine levels between the RM and control groups or among MTHFR genotype variants in the RM group, which may suggest that the plasma homocysteine level is difficult to use as a predictive marker of RM in the Korean population. A study of a larger number of patients is needed.