Lee, Yun Sun;Park, Hyun-Seung;Lee, Dong-Kyu;Jayakodi, Murukarthick;Kim, Nam-Hoon;Lee, Sang-Choon;Kundu, Atreyee;Lee, Dong-Yup;Kim, Young Chang;In, Jun Gyo;Kwon, Sung Won;Yang, Tae-Jin
Journal of Ginseng Research
/
제41권1호
/
pp.60-68
/
2017
Background: Various Panax ginseng cultivars exhibit a range of diversity for morphological and physiological traits. However, there are few studies on diversity of metabolic profiles and genetic background to understand the complex metabolic pathway in ginseng. Methods: To understand the complex metabolic pathway and related genes in ginseng, we tried to conduct integrated analysis of primary metabolite profiles and related gene expression using five ginseng cultivars showing different morphology. We investigated primary metabolite profiles via gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and analyzed transcriptomes by Illumina sequencing using adventitious roots grown under the same conditions to elucidate the differences in metabolism underlying such genetic diversity. Results: GC-MS analysis revealed that primary metabolite profiling allowed us to classify the five cultivars into three independent groups and the grouping was also explained by eight major primary metabolites as biomarkers. We selected three cultivars (Chunpoong, Cheongsun, and Sunhyang) to represent each group and analyzed their transcriptomes. We inspected 100 unigenes involved in seven primary metabolite biosynthesis pathways and found that 21 unigenes encoding 15 enzymes were differentially expressed among the three cultivars. Integrated analysis of transcriptomes and metabolomes revealed that the ginseng cultivars differ in primary metabolites as well as in the putative genes involved in the complex process of primary metabolic pathways. Conclusion: Our data derived from this integrated analysis provide insights into the underlying complexity of genes and metabolites that co-regulate flux through these pathways in ginseng.
Abdul Rahman, Nor Aini;Shirai, Yoshihito;Shimizu, Kazuyuki;Hassan, Mohd Ali
Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
/
제7권5호
/
pp.281-288
/
2002
Recombinant Escherichia coli strain harboring the ${\lambda}$pR-pL promotor and heterologus poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB) biosynthesis genes was used to investigate the effect of culture conditions on the efficient PHB production. The expression of phb genes was induced by a temperature upshift from $33^{\circ}C\;to\;38^{\circ}C$. The protein expression levels were measured by using two-dimensional electrophoresis, and the enzyme activities were also measured to understand the effect of culture temperature, carbon sources, and the dissolved oxygen (DO) concentration on the metabolic regulations. AcetylCoA is an important branch point for PHB production. The decrease in DO concentration lowers the citrate synthase activity, thus limit the flux toward the TCA cycle, and increase the flux for PHB production. Since NADPH is required for PHB production, the PHB production does not continue leading the overproduction of acetate and lac-tate. Based on these observations, a new operation was considered where DO concentration was changed periodically, and it was verified its usefulness for the efficient PHB production by experiments.
To achieve a higher succinic acid productivity and evaluate the industrial applicability, this study used Mannheimia succiniciproducens LPK7 (knock-out: ldhA, pflB, pta-ackA), which was recently designed to enhance the productivity of succinic acid and reduce by-product secretion. Anaerobic continuous fermentation of Mannheimia succiniciproducens LPK7 was carried out at different glucose feed concentrations and dilution rates. After extensive fermentation experiments, a succinic acid yield and productivity of 0.38 mol/mol and 1.77 g/l/h, respectively, were achieved with a glucose feed concentration of 18.0 g/l and $0.2\;h^{-1}$ dilution rate. A similar amount of succinic acid production was also produced in batch culture experiments. Therefore, these optimal conditions can be industrially applied for the continuous production of succinic acid. To examine the quantitative balance of the metabolism, a flux distribution analysis was also performed using the metabolic network model of glycolysis and the pentose phosphate pathway.
Sink strength optimizes sucrose import, which is fundamental to support developing seed grains and increase crop yields, including those of rice (Oryza sativa). In this regard, little is known about the function of vacuolar invertase (VIN) in controlling sink strength and thereby seed size. Here, in rice we analyzed mutants of two VINs, OsVIN1 and OsVIN2, to examine their role during seed development. In a phenotypic analysis of the T-DNA insertion mutants, only the OsVIN2 mutant osvin2-1 exhibited reduced seed size and grain weight. Scanning electron microscopy analysis revealed that the small seed grains of osvin2-1 can be attributed to a reduction in spikelet size. A significant decrease in VIN activity and hexose level in the osvin2-1 spikelets interfered with spikelet growth. In addition, significant reduction in starch and increase in sucrose, which are characteristic features of reduced turnover and flux of sucrose due to impaired sink strength, were evident in the pre-storage stage of osvin2-1 developing grains. In situ hybridization analysis found that expression of OsVIN2 was predominant in the endocarp of developing grains. A genetically complemented line with a native genomic clone of OsVIN2 rescued reduced VIN activity and seed size. Two additional mutants, osvin2-2 and osvin2-3 generated by the CRISPR/Cas9 method, exhibited phenotypes similar to those of osvin2-1 in spikelet and seed size, VIN activity, and sugar metabolites. These results clearly demonstrate an important role of OsVIN2 as sink strength modulator that is critical for the maintenance of sucrose flux into developing seed grains.
Bang, Jeongsu;Li, Ling;Seong, Hyunbin;Kwon, Ye Won;Jeong, Eun Ji;Lee, Dong-Yup;Han, Nam Soo
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제27권5호
/
pp.939-942
/
2017
The cellular composition and metabolic compounds of Leuconostoc mesenteroides ATCC 8293 were analyzed after cultivation in an anaerobic chemostat. The macromolecular composition was 24.4% polysaccharide, 29.7% protein, 7.9% lipid, 2.9% DNA, and 7.4% RNA. Its amino acid composition included large amounts of lysine, glutamic acid, alanine, and leucine. Elements were in the order of C > O > N > H > S. The metabolites in chemostat culture were lactic acid (73.34 mM), acetic acid (7.69 mM), and mannitol (9.93 mM). These data provide a first view of the cellular composition of L. mesenteroides for use in metabolic flux analysis.
Yield productivity of staple crops must be increased at least 50% by 2050, in order to feed the world population which is expected to reach 90 billions. Photosynthetic carbon assimilation and carbohydrate metabolism leading to the production of starch would be the final frontier to quest for new sources of technology enabling such a drastic increase of crop productivity. In this review, attempts to genetically engineer plant photosynthetic carbon reduction cycle and metabolic pathways to increase starch production are introduced.
Ying-Chieh Lai;Ching-Yi Hsieh;Yu-Hsiang Juan;Kuan-Ying Lu;Hsien-Ju Lee;Shu-Hang Ng;Yung-Liang Wan;Gigin Lin
Korean Journal of Radiology
/
제25권5호
/
pp.459-472
/
2024
Hyperpolarized (HP) carbon-13 (13C) MRI represents an innovative approach for noninvasive, real-time assessment of dynamic metabolic flux, with potential integration into routine clinical MRI. The use of [1-13C]pyruvate as a probe and its conversion to [1-13C]lactate constitute an extensively explored metabolic pathway. This review comprehensively outlines the establishment of HP 13C-MRI, covering multidisciplinary team collaboration, hardware prerequisites, probe preparation, hyperpolarization techniques, imaging acquisition, and data analysis. This article discusses the clinical applications of HP 13C-MRI across various anatomical domains, including the brain, heart, skeletal muscle, breast, liver, kidney, pancreas, and prostate. Each section highlights the specific applications and findings pertinent to these regions, emphasizing the potential versatility of HP 13C-MRI in diverse clinical contexts. This review serves as a comprehensive update, bridging technical aspects with clinical applications and offering insights into the ongoing advancements in HP 13C-MRI.
Trace elements are important components in the biological system, as a structural material and metabolic controller. Neutron activation analysis (NAA) with high neutron flux and high energy resolution Ge (Li) detector coupled to multichannel analyzer (MCA) has been one of the most accurate method for the determination of ultra-trace level components, and is applicable to biological material. In human body, the NAA can be used for quantitation of trace elements in various organs and tissue with endocrinological and metabolic disease and industrial metal poisoning. In this study, Triga Mark III nuclear reactor in Korea Atomic Research Institute was used for quantitation of trace eleement in human lung cancer tissues by neutron activation analysis. In the squamous cell carcinoma tissues, Br, Hg, La, Sb, Sc, Cl, Fe and I content were lower than normal lung tissues, and K, Rb and Se content were higher. In the adenocarcinoma tissues, Fe, Au, La, Sc and Zn content were lower than normal lung tissues, and Rb, Co and Se content were higher. Rb content was higher in the adenocarcinoma tissues than in the squamous cell carcinoma tissues. Fe and Na content were higher in the squamous cell carcinoma tissues than in the adenocarcinoma tissues.
Lee Sung-Gun;Kim Yu-Jin;Han Sang-Il;Oh You-Kwan;Park Sung-Hoon;Kim Young-Han;Hwang Kyu-Suk
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제16권6호
/
pp.993-998
/
2006
We earlier suggested a hierarchical regulatory network using defined modeling symbols and weights in order to improve the flux balance analysis (FBA) with regulatory events that were represented by if-then rules and Boolean logic. In the present study, the simulation results of the models, which were developed and improved from the previou model by incorporating a hierarchical regulatory network into the FBA, were compared with the experimental outcome of an aerobic batch growth of E. coli on glucose and tryptophan. From the experimental result, a diauxic growth curve was observed, reflecting growth resumption, when tryptophan was used as an alternativee after the supply of glucose was exhausted. The model parameters, the initial concentration of substrates (0.92 mM glucose and 1 mM tryptophan), cell density (0.0086 g biomass/1), the maximal uptake rates of substrates (5.4 mmol glucose/g DCW h and 1.32 mmol tryptophan/g DCW h), and lag time (0.32 h) were derived from the experimental data for more accurate prediction. The simulation results agreed with the experimental outcome of the temporal profiles of cell density and glucose, and tryptophan concentrations.
The recent rapid increase in genomic data related to many microorganisms and the development of computational tools to accurately analyze large amounts of data have enabled us to design several kinds of simulation approaches for the complex behaviors of cells. Among these approaches, dFBA (dynamic flux balance analysis), which utilizes FBA, differential equations, and regulatory events, has correctly predicted cellular behaviors under given environmental conditions. However, until now, dFBA has centered on substrate concentration, cell growth, and gene on/off, but a detailed hierarchical structure of a regulatory network has not been taken into account. The use of Boolean rules for regulatory events in dFBA has limited the representation of interactions between specific regulatory proteins and genes and the whole transcriptional regulation mechanism with environmental change. In this paper, we adopted the operon as the basic structure, constructed a hierarchical structure for a regulatory network with defined fundamental symbols, and introduced a weight between symbols in order to solve the above problems. Finally, the total control mechanism of regulatory elements (operons, genes, effectors, etc.) with time was simulated through the linkage of dFBA with regulatory network modeling. The lac operon, trp operon, and tna operon in the central metabolic network of E. coli were chosen as the basic models for control patterns. The suggested modeling method in this study can be adopted as a basic framework to describe other transcriptional regulations, and provide biologists and engineers with useful information on transcriptional regulation mechanisms under extracellular environmental change.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.