• KSBB Journal
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• 제24권4호
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• pp.403-409
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• 2009

본 연구에서는 H2AX의 생리학적인 기능 및 분자세포 생물학적 기전 해석에 대한 보다 명확한 정보를 제시하고자, H2AX 관련 단백질들을 literature review 및 생물정보학적인 기술을 이용하여 최적의 결합 단백질체를 40개를 예측하곤 이들 가운데 상호작용 가능성이 높은 BRCA1와 BARD1 단백질을 선별하여 in vitro 결합실험을 통해 이를 증명하였다. 이들 두 가지의 유전자를 발굴하여, 클로닝하였다. 클로닝된 유전자를 이용하여 두 가지 단백질을 발현 및 정제하였으며, 단백질들의 자체적인 구조에 의한 결합능력을 판단하기 위해 in vitro binding assay법을 실시하였다. 단백질의 구조적 안정과 비특이적 결합을 억제하는 detergent만이 포함된 상태에서, 구조학적 및 물리학적 상호 결합의 유무를 판정할 수 있게 하였으며, BRCA1과 BARD1은 모두 H2AX에 결합함을 확인하였다. 이런 실험결과를 바탕으로 각각의 단백질에 대해 H2AX와의 최적 결합 부위를 알아내기 위해 각 유전자의 domain을 생물정보학적으로 분석하였다. 이에 RING domain, NES, NLS 및 BRCT domain에 해당하는 유전자 부분을 새로 클로닝하여, 다시 in vitro 결합실험 및 실험결과에 대한 literature review를 통한 분석을 실시한 결과, H2AX는 BRCA1의 NLS, BARD1의 BRCT domain 부분과 결합하는 것을 확인하였다. H2AX에 대한 BRCA1과 BARD1과의 결합은 DNA repair에 있어 BRCA1의 NLS와 BARD1의 BRCT domain을 통해 H2AX foci의 관련 세포 신호전달 기전에 중요한 역할을 하여 전체적으로 genomic stability에 영향을 미칠 가능성이 농후할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제16권7호
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• pp.1133-1140
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• 2006

E. coli HtrA (High temperature requirement protein A)의 human homologue 중 하나인 HtrA1은 IGFBP를 절단하여 IGF의 활동을 조절하는 serine protease으로 알려졌다. HtrA1의 serine protease 활성이 여러 질병의 발병 mechanism과 연관성을 가진 것으로 예상되고 있지만, 이런 상관관계를 밝히기 위해서 기본적으로 필요한 다량의 HtrA1 단백질의 발현 및 정제조건과 HtrA1 serine protease의 최적 활성조건이 확립되어 있지 않은 상황이다. 따라서 본 연구에서는 pGEX 시스템을 이용하여 E. coli에서 mature HtrA1인 ${\Delta}149(WT)$와 catalytic site mutant인 ${\Delta}149(S328A)$를 85%의 순도로 1 liter 배양 시, 정제된 단백질을 각각 $400{\mu}g,\;520{\mu}g$ 얻을 수 있는 발현조건을 정립하였다. 또한 HtrA1 serine protease 활성은 protease의 농도와 substrate와의 반응시간에 dependent하며, substrate와의 반응온도가 $42^{\circ}C$일 때 최적의 serine protease활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 특히 $200{\mu}M$의 HtrA1 serine protease를 $37^{\circ}C$에서 3시간 반응 시켰을 때, substrate로 사용한 ${\beta}-casein$의 약 50%가 절단되는 것을 관찰하였다. 따라서 이 반응조건에 사용한 HtrA1의 양을 1 unit으로 하여 HtrA1의 serine protease활성을 여러 조건에서 비교 분석할 수 있다 본 연구에서 정립한 mature HtrA1을 다량으로 얻을 수 있는 발헌 및 정제조건과 serine protease 최적 활성조건은 HtrA1의 serine protease 활성과 생물학적 기능의 상관관계를 이해하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 원예과학기술지
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• 제31권5호
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• pp.607-616
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• 2013

광은 모든 살아 있는 세포에 있어서 매우 중요한 신호이며 생물체에게 이익이 되면서 동시에 해가 되기도 하는데, 광 환경에 잘 적응한 유기체는 자연에서의 경쟁에서 더 잘 살아남을 수 있다. 광질과 식물 생육에 대한 정보는 LED와 같은 인공광을 효율적으로 사용하게 하여 경제적인 손실을 줄일 수 있다. 초기 1주 동안 단일 광파장에 노출된 배추 유묘의 생장을 보면 백색광 조건에서 생장한 묘와 비교했을 때 적색광과 청색광 조건에서는 유묘의 발달과 생육이 정상이었다. 암조건에서 자란 유묘는 하배축이 길고 황화된 반면, 초적외광 조건에서 자란 유묘는 황화되었으나 하배축이 거의 신장하지 않았다. 마이크로어레이를 이용하여 유전자 대량 발현분석 실험을 수행한 결과, 청색광 조건에서 유묘의 생육이 가장 왕성하였으며 적색광 조건과 비교하여 발현변화를 보인 유전자의 수가 2배 많았다. 각각의 광질 조건에서 발현 증가 된 유전자들을 기능별로 분류해 보면(GO 분석) 적색광과 청색광은 생물학적 과정(biological process)과 관련된 유전자의 발현에 영향을 많이 주었다. 특히 대사과정(metabolic process)과 발달과정(developmental process) 그리고 세포 요소(cellular component) 중 색소체(plastid)나 엽록체(chloroplast)관련 유전자들의 발현이 청색광 조건에서 더 많이 증가하였다. 또한 초적외광 조건에서도 다양한 유전자들이 발현 변화를 보였다. 본 논문은 다양한 배추 유묘의 생장에 대한 광질의 영향을 분자생물학적으로 증명하기 위해 수행되었으며 유묘의 배양에 LED 광원이 효율적으로 이용될 수 있음을 보여 주었다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.112-117
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• 2019

산수유(Corni Fructus)는 한국을 포함한 아시아 지역에서 오랫동안 전통 의약제로 광범위하게 사용되어 왔다. 최근 연구에 따르면 산수유는 항염증, 항산화, 면역기능 조절 및 항암활성 등과 같은 많은 효능을 가지는 것으로 알려져 있다. 그러나 산수유에 대한 독성 및 안전성에 대해서는 거의 알려져 있지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 산수유 열수 추출물(CF)을 대상으로 안전성을 확인하기 위하여 단회 경구 투여에 따른 독성 시험을 실시하였다. 이를 위하여 ICR 마우스를 대상으로 1,000, 2,000 및 5,000 mg/kg의 CF를 경구 투여하였으며, 투여 후 14일 동안의 치사율, 체중 변화, 임상증상, 음수율 및 사료섭취량과 함께 부검 소견, 장기무게 변화, 혈액학 및 혈액생화학적 검사를 실시하였다. 실험 결과에 의하면 CF 투여에 따른 치사율, 임상증상, 체중 및 부검 소견 상의 유의적인 변화는 관찰되지 않았다. 또한 CF 투여에 따른 각 장기의 무게, 혈액학적 및 혈청학적 임상 화학적 지표에도 유의적인 변화는 관찰할 수 없었다. 따라서 CF 단회 경구 투여에 따른 치사량이 5,000 mg/kg 이상일 것으로 추정되어 ICR 마우스에 대하여 급성 독성이 없는 비교적 안전한 물질이라는 것을 알 수 있었으며, 향후 천연 식의약 소재로서의 효능 규명을 통한 활용이 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권3호
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• pp.824-831
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• 2021

안전한 화장품용 방부제에 대한 연구를 위하여 1, 2-octanediol (OD)에 galactose 한 분자가 결합된 1, 2-octanediol galactoside (OD-gal)의 합성을 시도하였다. 이를 위하여, 재조합 대장균의 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 transgalactosylation 반응을 수행하였으며, OD-gal 합성을 확인하기 위하여 mass spectrometry 분석과 NMR (¹H- and ¹³C-) spectroscopy 분석을 실시하였다. 합성반응물에서 m/z=331.1732의 sodium adduct ion 형태로 OD-gal 분자의 합성을 확인하였고, 정제된 OD-gal의 NMR 분석을 통하여 OD-gal의 ¹H NMR 스펙트럼에서 OD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는 다양한 피크를 확인하였다. ¹H NMR 스펙트럼의 다운필드인 δ_H 4.39 ppm과 δ_H 3.98~3.55 ppm에서 나타나는 다양한 피크들은 이들이 OD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 ¹H NMR 스펙트럼의 업필드에서 나타나는 δ_H 1.52~1.26 ppm과 0.89 ppm의 피크는 OD의 CH₂ 와 CH₃ 작용기로 부터 나타나는 피크로써 OD가 본 물질에 존재함을 알 수 있었다. ¹³C NMR 스펙트럼에서는 OD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 24개의 탄소피크가 나타났고, 각 아노머 마다 14개의 탄소가 존재하는데 이중 δ_c 31.4, 29.0, 22.3 그리고 13.7 ppm에 보이는 OD 4개의 탄소는 지방족 사슬의 끝부분에 해당하며 화학적 구조의 유사성으로 인하여 탄소 피크가 겹쳐서 나타난 것으로 보인다. 따라서 총 28개의 탄소 피크 중 24개가 나타났다. 마지막으로, 합성된 OD-gal의 β-gal을 이용한 가수분해 반응을 통하여 OD-gal에 gal이 결합되어 있다는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 세포독성이 감소된 첨가물 개발을 기대하고 있으며, 추가적인 후속연구를 진행할 예정이다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권2호
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• pp.157-172
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• 2023

임목육종에 있어 인공교배는 매우 중요한 방법 가운데 하나이다. 인공교배를 이용하면 유용한 유전자형을 생성하고 빠르게 개량효과를 증진시킬 수 있다. 그러나 그 동안 소나무(Pinus densiflora) 육종프로그램의 인공교배 효율이나 성공률에 대한 평가는 미흡하였다. 인공교배 효율 및 차대 육종집단 관리 평가를 위해 2015년에 조성된 소나무 충북2호×강원40호, 강원40호×충북2호 집단 159개체를 사용하였다. 차대묘의 microsatellite 유전자형을 식별한 뒤, 연구에 이용된 프라이머 수의 적절성 평가와 혈통분석을 진행했다. 프라이머 수는 차대묘 개체들을 구분하는데 적절했다고 판단되었고 159개 차대묘 중 60개체가 친자 혈통(충북2호와 강원40호의 교배에 의한 차대)으로 식별되었다. 또한, 육종집단 관리상의 문제가 의심되는 결과가 나타난 54개의 차대묘를 제외하고 다시 혈통분석을 진행했다. 두 번째 분석에서는 105개 차대묘 중 47개체가 친자혈통(충북2호와 강원40호의 교배에 의한 차대)으로 식별되었다. 결론적으로, 임목육종 프로그램에서 인공교배의 효율을 향상시키기 위해서 여러 주의사항이 요구된다. 먼저, 모수와 화분수의 정확한 클론명 식별이 이루어져야 한다. 암구과의 격리, 인공교배 시기의 결정 등 인공교배 과정이 잘 수행되어야 하며 교배 후 차대묘 관리 모니터링도 필요하다. 이 때 모수, 화분수의 식별과 교잡 사후관리 모니터링 과정에 분자표지자를 이용하는 것이 바람직하다. 본 연구결과는 앞으로 소나무류 육종프로그램에 있어 인공교배에 대한 참고 정보를 제공할 것이다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권3호
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• pp.408-419
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• 2023

Background: Ginsenoside compound K (CK), the main active metabolite in Panax ginseng, has shown good safety and bioavailability in clinical trials and exerts neuroprotective effects in cerebral ischemic stroke. However, its potential role in the prevention of cerebral ischemia/reperfusion (I/R) injury remains unclear. Our study aimed to investigate the molecular mechanism of ginsenoside CK against cerebral I/R injury. Methods: We used a combination of in vitro and in vivo models, including oxygen and glucose deprivation/reperfusion induced PC12 cell model and middle cerebral artery occlusion/reperfusion induced rat model, to mimic I/R injury. Intracellular oxygen consumption and extracellular acidification rate were analyzed by Seahorse multifunctional energy metabolism system; ATP production was detected by luciferase method. The number and size of mitochondria were analyzed by transmission electron microscopy and MitoTracker probe combined with confocal laser microscopy. The potential mechanisms of ginsenoside CK on mitochondrial dynamics and bioenergy were evaluated by RNA interference, pharmacological antagonism combined with co-immunoprecipitation analysis and phenotypic analysis. Results: Ginsenoside CK pretreatment could attenuate mitochondrial translocation of DRP1, mitophagy, mitochondrial apoptosis, and neuronal bioenergy imbalance against cerebral I/R injury in both in vitro and in vivo models. Our data also confirmed that ginsenoside CK administration could reduce the binding affinity of Mul1 and Mfn2 to inhibit the ubiquitination and degradation of Mfn2, thereby elevating the protein level of Mfn2 in cerebral I/R injury. Conclusion: These data provide evidence that ginsenoside CK may be a promising therapeutic agent against cerebral I/R injury via Mul1/Mfn2 mediated mitochondrial dynamics and bioenergy.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권1호
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• pp.69-78
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• 2003

본 연구는 6종류의 완전배합발효사료(Total mixed fermentation feed; TMFF)의 착유우에 대한 영양적 가치를 구명하고자 수행되었다. 옥수수, 혼합목초, 호맥, 유채, 알팔파 및 연맥의 6종의 사료작물 청예가 수확되었고, 볏짚과 밀기울이 배합되었으며, 옥수수와 콩알곡을 배합하였다. 그리고 각각의 배합물들은 40톤 규모의 트렌치 사일로에 진압 저장하였으며, 성분분석과 젖소 급여시험을 위해 최소 60일 이상 경과 후에 개봉하였다. TMFF의 평균 건물 함량은 23.98${\sim}$28.42% 범위였으며, 조단백질 함량은 16.2${\sim}$19.2%이었고, 가소화영양소총량(TDN)은 58.3${\sim}$65.1% 수준이었다. ADF 함량은 34.4${\sim}$39.6% 범위에서, NDF 함량은 46.9${\sim}$49.9% 범위를 나타내어 상대적사료가치(RFV)는 유채-, 알팔파-, 혼합목초-, 연맥-, 옥수수-. 호맥-TMFF에서 각각 138.6, 133.9, 116.5, 111.8, 111.4, 108.1으로 나타나, 호맥-TMFF의 것이 유의하게 낮은 것으로 나타내었다(P<0.05). 건물손실율은 0.8${\sim}$1.9% 범위로서 모든 TMFF에서 양호한 발효와 보관상태를 나타내었으며, pH는 전체적으로 3.89${\sim}$4.87이었으며, 암모니아태질소($NH_3$-N) 함량은 6.93-8.66 mg/㎗이었다. 그리고 TMFF 원물내의 휘발성지방산 함량 중 초산 함량은 0.19${\sim}$0.57% 낮은 함량을 나타내었고, 젖산 함량은 1.17${\sim}$3.21%으로 매우 높게 나타내었으며, 부틸산 함량은 0.03${\sim}$0.32%로서 매우 낮게 나타나 TMFF의 품질이 양호한 것으로 나타내었다. 그리고 발효가 완료된 TMFF를 평균 착유일수 240일, 2.4산차, 44.3개월령, 일일산유량 21.2 kg, 체중 574.6 kg, 체충실지수(BCS) 3.2인 42두에 무제한으로 급여하여 총 60일간의 섭취량 조사와 월별 체중 및 BCS를 조사한 결과, 초종별 TMFF의 평균 일일 총 섭취량은 알팔파-, 혼합목초-, 유채-, 옥수수-, 연맥-, 호맥-TMFF구에서 62.85, 60.48, 58.04, 57.11, 54.61, 45.74 kg의 순서로 각각 높게 나타내어 전체적으로 기호성이 우수한 것으로 나타내었으며, 호맥-TMFF구의 기호성이 가장 낮게 나타내었다(P<0.05). 이때 젖소의 체중에 대한 TMFF의 건물섭취율은 1.95${\sim}$2.90%로서 모든 TMFF의 기호성이 매우 우수한 것을 알 수 있었다. TMFF의 급여시험기간 중의 체중변화와 체충실지수(BCS)에 있어서 시험기간 60일 동안 모든 공시축에서 체중증가가 있었으며, 기간의 평균 두당 일당증체량은 140.0${\sim}$326.7g으로서 기호성이 가장 좋았던 알팔파-TMFF구에서 역시 가장 높은 증체를 보였으며, 기호성이 가장 낮았던 호맥-TMFF구에서 가장 낮은 증체를 나타내었다(P<0.05). 신체충실지수의 변화에 있어서는 혼합목초-TMFF구가 개시시의 3.07에서 3.34로 가장 크게 증가하였고, 호맥-TMFF구에서 3.34에서 3.30으로 약간 감소하여 나타냄으로서 증체량과 신체충실지수와는 비슷한 경향을 보였으나 일치하지는 않은 것으로 나타내었다(P<0.05). 그리고 평균 두당 우유생산성은 알팔파-, 연맥-, 혼합목초-, 옥수수-, 유채-, 호맥-TMFF구의 순서로 일일평균 16.16-18.95 kg 범위에서 시험구간에 유의한 차이를 나타내었으며(P<0.05), 일일 산유량의 변화에 있어서는 시험개시시의 평균 21.2kg에서 60일 후 시험 종료시에 모든 시험구에서 5kg 정도 감소하여 나타내었는데, 이는 시험종료시는 대부분의 시험축의 착유일수가 300일 이상의 비유말기에 이르렀기 때문으로 사료된다. 우유의 성분 함량에 있어서 시험기간 중 평균지방 함량은 전체적으로 4.06${\sim}$4.79% 범위에서 매우 높은 유지방 함량을 나타내어 유채-, 혼합목초-, 옥수수-, 알팔파-, 호맥-, 연맥- TMFF구의 순서로 높았으며, 단백질 함량은 3.15${\sim}$3.54% 범위에서 혼합목초-, 옥수수-, 유채-, 호맥-, 연맥-, 알팔파-TMFF구의 순서로 높게 나타내었다. 또한, 유당 함량에 있어서는 전체 평균이 4.56% 내외로서 서로 비슷한 함량을 나타내었으며, 무지고형분량과 총 고형분 함량에 있어서도 전체 평균이 8.75%와 12.8% 내외로 시험구간에 차이가 없는 것으로 나타내었는데, TMFF 급여에 의해 우유중 성분 함량에 있어서 어떠한 경향을 찾을 수 없었다.