Plasmodium falciparum malaria is a major public health problem in Thailand due to the emergence of multidrug resistance. The understanding of genetic diversity of malaria parasites is essential for developing effective drugs and vaccines. The genetic diversity of the merozoite surface protein-1 (PfMSP-1) and merozoite surface protein-2 (PfMSP-2) genes was investigated in a total of 145 P. falciparum isolates collected from Mae Sot District, Tak Province, Thailand during 3 different periods (1997-1999, 2005-2007, and 2009-2010). Analysis of genetic polymorphisms was performed to track the evolution of genetic change of P. falciparum using PCR. Both individual genes and their combination patterns showed marked genetic diversity during the 3 study periods. The results strongly support that P. falciparum isolates in Thailand are markedly diverse and patterns changed with time. These 2 polymorphic genes could be used as molecular markers to detect multiple clone infections and differentiate recrudescence from reinfection in P. falciparum isolates in Thailand.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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v.23
no.1
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pp.1-11
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2012
When the microarray experiment developed, main interest was limited to detect differentially expressed genes associated with a phenotype of interest. However, as human diseases are thought to occur through the interactions of multiple genes within a same functional category, the unit of analysis of the microarray experiment expanded to the set of genes. For the phenotype of censored survival time, Gene Set Enrichment Analysis(GSEA), Global test and Wald type test are widely used. In this paper, we modified the Wald type test by adopting normal score transformation of gene expression values and developed a parametric test which requires much less computation than others. The proposed method is compared with other methods using a real data set of ovarian cancer and a simulation data set.
Kim, Byung-Hyuk;Oh, Eun-Taex;Ahn, Yeong-Hee;Koh, Sung-Cheol
Journal of Microbiology
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v.41
no.4
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pp.349-352
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2003
Recent studies have shown that some of the PCB (polychlorinated biphenyl)-degraders are able to effectively degrade PCB in the presence of monoterpenes, which act as inducers for the degradation pathway. Rhodococcus sp. T104, an effective PCB degrader, has been shown to induce the degradation pathway by utilizing limonenes, cymenes, carvones, and pinenes as sole carbon sources which can be found in the natural environment. Moreover, the strain T104 proved to possess three separate oxidation pathways of limonene, biphenyl, and phenol. Of these three, the limonene can also induce the biphenyl degradation pathway. In this work, we report the presence of three distinct genes for aromatic oxygenase, which are putatively involved in the degradation of aromatic substrates including biphenyl, limonene, and phenol, through PCR amplification and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). The genes were differentially expressed and well induced by limonene, cymene, and plant extract A compared to biphenyl and/or glucose. This indicates that substrate specificity must be taken into account when biodegradation of the target compounds are facilitated by the plant natural substrates.
Cerebral palsy (CP) is a non-progressive neurological disease, of which susceptibility is linked to genetic and environmental risk factors. More and more studies have shown that CP might be caused by multiple genetic factors, similar to other neurodevelopmental disorders. Due to the high genetic heterogeneity of CP, we focused on investigating related molecular pathways. Ten children with CP were collected for whole-exome sequencing by next-generation sequencing (NGS) technology. Customized processes were used to identify potential pathogenic pathways and variants. Three pathways (axon guidance, transmission across chemical synapses, protein-protein interactions at synapses) with twenty-three genes were identified to be highly correlated with CP. This study showed that the three pathways associated with CP might be the molecular mechanism of pathogenesis. These findings could provide useful clues for developing pathway-based pharmacotherapies. Further studies are required to confirm potential roles for these pathways in the pathogenesis of CP.
Aryatara Shakya;Nicholas W. McKee;Matthew Dodson;Eli Chapman;Donna D. Zhang
Molecules and Cells
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v.46
no.3
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pp.165-175
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2023
The transcription factor Nrf2 was originally identified as a master regulator of redox homeostasis, as it governs the expression of a battery of genes involved in mitigating oxidative and electrophilic stress. However, the central role of Nrf2 in dictating multiple facets of the cellular stress response has defined the Nrf2 pathway as a general mediator of cell survival. Recent studies have indicated that Nrf2 regulates the expression of genes controlling ferroptosis, an iron-and lipid peroxidation-dependent form of cell death. While Nrf2 was initially thought to have anti-ferroptotic function primarily through regulation of the antioxidant response, accumulating evidence has indicated that Nrf2 also exerts anti-ferroptotic effects via regulation of key aspects of iron and lipid metabolism. In this review, we will explore the emerging role of Nrf2 in mediating iron homeostasis and lipid peroxidation, where several Nrf2 target genes have been identified that encode critical proteins involved in these pathways. A better understanding of the mechanistic relationship between Nrf2 and ferroptosis, including how genetic and/or pharmacological manipulation of Nrf2 affect the ferroptotic response, should facilitate the development of new therapies that can be used to treat ferroptosis-associated diseases.
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2022.10a
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pp.254-254
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2022
Astragalus membranaceus (A. membranaceus) has traditionally been used as a medicinal plant in East Asia for the treatment ofvarious diseases. A. membranaceus belongs to the legume family and is known to be rich in substances such as flavonoids and saponins. Recent pharmacological studies of A. membranaceus have shown that the plant has immunomodulatory, anti-oxidant, anti-cancer, and anti-inflammatory effects. However, knowledge of major biosynthetic pathways in A. membranaceu is still lacking. Recently developed sequencing techniques enable high-quality transcriptome analysis in plants, which is recognized as an important part in elucidating the regulatory mechanisms of many plant secondary metabolic pathways. However, it is difficult to predict the number of transcripts because plant transcripts contain a large number of isoforms due to alternative splicing events, which can vary depending on the assembly platform used. In this study, we constructed three unigene sets using Pac-Bio isoform sequencing, Trinity and rnaSPAdes assembly for detailed transcriptome analysis mA. membranaceus. Furthermore, all genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway were searched from three unigene sets, and structural comparisons and expression profiles between these genes were analyzed. The isoflavone synthesis was active in most tissues. Flavonol synthesis was mainly active in leaves and flowers, and anthocyanin synthesis was specific in flowers. Gene structural analysis revealed structural differences in the flavonoid-related genes derived from the three unigene sets. This study suggests the need for the application of multiple unigene sets for the analysis of key biosynthetic pathways in plants.
In livestock industry, there is growing interest in methods to increase the production efficiency of livestock to address food shortages, given the increasing global population. With the advancements in gene engineering technology, it is a valuable tool and has been intensively utilized in research specifically focused on human disease. In historically, this technology has been used with livestock to create human disease models or to produce recombinant proteins from their byproducts. However, in recent years, utilizing gene editing technology, cattle with identified genes related to productivity can be edited, thereby enhancing productivity in response to climate change or specific disease instead of producing recombinant proteins. Furthermore, with the advancement in the efficiency of gene editing, it has become possible to edit multiple genes simultaneously. This cattle breed improvement has been achieved by discovering the genes through the comprehensive analysis of the entire genome of cattle. The cattle industry has been able to address gene bottlenecks that were previously impossible through conventional breeding systems. This review concludes that gene editing is necessary to expand the cattle industry, improving productivity in the future. Additionally, the enhancement of cattle through gene editing is expected to contribute to addressing environmental challenges associated with the cattle industry. Further research and development in gene editing, coupled with genomic analysis technologies, will significantly contribute to solving issues that conventional breeding systems have not been able to address.
Objective: Genome-wide association study and two meta-analysis based on GWAS performed to explore the genetic mechanism underlying variation in pig number born alive (NBA) and total number born (TNB). Methods: Single trait GWAS and two meta-analysis (single-trait meta analysis and multi-trait meta analysis) were used in our study for NBA and TNB on 3,121 Yorkshires from 4 populations, including three different American Yorkshire populations (n = 2,247) and one British Yorkshire populations (n = 874). Results: The result of single trait GWAS showed that no significant associated single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified. Using single-trait meta analysis and multi-trait meta analysis within populations, 11 significant loci were identified associated with target traits. Spindlin 1, vascular endothelial growth factor A, forkhead box Q1, msh homeobox 1, and LHFPL tetraspan submily member 3 are five functionally plausible candidate genes for NBA and TNB. Compared to the single population GWAS, single-trait Meta analysis can improve the detection power to identify SNPs by integrating information of multiple populations. The multiple-trait analysis reduced the power to detect trait-specific loci but enhanced the power to identify the common loci across traits. Conclusion: In total, our findings identified novel genes to be validated as candidates for NBA and TNB in pigs. Also, it enabled us to enlarge population size by including multiple populations with different genetic backgrounds and increase the power of GWAS by using meta analysis.
Studies to detect genes responsible for economic traits in farm animals have been performed using parametric linear models. A non-parametric, model-free approach using the 'expanded multifactor-dimensionality reduction (MDR) method' considering high dimensionalities of interaction effects between multiple single nucleotide polymorphisms (SNPs), was applied to identify interaction effects of SNPs responsible for carcass traits in a Hanwoo beef cattle population. Data were obtained from the Hanwoo Improvement Center, National Agricultural Cooperation Federation, Korea, and comprised 299 steers from 16 paternal half-sib proven sires that were delivered in Namwon or Daegwanryong livestock testing stations between spring of 2002 and fall of 2003. For each steer at approximately 722 days of age, the Longssimus dorsi muscle area (LMA) was measured after slaughter. Three functional SNPs (19_1, 18_4, 28_2) near the microsatellite marker ILSTS035 on BTA6, around which the QTL for meat quality were previously detected, were assessed. Application of the expanded MDR method revealed the best model with an interaction effect between the SNPs 19_1 and 28_2, while only one main effect of SNP19_1 was statistically significant for LMA (p<0.01) under a general linear mixed model. Our results suggest that the expanded MDR method better identifies interaction effects between multiple genes that are related to polygenic traits, and that the method is an alternative to the current model choices to find associations of multiple functional SNPs and/or their interaction effects with economic traits in livestock populations.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.15
no.2
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pp.265-271
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2008
It is commonly believed that diseases of human or economic traits of livestock are caused not by single genes acting alone, but multiple genes interacting with one another. This issue is difficult due to the limitations of parametric-statistic methods of gene effects. So we introduce multifactor-dimensionality reduction(MDR) as a methods for reducing the dimensionality of multilocus information. The MDR method is nonparametric (i. e., no hypothesis about the value of a statistical parameter is made), model free (i. e., it assumes no particular inheritance model) and is directly applicable to case-control studies. Application of the MDR method revealed the best model with an interaction effect between the SNPs, SNP1 and SNP3, while only one main effect of SNP1 was statistically significant for LMA (p < 0.01) under a general linear mixed model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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