• 식물병연구
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• 제21권3호
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• pp.186-192
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• 2015

오이모자이크바이러스 2b 유전자는 전사후유전자침묵(PTGS)을 억제하는 기능을 가진 억제인자이다. 식물체내 2b 유전자 기능을 분석하기 위해 Nicotiana benthamiana에 형질전환하였고 형태변화와 유전자 발현변화를 분석하였다. 8계통의 2b 유전자 형질전환체 중에서 1개의 유전자가 T0 개체에 삽입된 계통은 3개였다. 2b 유전자 형질전환체는 일반적으로 종자 확보가 어려웠지만 다행히 일부 배수화되지 않은 계통(hemizygote)에서는 소량의 종자가 확보되어 계통유지가 가능하였다. 고정계통의 전사체를 해독하여 대조와 비교분석한 바, 2b 유전 자는 특정유전자의 발현을 선택적으로 증대시키는 것이 아닌 다수의 유전자를 비선택적으로 발현을 증대시키는 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 2b 유전자가 세포질에 존재하는 다양한 RNA의 대사중 분해를 억제하여 세포질내 RNA가 축적되고 이로 인해 단백질 합성도 증대되어 정상적 생장발달이 저해되고 기형적인 형태의 식물체가 되는 요인으로 판단된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제26권4호
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• pp.239-253
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• 2022

Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is known to be involved in airway remodeling and fibrosis of bronchial asthma. However, the molecular mechanisms leading to EMT have yet to be fully clarified. The current study was designed to reveal the potential mechanism of microRNA-21 (miR-21) and poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) affecting EMT through the PI3K/AKT signaling pathway. Human bronchial epithelial cells (16HBE cells) were transfected with miR-21 mimics/inhibitors and PARP-1 plasmid/small interfering RNA (siRNA). A dual luciferase reporter assay and biotin-labeled RNA pull-down experiments were conducted to verify the targeting relationship between miR-21 mimics and PARP-1. The migration ability of 16HBE cells was evaluated by Transwell assay. Quantitative real-time polymerase chain reaction and Western blotting experiments were applied to determine the expression of Snail, ZEB1, E-cadherin, N-cadherin, Vimentin, and PARP-1. The effects of the PI3K inhibitor LY294002 on the migration of 16HBE cells and EMT were investigated. Overexpression of miR-21 mimics induced migration and EMT of 16HBE cells, which was significantly inhibited by overexpression of PARP-1. Our findings showed that PARP-1 was a direct target of miR-21, and that miR-21 targeted PARP-1 to promote migration and EMT of 16HBE cells through the PI3K/AKT signaling pathway. Using LY294002 to block PI3K/AKT signaling pathway resulted in a significant reduction in the migration and EMT of 16HBE cells. These results suggest that miR-21 promotes EMT and migration of HBE cells by targeting PARP-1. Additionally, the PI3K/AKT signaling pathway might be involved in this mechanism, which could indicate its usefulness as a therapeutic target for asthma.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.754-765
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• 2023

엑소좀은 단백질, mRNA 및 miRNA를 포함하고 모든 유형의 세포에서 분비되는 세포 외 소포의 일종이다. 방출된 엑소좀은 인접하거나 멀리 있는 다른 세포에 의해 선택적으로 흡수되어 그 내용물을 방출하고 표적 세포를 재프로그래밍한다. 엑소좀은 세포에 의해 생성되는 작은 천연 소포이므로 무독성과 비면역원성의 특징이 있는 것으로 받아들여지고 있다. 최근에는 엑소좀이 중추신경계에 대한 약물 전달체로 과학적 관심을 받고 있다. 중추신경계에는 약물의 침투를 어렵게 하는 혈뇌장벽이 있고 이는 퇴행성신경질환의 치료제 개발에 큰 걸림돌이 되어왔다. 그러나 축적된 연구결과들을 볼 때, 엑소좀이 주로 트랜스사이토시스를 통해 혈뇌장벽을 통과할 수 있음이 제시되었다. 이러한 결과를 종합하면, 엑소좀은 혈뇌장벽을 넘어 뇌 실질조직에 약물을 전달할 수 있는 새로운 전달 수단이 될 것으로 기대된다. 또한 세포의 종류와 질병상태에 따라 분비되는 엑소좀의 종류가 다르기 때문에 엑소좀은 중추신경계 질환의 진단을 위한 바이오마커로도 활용될 수 있다. 본 총설 논문에서는 중추신경계 질환에 대한 바이오마커 및 치료 옵션으로서의 임상시험을 포함한 엑소좀에 대한 최근 연구동향을 정리하였다.

• Animal Bioscience
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• 제36권10호
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• pp.1488-1498
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• 2023

Objective: α_S1-Casein is more closely associated with milk allergic reaction than other milk protein components. microRNA (miRNA) is a class of small non-coding RNAs that modulate multiple biological progresses by the target gene. However, the post-transcriptional regulation of α_S1-casein expression by miRNA in ruminants remains unclear. This study aims to explore the regulatory roles of miR-380-3p on α_S1-casein synthesis in goat mammary epithelial cells (GMEC). Methods: α_S1-Casein gene and miR-380-3p expression was measured in dairy goat mammary gland by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). miR-380-3p overexpression and knockdown were performed by miR-380-3p mimic or inhibitor in GMEC. The effect of miR-380-3p on α_S1-casein synthesis was detected by qRT-PCR, western blot, luciferase and chromatin immunoprecipitation assays in GMEC. Results: Compared with middle-lactation period, α_S1-casein gene expression is increased, while miR-380-3p expression is decreased during peak-lactation of dairy goats. miR-380-3p reduces α_S1-casein abundance by targeting the 3'-untranslated region (3'UTR) of α_S1-casein mRNA in GMEC. miR-380-3p enhances β-casein expression and signal transducer and activator of transcription 5a (STAT5a) activity. Moreover, miR-380-3p promotes β-casein abundance through target gene α_S1-casein, and activates β-casein transcription by enhancing the binding of STAT5 to β-casein gene promoter region. Conclusion: miR-380-3p decreases α_S1-casein expression and increases β-casein expression by targeting α_S1-casein in GMEC, which supplies a novel strategy for reducing milk allergic potential and building up milk quality in ruminants.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.325-330
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• 2007

대장균의 필수적인 리보핵산 내부분해효소인 RNase E는세포내에서 여러 RNA의 분해와 가공과정에서 중요한 역할을 하며, 이 단백질의 효소활성부위를 포함하는 N-말단부위의 498 아미노산(N-Rne)만의 발현으로도 세포의 생장을 가능하게 한다. 이러한 RNase E의 특성을 활용하여 다양한 표현형을 가지는 N-Rne 돌연변이체들을 분리, 동정할 수 있는 효율적인 유전학적 시스템을 개발하였다. 이 시스템을 이용하여 얻어진 효소활성부위 돌연변이체들을 표현형으로 분류하여 분석한 결과, S1 도메인의 6번째 아미노산의 치환(I6T)을 가진 변이체는 야생형 N-Rne의 기능을 대체하지 못하였고, Small 도메인의 488번째 아미노산의 치환(R488C)을 가진 변이체는 야생형 N-Rne의 발현양보다 현저히 작게 발현시켜도 세포의 생장을 정상적으로 가능하게 하였다. 또한 DNase I 도메 인의 305번째 아미노산의 치환(N305D)을 가진 변이체는 야생형 N-Rne의 발현양보다 과발현시켰을 때만 세포의 생장을 가능하게 하였다. 각각의 아미노산 치환을 포함하는 N-Rne를 한정적으로 과발현시켰을 때의 ColEl-타입 플라스미드의 복제 수에 대한 영향을 측정한 결과, 돌연변이체 N-Rne의 세포생장에 대한 영향은 이 변이체들의 세포 내 효소활성 정도에 기인하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 실험결과는 이 연구에서 개발한 유전학적 시스템을 이용하여 다양한 표현형을 가진 RNase E 변이체를 선별할 수 있으며, 이 변이체들의 특성을 분석함으로써 RNase E가 RNA의 안정성을 조절하는데 있어서 각각의 세부 도메인의 역할을 규명할 수 있으리라는 것을 시사한다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제6권2호
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• pp.117-122
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• 2002

포유동물에서 뇌와 부신에서 합성ㆍ분비되는 카테콜아민(Catecholamine, CA)계 신경전달물질인 dopamine(DA), norepinephrine(NE), epinephrine(E)은 체내 각종 생리현상의 조절에 필수적이며, 생식과 관련된 기능으로는 시상하부와 뇌하수체 사이의 GnRH-gonadotropin 호르몬 축의 활성을 조절함 외에도 번식과 연관된 여러 행동양식을 조절함이 잘 알려져 있다. 본 연구는 카테콜아민 생합성 효소인 tyrosine hydroxylase(TH), dopamine $\beta$ -hydroxylase(DBH), phenylethaolamine-N-methyl transferase(PNMT)의 유전자 발현에 영향을 미치는 sex steroid의 영향을 조사하였다. 성숙한 암컷 흰쥐의 난소를 제거(ovariectomy, OVX)하고 1주 경과 후 실험군과 대조군에 각각 17$\beta$-estradiol(E$_2$; 500$\mu\textrm{g}$/m1)이 들어 있는 silastic capsule과 sesame oil이 들어 있는 silastic capsule을 이식시키고 48시간 후에 희생시켰다. 채취된 조직에서 mRNA를 추출한 후 semi-quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR)을 시행하였다. 그 결과로 (i) TH의 발현 정도는 OVX＋Oil군에서는 시상하부 > Substantia nigra(SNc) > 부신 순으로, OVX＋E$_2$군에서는 SNc ) 시상하부 > 부신 순으로 나타났다. TH발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc와 부신에서는 유의한 증가를 보인데 비해 시상하부에서는 유의한 감소를 관찰하였다. (ⅱ) DBH 발현 정도는 OVX＋Oil군과 OVXi＋E$_2$군에서 모두 부신 > SNc > 시상하부 순으로 나타났다. DBH 발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc에서는 유의한 감소를, 부신에서는 유의한 증가를, 그리고 시상하부에서는 감소하였으나 통계적 유의성이 없었다. (ⅲ) PNMT의 발현의 경우 SNc와 시상하부에서는 이미 알려진 바와 같이 alternative splicing에 의해 110bp 차이의 크고 작은 두 형태의 cDNA(PNMT과 PNMTSs가 증폭되었으나 부신에서는 작은 cDNA(PNMTs)만이 관찰되었다. PNMT1의 발현은 SNc가 시상하부보다 다소 높은 경향이었으나 유의성이 없었고, PNMTs의 발현정도는 OVX＋Oil군과 OVX＋E$_2$군 모두에서 부신 > SNC >시상하부 순으로 나타났다. PNMTs 발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc에서는 유의한 감소를, 부신에서는 유의한 증가를, 그리고 시상하부에서는 통계적 유의성은 없으나 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 카테콜아민 생합성 효소들의 유전자 발현의 조절에 미치는 estrogen의 영향이 세포기원이 neural crest cell인 부신 수질은 물론 뇌의 상이한 지역간에서도 조직특이적임을 관찰하였다. 이러한 결과는 각 조직에서의 estrogen 수용체 유형의 차이, 작용 모드와 각 효소 유전자 발현 사이에 중요한 상관관계가 있음을 시사한다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제9권2호
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• pp.178-189
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• 2003

목적: 근골격계 종양의 종류에 따른 케모카인 발현 양상을 보고, 원발성 골육종과 재발된 골육종, 골육종의 항암화학요법 전과 후의 발현 차이가 있는지를 조사하고자 한다. 대상 및 방법: 종양조직을 얻을 수 있었던 원발성 양성 및 악성 근골격계 종양 10예, 재발된 골육종 1예, 화학요법 후의 골육종 1예 및 정상조직의 대조군 1예를 대상으로 하였다. RNA를 분리한 다음, 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR )과 RNase protection assay (RPA)를 이용하여 싸이토카인과 케모카인의 발현을 조사하였다. 각각의 종양간에 발현도 차이가 있는지를 알기 위하여 SPSS를 사용한 Fisher's exact test를 이용하여 통계적 처리를 하였다. 결과: IL-8과 TNF-${\alpha}$는 모든 조직에서 발현되었고, IFN-${\gamma}$는 2예 외에 모두 발현하였으며, RANTES의 경우 연부조직 종양 5예, 골종양 4예에서, GRO${\alpha}$는 연부조직 종양 1예, 골종양 2예에서 발현되었고, MCP-1과 IP-10의 경우 악성 골종양군에서는 2예만, 나머지에서는 모두 발현되는 다양한 양상을 보였다. 원발성 골육종에 비해 재발된 골육종 조직에서의 발현은 IFN-${\gamma}$를 제외하고, 전반적으로 발현도가 훨씬 강하였으며, 모든 종류의 케모카인 및 사이토카인들이 발현되었다. 화학요법 후에는 RANTES와 IFN-${\beta}$만이 발현되었으며, TGF${\beta}$ isoform 중 TGF${\beta}_1$ 유전자의 발현만 관찰되었다. 결론: 대상의 수가 적어 통계적 분석을 통한 정확한 자료의 제시는 불가능하였으나, 연부조직 종양과 골종양에 있어 일부 케모카인 및 사이토카인의 발현 차이가 있음을 확인하였고, 골육종의 경우 IFN-${\gamma}$ 및 TGF-${\beta}$ isoform의 발현 분석이 종양의 재발과 치료 후 변화에 대한 지표에 응용될 가능성이 있음을 제시하였다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권2호
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• pp.147-154
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• 2006

전세계적으로 매년 대량생산되는 프탈레이트(phthalate)류 물질은 플라스틱처럼 다양한 생활용품의 원료로 사용되기 때문에 인간에 대한 노출 정도가 매우 높은 산업 물질이다. 대표적으로 di(2-ethyl hexyl)phthalate(DEHP)와 그 활성 대사물인 monoethyl hexyl phthalate(MEHP)가 내분비계 장애물질(endocrine disruptor)로 작용하여 인간과 실험 동물의 생식계를 교란한다는 증거들이 급속히 축적되고 있다. 본 연구는 DEHP가 암컷 흰쥐의 사춘기 개시와 이와 관련된 생식 지표들의 변화에 미치는 효과를 조사한 것이다. 생후 25 일부터 corn oil 또는 DEHP(100mg/kg/day i.p.)를 사춘기 개시의 지표인 질구 개방(vaginal opening, VO)이 일어나는 날까지 투여하였다. 다음 날 희생시킨 후 난소와 자궁의 외양과 조직 무게를 측정하여 DEHP가 이들 조직에서의 세포증식에 미치는 효과를 조사하였고, 현미경 관찰을 통해 해부학적인 변화 양상을 조사하였다. 또한 혈액내의 LH 수준을 방사면역측정법(RIA)로 측정하였다. 자궁 성숙의 지표인 프로게스테론 수용체(PR) 발현 양상은 정량적인 RT-PCR로 확인하였다. 결과로, DEHP 투여에 의해 질구 개방이 지연됨을 확인하였다($35.3{\pm}0.7\;day$ in control group vs $37.3{\pm}0.7\;day$ in DEHP group, p<0.05). 흥미롭게도, 첫번째 주사 다음 날(p<0.05)부터 이후 마지막 주사 날(p<0.01)까지 DEHP 군의 체중이 대조군에 비해 유의하게 낮음을 관찰하였다. 난소와 자궁의 크기와 무게, 그리고 혈중 LH 수준도 대조군에 비해 DEHP 군에서 유의하게 감소하였다. 질구 개방이 일어난 대조군의 난소에서는 성숙의 지표인 그라프 난포(Graafian follicle)와 황체가 관찰되었으나 DEHP 군의 난소에서는 미성숙한 1차, 2차 난포 그리고 작은 퇴화 난포(atretic follicle)들만이 다수 관찰되었다. 자궁의 경우도 대조군에서는 내막층과 근막층은 물론 상피층까지 잘 발달된 과다 성장 상태와 함께 분비선 수의 증가가 나타났으나 DEHP 군에서는 모든 세포층의 발달이 미약한 상태였다. 이러한 결과는 DEHP가 과립세포에서의 에스트로겐 합성 분비에 억제적 효과를 나타내는 것에 기인하는 것으로 보인다. RT-PCR 결과 난소(p<0.05)와 자궁(p<0.01)에서의 PR mRNA 수준은 DEHP 투여에 의해 유의한 발현 감소가 나타났다. 결론적으로, 본 연구는 사춘기 전 특정 시기에 단기적인 DEHP 투여에 의해 암컷 흰쥐의 생식계 활성화가 억제되고, 그 결과 사춘기가 지연될 수 있음을 시사한다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권3호
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• pp.245-251
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• 2007

Dicarboximide계 살균제인 vinclozolin(VCZ)은 과일, 야채, 관상용 식물에서 미생물에 의해 유발되는 병들을 통제하는데 사용되어왔다. VCZ의 대사산물인 M1과 M2는 흔히 토양, 식물, 포유류에 잔존하기 때문에 인간에게 노출될 가능성이 크다. VCZ가 갖는 항안드로겐성 활성 때문에 주로 수컷에 대한 연구가 이루어졌으며, 암컷의 사춘기와 생식계에 미치는 영향은 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 VCZ가 암컷 흰쥐의 사춘기 개시와 이와 관련된 생식 지표들의 변화에 미치는 효과를 조사하였다. 생후 21일부터 vehicle(DMSO) 또는 VCZ(10 mg/kg/day i.p.)를 사춘기 개시의 지표인 질구 개방(vaginal opening, V.O.)이 일어나는 날까지 투여하였다. 질구 개방이 일어난 날 오후에 희생시킨 후 난소와 자궁의 외양과 조직 무게를 측정하여 VCZ가 이들 조직에서의 세포 증식에 미치는 효과를 조사하였고, 현미경 관찰을 통해 해부학적인 변화 양상을 조사하였다. 또한, 면역조직화학법을 수행하여 단백질 수준에서의 유전자 발현을 조사하였다. 자궁 성숙의 지표인 프로게스테론 수용체(PR) 발현 양상은 정량적인 RT-PCR로 확인하였다. 결과로, VCZ 투여에 의해 질구 개방이 지연됨을 확인하였다(PND $34.00{\pm}1.22$ in control group vs PND $38.20{\pm}1.92$ in VCZ group, p<0.05). 그러나 체중 변화의 경우, 대조군과 VCZ군 간 유의한 차이가 나타나지 않았다. 난소와 자궁의 크기와 무게는 대조군에 비해 VCZ군에서 유의하게 감소하였다. 질구 개방이 일어난 대조군의 난소에서는 성숙의 지표인 그라프 난포(Graafian follicle)와 황체가 관찰되었으나, VCZ군의 난소에서는 미성숙한 1차, 2차 난포 그리고 작은 퇴화 난포(atretic follicle)들만이 다수 관찰되었다. 자궁의 경우도 대조군에서는 내막층과 근막층은 물론 상피층까지 잘 발달된 과다 성장 상태와 함께 분비선 수의 증가가 관찰되었으나, VCZ군에서는 모든 세포층과 분비선의 발달이 미약한 상태였다. RT-PCR 결과, 난소(p<0.01)에서의 PR mRNA 수준은 VCZ 투여에 의해 유의한 발현 감소가 나타났다. 결론적으로, 본 연구는 사춘기 개시 전 특정시기에 단기적인 VCZ 투여에 의해 암컷 흰쥐의 생식계 활성화가 억제되고, 그 결과 사춘기 개시가 지연될 수 있음을 시사한다.

• 미생물학회지
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• 제46권2호
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• pp.140-147
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• 2010

일본뇌염바이러스(Japanese encephalitis virus)는 모기 매개성 플라비바이러스에 속하며, 주로 동남아시아 지역에서 유행성 바이러스성 뇌염을 일으킨다. 일본뇌염바이러스는 외피를 가진 작은 바이러스로서, 양성가닥 RNA 게놈을 가지고 있다. 감염성을 띤 바이러스 입자는 capsid (C), membrane (M; prM 전구체로부터 생성), 및 envelope (E)과 같은 3개의 구조단백질로 이루어져 있다. 본 연구에서는 일본뇌염바이러스 생산과 정에 M 단백질의 N-말단부위에 위치한 극성 아미노산 잔기의 역할을 분석하였다. 일본뇌염바이러스의 infectious cDNA를 활용하여, M 단백질의 $E^9$와 $K^{15}K^{16}E^{17}$ 잔기를 알라닌으로 치환시킨 2개의 mutant cDNA (Mm1과 Mm2)를 각각 제작하였다. 각각의 cDNA로부터 합성된 mutant RNA를 세포에 트랜스펙션시킴으로써, 비록 세포 내에 축적된 3개의 구조단백질양은 변화가 없으나, 이들 세포로부터 생산된 바이러스의 양은 Mm2 RNA의 경우 ~1,000배 감소됨을 관찰하였다. 흥미롭게도, Mm2 RNA로부터 발현된 mutant M 단백질은 wild-type M 단백질을 인지하는 항혈청에는 반응하지 않았으나, mutant M 단백질을 항원으로 제작된 항혈청에는 반응하는 것을 알 수 있었다. 본 실험결과는 일본뇌염바이러스 M 단백질을 구성하는 3개의 극성 아미노산 잔기($K^{15}K^{16}E^{17}$)가 바이러스의 생산과정에 관여한다는 것을 암시한다. 앞으로, wild-type 또는 mutant M 단백질(Mm2)을 인식하는 2개의 항혈청은 이 단백질의 기능연구에 유용한 재료로 사용될 것으로 기대된다.