• Molecules and Cells
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• 제37권5호
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• pp.426-434
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• 2014

Peptidylarginine deiminase type 2 (PADI2) deiminates (or citrullinates) arginine residues in protein to citrulline residues in a $Ca^{2+}$-dependent manner, and is found in lymphocytes and macrophages. Vimentin is an intermediate filament protein and a well-known substrate of PADI2. Citrullinated vimentin is found in ionomycin-induced macrophage apoptosis. Citrullinated vimentin is the target of anti-Sa antibodies, which are specific to rheumatoid arthritis, and play a critical role in the pathogenesis of the disease. To investigate the role of PADI2 in apoptosis, we generated a Jurkat cell line that overexpressed the PADI2 transgene from a tetracycline-inducible promoter, and used a combination of 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate and ionomycin to activate Jurkat cells. We found that PADI2 overexpression reduced the cell viability of activated Jurkat cells in1a dose- and time-dependent manner. The PADI2-overexpressed and -activated Jurkat cells presented typical manifestations of apoptosis, and exhibited greater levels of citrullinated proteins, including citrullinated vimentin. Vimentin overexpression rescued a portion of the cells from apoptosis. In conclusion, PADI2 overexpression induces apoptosis in activated Jurkat cells. Vimentin is involved in PADI2-induced apoptosis. Moreover, PADI2-overexpressed Jurkat cells secreted greater levels of vimentin after activation, and expressed more vimentin on their cell surfaces when undergoing apoptosis. Through artificially highlighting PADI2 and vimentin, we demonstrated that PADI2 and vimentin participate in the apoptotic mechanisms of activated T lymphocytes. The secretion and surface expression of vimentin are possible ways of autoantigen presentation to the immune system.

• 한국수정란이식학회지
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• 제30권3호
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• pp.207-211
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• 2015

미세주입법에 의한 형질전환 마우스 제작에는 대량의 전핵기란을 필요로 한다. 본 실험에서는 심플한 형질전환 마우스 제작방법을 확립하기 위해 초급속 동결한 전핵기란을 공시했다. 초급속 동결법으로 동결한 전핵기 체외수정란 139개를 융해 후 공시하고, ${\beta}-actin/luc^+$ 융합유전자를 미세주입하였다. 주입 조작 후, 형태학적으로 정상적인 수정란 101개(72.6%)를 5마리의 수란암컷 마우스에 이식하였다. 그 결과, 이식한 모든 마우스가 임신하고, 최종적으로 15마리(14.8%)의 산자가 태어났다. 한편, 450개의 체외수정란에 대해 동일한 배아조작 후에 338개(75.1%)가 생존하고 14마리의 수란암컷 마우스에 이식 하였다. 그 중에 78%의 수정암컷 마우스가 임신하고, 54마리(19.1%)의 산자가 태어났다. 태어난 산자에 대해서는 southern blot 법에 의해 염색체 내의 도입유전자의 도입을 확인한 결과, 동결수정란 처리구와 체외수정란구에서 각각 6.6%(1/15), 5.5% (3/54)의 마우스에서 도입유전자의 도입이 확인되었다. 더욱이 두 처리구 전부의 형질전환 마우스의 미부조직에서 도입유전자인 루시페라제 유전자의 발현이 관찰되었다. 이상의 결과에 의해 체외수정란 초급속 동결보존법을 사용한 Tg 마우스 제작방법의 확립을 확인하였고, 이러한 결과들로부터 실험기간의 단축과 작업의 간소화에 크게 이바지할 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권3호
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• pp.224-231
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• 1995

형질전환 식물체에서 외래 단백질의 발현을 높이기 위하여, 외래 단백질 유전자를 TMV RNA 또는 Gy2 5'-untranslated leader 부위와 재조합시킨 plasmid들을 제조하였다. pGA643에서 유래된 이들 plasmid에는 cauliflower mosaic virus의 35S promoter와 Gy2 terminator를 포함하고 있고, 외래 유전자로는 옥수수의 10kDa zein (10kZ) 유전자를 사용하였다. Gy2 또는 TMV RNA의 leader 부위는 promoter 부위와 단백질 coding sequence 사이에 삽입하였다. Agrobacterium을 매개로 하는 leaf disc 형질전환법을 이용하여 재조합 단백질들을 담배에 도입하였다. Leader를 포함하지 않은 도입 유전자의 전사 효율이 leader를 포함하는 도입 유전자들 보다 높았지만, leader를 포함한 mRNA들이 보다 효율적으로 전사되었다. 이는 5'-untranslated sequence의 길이와 AUG codon 주위의 context에 의한 영향보다는 이들 leader sequence의 특이적 염기서열에 의한 영향이 큼을 의미한다. 이러한 결과는 형질전환된 담배에서 외래 유전자의 전이효율을 조절하는 데 있어서 Gy2와 TMV의 leader sequence들이 enhancer로서 역할을 하고 있음을 의미한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제59권4호
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• pp.341-348
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• 2020

ATP-binding cassette (ABC) transporter는 다양한 기질을 세포 밖과 세포 안으로 수송하는 대표적인 수송단백질이다. 곤충에서 ABC transporter는 살충제에 대한 저항성을 발달시키는 중요한 역할을 한다. 현재까지 모델곤충인 초파리를 대상으로 ABC transporter의 살충제 교차저항성에 관한 연구는 많이 수행되어오지 않았다. 본 연구에서는 ABC transporter에 속하는 Mdr49A 유전자가 여섯 종류의 살충제에 보이는 교차저항성 기작을 형질전환 초파리를 이용하여 구명하였다. 초파리 91-R과 91-C 계통은 공통된 조상으로부터 유래되었으며 91-R은 60년 이상 DDT에 노출되었지만 91-C는 어떠한 살충제에도 노출되지 않고 유지되어 왔다. 91-R 계통의 MDR49A 단백질에서 유래된 3개의 아미노산 돌연변이를 형질전환 초파리에 과발현 시켰을 때 carbofuran에 대해서 2.0~6.7배 그리고 permethrin에 대해서 2.5~10.5배의 교차저항성을 나타낸 반면 다른 약제, abamectin, imidacloprid, methoxychlor, prothiofos에 대해서는 어떠한 교차저항성도 나타내지 않았다. 이상의 결과는 Mdr49A 유전자의 과발현과 더불어 3개의 아미노산 돌연변이는 두 개 약제, carbofuran과 permethrin에 대해 교차저항성 기능을 한다고 제시하고 있다.

• 한국가금학회지
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• 제28권2호
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• pp.135-142
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• 2001

A novel sterategy has been established to determine the origin of the Primordial Germ Cells (PGCs) in avian embryos directly and the developmental fate of the PGCs for the application to Poultry biotechnology. Cells were removed from 1) the centre of area pellucida, 2) the outer of area pellucida and 3) the area opaca of the stage X blastoderm (Eyal-Giladi & Kochav, 1976). When the cells were removed from the centre of area pellucida, the mean number of circulating PGCs in blood was significantly decreased in the embryo at stage 15 (Hamburger & Hamilton, 1951) as compared to intact embryos. When the cells were replenished with donor cells, no reduction in the PGCs number was observed. The removal of cells at the outer of area pellucida or at the area opaca had no effect on the number of PGCs. In case, another set of the manipulated embryos were cultured ex vivo to the hatching and reared to the sexual maturity, the absence of germ cells and degeneration of seminiferous tubules was observed in resulting chickens derived from the blastoderm in which the cells were removed from the centre of the area pellucida. It was concluded that the avian Primordial Germ cells are originated at the center of area pellucida. Developmental ability of the cells to differentiate into somatic cells and germ cells in chimeras were analyzed. Somatic chimerism was detected as black feather attributed from donor cells. Molecular identification by use of female - specific DNA was performed. It was confirmed that the donor cells could be differentiated into chimeric body and erythrocytes. Donor cells retained the ability to differentiate into germline in chimeric gonads. More than 70% of the generated chimeras transmitted donor derived gametes to their offspring indicating that the cells at the center of area pellucida had the high ability to differentiate into germ cells. A molecular technique to identify germline chimerism has been developed by use of gene scan analysis. Strain specific DNA fragments were amplified by the method. It would be greatly contributed for the detection of germline chimerism. Mixed- sex chimeras which contained both male and female cells were produced to investigate the developmental fate of male and female cells in ovary and testes. The sex combinations of donor and recipient of the resulting chimeras were following 4 pairs; (1) chimeras (ZZ/ZZ) produced by a male donor (ZZ) and a male recipient (ZZ), (2) chimeras (ZW/ZW) produced by a female donor (ZW) and a female recipient (ZW), (3) chimeras (ZZ/ZW) Produce by a male donor (ZZ) and a female recipient (ZW), (4) chimeras (ZW/ZZ) produced by a female donor (ZW) and a male recipient (ZZ). It was found that genetically male avian germ cells could differentiate into functional ova and that genetically female germ cells can differentiate into functional spermatozoa in the gonad of the mixed- sex chimeras. An ability for introduction of exogenous DNA into the PGCs from stage X blastoderms were analyzed. Two reporter genes, SV-$\beta$gal and RSV-GFP, were introduced into the PGCs. Expression of bacterial/gal was improved by complexing DNA with liposome detectedcc in 75% of embryos at 3 days embryos. At the embryos incubated for 1 day, expression of the GFP was observed all the embryos. At day 3 of incubation, GFP was detected in about 70% of the manipulated embryos. In case of GFP, expression of the transgene was detected in 30 %e of the manipulated embryos. These results suggested that the cells is one of the most promising vectors for transgenesis. The established strategy should be very powerfull for application to poultry biotechnology.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권6호
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• pp.485-497
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• 2003

악안면 구조의 형태와 기능은 대개 유전자 정보에 의해 결정된다. 분자생물학의 발달로 인해 정상 성장과 형태 형성에 중요한 유전자에 대한 정보가 밝혀지고 있고 이는 현대 두개안면 생물학의 근간이 되고 있다. 밝혀진 사실들 중 주목할만한 것은 섬유아세포 성장인자2 (FGFR2)에 서 의 특이한 돌연변이 가 어 퍼트 증후군 (Apert syndrome) 의 발생과 관련이 있다는 것이다. 어퍼트 증후군은 두개 관상봉합의 조기 유합과 사지의 기형으로 특징지워진다. 그 중 특히 두개골 유합증의 병인과 형성기전을 연구하기 위해 본 연구에서 유전자 변환기법을 시도하여 어퍼트 증후군의 유발인자로 알려진 FGFR2에 서 의 단일 아미노산 치 환 돌연변이를 재연한 인위 유전자구조물을 제작하고 이를 미 세주입법으로 쥐의수정란에 삽입하여 형질변환 쥐를 제작하였다. 본 연구에서는 전체 조직이 아닌 골조직에서 특이하게 활성화되는 전사촉진자(promoter, 제 I형 교원질 유전자의 전사촉진자)를 이용하여 골조직에서만 돌연변이 유전자의 발현을 재현함으로써 이 시도가 쥐에서 두개골유합증을 유발하는지 검증하고자 하였다. 초기 표현형 분석을 통해 어퍼트 환자에서 기대되는 두개골 유합증을 확인하였다. 또한 본 연구에서 삽입된 변환유전자가 원활히 돌연변이 단백질을 생산하고 기능의 증가를 보임을 확인하였다. 이러한 동물 모델을 이용함으로써 이제 정상적 혹은 비정상적 두개골 및 봉합 발육에서의 FGFR2의 역할을 연구하는 것이 가능하리라 사료된다

• 한국수정란이식학회지
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• 제32권3호
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• pp.227-233
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• 2017

Pig has been known to be one of the most feasible animals as a bioreactor to produce pharmaceuticals in milk and as a mediator in xenotransplantation research. Previously, we generated transgenic pigs for both purposes, which were expressing Factor 8, vWF, hTPA, and hEPO in milk, along with expression of MCP at GalT gene locus ($GalT^{-MCP/-MCP}$) as well as expressing MCP at GalT gene loci with CD73 expression ($GalT^{-MCP/+}/CD73$). In this study, we performed comparative analyses of sperm parameters between wild type male (WT) pig and those transgenic males to examine the effects of transgenes integrated into the pigs on motility, morphology, viability, and acrosome integrity of the spermatozoa. Our results showed that the rates of actively motile spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 85.0%, 83.3%, 82.5%, 83.3%, 82.5%, 77.5%, and 78.7%, respectively. Whereas, the rates of morphologically normal spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 90.0%, 80.0%, 80.0%, 83.3%, 85.0%, 91.8%, and 80.8%, respectively. In addition, the viability in spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 93.9%, 82.4%, 89.9%, 83.9%, 87.4%, 92.8%, and 83.6%, respectively. The rates of spermatozoa with normal acrosome integrity in WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 98.1%, 98.6%, 98.6%, 98.7%, 98.1%, 99.5%, and 95.1%, respectively. There were no significant differences in motility, morphology, viability, and acrosome integrity of the spermatozoa among WT, Factor 8, vWF, hTPA, and hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs. These mean that neither random integration nor targeted integration of the transgene into chromosome of pig effect on characteristics of spermatozoa. Ultimately, the transgenic male pigs subjected in this study could apply to propagate their progenies for production of human therapeutic proteins and advancing the xenotransplantation research.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제46권2호
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• pp.229-240
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• 1999

연구배경: HSVtk/GCV를 이용한 유전자치료에서 면역반응은 1) adenovirus 혹은 retrovirus와 같이 벡타로 사용된 virus의 단백질, 2) 치료목적으로 이입된 HSVtk 유전자의 생성물, 3) 암세포에 대해서 일어날 수 있다. 그리고 이러한 면역반응은 cytokines의 생성 혹은 cytotoxic tumor-specific T-cell의 생성을 초래하여 bystander effect에 의한 살상효과를 증가시키거나, anti-tumor immunity를 유도하여 tumor vaccine의 효과를 나타낼 수 있다. 한편 이와는 대조적으로 면역반응용 HSVtk 유전자를 발현하는 세포들을 파괴하여 이입된 HSVtk 유전자의 발현기간을 제한함으로서 유전자치료의 효과를 감소시킬 수도 있다. 본 연구는 retrovirus 벡타로 이입한 HSVtk 유전자치료에서 면역체계가 bystander effect에 의한 살상효과에 미치는 영향을 규명하고 면역체계가 이입한 유전자의 발현에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 방 법: Immunocompetent mice인 Balb/c mouse와 immunodeficient mouse인 Balb/c-nude 및 SCID mouse에서 retrovirus 벡타를 사용하여 HSVtk 유전자를 이입하고 치료효과를 조사하였다. 그리고 Balb/c mouse에 면역억제제인 cyclosporin을 투여하여 면역억제제가 bystander effect 및 유전자치료 효과와 유전자의 발현기간에 미치는 영향을 조사하였다. 결 과: Balb/c mouse에 HSVtk 유전자를 이입하고 GCV를 투여한 군은 GCV를 투여하지 않은 대조군에 비해 종양의 성장이 유의하게 억제되었으나 Balb/c-nude mouse와 SCID mouse의 경우 GCV를 투여한 군과 대조군 사이에 유의한 차이가 없었다. 면역억제제인 cyclosporin을 투여한 군에서 유전자 치료 효과가 cyclosporin을 투여하지 않은 정상 mouse에 비해 치료효과가 유의하게 작았다. Cyclosporin 투여에 따른 유전자의 발현기간에는 유의한 차이가 없었다. 결 론: Retrovirus 벡타를 사용한 HSVtk 유전자치료에는 면역증강이 치료효과를 증가시킬 것으로 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권4호
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• pp.339-346
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• 2007

식물화분발아는 수분수정을 통한 식물의 종자형성과 식물개체의 지속적 세대유지를 위한 중요한 요소이다. 따라서, 본 연구에서는 boric acid를 이용하여 형질전환 하지 않은 (NT) 식물과 항암활성 (anti-colorectal cancer mAb CO17-1A, anti-breast cancer mAb BR55) 혹은 항바이러스 활성을 갖는 항체 (anti-rabies virus mAb57)의 유전인자를 발현하는 형질전환식물 간의 in vitro pollen germination과 Pollen tube growth의 차이를 알아보았다. Boric acid의 화분발아에 미치는 영향을 보기 위하여 0, 5, 10, 15, 20, $40{\mu}g/mL$의 농도를 갖는 발아용액 (germination buffer)을 담배식물 화분에 처리하여 pollen germination rate을 본 결과 $20{\mu}g/mL$에서 가장 높게 발아율 (49.5%)을 보였다. Boric acid ($20{\mu}g/mL$)에 대해 형질전환식물과 NT 식물에서 화분발아율을 관찰한 결과, boric acid를 처리하지 않은 화분에 비해 형질전환여부에 관계없이 발아율이 3-10배 증가하였다. 또한, boric acid $20{\mu}g/mL$농도에서 형질전환식물과 NT 식물의 pollen tube length의 성장률이 가장 높게 나타났다. 시간 별로 형질전환 식물들의 Pollen tube length를 확인 한 결과, germination buffer ($20{\mu}g/mL$)를 처리하고 난 후 3시간까지 가장 빠른 성장률을 보였으며, 3시간 후에는 그 성장률이 둔화됨을 확인하였다. Western blot를 이용하여 식물의 화분과 잎에서 황체유전자 단백질 발현을 확인하였다. 화분과 잎에서의 발현을 비교해 본 결과, 잎에서 항체의 안정한 발현을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 $20{\mu}g/mL$의 boric acid가 항체발현 형질전환담배식물의 in vitro pollen germination을 보기 위해 가장 적절한 농도라는 것을 제시하였다. 궁극적으로 의료용 항체유전자를 발현하는 형질전환식물의 in vitro pollen germination viability를 확인함으로써 형질전환식물의 화분의 안정적인 수분수정이 이루어질 수 있음을 간접적으로 제시하였다.

• 현장농수산연구지
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• 제25권4호
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• pp.138-147
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• 2024

본 연구는 국내 밀 43 품종에 대한 A. tumefaciens 형질 전환 효율을 검정하기 위해 GUS staining 분석을 수행한 것으로서 대부분의 밀 형질전환 연구가 특정 품종에 국한되어 있기 때문에 국내 장려 밀 품종에 대한 형질전환 효율에 영향을 미치는 조건에 대한 검정이 필요하다. 국내 밀 품종 중 32개에서 1개 이상의 조직에 염색된 신호가 관찰되었으며 4개 품종에서는 염색된 신호가 관찰되지 않았고 6개 품종에서 과도한 A. tumefaciens 성장이 관찰되었고, 7개 품종은 미성숙배의 크기 등의 이유로 GUS staining 분석이 불가능하여 추가 분석에서 제외하였다. 국내 밀 품종별 A. tumefaciens 감염 효율 비교 결과, 백립계 8개 품종 및 적립계 28개 품종에서는 평균적으로 유의한 차이가 없었다. 특히 조농밀, 조품밀, 새올밀, 조중밀, 새금강밀 등 적립계 품종에서 90% 이상의 높은 감염 효율이 관찰되었고, 전체 품종 중 22개는 50% 이상의 효율을 나타내었다. 본 연구를 통하여 조농밀 및 새올밀은 미성숙배에서 전체 조직에서 강한 GUS 발현으로 형질전환에 적합한 품종으로 나타났으며 금강 품종은 백립계에서 상대적으로 높은 발현을 보여 A. tumefaciens을 이용한 형질전환에 적합한 것으로 확인되었다. 추가적인 연구를 통해 품종의 조직배양 효율을 검정하고, 안정적인 GUS 발현 효율을 조사하는 것이 필요하며, 이를 통해 밀 형질전환에 이용 가능한 품종을 더욱 정밀하게 선발할 수 있을 것으로 판단된다. 해당 연구 결과는 국내 밀품종의 형질전환 효율을 높이기 위한 기초 자료로 활용 가능할 것이다.