• The Journal of Natural Sciences
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• 제19권1호
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• pp.57-64
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• 2008

The fsrA gene in Bacillus subtilis has an analogous role of ryhB in E. coli and is controlled under fur, the iron regulator gene. At high concentration of iron the transcription of ryhB is repressed by fur and ryhB is transcribed under low concentration of iron. To spare iron produced ryhB small RNA represses the expression of sdhCDAB (succinate dehydrogenase). This study shows the growth rate of Bacillus subtilis strain of fur and fur/fsrA deletion mutants using organic acids of TCA cycle as carbon source. Mutant strain of fur does not grow well with succinate carbon source, but further deletion of fsrA regain to the growth of wild type strain. Also, nearly same results were observed with citrate and fumarate. These results are consistent to those of E. coli system. But fur and fur/fsrA deletion mutants grow well as much as the growth of wild type with malate carbon source. These results showed that upstream genes of succinate of TCA cycle are repressed by fsrA, but downstream of succinate are not repressed by fsrA.

• Korean Journal of Plant Resources
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• 제21권4호
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• pp.249-253
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• 2008

Since there is no report about more than one gene expression simultaneously in a single mitochondria, this report is very important to novel type of eukaryotic gene expression. In this study, investigated whether mitochondrial expressed gene and GFP that expression in mitochondria of plant expressed to mitochondria. Expression vector (pBin) containing AtBI-1 (mitochondrial expressed gene) and GFP driven by 35S promoter was bombarded by gene gun to leaves and cotyledon of tobacco. Regenerated shoot confirmed expression of AtBI-1 in mitochondria by GFP expression, PCR, and Southern analysis. Successful mitochondria of plant cell transformation in this report implies possible eukaryotic mitochondrial transformation including plants and animals, and moreover two or more gene expression which can be excellent applicable protocols to pharmaceutical field including antibody production.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제55권4호
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• pp.227-234
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• 2012

We observed that oil began to accumulate at 25 seed days after flowering (DAF) and reached the maximum potential at 35 seed DAF of oilseed rape, and the greatest weight of 100 seeds was obtained at 35 seed DAF. To survey a broad analysis of gene expression in developing embryos of Brassica napus, the Bn 300k microarray have been constructed. The Bn 300k Microarrary was designed from 80,696 unigenes clustered from 543,448 ESTs and 780 cDNA at NCBI. These arrays have been hybridized in a series of experiments with probes derived from seeds and leaf of B. napus. Approximately 8.5% of the 7,000 genes were expressed as ratios 2-fold higher in seed (25 DAF) than leaves and 0.4% at ratios 10. Also we observed that storage and cell differentiation-related genes were highly expressed at 10 DAF, whereas energy-related genes including fatty acid metabolism were increased up depending on seed maturation using Microarray, which was confirmed by reverse transcriptase polymerase chain reaction. These results suggest that B. napus arrays provide a very useful data set of seed-specific expression that can be further analyzed by examination of the promoter regions of these genes and help our understanding of the complex regulatory network in developing seeds.

• Korean Journal of Cleft Lip And Palate
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• 제10권1호
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• pp.1-16
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• 2007

이차구개는 발생과정에서 구개선반의 형성과 성장, 거상과 융합의 과정을 통해 형성된다. 이와 같은 이차구개의 형성과정은 미세한 분자유전학적 신호전달기전에 의해 조절되는 것으로 알려져 있어서, 신호전달과정에 관여하는 유전인자의 발현이상이 되면 정상적인 이차구개가 형성되지 못하고 구개파열이라는 선천성 기형이 발생된다. 구개파열의 유발인자들에 대한 많은 연구에도 불구하고 현재까지 정상적인 이차구개의 형성을 조절하는 분자유전학적 기전에 대해서는 명확히 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 이차구개의 형태분화를 조절하는 분자유전학적 기전을 알아보고자, 이차구개 형성의 내적 조절인자 중 핵심유전자로 알려져 있는 Osr2가 결손된 생쥐의 이차구개 형성과정에서 정상생쥐에 비해 발현의 변동이 나타나는 유전자를 확인하였다. 유전자 발현의 변동은 발생 14.5일(E14.5)의 구개선반으로부터 추출한 total RNA를 이용하여 ACP-based GeneFishing PCR을 시행하여 확인하였고, 각각의 변동된 유전자를 동정하여 정상생쥐의 이차구개 형성과정에서의 발현양상을 in situ hybridization을 시행하여 확인하였다. 총 120쌍의 primer를 이용한 검색을 통해서 정상생쥐의 구개선반에 비해 mutant에서 발현이 변동된 유전자는 7개가 검출되었고, 이들은 모두 정상생쥐에 비해 mutant에서 발현이 증가되는 것으로 확인되었다. 검출된 유전자는 vimentin(Vim), ${\beta}$-tropomyosin 2(Tpm2), thioredoxin-like 5(Txnl5), procollagen type II alpha 1(Col2a1), Insulin-like growth factor binding protein 7(IGFbp7), Sui 1 homologs(Sui 1), Defender against cell death1(Dad1)이었다. 검출된 유전자를 동정하여 정상생쥐의 구개 형성과정에서의 발현양상을 알아본 결과, Col2a1 을 제외한 유전자들은 모두 E13.5의 구개선반에서 특이적으로 발현되고 있었으나 구개선반이 융합된 E15.5에서는 Vim, Txnl5 그리고 Dad1 만이 봉합선을 따라 발현이 지속되고 있었다. 이상의 결과로 보아 검출된 유전자들은 구개선반의 형태분화과정에서 발현되어 이차구개의 형성과정에 관여할 것으로 여겨진다. 또한 이들은 이차구개 형성의 내적조절인자인 Osr2의 downstream target 으로 구개선반의 성장과 융합과정에 직접적으로 관여하는 유전물질일 것으로 추정된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권3호
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• pp.226-233
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• 2007

Purpose: Dual reporter gene imaging has several advantages for more sophisticated molecular imaging studies such as gene therapy monitoring. Herein, we have constructed hepatoma cell line expressing dual reporter genes of sodium iodide symporter (NIS) and enhanced green fluorescence protein (EGFP), and the functionalities of the genes were evaluated in vivo by nuclear and optical imaging. Materials and Methods: A pRetro-PN vector was constructed after separating NIS gene from pcDNA-NIS. RSV-EGFP-WPRE fragment separated from pLNRGW was cloned into pRetro-PN vector. The final vector expressing dual reporter genes was named pRetro-PNRGW. A human hepatoma (HepG2) cells were transfected by the retrovirus containing NIS and EGFP gene (HepG2-NE). Expression of NIS gene was confirmed by RT-PCR, radioiodine uptake and efflux studies. Expression of EGFP was confirmed by RT-PCR and fluorescence microscope. The HepG2 and HepG2-NE cells were implanted in shoulder and hindlimb of nude mice, then fluorescence image, gamma camera image and I-124 microPET image were undertaken. Results: The HepG2-NE cell was successfully constructed. RT-PCR showed NIS and EGFP mRNA expression. About 50% of cells showed fluorescence. The iodine uptake of NIS-expressed cells was about 9 times higher than control. In efflux study, $T_{1/2}$ of HepG2-NE cells was 9 min. HepG2-NE xenograft showed high signal-to-background fluorescent spots and higher iodine-uptake compared to those of HepG2 xenograft. Conclusion: A hepatoma cell line expressing NIS and EGFP dual reporter genes was successfully constructed and could be used as a potential either by therapeutic gene or imaging reporter gene.

• Proceedings of the Korean Society of Embryo Transfer Conference
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• 한국수정란이식학회 2002년도 국제심포지엄
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• pp.70-70
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• 2002

형질전환 가축을 생산하기 위하여 최근 체세포 복제 기법을 이용하고 있다. 이러한 체세포를 이용한 형질전환 동물의 생산에는 체세포내에 유전자의 도입 효율이 직접적인 영향을 주게 된다. 따라서 본 연구는 세포내 유전자의 transfection 효율을 높이고자 한우의 체세포를 이용하여 여러 가지 조건에서 유전자 도입을 실시하였다. 세포내 유전자 도입 방법은 electroporation (EP) 방법을 이용하였다. 사용한 세포는 소의 귀세포(KbESF), 태아섬유아세포 (KbFF), 그리고 대조구로서 CHO cell을 이용하여 GFP 유전자를 도입하였다. EP는 0.4 cm cuvette을 사용하였고, voltage는 0.25 kV, 그리고 field strength 는 0.625 kV/cm 조건으로 실시하였으며, pulse times은 각각 1, 2, 또는 3회를 사용하였다. KbFF와 KbESF에서는 각각 pulse times을 증가시킬수록 유전자도입 세포수가 증가하였으나 (KbFF: 81, 634, 1,065 cells/$10^{6}$ cells, KbESF: 1,011, 5,567, 15,408 cells/$10^{6}$ cells), CHO cell에서는 pulse times을 증가시킬 수록 오히려 유전자도입 세포수가 감소하였다 (CHO: 1,591, 687, 297 cells/$10^{6}$ cells). 그리고 2주 동안 neo selection을 실시 한 결과 KbFF, KbESF, CHO에서 각각 93, 35, 184 colony가 선발되었으며, 이 중 65.6%, 8.6%, 4.3% 가 GFP 형광 발현 colony로 나타났다. 한편 CHO cell에서 transfection cell수가 감소된 것은 EP의 자극으로 인해 손상된 세포가 많이 발생한 것으로 나타났다. 또한 neo selection에서 선발된 colony중 GFP가 발현되지 않거나 일부만 발현되는 colony들이 많이 발생하였는데, 이것은 세포내 유전자가 transfection되지 않은 세포도 neo selection에서 선발된다는 것을 제시하고 있다. 따라서 체세포를 이용한 형질전환동물 생산을 위해서는 세포내 유전자 도입과 선발 과정에서 나타난 colony에 대하여 보다 엄격한 screen을 하는 것이 필요한 것으로 생각된다.

• Composites Research
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• 제21권1호
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• pp.30-39
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• 2008

In this paper, a parallel micro genetic algorithm was utilized in the optimal design of composite structures instead of a conventional genetic algorithm(SGA). Micro genetic algorithm searches the optimal design variables with only 5 individuals. The diversities from the nominal convergence and the re-initialization processes make micro genetic algorithm to find out the optimums with such a small population size. Two different composite structure optimization problems were proposed to confirm the efficiency of micro genetic algorithm compared with SGA. The results showed that micro genetic algorithm can get the solutions of the same level of SGA while reducing the calculation costs up to 70% of SGA. The composite laminated structure optimization under the load uncertainty was conducted using micro genetic algorithm. The result revealed that the design variables regarding the load uncertainty are less sensitive to load variation than that of fixed applied load. From the above-mentioned results, we confirmed micro genetic algorithm as a optimization method of composite structures is efficient.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.19-19
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• 2023

제비꽃속 34분류군의 61개체를 대상으로 엽록체 DNA 게놈 특이 유전자의 특징을 알아보고자 하였다. 61개체의 엽록체 게놈 전체 길이는 155,535~158,940 bp 로 모두 전형적인 사분할 구조였다. 지역별로는 LSC 지역이 84,826~87,250 bp, SSC 지역이 16,338~18,654 bp, 그리고 IR 지역이 26,029~27,192 bp 였다. 유전자 개수는 131개로 84개 protein coding-gene, 37개 tRNA 유전자, 8개 rRNA유전자, 그리고 2개의 유사유전자인 𝜓rps19, 𝜓ycf1으로 구성되어 있었다. LSC/IRa 경계에 위치한 rps19 유전자 길이는 279 bp로 모든 분류군에서 동일하였으며, 𝜓rps19의 길이는 다양했으나 유전자 개수에는 영향을 미치지 않았다. SSC/IRb 경계에 위치한 ycf1 유전자 길이는 약 5,600 bp 였으나, V. japonica (MZ151699) 1개체에서는 다른 종에 비해 약 1,000 bp 위치에서 발생한 점돌연변이로 인해 종결 코돈이 나타나는 특징을 보였다. 한편 13분류군의 23개체에서는 𝜓ycf1의 길이가 650 bp 정도 짧은 것을 확인하였는데, 이 종류들은 원예종인 V. tricolor (ON262802) 이외에는 모두 줄기가 없는 분류군들로 IR 지역의 확장과 SSC 지역의 수축에 의한 것으로 판단된다. ndhF는 대체로 SSC 지역에 위치하나, V. inconspicua (MZ065354), V. mongolica (MW802534, ON548135), V. yunnanfuensis (MW802541) 등 4개체에서는 IRa/SSC 경계에 위치하면서 유사유전자가 발생하였고, 그 결과 다른 제비꽃 종류에 비해 유전자 개수가 132개로 차이를 보였다. 또한, V. collina (OP271831), V. mirabilis (MH256000), V. tricolor (ON262802) 등 3분류군에서는 SSC 지역이 inversion 되어 엽록체 이성질체가 존재함을 확인하였다. 이상의 결과를 종합하면, 제비 꽃속 엽록체 게놈 61개체의 ycf1, 𝜓ycf1, ndhF, 𝜓ndhF 등은 유전자 길이와 개수 등에 차이를 보이는 것으로 나타났으며, 제비꽃속에서도 엽록체 이성질체가 존재함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Journal of Food and Nutrition Conference
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• 한국식품영양학회 2000년도 정기총회 및 동계학술심포지움
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• pp.29-34
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• 2000

산업 발달에 따라 날로 많은 식품들이 새롭게 개발되어지고 있다. 또한 이와 병행해서 식품으로 인한 알레르기 발생 빈도도 날로 증가하고 있으며 그 증상 또한 점차 심화되고 있는 것이 세계적인 추세이다. 우리나라도 예외는 아니어서 일반 알레르기 환자뿐 아니라 식품으로 인한 알레르기 환자들이 점차 증가됨이 보고되어지고 있다. 농산물 시장의 수입개방이후 우리나라에는 많은 해외 농산물이 수입되어지고 있으며 그 중 작년 한해의 경우 총 수입 농산물의 10%를 넘는 유전자 재조합 농산물이 우리나라에 수입되어진 것으로 통계 보고되어졌다. 이러한 관점에서 알레르기 환자의 증가와 새로운 식품 (특히 유전자 재조합 식품)의 증가에는 서로 관련성이 있을 것으로 추측되어지고 있어 (새로운) 식품에 대한 알레르기성의 예측과 관리가 필요한 실정이다. 이에 몇몇 발표된 유전자 재조합 식품에 관련된 알레르기성 검사 논문들과 실험실에서 이루어진 연구 결과들을 중심으로 유전자 재조합 식품의 알레르기 위험성에 대해 알아보고자 한다. 일반적으로 식품의 단백질이 알레르겐(allergen)으로 작용하기 위해서는 먼저 소화효소에 의해 분해되어지고 장에서 흡수되어져서 immunopotent cell에 의해 process 되어 immune system에 present 되어져야 한다. 따라서 단백질로 인한 알레르기 반응은 그 단백질의 자연적 형태 뿐만이 아니라 소화 효소에 분해된 단편들의 구조 또는 다른 알레르겐 단백질과의 유사 구조로 인한 교차 반응에 의해 발생함을 기억해야 한다. 식품 단백질 중 어떤 단백질이 알레르겐으로 작용하는가에 대한 특이성 조사에 많은 관심이 집중되어지고 있지만 아직까지는 대략 다섯 개 정도의 일반적인 특성으로서 요약되어질 수 있다. 그러나 이러한 대략의 특성에 적용되지 않는 식품 알레르겐도 많음을 잊어서는 안 될 것이다. 알레르겐으로 작용하는 식품 단백질의 일반적 특성 1. 좋은 수용성 2. 식품내에 많은 부분을 차지하는 주 단백질이 주 알레르겐으로 작용 3. 단백질내에 하나 이상의 IgE-binding site 존재 4. 위장액에 대한 저항성 5. 10～70 kDa 크기 유전자 재조합 기술이란 말 그대로 유전자를 인위적으로 새롭게 조합하는 기술로 이전의 기술로는 불가능했던 유전적 변형을 농작물과 동물에 가능하게 했으며 이로 인해 유전적으로 변형된 식용 동식물의 개발이 가능하게 되었다. 새로운 유전인자를 개체에 삽입함으로 새로운 단백질이 발현 될수 있고 그로 인해 1) 해충과 질병에 대한 저항성 증가, 2) 화학 제초제에 대한 새로운 저항성 부여, 3) 식품의 저장성 향상, 4) 식품의 영향적 보충/향상 등의 이점을 얻을 수 있다 (표 1). 세계적으로 유전자 재조합 된 새로운 농산물의 재배는 날로 증가추세에 있으며 그 중에서 가장 많은 부분을 차지하는 농산물로 soybean을 들 수 있으며 (표 2) soybean을 중심으로 그 알레르기성의 변화가 연구 조사된 몇 가지 예를 살펴보고자 한다. (표 3)에 요약된 soybean중 첫 번째 경우는 재초제에 대한 저항성을 높여주기 위해 Agrobacterium에 존재하는 EPSPS라는 단백질을 콩에서 발현하도록 찬 유전자 재조합 된 콩의 경우이다. 이 콩의 경우에는 첫째. 이전된 새로운 단백질 EPSPS가 다른 여러 식물에 이미 존재하고 있는 단백질로서 우리가 이미 이러한 식품을 섭취할 때 이 단백질도 같이 섭취해오고 있었다는 점, 둘째. 이 단백질이 소화액 분해 실험에서 짧은 시간내에 분해가 되었다는 점, 셋째. 재조합 된 콩과 자연 콩이 성분 분석에서 차이를 나타내지 않았다는 점, 네 번째. 쥐를 통한 다양섭취 실험에서 아무런 이상 반응이 없었다는 점등의 결과를 기준으로 알레르기에 대한 개별 검사 없이 안전한 콩으로 결론짓고 있다. 영양성을 높이기 위해 Brazil nut에서 methionine 함량이 풍부한 2s albumine을 콩에서 발현하도록 한 두 번째 유전자 재조합 콩의 경우 이전된 단백질 때문에 Brazil nut에 알레르기 반응을 일으키는 알레르기 환자들을 조사한 결과 역시 재조합 된 콩에도 알레르기 반응을 일으켰다는 보고이다. Brazil nut에서 콩으로 이전된 단백질이 Brazil nut에서의 알레르기성을 그대로 유지한 점을 볼 때 새로운 단백질이 어디에서 유래하는가가 중요함을 잘 보여준 연구이다 세 번째 콩의 경우 역시 영양성을 높여주기 위해 corn에서 10 kDa과 HSZ 단백질을 콩에서 발현하도록 유전자 재조합했는데 이 콩의 경우는 알레르기 환자들이 유전자 재조합 된 콩과 자연 콩에 반응의 차이를 나타내지 않았다는 결과 보고이다. 위의 세 실험 결과들을 종합해 볼 때 무엇보다도 새롭게 발현된 단백질이 원래 어떤 성질을 갖고 있으며 어디에서 유래했는지가 알레르기성 조사에 중요한 역할을 한다 할 수 있겠다. 또한 유전자 재조합된 식품들은 알레르기 환자들을 위해 표기되어져야 할 것인데 이를 위한 알레르기성 검사 실험은 공공단체를 통해 이루어져야 할 것이며 환자들마다 알레르겐으로 작용하는 단백질의 인식부위(epitope)가 다를 수 있기 때문에 적어도 10명 이상의 알레르기 환자들이 조사되어져서 검사가 이루어져야 할 것이다. 환자들의 혈청을 통한 in vitro 실험에서는 ELISA, RAST, immunoblotting과 같은 검사 방법들이 적용될 수 있고, 그 결과가 음성인 경우에 그 다음 단계로 in vivo 실험에서는 직접 환자의 피부반응검사 (skin prick test)나 DBPCFC (double-blind placebo-controlled food challenge) 검사 방법을 통해 확인되어져서 이 모든 경우가 음성인 경우와 하나라도 양성인 경우를 구별하여 식품에 표기함으로 알레르기 환자들의 유전자 재조합 식품에 대한 안전성이 보장되어져야 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Developmental Biology Conference
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.96-96
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• 2003

Acyl-CoA synthetase 4는 생쥐에 있어서 거의 모든 조직에서 발현하며 아라키돈산에 특이적인 효소이다. 아라키돈산은 세포막의 인지질로부터 cPLA2에 의하여 유리되고 cyclooxygenase-1, -2에 의하여 eicosanoid로 변환된다. 이렇게 생산된 prostaglandin과 같은 eicosanoid는 배란, 수정, 임신에 있어서 중요한 기능을 수행하고 있다. 그러나 세포막으로부터 유리된 아라키돈산은 acyl-CoA synthetase 4에 의하여 다시 세포막으로 재에스테르화되어 eicosaniod의 생산을 조절하는 것으로 생각되어지고 있다. 또한 acyl-CoA synthetase 4 유전자 한쪽이 knock-out된 heterozygote mouse에서는 사산, 유산과 난소에 있어서 황체 수의 증가 등을 보고하고 있다. 그러므로 본 연구에서는 정상 생쥐 (C57BL/6) 임신 기간 중 acyl-CoA synthetase 4 유전자의 발현을 확인하기 위하여 자궁, 난소, 태아에서 RT-PCR을 수행하였다. 또한 cPLA2, cyclooxygenase-1, cyclooxygenase-2 유전자의 발현 양상을 분석하여 eicosanoid 생산에 관여하는 유전자 상호간의 발현 을 확인하였다. acyl-CoA synthetase 4는 임신 0 day에서부터 19.5 day까지 자궁과 난소에서 모두 발현하고 있었다. 또한 5.5 day에서부터 19.5 day까지의 태아에서도 그 발현이 확인되었다. 그리고 cPLA2와 cyclooxygenase-1은 acyl-CoA synthetase 4와 유사한 양상을 보였으나 cyclooxygenase-2는 임신기간 중의 자궁, 난소, 태아에서 전혀 발현하지 않았다. 그러므로 임신 중 생쥐 자궁, 난소, 태아에 있어서 eicosanoid 생산에는 cPLA2, cyclooxygenase-1, acyl-CoA synthetase 4 유전자가 관여하고 있는 것으로 생각된다.