• 제목/요약/키워드: Cellular capacity

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3GPP LTE-Advanced 시스템에서 릴레이 기반의 협력 네트워크를 위한 효율적인 자원할당 기법 (Efficient Resource Allocation Schemes for Relay-based Cooperative Networks in 3GPP LTE-Advanced Systems)

  • 김산해;양모찬;이제연;신요안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권6A호
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    • pp.555-567
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    • 2010
  • 릴레이를 이용한 다중 홉 시스템은 기존의 단일 홉 시스템과 달리 주어진 전체 리소스 영역의 일부를 릴레이 통신에 할당하게 되어 효율적인 자원할당 알고리즘을 도입하지 않으면, 실제 사용이 가능한 리소스의 손실을 초래하게 된다. 또한, 릴레이 기반 셀룰러 시스템에서 생기는 인접 셀 간섭으로 인해 기지국과 단말기 또는 릴레이와 단말기 사이의 높은 링크 성능을 보장하지 못하는 경우가 발생해 리소스 효율이 급격히 떨어질 수 있다. 본 논문에서는 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution)-Advanced 시스템의 하향링크 릴레이 협력 네트워크에서의 효율적인 자원할당 기법을 제안한다. 릴레이 협력 네트워크에서 각각의 통신 링크마다 고정 리소스 영역을 갖는 기존의 기법과는 달리, 제안된 자원할당 알고리즘은 각 통신 링크 간의 채널 상태 및 전송 가능 용량 등을 고려하여 각 리소스 블록 단위 별로 적응적으로 자원을 할당하는 기법이다. 또한 셀 또는 단말의 추가적인 전송률 증대를 위해 특정 통신 링크가 할당된 리소스 영역에 다른 통신 링크의 리소스를 중복하여 자원을 재사용하는 기법을 제안한다. 제안된 리소스 중복 할당 방식은 리소스 중복으로 인한 추가적인 간섭을 미리 고려하여 동적으로 자원을 할당하는 방식으로 단말기에서 간섭 제거 등의 추가적인 절차가 불필요하다.

Pathogen Associated Molecular Pattern (PAMP)-Triggered Immunity Is Compromised under C-Limited Growth

  • Park, Hyeong Cheol;Lee, Shinyoung;Park, Bokyung;Choi, Wonkyun;Kim, Chanmin;Lee, Sanghun;Chung, Woo Sik;Lee, Sang Yeol;Sabir, Jamal;Bressan, Ray A.;Bohnert, Hans J.;Mengiste, Tesfaye;Yun, Dae-Jin
    • Molecules and Cells
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    • 제38권1호
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    • pp.40-50
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    • 2015
  • In the interaction between plants and pathogens, carbon (C) resources provide energy and C skeletons to maintain, among many functions, the plant immune system. However, variations in C availability on pathogen associated molecular pattern (PAMP) triggered immunity (PTI) have not been systematically examined. Here, three types of starch mutants with enhanced susceptibility to Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 hrcC were examined for PTI. In a dark period-dependent manner, the mutants showed compromised induction of a PTI marker, and callose accumulation in response to the bacterial PAMP flagellin, flg22. In combination with weakened PTI responses in wild type by inhibition of the TCA cycle, the experiments determined the necessity of C-derived energy in establishing PTI. Global gene expression analyses identified flg22 responsive genes displaying C supply-dependent patterns. Nutrient recycling-related genes were regulated similarly by C-limitation and flg22, indicating re-arrangements of expression programs to redirect resources that establish or strengthen PTI. Ethylene and NAC transcription factors appear to play roles in these processes. Under C-limitation, PTI appears compromised based on suppression of genes required for continued biosynthetic capacity and defenses through flg22. Our results provide a foundation for the intuitive perception of the interplay between plant nutrition status and pathogen defense.

Hypoxia Mediates Runt-Related Transcription Factor 2 Expression via Induction of Vascular Endothelial Growth Factor in Periodontal Ligament Stem Cells

  • Xu, Qian;Liu, Zhihua;Guo, Ling;Liu, Rui;Li, Rulei;Chu, Xiang;Yang, Jiajia;Luo, Jia;Chen, Faming;Deng, Manjing
    • Molecules and Cells
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    • 제42권11호
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    • pp.763-772
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    • 2019
  • Periodontitis is characterized by the loss of periodontal tissues, especially alveolar bone. Common therapies cannot satisfactorily recover lost alveolar bone. Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) possess the capacity of self-renewal and multilineage differentiation and are likely to recover lost alveolar bone. In addition, periodontitis is accompanied by hypoxia, and hypoxia-inducible $factor-1{\alpha}$ ($HIF-1{\alpha}$) is a master transcription factor in the response to hypoxia. Thus, we aimed to ascertain how hypoxia affects runt-related transcription factor 2 (RUNX2), a key osteogenic marker, in the osteogenesis of PDLSCs. In this study, we found that hypoxia enhanced the protein expression of $HIF-1{\alpha}$, vascular endothelial growth factor (VEGF), and RUNX2 ex vivo and in situ. VEGF is a target gene of $HIF-1{\alpha}$, and the increased expression of VEGF and RUNX2 proteins was enhanced by cobalt chloride ($CoCl_2$, $100{\mu}mol/L$), an agonist of $HIF-1{\alpha}$, and suppressed by 3-(5'-hydroxymethyl-2'-furyl)-1-benzyl indazole (YC-1, $10{\mu}mol/L$), an antagonist of $HIF-1{\alpha}$. In addition, VEGF could regulate the expression of RUNX2, as RUNX2 expression was enhanced by human VEGF ($hVEGF_{165}$) and suppressed by VEGF siRNA. In addition, knocking down VEGF could decrease the expression of osteogenesis-related genes, i.e., RUNX2, alkaline phosphatase (ALP), and type I collagen (COL1), and hypoxia could enhance the expression of ALP, COL1, and osteocalcin (OCN) in the early stage of osteogenesis of PDLSCs. Taken together, our results showed that hypoxia could mediate the expression of RUNX2 in PDLSCs via $HIF-1{\alpha}$-induced VEGF and play a positive role in the early stage of osteogenesis of PDLSCs.

Effect of an Endoplasmic Reticulum Retention Signal Tagged to Human Anti-Rabies mAb SO57 on Its Expression in Arabidopsis and Plant Growth

  • Song, Ilchan;Lee, Young Koung;Kim, Jin Wook;Lee, Seung-Won;Park, Se Ra;Lee, Hae Kyung;Oh, Soyeon;Ko, Kinarm;Kim, Mi Kyung;Park, Soon Ju;Kim, Dae Heon;Kim, Moon-Soo;Kim, Do Sun;Ko, Kisung
    • Molecules and Cells
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    • 제44권10호
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    • pp.770-779
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    • 2021
  • Transgenic Arabidopsis thaliana expressing an anti-rabies monoclonal antibody (mAb), SO57, was obtained using Agrobacterium-mediated floral dip transformation. The endoplasmic reticulum (ER) retention signal Lys-Asp-Glu-Leu (KDEL) was tagged to the C-terminus of the anti-rabies mAb heavy chain to localize the mAb to the ER and enhance its accumulation. When the inaccurately folded proteins accumulated in the ER exceed its storage capacity, it results in stress that can affect plant development and growth. We generated T1 transformants and obtained homozygous T3 seeds from transgenic Arabidopsis to investigate the effect of KDEL on plant growth. The germination rate did not significantly differ between plants expressing mAb SO57 without KDEL (SO plant) and mAb SO57 with KDEL (SOK plant). The primary roots of SOK agar media grown plants were slightly shorter than those of SO plants. Transcriptomic analysis showed that expression of all 11 ER stress-related genes were not significantly changed in SOK plants relative to SO plants. SOK plants showed approximately three-fold higher mAb expression levels than those of SO plants. Consequently, the purified mAb amount per unit of SOK plant biomass was approximately three times higher than that of SO plants. A neutralization assay revealed that both plants exhibited efficient rapid fluorescent focus inhibition test values against the rabies virus relative to commercially available human rabies immunoglobulins. KDEL did not upregulate ER stress-related genes; therefore, the enhanced production of the mAb did not affect plant growth. Thus, KDEL fusion is recommended for enhancing mAb production in plant systems.

Antioxidant and Antimelanogenic Effects of Stevia rebaudiana Flower Extract

  • So, Gyeongseop;Lee, Sung Ryul;Kim, Sung Hyeok;Ha, Chang Woo;Park, Yuna;Jang, Sohee;Bak, Jong Phil;Koo, Hyun Jung;Sohn, Eun-Hwa
    • 한국자원식물학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.220-227
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    • 2019
  • Stevia rebaudiana (Asteraceae), a perennial plant, has been used as a low-calorie sweetener and is being developed as a therapeutic agent for diabetes, hypertension, myocardial diseases, and microbial infections. Despite the common use of its leaves and stem, the bioavailability of the components present in S. rebaudiana flowers, when used as ingredients of cosmetics, has not been well investigated. Herein, we investigated the antioxidative and antimelanogenic effects of an aqueous extract of S. rebaudiana flowers (Stevia-F). Total flavonoid and phenolic content in Stevia-F were determined to be $8.64{\pm}0.23mg$ of quercetin equivalents/100 g and $631.5{\pm}2.01mg$ of gallic acid equivalents/100 g, respectively. The $IC_{50}$ values of Stevia-F for reducing power, and 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl-hydrate radical, hydrogen peroxide, and nitric oxide scavenging activities were 5541.96, 131.39, 466.34, and $10.44{\mu}g/mL$, respectively. Stevia-F showed inhibitory effects on the tyrosinase ($IC_{50}=134.74{\mu}g/mL$) and ${\alpha}$-glucosidase ($IC_{50}=114.81{\mu}g/mL$) activities. No significant cytotoxicity of Stevia-F was observed in B16F10 cells, treated with up to $100{\mu}g/mL$ of the extract for 24 and 48 h (p > 0.05). Stevia-F ($1-100{\mu}g/mL$) suppressed ${\alpha}$-melanocyte stimulating hormone-induced melanin production in B16F10 cells (p < 0.05) and also inhibited the cellular tyrosinase activity (p < 0.05). Overall, our results show that Stevia-F possesses potential for inhibiting tyrosinase and ${\alpha}$-glucosidase activities and has significant antioxidant capacity. The antimelanogenic potential of Stevia-F should extend the usage of S. rebaudiana flowers in the development of skin-whitening products.

미세조류 4종의 성장, CO2 동화 및 지질 생성 특성 (Characterization of Cellular Growth, CO2 Assimilation and Neutral Lipid Production for 4 Different Algal Species)

  • 신채윤;노영진;정소연;김태관
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.547-555
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    • 2020
  • 미세조류는 효율적으로 바이오매스를 증가시킬 수 있으며 유용한 생물학적 자원들을 축적할 수 있기 때문에 에너지 및 식품 생산 등 다양한 분야에서 유망한 자원으로써 주목받고 있다. 본 연구에서는 4종의 미세조류(Chlorella vulgaris, Mychonastes homosphaera, Coelastrella sp., Coelastrella vacuolata)를 선정하여 이들의 성장, CO2 동화, CO2 농도에 따른 미세조류의 지질 생성 특성을 분석하였다. 각 미세조류의 크기는 C. vulgaris가 가장 작았으며, M. homosphaera, C. vacuolata, Coelastrella sp. 순으로 큰 크기를 나타냈다. C. vulgaris는 다른 3종의 미세조류와 비교해서 크기가 가장 작으며 성장과 CO2 동화 속도가 가장 빠르게 나타났다. 또한, 초기 바이오매스가 증가함에 따라 CO2 동화 속도는 최대 9.62 mmol·day-1·l-1를 나타냈으며, 다른 3종의 미세조류(약 3 mmol·day-1·l-1)보다 3배 이상 높은 CO2 동화 속도를 보여주었다(p < 0.05). M. homosphaera를 제외하고 3종의 미세조류는 CO2 농도와 CO2 동화 비속도 사이에 양의 상관관계(positive correlation)를 나타냈다. 특히, C. vulgaris는 다른 3종의 미세조류와 비교해 더 높은 CO2 동화 비속도를 보여주었다(14.6 vs. ≤ 11.9 mmol·day-1·l-1). 4종의 미세조류는 CO2 농도가 증가함에 따라 지질 함량이 증가했으며 그 중에서 C. vulgaris는 최대 18 mg·l-1를 나타내 다른 3종의 미세조류(최대 12 mg·l-1)보다 최소 50% 이상 높은 지질 함량을 보여주었다. 4종의 미세조류 중 C. vulgaris가 효율적으로 CO2를 동화하며 다른 미세조류보다 높은 바이오매스와 지질 생산이 가능함을 시사한다.

Comprehensive investigations of key mitochondrial metabolic changes in senescent human fibroblasts

  • Ghneim, Hazem K.;Alfhili, Mohammad A.;Alharbi, Sami O.;Alhusayni, Shady M.;Abudawood, Manal;Aljaser, Feda S.;Al-Sheikh, Yazeed A.
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제26권4호
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    • pp.263-275
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    • 2022
  • There is a paucity of detailed data related to the effect of senescence on the mitochondrial antioxidant capacity and redox state of senescent human cells. Activities of TCA cycle enzymes, respiratory chain complexes, hydrogen peroxide (H2O2), superoxide anions (SA), lipid peroxides (LPO), protein carbonyl content (PCC), thioredoxin reductase 2 (TrxR2), superoxide dismutase 2 (SOD2), glutathione peroxidase 1 (GPx1), glutathione reductase (GR), reduced glutathione (GSH), and oxidized glutathione (GSSG), along with levels of nicotinamide cofactors and ATP content were measured in young and senescent human foreskin fibroblasts. Primary and senescent cultures were biochemically identified by monitoring the augmented cellular activities of key glycolytic enzymes including phosphofructokinase, lactate dehydrogenase, and glycogen phosphorylase, and accumulation of H2O2, SA, LPO, PCC, and GSSG. Citrate synthase, aconitase, α-ketoglutarate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, malate dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase, and complex I-III, II-III, and IV activities were significantly diminished in P25 and P35 cells compared to P5 cells. This was accompanied by significant accumulation of mitochondrial H2O2, SA, LPO, and PCC, along with increased transcriptional and enzymatic activities of TrxR2, SOD2, GPx1, and GR. Notably, the GSH/GSSG ratio was significantly reduced whereas NAD+/NADH and NADP+/NADPH ratios were significantly elevated. Metabolic exhaustion was also evident in senescent cells underscored by the severely diminished ATP/ADP ratio. Profound oxidative stress may contribute, at least in part, to senescence pointing at a potential protective role of antioxidants in aging-associated disease.

고온 및 건조 스트레스 조건 하에서 살리실산 경엽처리에 의한 고추의 광합성 특성 및 항산화효소 활성 증대 (Enhancement of Photosynthetic Characteristics and Antioxidant Enzyme Activities on Chili Pepper Plants by Salicylic Acid Foliar Application under High Temperature and Drought Stress Conditions)

  • 이진형;이희주;위승환;이혜진;최학순;남춘우;장성회
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.311-318
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    • 2022
  • 살리실산은 식물의 생장 및 발달, 항산화 방어기작, 광합성 작용 그리고 생물적 및 비생물적 스트레스 조건에서 다양한 생리적 기능을 조절하는 물질로 알려져 있다. 본 연구에서는 고온·건조 스트레스 조건에서 살리실산 경엽처리가 고추의 생육, 광합성 특성 및 항산화효소 활성에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 광합성 특성 측정결과 광합성 속도, 기공전도도 및 증산 속도가 증가하였고, 3회차 처리에서 가장 높았다. 세포내 MDA와 H2O2 함량은 살리실산 3회차 처리에서 현저하게 감소하는 경향을 보였다. APX, CAT, POD 및 SOD 활성이 현저하게 증가하였으며, 무처리 대비 최대 247, 318, 55 및 54% 증가하였다. 고추의 생육 특성은 무처리구와 유의한 차이를 보이지 않았으나, 상품 수량은 15% 정도 증가하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 살리실산의 경엽처리는 고추의 광합성 특성과 항산화효소 활성을 증진시켜 고온·건조 스트레스에 의한 피해 경감에 긍정적 효과를 유발함을 확인하였다.

Thioredoxin reductase를 표적으로 하는 항암 최신 연구 동향 (Recent Research Trends in Thioredoxin Reductase-targeted Anticancer Therapy)

  • 황보현;이혜숙;정재훈;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.63-69
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    • 2022
  • Thioredoxin reductase (TrxR) 시스템은 세포 내 산화 환원 반응의 항상성 유지와 신호 전달 경로를 조절하는데 중추적인 역할을 함으로써 세포의 생존과 기능 유지에 필수적이다. TrxR 시스템은 thioredoxin (Trx), TrxR 및 nicotinamide adenine dinucleotide phosphate의 구성요소를 포함하며, TrxR 효소의 촉매 반응에 의해 환원된 Trx는 하위 표적 단백질을 환원시켜 결과적으로 산화적 스트레스에 대한 방어와 세포 분화, 성장 및 사멸을 조절한다. 암세포는 무한한 세포 증식과 높은 대사율로 인해 과도하게 생성된 활성산소종을 소거하기 위해 세포 내 항산화능을 향상시켜 세포의 생존을 유지하는 반면, 항산화 시스템에 대한 의존도 및 민감도가 높아 이를 표적으로 한 항암 활성 연구에서 잠재적인 가능성이 있음을 제시한다. 여러 연구 결과에서 TrxR이 다양한 유형의 암에서 높은 수준으로 발현되고 있음이 밝혀졌고, 또한 TrxR 시스템을 표적으로 한 항암 활성에 대한 연구가 증가하고 있다. 따라서 본 총설에서는 세포 내 TrxR 시스템의 기능과 암의 발달 및 진행에서의 역할을 다루고, TrxR 억제제의 항암 활성 및 기전을 검토함으로써 항암 활성 연구에 대한 전략으로 TrxR 시스템의 타당성과 가치를 논하였다.

Preparation and Functional Properties of Dendropanax morbiferus Kombucha

  • Jie Rong;Ki-Bae Hong;Yun Jae Cho;Sung-Soo Park
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.442-448
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    • 2023
  • 본 연구는 황칠나무(Dendropanax morbiferus, DM)의 잎과 뿌리 추출물을 함유한 발효음료인 콤부차를 제조하고, 소재의 항산화 및 세포내 활성을 분석하였다. 홍차만으로 발효한 콤부차와 발효 과정에서 DM 잎이나 뿌리 추출물을 첨가한 홍차를 사용하여 발효한 콤부차의 pH 변화, 전체 산도, 라디칼 소거능을 비교하였다. 또한 RAW 264.7 세포주를 활용하여 DM의 잎이나 뿌리 추출물을 함유한 콤부차가 세포 내 산화질소(NO) 생성 및 염증 관련 사이토카인 함량에 미치는 영향을 평가하였다. DM 잎(BTKE-DML)과 뿌리(BTK-E-DMR)의 에탄올 추출물을 함유한 콤부차는 홍차만으로 제조한 콤부차(BTK-Ori)보다 발효 시작 3일 후 더 높은 라디칼 소거능을 나타내었다. RAW264.7 세포주를 이용한 in vitro 실험에서 세포독성을 고려하여 샘플을 8 mg/mL 콤부차로 처리한 결과, 지질다당류(LPS)로 유발된 NO 함량이 BTK-Ori 처리와 비교하였을 때 BTK-E-DML 및 BTK-E-DMR 처리에서 유의하게 감소하였다. 또한 LPS에 의해 자극되는 염증성 사이토카인인 인터루킨-6와 종양괴사인자-알파의 수준은 발효 15일 후 BTK-E-DML과 BTK-E-DMR을 처리한 세포에서 대조군에 비해 유의하게 감소하였다. 종합하면, 이러한 결과들은 DM의 잎 및 뿌리와 함께 발효된 콤부차는 항산화 활성이 증가되고, 세포 수준에서 염증 반응을 유의하게 조절할 수 있음을 입증하였다.