• 응용통계연구
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• 제33권4호
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• pp.511-526
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• 2020

단세포 RNA 시퀀싱 데이터(single-cell RNA-sequencing data, 이하 단세포 RNA 데이터)는 세포 조직으로부터 추출한 각 단세포 별 유전자의 신호를 기록한 데이터로, 세포 간의 이질성을 파악하는 것을 주요 목적으로 한다. 그러나 단세포 RNA 데이터는 샘플링 및 기술적인 한계로 인해 결측비율이 높고, 노이즈가 크다. 이러한 이유 때문에 기존의 군집화 방법을 적용하는 데에 한계가 존재한다. 본 논문에서는 단세포 RNA 데이터 분석에서 모티브를 얻어 스펙트럼 군집화(spectral clustering) 기반의 방법을 제안한다. 특히 유사도 행렬(similarity matrix) 계산에서 유전자 별로 가중치를 부여하여 기존의 단세포 데이터 분석 방법과 차별화하였다. 제안하는 군집화 방법은 유전자별 가중치를 부여함과 동시에 세포를 군집화한다. 군집화는 반복 알고리즘을 통해 제안하는 비볼록식(non-convex optimization)을 풀어 진행한다. 또한 실데이터 적용과 시뮬레이션을 통해 제안하는 군집화 방법이 기존의 방법보다 군집을 잘 구분하는 것을 보인다.

• 생명과학회지
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• 제16권4호
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• pp.699-703
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• 2006

옥수수(Zea mays)는 단성화 식물로서 암꽃과 수꽃이 한 식물체내에 분리되어서 존재하며 수정시 이질성을 높이는 방향으로 진화되었다. 암꽃과 수꽃 각각은 단성화 상태로 분화하기 전에 한 개의 암술과 세 개의 수술 원시세포가 동일하게 형성된다. 옥수수가수꽃으로 분화할 때는 암술 원시세포에서 세포사멸 현상이 일어나는데 이것은 TASSELSEED 유전자들에 의해 매개된다. 이와 대조적으로 암꽃의 암술에서는 TASSELSEED 유전자들에 의한 세포사멸이 억제되는데 여기에는 SILKLESS1 유전자가 관여한다. 한편, 암꽃의 수술에서는 세포주기 멈춤 현상이 오랜 시간 지속되다가 결국에는 수술이 죽게 된다. 이때 세포주기를 조절하는 유전자인 CYCLIN B 와 WEE1 유전자가 이 과정에 참여한다. 이와 더불어, 지베렐린 생합성의 시간적 공간적 조절이 수술의 세포주기 멈춤의 원인이 된다. 본 총설에서는 옥수수의 성 결정 과정 중에 일어나는 세포사멸, 세포 방어, 세포주기 멈춤에 대하여 분자세포 발생 생물학 및 유전학적인 견지에서 고찰하였다.

• Molecules and Cells
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• 제37권1호
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• pp.31-35
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• 2014

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are capable of unlimited self-renewal and can give rise to all three germ layers, thereby providing a new platform with which to study mammalian development and epigenetic reprogramming. However, iPSC generation may result in subtle epigenetic variations, such as the aberrant methylation of the Dlk1-Dio3 locus, among the clones, and this heterogeneity constitutes a major drawback to harnessing the full potential of iPSCs. Vitamin C has recently emerged as a safeguard to ensure the normal imprinting of the Dlk1-Dio3 locus during reprogramming. Here, we show that vitamin C exerts its effect in a manner that is independent of the reprogramming kinetics. Moreover, we demonstrate that reprogramming cells under 2i conditions leads to the early upregulation of Prdm14, which in turn results in a highly homogeneous population of authentic pluripotent colonies and prevents the abnormal silencing of the Dlk1-Dio3 locus.

• Molecules and Cells
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• 제45권5호
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• pp.317-328
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• 2022

Trophoblasts, important functional cells in the placenta, play a critical role in maintaining placental function. The heterogeneity of trophoblasts has been reported, but little is known about the trophoblast subtypes and distinctive functions during preeclampsia (PE). In this study, we aimed to gain insight into the cell type-specific transcriptomic changes by performing unbiased single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) of placental tissue samples, including those of patients diagnosed with PE and matched healthy controls. A total of 29,006 cells were identified in 11 cell types, including trophoblasts and immune cells, and the functions of the trophoblast subtypes in the PE group and the control group were also analyzed. As an important trophoblast subtype, extravillous trophoblasts (EVTs) were further divided into 4 subgroups, and their functions were preliminarily analyzed. We found that some biological processes related to pregnancy, hormone secretion and immunity changed in the PE group. We also identified and analyzed the regulatory network of transcription factors (TFs) identified in the EVTs, among which 3 modules were decreased in the PE group. Then, through in vitro cell experiments, we found that in one of the modules, CEBPB and GTF2B may be involved in EVT dysfunction in PE. In conclusion, our study showed the different transcriptional profiles and regulatory modules in trophoblasts between placentas in the control and PE groups at the single-cell level; these changes may be involved in the pathological process of PE, providing a new molecular theoretical basis for preeclamptic trophoblast dysfunction.

• 생명과학회지
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• 제16권5호
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• pp.759-766
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• 2006

급성 전골수성 백혈병은 염색체 전위의 결과로 생긴 PML/RAR$({\alpha})$ 융합 단백의 과발현으로 영향을 받은 전골 수세포의 분화 정지로 발생하는 골수성 백혈병의 일종이다. 삼산화 비소는 세포고사를 유발하여 급성전골수성 백혈병의 관해를 유도한다는 것이 밝혀졌으나 이 약제에 대한 감수성이 다양하여 고형암에 적용하기에는 제한점이 있다. All-trans-retinoic acid (ATRA)에 감수성인 NB4 세포주와 내성인 UF-1 세포주 모두에 삼산화 비소가 세포고사를 유도하였다. 백혈병 세포주를 삼산화 비소로 처리하여, 세포내 GSH 농도가 낮아지고 세포고사의 감수성이 높아지는 상관관계를 찾았으며 전골수성 암세포를 수지상 세포 표면 표식자를 가진 세포로 분화시켰다. ATRA에 대한 감수성인 세포주와 내성인 세포주의 삼산화 비소에 대한 반응의 차이를 이해하고, 전골수 세포가 수지상 세포로 분화하는 과정을 규명한다면, 삼산화 비소에 의한 전골수성 백혈병의 완전관해의 기전을 밝힐 수 있고 또한 임상적용을 확대할 수 있을 것이다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제45권2호
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• pp.183-191
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• 2002

목 적 : 본 연구에서는 임상적으로 XLA로 진단받고 현재 치료 중인 한가족 3명 환아의 가계를 대상으로 말초혈액 단핵구의 Btk 단백질 발현과 Btk 유전자 변이를 분석하고자 하였다. 방 법 : 환아 말초혈액 단핵구의 Btk 발현도를 항 Btk 항체를 이용한 유세포계측을 통해 분석하고 PCR-SSCP 및 직접 염기서열 분석에 의해 Btk 유전자 변이를 분석하였다. 결 과 : 유세포 계측 및 PCR-SSCP에 의하여 가계내의 환자 3명 및 보인자 4명을 확인하였으며 환아들의 단핵구의 Btk 발현도를 조사한 결과 2.7% 미만으로 건강인에 비해 매우 유의한 감소를 나타내었다. 유전자 변이 분석 결과 Btk 유전자 exon 3에서 점돌연변이($T{\rightarrow}C$)가 발견되어 61번째 아미노산의 치환이 일어난 과오돌연변이를 확인할 수 있었다. 동일한 유전형을 지닌 3명의 환아들은 임상적으로 매우 다양한 표현형을 나타내었다. 특히 환아들의 혈청 IgG level이 낮을수록 임상 양상은 심한 소견을 보였다. 결 론 : 본 연구 결과를 종합해 볼 때 임상적으로 XLA로 진단된 환아와 가족에 대한 항 Btk 항체를 이용한 유세포계측 및 PCR-SSCP 방법은 XLA 환아 및 보인자의 진단에 매우 유용하며 신속하게 적용될 수 있는 기법으로 생각된다. 또한 분자유전학 기법을 이용하여 환아의 유전자 변이를 검색한 결과 Btk의 PH 도메인 내 한개의 과오돌연변이를 검색하여 XLA를 최종 확진할 수 있었다.