• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.26-28
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• 2003

"Epigenetics" means the study of heritable changes in gene-activity without changes in DNA sequences. Methylation of the cytosine residue in a CpG dinucleotide sequence is a characteristic of the vertebrate genome. In vertebrates, methylation of DNA mainly occurs at the 5′-position of cytosine in a CpG dinucleotide forming 5-methylcytosine. Methylation of DNA plays a profound role in transcriptional repression of gene expression through several mechanisms. Generally, DNA of inactive genes is more heavily methylated than that of active ones; conversely demethylation of DNA reactivates gene expression in vivo and in vitro.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권4호
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• pp.1232-1236
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• 2013

The Cu cation binding sites of $[Cu(I){\cdot}d(CpG){\cdot}d(CpG)-2H]^{-1}$ complex have been investigated to explain the $[Cu{\cdot}DNA]$ biological activity caused by the Cu association to DNA. The structure of $[Cu(I){\cdot}d(CpG){\cdot}d(CpG)-2H]^{-1}$ complex was investigated by electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). The fragmentation patterns of $[Cu(I){\cdot}d(CpG){\cdot}d(CpG)-2H]^{-1}$ complex were analyzed by MS/MS spectra. In the MS/MS spectra of $[Cu(I){\cdot}d(CpG){\cdot}d(CpG)-2H]^{-1}$ complex, three fragment ions were observed with the loss of d(CpG), {d(CpG) + Cyt}, and {d(CpG) + Cyt + dR}. The Cu cation binds to d(CpG) mainly by substituting the $H^+$ of phosphate group. Simultaneously, the Cu cation prefers to bind to a guanine base rather than a cytosine base. Five possible geometries were considered in the attempt to optimize the $[Cu(I){\cdot}d(CpG){\cdot}d(CpG)-2H]^{-1}$ complex structure. The ab initio calculations were performed at B3LYP/6-31G(d) level.

• 생명과학회지
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• 제15권5호
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• pp.802-808
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• 2005

사람의 Disabled-2 (Dab2)는 정상세포에서 c-Fos의 발현을 억제하여 세포 성장을 조절하는 암억제 유전자로 추정되어 지고 있다. 많은 암세포에서 Dab2는 유방과 난소의 정상세포에서는 발현이 되지만, 약 $85\%$의 유방과 난소의 종양세포에서는 발현이 줄어들거나, 발현이 억제되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 bisulfite 반응에 의한 염기서열 분석법과 MSP방법 등을 이용하여 유방암 세포주인 MDA MB-231세포에서 Dab2 유전자의 promoter상에 존재하는 Cpg island의 methylation된 상태를 분석하였다. 그 결과, 사람의 정상 자궁내막세포에서는 Dab2 promoter 부위가 완전하게 methylation되어 있지 않았다. 그러나 MDA MB-231세포에서는 TATA box 근처 의 CpG dinucleotide에서 비정상적으로 methylation되어 있었다. 이런 비정상적인 CpG dinucleotide의 methylation은 MDA MB-231세포를 5-azacytidine으로 처리하였을 때 methylation이 풀리고, Dab2의 발현이 회복되는 것으로 나타났다. 따라서 인간 유방암 세포주인 MBA MB-231세포에서 Dab2의 발현억제는 Dab2 유전자의 promoter부위의 CpG island의 비정상적인 methylation과 관련이 있는 것으로 여겨진다.

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.486-493
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• 2007

Atopic dermatitis (AD) is a chronic inflammatory skin disease and the pathogenesis of AD is associated with the release of various cytokines/chemokines due to activated $Th_2$ immune responses. Synthetic oligodeoxynucleotides (ODNs) containing unmethylated CpG dinucleotide in the context of particular base sequence (CpG motifs) are known to have the immunostimulatory activities in mice and to convert from Th2 to Th1 immune responses in AD. We aimed to investigate that CpG ODN, especially phosphodiester form, can stimulate the protective immunity in NC/Nga mice with AD. We isolated BMDCs from NC/Nga mice and then, cultured with GM-CSF and IL-4 for 6 days, and treated for 2 days by either phosphorothioate ODN or phosphodiester ODN. CpG ODN-treated DCs resulted in more production of IL-12. When CpG ODN-treated DCs were intravenously injected into the NC/Nga mice, the NC/Nga mice with CpG ODN-treated DCs showed significant improvement of AD symptoms and decrease of IgE level. Histopathologically, the NC/Nga mice skin with CpG ODN-treated DCs showed the decreased IL-4 and TARC expression comparing with non-injected mice. These results may suggest that phosphodiester CpG ODN-treated DCs might function as a potent adjuvant for AD in a mouse model.

• 생명과학회지
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• 제18권8호
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• pp.1132-1139
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• 2008

CpG island는 유전자의 발현 기작과 많은 관련이 있다. 포유동물 유전자의 약 $30{\sim}60$% 정도의 프로모터와 엑손부위에 CpG island가 존재 한다. 최근의 연구 결과에 따르면 CpG island의 과메틸화는 주요 암 억제유전자들을 불활성화 시켜 암을 일으키는 주요 요인이 되는 것으로 밝혀졌다. CpG island의 과메틸화는 거의 모든 암 종류에서 발견되고 있다. 따라서 CpG island를 검색하는 프로그램은 매우 중요한 의미를 갖는다. 그래서 D. Takai 와 P. A. Jones 등이 2002년 검증한 CpG island 정의 기준을 이용하여 윈도우 기반의 소프트웨어 프로그램인 CpGi를 개발하였다. CpGi는 Visual C++ 6.0로 구현하였으며, 입력서열 양식은 FASTA 포맷을 허용하도록 구성하였다. CpGi의 검색 성능을 평가하기 위해 2개의 인간 Contig, 즉, AP00524 (22번 염색체)와 NT_029490.3 (21번 염색체) 등을 대상으로 기존의 다른 CpG island 검색 프로그램인 Emboss-CpGPlot 및 CpG Island Searcher 등과 검색결과를 비교 분석하였다. CpGi에 의한 검색 결과는 다른 두 프로그램에 비해 같거나 오히려 보다 정확한 검색 결과를 보여주었다. CpGi는 사용자 친화적인 윈도우 인터페이스로 구현되어 있어 사용자가 프로그램을 구동하고 이용하기 매우 쉽고, 분석결과에 대한 이해도 용이하다. 본 프로그램은 사용자가 지정한 파라미터 값들(%GC, Obs (CpG)/Exp (CpG), 분석 윈도우 크기, 스텝크기, Gap 허용치, #CG)에 의해 CpG island의 위치를 결정하고, G+C%와 CpG island의 위치를 시각적으로 보여준다. 결과적으로, CpGi는 CpG island 관련 실험 연구자들뿐만 아니라 대용량 서열 분석 및 주석 작업을 위해 매우 유용한 도구로 활용될 수 있을 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권2호
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• pp.170-175
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• 2019

Objective: Uncoupling protein 3 gene (UCP3) is a candidate gene associated with the meat quality of pigs. The aim of this study was to explore the regulation mechanism of UCP3 expression and provide a theoretical basis for the research of the function of porcine UCP3 gene in meat quality. Methods: Bisulfite sequencing polymerase chain reaction (PCR) and quantitative real-time PCR (Q-PCR) were used to analyze the methylation of UCP3 5′-flanking region and UCP3 mRNA expression in the adipose tissue or skeletal muscle of three pig breeds at different ages (1, 90, 210-day-old Putian Black pig; 90-day-old Duroc; and 90-day-old Dupu). Results: Results showed that two cytosine-guanine dinucleotide (CpG) islands are present in the promoter region of porcine UCP3 gene. The second CpG island located in the core promoter region contained 9 CpG sites. The methylation level of CpG island 2 was lower in the adipose tissue and skeletal muscle of 90-day-old Putian Black pigs compared with 1-day-old and 210-day-old Putian Black pigs, and the difference also existed in the skeletal muscle among the three 90-day-old pig breeds. Furthermore, the obvious changing difference of UCP3 mRNA expression was observed in the skeletal muscle of different groups. However, the difference of methylation status and expression level of UCP3 gene was not significant in the adipose tissue. Conclusion: Our data indicate that UCP3 mRNA expression level was associated with the methylation status of UCP3 promoter in the skeletal muscle of pigs.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권11호
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• pp.1972-1982
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• 2016

Influenza A virus is a single-stranded RNA virus with a genome of negative polarity. Owing to the antigenic diversity and cross concrete shift, an immense number of novel strains have developed astronomically over the years. The present work deals with the codon utilization partialness among five different influenza A viruses isolated from human hosts. All the subtypes showed the homogeneous pattern of nucleotide utilization with a little variation in their utilization frequencies. A lower bias in codon utilization was observed in all the subtypes as reflected by higher magnitudes of an efficacious number of codons. Dinucleotide analysis showed very low CpG utilization and a high predilection of A/T-ending codons. The H5N1 subtype showed noticeable deviation from the rest. Codon pair context analysis showed remarkable depletion of NNC-GNN and NNT-ANN contexts. The findings alluded towards GC-compositional partialness playing a vital role, which is reflected in the consequential positive correlation between the GC contents at different codon positions. Untangling the codon utilization profile would significantly contribute to identifying novel drug targets that will pacify the search for antivirals against this virus.

• Animal Bioscience
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• 제35권6호
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• pp.847-857
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• 2022

Objective: The effects of maternal undernutrition during midgestation on muscle fiber histology, myosin heavy chain (MyHC) expression, methylation modification of myogenic factors, and the mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway in the skeletal muscles of prenatal and postnatal goats were examined. Methods: Twenty-four pregnant goats were assigned to a control (100% of the nutrients requirement, n = 12) or a restricted group (60% of the nutrients requirement, n = 12) between 45 and 100 days of gestation. Descendants were harvested at day 100 of gestation and at day 90 after birth to collect the femoris muscle tissue. Results: Maternal undernutrition increased (p<0.05) the fiber area of the vastus muscle in the fetuses and enhanced (p<0.01) the proportions of MyHCI and MyHCIIA fibers in offspring, while the proportion of MyHCIIX fibers was decreased (p<0.01). DNA methylation at the +530 cytosine-guanine dinucleotide (CpG) site of the myogenic factor 5 (MYF5) promoter in restricted fetuses was increased (p<0.05), but the methylation of the MYF5 gene at the +274,280 CpG site and of the myogenic differentiation (MYOD) gene at the +252 CpG site in restricted kids was reduced (p<0.05). mTOR protein signals were down-regulated (p<0.05) in the restricted offspring. Conclusion: Maternal undernutrition altered the muscle fiber type in offspring, but its relationship with methylation in the promoter regions of myogenic genes needs to be elucidated.

• BMB Reports
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• 제40권2호
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• pp.135-141
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• 2007

Conjugation of the methyl group at the fifth carbon of cytosines within the palindromic dinucleotide 5'-CpG-3' sequence (DNA methylation) is the best studied epigenetic mechanism, which acts together with other epigenetic entities: histone modification, chromatin remodeling and microRNAs to shape the chromatin structure of DNA according to its functional state. The cancer genome is frequently characterized by hypermethylation of specific genes concurrently with an overall decrease in the level of 5-methyl cytosine, the pathological implication of which to the cancerous state has been well established. While the latest genome-wide technologies have been applied to classify and interpret the epigenetic layer of gene regulation in the physiological and disease states, the epigenetic testing has also been seriously explored in clinical practice for early detection, refining tumor staging and predicting disease recurrence. This critique reviews the latest research findings on the use of DNA methylation in cancer diagnosis, prognosis and staging/classification.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권12호
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• pp.967-977
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• 2004

배경: DNA 메칠화란 유전자의 Promoter에 있는 CpG dinucleotide의 cytosine기에 메칠기가 붙는 현상을 말한다. CpG dinucleotide에 과메틸화가 일어나면 일부 유전자의 발현이 감소되며, 그 반대로 CpG dinucleotide의 메칠화가 억제되면 유전자 발현이 증가된다. DNA 메칠화 억제제인 5-aza-2'- deoxycytidine (ADC)을 폐암세포에 처치했을 때 암항원 유전자의 발현 유무와 이를 위한 최적 조건을 조사하고, 아울러 MHC와 B7의 발현과 세포 성장에 미치는 영향을 조사하여 암치료 백신에 ADC를 임상적으로 이용할 수 있는 지를 연구하였다. 대상 및 방법: 4개의 사람 폐암세포주 (NCIH1703, NCIH522, MRC-5 및 A549)에 ADC를 1 uM 농도로 처치한 후 48시간 뒤에 MAGE family, GAGE, NY-ESO-1, PSMA, CEA 및 SCC항원 유전자에 대한 RT-PCR을 실시하였고, 폐암세포에서 암항원의 발현을 증가시키는 최적의 ADC처치 조건을 규명하기 위하여 ADC농도와 처치 시간을 다양하게 하여 암세포를 자극한 후 암항원 유전자 발현성을 분석하였다. 또한 ADC 처리가 폐암 세포주의 MHC와 B7 발현을 증가시키는 가를 알아보기 위해 1 uM 농도의 ADC를 72시간 처치한 후 FACS 분석을 실시하였고, ADC가 세포성장에 미치는 영향을 알아보기 위하여, ADC를 0.2, 1 및 5 uM 농도로 96시간 처치 후 세포수를 측정하여 상대성장지수를 조사하였다. 결과: 세포주에 따라 차이는 있으나 MAGE, GAGE, NY-ESO-1 및 PSMA의 발현이 유도되었으며, MAGE아형 중에는 MAGE-1, -2, -3, -4, -6으로 나타났다. 그러나 비암항원인 CEA발현은 변화가 없었으며 SCC항원 유전자의 발현은 오히려 ADC처치에 의해 감소되었다. ADC 처치 후 24∼48 시간이 지난 뒤부터 암항원 유전자의 발현이 증가하였으며 ADC처리에 의해 유도된 유전자의 발현성은 ABC처치 후 최소 14일까지 유지되었다. 또 ADC를 0.2, 1, 5 uN 농도로 첨가하여 48시간 배양한 후 암항원 유전자 발현성을 측정한 결과 세포주에 따라 다소 차이는 있으나 대개 0.2 uM농도에서도 유전자 발현이 유도되었으며 1, 5 uM농도에서 매우 강하게 유도되었다. ADC 처리가 페암세포주의 MHC와 B7 발현을 증가시키는가를 알아보기 위해 1 uM 농도의 ADC를 72시간 처치한 후 FACS 분석을 실시한 결과 4개의 페암세포주에서 MHC 및 B7분자의 발현은 유도되지 않았다. 또 ADC농도가 세포성장에 미치는 영향을 알아보기 위하여 ADC를 0.2, 1, 5 uM농도로 96시간 처치 후 세포수를 측정하여 상대성장지수를 알아본 결과 ADC 처치 농도가 증가함에 따라 세포의 성장은 매우 감소하였다. 결론: 폐암세포주에서 ADC처치는 MAGE, GAGE 및 NY-ESO-1과 같은 세포독성 T 림프구 반응을 유도할 수 있는 암항원의 발현을 증가시킬 수 있으며, ADC의 세포독성과 항원 발현 유발시간을 분석할 때 1 uM 농도에서 48시간 처치한 후 ADC가 없는 배지에서 수일간 배양하는 것이 가장 효과적이라고 생각된다. 그러나, ADC를 처치하여도 MHC 및 B7의 발현의 변화는 없었으므로 ADC를 처치한 폐암세포를 암백신으로 사용하기 위해서는 MHC나 B7 및 cytokine의 발현을 증가시키는 추가적인 처치가 필요하다고 생각된다.