The expression of genes responding to cold stress in a freshwater alga, Spirogyra varians, was studied by using differential expression gene (DEG) method. A gene strongly up-regulated in 4°C was isolated and designated as SVCR2 (Spirogyra varians cold regulated) gene. The cDNA encoding SVCR2 was cloned using λZAP cDNA library of Spirogyra varians. The deduced amino acid had a sequence similarity with trans-membrane protein in Arabidopsis thaliana (Q9M2D2, 52.7%). Northern blot analysis demonstrated that transcript level of SVCR2 increased about 10 fold under low temperature (4°C), compared with that cultured at warm (20°C) conditions. The expression of SVCR2 was also affected by light conditions. When the plants were exposed to high light (HL) (1200 μmol photon m–2 s–1), the expression of SVCR2 began within 2 hrs. This gene expression lasted for 4 hrs and decreased afterwards. Under the blue light (470 nm) condition, the expression of this gene was induced in same way as HL treatment, even under less than 100 μmol photon m–2 s–1. But red light (650 nm) and UV-A irradiation did not affect the expression of SVCR2.
ACP (annealing control primer)를 사용하여 DDRT (differential display reverse transcription)-PCR 방법으로 볼락의 성장단계에 따라 발현량 차이를 나타내는 DEG (differentially expressed gene)를 확보하였다. ACP 120개를 분석하여 18개월령 근육조직에서보다 6개월령 근육조직에서 발현량이 많은 DEG 16개와 6개월령 근육조직에서보다 18개월령 근육조직에서 발현량이 더 많은 DEG22개의 염기서열을 분석하였다. DEG 염기서열을 BLAST 검색한 결과, parvalbumin (PVALB) 등 18개의 유전자(PVALB, NDKB, TPM, TnI, GAPDH, CKM2, factor 2 SERF2, AMPD, TRICA, ARHGAP15, ESD, hsp70, COL1A2, GST, Midllip1, MYL1, SERCA1B, FTH1)와 69~95%의 상동성을 나타냈다. Real time PCR 분석법으로 6개월령 근육조직에서 발현량이 많은 DEG14와 PVALB 유전자의 성장단계별 발현양상을 조사한 결과, 볼락이 성장함에 따라 발현량이 감소하였으며, 특히 PVALB 유전자는 6개월령 이후에는 발현량이 극히 적었다. 6개월령 근육조직에서보다 18 개월령 근육조직에서 발현량에서 많았던 CKM2 유전자는 성장함에 따라 발현량이 계속 증가하였고, 4세 이후에는 발현량이 감소하였다. DEG의 조직특이적 발현양상을 분석한 결과, DEG14는 근육, 간, 신장, 및 비장조직에서 발현되었으며, PVALB 유전자는 근육과 신장조직에서 발현되었고, 간과 비장조직에서는 발현되지 않았다. CKM2 유전자는 근육, 신장 및 비장조직에서 발현되었고, 간 조직에서는 발현되지 않았다. PVALB 유전자의 mRNA 크기는 659 bp 이며, 110개의 아미노산으로 구성되어 있다. Parvalbumin과 CKM2 유전자는 성장속도가 빠른 어류 선발에 이용할 수 있는 분자마커 개발에 활용하고자한다.
염 또는 건조 스트레스 처리에 의한 톨 페스큐 종자의 발아율 변화와 유식물체 수준에서의 유전자 발현을 조사하기 위하여 in vitro 조건에서 NaCl과 PEG를 처리하여 분석하였다. NaCl 처리시 톨 페스큐 품종별 발아율은 50 mM 농도에서 발아율이 서서히 감소하기 시작하였으며 350 mM의 농도에서는 모든 품종에서 발아가 되지 않는 경향을 보였다. NaCl 처리 농도에 따른 발아율 감소율은 Fawn 품종이 가장 큰 변화를 보였으며 Kentucky-31(E-) 품종이 가장 강한 내성을 보였다. 또한, PEG 처리시 톨 페스큐 품종별 발아율의 변화도 NaCl 처리시와 유사한 경향을 보였으며 고농도인 30% PEG 처리구에서는 모든 품종에서 발아가 되지 않는 경향을 보였으며 Kentucky-31(E-) 품종이 가장 강한 내성을 보였다. 톨 페스큐 유식물체 수준에서 염해와 건조 스트레스에 의한 유전자 발현양상을 조사하기 위하여 DEGs (differentially expressed genes) 탐색을 위한 ACP-based GeneFishing$^{TM}$ PCR 분석을 통해 NaCl 또는 PEG 처리에 따른 발현량의 차이를 보이는 총 4개의 DEG를 선발하여 클로닝하고 염기서열을 분석하였다. 무처리구에 비해 NaCl 처리시 4개의 DEG가 증가하였고 감소하는 DEG는 확인 되지 않았으나, PEG 처리에서는 3개의 DEG (DEG 1, 3, 및 4)가 증가하였고 1개의 DEG가 감소하는 경향을 나타내었다. 발굴된 DEG들을 blastx 검색에 의하여 rubisco large subunit (DEG1), microsomal glutathion S-transferase (GST) 3-like isoform 1 (DEG2) 유전자로 동정되었다.
오이모자이크바이러스 2b 유전자는 전사후유전자침묵(PTGS)을 억제하는 기능을 가진 억제인자이다. 식물체내 2b 유전자 기능을 분석하기 위해 Nicotiana benthamiana에 형질전환하였고 형태변화와 유전자 발현변화를 분석하였다. 8계통의 2b 유전자 형질전환체 중에서 1개의 유전자가 T0 개체에 삽입된 계통은 3개였다. 2b 유전자 형질전환체는 일반적으로 종자 확보가 어려웠지만 다행히 일부 배수화되지 않은 계통(hemizygote)에서는 소량의 종자가 확보되어 계통유지가 가능하였다. 고정계통의 전사체를 해독하여 대조와 비교분석한 바, 2b 유전 자는 특정유전자의 발현을 선택적으로 증대시키는 것이 아닌 다수의 유전자를 비선택적으로 발현을 증대시키는 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 2b 유전자가 세포질에 존재하는 다양한 RNA의 대사중 분해를 억제하여 세포질내 RNA가 축적되고 이로 인해 단백질 합성도 증대되어 정상적 생장발달이 저해되고 기형적인 형태의 식물체가 되는 요인으로 판단된다.
법랑아세포종은 1868년에 처음 보고된 이래 명칭, 발생기전, 분류 그리고 치료 방법 등에 관하여 수 많은 논란이 있어 왔는데 이는 법랑세포종이 양성종양임에도 불구하고 종양자체의 진행이 파괴적이고, 외과적 처치를 한 후에도 재발이 잘되며, 흔하지는 않지만 악성종양과 유사하게 전이를 보이는 등 독특한 특성을 지니고 있기 때문이다. 정상세포와 암 세포 간에 차이를 보이는 유전자 혹은 정상세포에서 변형이 일어날 때 특이적으로 발현하는 유전의 분리 및 분석하는 것은 암세포의 생성과정을 이해하는데 있어서 중요한 열쇠를 제공할 수 있다. 이에 본 연구는 RNA differential display 방법 중 재연성과 반복성이 개선된 Ordered differential display(ODD)RT-PCR과 보다 개선된 $GeneFishing^{TM}$기술을 이용하여 악성과 양성종양 사이의 유전자 발현의 차이를 조사하고, 특이 유전자의 profile을 확보하고자 하였다. $GeneFishing^{TM}$기술과 RT-PCR을 수행한 결과 nasopharyngeal carcinoma gene을 제외한 9개의 유전자는 악성에서 특이적으로 발현되는 것을 확인하였다. 따라서 $GeneFishing^{TM}$을 이용하면 각 시료간의 mRNA 상에서 발현차이를 보이는 DEG를 비교 분석하면 암관련 유전자, 항생제 태성 유전자, 그리고 분화 관련 유전자들에 대한 연구가 용이하게 수행할 수 있을 것으로 생각된다.
대용량(High-throughput) 형태로 얻어진 cDNA 마이크로어레이 데이터에 다양한 데이터 마이닝 기법을 적용하면 서로 다른 조직에서 추출한 유전자의 발현정도를 비교할 수 있고 정상세포와 암세포에서 발현량의 차이를 보이는 DEG(Differently Expression Gene) 유전자를 추출할 수 있다. 이들을 이용하여 병을 진단할 수 있을 뿐만 아니라, 암의 진행 단계(Cancer Stage)에 따른 치료 방법을 결정할 수 있다. 마이크로어레이를 기반으로 한 대부분의 암 분류자는 기계학습 기법을 이용하여 암 관련 유전자를 추출하여, 이들 유전자를 총체적으로 이용하여 독립 샘플의 클래스(암, 정상)를 판정한다. 하지만 유전자의 발현량의 차이뿐만 아니라 유전자와 유전자의 상관관계의 변화가 질병 진단에 활용될 수 있다. 대부분의 질병은 단독 유전자의 변이에 의한 것이 아니라 유전자의 모듈로 이루어진 유전자조절네트워크의 변이에 의한 것이기 때문이다. 본 논문에서는 조건에 따라 특이적 관계를 나타내는 유전자 쌍을 식별하여, 이들 유전자 쌍을 이용한 유전자 분류 모듈을 생성한다. 분류 모듈을 이용한 암 분류 방법이 기존의 암 분류 방법보다 높은 정확도로 암과정상 샘플을 분류함을 보여주고 있다. 분류 모듈을 구성하는 유전자의 수가 상대적으로 적으므로 임상키트로의 개발도 고려할 수 있다. 향후 분류 모듈에 속하는 유전자의 기능적 검증을, GO(Gene Ontology)를 활용함으로서, 밝혀지지 않은 새로운 암 관련 유전자를 식별하고, 분류 모듈을 확대하여 암 특이적 유전자조절네트워크 구성에 활용할 계획이다.
The miniature pig is considered to be a better organ donor breed for xenotransplantation than other pig breeds because the size of the organs of the miniature pig is similar to that of humans. In this study, we aimed at identifying differentially expressed genes in the miniature pig ovary during pregnancy. For this, we used the miniature pig ovary model, annealing control primer-based reverse transcription polymerase chain reaction (PCR), quantitative real-time PCR (qRT-PCR), and northern blotting analysis. We identified 13 genes showing differential expression on the based of pregnancy status and validated 8 genes using qRT-PCR. We also sequenced the full-length cDNA of ephrin receptor A4 (EphA4), which had a significant difference in expression level, and validated it by northern blotting. These genes may provide a better understanding of the cellular and molecular mechanisms during pregnancy in miniature pig ovary.
Diao, Chun-Yu;Guo, Hong-Bing;Ouyang, Yu-Rong;Zhang, Han-Cong;Liu, Li-Hong;Bu, Jie;Wang, Zhi-Hua;Xiao, Tao
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제15권4호
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pp.1817-1822
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2014
Objective: The aim of this study was to screen for possible biomarkers of metastatic osteosarcoma (OS) using a DNA microarray. Methods: We downloaded the gene expression profile GSE49003 from Gene Expression Omnibus database, which included 6 gene chips from metastatic and 6 from non-metastatic OS patients. The R package was used to screen and identify differentially expressed genes (DEGs) between metastatic and non-metastatic OS patients. Then we compared the expression of DEGs in the two groups and sub-grouped into up-regulated and down-regulated, followed by functional enrichment analysis using the DAVID system. Subsequently, we constructed an miRNA-DEG regulatory network with the help of WebGestalt software. Results: A total of 323 DEGs, including 134 up-regulated and 189 down-regulated, were screened out. The up-regulated DEGs were enriched in 14 subcategories and most significantly in cytoskeleton organization, while the down-regulated DEGs were prevalent in 13 subcategories, especially wound healing. In addition, we identified two important miRNAs (miR-202 and miR-9) pivotal for OS metastasis, and their relevant genes, CALD1 and STX1A. Conclusions: MiR-202 and miR-9 are potential key factors affecting the metastasis of OS and CALD1 and STX1A may be possible targets beneficial for the treatment of metastatic OS. However, further experimental studies are needed to confirm our results.
Kim, Youn-Jung;Song, Mee;Song, Mi-Kyung;Youk, Da-Young;Choi, Han-Saem;Sarma, Sailendra Nath;Ryu, Jae-Chun
Molecular & Cellular Toxicology
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제5권2호
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pp.99-107
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2009
Naphthalene is bicyclic aromatic compound that is widely used in various domestic and commercial applications including lavatory scent disks, soil fumigants and moth balls. Exposure to naphthalene results in the development of bronchiolar damage, cataracts and hemolytic anemia in humans and laboratory animals. However, little information is available regarding the mechanism of naphthalene toxicity. We investigated gene expression profiles and potential signature genes in human hepatocellular carcinoma HepG2 cells and human promyelocytic leukemia HL-60 cells after 3 h and 48 h incubation with the IC$_{20}$ and IC$_{50}$ of naphthalene by using 44 k agilent whole human genome oligomicroarray and operon human whole 35 k oligomicroarray, respectively. We identified 616 up-regulated genes and 2,088 down-regulated genes changed by more than 2-fold by naphthalene in HepG2 cells. And in HL-60, we identified 138 up-regulated genes and 182 down-regulated genes changed by more than 2-fold. This study identified several interesting targets and functions in relation to naphthalene-induced toxicity through a gene ontology analysis method. Apoptosis and cell cycle related genes are more commonly expressed than other functional genes in both cell lines. In summary, the use of in vitro models with global expression profiling emerges as a relevant approach toward the identification of biomarkers associated with toxicity after exposure to a variety of environmental toxicants.
The exploration of genes which expressions are changed by exposure to ecotoxicants or pollutants can provide the important information about the reaction mechanisms in the body as well as adaptation to exterior stimulus or environmental changes. Also they can be developed as biomarkers for the detection of environmental pollution. Differential display polymerase chain reaction (DD-PCR) technique has been usefully used to hunt the clones which expressions are up-regulated or down-regulated by exterior changes and this study aimed to search for those clones in diesel oil-exposed rockfish (Sebastes schlegeli) using DD-PCR. The RNA isolated from liver of 20 ppb diesel oil-exposed rockfish was used for screening of the differentially displayed genes and total 44 differentially expressed genes (DEG) are detected then their nucleotide sequences were analyzed. The present data provided the general information about the effect of diesel oil contamination on marine organism and further more the primary step in development of new biomarkers for marine environmental pollution or ecotoxicological stresses.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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