• Molecules and Cells
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• 제42권4호
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• pp.333-344
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• 2019

Various genetic and environmental factors are known to be associated with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). We identified COPD-related differentially expressed genes (DEGs) using 189 samples accompanying either adenocarcinoma (AC) or squamous cell carcinoma (SC), comprising 91 normal and 98 COPD samples. DEGs were obtained from the intersection of two DEG sets separately identified for AC and SC to exclude the influence of different cancer backgrounds co-occurring with COPD. We also measured patient samples named group 'I', which were unable to be determined as normal or COPD based on alterations in gene expression. The Gene Ontology (GO) analysis revealed significant alterations in the expression of genes categorized with the 'cell adhesion', 'inflammatory response', and 'mitochondrial functions', i.e., well-known functions related to COPD, in samples from patients with COPD. Multi-omics data were subsequently integrated to decipher the upstream regulatory changes linked to the gene expression alterations in COPD. COPD-associated expression quantitative trait loci (eQTLs) were located at the upstream regulatory regions of 96 DEGs. Additionally, 45 previously identified COPD-related miRNAs were predicted to target 66 of the DEGs. The eQTLs and miRNAs might affect the expression of 'respiratory electron transport chain' genes and 'cell proliferation' genes, respectively, while both eQTLs and miRNAs might affect the expression of 'apoptosis' genes. We think that our present study will contribute to our understanding of the molecular etiology of COPD accompanying lung cancer.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제58권5호
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• pp.513-525
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• 2020

Clonorchis sinensis is a food-borne trematode that infects more than 15 million people. The liver fluke causes clonorchiasis and chronical cholangitis, and promotes cholangiocarcinoma. The underlying molecular pathogenesis occurring in the bile duct by the infection is little known. In this study, transcriptome profile in the bile ducts infected with C. sinensis were analyzed using microarray methods. Differentially expressed genes (DEGs) were 1,563 and 1,457 at 2 and 4 weeks after infection. Majority of the DEGs were temporally dysregulated at 2 weeks, but 519 DEGs showed monotonically changing expression patterns that formed seven distinct expression profiles. Protein-protein interaction (PPI) analysis of the DEG products revealed 5 sub-networks and 10 key hub proteins while weighted co-expression network analysis (WGCNA)-derived gene-gene interaction exhibited 16 co-expression modules and 13 key hub genes. The DEGs were significantly enriched in 16 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathways, which were related to original systems, cellular process, environmental information processing, and human diseases. This study uncovered a global picture of gene expression profiles in the bile ducts infected with C. sinensis, and provided a set of potent predictive biomarkers for early diagnosis of clonorchiasis.

• 동의생리병리학회지
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• 제19권6호
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• pp.1534-1540
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• 2005

In order to testify the urate lowering effects of Daihwangmudan-tang(DMT), ICR mice were injected monosodium urate into the abdominal cavity and then DMT was administered on 2 and 4 days after Injection. Uric acid and triglyceride were measured as hematological indices of gout, and some genes related with this change were identified by ACP based GeneFishing PCR method and direct sequencing. From this experiment, DMT highly decreased the blood levels of uric acid and significantly suppressed and lowered the acute increment of triglyceride level. There were 11 differentially expressed genes(DEG) having relations with positive actions of DMT, and 4 major genes in the middle of DEGs were sequenced; Mfap 2, jagged 2, Hsd17b7, DkkI-1, These genes were supposed that several mechanisms through interleukin 1 and T-cell anergy, LDL cholesterol metabolism, wnt pathway would be related with the anti-inflammation effect against gout.

• 대한의생명과학회지
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• 제28권1호
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• pp.42-49
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• 2022

Tetrodotoxin (TTX) is a natural neurotoxin found in several species of puffer fish belonging to Tetraodon fugu genus and has been reported to affect processes such as proliferation, metastasis and invasion of various cancer cells. However, it was not revealed which genes were influenced by these reactions. In this experiment, it was examined in human SW620 colorectal cancer cells. The proliferation of SW620 cells was significantly reduced when treated with 0, 1, 10 and 100 μM TTX for 48 h. It was confirmed using Annexin V-propidium iodide staining that some apoptosis was induced. Differentially expressed genes (DEGs) affecting cell proliferation through RNA sequencing (RNA-seq) were selected. The expression change of DEGs was confirmed by conducting quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). As a result, the mRNA expression of FOS and WDR48 genes was found to be increased in the 100 μM TTX treatment group compared to the control group. On the other hand, the mRNA expression of ALKBH7, NDUFA13, RIPPLY3 and SELENOM genes was found to be reduced, and in the case of the ALKBH7 gene was identified to show significant differences. This experiment suggests that TTX can be used as an important fundamental data to elucidate the mechanism that inhibits the proliferation of SW620 cells.

• 생태와환경
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• 제41권1호
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• pp.81-89
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• 2008

우리나라 연안의 저서성 요각류 Tigriopus japonicus s.l.를 대상으로 내분비계 교란물질인 4-nonylphenol에 대한 생태독성 반응을 연구한 결과, 4NP는 $30{\mu}g\;L^{-1}$이하에서는 농도에 관계없이 생존율에는 영향을 주지 않았으며, 포란율, 부화율 등 생식 능력의 저하 현상 역시 찾아 볼 수 없었다. 그러나 노출된 T. japonicus s.l. nauplius 유생과 copepodite 유생은 모든 농도에서 대조군보다 성장이 지연되는 것으로 나타났으며, 처리 농도가 높아질수록 개체의 크기와 생체량이 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 DEG를 이용한 유전자 발현의 차이를 확인하여 biomarker로서 가능성을 지닌 유전자를 확인해 볼 수 있었다. 추후 형태학적 연구와 분자생물학적인 연구를 계속 진행하여 생태계 평가를 할 수 있는 실질적인 생체지표 개발을 할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.197-207
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• 2010

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.

• 현장농수산연구지
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• 제23권1호
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• pp.117-128
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• 2021

한우의 성장단계별 부위 근육발달을 이해하는 것은 도체율 개선에 따른 소득증대와 증체율 증가에 따른 생산효율 향상에 긍정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 한우의 등심과 사태 유래 근육위성세포를 분리 후 세포단위의 발달 및 분화를 비교하여 transcriptome 단위의 작용기전을 제시하였다. 한우의 부위별 근육 유래 근육위성세포의 근섬유의 양은 4일에 가장 높게 나타났고 이후 감소하였다. 한우의 근육위성세포의 발달 단계에 따라 발현되는 총 전사체 유전자의 종류는 사태근육 위성세포에서 높게 나타났다. 등심과 사태 근육 유래 위성세포의 발달단계에 따라 유의적인 차등 유전자 453개를 찾아냈고 이를 이용한 기능유 전체 분석이 필요하다. 등심과 사태유래 근육위성세포를 이용한 동일조건 분화 비교에서 사태유래 근육 위성세포의 분화 시 myosin complex, skeletal muscle contraction, troponin complex, skeletal muscle tissue development 와 같은 근섬유 형성관련 유전자의 발현이 높게 나타나는 것으로 보아 같은 개체의 근육조직에서도 부위별로 차등 발달이 되고 있다는 것을 알 수 있다. 기존 연구에서는 근육의 성장에 대한 이해를 위해 사양과 영양관련 시험이 많이 이루어졌다. 향후 세포단위의 연구들이 많이 이루어져 작용기작에 대한 생물정보 자료를 추가로 적용한다면 한우의 정밀사양을 적용할수 있는 바탕이 마련될 것이다. 또한 근육위성세포의 연구는 추후 동물실험 윤리제도 강화에 따른 비동물 전임상 screening 시험 활용과 대체단백질 산업의 주요 이슈인 배양육 소재 개발 연구와 같이 축산시험연구의 지속적인 확장성에 많은 영향을 미칠 것으로 생각된다.

• 한국작물학회지
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• 제67권1호
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• pp.41-52
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• 2022

1. 본 연구에서는 우리밀 품종인 금강밀과 염 저항성을 가지는 돌연변이 라인 2020-s1340을 재료로 200 mM 염 스트레스 처리에 따른 전사체 발현을 확인하였다. QuantSeq을 통해 23,634,438개의 reads가 생산되었고 7,331,269개의 reads가 mapping됐다. 2. 염 스트레스 상황에서 총 282개의 DEG가 확인이 되었고 이러한 DEGs는 UDP-glucosyltransferase, receptor kinase-like protein, Lectin receptor-like kinases, cytochrome P450등의 단백질들을 코딩하는 유전자들이다. 이러한 DEGs는 염 저항성과 관련된 후보 유전자들이 될 수 있다. 염 저항성과 관련하여 역할이 밝혀지지 않은 유전자들은 추후 연구를 통해 확인이 필요하다. 3. GO연구에서는 DEGs를 세가지 범주로 분류하였으며 대부분 식물체 내 세포 기초 경로와 관련된 GO term들이 주로 되었으며 각각 범주에 있어서 biological process, molecular process에서는 single-organism process (GO: 0044699), single-organism metabolic process (GO:0044710), oxidation-reduction process (GO:0055114), copper ion transport (GO:0006825), copper ion transmembrane transport (GO:0035434), alternative oxidase activity (GO:0009916) GO term들이 유의성이 높게 나타났다. 4. 이러한 QuantSeq의 분석결과는 밀에 관한 염에 의해 발현되는 전사 발현에 대한 이해를 향상시킬 수 있다. 또한 염 스트레스 반응의 복잡한 분자 메커니즘에 대한 좋은 통찰력을 제공하고 염분 스트레스에 대한 작물 내성의 유전적 개선을 위한 실질적인 토대를 마련할 수 있을 것이다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.275-275
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• 2022

One of the most widely grown food crops in the world, wheat, is increasing more lodged since for increased rains and winds caused by abnormal climate. During the Green Revolution, shorter wheat cultivars were bred using many Rht genes to increase lodging resistance. However, since only some Rht genes were used for breeding shorter wheat, it may have had a limited impact on wheat breeding and reduced genetic diversity. Therefore, it is essential to search for genes that have breeding potential and affect dwarfism in order to increase the genetic diversity of dwarf characteristics in wheat. In this study, we performed the RNA-seq between 'Keumkang' and 'Komac 5' ('Keumkang' mutant) to analyze the difference in plant height. Differentially expressed genes (DEGs) analysis and Gene function annotation were performed using 265,365,558 mapped reads. Cluster set analysis was performed to compress and select candidate gene DEGs affecting plant height, stem and internode. Gene expression analysis was performed in order to identify the functions of the selected genes by condensing the results of the DEG analysis into a cluster set analysis. This analysis of these plant height-related genes could help reduce plant height, improve lodging resistance, and increase wheat yield. Its application to wheat breeding will also affect the increased genetic diversity of wheat dwarfism.

• 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.