• BMB Reports
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• 제57권5호
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• pp.216-231
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• 2024

Mammalian genomes are intricately compacted to form sophisticated 3-dimensional structures within the tiny nucleus, so called 3D genome folding. Despite their shapes reminiscent of an entangled yarn, the rapid development of molecular and next-generation sequencing technologies (NGS) has revealed that mammalian genomes are highly organized in a hierarchical order that delicately affects transcription activities. An increasing amount of evidence suggests that 3D genome folding is implicated in diseases, giving us a clue on how to identify novel therapeutic approaches. In this review, we will study what 3D genome folding means in epigenetics, what types of 3D genome structures there are, how they are formed, and how the technologies have developed to explore them. We will also discuss the pathological implications of 3D genome folding. Finally, we will discuss how to leverage 3D genome folding and engineering for future studies.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권spc8호
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• pp.3051-3056
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• 2011

We calculate the free energy surfaces for two small proteins and a protein-RNA complex system by using a lattice model approach. In particular, we employ the Munoz-Eaton model, which is a native-structure based statistical mechanical model for studying protein folding problem. The model can provide very useful insights into the folding mechanisms by allowing one to calculate the free energy surfaces efficiently. We first calculate the free energy surfaces of ubiquitin and BBL, using both approximate and recently developed exact solutions of the model. Ubiquitin exhibits a typical two-state folding behavior, while BBL downhill folding in our study. We then extend the method to study of a protein-RNA complex. In particular, we focus on PAZ-siRNA complex. In order to elucidate the interplay between folding and binding kinetics for this system we perform comparative studies of PAZ only, PAZ-siRNA complex and two mutated complexes. We find that folding and binding are strongly coupled with each other and the bound PAZ is more stable than the unbound PAZ. Our results also suggest that the binding sites of the siRNA may serve act as a nucleus in the folding process.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.427-434
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• 2019

단백질 폴딩 연구에 유용하도록 유비퀴틴 단백질의 페닐알라닌 45를 트립토판으로, 발린 26을 알라닌으로 변이시킨 HubWA 단백질을 모델로 삼아 소수성 상호작용이 단백질 폴딩 반응에 끼치는 영향을 탐구하였다. HubWA의 소수성 아미노산 중 14 개를 알라닌으로 치환한 변이 단백질을 제조하였고 이들 중 폴딩 연구에 적절한 4 개의 변이 단백질(V5A, I13A, V17A, I36A)을 얻어서 폴딩 반응의 진행 과정을 stopped-flow 장치로 측정하였다. 변이 단백질 V17A의 폴딩 반응은 HubWA와 마찬가지로 three-state 메커니즘을 따르며, V5A, I13A, I36A의 반응은 two-state 폴딩 메커니즘을 따르는 것으로 관찰되었다. 이는 HubWA 단백질의 폴딩 반응은 지엽적으로 구조적인 안정성을 지닌 부분이 존재하는 중간 단계가 먼저 형성된 다음 이들이 서로 퍼즐을 맞추는 것과 같은 방식으로 폴딩이 일어나는 collision-diffusion 메커니즘을 따르다가 소수성이 약한 아미노산으로 치환하였을 때 구조적인 안정성을 지닌 중간 단계가 관찰되지 않지만 폴딩 핵의 형성과 핵 주위로 native 구조가 형성되는 반응이 짝지어서 일어나는 nucleation-condensation 메커니즘으로 전환되는 것으로 해석되었다. 이러한 관찰은 단백질의 폴딩 경로는 지엽적인 구조의 안정성에 따라 서로 다른 메커니즘을 띨 수 있음을 시사한다.

• BMB Reports
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• 제54권5호
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• pp.233-245
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• 2021

In eukaryotes, the genome is hierarchically packed inside the nucleus, which facilitates physical contact between cis-regulatory elements (CREs), such as enhancers and promoters. Accumulating evidence highlights the critical role of higher-order chromatin structure in precise regulation of spatiotemporal gene expression under diverse biological contexts including lineage commitment and cell activation by external stimulus. Genomics and imaging-based technologies, such as Hi-C and DNA fluorescence in situ hybridization (FISH), have revealed the key principles of genome folding, while newly developed tools focus on improvement in resolution, throughput and modality at single-cell and population levels, and challenge the knowledge obtained through conventional approaches. In this review, we discuss recent advances in our understanding of principles of higher-order chromosome conformation and technologies to investigate 4D chromatin interactions.

• BMB Reports
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• 제40권4호
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• pp.453-458
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• 2007

Bacterial luciferase is a heterodimeric enzyme, which catalyzes the light emission reaction, utilizing reduced FMN (FMNH2), a long chain aliphatic aldehyde and $O_2$, to produce green-blue light. This enzyme can be readily classed as slow or fast decay based on their rate of luminescence decay in a single turnover. Mutation of Glu175 in $\alpha$ subunit to Gly converted slow decay Xenorhabdus Luminescence luciferase to fast decay one. The following studies revealed that changing the luciferase flexibility and lake of Glu-flavin interactions are responsible for the unusual kinetic properties of mutant enzyme. Optical and thermodynamics studies have caused a decrease in free energy and anisotropy of mutant enzyme. Moreover, the role of Glu175 in transition state of folding pathway by use of stopped-flow fluorescence technique has been studied which suggesting that Glu175 is not involved in transition state of folding and appears as surface residue of the nucleus or as a member of one of a few alternative folding nuclei. These results suggest that mutation of Glu175 to Gly extended the structure of Xenorhabdus Luminescence luciferase, locally.

• 생명과학회지
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• 제13권5호
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• pp.596-603
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• 2003

누에배양세포주(Bm5)에 N-glycosylation 저해제인 tunicamycin를 처리하여 인위적으로 UPR를 유도하고 이로부터 cDNA 유전자은행을 제작한 후, 정상세포주에 비하여 발현량이 증가하는 40개의 차별화 발현 cDNA 클론을 선발하였다. 차별화발현 클론 중에서 기존에 밝혀진 전사제어인자와 1차 아미노산의 구조적 유사성을 나타내는 클론(ATFC)에 대하여 유전자의 구조와 발현특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 유전자의 구조분석 결과, ATFC는 효모의 전사제어인자 Hac1p와 구조적으로 매우 유사하게 $\alpha$-helix 상의 7개 아미노산 잔기 마다 leucine이 7회 반복하여 출현하는 leucine zipper 모티프가 존재하고 있었으며, leucine zipper 바로 앞쪽에는 분자 샤페론이나 folding enzyme의 프로모터 부위에 존재하는 UPRE에 결합할 것으로 추정되는 염기성 아미노산이 풍부한 basic region이 존재하고 있었다. 또한, ATFC 유전자에 대하여 분자샤페론 및 folding enzyme의 전사 촉진 기능을 해석하기 위하여 누에 배양세포주(Bm5)에 각종 스트레스 유도제를 처리한 후 ATFC의 발현특성을 분석한 결과, 정상 세포주에서는 발현이 되지 않았으나 스트레스 유도제가 처리된 세포주에서는 ATFC의 전사체가 강하게 발현됨을 확인 할 수 있었다. 따라서 ATFC 유전자는 소포체 내의 정확하게 접혀지지 않았거나 조립되지 못한 단백질을 정확하게 접혀지게 하고 조립되게 하여 정상구조를 가지는 단백질로 재생하는 분자샤페론이나 folding enzyme의 전사를 촉진시키는 효모 Hac1p와 매우 유사한 기능을 수행할 것으로 추정할 수 있었다. 이상의 결과는, 효모를 제외한 모든 생물종에서 UPR pathway에 관련한 전사제어인자의 최초의 보고이다. 억제로 야기되는 것 같다.증진시키기 위해 행동변화단계에 따른 맞춤형 교육 프로그램을 개발하여 적용하였고, 그 결과, 행동변화단계별 교육 프로그램이 자궁경부암 조기검진의 수검 행동을 증진시키는데 효과적인 것으로 나타났다.lomus thermophilum, Thermotoga neapolitana 등에서 밝혀진 바와 같이 glutamic acid 부위가 xylanase의 활성부위라 여겨진다.倍), 수층(水層)이 약(約) 100배(100倍)로 나타나 홍삼(紅蔘)엑기스의 갈변색소형성(褐變色素形成)은 비효소적(非酵素的) 갈변반응(褐變反應)인 amino-carbonyl 반응(反應)이 주도적(主導的) 역할(役割)을 하고 있음을 알 수 있다. (6) 총당(總糖)과 갈변반응속도(褐變反應速度)는 유의성(有意性)이 있었으며 $100^{\circ}C$의 경우 20시간(20時間)에 가장 색도(色度)가 높아 갈변반응속도(褐變反應速度)가 0.2로 나타났다. the esophageal mucous cells pf Bryzoichthys lysimus contained small amount of neutral mucin, while on the other hand a feww mucous cells contained small amount of neutral mucin and minimal amount of sialomucin. But the esophageal mucous cells of Takifugu pardalis contained considerable amount of neutral mucin only.분해가 더욱 촉진되었으며, 30℃에서 교반 처리를 행한 경우가 10℃에서 교반 처리를 행한 경우 보다 지방분해가 더욱 촉진되었다. 산양유 원유는 30℃에서 교반 처리 시간이 연장되어도 지방분해는 뚜렷한 증가를 나타내지 않았다.와

• 대한수의학회지
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• 제48권3호
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• pp.305-310
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• 2008

A 10-year-old female Yorkshire terrier with the clinical signs of nasal swelling, epistaxis and nasal discharge was presented to the Veterinary Teaching Hospital in the Cheju National University. Abnormal nasal mass was detected in physical examination and radiographic findings. After surgical excision, the sample of nasal mass was referred to Pathology Department of Veterinary Medicine. Grossly, the mass was soft, friable, and $2.5{\times}4cm$ cm in size. Histopathologically, the mass was composed of mediumsized non-keratinizing columnar to polyhedral cells arranged in anastomosing ribbon and large nest. It has complex in-folding of thick epithelial layers separated by fibrovascular septa. Tumor cells showed characteristic palisading arrangement of columnar cells, and perpendicularly distributed to the basement membrane. The cells had pale basophilic cytoplasm, oval nucleus and one or more nucleoli, and indistinct cellular border. Many tumor cell emboli were presented in lymphatics. Immunohistochemistry revealed that tumor cells were cytokeratin (CK) 19 and CK clone MNF116 positive and but CK7 and CK high molecular weight negative. Based on the gross, histopathologic, and immunohistochemical findings, the mass was diagnosed as transitional carcinoma in nasal cavity. In our best knowledge, this is the first report of transitional carcinoma originated from transitional zone of canine nasal cavity in Korea.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제7권2호
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• pp.133-137
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• 2003

Cells respond to an accumulation of unfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER) by increasing transcription of genes encoding molecular chaperones and folding enzymes. The information is transmitted from the ER lumen to the nucleus by intracellular signaling pathway, called the unfolded protein response (UPR). In Saccharomyces cerevisiae, such induction is mediated by the cis-acting unfolded response element (UPRE) which has been thought to be recognized by Hac1p transcription factor. We cloned the ATFC gene showing similarity with Hac1p, and then examined to determine whether ATFC gene product specifically binds to UPRE by electrophoretic mobility shift assays. ATFC gene product displayed appreciable binding ${to ^{32}}P-labelled$ UPRE. Therefore, we concluded that ATFC represents a major component of the putative transcription factor responsible for the UPR leading to the induction of ER-localized stress proteins.

• 대한의생명과학회지
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• 제4권2호
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• pp.77-86
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• 1998

백내장 환자의 수정체낭에서 연령차이에 따른 아교질과 type IV 아교섬유의 면역화학 반응 양상, apoptosis현상 및 수정체 상피세포의 전자현미경적인 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Van Gieson염색소견은 수정체낭의 앞층과 앞아래층에서 짙은 염색반응이 있었으나 나이가 많을수록 반응이 감소되었다. Type IV 아교섬유 면역화학반응은 수정체낭의 앞층과 상피세포 주위에서 현저하게 일어났으며 나이가 많을수록 반응이 감소되었다. Periodic acid skiff-alcian blue반응의 변화는 수정체낭의 앞층에서 나이가 많을수록 현저하게 감소되었다. 세포자연사 현상은 수정체낭 상피세포의 핵내에서 일어났으며 나이가 많을 수록 반응이 일어나는 세포의 수가 감소되는 경향을 보였다. 수정체 상피세포의 전자현미경적인 변화는 40대까지는 외측 세포막의 folding (이하 주름)과 세포질내 공포가 증가되고 골지복합체가 발달되었으나 60대에서는 부분적으로 돌기는 내지만 골지복합체는 관찰되지 않았다. 수정체 상피세포의 바닥막부분에서는 나이가 들수록 거친 섬유들이 수정체 상피세포와 수정체낭을 격리시키고 있었으며, 수정체낭와 중간층은 40대군은 특징적으로 과립상의 구조물들이 집단적으로 축적된 부분들이 관찰되었고 60대군에서는 선상의 섬유성구조들이 나타났으며 짙은 전자밀도를 가진 과립의 수가 감소하였다.

• 한국동물학회지
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• 제18권2호
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• pp.87-101
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• 1975

dbcAMP에 의한 卵子의 核 崩壞 抑制作用을 電子顯微鏡的으로 究明하기 위하여 생쥐 濾胞卵子의 微細構造를 관찰하였던 바 다음과 같은 結論을 얻었다. 1. 實驗群에서의 核膜의 彎曲은 對照群의 것에 비하여 얼마간 줄고 있으며 2種의 核膜이 정상적으로 유지되고 있으나, 核膜을 따라 무수히 많은 核膜孔이 나타나고 있다. 이는 核 崩壞 抑制와 연관성이 있는 것으로 추정할 수 있다. 2. mitochondria는 對照群에서는 細胞質 전체에 산재해 있고, cristae의 構造가 뚜렷하지 못한 未分化 혹은 移行型의 것들이 많은 반면, 實驗群에서는 mitochondria가 대체로 核 周邊部에 모여 있으며 cristae가 얼마간 발달한 상태를 나타내고 있다. 3. Iysosome은 實驗群에서 그 構造도 보다 단순하고 또 그 數도 對照群에 비하여 얼마간 減少하고 있다. 4. Golgi complex는 對照群에서는 전현적인 顆粒, 層板狀 構造를 하고있으나, 實驗群에서의 것은 그다지 뚜렷하지가 않다. 5. multivesicular body는 兩群이 모두 다수 나타나고 있으며, tonofilament도 무수히 존재하고, 細胞質 전반에 걸쳐 free ribosome이 존재하고 있다. 6. 細胞膜의 microvilli의 形態는 實驗群에서는 無定形으로 변하고 있으며, perivitellin space도 상당히 넓어지고 있다. 7. 以上의 觀察結果로 미루어 보아 dbcAMP를 處理하여 24시간 배양한 卵子와, 卵巢에서 직접 採取한 卵子의 電子顯微鏡的 構造에는 근본적인 변화는 볼 수 없으며, 實驗群의 卵子에서 核膜孔의 數가 뚜렷이 증가하고 있는 것은 dbcAMP가 核膜의 透過性에 어떠한 영향을 미치므로써 卵子의 成熟을 억제하고 있는 것이 아닌가 보인다.