• 생물환경조절학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.332-342
• /
• 2022

케일(Brassica oleracea var. acephala)은 필수 아미노산, 비타민, 미네랄과 같은 수많은 영양소를 함유하고 특히 글루코시놀레이트가 풍부하기 때문에 전 세계적으로 가장 많이 소비되는 잎 채소 중 하나이다. 그러나 케일 품종 간의 글루코시놀레이트 합성과 관련된 유전자 발현에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 전사체 및 대사체 분석을 사용하여 식물공장에서 재배된 녹색(만추 및 맛짱) 및 적색 케일 품종(적곱슬)을 포함한 3 가지 케일 품종에서 글루코시놀레이트를 조사하였다. 재배 후 6주된 녹색 케일 품종의 생육 및 발달이 적색 케일 품종에 비해 높았다. High-performance liquid chromatography (HPLC) 분석에서 7가지 글루코시놀레이트를 분석하였다; 만추 품종에서는 5종의 글루코시놀레이트가, 맛짱과 적곱슬 품종에서는 4종의 글루코시놀레이트가 분류되었다. Glucobrassicin은 3가지 케일 품종에서 가장 높은 글루코시놀레이트 였다. 총 글루코시놀레이트 함량은 적곱슬 품종에서 가장 높았다. 전사체 분석에서는 8개의 유전자가 글루코시놀레이트 합성에 관여됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 케일 품종에 따라 글루코시놀레이트 함량과 축적 패턴이 다르다는 것을 시사한다.

• Animal Bioscience
• /
• 제35권11호
• /
• pp.1698-1710
• /
• 2022

Objective: Raw potato starch (RPS) is resistant to digestion, escapes absorption, and is metabolized by intestinal microflora in the large intestine and acts as their energy source. In this study, we compared the effect of different concentrations of RPS on the intestinal bacterial community of weaned piglets. Methods: Male weaned piglets (25-days-old, 7.03±0.49 kg) were either fed a corn/soybean-based control diet (CON, n = 6) or two treatment diets supplemented with 5% RPS (RPS5, n = 4) or 10% RPS (RPS10, n = 4) for 20 days and their fecal samples were collected. The day 0 and 20 samples were analyzed using a 16S rRNA gene sequencing technology, followed by total genomic DNA extraction, library construction, and high-throughput sequencing. After statistical analysis, five phyla and 45 genera accounting for over 0.5% of the reads in any of the three groups were further analyzed. Furthermore, short-chain fatty acids (SCFAs) in the day 20 fecal samples were analyzed using gas chromatography. Results: Significant changes were not observed in the bacterial composition at the phylum level even after 20 d post feeding (dpf); however, the abundance of Intestinimonas and Barnesiella decreased in both RPS treatment groups compared to the CON group. Consumption of 5% RPS increased the abundance of Roseburia (p<0.05) and decreased the abundance of Clostridium (p<0.01) and Mediterraneibacter (p< 0.05). In contrast, consumption of 10% RPS increased the abundance of Olsenella (p<0.05) and decreased the abundance of Campylobacter (p<0.05), Kineothrix (p<0.05), Paraprevotella (p<0.05), and Vallitalea (p<0.05). Additionally, acetate (p<0.01), butyrate (p<0.05), valerate (p = 0.01), and total SCFAs (p = 0.01) were upregulated in the RPS5 treatment group Conclusion: Feeding 5% RPS altered bacterial community composition and promoted gut health in weaned piglets. Thus, resistant starch as a feed additive may prevent diarrhea in piglets during weaning.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제49권3호
• /
• pp.178-186
• /
• 2022

볼리비아 유래의 4배체 감자 야생종 중 하나인 Solanum acaule는 서리, 감자역병, 감자바이러스X, 감자바이러스Y, 감자잎말림바이러스, 감자걀쭉병, 선충 등에 대한 저항성과 같이 감자의 신품종 육성에 매우 유용한 형질들을 가지고 있어 감자 육종에 많이 이용되고 있다. 그러나 이러한 유용 형질들을 재배종 감자에 전통적인 교잡에 의해 도입하는 것은 야생종과 재배종 간의 서로 다른 EBN에 따라 매우 제한적이다. 따라서, 이러한 생리적 장벽을 극복하기 위해서는 체세포융합을 이용할 수 있는데, 육종에 활용할 적절한 체세포융합체를 선발하기 위해서는 적절한 분자마커의 개발이 필수적이다. 이에, 본 연구에서는 앞서 차세대 유전체 기술에 의해 완성되어 보고된 S. acaule의 엽록체 전장 유전체 정보를 기반으로 이를 다른 8개의 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체 정보와 비교를 통해 S. acaule 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. acaule의 엽록체 전장 유전체 총 길이는 155,570 bp였으며, 총 158개의 유전자로 구성되어 있었다. 전체적인 구조와 유전자의 구성은 다른 Solanum 종들과 매우 유사하였고 12종의 다른 가지과에 속해 있는 종과의 계통수 분석에서 다른 Solanum 종과 매우 가까운 유연관계를 가지는 것을 확인하였다. S. acaule의 엽록체 전장 유전체와 다른 7개 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체 다중 정렬의 결과로 각각 4개와 79개의 S. acaule 특이적인 InDel 및 SNP 영역이 확인되었으며, 이 정보를 이용하여 각각 1개씩의 InDel 및 SNP 영역 유래의 PCR 기반의 분자마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. acaule의 진화적 측면에서의 연구와 S. acaule를 이용한 감자품종 육성 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제49권1호
• /
• pp.75-87
• /
• 2021

Type I Interferons (IFNα) are known for their role as biological anticancer agents owing to their cell-apoptosis inducing properties. Development of an appropriate, cost-effective host expression system is crucial for meeting the increasing demand for proteins. Therefore, this study aims to develop codon-optimized IFNα-2b in L. lactis NZ3900. These cells express extracellular protein using the NICE system and Usp₄₅ signal peptide. To validate the mature form of the expressed protein, the recombinant IFNα-2b was screened in a human colorectal cancer cell line using the cytotoxicity assay. The IFNα-2b was successfully cloned into the pNZ8148 vector, thereby generating recombinant L. lactis pNZ8148-SP_Usp45-IFNα-2b. The computational analysis of codon-optimized IFNα-2b revealed no mutation and amino acid changes; additionally, the codon-optimized IFNα-2b showed 100% similarity with native human IFNα-2b, in the BLAST analysis. The partial size exclusion chromatography (SEC) of extracellular protein yielded a 19 kDa protein, which was further confirmed by its positive binding to anti-IFNα-2b in the western blot analysis. The crude protein and SEC-purified partial fraction showed IC₅₀ values of 33.22 ㎍/ml and 127.2 ㎍/ml, respectively, which indicated better activity than the metabolites of L. lactis NZ3900 (231.8 ㎍/ml). These values were also comparable with those of the regular anticancer drug tamoxifen (105.5 ㎍/ml). These results demonstrated L. lactis as a promising host system that functions by utilizing the pNZ8148 NICE system. Meanwhile, codon-optimized usage of the inserted gene increased the optimal protein expression levels, which could be beneficial for its large-scale production. Taken together, the recombinant L. lactis IFNα-2b is a potential alternative treatment for colorectal cancer. Furthermore, its activity was analyzed in the WiDr cell line, to assess its colorectal anticancer activities in vivo.

• 대한본초학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.9-18
• /
• 2018

Objectives : This study aimed to investigate the anti-ulcer effect of an standardized herbal extracts mixture of Inulae Flos and Paeoniae Radix (HT074) on acidified ethanol induced gastric injury and its potential mechanisms. Methods : Antioxidant activities of HT074 and its constituents were measured by DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) and ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging capacity. After the oral administration of HT074 at doses of 100, 300 mg/kg twice per day for 14 days, Gastric lesions were induced by oral administration of acidified ethanol in Sprague Dawley rats. Oxidative stress markers, such as super oxide dismutase (SOD) activity, concentrations of catalase (CAT) and glutathione (GSH) were measured in gastric mucosal tissues. Additionally, the expression of human mucin gene, Mucin 5AC (MUC5AC) mRNA in gastric mucosal tissues was measured. Results : HT074 showed dose dependent radical scavenging activities against DPPH and ABTS radicals. Oral administration of HT074 300 mg/kg for 14 consecutive days significantly decreased gastric lesions and histological damages induced by HCl/EtOH in rats. HT074 treatment significantly increased the activity of SOD (300 mg/kg) and concentration of GSH (100 and 300 mg/kg), however catalase concentration was not significantly increased. MUC5AC mRNA expression was significantly increased by HT074 100, 300 mg/kg treatment. Conclusions : HT074 protects the gastric mucosa from oxidative stress caused by acidified ethanol by increasing the activity of SOD, concentration of GSH and mucin biosynthesis. These findings suggest that HT074 could be an effective candidate for prevention and treatment of gastritis and gastric ulcer.

• 식품과학과 산업
• /
• 제55권3호
• /
• pp.276-283
• /
• 2022

비타민D3는 칼슘 대사를 조절하며 뼈의 건강을 담당하는 중요한 호르몬이지만 다양한 면역세포에 작용하여 면역반응을 조절할 수 있다는 것이 알려지면서 자가면역질환, 알레르기질환, 감염 등 여러 질병과의 상관관계에 대한 관심이 증가되었다. 비타민D3의 활성 형태인 1,25(OH)2D3는 면역세포에 의해 전환될 수 있으며 핵-호르몬 수용체인 VDR과 결합하여 세포 내 다양한 유전자 발현을 조절함으로써, 세포의 형질과 기능을 바꿀 수 있다. 특히, 최근 다양한 연구를 통해 과도한 면역 반응을 조절하는 Treg 세포의 분화를 증가시키고 그 기능을 향상시키는 기전을 통해 염증성 사이토카인을 감소시키며, 외부 병원균을 제거할 수 있는 AMP의 생산을 유도함으로써 자가면역질환, 알레르기, 감염성 질환 등 다양한 질환에 긍정적 역할을 할 수 있음이 확인되었다. 특히, 최근 COVID-19 에 의한 글로벌 팬데믹을 경험하면서, 중증 질환 및 사망에 이르는 환자들과 비타민D의 상관관계 연구, 다양한 나라들에서 시행된 비타민D 치료의 임상결과들을 통해, 비타민D 보충 기반의 면역조절의 전략이 유리할 수 있음을 알 수 있었다. 전세계 현대인들의 비타민D 결핍은 최근 50년 간 지속적으로 증가하고 있으며, 자외선 노출로 합성할 수 있는 비타민D의 양이 충분하지 않은 부분을 식품 또는 보충제의 형태로 섭취하는 것이 여러 자가면역질환과 알레르기, 감염성 질병을 예방하는데 도움이 될 것이다.

• 생명과학회지
• /
• 제32권8호
• /
• pp.595-600
• /
• 2022

Oenanthe javanica와 O. javanica var. japonica 한국 내 식용미나리이다. Cicuta virosa는 독미나리로 시큐톡신을 함유하고 있다. 미나리에 대한 RAPD 마크에 의한 분자적 변이를 조사하였다. RAPD 분석을 위해 10개 올리고프라이머(오페론, OPB)로 6개 집단을 분석하였다. 6개 집단에서 72개 DNA 분절(밴드)을 찾았다. 72 밴드 중 61개(84.7%) 밴드는 다형현상을 나타내었다. 한국 내 독미나리 자연 집단은 작고 격리되어 패치 분포를 이루고 있지만 높은 유전적 다양도를 가지고 있었다. 반면에, 재배종 미나리(Oenanthe javanica var. japonica) 집단은 채소용으로 논에서 광범위한 분포를 나타내지만 독미나리와 야생종 미나리에 비해 낮은 유전적 다양도를 나타내었다. 비록 야생집단이 재배집단에 비해 다양도가 높지만 유의한 차이는 없었다. 전체 유전적 다양도(H_T)는 0.342였다. 집단 내 유전적 다양도(H_S)는 0.201이였다. 유전자 좌위에 근거한 집단 간 분화에서 전체 유전적 다양도의 비율(G_ST)은 0.414이므로 전체 변이의 41.4%는 집단 간에 있었다. 결론으로 RAPD기법은 독미나리와 식용미나리의 동정에 유용하였다. 또, RAPD의 OPB 마크는 미나리의 다른 자원과 식품 자원을 식별하는 데 도움이 될 수 있는 분자 마크임을 보여주었다.

• 생태와환경
• /
• 제55권4호
• /
• pp.352-359
• /
• 2022

국내 서식하는 수서 생물(식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 저서대형무척추동물, 어류)에 대한 eDNA 연구에 주요 이용되는 유전자인 12S rRNA와 16S rRNA, 18S rRNA, COI, CYTB를 대상으로 속(Genus) 수준의 등록 현황을 조사하였다. 그 결과 식물플랑크톤과 동물플랑크톤은 18S rRNA에서 가장 높은 등록 속 비율을 보였으며, 저서무척추동물은 COI에서 가장 높은 등록 속 비율을 확인하였다. 어류에서는 18S rRNA를 제외한 모든 유전자에서 90%에 가까운 높은 비율을 보였다. 분류군에 따른 우점 생물의 상위 20속에 대한 유전자 등록 현황은 식물플랑크톤은 18S rRNA에서 19속이, 저서무척추동물은 COI에서 18개 속이 등록되어 있었다. 어류에서는 12S rRNA, 16S rRNA, CYTB에서 상위 20의 모든 유전자 염기서열이 존재함을 확인하였다. 본 자료 분석을 통하여 각 분류군별 eDNA 연구에 적합한 유전자 데이터베이스의 양적인 정보를 파악하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제33권8호
• /
• pp.612-622
• /
• 2023

생체 면역조직에서는 면역세포의 성장, 분화에 있어서 매우 중요한 역할을 수행하는 면역조직 기질세포가 존재하며, 이들은 서로 연결된 3차원적인 그물구조를 형성하면서 그 사이의 공간에 위치한 면역세포와의 상호작용을 통해 다양한 면역반응을 수행한다. 따라서 생체환경을 모사한 면역세포의 배양이 이루어지기 위해서는 면역세포들이 상호작용할 수 있는 3차원적 면역조직 기질세포 뼈대의 구축이 매우 중요한 의의를 지닌다. 특히 면역반응에서 핵심적인 기능을 수행하는 T세포의 생존, 성장 및 분화에 있어서 필수적인 역할을 하는 흉선상피세포에 대한 3차원적 배양은 T세포의 연구에 필수적으로 요구되지만, 아직 이에 관한 연구가 거의 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구에서 흉선상피세포는 폴리도파민으로 코팅된 PCL 및 PCL/PLGA 지지체에서 비코팅군에 비해 부착 및 성장이 촉진되었다. 또한 폴리도파민으로 코팅된 지지체에서 흉선상피세포를 배양하였을 때 2차원 배양군에 비해 흉선세포형성촉진인자의 유전자 발현이 더 증가하였다. 따라서 본 연구는 면역조직 기질세포의 3차원 배양 기술의 개발에 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제33권4호
• /
• pp.552-558
• /
• 2023

Levulinic acid (LA) is a valuable chemical used in fuel additives, fragrances, and polymers. In this study, we proposed possible biosynthetic pathways for LA production from lignin and poly(ethylene terephthalate). We also created a genetically encoded biosensor responsive to LA, which can be used for screening and evolving the LA biosynthesis pathway genes, by employing an LvaR transcriptional regulator of Pseudomonas putida KT2440 to express a fluorescent reporter gene. The LvaR regulator senses LA as a cognate ligand. The LA biosensor was first examined in an Escherichia coli strain and was found to be non-functional. When the host of the LA biosensor was switched from E. coli to P. putida KT2440, the LA biosensor showed a linear correlation between fluorescence intensity and LA concentration in the range of 0.156-10 mM LA. In addition, we determined that 0.156 mM LA was the limit of LA detection in P. putida KT2440 harboring an LA-responsive biosensor. The maximal fluorescence increase was 12.3-fold in the presence of 10 mM LA compared to that in the absence of LA. The individual cell responses to LA concentrations reflected the population-averaged responses, which enabled high-throughput screening of enzymes and metabolic pathways involved in LA biosynthesis and sustainable production of LA in engineered microbes.