• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제50권
• /
• pp.45-55
• /
• 2023

멕시코 유래의 2배체 감자 근연야생종 Solanum cardiophyllum은 감자역병, 감자바이러스Y, 콜로라도감자잎벌레 등과 같은 병원균 및 해충에 대한 저항성을 가지고 있어 감자의 신품종 육성에 이용되고 있다. 재배종 감자에 이러한 형질을 도입하기 위해서는 전통적인 교잡육종에 의해 이루어질 수 있으나, 재배종 감자와 근연야생종과의 서로 다른 EBN에 따라 제한적이며, S. tuberosum과 S. cardiophyllum 간에도 생리적 불화합성이 존재한다. 따라서, 이러한 생리적 장벽의 극복을 위해 체세포융합에 의한 체세포잡종 계통을 육성하고 이를 감자 신품종 육성에 활용할 수 있는데, 분자 마커는 적절한 체세포잡종 계통 선발에 필요하다. 이에, 본 연구에서는 S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체 정보를 구명하고 8개의 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체 정보와 비교하여 S. cardiophyllum 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체의 길이는 155,570 bp였으며, 그 구조와 유전자 구성은 다른 Solanum 종들과 매우 유사하였고 가지과에 속해 다른 32개의 종들과의 계통수 분석을 통해 예상했던 바와 같이 다른 Solanum 종과 같은 그룹에 속해 있고 S. bulbocastanum과의 가장 근접한 유연관계를 확인하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체와 8개 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체의 다중 정렬 결과로 총 13개의 S. cardiophyllum 특이적인 SNP 영역을 확인하였으며, 이 정보를 이용하여 4개의 PCR 기반 분자마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. cardiophyllum의 진화적 측면에서의 연구와 S. cardiophyllum를 이용한 감자 신품종 육성을 위한 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.171-180
• /
• 2003

두개골의 성장은 뇌의 발달과 밀접하게 연관되어 있으며, 두개봉합부 주위 여러 조직들사이의 조화로운 상호작용을 필요로 한다. 두개골의 조기융합으로 알려진 craniosynostosis는 이러한 상호작용의 불균형으로 인해 야기될 수 있으며, craniosynostosis의 원인 유전자의 하나로 Msx2가 알려져 있다. Msx1, Msx2, Msx3로 구성되어 있는 Msx 유전자는 homeobox를 포함하고 있는 전사조절인자로, 초파리의 muscle segment homeobox 유전자의 homologue이다. Msx1과 Msx2 유전자들은 척추동물의 발생과정에서 조직 상호작용하는 여러 부위에 서로 겹치는 양상으로 발현되며 기관형성동안 상피-간엽조직 상호작용과 연관되어 나타나고, BMP와 FGF signaling의 표적 유전자들이다. Mouse 두개골의 시상봉합부와 관상봉합부의 초기 형태발생과정에서의 Msx 유전자들의 기능을 알아보기위해, 태생 15일에서 태생 18일까지의 mouse의 두개골을 이용하여 in vivo 실험을, 태생 15.5일 mouse 두개골을 이용하여 in vitro 실험을 시행하였다. 시상두개봉합부에서는, Msx1은 봉합부의 간엽조직과 dura mater에 발현하였으며 Msx2는 두개봉합부와 dura mater에 강하게 발현되었다. 관상두개봉합부에서는 Msx1, Msx2 유전자 모두 강하게 발현되었으며, 골막에서도 관찰할 수 있었고, Msx1이 Msx2보다 좀더 광범위하게 발현되었다. In vitro 실험결과, BMP2 bead 주위로 Msx1 mRNA와 Msx2 mRNA 모두 발현되었으나, FGF2 bead 주위로는 Msx1만 발현되고 Msx2는 관찰되지 않았다. 이 결과들을 종합해 볼 때, Msx1, Msx2 유전자들은 태생기 두개봉합부의 형태발생 및 유지를 조절하는데 중요하며, Msx 유전자들은 거의 유사한 발현양상을 나타내고 있으나 이들 유전자들을 조절하는 상위 siganling에 의해 서로 보완적으로 혹은 독립적으로 기능을 나타내고 있음을 시사해 주고 있다.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.217-228
• /
• 2003

뇌와 두개골의 조화로운 성장 발육은 성장 중인 두개골과 이 뼈들을 연결하는 두개봉합부들 그리고 발육중인 뇌사이의 일련의 상호작용에 의해 이루어진다. 두개봉합부의 조기융합으로 알려진 craniosynostosis는 이러한 상호균형적인 관계가 파괴될 때 야기될 수 있다. Bone morphogenetic protein의 하나인 Bmp2는 골 각각의 형태와 골격의 상대적인 비례성을 조절하는데 관여하고 있으며, Bmp의 하부 유전자로 알려져 있는 Msx2 homeobox 유전자의 돌연변이는 Boston-type craniosynostosis를 야기한다 이와 함께 Dlx5 homozygote mutant mouse의 표현형은 두개골 골화의 지연을 포함한 다양한 두개안면의 이상을 나타낸다. 이러한 사실들은 Bmp2, Msx2, Dlx5 유전자들이 두개봉합부의 형태발생과정에 중요하게 작용할 수 있음을 시사하고 있다. Mouse 두개봉합부의 초기형태발생과정에 위 유전자들의 기능을 알아보기 위해, 태생기 동안의 시상봉합부에서의 Bmp2, Msx2, Dlx5 유전자들의 발현양상을 in situ hybridization 방법을 이용하여 분석하였다. Bmp2 mRNA는 osteogenic front에서 강하게 발현되었으며, parietal bone의 골막에서도 관찰되었다. Msx2 mRNA는 시상봉합부의 미분화 간엽조직에서 강하게 발현되었으며, osteogenie front 및 dura mater에서도 관찰되었다. Dlx5 mRNA는 osteogenic front와 parietal bone에서 강하게 발현되었다. 두개봉합부에서의 Bmp signaling의 역할을 알아보기 위해 태생 15.5일 mouse의 두개골을 이용하여 in vitro 실험을 시행하였다. Bmp2-soaked beads를 osteogenic fronts에 올려놓고 48시간 기관배양한 결과 BSA 대조군에 비해 Bmp2 beads 주위 조직의 두께와 세포수가 증가하였으며 Msx2와 Dlx5 유전자들의 발현을 유도하였다. 그러나 FGF2 beads주위로는 이들 유전자들의 발현이 관찰되지 않았다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, Bmp2 유전자는 두개골 성장과 두개봉합부의 초기 형태발생을 조절하는데 중요한 역할을 담당하고 있으며, Bmp signaling은 Msx2, Dlx5 유전자들을 조절함으로써 두개골의 골화와 두개봉합부의 유지에 관여하고 있음을 제시해 주고 있다.

• 한국가금학회지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.93-102
• /
• 2017

본 연구에서 NDV의 L유전자와 F유전자를 표적 부위로 각각 제작한 primer 세트를 사용함으로써 하나의 PCR 튜브에서 NDV 검출(386 bp의 증폭 크기)과 함께 병원성 NDV(229 bp의 증폭 크기)를 동시에 감별 증폭할 수 있는 dRT-PCR 검사법을 개발하였다. 개발된 dRT-PCR검사법은 NDV를 특이적으로 검출하고, 병원성을 감별하였다. 특히 국내 병성감정 실시기관에서 적용 중인 기존의 RT-PCR 상용키트에서는 검출하지 못하는 class I NDV과 PPMV(class II 유전형 VI형)을 NDV를 검출함과 동시에 병원성 NDV도 감별가능하였다. 개발된 dRT-PCR 검사법의 검출 민감도는 약 $10^{3.0}EID_{50}/0.1mL$로 평가되었다. 또한 ND발생국의 야외 시료에 적용했을 때, NDV 공통항원 검출율은 94.4%였으며, 병원성 NDV 검출율은 100%이었다. 그러므로 본 연구에서 개발한 dRT-PCR 검사법은 의심축 사례에서 ND를 신속 정확하게 진단하는 데 유용할 진단 방법을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.462-469
• /
• 2007

폐흡충은 국내를 비롯한 아시아에서 폐흡충증을 일으키는 중요한 기생충이다. 이러한 폐흡충은 이배체 와 삼배체가 국내에 알려져 있다. 이배체 폐흡충은 양성생식을 하고 삼배체 폐흡충은 단위생식을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 원인에 대하여서는 알려진 바가 없다. 생식유전자 중 초파리에서 최초 분리되었고 포유동물에서도 그 기능이 밝혀진 vasa 유전자가 가장 유명하다. 이 유전자는 생식세포의 분화에 관여하며 종에 따라서는 정자생성에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 이번 연구는 삼배체 폐흡충의 단위생식과 vasa 유전자와의 관계를 규명해 보고자 하였다. 폐흡충의 이배체와 삼배체 성충으로부터 vasa 유전자 전체의 염기서열을 얻을 수 있었다. 두 염기서열의 경우 8개의 ATP-binding domain이 관찰되었고 helicase가 결합할 것으로 예상되는 RGG motif도 관찰되었다. 총 622아미노산 서열로 구성될 것으로 보이며 이배체는 69.018 kDa, 삼배체는 68.930 kDa 크기의 단백질을 만들 것으로 예상되었다. Vasa 재조합 단백질은 GST와 fusion되어 93 kDa 크기에서 관찰되었다. mRNA의 발현은 이배체에 비해 삼배체가 다소 높았다. Anti-Pw-VASA항체를 이용한 면역조직화학법을 수행한 결과 이배체와 삼배체는 다른 기관에서는 면역반응력을 보이지 않고 고환에서만 면역반응력을 볼 수 있었다. 결과를 종합해 보면 vasa 유전자는 이배체 삼배체 모두 가지고 있었으며 정상적으로 발현되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.796-803
• /
• 2008

알츠하이머 질환은 신경퇴행성질환으로 노령인구에서 뿐만 아니라 $30{\sim}60$세 사이에서도 상염색체성우성형으로 발생하여 사회문제로 대두되고 있으며 발병기전도 명확하게 규명되지 않은 상태이다. 따라서 이 연구에서는 hAPP695sw 돌연변이를 neuron-specific enolase (NSE) 유전자의 프로모터 조절 하에 연결시킨 융합 유전자(pNSE/APP695sw fusion gene)를 과 발현시킨 알츠하이머 질환 모델생쥐를 대상으로 16주간 지구성 운동에 따른 알츠하이머 질환 모델생쥐의 인지능력의 변화와 주병변인 $A{\beta}-42$ 단백질과 함께 GLUT-1, BDNF, HSP-70 단백질의 발현량을 분석하였다. 그 결과 지구성 운동은 APPsw 알츠하이머 질환 모델생쥐의 인지능력을 개선시키는데 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났으며 이러한 인지능력의 개선은 알츠하이머 질환의 주 병변인 뇌의 $A{\beta}-42$ 감소뿐만 아니라 BDNF, GLUT-1과 HSP-70 단백질의 발현 증가와 관련이 있음을 확인하였다. 따라서 지구성 운동은 약물 처치 이외에 알츠하이머 질환을 예방하거나 지연시킬 수 있는 전략적인 방법으로 활용할 수 있음을 알 수 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.632-639
• /
• 2006

본 연구에서는 lacZ transcriptional fusion plasmid를 이용하여 광합성 세균인 Rhodobacter sphaeroides에서의 7가지 광합성유전자 (puf, puc, puhA, bchC, bchE, bchF, bchI) 발현의 경향과 조절을 조사하였다. R. sphaeroides에서 puhA와 bchI를 제외한 모든 광합성유전자들이 호기적 조건과 비교했을 때 혐기적 조건에서 더욱 강하게 발현되었다. puhA 유전자는 bchFNBHLM-RSP0290과 operon을 형성하며, bchI 유전자는 crtA와 operon을 이루는 것으로 나타났다. 광합성 조건에서 자란 R. sphaeroides의 puf, puc, bchCXYZ operon의 발현은 빛의 세기에 비례하는 반면, bchFNBHLM(RSP0290 puhA) operon의 발현은 빛의 세기에 반비례 하였다. bchEJG의 발현은 $10\;W/m^2$의 빛이 조사된 광합성 조건에서 제일 낮았으며, $100\;W/m^2$의 빛의 광합성 조건에서 가장 높았다. R. sphaeroides의 산소인지와 빛 인지에 관련된 세 가지 주요 조절기작에 의한 광합성유전자 조절은 다음과 같다. puf와 bchC는 PpsR repressor와 PrrBA two-component system에 의해 조절된다. 그리고 puc operon은 PpsR, FnrL, PrrBA system에 의해 조절된다. bchE의 발현은 FnrL과 PrrBA system에 의해 조절되는 반면, bchF는 오로지 PpsR에 의해서만 조절된다. PpsR repressor는 강한 세기의 빛 조건에서 bchf 발현억제의 원인이 되며, FnrL은 그 자체가 산소를 인지하는 기능 이외에도 세포질의 산화/환원 상태의 인지에 관련될 것으로 보인다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.284-294
• /
• 2006

유전적으로 결정되는 두개안면 기형의 발생 기전을 밝히기 위해 관련된 유전자의 기능 변화에 의한 효과를 이해하는 것이 필수적이다. 섬유아세포성장인자수용체-2 (FGFR2)의 활성형 돌연변이가 어퍼트 및 크루즌 증후군에서의 봉합의 조기유합의 원인이 된다고 알려져 있으나 인류에서는 다양한 개인차가 존재하므로 임상적으로 정의된 두 증후군에서의 유전형-표현형의 상관관계에 대해서는 의문이 제기되어 왔다. 본 연구의 목적은 어퍼트(Pro253Arg)및 크루즌(Cys278Phe) 돌연변이를 갖는 골특이성 FGFR2를 발현하도록 제작된 형질변환 쥐에서 결과적인 표현형의 차이를 분석하여 유전형에 의한 기형 형성의 인과관계를 추정하기 위한 것이다. 유전자 조작을 하지 않은 정상군과 정상 FGFR2 유전자를 가진 군을 대조군으로 하여 육안 관찰 및 micro-CT를 이용한 형태계측학적 방법으로 주로 전방두개 및 전두개저 부위의 이상을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 어퍼트 및 크루즌 돌연변이를 갖는 각각의 형질변환 쥐는 두개 봉합의 유합과 전후방적 두부 길이 감소를 공히 보였으나 어퍼트 형질변환 쥐에서만 전치부 반대교합이 나타났다. 또한 어퍼트 개체는 크루즌 개체 및 대조군에 비해 전방두개 및 전두개저 굴곡에 있어서 정상군과 비교해 차이를 나타냈으며 이는 유합을 보이는 봉합의 부위 및 순서에 있어서의 차이에 기인하는 것으로 사료된다. 둘째, 정상 FGFR2 유전자를 주입한 형질변환 쥐는 정상적인 두개안면 형태를 보였다. 이상의 결과를 토대로 어퍼트 및 크루즌 돌연변이는 각각의 유전형에 특이한 두개안면 기형을 유발할 것으로 보이며 정상 FGFR2의 발현 강도보다는 기능의 이상이 두개골 유합과 관련이 있는 것으로 사료된다. 변형된 FGFR2와 각 봉합에서의 기능과의 상관성은 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.EX> 와이어에서 열처리만 시행한 실험군이 열처리를 시행하지 않은 군보다 더 낮은 austenite finish ($A_f$) 온도를 보였다. $0.018"\;{\times}\;0.025"$ 및 $0.0215"0.028"$ 와이어에서 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군은 열처리만 시행한 실험군과 열처리를 시행하지 않은 대조군에 비해 부하-변위 곡선이 상방 이동되었으며, 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 높은 부하-변위 곡선을 나타냈다. $0.018"\;{\times}\;0.025"$ 그리고 $0.0215"\;{\times}\;0.028"$ 와이어에서 $A_f$ 온도는 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 낮게 관찰되었고 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군, 열처리만 시행한 실험군 그리고 열처리를 시행하지 않은 대조군 순으로 높게 관찰되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 임상에서 니켈-티타늄 합금 와이어에 굴곡을 부여하기 위해 열처리하는 경우 초탄성 특성은 유지될 수 있으나, 부하-변위 곡선의 상방 증가가 나타나므로, 와이어에 의한 교정력이 증가될 수 있음에 유의하여야 한다. $day^{-1}$인 인공습지), scenario 2(면적 4.2ha인 저류지)가 각각 연평균 6.9%, 4.8%, 7.1%의 감소를 보였다. TN은 4.7%, 3.4%, 13.4%의 삭감율을 나타내었으며, TP는 5.6%, 3.9%, 7.3%의 삭감율을 나타내었다. 본 연구에서는 적용하지 못하였으나, 인공습지와 저류지의 적절한 연계시스템을 적용한다면 저감시설 설치 부지면적과 비용의 감소뿐만 아니라 보다 효과적인 수질개선효과를 가져올 수 있으리라 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제35권3호
• /
• pp.169-176
• /
• 2008

SA는 천연 페놀 화합물로써 식물체가 생성하는 호르몬 중의 하나이다. SA는 특히 병저항성, 생물학적, 비생물학적 스트레스로 인해 합성이 촉진되며 식물 방어 기작을 일으킨다고 알려져 있다. 식물의 방어 기작은 바로 식물에서 얻어지는 생산량에 영향을 미치기 때문에 SA에 대한 연구가 많이 되어져 왔다. 하지만 SA를 이해하기에는 아직까지 많은 연구가 필요 되어 지고 있다. 따라서 본 연구는 애기장대에서 SA 생합성하는데 중요한 효소인 SID2가 병저항성이 강한 siz1-2 돌연변이체와 야생형에서 어떠한 조절의 차이를 보이는 지를 SID2 promoter에 의해서 조절되는 GUS와 LUC를 가진 각각의 형질전환 식물체를 통하여 관찰하였다. GUS의 발현을 GUS histochemical assay, GUS enzyme assay 그리고 LUC의 발현을 CCD 카메라를 이용한 이미지 촬영과 Luciferase enzyme assay 수행한 결과, siz1-2를 사용한 형질전환 식물체에서 야생형에 비해 발현이 높게 일어났다. 이것을 바탕으로 SA에 반응하는 유전자들의 발현이 siz1-2 돌연변이체에서는 높은 이유가 SID2의 발현이 높게 조절 받기 때문이라는 것을 SID2 promoter:GUS::LUC/siz1-2 형질전환 식물체를 통해 알 수 있었다.

• KSBB Journal
• /
• 제23권3호
• /
• pp.231-238
• /
• 2008

암세포의 침윤은 숙주 조직의의 기저막과 세포외 기질을 침투함으로써 일어난다. 침윤과 전이과정에는 단백질가수분해 효소인 matrix metalloproteinases (MMPs)가 깊이 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며, MMP의 가수분해 활성은 tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs)라는 억제 단백질에 의해 억제된다. TIMP-2는 21kDa 크기의 포유류 단백질로 대장균에서 과발현 시 다른 많은 포유류 단백질과 마찬가지로 가용성이 낮은 봉입체 형태로 발현된다. TIMP-2 단백질의 접힘에 6개의 이황화결합이 필요하고, 이는 일반적으로 대장균 환경은 적합하지 않다. 본 연구에서는 대장균에서 불가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 유전자셔플링 기법의 한 가지인 StEP (staggered extension process)를 변형하고 동시에 $Mn^{2+}$ 농도 변화와 dGTP 불균형을 이용한 무작위 돌연변이 기법을 혼용하여 대장균에서 가용성 TMP-2 재조합 변이체를 생성하고자 하였다. 무작위로 재조합된 TIMP-2 유전자 중에서 가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 선별하기 위해서 chloramphenicol acetyltransferase (CAT)-융합 방법을 도입하였다. CAT 유전자가 가용성으로 발현되는 재조합 TIMP-2 유전자에 융합되면 이를 갖는 E. coli는 높은 chloramphenicol 환경에서 생존이 가능하게 된다. 이러한 in virro mutageuesis 기법과 CAT-융합 방법으로 대장균 가용성 TIMP-2 재조합 변이체를 14가지 얻을 수 있었다. 변이체 TIMP-2의 아미노산서열 분석과 구조 분석 결과 주로 소수성 아미노산이 친수성 아미노산으로 전환되었고, MMP와의 결합이 관여하지 않는 C-말단 부위에 돌연변이가 집중되어 있었다. 본 연구에서 개발된 간편하고 새로운 in vitro 재조합 방법과 CAT을 이용한 스크리닝 기법은 다른 많은 대장균 내 불가용성 단백질의 발현에도 사용될 수 있을 것으로 사료된다.