• Molecules and Cells
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• 제41권12호
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• pp.1061-1071
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• 2018

From Xenopus embryo studies, the BMP4/Smad1-targeted gene circuit is a key signaling pathway for specifying the cell fate between the ectoderm and neuro-ectoderm as well as the ventral and dorsal mesoderm. In this context, several BMP4/Smad1 target transcriptional factors have been identified as repressors of the neuro-ectoderm. However, none of these direct target transcription factors in this pathway, including GATA1b, Msx1 and Ventx1.1 have yet been proven as direct repressors of early neuro-ectodermal gene expression. In order to demonstrate that Ventx1.1 is a direct repressor of neuro-ectoderm genes, a genome-wide Xenopus ChIP-Seq of Ventx1.1 was performed. In this study, we demonstrated that Ventx1.1 bound to the Ventx1.1 response cis-acting element 1 and 2 (VRE1 and VRE2) on the promoter for zic3, which is a key early neuro-ectoderm gene, and this Ventx1.1 binding led to repression of zic3 transcription. Site-directed mutagenesis of VRE1 and VRE2 within zic3 promoter completely abolished the repression caused by Ventx1.1. In addition, we found both the positive and negative regulation of zic3 promoter activity by FoxD5b and Xcad2, respectively, and that these occur through the VREs and via modulation of Ventx1.1 levels. Taken together, the results demonstrate that the BMP4/Smad1 target gene, Ventx1.1, is a direct repressor of neuro-ectodermal gene zic3 during early Xenopus embryogenesis.

• Design & Manufacturing
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• 제17권1호
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• pp.20-26
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• 2023

Lab-on-a-disc is a circular disc shape of cartridge that can be used for blood-based liquid biopsy to diagnose an early stage of cancer. Currently, liquid biopsies are regarded as a time-consuming process, and require sophisticated skills to precisely separate cell-free DNA (cfDNA) and circulating tumor cells (CTCs) floating in the bloodstream for accurate diagnosis. However, by applying the lab-on-a-disc to liquid biopsy, the entire process can be operated automatically. To do so, the lab-on-a-disc should be designed to prevent blood leakage during the centrifugation, transport, and dilution of blood inside the lab-on-a-disc in the process of liquid biopsy. In this study, the main components of lab-on-a-disc for liquid biopsy are fabricated by injection molding for mass production, and ultrasonic welding is employed to ensure the bonding strength between the components. To guarantee accurate ultrasonic welding, the flatness of the components is optimized numerically by using the response surface methodology with four main injection molding processing parameters, including the mold & resin temperatures, the injection speed, and the packing pressure. The 27 times finite element analyses using Moldflow® reveal that the injection time and the packing pressure are the critical factors affecting the flatness of the components with an optimal set of values for all four processing parameters. To further improve the flatness of the lab-on-a-disc components for stable mass production, a quarter-disc shape of lab-on-a-disc with a radius of 75 mm is used instead of a full circular shape of the disc, and this significantly decreases the standard deviation of flatness to 30% due to the reduced overall length of the injection molded components by one-half. Moreover, it is also beneficial to use a quarter disc shape to manage the deviation of flatness under 3 sigma limits.

• International Journal of Stem Cells
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• 제16권2호
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• pp.215-233
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• 2023

Background and Objectives: MYC, also known as an oncogenic reprogramming factor, is a multifunctional transcription factor that maintains induced pluripotent stem cells (iPSCs). Although MYC is frequently upregulated in various cancers and is correlated with a poor prognosis, MYC is downregulated and correlated with a good prognosis in lung adenocarcinoma. MYC and two other MYC family genes, MYCN and MYCL, have similar structures and could contribute to tumorigenic conversion both in vitro and in vivo. Methods and Results: We systematically investigated whether MYC family genes act as prognostic factors in various human cancers. We first evaluated alterations in the expression of MYC family genes in various cancers using the Oncomine and The Cancer Genome Atlas (TCGA) database and their mutation and copy number alterations using the TCGA database with cBioPortal. Then, we investigated the association between the expression of MYC family genes and the prognosis of cancer patients using various prognosis databases. Multivariate analysis also confirmed that co-expression of MYC/MYCL/MYCN was significantly associated with the prognosis of lung, gastric, liver, and breast cancers. Conclusions: Taken together, our results demonstrate that the MYC family can function not only as an oncogene but also as a tumor suppressor gene in various cancers, which could be used to develop a novel approach to cancer treatment.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권7호
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• pp.1475-1483
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• 2024

Three Gram-stain-positive, aerobic, rod-shaped, and non-motile bacteria, labelled as W11^T, SW19^T, and YR1^T, were isolated from soil, and performed their polyphasic taxonomic investigation. The phylogenetic and 16S rRNA gene sequence analysis showed that strains W11^T, SW19^T, and YR1^T belonged to the genera Agromyces, Rathayibacter, and Nocardioides, respectively. Strain W11^T was closely affiliated with Agromyces cavernae SYSU K20354^T (98.1%), strain SW19^T showed the closest affiliation with Rathayibacter rubneri ZW T2_19^T (97.0%), and strain YR1^T was most closely related to Nocardioides marmorisolisilvae KIS18-7^T (98.0%). The genome sizes of strains W11^T, SW19^T, and YR1^T were 4,181,720 bp, 4,740,677 bp, and 4,228,226 bp, respectively, with DNA G+C contents of 70.5%, 64.2%, and 69.7%, respectively. Average nucleotide identity and digital DNA-DNA hybridization values of W11^T, SW19^T, and YR1^T with their respective reference species were <79.6% and <23.6%, respectively. The predominant cellular fatty acids detected in strain W11^T were anteiso-C_15:0, iso-C_16:0, and anteiso-C_17:0. In strain SW19^T, they were summed feature 9 (C_16:0 10-methyl and/or iso-C_17:1ω 9c), anteiso-C_17:0, and anteiso-C_15:0. Strain YR1^T exhibited C_18:1ω 9c, C_18:0 10-methyl, TBSA, and anteiso-C_15:0 as its major cellular fatty acids. Overall, the polyphasic taxonomic comparisons indicated that strains W11^T, SW19^T, and YR1^T represent novel species within the genera Agromyces, Rathayibacter, and Nocardioides, respectively. Accordingly, we propose the names Agromyces silvae sp. nov., with the type strain W11^T (=KCTC 49818^T =NBRC 115999^T), Rathayibacter soli sp. nov., with the type strain SW19^T (=KCTC 49860^T =NBRC 116108^T), and Nocardioides terrisoli sp. nov., with the type strain YR1^T (=KCTC 49863^T =NBRC 116165^T).

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.369-375
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• 2018

Mycoplasma genitalium은 367개의 보존적 유전자를 가지고 있으며 단독배양이 가능한 원핵생물 중 게놈크기가 최소이다. 본 연구에서는 M. genitalium과 M. genitalium보다 보존적 유전자 수가 적은 14개 원핵생물 즉 세포외 공생을 하는 초고온성 고세균 Nanoarchaeum equitans, 식물 세포 내부 기생성 진정세균 혹은 곤충 세포 내부 공생성 진정세균 13종 등의 원핵생물에 보존적인 대사경로를 검토하였다. 이들은 11~71개의 대사경로를 가졌지만 완전한 대사경로는 1~24개였다. 전체 대사경로에 필요한 효소의 45.8%가 결핍되어 대사경로 구멍(metabolic pathway hole)이 매우 많아, 숙주의 효소와 함께 공유대사경로(shared metabolic pathway)를 나타내거나 필수물질의 상당 부분이 숙주에 의존적일 것으로 사료되었다. 세포막을 통한 물질이동에 필요한 유전자의 개수도 아주 적어 단순확산 내지 숙주의 단백질이 이들의 세포막에서 물질이동의 기능을 할 것으로 사료되었다. tRNA charging 경로만이 15개의 분석 대상 원핵생물 모두에 분포하였지만, 분석 대상 원핵생물들은 각각 5~20개의 tRNA charging 유전자를 보유하였다. 본 연구 결과는 배양 불가능한 식물 세포 내 기생성 그리고 곤충 세포 내 공생성 원핵생물들의 대사경로 이해에 대한 단서와 함께 농작물 피해 방지와 해충구제, 의약품 개발 등에 사용할 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.

• 문화기술의 융합
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• 제3권4호
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• pp.1-19
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• 2017

죽음의 문화는 삶의 문화의 반쪽이라는 의미에서 상보적(相補的)이다. 3개의 이승 정낭과 2개의 묘(墓)의 저승 신문(神門)은 올레길 공간체로 연결되어 있다. 그 공간체에는 삶과 죽음사이의 상생(相生)과 상극(相剋)이 공존하는 상보성(相補性)(complementarity) 원리가 제주 문화(文化)에 숨어있다. 대(對)와 대(待)이다. 즉 반대되는 것은 서로 보완적이다란 말이 "(Contraria Sunt Complementa 라틴어)" 서로 대립하면서도 서로 의존하는 관계로 서로가 서로를 품은 관계를 뜻한다. 정낭은 통신 원리로 사용될 뿐 아니라 인체의 RNA Codon에 기본 원리로 사용된다. 또한, 묘의 사각형 산담 귓돌과 한국의 태극과 괘(卦), 유전자(RNA)의 괘(卦), 연결고리의 유사성 Pattern을 들 수 있다. 제주에는 흑용만리 곡선밭담과 사각형 산담이 들판에 펼쳐있다. 제주에서 돌담은 괸담(Stone Networks)으로 연결되고, 괸담의 관습상 발음이 되는 괸당은 친족(Relative Family Networks)로 연결된다. 조상의 명당 묘와 자손들 관계는 영혼적으로 동기감응(同氣感應: Soul Synchronizing the Ancestor to Offspring)이 되어 발복(發福: Change in Future)이 된다고 믿고, 육체적인 피(血)인 유전인자가 자식들에게 직접 전수된다. DNA RNA를 행렬식으로 표시했다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.89-96
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• 2017

CRISPR/Cas9 기술은 생명공학을 활용한 신품종 작물육성에 있어 패러다임 변혁을 가져다 줄 핵심 기반기술이다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9를 이용하여 유전자편집기술을 기존에 알려진 방법보다 쉽고 정확하게 실험 할 수 있도록 sgRNA 디자인, 벡터구축, 형질전환체 육성 및 분석 등을 자세히 기술하였다. sgRNA는 http://www.rgenome.net/ 사이트에서 NGG 영역을 중심으로 하여 target-up: 5'-ggcaGNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN-3'과 target-down: 5'-aaacNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNC-3'의 올리고를 디자인하였다. 식물형질전환용 벡터는 pPZP-Cas9-RGEN을 기본으로 하였으며, sgRNA의 프로모터는 OsU3를 이용하여 pPZP::35S::Cas9::PinII-OsU3::sgRNA::Bar-Gen 순으로 구축하였다. 형질전환체의 육성은 단기형질전환 Agrobacterium 법을 사용하였으며 재분화 식물체를 얻는데48일 정도 소요되었다. 형질전환체 유무는 genomic PCR 분석으로 single copy 선발은 TaqMan PCR로 분석하였다. 정밀유전자편집 식물체는 T1 세대에서 T-DNA 삽입되지 않은 식물체를 Bar-strip에 의해 선발하였다. 선발된 식물체의 sgRNA 영역의 염기배열 조사에 의해 유전자 편집 식물체를 육성하였다. 따라서 본 연구에서 CRISPR/Cas9 system에 의한 정밀유전자편집 기술을 이용하여 보다 빠르고 쉽고 경제적으로 유전자가 편집된 개체를 확보할 수 있었다. 본 실험에서 확립된 system은 상업용 식물 계통육성에 이용 가능하여 육종적 가치가 매우 클 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제16권3호
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• pp.454-458
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• 2006

출아효모인 Sacharomyces cerevisiae S288C균주를 이용한 효모의 게놈이 완성된 후 S. cerevisiae는 다양한 연구 모델로 이용되어져 왔다. 현재까지 효모를 이용한 기능 유전체학 측면에서의 연구는 laboratory strainin인 S288C 균주 또는 그 유래의 균주들이다. 그러나 자연에서 분리된 효모 또는 산업적으로 이용되어지고 있는 S. cerevisiae의 유전학 측면에서의 연구는 낮은 포자형성률 및 형질전환률, 그리고 S288C 균주와의 게놈상의 상이성 때문에 거의 이루어지지 않고 있다. 여기서 우리 연구진은 자연에서 분리된 Saccharomyces cerevisiae KNU5377 균주를 이용하여 random spore analysis를 통해 MATa 및 $MAT{\alpha}$ 타입의 각각의 haploid cell을 분리 후 이미 보고된 KanMX module를 가지고 round PCR기법에 의한 short flanking homology 기법을 이용하여 전사조절인자인 HSF1 유전자가 치환된 변이주를 구축할 수 있었다. 덧붙여, 모든 유전자에 이 기법을 적용할 수는 없다는 것을 확인하였다. 앞으로 이 변이주를 통해 기능 유전체학적인 측면에서 이 유전자의 스트레스와의 관련성을 연구하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제20권12호
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• pp.1859-1866
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• 2010

우리나라는 세계 녹용 생산량의 80% 이상을 소비한다. 하지만, 중국산, 뉴질랜드산 녹용과 수입이 금지된 북미산 녹용이 원용이라고 불리는 고가의 러시아산 녹용으로 둔갑 판매, 유통되는 문제가 다수 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 녹용의 원산지 동정 기술을 개발하고자 러시아, 중국, 뉴질랜드 및 북미산 녹용으로부터 미토콘드리아 D-loop 영역에 대한 원산지 특이적인 분자 마커를 탐색할 목적으로 수행되었다. 결과적으로 중국산 녹용으로부터 약 60~70 bp의 결실 부위를 확인하고 이들 부위를 특이적으로 확인할 수 있는 PCR법을 통해서 중국산 녹용의 정확한 감별 가능성을 확인하였다. 따라서 본 연구는 미토콘드리아 DNA 유래의 유전자들에 대한 염기서열 분석과 이를 이용한 PCR 동정법이 녹용의 원산지 감별에 적용될 수 있음을 보여주는 사례라 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권1호
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• pp.27-32
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• 2006

파인애플 (Ananas comosus) 줄기에서 얻어지는 bromelain은 단백질 분해효소 중 cysteine protease의 복합체로 알려져 있다. 본 연구에서는 제주산 파인애플 줄기를 이용하여 bromelain 관련 유전자를 분리하였다. 분리된 BL1 유전자는 총 933개의 염기서열로 311개의 아미노산을 coding 하였다. 지금 까지 알려진 식물 유래 bromelain 관련 유전자와의 alignment 분석한 결과 BAA21929 유전자와 94%, T10516 유전자와 93% 및 P14518 유전자와 81%의 상동성을 보였다. BL1 유전자를 상추 게놈내에 도입하고자 NPTII 유전자 와 BL1 유전자로 제작한 pBI 121 BL 벡터를 Agrobacterium tumefacience LBA4404에 도입한 후, 상추잎 절편에 감염시켜 embryogenic callus 및 재분화 식물체를 육성하였다. 이들식물체로부터 T1세대를 육성하여 PCR 분석을 통해 왜래유전자의 도입 여부를 확인하였다. 또한 형질전환체의 발현여부는 Nothern blot분석 및 eno protease활성을 통해 형질전환체에서 BL1유전자가 안정적으로 상추세포내에서 발현되고 있음을 확인하였다. 따라서 본 실험에서 육성된 bromelain 관련 BL1 유전자가 도입한 형질전환 상추를 육종소재르 활용한다면 상업적으로 유용한 단백질을 분해하는 가수분해효소로써 건강 보조제, 사료첨가제 등에 널리 사용할 수 있을 것으로 생각되어진다.