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희소방선균의 seaR 단백질 발현을 통한 기능 분석 (Functional analysis of seaR protein identified from Saccharopolyspora erythraea)

  • 류재기;권필승;이형선
    • 미생물학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.39-47
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    • 2015
  • 방선균이 생산하는 이차대사산물은 자기조절인자(${\gamma}$-butyrolactone autoregulator)라고 불리는 저분자의 신호전달물질과 이에 특이적으로 결합하는 autoregulator receptor protein의 상호작용에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 그러므로 non-host에 autoregulator receptor 혹은 pleiotropic regulator의 발현은 이차대사산물 혹은 새로운 대사화합물의 효율적인 생산을 유도할 것으로 기대된다. 희소방선균 Saccharopolyspora erythreae으로부터 receptor (seaR) 유전자의 기능을 연구하기 위해 다른 속의 균주인 Streptomyces coelicolor A3(2)로 seaR 유전자를 삽입하여 형질전환하였다. S. coelicolor A3(2)의 형질전환은 oriT, attP, $ermEp^*$과 seaR gene 단편을 가지고 있는 ${\Phi}C31$ 유래의 integration vector인 pEV615 (6.6 kb)를 이용하여 Escherichia coli ET12567/pUZ8002를 DNA 공여체로 이용한 접합전달법을 사용하여 확립하였다. seaR 유전자의 삽입 유무는 PCR방법으로 확인하였고, seaR 유전자의 전사 발현은 RT-PCR방법으로 확인하였다. S. coelicolor A3(2)의 경우 표현형 microarray 실험을 통하여 seaR 유전자의 발현에 따른 표현형의 변화를 확인하였다. 특히, 표현형 microarray 실험에 나타난 tetracycline 항생제 기질에 대하여 wild type이 transformant에 비해 빠르게 성장하는 것은 항균제 감수성 검사와 일치하였다. 이는 tetracycline 생합성 유전자 및 내성 유전자의 발현 억제에 따른 변화라고 예상할 수 있으며 이를 위하여 tetracycline 생합성 관련 유전자 및 내성 유전자의 발현 패턴 분석등과 같은 분자 수준에서의 연구가 필요할 것으로 생각된다.

감자의 단백질 분해효소 억제제 II 유전자의 특별한 염기서열의 자연적 제거로 인한 상처 유발성 발현의 소실 (Loss of Specific Sequences in a Natural Variant of Potato Proteinase Inhibitor II Gene Results in a Loss of Wound-Inducible Gene Expression)

  • ;박상규
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제39권2호
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    • pp.104-111
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    • 1996
  • 감자의 genomic DNA library로 부터 분리한 proteinase inhibitor II (pin2) 유전자들의 제한효소 지도를 작성 하였던바 이미 분리된 상처 유발 (wound-inducible)pin2K 유전자의 것과 상이성이 있는 pin2T를 분리하여 염기서열을 결정하였다. 두 유전자의 염기서열은 전체적으로 약 86%의 동일성을 보였으며 특히 promoter 부위의 염기서열은 pin2K 유전자의 전사개시 부위의 상대적인 위치인 -714까지 네부분의 결손(20 내지 60bp)을 제외하던 약 91%수준의동일성을 보였다. 분리한 유전자들의 promoter 부위를 표지 유전자인 CAT와 GUS 유전자에 연결 시킨후 담배에서의 발현을 추적하였던바, pin2K 유전자의 promoter에 의한 표지유전자의 발현은 상처에 의해 발현 되었으나 pin2T 유전자의 promoter에 의한 표지유전자의 발현은 상처 유무와 관계없이 낮은 수준으로 나타났다. 또한 pin2T 유전자의 Promoter 내의 결손은 핵 단백질의 promoter에의 결합에 영향을 주지 않았으며 상처 유발pin2K 유전자의 promoter 염기서열과 비교하였을때 pin2T 유전자의 promoter 부위내에 5'-AGTAAA-3'라는 특별한 염기부위가 자연적으로 제거된것을 알수 있었다. 또한 5'-AGTAAh-3'의 염기부위가 다른 상처 유발 유전자들에서는 흔히 발견되고, 다른 식물 유전자들의 Promoter에서는 쉽게 발견이 되지 않았다. 따라서 상처 유발 pin2K 유전자의 Promoter내에 상처 유발과 관련있는 특별한 염기부위가 자연적으로 결실되어 pin2T 유전자의 발현이 상처 유발성을 잃은것으로 짐작된다.

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울산광산산(蔚山鑛山産) 유비철석(硫砒鐵石)의 조성변화(組成變化) 및 지질온도계(地質溫度計)에 대(對)한 적용(適用) (Compositional Variation of Arsenopyrites in Arsenic and Polymetallic Ores from the Ulsan Mine, Republic of Korea, and their Application to a Geothermometer)

  • 최선규;정재일;이마이 나오야
    • 자원환경지질
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    • 제19권3호
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    • pp.199-218
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    • 1986
  • 울산(蔚山)의 철 중석 스카른광상에서 산출되는 유비철석(硫砒鐵石)은 그의 산출상태(産出狀態) 광물공생관계(鑛物共生關係) 화학조성(化學組成)을 근거로 세 가지 유형으로 구분된다. 유비철석(硫砒鐵石) I 은 다금속광화작용(多金屬鑛化作用) 초기에 정출된 것으로 주로 스카른대 내에서 산점상으로 분포하며, Ni-Fe-Co계 유화물과 밀접한 공생관계를 보여준다. 유비철석(硫砒鐵石) I 의 화학조성은 Ni, Co의 함량이 현저하게 높고 As/S(원자비(原子比))>1으로 과잉(過剩)의 비소를 함유한다. 유비철석(硫砒鐵石) II는 Cu 또는 As 광석중에서 산출되며, 비독사석 휘창연석 비스무스 황동석 섬아연석과 밀접한 공생관계를 보여준다. 유비철석(硫砒鐵石) II의 화학조성은 Ni, Co의 함량이 극히 미량이며, As/S>1으로 과잉(過剩)의 비소를 함유한다. 유비철석(硫砒鐵石) III은 최후기 열수광맥 형성시기에 정출되었으며, 황철석 방연석 섬아연석 자류철석과 밀접한 공생관계(共生關係)를 보여준다. 유비철석(硫砒鐵石) III의 화학조성(化學組成)은 $$As/S1{\leq_-}1$$로 과잉(過剩)의 S를 함유한다. 유비철석(硫砒鐵石) I 은 Ni, Co의 함유량이 1%이상이므로 지질온도계(地質溫度計)로 사용할 수 없지만, 유비철석(硫砒鐵石) II 는 비스무스-휘창연석의 공생관계(共生關係)를 보여 주고 있으므로, 이를 Kretschmar and Scott (1976)에 의한 $1/T-f(S_2)$도에 적용시켜보면 유비철석(硫砒鐵石) II의 정출환경은 $T=460{\sim}470^{\circ}C$, log $f(S_2)=-7.4{\sim}7.0$이고, 유비철석(硫砒鐵石) III의 정출환경은 $T=320{\sim}440^{\circ}C$, log $f(S_2)=-9.0{\sim}7.0$으로 추정된다.

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A549 폐암세포주의 방사선-유도성 세포사에서 NF-${\kappa}B$ 활성화 및 cIAP 발현 (NF-${\kappa}B$ Activation and cIAP Expression in Radiation-induced Cell Death of A549 Lung Cancer Cells)

  • 이계영;곽상준
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제55권5호
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    • pp.488-498
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    • 2003
  • 연구배경 : 세포에 방사선을 조사하면 세포사멸과 함께 AP-l, NF-${\kappa}B$와 같은 여러 전사인자가 활성화 되는 것으로 알려져 있다. 이중 염증과 면역반응의 중요한 전사인자인 NF-${\kappa}B$는 항아포프토시스의 기능이 있으며 NF-${\kappa}B$ 활성화를 차단함으로써 TNF-${\alpha}$나 daunorubicine 등에 의 한 항암효과를 상승시킬 수 있음이 밝혀져 있다. NF-${\kappa}B$의 항아포프토시스 기전은 NF-${\kappa}B$ 의존성 단백질인 cIAPI, 2의 전사발현 유도에 의한 것으로 cIAPl, 2는 caspase 3, 7, pro-caspase-9의 활성을 차단함으로써 아포프토시스를 억제하는 것으로 알려져 있다. 이에 저자들은 방사선 유도성 세포사멸에 비교적 내성을 보이는 A549 세포주에서 방사선에 의한 NF-${\kappa}B$ 활성화와 그에 따른 cIAP 발현유도를 조사하고 NF-${\kappa}B$ 활성화를 차단하여 방사선 유도성 세포사멸의 감작효과를 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 세포주는 A549 폐암세포주를 이용하였고, 방사선 조사는 Varian사의 Clinac 1800C 선형가속기를 이용하였으며 조사량은 10GY를 사용하였다. 세포독성 검사는 MTT Assay를 이용하였고, NF-${\kappa}B$ 활성화 검사는 luciferase reporter gene assay, electromobility shift assay, $I{\kappa}B-{\alpha}$ degradation에 대한 westem blot을 이용하였다. NF-${\kappa}B$활성을 차단하기 위하여 proteosome inhibitor인 MGI32와 $I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor plasmid를 transfection한 안정적 세포주 A549-$I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor를 이용하였다. cIAP의 발현은 RT-PCR을 이용하였고, cIAP2 promoter 활성은 NF-${\kappa}B$ site를 포함한 cIAP2 유전자 5' f1anking region(1.4kb)을 pGL2-Basic luciferase vector에 cloning 한 construct를 사용하여 transfection 후 luciferase assay를 시행하였다. 결 과 : A549 cell에서 10Gy 방사선 조사에 의한 세포독성은 24hr, 48hr에 각각 $10.82{\pm}.3%$, $17.7{\pm}6.4%$로 비교적 내성이 있음을 확인하였다. 방사선에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성은 $I{\kappa}B-{\alpha}$ 분해에 대한 western blot과 EMSA로 확인하였으며 luciferase assay에서도 약 1.6 배 정도의 NF-${\kappa}B$ 활성화가 있었다. NF-${\kappa}B$활성을 차단하기 위해 사용한 MG132는 방사선 유도성 세포사멸에 영향을 주지 않았으며 A549-$I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor 세포주에서도 세포사멸의 감작효과는 없었다. 또한 RT-PCR 결과 방사선에 의한 cIAP1,2 mRNA 발현유도는 관찰되지 않았고 cIAP2 promoter luciferase assay에서도 cIAP2 전사활성 유도는 없었다. 결 론 : A549 폐암세포주에서 방사선에 의해 NF-${\kappa}B$의 활성화는 확인하였으나 활성화 정도가 미약하였고 NF-${\kappa}B$ 의존성 항아포프토시스 유전자인 cIAP가 방사선에 의해 발현유도 되지 않았으며, NF-${\kappa}B$ 활성을 차단함에도 세포독성에 감작효과가 없었으므로 A549 폐암세포주에서 방사선 유도성 세포사멸에 내성을 보이는 기전에는 NF-${\kappa}B$의 역할이 미미하리라고 사료된다.

Microsatellite marker를 활용한 칡소의 유전적 다양성 및 유연관계 분석 (Studies on Genetic Diversity and Phylogenetic relationships of Chikso (Korea Native Brindle Cattle) Using the Microsatellite Marker)

  • 최연호;서주희;박병호;이승수;최태정;조광현;최재원;정경섭;공홍식
    • 생명과학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.624-630
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    • 2015
  • 본 연구는 microsatellite marker를 이용하여 국내에서 사육되고 있는 칡소 9지역 간의 유전적 거리 분석 및 계통 지도 작성 등의 계통유전학적 분석을 실시하였다. 11종의 MS 마커를 이용하여 대립유전자의 수(No. of allele)를 확인한 결과 8에서 24개로 확인되었으며, 기대이형접합율(expected heterozygosity, Hexp)은 0.672에서 0.834 범위 안에 나타났으며, 관측이형접합율(observed heterozygosity, Hobs)은 0.687에서 0.886, 다형성정보지수(Polymorphism information content, PIC)은 0.638에서 0.876로 확인되었다. 무작위 교배집단(Random)으로 가정하였을 경우 동일개체 출현빈도는 11개의 marker를 사용하였을 때, 5.24×10−19 빈도로 출현하는 것을 확인 할 수 있었으며, 반형매 교배집단(Half-sib)과 전형매 교배집단(sib)으로 가정했을 경우에는 2.63×10−06, 2.63×10−06으로 각각 확인되었다. 이러한 결과는 칡소의 개체식별 및 친지확인 marker로 11종의 MS marker가 충분히 활용 가능할 것으로 사료된다. Phylogenetic tree (Neighbor-Joining tree), Principle Component Analysis (PCA) 그리고 Factorial Component Analysis (FCA) 분석을 통해 9 지역의 칡소 집단 간의 유연관계를 확인하였다. 이러한 결과는 칡소 품종을 중요한 가축유전자원으로써 인식하고 국내 타 품종과의 유전적 차별화와 순수성 보존과 능력을 개량하는데 있어 기초 자료로 활용 가능할 것으로 사료된다.

The role of $Na^+-Ca^{2+}$ exchange on calcium activated chloride current in single isolated cardiac myocyte in pulmonary vein of rabbit.

  • Kim, Won-Tae;Lee, Yoon-Jin;Ha, Jeong-Mi;Han Choe;Jang, Yeon-Jin;Park, Chun-Sik;Lee, Chae-Hun m
    • 한국생물물리학회:학술대회논문집
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    • 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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    • pp.37-37
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    • 2003
  • We have shown the $Ca^{2+}$-activated chloride current is present in cardiac myocyte in rabbit pulmonary vein (Kim et al., 2002). This current amplitude was increased as [N $a^{+}$]$_{i}$ was increased and we suggested this chloride current may be involve in the spontaneous action potential frequency change. Since this current is activated by the increase of intracellular $Ca^{2+}$, we would like to test what is the inducer of the increase of [C $a^{2+}$]$_{i}$ between a L-type $Ca^{2+}$-current or a reverse mode of N $a^{+}$-C $a^{2+}$ exchange current. White rabbit (1.5 kg) was used and anesthetized with Ketamin (100 mg/kg). Pulmonary vein (PV) was isolated and sleeve area between left atrium and PV was dissected. Using collagenase (Worthington 0.7 mg/cc), single cardiac myocytes were isolated. In the presence of 15 mM of N $a^{+}$, three steps of voltage pulses were applied (holding potential : -40 ㎷, -80 ㎷ for 50 msec, 30 ㎷ for 5 msec, 10 ㎷ steps from -70 ㎷ to 60 ㎷). The inward and outward tail current was activated after brief 5 msec prepulse. The outward tail current was blocked by the removal of extracellular chloride substituted by glucuronic acid or by a chloride channel blocker, 5 mM 9-AC. But the inward tail current was still remained even though the amplitude was decreased. The reversal potentials were changed to the direction of the change of chloride equilibrium potential ( $E_{Cl}$ ) but the shift of equilibrium potential was not enough to match to the theoretical equilibrium potential shift. In the presence of L-type $Ca^{2+}$ channel blocker, nifedipine 1 uM, inward tail currents were greatly reduced but the outward current tail currents were still remained. In the presence of N $a^{+}$-C $a^{2+}$ exchange current blocker, 10 uM KB-R7943, the inward and outward tail currents were blocked almost completely. We tried to test the $Ca^{2+}$sensitivity of the chloride current with various [C $a^{2+}$]$_{i}$ in pipette solution from 100 nM to 1 uM but we failed to activate $Ca^{2+}$-activated chloride currents even though the cell became contracted in the presence of 1 uM $Ca^{2+}$. From these results, we could conclude that the increase of [C $a^{2+}$]$_{i}$ to activate the outward $Ca^{2+}$-activated chloride current was mainly induced by the activation of the reverse mode of N $a^{+}$-C $a^{2+}$ exchanger, But for the increase of [C $a^{2+}$]$_{i}$ to activate the inward tail current, L-type $Ca^{2+}$ current may be the major provoking current. Since the cytosolic increase of [C $a^{2+}$]$_{i}$ through pipette solution have failed to activate $Ca^{2+}$-activated chloride current, this chloride current may have very low $Ca^{2+}$ sensitivity or a comparmental increase $Ca^{2+}$ such as in subsarcolemmal space may activate the chloride current. Since there are several reports and models that the increase of $Ca^{2+}$ in subsarcolemmal space would be over several to tens of uM, both possibility may be valid together.uM, both possibility may be valid together.

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Anti-inflammatory Metabolites of Agrimonia pilosa Ledeb. and Their Mechanism

  • Park, Mi Jin;Ryu, Da Hye;Cho, Jwa Yeoung;Kang, Young-Hwa
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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    • pp.13-13
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    • 2018
  • The anti-inflammatory (INF) compounds (1-15) were isolated from Agrimonia pilosa Ledeb. (APL) by activity-guided isolation technique. The isolated compounds (1-15) were identified as quercetin-7-O-rhanmoside (1), apigenin-7-O-glycoside (2), kaempferol-7-O-glycoside (3), apigenin-7-O-[6"-(butyl)-glycoside] (4), querceitn (5), kaempferol (6), apigenin (7), apigenin-7-O-[6"-(pentyl)-glycoside] (8), agrimonolide (9), agrimonolide-6-O-glucoside (10), desmethylagrimonolide (11), desmethylagrimonolide-6-O-glucoside (12), luteolin (13), vitexin (14) and isovitexin (15). Flavonoids, compound 2, 3, 11, and 14-15 have been found in APL for the first time. Furthermore, two novel flavone derivatives, compound 4 and 8, have been isolated inceptively in plant. In the no cytotoxicity concentration ranges of $0-20{\mu}M$, nitric oxide (NO) production level of 1-15 was estimated in LPS-treated Raw 264.7 macrophage cells. The flavone aglycones, 7 (apigenin, $IC_{50}=3.69{\pm}0.34{\mu}M$), 13 (luteolin, $IC_{50}=4.62{\pm}0.43{\mu}M$), 6 (kaempferol, $IC_{50}=14.43{\pm}0.23{\mu}M$) and 5 (quercetin, $IC_{50}=19.50{\pm}1.71{\mu}M$), exhibited excellent NO inhibitory (NOI) activity in dose-dependent manner. In the structure activity relationship (SAR) study of apigenin-derivatives (APD), apigenin; Api, apigenin-7-O-glucoside; Api-G, apignenin-7-O-[6"-(butyl)-glycoside]; Api-BG and apignenin-7-O-[6"-(pentyl)-glycoside]; Api-P, from APL on INF activity was investigated. The INF mediators level such as NO, INF-cytokines, NF-KB proteins, iNOS and COX-2 were sharply increased in Raw 264.7 cells by LPS. When pretreatment with APD in INF induced macrophages, NOI activity of Api was most effective than other APD with $IC_{50}$ values of $3.69{\pm}0.77{\mu}M$. And the NOI activity was declined in the following order: Api-BG ($IC_{50}=8.91{\pm}1.18{\mu}M$), Api-PG ($IC_{50}=13.52{\pm}0.85{\mu}M$) and API-G ($IC_{50}=17.30{\pm}0.66{\mu}M$). The NOI activity of two novel compounds, Api-PG and Api-BG were lower than their aglycone; Api, but more effective than Api-G (NOI: Api-PG and Api-BG). And their suppression ability on INF cytokines such as $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$ and IL-6 mRNA showed the similar tendency. Therefore, the anti-INF mechanism study of Api-PG and Api-BG on nuclear factor-kappa B ($NF-{\kappa}B$) pathway, representative INF mechanism, was investigated and Api was used as positive control. Api-BF was more effectively prevent the than phosphorylation of $pI{\kappa}B$ kinase (p-IKK) and p65 than Api-PG in Raw 264.7 cells. In contrast, Api-PG and Api-BG were not reduced the phosphorylation of inhibitor of kappa B alpha ($I{\kappa}B{\alpha}$). Moreover, pretreatment with Api-PG and Api-BG, dose-dependently inhibited LPS-induced expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) mRNAs and proteins in macrophage cells, and their expression were correlated with their NOI activity. Therefore, APL can be utilized to health promote agent associated with their AIN metabolites.

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비소세포폐암에서의 망막모세포종유전자의 소실 (Loss of the Retinoblastoma Gene in Non-Small Cell Lung Cancer)

  • 이춘택;김창민;조재일;심영목;홍원선;이진오;강태웅
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제40권2호
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    • pp.98-103
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    • 1993
  • 연구배경 : Retinoblastoma 유전자(Rb)의 비활성화는 여러 종류의 암에서 관찰되어 왔다. Rb의 이형성의 소실(loss of heterozygosity)은 Rb의 비활성화의 가장 흔한 기전으로 소세포폐암에서는 거의 모든 예에서 관찰되나 비소세포폐암에서는 훨씬 낮은 빈도로 관찰된다고 알려져 있다. 이에 저자들은 개흉수술시 얻은 한국인의 비소세포폐암 및 정상폐조직의 DNA 에서 Rb의 변화를 관찰하였다. 방법: 폐암조직 및 정상폐조직에서 proteinase K에 의한 소화 및 phenol-chloroform 추출 방법으로 genomic DNA를 추출한 후 제한효소인 EcoRI으로 소화시키고 agarose gel 에서 전기영동분리시켰다. Southern blot 방법으로 DNA를 nylon 막에 흡착시킨 후 Rb 1 탐식자로 hybridization 시켜 stringent condition에서 세척하여 X-ray 필름에 적당기간 노출시켜 현상하였다. 결과 : 26예의 편평상피세포암중 16예에서 정상폐 DNA 에서 RFLP에 의한 Rb의 이형성이 관찰되었으며 이중 10예 (62.5%)의 폐암조직 DNA 에서 이형성의 소실이 관찰되었다. 17예의 폐선암중 11예의 정상폐 DNA 에서 RFLP에 의한 Rb의 이형성이 관찰되었으며 이중 5예 (45.4%)의 폐암 DNA 에서 이형성의 소실이 관찰되었다. Rb의 비활성화 유무에 따른 두 군 사이에 연령, 성별, 암의 병기, 암의 분화도 및 흡연력의 차이가 없었다. 결론: 이상의 결과로 Rb의 비활성화는 비소세포폐암의 발생기전에 중요한 역할을 하리라 생각된다.

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Control of Trophoblast Gene Expression and Cell Differentiation

  • 천종윤
    • 대한생식의학회:학술대회논문집
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    • 대한불임학회 2001년도 제2차 연수강좌
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    • pp.195-205
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    • 2001
  • 태반 영양배엽 (trophoblast)은 포유동물의 발생과정 중 가장 먼저 분화되는 세포로서, 자궁환경내에서 배아가 착상, 발생, 및 분화하기 위해서 반드시 필요한 태반을 형성하는 색심적인 세포이다. 영양배엽 세포의 분화과정중의 결함은 배아의 사산이나 임신질환 등의 치명적 결과를 초래한다. 하지만, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 분자생물학적인 메카니즘은 아직 규명되지 않고 있다. 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 경로를 규경하기 위한 선결과제는 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 많은 유전자들이 밝혀져야만 한다. 본 연구팀은 최근에 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 두 종류의 새로운 유전자들을 찾았다. 한 종류는 homeobox를 보유하고 있는 조절 유전자 Psx이고, 다른 한 종류는 임신호르몬인 태반 프로락틴 라이크 단백질 유전자 PLP-C${\beta}$이다. 본 연구과제의 목표는 이들 유전자의 기능과 조절 메카니즘을 규명함으로써, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 조절경로를 밝히는 것이다. 이를 위하여 다음과 같은 일련의 연구를 수행할 것이다. 1) Psx 유전자가 분화된 영양배엽 세포에서만 발현케 하는 조절 메카니즘을 규명하기 위해 functional assays, in vitro footprinting, gel mobility shift assays, 생쥐형질전화, UV crosslinking, Southwestern blot 등의 방법을 통해 Psx 유전자의 cis-acting 요인과 trans-acting factor를 밝혀 분석한다. 2) 영양배엽 세포의 분화조절 경로를 규명하기 위해 random oligonuclotide library screening, DD-PCR, subtractive screening 등의 방법을 이용하여 Psx 유전자에 의해 조절되는 하부유전자를 밝힌다. 3) Psx 유전자를 knock-out시켜 영양배엽 세포가 발달 및 분화하는데 미치는 역할을 밝힌다. 4) Yeast two-hybrid screening방법을 이용하여 태반 프로락틴 유전자의 수용체를 찾아 이들의 신호전달 기전을 밝힌다. 제1차년 연구결과로서, mouse와 rat으로부터 각각 Psx 유전자의 genomic DNA를 클로닝하여, 유전자 구조를 비교한 결과, mouse Psx (mPsx2)는 4개의 exons으로 이루어져 있는 반면에, rat Psx (Psx3)는 3개의 exons으로 구성되어 있었다. 즉, rPsx3는 mPsx2의 exon1이 없었다. Notrhern blot과 in situ hybridization 분석에 의해 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 발현 조절되는 현상을 밝혔다. 실제로 mPsx2와 rPsx3의 5'-flanking지역을 클로닝하여 염기서열 분석 결과 전혀 homology를 찾을 수 없었다. 또한, 이들 각각 promoter의 activity를 luciferase reporter를 이용하여 조사한 결과 Rcho-1 trophoblast cells에서 각기 다른 activity를 보여 주는 것을 발견하였다. Psx 유전자의 transcription start sites는 Primer extension에 의해 밝혔다. 또한 Psx2 유전자를 knock-out 시키기 위해 targeting vector를 Osdupde1에 제작하였다. 본 과제를 시작할 때 새로운 프로락틴 유전자 하나를 클로닝하여 이 유전자를 PLP-I라고 이름을 붙였다. 이 후 이 유전자 (PLP-I)는 PLP-C${\beta}$라고 이름을 붙이게 되었다. Mouse PLP-C${\beta}$ 유전자의 counterpart를 rat에서 찾아 염기서열을 비교한 결과 mouse와 rat에서 PLP-C${\beta}$유전자의 homology는 약 79% (amino acid level)였다. 본 연구과정을 통해 또 하나의 새로운 PLP-C subfamily member를 mouse로부터 클로닝 하였고, 이 유전자를 PLP-C${\gamma}$라 하였다. PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$의 발현 유형은 Northern blot과 in 냐셔 hybridization 분석에 의해 태반의 제한된 spongitrophoblast와 trophoblast giant cells에서만 발현하는 것을 밝혔다. 놀랍게도 이들 두 새로운 유전자는 alternative splicing에 의해 두 종류의 isoform이 있음을 밝혔다. PLP family member 유전자로서 splicing에 의한 isoforms을 보여 주는 유전자로는 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 최초이다. 이들 isoform mRNAs의 발현 유형은 RT-PCR 방법을 이용하여 규명하였다. 또 하나의 새로운 발견은 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 독특한 유전자 구조를 갖고 있었다. 즉, PLP-C${\beta}$는 exon3의 alternative splicing에 의해 5개 혹은 6개의 exons을 갖는 two isoforms이 생긴다. 반면에 PLP-C${\gamma}$는 exon2가 alternative splcing이 되면서 7개의 exons을 갖거나 6개의 exons을 갖는 isoforms을 만든다. 그리고, PLP-C${\gamma}$의 promoter activity를 trophoblast Rcho-l${\gamma}$ 세포주를 이용하여 PLP-C${\gamma}$ 의 1.5 kb 5'-flanking 지역이 trophoblast-specific promoter activity를 갖고 있음을 밝혔다. PLP-C${\gamma}$ 유전자의 transcription start site는 Primer extension에 의해 밝혔다. 제 1차 년도의 연구결과를 토대로, 2차년에서는 다음단계의 연구를 수행하고자 한다. 즉, 1) mPsx2와 rPsx3의 promoter를 비교분석 함으로서 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 조절되는 메카니즘 규명, 2) Psx와 PLP-C 유전자의 promoter에 있는 cis-acting elements 탐색, 3) Psx2와 Psx3의 단백질을 이용하여 이들이 binding하는 target sequence 규명, 4) 제작한 Psx2 targeting vector를 이용하여 ES cells에서 Psx2 유전자 knock-out, 5) Psx 유전자를 과발현시키는 세포주를 만들고 Psx에 의해 조절되는 유전자 탐색, 6) 새로 밝히 PLP-C members 유전자들의 조절기전을 Rcho-1 세포주를 이용하여 여러 거지 성장인자와 다른 호르몬에 대한 반응을 탐색, 7) Psx와 PLP-C${\gamma}$ 유전자의 chromosomal mapping 등을 밝힐 것이다.

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재조합 대장균으로부터 추출.정제된 베타-카로틴의 주름개선 활성 (Anti-wrinkle Activity of $\beta$-carotene Extracted & Purified from Recombinant Escherichia coli)

  • 조지송;구보미;강상수;이재란;김유근;이학;김성배;김선원;김창준;정인영
    • KSBB Journal
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    • 제23권6호
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    • pp.513-518
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    • 2008
  • 재조합 대장균으로부터 베타-카로틴을 추출/정제하고 정제된 베타-카로틴의 주름개선 성능을 평가하였다. 탈수 용매, 추출 용매에 따른 추출량의 큰 변화는 발견되지 않았으나, wet-cell cake으로부터 추출한 경우가 dry cell로부터 추출한 경우에 비하여 2배 많은 양의 베타-카로틴이 추출되었다. 5 g의 wet-cell cake을 파쇄하고, 아세톤으로 탈수한 후, isobutyl acetate로 추출한 결과 36 mg의 베타-카로틴이 추출되었는데, 이는 61.2% 회수율에 해당한다. 베타-카로틴의 결정을 생성시키고 이를 분리한 결과 순도가 증가하였다. 재조합 대장균 배양액 2.5 L로부터 얻은 wet-cell cake 223 g의 탈수, 세포 파쇄 후 세포 잔사물로부터 베타-카로틴 추출, 농축, 결정화 등을 통하여 최종적으로 순도 93%인 베타-카로틴 결정 633 mg을 얻었다. 사람섬유아세포 배양을 통하여 정제된 베타-카로틴의 세포 독성 및 콜라겐 합성에 미치는 영향을 조사하였다. $1.7{\mu}M$의 베타-카로틴을 첨가 시 세포에 독성을 거의 나타내지 않았으며 콜라겐 합성양은 첨가하지 않은 경우에 비하여 1.4배 증가하였다. 본 결과는 저 유독성 용매를 사용하고 기존보다 간단한 방법을 사용하여 재조합 대장균으로부터 고순도의 베타-카로틴을 정제할 수 있고 이를 기능성 화장품의 주름개선제로 사용될 수 있음을 시사한다.