• Animal Bioscience
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• 제36권2_spc호
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• pp.333-338
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• 2023

Genetic modification enables modification of target genes or genome structure in livestock and experimental animals. These technologies have not only advanced bioscience but also improved agricultural productivity. To introduce a foreign transgene, the piggyBac transposon element/transposase system could be used for production of transgenic animals and specific target protein-expressing animal cells. In addition, the clustered regularly interspaced short palindromic repeat-CRISPR associated protein 9 (CRISPR-Cas9) system have been utilized to generate chickens with knockout of G0/G1 switch gene 2 (G0S2) and myostatin, which are related to lipid deposition and muscle growth, respectively. These experimental chickens could be the invaluable genetic resources to investigate the regulatory pathways and mechanisms of improvement of economic traits such as fat quantity and growth. The gene-edited animals could also be applicable to the livestock industry.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권11호
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• pp.1648-1657
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• 2014

기능성 수정과의 대량생산을 위하여 전통 수정과로부터 계피, 생강 및 설탕을 사용하는 수정과 레시피를 개발하고, 감미료인 stevia와 scFOS를 첨가하여 기능성 수정과 레시피를 개발하였다. 수정과 레시피 개발은 수정과의 특성에 대해 전문 교육을 받은 관능 평가원 10명(총 50회)이 참여하였다. 수정과와 기능성 수정과의 간지질 축적 억제 효과 및 관련 기전 연구를 위해 유전적으로 변형된 마우스에서 4주간 콜레스테롤 식이로 고콜레스테롤혈증(총 콜레스테롤 >1,000 mg/dL)을 유발한 후 6주간 수정과를 경구로 섭취시켰다. 수정과 섭취량은 한국인의 1일 음료 섭취량을 기준으로 산출하였다. 간의 중성지방 및 콜레스테롤 농도는 설탕물을 섭취한 대조군에서 물을 섭취한 정상대조군에 비해 31.4%, 21.2% 유의적으로 증가하였으며(P<0.05) 동일한 농도의 설탕을 함유한 수정과 섭취에 의해 중성지방 17.9%(P=0.044) 그리고 콜레스테롤 12.6%(P=0.027) 감소하여 수정과의 지질 저하 효과를 확인하였고, 이러한 수정과의 효과는 설탕 함량의 일부를 stevia와 scFOS로 대체한 기능성 수정과군에서 더욱 낮았다. 그러나 시판 수정과의 간지질 농도는 설탕물만 섭취한 대조군과 유사하여 지질 축적 억제 효과가 관찰되지 않았는데, 이는 낮은 생강, 계피 추출물의 양 때문으로 생각되었다. 수정과군들의 FAS, HMGCR 및 SREBP-1, 2의 단백질 발현은 대조군에 비해 유의적으로 낮았으며 특히 기능성 수정과의 효과가 매우 높았다. 이상의 결과를 살펴보면 수정과의 기능성은 계피, 생강 및 당 함량의 모든 요인이 함께 작용한 것으로 확인되었다. 동일 농도의 설탕을 사용하였을 때 계피 및 생강의 효과는 유의적이었으며, 계피와 생강의 농도를 동일하게 하고 설탕 함량의 일부를 stevia와 scFOS로 대체한 기능성 수정과의 효과는 설탕만 사용한 수정과에 비해 유의적인 차이는 없었으나 간지질 축적 및 관련 효소 및 전사인자의 발현을 억제하는 효과가 매우 높았다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권3호
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• pp.439-445
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• 2017

Objective: Production of alpha-1,3-galactosyltransferase (${\alpha}GT$)-deficient pigs is essential to overcome xenograft rejection in pig-to-human xenotransplantation. However, the production of such pigs requires a great deal of cost, time, and labor. Heterozygous ${\alpha}GT$ knockout pigs should be bred at least for two generations to ultimately obtain homozygote progenies. The present study was conducted to produce ${\alpha}GT$-deficient miniature pigs in much reduced time using mitotic recombination in neonatal ear skin fibroblasts. Methods: Miniature pig fibroblasts were transfected with ${\alpha}GT$ gene-targeting vector. Resulting gene-targeted fibroblasts were used for nuclear transfer (NT) to produce heterozygous ${\alpha}GT$ gene-targeted piglets. Fibroblasts isolated from ear skin biopsies of these piglets were cultured for 6 to 8 passages to induce loss of heterozygosity (LOH) and treated with biotin-conjugated IB4 that binds to galactose-${\alpha}$-1,3-galactose, an epitope produced by ${\alpha}GT$. Using magnetic activated cell sorting, cells with monoallelic disruption of ${\alpha}GT$ were removed. Remaining cells with LOH carrying biallelic disruption of ${\alpha}GT$ were used for the second round NT to produce homozygous ${\alpha}GT$ gene-targeted piglets. Results: Monoallelic mutation of ${\alpha}GT$ gene was confirmed by polymerase chain reaction in fibroblasts. Using these cells as nuclear donors, three heterozygous ${\alpha}GT$ gene-targeted piglets were produced by NT. Fibroblasts were collected from ear skin biopsies of these piglets, and homozygosity was induced by LOH. The second round NT using these fibroblasts resulted in production of three homozygous ${\alpha}GT$ knockout piglets. Conclusion: The present study demonstrates that the time required for the production of ${\alpha}GT$-deficient miniature pigs could be reduced significantly by postnatal skin biopsies and subsequent selection of mitotic recombinants. Such procedure may be beneficial for the production of homozygote knockout animals, especially in species, such as pigs, that require a substantial length of time for breeding.

• 생명과학회지
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• 제16권5호
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• pp.780-787
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• 2006

본 연구진은 일차로 BALB/C 마우스를 이용하여 항원으로 ovalbumin을 사용하여 천식을 유발하여 폐 내 세포구성에 미치는 영향을 다른 실험방법에 의해 만들어진 천식모델과 비교하여 살펴보았고 이차로 천식 발생에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 IL-4와 IL-10 knock out (KO) 마우스를 이용하여 천식모델을 구축하여 천식인자를 가진 개체에서의 반응과 천식관련인자가 결핍된 개체에서의 반응성의 차이를 살펴보았다. 천식의 유발은 실험 1일째 $20\;{\mu}g$ ovalbumin으로 감작시킨 후 실험 14일에 재감작을 시켰다. 그 후 nebulizer를 이용하여 nasal inhalation을 28일, 29일, 30일에 실시하여 천식을 유발시켰다. 천식 유발의 확인은 기관지폐포 세척술로 채취한 폐 내 세포액을 이용하여 총 세포수 및 염증세포의 증가와 폐 내 세포와 폐조직의 염색을 통해 분포율을 확인하였다. 천식의 발병 과정에서 IgE 관련 과민반응을 주도하는 IL-4와 Th2 세포의 기능을 억제한다고 알려진 IL-10의 면역화학염색을 통해 그 발현정도를 관찰하였다. BALB/c 마우스의 천식유발군의 경우 천식의 특징인 염증세포의 증가와 호산구의 증가와 세기관지 주위 염증세포의 침윤 및 기도 상피의 비후를 관찰할 수 있었다. 따라서 본 실험에 응용된 천식유발 방법은 적합하였으며 천식유발 절차가 성공적으로 수행되었음을 확인하였다. IL-4 및 IL-10 KO 마우스를 이용한 천식유발군의 경우 BALB/c 마우스를 이용한 천식유발군보다 호산구의 증가 정도가 미약하게 관찰되었고, 폐조직 내 염증세포의 침윤 정도도 감소하였다. 천식매개인자인 IL-4와 IL-10의 면역조직화학염색 결과에서도 양성반응이 거의 나타나지 않았다. 본 연구 결과, IL-10이 IL-4와 같이 천식과 관련하여 세기관지 염증 반응을 증가시키는 역할을 하는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제20권4호
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• pp.555-560
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• 2010

이 연구는 Hsp70.1 유전자가 결핍된 생쥐를 이용하여 운동전처치에 따른 신장허혈재관류손상에서 혈청 크레아틴, 신장에서 CuSOD와 MnSOD의 발현변화를 관찰하는데 그 목적을 두고 있다. 실험동물은 c57/BL6 계 수컷(wild type: WT)과 Hsp70.1 knockout (KO) 생쥐를 정상대조군(n=8), 운동군(n=8), 허혈운동군(n=8) 및 허혈군(n=8)의 4군으로 분류하여 이용하였다. 실험종료 후 마취를 한 후 혈청 creatinine을 분석하기 위해서 신장에서 혈액을 추출하였고, 신장을 적출하여 western blot 으로 eCuSOD와 MnSOD 발현변화를 비교하였다. KO 허혈군에서의 CuSOD, MnSOD는 다른 군에 비해 유의하게 낮게(p<0.001, p<0.05) 발현하였으며, creatinine은 높은(p<0.001)농도로 나타났다. 반면 WT에서는 유의한 변화가 나타나지 않았다. 흥미롭게도 KO허혈운동군에서의 CuSOD, MnSOD는 허혈군보다 뚜렷하게 증가하였으며, creatinine은 허혈군에 비해 현저히 감소(p<0.01)하였다. 이상의 결과를 종합하면 Hsp70은 신장허혈재관류손상에 직접적인 관련이 있음을 추정할 수 있다. 따라서 운동전 처치는 허혈성신장기능저하에 예방할 수 있다고 생각된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제49권3호
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• pp.309-320
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• 2007

본 연구에서는 남성 생식 기관인 efferent ductules(ED)에서 monocarboxylate transporter (MCT) isoform과 Basigin(Bsg)의 mRNA 발현을 탐구하고, MCT1의 발현이 에스트로젠 수용체 α에 의해 조절되는지를 연구하였다. 생후 여러 연령대의 백서 ED에서 MCT isoform과 Bsg의 mRNA 발현 여부는 real-time PCR에 의해 조사 되었고, 정상 생쥐와 에스트로젠 수용체 α knockout 생쥐를 사용하여 에스트로젠 수용체 α에 의한 MCT1의 발현 조절 여부는 immunohistochemistry 방법에 의해 간접적으로 알아 보았다. 본 연구 결과는 백서의 ED에서 MCT1, 2, 3, 4와 8 그리고 Bsg 유전자의 발현은 연령에 따라 다르게 나타나며, MCT1의 발현이 ED의 ciliated 세포의 basolateral 지역에서 발현되고 어떤 측면에서 ERα에 의해 조절되어 질 수 있음을 보여 주었다. 따라서 본 연구 결과는 MCT가 monocarboxylate의 세포 내, 외부로 운반을 조절함으로써 남성 생식기의 일부인 ED의 역할을 조절하는데 관여함을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제18권8호
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• pp.1173-1176
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• 2008

본 연구에서는 ALDH2 knockout 마우스를 이용하여 에탄올을 경구 투여한 후 간조직 및 뇌조직, 그리고 폐조직에서의 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) 농도를 측정하여 각 장기에서의 산화적 유전자 손상정도를 평가하고 ALDH2 효소활성과의 관련성을 파악하였다. 간조직의 8-OHdG 농도는 에탄올 투여에 의해서도 유의하게 증가하지만 ALDH2 효소의 결핍이 더욱 큰 영향을 주는 것으로 확인되었다. 또한, 뇌조직과 폐조직의 8-OHdG 농도도 에탄올에 의해 모두 유의하게 증가하는 것으로 나타났으며 폐조직에서의 8-OHdG 농도는 ALDH2 효소의 활성에 따라 유의하게 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구에서 에탄올의 반복적인 투여는 간조직 뿐 아니라 뇌조직과 폐조직에서도 산화적 유전자 손상을 유발하는 것으로 확인되었으며, 적어도 에탄올에 의한 간조직과 폐조직에서의 산화적 유전자 손상은 ALDH2 활성이 결핍된 경우에 더욱 커지는 것으로 조사되었다. 본 연구의 결과는 ALDH2 효소가 결핍된 사람에서 각종 암발생 위험도가 크게 나타나는 이유를 규명하는데 매우 중요한 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.531-536
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• 2016

본 연구는 최근 연구자 등이 보고한 NQO1 knockout (결핍) 생쥐의 점막기능 감소 및 장염유발 현상을 인간 대장상피세포에서 재확인하는 것이다. 이를 위해, 사람 대장상피세포주인 HT29 세포에 NQO1 억제제인 dicumarol을 처치한 다음 밀착연접 조절인자의 변화를 평가하였다. HT29 세포에 10 μM dicumarol을 처치하여 NQO1을 억제하면 인간 대장상피세포의 밀착연접이 유의하게 줄고 구성인자들(ZO1, occludin)의 단백질 양도 감소함을 확인하였다. 생쥐 대장 내강에 dicumarol (10 μM)을 직접 처치한 결과 점막 투과율이 현저하게 증가함도 확인하였다(장벽기능 감소). 이는 인간 대장상피세포의 밀착연접 형성과정이 NQO1에 의존적임을 보여준다. 그러나 dicumarol 처치는 ZO1과 occludin의 전사량을 억제하지 않았다. NOQ1 결핍 생쥐에서 ZO1과 occludin의 전사량이 크게 감소한다는 이전 보고를 감안하면, NQO1에 의한 밀착연접 단백질의 양적 조절 과정이 전사를 포함하는 다양한 경로와 연관되어 있음을 시사한다. 즉, NQO1에 의한 ZO1과 occludin 조절 과정에 프로테오좀 의존-단백질 변성과 같은 단백질 파괴 경로가 이용될 수 있다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제27권8호
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• pp.873-878
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• 2017

본 연구는 대식세포 활성화 과정에서 NQO1의 역할을 확인하는 것이다. 대식세포의 활성화 정도는 배양액으로 분비하는 IL-6와 $TNF-{\alpha}$ 양을 측정하여 평가하였다. 먼저 NQO1 WT 생쥐와 NQO1 KO 생쥐에서 각각 분리한 복강대식세포의 활성화 정도를 비교해 보았다. 특이하게도 NQO1 KO 복강대식세포가 NQO1 WT에 비해서 더 높게 활성화되어 있었다. 또한 일반 생쥐의 복강대식세포에 NQO1 억제제(dicumarol)을 처치한 경우에도 강한 활성이 유도됨을 확인하였다. Dicumarol을 처치한 RAW264.7 (대식세포주)에 서도 강한 활성화가 관찰되었다. 이는 NQO1이 대식세포의 활성화 과정을 억제하는 경로와 연관되어 있음을 보여준다. 더욱이 dicumarol을 처치하여 NQO1의 기능을 억제시킨 다양한 대식세포에서 $I{\kappa}B$ 단백질이 유의하게 감소한다는 사실을 확인하였다. 대식세포 활성화 과정을 매개하는 주요 신호분자가 $NF{\kappa}B$이며 이 분자에 대한 억제자가 $I{\kappa}B$라는 사실들을 감안할 때, NQO1의 기능이 $I{\kappa}B$ 단백질변성 억제와 연관되어 있으며 이를 통해 대식세포의 활성화를 차단했을 가능성이 있다. 본 연구는 향 후 대식세포 활성화 과정을 조절하는 NQO1의 역할을 규명하는데 있어서 중요한 기초 결과가 될 것이다.

• 원예과학기술지
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• 제30권6호
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• pp.734-742
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• 2012

본 연구는 배추의 유전자 기능분석을 위한 RNAi 유전자 침묵 기법과 T-DNA 삽입 기법을 비교하기 위해 수행하였다. 두 종류의 형질전환 계통이 이용되었으며 BrSAMS-knockout(KO) 계통은 T-DNA 삽입으로 한 개의 Brassica rapa S-adenosylmethionine synthetase(BrSAMS) 유전자가 기능을 상실한 계통이었으며 BrSAMS-knockdown(KD) 계통은 RNAi 방법을 통해 BrSAMS 유전자들의 발현이 억제된 계통이었다. KO 계통과 KD 계통의 microarray 분석 결과에서는 SAMS 유전자와 관련된 sterol, 자당, homogalacturonan 생합성 및 glutaredoxin-related protein, serine/threonine protein kinase, 그리고 gibberellin-responsive protein 유전자들의 발현 수준이 뚜렷한 차이를 보여 주었다. 그러나 KO 계통의 유전자 발현 양상은 하나의 BrSAMS 유전자가 기능을 상실하였음에도 불구하고 대조 계통과 비교하여 RNAi기법을 적용한 KD 계통에 비해 큰 차이를 보여주지 못했다. 또한 직접적으로 SAMS 유전자와 관련된 폴리아민과 에틸렌 합성 유전자들의 발현 변화도 KD 계통에서 더 잘 나타났다. 본 연구에서 microarray 결과를 이용한 KO 계통의 BrSAMS 기능분석은 배추과식물의 게놈 triplication 발생으로 인하여 다수로 존재하는 SAMS 유전자들 때문에 명확한 결론을 얻을 수 없었다. 결론적으로 배추와 같은 배수체 작물의 유전자 기능 분석은 RNAi silencing에 의한 유전자 knock-down 기법이 T-DNA 삽입에 의한 knock-out 기법보다 더욱 효율적인 것으로 나타났다.