• Plant Biotechnology Reports
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• 제2권1호
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• pp.59-73
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• 2008

Several aspects of photoperception and light signal transduction have been elucidated by studies with model plants. However, the information available for economically important crops, such as Fabaceae species, is scarce. In order to incorporate the existing genomic tools into a strategy to advance soybean research, we have investigated publicly available expressed sequence tag (EST) sequence databases in order to identify Glycine max sequences related to genes involved in light-regulated developmental control in model plants. Approximately 38,000 sequences from open-access databases were investigated, and all bona fide and putative photoreceptor gene families were found in soybean sequence databases. We have identified G. max orthologs for several families of transcriptional regulators and cytoplasmic proteins mediating photoreceptor-induced responses, although some important Arabidopsis phytochrome-signaling components are absent. Moreover, soybean and Arabidopsis genefamily homologs appear to have undergone a distinct expansion process in some cases. We propose a working model of light perception, signal transduction and response-eliciting in G. max, based on the identified key components from Arabidopsis. These results demonstrate the power of comparative genomics between model systems and crop species to elucidate several aspects of plant physiology and metabolism.

• Molecules and Cells
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• 제44권8호
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• pp.613-622
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• 2021

In vertebrate eyes, the retinal pigment epithelium (RPE) provides structural and functional homeostasis to the retina. The RPE takes up retinol (ROL) to be dehydrogenated and isomerized to 11-cis-retinaldehyde (11-cis-RAL), which is a functional photopigment in mammalian photoreceptors. As excessive ROL is toxic, the RPE must also establish mechanisms to protect against ROL toxicity. Here, we found that the levels of retinol dehydrogenases (RDHs) are commonly decreased in phosphatase tensin homolog (Pten)-deficient mouse RPE, which degenerates due to elevated ROL and that can be rescued by feeding a ROL-free diet. We also identified that RDH gene expression is regulated by forkhead box O (FOXO) transcription factors, which are inactivated by hyperactive Akt in the Pten-deficient mouse RPE. Together, our findings suggest that a homeostatic pathway comprising PTEN, FOXO, and RDH can protect the RPE from ROL toxicity.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.281-283
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• 2002

S-modulin in frog or its bovine homologue, recoverin, is a 26 kDa EF-hand $Ca^{2+}$-binding protein found in rod photoreceptors. The $Ca^{2+}$ -bound form of S-modulin binds to rhodopsin kinase (Rk) and inhibits its activity. Through this regulation, S-modulin is believed to modulate the light-sensitivity of a rod. In the present study, we tried to identify the interaction site of the $Ca^{2+}$ -bound form of S-modulin to Rk. First, we mapped roughly the interaction regions by using partial peptides of S-modulin. The result suggested that a specific region near the amino terminus is the interaction site of S- modulin. We then identified the essential amino acid residues in this region by using S-modulin mutant proteins: four amino acid residues were suggested to interact with Rk. These residues are located in a small closed pocket in the $Ca^{2+}$-free, inactive form of S-modulin, but exposed to the surface of the molecules in the $Ca^{2+}$ -bound, active form of S-modulin. Two additional amino acid residues were found to be crucial for the $Ca^{2+}$ -dependent conformational changes of S-modulin. The present study firstly identified the functional site of S-modulin, a member of a neuronal calcium sensor protein family.in family..

• 한국안광학회지
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• 제18권2호
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• pp.187-191
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• 2013

목적: 한국관박쥐의 망막에서 원뿔세포의 middle/long(ML) opsin cone photoreceptors의 분포를 분석하여 박쥐의 시각계를 이해하고자 하였다. 방법: 표준면역세포화학법을 이용하여 성체 한국관박쥐의 망막을 대상으로 조사하였다. 결과: 4 개체의 망막 전체에서 추정된 ML opsin은 $27,336{\pm}2,130$개였으며, 평균밀도는 $7,854{\pm}268cells/mm^2$이었다. S opsin은 외핵층에 위치한 세포외절에서 일부 면역반응성을 보였다. 결론: ML opsin의 조직화된 분포와 S opsin의 발현 결과는 한국관박쥐가 밝은 빛에도 반응하며 색을 구별할 수 있는 기능을 가지고 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.7-14
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• 2000

본 연구는 무금속프탈로시아닌 색소계를 이용한 전자사진 감광체의 개발에 관한 것이다. 전하발생물질로서는 각종 형태의 무금속프탈로시아닌을 사용했고, 결합제로서는 각종 폴리머를 사용했으며, 전하이동물질로서는 히드라존유도체나 아연착화합물을 사용했다. 전하발생물질로서 사용한 ${\alpha}-$, ${\beta}-$, x형의 프탈로시아닌중에서는 x형의 무금속프탈로시아닌($x-H_2Pc$)의 경우가 가장 좋은 감도를 보였다. 전하발생물질로서는 $x-H_2Pc$를, 전하수송물질로서는 히드라존유도체를 사용했을 때, 다른 감광체들과 비교하여 73.1%의 높은 $1.50lux{\cdot}sec$의 좋은 감도를 보였다.

• Applied Microscopy
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• 제22권1호
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• pp.79-88
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• 1992

In order to identify the effects of the kainic acid in the retina kainic acid (120 nmol/$5{\mu}l$) were injected through the pars plana of the ciliary body into the duck eye ball at 7th day after hatching. The animals were sacrificed by decapitation on the 1st, 4th and 10th day after injection of the kainic acid. The specimen was processed for the light and electron microscopes respectively. The results obtained were as followings 1. The inner nuclear, inner plexiform and ganglion cell layers of the retina showed marked changes in all of the groups. 2. The cells in the inner nuclear layer showed marked degenerative changes of the organelles including the pyknoses and destruction of the nucleus on the 1st day after injection. These destructive changes of the cells were progressively disappeared until the 10th day after injection. 3. After injection of the kainic acid the neurites of the inner plexiform layer were swollen at the first, and thereafter those changes were gradually disappeared until the 10th day. 4. In the ganglion cell defected by the kinic acid, the enlargement and segmentation of the endoplasmic reticulum and pyknosis of the nucleus were-observed in all the groups, although the lipid droplets were only shown in the 4th day. From the above results, the evidence suggests that kainic acid gives to the toxic effect on the nuurons of the retina with exception of the photoreceptors.

• 대한화학회지
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• 제38권9호
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• pp.632-639
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• 1994

가시부 영역에서 산화아연을 광증감시키기 위해 copper phthalocyanine(CuPc)과 sunfast yellow(SY)를 산화아연 분말에 이층 흡착시켰다. 산화아연에 대한 CuPc의 흡착상태를 알기 위하여 ZnO/CuPc의 광음향, IR 및 라만 스펙트럼을 측정한 결과, CuPc는 $\alpha$형 및 $\beta$형의 결정 특성을 유지한 이합체 또는 분자들의 집합체 상태로 산화아연에 흡착된다는 것을 알았다. 산화아연에 CuPc 및 SY를 순차적으로 이층 흡착시킨계(ZnO/CuPc/SY)는 SY를 먼저 흡착시킨 ZnO/SY/CuPc계보다 광기전력이 높게 나타났고, $ZnO/\beta-CuPc/SY$는 $ZnO/\alpha-CuPc/SY$보다 광기전력이 높게 나타났다. $ZnO/\beta-CuPc/SY$의 전자사진 감도를 측정하였더니 630 nm에서 $$S_{1/2}=2.99{\times}10^{-2}(erg/cm^2)^{-1}$ 이었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권6호
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• pp.49-58
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• 2002

본 논문에서는 망막의 전기생리학적 기전을 바탕으로 실제 망막과 유사한 기능 및 응답 특성을 갖는 망막 모델을 제안하였다. 시세포에서 양극세포까지는 기존에 연구된 여러 망막 모델들을 종합하여 모델링하였고, 3 NDP 기전을 이용하여 움직임 정보를 검출한다고 알려져 있는 아마크린세포와 양극세포 터미널에 관한 새로운 모델을 제안하였다. 이 모델의 평가를 위하여, 공간상의 동적 자극과 정지 자극에 대한 응답 특성을 비교 분석을 하였을 뿐만 아니라 자극의 움직임 속도에 따른 특성에 대한 분석도 수행하여 제안한 망막 모델을 검증하였다. 본 연구결과는 움직임 정보를 검출하기 위한 비전 시스템에 대한 인간 시각 시스템의 적용 및 생체에 이식할 수 있는 인공 망막의 개발을 위한 기초 연구에 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.37-40
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• 2002

Ascidians are lower chordates, and their tadpole-like larvae share a basic body plan with vertebrates. To study photoreceptive systems in ascidians, we have isolated and characterized cDNA clones for three opsins, five G protein ${\alpha}$ subunits (G${\alpha}$), catalytic and regulatory subunits of cGMP phosphodiesterase (PDE), and arrestin from the ascidian Ciona intestinalis tadpole larva. Ci-opsin1 and Ci-opsin2 are vertebrate-type opsins, while Ci-opsin3 is a retinal photoisomerase similar to retinochrome and mammalian RGR. Both Ci-opsin1 and arrestin are specifically localized in the photoreceptor cells of the ocellus, whereas Ci -opsin2 is not expressed in the photoreceptors, but is co-localized in another population of neurons in the brain with PDE (Ci-PDE9 and Ci-PDE$\delta$). Ci-opsin3 is present in the entire region of the brain. Though five different cDNAs encoding Ga have been cloned, no transducin-type G protein has been found yet. Interestingly, one of G${\alpha}$i isoform is conspicuously expressed in the entire region of the brain. The Ci-opsin3 gene expression was observed in a broad area of the brain vesicle as well as in the visceral ganglion. Genes encoding ascidian homologs of CRALBP and ${\beta}$-CD, whose function is required for the mammalian visual cycle, are co-expressed with Ci-opsin3 in the brain vesicle and visceral ganglion. Localization of Ci-opsin3, CRALBP, and ${\beta}$-CD in a broad area of the brain suggests that the brain of the ascidian larva has a visual cycle system similar to that of the vertebrate RPE. Based on these data, we discuss the evolution of vertebrate visual systems.

• 생명과학회지
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• 제28권1호
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• pp.9-16
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• 2018

피토크롬은 빛을 인지하여 식물의 생장과 발달에 영향을 미치고, 식물호르몬인 에틸렌은 식물의 줄기 뿌리의 생장을 조절한다. 본 연구는 phyA, phyB and phyAB와 같은 애기장대의 피토크롬 돌연변이체를 이용하여 다양한 빛 조건(암소, white light, red light, far red light)에서 하배축의 생장과 굴중성 반응을 측정하였다. 모든 빛 조건에서 돌연변이체 phyAB는 다른 돌연변이체와 wild type (WT)보다 생장과 굴중성 반응이 가장 촉진되었다. Red light (R)에서 phyB가 phyA보다 굴중성 반응이 촉진되었으나 far red light (FR)에서는 phyB가 phyA보다 굴중성 반응이 억제되었다. 하배축의 생장도 굴중성 반응과 같은 양상으로 조절되었다. 피토크롬의 작용을 설명하기 위하여 에틸렌 생성과 in vitro ACS, ACO 활성을 측정하였다. White light에서 돌연변이체보다 WT에서 에틸렌 생성이 촉진되었다. 그러나 R에서 키운 phyA와 FR에서 키운 phyB에서 에틸렌 생성이 촉진되어 WT와 비슷한 생성량을 보였다. ACS 활성도 에틸렌 생성량의 양상과 일치하였다. 이 결과는 R에서는 phyB의 Pr 형태가, 그리고 FR에서는 phyA의 Pfr 형태가 에틸렌 생성을 조절하여 하배축의 생장과 굴중성 반응을 조절한다는 가능성을 제시한다.