• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제43권1호
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• pp.29-36
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• 2021

Silkworms have long been bred with human history to produce silk. It has been with humans for longer than other industrial insects, and the silkworm variety has been continuously improved. Silkworms have been developed into the optimal form for producing high quality silk and pupae. Recently, the production of transgenic silkworms has further expanded the possibility of industrial value of silkworms. Kynurenine 3-monooxygenase (KMO), which is a flavin enzyme, is known for its involvement in ommochrome pigment synthesis. In the field of mammals, including humans, previous studies have revealed the function and role of KMO, which is an important enzyme for various immune responses and cell protection. However, in the case of insects, the function of KMO has only been studied to be involved in the formation of pigment, and accordingly, KMO is used exclusively on screening for generation of transgenic insects as a marker. In this study, using KMO-edited silkworms, it was intended to discover the novel functions and roles of KMO in silkworms by identifying changes in the expression of various genes associated with stress and growth. The changes were observed in expressions of genes regulating on stresses to survive and those on ecdysteroid hormone between wild-type (WT) silkworms and kmo mutant silkworms. The loss of KMO, in particular, decreased the expression of the shadow (sad) gene, one of the Halloween genes in the synthesis of ecdysteroid. In conclusion, these results suggest that silkworm KMO is responsible for potential functions regarding stress response and ecdysteroid synthesis.

• 한국자원식물학회지
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• 제29권2호
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• pp.155-162
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• 2016

본 연구에서는 Dendrobium speciosum 에탄올추출물의 티로시나아제 억제를 통한 멜라닌형성 저해 효과 및 주름개선효과에 대해 연구하였다. Dendrobium speciosum추출물은 α-MSH만 처리한 군에 비해 티로시나아제 활성을 농도 의존적으로 저해시킴으로서 멜라닌 함량을 감소시켰다. 더 자세한 메카니즘을 알아보기 위하여 멜라닌 합성 관련 유전자인 Tyrosinase-related protein-1, tyrosinase-related protein-2, Microphthalmia-associated transcription factor 발현을 확인하였을 때 Dendrobium speciosum처리군에서 유전자 발현이 농도 의존적으로 감소하였다. 또한 Dendrobium speciosum처리 시 type I procollagen 합성이 증가함으로써 Dendrobium speciosum처리가 collagen 생합성을 증대시킬 것으로 사료된다. 이 결과를 바탕으로 Dendrobium speciosum에탄올 추출물 처리 시 멜라닌합성 관련 유전자의 발현 및 티로시나아제 활성을 저해시켜 멜라닌 합성이 감소됨에 따라 효과적인 미백활성을 가지며 collagen합성을 증대시킴으로서 주름개선에 탁월한 효과를 가지는 것으로 사료되며 이는 기능성 화장품 소재로 사용가능할 것으로 사료된다.

• Mycobiology
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• 제30권4호
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• pp.233-239
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• 2002

The main aim of this study is to evaluate the efficiency of two biologically active compounds(Strom and F-760) in control of wheat root rot disease and its causal organisms. Fusarium graminearum, F. oxysporum, F. solani and Bipolaris sorokiniana were used as target organisms. In vitro, the two compounds showed fungicidal effect on all investigated pathogens resulted in suppression of radial growth and mycelial dry weight of them. Under greenhouse conditions, treatment of wheat grains with either Strom or F-760 before cultivation significantly reduced the percent of disease distribution as well as the mean disease rating of plants in both seedling and flowering stages. Fresh and dry weights of plants as well as water maintenance capacity were increased as the result of applying these compounds as seed dressing. Also data showed that the membrane stability of plants was injured as a result of infection with all investigated organisms, while this injury was alleviated when F-760 and Strom were applied. The $K^+$ efflux and the leakage of UV absorbing metabolites was stimulated with fungal infection. However, F-760 and Storm treatment partially retarded the stimulatory effect on leakage of $K^+$ and UV-absorbing metabolites of fungal infected plants. On the other side, the fungal infection had inhibitory effects on pigment fractions(chlorophyll a, b, and carotenoids) biosynthesis in wheat leaves. This retarding effect was partially or completely alleviated as the grains were treated with the applied compounds.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제10권3호
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• pp.244-250
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• 2005

The copper-containing enzyme, tyrosinase, catalyzes the oxidation of tyrosine into dihydroxy phenylalanine (DOPA) and subsequently DOPAquinone. It is responsible, not only for the pigment melanin biosynthesis in human skin, but also for browning in foods. In the present study, tyrosinase inhibitory and antioxidant activities of Korean mistletoe extract and its fractions were investigated. As a result, both water and methanol (MeOn) extracts inhibited the tyrosinase activity. Among the fractions, the fraction eluted with $95\%$ MeOn significantly inhibited the tyrosinase activity. The fraction was further purified, and the purified fraction C strongly inhibited the enzyme activity up to $92\%$. In addition, water and methanol extracts exerted radical scavenging effects. The fractions eluted with $70\%\;MeOn\;and\;95\%$ Me on showed high radical scavenging activities. In conclusion, these results suggest that Korean mistletoe extract and its fractions might be useful for the treatment of various dermatological disorders such as epidermal hyperpigmentation and for improving food quality.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권3호
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• pp.570-575
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• 2004

Three different strains of carotenoid accumulating XantlwphyUomyces dendrorhous mutants, JH1, JH2, and JH3, were isolated by NTG (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine) mutagenesis, which might potentially be useful for animal feed as well as for studies on the regulation and biosynthesis of astaxanthin. Mutants were selected based on the capability of growth and carotenoid production on the YM agar plate containing chemical inhibitor, $\beta$-ionone. Astaxanthin-overproducing mutant JH1 produced 4.032 mg astaxanthinlg dry cell weight, and this value was about 15-folds higher than that of wild-type. $\beta$-Carotene-overproducing mutant JH2 produced 0.273 mg $\beta$-carotene/g dry cell weight, and this was 4-folds increase from that of wild-type. In contrast, JH3 was a white-colored mutant that was unable to produce carotenoid pigment.

• Genomics & Informatics
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• 제18권3호
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• pp.29.1-29.11
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• 2020

Maize seed pigmentation is one of the important issue to develop maize seed breeding. The differently gene expression was characterized and compared for three inbred lines, such as the pigment accumulated seed (CM22) and non-pigmented seed (CM5 and CM19) at 10 days after pollination. We obtained a total of 63,870, 82,496, and 54,555 contigs by de novo assembly to identify gene expression in the CM22, CM5, and CM19, respectably. In differentially expressed gene analysis, it was revealed that 7,044 genes were differentially expressed by at least two-fold, with 4,067 upregulated in colored maize inbred lines and 2,977 upregulated in colorless maize inbred lines. Of them,18 genes were included to the anthocyanin biosynthesis pathways, while 15 genes were upregulated in both CM22/5 and CM22/19. Additionally, 37 genes were detected in the metabolic pathway concern to the seed pigmentation by BINs analysis using MAPMAN software. Finally, these differently expressed genes may aid in the research on seed pigmentation in maize breeding programs.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권4호
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• pp.507-517
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• 2019

Rhodotorula is a group of pigment-producing yeasts well known for its intracellular biosynthesis of carotenoids such as ${\beta}-carotene$, ${\gamma}-carotene$, torulene and torularhodin. The great potential of carotenoids in applications in food and feed as well as in health products and cosmetics has generated a market value expected to reach over $2.0 billion by 2022. Due to growing public concern over food safety, the demand for natural carotenoids is rising, and this trend significantly encourages the use of microbial fermentation for natural carotenoid production. This review covers the biological properties of carotenoids and the most recent findings on the carotenoid biosynthetic pathway, as well as strategies for the metabolic engineering methods for the enhancement of carotenoid production by Rhodotorula. The practical approaches to improving carotenoid yields, which have been facilitated by advancements in strain work as well as the optimization of media and fermentation conditions, were summarized respectively.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권4호
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• pp.265-275
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• 2002

주요 농작물에서 건강-방어용 flavonoids 생성, phytoalexin (isoflavonoid, flavanol, proanthocyanidin)의 생성 및 소절을 통한 식물의 저항력 증대, 색소 (flavonol, anthocyanin)의 합성에 의한 자외선 방어, nod 유전자 inducer (flavones, isoflavones)의 대량 발현에 의한 혹 형성 (nodulation) 효율증대 등은 대사공학 적으로 향상 가능한 부분들이다. 파란 꽃을 개화하는 품종이 카네이션, 국화, 장미 등 중요 장식용 화훼작물들에는 결핍되어 있는데,이는 F3'5'H 유전자가 없어서 파란색 delphinidin 색소를 생산할 수 없기 때문으로 추정된다. 따라서 F3'5'H 유전자를 형질전환 하여 이러한 제한을 극복하고 delphinidin 유도체 생산이 가능하게 되면 파란색 꽃의 생산 가능성을 증대시킬 수 있게 된다. 또한 영양학적인 측면에서 이미 중요한 생리적 기능이 밝혀진 catechin을 비롯한 proanthocyanidin 과 anthocyanin은 의약품 및 식품첨가제 등 다양한 분야에서 크게 시장성을 넓히고 있어 상업적 측면에서 대사공학의 유망한 목표가 되고 있다. 최근의 대사공학 분야에서의 많은 성공에도 불구하고, flavonoid에 대한 고도의 대사공학 조절을 이용하여 원하는 flavonoid 화합물을 생성하거나, 원치 않는 flavonoid 화합물을 억제하도록 하는 데는 여전히 기술적 문제점들이 남아있다. 예를 들면 IFS와 FLS 등의 유전자 분리 그리고 조직 및 시기 특이적인 promoter 개발 등이 동시에 이루어져야 하며, co-pigmentation 및 액포 pH와 관련된 메카니즘에 대한 이해, 화훼작물들의 형질전환 기술 개발 등이 이루어져야 원하는 꽃의 착색 조절이 가능하게 될 것이다. 최근 나팔꽃에서 액포의 $Na^{＋}$H$^{＋}$ exchanger를 파괴하여 화색을 변경시킨 mutants 연구를 통하여 조만간 액포 pH의 조절을 이용한 식물 대사공학이 가능할 것으로 기대되고 있다 (Yamaguchi et al. 2001). 아직 자연계에서 기본적인 골격의 변경만으로 수천 종류의 flavonoid가 생성 가능한가는 여전히 의문점으로 남아 있으나, 분명한 것은 다양한 식물 체계에서의 노력으로 농업, 원예, 그리고 영양분 증대를 위한 flavonoid 대사를 어떻게 조절할 것인가에 대한 정보를 얻을 수 있고, 또한 flavonoid 생합성 연구로부터 얻어진 정보들을 통하여 세포질 대사와 기본적인 생물학적 현상에 대한 이해를 넓힐 수 있게 될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제20권2호
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• pp.292-297
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• 2010

페놀화합물인 안토시아닌은 과일, 꽃잎 등 식물 조직에서 청 혹은 적색을 나타내는 색소이다. 포도의 경우, 안토시아닌은 적포도 품종의 과피에만 축적되는데, 이것은 안토시아닌 생합성에 관여하는 효소 중에서 UDP-glucose: flavonoid 3-O-glucosyltransferase(UFGT)를 암호화하는 ufgt 유전자에 의해 조절된다고 보고된 바 있다. ufgt 유전자에 의해 안토시아닌의 축적 양상이 변하는지를 검증하기 위해, 포도로부터 ufgt cDNA를 분리한 다음, 각각 sense와 antisense 방향으로 발현하는 벡터를 제작하고, 이를 야생형 담배에 도입하였다. 담배 형질전환체를 선발하여 RT-PCR을 수행한 결과, 포도 ufgt 유전자가 sense 방향으로 들어간 snese 형질전환체에서는 야생형 담배에 비해 ufgt 전사체의 양이 증가하였고, antisense 방향으로 들어간 antisense 형질전환체에서는 전사체의 양이 도리어 감소하였다. 한편, 담배 형질전환체의 꽃을 분석한 결과, sense 형질전환체의 안토시아닌 함량은 야생형 담배에 비해 최고 44% 증가하였고, antisense 형질전환체에서는 최고 88% 감소하였다. 또한 sense 형질전환체의 꽃 색깔은 야생형 담배에 비해 더 진해졌다. 이러한 결과는 외부로부터 도입된 포도 ufgt 유전자의 발현으로 ufgt 전사체의 양이 증가하면 담배 내 안토시아닌의 함량이 높아지고 꽃 색깔이 진해진다는 것을 시사한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제18권1호
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• pp.123-130
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• 2005

인삼포장에서 염류의 집적은 우량인삼의 생산에 많은 장애요인이 되고 있다. 본 연구는 인삼종자의 NaCl에 대한 반응정도를 조사하고, 또한 체세포배의 발생시 및 인삼모상근에서 사포닌의 생성에 미치는 반응을 조사하였다. 인삼 접합자 배를NaCl이 첨가되지 않은 배지에 접종한 결과 $84.5\%$가 발아되었으며 0.1M에서는 $3\%$ 만이 발아되었고, 0.2M이상의 처리구에서는 전혀 발아가 되지 않았다. 또한 체세포배 발생 은 미숙배를 이용할 경우 NaCl 무첨가배지에서 가장 양호하였으며 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 반면에 성숙배에서 는 NaCl 무첨가배지보다 0.05M첨가배지에서 더 양호한 경향을 보였다. 뿌리 상태인 인삼의 모상근의 경우에는 광상태에서 NaCl를 첨가한 배지에 배양시 0.04M에서부터 안토시안이 형성되기 시작하여 0.08M에서는 눈으로 확인이 가능할 정도의 많은 량이 형성되었다. 안토시안을 함유한 세포주는 다른 세포주에 비해 crude saponin뿐만 아니라 total ginsenoside의 함량도 높은 경향을 보였으며 panaxatriol보다 panaxadiol이 2배 이상 많았다.