• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권1호
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• pp.34-43
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• 2021

CRISPR/Cas9에 의한 유전자 교정 기술은 유용 형질을 갖는 작물 및 임목의 육성에 있어 널리 사용되고 있는 핵심 기술이다. 유전자 교정 임목 육성에는 아그로박테리움에 의한 형질전환 방법이 높은 효율로 시행된 연구가 많았고 따라서 형질전환에 사용된 플라스미드 서열이 식물 유전체 안에 존재한다는 문제가 남아 있었다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9을 사용하여 유전자 교정 임목을 육성하는 데 기존에 알려진 벡터 도입 기술이 아닌, 단일 가닥 가이드 RNA (sgRNA)와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 현사시나무 원형질체에 도입하는 방법을 기술하였다. 염 스트레스 내성 관련 인자 PagSAP1 유전자를 표적으로 하는 3종류의 sgRNA를 디자인하고, 각 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 원형질체에 도입하였다. 표적화 딥시퀀싱을 통해 리보핵산단백질 형성 시 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하고 일정 시간 배양하여 안정화되는 시간이 필요한 것을 확인하였다. 또한 sgRNA3의 리보핵산단백질이 sgRNA1, sgRNA2의 리보핵산단백질보다 높은 교정 효율을 보이는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 리보핵산단백질을 이용한 유전자 교정 기술이 임목에도 적용될 수 있음이 확인되었고, 이는 외래 유전자 없이 유전자 교정 임목을 육성하는 데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권8호
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• pp.2508-2512
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• 2012

Cold shock proteins (CSPs) are a family of proteins induced at low temperatures. CSPs bind to single-stranded nucleic acids through the ribonucleoprotein 1 and 2 (RNP 1 and 2) binding motifs. CSPs play an essential role in cold adaptation by regulating transcription and translation via molecular chaperones. The solution nuclear magnetic resonance (NMR) or X-ray crystal structures of several CSPs from various microorganisms have been determined, but structural characteristics of psychrophilic CSPs have not been studied. Therefore, we optimized the purification process to obtain highly pure Lm-Csp and determined the three-dimensional structure model of Lm-Csp by comparative homology modeling using MODELLER on the basis of the solution NMR structure of Bs-CspB. Lm-Csp consists of a ${\beta}$-barrel structure, which includes antiparallel ${\beta}$ strands (G4-N10, F15-I18, V26-H29, A46-D50, and P58-Q64). The template protein, Bs-CspB, shares a similar ${\beta}$ sheet structure and an identical chain fold to Lm-Csp. However, the sheets in Lm-Csp were much shorter than those of Bs-CspB. The Lm-Csp side chains, E2 and R20 form a salt bridge, thus, stabilizing the Lm-Csp structure. To evaluate the contribution of this ionic interaction as well as that of the hydrophobic patch on protein stability, we investigated the secondary structures of wild type and mutant protein (W8, F15, and R20) of Lm-Csp using circular dichroism (CD) spectroscopy. The results showed that solvent-exposed aromatic side chains as well as residues participating in ionic interactions are very important for structural stability. Further studies on the three-dimensional structure and dynamics of Lm-Csp using NMR spectroscopy are required.

• Molecules and Cells
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• 제38권2호
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• pp.163-170
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• 2015

Lipoteichoic acid (LTA) is a major component of the cell wall of Gram-positive bacteria. Its effects on living organisms are different from those of lipopolysaccharide (LPS) found in Gram-negative bacteria. LTA contributes to immune regulatory effects including anti-aging. In this study, we showed that LTA isolated from Lactobacillus plantarum (pLTA) inhibited melanogenesis in B16F10 mouse melanoma cells. pLTA reduced the cellular activity of tyrosinase and the expression of tyrosinase family members in a dose-dependent manner. The expression of microphthalmia- associated transcription factor (MITF), a key factor in the synthesis of melanin, was also decreased by pLTA. Further, we showed that pLTA activated melanogenesis signaling, such as extracellular signal-regulated kinase (ERK) and phosphatidylinositol 3-kinse (PI3K)/AKT. In addition, the expression of heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNP A1) and HuR, which are important RNA-binding proteins (RBPs), was reduced. pLTA likely degrades MITF via regulation of melanogenic signaling and RNA stability of melanogenic proteins, resulting in the reduction of melanin. Thus, our data suggest that pLTA has therapeutic potential for treating hyperpigmentation disorders and can also be used as a cosmetic whitening agent.

• Molecules and Cells
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• 제43권10호
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• pp.870-879
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• 2020

Dendrites require precise and timely delivery of protein substrates to distal areas to ensure the correct morphology and function of neurons. Many of these protein substrates are supplied in the form of ribonucleoprotein (RNP) complex consisting of RNA-binding proteins (RBPs) and mRNAs, which are subsequently translated in distal dendritic areas. It remains elusive, however, whether key RBPs supply mRNA according to local demands individually or in a coordinated manner. In this study, we investigated how Drosophila sensory neurons respond to the dysregulation of a disease-associated RBP, Ataxin-2 (ATX2), which leads to dendritic defects. We found that ATX2 plays a crucial role in spacing dendritic branches for the optimal dendritic receptive fields in Drosophila class IV dendritic arborization (C4da) neurons, where both expression level and subcellular location of ATX2 contribute significantly to this effect. We showed that translational upregulation through the expression of eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E) further enhanced the ATX2-induced dendritic phenotypes. Additionally, we found that the expression level of another disease-associated RBP, fragile X mental retardation protein (FMRP), decreased in both cell bodies and dendrites when neurons were faced with aberrant upregulation of ATX2. Finally, we revealed that the PAM2 motif of ATX2, which mediates its interaction with poly(A)-binding protein (PABP), is potentially necessary for the decrease of FMRP in certain neuronal stress conditions. Collectively, our data suggest that dysregulation of RBPs triggers a compensatory regulation of other functionally-overlapping RBPs to minimize RBP dysregulation-associated aberrations that hinder neuronal homeostasis in dendrites.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권9호
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• pp.898-902
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• 2003

목 적 : 소아기 피부근염 환아들의 진단 시 나타나는 임상적 특징과 소아기 피부근염의 진단 기준을 비교하여 조기 진단에 필요한 기준을 제시하고자 하였고, 소아기 피부근염에서 나타나는 자가항체들을 조사하여 진단에 유용한가를 알아보았다. 방 법 : 1985년 3월부터 1999년 3월까지 서울대학교병원 소아과에 내원하여 처음으로 소아기 피부근염으로 진단 받았던 32명의 환아들을 대상으로 성별, 남녀 비, 진단 시 나이, 진단 시 나타난 증상, 근육 효소치, 근전도 및 근육 생검 소견, 면역학적 이상 소견, 자가항체 검사 소견 등에 대한 자료를 의무 기록을 중심으로 후향적인 방법으로 조사하였다. 결 과 : 전체 32명의 환아들 중에서 남아가 8명, 여아가 24명 이었고, 남녀 비는 1 : 3이였다. 진단 시 평균 나이는 남아가 $4.6{\pm}6.9$세, 여아는 $6.9{\pm}7.3$세였고, 여아의 경우에는 진단 시 나이 분포가 2-3세경과 8-9세경에 빈발하였다. 소아기 피부근염의 진단 기준에서 특징적인 발진과 근위부 근육 약화 소견은 32명의 환아들 모두에서 나타났다. 한가지 이상의 근육 효소치의 증가가 있는 경우가 29명으로 90%이었고, 이 중에서 LDH의 증가가 28명(88%)으로 가장 많았다. 근육 생검은 16명(70%)에서 양성 소견이 나타났고, 근전도 검사는 20명(74%)에서 진단 기준에 합당한 소견이 나왔다. 진단 시 나타난 임상 증상들 중에서 근위부 근육의 통증과 압통이 17명(53%), 석회 침착증이 10명(31%)이었고, 연하 곤란(25%), 관절염(25%), 발열(22%) 등의 순으로 나타났다. 진단 시 자가항체로는 항핵항체와 류마티스성 인자를 제외하고는 모두가 음성이었다. 항핵항체는 14명(47%)에서 양성 이었고, 류마티스성 인자(RF)는 2명(7%) 만이 양성이었다. 결 론 : 소아기 피부근염의 진단 기준은 민감도는 높지만 조기 진단을 하기 위해서는 새로운 진단 기준이 필요한 것 같다. 소아기 피부근염에서는 성인에서 나타나는 근염-특이 자가항체의 양성률이 매우 낮아 임상적으로 혹은 검사 상으로 피부근염이 확실할 경우에는 자가항체를 검사하는 것은 의미가 없는 것으로 생각된다.