• 제목/요약/키워드: biological pathways

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단백질 인산화에 의해 매개되는 브라시노스테로이드 신호전달 연구의 최근 상황 (Update on Phosphorylation-Mediated Brassinosteroid Signaling Pathways)

  • 이유;김수환
    • 생명과학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.428-436
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    • 2012
  • 단백질 인산화는 세포의 활동을 조절하는 보편적인 과정이다. 브라시노스테로이드(brassinostreoid)에 의해 매개되는 신호전달은 브라시노스테로이드에 의해 활성화된 세포막상의 protein kinase 로부터 인산화되어 있는 전사인자들을 탈인산화하는 연속적인 인산화/탈인산화 과정이다. 브라시노스테로이드에 의해 매개되는 신호전달의 연구는 인산화에 관여하는 kinase 기질상의 아미노산을 밝히고, 그와 관련된 돌연변이체의 표현형을 알아봄으로써 급속하게 발전하였다. BRI1과 BAK1의 자기인산화(autophosphorylation), 상호인산화(transphosphorylation), 타이로신 인산화(tyrosine phosphorylation)를 밝힘으로써 그들의 조절작용을 식물의 생리학적, 발생학적 과정을 더 이해할 수 있는 장이 열렸다. 브라시노스테로이드에 의한 인산화는 수용체에 의해 매개되는 세포 내 함입(endocytosis)과 그에 뒤따르는 수용체의 파괴현상에서도 볼 수 있다. 인산화/탈인산화 과정에 관련하여 브라시노스테로이드에 의해 매개되는 신호전달은 더 연구할 여지가 많이 남아 있다. 이 총설은 단백질의 인산화/탈인산화 과정을 통한 브라시노스테로이드의 신호전달 연구의 최근 상황을 기술하였다.

알로에 배지에서 재배한 표고버섯 추출물의 종양괴사인자로 유도된 유방암세포 MDA-MB231에 대한 전이 저해 활성 (Inhibitory Effect of Shiitake Mushroom Extracts Cultured in Aloe-Supplement on Invasion/Migration of TNF-α-Induced MDA-MB-231 Breast Cancer Cells)

  • 서석종;김철호;백진홍;이경혜;신동범;박성수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.44-48
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    • 2015
  • 알로에를 첨가한 표고버섯 배양 추출물(ESA)의 항암효과를 검정하기 위하여 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231에 ESA를 처리하여 생육저해 활성과 세포 이동 억제 효과를 확인하였다. MDA-MB-231 세포에 ESA를 처리하여 72시간 후 관찰한 결과 약간의 생육저해 활성을 나타내었으며, 또한 transwell에서 TNF-${\alpha}$가 처리된 세포에 ESA를 처리해 본 결과 migration/invasion 정도를 상당히 저해함을 알 수 있었다. 이러한 세포 이동능의 저해 기작은 웨스턴 블럿 분석을 통해 확인해 본 결과 p-ERK 신호를 통해 일어나며, ICAM-1 단백질의 발현을 억제함으로써 나타나는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 실험에서는 알로에 첨가 담자균 배양추출물(ESA)은 인간 유방암세포에 대해 잠재적인 항암효과가 있음을 확인하였다. 이후 표고버섯 외 꽃송이버섯과 상황버섯에서의 알로에 배양액에 대한 항암효과에 대한 연구를 수행하고 있어 그 결과를 보고하고자 한다.

녹차의 피부보호효과 (Skin Care Effects of Green Tea)

  • 이병곤
    • 대한화장품학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.311-321
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    • 2005
  • 차(Camellia sinensis)는 세계적으로 애용되는 음료이다. 그 중, 아시아권에서 주로 소비되는 녹차는 다양한 생리활성을 가지고 있어 화장품, 기능성식품을 위한 기능성 소재로서 선호되고 있다. 녹차의 피부에 대한 활성은 세포보호에서부터 피부 기질 단백질의 합성까지 다양하게 나타난다. 녹차 폴리페놀(green tea polyphenols; GTPs)은 활성을 나타내는 주성분으로서 항산화 활성 이외에 항암, 항염증, 피부면역능 저하방지활성 등을 보이며, 세포내 신호전달 경로에도 관여한다 GTPs는 표피각질형성세포에서 자외선 조사에 의한 산화 스트레스를 감소시키고, 그에 따르는 mitogen-activated protein kinase (MAPK) 신호전달과 세포사멸을 억제한다. 또한, 같은 세포에서 tumor necrosis factor alpha $(TNF{\alpha})$나 다른 화학물질에 의해 cyclooxygenase-2(COX-2), interleukin-8 (IL-8) 및 vascular endothelial growth factor (VEGF) 같은 염증매개물질이 유발되는 것을 막아준다. 또한, GTPs는 등물실험에서 화학물질이나 자외선에 의한 피부암의 발생도 억제하는데, 경구투여 외에 경피투여로도 효과가 있었다. 피부보호작용 이외에도 GTPs는 각질형성세포의 분화촉진, 노화된 피부세포의 증식능 회복, 피부기질단백질의 분해억제 등의 기능이 있으며, 피부세포에서의 기질단백질 생합성을 직접적으로 촉진하기도 한다. 녹차성분이 보이는 이러한 피부에 대한 활성은, 제형 측면에서의 연구가 진행되어 감에 따라 보다 효과적인 피부를 위한 소재로서의 사용 가능성을 더욱 높여주고 있다.

사람의 각질세포에서 UVB 유도에 따른 MMP-1의 발현 조절과 MAPKs 인산화에 타임 추출물이 미치는 효과 (Protective effect of Thymus quinquecostatus extracts UVB-induced matrix metalloproteinase-1 via suppressing MAPKs phosphorylation in human keratinocyte)

  • 정하나;정현주;신경희;김영선;문제현;이태훈
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제61권4호
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    • pp.417-421
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    • 2018
  • 자외선은 가시 광선보다 파장이 짧은 전자기파이며, 오존층을 통과하는 자외선이 피부 노화의 주요 원인이다. 피부 조직을 자외선에 만성적으로 노출 시키면 인간 각질 형성 세포에서 Mitogen-activated Protein Kinases (MAPKs) 신호 전달 경로가 활성화되어 매트릭스 metalloproteinases (MMPs) 생성이 증가한다. 본 연구에서는 제주도의 초본 추출물을 대상으로 자외선 자극을 통해 인간 각질 형성 세포(HaCaTs)의 항 노화 효과에 대해 조사 하였다. 우리는 자외선 유도 된 각질 형성 세포에서 MMP-1 유전자와 단백질 발현 수준을 측정 하였으며 그 결과, Thymus quinquecostatus 추출물(TQE)은 자외선 조사된 HaCaT 세포에서 의해 농도 의존적으로 MMP-1의 발현을 유의하게 감소시키는 것으로 확인되었다. 또한, TQE는 MAPK 신호 전달요소 인 ERK1/2, JNK1/2 및 p38 단백질의 자외선 유도에 따른 인산화를 유의 적으로 감소시켰다. 이러한 결과는 MAPKs 경로가 인간 각질 세포에서 UV 유도 MMP-1 생산에 대한 TQE의 억제 효과에 기여할 수 있음을 시사한다. 우리의 결과는 아마도 인간 각질형성 세포에서 TQE가 자외선 유도된 MMP-1 생산을 억제하는 피부 노화 소재로 활용될 수 있음을 시사한다.

실내환경 중 집먼지 및 유기필름에서 기인한 프탈레이트 노출평가 (Exposure Assessment of Phthalates from House Dust and Organic Films in the Indoor Environment)

  • 전정인;이혜원;이승현;이정일;이철민
    • 한국환경보건학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.75-85
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    • 2022
  • Background: Various types of semi-volatile organic compounds (SVOCs) exist in the public's living environment. They occur in different forms in terms of their physical and chemical properties and partition coefficients. As a consequence, indoor exposure to SVOCs occurs via various routes, including inhalation of air and airborne particles, skin contact, and dust intake. Objectives: To propose a method for assessing human exposure to the SVOCs occurring in the air of an indoor environment, the concentrations of SVOCs in house dust and organic films measured in a real residential environment were estimated in terms of gas-phase concentration using the partition coefficient. Assessment of inhalation exposure to SVOCs was performed using this method. Methods: Phthalates were collected from samples of house dust and organic films from 110 households in a real residential environment. To perform an exposures assessment of the phthalates present in organic films, gas-phase concentration was calculated using the partition coefficient. The airborne gas-phase concentrations of phthalates from the house dust and organic films were estimated and exposure assessment was performed based on the assumption of inhalation exposure from air. Results: As a result of the exposure assessment for gas-phase phthalates from house dust and organic films, preschool children showed the highest level of inhalation of phthalates, followed by school children, adults, and adolescents. Conclusions: This study includes the limitation of not considering different SVOCs exposure pathways in the health impact assessment, including those of phthalates in the indoor living environment. However, this study has the significance of performing exposure assessment based on exposure to SVOCs present in indoor air that originated from organic films in the indoor residential environment. Therefore, the results of this study should be useful as basic data for exposure and health risk assessments of SVOCs associated with organic films in the indoor environment.

RAW 264.7 대식세포에서 청국장 열수 추출물(Cheonggukjang Water Extract, CWE)의 면역 증강 효과 (The immune enhancement effect of Cheonggukjang Water Extract (CWE) via activation of NF-κB pathways in murine macrophage RAW 264.7 cells)

  • 장세현;김산;김세정;윤성란;소보람;류정아;박정민;정성근
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제66권
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    • pp.282-288
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    • 2023
  • 코로나19 바이러스의 대유행으로 바이러스와 같은 외부 병원균으로부터 우리의 몸을 보호하는 면역 기능 개선 건강기능식품의 시장은 점차 증가하고 있다. 우리는 본 연구에서 높은 조단백, 조지방, 식이섬유 함량을 나타내는 고영양식품인 청국장이 면역 강화 기능을 나타냄을 밝혀내고자 하였다. 청국장 열수 추출물은 RAW 264.7 세포에서 세포독성을 나타내지 않으며, 대식세포의 nitric oxide, reactive oxygen species 및 interleukin (IL)-6, IL-1β, tumor necrosis factor-α 사이토카인의 생산량을 증가시켰다. 또한, 청국장 열수 추출물은 RAW 264.7 세포에서 inducible nitric oxide synthase 및 cyclooxygenase-2의 발현을 유의적으로 증가시켰다. 청국장 열수 추출물은 RAW 264.7 세포에서 I kappa B kinase α/β와 I kappa B (IκB)α의 인산화 및 IκBα의 degradation을 증가시켰으며, Nuclear factor-kappa B p65의 인산화를 증가시켜 p65의 세포질에서 핵으로의 이동을 촉진하였다. 이러한 연구 결과는 청국장 추출물이 선천성 면역 반응을 강화하는데 유망한 건강기능식품 소재로 활용될 수 있음을 시사한다.

AGS 위암세포에서 Akt/GSK-3β/p53 신호경로 조절을 통한 벌사상자 에탄올 추출물의 G1 Cell Cycle Arrest 유도 효과 (Ethanol Extract from Cnidium monnieri (L.) Cusson Induces G1 Cell Cycle Arrest by Regulating Akt/GSK-3β/p53 Signaling Pathways in AGS Gastric Cancer Cells)

  • 임은경;김은지;김보민;김상용;하성호;김영민
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.417-425
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    • 2017
  • 벌사상자는 여성의 생식기 질환이나 화농성 피부염에 주로 사용되어온 한약재로, 최근 들어 암과 관련된 연구가 많이 이루어짐에 따라 벌사상자의 항암 효과에 대한 관심이 높아지고 있다. 벌사상자의 대표적인 성분인 osthole, xanthotoxol 등은 벤젠고리 화합물로 에탄올과 같은 유기용매에 잘 용해된다. 이에 따라 본 연구에서는 AGS 위암세포에서 벌사상자 에탄올 추출물(CME)에 대한 세포주기 정지 유도 효과를 확인하고자 하였다. CME 처리에 의한 AGS 위암세포의 증식 억제 유도 효과 및 세포독성 효과를 확인하기 위하여 MTT assay와 LDH release assay를 실시한 결과, 농도 및 시간 의존적으로 세포생존율이 감소하였으며, 농도 의존적인 세포독성 효과를 확인하였다. 또한, CME의 농도가 증가할수록 AGS 위암세포의 형태학적 변화가 관찰되었다. 이러한 세포증식 억제 유도 효과가 세포주기 정지에 의한 것인지 확인하기 위하여 CME를 농도별로 24시간 동안 처리한 후 세포주기를 측정하였다. 그 결과 G1기의 세포가 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다. 그리고 CME의 처리가 세포주기와 관련된 단백질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 western blot analysis를 실시하여 G1기 세포주기 정지와 관련된 신호 단백질들의 발현 변화를 확인하였다. 그 결과 CME의 처리가 세포 증식과 분열에 중요한 역할을 하는 p-Akt와 p-GSK-$3{\beta}$의 발현을 저해하는 것을 확인하였고, 이에 따라 p53의 발현과 활성이 증가하여 p21의 발현이 증가함을 확인하였다. 또한, p21의 증가에 따른 cyclin E의 발현 감소와 CDK2의 비활성화 상태인 p-CDK(T14), p-CDK(Y15)의 발현 증가를 확인하였다. 이와 같은 CME의 세포주기 억제 유도 효과가 일어나는 신호경로를 확인하기 위하여 LY294002(PI3K/Akt 저해제), BIO(GSK-$3{\beta}$ 저해제), Pifithrin-${\alpha}$(p53 저해제)를 CME와 각각 또는 병행 처리한 후 MTT assay, 세포주기 측정, western blot analysis를 진행하였다. 그 결과 LY294002의 처리는 CME 처리군과 유사하게 세포생존율을 저해시키고 G1기 정지를 유도했으며, 세포주기 단백질을 조절하였다. 또한, GSK-$3{\beta}$와 p53 저해제를 처리하였을 때 CME를 병행 처리했음에도 불구하고 세포증식 억제나 G1기 정지와 같은 항암 효과가 나타나지 않았으며, 관련 신호경로 단백질의 변화도 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 CME의 처리가 Akt/GSK-$3{\beta}$/p53 신호경로를 조절하여 cyclin E의 발현을 감소시키고 CDK2의 활성을 억제함으로써 G1기 세포주기 정지를 유도함을 확인하였다.

인체 방광암 T24 세포에서 감초(Glycyrrhizae radix) 열수추출물에 의한 apoptosis 유도 (Induction of Apoptosis by Water Extract of Glycyrrhizae radix in Human Bladder T24 Cancer Cells)

  • 이기원;김정일;이승영;최경민;오영택;정진우
    • 한국자원식물학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.255-263
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    • 2019
  • 본 연구에서는 다양한 약리학적 활성을 가지는 것으로 알려진 감초 열수추출물(GRW)의 항암효능을 알아보기 위하여 인체 방광암 T24 세포에서 생존율 및 증식억제에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부 및 관련 인자들의 발현 변화를 조사하였다. 먼저 GRW의 처리에 따른 증식억제 정도를 조사한 결과, GRW 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 GRW 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. 이는 GRW의 처리에 의한 암세포의 증식억제 및 형태적 변형이 암세포의 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있음을 시사하여 주는 것으로 사료된다. GRW 처리에 의한 apoptosis 유발에 관여하는 유전자의 탐색을 위하여 apoptosis와 연관성을 가지는 Bcl-2 family에 속하는 유전자의 발현을 조사한 결과 GRW 처리 농도 의존적으로 Bax 단백질의 발현증가와 더불어 Bcl-2 및 Bcl-xL 단백질의 발현감소가 관찰되었다(Fig. 3A). 이는 GRW에 의한 T24 세포의 apoptosis 유발에 Bcl-2 family에 속하는 유전자의 발현 조절이 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 또한 GRW의 처리에 따른 MMP의 소실은 미트콘드리아 막의 교란이 유발되었음을 의미하는 것으로, 이러한 MMP 값의 변동은 Bcl-2 family 단백질의 발현 변화에 의한 것이라 추정된다. 한편 Apoptosis에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 caspase(-3/-8/-9)의 발현과 이들의 활성을 억제하는 IAP family (XIAP, cIAP-1, cIAP-2)의 발현에 GRW이 어떠한 영향을 미치는지를 조사한 결과, caspase-3, -8 및 -9의 활성형 단백질 발현 및 정량적 활성증가를 확인하였으며, IAP family 속한 3가지 단백질 모두 발현이 감소하는 것이 관찰되었다. 이상의 결과에서 GRW은 외인적 및 내인적 경로의 개시에 핵심적인 역할을 하는 caspase-8 및 -9의 활성을 모두 증가시켰으며, 이에 따른 caspase-3의 활성증가에 의하여 apoptosis가 유발되었음을 알 수 있었다. 이러한 두 경로의 동시 활성화에는 미트콘드리아의 기능 소실과 Bcl-2 및 IAP family의 발현 변화가 관여하고 있었으며, 특히 Bid의 발현 감소는 GRW에 의한 내인적 경로를 증폭시키는 효과로 작용했을 것이라 추정된다. 방광암의 치료에 보다 효과적인 생리활성을 갖는 물질을 발굴하고 그와 관련된 분자 및 세포수준에서의 기전을 밝히는 것이 중요하기에 본 연구의 결과는 향후 GRW로 수행될 추가 실험을 위한 기초자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 사료된다.

한의학의 항종양 면역치료에 관한 연구 -1990년 이후 발표된 실험논문을 중심으로- (Compilation of 104 Experimental Theses on the Antitumor and Immuno-activating therapies of Oriental Medicine)

  • 강연이;김태임;박종오;김성훈;박종대;김동희
    • 동의생리병리학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-24
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    • 2003
  • This study was done to compile 104 experimental theses which are related to the antitumor and immuno-activating therapies between February 1990 through February 2002. Master's and doctoral theses were dassified by schools, degrees, materials, effects, experimental methods of antitumor and immunoactivity, and results. The following results were obtained from this study : 1. Classifying the theses by the school, 34.6% were presented by Daejeon University, 29.8% by Kyung-hee University and 11.5% by Won-kwang University. Of all theses, 51.0% were aimed for the doctoral degree and 43.3% were for the master's degree. All of three universities have their own cancer centers. 2. Classifying the theses by herb materials, complex prescription accounted for 60.3%, single herb accounted for 24.8% and herbal acupuncture accounted for 14.2%. Considering the key principles of the traditional medicine, complex prescription was much more thoroughly studied than single herb prescription. The results showed that the complex prescription had both antitumor activity and immuno-activating activity, which might reflects on multi-activation mechanisms by complex components. 3. Classifying the theses by the efficacy of herbs examined, in single herb, invigorating spleen and supplementing was 35.5%, expelling toxin and cooling was 29.0%, activating blood flow and removing blood stasis was 12.9%. In herbal acupuncture, invigorating spleen and supplementing was 52.9%, expelling toxin and cooling was 29.4%. In complex prescription, pathogen-free status was 41.9%, strengthening healthy qi to eliminate pathogen was 35.5%, strengthening healthy qi was 22.6%. It is presumed that the antitumor and immunoactivating therapy based on syndrome differentiation is the best way to develop oriental oncology. 4. Classifying the theses by antitumor experiments, cytotoxic effect was 48.1 %, survival time was 48.1 % and change of tumor size was 42.3%. Survival rate was not necessarily correlated with cytotoxicity. These data reflect the characteristic, wholistic nature of the oriental medicine which is based on BRM (biological response modifier). 5. Classifying the theses by immunoactivating experiments, hemolysin titer was 51.0%, hemagglutinin titer was 46.2% and NK cell's activity was 44.2%. In the future studies, an effort to elucidate specific molecular and cellular mechanisms of cytokine production in the body would be crucial. 6. Classifying the theses according to the data in terms of antitumor activity, 50% was evaluated good, 24.0% was excellent, and 15.5% have no effect. In an evaluation of immuno-activating activity, 35.9% was excellent and 18.0% showed a little effect. The index point, as described here, may helps to use experimental data for clinical trials. Changes in index points by varying dosage implicate the importance of oriental medical theory for prescription. 7. In 167 materials, IIP (immunoactivating index point, mean : 3.12±0.07) was significantly higher than AIP(antitumor index point, mean : 2.83±0.07). These data demonstrate that the effect of herb medicine on tumor activity depends more on immunoactivating activity than antitumor activity. This further implies that the development of herbal antitumor drugs must be preceded by the mechanistic understanding of immunoactivating effect. 8. After medline-searching tumor and herb-related articles from NCBI web site, we conclude that most of the studies are primarily focused on biomolecular mechanisms and/or pathways. Henceforth, we need to define the biomolecular mechanisms and/or pathways affected by herbs or complicated prescriptions. 9. Therefore, the most important point of oriental medical oncology is to conned between experimental results and clinical trials. For the public application of herbal therapy to cancer, it is critical to present the data to mass media. 10. To develop the relationship of experimental results and clinical trials, university's cancer clinic must have a long-range plan related to the university laboratories and, at the same time, a regular consortium for this relationship is imperative. 11. After all these efforts, a new type herbal medicine for cancer therapy which is to take care of the long-term administering and safety problem must be developed. Then, it would be expected that anti-tumor herbal acupuncture can improve clinical symptoms and quality of life (QOL) for cancer patients. 12. Finally, oriental medical cancer center must be constructed in NCC (National Cancer Center) or government agency for the development of oriental medical oncology which has international competitive power.

Microarray와 Network 분석을 통한 병원균 및 스트레스 저항성 관련 주요 유전자의 대량 발굴 (Identification of multiple key genes involved in pathogen defense and multi-stress tolerance using microarray and network analysis)

  • 김형민;문수윤;이진수;배원실;원경호;김윤경;강권규;류호진
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제43권3호
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    • pp.347-358
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    • 2016
  • 브라시노스테로이드는 식물의 생장과 발육 과정에 있어서 중요한 역할을 담당 할 뿐 아니라 생물학적/ 비 생물학적 스트레스에 대한 복합 저항성을 보인다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 브라시노스테로이드와 광범위스트레스 내성을 연결하는 중요한 생물학적 네트워크를 이해하기 위해, Agilent Arabidopsis $4{\times}44K$ oligo chip을 이용하여 브라시노스테로이드 신호가 강화된 bes1-D 계통의 전 전사체 비교분석을 수행하였다. 그 결과 bes1-D 계통에서 DEGs (Differentially Expressed Genes)를 1,091 (562 up-regulated, 529 down-regulated) 개 선발하였다. 또한 선발된 유전자들의 GO 와 단백질 상호작용 네트워크 분석을 통해 대사, 발달, 스트레스, 면역, 방어 반응에 관련된 주요 브라시노스테로이드 신호전달과 연결된 스트레스 관련 유전자군을 분리하였다. 선발된 유전자중 NB-ARC와 FLS2는 bes1-D 계통이 야생형 En-2 계통에 비해 약 6배 정도의 발현량이 증가되었으며, TIR1, TSA1, OCP3 유전자등은 bes1-D 계통이 야생형 En-2 계통에 비해 발현이 감소되었다. 또한 브라시노스테로이드 활성형 계통이 야생형 식물체 계통에 비해 가뭄 스트레스 및 병원균에 대해 저항력이 향상되었다. 따라서 microarray 분석을 통한 유전자 간 발현 네트워크와 유전체 정보를 결합하여 대단위 주요 기능 유전자들을 동정할 수 있는 방법을 고안하여 실험에 사용하였다. 이를 통해 기능 획득 돌연변이 bes1-D가 식물들이 다양한 스트레스 환경에 적응할 수 있는 반응을 조절한다는 사실을 보여주고 있다.