Chatchai Rodwihok;Tran Van Tam;Won Mook Choi;Mayulee Suwannakaew;Sang Woon Woo;Duangmanee Wongratanaphisan;Han S. Kim
Nanomaterials
/
제12권4호
/
pp.702-714
/
2022
Graphene quantum dots (GQDs) were synthesized using watermelon rind waste as a photoluminescent (PL) agent for ferric ion (Fe3+) detection and in vitro cellular bio-imaging. A green and simple one-pot hydrothermal technique was employed to prepare the GQDs. Their crystalline structures corresponded to the lattice fringe of graphene, possessing amide, hydroxyl, and carboxyl functional groups. The GQDs exhibited a relatively high quantum yield of approximately 37%. Prominent blue emission under UV excitation and highly selective PL quenching for Fe3+ were observed. Furthermore, Fe3+ could be detected at concentrations as low as 0.28 µM (limit of detection), allowing for high sensitivity toward Fe3+ detection in tap and drinking water samples. In the bio-imaging experiment, the GQDs exhibited a low cytotoxicity for the HeLa cells, and they were clearly illuminated at an excitation wavelength of 405 nm. These results can serve as the basis for developing an environment-friendly, simple, and cost-effective approach of using food waste by converting them into photoluminescent nanomaterials for the detection of metal ions in field water samples and biological cellular studies.
The bactenecin is an antibacterial peptide with an intramolecular disulfide bond. We recently found that homodimeric bactenecin exhibits more potent antibacterial activity than the monomeric form and retains its activity at physiological conditions. Here we assess the difference in the modes of antibiotic action of homodimeric and monomeric bactenecins. Both monomeric and dimeric bactenecins almost completely killed both Staphylococcus aureus and E. coli within 10-30 min at concentrations of $8-16\;{\mu}M$. However, exposure to liposomes elicited an increase in the fluorescence quantum yield from a tryptophan-containing monomeric analog, while the homodimeric analog showed a significant reduction in fluorescence intensity. Moreover, unlike the monomer, the homodimer displayed apparent membrane-lytic activity enabling release of various sized dyes from liposomes, and rapidly and fully depolarized the S. aureus membrane. Together, our results suggest that homodimeric bactenecin forms pores in the bacterial membrane, while monomeric one penetrates through the membrane to target intracellular molecules/organelles.
Lee, Suho;Moon, Hyunji;Kim, Gayoung;Cho, Jeong Hoon;Lee, Dae-Hee;Ye, Michael B.;Park, Daeho
Molecules and Cells
/
제38권7호
/
pp.657-662
/
2015
Rapid and efficient engulfment of apoptotic cells is an essential property of phagocytes for removal of the large number of apoptotic cells generated in multicellular organisms. To achieve this, phagocytes need to be able to continuously uptake apoptotic cells. It was recently reported that uncoupling protein 2 (Ucp2) promotes engulfment of apoptotic cells by increasing the phagocytic capacity, thereby allowing cells to continuously ingest apoptotic cells. However, the functions of Ucp2, beyond its possible role in dissipating the mitochondrial membrane potential, that contribute to elevation of the phagocytic capacity have not been determined. Here, we report that the anion transfer or nucleotide binding activity of Ucp2, as well as its dissipation of the mitochondrial membrane potential, is necessary for Ucp2-mediated engulfment of apoptotic cells. To study these properties, we generated Ucp2 mutations that affected three different functions of Ucp2, namely, dissipation of the mitochondrial membrane potential, transfer of anions, and binding of purine nucleotides. Mutations of Ucp2 that affected the proton leak did not enhance the engulfment of apoptotic cells. Although anion transfer and nucleotide binding mutations did not affect the mitochondrial membrane potential, they exerted a dominant-negative effect on Ucp2-mediated engulfment. Furthermore, none of our Ucp2 mutations increased the phagocytic capacity. We conclude that dissipation of the proton gradient by Ucp2 is not the only determinant of the phagocytic capacity and that anion transfer or nucleotide binding by Ucp2 is also essential for Ucp2-mediated engulfment of apoptotic cells.
In this study, we demonstrated multimodal nonlinear optical (NLO) microscopy integrated simultaneously with two-photon excitation fluorescence (TPEF), second-harmonic generation (SHG), and coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) in order to obtain targeted cellular and label-free images in an immunofluorescence assay of the atherosclerotic aorta from apolipoprotein E-deficient mice. The multimodal NLO microscope used two laser systems: picosecond (ps) and femtosecond (fs) pulsed lasers. A pair of ps-pulsed lights served for CARS (817 nm and 1064 nm) and SHG (817 nm) images; light from the fs-pulsed laser with the center wavelength of 720 nm was incident into the sample to obtain autofluorescence and targeted molecular TPEF images for high efficiency of fluorescence intensity without cross-talk. For multicolor-targeted TPEF imaging, we stained smooth-muscle cells and macrophages with fluorescent dyes (Alexa Fluor 350 and Alexa Fluor 594) for an immunofluorescence assay. Each depth-sectioned image consisted of $512{\times}512$ pixels with a field of view of $250{\times}250{\mu}m^2$, a lateral resolution of $0.4{\mu}m$, and an axial resolution of $1.3{\mu}m$. We obtained composite multicolor images with conventional label-free NLO images and targeted TPEF images in atherosclerotic-plaque samples. Multicolor 3-D imaging of atherosclerotic-plaque structural and functional composition will be helpful for understanding the pathogenesis of cardiovascular disease.
We report the use of carrot, a new and inexpensive biomaterial source, for preparing high quality carbon dots (CDs) instead of semi-conductive quantum dots for bioimaging application. The as-derived CDs possessing down and up-conversion photoluminescence features were obtained from carrot juice by commonly used hydrothermal treatment. The corresponding physiochemical and optical properties were investigated by electron microscopy, fluorescent spectrometry, and other spectroscopic methods. The surfaces of obtained CDs were highly covered with hydroxyl groups and nitrogen groups without further modification. The quantum yield of as-obtained CDs was as high as 5.16%. The cell viability of HaCaT cells against a purified CD aqueous solution was higher than 85% even at higher concentration ($700{\mu}g\;mL^{-1}$) after 24 h incubation. Finally, CD cultured cells exhibited distinguished blue, green, and red colors, respectively, during in vitro imaging when excited by three wavelength lasers under a confocal microscope. Offering excellent optical properties, biocompatibility, low cytotoxicity, and good cellular imaging capability, the carrot juice derived CDs are a promising candidate for biomedical applications.
Discovery of the naturally evolved fluorescent proteins and their genetically engineered biosensors have enormously contributed to current bio-imaging techniques. These reporters to trace dynamic changes of intracellular protein activities have continuously transformed according to the various demands in biological studies. Along with that, light-inducible optogenetic technologies have offered scientists to perturb, control and analyze the function of intracellular machineries in spatiotemporal manner. In this review, we present an overview of the molecular strategies that have been exploited for producing genetically encoded protein reporters and various optogenetic modules. Finally, in particular, we discuss the current efforts for combined use of these reporters and optogenetic modules as a powerful tactic for the control and imaging of signaling events in cells and tissues.
Kang, Yujin;Cho, Carol;Lee, Kyung Suk;Song, Ji-Joon;Lee, Ja Yil
Molecules and Cells
/
제44권2호
/
pp.79-87
/
2021
Chromatin dynamics is essential for maintaining genomic integrity and regulating gene expression. Conserved bromodomain-containing AAA+ ATPases play important roles in nucleosome organization as histone chaperones. Recently, the high-resolution cryo-electron microscopy structures of Schizosaccharomyces pombe Abo1 revealed that it forms a hexameric ring and undergoes a conformational change upon ATP hydrolysis. In addition, single-molecule imaging demonstrated that Abo1 loads H3-H4 histones onto DNA in an ATP hydrolysis-dependent manner. However, the molecular mechanism by which Abo1 loads histones remains unknown. Here, we investigated the details concerning Abo1-mediated histone loading onto DNA and the Abo1-DNA interaction using single-molecule imaging techniques and biochemical assays. We show that Abo1 does not load H2A-H2B histones. Interestingly, Abo1 deposits multiple copies of H3-H4 histones as the DNA length increases and requires at least 80 bp DNA. Unexpectedly, Abo1 weakly binds DNA regardless of ATP, and neither histone nor DNA stimulates the ATP hydrolysis activity of Abo1. Based on our results, we propose an allosteric communication model in which the ATP hydrolysis of Abo1 changes the configuration of histones to facilitate their deposition onto DNA.
Song Haeng-Un;Ahn Hyoun-Suk;Lee Sang-Rae;Koh Kwang-Joon
Imaging Science in Dentistry
/
제35권4호
/
pp.191-198
/
2005
Purpose: To characterize the effects of 2-deoxy-D-glucose (2DG) and quercetin (QCT) on cytokine secretion of IL-6, $TGF-\beta$ and gene expression of Col I in irradiated MC3T3-E1 cells Materials and Methods: The MC3T3-El cells were cultured in an a-MEM supplemented with 5mM 2DG or 10mM QCT and then the cells were incubated 12h before irradiation with 2, 4, 6, and 8Gy X-ray using a linear accelerator delivered at a dose rate of 1.5Gy/min. Level of IL-6 and $TGF-\beta$ was determined by ELISA. Also expression of Col I was examined by RT-PCR. Results: In accordance with the radiation dose, the amount of $TGF-\beta$ was not different in RA + QCT, but it showed a peak value in control and RA + 2DG at 4Gy on the 3rd day. However, all groups showed a decreasing tendency dose-dependently in RA+QCT on the 7th day (p<0.01). In accordance with the radiation dose, the amount of IL-6 increased dose-dependently in all groups on the 3rd day. On the 7th and 21st day, all groups showed peak values at 4Gy. RA+QCT showed a slightly increased amount of IL-6 at 2Gy, but it showed a slightly decreased amount at 4, 6, and 8Gy. In accordance with the period of culture after irradiation, the expression of Col I increased dose-dependently in RA+QCT. Conclusion: The result showed that QCT acted as radiosensitizer in the secretion of $TGF-\beta$ and gene expression of Col I during differentiation in irradiated MC3T3-E1 cells at the cellular level.
Nanoparticles have tremendous potential in cancer prevention, detection and augmenting existing treatments. They can target tumors, carry imaging capability to document the presence of tumors, sense pathophysiological defects in tumor cells, deliver therapeutic genes or drugs based on the tumor characteristics, respond to external triggers to release an appropriate agent, document the tumor response, and identify the residual tumor cells. Nanoparticles < 30 nanometers in diameter show unexpected and unique properties. Furthermore, particles < 5 nanometers in size can easily penetrate cells as well as living tissues and organs. This study evaluated the safety of nano materials in a living body and the relationship between the living tissue and synthetic nano materials by examining the in-vitro cytotoxicity of poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) nano-spheres and fluorescein isothiocynate(FITC)-labeled dendrimers as polymer nanoparticles. PLGA was chosen because it has been used extensively for biodegradable nanoparticles on account of its outstanding bio-compatibility and its acceptance as an FDA approved material. The dendrimer was chosen because it can carry a molecule that recognizes cancer cells, a therapeutic agent that can kill those cells, and a molecule that recognizes the signals of cell death. Cytotoxicity in L929 mouse fibroblasts was monitored using MTT assay. Microscopic observations were also carried out to observe cell growth. All assays yielded meaningful results and the PLGA nanoparticles showed less cytotoxicity than the dendrimer. These nano-particles ranged in size from 10 to 100 nm according to microscopy and spectroscopic methods.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.