• 한국해양바이오학회지
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• 제15권2호
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• pp.33-40
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• 2023

This study aimed to investigate the immunomodulatory function of Pyropia yezoensis hydrothermal (water) extract (PYWE) in comparison to the group treated only with lipopolysaccharides (LPS) in RAW264.7 cells. LPS is known to be an inflammatory mediator that activates macrophages, leading to the secretion of nitric oxide (NO), inducible nitric oxide synthase (iNOS), tumor necrosis factor-α (TNF-α), and interleukin-6 (IL-6) as defense responses. Through enzyme-linked immunoassay and western blot analyses, it was observed that PYWE increased the expression levels of NO, iNOS, TNF-α, and IL-6 in RAW264.7 cells in a dose-dependent manner, although to a lesser extent compared with the group treated with LPS alone. In addition, the study examined the mitogen-activated protein kinases (MAPKs) pathway, which regulates various cellular activities, including gene expression, mitosis, cell differentiation, transformation, survival, and death. The western blot analysis confirmed that PYWE also regulated the MAPKs pathway. Furthermore, the expression levels of immunomodulatory-related factors increased in the group treated with PYWE compared with the control group. Even though the effects of PYWE were usually less strong than those of LPS, the effects of PYWE increased with increasing doses compared to the control group. This suggests that PYWE could be used to control the immune system.

• 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.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제3권2호
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• pp.147-155
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• 2009

Oryza grandiglumis Chitinase IVa (OgChitIVa) cDNA encoding a class IV chitinase was cloned from wild rice (Oryza grandiglumis). OgChitIVa cDNA contains an open reading frame of 867 nucleotides encoding 288 amino acid residues with a predicted molecular weight of 30.4 kDa and isoelectric point of 8.48. Deduced amino acid sequences of OgChitIVa include the signal peptide and chitin-binding domain in the N-terminal domain and conserved catalytic domain. OgChitIVa showed significant similarity at the amino acid level with related monocotyledonous rice and maize chitinase, but low similarity with dicotyledoneous chitinase. Southern blot analysis showed that OgChitIVa genes are present as two copies in the wild rice genome. It was shown that RNA expression of OgChitIVa was induced by defense/stress signaling chemicals, such as jasmonic acid, salicylic acid, and ethephon or cantharidin and endothall or wounding, and yeast extract. It was demonstrated that overexpression of OgChitIVa in Arabidopsis resulted in mild resistance against the fungal pathogen, Botrytis cinerea, by lowering disease rate and necrosis size. RT-PCR analysis showed that PR-1 and PR-2 RNA expression was induced in the transgenic lines. Here, we suggest that a novel OgChitIVa gene may play a role in signal transduction process in defense response against B. cinerea in plants.

• Molecules and Cells
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• 제38권1호
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• pp.40-50
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• 2015

In the interaction between plants and pathogens, carbon (C) resources provide energy and C skeletons to maintain, among many functions, the plant immune system. However, variations in C availability on pathogen associated molecular pattern (PAMP) triggered immunity (PTI) have not been systematically examined. Here, three types of starch mutants with enhanced susceptibility to Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 hrcC were examined for PTI. In a dark period-dependent manner, the mutants showed compromised induction of a PTI marker, and callose accumulation in response to the bacterial PAMP flagellin, flg22. In combination with weakened PTI responses in wild type by inhibition of the TCA cycle, the experiments determined the necessity of C-derived energy in establishing PTI. Global gene expression analyses identified flg22 responsive genes displaying C supply-dependent patterns. Nutrient recycling-related genes were regulated similarly by C-limitation and flg22, indicating re-arrangements of expression programs to redirect resources that establish or strengthen PTI. Ethylene and NAC transcription factors appear to play roles in these processes. Under C-limitation, PTI appears compromised based on suppression of genes required for continued biosynthetic capacity and defenses through flg22. Our results provide a foundation for the intuitive perception of the interplay between plant nutrition status and pathogen defense.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권5호
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• pp.1109-1118
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• 2024

Probiotics, specifically Lacticaseibacillus rhamnosus, have garnered attention for their potential health benefits. This study focuses on evaluating the probiotic properties of candidate probiotics L. rhamnosus IDCC 3201 (3201) using the Caenorhabditis elegans surrogate animal model, a well-established in vivo system for studying host-bacteria interactions. The adhesive ability to the host's gastrointestinal tract is a crucial criterion for selecting potential probiotic bacteria. Our findings demonstrated that 3201 exhibits significantly higher adhesive capabilities compared with Escherichia coli OP50 (OP50), a standard laboratory food source for C. elegans and is comparable with the widely recognized probiotic L. rhamnosus GG (LGG). In lifespan assay, 3201 significantly increased the longevity of C. elegans compared with OP50. In addition, preconditioning with 3201 enhanced C. elegans immune response against four different foodborne pathogenic bacteria. To uncover the molecular basis of these effects, transcriptome analysis elucidated that 3201 modulates specific gene expression related to the innate immune response in C. elegans. C-type lectin-related genes and lysozyme-related genes, crucial components of the immune system, showed significant upregulation after feeding 3201 compared with OP50. These results suggested that preconditioning with 3201 may enhance the immune response against pathogens. Metabolome analysis revealed increased levels of fumaric acid and succinic acid, metabolites of the citric acid cycle, in C. elegans fed with 3201 compared with OP50. Furthermore, there was an increase in the levels of lactic acid, a well-known antimicrobial compound. This rise in lactic acid levels may have contributed to the robust defense mechanisms against pathogens. In conclusion, this study demonstrated the probiotic properties of the candidate probiotic L. rhamnosus IDCC 3201 by using multi-omics analysis.

• 한국해양바이오학회지
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• 제2권3호
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• pp.192-197
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• 2007

넙치의 생체방어 및 면역관련 유전자의 대량확보를 위하여, 지질다당질로 자극한 넙치의 말초백혈구 cDNA library를 suppression subtractive hybridization 방법으로 제작하여 발현유전자의 발현 양상 및 특성을 분석하였다. 총 470개의 SSH 클론 중 기존에 밝혀진 유전자와 상동성을 보인 218개의 클론을 분석한 결과, 대표적인 전염증사이토카인 IL-1의 유인수용체인 IL-1RII가 34번의 가장 높은 빈도로 발현되었으며, IL-$1{\beta}$가 14번의 높은 발현 빈도를 보였다. 그 중 펩티도글리칸 인식 단백질및 혈관활성 장 펩타이드 유전자는 어류에서는 처음으로 보고되는 것으로, 지질다당질로 자극한 넙치의 말초백혈구 SSH cDNA library는 다양한 생체방어 및 면역관련 유전자를 포함하고 있었다.

• 한국가금학회지
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• 제47권1호
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• pp.9-19
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• 2020

본 연구는 고병원성 조류 인플루엔자 바이러스(high pathogenic avian influenza virus; HPAIV)와 저병원성 조류인플루엔자 바이러스(low pathogenic avian virus; LPAIV)가 감염된 오리의 폐세포에서 보고된 기존 전사체 데이터를 재분석하여 조류 인플루엔자 감염에 대응하는 숙주의 공통 전사체를 발굴하고, 생물정보 분석을 실시하여 바이오 마커로서 가능성을 제시하기 위하여 수행하였다. 이전 연구에서 생산된 microarray 데이터 세트를 재분석하여, HPAIV와 LPAIV가 각각 감염된 오리의 폐세포에서 각각 총 731 및 439개의 차등발현 유전자를 발굴하였다. 이들 차등발현 유전자 중에서, 227개의 유전자가 HPAIV와 LPAIV가 감염된 세포에서 공통적으로 조절되어, 193개의 유전자는 발현이 증가한 반면, 34개의 유전자는 발현이 감소하였다. 생물정보 분석을 통하여 차등발현 유전자들의 기능에 대한 주석달기를 실시하여, 리보솜과 단백질 대사 및 유전자 발현 관련 GO가 풍부해짐을 확인하였다. REACTOME 분석을 통하여 단백질 및 RNA 대사 경로 및 콜라겐 생합성과 변형을 포함한 조직 복구 경로가 조절됨을 확인하였다. 보다 구체적으로, 번역 및 RNA 품질 관리 경로에 관여하는 단백질을 코딩하는 유전자는 HPAIV 및 LPAIV 감염에 반응하여 발현의 증가 또는 감소하는 방향으로 조절되어 AIV가 숙주 번역 기계를 억제함으로써 숙주 방어 시스템을 회피할 수 있거나 번역을 위해 세포질로 내보내기 전에 AIV가 억제될 수 있음을 시사한다. AIV 감염은 바이러스 감염으로 인한 조직의 병변 형성을 조절하는 경로를 활성화시킬 수 있음을 시사한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권3호
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• pp.189-204
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• 2019

본 연구의 목적은 유묘기 TO1000DH3와 Early big에서 MeJA 처리에 의해 글루코시놀레이트 함량 변화 및 유전자의 발현 변화를 분석하기 위하여 수행되었다. $200{\mu}M$ 농도의 MeJA를 처리하여 글루코시놀레이트 함량을 분석한 결과, 글루코시놀레이트 총 함량이 처리 전보다 TO1000DH3에서 1.3~1.5배, Early big에서 1.3 ~ 3.8배 증가하였다. 알리패틱 글루코시놀레이트인 progoitrin과 gluconapin은 TO1000DH3에서만 검출되었으며, neoglucobrassicin 성분의 함량 변화가 MeJA 처리 48시간 후 TO1000DH3와 Early big에서 가장 크게 증가되었다. 전사체 분석을 통해 TO1000DH3에서는 stress나 defense 반응에 관여하거나, 생장과 관련된 전사체가 특이적으로 발현하고, Early big에서는 nucleoside 또는 ATP 생합성 관련 전사체가 특이적으로 발현하는 것을 알 수 있었다. MeJA를 처리함에 따라 발현이 2배 이상 변한 전사체를 TO1000DH3에서 12,020개, Early big에서 13,510개를 선발하여 GO 분석한 결과 stimulus, chemical에 반응하는 전사체의 발현이 공통적으로 증가하였고, single-organism 및 ribosome 합성 관련 전사체의 발현이 공통적으로 감소하였다. 특히 glucobrassicin, neoglucobrassicin 함량과 연관되어 발현이 증가한 인돌릭 글루코시놀레이트 생합성 관련 전사체의 발현이 모두 증가하였다 (MYB34 (Bo7g098110), IGMT2 (Bo8g070650), CYP81D1 (Bo6g056440), CYP81D4 (Bo7g118500), CYP81F4 (Bo1g004730, Bo01007s020), CYP81G1 (Bo4g154660), CYP83B1 (Bo8g024390) 및 CYP91A2 (Bo1g003710)). 글루코시놀레이트 생합성 경로 관련 유전자를 대표하는 전사체 104개를 선발하여 발현 양상을 분석한 결과 transcription factor에 속하는 MYB28, MYB51의 발현은 MeJA 처리 전에 비해 처리 후 발현양이 감소하였지만, 대부분의 전사체의 발현은 MeJA 처리에 의해 증가하였다. MeJA 처리에 의해 AOP3 (Bo9g006220, Bo9g006240), TGG1 (Bo14804s010)는 TO1000DH3에서만 특이적으로 발현이 증가하였고, Dof1.1 (Bo5g008360), UGT74C1 (Bo4g177540), GSL-OH (Bo4g173560, Bo4g173550, Bo4g173530)는 Early big 특이적으로 발현이 증가하였다. MeJA 처리 전 두 계통에서 발현이 가장 높은 글루코시놀레이트 생합성 관련 유전자는 GSTU20이었고, MeJA 처리에 의해 12시간 후TO1000DH3에서 CYP79B2 (Bo7g118840), Early big에서는 CYP79B3 (Bo4g149550)의 발현이 가장 많이 증가하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.36-36
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• 2022

The molecular understanding of resistance and susceptibility of host plants to scab, a most threatful disease to pome fruit production worldwide, is very limited. Comparing resistant line '93-3-98' to susceptible one 'Sweet Skin' at seven time points of 0, 0.5, 1, 2, 3, 4, 8 days post inoculation, RNA-sequencing data derived from infected and mock-inoculated young leaves were analyzed to evaluate the tolerant response and to mine candidate genes of pear to the scab pathogen Venturia nashicola. Analysis of the mapped reads showed that the infection of V. nashicola led to significant differential expression of 17,827 transcripts with more than 3-fold change in the seven pairs of libraries, of which 9,672 (54%) are up- and 8,155(46%) are down-regulated. These included mainly receptor (NB-ARC domains-containing, CC-NBS-LRR, TIR-NBS-LRR, seven transmembrane MLO family protein) and transcription factor (ethylene responsive element binding, WRKY DNA-binding protein) related gene. An arsenal of defense response of highly resistant pear accessions derived from European pear was probably supposed no sooner had V. nashicola infected its host than host genes related to disease suppression like Polyketide cyclase/dehydrase and lipid transport protein, WRKY family transcription factor, lectin protein kinase, cystein-rich RLK, calcium-dependent phospholipid-binding copine protein were greatly boosted and eradicated cascade reaction induced by pathogen within 24 hours. To identify transcripts specifically expressed in response to V. nashicola, RT-PCRs were conducted and compare to the expression patterns of seven cultivars with a range of highly resistant to highly susceptible symptom. A DEG belonging to the PR protein family genes that were higher expressed in response to V. nashicola suggesting extraordinary role in the resistance response were led to the identification. This study provides the first transcriptional profile by RNA-seq of the host plant during scab disease and insights into the response of tolerant pear plants to V. nashicola.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.931-938
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• 2020

TCTP는 다양한 진핵생물에서 풍부하게 존재하는 단백질 중에 하나이며, 암, 세포 증식, 유전자 조절 등과 관련된 세포의 생리학적 기작에서 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 왔다. 더구나, TCTP는 dithiothreitol (DTT)나 hydrogen peroxide (H₂O₂)에 의해 유도되는 산화적 스트레스에 대한 저항성에 관여하는 중요한 단백질로 주목 받아 왔다. 한편, 극지역 서식 생물들은 강한 자외선에 의해 발생한 활성산소를 조절하기 위한 다양한 항산화 방어체계를 가지고 있다. 본 연구에서는 북극 동물플랑크톤 Calanus glacialis에서 분리된 TCTP가 산화적 스트레스 하에서 E. coli 세포의 저항성에 미치는 효과를 관찰하였다. C. glacialis에서 분리된 TCTP 유전자(ORF 522 bp) 서열을 분석하였고, 약 23 kDa의 재조합 단백질을 제작하였다. 관찰 결과, TCTP 재조합 단백질이 E. coli 세포에서 과발현 되었을 때, 세포들은 H₂O₂에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 저항성이 증가하는 것을 확인하였다. 본 관찰을 통해, 북극 C. glacialis TCTP 단백질의 항산화 조절자로서의 역할에 대한 가능성을 처음으로 제시하였다.