• Animal Bioscience
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• 제35권6호
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• pp.791-803
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• 2022

Genome/gene-editing (GE) techniques, characterized by a low technological barrier, high efficiency, and broad application among organisms, are now being employed not only in medical science but also in agriculture/veterinary science. Different engineered CRISPR/Cas9s have been identified to expand the application of this technology. In pig production, GE is a precise new breeding technology (NBT), and promising outcomes in improving economic traits, such as growth, lean or healthy meat production, animal welfare, and disease resistance, have already been documented and reviewed. These promising achievements in porcine gene editing, including the Myostatin gene knockout (KO) in indigenous breeds to improve lean meat production, the uncoupling protein 1 (UCP1) gene knock-in to enhance piglet thermogenesis and survival under cold stress, the generation of GGTA1 and CMP-N-glycolylneuraminic acid hydroxylase (CMAH) gene double KO (dKO) pigs to produce healthy red meat, and the KO or deletion of exon 7 of the CD163 gene to confer resistance to porcine reproductive and respiratory syndrome virus infection, are described in the present article. Other related approaches for such purposes are also discussed. The current trend of global regulations or legislation for GE organisms is that they are exempted from classification as genetically modified organisms (GMOs) if no exogenes are integrated into the genome, according to product-based and not process-based methods. Moreover, an updated case study in the EU showed that current GMO legislation is not fit for purpose in term of NBTs, which contribute to the objectives of the EU's Green Deal and biodiversity strategies and even meet the United Nations' sustainable development goals for a more resilient and sustainable agri-food system. The GE pigs generated via NBT will be exempted from classification as GMOs, and their global valorization and commercialization can be foreseen.

• 대한치매학회지
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• 제21권2호
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• pp.71-78
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• 2022

Background and Purpose: The expression of the 18-kDA mitochondrial translocator protein (TSPO) in the brain is an attractive target to study neuroinflammation. However, the binding properties of TSPO ligands are reportedly dependent on genetic polymorphism of the TSPO gene (rs6971). The objective of this study is to investigate the rs6971 gene polymorphism in the Korean population. Methods: We performed genetic testing on 109 subjects including patients with mild cognitive impairment, Alzheimer's disease (AD) dementia, non-AD dementia, and cognitively unimpaired participants. Magnetic resonance imaging scans and detailed neuropsychological tests were also performed, and 29 participants underwent ¹⁸F-DPA714 PET scans. Exon 4 of the TSPO gene containing the polymorphism rs6971 (Ala or Thr at position 147) was polymerase chain reaction amplified and sequenced using the Sanger method. The identified rs6971 genotype codes (C/C, C/T, or T/T) of the TSPO protein generated high-, mixed-, or low-affinity binding phenotypes (HABs, MABs, and LABs), respectively. Results: We found that 96.3% of the study subjects were HAB (105 out of 109 subjects), and 3.7% of the subjects were MAB (4 out of 109 subjects). ¹⁸F-DPA-714 PET scans showed nonspecific binding to the thalamus and brainstem, and increased tracer uptake throughout the cortex in cognitively impaired patients. The participant with the MAB polymorphism had a higher DPA714 signal throughout the cortex. Conclusions: The majority of Koreans are HAB (aprox. 96%). Therefore, the polymorphism of the rs6971 gene would have a smaller impact on the availability of second-generation TSPO PET tracers.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권5호
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• pp.984-991
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• 1998

연구배경: 폐암을 포함한 여러 종양에서 3p의 allelic loss가 매우 흔하게 관찰된다는 것은 널리 알려진 사실이다. 따라서 이 구역에 암억제유전자가 존재할 가능성이 높다고 생각되어 과거부터 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 현재까지는 몇몇 후보 유전자들이 밝혀져 있을 뿐, 확실한 암억제유전자를 규명해내지는 못하고 있는 실정이다. FHIT(Fragile Histidine Triad) 유전자는 최근 주목을 받고 있는 후보 암억제유전자로서 3p14.2에 위치하고 있으며 식도, 위, 두경부암 등의 여러 종양에서 이 위치의 homozygous deletion이 보고된 바 있다. 서열 분석상 이 유전자는 human genome 중 손상에 가장 취약한 곳중 하나인 FRA3B fragile site와 신세포암에서 잘 발견되는 t(3;8) chromosomal translocation의 breakpoint를 포함하고 있다. 이러한 구조적 특정과 함께 폐암에서 3p의 allelic loss가 특히 높은 빈도로 나타난다는 점에 주목하여, 연자들은 폐암 세포주를 대상으로 FHIT 유전자의 발현 이상을 살펴봄으로써 암억제유전자로서의 가능성을 평가하고자 하였다. 방 법: 총 21개 세포주(비소세포폐암 : 16, 소세포폐암 : 5)를 배양하여 RNA를 분리하였고 reverse transcription을 시행하여 single-strand cDNA를 합성하였다. 이후 FHIT 유전자의 exon 5에서 exon 9에 해당하는 coding region을 PCR로 증폭하였다. 이 PCR product를 ethidium bromide로 염색된 1.5 % agarose gel에서 전기영동시킨 후 band를 관찰하였다. 결 과: 총 21개 폐암 세포주중 12개(57%) 세포주에서 비정상적인 band가 관찰되거나(3개), band가 관찰되지 않았다(9개). 16개의 비소세포폐암 세포주중 7개 (44%)에서 비정상적인 band가 관찰되거나(2개), band가 관찰되지 않았다(5개). 5개의 소세포폐암 세포주에서는 5개(100%) 모두에서 비정상적인 band가 관찰되거나(1개), band가 관찰되지 않았다 (4개). 결 론: 이러한 결과를 살펴볼 때, FHIT 유전자의 발현 이상은 폐암, 특히 소세포폐암에서 높은 빈도로 관찰되었으며, 이는 FHIT 유전자가 폐암 발생에 있어서 중요한 암억제유전자일 것이라는 가설을 뒷받침하는 소견이라 생각된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제20권4호
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• pp.371-378
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• 1997

본 연구는 인체 락토페린(hLF)을 우유 중으로 생산하는 형질전환 젖소의 개발에 관한 것이다. 이를 위한 모델 시스템으로서 락토페린 cDNAdhk 소의 베타-카제인 프로모터를 이용하여 형질전환 생쥐를 개발하였다. 발현 벡터의 락토페린에 대한 발현효율을 증가시키기 위하여 2개의 재조합 인트론을 삽입하였다. 20계통의 형질전환 생지를 개발하였는데 유즙에서의 락토페린 발현량은 1~200$\mu\textrm{g}$/ml이었다. hLF RNA의 발현 양상을 유선조직을 포함하여 뇌, 신장, 간 조직 등에서 조사하였을 때, 오직 유선에서만 발현되었을 뿐 아니라 엑손/인트론 경계 부위에서 정확하게 splicing되었다. hLF를 생산하는 형질전환 젖소를 개발하기 위하여 위에서 기술한 DNA를 소의 수정란에 미세주입한 후, 외과적 또는 비외과적 방법으로 대리모에 이식하였다. 한편, DNA가 주입된 수정란의 상태가 임신율에 미치는 영향을 조사하였다. 수정란을 최우수, 우수, 보통 등 3등급으로 나누었을 때, 각각의 임신율은 38.9, 15.4, 14.3%로 나타났다. 현재까지 유전자가 주입된 수정란을 대리모에 이식하여 태어난 35마리의 송아지 중, 30마리는 형절전환되지 않았으며 나머지는 현재 분석 중에 있다. 이상의 결과로 본 연구자들은 DNA가 미세주입된 젖소 수정란의 배양과 이식에 필요한 제반 기술을 확립하였으며, 아울러 임신율에 영향을 주는 여러 인자들에 대한 연구도 함께 조사하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제22권7호
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• pp.943-954
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• 2009

Diacylglycerol acyltransferase (DGAT) is a key enzyme that catalyzes the final and rate-limiting step of triglyceride synthesis. Both DGAT1 and DGAT2 genes code proteins with DGAT activity. Studies have shown DGAT1 polymorphisms associate with intramuscular fat deposition in beef cattle, but fewer associations between DGAT2 and beef cattle economic traits have been reported. The objective of this study was to investigate single nucleotide polymorphism (SNP) in intron3 of bovine DGAT2 and evaluate the associations of that with carcass, meat quality, and fat yield traits. Test animals were 157 commercial feedlot steers belonging to 3 Chinese native breeds (22 for Luxi, 24 for Jinnan, and 23 for Qinchuan), 3 cross populations (20 for Charolais${\times}$Fuzhou, 18 for Limousin ${\times}$Luxi, and 17 for Simmental${\times}$Jinan) and 1 Taurus pure breed population (16 Angus steers). In the current study, 15 SNP were discovered in intron3 and exon4 of DGAT2 at positions 65, 128, 178, 210, 241, 255, 270, 312, 328, 334, 365, 366, 371, 415, and 437 (named as their positions in PCR amplified fragments). Only 7 of them (128, 178, 241, 270, 312, 328, and 371) were analyzed, because SNP in three groups (65-128-255, 178-210-365 and 241-334-366) were in complete linkage disequilibrium within the group, and SNP 415 was a deletion and 437 was a null mutation. Frequencies for rare alleles in the 3 native breed populations were higher than in the 3 cross populations for 178 (p = 0.04), 270 (p = 0.001), 312 (p = 0.03) and 371 (p = 0.002). A general linear model was used to evaluate the associations between either SNP genotypes or allele substitutions and the measured traits. Results showed that SNP 270 had a significant association with the fat yield associated with kidney, pelvic cavity, heart, intestine, and stomach (KPHISY). Animals with genotype CC and CT for 270 had less (CC: -7.71${\pm}$3.3 kg and CT: -5.34${\pm}$2.5 kg) KPHISY than animals with genotype TT (p = 0.02). Allele C for 270 was associated with an increase of -4.26${\pm}$1.52 kg KPHISY (p = 0.006) and $-0.92{\pm}0.45%$ of retail cuts weight percentage (NMP, Retail cuts weight/slaughter body weight) (p = 0.045); allele G for 312 was associated with an increase of -5.45${\pm}$2.41 kg KPHISY (p = 0.026). An initial conclusion was that associations do exist between DGAT2 gene and carcass fat traits. Because of the small sample size of this study, it is proposed that further effort is required to validate these findings in larger populations.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제41권1호
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• pp.7-16
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• 2017

The knock-in efficiency in the fibroblast is very important to produce transgenic domestic animal using nuclear transfer. In this research, we constructed three kinds of different knock-in vectors to study the efficiency of knock-in depending on structure of knock-in vector with different size of homologous arm on the ${\beta}-casein$ gene locus in the somatic cells; DT-A_cEndo Knock-in vector, DT-A_tEndo Knock-in vector I, and DT-A_tEndo Knock-in vector II. The knock-in vector consists of 4.8 kb or 1.06 kb of 5' arm region and 1.8 kb or 0.64 kb of 3' arm region, and neomycin resistance gene(neor) as a positive selection marker gene. The cEndo Knock-in vector had 4.8 kb and 1.8 kb homologous arm. The tEndo Knock-in vector I had 1.06 kb and 0.64 kb homologous arm and tEndo Knock-in vector II had 1.06 kb and 1.8 kb homologous arm. To express endostatin gene as transgene, the F2A sequence was fused to the 5' terminal of endostatin gene and inserted into exon 7 of the ${\beta}-casein$ gene. The knock-in vector and TALEN were introduced into the bovine fibroblast by electroporation. The knock-in efficiencies of cEndo, tEndo I, and tEndo II vector were 4.6%, 2.2% and 4.8%, respectively. These results indicated that size of 3' arm in the knock-in vector is important for TALEN-mediated homologous recombination in the fibroblast. In conclusion, our knock-in system may help to create transgenic dairy cattle expressing human endostatin protein via the endogenous expression system of the bovine ${\beta}-casein$ gene in the mammary gland.

• 대한유전성대사질환학회지
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• 제15권3호
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• pp.165-170
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• 2015

저자들은 출생 직후에서 생후 7개월까지는 특별한 과거력 없이 건강하게 지내던 여아에서 생후 11개월에 반복적인 구토 및 간헐적인 의식변화와 경련으로 시행한 검사 결과 고암모니아 혈증 및 소변 orotic acid의 증가를 통해 OTC 결핍증을 진단하고, 분자 유전자 검사로 418번째 염기인 G가 C로 치환되어 140번 아미노산이 alanine에서 proline으로 바뀌는 돌연변이(p. Ala140Pro)를 확인한 1례를 경험하였기에 보고하는 바이다. 본 증례의 돌연변이는 환아의 부모 유전자 분석 결과 정상 소견으로 de novo mutation으로 사료된다. 환아는 출생 후 수 개월간 큰 이상 없이 성장 및 발달을 보였으나 생후 7개월 경부터 주기적인 구토 증세를 보였던 지발형 OTC 결핍증에 해당한다. 진단 후 arginine 및 phenylbutylate를 지속적으로 복용하며 저단백 식이를 유지하는 보존적 치료를 지속하여 현재 발달 및 성장 속도 양호하며 일상생활에 문제없이 지내고 있다. 따라서 출생 후 수개월간 특이 질환력이 없는 환아, 특히 여아에서 주기적인 구토, 기면, 경련 및 혼수 등의 증상을 보일 때 지발형 OTC 결핍증과 같은 대사질환을 의심할 수 있어야 한다. 본 증례는 반복적인 구토 및 의식변화를 보인 기저질환 없는 11개월 여아에서 OTC 결핍증을 진단하고 즉각적인 대처를 통해 7세까지 심각한 신경학적 장애 없이 정상적인 성장과 발달을 보인 환자를 보고하는 바이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권1호
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• pp.9-16
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• 2010

본 연구는 지방산합성의 완성에 관여하는 소 FASN (Fatty acid synthase) 유전자내의 g.11280G>A (Silent), g.13125T>C (Exon24-His1390Tyr)와 g.17924G>A (Exon39-Thr2158Ala) 단일염기 변이들이 한우집단 925 두를 대상으로 도체형질과의 연관성 분석, 연관불균형의 정도 및 반수체형의 분석을 위하여 수행하였다. g.11280G>A 변이의 연관성분석에 있어서는 도체중, 등지방두께 및 육량지수에 유의성이 있는 것으로 관찰되었으며 g.17924G>A변이 역시 연관성분석에서 도체중에 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.05). 하지만 g.13125T>C 변이는 한우집단에서 형질과의 유의적인 연관성을 관찰 할 수 없었다. 또한 g.11280G>A, g.13125T>C와 g.17924G>A 변이들에 대한 연관불균형(Linkage disequilibrium) 분석을 한 결과 g.11280G>A와 g.13125T>C 두변이에 대한 r-square=0.177로 나타났으며 D'=0.568 로 관측되었다. 또한 g.13125T>C와 g.17924G>A 두 변이들은 r-square = 0.207로 나타났으며 D'=0.607로 나타났으며 g.11280G>A와 g.17924G>A 변이들은 r-square = 0.101으로 나타났으며 D'=0.920으로 관찰되었다. 연관불균형 유의수준(r-square>0.1, D'>0.500)에 따라 계산된 반수체형 총 7개중 그 빈도가 0.05 이상인 중요한 반수체형은 4개(-GCG- [0.378], -ATG- [0.301], -GTA- [0.191], -ACG- [0.063])를 선별하여 연관성분석을 실시하였다. FASN 반수체형 1번(-GCG-), 반수체형 2번(-ATG-)와 반수체형 4번 (-ACG-)는 한우집단에서 형질과의 유의적인 연관성을 관찰 할 수 없었으나 FASN 반수체형 3번(-GTA-)은 도체중과 연관성을 보였다(P=0.0327). 염색체상 반수체형 -GTA-.구조를 가지지 않은 동형접합체(0-copies)인 개체의 도체중은 354.70+3.58로 나타났으며, 반수체형 -GTA- 구조를 하나만 가지는 이형접합체(1-copies) 347.63+4.84으로 관찰되었으며 0-copies인 동형접합체보다 현저히 낮은 도체중을 나타내었다. 또한 반수체형 -GTA- 구조를 가지는 동형접합체(2-copies)인 개체는 22두가 나타났으며 도체중은 351.01+4.18로 0-copies 인 동형접합체 보다 낮은 도체중을 나타내었다. 이상의 결과는 소 FASN 유전자내의 g.11280G>A, g. 13125T>C와 g.17924G>A 변이들은 육질 뿐만 아니라 육량에도 관여하는 것으로 사료되며, FASN 유전자내의 g.11280G>A와 g.17924G>A 두 개의 단일염기변이는 한우개량사업소의 씨숫소의 유전자 마커를 통한 도움 선발(marker assisted selection, MAS)에 이용 될 수 있을 것이며 일반농가에서도 송아지 생산을 위한 암소 선발에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Pediatric Infection and Vaccine
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• 제13권1호
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• pp.63-70
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• 2006

목 적 : 본 연구는 어린 연령의 소아에서 선천성 면역력의 중요한 인자인 Mannose Binding Lectin(MBL2) 유전자의 다형성 및 일배체형의 분포를 심한 respiratory syncytial virus(RSV) 감염증 환자군과 정상대조군에서 분석함으로써, MBL2 유전자의 다양성이 소아 RSV 감염증의 발생과 예후에 기여하는지를 밝히고자 하였다. 방 법 : 1993년부터 2000년까지 7년 동안 서울대학교 어린이병원 소아과에서 RSV 감염증으로 치료받은 심한 RSV 감염증 환아 99명을 환자군, 건강한 성인 224명을 대조군으로 선정하였다. 유전형 분석은 선천성 면역의 중추적 역할을 하는 MBL2 유전자의 promoter -221 X/Y와 exon 1의 구조 변이의 분포를 환자대조군에서 비교하여 분석하였다. 결 과 : 환자군 99명의 중앙 연령은 9.5개월로, 6개월 미만 48명(49%), 6~24개월 사이 39명(39%), 그리고 24개월 이상이 12명(12%)이었다. 남아는 58명(59%)이었다. 환자군에서 MBL2 대립유전자 B다형성의 빈도는 유전형 AA 60(61%), 이형접합 AB 34(34%), 그리고 유전형 BB 5(5%)로 나타났다. 환자군의 promoter -221 X/Y 유전형의 분포는 유전형 YY 84(85%), 이형접합 XY 15(15%)이었으며, 유전형 XX는 발견되지 않았다. Exon 1의 구조 변이와 promoter 변이 모두 환자군과 대조군간에 차이가 없었다. MBL2 일배체형의 분포에도 두 군간에 차이가 없었다. 결 론 : 본 연구 결과, 한국인 소아에서 MBL2 유전자의 다형성과 일배체형이 심한 RSV 감염증에 기여하는 예후 인자임을 밝히지 못하였다. 향후 전향적으로 수집한 더 많은 수의 환자군과 적절한 대조군을 통한 연구가 시행되어야 할 것으로 생각한다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제45권2호
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• pp.183-191
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• 2002

목 적 : 본 연구에서는 임상적으로 XLA로 진단받고 현재 치료 중인 한가족 3명 환아의 가계를 대상으로 말초혈액 단핵구의 Btk 단백질 발현과 Btk 유전자 변이를 분석하고자 하였다. 방 법 : 환아 말초혈액 단핵구의 Btk 발현도를 항 Btk 항체를 이용한 유세포계측을 통해 분석하고 PCR-SSCP 및 직접 염기서열 분석에 의해 Btk 유전자 변이를 분석하였다. 결 과 : 유세포 계측 및 PCR-SSCP에 의하여 가계내의 환자 3명 및 보인자 4명을 확인하였으며 환아들의 단핵구의 Btk 발현도를 조사한 결과 2.7% 미만으로 건강인에 비해 매우 유의한 감소를 나타내었다. 유전자 변이 분석 결과 Btk 유전자 exon 3에서 점돌연변이($T{\rightarrow}C$)가 발견되어 61번째 아미노산의 치환이 일어난 과오돌연변이를 확인할 수 있었다. 동일한 유전형을 지닌 3명의 환아들은 임상적으로 매우 다양한 표현형을 나타내었다. 특히 환아들의 혈청 IgG level이 낮을수록 임상 양상은 심한 소견을 보였다. 결 론 : 본 연구 결과를 종합해 볼 때 임상적으로 XLA로 진단된 환아와 가족에 대한 항 Btk 항체를 이용한 유세포계측 및 PCR-SSCP 방법은 XLA 환아 및 보인자의 진단에 매우 유용하며 신속하게 적용될 수 있는 기법으로 생각된다. 또한 분자유전학 기법을 이용하여 환아의 유전자 변이를 검색한 결과 Btk의 PH 도메인 내 한개의 과오돌연변이를 검색하여 XLA를 최종 확진할 수 있었다.