• Genomics & Informatics
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• 제7권4호
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• pp.181-186
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• 2009

Myotonic dystrophy type 1 (DM1), which is a dominantly inherited neurodegenerative disorder, results from a CTG trinucleotide repeat expansion in the 3'-untranslated region (3'-UTR) of the myotonic dystrophy protein kinase (DMPK) gene. Retention of mutant DMPK (mDMPK) transcripts in the nuclei of affected cells has been known to be the main cause of pathogenesis of the disease. Thus, reducing the RNA toxicity through elimination of the mutant RNA has been suggested as one therapeutic strategy against DM1. In this study, we suggested RNA replacement with a trans -splicing ribozyme as an alternate genetic therapeutic approach for amelioration of DM1. To this end, we identified the regions of mDMPK 3'-UTR RNA that were accessible to ribozymes by using an RNA mapping strategy based on a trans-splicing ribozyme library. We found that particularly accessible sites were present not only upstream but also downstream of the expanded repeat sequence. Repair or replacement of the mDMPK transcript with the specific ribozyme will be useful for DM1 treatment through reduction of toxic mutant transcripts and simultaneously restore wild-type DMPK or release nucleus-entrapped mDMPK transcripts to the cytoplasm.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제51권1호
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• pp.1-9
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• 2023

Arsenic (As), which is ubiquitous throughout the environment, represents a major environmental threat at higher concentration and poses a global public health concern in certain geographic areas. Most of the conventional arsenic remediation techniques that are currently in use have certain limitations. This situation necessitates a potential remediation strategy, and in this regard bioremediation technology is increasingly important. Being the oldest representativse of life on Earth, microbes have developed various strategies to cope with hostile environments containing different toxic metals or metalloids including As. Such conditions prompted the evolution of numerous genetic systems that have enabled many microbes to utilize this metalloid in their metabolic activities. Therefore, within a certain scope bacterial isolates could be helpful for sustainable management of As-contamination. Research interest in microbial As(III) oxidation has increased recently, as oxidation of As(III) to less hazardous As(V) is viewed as a strategy to ameliorate its adverse impact. In this review, the novelty of As(III) oxidation is highlighted and the implication of As(III)-oxidizing microbes in environmental management and their prospects are also discussed. Moreover, future exploitation of As(III)-oxidizing bacteria, as potential plant growth-promoting bacteria, may add agronomic importance to their widespread utilization in managing soil quality and yield output of major field crops, in addition to reducing As accumulation and toxicity in crops.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.527-535
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• 2020

본 연구의 목적은 가축의 조직에서 유래한 동물세포를 재생산하기 위하여 세포를 동결하는 방법으로 초자화 동결법을 간단하게 이용하는 조건을 확립하고자 하였다. 소난관상피세포를 초자화 동결법에 적용하기 위하여 소 난관상피세포를 0.25ml 스트로에 밀봉하여 액체질소에 직접 노출하였다. 발정 3.5일자의 난관에서 추출된 소 난관상피세포는 polyampholyte가 주성분인 StemCell Keep^TM을 구매하여 초자화 동결을 유도하였고 5, 10, 25, 50, 75 및 100% 농도에서 생존율을 조사하였다. 세포의 생존성은 트립판 블루염색기법과 SYTO-13/PI 핵 염색시약을 이용하여 차별적 생사염색기법을 이용하여 분석하였다. Trypan blue 염색법에서는 각각 5.6±11.8, 12.5±7.2, 53.0±2.7, 85.1±6.9, 79.8±0.6 및 60.7±6.7%의 생존율이 관찰되었고, SYTO-13/PI 염색시약에서는 각각 4.6±2.5, 30.8±12.1, 58.4±2.5, 85.5±1.2, 79.8±0.6 및 71.2±1.2%의 생존율이 관찰되었다. 이러한 결과는 소 난관상피세포는 50% StemCell Keep^TM 농도의 동결배양액을 이용하여 동결 보존하는 것이 가장 우수한 생존율을 얻을 수 있었고 세포 유전자원 은행을 위한 영구보존에 적절할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제24권11호
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• pp.1252-1257
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• 2014

DMSO는 배양포유류세포 동결보존의 동결보호제로써 일반적으로 사용 되어져 왔지만, DNA 메틸화 및 히스톤의 수식에 의해 일부 세포에서는 분화를 일으키는 것으로도 알려져 있다. 동결보존시의 배양세포의 안정된 분화형질유지에는 메틸화를 일으키는 DMSO 이외의 동결보호제의 사용이 필요하다. 세포독성이 낮고, 동물정자동결보존에 효과적인 것으로 알려진 아미도 화합물이 동일하게 포유류의 배양세포의 동결보존에서 동결보호작용이 있는지를(8종류의 아미드 화합물) 배양 마우스 혈관내피세포를 이용해 조사했다. 조사한 아미드 화합물 중에 아세트아미드와 락트아미드의 2종류가 배양세포에 대해서 동결보호작용이 있고, 가장 효과적인 것은 농도가 1.5 M의 락트아미드이다. 배양세포의 동결보존에 관해서는 삼투압 스트레스를 받지 않을 필요가 있기 때문에, 1.5 M 락트아미드 용액을 제작 시, 용매를 각 희석율의 PBS로 하고, 삼투압을 바꾼 동결 보존액에 동결세포의 생존율을 조사했다. 그 결과, 0.4배 농도의 PBS가 삼투압 스트레스를 가장 낮고 생존율이 가장 높음을 확인했다. 동결보존배지에 고 분자량재료를 첨가하면 세포생존율이 개선되는 것이 알려져 있기 때문에 BSA, HES, 데키스트란의 효과를 조사했다. 그 결과, 락트아미드를 이용한 동결보존배지는 $0.4{\times}PBS$를 이용한 1.5 M 락트아미드용액에 1%의 BSA를 첨가한 경우, DMSO의 동결보호작용에 필적하는 동결보호작용을 나타내는 것을 확인했다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제30권3호
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• pp.201-206
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• 2015

본 연구는 방사선 조사 후, 난소 적출을 한 흰쥐에 있어서 골회복과정 중에 셀레늄(Se)에 의한 보호 작용을 평가한 연구이다. 목적 수행을 위해 난소 적출술을 실시한 암컷 Sprague-Dawley계 흰쥐 80마리를 무작위로 ovariectomized(Ov), Ov/Se, Ov/irradiated(Irr) 그리고 Ov/Se/Irr와 같이 4개의 처리군으로 구분하였다. 골 결손은 난소적출(ovariectomy) 후, 40일에 모든 공시동물의 경골(tibia)에서 만들어졌다. 수술 후, 48시간에 Ov/Se군과 Ov/Se/Irr 처리구의 흰쥐에만 0.8 mg Se/kg을 투여하였다. 수술 후, 72시간에 Ov/Irr 군과 Ov/Se/Irr 처리구의 흰쥐에만 10Gy의 X-rays 조사를 사지부위(limb region)에 실시하였다. 수술 후, 모든 공시동물은 7, 15, 22 그리고 29일에 안락사를 시키고, 섬유주골형(trabecular bone)의 개수 분석(Masson Trichrome) 과 복 굴절 분석(Picrosirius)에 의해서 골 회복과정을 평가하였다. 난소적출한 군 및 방사선 조사한 군에서 골 재생 과정이 지연되는 현상을 확인이 가능하였다. 결론적으로, 셀렌산염 (sodium selenite)은 독성 없이 난소 적출을 한 흰쥐의 경골(tibia)의 골 재생과정에서 방사선 보호작용을 할 가능성을 제시하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.92-97
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• 2012

항균 펩타이드(Antimicrobial peptides(AMPs)는 그람 양성, 그람 음성 세균과 진균병원체에 대항하는 생명체에서 중요한 역할을 하는 물질이다. 인간의 Cathelicidin 항균 펩타이드는 임상학적으로 사용할 수 있는 여러 가지의 생물학적 활성을 가진다. 항균 펩타이드의 생산 비용은 재조합 방법으로 낮출 수가 있다. 대장균은 저렴하며 손쉬운 조작이 가능하기 때문에 다른 재조합 단백질처럼 항균 펩타이드의 발현에 훌륭한 숙주가 될 수 있다. 그러나 대장균에서의 항균 펩타이드의 과발현은 항균 펩타이드가 과발현 되었을 때 대장균에 독성을 보일 수 있으므로 어려움이 보고가 되어있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하고자 항균 펩타이드를 Glutathione S-transferase(GST) 결합 단백질에 융합하여 항균펩타이드의 독성을 감소시키도록 설계하여 발현을 시도하였다. 이 때 발현한 항균 펩티드는 LL37과, gaegurin4과 LL37의 잡종 펩타이드 GGN4-LL37(GL32로 명명)를 GST에 융합되도록 벡터를 구축하고 설계하여 대장균에서 GST 융합단백질로 발현시켰다. 융합 단백질은 친화력 컬럼을 사용하여 분리하고 GST를 절단하여 항균펩타이드 만을 분리하였고 분리한 펩타이드는 웨스턴 블롯팅으로 확인하였고 그람 양성, 그람 음성 세균에 대하여 항균 활성을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.124-124
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• 2017

Cadmium (Cd) is of particular concern because of its widespread occurrence and high toxicity and may cause serious morpho-physiological and molecular abnormalities in in plants. The present study was performed to explore Cd-induced morpho-physiological alterations and their potentiality associated mechanisms in Sorghum bicolor leaves at the protein level. Ten-day-old sorghum seedlings were exposed to different concentrations (0, 100, and $150{\mu}M$) of $CdCl_2$, and different morpho-physiological responses were recorded. The effects of Cd exposure on protein expression patterns in S. bicolor were investigated using two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) in samples derived from the leaves of both control and Cd-treated seedlings. The observed morphological changes revealed that the plants treated with Cd displayed dramatically altered shoot lengths, fresh weights, and relative water content. In addition, the concentration of Cd was markedly increased by treatment with Cd, and the amount of Cd taken up by the shoots was significantly and directly correlated with the applied level of Cd. Using the 2-DE method, a total of 33 differentially expressed protein spots were analyzed using MALDI-TOF/TOF MS. Of these, treatment with Cd resulted in significant increases in 15 proteins and decreases in 18 proteins. Significant changes were absorbed in the levels of proteins known to be involved in carbohydrate metabolism, transcriptional regulation, translation and stress responses. Proteomic results revealed that Cd stress had an inhibitory effect on carbon fixation, ATP production and the regulation of protein synthesis. In addition, the up-regulation of glutathione S-transferase and cytochrome P450 may play a significant role in Cd-related toxicity and stress responses. Our study provides insights into the integrated molecular mechanisms involved in response to Cd and the effects of Cd on the growth and physiological characteristics of sorghum seedlings. The upregulation of these stress-related genes may be candidates for further research and use in genetic manipulation of sorghum tolerance to Cd stress.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-14
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• 2007

The term, "food safety", has traditionally been viewed as a practical science aimed at assuring the prevention acute illnesses caused by biological microorganisms, and only to a minor extent, chronic diseases cause by chronic low level exposures to natural and synthetic chemicals or pollutants. "food safety" meant to prevent microbiological agents/toxins in/on foods, due to contamination any where from "farm to Fork", from causing acute health effects, especially to the young, immune-compromised, genetically-predisposed and elderly. However, today a broader view must also include the fact that diet, perse (nutrients, vitamins/minerals, calories), as well as low level toxins and pollutant or supplemented synthetic chemicals, can alter gene expressions of stem/progenitor/terminally-differentiated cells, leading to chronic inflammation and other mal-functions that could lead to diseases such as cancer, diabetes, atherogenesis and possibly reproductive and neurological disorders. Understanding of the mechanisms by which natural or synthetic chemical toxins/toxicants, in/on food, interact with the pathogenesis of acute and chronic diseases, should lead to a "systems" approach to "food safety". Clearly, the interactions of diet/food with the genetic background, gender, and developmental state of the individual, together with (a) interactions of other endogenous/exogenous chemicals/drugs; (b) the specific biology of the cells being affected; (c) the mechanisms by which the presence or absence of toxins/toxicants and nutrients work to cause toxicities; and (d) how those mechanisms affect the pathogenesis of acute and/or chronic diseases, must be integrated into a "system" approach. Mechanisms of how toxins/toxicants cause cellular toxicities, such as mutagenesis; cytotoxicity and altered gene expression, must take into account (a) irreversible or reversal changes caused by these toxins or toxicants; (b)concepts of thresholds or no-thresholds of action; and (c) concepts of differential effects on stem cells, progenitor cells and terminally differentiated cells in different organs. This brief Commentary tries to illustrate this complex interaction between what is on/in foods with one disease, namely cancer. Since the understanding of cancer, while still incomplete, can shed light on the multiple ways that toxins/toxicants, as well as dietary modulation of nutrients/vitamins/metals/ calories, can either enhance or reduce the risk to cancer. In particular, diets that alter the embryo-fetal micro-environment might dramatically alter disease formation later in life. In effect "food safety" can not be assessed without understanding how food could be 'toxic', or how that mechanism of toxicity interacts with the pathogenesis of any disease.

• 대한약침학회지
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• 제18권2호
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• pp.7-18
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• 2015

Objectives: Lawsone (1,4 naphthoquinone) is a non redox cycling compound that can be catalyzed by DT diaphorase (DTD) into 1,2,4-trihydroxynaphthalene (THN), which can generate reactive oxygen species by auto oxidation. The purpose of this study was to evaluate the toxicity of the phytomarker 1,4 naphthoquinone and its metabolite THN by using the molecular docking program AutoDock 4. Methods: The 3D structure of ligands such as hydrogen peroxide ($H_2O_2$), nitric oxide synthase (NOS), catalase (CAT), glutathione (GSH), glutathione reductase (GR), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen (NADPH) were drawn using hyperchem drawing tools and minimizing the energy of all pdb files with the help of hyperchem by $MM^+$ followed by a semi-empirical (PM3) method. The docking process was studied with ligand molecules to identify suitable dockings at protein binding sites through annealing and genetic simulation algorithms. The program auto dock tools (ADT) was released as an extension suite to the python molecular viewer used to prepare proteins and ligands. Grids centered on active sites were obtained with spacings of $54{\times}55{\times}56$, and a grid spacing of 0.503 was calculated. Comparisons of Global and Local Search Methods in Drug Docking were adopted to determine parameters; a maximum number of 250,000 energy evaluations, a maximum number of generations of 27,000, and mutation and crossover rates of 0.02 and 0.8 were used. The number of docking runs was set to 10. Results: Lawsone and THN can be considered to efficiently bind with NOS, CAT, GSH, GR, G6PDH and NADPH, which has been confirmed through hydrogen bond affinity with the respective amino acids. Conclusion: Naphthoquinone derivatives of lawsone, which can be metabolized into THN by a catalyst DTD, were examined. Lawsone and THN were found to be identically potent molecules for their affinities for selected proteins.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권4호
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• pp.425-432
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• 2005

목 적 : 폴리글루타민 질환은 해당 발현단백질의 연속되는 글루타민 아미노산 서열이 신장되기 때문에 일어나는 질환군이다. 현 연구는 폴리글루타민 질환 형질전환 초파리 모델들이 환자들 에서와 유사한 장애를 나타내는지 확인하기 위해 수행되었다. 방 법 : 폴리글루타민 질환 (SCA3) 형질전환 초파리를 대상으로 벽을 기어오르는 운동 능력을 검사하였다. 또한 유전학적인 방법을 통해서 아폽토시스를 억제하는 bcl-2 유전자와 화학적 샤페론이 뇌신경의 퇴행에 어떤 영향을 미치는지 확인하였으며 향후의 연구를 위해 척수소뇌 운동실조증 타입 2 (SCA2) 질환을 발현하는 형질전환 초파리를 생산하였다. 결 과 : SCA3 형질전환 초파리에서 신장된 폴리글루타민 배열을 지니는 질환성 초파리의 경우 신경계에서 해당 단백질을 발현하였을 경우 전형적인 운동 능력 상실을 나타냈다. 아폽토시스를 억제하는 유전자인 bcl-2를 함께 발현했을 경우, 신장된 단백질의 유독한 영향을 약화시키지 못했지만, 화학적 샤페론인글리세롤의 경우 적어도 눈에서의 유독한 영향은 억제하는 것으로 보인다. 본 연구진에 의해 개발된 SCA2 형질전환 초파리의 경우 유해 단백질의 발현 정도가 낮아서 정확한 분석이 어려웠다. 결 론 : SCA3 형질전환 초파리는 환자들에서 발견되는 운동실조증을 보였다. 글리세롤과 같은 화학적 샤페론이 현재 치료가 전무한 이 종류의 질환군의 치료에 효과적일 것으로 사료된다.