• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권4호
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• pp.326-335
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• 2015

감귤은 전 세계적으로 가장 많이 생산되는 주요 과수작물이고 비타민 C와 구연산 및 감귤 고유의 플라보노이드를 비롯한 다양한 기능성 성분으로 인해 건강 기능성 식품 소재로도 각광받고 있다. 그러나 긴 유년기와 배우체 불임, 주심배 발생 및 고도의 유전적 잡종성 등 감귤 특유의 생식생물학적 특성으로 인해 교배를 통한 전통 육종의 품종개발에 있어서는 가장 어려운 작물에 속한다. 지구 온난화, 소비자 욕구 변화 등으로 인해 고품질 감귤의 안정적 생산과 품종 다양화를 위한 체계적 육종 프로그램의 도입이 시급한 실정이다. 감귤에서도 분자 육종 프로그램을 통한 품종 육성을 위해 세계적으로 가장 많이 재배되는 스위트 오렌지와 클레멘타인 만다린에 대한 고품질 표준 유전체 정보가 최근에 확보되었다. 표준유전체 서열을 기반으로 다양한 품종 및 교배집단들에 대한 유전체 해독, 비교유전체 분석, GBS 등을 통해 형질연관 마커 발굴, 유전자 기능 연구 등이 이루어질 것으로 전망된다. 아울러 다양한 전사체 분석이 이루어지고 있으며, 유전자 기능 및 유전자 co-expression 네트워크의 이해를 증진할 수 있을 것이다. 유전체 및 전사체 분석을 통해 확보한 대규모 SNP, InDel 및 SSR의 다형성 분자마커 big data를 이용한 고밀도 연관 및 물리 지도 작성이 이루어지고 있고, 궁극적으로 통합지도 작성이 이루어지게 될 것이다. 이를 통해 가까운 장래에 감귤 특이 주요 농업형질 연관 유전자의 정확도 높은 map-based 클로닝 및 빠르고 효율적인 분자표지 선발육종이 이루어질 것이다.

• 식물분류학회지
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• 제37권4호
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• pp.477-502
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• 2007

본 연구에서는 Aconitum alboviolaceum Kom. complex에 속하는 6종 중 한국산 4종(A. alboviolaceum, A. longecassidatum, A. pseudolaeve, A. quelpaertense)을 대상으로 형 태 및 주성분분석(Principal Components Analysis)과 엽록체 DNA psbA-trnH IGS, trnL intron 및 tmL-trnF IGS 구간의 분석을 통해 각 분류군의 타당성을 검토하고 그 한계 및 분류학적 위치를 명확히 설정하고자 하였다. 형태분석 결과, 기존에 보고되었던 주요 식별형질에서 형태변이가 종 및 개체군 수준에서 복잡한 형태로 나타났으며 주성분분석 결과 각 분류군들은 종 및 개체군 수준에서 유집 되지 않고 연속적으로 혼합된 양상을 보였다. 염기서열 분석 결과, l0개의 염기치환과 3개의 indel이 관찰되었고, 이를 통해 얻어진 neighbor-joining tree에서 나타난 4개의 그룹은 종 및 개체군을 반영하지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 complex 내 분류군들에 관한 기존의 형태형질에 근거한 분류체계를 지지하지 않으며, 이들 분류군 간의 분류체계에 대한 재고가 필요하다고 본다.

• 농업과학연구
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• 제37권3호
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• pp.399-404
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• 2010

닭의 진화를 이해하기 위하여 변이가 많다고 알려진 LYZ 유전자의 엑손과 인트론에 존재하는 단일염기다형이 본 연구를 통해 확인되었다. 2개의 한국 재래실용계에서 총 24개체의 DNA 샘플이 본 연구에서 이용되었으며 단일염기 다형의 확인을 위하여 3개체의 샘플을 혼합하여 염기서열 분석을 실시하였다. 적색야계와의 비교를 통하여 두 한국 재래실용계는 18개의 염기서열변이를 확인할 수 있었으며 한국 재래실용계 간에는 15개의 염기서열 변이를 확인할 수 있었다. 총 33개의 변이 중 두 개의 삽입변이(21 bp와 4 bp)가 확인되었다. 한편, 2번째 엑손의 1426 bp 위치에 존재하는 단일염기 다형(p.Ala49Val)은 아미노산의 변이를 나타내는 미스센스 돌연변이로 확인되었다. 이 돌연변이는 이 lysozyme 효소의 촉매작용을 하는 위치에 놓여 있어 효소의 활성과 밀접한 관계가 있을 것으로 추정된다. 본 연구에서 밝혀진 LYZ 유전자의 변이는 이 유전자의 기능뿐 아니라 한국 재래실용계 집단의 구조를 이해하는데 기초자료로 이용될 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제19권3호
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• pp.311-316
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• 2009

갈조류 모자반과 Pelvetia속은 다세포 조류로 많은 해조류를 포함하고 있으며 북반구 태평양과 대서양에 분포되어 있다. Pelvetia속에 속하는 우리나라의 동종 및 근연한 같은 속내 종에 대해 유전자은행을 통해 밝혀진 ITS에 의한 서열을 이용하여 계통관계를 조사하였다. 한국의 P. babingtonii은 북미의 P. babingtonii AF102957과 유사한 핵산서열로 계통도 분석에서 같은 분지군을 형성하였다. 한국의 P. siliquosa은 역시 북미의 P. siliquosa AF102958과 유사한 핵산서열로 계통도 분석에서 같은 분지군을 형성하였다. Pelvetia 속 내 여러 종간은 결실이나 삽입에 의한 indel이 많은 반면 같은 종내 계통은 치환에 의한 차이가 현저하였다. 이 속은 NJ분석에서 크게 두 분지군으로 나뉘는데 한 그룹은 P. canaliculata와 P. limitata이며 나머지 그룹은 P. siliquosa, P. compressa, P. babingtonii을 포함하고 있었다. ITS 서열로 한국 내 분류군과 북미 간 분류군이 잘 구분되었다. MP 분석에서도 높은 지지도로 잘 구분되었다. 따라서 ITS 서열로 종 동정에 이용할 수 있었으며, 종의 보전이나 생식질 보전에 기초로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권1호
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• pp.34-43
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• 2021

CRISPR/Cas9에 의한 유전자 교정 기술은 유용 형질을 갖는 작물 및 임목의 육성에 있어 널리 사용되고 있는 핵심 기술이다. 유전자 교정 임목 육성에는 아그로박테리움에 의한 형질전환 방법이 높은 효율로 시행된 연구가 많았고 따라서 형질전환에 사용된 플라스미드 서열이 식물 유전체 안에 존재한다는 문제가 남아 있었다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9을 사용하여 유전자 교정 임목을 육성하는 데 기존에 알려진 벡터 도입 기술이 아닌, 단일 가닥 가이드 RNA (sgRNA)와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 현사시나무 원형질체에 도입하는 방법을 기술하였다. 염 스트레스 내성 관련 인자 PagSAP1 유전자를 표적으로 하는 3종류의 sgRNA를 디자인하고, 각 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 원형질체에 도입하였다. 표적화 딥시퀀싱을 통해 리보핵산단백질 형성 시 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하고 일정 시간 배양하여 안정화되는 시간이 필요한 것을 확인하였다. 또한 sgRNA3의 리보핵산단백질이 sgRNA1, sgRNA2의 리보핵산단백질보다 높은 교정 효율을 보이는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 리보핵산단백질을 이용한 유전자 교정 기술이 임목에도 적용될 수 있음이 확인되었고, 이는 외래 유전자 없이 유전자 교정 임목을 육성하는 데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.987-994
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• 2023

이 연구는 제주도 한우집단에서 galactose mutarotase (GALM) 유전자형과 도체형질의 연관성을 시험하였다. GALM 유전자형은 3'-비해독부위(3'-UTR)의 14-bp (5'-GGTCTAATGACCAG-3') 삽입/결실 다형성을 이용하였다. 한우 비육우 집단에서 GALM 유전자의 세 가지 유전자형(LL, LS, SS)이 모두 관찰되었다. 연관성 분석결과는 근내지방의 함량과 밀접한 상관을 보이는 육질등급과 근내지방도의 수준과, 등지방두께의 수준이 유전자형에 따른 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 동형접합인 SS 유전자형을 보유한 도체에서 LL 또는 LS 유전자형인 도체에 비해 근내지방 함량 수준은 더 높고, 등지방두께도 더 얇은 수준을 보였다. 반면, 도체중, 등심단면적, 육색, 지방색 등은 GALM 유전자형에 따른 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 3'-UTR에서 14-bp 절편의 결실은 RNA의 2차 구조의 변형과 RNA-결합 단백질, microRNA와의 결합능력에 대한 방해를 통해 유전자 발현에 영향을 줄 수 있는 것으로 예측되었다. GALM 유전자의 3'-UTR 영역에서 14-bp 삽입/결실 다형성에 대한 이번 연구결과는 소에서 근육과 등지방 조직에서 galactose 대사에 의한 지방 축적을 통해 성장형질, 도체형질에 영향을 주는 것으로 판단된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제27권4호
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• pp.507-515
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• 2024

Microbial forensics is a scientific discipline for analyzing evidence related to biological crimes by identifying the origin of microorganisms. Multiple locus variable number tandem repeat analysis(MLVA) is one of the microbiological analysis methods used to specify subtypes within a species based on the number of tandem repeat in the genome, and advances in next generation sequencing(NGS) technology have enabled in silico anlysis of full-length whole genome sequences. In this paper, we analyzed unknown samples provided by Robert Koch Institute(RKI) through The United Nations Secretary-General's Mechanism(UNSGM)'s external quality assessment exercise(EQAE) project, which we officially participated in 2023. We confirmed that the 3 unknown samples were B. anthracis through nucleic acid isolation and genetic sequence analysis studies. MLVA results on 32 loci of B. anthracis were analysed by using genome sequences obtained from NGS(NextSeq and MinION) and Sanger sequencing. The MLVA typing using short-reads based NGS platform(NextSeq) showed a high probability of causing assembly error when a size of the tandem repeats was grater than 200 bp, while long-reads based NGS platform(MinION) showed higher accuracy than NextSeq, although insertion and deletion was observed. We also showed hybrid assembly can correct most indel error caused by MinION. Based on the MLVA results, genetic identification was performed compared to the 2,975 published MLVA databases of B. anthracis, and MLVA results of 10 strains were identical with 3 unkonwn samples. As a result of whole genome alignment of the 10 strains and 3 unknown samples, all samples were identified as B. anthracis strain A4564 which is associated with injectional anthrax isolates in heroin users.

• BMB Reports
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• 제57권1호
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• pp.60-65
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• 2024

The CRISPR-Cas9 system has significantly advanced regenerative medicine research by enabling genome editing in stem cells. Due to their desirable properties, mesenchymal stem cells (MSCs) have recently emerged as highly promising therapeutic agents, which properties include differentiation ability and cytokine production. While CRISPR-Cas9 technology is applied to develop MSC-based therapeutics, MSCs exhibit inefficient genome editing, and susceptibility to plasmid DNA. In this study, we compared and optimized plasmid DNA and RNP approaches for efficient genome engineering in MSCs. The RNP-mediated approach enabled genome editing with high indel frequency and low cytotoxicity in MSCs. By utilizing Cas9 RNPs, we successfully generated B2M-knockout MSCs, which reduced T-cell differentiation, and improved MSC survival. Furthermore, this approach enhanced the immunomodulatory effect of IFN-r priming. These findings indicate that the RNP-mediated engineering of MSC genomes can achieve high efficiency, and engineered MSCs offer potential as a promising therapeutic strategy.

• 원예과학기술지
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• 제35권3호
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• pp.344-360
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• 2017

Zoysia 속 잔디는 학교운동장 및 공원, 골프장, 스포츠경기장과 같이 다양한 장소에 식재되고 있는 중요한 잔디이다. 해안가에서 자생하는 Zoysia 속 들잔디와 갯잔디는 외부 형태적 특성이 유사하여 외부 형태적 분류 뿐 만 아니라 분자생물학적 분류도 필요하다. 본 연구에서는 nrDNA-ITS(Internal Transcribed Spacer)의 DNA 바코드 분석을 통해서 자생하는 들잔디와 갯잔디의 분자생물학적 신속한 분류체계를 확립하고자 하였다. 이를 위해 난지형 잔디인 Zoysia 속 들잔디(Z. japonica) 및 갯잔디(Z. sinica)와 한지형 대표 잔디인 크리핑 벤트그라스(A. stolonifera) 및 켄터키 블루그라스(P. pratensis)의 nrDNA-ITS 염기서열을 확보하였다. 확보된 들잔디및 갯잔디, 크리핑 벤트그라스, 켄터키 블루그라스의 ITS 염기서열 전체 구간은 각 686bp와 687bp, 683bp, 681bp으로 확인되었으며, nrDNA-ITS 내부 염기서열구간 분석 결과, ITS1의 크기는 248-249bp, ITS2는 270̵-274bp, 5.8S rDNA는 163-164bp의 차이로, 각 4종의 잔디가 ITS 염기서열을 이용하여 식별되었다. 특히, 들잔디와 갯잔디 nrDNA-ITS 염기서열은 19 염기(2.8%) 차이를 나타냈으며, ITS1과 ITS2의 G + C 함량은 55.4-63.3% 임을 확인하였다. 이러한 들잔디와 갯잔디의 ITS 염기서열 차이를 바탕으로 CAPS 마커로 전환하여 대조구 및 수집된 자생 Zoysia 속 잔디 영양체 62개체를 분석한 결과, 외부형태학적 분류법으로 들잔디 개체, 갯잔디 개체로 동정되었지만, ITSCAPS 마커를 이용한 분자생물학적 분류법으로 들잔디 36개체와 갯잔디 22개체 뿐만 아니라 들잔디와 갯잔디간의 자연교배종 4개체도 식별하였다. 이상의 결과에서 들잔디와 갯잔디는 ITS 염기서열 및 ITS 기반 CAPS를 통하여 식별할 수 있을 것으로 판단된다.