• Journal of Animal Science and Technology
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• 제53권2호
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• pp.107-111
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• 2011

본 연구는 제주마의 기본모색 분류체계와 유전 변이간의 관계를 확인하기 위해 수행되었다. pyrosequencing 방법을 이용하여 melanocortin receptor 1 (MC1R)과 agouti signaling protein (ASIP) 유전자의 변이를 분석하였다. MC1R은 g.901C>T 염기치환을 분석하였고, ASIP는 11-bp 결실돌연변이를 분석하였다. 가라마필은 MC1R에서는 $E^+$/- ($E^+/E^+$ or $E^+/E^e$), ASIP에서는 $A^a/A^a$ 유전자형이 나타났다. 유마 마필에서는 MC1R은 $E^+$/- 그리고 ASIP는 $A^A$/- 유전자형이 나타났다. 반면에 적다 마필에서 MC1R은 $E^e/E^e$ 유전자형만이 나타났으며, ASIP에서는 모든 조합의 유전자형이 나타났다. 가라모색과 유마모색은 MC1R에서 적어도 1개의 $E^+$ 우성대립유전자를 갖고 있어야하며, 적다모색에서는 동형열성대립유전자인 $E^e/E^e$ 유전자형을 가져야 한다. 이는 ASIP 유전자형 분포와 관계없이 MC1R 유전자형에 의해 가라/유마모색과 적다모색을 결정하는 것이다. 또한 MC1R은 $E^+$/- 그리고 ASIP은 우성대립유전자인 $A^A$/-를 갖는 마필은 유마모색을 나타내는데 이는 ASIP은 우성대립유전자인 $A^A$에 의해 사지를 제외한 부분에서 흑모색발현을 억제하는 것으로 추정된다. 가계분석에서는 제주마와 더러브렛간에 교배로 생산된 $F_1$ 자마의 기본모색 양상과 MC1R 및 ASIP 유전자형 분포와의 관계에 대해 일정한 결과를 보여주고 있다. 본 결과는 모색에 대한 표현형과 유전양상 간의 관계를 보여주고 있으며, 제주마의 분자육종을 위한 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• Animal Bioscience
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• 제35권10호
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• pp.1479-1488
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• 2022

Objective: This work was to determine coat inheritance and evaluate production performance for crossbred pigs from Berkshire×Chenghua (BC) compared with Chinese indigenous Chenghua (CH) pigs. Methods: The coat color phenotypes were recorded for more than 16,000 pigs, and the genotypes of melanocortin 1 receptor (MCIR) gene were identified by sequencing. The reproductive performance of 927 crossbred BC F4 gilts and 320 purebred CH gilts was recorded. Sixty pigs of each breed were randomly selected at approximately 60 days of age to determine growth performance during fattening period, which lasted for 150 days for BC pigs and 240 days for CH pigs. At the end of the fattening period, 30 pigs of each breed were slaughtered to determine carcass composition and meat quality. Results: The coat color of BC pigs exhibits a "dominant black" hereditary pattern, and all piglets derived from boars or sows genotyped E^D1 E^D1 homozygous for MC1R gene showed a uniform black coat phenotype. The BC F4 gilts displayed a good reproductive performance, showing a higher litter and tear size and were heavier at farrowing litter and at weaning litter than the CH gilts, but they reached puberty later than the CH gilts. BC F4 pigs exhibited improved growth and carcass characteristics with a higher average daily live weight gain, lower feed-to-gain ratio, and higher carcass lean meat rate than CH pigs. Like CH pigs, BC F4 pigs produced superior meat-quality characteristics, showing ideal pH and meat-color values, high intramuscular fat content and water-holding capacity, and acceptable muscle-fiber parameters. C18:1, C16:0, C18:0, and C18:2 were the main fatty acids in M. longissimus lumborum in the two breeds, and a remarkably high polyunsaturated/saturated fatty acid ratio of ~0.39 was observed in the BC F4 pigs. Conclusion: The BC F4 pigs exhibit a uniform black coat pattern and acceptable total production performance.

• 농업과학연구
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• 제38권3호
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• pp.453-458
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• 2011

The MC1R (Melanocortin 1 receptor) gene has been known as a causative gene of the coat colors in mammals and responsible for the E (Extension) locus which has three alleles ($E^D$, $E^+$, e) that determines coat colors. The dominant allele $E^D$ produces black or brown colors due to the missense mutation and the recessive e allele has frameshift mutation which shows red or yellow coat colors. Whereas the wild type $E^+$ produces variety of colors due to the interaction with A (Agouti) locus. In this study, PCR-RFLP was performed using two restriction enzymes (BsrF I and MspA1 I) in order to obtain MC1R genotypes in Korean brindle cattle and black cattle. The results showed that all of the animals have the $E^+$ alleles, indicating the $E^+$ allele might related with black coat colors. Later on, the experiments expanded to the 260 Korean candidate bulls whether these animals have the same $E^+$ allele. Among 260 samples investigated, 5% (13/260) of the animals had $E^+$e genotypes, indicating the $E^+$ allele is also present in the candidate bulls in a low frequency. Even though we expected that A locus also affect the black coat color in cattle, all the black coat color animals (brindle and black) have $E^+$ alleles in this study. Therefore, the genotyping of the MC1R gene in candidate bulls will recommended be applied for eliminating of black coat colors in Hanwoo population, if the farmers need to have the brown coat colors only.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제29권9호
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• pp.1229-1238
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• 2016

This study was conducted to determine the relationships of five intragenic single nucleotide polymorphism (SNP) markers (protein kinase adenosine monophosphate-activated ${\gamma}3$ subunit [PRKAG3], fatty acid synthase [FASN], calpastatin [CAST], high mobility group AT-hook 1 [HMGA1], and melanocortin-4 receptor [MC4R]) and meat quality traits of Duroc breeding stocks in Korea. A total of 200 purebred Duroc gilts from 8 sires and 40 dams at 4 pig breeding farms from 2010 to 2011 reaching market weight (110 kg) were slaughtered and their carcasses were chilled overnight. Longissimus dorsi muscles were removed from the carcass after 24 h of slaughter and used to determine pork properties including carcass weight, backfat thickness, moisture, intramuscular fat, $pH_{24h}$, shear force, redness, texture, and fatty acid composition. The PRKAG3, FASN, CAST, and MC4R gene SNPs were significantly associated with the meat quality traits (p<0.003). The meats of PRKAG3 (A 0.024/G 0.976) AA genotype had higher pH, redness and texture than those from PRKAG3 GG genotype. Meats of FASN (C 0.301/A 0.699) AA genotype had higher backfat thickness, texture, stearic acid, oleic acid and polyunsaturated fatty acid than FASN CC genotype. While the carcasses of CAST (A 0.373/G 0.627) AA genotype had thicker backfat, and lower shear force, palmitoleic acid and oleic acid content, they had higher stearic acid content than those from the CAST GG genotype. The MC4R (G 0.208/A 0.792) AA genotype were involved in increasing backfat thickness, carcass weight, moisture and saturated fatty acid content, and decreasing unsaturated fatty acid content in Duroc meat. These results indicated that the five SNP markers tested can be a help to select Duroc breed to improve carcass and meat quality properties in crossbred pigs.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제54권1호
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• pp.1-8
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• 2012

본 연구는 한국재래돼지의 MC4R 유전자 내의 단일염기변이들을 규명하고 그 유전자형 효과가 유전자표지인자를 이용한 선발(Marker assisted selection, MAS)에 활용 가능한지를 검증하기 위해서 수행되었다. 한국재래돼지의 MC4R 유전자 총 염기서열을 분석하기 위해 6개의 Primer들을 이용하여 증폭산물을 생성하였으며, 염기서열분석을 통해 총 6개(c.-780C>G, c-135C>T, c.175C>T-Leu59Leu, c.707A>G-Arg236His, c.892A>G-Asp298Asn, c.*430A>T)의 단일염기변이를 발견하였다. 한국재래돼지 MC4R 유전자내의 총 6개의 단일염기변이들간의 연관불균형과 반수체 분석을 통해 단일염기변이들간의 연관성을 분석하였으며, c.-780C>G, c-135C>T, c.175C>T-Leu59Leu, c.707A>G-Arg236His와 c.*430A>T는 완전한 연관불균형을 이루고 있었고, c.892A>G(Asp298Asn) 단일염기변이만 $r^2$-value가 0.028, D'-value가 0.348로 연관불균형 정도가 매우 낮았다. c.707A>G (Arg236His)와 c.892A>G (Asp298Asn) 단일염기변이들을 선발하여 PCR-RFLP 유전자형 분석방법을 이용해 돼지 5품종간의 유전자형 빈도를 추정한 결과, c.707A>G (Arg236His) 단일염기변이는 요크셔 품종 집단에서 오직 A (His) 대립유전자를 관찰할 수 있었으며, 나머지 한국재래돼지, 랜드레이스, 버크셔와 듀록 품종에서는 G 대립유전자의 고정으로 나타났다. c.707A>G 단일염기변이와 육질형질을 484두에서 연관성 분석을 실시한 결과, 조지방, 등심 내의 수분, 육색, 적색도 그리고 황색도 등에서 유의적인 연관성을 관찰할 수 있었다. c.892A>G (Asp298Asn) 단일염기변이의 유전자형 빈도는 품종별로 차이가 났으며, A (Asn) 대립유전자의 빈도가 가장 높은 품종은 듀록으로 나타났고, G (Asp) 대립유전자의 빈도가 가장 높은 품종은 한국재래돼지로 조사되었다. c.892A>G (Asp 298Asn) 단일염기변이와 돼지 4 집단의 육질형질을 1,126두에서 분석한 결과, 등지방두께에 고도의 유의적인 효과를 관찰할 수 있었다(P<0.002). AA 유전자형을 가진 개체가 AG나 GG 유전자형을 가진 개체보다 등지방두께가 두꺼운 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 MC4R 유전자 내의 c.892A>G (Asp298Asn) 단일염기변이는 돼지의 선발개량에 유전자표지인자로서 충분한 효과가 있음을 검증하였다.

• BMB Reports
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• 제45권12호
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• pp.724-729
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• 2012

In this study, we evaluated the anti-melanogenesis effects of Caffeoylserotonin (CaS) in B16 melanoma cells. Treatment with CaS reduced the melanin content and tyrosinase (TYR) activity in B16 melanoma cells in a dose-dependent manner. CaS inhibited the expression of melanogenesis-related proteins, including microphthalmia-associated transcription factor (MITF), TYR, and tyrosinase-related protein-1 (TRP-1), but not TRP-2. ${\alpha}$-MSH is known to interact with melanocortin 1 receptor (MC1R) thus activating adenylyl cyclase and increasing intracellular cyclic AMP (cAMP) levels. Furthermore, cAMP activates extracellular signal-regulated kinase 2 (ERK2) via phosphorylation, which phosphorylates MITF, thereby targeting the transcription factor to proteasomes for degradation. The CaS reduced intracellular cAMP levels to unstimulated levels and activated ERK phosphorylation within 30 min. The ERK inhibitor PD98059 abrogated the suppressive effect of CaS on ${\alpha}$-MSH-induced melanogenesis. Based on this study, the inhibitory effects of CaS on melanogenesis are derived from the downregulation of MITF signaling via the inhibition of intracellular cAMP levels, as well as acceleration of ERK activation.

• 생명과학회지
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• 제19권3호
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• pp.384-389
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• 2009

본 연구는 한우, 제주흑우, Holstein에서 모색 발현 양상과 MC1R 유전자형의 분포에 따라 melanin 합성에 핵심적인 과정에 참여하는 3 가지 유전자(TYR, TYRP1, DCT) 유전자들의 발현 수준의 상호 연관관계를 구명하기 위하여 수행되었다. 반정량 Real-time RT-PCR 분석을 통하여, 세 가지 유전자의 발현 수준을 MC1R 유전자형이 e/e인 한우의 황갈색 부위, $E^+/E^+$인 제주흑우의 야생형 흑색 부위, $E^D/E^D$인 Holstein의 우성 흑반과 백반부로 대표되는 4 종류의 피부 조직에서 분석하였다. TYR, TYRP1, DCT 유전자 모두 Holstein의 흑반 부위에서 제주흑우의 흑색 부위에 비해 각각 4.5 배, 2.3 배, 2.5 배 이상의 유전자 발현 수준을 나타내었다(p<0.001). 또한, 제주 흑우의 이들 3 가지 유전자들의 발현 수준은 한우에 비해 유의적으로 높은 수준을 나타내었다(p<0.001). 이러한 결과들은 한우와 제주흑우, Holstein의 흑색 부위의 모색 발현 양상들이 이들 3 가지 melanin 생합성 유전자들의 전사 수준과 직접적인 연관이 있는 것으로 사료되며, 이는 한우 e/e, 제주흑우 $E^+/E^+$ Holstein의 $E^D/E^D$ 등 서로 상이한 MC1R 유전자형의 관여가 반영된 결과로 추정되었다. 결론적으로 본 연구는 MC1R 단백질의 상태가 TYR과 일련의 melanin 합성 주관 유전자들의 전사활성을 유도할 뿐만 아니라 소의 피부에서 총 melanin 함량의 수준을 결정함을 제시하고 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제54권4호
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• pp.255-265
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• 2012

본 연구는 PCR-RFLP 기법으로 칡소의 모색 발현에 관련된 MC1R 유전자형을 분석하고, 칡소 유전자형에 따른 모색 발현 양상을 가계와 교배조합을 통하여 연구함으로써 칡소에서 호반모의 발현 비율을 증가시키는 번식 체계를 확립하고자 수행하였다. 전라북도축산위생연구소에서 사육중인 칡소 중에서 부계 또는 모계를 알고 있는 가계가 형성된 칡소로부터 혈액 또는 정자에서 genomic DNA를 추출한 후 MC1R 유전자를 증폭하였다. 증폭된 PCR product를 Msp I 제한효소로 절단하고 전기영동한 후 칡소 개체별 유전자형을 확인하였고, 이 외에도 칡소의 모색 양상과 비경의 흑색침착 정도에 따른 모색 발현 비율을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 칡소의 모색 발현 양상은 전신호반모가 61.67%로 가장 높았고 흑모는 5.00%로 가장 낮았으며 황모는 16.67%, 부분(약반신)과 부분(일부) 호반모는 각각 8.33%로 같은 분포 양상을 보였다. 칡소의 비경 침착 양상은 3단계와 4단계가 비슷한 비율로 높았고, 다음이 2단계, 5단계, 1단계의 순이었다. 칡소의 비경에 따른 모색 발현 양상은 비경 침착이 3단계와 4단계인 칡소에서는 전신 호반모의 비율이 다른 모색 보다 높았고, 비경 침착이 1단계인 칡소는 그 중에서 황모가 80.00% (4/5)로 나타났으며, 비경 침착이 5단계인 칡소에서는 다른 단계에서 발현되지 않았던 흑모의 비율이 37.50%를 나타냈다. 칡소에는 $E^+E^+$, $E^+e$, ee 유전자형과 한우에는 ee, $E^+e$ 유전자형이 존재하였다. 칡소 MC1R 유전자형은 $E^+e$이 65.00%로 가장 높았고 $E^+E^+$은 33.33%이었고 ee도 1두로 1.67%이었다. 유전자형에 따른 모색 발현 양상을 보면, $E^+E^+$과 $E^+e$에서는 전신 호반모의 비율이 가장 높게 나타났고 ee는 황모를 나타냈다. 칡소의 가계 분석을 통한 모색 발현 양상을 조사한 결과, 부(Sire)의 유전자형이 $E^+e$ 이고 모(Dam)의 유전자형이 $E^+E^+$ 이면서 부모의 모색이 모두 전신호반모일 경우 자손의 모색은 100.00% 전신호반모였고, 부(Sire)의 유전자형이 $E^+E^+$ 이고 모(Dam)의 유전자형이 $E^+e$이면서 부모의 모색이 모두 전신호반모일 경우도 자손에서 모색의 44.44%가 호반모의 비율을 보여 두 가지의 교배조합의 경우가 자손의 전신호반모 비율을 높이는 최적의 교배 조합으로 보여진다. 이 연구의 결과를 이용하여 칡소로 판정받을 수 있는 가장 중요한 요소인 호반모의 발현비율을 증가시키는 번식 체계를 칡소 사육농가에 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Genomics & Informatics
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• 제9권2호
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• pp.59-63
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• 2011

Obesity provokes many serious human diseases, including various cardiovascular diseases and diabetes. Body mass index (BMI) is a highly heritable trait that is broadly used to diagnose obesity. To identify genetic loci associated with obesity in Asians, we conducted a genome-wide association study (GWAS) of a population of Korean adults (n=6,742, age 40~60 years) and detected six BMI risk loci (TNR, FAM124B, RGS12, NFE2L3, MC4R and FTO) having p< $1{\times}10^{-5}$. However, in the replication study, only melanocortin 4 receptor gene (MC4R) (rs9946888, p=$4.58{\times}10^{-7}$) was replicated with marginal significance (p<0.05) in the second cohort (n=5,102, age 40~60 years). This study indicates that each locus associated with BMI has very weak genetic effect.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권6호
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• pp.714-725
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• 2023

Background: Our previous investigation indicated that the preparation of Panax ginseng Meyer (P. ginseng) inhibited melanogenesis. It comprised salicylic acid (SA), protocatechuic acid (PA), p-coumaric acid (p-CA), vanillic acid (VA), and caffeic acid (CA). In this investigation, the regulatory effects of P. ginseng phenolic acid monomers on melanin production were assessed. Methods: In vitro and in vivo impact of phenolic acid monomers were assessed. Results: SA, PA, p-CA and VA inhibited tyrosinase (TYR) to reduce melanin production, whereas CA had the opposite effects. SA, PA, p-CA and VA significantly downregulated the melanocortin 1 receptor (MC1R), cycle AMP (cAMP), protein kinase A (PKA), cycle AMP-response element-binding protein (CREB), microphthalmia-associated transcription factor (MITF) pathway, reducing mRNA and protein levels of TYR, tyrosinase-related protein 1 (TYRP1), and TYRP2. Moreover, CA treatment enhanced the cAMP, PKA, and CREB pathways to promote MITF mRNA level and phosphorylation. It also alleviated MITF protein level in α-MSH-stimulated B16F10 cells, comparable to untreated B16F10, increasing the expression of phosphorylation glycogen synthase kinase 3β (p-GSK3β), β-catenin, p-ERK/ERK, and p-p38/p38. Furthermore, the GSK3β inhibitor promoted p-GSK3β and p-MITF expression, as observed in CA-treated cells. Moreover, p38 and ERK inhibitors inhibited CA-stimulated p-p38/p38, p-ERK/ERK, and p-MITF increase, which had negative binding energies with MC1R, as depicted by molecular docking. Conclusion: P. ginseng roots' phenolic acid monomers can safely inhibit melanin production by bidirectionally regulating melanin synthase transcription. Furthermore, they reduced MITF expression via MC1R/cAMP/PKA signaling pathway and enhanced MITF post-translational modification via Wnt/mitogen-activated protein kinase signaling pathway.