• Title/Summary/Keyword: molecular analyses

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프래더 윌리 증후군의 유전학적 발병 기전에 따른 표현형 및 성장 호르몬 치료 효과에 관한 연구 (Phenotype-genotype correlations and the efficacy of growth hormone treatment in Korean children with Prader-Willi syndrome)

  • 배근욱;고정민;유한욱
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제51권3호
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    • pp.315-322
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    • 2008
  • 목 적 : PWS의 두 가지 대표적 유전형인 미세결실형과 mUPD (15)형에서, 유전형에 따른 표현형의 차이와 성장 호르몬 투여 효과의 차이를 비교해 보고자 하였다. 방 법 : 1990년 1월부터 2007년 1월까지 서울아산병원에서 15번 염색체의 미세 결실에 대한 FISH 검사 및 메틸화-특이 PCR 검사를 통해 PWS로 확진된 53명의 환자를 대상으로 하였다. 출생시 부모의 연령, 출생 체중, PWS의 주요 표현형인 신생아 시기의 저긴장증, 수유 문제, 남아의 경우 잠복 고환, 발달 지연 및 정신 지체, 저신장, 저색소증, 사시, 척추측만증 등의 유무, 성장 호르몬 치료 전과 치료 후의 신장, 체중, 체질량 지수의 변화를 조사하였고 미세결실형 군과 mUPD(15)형 군으로 나누어 유전형에 따른 차이를 분석하였다. 결 과 : 유전학적 검사상 53명의 대상 환아 모두 미세결실형 또는 mUPD(15)형으로 진단되었으며, 미세결실형은 39명, mUPD (15)형은 14명이었다. 평균 진단 연령은 $4.51{\pm}5.19$세였다. 출생 당시 부모의 연령은 mUPD(15)형 군에서 유의하게 높았으며(P=0.0001), 저색소증(P=0.0001)과 신생아기의 수유 부전(P=0.049)은 미세결실형에서 유의하게 많았으나, 그 외의 조사된 표현형에서는 두 군 간에 통계적으로 의미 있는 차이는 없었다. 성장 호르몬은 20명의 환아[미세결실형 14명, mUPD(15)형 6명]에게 평균 $27.9{\pm}11.9$개월 동안 투여되었다. 두 유전형 간에 성장 호르몬 치료 전 및 치료 후의 신장 SDS, 체중 SDS, 체질량지수, IGF-1, IGFBP3, 신장 증가 속도, 체중 증가 속도의 값에는 의미 있는 차이가 없었다. 결 론 : PWS의 주요한 두 유전형의 비교에서, 부모의 연령은 mUPD(15)형에서 의미 있게 높았으며 신생아기 수유 부전과 저색소증은 결실형에서 의미 있게 많았다. 성장 호르몬의 치료 효과에서는 두 유전형 간에 의미 있는 반응의 차이는 없었다. 향후 두 유전자형과 다른 표현형들(예를 들면 행동, 발달, 지능 등) 과의 연관성에 관한 전향적 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.

Relationship among porcine lncRNA TCONS_00010987, miR-323, and leptin receptor based on dual luciferase reporter gene assays and expression patterns

  • Ding, Yueyun;Qian, Li;Wang, Li;Wu, Chaodong;Li, DengTao;Zhang, Xiaodong;Yin, Zongjun;Wang, Yuanlang;Zhang, Wei;Wu, Xudong;Ding, Jian;Yang, Min;Zhang, Liang;Shang, Jinnan;Wang, Chonglong;Gao, Yafei
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제33권2호
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    • pp.219-229
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    • 2020
  • Objective: Considering the physiological and clinical importance of leptin receptor (LEPR) in regulating obesity and the fact that porcine LEPR expression is not known to be controlled by lncRNAs and miRNAs, we aim to characterize this gene as a potential target of SSC-miR-323 and the lncRNA TCONS_00010987. Methods: Bioinformatics analyses revealed that lncRNA TCONS_00010987 and LEPR have SSC-miR-323-binding sites and that LEPR might be a target of lncRNA TCONS_00010987 based on cis prediction. Wild-type and mutant TCONS_00010987-target sequence fragments and wild-type and mutant LEPR 3'-UTR fragments were generated and cloned into pmiRRB-REPORTTM-Control vectors to construct respective recombinant plasmids. HEK293T cells were co-transfected with the SSC-miR-323 mimics or a negative control with constructs harboring the corresponding binding sites and relative luciferase activities were determined. Tissue expression patterns of lncRNA TCONS_00010987, SSC-miR-323, and LEPR in Anqing six-end-white (AQ, the obese breed) and Large White (LW, the lean breed) pigs were detected by real-time quantitative polymerase chain reaction; backfat expression of LEPR protein was detected by western blotting. Results: Target gene fragments were successfully cloned, and the four recombinant vectors were constructed. Compared to the negative control, SSC-miR-323 mimics significantly inhibited luciferase activity from the wild-type TCONS_00010987-target sequence and wild-type LEPR-3'-UTR (p<0.01 for both) but not from the mutant TCONS_00010987-target sequence and mutant LEPR-3'-UTR (p>0.05 for both). Backfat expression levels of TCONS_00010987 and LEPR in AQ pigs were significantly higher than those in LW pigs (p<0.01), whereas levels of SSC-miR-323 in AQ pigs were significantly lower than those in LW pigs (p<0.05). LEPR protein levels in the backfat tissues of AQ pigs were markedly higher than those in LW pigs (p<0.01). Conclusion: LEPR is a potential target of SSC-miR-323, and TCONS_00010987 might act as a sponge for SSC-miR-323 to regulate LEPR expression.

염색체이상을 의심한 1,180례의 염색체 분석 결과 검토 (Assessment of Chromosomal Analyses of 1,180 Cases Suspected of Chromosomal Aberrations)

  • 정현경;안은영;임성수;김은영;김경심;김용욱;김기복
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제45권3호
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    • pp.311-319
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    • 2002
  • 1974년 3월부터 1998년 8월까지 약 25년간 본 소아과에서 염색체 분석을 시행하였던 환아 중 염색체 이상증후군을 의심할 만한 임상증상을 가졌던 756례와 반음양, 경미한 성적 이상, 다발성 기형, 지능저하 및 성장장애 등이 있었던 424례의 결과를 종합한 총 1,180례의 결과를 비교 검토하였다. 1) 상염색체이상증후군의 남녀 비는 1.2 : 1이었다. 대상군의 연령분포는 상염색체이상군에서 1세 미만이 78.6%로 많았고, 성염색체이상군에서는 12세 이상이 89.8%로 많았다. 2) 전체 1180례 중 612례에서 염색체 이상을 보여 양성율이 51.9%였다. 그 중 상염색체이상증후군을 의심한 군의 경우는 597례 중 497례(83.2%)에서, 성염 색체이상을 의심한 군은 159례 중 93례(58.5%)에서, 기타 반음양, 경미한 성적 이상, 다발성 선천성 기형, 지능저하 및 성장장애에서는 424례 중 22례(5.2%)에서 이상소견을 보였다. 상염색체이상증후군 중 Down 증후군은 88.8%, E군 이상은 50%, D군 이상은 53.6%, 묘성 증후군은 71.4%의 양성율을 보였다. 성염색체이상증후군은 Turner 증후군은 63.3%, Klinefelter 증후군은 51.6%, Fragile X 증후군은 33.3%의 양성율을 보였다. 3) 염색체 이상의 핵형별 분포는 상염색체 이상이 514례로 83.8%, 성염색체 이상이 98례로 16.2%이었다. 성염색체 이상 중 Down 증후군이 86.8%로 가장 많았고 다음은 E군, D군, B군, A군, C군 이상 순이었다. 성염색체 이상은 Turner 증후군, Klinefelter 증후군, Fragile X 증후군이었다. 4) 가장 많았던 Down 증후군의 핵형별 빈도는 21 삼체성이 88.5%, 전좌형이 9.7%, mosaicism이 1.8%였다. 27례의 E군 이상 중 Edwards 증후군은 12례, 18p 단체성은 8례, 기타가 7례 였다. 15례의 D군 이상 중 Patau 증후군은 9례, 기타가 6례였다. 5) Turner 증후군은 57례 중 45,X가 19례로 33.3%였고 이형은 38례로 66.7%였다. Klinefelter 증후군은 32례 모두 47,XXY의 핵형이었다.

고구마 유전체 연구현황 및 전망 (Current status of sweetpotato genomics research)

  • 윤웅한;정재철;곽상수;양정욱;김태호;이형운;남상식;한장호
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제42권3호
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    • pp.161-167
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    • 2015
  • 고구마는 척박한 환경에서도 생육이 가능한 세계 7대 농작물로 식량뿐만 아니라 사료용, 전분 등의 산업용으로도 중요하다. 최근 고구마는 항산화물질, 식이섬유질 등을 고함유하는 건강식품으로 각광을 받고 있다. 그러나 고구마 유전체 해독에 관한 연구는 고구마의 중요도에 비해 많이 이루어지지 않고 있다. 본 총설의 목적은 고구마 유전체 연구 동향분석을 통하여 유전체 해독 연구의 효율성 증대 및 유용형질 유전자의 실용화 연구를 위한 기반구축을 모색하는데 있다. 최근 NGS 분석을 통한 동식물 유전체해독이 급진적으로 많이 이루어지고 있다. 고구마 유전체 해독의 경우는 다배수성 문제와 이질유전체 문제로 유전체 완전해독 연구가 이루어지지 않고 있으며 반면 전사체 분석 연구는 활발히 이루어지고 있는 실정이다. 최근 2015년 일본 연구자들에 의해 2배체 고구마의 유전체 해독 초안이 보고되었다. 한중일 고구마 연구협의회(Trilateral Research Association of Sweetpotato, TRAS)에 의해 6배체 고구마 Xushu 18의 유전자지도 작성 및 유전체 해독 연구가 2014년부터 이루어지고 있다. 빌게이츠재단(Bill & Melinda Gates Foundation)은 사하라사막 남쪽 아프리카지역의 기근과 영양문제를 해결하기 위해 고구마 유전체 기반 분자육종을 위한 분자도구 개발에 관한 프로젝트를 미국을 중심으로 한 컨소시엄을 구성하여 출범하였다. 고구마 유전체 해독과정 중에 분석된 고구마 엽록체 유전체 분석을 통하여 진화학적 해석연구가 이루어지고 있다. 본 총설을 통하여 고구마 유전체 해독 연구동향을 살펴보았다. 이러한 연구 동향 분석은 고구마의 생산성 및 기능성 향상 등의 실용화 연구를 수행하는 연구자들에게 최근의 연구현황을 제공할 수 있을 것이며 세계적인 식량, 에너지, 환경문제의 해결에 크게 기여 할 것으로 생각된다.

한국 고유종 Pisidium (Neopisidium) coreanum (산골조개) 의 metallothionein 유전자를 기초로 한 분자계통 분류학적 연구 (Phylogenetic Analysis based on Metallothionein Gene Sequence of an Indigenous Species Pisidium (Neopisidium) coreanum in Korea)

  • 백문기;이준서;강세원;이재봉;강현정;조용훈;노미영;한연수;최상행;채성화;박홍석;이준상;이용석
    • 한국패류학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.153-160
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    • 2009
  • Pisidium (Neopisidium) coreanum의 metallothionein 유전자는 염기서열 315개로 이루어져있으며 105개의 아미노산으로 이루어져 있었다. 연체동물의 metallothionein 서열의 공식[C-x-C-x(3)-C-T-G-x(3)-C-x-C-x(3)-C-x-C-K] 에 맞춰본 결과 알려진 공식과 상당히 일치하는 것을 확인할 수 있었으며 아미노산의 조성도 시스테인 (Cys) 이 약 1/3 정도 함유하는 사실을 확인 할 수 있었다. BLAST 결과를 토대로 선정 되어진 80개의 참고 서열 중 아미노산 레벨에서 가장 높은 스코어로 align 되는 서열들은 담수패인 Dreissena polymorpha (zebra mussel), Unio tumidus (swollen river mussel) and Crassostrea ariakensis (suminoe oyster) 등으로 나타났다. ClustalX 를 통해 multiple align 한 후 Neighbor-Joining 방법에 따라 phylodendrogram을 그려본 결과 Pisidium (Neopisidium)coreanum의 MT는 Dreissena polymorpha (Dp), Crassostrea gigas (Cg4), Crassostrea virginica (Cv7) 등의 생물들과 같은 군으로 묶이는 것을 관찰 할 수 있었다. Psipred 소프트웨어를 통해 2D 구조를 비교 분석 한 결과도 multiple align 및 phylodendrogram 결과와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통해 EST를 통해 밝혀진 Pisidium (Neopisidium) coreanum의 MT 서열은 근연종 들의 서열과 일치함을 알 수 있었으며 이러한 결과에 기인하여 MT 서열은 분류에 사용 될 수 있다고 사료된다.

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RALY RNA Binding Protein-like Reduced Expression is Associated with Poor Prognosis in Clear Cell Renal Cell Carcinoma

  • Cui, Zhi-Wen;Xia, Ye;Ye, Yi-Wang;Jiang, Zhi-Mao;Wang, Ya-Dong;Wu, Jian-Ting;Sun, Liang;Zhao, Jun;Fa, Ping-Ping;Sun, Xiao-Juan;Gui, Yao-Ting;Cai, Zhi-Ming
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제13권7호
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    • pp.3403-3408
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    • 2012
  • The molecular mechanisms involved in the progression of clear cell renal cell carcinomas (ccRCCs) are still unclear. The aim of this study was to analyse the relationships between expression of RALYL and clinical characteristics. In 41 paired samples of ccRCCs and adjacent normal tissues, we used real-time qPCR to evaluate the expression of RALYL mRNA. RALYL protein levels were determined in 146 samples of ccRCC and 37 adjacent normal tissues by immunohistochemistry. Statistical analysis was used to explore the relationships between expression of RALYL and the clinical characteristics (gender, age, tumor size, T stage, N stage, M stage, survival times and survival outcome) in ccRCC. In addition, these patients were follow-up period 64 months (range: 4~116months) to investigate the influence on prognosis. We found significantly differences between ccRCC tissues and normal tissues (p<0.001, paired-sample t test) in mRNA levels of RALYL. Immunohistochemistry analyses in 146 ccRCC samples and 37 adjacent normal tissues showed significantly lower RALYL protein levels in ccRCC samples (${\chi}^2$-test, p<0.001), inversely correlating with tumour size (p=0.024), T stage (0.005), N stage (p<0.001) as well as M stage (p=0.019), but not age (p=0.357) and gender (p=0.348). Kaplan-Meier survival analysis demonstrated that people with lower level of RALYL expression had a poorer survival rate than those with a higher level of RALYL expression, significantly different by the log-rank test (p=0.011). Cox regression analysis indicated that RALYL expression (p=0.039), N stage (p=0.008) and distant metastasis (p<0.001) were independent prognosis factors for the overall survival of ccRCC patients. We demonstrated that the expression of RALYL was significantly low in ccRCC and correlated with a poor prognosis in a large number of clinical samples. Our findings showed that RALYL may be a potential therapeutic target as well as a poor prognostic factor.

렌티바이러스와 아데노바이러스를 통하여 쥐의 중간엽줄기세포에 사람 나트륨/옥소 공동수송체 유전자를 전달하였을 때의 발현성능 비교 (Comparison of Human Sodium/Iodide Symporter (hNIS) Gene Expressions between Lentiviral and Adenoviral Vectors in Rat Mesenchymal Stem Cells)

  • 박소연;김성진;이원우;이희란;김현주;정준기;김상은
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제42권5호
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    • pp.394-400
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    • 2008
  • 목적: 줄기 세포에서 렌티바이러스와 아데노바이러스를 이용해 유전자를 전달하였을 때 유전자 발현 정도를 정량적으로 비교하는 연구는 보고되지 않았다. 저자들은 쥐의 중간엽줄기세포(이하 rMSC)에 사람 나트륨/옥소 공동수송체 (이하 hNIS) 유전자를 렌티바이러스와 아데노바이러스를 통하여 전달하고 발현 정도를 정량적으로 비교해 보았다. 대상 및 방법: hNIS를 발현하는 rMSE (lenti-hNIS-rMSC)의 생산은 hNIS유전자를 렌티바이러스 벡터인 pLenti/UbC/V5-DEST (Invitrogen)에 클로닝하여 pLenti-hNIS를 얻은 후 rMSC에 감염시켜서 3주간 blasticidin으로 선별하였다. hNIS를 발현하는 재조합 아데노바이러스(Rad-hNIS)는 homologous recombination 방법에 의하여 생산하였으며 Rad-hNIS의 rMSC에 대한 transduction efficiency는 Rad-GFP를 사용하여 MOI 1, 5, 20, 고리고 100에서 평가하였고 그 결과는 각각 $19.1{\pm}4.7%$, $54.0{\pm}6.4%$, $85.7{\pm}8.7%$, 그리고 $98.4{\pm}1.3%$이었다. 두 바이러스 전달 시스템에서 hNIS의 발현정도를 ummunocytochemistry, western blot 그리고 방사성옥소 섭취실험을 통해 평가하였다. 결과: Immunocytochemistry와 western blot으로 hNIS 단백질의 양을 비교하였을 때 lenti-hNIS-rMSC에서 발현하는 hNIS 단백질의 양은 Rad-hNIS를 rMSC에 MOI 20으로 감염시킨 경우보다는 많았으나 MOI 50 보다는 작았다. 그러나 방사성옥소 섭취실험에서 lenti-hNIS-rMSC ($29,704{\pm}6,659\;picomole/10^6\;cells$)는 MOI 100의 Rad-hNIS를 rMSE에 감염시킨 경우($6,168{\pm}2,134\;picomole/10^6\;cells)$ 보다도 높은 섭취율을 보였다. 결론: 렌티바이러스를 통하여 hNIS를 rMSC에서 발현하도록 했을 때 아데노바이러스를 전달 벡터로 사용한 경우에 비하여 단백질 발현 양은 상대적으로 적었으나 hNIS의 기능은 더 우수하였다. hNIS를 리포터 유전자로 사용한 줄기세포추적은 벡터에 따른 유전자 발현효율의 차이를 고려하고 시행되어야 할 것으로 생각한다.

당뇨병 환자에서 심근관류 SPECT을 이용한 관동맥질환의 진단: 위험인자 분석 (Diagnosis of Coronary Artery Disease using Myocardial Perfusion SPECT in Patients with Diabetes Mellitus: Analysis of Risk Factors)

  • 서지형;강성민;배진호;정신영;이상우;유정수;안병철;이재태
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제40권3호
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    • pp.155-162
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    • 2006
  • 목적 : 당뇨병 환자에서는 관동맥질환의 이환율이 높고 무통성 심근경색과 심근허혈의 빈도가 높아 조기발견이 어렵다. 또한 진단될 당시에 이미 심각한 수준의 관동맥질환을 가지고 있는 경우가 많다. 본 연구에서는 Tc-99m MIBI 심근관류 SPECT을 이용하여 당뇨병 환자에서 관동맥질환의 빈도를 평가하고 전통적인 심장위험 인자들을 포함한 여러 임상시험인자들 중에서 진단이 필요한 고위험군 환자들을 예측할 수 있는 인자들을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 2000년 1월부터 2004년 7월 사이에 심근관류 SPECT 검사가 의뢰된 203명의 당뇨병환자(남 64명, 평균연령 $64.9{\pm}9.0$세)를 대상으로 하였다. 심장사망 및 비치명적 심근경색을 중증심장사건으로 정의하였고, 검사 후 60일 이후에 경피적 관동맥성형술이나 관동맥 우회수술을 시행한 정도의 심근허혈의 악화를 경증심장사건으로 정의하였다. 환자들은 운동 부하 (n=6) 혹은 adenosine (n=197) 부하 Tc-99m MIBI 심근관류 SPECT을 시행하였다. 이중검출기(ADAC, USA) 혹은 삼중검출기 감마카메라(PRISM 3000, Picker, USA)를 이용하여 SPECT 영상을 획득하였다. 결과: 심근관류 SPECT 결과 관동맥질환이 진단된 환자들은 58명으로 전체 대상 환자 중 28.6%였다. 총 11건의 중증심장사건, 즉 비치명적 심근경색이 발생하였고 10건의 경증심장사건이 관찰되었다. 전체 대상 당뇨병 환자들의 연간 심장사건 발생률은 1.1%였다. 임상인자들의 단변량 분석 결과, 전형적인 협심증상, 말초혈관병증, 다발성 말초신경병증, 그리고 안정시 심전도상 이상이 심장사건의 발생과 유의한 관련성이 있는 것으로 나타났다. 다변량 분석에서는 전형적인 협심증상, 말초혈관병증, 그리고 안정시 심전도상 이상만이 비치명적 심근경색 발생에 대한 독립적인 예측인자인 것으로 나타났다. SPECT 검사상 관류 이상 소견이 있었던 환자들에게서 중증 심장사건이 일어나는 빈도도 높았으나 심장사건의 독립적인 예측인자는 아니었다. 결론: 당뇨병 환자에서 관동맥질환의 빈도는 정상건강인들에 비해 높았다. 특히 남자, 20년 이상의 긴 당뇨병 이환 기간, 말초혈관병증, 다발성 말초신경병증, 또는 안정시 심전도 이상을 가지고 있는 환자들에서 유의하게 더 높은 빈도로 관동맥질환이 나타남을 알 수 있었다. 그리고 전형적인 협심증상, 말초혈관병증, 다발성 말초신경병증, 안정시 심전도 이상이 있는 환자들에서 이후 중증 심장사건이 발생할 위험이 더 큰 것으로 나타났다.

기질적 성격요인과 국소 뇌포도당대사의 상관연구: 성별에 따른 차이 (Metabolic Correlates of Temperament Factors of Personality)

  • 박현수;조상수;윤은진;방성애;김유경;김상은
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권4호
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    • pp.280-290
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    • 2007
  • 목적: 성격기질의 성차는 생물학적 기초를 가지고 있는 것으로 여겨진다. 성격기질의 성차를 신경생물학적 방법론을 통해 규명하기 위해, 국소 뇌포도당대사와 남성과 여성각각의 성격기질요인과의 상관을 분석하였다. 대상 및 방법 36명의 오른손잡이 대상자들이 자원하여 참가하였다(남성 18명, 평균연령, 33.8 17.6세 ; 여성 18명, 평균연령, 36.2 20.4세). 모든 참가자들로부터 안정상태의 FDG PET 이미지를 획득하여 분석에 활용하였다. FDG PET 스캔이 이루어진 후 10일 이내 Cloninger의 240문항 성격기질검사를 이용해 새로움추구(NS), 위험회피(HA) 및 보상의존(RD) 기질점수를 평가하였다. 각각의 성격기질요인점수와 국소뇌포도당대사의 상관을 SPM2를 이용해 분석했다. 결과: 남성에 있어 새로움추구 요인점수와 포도당대사 간 유의미한 부적상관이 관찰된 영역은 양쪽 상측두회, 해마 및 도회이었던 반면, 여성에서는 양쪽 중전두회, 오른쪽 상관자회 및 왼쪽 전대상회와 피각이었다. 위험회피 요인점수와 포도당대사 간 유의미한 정적상관이 관찰된 영역은 남성에 있어 오른쪽 흑질과 왼쪽 대상회였던 반면, 여성에서는 양쪽 기저핵군의 영역이었다. 마지막으로 남성에게서는 포도당대사와 보상의존 기질요인과의 부적상관이 오른쪽 중전두회 및 왼쪽 중측두회에서 관찰된 반면 여성에서는 양쪽 중전두회와 오른쪽 기저핵 영역 및 상측두회가 관찰되었다. 결론: 이 연구는 남성과 여성의 성격기질에 관여하는 뇌의 신경학적 기초가 다르며 이는 기억시스템은 물론 동기화 시스템을 포함한 뇌의 다양한 신경회로기능과 관련되어 있음을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 성격의 기질적 측면에 있어서의 성차는 물론이고 성별에 따른 정신과적 질환의 유병 정도 차이를 이해하는 중요한 생물학적 기초를 제공할 것으로 기대한다.

낙동강에서 분리된 Aphanizomenon flos-aquae (Cyanophyceae) 균주의 목표 유전자를 이용한 잠재적 독소 생성능 및 계통학적 분석 (Analysis of Potential Toxigenicity and Phylogeny using Target Genes in Aphanizomenon flos-aquae (Cyanophyceae) strains isolated from the Nakdong River)

  • 류희성;안성민;임창건;신라영;박종근;이정호
    • 생태와환경
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    • 제50권1호
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    • pp.137-147
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    • 2017
  • 독소 생성 분류군의 정의는 분리균주에 의해서 동정되고, 단일배양에 의한 독소 생성 여부 및 유전적 검토가 확인된 분류군을 의미한다. 이러한 관점에서 Aphanizomenon flos-aquae의 독소 생성능은 세계적으로 아직 논쟁의 여지가 있다. 본 연구는 낙동강에서 분리한 Aphanizomenon flos-aquae (DGUC001, DGUC003)을 대상으로 16S rRNA 염기서열을 이용하여 계통학적 위치를 확인하고, 남세균독소인 saxitoxin (STX)과 cylindrospermopsin (CYN)의 잠재적 생성능력을 유전자 수준에서 검토하였다. 연구에 사용된 균주는 2016년 8월과 2016년 10월에 낙동강 본류구간의 하천수에서 분리되었다. 계통학적 분석에는 16S rRNA가 사용되었으며, 독소 생성 유전자는 CYN과 STX 생합성에 관여하는 cyrA, cyrJ, sxtA, sxtI 유전자가 선택되었다. 분리된 균주 DGUC001과 DGUC003은 육안으로 관찰 가능한 크기의 다발(fascicles)을 형성하였으며, 세포사(trichome)가 병렬 형태로 나열되고, 세포사의 양쪽 끝에 위치한 말단 세포(terminal cell)가 거의 투명하거나 긴 끈 형태의 세포질을 가지고 있었다. 또한, 두 개의 균주는 98.4%의 유전적 유사도를 나타내어 동일종으로 판단되었고, 유전자 은행에서 선별한 Cluster I의 Aph. flos-aquae strains과도 계통수에서 66~82%의 bootstrap value의 지지도로 단일 cluster에 포함되었다. 확보된 두 개 균주의 유전자 정보는 유전자은행 NCBI에 등록되었으며, KY327795, KY327796의 Accession no.를 부여받았다. 한편, 세포독소 CYN의 생합성에 관여하는 유전자 cyrA와 cyrJ는 두 개 균주 모두에서 확인되지 않았다. STX의 생합성을 담당하는 유전자 중 sxtA 유전자는 두 개의 균주에서 확보되었으며, 독소생합성 과정의 분자생물학적 지표 역할을 하는 sxtI 유전자는 발견되지 않았다. 따라서 낙동강 현장시료에서 분리된 두 개의 균주는 형태학적 및 계통분류학적으로 동일종인 Aphanizomenon flos-aquae Ralfs ex Bornet et Flahault 1888로 동정되었으며, 두 개의 균주는 CYN과 STX의 잠재적인 독소 비생성 균주로 확인되었다. 이 결과를 통하여 Aph. flos-aquae가 독소 생성 분류군으로 분류되는 것에 대한 보다 면밀한 검토가 필요할 것으로 판단되었다.