• 생명과학회지
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• 제30권8호
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• pp.701-707
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• 2020

Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR associated protein (Cas)9을 이용하는 유전자 가위 기술은 미래 육종 기술로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 3세대 유전자 가위 CRISPR/Cas9을 이용한 누에 kynurenine 3-monooxygenase (KMO) 유전자 편집을 통한 돌연변이 유발 및 선택 교배를 통하여 유전자의 세대간 전달을 분석하고자 하였다. 유전자 편집을 위하여 누에의 KMO 유전자에 대한 3종의 가이드 RNA를 제작하고, 제작된 gRNA는 Cas9 단백질과 복합체를 형성시켜 누에 세포주(BM-N)에 도입 후 T7 endonuclease I 분석을 수행하여 최적의 gRNA를 선발하였다. 선발된 K1N gRNA는 누에 유전자를 편집하기 위하여 Cas9 단백질과 복합체를 형성시킨 후 누에 초가 배아에 미세주사하고 사육하였다. 미세주사 후 부화율은 18% 가량으로 낮게 나타났으나 생존한 개체 중 돌연변이 발생율은 60% 이상으로 비교적 높게 나타났다. 돌연변이가 발생된 G0세대의 KMO 유전자는 이형접합자 형태로 나타났으며, 표현형의 변화는 관찰되지 않았다. 하지만 이형접합자들 사이의 근친 교배에 의해 탄생한 G1세대 돌연변이에서는 일부에서 알과 눈의 색 변화가 확인되었으며, 변이가 확인된 개체들사이의 근친교배를 통해 생산된 G2세대에서는 모든 개체에서 표현형의 변화가 나타났다. 이러한 결과에 비추어 볼 때, 유전자 가위를 이용한 돌연변이 육종에는 한계가 있으나 전통 교배 육종과 융합을 통하여 육종 기간을 비약적으로 단축시킬 수 있는 곤충 육종 기술로 발전가능성이 높다고 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권4호
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• pp.327-336
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• 2019

콩은 식량작물 중 단백질 함량이 매우 높고 식생활에서 여러가지 형태로 소비되기 때문에 매우 중요한 식량자원 중 하나이다. 콩은 일반적으로 노지에서 재배되기 때문에 콩의 생산량 및 품질은 갑작스런 기후 변화에 큰 영향을 받는다. 최근 폭염 및 폭우 등과 같은 이상기후로 인해 콩의 생산량이 불안정해짐에 따라 콩의 생육을 실시간으로 추정하여 품질저하를 예방할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 회전익무인기에 장착된 다중분광 센서를 이용하여 콩 생육을 추정하기 위해 수행되었다. 반사값을 이용하여 산출된 정규화 식생지수(NDVI, GNDVI)와 단순비 식생지수(RRVI, GRVI)와 콩 생육 데이터(생체중, 건물중, 엽면적지수)로 선형회귀분석을 실시하여 생육 추정 모델을 개발하였다. 그 결과, 정규화 식생지수인 NDVI를 이용한 엽면적 지수 추정 모델(R²=0.587, RMSE=1.01 ㎡/㎡, RE=48.98%)보다 GNDVI를 이용한 엽면적 지수 추정 모델(R²=0.789, RMSE=0.73 ㎡/㎡, RE=34.91%)이 높은 정밀도가 나타났으며, 단순비 식생지수를 이용한 엽면적 지수 추정 모델 RRVI (R²=0.760, RMSE=0.78 ㎡/㎡, RE=37.26%) GRVI (R²=0.828, RMSE=0.66 ㎡/㎡, RE=31.59%)과 비교 했을 때, 단순비 식생지수에서 높은 정밀도가 나타났다. 기후변화에 대체하기 위해 재식밀도 및 변량 시비와 같은 재배관리법이 적용된다면, 고품질의 콩을 생산하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권3호
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• pp.399-408
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• 2022

새롭게 육성된 낭충봉아부패병 저항성 신품종 토종벌(Apis cerana koreana) 과 기존 농가에서 관행적으로 사육되는 토종벌 사이의 형태학적 차이를 육안으로 확연하게 구분하는 것은 어렵지만 본 연구에서는 신품종 토종벌(A. c. koreana) 을 기존 토종벌(A. c. koreana) 품종 및 계통 간 형태학적 비교를 통해 신품종 만의 특성을 결정할 수 있는 표현형 정보를 제공하였다. 신품종 토종벌(A. c. koreana)의 외부형질을 이용한 품종 특성은 22가지의 형태학적 특성을 기하학적, 형태학적 분석 방법을 적용하고 토종벌(A. c. koreana)의 로얄젤리 생산량, 일벌, 여왕벌, 수벌의 특성을 비교 분석하였다. 본 연구 결과, 신품종 토종벌(A. c. koreana)은 기존 토종벌과 앞날개의 길이에 차이를 보였으며, 중국의 동양종꿀벌(A. cerana)과 비교한 결과, 일벌은 몸무게, 혀의 길이, 앞날개의 길이 등의 값이 높았다. 또한, 신품종 토종벌(A. c. koreana)은 A. cerana indica 보다 두 가지 부위에서 형태학적인 차이를 보였다. 그리고 신품종 토종벌(A. c. koreana)은 로얄젤리를 다른 품종과 비교하여 많이 분비하여 봉군의 발육에 긍정적인 영향을 끼쳤다. 따라서 본 연구결과는 신규 육성 토종벌(A. cerana)에 대한 형태학적 분석 방법을 이용하여 품종을 분류하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권1호
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• pp.128-139
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• 1998

연구배경: 특발성 미만성 간질성 패섬유증(IPF) 은 아직 밝혀지지 않은 원인에 의해 폐포염으로 시작해서 점차 섬유화로 진행하는 질병이다. 그동안 BAL 및 분자생물학적 기법으로 여러가지 cytokine 및 성장촉진인자가 분비되어 폐포염과 섬유화가 계속 진행되는 것으로 알려졌으나며 주로 폐포대식세포가 이러한 cytokine들을 분비한다고 생각되었다. 그러나 최근에 이제까지는 cytokine이나 growth factor 등의 작용을 받기만하는 피동적인 세포로 생각되었던 섬유모세포 풍도 직접 여러가지 매개물을 분비한다는 것이 알려지고 있으므로 IPF에서 폐포염을 지속시키고 섬유화를 일으키는 데에 섬유모세포가 중요한 역할을 할 것이라는 추측을 할 수 있다. 또한 IPF환자들에서는 섬유모세포 자체가 정상인의 세포와는 분열속도나 여러가지 조절인자들에 대한 반용이 다르기 때문에 섬유화가 계속 진행될 가능성도 있으나 이에 대한 연구는 그리 많지 않고 그 결과도 보고자마다 상이하였다. 이에 연구자들은 IPF환자들의 섬유모세포들이 질적으로 변화하였는지 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 개흉 폐생검검사나 흉곽경을 통한 폐생검의 조직학적 검사로 IPF로 확진된 환자들 13명과 대조군으로는 폐절제술을 받은 폐암환자들 중에서 완전히 정상 폐조직이 포함되어 절제된 환자들 7명을 대상으로 하였다. 개흉 폐생검검사로 얻은 조직에서 섬유모세포를 분리 배양하여 IPF의 섬유모세포주를 만들고 이들 세포의 증식양상을 BrdU 법으로 측정하고 cytokine 의 분비양상을 ELISA법으로 측정하여 정상 폐조직에서 분리한 섬유모세포주와 비교 관찰하였다. 결 과: 1) 섬유모세포주의 증식 양상 : 아무 자극도 없는 기저 상태의 BrdU 섭취율은 환자군에서 높은 경향을 보였으나 ($0.212{\pm}0.107$ vs $0.319{\pm}0.143$) 통계학적인 의미는 없었고 (p=0.0922), PDGF나 10% serum으로 최대 자극을 한 경우에는 양군간에 전혀 차이가 없었다. 증식 억제제인 PGE$_2$를 첨가했을 때에 환자군에서 억제되는 정도가 $33.0{\pm}13.1%$로 대조군보다 ($46.7{\pm}10.0%$) 낮았고 (p=0.0358), dexamethasone의 경우에는 환자군에서 ($28.1{\pm}18.3%$) 약한 경향은 있었으나 대조군과 ($44.7{\pm}22.3%$) 통계적인 유의성은 없었다(p=0.097). 2) 섬유모세포의 cytokine 분비능 : IPF의 섬유모세포는 기저상태 및 TGF-$\beta$로 자극시에 MCP-1의 분비가($1.57{\pm}1.28$ ng/ml, $3.23{\pm}1.31$ ng/ml) 정상 섬유모세포보다 ($0.243{\pm}0.100$ ng/ml, $0.552{\pm}0.236$ ng/ml) 유의하게 높았고 (p=0.014, p=0.0012) IL-8과 IL-6분비도 비슷하게 IPF의 섬유모세포에서 증가를 보였다. 그러나 IL-1$\beta$자극시의 MCP-1, IL-8, IL-6분비는 통계적 유의성은 없었고, 기저상태에서의 TGF-$\beta$자체의 분비도 정상섬유모세포와 IPF사이에 차이가 없었다. 또한 TGF-$\beta$는 섬유모세포에서 MCP-1, IL-8, IL-6 모두의 분비를 증가시켰다. 결 론: IPF환자들에서는 폐섬유모세포 자체가 PGE$_2$ 등의 증식억제제에 대한 반응도 및 cytokine분비 양상이 정상 폐의 섬유모세포와 차이가 있어, 이러한 섬유모세포의 변화가 IPF의 발병기전에 관여될 가능성을 시사하였다.