• 생명과학회지
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• 제23권4호
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• pp.595-601
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• 2013

생물들에서 생명의 본질적 기능을 수행하는 단백질들의 종류와 보존성을 밝히기 위해 COG (Clusters of Orthologous Groups of proteins) 알고리즘을 이용하였다. 66종의 미생물에서 보존적인 63개의 ortholog 그룹들은 진핵생물 7종에서 104개의 ortholog들로 확산되었으며, 7종 모두의 핵에 보존적인 KOG (euKaryotic Orthologous Group)은 71개였다. 71개 중 단백질 합성에 관여하는 유전자들이 총 54개로 생명현상에서의 단백질의 중요성을 확인할 수 있었다. Distance value로 보존적 유전자가 생물종 사이에 나타내는 유전자 변이의 정도를 파악하니 'Translation initiation factor'인 KOG3403과 KOG3271 그리고 'Prolyl-tRNA synthetase' (KOG4163) 등이 높은 보존성을 보였다. 보존적 KOG들의 평균과 분산으로 유전체 분석을 수행하여 꼬마선충이 KOG 평균사이의 편차가 제일 커 유전자의 변이가 다양한 것을 알 수 있었다. 본 연구결과는 기초연구와 항생제 개발 등에 이용될 수 있을 것이다.

• 식물분류학회지
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• 제38권1호
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• pp.51-61
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• 2008

잎은 무한생장기관으로 잎의 극성제어에 많은 유전적인 요소가 필요하다. 이들 극성은 잎의 초기발생과정에서 제어되기 시작하고, 정단분열조직과 잎기관의 원기와의 제어를 담당하는 인자들에 의해서 결정이 된다. 본 연구에서는 가늘고 바늘처럼 생긴 잎을 가진 deformed root and leaf1 (drl1) 돌연변이체를 유전학적 해석하였고, 그 결과 DRL1 유전자는 정단분열조직과 잎의 극성축을 제어하고 있는 것으로 판명되었다. 이 DRL1 유전자는 효모의 KTI12 유전자 산물과 유사한 단백질인 Elongator associate protein을 만들어 내는 것으로 판명되었다. 또한, 이 단백질의 아미노산 서열이 원핵생물에서부터 진핵생물까지 광범위하게 진화적으로 보존되고 있는 것으로 밝혀졌다. 특히, DRL1 단백질과 유사한 식물의 단백질은 계통해석 결과 단일계통을 나타내고 있는 것으로 나타났고, 이는 이 단백질들이 육상식물의 진화과정에서 잘 보존되고 있음을 시사하고 있다.

• 한국자원식물학회지
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• 제16권3호
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• pp.257-263
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• 2003

더덕의 재배는 수익성이 높고 재배면적도 증가하지만 수요를 만족시킬 만큼 공급이 따르지 못하고 있다. 또한 재 배 상의 어려운점은 병충해, 기계수확에 의한 대규모 재배를 더욱더 곤란하게 하고 있는 실정이다. 이러한 문제점 및 환경적 스트레스에 저항하여 자랄 수 있는 식물체를 얻기 위해 더덕의 cDNA를 분석하여 스트레스 관한 유전자 Nucleoside diphosphates kinase 1(NDK 1)을 분리하여 분석하여 148개의 아미노산 서열과 다른 식물체들의 NDK 1과 높은 유사성을 가진다는 것을 알았고, 더덕의 각 조직에서 나타나는 ClNDK1의 발현을 알아보기 위해 캘러스, 잎, 줄기, 뿌리 조직의 전체 RNA를 추출하여 cDNA를 합성하고 PCR을 수행하였다 RT­PCR 분석 결과, ClNDK1은 조직 특이성 없이 캘러스, 잎, 줄기, 뿌리 조직에 대해서 모두 발현이 되었으며, 발현량, 역시 큰 차이 없이 모든 조직에서 동일하게 발현되었다. NDKs 는 환경 스트레스에 저항성을 가진다고 알려져 있지만 NDK 1 대한 연구는 아직까지 부족한 상태이다. 우리는 더덕에서 분리한 ClNDK1의 스트레스 저항성에 대해서 지속적으로 연구를 수행 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제13권6호
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• pp.933-942
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• 2003

Coenzyme Q은 긴 isoprenoid 사슬을 갖는 quinone의 유도체이다. Coenzyme Q는 진핵생명체의 미토콘드리아의 내막과 원핵생명체의 세포막에 위치하는 전자전달계에 존재하는 지용성 물질이며, 또한 항산화제로의 기능도 갖는다. Coenzyme Q는 Saccharomyces cerevisiae의 호기적 성장에 필수적이며, coq 돌연변이체는 발효가 불가능한 탄소 원에서의 성장이 불가능하다. S. cerevisiae의 $coq^7$p 효소들과 유사성을 나타내는 단백질을 암호화하는 Neurcspora crassa cDNA를 효모의 발현 벡터에 삽입하였다. N. crassa COQ7의 예상 서열은 S. cerevisiae의 효소와 58% homology를 보였다. N. crassa $coq^{-7}$ 유전자의 S. cerevisiae $coq^7$ 형질전환체는 야생형 균주와 유사한 성장률을 보였다. 형질전환 균주들은 발효가 불가능한 탄소원인 글리세롤을 유일한 탄소원으로 배양하였을 경우에도 정상적인 성장을 나타냈다. 또한 불포화지방산인 linolenic acid를 성장 배지에 첨가하여도 야생형 균주와 유사한 생존율이 관찰되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권5호
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• pp.1249-1254
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• 2021

UV는 산화 스트레스를 유발하고 MMP(Matrix Metalloproteinase) 발현을 증가시켜 피부 노화를 발생시킨다. 따라서 자외선로 인한 피부 손상을 예방하면 피부 노화를 감소시킬 수 있다. 스피룰리나는 강력한 항산화제로 원핵생물로 구성되어 있다. 본 연구는 피부 섬유아세포를 사용하여 UVB 방사선에 대한 스피룰리나 유래 피코시아닌(PC)의 광보호 효과를 조사했다. 그 결과, PC는 섬유아세포 생존율 측면에서 5-40 ㎍/mL 농도에서 독성을 나타내지 않았다. UVB 조사된 섬유아세포의 생존율은 50.5%였으며 PC 처리로 73.5%로 증가했다. MMP-1 및 MMP-9 발현은 UVB 처리로 증가하는 반면 PC 처리한 군에서 감소했다. 이러한 결과를 종합해보면 PC는 UVB 조사로 인한 산화적 손상과 피부노화와 관련된 인자를 감소시켜 노화를 예방할 수 있을 것으로 사료된다.

• BMB Reports
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• 제54권2호
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• pp.98-105
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• 2021

The clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) system is a family of DNA sequences originally discovered as a type of acquired immunity in prokaryotes such as bacteria and archaea. In many CRISPR systems, the functional ribonucleoproteins (RNPs) are composed of CRISPR protein and guide RNAs. They selectively bind and cleave specific target DNAs or RNAs, based on sequences complementary to the guide RNA. The specific targeted cleavage of the nucleic acids by CRISPR has been broadly utilized in genome editing methods. In the process of genome editing of eukaryotic cells, CRISPR-mediated DNA double-strand breaks (DSB) at specific genomic loci activate the endogenous DNA repair systems and induce mutations at the target sites with high efficiencies. Two of the major endogenous DNA repair machineries are non-homologous end joining (NHEJ) and homology-directed repair (HDR). In case of DSB, the two repair pathways operate in competition, resulting in several possible outcomes including deletions, insertions, and substitutions. Due to the inherent stochasticity of DSB-based genome editing methods, it was difficult to achieve defined single-base changes without unanticipated random mutation patterns. In order to overcome the heterogeneity in DSB-mediated genome editing, novel methods have been developed to incorporate precise single-base level changes without inducing DSB. The approaches utilized catalytically compromised CRISPR in conjunction with base-modifying enzymes and DNA polymerases, to accomplish highly efficient and precise genome editing of single and multiple bases. In this review, we introduce some of the advances in single-base level CRISPR genome editing methods and their applications.

• Genomics & Informatics
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• 제20권3호
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• pp.35.1-35.9
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• 2022

Microsatellites or simple sequence repeats are motifs of 1 to 6 nucleotides in length present in both coding and non-coding regions of DNA. These are found widely distributed in the whole genome of prokaryotes, eukaryotes, bacteria, and viruses and are used as molecular markers in studying DNA variations, gene regulation, genetic diversity and evolutionary studies, etc. However, in vitro microsatellite identification proves to be time-consuming and expensive. Therefore, the present research has been focused on using an in-house built java pipeline to identify, analyse, design primers and find related statistics of perfect and compound microsatellites in the seven complete genome sequences of coronavirus, including the genome of coronavirus disease 2019, where the host is Homo sapiens. Based on search criteria among seven genomic sequences, it was revealed that the total number of perfect simple sequence repeats (SSRs) found to be in the range of 76 to 118 and compound SSRs from 01 to10, thus reflecting the low conversion of perfect simple sequence to compound repeats. Furthermore, the incidence of SSRs was insignificant but positively correlated with genome size (R² = 0.45, p > 0.05), with simple sequence repeats relative abundance (R² = 0.18, p > 0.05) and relative density (R² = 0.23, p > 0.05). Dinucleotide repeats were the most abundant in the coding region of the genome, followed by tri, mono, and tetra. This comparative study would help us understand the evolutionary relationship, genetic diversity, and hypervariability in minimal time and cost.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권7호
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• pp.912-920
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• 2021

SOS response is a conserved response to DNA damage in prokaryotes and is negatively regulated by LexA protein, which recognizes specifically an "SOS-box" motif present in the promoter region of SOS genes. Myxococcus xanthus DK1622 possesses a lexA gene, and while the deletion of lexA had no significant effect on either bacterial morphology, UV-C resistance, or sporulation, it did delay growth. UV-C radiation resulted in 651 upregulated genes in M. xanthus, including the typical SOS genes lexA, recA, uvrA, recN and so on, mostly enriched in the pathways of DNA replication and repair, secondary metabolism, and signal transduction. The UV-irradiated lexA mutant also showed the induced expression of SOS genes and these SOS genes enriched into a similar pathway profile to that of wild-type strain. Without irradiation treatment, the absence of LexA enhanced the expression of 122 genes that were not enriched in any pathway. Further analysis of the promoter sequence revealed that in the 122 genes, only the promoters of recA2, lexA and an operon composed of three genes (pafB, pafC and cyaA) had SOS box sequence to which the LexA protein is bound directly. These results update our current understanding of SOS response in M. xanthus and show that UV induces more genes involved in secondary metabolism and signal transduction in addition to DNA replication and repair; and while the canonical LexA-dependent regulation on SOS response has shrunk, only 5 SOS genes are directly repressed by LexA.

• Journal of Species Research
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• 제12권spc2호
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• pp.45-53
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• 2023

In July 2018, solar saltern samples were collected from Siheung, Gyeonggi-do Province to obtain unrecorded haloarchaea in Korea. The samples were suspended in a 20% NaCl (w/v) solution, and serial dilution was performed in fresh DB Characterization media No. 2. The strains isolated in this study showed at least 98.7% sequence similarity or more compared to the previously reported. Finally, 16 haloarchaeal strains, which were not reported in Korea but validly published under the International Code of Nomenclature of Prokaryotes (ICNP), were obtained from a solar saltern in Siheung. These 16 isolates were allocated to the orders Halobacteriales and Haloferacales. The 10 Halobacteriales strains were classified into the family Halobacteriaceae and Haloarculaceae. Each family belonged to three genera, respectively. The other six Haloferacales belonged to the families Haloferacaceae and Halorubraceae. Each family belonged to genus genus, respectively. Collectively, the unrecorded haloarchaeal strains belonged to two orders, four families, and eight genera. During the research, the possibility of discovering previously unknown species in domestic solar saltern was established. Gram-staining, cell morphology, physiological and basic biochemical parameters, and phylogenetic analysis were all performed in this study and are described in detail for each strain.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제48권1호
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• pp.42-47
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• 2024

The value of silkworms as functional health food materials has increased, as has the interest in its disease control for stable production, and in the economic value of entomopathogenic microorganisms. In this study, we isolated and identified disease-causing fungi from white muscardine silkworms, and confirmed whether this strain could produce white muscardine silkworms. For the analysis of the cause of white muscardine disease in the infected silkworms, the fungi and prokaryotes causing the disease were identified, isolated, and identified using metagenome analysis. Metagenomic analysis detected a large amount of the fungus Metarhizium rileyi in silkworms, and a large amount of the bacterium Enterococcus mundtii, which was presumed to be the causative agent of the disease. For accurate identification of the fungi, these were purified by culture medium, and sequencing and phylogenetic tree analyses were performed using an internal transcribed spacer. As a result, M. rileyi, Cladosporium cladosporioides, and C. tenuissimum were identified. In general, M. rileyi is known to form green conidia, but in this study, white-yellow conidia were formed, indicating that the exact causative agent of the fungal disease cannot be estimated by diagnosing the symptoms. Thus, a diagnostic method is necessary for the continuously collection of required pathogens, and identifying their morphological and genetic characteristics.