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핵공 단백질 Nup184p이 SUMO 변형과 mRNA export에 미치는 영향에 관한 연구

Wed, 31 Dec 2008 15:00:00 GMT

Title: 핵공 단백질 Nup184p이 SUMO 변형과 mRNA export에 미치는 영향에 관한 연구 Author(s): 조현진 Abstract: nup184 유전자는 하나의 인트론을 포함하여 4776개의 염기쌍을 가지고 있다. 4695 염기쌍으로 이루어진 이 유전자의 열린 읽기틀(open reading frame, ORF)은 1564개 아미노산으로 이루어졌으며, 분자량 176.9 kDa로 예측되는 핵공단백질(nucleoporin)을 암호화하고 있다. 생장에 필수적이지는 않으나 mRNA export에 영향을 미치는 것으로 여겨지는 nup184 유전자의 결실 돌연변이를 제조하였다. nup184 유전자가 결실된 돌연변이 균주(Δnup184)는 최소배지(EMM)에서 야생형 균주에 비하여 느린 속도를 보이나 그 정도는 심하지 않았다. 그러나 영양이 풍부한 합성배지 (YES)에서는 야생형에 비해 성장이 눈에 띄게 저해되는 특징을 가지고 있었다. N-말단에 녹색형광단백질(GFP)를 붙인 pZU184는 Δnup184 균주의 생장 결함, mRNA export 결함을 모두 상보(complementation) 하는 것으로 보아, GFP-Nup184 단백질이 정상적인 기능을 하는 것을 알 수 있었다. GFPNup184 단백질은 핵 막 주위에 점점이 위치하였으며, SUMO 변형되어 있는 듯 보였다. 또한 Nup184 단백질의 아미노(N) 말단 혹은 카복시(C) 말단이 부분적으로 삭제된 부분결실 돌연변이를 제조하여 Δnup184 균주에 형질전환한 후, 균주의 생장, 세포 내의 위치, SUMO 변형 정도, 그리고 mRNA export에 미치는 영향 등을 조사하였다. 네 종류의 부분결실 돌연변이 중 N-말단 480개 아미노산이 결실된 pZU184Δ2는 모든 면에서 정상적인 pZU184와 비슷한 패턴을 보였다. 하지만 N-말단 아미노산이 각각 228개와 714개 결실된 pZU184Δ1과 pZU184Δ3, 그리고 C-말단 아미노산이 96개 결실된 pZU184Δ4은 생장 결함, mRNA export 결함을 모두 상보하지 못했으며, 세포 내 위치도 정상적이지 않았다.|nup184 gene contains one intron and encode a 1629 amino-acid protein with predicted molecular weight of 176.9KDa. We constructed nup184 null and truncated mutants in fission yeast Schizosaccharomces pombe. These mutants are not essential for growth, but show severe growth retardation in nutrient-rich medium (YES). Nup184 protein has 6 putative SUMO consensus sequences known to be conjugated by SUMO (Small ubiquitin like modifier). SUMO is small peptide composed of 97 amino－acid, and is able to SUMO can bind target protein by enzyme cascade pathway. We constructed 4 kinds of nup184 truncated mutants. These truncated constructs were transformed into nup184 null mutants, and checked whether they could complement the growth retardation in nutrient rich medium (YES), mRNA export defects, localization, and SUMO modification. Among of these mutants, pZU184?2 could complement nup184 null mutants comparable to wild type. pZU184?2 strain show not only normal growth in nutrient rich medium (YES) and poly(A)+ RNA distribution, but also SUMO modification pattern. These results suggest that the nup184 SUMO consensus sequence is not only involved in Nup184p localization but also mRNA export.

한국 자생식물 생태와 수분매개자 네트워크에 기반한 생물다양성 보전

Sun, 31 Dec 2017 15:00:00 GMT

Title: 한국 자생식물 생태와 수분매개자 네트워크에 기반한 생물다양성 보전 Author(s): 이학봉 Abstract: 수분(pollination)은 꽃의 형태, 자웅이숙, 개화계절, 교배체제, 방문하는 매개자의 종류와 행동, 그리고 더 나아가 군집 내 종들 간의 상리공생적 상호작용과 같은 현화식물의 복잡한 진화, 생태적 과정을 포함하고 있다. 수분은 변화하는 환경에서 생물개체군의 존속뿐만 아니라 생태계의 기능 유지에도 중요한 기여를 하므로 종 또는 서식지 보전에 필수적으로 고려되고 있다. 본 연구는 한국에만 분포하는 희귀식물인 모데미풀(Megaleranthis saniculifolia)의 소백산 아고산 개체군에서 개화, 교배체제, 수분매개자를 조사하였고, 열대 목본종으로 쓰임새가 많지만 기초적인 번식 관련 정보가 부족한 멀구슬나무과 참죽나무(Toona sinensis)에서 독특한 자웅이숙 양상을 조사하였다. 또한 과도한 개발로 훼손되어 침입식물의 유입 수준이 높은 한국의 해안사구지역에서 식물-수분매개자 상호작용 네트워크의 구조를 분석하여 생태계의 기능과 안정성을 유지할 수 있는 보전 방안을 제시하고자 하였다. 소백산 정상부의 아고산식물인 모데미풀의 자웅이숙성, 교배체제, 두 개체군[이른 융설 구역(ESP)과 늦은 융설 구역(LSP)]의 개화특성을 조사하였다. 또한 소백산의 두 조사구역(NE와 NW)에서 모데미풀의 개화초기(4월 27-28일)와 개화중기(5월 7-8일)에 방문하는 수분매개자 종류와 이들의 온도에 따른 다양성 및 풍부도 변화를 조사하였다. 모데미풀은 암술과 수술의 성숙시기가 부분적으로 겹치는 불완전 자예선숙성을 나타냈다. 교배실험의 결과 대조구의 골돌성숙률은 인공타가수분, 인공자가수분, 자율자가수분처리된 꽃들보다 각기 1.3, 2.8, 5.3배 더 높았고, 종자성숙률은 각기 1.7, 6.4, 12.4배 더 높았다(P<0.001). 취과성숙률에 근거한 자율자가수정지수(AI)와 자가화합성지수(SI)는 각기 0.33, 0.50이었다. ESP의 융설은 LSP보다 10일 빨랐고 이에 따라 ESP와 LSP의 개화수명과 개화계절이 현저한 차이를 보였으나 두 개체군의 개화절정일은 불과 4일의 차이를 보였다. 두 기간(개화초기와 개화중기) 동안 총 4목 11과 12종의 수분매개자가 모데미풀에서 관찰되었고 이들은 대체로 파리류(5종)와 벌류(4종)였다. 총 12종의 방문자 중 9종이 꽃가루를 주두에 부착시키는 유효수분매개자로 판단되었다. 온도가 상승한 개화중기(27℃)에는 온도가 낮았던 개화초기(15.8℃)에 비해 매개자 다양성이 증가하였고(개화중기 vs. 개화초기 = 10 vs. 7) 방문빈도는 4배 이상 증가하였다(67 vs. 281). 우점매개자는 파리류에서 벌류로 뚜렷하게 전환되었다. 매개자의 방문빈도는 온도에 정비례하였다(P<0.001). 멀구슬나무과에 속하며 열대 목본종인 참죽나무(Toona sinensis)가 현화식물 가운데 가장 드문(총 4과 5속) 자웅이숙 유형인 duodichogamy의 개화양상을 보이는지 판단하기 위해 2011년부터 2015년까지 전국 20지역 48개체로부터 이들의 꽃 형태, 화서 내 성 배열과 암·수꽃의 개화양상 및 기간을 조사하였다. 참죽나무는 한쪽 성 기관이 퇴화된 기능적 단성화를 가지고 있었다. 자방 길이와 너비를 제외한 수꽃의 각 기관(꽃잎 길이와 너비, 약 길이, 수술대 길이)은 암꽃보다 컸다. 기산화서에서 수꽃은 정단지 또는 측지에서 관찰된 반면, 암꽃은 측지에서만 관찰되었다. 전반적으로 참죽나무 개체들은 대체로 수꽃→암꽃→수꽃 순서로 개화했고, 개체 수준에서 수꽃은 암꽃보다 훨씬 더 오래 피었다(수꽃 vs. 암꽃 = 17-20일 vs. 2-4일). 침입식물의 유입수준이 높은 강원도의 세 해안사구지역[양양군 남애해변(YN), 동해시 노봉해변(DN), 삼척시 맹방해변(SM)]에서 식물-수분매개자 상호작용 네트워크를 조사하였다. 세 지역에서 침입식물종의 꽃 풍부도는 SM지역이 가장 높았고, YN지역이 가장 낮았다. 세 지역에서 네트워크의 구조적 특성을 알 수 있는 지표와 구성종별 생태적 역할을 알 수 있는 지표를 산출했고 상호작용하는 식물의 종류에 따라 매개자를 3가지 유형(자생+침입식물 모두 방문, 자생식물만 방문, 침입식물만 방문)으로 분류하였다. 침입식물이 유입된 세 해안사구지역에서 벌목 분류군은 총 상호작용 빈도에서 차지하는 비율이 가장 높았다. 세 지역의 네트워크 연결밀도(C)는 0.142-0.158이었고, 모두 non-nested 구조를 보였다. 그 중에서도 침입식물의 꽃 풍부도가 가장 높았던 SM지역의 nestedness 수준이 가장 낮았다. 또한 SM지역은 세 지역 가운데 specialization(H2'; 0.626)과 modularity z-score(51.72)가 가장 높았고, module의 수도 제일 많았다(8개). 구성종별 생태적 역할을 알기 위해 c, z값을 산출한 결과, 모든 지역의 네트워크에서 침입식물은 대체로 module간 연결에 크게 기여하는 connector로 식별되었다. YN지역에서는 꼬마꽃등에가 connector로, DN 및 SM지역에서는 양봉꿀벌이 network hub 역할을 하는 수분매개자로 식별되었다. 모든 네트워크에서 침입식물종은 BC 및 CC값이 가장 높은 핵심종으로 식별되었고, 꼬마꽃등에(YN), 꼬마꽃벌류(DN), 양봉꿀벌(SM)은 수분매개자 핵심종으로 식별되었다. 총 6종(파리류 2종, 벌류 3종, 나비류 1종)의 수분매개자는 세 지역에 모두 출현하고 자생식물과 침입식물을 모두 방문하는 종으로 확인되었다. 두 지역 이상에서 자생식물에 전적으로 방문하는 종은 총 5종(딱정벌레류 1종, 벌류 3종, 파리류 1종)으로 확인되었다. 침입식물에만 방문하는 종은 모두 3종(메뚜기목 1종, 나비목 2종)이었고 이들은 모두 달맞이꽃의 수분매개자였다. 결론적으로, 소백산 아고산지역 모데미풀은 불완적 자예선숙성이며 수분매개자 서비스를 통해 거의 타가수정으로 번식하는 조건부타가수정 식물이다. 기후변화로 인한 융설 시점과 후속적인 개화특성의 변동은 이미 희귀식물인 모데미풀을 더욱 위협할 가능성이 있다. 본 연구는 소백산 모데미풀의 우점 매개자 전환에 온도가 주요한 요인 중 하나로 작용함을 시사한다. 온난하고 건조한 기후는 모데미풀과 파리류의 생존과 궁극적으로 모데미풀의 번식에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 멀구슬나무과에서 최초로 참죽나무가 duodichogamy임을 보고하였다. 참죽나무에서 관찰된 여러 개화특성은 멀구슬나무과에서 추가적인 duodichogamy 종을 발견하는데 중요한 단서가 될 것이다. 참죽나무의 짧은 개화기간과 상대적으로 적은 암꽃의 수는 다른 duodichogamy 종의 적은 배주 수와 같이 수꽃-수꽃 경쟁을 심화시키는 요인으로 작용할 것이다. Duodichogamy의 지리적 분포와 개화시기에 대한 정보는 이들이 발견될 수 있는 잠재적 후보군을 한정하는데 기여할 것으로 판단된다. 본 연구는 침입식물이 유입된 한국 동해안 사구지역의 식물-수분매개자 네트워크가 전반적으로 절멸에 취약한 구조를 가지며 침입식물의 과도한 우점 양상이 이 지역의 상리공생 네트워크를 더욱 단편화시킬 수 있음을 시사한다. 이미 한국의 해안사구지역에 널리 퍼진 침입식물은 식물-수분매개자 네트워크에서 중심적 역할을 하고 있으므로 네트워크 붕괴위험을 고려하여 단계적인 제거 방안을 모색해야 할 것이다. 세 해안사구 네트워크의 안정성과 기능 유지 측면에서 핵심적 역할을 하는 양봉꿀벌은 보전가치가 높은 종으로 판단되었다. 반면, 네트워크에서 차지하는 비중은 낮지만 침입식물보다 자생식물을 주로 또는 전적으로 방문하는 수분매개자는 해안사구지역의 생물다양성을 고려할 때 반드시 보전조치가 필요한 종들로 사료된다.

한국인 베체트병 환자의 만노즈-결합 렉틴 유전자의 다형성

Wed, 31 Dec 2003 15:00:00 GMT

Title: 한국인 베체트병 환자의 만노즈-결합 렉틴 유전자의 다형성 Author(s): 閔京. Abstract: 만노즈-결합 렉틴 (Mannose-Binding Lectin, MBL)은 간에서 생성되는 혈장단백질로 감염원의 세포막표면 만노즈에 결합하여 보체를 활성화 시켜서, 감염원을 중화시키거나, 옵소닌화 시키는 선천적 면역작용을 한다. MBL2 유전자의 promoter의 변이는 혈중 MBL 분비??에 변화를 일으키고, 엑손 1의 변이는 MBL 단백질의 Gly-X-Y 구조에 이상을 일으킨다. 이러한 MBL 혈중 농도와 구조적 변이는 감염성, 염증성 질병과 관계가 있다. MBL2 유전자의 promoter 부위와 구조적 이상을 일으키는 MBL2 유전자 다형성을 만성염증성질환인 베체트병 환자의 임상적인 특징과의 관계를 분석하였다. MBL2 -550^(*)G/^(*)G형은 환자군에서 건강인에 비해 높게 나타났다 (35.4 % vs. 22.2 %, p=0.0035, OR=1.9, 95% CI=1.24-2.99). MBL2G-221C와 MBL2C+4T의 유전자 다형성은 베체트병 환자와 건강인 사이에서 차이가 없었다. 구조적인 이상을 초래하는 엑손 1의 변이인 MBL2Arg52Cys, MBL2Gly54Asp, MBL2Gly57Glu의 다형성을 베체트병 환자와 건강인에서 분석하였을 때 MBL2Arg52Cys과 MBL2Gly57Glu에서는 변이가 없었으며, MBL2Gly54Asp에서는 차이를 보이지 않았다. MBL의 양을 증가시키는 MBL2 -550^(*)G/^(*)G형이 베체트병 환자에서 빈도가 높은 것으로 보아, 혈중 MBL의 증가로 보체가 더 활성화가 되고 염증매개체인 C3a, 그리고 C5a가 생성됨으로써 베체트병 환자에서 염증을 증가하는 것으로 생각된다.|Mannose-binding lectin (MBL) is a serum protein and is considered an important component of innate immunity. MBL binds to a wide variety of pathogens and opsonizing or neutralizing pathogens by activating the complement. MBL2 gene promoter variants are associated with the serum MBL level and exon 1 variants disrupt Gly-X-Y structure. These MBL2 variants are known to be associated with infectious and inflammatory disease. This study analyzed promoter region which is associated with serum MBL level and exon 1 variants which are associated with MBL Gly-X-Y structure. The frequency of MBL2 -550^(*)G/^(*)G was significantly higher in BD patients than in controls (35.4% vs. 22.2%, p=0.0035, OR=1.9, 95% CI=1.24-2.99). MBL2 G-221C and MBL2 C+4T polymorphisms were not different in BD patients and in controls. Although codons 52, 54, and 57 variants which disrupt the MBL collagen-like domain and MASP helps binding site were not different between in patients with BD and in controls. MBL2 52^(*)Cys variant and MBL2 57^(*)Glu variant were not found in patients with BD and in controls. It could suggest that MBL2 -550^(*)G/^(*)G genotype may be one of the risk factor of the BD but exon 1 variants could not influence the BD. The MBL2 -550^(*)G/^(*)G genotype may be create the inflammatory agents C3a, and C5a, as a result patients with BD present recurrent inflammation.

한국인 베체트병의 CTLA4 다형성

Fri, 31 Dec 2004 15:00:00 GMT

Title: 한국인 베체트병의 CTLA4 다형성 Author(s): 백진아 Abstract: 세포독성 T 림프구 항원 4 (Cytotoxic T lymphocyte antigen 4; CTLA4, CD152)는 활성 T 세포에 발현하는 공동자극분자로 항원제시세포 (Antigen-presenting Cell; APC)의 B7 분자와 결합하여 T 세포의 분화 및 활성 증가에 영향을 미치는 IL-2의 생성을 감소시켜 T 세포의 활성을 억제한다. 이 연구에서는 CTLA4 유전자의 단일염기다형성(SNPs)과 일배체형(haplotype)을 만성염증성 질환인 베체트병의 발병과 임상적인 특징에 연관하여 분석하였다. 베체트병 환자군의 CTLA4 -1661 ^(*)G/ ^(*)G 유전자형은 건강인보다 통계적으로 유의하게 높은 빈도를 나타냈다 (p=0.019, OR=5.2, 95% CI=1.13 -23.86). 특히 안병변 증상을 가진 베체트병 환자와 안병변 증상이 없는 베체트병 환자를 비교하였을 때 CTLA4 -1722 ^(*)T/ ^(*)C 유전자형은 유의하게 높은 빈도 (p=0.014, OR=1.8, 95% CI=1.13-2.99)를, CTLA4 -1722 ^(*)C/ ^(*)C 유전자형은 유의하게 낮은 빈도 (p=0.018, OR=0.4, 95% CI=0.20-0.87)를 나타냈다. 베체트병 환자의 프로모터에 위치한 3개 SNPs 일배체형 중 CTLA4 -1722 ^(*)T-1661 ^(*)A-318 ^(*)T 일배체형은 건강인에 비하여 유의하게 감소 (p=0.0003, OR=0.1, 95% CI=0.01-0.46)하였고, CTLA4 -1722 ^(*)T -1661 ^(*)G-318 ^(*)C 일배체형은 환자에서 유의하게 증가 (p=0.046, OR=2.6, 95% CI=0.99-6.64)했다. CTLA4 다형성은 베체트병 발병에 연관이 있는 유전자중 하나이며, 특히 CTLA4의 프로모터에 위치한 -1722 T>C 유전자 다형성은 안병변 증상을 가진 베체트병 환자에서 그 감수성이 높은 것으로 나타났다.|The cytotoxic T lymphocyte antigen 4 (CTLA4; CD152) is a costimulatory molecule expressed on activated T cells and plays a key role of inhibitory regulator of the T lymphocyte activation, and may help to limit T cell response under conditions of inflammation. The aim of this study was to investigate the association between the polymorphisms of CTLA4 gene and BD. CTLA4 gene promoter region (-1722 T>C, -1661 A>G and -318 C>T) and exon 1 (+49 G>A) polymorphisms were determined by PCR-RFLP in 285 BD patients and 287 controls. The frequency of CTLA4 -1661 ^(*)G/ ^(*)G genotype was significantly higher in BD patients than in controls (p=0.019, OR=5.2, 95% CI=1.13-23.86). Moreover, genotype frequency of CTLA4 -1722 ^(*)T/ ^(*)C was significantly high (p=0.014, OR=1.8, 95% CI= 1.13-2.99), while CTLA4 -1722 ^(*)C/ ^(*)C was significantly low (p=0.018, OR=0.4, 95% CI=0.20-0.87) in the BD with ocular lesions compared to the patients without this symptom. The promoter haplotype frequency of CTLA4 -1722 ^(*)T-1661 ^(*)A-318 ^(*)T was low (p=0.0003, OR=0.1, 95% CI=0.01-0.46), however CTLA4 -1722 ^(*)T-1661 ^(*)G -318 ^(*)C was high (p=0.046, OR=2.6, 95% CI=0.99-6.64) in BD patients as compared to controls. These results indicate that SNPs of promoter region in CTLA4 gene have a candidate predispose site to BD and suggest that the CTLA4 -1722 T>C may contribute to the clinical useful marker of BD with ocular lesions.