Characteristics of induced pluripotent stem (iPS) cells are consistent with those of embryonic stem (ES) cells. However, exogenous genes integrated by using retrovirus delivery systems cannot be completely removed from the cells. In a recent report, activation-induced cytosine deaminase (AID) and thymine DNA glycosylase (TDG) can induce pluripotency state in mouse differentiated cells through the process of DNA demethylation. Thus, we hypothesized that the two reprogramming factors may convert efficiently bovine differentiated cells into pluripotency state. So, genes of AID and TDG were integrated into pCMV6-AC-IRES-GFP-Puro expression vector, which was transfected into bovine differentiated cells. As results, the colonies derived from AID+TDG-induced bovine cells were formed on day 7 after culture. The number of AP positively colonies in AID+TDG-induced bovine cells was significantly higher than in AID-induced bovine cells (p<0.05). Additionally, expression of pluripotent genes (OCT-3/4, NANOG, SOX2) was slightly increased in AID+TDG-induced bovine cells, as compared to AID-induced bovine cells. Protein expressions of OCT-3/4, NANOG and SOX2 in AID+TDG-induced bovine cells were slightly increased rather than AID-induced bovine cells. Finally, DNA demethylation in the promoter regions of pluripotent markers in AID+TDG-induced bovine cells was increased than that of AID-induced bovine cells. In conclusion, pluripotent stem cells could be efficiently produced from bovine differentiated cells by using non-integrating delivery system with the reprogramming factors (AID and TDG).

배추좀나방(Plutella xylostella)은 시설재배지를 중심으로 국내 자연 상태에서 월동한다. 안동지역에서 이른 봄부터 배추좀나방 성페로몬트 랩을 이용하여 배추좀나방의 성충 발생 시기를 주기적으로 조사한 결과 연중 4 회의 성충 발생 피크를 보였다. 월동 집단을 대상으로 서로 다른 지 역 집단 간 생물적 특성을 조사한 결과 내한성, 약제감수성 및 발육속도에서 뚜렷한 집단 특성을 나타냈다. 분자마커로 집단변이를 분석한 결과 월동세대의 높은 집단변이는 계절이 진행됨에 따라 낮아지는 양상을 나타냈다. 이 결과는 배추좀나방의 국내 월동 집단 사이의 생물적 특성 차이 를 나타냈고, 이들의 높은 유전적 분화는 계절이 진행됨에 따라 감소하여 이들 집단 사이의 개체들의 이동에 따른 유전적 교환이 이뤄졌다는 것을 제시했다.

Diabetes mellitus, the most common metabolic disorder, is divided into two types: type 1 and type 2. The essential treatment of type 1 diabetes, caused by immune-mediated destruction of β-cells, is transplantation of the pancreas; however, this treatment is limited by issues such as the lack of donors for islet transplantation and immune rejection. As an alternative approach, stem cell therapy has been used as a new tool. The present study revealed that bone marrowderived mesenchymal stromal cells (BM-MSCs) could be transdifferentiated into pancreatic cells by the insertion of a key gene for embryonic development of the pancreas, the pancreatic and duodenal homeobox factor 1 (PDX1). To avoid immune rejection associated with xenotransplantation and to develop a new cell-based treatment, BM-MSCs from α-1,3-galactosyltransferase knockout (GalT KO) pigs were used as the source of the cells. Transfection of the EGFP-hPDX1 gene into GalT KO pig-derived BM-MSCs was performed by electroporation. Cells were evaluated for hPDX1 expression by immunofluorescence and RT-PCR. Transdifferentiation into pancreatic cells was confirmed by morphological transformation, immunofluorescence, and endogenous pPDX1 gene expression. At 3∼4 weeks after transduction, cell morphology changed from spindle-like shape to round shape, similar to that observed in cuboidal epithelium expressing EGFP. Results of RT-PCR confirmed the expression of both exogenous hPDX1 and endogenous pPDX1. Therefore, GalT KO pig-derived BM-MSCs transdifferentiated into pancreatic cells by transfection of hPDX1. The present results are indicative of the therapeutic potential of PDX1-expressing GalT KO pig-derived BM-MSCs in β-cell replacement. This potential needs to be explored further by using in vivo studies to confirm these findings.

현대 곤충분류학은 분자생물학적 방법론의 발달과 함께 종(species)과 집단(population)의 경계 해석에 대한 새로운 도전에 직면해 있다. 과거의 분류학자들은 대부분 형태, 생태, 지리 정보에 국한되어 종을 기재하고 분류하였는데, 조사지역과 표본수집의 한계 때문에 중복기재에 의한 동물이명 문제가 빈번하게 나타났다. 이러한 분류학적 오류를 바로 잡기위해 분류학에도 분자생물학적 연구방법이 활용되었고 수많은 분류학적 난제들이 해결되었다. 특히, DNA barcoding은 혁명이라고 해도 과언이 아닐 정도로 2000년대 중반부터 대부분의 분류군에 폭넓게 사용되어 10여년이 지난 현재 분류학에서 상당히 보편화된 방법으로 인정받고 있다. 하지만 곤충에서의 빠른 분화속도를 감당하기에 미토콘드리아 DNA의 일부분을 연구하는 것으로는 불충분하였다. 또, 곤충은 아종, 품종, biotype 등의 구별이 어려워 종과 집단의 경계에서 이를 명확하게 해결해줄 만한 접근법이 필요하였다. 이러한 문제를 극복하고자 최근에 연구자들은 집단유전학을 활용하여 집단 또는 종의 분화 과정을 이해하려고 노력하고 있으며 그 활용분야가 점차 확대되고 있다. 본 소모임에서는 그동안 연구결과 소개를 중심으로 분류학에서의 집단유전학 활용과 곤충 집단의 분화 현상에 대한 이해를 도모하고자 한다.

잉어목(Cypriniformes) 황어아과(Leuciscinae)의 황어(Tribolodon hakonensis)는 회유성 어류로서 일생의 대부분을 바다에서 보내고 산란기인 3월 중순경부터 물이 맑은 하천으로 소상하여 자갈이나 모랫바닥에 집단으로 알을 낳는다. 본 연구의 목적은 5개의 microsatellite 유전자 분석을 통하여 단편화된 하천에서 황어 집단 간 유전자 흐름과 다양성을 측정하는 것이다. 강원도 삼척 오십천은 여러 대형 보에 의해 부분적으로 단편화되어 있는 중형 하천으로, 본 연구에서 하류지역과 대형 보를 여러 번 지나야 다다를 수 있는 상류지역에서 채집한 황어 개체들의 유전자형을 비교, 분석하였다. 유전자 분석 결과 상, 하류 집단들은 많은 대립인자를 공유하지만 그 빈도에 있어 다소 큰 차이를 보였다. 상류와 하류 간 유전적 분화(FST)는 0.083 정도로 두 집단 간에는 제한된 유전적 흐름만이 존재한다고 볼 수 있다. 상류집단이 유전적으로 고립이 되어 있지만 뚜렷한 유전적 다양성의 감소나 집단의 크기 감소가 관찰되지는 않았다. 이러한 양상을 개체 수준에서 증명하기 위해 Bayesian 통계를 이용, 집단의 유전적 구조를 파악하였다. 분석 결과 삼척 오십천 개체들은 2개의 유전적 cluster로 구분할 수 있으며, 상류 집단 개체들은 모두 cluster 1에 해당하는 등 단일하게 나타났으나 하류 집단 개체 중 65 % 정도가 cluster 2에 그리고 나머지 개체들은 cluster 1에 해당하는 다양한 양상이 나타났다. 이로 미루어 두 집단은 유전적으로 분화되어 있고, 상류의 집단이 하류에 흘러들어가는 경우는 있지만 하류로부터 유전적 공급은 거의 전무한 형태로 볼 수 있고, 인위적 구조물들이 이러한 집단 구조에 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 본 연구에서 제시된 자료들은 향후 황어 집단의 보전 정책 등을 수립하는데 필요한 정보를 제시할 수 있을 것이다.

The regeneration of periodontium is the goal of periodontal therapy. Many periodontologists try to achieve this goal by using guided tissue regeneration(GTR) method. However, these procedures always include several disadvantages. Recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) stimulated ectopic bone formation when it was implanted in rat muscles with insoluble bone matrix by differentiating muscle cells into chondrocytes and osteoblasts. The purpose of this study was to evaluate the osteoinductive potential of the mixture of rhBMP-2 (5 μg/ml) and heparin (0.25 or 25 μg/ml ) at the critically sized rabbit calvarial defects. And this study aimed to reveal that heparin also acts to enhance the bone forming activity of rhBMP-2. The 12 rabbits (4-month-old; NewZealand White) were used in the present study. 5 μg/ml of rhBMP-2 and 0, 0.25 or 25 μg/ml of heparin were mixed and blotted into anorganic bovine bone and filled cranial defects. The animals were sacrificed following a time schedule (1, 3, and 6 weeks). Sections were made in 7 μm thicknesses, stained with H&E and Masson's trichrome method, and examined under a light microscope. The differences among each obtained percent value were evaluated by one-way analysis of variance. A p value of p<0.05 was considered statistically significant and an ANOVA test was performed to verify significant differences. To adjust for multiple comparisons when one-way analysis of variance showed a significant difference between groups (p<0.05), Scheffe`s post hoc test was used to identify which group differences accounted for the significant p-value. In control group, osteoinduction was not outstanding, however, in experimental groups, osteoinduction was significantly outstanding, and as the concentration of heparin mixed with rhBMP-2 increased, osteoinduction was increased. Mixtures of rhBMP-2 and heparin affect bone formation at initial bone formation, but that effect disappeared following a time lapse.

The origin of squamous cell components in salivary gland tumor has been not yet clarified in detail. The squamous cell differentiation from adenocarcinoma has been reported in various carcinoma by HPV transfection in vitro. The adenocarcinoma cells adjacent to the squamous cell carcinoma components were positive for HPV. This is thought to indicate that after adenocarcinoma cells are transfected with HPV, they undergo morphological changes, and that squamous cell differentiation follows. The purpose of this study were to examine the effects of HPV-16 E6/E7 gene transfection into SGT cell line from human salivary gland adenocarcinoma, and to study the relation between the E6/E7 gene and squamous differentiation. Plasmid pBR322 containing HPV-16 was transfected into cultured SGT cell line using lipofectin method. Hygromycin was used as a selection marker. The presence of HPV E6/E7, transglutaminase 1, and involucrin mRNAs and protein in E6/E7 gene transfected cells was investigated by RT-PCR and immunoslot blot method. The apoptosis index was analysed by flow cytometry. The growth rate of E6/E7 gene transfected cells was reduced. E6/E7 transfected SGT cells increased apoptosis index. Involucrin and TGase I mRNAs by the squamous cell differentiation was most conspicuous in the E6/E7 gene transfected cell compared with non transfected cells. Squamous cell differentiation demonstrated in the transfectedSGT cell line, which expressed E6/E7 fusion gene mRNA.E6/E7 gene transfected cells showed squamous cell differentiation, expressing involucrin and TGase 1 protein by immunoslot blotting. The transfected SGT cell which expressed E6/E7 gene mRNA showed the squamous cell differentiation particularly clearly, and apoptosis was also demonstrated. It suggested that E6/E7 gene transfection into human salivary gland adenocarcinoma cells might induce clear squamous cell differentiation and contribute to study the pathogenesis of human salivary gland adenocarcinoma.

Periodontalligament (PDL) fibroblasts have an ectomesenchymal origin and are known to participate not only in formation of PDL but also in the repair and regeneration of the a이acent alveolar bone and cementum. However, little is known about the molecular mechanism which is related to the development and differentiation of PDL cells. Recendy, we reported the PDLs (a periodontalligament-specific) 22 as a PDL fibroblast-specific mRNA which is not expressed in gingival fibroblasts. In this study, to examine the expression and functional characterization of PDμ22 mRNA and prαein in development and differentiation of periodontal 따sue ， we carried out northem analysis, insitu hybridization, immunofluorescence and immunohistochemistry. The expression of PDLs22 mRNA was increased with PDL cell differentiation from the confluent to multilayer stage but decreased slighdy with mineralized nodule formation in vitro. πle PDLs22 protein was localized on the nuclear membrane and expressed throughout the differentiation of PDL fibroblasts in vitro. The PDLs22 mRNA and protein were expressed in the differentiating cementoblasts, PDL fibroblasts and osteoblasts along the r∞t surface and alveolar bone of the developing rat teeth. These results indicate that the PDLs22 plays an irnportant role in the differentiation of cementoblasts and osteoblasts and thus homeostasis of cementum, PDL and alveolar bone.

방선균은 토양 속에 다양하게 존재하는 미생물의 일종으로 그람 양성 진정세균으로 이차 대사산물을 생산하는 시기와 포자 착생이 시작되는 세포분화의 시기가 밀접한 관련이 있다. S. griseus는 streptomycin을 비롯한 다양한 종류의 endopeptidase 및 exopeptidase들을 생산한다. 방선균에서의 protease 생산은 많은 경우에 이차대사산물이 형성되거나 형태분화가 유도되는 시기에 동시에 시작된다는 점에서 protease가 이차대사물질 생산 및 세포분화에 일정한 기능을 수행할 것이라는 점을 시사하고 있다. 본 연구에서는 S. griseus IFO 13350에서 클로닝한 SGPE protease가 각 strain에서 형태학적으로나 생리적으로 어떠한 gene dosage 효과를 미치는지 조사하는 것이었다. sprD 유전자가 S. lividans를 숙주로 사용한 시스템에서 대량발현이 성공적으로 되는 것을 확인한 후, 본 유전자를 클로닝한 S. griseus IFOI3350 균주와 이의 A-factor 결손주인 S. griseus HHI에 형질전환하였다. S. griseus HHI과 S. griseus IFO13350 에서는 protease activity가 벡터만 도입된 대조군과 sprD 유전자가 들어간 형질전환체에서 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 S. griseus IFO13350 및 HHI 모두에서 생리학적·형태학적 분화의 차이를 발견하지 못하였다. Chymotrypsin 계열의 protease를 암호화하는 유전자만이 S.griseus에서 발현이 repression 된다는 사실을 본 연구 결과를 통하여 알게 되었다. 이를 바탕으로 sprD 유전자와 동일계열의 chymotrypsin 계열의 유전자들이 공통적으로 S. griseus 에서 repression되는 일반적인 기전이 있을 것으로 판단, chymotrypsin 계열 유전자들의 promoter 부분의 염기 상동성을 조사하였다. 번역개시부위 바로 상부 유전자부터 상동성을 조사한 결과 적어도 상당부분의 염기배열이 잘 보존되는 지역이 존재함을 알게 되었다. 향후 이들 발현 기구의 조절기구를 연구함으로서 protease의 기능을 밝히는데 좋은 단서를 제공할 것으로 판단된다.

본 연구는 파파리반딧불이 (Hotaria papcrinsis), 애반딧불이 (Luciola lateralis) 및 늦반딧 불이 (Pyrocoelia fufa)등 국내 주요 반딧불이 종의 유전적 분화 및 계통분류학적 관련을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 mtDNA의 COI유전자 및 16S rRNA유전자 일부의 염기서열 (각 403bp 및 490bp~504bp)을 분석하였으며 아울러 GenBank에 등록된 일본 반딧불이 29종(반딧불이과 27종, 홍반딧과 1종 및 Rhagophthalmus과 1종)의 16S rRNA유전자의 동일부위 염기서열을 사용하였다. 국내 세 종간의 COI및 16S rRNA유전자의 염기서열 그리고 COI유전자의 아미노산 분화정도를 비교한 결과, 반딧불이아과(Lampyrinae)의 늦반딧불이는 애반딧불이아과(Luciolinae)에 공통적으로 속해있는 애반딧불이 및 파파리반딧불이와 다소 큰 유전적 차이를 나타냄으로 기존의 분류학적 위치를 확인하였다. 16S rRNA유전자의 염기서열을 이용, PAUP과 PHYLIP에 의한 계통분류학적 분석 결과, 우리 나라 애반딧불이는 일본 애반딧불이와 강력한 단일그룹을 형성하였으나 이들간 상당한 유전적 차이 (2.9%의 16S rRNA유전자 염기분화율)를 보였다. 국내 두 지역의 파파리반딧불이는 일본 대마도 고유종인 H. tsushimana와 같은 계통그룹을 형성하였으므로 Hotaria란 속명의 사용이 타당해 보이나 파파리반딧불이는 지역 개체간 자매분류군을 형성하지 않으므로 이에 대한 추가 연구가 요망되는 실정이다. 마지막으로, 국내 늦반딧불이 지역 개체가 일본 늦반딧불이와 강력한 단일 계통그룹을 형성한 점으로 미루어 Pyrocoelia란 속명의 사용은 타당해 보이나 다른 모든 늦반딧불이로부터 큰 유전적 거리론 보인 제주도 개체에 대한 추가적인 연구가 요망되는 실정이다. 결론적으로, 국내 반딧불이 종들은 일본에서 공통적으로 발생하는 반딧불이종 또는 속과 아주 강력한 계통그룹을 형성하였으므로 기존의 계통관련 연구를 지지하고 있는 실정이다.

Protein arginine methyltransferase (PRMT) family 단백질은 히스톤 H3의 arginine 잔기를 메틸레이션 시켜줌으로써 chromatin remodeling을 유발하여 다양한 유전자의 전사를 활성화시켜 주는 것으로 알려져 있다. Coactivator-associated arginine methyltransferase 1 (CARM1/PRMT4)이 그 중의 하나로, 이는 발생과정에서 폐세포로의 분화에 관여하는 것으로 알려져 있으며, 세포의 종류에 따라서 지방세포와 근육세포로의 분화에 영향을 줄 뿐만 아니라, 생쥐 배아줄기세포의 전분화능 유지에도 관여한다는 연구 보고가 있다. 그러나 CARM1이 인간 중간엽 줄기 세포 (hMSCs)에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 현재까지 알려진 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 인간 중간엽 줄기세포에 CARM1 단백질을 직접 도입함으로써 변화되는 유전자의 발현 양상을 관찰하였다. 먼저, CARM1 단백질에 세포침투단백질 (cell-penetrating peptide) 서열을 접합시킴으로써, CARM1 단백질이 효율적으로 세포 내로 도입되도록 하였으며, 그 결과 CARM1 단백질이 6시간 내에 충분히 세포막을 통과하여 세포질 및 핵 내로 이동하며, 24시간 내에는 대부분의 단백질이 핵 내에 존재하는 것을 관찰하였다. 또한 도입된 CARM1 단백질이 히스톤 H3의 arginine 잔기를 메틸화시키는 것을 확인하였다. 이렇게 순수분리 정제된 재조합 CARM1 단백질의 처리 후, chromatin remodeling이 일어난 인간 중간엽 줄기세포의 유전자 발현 변화 양상을 microarray를 통해 확인한 결과, 지방세포, 골세포, 근육세포, 신경세포, 그리고 췌장세포 분화에 관여하는 전체 유전자의 약 35～45%의 유전자에서 발현양상의 변화가 나타났다. 따라서 본 연구는 재조합 CARM1 단백질의 세포 내 직접 도입이 CARM1 유전자의 도입으로 우려되는 문제들을 보완하면서도 CARM1 단백질 본연의 기능을 효과적으로 수행한다는 것을 보여주며, 생체 친화적 단백질에 의한 인간 중간엽 줄기세포의 유전자 발현 양상의 변화를 통해 그의 분화와 관련한 임상적 이용의 가능성을 보다 높일 수 있다는 점을 시사한다.

단분화성 정원줄기세포의 장기간 체외배양 중에 확립되는 다분화능 정원줄기세포는 배아줄기세포와 유사한 특성을 가져 3배엽성 세포로 체외분화가 가능하며 기형종을 형성할 수 있다. 본 연구에서는 선행 연구를 통해 outbred 생쥐(ICR strain)로부터 확립된 다분화능 정원줄기세포의 형질전환 가능성을 확인하며, 배아 내로 주입하여 유전적 키메라를 형성하는 효율을 배아줄기세포와의 비교를 통하여 검증하고자 하였다. 다분화능 정원줄기세포를 넣은 배아로부터 태어

본 연구는 들깨의 기내배양에서 식물체 재분화에 영향을 미치는 최적 배지와 식물생장조절물질의 종류 및 농도의 최적조건의 구명을 위하여 수행하였다. 재분화에 요구되어지는 생장조절물질은 다른 종 및 수집장소, 혹은 인근지역에 분포하고 있는 수집종들 사이에서도 서로 차이가 나는 결과를 얻을 수 있었으며 들깨의 식물체 형성에 있어서 각 계통 간 기내배양에서의 TDZ와 BAP의 처리에 따른 재분화율은 Kocf (한국산 들깨 재배형)의 경우에서는 1.0 mg/l의 BAP와 TDZ을 처리한 경우 양호한 신초형성수를 나타내었으나 Kowf (한국산 들깨 잡초형)은 저농도의 (0.1 mg/l) BAP와 TDZ을 첨가한 경우 양호한 신초형성수를 나타내었다. 차조기 의 경우에서는 BAP를 첨가할 경우 고농도에서 신초형성수가 우수한 반면 TDZ을 첨가할 경우에는 저농도로 첨가하는 것이 양호한 신초형성수를 나타내었다. 조합처리에서는 TDZ 1.0 mg/l와 IAA 0.5 mg/l를 조합처리된 배지에서 캘러스 형성율도 좋은 결과를 보였으며 신초 형성이나 뿌리 유도에서도 양호한 결과를 나타내었다. 식물이 필요로 하는 탄소원 외에 배지 내의 삼투압에 중요한 역할을 하는 sucrose의 농도에 따른 재분화율은 캘러스 형성율에서는 큰 차이를 보이지 않았지만 shoot 형성이나 배발생캘러스 형성에서 3%의 sucrose의 농도에서 좋은 효율을 나타내었다. 재분화 조건에 가장 적합한 배지를 알아보기 위한 실험에서는 모든 배지에서 높은 캘러스형성율은 보였지만 완전한 식물체로의 분화는 MS 배지에서 조사되었다. Polyamine을 처리한 결과 spermine, spermidine의 경우에서는 고농도(10 mg/l)로 사용할 경우에 양호한 재분화율을 나타낸 반면 putrescine의 경우에는 5 mg/l로 첨가한 경우 가장 양호한 신초 형성수를 나타내었다. 호르몬의 첨가 없이 기본배지의 macro elements를 조절하였을 경우와 호르몬을 첨가 했을때의 재분화 효과를 비교하기 위한 실험에서는 캘러스 형성및 shoot 형성에서는 큰 차이가 없었으나 기본배지의 macro elements를 조절한 배지에서 배발생캘러스 형성율이 높게 관찰되었다.

최첨단 연구로 성장하고 있는 해양생물공학 연구 중 염색체공학 연구의 배수체 조작, 성분화, 자성 발생, 형질전환 어류와 유전자 조작에 관한 최근의 연구 동향을 분석하고 향후 발전 방향에 관하여 살펴보았다. 배수체 연구 중 3배체 어류 생산 연구는 20여종의 어류들 중 무지개 송어와 메기가 물리적 충격을 이용한 실험법으로 산업적으로 이용 가능한 수준에 있다. 성분화를 포함한 약 15종의 고급 어종이 방사선 투사법에 의해 자성 발생 2배체를 생산 유도하였다