In this study, the expression of genes related to fruit ripening was investigated using realtime PCR. The study aimed to determine the effective conditions of calcium compounds (Calcium citrate, calcium chloride, calcium nitrate, GH-Ca, OS-Ca) and chitosan treatment to extend the shelf-life in the ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach fruits. In this study, in the ‘Kumhong’ and ‘Madoka’ fruits, the expression of genes related to cell wall degradation, pectin lyase (PL), polygalacturonase (PG), and pectin methylesterase (PME), was inhibited by calcium, chitosan, or a mixture (Chitosan+CaCl2) treatment. In ‘Madoka’ peach, although the expression of the PG gene was suppressed at pre-harvest Ca and chitosan treatment, the expression of the PL gene was induced at pre- and post-harvest Ca and chitosan treatment compared to the control. The spray of calcium, chitosan itself, or a mixture (Chitosan+ CaCl2) on the trees at the ripening stage and harvested fruits can extend the shelf-life by suppressing the expression of cell wall degrading enzymes genes (PL, PG, PME) in ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach tree. These results provide valuable information for the development of technology for the extension of the shelf-life of peach and nectarine fruits.

Cadmium (Cd), a heavy metal found in the aquatic environment, accumulates in organisms through the food chain. In the study, we investigated the survival rates, measurement of body Cd levels, and expression analysis of the stress response genes (Heat shock protein 70: HSP70 and Heat shock protein 60: HSP60) and antioxidant enzyme Glutathione S-Transferases (GST) on benthic oligochaete worm Tubifex tubifex exposed three concentrations of Cd, to analyze the bioaccumulation and changes of stress gene expressions to exposure toxicity of the Cd-spiked sediment. Survival rates of T. tubifex exposed to the Cdspiked sediment were 93% at 0.4 mg kg-1 Cd, 96% at 1.87 mg kg-1 Cd, and 93% at 6.09 mg kg-1 Cd for 10 days. Cd concentration in the body of T. tubifex was higher than that in the sediment. After Cd exposures for 10 days, the body Cd levels were 18.4 mg kg-1, 13.06 mg kg-1, and 79.11 mg kg-1 at exposed three concentrations of Cd, respectively. Upregulation of HSP70 gene expression was observed at all concentrations of exposed Cd as a time-dependent manner, whereas transcriptional expression of the HSP60 gene increased as a timedependent manner in T. tubifex exposed to the relative high concentration (6.09 mg kg-1) of Cd. However, GST gene expression increased on day 1 at all concentrations after Cd exposures, and then downregulated until 10 days. These results indicate to ecotoxicological and molecular effects in benthic oligochaete worm T. tubifex to Cd-spiked sediment and provide the basic information for the utilization of environmental toxicity assessment using the T. tubifex as a aquatic pollution indicator species.

플라스틱은 전세계적으로 사용량이 증가함에 따라 해양 환경으로 유입되는 플라스틱 쓰레기의 양도 꾸준히 증가하고 있으며, 미세플라스틱은 해양 생물에 의해 섭취되어 소화관에 축적됨에 따라 성장과 생식에 유해한 영향을 미친다. Cytochrome P450 (CYP)는 환경 오염물질을 대사하 는 해독효소로 알려져 있으나 지각류에서는 그 기능에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연 구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis에서 clan 2, 3, 4에 각각 속하는 CYP 유전자 9종(clan 2: CYP370A4, CYP370C5; clan 3: CYP350A1, CYP350C5, CYP361A1; clan 4: CYP4AN-like, CYP4AP2, CYP4AP3, CYP4C33-like1)의 서열에 대해 진화적으로 보존된 서열의 유사도를 분석 하고 계통분석을 실시하였다. 또한 3종류의 서로 다른 크기의 polystyrene beads (0.05-, 0.5-, 6-μm PS beads; 0.1, 1, and 10 mg/L)에 48시간 노출된 기수산 물벼룩에서 이들 9종의 CYP 유 전자의 발현을 real time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)로 분석하였 다. 결과적으로 기수산 물벼룩 CYP 유전자는 모두 진화적으로 보존된 motif를 가지고 있으며 계통분석 결과 각각 clan 2, 3, 4에 속하는 것으로 확인되었다. 이는 기능적으로 보존되어 있음 을 의미한다. CYP 유전자 중 clan 2에 속하는 CYP370C5와 clan 3에 속하는 CYP360A1, 그리고 clan 4에서는 CYP4C122 유전자의 발현이 0.05-μm PS beads에 노출되었을 때 유의하게 증가 하는 양상을 보였으며, 이는 이들 유전자가 PS 대사에 관여한다는 것을 의미한다. 본 연구는 미세플라스틱이 해양 무척추 동물에 미치는 생물 영향을 분자적 수준에서 이해하는데 도움이 될 것이다.

본 연구에서는 flavonoid apigenin과 baicalein의 세포 실험으로 콜라겐 회복효과를 확인하고 전사체 비교 분석을 통하여 collagen 회복 효과를 뒷받침할 수 있는 결과를 제안하고자 한다. 연구 결과 apigenin과 baicalein은 HS68 세포주에서 UV에 의해 손상된 I형 collagen 회복에 효과를 보였으며, 두 물질 모두에서 ECM 관련 유전자들의 발현 변화를 확인하였다. ECM을 조절하는 공통적인 메커니즘을 보일 뿐 아니라 각각 다른 범주의 유전자들을 변화시키는 결과도 보여서, 세포에 다양한 영향을 미치는 것으로 예측할 수 있었다.

어류의 번식은 뇌에서 분비되는 다양한 신경호르몬과 뇌하수체에서 분비되는 생식소 자극 호 르몬에 의해 조절된다. 극동산 뱀장어(Anguilla japonica)의 번식도 이 호르몬들의 작용에 의해 조절되지만 성 성숙 시 신경호르몬이 뇌하수체 호르몬을 조절하는 방법은 완전히 밝혀지지 않 았다. 이전 연구에 의하면 progesterone (P4), melatonin 및 serotonin (5-HT) 등과 같은 신경호 르몬이 일부 어류의 번식 과정 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서는 뱀장어의 뇌 하수체를 초대 배양하였고, 안정화된 뇌하수체 세포에 P4, 17β-estradiol (E2), melatonin 및 5- HT를 처리하였다. 이후 처리된 호르몬의 작용이 뇌하수체 세포에서 번식 관련 호르몬인 FSHβ, LHβ, GH 및 SL mRNA 발현에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다. 본 연구를 수행한 결과, P4는 뇌하수체 세포에서 FSHβ와 LHβ 발현을 증가시켰고, melatonin은 FSHβ와 LHβ 뿐만 아니라 GH 와 SL의 발현을 증가시켰다. 하지만 5-HT는 이 유전자의 mRNA 발현에 유의한 영향을 미치지 않았다. 이상의 결과는 P4 또는 melatonin이 뱀장어의 초기 성 성숙에 중요한 역할을 할 수 있음을 의미한다.

수은은 생물 축적과 먹이사슬을 통한 생물 농축되며, 미량에서도 유해한 영향을 나타내기 때문 에 해양 환경 내에서 중요한 문제가 되고 있다. 그러나 해양 소형 갑각류에 대한 수은의 생 물 영향은 다른 금속에 비해 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis을 아치사 농도(0.2, 0.4, 0.8 μg/l)의 무기 수은(HgCl2)에 48시간 노출시킨 후, 대사 관련 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 해독효소 유전자 5종(cytochrome P450; cyp360A1, cyp361A1, cyp4AP3, cyp4C122, cyp370C5)과 소화효소 6종(alpha amylase (AMY), alpha amylase related protein (AMY-like), trypsin (TRYP), chymotrypsin-like protein (CHY), lipase (LIP), pancreatic lipase-related protein (PLRP))의 유전자 발현을 quantitative real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. Cyp 유전자의 경우 clan2에 속 하는 cyp370C5와 clan4에 속하는 cyp4AP3 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가 하였다. 한편 소화효소 유전자 중에서는 단백질 소화와 관련 있는 TRYP 유전자의 발현이 농도 의존적으로 증가하였다. 이러한 결과는 cyp370C5와 cyp4AP3가 수은 독성을 해독하는 과정 에서 중요한 역할을 담당할 것으로 보이며, 수은이 소화효소 유전자의 발현을 조절함으로써 에너지 대사에 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. 본 연구는 해양 소형 갑각류에서 수은에 대한 분자 수준의 영향을 이해하는데 도움이 될 것이다.

돌기해삼 Apostichopus japonicus는 주요 양식 대상 무척추동물로서 우리나라 연안 해역에 서 식하고 있다. 본 연구는 방류 방법에 따른 단기간의 생리학적 스트레스 정도를 평가하기 위하 여 heat shock protein 90 (HSP90) 유전자의 발현 변화를 실시간 정량적 중합효소연쇄반응법 으로 조사하였다. 어린 돌기해삼을 비닐봉지에 산소 포장하여 30분간 수송하거나 방류 해역의 간조기에 1시간 공기 중에 노출된 실험군의 HSP90 유전자 발현은 대조군의 HSP90 유전자 발현에 비하여 통계학적으로 유의미하게 증가하였다(수송 후 실험군 p=0.001; 간조기 실험군 p=0.032). 어린 돌기해삼을 방류 후 6시간까지 분석한 결과, 선상에서 씨뿌림 방식으로 방류된 6시간째의 개체 및 호스를 통과하여 수중으로 방류된 2~6시간째의 HSP90 유전자 발현율은 대 조군에 비하여 약간 감소하는 경향을 보였다(씨뿌림 실험군 p=0.069; 호스 방류군 p=0.093). 한 편, 잠수부에 의해 수중에서 방류된 어린 돌기해삼은 방류 후 시간이 경과할수록 HSP90 유전 자 발현율은 증가하는 패턴이 관찰되었다(p=0.061). 이상의 결과는 방류된 어린 돌기해삼의 단기간 스트레스 반응 연구와 효과적인 방류 방법의 개발에 HSP90 유전자 발현이 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다.

Grapevine leaf rust (GLR) caused by Phakopsora euvitis results in the reduction of fruit quality and yield loss in grape production. The purpose of this study was to investigate the expression of genes related with defense responses in the grapevines infected with rust pathogens. In two genotypes of Ampelopsis species inoculated with P. euvitis, the real-time PCR with RNAs was performed to investigate transcripts levels of nine defense-related genes, including pathogenesis-related 1 (PR1), β-1,3glutannase (Glu), chitinase (Chi), superoxide dismutases (SOD), glutathione peroxidase (GPX), phenylalanine ammonia lyase (PAL), chalcone synthase (CHS), stilbene synthase 1 (STS1), and resveratrol O-methyltransferase (ROMT). All tested genes were upregulated in YG11030 as well as YG10075, while mostly the expression of genes was higher in YG10075 than that in YG11030. Glu and STS showed significantly high expression in YG10075 than in YG11030. Expression of ROMT was upregulated in YG11030 and downregulated in YG10075 at 24 hours after inoculation. The differential expression pattern of the tested genes seems to be related with the defense responses, considered to be involved in plant-resistant responses against the infection by P. euvitis, and further studies on resistant responses based on the expression of genes would provide valuable information in breeding grapes resistant to diseases.

최근 살진균제는 세계 식량 안보에 없어서는 안될 필수 요소이며, 그 사용량은 증가하고 있다. 살진균제는 직접적 또는 간접적으로 곤충에 영 향을 미쳐 유전자 및 분자 수준의 변화를 일으킨다. 곤충은 다양한 해독 매커니즘을 통해 살진균제를 포함한 농약으로부터 유발되는 활성산소 (ROS) 독성을 제거한다. 본 연구는 살진균제 캡탄의 비치명적 투여량(0.2, 2, and 20 μg/μL)을 주입 후 갈색거저리의 유충에서 해독효소의 mRNA 발현량을 분석했다. 갈색거저리의 전사체 분석을 통해 해독 매커니즘 관련 유전자인 퍼옥시다제(POX), 카탈라제(CAT), 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD) 및 글루타티온-S-트랜스퍼라제(GST)를 발굴하였다. 처리 24시간 후 TmPOX5 mRNA가 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 처리 3 시간 후 TmSOD4의 mRNA가 유사하게 증가하였다. 또한 2 μg/μL 처리 24시간 후 TmCAT2의 mRNA 가 유의하게 증가하였다. 캡탄 노출 후 TmGST1 및 TmGST3의 mRNA 발현량도 증가하였다. 결론적으로, TmPOX5 및 TmSOD4 유전자는 갈색거저리에서 캡탄 노출에 대한 바이오마커 또는 생체이물 센서로 작용할 수 있음을 시사한다.

중금속은 다양한 경로를 통해 환경 중 배출되어 서식 생물에 노출되며 체내 다양한 생리학적 불균형을 유도한다. 본 연구에서는 수서생물지표종으로 이용되는 깔따구 (Chironomus riparius)를 이용하여 야외 중금속 (Al, Aluminum; Cr, Chromium; Cu, copper; Mn, Manganese; Zn, Zinc) 농도 노출에 따른 다양한 분자발현 반응과 상관성을 분석하였다. 생물 체내 분자 반응을 관찰하기 위해 heat shock protein 40, 70, 90 (HSP40, 70, 90), cytochrome 450 (CYP450), Glutathione S-transferase (GST) and Serine-type endopeptidase (SP)를 이용하였다. 그 결과, 스트레스 분자마 커로 이용되는 HSPs 유전자들은 중금속 노출된 개체들에서 대조군보다 높은 경향을 보였으며 Cu 노출 시 가장 높은 발현을 나타냈다. 해독에 관여하는 CYP450과 GST 유전자 발현 결과, Cr과 Cu에서는 다른 노출군에 비해 높은 발현 경향을 나타냈다. SP 유전자 발현 결과 Al을 제외한 모든 노출군이 대조군과 유사한 발현 패턴을 보였다. 이와 같은 연구 결과는 실내에서 환경 중 존재하는 실제 농도를 반영한 독성실험을 통해 노출물질과 농도에 따라 특이적으로 발현하는 분자마커 패턴을 보고하였다. 또한, 수생태계로 유입되는 중금속이 하천에 서식하는 생물에 주는 유해 영향에 대한 정보와 분자 지표 유전자들의 현장 적용 가능성을 보여준다.

참다슬기 아가미 조직으로부터 heat shock protein 70 유전자를 분리 · 동정하였다. 참다슬기 HSP70 cDNA의 open reading frame (ORF)는 1,917 bp로 639개의 아미노산을 암호화하여 분자 량은 약 70 kDa으로 예측되었다. 생물정보학 배열분석에 의해 HSP 유전자 기능과 관여되어 있는 3가지 주요 signature motifs와 보존된 도메인을 확인하였다. 계통학적 분석을 통하여 참 다슬기 HSP70 유전자는 왕우렁이 Pomacea canaliculate와 같은 클러스트에 포함된다는 사실을 확인하였다. 수온 및 염분 변화에 따라, 참다슬기 HSP70 mRNA 유전자 레벨은 유의적으로 증 가하였으며(p < 0.05), 이는 외부자극요인을 파악할 있는 분자생물학적 마커로서 활용될 수 있 을 것으로 사료된다.

Hypoxia is one of the most common features of cancer. It is also associated with cancer progression and the acquisition of aggressiveness, which includes invasion and metastasis. Oral squamous cell carcinoma accounts for 90% of all oral cancers, and its 5-year survival rate is about 50%. Despite various attempts and trials, its prognosis has not improved. Among numerous adverse prognostic factors, hypoxia is suspected as one of the most important factors, as it increases the aggressiveness of oral cancer cells. We attempted to observe the effect of hypoxia on the expression of epithelial-mesenchymal transition markers in oral cancer cells. We analyzed and compared both the mRNA and protein expression levels of epithelial-mesenchymal markers using qRT-PCR and western blotting in both normoxic and hypoxic YD10B oral squamous cell carcinoma cells. Eighty-six genes were analyzed through real-time PCR using commercial microarray plates, performed in triplicate. Among the 86 genes, the expression of 24 were increased (≥ 2 fold) by hypoxia, while that of three genes was decreased (≥ 2 fold). Hypoxia significantly affects epithelial-mesenchymal transition-related genes. Further studies on the regulation of these genes may help to develop more efficient therapeutic modalities for oral cancer and to improve prognosis of oral cancer patients.

붉바리(Epinephelus akaara) 종자생산 시 기형 발생에 의한 손실이 크지만 기형어에 대한 생물 학적 정보는 많지 않다. 본 연구에서는 부화 후 96일 붉바리 치어를 정상 그룹과 두 유형의 기 형 그룹(머리, 턱)으로 나누어 형태형성과 연관된 4개의 주요 유전자(insulin like growth factor 1: IGF-1, bone morphogenic protein 4: BMP4, peroxisome proliferator-activated receptors γ: PPARγ, matrix Gla protein: MGP) 발현을 조사하였다. 각 그룹에서 뇌, 간 및 근육을 잘라낸 다 음 total RNA를 추출한 후 real-time PCR을 사용하여 유전자 발현 차이를 비교하였다(n=20). 부화 후 96일 붉바리 치어에서 IGF-1과 BMP4 유전자는 기형 그룹의 뇌와 간에서 정상 그룹과 비교하여 유의한 발현 차이를 나타냈다(p <0.05). 반면에 PPARγ와 MGP 유전자는 어떤 조직 에서도 정상 그룹과 기형 그룹 사이에 유의한 발현 차이를 보이지 않았다. IGF-1과 BMP4 유전 자는 치어 단계의 붉바리 기형 상태와 관련되어 있는 것으로 보인다.

Recently chronic inflammation is focused on the association with cancer progression and acquisition of aggressive biologic behaviors, such as invasion, metastasis, and resistance to chemotherapeutic reagents. Due to the close vicinity within oral cavity, oral cancer may be intimately associated with chronic periodontitis. The present study was done to observe the effect of chronic periodontitis on oral cancer cells by utilizing P. gingivalis infection, a major pathogen in chronic periodontitis. We analyzed and compared the mRNA expression levels of epithelial-mesenchymal transition (EMT) markers in non-infected and P. gingivalis-infected oral cancer cells. Eighty-six genes, which are well known as EMT markers, were analyzed using commercially available EMT microarray plates, performed in triplicate. Among the 86 genes, the expression of 26 was increased (≥ 2 fold) by P. gingivalis, whereas that of 7 genes was decreased (≥ 2 fold). Our study suggests that P. gingivalis infection evokes significant changes in EMT-related genes. Further observations on molecular mechanisms underlying these changes may help to clarify the role of chronic periodontitis on cancer progression and to develop more efficient preventive and therapeutic modalities for oral cancer. (182 words)

곤충은 넓은 범위의 온도영역에 사는 것으로 알려져 있으나, 40℃가 넘는 고온이나 빙결온도 이하의 저온에서는 생존이 어렵다. 본 연구는 사육온도 조건이 다른 환경에서 대사중심 조직인 지방체의 유전자 발현을 분석하기 위해, 온도조건을 달리하여 담배나방을 저온 사육충 (3~10℃), 고온 사육충 (35℃)로 나누고 상온 사육충 (25℃)을 대조구로 사용하여 전사체 분석을 수행하였다. 저온에서 특이적으로 높은 발현을 보인 유전자는 표피단백질, △9 불포화효소, 글리세롤 3-인산 탈수소효소이며, 저온에서 발현이 낮아진 유전자는 키틴 합성효소, catalase, UDP-당전이 효소이다. 고온에서 특이적으로 높은 발현을 보인 유전자는 과산화물제거효소, metallothionein 2, phosphenolpyruvate carboxykinase, 트레할로스 운반단백질이었다. 고온에서 높고 저온에서 낮은 대조적 발현을 보인 유전자는 열충격단백질, glutathione peroxidase이었다. 이들 온도 특이적이거나 대조적 발현을 보이는 유전자는 기후변화에 관련한 특이마커로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

기후 변화로 인한 수온의 상승은 어류 서식지에 영향을 미친다. 수온의 변화는 어류 생리 거의 모든 부분에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 기후 변화에 따른 수온의 상승은 산소 용해도의 감소 및 산소 운반 헤모글로빈의 결합 능 력의 감소로 인해 저산소증을 초래할 수 있다. 본 연구는 대서양 연어 (Salmo salar) 치어 성장의 최적수온 (15°C)보다 고 수온 (20°C)에 사육 시, 대서양 연어 치어의 건강상태를 평가 하기 위해 수행되었다. 평가 방법은 NGS RNAseq 분석방법을 이용하여 생체지표유전자를 개발하고, RT-qPCR 분석을 이용하여 생체지표유전자의 발현양상을 조사하는 것이다. 개발한 생체지표유전자로는 interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc- 1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, c-type lectin lectoxin-Thr1- like, ladderlectin-like 및 calponin-1 등이다. 선택된 생체지표 유전자는 NGS RNAseq 분석을 통해 수온변화에 민감하게 발현한 유전자들이며, RT-qPCR 분석을 통한 이들 유전자의 발현 양상은 NGS RNAseq 분석을 통한 발현 양상과 매우 유사하게 나타났다.

We investigate that the impact of freshwater organism exposed to the salinity environment by the frequent rainfall following climate change. To evaluate the stress response following salinity exposure, we assessed the survival rate, molting success rate, the developmental period and mouthpart deformities in Chironomus riparius. In addition, we measured the molecular responses of biomarker gene, gene expression of heat shock protein 70 (HSP70) in C. riparius exposed to salinity after 96 hour. The C. riparius survival rates were showed on time dependent manner and not observed survival organisms above 15 psu at day 4. The pupation and emergence of C. riparius were not seen above 15 psu, and the molting success rate was less than 20% at 10 psu. The developmental retardation of C. riparius was well observed in the pupation and emergence period and was delayed by 4 days at 10 psu compared to the control and 5 psu. The mouthpart deformities after salinity exposure at 96 or 72 hour were observed at 10 psu and 15 psu. The expression of C. riparius HSP70 level was significantly increased exposure to 5 psu and 10 psu. Thus, salinity has been caused to be various ecotoxicological and molecular stress responses on freshwater organisms similar to harmful substances such as EDCs and so on.