X선과 저에너지 전자선에 의한 DNA 손상

Park, Yeun-Soo,Noh, Hyung-Ah,Cho, Hyuck,Dumont, Ariane,Ptasinska, Sylwia,Bass, Andrew D.,Sanche, Leon 대한방사선방어학회 2008 방사선방어학회지 Vol.33 No.2

X선과 같은 고에너지 방사선에 의한 DNA 손상 중 간접적인 손상을 확인하기 위하여 탄탈륨(Ta) 박막위에 동결건조 과정으로 만들어진 pGEM-3Zf(-) plasmid DNA 단일층(monolayer)의 박막을 만든 다음, 에너지가 1.5 keV인 Al $K{\alpha}$ X선을 0분, 3분, 7분, 10분 동안 초고진공 상태에서 이 DNA 단일층에 조사하여 평균 흡수선량(mean absorbed dose)의 변화에 따른 DNA 손상을 관찰하였다. 또한 3 eV의 낮은 에너지 전자선을 조사하여 그 결과를 X선을 조사한 경우와 비교하였다. X선과 낮은 에너지 전자선으로 조사된 plasmid DNA를 전기영동(electrophoresis) 방법을 이용해 supercoiled DNA와 unsupercoiled DNA로 분리한 후 각각을 정량적으로 분석하였다. Supercoiled DNA는 X선과 3 eV 전자선의 조사에 따른 평균흡수선량이 증가함에 따라 선형적으로 감소했다. 그와 반대로 circular DNA와 crosslinked form 1 DNA는 평균흡수선량이 증가함에 따라 선형적으로 증가했다. 이것은 supercoiled DNA가 낮은 에너지 전자와 상호작용하여 외가닥 절단(single strand break)을 일으켰고 그 결과 unsupercoiled DNA로 변화되었음을 보여준다. 본 실험을 통해 X선과 같은 고에너지 방사선에 의한 DNA의 간접적 손상이 일어남을 관찰할 수 있었고, DNA의 이온화 에너지보다 작은 에너지($0{\sim}10\;eV$)를 갖는 전자에 의해서도 DNA 손상이 일어날 수 있음을 확인할 수 있었다. We observed DNA damages as a function of mean absorbed dose to identify the indirect effect of high-energy radiation such as x-ray. Monolayer films of lyophilized pGEM-3Zf(-) plasmid DNA deposited on tantalum foils were exposed to Al $K{\alpha}$ X-ray (1.5 keV) for 0, 3, 7 and 10 min, respectively, in a condition of ultrahigh vacuum state. We compared DNA damages by X-ray irradiation with those by 3 eV electron irradiation. X-ray photons produced low-energy electrons (mainly below 20 eV) from the tantalum foils and DNA damage was induced chiefly by these electrons. For electron beam irradiation, DNA damage was directly caused by 3 eV electrons. Irradiated DNA was analyzed by agarose gel electrophoresis and quantified by ImagaQuant program. The quantities of remained supercoiled DNA after irradiation were linearly decreased as a function of mean absorbed dose. On the other hand, the yields of nicked circular (single strand break, SSB) and interduplex crosslinked form 1 DNA were linearly increased as a function of mean absorbed dose. From this study, it was confirmed that DNA damage was also induced by low energy electrons ($0{\sim}10\;eV$) even below threshold energies for the ionization of DNA.

닭의 스트레스 연관 표지인자들의 발현도와 생산능력 간의 상관 분석

박지애(Ji Ae Park),조은정(Eun Jung Cho),최은식(Eun Sik Choi),홍영호(Yeong Ho Hong),최연호(Yeon Ho Choi),손시환(Hwan Sohn) 한국가금학회 2016 韓國家禽學會誌 Vol.43 No.3

본 연구는 닭의 개체 별 스트레스 연관 표지의 발현도와 이들의 생산능력 간의 연관성을 살펴보기 위한 것으로 토종종계 25계통을 대상으로 텔로미어 함량, 열 스트레스 단백질(HSPs) 유전자 발현율 및 DNA 손상율을 분석하고, 동일 개체들의 생존율, 성장능력 및 산란능력을 조사하여 이들 간의 상관관계를 분석 고찰하였다. 분석 결과, 생산능력 및 스트레스 표지 값들 간에 계통별로 유의한 차이가 나타났는데, 대체적으로 고체중 순계들의 스트레스 지표가 상대적으로 높았으며, 저체중 교잡계들의 스트레스 지표가 낮게 나타났다. 텔로미어 함량과 생산능력 간의 상관성은 20주령 이후부터 유의한 상관관계를 보였는데, 성장능력과는 약한 부(—)의 상관 양상을, 산란능력 및 생존율과는 약한 정(+)의 상관관계를 나타내었다. HSPs 유전자 발현율과 생산능력과의 상관에서 생존율 및 산란지수와는 저도 및 중도의 부의 상관을 보였고, 체중과는 약한 정의 상관관계를 나타내었다. DNA 손상율 분석 또한 체중과는 약한 정의 상관을, 산란지수 및 생존율과는 중도 및 저도의 부의 상관관계를 나타내었다. 이는 체중이 증가할수록 HSPs 유전자 발현율, DNA 손상율 및 텔로미어 감축량이 증가함을 의미하고, 반면 산란능력 및 생존율이 높을수록 HSPs 유전자 발현율과 DNA 손상율은 낮아지고, 텔로미어 함량은 상대적으로 높다는 것을 시사한다. 스트레스 표지 인자들 간의 상호 관계에서 모든 표지 값 간에 유의한 상관관계가 나타났는데, HSPs 발현값과 텔로미어 함량과는 부의 상관을, DNA 손상율과는 정의 상관을 보이고, 텔로미어 함량과 DNA 손상율과는 높은 부의 상관을 나타내었다. 이상의 스트레스 표지 값과 생산능력 간의 상관분석 결과에 따라 닭에 있어 HSPs 및 DNA 손상율의 증가는 텔로미어 감축을 촉진하고, 이에 따라 개체의 항병성 및 강건성을 저하시켜 산란능력과 생존율에 나쁜 영향을 미치는 것으로 판단된다. This study was conducted to verify the relationships between the expression values of stress-related markers and their production performances in 25 strains of Korean domestic chicken breeds. For stress response markers, the amount of telomeric DNA; expression levels of heat shock protein (HSP)-70, HSP-90α, and HSP-90β; and comet scores were analyzed. Production performances were measured by the survival rate, body weights, days at first egg laying, egg weight and hen housed egg production. The results showed that the production traits and values of stress-related markers showed significant differences between strains. In general, the stress response of pure bred chickens with heavy weights was relatively high, while that of hybrid chickens with light weights was relatively low. The correlation coefficients between telomere contents and body weights showed that there were weak negative relationships. However, the correlations of telomere content with the survival rate and egg production were weakly positive after 20 weeks old. The expression levels of HSP genes and DNA damage rate(comet scores) were positively correlated to body weight, but were negatively correlated to the survival rate and egg production. The results implied that increasing body weight was associated with increasing HSPs expression and the DNA damage rate was associated with decreasing telomere content. In addition, increasing HSPs expression and the DNA damage rate decreased the survival rate and egg production, but the relationships with the telomere content was the reverse. Correlations among the stress-related markers showed that there were significant correlation coefficients between all of the marker values. HSPs expression was negatively correlated to the telomere content, while it was positively correlated to the DNA damage rate. There was a highly negative correlation between the telomere content and DNA damage rate. In conclusion, increasing the HSP values and DNA damage rate can promote telomere reduction, which led to a decrease in disease resistance and robustness of the chicken. Thus, increasing the stress response was verified to adversely affect the laying performance and viability of chickens.

미세술기를 이용한 정계정맥류절제술이 정자 핵 내 DNA Integrity에 미치는 효과

김기영,이재석,지희준,김종현,Kim, Gi-Young,Lee, Jae-Seok,Chi, Hee-Jun,Kim, Jong-Hyun 대한생식의학회 2010 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.37 No.3

목 적: 인간 정자 핵 내의 DNA integrity는 배아의 발달 및 임신 유지에 중요한 역할을 하여 DNA integrity가 손상된 경우 불임과 유산의 원인이 된다고 하며, 정계정맥류는 DNA 손상을 일으키는 대표적인 원인 중 하나이다. 본 연구에서는 미세술기를 이용한 정계정맥류절제술로 정계정맥류를 교정을 하였을 때 정자 핵 내 DNA integrity가 어떠한 영향을 받는지에 대하여 알아보았다. 연구방법: 2006년 4월부터 2007년 4월까지 불임을 주소로 미세술기를 이용한 정계정맥류절제술을 받았던 18명의 환자에서 수술 전 후에 정액검사의 다른 지표들과 함께 정자 핵 내 DNA integrity가 어떻게 변화하였는지 조사하였다. 정자 핵 내 DNA integrity를 측정하는 방법으로 comet assay를 시행하였고, comet assay를 통한 DNA 손상 정도는 DNA fragmentation index (DFI)로 나타내었다. 결 과: 수술 후 4개월에 모든 환자에서 재발의 소견은 보이지 않았으며, DNA 손상 정도를 나타내는 평균 DFI는 수술 전에 19.3%, 수술 후에 13.7%로 유의한 변화를 보였다. 수술 전 DFI가 10 이상으로 비정상인 14명의 환자들 중 12명 (85%)에서 개선 소견을 보였으나, 수술 전 DFI가 10 미만인 정상 환자 4명에서는 1명 (25%)만이 개선 소견을 보였다. 수술 후 정자의 밀도, 운동성, 생존성에서 호전 양상을 보였으나 유의한 차이는 없었다. 결 론: 미세술기를 이용한 정계정맥류절제술을 통한 수술적 교정은 정액검사상의 다른 지표의 개선 뿐 아니라, 정자 핵 내 DNA 손상을 감소시킬 수 있다. 이상에서 정계정맥류의 수술적 교정으로 정자 핵 내 DNA integrity의 개선을 기대할 수 있으며, 이는 보다 양호한 정자를 많이 얻을 수 있어 자연임신이나 보조 생식술의 성공 가능성을 높일 수 있다는 점을 제시한다. Objective: Human sperm nucleus DNA damage may negatively affect pregnancy outcome, and the spermatozoa of infertile men have more DNA damage than that of fertile men. The aim of this study was to evaluate the effect of microsurgical varicocelectomy on human sperm nucleus DNA integrity. Methods: We reviewed the medical records of 18 subfertile male patients who underwent microsurgical varicocelectomy at our hospital from April 2006 to April 2007. Varicocele was diagnosed by physical examination and Doppler ultrasound. Standard semen analysis was performed in 18 patients before and 4 months after microsurgical varicoceletcomy using a computer assisted semen analyzer. Sperm nucleus DNA integrity was assessed by a single-cell gel electrophoresis (comet assay). Results: No recurrence of varicocele was observed after 4 months later. The DNA fragmentation index improved after varicocelectomy compared with pre-operatively (19.3 versus 13.7%, respectively, p<0.05). Semen analysis parameters (total count, concentration, motile sperm, viability, strict morphology) increased after varicocelectomy, but the difference did not reach statistical significance. Conclusion: Our data suggest that microsurgical varicocelectomy can improve semen analysis parameters and human sperm nucleus DNA integrity in infertile men with varicocele.

고대 DNA의 분석과 검증

지상현,서민석,Jee, Sang-hyun,Seo, Min-seok 국립문화재연구원 2007 헤리티지:역사와 과학 Vol.40 No.-

고대 DNA분석은 인류학, 고고학, 생물학자뿐만 아니라 대중의 관심사가 될 정도로 점차 중요성이 강조되고 있다. 고고학자와 생물학자는 인류의 기원과 집단의 이주, 민족의 형성 그리고 고대인의 질병과 매장문화를 규명하는데 있어 고대 DNA분석을 접목하고 있으며, 이미 멸종된 동물의 계통진화학적인 연구에도 이를 활용하고 있다. 고대 DNA분석의 새로운 전기가 마련된 계기는 고대 시료에서 추출되는 미량의 DNA 증폭을 가능하게 한 종합효소연쇄반응(Polymerase chain reaction, PGR)법이 개발되면서였다. 그러나 고대 DNA는 탈아미노화나 절편화 등의 분자 손상 정도가 심한데 이것은 PCR에서 중합효소의 정확한 DNA 증폭을 방해하는 요인으로 작용한다. 시토신이 탈아미노화되어 우라실을 형성하는 것은 DNA의 염기치환오류를 일으킬 수 있으며, 이런 현상은 증폭 과정에서 고유의 염기서열에 대한 고정치환($C{\rightarrow}T$, $G{\rightarrow}A$)을 유도하게 된다. 또한 대부분의 고대시료는 외부 오염물에 노출되어 있는데, 특히 외부 DNA의 오염은 고대 DNA의 염기서열을 결정함에 있어서 부정확한 결과를 도출시키는 심각한 문제를 초래하곤 한다. 이와 같이 고대 시료는 오랜 기간 동안 자연 분해과정과 다양한 오염물질에 노출되어 있어 그 훼손 정도가 심한 것이 일반적이다. 고대 DNA 연구에 있어서 많은 생화학적 손상과 외부 DNA의 오염을 극복하기 위해서는 보통의 분자생물학적인 방법과 기준보다 더욱더 엄격한 검증 절차에 의하여 연구가 진행되어야 하며, 연구 결과의 신뢰성을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 글에서는 고대 DNA의 손상과 오염물질에 의한 부정확한 염기서열결정과 오류를 보정하고 예방할 수 있는 연구 기준과 실험적 절차를 설명하고자 한다. The analysis of ancient DNA (aDNA) has become increasingly considerable anthropological, archaeological, biological and public interest. Although this approach is complicated by the natural damage and exogenous contamination of a DNA, archaeologists and biologists have attempted to understand issues such as human evolutionary history, migration and social organization, funeral custom and disease, and even evolutionary phylogeny of extinct animals. Polymerase chain reaction(PCR) is powerful technique that analyzes DNA sequences from a little extract of an ancient specimen. However, deamination and fragmentation are common molecular damages of aDNA and cause enzymatic inhibition in PCR for DNA amplification. Besides, the deamination of a cytosine residue yielded an uracil residue in the ancient template, and results in the misincorporation of an adenine residue in PCR. This promotes a consistent substitution (cytosine thymine, guanine adenine) to original nucleotide sequences. Contamination with exogenous DNA is a major problem in aDNA analysis, and causes oversight as erroneous conclusion. This report represents serious problems that DNA modification and contamination are the main issues in result validation of aDNA analysis. Now, we introduce several criterions suggested to authenticate reliance of aDNA analysis by many researchers in this field.

토종 종계를 이용한 이면 교배조합 계통 간 스트레스 반응정도 비교 분석

조은정(Eun Jung Cho),박지애(Ji Ae Park),최은식(Eun Sik Choi),손시환(Sea Hwan Sohn) 한국가금학회 2016 韓國家禽學會誌 Vol.43 No.2

본 연구에서는 국산종계 개발을 위하여 5계통의 토종닭순계를 이용하여 5×5 이면교배조합 시험을 수행하고, 공시된 25계통에 대한 스트레스 반응 정도를 비교 분석하였다. 스트레스 반응정도 표지로 텔로미어 함량 및 감축율, 열 스트레스 단백질 유전자(HSPs)로 HSP-70, HSP-90α, HSP-90β의 발현율 및 DNA 손상율을 이용하여 분석하였다. 텔로미어 함량은 양적 형광접합보인법을 이용하고, HSPs 발현율은 quantitative real-time PCR 기법으로, DNA 손상율은 Comet assay법을 적용하였다. 분석 결과, 교배조합 25계통 간 텔로미어 함량과 감축율, HSPs 유전자 발현율 및 DNA 손상율 모두에서 유의한 차이를 보였고, 더불어 계통 간 체중 및 생존율에도 유의한 차이가 나타났다. 텔로미어 감축율, HSPs 유전자 발현율 및 DNA 손상율 모든 분석 값에서 W 및 Y계통과의 교잡구가 다른 교잡구에 비해 유의하게 낮은 값을 보였고, 반면 G계통의 순계구가 가장 높은 값을 나타내었다. 생존율과 스트레스 표지 값들 간의 상관계수를 추정한 결과, 텔로미어 함량과는 저도의 정(+)의 상관, HSP-70, HSP-90α, HSP-90β 및 DNA 손상율과는 중도 및 저도의 부(—)의 상관을 나타내었다. 또한 폐사 개체와 생존 개체 간 HSP-70, HSP-90α 및 HSP-90β의 발현율을 비교 분석한 결과, 폐사 개체의 HSPs 발현율이 생존 개체에 비해 유의하게 높은 발현율을 보였다. 이상 스트레스 표지 값의 분석 결과를 종합할 때, 교잡계들이 순계에 비해 스트레스 저항성이 높은 것으로 판단되고, 더불어 W, Y와 같은 경량종 계통의 교잡계들이 외적 스트레스에 강한 반면, G, H, F와 같은 고체중 계통의 교잡계들은 스트레스에 민감한 것으로 사료된다. To establish a new synthetic Korean meat chicken breed, we tested 5×5 diallel cross mating experiment with domestic chicken breeds. Comparing stress responses among diallel crossed chicken breeds, we analyzed telomere length, DNA damage and expressions of heat shock protein genes (HSPs) as the markers of the stress response. The telomere length was measured by quantitative fluorescence in situ hybridization on the nuclei of lymphocytes. The expression levels of HSP-70, HSP-90α and HSP-90β genes were analyzed by quantitative real-time polymerase chain reaction in lymphocytes. The DNA damage rate of lymphocytes was quantified by the comet assay known as the single cell gel electrophoresis. In results, there were significant differences in the values of the stress markers such as telomere length, HSPs and DNA damage rate, and also were significant differences in viabilities and body weights among the 5×5 diallel crossed chicken breeds. The telomere shortening rate, expression values of HSPs and DNA damage rate were significant low in W and Y crossed chickens compare to the others, but GG pure breed showed the highest values in the 25 crossed chickens. Estimating correlation coefficient, the survival rate positively correlated to telomere length, but negatively correlated to the expression levels of HSP-70, HSP- 90α, HSP-90β genes and to the value of % DNA in tail as DNA damage rate. The expression levels of HSP-70, HSP-90α and HSP-90β genes of dead chickens had significantly higher than those of survival chickens. According to the results on the stress marker analysis, it would be considered that the crossed breeds had more stress resistant than the pure breeds, and the crossed chickens with a light strain such as W or Y were relatively resistant to stress, but the crossed chickens with a heavy strain such as G, H, F were susceptible to stress.

모의 방화현장 혈흔 증거물의 높이와 부착 재질 별 STR 분석

이동규(Lee, Dong Gyu),임준호(Yim, Jun Ho),임시근(Lim, Si Keun) 경찰대학 경찰학연구편집위원회 2021 경찰학연구 Vol.21 No.4

DNA감식 기술의 발전과 범죄의 지능화로 범행의 은폐를 위해 DNA를 훼손하는 방화범죄가 증가하고 있다. 생체 시료는 고온의 화염에 의해 훼손이 심하기 때문에 방화현장에서 유효한 생체 시료를 선별하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 모의 실내 방화현장에서 혈흔이 위치한 높이에 따른 온도 차이 그리고 혈흔이 부착된 재질 차이에 따른 DNA 감식 결과를 비교해 보고자 하였다. 모의 방화현장을 구현하기 위해 챔버를 제작 후 N-Heptene을 사용하여 연소하였고, 채취한 혈흔에서 정제한 DNA는 정량 및 손상정도(DI, Degradation Index)를 측정한 후 최종적으로 STR(Short Tandem Repeat) 분석을 실시하여 대립유전자 검출률을 비교 분석하였다. 연구 결과, 지면 발화 지점으로부터 가까울수록, 그리고 다공성 재질이 비 다공성 재질에 비해 DNA 손상 정도가 낮고 STR 프로필 검출률이 높았다. 이는 과학수사요원들이 실제 실내 방화현장에서 DNA감식 성공률이 높은 생체 시료를 탐색 및 수집하는데 도움을 줄 것으로 사료되었다. There are a number of arson cases in which biological evidence was destroyed intentionally for the purpose of concealing crimes. It is important to find a valid biological evidence that can be DNA profiling for solving the case in arson sites. In this study, the quantity and quality of DNA and STR profiles were examined with respect to the distance(height) from the fire and surface material after extraction from the bloodstain in a chamber we made. As a result of the experiment, it was found that the closer the bloodstain to the ground of about 62 cm or less, and on the more porous material, the higher the possibility of successful STR profiling. The results in this study would help the crime scene investigators to collect biological samples suitable for DNA analysis at scenes of arson.

전자빔 조사가 감자뿔나방의 발육과 생식에 미치는 영향

조선란,안현모,엄태일,경예진,이승주,김현경,구현나,김길하 한국응용곤충학회 2021 한국응용곤충학회지 Vol.60 No.2

감자뿔나방은 감자에 대한 검역 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 전자빔 조사가 감자뿔나방의 발육 및 생식, 그리고 DNA 손상에 미치는 영향을 비교하고 억제선량을 조사하였다. 전자빔을 알(0-12시간 이내), 유충(3령과 5령), 번데기(용화 1일 이내), 그리고 성충(우화 1일 이내)에 선량을 증가시키면서 조사하였다. 전자빔 150 Gy는 알의 부화와 부화된 유충의 용화를 완전히 억제하였다. 조사된 알의 부화율은 19.3%였지만, 성충 우화는 완전히 억제되었다. 3령과 5령 유충에 100 Gy를 조사하였을 때, 성충의 우화와 생식은 완전히 억제되었다. 번데기와 성충에 각각 300 Gy와 400 Gy를 조사하였을 때, F1세대의 부화율이 억제되었다. 전자빔에 대한 감자뿔나방 성충의 DNA 손상 정도를 alkaline comet assay으로 분석하였으며, 전자빔 조사가 선량 의존적으로 감자뿔나방의 DNA 손상 정도를 증가시켰다. 이러한 결과는 감자뿔나방에 대한 식물 검역 처리법으로 전자빔 150 Gy를 권장할 수 있다. 하지만, 감자뿔나방을 방제하기 위해 전자빔을 현장에 적용하기 위해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. The potato tuber moth, Phthorimaea operculella (Zeller) has been known as a quarantine pest of potato. This study investigated inhibition doses of electron beam irradiation (EBM) by comparing their effects on the development and reproduction and DNA damage of the insect pest. Eggs (0-12 h old), larvae (3rd and 5th instar), pupae (less than 1 d old after pupation) and adults (less than 1 d old after emergence) were irradiated with increasing doses of EBM. The EBM with 150 Gy could not completely prevent the hatchability of eggs and pupation of the hatched larvae. The hatchability from the irradiated eggs were 19.3%. However, adult emergence from the irradiated eggs were completely inhibited. When 3rd and 5th instar larvae were irradiated at 100 Gy, the adult emergence from the irradiated larvae and the fecundity of the adults were completely inhibited. When pupae and adults were irradiated at 300 Gy and 400 Gy, respectively, the hatchability of the F1 eggs was completely inhibited. The alkaline comet assay on the level of DNA damage by EBM in P. operculella adults indicates that the EBM increased DNA damage level in a dose-dependent manner, and the damage was repaired in a time-dependent manner. These results may recommend EBM of 150 Gy as a phytosanitary treatment for P. operculella. However further confirmative study is required for the practical application of this EBM dose for P. operculella disinfestation.

느티나무 잎 에틸아세테이트 분획물 및 열수 추출물의 항산화 및 산화 적 DNA 손상 억제 활성

장태원 ( Tae-won Jang ),박재호 ( Jae-ho Park ) 한국응용생명화학회 2016 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.59 No.3

Reactive oxygen species (ROS) has been played a critical role in damage of DNA. Recently, many effort is focusing to develop the natural antioxidants for controlling ROS. Zelkova serrata, Ulmaceae, is close as plants which are planted in front of Korea villages. Although Zelkova serrata is familiar with Koreans, those of antioxidant activities and protective effects on oxidative DNA damage haven’t studied. We demonstrated antioxidant activities and inhibitory effects on oxidative DNA damage of Leaf from Zelkova serrata with ethyl acetate fractions (EA) and hot water extracts (HW). Between the extracts, EA showed higher activities in 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl, 2,2``-azino-bis[3- ethylbenzthiazoline- 6-sulphonic acid radical scavenging, Fe2+ chelating and reducing power than HW. Also, those of total phenolic content are 56.63 and 51.61 mg/g respectively. In addition, φX- 174 RF I plasmid DNA cleavage assay for inhibitory effect by oxidative DNA damage was both EA and HW has significant protective effect on oxidative DNA damage. The results suggested that leaf from Zelkova serrata with ethyl acetate fractions and hot water extracts have surpassing potential as natural resources with antioxidant and inhibitory effect on oxidative DNA damage.

자연과학 : 유산소 운동프로그램 참여가 소아,청소년 IDDM 환자의 항산화 유전자 발현과 지질, DNA 손상에 미치는 영향

우진희 ( Jin Hee Woo ),여남회 ( Nam Hwoeh Yeo ),강성훈 ( Sung Hwun Kang ) 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 2008 체육과학연구 Vol.19 No.3

본 연구는 소아ㆍ청소년 IDDM 남자 환자(DM군, n=10)와 건강한 남자 어린이(HT군, n=10)를 대상으로 12주간 유산소 운동프로그램 참여 전과 후의 지질 profiles, 항산화효소 유전자 발현, 그리고 산화물 생성의 차이를 비교하는데 그 목적이 있었다. 측정 시기는 훈련 전과 훈련 후 하였으며, 신장, 체중, 체지방, WHR, 혈압, 최대산소섭취량을 측정하였고, 혈중 지질 profiles, HbA1c, ox-LDL, DNA damage, total RNA를 분석하였다. 연구결과, 체질량지수(BMI), 체지방률, 최대산소섭취량은 그룹 간, 시기 간 차이가 없었다. 이완기 혈압은 HT군에 비해 DM군이 높게 나타났으며(p<.05), TC와 HDL-c, ox-LDL은 그룹 간, 시기 간 차이가 없었다. HbA1c는 DM군이 HT군에 비해 높았지만(p<.05), 트레이닝에 의한 변화는 나타나지 않았다. 항산화 효소 유전자 발현은 방어 기전에 따라 다른 양상을 보였으며, 조직손상과의 관계도 일관성을 보여주지 않았다. DNA damage는 트레이닝 후 DM군에서 유의한 증가가 나타났다(p<.05). 따라서, 항산화 방어역량이 약한 IDDM 환자에게 운동은 일시적인 DNA damage를 수반한다고 보지만, 트레이닝에 의해 일부 항산화 효소 유전자 발현이 증대될 수 있으며, 당화 Hb 개선을 위해선 역치수준 이상의 운동강도와 더불어 무산소성 트레이닝이 필요할 것으로 사료된다. The purpose of this study was to compare the differences between before and after 12 week aerobic training on lipid profiles, antioxidant enzyme gene expressions, and oxidative products in children with IDDM. We therefore studied 20 children (age, 11.9±1.85 years; 10 boys) with IDDM and 10 age-matched healthy controls during 12 week of moderate intense running exercise. Blood samples for lipid profiles, HbA1c, ox-LDL, 8-OHdG, and total RNA were drawn before, and after training. There were no differences of BMI, body fat, and VO2 max between groups and periods. Also, there were no differences of TC, HDL-c, and ox-LDL between groups and periods. In IDDM, baseline DBP, and HbA1c was higher than that of controls(p<.05). And exercise-induced DNA damage peak occurred greater than control(p<.05). Antioxidant enzyme gene expression displayed different aspect according to antioxidant defense mechanism, and there was no consistency that related to tissue damages. Therefore, during or immediately after intense exercise, temporary alterations in the tissue damage occurred in children with IDDM who are at weakened antioxidant defence capacity. However, some kinds of antioxidant enzyme gene expressions magnitude by long term training, and anaerobic exercise include in training may help to improve the normalization of glycated Hb.

NADPH oxidase p22phox C242T 유전자 다형성이 8주간의 유산소성 훈련에 따른 운동수행능력 및 산화적 손상에 미치는 영향

조수연 ( S. Y Cho ),백일영 ( I. Y Paik ),진화은 ( H. E Jin ),노희태 ( H. T Roh ) 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2012 운동과학 Vol.21 No.4

본 연구는 성인 남성과 여성을 대상으로 NADPH oxidase p22phox C242T 유전자 다형성이 8주간의 유산소성 훈련에 따른 운동수행력 증진 및 1회성 운동시 산화적 손상에 미치는 영향을 규명하는데 있다. 본 연구를 위한 실험대상자 선정을 위해 남자대학생 118명, 여자대학생 112명을 대상으로 NADPH oxidase C242T 유전자형을 분석한 후 남성 CC genotype, 남성 T allele, 여성 CC genotype, 여성 T allele 그룹에각각 12명씩 총 48명을 배정하였다. 사전, 사후 운동검사는 트레드밀을 이용하여 85%V O2max all-out 운동을 수행하였으며, 채혈은 총 5번(안정시, 운동 종료시, 회복 30분, 회복 4시간, 24시간) 실시되었다. 채혈된 혈액을 통해 혈장 lactate와 SOD, 임파구 DNA 손상에 대한 분석을 실시하였다. 유산소성 훈련은 8주간(3일/주), 70%HRR의 강도로 트레드밀 런닝을 실시하였으며, 연구 결과에 대한 결론은 다음과 같다. 8주간의 유산소성 훈련 후 85%V O2max all-out 운동수행시간은 네 그룹 모두 유의하게 증가되었다. 85%V O2max all-out 운동수행에 따른 혈장 lactate 농도는 트레이닝 후 동일 시점에서 감소되었으며, 유전자다형성 간 차이는 나타나지 않았다. 또한, 트레이닝 후 동일시점에서 혈장 SOD가 감소하였으며, 이와 함께 임파구세포 DNA 손상 역시도 감소하는 것으로 나타났다. 그리고, T allele보다 CC genotype이 트레이닝에 대한 효과가 더 큰것으로 나타났다. The purpose of this study was to investigate the effects of NADPH oxidase p22phox C242T polymorphism on endurance exercise performance and oxidative damage in response to acute and chronic exercise. Medically healthy 118 men and 112 women were analyzed with the genotype of p22phox C242T and then 48 men and women were finally selected and divided into two different polymorphism groups(CC genotype: 24, T allele:24). Before and after exercise tests were measured at 85%V O2max until all-out and blood samples were taken 5 t imes( rest, end of exercise, after 30 min, 4 h and 24 h of recovery) to measure the concentration of plasma lactate, SOD(antioxidant enzyme) and lymphocyte DNA damage. 8 weeks of exercise training were performed 3 times a week at 70%HRR on the treadmill. The results of the research are as follows. it was shown that the eight-weeks aerobic training related to NADPH oxidase p22phox C242T genotype executed in this study not only increased maximal oxygen uptake and exercise performed time but also decreased the plasma lactate level. In addition, both CC genotype and T allele groups showed decreases in plasma SOD after the training and reductions in lymphocyte DNA damage as well. Furthermore, CC genotype than T allele showed a greater effect from the training.