소포체 스트레스에 대한 Protein Disulfide Isomerase의 세포보호효과

구태원,윤은영,김성완,최광호,강석우,권기상,권오유,Goo, Tae-Won,Yun, Eun-Young,Kim, Sung-Wan,Choi, Kwang-Ho,Kang, Seok-Woo,Kwon, Ki-Sang,Kwon, O-Yu 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.8

bPDI가 ER내 misfolding 단백질의 생성을 제한함으로써 곤충변역과 관계하는지를 해석하기 위하여 bPDI가 과발현(overexpression)되는 곤충세포주와 이와 반대로 bPDI가 억제발현(knock-down)되는 곤충세포주를 제작하여 bPDI가 곤충면역에 관련하는지를 해석하였다. bPDI가 과발현되는 세포주 (Sf9-bPDI)는 정상세포주(Sf9)나 pIZT/V5-His 벡터만 도입된 세포주(Sf9-pIZT)에 비하여 생존율이 30% 이상 높았지만, bPDI의 전사체 발현이 억제된 세포주(Sf9-bPDI-dsRNA)는 오히려 정상세포주나 pIZT/V5-His 벡터만 도입된 세포주에 비하여 생존율이 약 15%낮았다. 이와 같은 결과로써, bPDI는 ER내 misfolding 단백질의 생성을 제한함으로써 곤충의 ERSE과 밀접하게 관련할 것이라 추정할 수 있었다. In the previous our study, a cDNA that encodes protein disulfide isomerase from Bombyx mori (bPDI)was isolated and characterized. bPDI has an open reading frame of 494 amino acids contained two PDI-typical thioredoxin active site of WCGHCK and ER (endoplasmic reticulum) retention signal of the KDEL motif at its C-terminal. Recent studies have demonstrated that misfolded proteins are accumulated in many diseases including Alzheimer’s, goiter, emphysema, and prion infections. bPDI was over-expressed or knock-downed in Sf9 cells to study the relationship between bPDI expression and protections against protein misfolding. bPDI gene was cloned in insect expression vector pIZT/V5-His for over-expression and bPDI double-stranded RNA (dsRNA) was generated for knock-down. Over-expression of bPDI significantly improved survival rate, but bPDI dsRNA transfection significantly reduced survival rate after 48 hours exposure. In mock-transfected or wild-type cells had no significant effect. The results support the view that bPDI is one of the important intracellular components for cell protect mechanism, especially, against ER stress such as protein misfolding.

재조합 단백질 생산을 위한 소포체 신호전달

구태원,윤은영,강석우,권기상,권오유,Goo, Tae-Won,Yun, Eun-Young,Kang, Seok-Woo,Kwon, Ki-Sang,Kwon, O-Yu 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.6

ER-Golgi 분비 경로를 통해서 정확한 구조를 가지면서 post-translational modification 과정을 거친 재조합 단백질의 발현을 최대화하는 것은 ER stress반응에 대한 연구의 중요한 계기가 된다. 세포가 스트레스를 받지 않는 상태라도 ER stress signaling은 재조합 단백질의 생산량을 제한하고 품질을 떨어뜨리는 여러 가지 조건을 만들게 된다. ER stress signaling을 막는 여러 가지 방법들이 제시되고 있으며 표 2는 이러한 방법들 중 일부를 나타내고 있다. 일반적으로는 pro-survival 경로에 관련되어 있는 인자를 촉진하고 pro-apoptosis에 관련되어 있는 인자를 억제하는 것들이다. 그러나 ER stress 반응은 매우 복잡하고 적응과 사멸 기작(adaptation and elimination mechanism)의 중간 역할을 하기 때문에 ER stress에 관련된 주요 인자를 산업적으로 응용하기 위해선 이들의 기능에 대해 보다 깊은 연구가 이루어져야 한다. 현재까지 재조합단백질의 생산량을 최대한으로 높이는 방법은 ER stress 반응이 생기지 않도록 fed-batch process를 개선하고 세포 사멸 기작을 조절하며 단백질의 glycosylation 처리를 하는 것이다. The endoplasmic reticulum (ER) is an important intracellular organelle for folding and maturation of newly synthesized transmembrane and secretory proteins. The ER provides stringent quality control systems to ensure that only correctly folded proteins exit the ER and unfolded or misfolded proteins are retained and ultimately degraded. The ER has evolved stress response both signaling pathways the unfolded protein response (UPR) to cope with the accmulation of unfolded or misfolded proteins and ER overload response (EOR). Accumulating evidence suggests that, in addition to responsibility for protein processing, ER is also an important signaling compartment and a sensor of cellular stress. In this respect, production of bio-functional recombinant-proteins requires efficient functioning of the ER secretory pathway in host cells. This review briefly summarizes our understanding of the ER signaling developed in the recent years to help of the secretion capacities of recombinant cells.

인간 신장질환 유발인자가 발현하는 형질전환 초파리 구축

구태원,권기상,권오유,Goo, Tae-Won,Kwon, Ki-Sang,Kwon, O-Yu 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.5

IgA nephropathy(IgAN)의 정확한 병리적 기전은 아직 완전히 알려지지 못했지만 유전적 혹은 환경적요인인 깊이 관여하는 것으로 알려져 있다. 최근엔 IgA의 구조 이상이나 과다한 IgA가 생산되어 사구체에 침착되어 병변이 일어나는 것이 보고되고 있다. Megsin은 glomerular mesangium에서 지배적으로 발현되며 IgAN에서 과발현된다. Megsin의 생물학적 기능을 이해하기위하여 인간형 megsin이 과발현하는 D. melanogaster 형질전환체(actin-gal4>UAS-Megsin fly)를 만들었다. 이 형질전환체의 유전적 표현형은 melanin deficiency-abdomen이며 도입된 유전자와 단백질의 발현은 각각 RT-PCR과 Western blotting을 로 확인되었으며 megsin 유전자는 안정적으로 자손에게 유전되었다. IgA nephropathy(IgAN) is considered to be a multifactorial disease with genetic and environmental factors contributing to its pathogenesis. The genes involved in susceptibility and progression of the disease have not yet been clearly elucidated. Megsin is an important candidate gene, predominantly expressed in glomerular mesangium and upregulated in IgAN. To understand biological function of megsin, in this work we have produced transgenic D. melanogaster fly over-expressing human megsin(actin-gal4>UAS-Megsin fly). Introduced human megsin was confirmed by RT-PCR and Western blotting, respectively. Its phenotype is melanin deficiency-abdomen and the megsin gene is stably transferred to the next generations.

모바일 환경에서 캐주얼 게임의 난이도에 따른 게임 이용 지속성에 관한 연구

구태원(Tae-Won Goo),김효남(Hyo-Nam Kim) 한국컴퓨터정보학회 2018 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1

최근 급속도로 성장하는 모바일 시장은 게임 산업에서 가장 대표적인 게임 플랫폼으로 국내외에서 상당히 많은 수익과 성장을 이루고 있다. 매년 새로운 게임이 출시되서 유저들이 많이 플레이하지만 정작 몇 주 만에 유저들이 많이 빠져나오면서 실패한 게임들이 매년 나온다는 것이다. 본 논문에서는 실패하는 게임 개발을 줄이고 모바일게임 장르중에 대표적인 캐주얼 게임을 대상으로 남이도 조절을 통해서 유저들이 몰입하는 게임을 개발할 수 있는 내용을 제안하고자 한다.

누에로부터 핵다각체병 바이러스 방어관련 유전자 정보 분석

구태원 ( Tae Won Goo ),홍선미 ( Sun Mee Hong ),김성완 ( Sung Wan Kim ),최광호 ( Kwang Ho Choi ),김성렬 ( Seong Ryul Kim ),박승원 ( Seung Won Park ),강석우 ( Seok Woo Kang ),윤은영 ( Eun Young Yun ) 한국잠사학회 2012 한국잠사곤충학회지 Vol.50 No.2

Silkworm larvae often suffer from viral infections causing heavy losses to the economy of silk industry. Insects exhibit both humoral and cellular immune responses that are effective against various pathohens like bacteria, fungi, protozoa, etc., but no insect immune responses is effective against viral infection. To obtain genes related to insect antiviral immunity from Bombyx mori, the cDNA library was constructed from B. mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV)-infected B. mori. From the cDNA library, we selected 411 differentially expressed clones, and the 5` ends of the inserts were sequenced to generate ESTs. In this work, 135 unigenes were generated after the assembly of 411 differentially expressed clones ESTs. Of these 135 unigenes, we selected 109 antiviral response-related candidates except 26 clones that high similarity with genes derived from BmNPV. Among 109 unigenes, a total of 80% had significant matches to genes from other organisms in the database, wheres 20% of the unigenes had not matched in the database. Functional groups of these sequences with matches in database were constructed according to their putative biological function. Three largest categories were control of cellular oraganization (52%), metabolism (20%), and protein fate (10%). The genetic information reported in this study will provide more information about antiviral-related genes in silkworms.

Establishment of a Stable Cell Line Expressing Human BMP2/7-PTD for Efficient Osteogenic Induction

Seung-Won Park(박승원),Seok-Woo Kang(강석우),Tae-Won Goo(구태원),Seong Ryul Kim(김성렬),Soon-Young Paik(백순영) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.4

유전자 재조합 이형이합체 인간 뼈 형성촉진인자(rhBMP)들은 뼈 재생을 위한 조직공학연구에 중요한 요소들이다. 그러나 실제 뼈 재생에 관한 연구를 수행함에 이들을 이용하는 것은 뼈 형성 촉진인자들이 짧은 반감기를 가지며 비교적 고농도의 단백질을 사용해야 하기 때문에 그만큼 많은 비용이 소요된다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 한계를 뛰어넘기 위하여, 본 연구에서는 단백질 전달 서열(PTD)이 융합된 인간 뼈 형성촉진인자 2와 7이 이형이합체 유전자 재조합 단백질(rhBMP2/7-PTD)을 발현하는 세포주를 확립하였다. 이형이합체의 형성은 BMP 2와 BMP 7 단백질 및 PTD 영역의 사이에 각각 4개의 glycine 아미노산 염기서열이 첨가될 수 있도록 하여 각 단백질의 folding이 자유롭도록 디자인하였다. 이렇게 개발된 세포주는 고농도의 rhBMP2/7-PTD을 지속적으로 발현하여 배양액 내로 분비함으로 조직공학용 연구 및 개발에 효율적으로 이용 할 수 있다. 이상의 세포주에서 발현된 rhBMP2/7-PTD 단백질은 뼈 세포분화 유도를 확인 할 수 있는 ALP 활성을 나타냄으로써 뼈 성장촉진 단백질로서 생물학적인 활성을 가지고 있음을 보였다. 본 연구의 결과로 개발된 rhBMP2/7-PTD 형질전환 세포주는 향후 뼈 조직 재생과 같은 연구에 중요하고 효과적인 도구로 이용될 수 있을 것으로 사료된다. Heterodimeric recombinant human bone morphogenetic proteins (rhBMPs) are powerful tools for bone tissue engineering. However, BMPs have several important limitations in their application to bone regeneration. BMPs have a short half-life and must be used in high concentrations, which may be cost-inefficient. To overcome these problems, we established a stable cell line that expressed the fusion protein comprised of recombinant human BMP2/7 heterodimer protein and PTD (rhBMP2/7-PTD). This stable cell line enabled high process yields by continuously expressing rhBMP2/7-PTD products at high levels throughout cultivation. This synthesized BMP7 was fused to a BMP2 protein with four glycine residues (to allow free bond rotation of the domains) and PTD. To demonstrate that the rhBMP2/7-PTD protein that was secreted from an rhBMP2/7-PTD-expressing stable cell line exhibited biological activity consistent with its role as an osteogenic differentiation induction growth factor, we evaluated BMP-induced ALP activity. Our results suggest that this cell line may be a powerful and efficient tool for applications such as bone tissue regeneration.

갑상선자극호르몬에 의한 분자\ulcorner페론 ERp29 유전자의 발현

박수정,이웅희,구태원,윤은영,황재삼,김호,송민호,권오규,Park, Soo-Jung,Lee, Woong-Hee,Goo, Tae-Won,Yun, Eun-Young,Hwang, Jae-Sam,Kim, Ho,Shong, Min-Ho,Kwon, O-Yu 한국생명과학회 2000 생명과학회지 Vol.10 No.2

This experiment was performed to evaluate the effect of TSH (thyroid-stimulating) on the ERp29 (endoplasmic reticulum resident 29 kDa protein) gene expression in the rat thyrocytes of FRTL-5 cells. Although ERp29 mRNA was constantly expressed, its expression began to increase remarkably from 10-9 M TSH. and its maximum expression was at 5×10-9 M TSH (about 3.5 fold). On the other hand, the effect of TSH on the abundance of ERp29 mRNA started within 6 h, and peaked at 8 h (about 2.5 fold). Actinomycin D (transcription inhibitor) strongly blocked this effect while cycloheximide (translation inhibitor) did not. The half-life of ERp29 mRNA was about 4.5 h in the presence or absence of TSH that was not affected by the stability of ERp29 mRNA. The effect of TSH on the ERp29 gene expression was specific, while other growth factors (transfferin, insulin, and hydrocortisone) did not alter its expression. Our data indicate for the first time that the expression of ERp29 is regulated transcriptionally by TSH in the thyrocytes.

RAPD 마커를 이용한 멧누에와 집누에 계통간의 분자적 유연관계 분석

황재삼,이진성,구태원,강현아,손해룡,김호락,Hwang, Jae-Sam,Lee, Jin-Sung,Goo, Tae-Won,Kang, Hyun-Ah,Sohn, Hae-Ryong,Kim, Ho-Rak 한국생명과학회 1998 생명과학회지 Vol.8 No.4

본 연구는 RAPD마커를 이용, 멧누에와 집누에의 분자적 유연관계를 분석하였다. 공시한 35개의 primer에서 166개의 RAPD마커를 얻었으며, 이들 마커를 UPGMA에 의해 분석한 결과, 멧누에와 분자적 유사계수가 가장 낮은 품종은 잠305였고, 가장 높은 품종은 Bibaekjam이었다. 또한, 분자적 유사계수 0.55에서 멧누에와 집누에 계통군으로 분류되고, 0.60에서 3개의 아군 그룹과 2개의 독립개체로 분류되었다. 제1아군에는 J111(일본종계),$pnd^{ps}$(일본종계), Bibaekjam(일본종계)이, 제2아군에는 Galwon(중국종계), C18(중국종계), od yujam JAM306(중국종계), C108(중국종계)이, 제3아군에는 R-hwang(중국종계)이 포함되어 있었고, zebra(유럽종계)와 JAM305(일본종게)는 독립개체로 분류되었다. The molecular relationships have analyzed between the Bombyx mandarina(wild silkworm) and Bombyx mori strains (domesticated silkworm, geographical silkworms). A total of 166 polymorphic RAPD markers amplified from 35 different primers were used to analyze the molecular relationships among thirteen silkworm strains. The genetic similarity coefficient between Bombyx mandarina and Jam305 showed the lowest genetic similarity value with 0.451, Bombyx mandarina and Bibaekjam showed the highest genetic similarity value with 0.958. These strains were classified into Bombyx mandarina(a wild silkworm) and Bombyx mori(twelve domesticated silkworm) groups upon the genetic similary coefficient of 0.55. Further classificient of 0.60; the 1st sub-group (J111, Bibaekjam, $pnd^{ps}$), the 2nd sub-group (Galwon, C18, od yujam, JAM306, C108), the 3rd sub-group(R-hwang, p50), the 4th sub-group(zebra) and the 5th sub-group(JAM305). According to this study, RAPD markers seems to be a valuable tool for molecular relationships and classification among the silkworms.

Characterization of the Promoter Controling the Stage-Specific Gene Expression of Bombyx mori

박승원(Seung-Won Park),최광호(Gwang-Ho Choi),구태원(Tae-Won Goo),김성렬(Seong Ryul Kim),강석우(Seok-Woo Kang) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.10

본 연구에서는 누에의 초기 배아시기에 유전자 발현 조절이 가능한 EEG-704 promoter를 개발하고자 하였다. Promoter의 핵심 영역을 결정하기 위하여, 10개의 서로 다른 partial mutant clone들을 만들고 이를 Sf9 곤충세포주에 도입하여 luciferase assay 방법을 사용하여 각각의 clone의 활성을 분석하였다. Constitutive promoter인 BmA3 promoter에 의한 활성과 비교하였을 때, 약1.5 kb의 promoter 염기서열을 포함하는 clone이 가장 높은 luciferase 발현율을 나타내었다. 특히 EEG-704 유전자의 경우 BLAST를 이용한 유전자 비교·분석의 결과 누에의 열충격 단백질 20.8 (BmHsp20.8) 과 동일한 것으로 밝혀졌으며, 정상 온도조건과 비교하였을 때 열충격을 가한 조건하에서 발현율이 증가하는 현상을 나타내었다. 특이적으로 발생단계에서 직·간접적으로 발현 조절이 가능한 이러한 promoter는 여러 유용 재조합 단백질 생산을 위한 형질전환 누에 개발 시 매우 유용할 것으로 생각된다 We characterized embryo early gene (EEG)-704 promoter of the silkworm Bombyx mori, which is specifically regulated in the development stages. To determine core promoter region, 10 different partial mutant clones were tested by luciferase assay in Sf9 cells. About 1.5 kb promoter shows higher luciferase activity than constitutive promoter (BmA3). Interestingly, EEG-704 shares the same DNA sequences with BmHsp20.8 by the result of BLAST analysis; its expression is also increased under heat shock condition. Development of such promoter inducible, directly or indirectly in the developmental-stage, is very useful in making recombinant proteins in transgenic silkworms.

조리방법별 갈색거저리 유충의 물리적 및 관능적 특성

백민희,윤영일,김미애,황재삼,구태원,윤은영,Baek, Minhee,Yoon, Young-Il,Kim, Mi Ae,Hwang, Jae-Sam,Goo, Tae-Won,Yun, Eun-Young 한국식품조리과학회 2015 한국식품조리과학회지 Vol.31 No.5

Recently, the Tenebrio molitor larva was recognized as a novel food ingredient by the Ministry of Food and Drug Safety in Korea. Accordingly, we investigated its physical and sensory characteristics to establish the cooking conditions that may increase the demand of T. molitor larvae as a food. In this study, T. molitor larvae were cooked by various methods such as hot air dry, oven-broil, roast, pan fry, deep fry, boil, steam, and by microwave. In the physical evaluation of texture, the hardness and fracturability values were highest when larvae were cooked in the microwave. The adhesiveness, springiness, and chewiness values were highest when larvae were boiled. Boiled and steamed larvae had the highest lightness (L value), while oven-broiled larvae had the highest redness (a value) and yellowness (b value) values. Sensory evaluations assessed the appearance, aroma, flavor, and texture of cooked T. molitor larvae. Steamed and boiled larvae sizes were significantly large and the form was well preserved similar to fresh larvae. The moisture heat cooked (steamed and boiled) T. molitor larvae had the aroma and flavor of steamed corn, canned pupa, and boiled mushroom. In case of oven-broiled T. molitor larvae, the aroma and flavor of mealworm oil, seafood, sweet and roasted sesame were higher than in those cooked by other methods. In texture among sensory evaluation, the hardness and crispiness were the highest in the hot air dried and oven-broiled larvae, whereas juiciness was significantly higher in the boiled and steamed. Accordingly, we suggest that oven-broiled T. molitor larva will be prefered by consumer, due to its the rich aroma and flavor.