한국인과 몽골인에서 나타나는 사립체 DNA의 다형성

김근철(Keun-Cheol Kim),김애진(Ae-Jin Kim),김기정(Ki-Jeong Kim),이광호(Kwang-Ho Lee),박애자(Ae Ja Park),김재현(Jae-Hyun Kim),다스제벡투멩(Dashtseveg Tumen),노맹석(Maengseok Noh),김경용(Kyung-Yong Kim) 대한체질인류학회 2009 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.22 No.1

사립체 DNA는 모계 유전을 하고 세포 내에 존재하는 DNA의 수가 많기 때문에, 집단인류학, 범죄학에서 유용하게 사용되고 있다. 그러나 사립체 DNA 내의 다양한 염기서열 부위에서 다형성(heteroplasmy)이 보고됨에 따라 유전 양상을 이해하는 데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 약 200여 시료의 한국인과 몽골인을 대상으로 사립체 DNA에서 다형성을 조사하였다. 연구방법으로 한국인과 몽골인 혈액을 채취하여 사립체 DNA의 coding region과 control region에 대한 PCR증폭을 통한 염기서열분석을 수행하였다. 그 결과, coding region과 control region에서 각각 5염기부위, 총 10염기부위에서 다형성이 확인되었고, 염기서열의 한 부위 이상에서 다형성이 관찰된 시료는 한국인 6시료와 몽골인 17시료였다. 특히 한국과 몽골을 포함한 동아시아지역에 특이적으로 높게 나타나는 haplogroup D를 결정할 때 중요하게 분석되는 5178염기위치의 경우 총 23시료 중 6시료에서 비교적 많은 다형성이 관찰되었다. 따라서, haplogroup D를 결정할 때 또 다른 염기부위인 4883염기위치를 추가적으로 분석해야 한다고 생각된다. 또한, 다른 haplogroup과 subhaplogroup을 결정하는 염기위치인 204, 4853, 16249 등에서도 다형성이 발견되었다. 따라서, 집단유전학 등의 분야에서 한국인 등의 동아시아인을 대상으로 사립체 haplogroup을 결정할 때 민족 특이적인 여러 SNP염기부위들을 조사함으로써 더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다. As characterization of mitochondrial DNA (mtDNA) shows maternal inheritance and exists as more than thousands copies per cell, it is widely used for population genetics and forensic scientific field. However, mitochondrial DNA study has difficulties because heteroplasmy of mtDNA is being reported from coding and control region. In this study, we have analyzed 200 samples to examine heteroplasmy in mitochondrial DNA of Korean and Mongolian. The control region and coding region in mtDNA of blood from Koreans and Mongolians were analyzed with PCR amplication and sequencing. As a result, several heteroplasmy was observed from total 10 positions including 5 positions in coding region and 5 positions in control region, respectively. Moreover, it showed more than one heteroplasmy in coding region from 6 samples in Korean and 17 samples in Mongolian. Interestingly, heteroplasmy at 5178 position was shown in 6 samples among 23 samples. Considering that the position is important for deciding haplogroup D, we suggest that additional analysis on 4883 position needs for correct haplogrouping. Beside, we also found heteroplasmy in the other positions of 204, 4853, or 16249. Therefore, we suggest that it is required of combinatory analysis on several key nucleotide positions to obtain good results when determining mitochondrial haplogroups.

사립체 DNA의 coding region에서 나타나는 한국인과 몽골인의 호발하는 염기서열변이 비교

김근철(Keun-Cheol Kim),김애진(Ae-Jin Kim),김기정(Ki-Jeong Kim),김재현(Jae-Hyun Kim),노맹석(Maengseok Noh),박애자(Ae Ja Park),다스제벡투멩(Dashtseveg Tumen),이광호(Kwang-Ho Lee),김경용(Kyung-Yong Kim) 대한체질인류학회 2009 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.22 No.1

사립체 DNA 분석을 이용한 분자유전학적 연구가 활발히 진행되고 있지만, DNA 염기서열 중 어떤 염기 위치를 분석하느냐에 따라 분석 결과의 차이가 존재한다. 본 연구는 control region에 비해 비교적 염기서열변이가 적은 coding region을 중점적으로 분석하는 전략을 사용하여 한국인과 몽골인에서 호발하는 염기서열변이를 비교 분석하였다. 재료는 한국인 112명과 몽골인 92명의 혈액시료에서 추출한 사립체 DNA를 이용하였으며, PCR 증폭 후 염기서열을 분석하였다. 그 결과 한국인과 몽골인에서 공통적으로 나타난 염기서열변이는 총 17부위였으며, 한국인에서만 나타난 변이는 13부위, 몽골인에서만 보이는 변이는 26부위였다. 한국인과 몽골인에서 호발하는 변이 중 대부분은 한, 두 시료에서 나타났기 때문에 개체간 변이일 것으로 생각된다. 반면, 한국인에서만 나타나는 변이 중 10397염기위치나 4850염기위치는 9% 정도의 변이율을 보였으며, 몽골인에서만 보여지는 변이 중 5108, 9950염기위치는 12.3%와 15%로 나타났고, 3546, 3553염기위치에서는 높은 비율로 다형성이 나타났다. 따라서 더 많은 시료들을 대상으로 추가적인 연구들이 이루어진다면, 이러한 염기위치들이 한국인과 몽골인 간의 유전적인 유연관계를 세분화할 때 유용한 마커로 이용될 수 있을 것으로 사료된다. Even though mitochondrial DNA analysis is performed in the field of molecular genetics, differences of the results exist regarding which nucleotide positions are analyzed. In this study, we strategically analyzed to find ethnic specific SNP of coding regions of mitochondrial DNA of Korean and Mongolian. Mitochondrial DNA was analyzed with PCR amplification and sequencing with 112 blood samples of Korean and 92 blood samples of Mongolian. As a result, the mutation which commonly appears both in Korean and Mongolian population is 17 nucleotide positions, and the one that shown in the only Korean is 13 nucleotide positions, the one that shown in the only Mongolian 26 nucleotide positions. However, it was thought as individual variation as most mutations are shown in a sample. Among them, it appears as 9% substitution rate in 10397, 4850 nucleotide position of Korean, whereas 12.3% or 15% substitution rate in 5108, 9950 nucleotide positions of Mongolian, respectively. Beside, we observed high level of heteroplasmy in 3546, 3553 nucleotide positions. Therefore, we suggest that these regions might be novel genetic markers for dividing mitochondrial haplogroup of Korean and Mongolian population, but additional analysis needs on several nucleotide positions in huge samples as analyzing on restricted nucleotide positions using restricted DNA samples.

Pectinase 처리 전후의 현미의 물리적 변화 분석

피경태(Kyung-Tae Pih),김근철(Keun-Cheol Kim) 한국생명과학회 2013 생명과학회지 Vol.23 No.4

현미에는 탄수화물 뿐 아니라 비타민, 미네랄 등과 같은 영양성분이 함유되어 있다. 현미는 당뇨 등과 같은 질환관리에 매우 유용하지만, 취반 등의 어려움 등으로 대중적인 소비가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 현미표면에 풍부한 섬유소를 제거하기 위해 분해 효소를 이용하는 가공 방법의 가능성을 수행하였다. 일정시간 물에 담근 후 현미의 무게 변화를 측정하였을 때, 대조군 또는 collagenase 가공한 현미에 비해 pectinase 가공한 현미의 무게가 심하게 증가하는 것을 알 수 있었다. 수용액에서 현미를 침지한 후 pectinase를 처리하면 현미의 미강 부분이 거칠어지고, 미세한 구멍이 형성되는 것을 전자현미경 관찰을 통하여 확인하였다. 또한 이러한 pectinase를 이용한 현미 가공에도 불구하고 현미고유의 영양성분은 거의 완벽하게 보존되고 있음을 알 수 있었다. 한편, pectinase 가공 전후의 현미를 대상으로 수분 흡수력, 녹말 반응도의 차이를 조사하였을 때, pectinase처리 현미에서 높은 수분흡수력, 녹말 반응도가 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 기존의 현미 도정 방법에 비해 pectinase 처리에 의해 현미 가공방법은 영양성분이 보존될 뿐 아니라 식감, 미감 등에서 우수한 가공방법임을 제시할 수 있다. Brown rice (Oryza sativa) is rich in nutrients, including dietary fiber, vitamins, minerals, and other unmeasured constituents, as well as carbohydrates. Brown rice is an applicable staple for chronic diseases, such as diabetes and hyperlipidemia, but it is not commonly used in dietary management due to several reasons. In this study, we investigated the possibility of using digestive enzymes to process brown rice. When the weight of the brown rice was measured after packing in the same volume of water, it was increased in pectinase-treated brown rice compared to control or collagenase-treated brown rice. Using SEM analysis, we observed huge scratches and nanopores on the surface of the brown rice after the pectinase treatment, but the nutritional components were preserved. We also analyzed the water adsorption rate and performed a starch reaction assay to examine the physical changes after the pectinase treatment. The pectinase-treated brown rice showed a higher water adsorption rate and a faster starch reaction than the nontreated brown rice. These results suggest that digestive enzymes like pectinase can aid the nutritional preservation of brown rice and improve its taste.

생물정보 프로그램을 활용한 SETDB1 유전자 프로모터 클로닝

노희정(Hee-Jung Noh),김근철(Keun-Cheol Kim) 한국생명과학회 2014 생명과학회지 Vol.24 No.1

진핵세포의 유전자 발현은 genomic DNA 부위의 프로모터라고 불리우는 지역에 전사인자와 RNA 중합효소가 자리하면서 시작되는 기작이다. 유전자 내의 프로모터를 동정하는 여러종류의 실험 방법들이 있지만, 많은 시간과 노동력이 요구되어진다. 본 연구에서는 Ensembl, NCBI, CpG plot 등과 같은 생물정보학 관련 프로그램들을 활용하여 SETDB1 유전자의 프로모터를 동정하여 클로닝하고자 하였다. PCR 증폭을 수행한 후 얻은 약 2 kb DNA 조각을 SETDB1-P1이라 명명하였으며, PCR 산물은 TA 벡터로 클로닝 후 확인하였으며, 이를 다시 제한 효소 절단을 통하여 pGL3-luc 벡터로 클로닝하였다. 클로닝된 pGL3-SETDB1-P1-luc 플라스미드를 H1299 폐암세포주에 transfection 시킨 후 여러 가지 항암제를 처리하였을 때, taxol, 5-FU, doxorubicin 처리군에서 SETDB1 프로모터 활성이 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 웨스턴 블롯 및 RT-PCR 실험을 통해 항암제 처리 후 SETDB1 유전자 발현이 조절됨을 확인하였다. 그러므로 bioinformatics 프로그램을 통한 프로모터 동정 및 클로닝 방법을 다른 유전자들에도 적용시킨다면, 유전자 발현 연구에 매우 유용할 것으로 사료된다. Eukaryotic gene expression is an important process, which is initiated by several transcription factors and RNA polymerases that occupy the promoter region of genomic DNA. Although there are many experiments to identify the promoter region in a gene, it is time and labor consuming to finalize it. In this study, we utilized bioinformatic programs, including Ensembl, NCBI, and CpG plots, to identify the cloning promoter region in SETDB1 genomic DNA. We performed PCR amplification to obtain the SETDB1 promoter on an approximately 2 kb region upstream from the TSS named SETDB1-P1. The PCR product was ligated with TA cloning vectors, and we confirmed the insert size using restriction enzyme digestion. Sequentially, the insert was subcloned into a pGL3-luc vector to produce pGL3-SETDB1- P1-luc and then confirmed by DNA sequencing. We also obtained a fragmented PCR product called P2 and P3 and performed a luciferase assay using pGL3-SETDB1-P1-luc transfection. We found that several anticancer drugs, including taxol, 4-FU, and doxorubicin, decreased the promoter activity of SETDB1. We obtained consistent data on the regulation of SETDB1 gene expression after anticancer drug treatment using Western blot analysis and RT-PCR. Our results suggest that promoter cloning of the human SETDB1 gene utilizing bioinformatics is a very useful and timesaving approach to study gene expression.

부저병 원인균 Paenibacillus larvae 특이 유전자 분석을 통한 진단마커 발굴

나한흠(Han-Heom Na),김근철(Keun-Cheol Kim) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.1

부저병이란 Paenibacillus larvae감염에 의하여 꿀벌 유충의 괴사를 유도하는 질병이다. 우리나라에서는 2008년 봄, 국내에 처음으로 대량 발병 사례가 보고되었으며, 지속적인 2차 피해로 큰 후유증을 앓고 있다. 본 연구에서는 부저병을 효율적으로 관리할수 있는 진단방법을 조사하고자 하였다. 따라서 부저병의 원인균인 P. larvae에서 특이적으로 발현되고 있는 유전자들을 동정하고자 하였으며, 이 유전자들은 주로 부저병균의 독성을 유발하는 것으로 알려진 Toxin1, Toxin2A & 2B, SplA, CBP49, SevA&SevB 들이다. 이들은 1차 PCR 에서는 검출하기 어려웠지만, 2차 nested PCR방법을 이용하여 검출이 용이함을 알 수 있었다. 한편 여러가지 식물 추출물을 혼합한 배지에서 부저병균을 배양하였을 때, 부저병균의 성장저해와 일치하게 우리가 검증한 유전자들의 발현이 감소하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 부저병 원인균의 특이 유전자들은 향후 PCR진단마커로서 활용 가능성이 있을 것으로 사료된다. Foulbrood disease is infected by Paenibacillus larvae on larval stage of honeybee, and is lethal disease to result in population death. This disease was manifested in 2008 in Korea, is still suffered by the secondary damages. In this study, we are to examine diagnostic PCR approaches to manage the Foulbrood disease. PCR amplification of 16S rRNA is generally using for microbial infection, but the specificity is little poor for the correct diagnosis. Therefore, we are to identify specific genes expressed in Paenibacillus larvae, and perform PCR analysis. We selected five distinct genes from literature references. Those genes are commonly known as toxic genes for host infection, and include Toxin1, Toxin2A & 2B, SplA, CBP49, and SevA&SevB. PCR amplification for these genes is difficult to detect at the first time. So, we performed the second PCR using the first PCR product as a template. This approach using the nested PCR was very useful for detecting large marker genes. When Paenibacillus larvae was cultured in the medium containing plant extracts, PCR amplification of the identified genes is correlated with the microbial growth inhibition. Therefore, these results suggest that the identified genes might be useful to study diagnostic PCR markers for honeybee Foulbrood disease.

Quantitative Analyses of Cells using Photoshop after the H&E Staining of the Synovia of Osteoarthritis and Rheumatoid Arthritis Patients

Jin-Ah Park(박진아),Keun-Cheol Kim(김근철) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.8

활막조직은 관절부위에 존재하는 비연골성의 얇은 세포층으로 구성되어 있으며, 류마티스 관절염 등에서 활성화 되어진다. 우리는 골관절염(n=8)과 류마티스 관절염(n=5)에서 유래한 활막조직을 대상으로 활막조직내의 세포를 정량화하고 세포성분들을 비교 분석하고자 하였다. 활막조직을 H&E 염색한 후 광학현미경으로 관찰하였을때 류마티스 관절염의 활막조직은 골관절염에 비해 형태적으로 두터워졌으며 비후된 양상이었다. 또한 CD68, CD90, PGP9.5 등과 마커들을 이용하여 IHC 분석을 수행한 결과 활막조직의 내막층과 내막하층에 존재하는 세포들을 특성을 분한 결과 내막층에는 대식세포가 집중적으로 분포하며, 내막하층에는 대식세포와 섬유아세포 유사활막세포(FLS)가 존재한다는 사실을 알 수 있었다. H&E 이미지를 포토샵 프로그램을 이용하여 반전시켜 내막층과 내막하층 부위별로 세포계수 및 세포층계수를 수행하였다. 내막층 분석 결과 류마티스 관절염의 활막조직의 골괄절염보다 대식세포의 수와 층이 현저하게 증가된 것을 확인할수 있었다. 또한 류마티스 관절염의 활막조직의 내막하층분석결과 섬유아세포 유사 활막세포의 수적인 증가를 계수 할수 있었다. 또한 류마티스 관절염의 경우 활막의 비후가 심하기 때문에 혈관의 위치가 내막층으로부터 상대적으로 멀리 위치하고 있음을 알 수 있었다. 그러므로 H&E 염색 이미지의 포토샵 분석을 이용한 골관절염과 류마티스 관절염 활막조직에 대한 정량 분석방법은 류마티스 관절염의 발병과정에서 세포들이 활성화된다는 사실을 증명하는데 유용할 것으로 사료된다. Synovium is the soft tissue that lines the non-cartilaginous surfaces within joints. It has been reported that synovial cells are activated during the pathogenesis of rheumatoid arthritis. In this study, we quantitate and compare the cellular composition of synovia derived from individuals with non-inflammatory osteoarthritis (OA) and those with inflammatory rheumatoid arthritis (RA). Synovia from OA (n=8) and RA (n=5) patients were used for hematoxylin and eosin (H&E) staining. A light microscopic examination has shown that RA synovia were morphologically thickened and hypertrophied as compared to OA synovia. We also performed an immunohistochemistry (IHC) analysis to classify cell types in the synovia using CD68, CD90, or PGP9.5 markers. As a result, we obtained quantitative data regarding the cell populations, which are macrophages in the lining layer and FLSs in the subintimal layer of the synovium. Further Photoshop analyses of the H&E images could allow the counting of the number and layer of the cells in the synovium. The number and layers of the macrophage cells were increased in the lining layer of the RA synovia as compared to the OA synovia. FLS cells also were increased in the subintimal layer of RA synovia. Therefore, quantification of the H&E stained images via Photoshop is a possible analysis protocol for synovium study. This quantitation also supports the idea that the increases in cell number and cell activation are important processes for RA pathogenesis.

SETDB1 genomic DNA 를 표적하는 TALEN construct 제작 및 분석

노희정(Hee-Jung Noh),강윤성(Yoonsung Kang),김근철(Keun-Cheol Kim) 한국생명과학회 2014 생명과학회지 Vol.24 No.12

TALEN은 특정유전자를 표적 하여 knock-out 시킬 수 있는 새로운 개념의 유전자 클로닝 방법이다. TALEN 플라스미드에는 DNA binding 도메인과 Fok1 절단효소 기능이 융합되어 있기 때문에, genomic DNA 의 어느 부위라도 결합할 수 있고, 표적 염기서열을 절단하여 유전자 돌연변이를 유도할 수 있다. 본 연구에서 우리는 SETDB1 HMTase 유전자의 단백질 개시코돈과 프로모터 -25 upstream 부위를 표적 하는 두 종의 TALEN constructs 를 제작하였다. 이를 위하여 두 단계의 클로닝이 진행되었다. 첫 번째는 모듈벡터에서 pFUS배열벡터로 표적서열을 옮겨 콜로니 PCR을 통해 smear밴드와 Esp1 제한 효소를 이용하여 약 1 kb의 insert가 들어 있음을 확인하였다. 두 번째는 배열 벡터로부터 TALEN 발현벡터로 옮기는 과정을 진행하였으며, 염기서열분석을 통해 확인하였다. 그 결과 최초의 고안된 모듈벡터 서열들이 약 100 bp 간격으로 배열되어 있음을 확인하였다. 제작된 TALEN-DBEX2 construct는 transfection을 통해 SETDB1의 발현이 사라지는 것을 확인하였고, T7E1 분석을 통하여 표적부위에서 돌연변이가 발생하였음을 추정할 수 있었다. 한편, TALEN-DBPR25 transfection을 통하여서도 SETDB1의 발현이 감소하는 현상을 확인 하였다. DBEX2, DBPR25를 이입시킨 HeLa 세포에서 세포 형태가 길어지는 현상을 관찰할 수 있었다. 그러므로 단백질 개시코돈 또는 -25 upstream을 표적 하는 TALEN knock-out 방법은 SETDB1 유전자의 기능연구에 매우 유용하다고 사료된다. TALEN is a newly developed gene engineering method to knock out specific genes. It contains a DNA binding domain and a Fok1 nuclease domain in the TALEN plasmid. Therefore, the engineered TALEN construct can bind to any region of genomic DNA and cut the target nucleotide, thereby inducing mutation. In this study, we constructed two TALEN constructs targeted to a protein initiation codon (DBEX2) or the 25th upstream region (DBPR25) to enable mRNA synthesis of SETDB1 HMTase. We performed the TALEN cloning in two steps. The first step was from module vectors to pFUS array vectors. We confirmed successful cloning with a colony PCR experiment and Esp31 restriction enzyme digestion, which resulted in a smear band and a 1 Kb insert band, respectively The second step of the cloning was from a pFUS array vector to a mammalian TALEN expression vector. The engineered TALEN construct was sequenced with specific primers in an expression vector. As expected, a specific array from the module vectors was shown in the sequencing analysis. The specific module sequences were regularly arrayed in every 100 bp, and SETDB1 expression totally disappeared in the TALEN-DBEX2 transfection. PCR amplification targeting of DBEX2 was performed, and the PCR product was digested with a T7E1 restriction enzyme. The expression of SETDB1 was down-regulated in the TALEN-DBPR25 transfection. Morphological changes were also observed in the two TALEN constructs with transfected HeLa cells. These results suggest that the engineered TALEN constructs in two strategic approaches are very useful to knock-out of the SETDB1 gene and to study gene function.

사람 핵DNA로부터 FosB 유전자 프로모터 클로닝 및 활성도 분석

나한흠(Han-Heom Na),강윤성(Yoonsung Kang),김근철(Keun-Cheol Kim) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.8

FosB (FBJ murine osteosarcoma viral oncogene homolog B) 유전자는 사람의 19번 염색체에 위치하고 있으며 약 43 KD의 단백질을 코딩하며, 발생 및 분화과정, 개체 유지, 발병 진행 등을 조절한다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 바이오 마커 등의 가능성이 있다고 보고된 FosB 유전자의 프로모터를 클로닝하여 활성도를 분석하고자 하였다. FosB genomic DNA 서열을 확인한 결과, TSS upstream 방향의 약 1 Kb 안쪽 부위에 FosB 유전자 발현을 위한 중요한 요소들이 있을 것으로 추정하였고, 따라서 FosB genomic DNA의 upstream -1,555 부위부터 exon 1의 +73까지 부위에 대한 PCR 증폭을 수행하였다. 또한 클로닝 성공을 높이기 위하여 일차로 TA-1<SUP>st</SUP>FosBp plasmid를 얻은 후, 다시 TA-1stFosBp plasmid를 template로 Kpn1과 Nhe1 제한 효소 절단부위를 프라이머에 삽입한 후 제작하여 2차 PCR을 수행하였으며, TA-2<SUP>nd</SUP>FosBp 플라스미드를 제작한 후 제한 효소로 절단하여 pGL3-luc vector로 subcloning하였다. 제작된 pGL3-FosBp-luc를 이용하여 항암제에 대한 활성도를 분석하고자 A549 사람 폐암세포주에 pGL3-FosBp-luc 플라스미드를 transfection 한 후 luciferase 활성도 분석을 수행하였다. Luciferase 활성도 증가는 doxorubicin, taxol 등을 처리한 후 단백질 발현 양상과 비교 하였을 때도 일치되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러므로 FosB프로모터 클로닝은 향후 유전자 발현 연구, 마커분석 등에 유용할 것으로 사료된다. The FBJ murine osteosarcoma viral oncogene homolog B (FosB) gene is located at chromosome 19, and encodes 43 Kda protein. Functionally, the FosB gene is important for differentiation, development, and pathogenesis. Furthermore, the FosB gene is suggested as possible biomarker for tracing disease prognosis. In this study, we constructed plasmid containing a FosB promoter region and evaluate its promoter activity. We analyzed the putative promoter region in FosB genomic DNA using bioinformatics program, and we found important regulatory elements in 1 Kb upstream from transcription start site (TSS). Therefore, we performed polymerase chain reaction (PCR) amplification on region from-1,555 upstream to +73 of the FosB genomic DNA, and PCR product was inserted into TA vector to create the TA-1stFosBp plasmid. We then prepared the primer sets, which contain a restriction enzyme site for Kpn1 and Nhe1, in order to reinsert into the TA vector to prepare TA-2<SUP>nd</SUP> FosBp plasmid. It was finally subcloned into pGL3-luc vector after enzyme cutting. To evaluate whether the cloned plasmid is useful in cell based experiment, we performed luciferase assay with pGL3-FosBp-luctransfection. FosB promoter activity was increased compared to empty vector, and this activity was significantly increased by treatment of doxorubicin and taxol. We obtained consistent data on regulation of FosB gene expression after anticancer drug treatment using Western blot analysis. The results suggest that promoter cloning of the human FosB gene is very useful for studying gene expression and analyzing biomarkers.

강화플라스틱선의 협동화 생산시스템 운용을 위한 표준화 연구

나승수(Seung-Soo Na),김영훈(Young-Hun Kim),김근철(Keun-Cheol Kim) 대한조선학회 2005 大韓造船學會 論文集 Vol.42 No.3

암종양유전자 SETDB1과 FosB 발현에 대한 p53의 음성 조절기작

윤현지(Hyeon Ji Yun),나한흠(Han-Heom Na),김근철(Keun-Cheol Kim) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.12

암세포에 항암제를 처리하게 되면, 세포증식, 이동성 또는 약물 내성과 관련된 많은 유전자들의 발현 변화가 발생하며, 유전자 발현 변화는 상호간의 조절 네트워크에 의해 밀접하게 연결될 수도 있다고 추측된다. 본 연구에서 p53 유전자 유무가 다른 A549와 H1299 인간 폐암세포에 독소루비신을 처리하면, 원종양유전자인 FosB의 발현은 증가하지만, 원종양유전자인 SETDB1의 발현은 감소하지만, 단백질 발현의 양적인 차이가 발생한다는 사실을 알 수 있었다. TF motif binding 분석 프로그램을 이용하여 SETDB1과 FosB 프로모터지역에서의 p53단백질의 결합가능성을 분석한 결과, SETDB1의 경우 18부위, FosB의 경우 21 부위의 p53 결합부위를 예측할 수 있었다. SETDB1과 FosB 프로모터의 subcloning하여 luciferase 분석을 수행한 결과, p53은 SETDB1과 FosB을 음성적으로 조절한다는 사실을 알 수 있었다. 또한, H1299 세포에 p53의 과발현은 SETDB1 과 FosB의 발현을 감소시킬 수 있음을 RT-PCR, western blot, qPCR, 면역염색 실험을 통해 확인하였다. 이러한 결과를 종합하여 본다면, p53에 의한 SETDB1과 FosB 유전자 발현 조절은 항암제 처리과정에서 나타나는 암세포의 사멸과 생존에 대한 기능적 조절 네트워크로 사료된다. Treatment with anticancer drugs changes the expression of multiple genes related to cell proliferation, migration, and drug resistance. These changes in gene expression may be connected to regulatory networks for each other. This study showed that doxorubicin treatment induces the expression of oncogenic FosB and decreases the expression of oncogenic SETDB1 in A549 and H1299 human lung cancer cells, which are different in tumor suppressor p53 status. However, a small difference was detected in the quantitative expression of those proteins in the two kinds of cells. To examine the potential regulation of SETDB1 and FosB by p53, we predicted putative p53 binding sites on the genomic DNA of SETDB1 and FosB using a TF motif binding search program. These putative p53 binding sites were identified as 18 sites in the promoter regions of SETDB1 and 21 sites in the genomic DNA of FosB. A luciferase assay confirmed that p53 negatively regulated the promoter activities of SETDB1 and FosB. Furthermore, the results of RT-PCR, western blot, qPCR, and immunostaining experiments indicated that the transfection of exogenous p53 decreases the expression of SETDB1 and FosB in H1299 cells. This indicates that p53 negatively regulates the expression of SETDB1 and FosB at the transcriptional level. Collectively, the downregulation of SETDB1 and FosB by p53 may provide functional networks for apoptosis and for the survival of cancer cells during anticancer drug treatment.