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- 저자 : Sang Kuk Kang(강상국) (검색결과 4 건)
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박종우(Jong Woo Park),이창훈(Chang Hoon Lee),정찬영(Chan Young Jeong),강상국(Sang Kuk Kang),주완택(Wan-Taek Ju),김성완(Seong-Wan Kim),김남숙(Nam-Suk Kim),권해용(Hae Yong Kweon),김기영(Kee Young Kim) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.11
최근 건강 기능성 식품으로 주목받고 있는 누에는 다양한 품종이 생산되고 있지만, 품종에 따른 기능성의 차이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 농가에서 사육되고 있는 누에의 품종에 따른 항산화활성을 분석하였고, 우수한 항산화 활성을 나타내는 특화 품종으로서의 육성 가능성을 살펴보고자 하였다. 항산화활성의 비교를 위하여 백옥잠, 골든실크, 연녹잠 및 한생잠 등 4개 품종을 사육하고 5령 유충기 3일째 및 7일째 누에에 대하여 물 및 에탄올 추출물을 제작하였다. 그 결과, 물을 이용한 5령 3일째의 골든실크에서 가장 높은 추출 수율이 나타냈으나 총 페놀화합물과 및 플라보노이드 함량은 각각 5령 3일째 연녹잠의 물 추출물(86.11±4.04μg/mg of gallic acid equivalent) 및 70% (v/v) 에탄올 추출물(46.70±2.81 μg/mg quercetin equivalent)에서 가장 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능 분석에서 백옥잠과 연녹잠이 최대 78%의 라디칼 소거능을 나타냈으며, 연녹잠의 IC50 값은 11.94±1.93 ug/ml이었다. 연녹잠의 최대 SOD 유사 활성은 약 47%로 백옥잠 보다 높았으며, 비타민 C 40 μg/ml 농도의 SOD 유사 활성 45%와 유사했다. 아질산염 소거능 분석에서 pH 1.2 조건에서 백옥잠과 연녹잠이 85%로 가장 높게 나타났으며, pH 3.0에서는 백옥잠이 25%, 연녹잠이 20%의 아질산염 소거 활성을 나타냈다. 또한 연녹잠 추출물 48 μg/ml 농도의 환원력은 0.7 abs 수준으로 gallic acid 3.6 μg/ml 농도의 환원력과 유사한 수준으로 4개 품종 중 가장 우수했다. 이와 같은 결과를 종합해 볼 때 항산화 활성 지표 분석에서 공통적으로 우수한 성적을 보인 5령 3일째의 연녹잠이 항산화 활성이 우수한 품종으로 육성하기에 적합할 것으로 판단된다. Although varieties of silkworms, which have recently attracted attention as a health functional food, are being produced, studies on the differences in the functionality of different silkworm varieties are insufficient. Therefore, in this study, the antioxidant activities of different silkworm breeds bred in domestic farms were analyzed, and the potential for their cultivation as specialized varieties with excellent antioxidant function was investigated. To compare antioxidant activity, four varieties of silkworms, white Bakokjam, Golden silk, Yeonokjam, and Hanseongjam, were bred; water and ethanol extracts of these silkworms were prepared on the 3rd and 5th days of the 5th instar larval stage. The highest extraction yield was seen for the water extract from the Golden silk variety on the 3rd day of the 5th instar; the highest total phenolic compound and flavonoid contents were observed for the water extract (86.11±4.04 μg/mg GE) and 70% (v/v) ethanol extract (46.70±2.81 μg/mg QE). Bakokjam and Yeonokjam exhibited DPPH radical scavenging activity of up to 78% and showed the highest nitrite scavenging activity (85%) at pH 1.2. The maximum SOD-like activity of Yeonokjam was about 47%. Furthermore, 48 μg/ml of the Yeonokjam extract showed a reducing power of 0.7 abs, which was the best among the four varieties. Considering these results, the Yeonokjam (on the 3rd day of the 5th instar) had antioxidant activity and represents a silkworm cultivar that would be suitable for cultivation as a health food.
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박종우(Jong Woo Park),정찬영(Chan Young Jeong),이창훈(Chang Hoon Lee),강상국(Sang Kuk Kang),주완택(Wan-Taek Ju),김성완(Seong-Wan Kim),김남숙(Nam-Suk Kim),김기영(Kee Young Kim) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.8
돼지 설사병은 부종병과 함께 양돈 농가에 막대한 경제적 손실을 입히는 가축질병으로 알려져 있으며, 병원성 대장균의 증식에 의하여 설사 및 대장균 생성 독소에 의한 부종병이 동반된다. 본 연구에서는 항균펩타이드를 포함하는 면역유도누에의 조추출물을 이용하여 돼지 설사 및 부종을 유발하는 F4+ 및 F18ab+ 대장균의 사균체를 제작하고 사균백신으로서 이용가능성을 검토하였다. 면역유도누에 추출물의 항균활성을 환확산법을 통해 분석한 결과 F4+ 및 F18ab+ 대장균에 대하여 높은 활성을 나타내었으며, 평판계수법을 이용하여 대장균의 사균체 생산 효율을 분석한 결과 50 ㎎/ml의 농도를 4℃에서 처리했을 때 가장 높게 나타났다. 또한 제작된 사균체에 대해서 투과전자현미경을 이용하여 분석한 결과 세포질은 유출되고 세포막만이 남아있는 대장균이 확인되었다. 따라서 면역유도누에 추출물을 이용하여 제작된 F4+ 및 F18ab+ 대장균은 부종병 예방을 위한 사균백신으로서 이용가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. Swine diarrhea is a livestock disease that causes huge economic losses to pig farms. In general, diarrhea occurs because of the proliferation of pathogenic Escherichia coli (E. coli). The toxins produced by the proliferated E. coli cause edema in pigs. Although the proliferation of these coliforms can be prevented by using a vaccine, the vaccines containing chemically produced dead bacteria are not very effective, making it difficult to control the proliferation of E. coli. Therefore, there is a need to develop new, more effective vaccines. In this study, we prepared killed F4+ and F18ab+ E. coli, which induce diarrhea and edema in pigs, using the extracts of immune-induced silkworms containing antimicrobial peptides and examined their availability as a killed-bacteria vaccine. First, the antimicrobial activity analysis of the prepared immune-induced silkworm extract was conducted using the radial diffusion assay. The results showed high activity against both F4+ and F18ab+ E. coli. The production efficiency of E. coli dead cells was determined using the colony-counting method. The concentration of the E. coli dead cells was the highest (50 ㎎/ml) when treated at 4℃. In addition, the analysis of the prepared dead cells using a transmission electron microscope confirmed that E. coli leaked out of the cytoplasm and the cell membrane remained intact. Therefore, F4+ and F18ab+ E. coli produced using immune-induced silkworms extract are considered to be highly available as bacterial ghost vaccines that can help prevent swine diarrhea and the resulting edema.
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Artificial Mutation for Silkworm Molecular Breeding Using Gene Scissors
Jeong Won Hong(홍정원),Chan Young Jeong(정찬영),Jeong Hee Yu(유정희),Su-Bae Kim(김수배),Sang Kuk Kang(강상국),Seong-Wan Kim(김성완),Nam-Suk Kim(김남숙),Kee Young Kim(김기영),Jong Woo Park(박종우) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.8
Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR associated protein (Cas)9을 이용하는 유전자 가위 기술은 미래 육종 기술로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 3세대 유전자 가위 CRISPR/Cas9을 이용한 누에 kynurenine 3-monooxygenase (KMO) 유전자 편집을 통한 돌연변이 유발 및 선택 교배를 통하여 유전자의 세대간 전달을 분석하고자 하였다. 유전자 편집을 위하여 누에의 KMO 유전자에 대한 3종의 가이드 RNA를 제작하고, 제작된 gRNA는 Cas9 단백질과 복합체를 형성시켜 누에 세포주(BM-N)에 도입 후 T7 endonucleaseI 분석을 수행하여 최적의 gRNA를 선발하였다. 선발된 K1N gRNA는 누에 유전자를 편집하기 위하여 Cas9 단백질과 복합체를 형성시킨 후 누에 초가 배아에 미세주사하고 사육하였다. 미세주사 후 부화율은 18% 가량으로 낮게 나타났으나 생존한 개체 중 돌연변이 발생율은 60% 이상으로 비교적 높게 나타났다. 돌연변이가 발생된 G0세대의 KMO 유전자는 이형접합자 형태로 나타났으며, 표현형의 변화는 관찰되지 않았다. 하지만 형접합자들 사이의 근친 교배에 의해 탄생한 G1세대 돌연변이에서는 일부에서 알과 눈의 색 변화가 확인되었으며, 변이가 확인된 개체들사이의 근친교배를 통해 생산된 G2세대에서는 모든 개체에서 표현형의 변화가 나타났다. 이러한 결과에 비추어 볼 때, 유전자 가위를 이용한 돌연변이 육종에는 한계가 있으나 전통 교배 육종과 융합을 통하여 육종 기간을 비약적으로 단축시킬 수 있는 곤충 육종 기술로 발전가능성이 높다고 판단된다. Gene editing technology using the clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) and the CRISPR associated protein (Cas)9 has been highly anticipated in developing breeding techniques. In this study, we discuss gene scissors as a tool for silkworm molecular breeding through analysis of Bombyx mori Kynurenine 3-Monooxygenase (BmKMO) gene editing using the CRISPR/Cas9 system and analysis of generational transmission through mutagenesis and selective crossing. The nucleotide sequence of the BmKMO gene was analyzed, and three guide RNAs (gRNAs) were prepared. Each synthesized gRNA was combined with Cas9 protein and then analyzed by T7 endonuclease I after introduction into the BM-N silkworm cell line. To edit the silkworm gene, K1P gRNA and Cas9 complexes were subsequently microinjected into the silkworm embryos; the hatching rate was 18% and the incidence of mutation was 60%. The gene mutation was verified in the heterozygous G0 generation, but no phenotypic change was observed. In homozygotes generated by self-crossing, a mutant phenotype was observed. These results suggest that silkworm molecular breeding using the CRISPR/ Cas9 system is possible and could be an effective way of shortening the time required.
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