Utilizing cell-free DNA to validate targeted disruption of MYO7A in rhesus macaque pre-implantation embryos

Junghyun Ryu,Fernanda C. Burch,Emily Mishler,Martha Neuringer,Jon D. Hennebold,Carol Hanna The Korean Society of Animal Reproduction and Biot 2022 한국동물생명공학회지 Vol.37 No.4

Direct injection of CRISPR/Cas9 into zygotes enables the production of genetically modified nonhuman primates (NHPs) essential for modeling specific human diseases, such as Usher syndrome, and for developing novel therapeutic strategies. Usher syndrome is a rare genetic disease that causes loss of hearing, retinal degeneration, and problems with balance, and is attributed to a mutation in MYO7A, a gene that encodes an uncommon myosin motor protein expressed in the inner ear and retinal photoreceptors. To produce an Usher syndrome type 1B (USH1B) rhesus macaque model, we disrupted the MYO7A gene in developing zygotes. Identification of appropriately edited MYO7A embryos for knockout embryo transfer requires sequence analysis of material recovered from a trophectoderm (TE) cell biopsy. However, the TE biopsy procedure is labor intensive and could adversely impact embryo development. Recent studies have reported using cell-free DNA (cfDNA) from embryo culture media to detect aneuploid embryos in human in vitro fertilization (IVF) clinics. The cfDNA is released from the embryo during cell division or cell death, suggesting that cfDNA may be a viable resource for sequence analysis. Moreover, cfDNA collection is not invasive to the embryo and does not require special tools or expertise. We hypothesized that selection of appropriate edited embryos could be performed by analyzing cfDNA for MYO7A editing in embryo culture medium, and that this method would be advantageous for the subsequent generation of genetically modified NHPs. The purpose of this experiment is to determine whether cfDNA can be used to identify the target gene mutation of CRISPR/Cas9 injected embryos. In this study, we were able to obtain and utilize cfDNA to confirm the mutagenesis of MYO7A, but the method will require further optimization to obtain better accuracy before it can replace the TE biopsy approach.

Assessment of a algorithms to compute a resultant for the implicitization of a parametric curve

Junghyun Ryu,Deok-Soo Kim,Youngsong cho,Dongsoo Cho 대한산업공학회 1998 대한산업공학회 추계학술대회논문집 Vol.1998 No.10

Curvature tailoring of unsymmetric laminates with an initial curvature

Ryu, Junghyun,Kong, Jung-Pyo,Kim, Seung-Won,Koh, Je-Sung,Cho, Kyu-Jin,Cho, Maenghyo SAGE Publications 2013 Journal of composite materials Vol.47 No.25

<P>An unsymmetric laminated composite having bi-stability is interesting as a morphing structure because it can sustain large deformation without energy supply and the deformed state is stable. Especially, inducing different curvature values at each stable state is important for the practical application of unsymmetric laminates. In this study, we propose a method for tailoring the curvature of unsymmetric cross-ply laminates by curing the composite on a curved tool plate. The results show that the final normal curvature tensor of unsymmetric laminates is the summation of the tool plate curvature tensor and the normal curvature tensor of the laminates.</P>

Nuclear Transfer using Human CD59 and IL-18BP Double Transgenic Fetal Fibroblasts in Miniature Pigs

Junghyun Ryu,Minjeong Kim,Jin Seop Ahn,Kwang Sung Ahn,Hosup Shim 한국수정란이식학회 2016 한국동물생명공학회지 Vol.31 No.1

Xenotransplantation involves multiple steps of immune rejection. The present study was designed to produce nuclear transfer embryos, prior to the production of transgenic pigs, using fibroblasts carrying transgenes human complement regulatory protein hCD59 and interleukin-18 binding protein (hIL-18BP) to reduce hyperacute rejection (HAR) and cellular rejection in pig-to-human xenotransplantation. In addition to the hCD59-mediated reduction of HAR, hIL-18BP may prevent cellular rejection by inhibiting the activation of natural killer cells, activated T-cell proliferation, and induction of IFN-γ. Transgene construct including hCD59 and ILI-18BP was introduced into miniature pig fetal fibroblasts. After antibiotic selection of double transgenic fibroblasts, integration of the transgene was screened by PCR, and the transgene expression was confirmed by RT-PCR. Treatment of human serum did not affect the survival of double-transgenic fibroblasts, whereas the treatment significantly reduced the survival of non-transgenic fibroblasts (p<0.01), suggesting alleviation of HAR. Among 337 reconstituted oocytes produced by nuclear transfer using the double transgenic fibroblasts, 28 (15.3%) developed to the blastocyst stage. Analysis of individual embryos indicated that 53.6% (15/28) of embryos contained the transgene. The result of the present study demonstrates the resistance of hCD59 and IL-18BP double-transgenic fibroblasts against HAR, and the usefulness of the transgenic approach may be predicted by RT-PCR and cytolytic assessment prior to actual production of transgenic pigs. Further study on the transfer of these embryos to surrogates may produce transgenic clone miniature pigs expressing hCD59 and hIL-18BP for xenotransplantation.

Nuclear Transfer using Human CD59 and IL-18BP Double Transgenic Fetal Fibroblasts in Miniature Pigs

Ryu, Junghyun,Kim, Minjeong,Ahn, Jin Seop,Ahn, Kwang Sung,Shim, Hosup The Korean Society of Embryo Transfer 2016 한국동물생명공학회지 Vol.31 No.1

Xenotransplantation involves multiple steps of immune rejection. The present study was designed to produce nuclear transfer embryos, prior to the production of transgenic pigs, using fibroblasts carrying transgenes human complement regulatory protein hCD59 and interleukin-18 binding protein (hIL-18BP) to reduce hyperacute rejection (HAR) and cellular rejection in pig-to-human xenotransplantation. In addition to the hCD59-mediated reduction of HAR, hIL-18BP may prevent cellular rejection by inhibiting the activation of natural killer cells, activated T-cell proliferation, and induction of $IFN-{\gamma}$. Transgene construct including hCD59 and ILI-18BP was introduced into miniature pig fetal fibroblasts. After antibiotic selection of double transgenic fibroblasts, integration of the transgene was screened by PCR, and the transgene expression was confirmed by RT-PCR. Treatment of human serum did not affect the survival of double-transgenic fibroblasts, whereas the treatment significantly reduced the survival of non-transgenic fibroblasts (p<0.01), suggesting alleviation of HAR. Among 337 reconstituted oocytes produced by nuclear transfer using the double transgenic fibroblasts, 28 (15.3%) developed to the blastocyst stage. Analysis of individual embryos indicated that 53.6% (15/28) of embryos contained the transgene. The result of the present study demonstrates the resistance of hCD59 and IL-18BP double-transgenic fibroblasts against HAR, and the usefulness of the transgenic approach may be predicted by RT-PCR and cytolytic assessment prior to actual production of transgenic pigs. Further study on the transfer of these embryos to surrogates may produce transgenic clone miniature pigs expressing hCD59 and hIL-18BP for xenotransplantation.

직교 적층 쌍안정 복합재의 원통형상 형판을 이용한 곡률 제어 및 해석

류정현(Junghyun Ryu),이종구(Jonggu Lee),김승원(Seung-Won Kim),고제성(Je-Sung Koh),조규진(Kyu-Jin Cho),조맹효(Maenghyo Cho) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.10

Curing the bi-stable plate on the curved tool-plate is an attractive process in order to tailor the final curvature of unsymmetric laminates since there is no extra complicated process needed. Especially, in the case of cross-ply laminates, cylinder shape tool-plate shows additional advantages for curvature tailoring because final cured curvatures are controllable. Green-Lagrangian nonlinear strain field is assumed, which is based on Kirchoff-Love thin plate assumption. Unknown coefficients in the strain field are determined by minimizing the strain energy. We propose the explicit approximation method based on the fact that final shape of unsymmetric laminate is cylinder. The proposed approximation solutions are compared with the results of conventional strain energy minimization method and experiments for verification.

3차원 침투해석에 의한 균열된 복통의 안정성 평가

류정현 ( Junghyun Ryu ),이달원 ( Dalwon Lee ),이영학 ( Younghak Lee ),허준 ( Jeon Heo ),김철한 ( Cheolhan Kim ),심재웅 ( Jaewoong Shim ),윤보라 ( Bora Yun ),김민기 ( Mingi Kim ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

최근 기후변화의 영향으로 과거보다 강우가 집중되는 현상이 증가하고 있고, 이러한 기상 변화는 비교적 침투에 취약한 농업용 저수지의 구조적 안정성에 큰 위협을 줄 수 있다. 특히 국내엔 축조된 지 50년이 경과한 저수지가 82%에 이르고 있으며, 이러한 노후저수지는 장기간 내부에서 발생하는 침식으로 인해 내구성이 저하되어 파이핑 가능성이 높으며 누수의 진행 과정을 관찰하기 어렵다는 점에서 잠재적인 붕괴위험성을 가지고 있다. 또한 복통에서의 내부침식 과정은 시간에 의존한다는 특징 때문에 사전방지 할 수 있는 방법은 제한적이라 현재까지는 인력 또는 촬영장비에 의해 복통내의 누수현상의 조사결과를 근거로 복통을 부분 혹은 전체 보수하는 방법이 채택되고 있다. 따라서 본 연구에서는 균열 발생 위치별 조건과 보강방법의 설치조건에 따른 3-D 침투해석을 통해 침윤선 분포, 공극수압 변화, 동수경사에 의한 안전율을 분석하여 복통균열 발생으로 인한 제체의 안정성을 평가함과 동시에 균열에 의한 내부침식 가능성을 사전에 저감하는 보강공법에 대하여 비교분석하였다. 복통에 균열이 발생된 경우의 침윤선 분포는 중앙 균열부 및 하류사면에서는 유출이 작고, 상류사면에서는 크게 나타났으며, 상류사면에서는 균열부를 통해 초기에 침투수가 배출되기 때문에 하류사면보다는 더 빠르게 침윤선이 하강하였다. 상류사면 균열시의 동수경사는 하류사면 보다 약 4.4배, 중앙 균열부 보다 약 1.9배 크게 나타나 파이핑 가능성이 가장 큰 것으로 나타났다. 복통균열 위치에 따른 안전율은 하류균열부(FS=0.34), 중앙균열부(FS=0.15), 상류균열부(FS=0.08)로 모든 균열부에서 기준안전율보다 작게 나타나 불안정한 상태로 나타났다. 공극수압은 균열발생부에서 균열이 발생하지 않은 경우보다 현저히 낮은 경향을 나타냈다. 복통모형단면에 따른 동수경사 분포는 복통 주위에 점토층을 포설하여 누수를 방지하는 현재모델은 높게 나타났고, 점토층 상부에 Sand층과 Geotextile을 적용하여 복통에 가중되는 침투 수압 저감과 함께 성토존에서 토립자 유실을 최소화하기 위한 개선모델은 낮게 나타났으며, 공극수압은 약 3.3배-약 8배 정도 작게 나타나 내부침식을 저감시키는데 효과적인 방법이라고 판단된다.

3차원 수치해석과 모형실험에 의한 월류유도수로의 침투거동

류정현 ( Junghyun Ryu ),이달원 ( Dalwon Lee ),이영학 ( Younghak Lee ),허준 ( Jeon Heo ),김철한 ( Cheolhan Kim ),심재웅 ( Jaewoong Shim ),윤보라 ( Bora Yun ),김민기 ( Mingi Kim ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

필댐의 붕괴는 월류와 파이핑이 주된 원인으로, 최근의 강우특성은 집중호우나 홍수에 의한 자연재해가 과거보다 증가되고 있어 월류에 의한 피해가 더욱 확대될 것으로 전망된다. 특히 노후화된 농업용 저수지는 발생 가능한 최대홍수량(PMF) 유입시에 여수토에서 홍수량을 처리할 수 없기 때문에 월류로 인하여 저수지가 붕괴된다. 이와 같은 조건에서 홍수량을 일시적으로 처리할 수 있는 월류유도수로를 축조하여 저수지 전체붕괴를 사전에 예방할 수 있다면 현장에서 매우 유용하게 적용될 것으로 판단된다. 본 연구는 여수토 방수로와 인접하여 콘크리트로 월류유도수로를 축조하고 월류수심을 변화시켜가면서 방류량을 측정하며 이론방류량과 비교분석하였다. 또한 침투특성과 안정성을 분석하기 위해 3차원 응력침투연계해석(3D-Fully coupled analysis)을 실시하였다. 대형실내모형실험 결과, 월류유도수로에서 여수토방수로 계획홍수량의 40%를 처리할 수 있는 월류수심은 홍수위와 댐마루를 기준으로 각각 1.1cm 와 3.5cm 로 나타났고, Francis 공식을 이용한 월류수심-홍수량과의 이론치와 비교하여 매우 유사한 것으로 평가되었다. 공극수압은 만수위 상태로 유지한 후에 월류수심이 증가함에 따라 모든 위치에서 급격하게 증가하였고 댐마루에서도 급격한 증가현상이 나타나 현장 적용시 공극수압의 영향을 고려해야 할 것으로 판단된다. 수치해석은 균일형 저수지(Case 1), 균일형 저수지에 월류유도수로를 설치한 단면(Case 2), 균일형 저수지에 월류유도수로와 Gabion을 설치한 단면(Case 3)으로 구분하여 실시하였다. 공극수압은 월류유도수로의 하부 제체에서 평가한 공극수압은 Case 3를 기준으로 Case 1에서는 약 1.1 - 2.4kPa 정도 크게 나타났고, Case 2는 약 0.8 - 2.4kPa 정도 크게 나타났다. Case 3 (Fs=7.0)를 기준으로 안전율을 평가하면 Case 1(Fs=2.3)은 3.1배, Case 2(Fs=0.7)는 10.0 배 정도 작게 나타나서 균일형 저수지에서는 월류유도수로와 Gabion을 함께 설치하는 방법이 내부침식을 저감시키고 저수지 안정에 매우 효과적인 방법으로 평가되었다.

초기 곡률 조정을 통한 쌍안정 복합재의 곡률 제어 및 해석

류정현(Junghyun Ryu),김승원(Seung-Won Kim),고제성(Je-Sung Koh),조규진(Kyu-Jin Cho),조맹효(Maenghyo Cho) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.4

모형실험에 의한 농업용저수지의 복통 균열 위치에 따른 침투특성

류정현 ( Junghyun Ryu ),이달원 ( Dalwon Lee ),이영학 ( Younghak Lee ),허준 ( Jeon Heo ),김철한 ( Cheolhan Kim ),심재웅 ( Jaewoong Shim ),윤보라 ( Bora Yun ),김민기 ( Mingi Kim ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

노후화된 농업용저수지에서 내부침식으로 인한 붕괴 원인은 콘크리트 구조물인 복통과 접촉한 성토재의 경계부에서 발생하고, 내부침식은 복통경계부에서 침식과정에 따라 수리학적 및 역학적인 특성이 크게 변하기 때문에 메커니즘을 추정하기가 매우 복잡하다. 이러한 취약부에서 내부침식을 방지하기 위한 저감시키기 위한 방법을 파악하기 위하여 복통 주위에 점토층을 포설하여 누수를 방지하는 현재모델(A 방법)과 점토층 상부에 Sand층과 Geotextile을 적용하여 복통에 가중되는 침투 수압 저감과 함께 성토존에서 토립자 유실을 최소화하기 위한 개선모델(B 방법)을 적용하여 대형실내모형실험을 수행하였다. 모형의 구성은 복통 주위를 국내의 복통구조물 설치기준을 따라 점토층을 포설하였고, 균열위치에 따른 침투특성을 파악하기 위해 복통에 하류사면, 중앙부, 상류사면 복통에 누수를 유도하기 위한 폭 10cm, 직경(φ)8 -10mm의 균열을 모사하였고 현행모델과 개선모델과의 침투특성을 비교하였다. 복통의 보강방법에 따른 침투형태를 모형실험에 의해 분석한 결과, 현재모델(A 방법)은 균열부를 통하여 복통내부로 토립자가 유실되었고, 개선모델(B 방법)은 토목섬유가 clogging 효과를 나타내며 토립자의 침식속도를 억제하는 것으로 나타났다. 균열부를 보강한 B 방법은 복통내부로 토립자의 유실이 나타나지 않았고, 모래층이 배수성을 향상시켜 복통주위에 포화영역이 형성되는 것을 억제하여 파이핑 가능성을 저감시키는 것으로 나타나서 A 방법보다는 우수한 방법이라고 판단된다. 균열위치에 따른 침투특성을 비교분석한 결과, 균열이 발생한 모든 위치에서 균열부로의 누수 및 토립자의 유실이 발생하며 복통과 점토층의 경계면에 공동을 발생시켜 후방형 파이핑으로 진행되는 메커니즘을 나타냈다. 또한 상류사면에 위치한 복통에 균열이 발생한 경우 내부침식의 진행속도가 가장 빠르고 상류사면에 소용돌이 현상이 발생하며 가장 큰 영향을 나타냈다. 복통에 각각 균열이 발생된 경우의 공극수압은 상류사면에서 급격하게 증가하고 누수로 인하여 점차적으로 감소하였다. 중앙부에서는 모래층으로 침투수가 배출되면서 점차적으로 감소하였고, 하류사면에서는 침투수가 도달되지 않아 부(-) 공극수압을 나타냈다. 따라서 복통균열위치에 따른 침투특성을 기초로 개선모델의 현장적용과 균열위치에 따라 보수·보강공법도 변경되어야 할 것으로 판단된다.