Methylation Specific PCR-RFLP 방법을 이용한 Beckwith Wiedemann Syndrome의 진단

김구환(Gu-Hwan Kim),이진주(Jin-Joo Lee),최성훈(Seung Hoon Choi),이주연(Joo Yeon Lee),이범희(Beom Hee Lee),유한욱(Han-Wook Yoo) 대한의학유전학회 2010 대한의학유전학회지 Vol.7 No.2

목적 : Beckwith-Wiedemann 증후군(BWS)은 11p15 부위의 메칠화 양상의 이상으로 인한 overgrowth malformation symdrome이다. 11p15 부위에는 두 가지 imprinting center, 즉 BWSIC1 (IGF2, H19)와 BWSIC2 (LIT1, KvDMR)가 존재한다. 본 연구에서는 methylation-specific (MS) PCR RFLP 방법을 이용한 BWS의 유전적 진단을 보고하고자 한다. 대상 및 방법 : 임상 소견을 바탕으로 12명의 BWS 환자가 포함되었다. 환자의 말초혈액으로부터 염색체 핵형을 조사하였다. 분리한 DNA에 bisulfite를 처리한 후, LIT1, H19, IGF2 DMR부위는 각각의 MS primer를 이용하여 증폭하였다. 적절한 제한효소를 이용하여 절단 여부를 PAGE로 확인함으로써 각각의 DMR 부위에 대한 메칠화 이상 여부를 확인하였다. 결과 : 12명의 환자는 모두 정상 핵형을 보였다. MS-PCR RFLP 상 총 7명(53.8%)의 환자가 이상 소견을 보였으며, 모두 BWSIC2 (LIT1)에 비정상적 메칠화를 보였고 모두 부계 유래의 비메칠화된 allele만이 발견되었다. 결론 : 본 연구를 통해 MS-PCR RFLP 검사로 BWS 환자의 약 50-60% 정도에서 유전적 진단이 가능함을 알 수 있었으며, 이는 BWSIC2 부위의 메칠화 이상을 발견하는데 손쉽게 이용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나, BWSIC1 부위의 메칠화 이상은 발견이 어려우며, 이 부위의 이상을 발견하기 위해서는 메칠화를 정량적으로 분석할 수 있는 방법이 필요하다. Purpose: Beckwith-Wiedemann syndrome (BWS) is an overgrowth malformation syndrome caused by a methylation abnormality at chromosome 11p15, consisting of two imprinting centers, BWSIC1 (IGF2, H19) and BWSIC2 (LIT1, KvDMR). This study evaluated the applicability of a methylation-specific(MS) PCR RFLP method for the genetic diagnosis of BWS. Materials and Methods: A total of 12 patients were recruited based on clinical findings. Karyotyping was performed using peripheral blood leukocytes, and genomic DNA was treated with bisulfate and amplified using methylation-specific primers. RFLP was conducted with restriction enzymes in differentially methylated regions of LIT1, H19, and IGF2. Results: The 12 BWS patients had normal karyotypes. Abnormal methylation patterns in the BWSIC2 (LIT1) region were identified in seven patients (58.3%) using the MS-PCR RFLP method. Conclusions: The MS-PCR RFLP method is a simple, economical genetic test. It detected genetic abnormalities in 50-60% of BWS patients, suggesting that it can be used as a screening test. A more precise method is required, however, to enhance the detection rate of genetic abnormalities, especially in BWSIC1 region.

유전자진단에 있어서 Multiplex Ligation Dependent Probe Amplification (MLPA)의 이론과 실제

김구환(Gu-Hwan Kim),이범희(Beom Hee Lee),유한욱(Han-Wook Yoo) 대한의학유전학회 2009 대한의학유전학회지 Vol.6 No.2

Multiplex ligation dependent probe amplification(MLPA)은 탐침자를 표적지에 교잡시킨 후, ligation 시키고, 그 산물을 중합효소연쇄반응으로 증폭시킴으로써 표적지의 존재 여부 또는 농도를 확인할 수 있는 방법으로, 그 원리가 소개된 이래로 여러 유전자들에 대한 거대결실 및 중복돌연변이에 대한 탐색에 이용되었다. 유전자진단은 질환에 관련된 유전자에 대한 돌연변이를 탐색함으로써 질환을 진단하는 방법으로, 단일유전자 결핍 질환에 대한 유전자진단은 주로 중합효소연쇄반응과 염기서열 분석 방법을 통한 점돌연변이의 탐색에 집중되어 있다. 거대결실 또는 중복돌연변이의 경우, 특히 이형접합자를 형성하게 되는 경우는 중합효소 연쇄반응을 통하여 결실 또는 중복돌연변이 여부의 확인이 힘들다. PCR 방법에 기초하여 유전자의 농도(gene dosage)를 알 수 있는 방법으로 MLPA 방법이 소개되면서 거대결실 또는 중복돌연변이를 포함하고 있던 질병 관련돌연변이들의 규명이 한층 쉬워졌다. MLPA의 원리를 응용하여 단순한 유전자의 농도 측정뿐 아니라 유전자내의 메칠화양상의 차이를 확인하거나, 염색체의 배수체 이상 등 염색체이상의 돌연변이 규명과, 전체 유전자의 크기가 비교적 커서 거대결실 돌연변이를 많이 동반하는, 주로 우성유전의 암 관련 유전자 돌연변이의 규명에 유용하게 이용된다. MLPA는 상용적인 중합효소연쇄반응으로 확인할 수 없는 유전자의 농도를 효과적으로 규명할 수 있는 방법으로, 적은 양의 주형 DNA만을 사용하고, 한가지의 실험원리로 다양한 응용이 가능하며 high-throughput이 가능한 장점을 가지는 반면, 주형 DNA의 질에 결과의 의존도가 높고, 민족 또는 개인간의 차이를 보일 수 있는 표적 DNA 염기서열 내의 single nu-cleotide polymorphism (SNP) 등으로 인해 분석의 오류가 생길 수 있으며, 양적 차이를 규명하는 것이므로 수 차례의 대조군 검사가 함께 진행되어야 하는 단점이 있다. 여기서는 MLPA를 이용하여 질병유전자의 돌연변이를 밝힌 사례를 바탕으로 MLPA의 원리와 탐색할 수 있는 돌연변이의 종류, 그리고 이 방법의 장단점에 대해 고찰해 보고자 한다. Multiplex ligation dependent probe amplification (MLPA) is a PCR-based method to detect gene dosage. Since its introduction, MLPA has been used to test a large number of genes for major deletions or duplications. Genetic testing, as a diagnostic tool for genetic disease, has been used primarily to identify point mutations, including base substitutions and small insertions/deletions, using PCR and sequence analysis. However, it is difficult to identify large deletions or duplications using routine PCR- gel based assays, especially in heterozygotes. The MLPA is a more feasible method for identification of gene dosage than another routine PCR-based methods, and better able to detect deleterious deletions or duplications. In addition to detection of gene dosage, MLPA can be applied to identify methylation patterns of target genes, aneuploidy during prenatal diagnoses, and large deletions or duplications that may be associated with various cancers. The MLPA method offers numerous advantages, as it requires only a small amount of template DNA, is applicable to a wide variety of applications, and is high-throughput. On the other hand, this method suffers from disadvantages including the possibility of false positive results affected by template DNA quality, difficulties identifying SNPs located in probe sequences, and analytical complications in quantitative aspects.

꼬치동자개 (Pseudobagrus brevicorpus) 정자의 미세구조와 계통적 고찰 (경골어류, 메기목, 동자개과)

김구환 ( Kim Gu Hwan ),이준일 ( Lee Jun Il ) 한국수산과학회 2003 한국수산과학회지 Vol.36 No.5

N/A Morphology of the spermatozoa from the testes of the catfish (Pseudobagrus brevicorpus) was studied by transmission and scanning electron microscopy. The spermatozoa of P. brevicorpus are approximately 82.25±0.06 ㎛ in length and relatively simple cells composed of a spherical head, a short midpiece and a tail as in most teleost fish. The nucleus measuring about 2.00±0.02 ㎛ in length is depressed with a deep nuclear fossa of about 1.05±0.03㎛ in length three fifths of the nuclear length. The nuclear fossa contains the proximal and distal centrioles. The two centrioles are oriented approximately 150℃ to each other. The mitochondria are arranged in two layers and their number is 12 or more. They are separated from the axoneme by the cytoplasmic canal. The axoneme is the 9+2 microtubular pattern and has inner but no outer dynein arms as in other bagrids. The axonemal fins were the closed to axonemal doublet 3 and 8. The axonemal fins and lost outer dynein arm are shared in Bagridae and the deep nuclear fossa is shared in Siluriformes. The axonemal fins observed in Bagridae and Amblycipitidae of Siluriformes might be the apomorphic character in Ostariophysi.

한국인 요소 회로 대사 이상 환자의 분자 유전학적 결함에 대한 연구

김구환,유한욱,Kim, Gu-Hwan,Yu, Han-Uk 대한유전성대사질환학회 2005 대한유전성대사질환학회지 Vol.5 No.1

유전성 대사질환의 유전자진단의 최신지견

김구환,이범희,유한욱,Kim, Gu-Hwan,Lee, Beom-Hui,Yu, Han-Uk 대한유전성대사질환학회 2011 대한유전성대사질환학회지 Vol.11 No.1

유전성 대사 질환의 DNA 진단

김구환,Kim, Gu-Hwan 대한유전성대사질환학회 2004 대한유전성대사질환학회지 Vol.4 No.1

무궁화 3호 위성을 통한 이동 위성멀티캐스팅 서비스 개발

이수종,김구환,Lee, Su-Jong,Kim, Gu-Hwan 통신위성우주산업연구회 2002 Joint Conference on Satellite Communications Vol.2002 No.-

이동 중에 무궁화 3호 위성을 추적하는 방송/통신 겸용 능동형 안테나 및 수신단말기가 개발 상용화 되면서 이동체 multicasting에 대한 서비스 산업의 길이 열리게 되었다. 이를테면 집 또는 공공장소 등 고정된 장소에서 지상파 방송이나 CATV, 위성방송에서 보내주는 광고 방송을 때와 장소에 관계없이 이동 중에 시청할 수 있게 됨을 뜻한다. 이것은 광고주가 자사 광고를 저렴한 비용으로 집중도가 높은 버스, 고속버스, 열차 등에서 대중에게 보낼 수 있게 됨을 의미한다. 또한 광고사업자, 광고주, 위성사업자, 제조업체(안테나 및 단말기)가 서로 이익을 낼 수가 있어 산업 연관 효과가 크다고 할 수 있다. 이에 KT는 광고사업자 및 제조업체와 상호 협력하여 이동체 위성 다지점 데이터 서비스를 개발하여 서울 ~ 인천간 공항 리무진 버스를 대상으로 시범 운용 중에 있다. Development and commercialization of a satellite receiver and active antenna to utilize the combined broadcasting and communication tracking feature of the Koreasat III (Mugungwha III) in mobile environment has paved the way for mobile multicasting business. This service allows customers enjoy various multimedia/broadcasting services anywhere, anytime, which have been available to fixed locations such as public broadcasting or cable television and satellite broadcasting services until this time. This services will furnish advertising agencies with new business opportunities since it can increase the exposure of advertisements to the general public dramatically with relatively low cost, especially in such highly populated places as public buses, trans, etc. Also many other industrial sectors such as stellite service providers, advertising agencies/sponsors, manufactures (antennas/satellite receivers), etc., will be benefited by the spread of this service. Currently KT is providing a trial service in the Seoul-Incheon airport limousine bus line in cooperation with an advertising agency and manufacturers.

MTHFR 유전자의 돌연변이와 hyperhomocysteinemia에 의한 stroke

이범희,김구환,정창우,이진,최진호,유한욱,Lee, Beom-Hui,Kim, Gu-Hwan,Jeong, Chang-U,Lee, Jin,Choe, Jin-Ho,Yu, Han-Uk 대한유전성대사질환학회 2011 대한유전성대사질환학회지 Vol.11 No.1

고호모시스틴혈증(hyperhomocysteinemia)은 호모시스테인과 메티오닌의 대사과정에 관여하는 여러 효소들의 결핍에 의해 발생할 수 있으며, 대표적인 효소 결핍으로는 cysthathione beta-synthase (CBS) 결핍증, Methionine synthase (MS) 결핍증, methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) 결핍증이 있다. 이들은 고호모시스테인혈증을 보이나 임상증상, 메티오닌의 동반 상승, 거대적아구성빈혈, 메칠말로닌산뇨증등의 동반 여부등을 토대로 감별진단에 도움을 받을 수 있다. 본 연자는 뇌혈전증과 뇌졸중을 동반하는 고호모시스테인혈증의 원인으로 MTHFR 유전자의 돌연변이를 발견한 증례를 경험하였기에 이를 보고하는 바이다.

한국인 윌슨병의 임상상과 유전자형

이범희,김구환,김주현,정창우,이진,최진호,유한욱,Lee, Beom-Hui,Kim, Gu-Hwan,Kim, Ju-Hyeon,Jeong, Chang-U,Lee, Jin,Choe, Jin-Ho,Yu, Han-Uk 대한유전성대사질환학회 2011 대한유전성대사질환학회지 Vol.11 No.1

윌슨병은 ATP7B의 결함에 의해 발생하는 질환으로 구리 대사 이상질환이다. 구리대사의 이상은 체내에 구리의 축적을 유도하며, 이에 따르는 산화스트레스, 염증반응, 세포소멸사의 환경 조성, 마이토콘드리아의 손상 등이 동반되는 것으로 알려져 있다. 윌슨병은 간질환으로 발현하거나, 신경학적 증상으로 발현하는 환자도 있으며, 일부 환자는 무증상적 시기에 발현하기도 한다. 우리나라의 윌슨병 237 가계를 대상으로 한 연구에서 발현 표현형에 따른 임상상의 차이를 발견할 수 있었다. 또한, 이러한 표현형의 차이는 ATP7B의 유전형과도 일부 상관관계를 보이고 있었는데, 돌연변이의 종류나 위치에 따른 발현 임상상의 차이를 확인할 수 있었다. 그러나, 이외의 부위나 한국인에서 흔한 돌연변이에 따른 표현형은 상관관계를 밝힐 수 없었다. 향후 표현형의 다양성에 영향을 주는 요소를 찾아내고 이들이 임상경과에 미치는 영향을 밝히기 위한 노력이 필요하다.

한국인에서의 사이트린 결핍증의 경험

김주현,김구환,유한욱,Kim, Ju-Hyun,Kim, Gu-Hwan,Yoo, Han-Wook 대한유전성대사질환학회 2006 대한유전성대사질환학회지 Vol.6 No.1

Citrin deficiency resulting from mutations of SLC25A13is associated with two major clinical phenotypes; neonatal intrahepatic cholestasis caused by citrin deficiency (NICCD) and adult-onset type 2 citrullinemia (CTLN2). In Korea, 7 cases of citrin deficiency have been diagnosed based on biochemical and molecular findings. Four NICCD cases were identified by newborn screening using MS/MS or presenting symptoms like cholestatic jaundice. They are all males, presenting with conjugated hyperbilirubinemia, elevated liver enzymes, hypoalbuminemia, mild hyperammonemia, elevated citrullin, methionine and threonine. All of them have been spontaneously recovered from hepatic manifestation by the age of 6-8 months. Mutation analysis has been performed using their genomic & cDNAs obtained from skin fibroblasts. They turned out to be compound heterozygotes carrying each of 851del4, IVS11+1G>A, and IVS13+1G>A. Three CTLN2 patients were identified. Two adult male patients presented with a sudden loss of consciousness, seizure, vomiting, hyperammonemia and citrullinemia in their twenties. They carried an IVS13+1G>A, 851del4, and IVS11+1G>A mutant alleles. The other CTLN2 patient was 52 year old female patient, manifesting lethargy, altered consciousness, irritability and hyperammonemia. Similar clinical symptoms had recurred at the delivery of first and second babies in her past medical history. She was managed by hemodialysis and survived with neurological sequellae. Also, we screened the presence of 9 common mutations in 500 Korean newborns using dried blood spot of filter papers. Only a allele carried 854del4 mutation. In conclusion, the entire picture of citrin deficiency in Korea including incidence, genotype, clinical features and natural courses, is still vague at the present time.