Molecular cloning of the Arabidopsis gene rat3 that is involving in the Agobacterium-mediated planttransformation

Agrobacterium에 의한 식물형질전환에 관여하는 Arabidopsis RAT3 유전자의 분리와 분석

Genomic and cDNA clones containing the RAT3 gene involving in Agobacterium-mediated plant transformation were identified using plant DNA flanking the righ border of a T-DNA rescued from the rat3 mutant as hy-bridization probe. Two highly homologous cDNA clones were identified; one (RAT3-1) weakly hybridized with the probe whereas another (RAT3-2) strongly hybridized with the probe. Both Rat3-1 and Rat3-2 proteins contain a putative signal peptide for secretion. The deduced molecular weights of encoded proteins are 15 kDa. The results of genomic DNA blot analysis and DNA sequencing indicated that RAT3-1 and RAT3-2 exist as single copy genes and they were arranged side by side with just 600 bp distance between them. RAT3-1 was disrupted by the integration of T-DNA into the 3 untranslated region in rat3 mutant. A BLAST search showed that both RAT3-1 and RAT3-2 proteins have homology with only the C-terminal region of $\beta$-1,3-glucanase homologues from Triticum aestivum and Arabidopsis thaliana. Thses $\beta$-1,3-glucanase homologues contain an unusually long C-terminal region with no sig-nificant homology to other $\beta$-1,3-glucanase.

Agrobacterium에 의한 식물형질전환은 가장 일반적으로 많은 사용되는 식물형질전환 기술이냐 이 과정에서 관여하는 식물 유전자들에 대한 관여하는 식물 유전자들에게 대한 연구는 거의 전무한 상태다. 본 연구는 Agrobacterium의 감염에 저항성을 보이는 새로운 돌연변이들의 분리와 분석 연구에 연속하여 Agrobacterium에 의한 식물형질전환에 관여하는 Arabidopsis RAT3 유전자의 cDNA와 gemonic clone을 plasmid rescue 기술을 이용하여 분리하였다. 염기서열 분석결과, 매우 유사한 2개의 유전자가 (RAT3-1과 RAT3-2)약 600bp 간격을 두고 연속하여 존재함을 밝혔다. 그중 RAT3-1 이 mutagen으로 사용된 T-DNA에 의해 손상을 받아 rat3 돌연변이 형질이 유도되었다. RAT3 유전자의 단백질의 분자량은 15 kDa 정도이며 아미노 밀단에 분비를 위한 signal peptide를 가지며 단백질이 전체적인 매우 친수성인 것으로 미루어 세포막 밖으로 분비될 것으로 생각된다. 이들 유전자의 정확한 생물학적 기능에 대한 연구들이 수행 중이며, 이러한 기초연구는 식물형질전환 기술의 개발에 기여할 것이다.