Fertilized egg, by successive cell divisions, differentiates into different tissues and organs with various structures and functions. Different cells and tissues contain different proteins, products of selective gene expression. Not all the genes in any genomes are equally active, temporal and spatial gene expression being the general rule. Present paper attempts to review the tanscriptional mechanisms or the initiations of transcription from several angles. In some of the organisms the genes in the process of transcription or the genes in the inactive state can be seen under the light microscope. Some bands of Drosophila polytene chromosomes may exhibit a swollen or puff appearance under certain conditions. A puff, unfolded or decondensed form of chromomere, represents sets of intense transcriptional activity or RNA synthesis. The heterochromatic X chromosome whose genes remain inactive in the female mammals can be visualized as a dark staining structure called Barr body, Configuration of chromatin differs between transcribed and nontranscribed chromatin. Modification to the chromatin facilitates RNA synthesis. The movement of large polymerase molecule along the DNA would probably be facilitated if some modifications of the chromatin configuration is effected. Methylation of cytosines in CG sequences is associated with inactive genes. Methylation can play a role in determination of mammalian cells during embryogenesis. Demethylation is necessary for the gene to be expressed during development A histone modification that is also known to be correlated with transcriptional capacity of chromatin is acetylation of the lysine residues of the core histones. Chromatin containing a high level of histone acetylation is very sensitive to DNase 1. For the transcription to occur TBP must first bind to the TATA box. Another TF, TF IIB, then binds to the promoter-TBP complex, facilitating the access of RNA polymerase to the transcription initiation site. As recently as eight years ago researchers assumed that histones were irrelevant to the regulation of gene expression. Histones combine with the DNA to form nucleosome of the chromatin. Histones are vital participant in gene regulation. Histone and basal factors compete for access to TATA box. When DNA is exposed to basal factors before histones are introduced, the basal factors assemble on TATA boxes preventing the access of histones, allowing transcription to occur, for transcription to begin, activator protein at the upstream activation sequence or enhancer must interact with the tail of histone H4 at TATA box and cause the histone role particle to dissociate from the TATA box leading to partial breakup of the histone core particle and allowing the basal factors to bind to the TATA box. New concept of genomic flux in contrast to the old concept of static genome has been developed based on the powerful new molecular techniques. Genomic changes such as repetitive DNAs and transposable elements, it is assumed but not yet proved, may affect some of the developmental patterns that characterize particular cells, tissues, organs, and organisms. In the last decade or so remarkable achievement have been made in the researches of the structures and functions of TFs and the specific target sequences located in promoters or enhancers where these TFs bind. TFs have independent domains that bind DNA and that activate transcription. DNA binding domain of TFs serves to bring the protein into the right location. There are many types of DNA binding domains. Common types of motifs can be found that are responsible for binding to DNA. The motifs are usually quite short and comprise only a small part of the protein structure. Steroid receptors have domains for hormone binding, DNA binding, and activating transcription. The zinc finger motif comprises a DNA binding domain. Leucine zipper consist of a stretch of amino acids with a leucine residue in every seventh position Two proteins form a dimer because they interact by means of leucine zippers on similar α-helical domain. This positions their DNA binding basic domains for interaction with the two halves of a DNA sequence with dyad symmetry of TGACTCA, ACTGAGT.

고추의 형질전환율을 높이기 위하여 우선적으로 효율적인 재분화조건을 구명하였다. 고추의 하배축과 자엽 모두 2mg/L zeatin과 0.1 mg/L NAA ( I )에서 51%, 1.0 mg/L BAP와 10.0 mg/L IBA ( II)는 45.1%의 재분화율을 보였으며, 두 배지에 5 $\mu$M AgNO$_3$을 첨가하였을 때 I의 배지에서 보다 건강한 식물체를, II의 배지에서는 재분화율이 약 8%로 증가함을 보였다. 따라서 II의 배지 조건은 가격이 비싼 zeatin의 효과를 대치할 수 있었다. 이렇게 얻어진 효율적인 재분화배지에 고추의 하배축과 자엽을 ADA와 NPT II 유전자를 함유한 Agrobacterium tumefaciens pDY183을 이용하여 형질전환을 유도하여, kanamycin 100 mg/L에서 선발하여 성공적으로 형질전환체를 얻었다. 식물체내로의 ADA와 NPT II 유전자의 도입은 PCR을 이용하여 확인하였으며, Northern blot에 의하여 ADA 유전자의 전사여부를 확인하였다. ADA 효소의 활성도는 spectrophotometer를 이용하여 측정하여 본 결과 고추세포내에서 정상적으로 발현하였으므로 동물유전자인 ADA가 식물체 형질전환시 표시 유전자로서의 사용가능성이 확인되었다.

고추냉이의 정단분열조직을 생장조절제 무처리, cytokinin류와 1.0 mg/L IAA를 혼용처리 및 cytokinin류를 단용 처리한 MS배지에 배양한 후 캘러스, shoot 및 뿌리발생률을 조사하였고 분화된 multiple shoot는 본엽 3~5매 정도에서 분할한 후 IAA와 IBA 단용 배지에 계대배양하여 뿌리형성에 적합한 생장조절제의 효과를 조사하였다. 생장조절제 무처리구의 경우 캘러스 유도없이 치상체에서 직접 shoot 및 뿌리발생이 이루어졌으나 배양 80일까지 shoot수는 2~3매로 생육이 저조하였다. Cytokinin류와 1.0 mg/L IAA 혼용처리의 경우 전 처리구가 100%의 캘러스가 유도되었으나 캘러스의 계속적인 증식은 없었고 대부분 캘러스로부터 다수의 뿌리가 형성된 후 배양 60일 후에 배양당시 부착된 엽원기가 shoot로 분화되는 경향이었는데 shoot수는 2~7개 정도였고 1개의 치상체당 multiple shoot수는 2~3개 정도였다. 1.0 mg/L zeatin과 1.0 mg/L IAA 혼용처리구의 경우 뿌리형성 후 shoot가 분화되어 본엽 4~5매의 완전한 식물체가 재분화되었다. Cytokinin류 단용 처리는 생장조절제의 종류와 무관하게 배양 5~10일 경부터 100%의 shoot가 분화된 후 증식되었고 배양 90일 후에는 다수의 multiple shoot로 증식되었는데 BA와 kinetin의 경우 1.0 mg/L에서 zeatin은 2.0 mg/L에서 multiple shoot분화율이 가장 높았다. 그러나 shoot로부터 뿌리분화는 극히 저조하여 완전한 식물체로의 재분화수는 IAA혼용처리에 비해 저조하였으나 shoot 분화에는 cytokinin류 단용 처리가 훨씬 효과적이었다. Multiple shoot를 본엽 3~4매에서 액아를 붙여 분할하여 뿌리분화율을 조사한 결과 IAA처리구보다 IBA처리구가 효과적이었는데 특히 0.01 mg/L IBA의 경우 계대배양 60일 후 93.3%의 뿌리 분화와 2~3개의 multiple shoot로 증식되어 shoot로부터 뿌리형성에 가장 좋은 결과였다.

몇 가지 종류의 배지첨가물이 재분화가 어려운 것으로 알려져 있는 감자 애틀란틱품종의 잎 절편 배양시 shoot 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 카세인 가수분해물은 2 g/L 농도가 재분화에 효과적이었으며 AgNO$_3$는 10-20 $\mu$M농도에서 재분화가 잘되었고 잎 절편도 갈변되지 않고 푸르게 유지되었는데 이것은 AgNO$_3$가 에틸렌 발생을 효과적으로 억제했기 때문으로 생각된다. Sucrose는 3%보다 낮은 농도에서 shoot 유기가 효과적이었고 CuSO$_4$는 애틀란틱품종 감자 잎 절편으로부터 식물체 재분화에 영향을 주지 못하였다.

Delphinium cv. Princess Caroline을 대량번식하기 위하여 신초를 MS 배지에 사이토킨닌과 오옥신이 단용 또는 혼용으로 첨가된 배지에서 배양하였다. 사이토킨닌 단용처리에서 kinetin이나 2iP 첨가배지보다는 BA 첨가배지에서 신초 증식율이 높았다. 농도는 BA 1.0-5.0 mg/L가 첨가된 배지에서 신초수가 5개 이상으로 증식이 양호하였다. BA와 IAA를 혼용처리한 배지에서는 BA 1.0-3.0 mg/L와 IAA 0.1-0.5 mg/L 첨가배지에서 신초수가 5개 이상으로 높은 신초증식을 보여주었다. 그러나 BA와 IAA를 혼용첨가 하였을 때, 생체중은 약간 증가하였으나 저농도의 오옥신 첨가에 의한 신초증식 효과는 나타나지 않았다. IBA 또는 NAA가 농도별로 첨가된 배지에서 신초는 거의 발근되지 않았으며, 활성탄소가 첨가된 배지에서도 전혀 발근이 되지 않았다. 기내에서 생산된 신초의 기부에 Rootone을 뭍혀 기외발근을 한 결과, 펄라이트 1과 버미큘라이트 1의 배합토에서는 발근율이 68%, 뿌리수 약 4개, 뿌리길이 2.2cm로 발근이 양호하였다.

Superoxide dismutase (SOD) 고생산세포주로 선발된 토마토(Lycopersicun esculentum) 배양세포를 사용하여 현탁배양에 따른 SOD 활성과 isoenzyme변화를 조사하고 토마토 식물체의 것과 비교하였다. 현탁배양은 세포생중량 2 g을 1 mg/L 2,4-D, 30 g/L sucrose를 함유한 MS 배지 50 mL과 함께 mL flask에서 $25^{\circ}C$암상태로 배양(100 rpm)하였다. 세포생장은 계대배양후 20일에 최고점에 도달한 후, 급격히 감소하며 배양 후 23일부터 세포가 검게 변하였다. 세포 단위무게당 SOD활성(unit/g dry cell wt)은 배양 후 23일부터 증가하여 28일째에 최고활성(52,400 unit)을 나타낸 후 급격히 감소하였다. 세포 밖으로 분비되는 extracellular SOD활성은 배양 후 25일에 최고치(27,800 unit/so mL medium)를 나타낸 후 감소하였다. Flask 전체의 SOD활성은 배양 후 25일에 최대치(35,700 unit)를 나타내었으며 extracellular SOD 활성이 약 75%을 차지하였다. 토마토 배양세포에는 4개의 SOD isoenzyme이 존재하며, isoenzyme의 패턴변화는 세포생장에 따른 효소활성의 변화와 일치하였다. 토마토 식물체는 배양세포에 없는 CuZnSOD가 존재하며 배양세포와 식물체 조직사이에는 서로 다른 isoenzyme 패턴이 존재함을 알 수 있었다.

Erythropoietin(EPO)은 적혈구 모세포의 분화와 성장을 중재하는 당단백질이며 담배 식물체에서 재조합 사람 EPO를 생산하기 위해 CaMV 35S promoter를 갖는 발현 vector인 pBI$\Delta$GUS121, pBD$\Delta$ GUS121, pPEV-1을 이용하여 5.4kb의 EPO genomic DNA를 cloning 하였고 Agrobacterium tumefaciens에 의한 형질전환에 의해 Nicotiana tabacum (var. Xanthi)으로 도입되었다. Kanamycin을 포함하는 MS 배지에서 각각의 construct에 대하여 10 km 저항성 식물체들이 얻어졌다. 형질전환된 식물체의 게놈에 EPO genomic DNA의 정확한 결합은 polymerase chain reaction에 의해 332bP의 DNA 조각에 의해 확인되었으며 Northern blot 결과 1.8 kb의 전사체들이 식물체 잎에서 발현 축적되는 것이 확인되었다. Promoter의 수나 5'-UTS 서열에 의한 mRNA 양에는 변화가 없었지만 식물체 게놈에 결합된 위치 및 copy number에 의해 mRNA 수준에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. EPO 항체를 이용한 Western blot 결과 식물체에서 발현된 EPO 단백질의 크기는 동물세포에서 발현된 37kDa 보다 작은 30 kDa 이었다. 이는 식물체에서 modification(glycosylation) system은 동물세포에서와는 다르다는 것을 보여준다.