자연계로부터 locust bean gum이 들어 있는 선택배지에서 투명환을 형성하는 mannan 분해능을 갖는 미생물을 스크링 하였고 이를 Aeromonas sp. 로 동정하였다. Aero monas sp. 로부터 염색체 DNA를 분리하여 EcoRI으로 절단하여 대장균에 형질전환한 후 대장균 콜로니 주위에서 locust bean gum을 분해하여 투명환을 형성하는 대장균을 찾아냈다. 형질전환된 대장균으로부터 플라스미드를 분리하여 동일한 제한효소를 처리하여 확인한 결과 10 kd의 Aeromonas sp. 염섹체 DNA에 $\beta$-mannanase 유전자 존재하였다. 대장균에서 발현된 $\beta$-mannanase 의최적 반응 pH와 최적 반응온도는 각각 6.0과 $50^{\circ}C$로서 모균인 Aeromonas sp. 와 동일하였다.
Trigonopsis variabilis는 버l타락탐 항생제인 cephalosporin C (ceph C)를 ${\alpha}$-keto-adipyl-7 a aminocephalosporanic acid(AKA-7 ACA)로 생변 환하는 강력한 D-amino acid oxidase 효소를 갖고 있다. 본 연구는 이 D-AAO 효소의 유전자를 추출하기 위하여 polymerase chain reaction (PCR)을 사용하였다. PCR 단편을 콜로닝하기 위하여 Taq D DNA polymerase, Klenow, T4 DNA polymerase I, Alkaline phosphatase Calf Intestinal와 T4 kinase 의 효소반응을 이용하여 4가지의 방법을 샤용한 결 과, blunt - end 의 PCR fragment 를 phosphoryl lation하고 blunt -end의 pUC18 plasmid를 dephos phorylation 한 후 ligation 한 것 이 가장 좋은 클로 닝 효율을 보였다. Ceph C에 대한 D-AAO 효소의 활성은 재조합 E. coli의 세포추출액과 permea bilized cells에서 모두 확인할 수 있었다.
팽이버섯의 자실체 분화 과정에서 특이적으로 발현하는 유전자 분리를 위한 cDNA library는 발이처리 후 7일째 배양한 균사체의 mRNA에 의해 만들어졌다. cDNA클론 FVFD16(Flammulina velutipes fruiting body differentiation)은 자실체 분화 과정에서 특이적으로 발현되는 클론으로 differential screening에 의해 선발되었다. Northern 분석에 의해 FVFD16의 발현 특성을 관찰한 결과, 1일과 4일째의 균사체에서 현저한 발현량을 나타내었다. FVFD16의 염기 서열을 검색한 결과, FVFD16의 mRNA는 open reading frame을 포함한 128의 아미노산 잔기(13.5kDa)를 가진 단백질로 추정되었다.
These experiments were carried out to construct mouse testis cDNA library and to to seen H-Y Ag gene. Mouse testis was obtained from BALB/c inbreed mouse that was after-born 1 week. Isolation of mouse testis total RNA was carried out by guanidum/cesium choloride, poly(A+) mRNAs were purified by oligo d(T)-cellulose chromatography method. To investigate protein synthesis activity, in-vitro translation carried out by total RNA and poly(A+) mRNA. The products of in-vitro translation were identified in 12.5% PAGE. Single strand DNA and double strand DNA were synthesized from poly(A+) mRNA and purified using phenol/chloroform/isoamylalcohol. Synthesized cDNA was combined with cohesive Eco RI polylinker, its recombination efficiencies were identified by X-gal and IPTG. In the cDNA library, 1$\times$107 phagemids were screened with 32P labelled probe. Hybridization were carried on $65^{\circ}C$ for 16~20hours. And 1$\times$106 phagemids were screened with rabbit-anti-H-Y. In former, select 5 positive clones, and later, 1 positive clone. Its southern blot analysis showed various size of insert cDNA from 0.7kb to 3kb.
단백질분해효소를 생산하지 않는 균주 B. subtilis MT-2의 염색체 DNA를 추출한 다음, B. subtilis AC819 균주에 상동성 유전자재조합을 이용하여 competent cell 형질전환을 시켰다. 얻어진 형질전환체를 B. subtilis HL-1이라고 명명하였으며, 그 표현형은 histidine 요구성, streptomycin 내성, tetracyclin 내성을 나타내면서 단백질 분해효소를 생산하지 않았다. 플라스미드 pUB110 을 이용한 B. subtilis HL-1의 protoplst 형질전환율은 B. subtilis MT-2의 형질전환율보다 높았다. 따라서 새로운 B. subtilis HL-1균주는 단백질분해효소의 형질전환과 내열성 protease 유전자클로닝에서 숙주로 사용하는데 유용하다.
박테리오신의 일종인 Leucocin A를 생산하는 효모의 제작을 위하여 114 bp 길이의 종지코돈을 포함하는 Leucocin A 유전자를 합성하여 효모운반체인 pYDl에 클로닝하였다. 이렇게 제작된 재조합 DNA를 효모세포에 형질전환시켜 Leucocin A를 생산하는 형질전환 효모세포를 제작하였다. 형질전환 효모는 고초균(Bacillus subtilis)에 대해 항균활성을 나타냈다. 형질전환 효모로부터 분리한 플라스미드를 주형(template)으로 하고 Leucocin A에 특이적인 primer들을 이용하여 PCR 반응을 행한 결과, 효모에 도입된 Leucocin A 유전자를 확인할 수 있었다. 이 연구의 결과로 부패하기 쉬운 식품들의 보존성을 향상시키거나, 내성이 생긴 병원균의 생육을 저해하기 위한 항생제로 사용할 수 있는 박테리오신을 산업적으로 대량생산할 수 있는 효모세포를 제작하였다.
우리나라 동해안에 서식하는 새치성게(Strongylocentrotus intermedius)는 둥근성게과(Strongylocentrotidae)에 속하는 냉수성 해양 무척추동물이다. 둥근성게과에는 현재 9종의 성게가 속해 있으나, 아직 종간의 분류 기준, 계통 분류학적 유연관계, 진화과정 등이 잘 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 유전자 염기서열이라는 분자형질을 이용하여 새치성게의 종 분류기준을 확립하고 이 종의 계통진화 및 분화 시기를 파악하고자 수행되었다. 이를 위하여 변화율이 빠르고 모계로만 유전되는 특성을 가진 미토콘드리아의 한 유전자인 cytochrome c oxidase subunit I(COI)을 분석하였다. 새치성게의 생식소에서 DNA를 추출하고 중합효소연쇄반응으로 COI 유전자 단편을 선택적으로 증폭하였으며, 클로닝과 시퀀싱 과정을 거쳐 COI 유전자의 단편 1077개 염기쌍 순서(염기서열)를 확정하였다. 이 염기서열과 유전자 데이터베이스(GenBank)에 들어있는 다른 성게 및 해삼, 불가사리의 유전자를 비교하고 그 분자 계통수를 작성함으로써 새치성게의 진화과정을 분석하였다. COI 유전자 계통수는 새치성게가 태평양 동쪽 연안에 서식하는 S. purpuratus와 계통적으로 자매군(sister species)의 관계에 있음을 보였다. 두 종의 분화 시기는 계통수 상 분지의 길이와 화석연대를 고려하여 산출했을 때 지구 온도의 변동이 심했던 약 890만년 전으로 추정되었다. 태평양의 동안과 서안으로 분리된 두 종의 현재 분포와 종분화 시기의 지구 환경조건은 두 종간의 분화가 환경변화에 따른 개체군의 지리적 분리(vicariance)에 의한 것임을 시사해 준다. 한편, 새치성게의 COI 유전자염기서열은 이 종을 대표하는 분자형질로서 둥근성게과의 성게들을 서로 구분할 수 있는 종분류의 기준이 될 것이다.
본 연구는 치주질환 주요 병인균주 중의 하나인 P. intermedia를 대상으로 하여, 이 균주에서의 hemin 결합 단백질 유전자를 분리하고 염기서열을 결정하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 약 5,000개의 recombinant colony들을 스크리닝하여 hemin 결합 단백질 유전자를 포함하고 있는 것으로 여겨지는 1개의 클론(pHem1)을 확인하였다. Restriction enzyme mapping 결과 pHem1의 insert DNA의 크기는 약 2.5kb이었으며 P. intermedia chromosomal DNA 내에는 hemin 결합 단백질 유전자가 single copy로 존재하였고, transcript의 크기는 약 1.8kb이었다. 분리한 pHem1 유전자는 1개의 ORF를 가지고 있으며, ORF의 크기는 2,550bp로 약 850개의 아미노산 폴리펩타이드로 구성되어 있다. 또한, pHem1 유전자는 이미 밟혀진 다른 유전자들과 상동성을 보이지 않았다. 본 연구는 P. intermedia에서의 porphyrin생리 및 hemin 획득기전을 분자생물학적으로 규명하는데 있어 중요한 의의가 있으리라 사료된다. 향후 pHem1 유전자의 특성 분석 등이 수행되어야 할 것으로 여겨진다.
$\beta$-Lactam계 항생물질에 강한 내성을 가지는 균주 Bacillus sp. J105가 생산하는 $\beta$-lactamase의 유전자를 E. coli DH5$\alpha$에 cloning하였다. Cosmid vector pLAFR3을 이용하여, Sau3AI 으로 부분 분해한 chromosomal DNA와 BamHI으로 처리한 pLAFR3을 ligation하였다. In vitro packaging kit를 사용하여 E. coli에 형질도입 하였으며 $\beta$-lactamase양성 clone주를 획득하였다. 이 recombinant plasmid ($\beta$-lac+)를 pACYC184 (4.2kb) vector를 사용하여 subcloning 하여 최종 $\beta$-lactamase의 활성이 있는 6.4 kb 단편이 포함된 pKL11${\Delta}4.6$을 제작하였다. 이 단편을 DNA 염기서열을 분석한 결과 309개의 아미노산으로 구성된 $\beta$-lactamase를 코딩하는 927 bp를 포함하고 있었다. 클로닝된 $\beta$-lactamase 유전자의 upstream을 포함하는 170 bp의 염기서열을 분석한 결과, B. thuringinesis와 B. cereus 유래의 $\beta$-lactamase 유전자의 upstream 부위와 97%의 일치를 보였다. 본 연구에서 클로닝된 $\beta$-lactamase의 아미노산을 서열을 NCBI BLAST program을 이용하여 분석해 본 결과 B. thuringinesis와 B. cereus의 $\beta$-lactamase와 각각 97%와 94%의 일치를 보였다. 또한 계통도 분석 결과 역시 본 연구에서 클로닝된 $\beta$-lactamase의 아미노산을 서열은 B. thuringinesis와 B. cereus 와 유전학적으로 아주 밀접한 관계를 보여주었다. 이 pKL11-${\Delta}4.6$를 E. coli에서 형질전환 시켜 발현 양상을 조사해 본 결과 $\beta$-lactamase의 secretion efficiency는 약 $4{\sim}5%$%였다. E. coli의 세포 내 단백질로부터 $\beta$-lactamase를 정제하여 분자량을 확인한 결과 31 kDa로 wild type의 분자량과 일치함을 확인하였다.
본 연구에서는 H2AX의 생리학적인 기능 및 분자세포 생물학적 기전 해석에 대한 보다 명확한 정보를 제시하고자, H2AX 관련 단백질들을 literature review 및 생물정보학적인 기술을 이용하여 최적의 결합 단백질체를 40개를 예측하곤 이들 가운데 상호작용 가능성이 높은 BRCA1와 BARD1 단백질을 선별하여 in vitro 결합실험을 통해 이를 증명하였다. 이들 두 가지의 유전자를 발굴하여, 클로닝하였다. 클로닝된 유전자를 이용하여 두 가지 단백질을 발현 및 정제하였으며, 단백질들의 자체적인 구조에 의한 결합능력을 판단하기 위해 in vitro binding assay법을 실시하였다. 단백질의 구조적 안정과 비특이적 결합을 억제하는 detergent만이 포함된 상태에서, 구조학적 및 물리학적 상호 결합의 유무를 판정할 수 있게 하였으며, BRCA1과 BARD1은 모두 H2AX에 결합함을 확인하였다. 이런 실험결과를 바탕으로 각각의 단백질에 대해 H2AX와의 최적 결합 부위를 알아내기 위해 각 유전자의 domain을 생물정보학적으로 분석하였다. 이에 RING domain, NES, NLS 및 BRCT domain에 해당하는 유전자 부분을 새로 클로닝하여, 다시 in vitro 결합실험 및 실험결과에 대한 literature review를 통한 분석을 실시한 결과, H2AX는 BRCA1의 NLS, BARD1의 BRCT domain 부분과 결합하는 것을 확인하였다. H2AX에 대한 BRCA1과 BARD1과의 결합은 DNA repair에 있어 BRCA1의 NLS와 BARD1의 BRCT domain을 통해 H2AX foci의 관련 세포 신호전달 기전에 중요한 역할을 하여 전체적으로 genomic stability에 영향을 미칠 가능성이 농후할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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