• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권5_6호
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• pp.487-496
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• 2003

유전자 발현에 매우 중요한 신호역할을 하는 프로모터 영역은 여러 전사인자들이 결합하는 특정 부위들을 갖고 있다. 전사인자의 결합부위는 프로모터의 다양한 부위에 위치하며, 진화론적으로 잘 보존된 Consensus 형태의 염기서열 패턴을 띠고 있다. 본 논문은 이러한 최적의 패턴들을 탐색하기 위해 유전자 알고리즘을 기반으로 하면서, 동시에 MEME 알고리즘의 N-occurrence-per-dataset 모델의 가정과 패턴의 길이를 결정할 수 있는 Wataru 방법의 장점을 따르는 새로운 방법을 제시하고 있다. 이러한 탐색 방법은 유전체 연구자들이 임의의 DNA 염기서열 상에서 프로모터 영역을 예측하거나 특정 전사인자의 결합부위를 탐색하는데 적극 활용할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권3_4호
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• pp.379-387
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• 2003

다수의 미생물 유전체 프로젝트들이 완료되면서 엄청난 양의 유전체 핵산 염기서열 데이터들이 양산되고 있다. 이러한 상황에서 전산 기법을 이용하여 유전체 DNA 염기서열 상에서 유전자의 프로모터 영역을 규명하는 문제는 최근에 상당한 연구의 관심대상으로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 전사조절의 핵심 역할을 하는 -10 영역과 전사개시 부위를 포함한 원핵생물의 핵심 프로모터 영역에 대한 의존성 반영 분해모델 (Dependency-Reflecting Decomposition Model)을 제안한다. 이 모델은 인접한 위치에 존재하는 핵산 염기들 사이의 의존성뿐만 아니라 인접하지 않은 위치의 핵산 염기들간의 의존성까지 고려함으로써 핵산 염기서열 상에 내포되어있는 중요한 생물학적 의존성들을 함축하고 있다. DRDM 모델은 우수한 성능평가 결과를 보였으며. 미생물 유전체 Contig들 상에서 임의의 유전자 프로모터를 예측하는데 효과적으로 이용될 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2552-2554
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• 2003

난수발생기 (Random generator-RG)와 GRNN을 이용한 분류기 설계방식을 제안하며, 이를 프로모터 염기서열의 분류에 적용한다. 주어진 난수범위에서 다중 분류기를 발생하였으며, 그 성능을 예측정확도와 분류민감도 측면에서 평가하였고, 분류민감도는 다시 전체와 개별적 프로모터에 대해서 세분화하여 평가하였다. 최적화된 분류기 상호간의 비교에서 제안된 기법은 모든 임계점에 대해서, 전체 분류민감도와 전체 예측정확도를 향상시키었으며, 이는 전체 분류 민감도에서 더 두드러졌다. 한편, 개별적 프로모터에 대한 분류민감도와 예측정확도도 평균적으로 향상되었다. 이 같은 결과로 제안된 기법이 분류와 예측성능을 동시에 증진하는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제4권2호
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• pp.221-229
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• 2000

유선에서 젖의 생산은 뇌하수체 호르몬인 성장 호르몬과 프롤락틴을 포함한 여러 가지 호르몬의 조절을 받는다. 최근의 연구에 따르면 이 호르몬들 중에서 성장호르몬과 프롤락틴은 유선에서도 그 유전자 전사체가 발견된다 본 연구에서는 유선에서 발현되는 성장호르몬이 유선 특이 발현 유전자의 발현에 미치는 영향을 조사하고자 유선 특이 발현 유전자인 베타-락토글로불린($\beta$-lactoglobulin :BLG)의 프로모터를 모델 시스템으로 하여 소와 사람의 성장 호르몬이 유선의 유전자 발현에 끼치는 영향을 조사하였다. 성장 호르몬은 단독으로 처리하였을 패 베타-락토글로불린 유전자 프로모터 활성을 억제하였다. 그러나 젖 분비 호르몬들인 인슐린, 프롤락틴, 글루코코르티코이드와 함께 처리하였을 때는 농도 의존적으로 BLG 프로모터 활성을 상승시키는 효과를 보였다. 성장 호르몬을 유선 세포내에서 발현시켰을때는 적정농도에서 세포 증식과 유선 프로모터 활성을 크게 증진시켰다. 반면 소의 성장 호르몬 유전자 프로모터는 유선 세포에서 뚜렷한 활성을 나타내지 않았다. 이상의 결과는 유선에서 발현되는 뇌하수체 호르몬들은 조절 누수에 의한 유전자 발현이 아니라 생리적 기능을 가지고 있음을 의미한다. 또 인위적으로 성장호르몬의 발현을 조절하여 적정한 양이 발현되도록 하면 젖의 생산을 증진시킬 수 있다는 가능성도 암시한다.

• 한국동물학회지
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• 제38권3호
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• pp.433-441
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• 1995

염소 베타-락토글로불린 유전자 프로모터의 유선 조직 특이성은, 비 발현 세포에서 -470 에서 -205 부위에 의해서 매개되는 억제 조절에 의해서 보증된다. 이 음성 조절 기작과 억제 조절을 매개하는 인자를 확인하기 위하여 상류 염기 서열을 자세히 분석하였다. 상류 염기 서열은 어느 방향으로 위치하든 연결된 베타-락토글로불린 유전자 프로모터의 활성을 억제할 수 있었다. 이와 같이 규명된 염소 베타-락토글로불린 유전자의 잠정적 음성 조절 인자는 다른 유전자의 프로모터들에 대해서는 다양한 활성을 보였는데, herpes simplex 바이러스의 thimidine kinase 프로모터는 상류 염기서열의 방향에 따라 억제 또는 활성화되었으며, SV40 프로모터는 억제되기보다는 오히려 활성화되었다. 염소 베타-락토글로불린 유전자의 억제 조절 인자를 포함하는 조절 부위는 비 유선 세포인 HeLa 및 CV-1 세포에서 추출된 핵 추출물에 의해서 이동성이 강력하게 지연되는 반면, 유선세포인 HC11 세포의 핵 추출물에 의해서는 약하게 지연되었다. 이와 같은 활성 억제와 인자 결합간의 연관성은 foot-printing 분석에서 관찰된 결합 부위가 염소의 베타-락토글로불린 유전자의 조직특이적 억제에 작용할 음성 조절 인자일 가능성을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권6호
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• pp.497-506
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• 1998

Bacillus thurintensis subsp. kurstaki HD1 살충성 단백질 ICP 유전자가 있는 NdeI 단편 3.856 kb를 클로닝하여 제조한 pHLN2-80(-) 클론이 pHLN1-80(-)에 비해서 대장균에서 ICP발현량이 과다발현되는 현상을 규명하고자 하였다. 본 연구에서는 상기의 pHLN2-80(+) 클론의 발현량을 조절하는 원인을 규명하기 위하여 ICP의 아미노산 서열은 변화되지 않는 범위 내에서 pHLN1-80(+) 클론에 있는 Plac프로모터와 ICP유전자 프로모터의 일부인 -80 bp프로모터의 염기서열, 전사 개시점과 종결부위의 변이가 ICP유전자발현에 미치는 영향을 조사하였다. pHLN1-80(+)에 5'-말단에 존재하는 -80 bp 프로모터만을 보유한 pHLNK-80 클론은 ICP 생산은 매우 저조하였다. Plac프로모터와 -80 bp 프로모터의 구조 골격을 일부 변이 시킨 pHLNF1-80클론의 ICP생산량은 pHLN2-80(-)가 생산한 양보다는 낮아서 과다발현이 안되었다. Plac프로모터 상류를 약 350bp을 제거하여 만든 클론 pHLND2-80의 ICP 생산량은 모클론인 pHLN2-80(-) 보다 매우 높게 과다발현 되었다. ICP 유전자의 과다발현 현상에 대한 전사 개시점과 전사종결 부위의 역할을 알아보기 위해서 -72bp ICP유전자프로모터를 갖는 클론 pHLD1-72는 재조합 클론 pHLN2-80(-)가 생산한 양보다 적은 양의 ICP을 생성하였고, 클론 pHLD2-72는 재조합 클론 pHLN2-80(-)보다 적은 ICP을 발현하여 과다 발현되었으며, 클론 pHLN2-72는 모클론인 pHLN2-80(-)보다 약간 높은 ICP 생산량을 보여 과다발현되었다. 클론 pHLN2-72를증식하여 파쇄액을 만든 후에 Bombyx mori유충에 대한 살충력 검사에서 클론 pHLN2-72이 생산한 ICP는 pHLN1-80(+)이 생산한 ICP보다 약 90배의 살충력을 보였다. SDS-PAGE와 Western blot 분석에서도 클론 pHLN2-72는 재조합 클론 pHLN2-80(-)보다 약간 높게 ICP가 생성이 되었었다. 이상의 결과는 과다발현에 Plac프로모터와 종결부위가 반드시 필요하며, -72 bp ICP 프로모터가 -80 bp 프로모터보다 과다발현률이 높았으며, ICP 유전자는 반드시 Plac프로모터의 전사 방향에 역방향으로 삽입이 되어야 하는 것으로 나타났다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권4호
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• pp.356-363
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• 2015

나무의 유전 공학적 연구를 위해서는 목본 고유의 유전자 및 프로모터 연구가 필수적이다. 우리는 포플러(P. alba ${\times}$ P. glandulosa)의 Pagns-LTP 유전자의 867 bp 프로모터를 분리하였고, ${\beta}$-glucuronidase (GUS) reporter 유전자를 이용한 프로모터의 형질전환 포플러를 제작하여 특성 분석하였다. Pagns-LTP 유전자는 어린뿌리에서 강하게 발현되었고 어린잎에서는 약하게 발현되었으며, 그밖에 다른 조직에서는 발현되지 않았다. 또한, 프로모터의 활성은 뿌리와 어린잎에서 한정되었으며 어린뿌리의 세포 전체에서 강한 활성을 나타내었다. 이에 포플러 ns-LTP 프로모터 내의 cis-element를 조사하고 현사시나무에서 Pagns-LTP 프로모터를 분리한 후 활성을 분석하였다. 프로모터 내의 cis-element를 분석한 결과, 조직 특이적 발현과 호르몬 및 스트레스에 반응하는 다양한 cis-element가 존재함을 확인하였다. 이를 통해 포플러의 ns-LTP는 생장뿐만 아니라, 스트레스에도 관여할 것이라고 추측할 수 있었다. 본 연구는 목본의 유전자 기능 분석 및 다양한 응용 연구를 위해 유용하게 이용될 수 있는 도구로서의 가능성을 제시하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.260-267
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• 2008

단백질의 산업적 생산을 위해 발현벡터의 선정이 중요하지만 이용 가능한 프로모터가 극히 제한적이며 많은 경우 과발현되는 특성과 함께 불용성 응집체가 형성되는 단점을 지닌다. 따라서 다양한 생물로부터 유래된 잠재성이 큰 유전자원(metagenome)에서의 프로모터 발굴과 한정된 숙주를 해결하려는 노력이 요구된다. 선행연구에서 발굴한 metagenome 유래의 항시발현 프로모터를 이용해 대장균의 일반적인 배양조건에서 세포생리에 영향이 적은 신규 항시발현 벡터를 제작하였다. 이를 위해 예측된 프로모터 서열과 MCS를 포함하는 합성 primer를 제작한 후 PCR로 증폭해 발현벡터를 구성한 후, 프로모터 구동여부와 단백질 발현양상 등을 관찰하였다. 인위적으로 도입된 MCS에 GFP, esterase, $\beta$-glucosidase를 클로닝해 단백질 발현양과 가용성을 분석한 결과, 안정적으로 전체단백질의 $2{\sim}3%$ 정도로 발현되며 80% 이상의 높은 가용성을 지닌 단백질의 발현이 유도되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 결과는 잠재적인 생물자원의 보고로서 metagenome의 활용가능성을 제시하고 있다. 따라서 다양한 숙주에서 작동하는 프로모터의 발굴 및 발현벡터의 제작을 시도할 경우 단백질의 생산이나 대사공학에 의한 균주개량에 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제20권6호
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• pp.934-939
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• 2010

박테리오신의 항균활성 개선을 위해 선행연구에서 개발된 ADH 프로모터에 의해 박테리오신 유전자를 발현시키는 효모발현 벡터에 GPD 프로모터 단편을 도입하여 강력한 프로모터를 가진 효모발현 재조합 플라스미드DNA를 제작하였다. ADH 프로모터에 의해 박테리오신 유전자를 발현시키는 기존의 형질전환 효모들에 비해 새롭게 개발된 GPD 프로모터에 의해 박테리오신 유전자를 발현시키는 형질전환 효모들이 그람양성 대표세균인 고초균(B. subtilis)과 그람음성 장내세균인 대장균(E. coli) 모두에서 보다 높은 생육억제환을 나타내는 것을 확인 하였다. 이 연구의 결과로 GPD 프로모터에 의해 발현이 유도되는 박테리오신 생산 효모들을 이용하여 부패하기 쉬운 식품들의 보존성을 향상시키기 위한 보존제 대체물질 또는 가축 사료에서 병원균의 생육을 저해하기 위한 항생제 대체물질의 산업적인 생산이 가능하게 될 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.34-42
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• 2023

환경 스트레스 신호 인지부터 스트레스 반응 유전자의 발현에 이르는 신호전달 네트워크에 있어서, 스트레스 반응 프로모터의 cis-조절 요소와 거기에 결합하는 다양한 전사인자는 환경 스트레스에 대한 식물의 적응을 조절한다. 애기장대 AP2/ERF 전사인자 패밀리 중 그룹 VII ERF는 RAP2.12, RAP2.2, RAP2.3, AtERF73/HRE1, AtERF71/HRE2 유전자를 포함하며, 저산소 스트레스 반응에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 HRE1 프로모터의 저산소 반응 부위를 동정하였다. 이를 위해 1,000 bp, 800 bp, 600 bp, 400 bp, 200 bp, 100 bp, 그리고 50 bp HRE1 프로모터 부위를 포함하는 벡터를 제작하여 프로모 터 활성을 분석한 결과, -200에서 -100 프로모터 부위가 HRE1의 저산소 반응에서 중요함을 확인하였다. HRE1의 -200에서 -100 프로모터 부위에는 저산소 반응 cis-조절 요소로 알려진 ERF-결합 부위와 DOF-결합 부위가 존재하는데, 이는 HRE1의 발현이 ERF 전사인자와 DOF 전사인자에 의해 조절될 수 있음을 시사한다. 전체적으로, 본 연구를 통해 HRE1 의 저산소 스트레스 반응에는 -200에서 -100 프로모터 부위에 존재하는 cis-조절 요소가 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다.