• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권3호
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• pp.275-282
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• 2010

고등식물의 엽록체 형질전환은 핵 형질전환에서 기대 할 수 없는 여러 가지 이점을 가진다. 외래 단백질의 발현율을 획기적으로 높일 수 있고, 여러 유전자를 동시에 발현시킬 수 있으며, 상동재조합에 의한 부위-특이적 유전자 삽입으로 인해 유전자 침묵 및 위치효과가 없다. 더욱이, 대부분 작물은 화분을 통한 도입된 유전자의 전이가 불가능한 모계 유전을 하기 때문에 엽록체 형질전환은 환경 친화적이다. 엽록체 형질전환 시스템은 핵 형질 전환과 달리 작물에서의 성공에 제한적이었으나 지난 10년 동안 이런 한계가 극복되어 콩, 당근, 상추 및 유채 등의 작물에서도 성공하게 되었다. 그러므로 이제 작물의 엽록체 형질전환은 농업적 형질의 개선뿐 만 아니라, 고부가가치 백신과 의료용 단백질 생산을 통한 의약품 산업의 성장에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.57-57
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• 2001

Erythropoietin(EPO)는 혈액의 구성성분 중에서 적혈구 세포 증식에 중요한 기능을 한다고 알려져 있으며, 최근에는 암, 에이즈의 치료 등에도 효과가 있는 것으로 확인되고 있다. 따라서 본 연구팀은 지금까지 hEPO 유전자를 이용하여, 형질전환 돼지 "새롬이"의 생산에 성공한바 있다. 새롬이의 정액을 활용하여 인공수정을 실시 새롬이의 Fl를 24두 생산하였다. 이에 대하여 "형질전환 돼지의 계대번식시 유전자 전이효율에 관한 연구"라는 제목으로 발표 할 예정이며, 형질전환에 사용된 promoter가 WAP이므로, Fl이 임신, 분만을 하여야만 유즙을 통하여 hEPO물질을 생산할 수 있다. 따라서, Fl(♂)$\times$Fl(♀)의 교배에 의하여 5두가 임신, 분만을 하였으며, 이들 중 1두는 분만 후 21일에 폐사하였으며, 나머지는 현재 정상적으로 사육되고 있다. 이들 5두에 대하여 분만 후 유즙을 채취하여 유즙속에 EPO의 발현여부를 검토하였다. EPO-ELISA kit(medac)를 사용하여 분석결과, 유즙을 8,000배로 희석을 하여야만 Standard curve(1.25~160 mIU/$m\ell$)안에서 EPO의 단백질 발현을 검출할 수 있었다. 5두의 각각 농도는 28, 58, 17, 37, 27 IU/${\mu}\ell$ 였다. 또한 cDNA EPO와 genome EPO를 CHO 동물세포에서 생산하여 10배로 농축한 결과 5.5와 11 IU/${\mu}\ell$의 농도로 유즙과 비교하면 약 20~30배의 낮은 발현양을 나타내었으며, 또한 이러한 결과는 소변에서의 결과(1.1 IU/$m\ell$)보다는 약 30,000배 이상 높은 발현량을 화인 할 수 있었다. 현재, 이들 유즙 물질을 활용 빈혈 질환실험동물을 이용하여 생리활성을 검정, 체내에서 metabolic clearance rate(MCR)를 검토 중에 있다. 또한 F2의 자돈생산은 모돈 5두에서 총 25두가 생산되었는데, 이중 20두 약 80%가 EPO 유전자의 전환율을 나타내었다. 이상을 종합하면, 1) 돼지이용 생리활성물질(EPO)을 유즙에서 대량으로 생산할 수 있는 system의 활용가능성을 국내에서 처음으로 확인하였으며, 2) EPO에 있어서는 국제적으로도 형질전환 가축생산은 최초로 성공하였으며, 현재로서는 생산되어진 물질의 정제수준에 따라 활용가치가 결정되어 질 것으로 사료된다. 생리활성 물질을 생산할 수 있는 형질전환 돼지 생산의 성공은, 앞으로 형질전환 가축생산 뿐 만 아니라, 장기이식 및 복제돼지 생산의 활용 면에서의 응용가능성이 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제18권3호
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• pp.304-310
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• 2008

고온 단백질 heat shcok protein 70 (HSP70)은 분자샤페론으로써 환경스트레스와 발달단계 동안 단백질을 보호하고 합성하는 다양한 과정에 관여하는 기본적인 단백질이다. 하지만 그 생물학적 기능이 식물에서 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 이에 본 연구에서는 담배에서 고온에 의해 유도된 HSP70인 NtHSP70-1 (AY372069)를 분리하여 그 기능을 연구하였다. NtHSP70-1의 고온 내성 기능을 분석하기 위해 NtHSP70-1이 식물 형질전환용 벡터인 pBKS1-1에 sense 또는 antisense 방향으로 도입되어 형질전환된 식물체와 pBKS1-1만 도입된 형질전환 식물체들을 제조하였다. 형질전환체에 있어서 NtHSP70-1의 발현량은 western blot 분석법을 사용하여 수행하였고 확인된 형질전환체들은 고온 내성 기능분석에 이용되었다. 그 결과 고온 환경에 있어서 NtHSP70-1이 과다발현된 형질전환체들은 그 클로로필의 함량과 생존율이 정상환경 일 때와 유사하였고 반대로 벡터 또는 벡터인 pBKS1-1에 antisense 방향으로 도입되어 형질전환된 식물체들은 클로로필의 파괴로 인한 감소된 생존율을 나타내었다. 고온 처리된 형질전환 식물체에서 클로로필의 함량비교 결과로 NtHSP70-1이 클로로필을 보호함으로써 식물의 고온내성에 기여함을 알 수 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.185-194
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• 2006

엽록체는 숙주세포에 잡아먹힌 (식균작용) 남세균이 숙주세포와 공생관계를 형성하여 온 것으로 간주된다. 엽록체 게놈은 정적이라고 이해하고 있지만 형질전환을 통하여 상동염기가 도입되면 이와는 반대로 intramolecular homologous recombination에 의해 subgenomic circle을 만드는 등 매우 다이나믹하다는 것이 최근에 증명되고 있다. 고등식물의 엽록체 형질전환은 핵 형질전환에서 기대할 수 없는 여러 이점을 제공한다. 예컨대, transgene의 발현율을 높일 수 있고, transgene들을 polycistronic하게 발현할 수 있으며, 도입된 transgene이 모계유전을 하게 된다는 것 등이다. 담배는 엽록체 형질전환의 모델 식물로 사용되어 왔으나 최근에는 벼, 대두, 면화 등 다른 주요 작물의 형질전환도 가능하게 되었다. 엽록체 형질전환된 작물은 미생물을 이용하여 고부가가치 단백질을 생산하는 생물반응기를 향후 대체할 수 있게 될 것이다.

• 식물조직배양학회지
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• 제26권1호
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• pp.21-26
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• 1999

쌍떡잎식물체 형질전환에 널리 쓰이는 Agrobacterium의 binary vector를 이용하여 왜화성을 나타내는 pGA643-rolC gene을 엽절편 transformation방법으로 petunia에 도입하였다. Petunia hybrida의 재분화에 있어 엽조직으로부터 식물체 재분화에 미치는 생장조절물질의 효과는 0.1mg/L NAA와 1.0mg/L BA의 조합에서 높았고 재분화된 식물체도 양호하였다. 식물체 형질전환 선발배지에 에틸렌 억제제인 AgNO$_3$와 KMnO$_4$의 첨가시 형질전환체 재분화율이 높게 나타났으며, AgNO$_3$에 비해 KMnO$_4$처리구에서 보다 많은 식물체 재분화율을 나타내었으나 AgNO$_3$와 KMnO$_4$의 고농도 첨가시 다소의 유리화 현상이 발생하였으므로 3mg/L KMnO$_4$ 첨가가 식물체 재분화에 적합한 것으로 생각된다. 항생제 200mg/L kanamycin, 500mg/L carbenicylin 과 1.0 mg/L BA, 0.1mg/L NAA가 첨가된 형질전환 선발배지에서 엽절편으로 부터 형질전환 된 것으로 추정되는 식물체들을 일차 선발하였고 기외로 이식한 후 genomic DNA를 분리하여 Southern blot analysis법으로 분석한 결과 외래 유전자가 식물체의 genomic DNA내로 삽입된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.58-58
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• 2001

본 연구는 섬유소 분해효소 유전자 Cel D(Cellulase Digestion)가 도입된 형질전환 돼지 생산을 통하여 섬유소 함유 사료의 이용 효율을 증대시키고, 나아가 장기이식동물 및 고가의 의료용 단백질 생산가축을 개발하기 위한 원천기술 확보에 있다. 섬유소분해 유전자의 크로닝 및 조직 특이적 발현벡터를 개발하기 위하여, 우선 소의 위중 제4위 내의 미생물로부터 전체 유전자를 분리하였고, 이렇게 작성된 DNA library에서 섬유소분해 관련 유전자인 약 2.0 kb의 Cel D유전자를 크로닝하였으며, 췌장 특이적 발현 프로모터(rat elastase I: 약 200bp)를 크로닝한 후, 미세주입용 형질전환 재조합 벡터를 구축하기 위하여 rElastase I 프로모터 하류에 섬유소 분해 유전자(Cel D)를 연결하여 약 3.0 kb 크기의 재조합 벡터를 준비하였으며, 재조합 유전자를 1세포기 수정란 전핵내에 미세주입 하기 위해 Sal I과 BglII를 이용 유전자 단편을 만들었다. 구축된 유전자를 미세주입하기 위한 수정란을 회수하기위해 총68두의 돼지를 4-5두씩 분리사육하면서 발정동기화 및 과배란 유기를 위해 PG600, Altrenogest, FSH, hCG를 투여하였으며 hCG투여후 약54시간에 외과적 방법에 의해 총 1,359개의 수정란을 회수하였고, 이중 미세주입가능한 1세포기 수정란은 1,296개로 두당 평균 15.9개 였다. 1,296개의 1세포기 수정란 중에서 재조합 유전자(rE I-CelD)가 미세주입된 660개의 수정란을 32두의 수란돈에 외과적 방법에 의해 이식하였으며, 이식되어진 모돈 13두가 분만하여 40.6%의 임신율을 나타내었다. 이렇게 분만된 13두에서 총 65두(암:33두, 수:32두)의 자돈이 생산되었으며, 형질전환 여부를 판명하기 위해 자돈의 꼬리조직으로 부터 genomic DNA를 추출하고 PCR 검정을 실시하였다. PCR 검정 결과, 섬유소 분해 유전자가 도입된 자돈은 5두 이었으며, 그 결과를 Table에 나타내었다.(Table Omitted) Table 1 에서와 같이 섬유소 분해효소유전자가 형질전환된 자돈은 65마리 중 5마리로 7.69%의 형질전환율을 나타내었으며, 5마리의 자돈중 2두(암:1두, 수:1두)는 분만 후 즉시 폐사되었으며 2두(암:1두, 수:1두)는 86일령 그리고 14일령에 폐사하여 현재 1두(암)가 생존하여 섬유소 분해 사양 실험 중에 있다.

• 한국약용작물학회지
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• 제13권1호
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• pp.57-62
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• 2005

인삼에 염류내성을 증진시키기 위해서 Arobidopsis에서 분리한 SAL1 (3‘(2’),5‘-bis-phosphate nucleotidase) 유전자를 Agrobacterium Tumefaciens을 이용하여 인삼자엽으로부터 형질 전환체를 유도하였다. Agrobacterium 과 공동배양 후 식물호르몬 무첨가 선발배지 (kanamycin 100 mg/l)에 치상한 결과 10%미만의 자엽에서 형질전환 인삼체세포배가 발생되었으나, Agrobacterium과 공동배양 후 1.0 mg/l 2.4-D와 0.5 mg/l kinetin의 식물호르몬을 첨가한 배지에 옮겨준 경우에는 74%의 형질전환율을 보였다. 발생한 체세포배는 초기에 250 mg/l 의 cefotaxime이 첨가된 MS배지에서 3주간 배양한 후 100 mg/l kanamycin과 250 mg/l cefotaxime이 첨가된 MS배지에 계대배양하여 선발하였다. 자엽단계로 발달한 체세포배들은 발아시키기 위해서 50 mg/l kanamycin과 10 mg/l 지베렐린이 첨가된 MS 배지로 옮겨 선발하였다. Kanamycin 첨가배지에서 선발된 체세포배들은 특이 프라이머로 PCR 증폭을 통하여 최종적으로 형질전환체를 확인하였으며, 줄기와 뿌리가 잘 발달된 형질전환체들은 성공적으로 토양에 순화시켰다.

• 한국균학회지
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• 제25권3호통권82호
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• pp.233-237
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• 1997

여름느타리버섯의 단포자에 UV를 처리하여 pab 요구성 영양요구주를 작성하였으며 이 균의 균사에서 원형질체를 분리한 후 Coprinus pab 1유전자를 함유하는 plasmid를 이용하여 prototrophy로 형질전환 하였다. 형질전환율은 ${\mu}g$의 DNA 당 5개의 형질전환주를 얻을 수 있었다. 형질전환주는 Southern 분석결과 염색체 DNA 속으로 integration된 것으로 확인되었으며 영양생장과 생식 생장시 모두 안정하게 유지되었다. 형질전환주와 화합성인 다른 영양요구주와 교배후 자실체의 포자를 분리하여 유전분석 결과 pab 생합성 유전자 보다는 그 유전자 주위에 integration이 일어난 것으로 추정되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권1호
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• pp.25-31
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• 1996

식물체내 칼모듈린과 칼모듈린 메틸화의 기능에 대한 정보를 얻기 위하여 칼모듈린 유도체($lys{\rightarrow}ile\;115$ 칼모듈린)를 발현시킬 수 있고 하이그로마이신(Hygromycin) 내성을 보일 수 있는 형질전환 담배 식물체와 하이그로마이신 내성만 보일 수 있는 형질전환 담배 식물체(대조구)가 Agrobacterium-mediated 형질전환을 통해 만들어 졌다. 이들 형질전환 담배 식물체로 부터 얻은 씨앗의 하이그로마이신 내성과 민감성에 대한 비는 예상대로 3 : 1을 보였다. Western blot과 Chemiluminescence 방법을 병행하여 형질전환 식물체($F_1$)의 잎으로 부터 칼모듈린 단백질을 검출한 결과 칼모듈린 단백질이 발현 되었음이 확인되었다. 두 형질 전환 담배 식물체로 부터 얻은 씨앗의 발아에 미치는 표피살균제의 영향을 조사해본 견과 칼모듈린 형질전환체의 씨앗은 살균수의 처리만으로도 MS 배지에서 씨앗 주변에 곰팡이 등의 오염없이 정상 발아되었으며, 대조구는 살균수와 차아염소산나트륨 용액(유효 염소 함유량 4%)을 1 : 1 배합하여 처리해주어야 오염으로 부터 벗어날 수 있었다. 칼모듈린 유도체를 발현 시키는 담배 씨앗과 대조구 담배 씨앗의 발아에 미치는 칼슘 농도의 영향을 조사해본 결과 저 농도의 칼슘을 함유한 MS배지에서는 초기 발아율에 있어 별 차이가 없었지만 고농도(예, 30mM)의 칼슘 함유배지에서는 칼모듈린 형질전환체 씨앗의 발아가 대조구 형질전환 식물체 씨앗의 발아에 비해 월등하게 잘 되었다. 이와 같은 결과들로 부터 칼모듈린 유도체의 담배 세포내 발현은 각종 환경적 요인에 대한 담배 씨앗의 적응능력을 증진시키는 것으로 제안할 수 있겠다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권4호
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• pp.335-339
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• 2003

pSK109를 포함하고 있는 Agrobacterium LBA4004을 통하여 국화 'Shuho-no-chikara'에 LEAFY 유전자을 도입하였다. 엽절편체의 생존율은 kanamycin 10mg/L가 첨가된 배지에서 생존율 약 22%, 절편체의 재분화율이 10%정도였다. 그러나 kanamycin 20mg/L가 첨가된 배지에서는 엽절편은 약 5%정도 생존하였으나 전혀 재분화가 나타나지 않았다. 따라서 kanamycin 10mg/L를 1차 선발배지로, 20mg/L를 2차 선발배지로 선발하였다. Agrobacterium LBA4404와 국화 엽절편체를 3일간 공동배양 하는 것이 형질전환에 효과적이었다. LEAFY유전자가 삽입된 pSK109 vector를 포함한 Agrobacterium LBA4404의 형질전환 효율은 2차 선발까지 약 2.8% 였으며, Southern blot한 결과 0.13%만이 형질 전환체로 확인되었다. 형질 전환체 한계통은 포장에서 약 1주일 정도 조기개화하였고 화형은 정상이었다.