We have isolated a cDNA encoding a calcium-dependent protein kinase (CDPK) in Nicotiana tabacum, which was designated NtCDPK1. Accumulation of the NtCDPK1 mRNA was stimulated by various stimuli, including phytohormones, CaCl$_2$ wounding, fungal elicitors, chitin and methyl jasmonate. The NtCDPK1 gene encodes a functional Ser/Thr protein kinase of which phosphorylation activity is strongly induced by calcium. By analyzing expression of the NtCDPK1-GFP fusion protein and by immunoblotting with antibody which reacts with NtCDPK1, we found that NtCDPK1 is localized in membrane and nucleus in plant cells. Silencing expression of the NtCDPK1 transgene resulted in marked decrease of lateral root development in the transgenic tobacco plants. Yeast two hybrid screening using NtCDPK1 as a bait identified a tobacco homologue of proteasome regulatory subunit 21D7, designated Nt21D7. The 21D7 mRNA has been shown to be predominantly expressed in proliferating tissues in the cell cycledependent manner in carrot. The recombinant NtCDPK1 protein associated with Nt21D7 in vitro, and could phosphorylate the Nt21D7 protein in vitro in the presence of calcium, suggesting that Nt21D7 protein is a natural substrate of NtCDPK1 in tobacco. These results suggest that NtCDPK1 may regulate tell proliferation processes, such as lateral root formation, by regulating specificity and/or activity of proteasome-mediated protein degradation pathway.
The study was conducted to evaluate the effects of chromium picolinate (CrP) on growth, carcass characteristics and serum metabolites in growing-finishing pigs. A total of 96 Landrace$\times$Yorkshire$\times$Duroc hybrid pigs, initial live weight about $38.12{\pm}00kg$, were randomly assigned to 2 groups (16 pigs per pen, 3 pens per group), each group had 48 pigs with an equal number of barrows and gilts. The pigs were fed the diet with or without $200{\mu}g/kg$ Cr from CrP. The results indicated that the addition of $200{\mu}g/kg$ CrP increased ADG by 3.58% and decreased feed conversion rate (FCR) by 3.00% compared to the control group. Pigs fed CrP had 7.58% (p<0.05) higher carcass lean percentage, 15.55% (p<0.05) larger longissimus muscle area (LMA) and 10.90% (p<0.05) lower back fat thickness, 15.17% (p<0.05) lower carcass fat percentage. In addition, the IGF-I level in serum was elevated by 79.20% (p<0.05), the Insulin and cortisol level decreased by 27.35% (p<0.05) and 34.58% (p<0.05) respectively with supplementation of CrP. Analysis of subcutaneous fat (10th rib) showed that the activity of hormone sensitive lipase (HSL) increased by 79.58% (p<0.05) and the activities of isocitrate dehydrogenase (ISD) and malate dehydrogenase (MDH) decreased significantly by 15.06% (p<0.05) and 54.53% (p<0.05) respectively in the $200{\mu}g/kg$ CrP group. The concentration of RNA, RNA/DNA in LMA increased by 31.89% (p<0.05) and 5.41% (p<0.05) respectively with the addition of CrP. These results suggest that CrP reduced fat deposits by decreasing lipogenic enzyme activities and increasing HSL activity and may have promoted muscle anabolic metabolism through elevated IGF-I levels.
Bok-Ki Choi;Gyeong-Eon Noh;Yeo-Reum Kim;Jun-Hwan Byun;HanKyu Lim;Jong-Myoung Kim
Fisheries and Aquatic Sciences
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제27권6호
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pp.346-355
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2024
Groupers are economically important species in the fishery and aquaculture industries in Asian countries. Various species of grouper, including hybrids, have been brought to market even without precise species identification. In this study, we analyzed the structure and expression profile of the gene encoding prolactin (PRL) in the red-spotted grouper Epinephelus akaara based on genomic DNA and cDNA templates. The results showed that the PRL gene consists of five exons encoding an open reading frame of 212 amino acids, including a putative signal peptide of 24 amino acids and a mature structural protein of 188 amino acids. It showed amino acid identities of 99% with Epinephelus coioides, 83% with Amphiprion melanopus, 82% with Acanthopagrus schlegelii, 75% with Oreochromis niloticus, 70% with Coregonus autumnalis, and 67% with Oncorhynchus mykiss, indicating its closer similarity to E. coioides and other groupers but marked distinction from non-teleost PRLs. PRL mRNA expression was detected mostly in the brain, including the pituitary gland, with little expression in other tissues. While the 5-exon structure of the PRL gene of red-spotted grouper and the exon sizes were conserved, the sizes of the introns, particularly the first intron, were markedly different among the grouper species. To examine whether these differences can be used to distinguish groupers of similar phenotypes, exon-primed intron-crossing analysis was carried out for various commercially important grouper species. The results showed clear differences in size of the amplified fragment encompassing the first intron of the PRL gene, indicating that this method could be used to develop species-specific markers capable of discriminating between grouper species and their hybrids at the molecular level.
Sterol regulatory element-binding protein (SREBP)-1c plays a crucial role in the regulation of lipogenic enzymes in the liver. We previously reported that an X-chromosome-linked RNA binding motif (RBMX) regulates the promoter activity of Srebp-1c. However, still unknown was how it regulates the gene expression. To elucidate this mechanism, we screened the cDNA library from mouse liver by yeast two-hybrid assay using RBMX as bait and identified scaffold attachment factor B1 (SAFB1). Immunoprecipitation assay demonstrated binding of SAFB1 to RBMX. Chromatin immunoprecipitation assay showed binding of both SAFB1 and RBMX to the upstream region of Srebp-1c gene. RNA interference of Safb1 reduced the basal and RBMX-induced Srebp-1c promoter activities, resulting in reduced Srebp-1c gene expression. The effect of SAFB1 overexpression on Srebp-1c promoter was found only in the presence of RBMX. These results indicate a major role for SAFB1 in the activation of Srebp-1c through its interaction with RBMX.
국내 시장에서는 Wolfiporia hoelen의 균핵 생산량을 늘리기 위해 새로운 균주 육종을 요구되고 있다. 이에 본 연구는 국내에서 수집한 31개의 야생 균주와 12개의 재배 균주에 대해, 최근 보고된 교배형 연관 유전자의 RPB2의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)을 적용해 단핵균사와 이핵균사를 구분할 수 있는지 확인함으로써 SNP 정보가 육종에 유용한지 알아 보고자 수행되었다. 이를 위해 해당 정보를 효율적으로 얻을 수 있는 프라이머도 개발하였다. 분석 결과, 국내 야생 균주들은 동형접합인 경우가 중국 균주보다 많아 기존 SNP의 한계를 확인하였다. 이를 보완하고자 RPB2 유전자에서 3개의 SNP를 추가로 발견하였으며, 이를 통해 단핵균사와 이핵균사의 구분 능력을 높였다. 나아가 4개의 SNP를 기존에 육성한 교잡균주와 교잡에 사용한 단포자 균주에 적용함으로써 육종에서의 활용 가능성이 있음을 확인하였다.
태반 영양배엽 (trophoblast)은 포유동물의 발생과정 중 가장 먼저 분화되는 세포로서, 자궁환경내에서 배아가 착상, 발생, 및 분화하기 위해서 반드시 필요한 태반을 형성하는 색심적인 세포이다. 영양배엽 세포의 분화과정중의 결함은 배아의 사산이나 임신질환 등의 치명적 결과를 초래한다. 하지만, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 분자생물학적인 메카니즘은 아직 규명되지 않고 있다. 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 경로를 규경하기 위한 선결과제는 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 많은 유전자들이 밝혀져야만 한다. 본 연구팀은 최근에 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 두 종류의 새로운 유전자들을 찾았다. 한 종류는 homeobox를 보유하고 있는 조절 유전자 Psx이고, 다른 한 종류는 임신호르몬인 태반 프로락틴 라이크 단백질 유전자 PLP-C${\beta}$이다. 본 연구과제의 목표는 이들 유전자의 기능과 조절 메카니즘을 규명함으로써, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 조절경로를 밝히는 것이다. 이를 위하여 다음과 같은 일련의 연구를 수행할 것이다. 1) Psx 유전자가 분화된 영양배엽 세포에서만 발현케 하는 조절 메카니즘을 규명하기 위해 functional assays, in vitro footprinting, gel mobility shift assays, 생쥐형질전화, UV crosslinking, Southwestern blot 등의 방법을 통해 Psx 유전자의 cis-acting 요인과 trans-acting factor를 밝혀 분석한다. 2) 영양배엽 세포의 분화조절 경로를 규명하기 위해 random oligonuclotide library screening, DD-PCR, subtractive screening 등의 방법을 이용하여 Psx 유전자에 의해 조절되는 하부유전자를 밝힌다. 3) Psx 유전자를 knock-out시켜 영양배엽 세포가 발달 및 분화하는데 미치는 역할을 밝힌다. 4) Yeast two-hybrid screening방법을 이용하여 태반 프로락틴 유전자의 수용체를 찾아 이들의 신호전달 기전을 밝힌다. 제1차년 연구결과로서, mouse와 rat으로부터 각각 Psx 유전자의 genomic DNA를 클로닝하여, 유전자 구조를 비교한 결과, mouse Psx (mPsx2)는 4개의 exons으로 이루어져 있는 반면에, rat Psx (Psx3)는 3개의 exons으로 구성되어 있었다. 즉, rPsx3는 mPsx2의 exon1이 없었다. Notrhern blot과 in situ hybridization 분석에 의해 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 발현 조절되는 현상을 밝혔다. 실제로 mPsx2와 rPsx3의 5'-flanking지역을 클로닝하여 염기서열 분석 결과 전혀 homology를 찾을 수 없었다. 또한, 이들 각각 promoter의 activity를 luciferase reporter를 이용하여 조사한 결과 Rcho-1 trophoblast cells에서 각기 다른 activity를 보여 주는 것을 발견하였다. Psx 유전자의 transcription start sites는 Primer extension에 의해 밝혔다. 또한 Psx2 유전자를 knock-out 시키기 위해 targeting vector를 Osdupde1에 제작하였다. 본 과제를 시작할 때 새로운 프로락틴 유전자 하나를 클로닝하여 이 유전자를 PLP-I라고 이름을 붙였다. 이 후 이 유전자 (PLP-I)는 PLP-C${\beta}$라고 이름을 붙이게 되었다. Mouse PLP-C${\beta}$ 유전자의 counterpart를 rat에서 찾아 염기서열을 비교한 결과 mouse와 rat에서 PLP-C${\beta}$유전자의 homology는 약 79% (amino acid level)였다. 본 연구과정을 통해 또 하나의 새로운 PLP-C subfamily member를 mouse로부터 클로닝 하였고, 이 유전자를 PLP-C${\gamma}$라 하였다. PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$의 발현 유형은 Northern blot과 in 냐셔 hybridization 분석에 의해 태반의 제한된 spongitrophoblast와 trophoblast giant cells에서만 발현하는 것을 밝혔다. 놀랍게도 이들 두 새로운 유전자는 alternative splicing에 의해 두 종류의 isoform이 있음을 밝혔다. PLP family member 유전자로서 splicing에 의한 isoforms을 보여 주는 유전자로는 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 최초이다. 이들 isoform mRNAs의 발현 유형은 RT-PCR 방법을 이용하여 규명하였다. 또 하나의 새로운 발견은 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 독특한 유전자 구조를 갖고 있었다. 즉, PLP-C${\beta}$는 exon3의 alternative splicing에 의해 5개 혹은 6개의 exons을 갖는 two isoforms이 생긴다. 반면에 PLP-C${\gamma}$는 exon2가 alternative splcing이 되면서 7개의 exons을 갖거나 6개의 exons을 갖는 isoforms을 만든다. 그리고, PLP-C${\gamma}$의 promoter activity를 trophoblast Rcho-l${\gamma}$ 세포주를 이용하여 PLP-C${\gamma}$ 의 1.5 kb 5'-flanking 지역이 trophoblast-specific promoter activity를 갖고 있음을 밝혔다. PLP-C${\gamma}$ 유전자의 transcription start site는 Primer extension에 의해 밝혔다. 제 1차 년도의 연구결과를 토대로, 2차년에서는 다음단계의 연구를 수행하고자 한다. 즉, 1) mPsx2와 rPsx3의 promoter를 비교분석 함으로서 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 조절되는 메카니즘 규명, 2) Psx와 PLP-C 유전자의 promoter에 있는 cis-acting elements 탐색, 3) Psx2와 Psx3의 단백질을 이용하여 이들이 binding하는 target sequence 규명, 4) 제작한 Psx2 targeting vector를 이용하여 ES cells에서 Psx2 유전자 knock-out, 5) Psx 유전자를 과발현시키는 세포주를 만들고 Psx에 의해 조절되는 유전자 탐색, 6) 새로 밝히 PLP-C members 유전자들의 조절기전을 Rcho-1 세포주를 이용하여 여러 거지 성장인자와 다른 호르몬에 대한 반응을 탐색, 7) Psx와 PLP-C${\gamma}$ 유전자의 chromosomal mapping 등을 밝힐 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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