• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권11호
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• pp.1837-1847
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• 2020

Objective: To evaluate the pancreatic differentiation potential of α-1,3-galactosyltransferase knockout (GalTKO) pig-derived bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) using epigenetic modifiers with different pancreatic induction media. Methods: The BM-MSCs have been differentiated into pancreatic β-like cells by inducing the overexpression of key transcription regulatory factors or by exposure to specific soluble inducers/small molecules. In this study, we evaluated the pancreatic differentiation of GalTKO pig-derived BM-MSCs using epigenetic modifiers, 5-azacytidine (5-Aza) and valproic acid (VPA), and two types of pancreatic induction media - advanced Dulbecco's modified Eagle's medium (ADMEM)-based and N2B27-based media. GalTKO BM-MSCs were treated with pancreatic induction media and the expression of pancreas-islets-specific markers was evaluated by real-time quantitative polymerase chain reaction, Western blotting, and immunofluorescence. Morphological changes and changes in the 5'-C-phosphate-G-3' (CpG) island methylation patterns were also evaluated. Results: The expression of the pluripotent marker (POU class 5 homeobox 1 [OCT4]) was upregulated upon exposure to 5-Aza and/or VPA. GalTKO BM-MSCs showed increased expression of neurogenic differentiation 1 in the ADMEM-based (5-Aza) media, while the expression of NK6 homeobox 1 was elevated in cells induced with the N2B27-based (5-Aza) media. Moreover, the morphological transition and formation of islets-like cellular clusters were also prominent in the cells induced with the N2B27-based media with 5-Aza. The higher insulin expression revealed the augmented trans-differentiation ability of GalTKO BM-MSCs into pancreatic β-like cells in the N2B27-based media than in the ADMEM-based media. Conclusion: 5-Aza treated GalTKO BM-MSCs showed an enhanced demethylation pattern in the second CpG island of the OCT4 promoter region compared to that in the GalTKO BM-MSCs. The exposure of GalTKO pig-derived BM-MSCs to the N2B27-based microenvironment can significantly enhance their trans-differentiation ability into pancreatic β-like cells.

• 생명과학회지
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• 제17권2호통권82호
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• pp.241-247
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• 2007

Paenibacillus macerans 유래의 cycloinulooligosaccharide fructanotransferase (CFTase) 유전자(cft, 2832 bp, 103.8 kDa)를 효모 표층발현 vector인 pCTcon (GAL1 promoter)에 subcloning 하였다. 구축된 pCTECFTN (9.0 kb)를 숙주세포인 s. cerevisiae EBY100에 형질전환한 후, uracil이 결핍된 배지와 inulin 함유배지에서 선별하였다. cft 유전자는 GAL1 promoter에 의해 효모 형질전환체에서 성공적으로 발현되었다. inulin으로부터 cyclofructans (CFs)로 생산하는 효소적 능력으로부터 표층발현 유무를 확인하였다. YPDG배지에서 48시간 배양 후 분획한 균체는 5.52 unit/ l 의 활성을 보였다. CF 생산을 위한 효소의 최적 반응 조건으로 pH 8.0, 반응온도 $50^{\circ}C$, 기질농도 5%, 기질은 Jerusalem artichoke 등의 inulin과 표층 발현 CFTase 효소반응 결과, cycloinulohexaose (CF6), cycloinuloheptaose (CF7), 그리고 cycloinulooctaose (CF8)이 생성되었고, 이 중에서 CF6가 주 생성물이었다.

• KSBB Journal
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• 제10권3호
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• pp.343-348
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• 1995

LeI은 스테로이드를 통울에 투여하였을 때 분비가 촉진되어 항염증성 효과를 나타내는 calcium 의 존성 phospholipid 결합 단백질이다. S. cerevisiae는 대장균과 통물세포의 장점을 모두 가지고 있으므로 동물세포 유래의 이종 단백질의 분비 생산에 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 GAL10 promoter­p ppL-LCI유전자 LCI terminator로 구성된 pYGLPT5 로 LCI을 S. cerevisiae SEY2102에서 발현 분비시키고 각 분획으로 나누어 LCI양을 비교한 결과 protoplast 68.6 %. periplasmic 24 %, culture supernatant 7.4%로 분포하였다. pYGLPT5로 형질전환된 S. cereviswe 2102를 유가 배양한 결과, 최종적인 LCI의 생산량은 약 $500mg/\ell$ 였다. LCI은 N 말단 부근에 $CA^{++}$ 결합부위가 있으므로 이를 이용하여 hydroxylapatite column chromatography로 정 제하 였다. 배지로 분비된 34kDa LCI을 ultrafiltration 과 hydroxylapatite column chromatography 의 두 단계로 순도 99% 이상으로 정제할 수 있었다.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.16-16
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• 2001

Apoptosis로 일컬어지는 예정된 세포사멸(programmed cell death)은 개별 세포의 입장에서는 곧바로 사멸을 의미하지만, 정상적인 고등 생물의 입장에서는 개체의 발생과 분화하는데 프로그램된 과정이다. 자발적 세포사멸은 다른 조직에 비해 생식 조직인 난소나 정소에서 복잡한 apoptosis 기작들을 가지리라 사료된다. 본 연구는 Bcl-2 family중 apoptotic protein인 Bax에 대해 suppression하는 유전자를 yeast system을 활용하여 돼지 정소와 난소로부터 각각 cDNA library를 구축한 후 탐색하였다. 탐색에 활용된 cDNA library는 돼지의 정소와 난소로부터 mRNA를 분리하여 yeast vector인 pAD-GAL4-2.1에 구축하였고, 마우스 bax 유전자는 gal 1 promoter의 조절 하에 glucose 배지에서는 유도되지 않고, galactose 배지에서만 선택적으로 Bax를 발현할 수 있는 효모 vector(pL19-bax)를 구축하였다. Bax에 의한 apoptosis suppressor를 탐색하기 위해 우선 효모 W303에 pL19-bax를 transform하여 glucose 배지에서 Bax의 발현을 억제하였다. pL19-bax를 가진 효모에 정소와 난소로부터 구축된 cDNA library를 transform 시키고, transform된 효모는 각각 Bax에 의한 toxicity를 저해하는 유전자를 찾기 위해 스크린되었다. 이러한 방법으로 정소 cDNA library 탐색에서는 5 $\times$ $10^{6}$ transformant중 39개, 난소cDNA library 탐색에서는 2 $\times$ $10^{6}$ transformant중 26개의 콜로니가 생존하였다. 이들 콜로니로부터 유전자를 분리하여 분석해 본 결과 여러 그룹으로 분류할 수 있었다. 각 그룹의 관련 유전자는 protein synthesis/degradation 12종, oxidation/reductation 5종, detoxin/ cell cycle promoter 3종, signal transduction/growth factor 5종, 그리고 알려지지 않은 유전자 9종이었다. 그 중, bax-toxicity inhibition에 강력한 survival phenotype을 가지는 유전자(pSEDL)를 동정하였다. 이것은 T3-4-1 콜로니로부터 분리하였는데 140개 아미노산으로 이루어진 인간 SEDL(GenBank, XM_013096) 유전자와 매우 유사한 homology를 가지며, bax와 관련된 기능은 밝혀져 있지 않다. 이외에도 분리된 유전자에는 NADH, thioreduction, 그리고 cytochrome oxidase와 같은 positive 유전자 군이 크로닝되어, Bax를 이용한 효모에서 apoptosis suppressor에 관련된 유전자를 손쉽게 스크린하는 것이 가능하고, 분리된 유전자의 기능을 예측할 수 있어 지금까지 보고된 유전자 크로닝법 보다는 강력한 수단으로 활용될 수 있다는 사실을 시사하였다. 그러나, ORF에 관계없이 Bax 발현에 저항하는 유전자군이 선발된다든지 하는 문제점은 금후 검토가 필요하리라 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1376-1382
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• 2016

Xylitol은 식품 및 의료산업에서 이용가치가 높은 물질로, lignocellulosic biomass인 xylose의 환원으로부터 생산되며, 대부분 유전적으로 안전한 Saccharomyces cerevisiae 균주를 사용하여 생산되고 있다. 따라서 본 연구에서는 S. cerevisiae에서 xylitol을 효율적으로 생산하기 위해 xylose reductase를 code하는 GRE3 (YHT104W)유전자의 발현시스템을 구축하여, xylose reductase의 분비생산 및 xylitol 생산성을 조사하고자 하였다. 먼저 GRE3 유전자의 발현에 적합한 promoter의 선별을 위해 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 GRE3 유전자를 가진 pGMF-GRE3와 pAMF-GRE3 plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$균주에 형질전환되었고, $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3와 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 형질전환주가 선별되었다. 그 중 $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주에서 NADPH를 cofactor로 사용했을 때 0.34 unit/mg-protein의 xylose reductase 활성(total activity)을 보였고, ADH1 promoter를 가진 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 균주에 비해 1.5배 높은 활성증가를 확인 할 수 있었다. 또한 두 균주에서 모두 91%의 분비효율을 보여 대부분의 재조합 xylose reductase가 세포 밖으로 효율적으로 발현 분비되었음을 알 수 있었다. $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주를 사용한 baffled flask 배양에서 xylitol 생산량을 조사해 본 결과, 20 g/l의 xylose로부터 12.1 g/l의 xylitol을 생산하였고, 소모된 xylose의 약 83%정도가 xylitol로 환원되었음을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권3호
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• pp.360-367
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• 2006

The endoinulinase gene (inu1) from Pseudomonas mucidolens was expressed on the cell surface of Saccharomyces cerevisiae by fusing with Aga2p linked to the membrane anchored protein, Aga1p. The inu1 gene of P. mucidolens was subcloned into the surface display vector, pCTcon (GAL1 promoter). The constructed plasmid, pCTENIU (8.5kb), was then introduced to S. cerevisiae EBY100 cells and the yeast transformants selected on synthetic defined media lacking uracil and inulin-containing media. The inu1 gene under the control of the GAL1 promoter was successfully expressed in the yeast transformants, and the surface display of endoinulinase confirmed by immunofluorescence microscopy, along with its enzymatic ability to form inulooligosaccharides (IOSs) from inulin. The total endoinulinase activity reached about 2.31 units/ml when the yeast transform ants were cultivated on a YPDG medium. To efficiently hydrolyze the inulin, various reaction conditions were examined, including the pH, temperature, and inulin source. The optimized conditions were then determined as follows: pH, 7.0; temperature, $50^{\circ}C$; inulin source, Jerusalem artichoke. Under the optimized condition and 46 units of endoinulinase per g of inulin, IOSs started to be produced after 10 min of enzymatic reaction. The highest yield, 71.2% of IOSs, was achieved after 30 h of reaction without any significant loss of the initial enzyme activity. As a result of the reaction with inulin, IOSs consisting of inulobiose (F2), inulotriose (F3), inulotetraose (F4), and inulopentaose (F5) were produced, and F4 was the major product.

• 생명과학회지
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• 제14권6호
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• pp.1009-1017
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• 2004

인간유래 시알산전이효소 유전자들의 특이적 발현과 그들의 mRNA isoform의 생성에 대한 조절기구를 이해하기 위하여 5종류의 human 시알산전이효소 유전자(hST3Cal II, hST8Sia II, hST8Sia III, hSTS8Sia IV, hST8Sia V)들의 게놈구조를 분석하였다. hST3Gal II 유전자는 17 kb이상의 게놈상에 46 bp에서 1017 bp의 길이를 가진 exon이 6개로 이루어져 있고, hST8Sia III유전자는 10 kb이상의 게놈상에 125bp에서 2023bp의 길이를 가진 exon이 4개로 이루어져 있어 다른 human 시알산전이효소 유전자들보다 짧고 단순한 구조를 가지고 있었다. 반면에 다른 3종류의 유전자(hST8Sia II, hST8Sia IV, hST8Sia V)들은 70 kb이상의 게놈상에 5개이상의 exon으로 이루어져 있으며, 5종류 모두 exon-intron boundary는 GT-AG rule을 나타내고 있었다. 특히 모든 시알산전이효소에 고도로 보존되어 있는 sialylmotif L은 hST8Sia III유전자에서는 하나의 exon에 존재하는 반면에, 다른 시알산전이효소 유전자에서는 분리된 exon에 존재하여 exon의 구조적 다양성을 나타내고 있다. 또한, 본 연구에서는 5'-RACE와 cap site hunting법에 의해 hST3Gal II 유전자의 전사개시점을 결정하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제15권5호
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• pp.251-258
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• 2011

Here we have investigated how lactosylceramide (LacCer) modulates gene expression of adhesion molecules in TNF-${\alpha}$ and IFN ${\gamma}$ (CM)-stimulated astrocytes. We have observed that stimulation of astrocytes with CM increased the gene expression of ICAM-1 and VCAM-1. D-Threo-1-phenyl-2-decanoylamino-3-morpholino-1-propanol (PDMP) and N-butyldeoxynojirimycin (NBDNJ), inhibitors of glucosylceramide synthase (GLS) and LacCer synthase (galactosyltransferase, GalT-2), inhibited the gene expression of ICAM-1 and VCAM-1 and activation of their gene promoter induced by CM, which were reversed by exogenously supplied LacCer. Silencing of GalT-2 gene using its antisense oligonucleotides also attenuated CM-induced ICAM-1 and VCAM-1 expression, which were reversed by LacCer. PDMP treatment and silencing of GalT-2 gene significantly reduced CM-induced luciferase activities in NF-${\kappa}B$, AP-1, GAS, and STAT-3 luciferase vectors-transfected cells. In addition, LacCer reversed the inhibition of NF-${\kappa}B$ and STAT-1 luciferase activities by PDMP. Taken together, our results suggest that LacCer may play a crucial role in the expression of ICAM-1 and VCAM-1 via modulating transcription factors, such as NF-${\kappa}B$, AP-1, STAT-1, and STAT-3 in CM-stimulated astrocytes.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권4호
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• pp.534-542
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• 2021

CRISPR/Cas를 이용한 유전체 편집과 유전자 발현 조절을 위한 기술에서 sgRNA는 표적서열을 인식하는 역할을 한다. gal 프로모터를 표적서열로 하여 유전체 편집에 필요한 sgRNA의 표적인식서열의 길이와 유전자 발현 조절에 필요한 sgRNA의 표적인식서열의 길이를 Cas9-NG에서 체계적으로 비교하였다. 유전체 편집의 경우, sgRNA의 표적인식서열을 구성하는 20개의 뉴클레오티드에서 3개의 뉴클레오티드의 결손만을 허용하였다. 하지만, 유전자 발현 조절에는 표적인식서열에서 11개의 뉴클레오티드가 결손되어도 표적서열을 인식하고 결합할 수 있다는 것을 밝혔다. 따라서, sgRNA의 표적인식서열에서 4개 이상의 뉴클레오티드의 결손이 있는 경우에 sgRNA/Cas9-NG는 표적 DNA 서열에 특이적으로 결합을 하지만, 엔도뉴클레아제의 활성을 갖지 못하기 때문에 유전체 편집을 할 수 없는 것으로 판단된다. 이 결과는 인공전사인자 개발과 합성생물학 분야의 다양한 CRISPR 기술 발전에 도움을 줄 것이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권2호
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• pp.289-292
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• 2004

A trisaccharide, GlcNAcp- ${\beta}-(1{\to}3)-Galp-{\alpha}-(1{\to}2)$-6-deoxy-altroHepp- ${\alpha}-(1{\to}O$-propyl, as an O-antigenic repeating unit of C. jejuni serotype O:23 and O:36 was synthesized. Coupling of the GlcNPhth-(1${\to}$3)-Gal disaccharide donor with allyl 6-deoxy-altroHep acceptor in the presence of iodonium dicollidine perchlorate (IDCP) promoter afforded the ${\alpha}$-galactosidic trisaccharide with high stereoselectivities. Subsequent deacetalation, dephthaloylation, N-acetylation, and hydrogenolytic debenzylation furnished the title compound.