• Applied Biological Chemistry
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• 제38권5호
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• pp.387-392
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• 1995

대두 glycinin 유전자의 조직 특이적이고 분화 발달 특이적인 발현 조절 메카니즘을 연구하기 위하여 Gy2 유전자의 5' upstream 부위 염기서열을 조사한 결과, glycinin 유전자의 발현을 조절하는 인자로 여겨지는 여러 가지 조절 인자들을 발견하였다. 진핵세포 유전자에 공통적으로 존재하는 TATA box와 AGGA box가 존재하고, 종자 저장 단백질에서 공통적으로 발견되는 embryo factor binding sequence, RY repeat CACA sequence, ${\beta}$-conglycinin enhancer 와 유사한 sequence 등이 발견되었다. 이러한 조절 요소들이 Gy2 유전자의 발현 조절에 미치는 영향을 알아보기 위해 Gy2유전자의 5' upstream부위를 Exo III nuclease와 여러가지 제한효소를 이용하여 일련의 deletion mutants를 제조한 후 GUS 유전자와 결합시켰다. 이들 여러가지 chimeric constructs를 대두 원형질체에 전입하고 원형질체로부터 추출물을 분리하여 GUS 활성을 조사한 결과, $-28l{\sim}-223$ 혹은 $-l70{\sim}-122$ 부위를 포함하였을 경우 활성이 감소하였고, $-223{\sim}-170$ 혹은 $-l22{\sim}-16$ 부위를 포함하였을 경우 활성이 높게 나타났다. 이러한 Gy2 유전자의 이중적인 발현 양상은 glycinin 유전자의 발현조절에 음성 조절 요소와 양성 조절 요소가 관여하고있다는 사실을 제시해 주고 있다. 또한 이들 여러가지 chimeric constructs로 형질 전환된 담배의 종자와 잎에서 GUS활성을 조사한 결과, CaMV promoter를 포함하는 chimeric construct는 종자와 잎에서 모두 활성을 나타냈으나, Gy2 Promoter를 포함하는 chimeric constructs는 종자에서만 GUS 활성을 나타내고 잎에서는 활성이 나타나지 않는 조직 특이적인 발현 양상을 나타내었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제21권5호
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• pp.309-314
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• 1994

간편하면서도 효율적인 단자엽 식물의 형질전환 기법을 개발하기 위하여 배발생 세포를 직접 electroporation하여 DNA를 도입하는 실험을 벼와 잔디에서 실시하였다. 잔디는 수정 후 3주된 미숙배에서 캘러스를 유도하였으며, 2.4-D가 1 mg/L 함유된 액체 MS배지로 옮겨 진탕배양한 것을 electroporation 실험에 이용하였다. 벼는 20 mm 정도의 미숙화서 유래의 캘러스를 액체 N$_{6}$배지(1 mg/L 2.4-D 함유)에서 진탕배양하여 획득한 세포주를 사용하였다. 액체 진탕배양한 세포괴를 GUS expression vector인 pGA1074 (30 $\mu\textrm{g}$/ml)와 함께 MS 액체 배지에서 Electroporation하였다. 세포벽과 세포막을 통한 세포로의 DNA 전이는 GUS 유전자의 발현 여부 및 정도에 따라 결정하였다. 400 volt, 800 $\mu$F capacitance로 electroporation 처리된 벼와 잔디의 세포괴들은 200 ${\mu}\ell$ (packed cell volume)의 세포괴 당 25 unit (1 unit=파란색을 띤 독립된 세포군) 이상의 빈도로 GUS 활성을 나타내었다. 반면에 무처리 세포주 및 처리한 비배발생 세포주에서는 GUS 발현이 일어나지 않음을 반복적으로 확인차였다. 따라서 electroporation에 의한 벼와 잔디의 형질전환실험에서 원형질체 대신 intact한 배발생 세포가 이용될 수 있음을 의미한다

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.425-428
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• 2000

본 연구에서는 재조합단백질 생산을 위한 식물세포배양용 세포배양기 운전에서 배지교환식 배양과 기체조성에 따른 영향을 관찰하였다. 배지교환식 배양에서는 6일째에 배지교환을 시작하는 것이 세포의 생장을 저해하지 않았으며 교환용 배지의 조성을 120 g/L sucrose와 2배 농축된 염농도를 하였을 때 가장 높은 세포농도인 20.0 gDCW/L를 나타내었으며 GUS 생산량은 60 g/L sucrose와 기본배지와 같은 농도의 염농도로 배지를 교환했을 때 12.9 U/mL로 다른 경우에 비하여 $1.5^{\sim}4.6$ 배 증가된 결과를 보였다. 그리고 $CO_2$의 농도를 5%로 높인 공기로 통기했을 때는 세포의 초기생장을 증진시켰으며 0.2 vvm의 통기량에서 5% $CO_2$로 통기시킨 경우는 일반 공기를 0.1 vvm으로 통기시킨 경우보다도 77% 높은 GUS의 생산량을 나타내었다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권3호
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• pp.261-269
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• 1997

미류나무의 미성숙 ovule과 줄기로부터 유기된 캘러스에 plasmid pBI221 유전자를 유전자총을 이용하여 인위적으로 삽입하였다. Plasmid pBI221은 CaMV-35S 유전자에 의하여 발현되는 ${\beta}$-glucuronidase(GUS) reporter 유전자를 포함하고 있다. Plasmid pBI221이 물리적으로 삽입된 후 GUS 유전자의 발현정도는 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-${\beta}$-gluconide(X-glue)의 반응에 의해 분석되었고, 유전자의 일시적 발현현상은 ovule, 캘러스 시료에 X-glue substrate의 반응에 의하여 나타나는 뚜렷한 점(spot)의 수에 따라서 조사하였다. 본 실험에서 particle bombardment후 GUS유전자의 발현검정에 있어 가장 중요한 요인은 bombardment 횟수와 X-glue substrate에 노출된 시간이었다. X-glue substrate와의 반응결과, 캘러스와 ovule에서 각각 56.8%, 75.9%의 반응 점들을 나타냈다. 여러 처리중 두번의 연속적인 shot와 bombardment 이후, X-glue과 sample을 48시간 반응시킨 후 24시간 동안 alcohol로의 침지가 가장 많은 수의 점을 유기시켰고, 이들 반응으로부터 평균 $25.75{\pm}2.77$(ovule), $11.43{\pm}1.22$(calli)개의 반응 점을 보였다. 유전자총에 의한 외래 유전자 도입에 관한 본 연구는 두종류의 시료로부터 빠른 시간 내에 유전자 발현을 볼 수 있을 뿐만 아니라, 지금까지 Agrobacterium을 이용한 형질전환이 보고되지 않은 미류나무(Populus deltoides)의 형질전환 연구에 대체 방법을 제공하리라 생각된다.

• Molecules and Cells
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• 제28권4호
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• pp.331-339
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• 2009

Capsaicin is a very important secondary metabolite that is unique to Capsicum. Capsaicin biosynthesis is regulated developmentally and environmentally in the placenta of hot pepper. To investigate regulation of capsaicin biosynthesis, the promoter (1,537 bp) of pepper capsaicin synthase (CS) was fused to GUS and introduced into Arabidopsis thaliana (Col-0) via Agrobacterium tumefaciens to produce CSPRO::GUS transgenic plants. The CS was specifically expressed in the placenta tissue of immature green fruit. However, the transgenic Arabidopsis showed ectopic GUS expressions in the leaves, flowers and roots, but not in the stems. The CSPRO activity was relatively high under light conditions and was induced by both heat shock and wounding, as CS transcripts were increased by wounding. Exogenous capsaicin caused strong suppression of the CSPRO activity in transgenic Arabidopsis, as demonstrated by suppression of CS expression in the placenta after capsaicin treatment. Furthermore, the differential expression levels of Kas, Pal and pAmt, which are associated with the capsaicinoid biosynthetic pathway, were also suppressed in the placenta by capsaicin treatment. These results support that capsaicin, a feedback inhibitor, plays a pivotal role in regulating gene expression which is involved in the biosynthesis of capsaicinoids.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제3권4호
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• pp.325-331
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• 2009

To efficiently express a gene of interest in transgenic plants, the choice of promoter is a crucial factor as it directly affects the expression of the transgene that will yield the desired phenotype. The Arabidopsis ${\beta}-carotene$ hydroxylase 1 gene (AtBch1) shows constitutive and ubiquitous expression and was thus selected as one of best candidates for constitutive promoter analysis by both in silico northern blotting and semi-quantitative RT-PCR analysis. To investigate AtBch1 promoter activity, the 1,981-bp 5'-upstream region of this gene was fused with ${\beta}-glucuronidase$ (GUS) and transformed into Arabidopsis. Through the molecular characterization of transgenic leaf tissues, the AtBch1 promoter generated strong activity that drives 1.8- and 2-fold higher GUS expression than the cauliflower mosaic virus 35S (35S) promoter at the transcriptional and translational levels, respectively. Furthermore, the GUS enzyme activity driven by the AtBch1 promoter was 2.8-fold higher than that produced by the 35S promoter. By histochemical GUS staining, the ubiquitous expression of the AtBch1 promoter was observed in all tissues of Arabidopsis. Semi-quantitative RT-PCR analysis with different tissues further showed that this promoter serves as a strong constitutive driver of transgene expression in dicot plants.

• 식물조직배양학회지
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• 제22권3호
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• pp.175-182
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• 1995

벼는 임성 식물체의 재분화 뿐만 아니라 유전적으로 안정된 형질전환 식물체를 얻을 수 있는 가장 성공적인 단자엽 식물중 하나이다. 그러나 우리나라에서는 아직 유전적으로 안정된 임성 형질전환 벼품종에 대한 보고가 없었다. 본 연구에서 우리나라의 재배종인 낙동벼로부터 임성 형질전환식물체를 얼을 수 있음을 증명하였다. 현탁뱅양세포로부터 분리된 원형질체를 이용하여 PEG로 HPT와 GUS Plasmids늘 함께 형질전환시켰다. 다섯번의 실험을 통하여 hygromycin 저항성 캘러스는 평균 1.73%이였다. 소식물체는 항생제 저항성 캘러스로부터 재분화되었고 식물체 재분화효율은 약 27%이었다. 항생제에 저항성이 있는 캘러스에서 GUS 유전자가 발현되는 캘러스는 평균 35%였다. R0형질전환식물체는 성숙 개화하여 Rl 종자를 생성하였다. Rl 종자와 유모의 해부학적 GUS 활성을 분석하여 CaMV35S 프로모터 의해 GUS 유전자가 적절히 발현되는 것을 확인하였다. 또한 우리는 Rl세대에서 HPT유전자가 멘델 법칙에 따라 유전됨을 확인하였다

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제2권2호
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• pp.61-71
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• 2000

By screening a cDNA library of auxin-treated mung bean (Vigna radiata L.) hypocotyls, we have isolated two full-length cDNA clones, pVR-ACS6 and pVR-ACS7, for 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) synthase, the rate-limiting enzyme in the ethylene biosynthetic pathway. While PVR-ACS6 corresponds to the previously identified PCR fragment pMBA1, pVR-ACS7 is a new cDNA clone. A comparison of deduced amino acid sequences among auxin-induced ACC synthases reveal that these enzymes share a high degree of homology (65-75%) to VR-ACS6 and VR-ACS7 polypeptides, but only about 50% to VR-ACS1 polypeptide. ACS6 and ACS7 are specifically induced by auxin, while ACS1 is induced by cycloheximide, and to lesser extent by excision and auxin treatment. Results from nuclear run-on transcription assay and RNA gel blot studies revealed that all three genes were transcriptionally active displaying unique patterns of induction by IAA and various hormones in etiolated hypocotyls. Particularly, 24-epibrassinolide (BR), an active brassinosteroid, specifically enhanced the expression of VR-ACS7 by distinct temporal induction mechanism compared to that of IAA. In addition, BR synergistically increased the IAA-induced VR-ACS6 and VR-ACS7 transcript levels, while it effectively abolished both the IAA- and kinetin-induced accumulation of VR-ACS1 mRNA. In light-grown plants, VR-ACS1 was induced by IAA in roots, whereas W-ACS6 in epicotyls. IAA- and BR-treatments were not able to increase the VR-ACS7 transcript in the light-grown tissues. These results indicate that the expression of ACC synthase multigene family is regulated by complex hormonal and developmental networks in a gene- and tissue-specific manner in mung bean plants. The VR-ACS7 gene was isolated, and chimeric fusion between the 2.4 kb 5'-upstream region and the $\beta$-glucuronidase (GUS) reporter gene was constructed and introduced into Nicotiana tobacum. Analysis of transgenic tobacco plants revealed the VR-ACS7 promoter-driven GUS activity at a highly localized region of the hypocotyl-root junction of control seedlings, while a marked induction of GUS activity was detected only in the hypocotyl region of the IAA-treated transgenic seedlings where rapid cell elongation occurs. Although there was a modest synergistic effect of BR on the IAA-induced GUS activity, BR alone failed to increase the GUS activity, suggesting that induction of VR-ACS7 occurs via separate signaling pathways in response to IAA and BR.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1650-1655
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• 2009

The $\beta$-glucuronidase (GUS) gene from Lactobacillus brevis RO1 was cloned and expressed in Escherichia coli GMS407. The GUS gene was composed of 1,812 bp, encoding a 603-amino-acid protein belonging to glycosyl hydrolase family 2 with three conserved domains. The amino acid similarity was higher than 70% with the $\beta$-glucuronidases of various microorganisms, yet less than 58% with the $\beta$-glucuronidase of L. gasseri ADH. Overexpression and purification of the GUS was performed in $\beta$-glucuronidase-deficient E. coli GMS407. The purified GUS protein was 71 kDa and showed 1,284 U/mg of specific activity at optimum conditions of pH 5.0 and $37^{\circ}C$. At $37^{\circ}C$, the GUS remained stable for 80 min at pH values ranging from 5.0 to 8.0. The purified enzyme exhibited a half-life of 1 h at $60^{\circ}C$ and more than 2 h at $50^{\circ}C$. When the purified GUS was applied to transform baicalin and wogonoside into their corresponding aglycones, $150\;{\mu}M$ of baicalin and $125\;{\mu}M$ of wogonoside were completely transformed into baicalein and wogonin, respectively, within 3 h.

• BMB Reports
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• 제41권11호
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• pp.771-777
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• 2008

Calmodulin (CaM) proteins, members of the EF-hand family of $Ca^{2+}$-binding proteins, represent important relays in plant calcium signals. Here, OsCam1-1 was isolated by PCR amplification from the rice genome. The gene contains an ORF of 450 base pairs with a single intron at the same position found in other plant Cam genes. A promoter region with a TATA box at position-26 was predicted and fused to a gus reporter gene, and this construct was used to produce transgenic rice by Agrobacterium-mediated transformation. GUS activity was observed in all organs examined and throughout tissues in cross-sections, but activity was strongest in the vascular bundles of leaves and the vascular cylinders of roots. To examine the properties of OsCaM1-1, the encoding cDNA was expressed in Escherichia coli. The electrophoretic mobility shift when incubated with $Ca^{2+}$ indicates that recombinant OsCaM1-1 is a functional $Ca^{2+}$-binding protein. In addition, OsCaM1-1 bound the CaMKII target peptide confirming its likely functionality as a calmodulin.