Alternaria brassicicola (Schwein.) invades Brassicaceae and causes black spot disease, significantly lowering productivity. Mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and their upstream kinases, including MAPK kinases (MAPKKs) and MAPKK kinases (MAPKKK), comprise one of the most important signaling pathways determining the pathogenicity of diverse plant pathogens. The AbSte7 gene in the genome of A. brassicicola was predicted to be a homolog of yeast Ste7, a MAPKK; therefore, the function was characterized by generating null mutant strains with a gene replacement method. AbSte7 replacement mutants (RMs) had a slower growth rate and altered colony morphology compared with the wild-type strain. Disruption of the AbSte7 gene resulted in defects in conidiation and melanin accumulation. AbSte7 was also involved in the resistance pathways in salt and oxidative stress, working to negatively regulate salt tolerance and positively regulate oxidative stress. Pathogenicity assays revealed that AbSte7 RMs could not infect intact cabbage leaves, but only formed very small lesions in wounded leaves, whereas typical lesions appeared on both intact and wounded leaves inoculated with the wild-type strain. As the first studied MAPKK in A. brassicicola, these data strongly suggest that the AbSte7 gene is an essential element for the growth, development, and pathogenicity of A. brassicicola.
Nguyen, Lan Huong;Lee, Na Joon;Hwang, Hyun Ha;Son, Hye Bin;Kim, Hye Ji;Seo, Eun Gyo;Nguyen, Huu Hoang;Park, Je Won
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.29
no.3
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pp.367-372
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2019
Deactivation of aminoglycosides by their modifying enzymes, including a number of aminoglycoside O-phosphotransferases, is the most ubiquitous resistance mechanism in aminoglycoside-resistant pathogens. Nonetheless, in a couple of biosynthetic pathways for gentamicins, fortimicins, and istamycins, phosphorylation of aminoglycosides seems to be a unique and initial step for the creation of a natural defensive structural feature such as a 3',4'-dideoxy scaffold. Our aim was to elucidate the biochemical details on the beginning of these C3',4'-dideoxygenation biosynthetic steps for aminoglycosides. The biosynthesis of istamycins must surely involve these 3',4'-didehydroxylation steps, but much less has been reported in terms of characterization of istamycin biosynthetic genes, especially about the phosphotransferase-encoding gene. In the disruption and complementation experiments pointing to a putative gene, istP, in the genome of wild-type Streptomyces tenjimariensis, the function of the istP gene was proved here to be a phosphotransferase. Next, an in-frame deletion of a known phosphotransferase-encoding gene forP from the genome of wild-type Micromonospora olivasterospora resulted in the appearance of a hitherto unidentified fortimicin shunt product, namely 3-O-methyl-FOR-KK1, whereas complementation of forP restored the natural fortimicin metabolite profiles. The bilateral complementation of an istP gene (or forP) in the ${\Delta}forP$ mutant (or ${\Delta}istP$ mutant strain) successfully restored the biosynthesis of 3',4'-dideoxy fortimicins and istamycins, thus clearly indicating that they are interchangeable launchers of the biosynthesis of 3',4'-dideoxy types of 1,4-diaminocyclitol antibiotics.
Kim, Hye Min;Lee, Sang Mi;Park, Hyo Young;Kang, Man-Jong
Reproductive and Developmental Biology
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v.38
no.2
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pp.71-77
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2014
The specific genetic modification in porcine somatic cells by gene targeting has been very difficult because of low efficiency of homologous recombination. To improve gene targeting, we designed three kinds of knock-out vectors with ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase gene (${\alpha}1,3$-GT gene), DT-A/pGT5'/neo/pGT3', DT-A/NLS/pGT5'/neo/pGT3' and pGT5'/neo/ pGT3'/NLS. The knock-out vectors consisted of a 4.8-kb fragment as the 5' recombination arm (pGT5') and a 1.9-kb fragment as the 3' recombination arm (pGT3'). We used the neomycin resistance gene (neo) as a positive selectable marker and the diphtheria toxin A (DT-A) gene as a negative selectable marker. These vectors have a neo gene insertion in exon 9 for inactivation of ${\alpha}1,3$-GT locus. DT-A/pGT5'/neo/pGT3' vector contain only positive-negative selection marker with conventional targeting vector. DT-A/NLS/pGT5'/neo/pGT3' vector contain positive-negative selection marker and NLS sequences in upstream of 5' recombination arm which enhances nuclear transport of foreign DNA into bovine somatic cells. pGT5'/neo/pGT3'/NLS vector contain only positive selection marker and NLS sequence in downstream of 3' recombination arm, not contain negative selectable marker. For transfection, linearzed vectors were introduced into porcine ear fibroblasts by electroporation. After 48 hours, the transfected cells were selected with $300{\mu}g/ml$ G418 during 12 day. The G418-resistant colonies were picked, of which 5 colonies were positive for ${\alpha}1,3$-GT gene disruption in 3' PCR and southern blot screening. Three knock-out somatic cells were obtained from DT-A/NLS/ pGT5'/neo/pGT3' knock-out vector. Thus, these data indicate that gene targeting vector using nuclear localization signal and negative selection marker improve targeting efficiency in porcine somatic cells.
Oriental fruit moth, Grapholita molesta, is a serious pest on apples. To control this pest in an environmentally friendly method, mating disruption strategy using sex pheromone has been developed. Area-wide application of mating disruption has been needed to be effective, with little understanding on how much size of apple cultivating area should be treated in one time application of the mating disruption technique. On this matter, we needed to determine a minimal mating active zone of G. molesta that should be applied with mating disrupters to be effective. Molecular markers to discriminate a specific population should be developed to trace population migration for reproductive behaviors. Here we developed two effective molecular markers using random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique. Different field populations of G. molesta, based on locations and seasons, were analyzed with these markers. In a specific location, G. molesta populations varied in genetic composition with different seasons. Different local populations showed differential variation according to their relative distances among apple orchards. In overall, genetic variation among different populations became lessen with progression of seasons.
Purpose: Recent studies demonstrated disruption of the circadian clock gene is associated with the development of obesity and metabolic syndrome. Obesity is often caused by the high calorie intake, In addition, the chronic stress tends to contribute to the increased risk for obesity. To evaluate the molecular mechanisms, we examined the expression of circadian clock genes in high fat diet-induced mice models with the chronic stress. Methods: C57BL/6J mice were fed with a 45% or 60% high fat diet for 8 weeks. Daily immobilization stress was applied to mice fed with a 45% high fat for 16 weeks. We compared body weight, food consumption, hormone levels and metabolic variables in blood. mRNA expression levels of metabolic and circadian clock genes in both fat and liver were determined by quantitative RT-PCR. Results: The higher fat content induced more severe hyperglycemia, hyperlipidemia and hyperinsulinemia, and these results correlated with their relevant gene expressions in fat and liver tissues. Chronic stress had only minimal effects on metabolic variables, but it altered the expression patterns of metabolic and circadian clock genes. Conclusion: These results suggest that the fat metabolism regulates the function of the circadian clock genes in peripheral tissues, and stress hormones may contribute to its regulation.
Ha, Chang Man;Kim, Dong Hee;Lee, Tae Hwan;Kim, Han Rae;Choi, Jungil;Kim, Yoonju;Kang, Dasol;Park, Jeong Woo;Ojeda, Sergio R.;Jeong, Jin Kwon;Lee, Byung Ju
Molecules and Cells
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v.45
no.8
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pp.537-549
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2022
Preproenkephalin (PPE) is a precursor molecule for multiple endogenous opioid peptides Leu-enkephalin (ENK) and Met-ENK, which are involved in a wide variety of modulatory functions in the nervous system. Despite the functional importance of ENK in the brain, the effect of brain-derived factor(s) on PPE expression is unknown. We report the dual effect of neural epidermal growth factor (EGF)-like-like 2 (NELL2) on PPE gene expression. In cultured NIH3T3 cells, transfection of NELL2 expression vectors induced an inhibition of PPE transcription intracellularly, in parallel with downregulation of protein kinase C signaling pathways and extracellular signal-regulated kinase. Interestingly, these phenomena were reversed when synthetic NELL2 was administered extracellularly. The in vivo disruption of NELL2 synthesis resulted in an increase in PPE mRNA level in the rat brain, suggesting that the inhibitory action of intracellular NELL2 predominates the activation effect of extracellular NELL2 on PPE gene expression in the brain. Biochemical and molecular studies with mutant NELL2 structures further demonstrated the critical role of EGF-like repeat domains in NELL2 for regulation of PPE transcription. These are the first results to reveal the spatio-specific role of NELL2 in the homeostatic regulation of PPE gene expression.
The homozygous T-DNA mutant of the AMY1 gene in Arabidopsis was identified and importantly, shown to cause an early flowering phenotype. We found that the disruption of AMY1 enhanced expression of CO and FT. The expression analyses of genes related to starch metabolism revealed that expression of the AGPase small subunit APS1 in the wild type was higher than in the amy1 mutant. However, there were no significant differences in expression levels of the AGPase large subunit genes ApL1, AMY2, or AMY3 between wild type and the amy1 mutant. Expression profiling showed that AMY1 was highly expressed in leaves, stems, and flowers, and expressed less in leafstalks and roots. Furthermore, the level of AMY1 mRNA was highly elevated with age and in senescing leaves. RT-PCR analyses showed that the expression of AMY1 was induced by heat shock, GA, and ABA, while salt stress had no apparent effect on its expression.
Dioxins, especially 2, 3, 7, 8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD or dioxin), are ubiquitous environmental contaminants. TCDD is known that it has toxic effects in animals and humans, including chloracne, immune, reproductive and developmental toxicities, carcinogenicity, wasting syndrome and death. TCDD induces a broad spectrum of biological responses, including disruption of normal hormone signaling pathways, reproductive and developmental defects, immunotoxicity, liver damage, wasting syndrome and cancer. Many researches showed that TCDD induces gene expression of transcriptional factors related cell proliferation, signal transduction, immune system and cell cycle arrest at molecular and cellular levels. These toxic actions of TCDD are usually mediated with AhR (receptor, resulted from cell culture, animal and clinical studies). cDNA microarray can be used as a highly sensitive and informative marker for toxicity. Additionally, microarray analysis of dioxin-toxicity is able to provide an opportunity for the development of candidate bridging biomarkers of dioxin-toxicity. Through microarray technology, it is possible to understand the therapeutic effects of agonists within the context of toxic effects, classify new chemicals as to their complete effects on biological systems, and identify environmental factors that may influence safety.
Gene expression levels of choriogenin, vitellogenin and estrogen receptor were determined using Reverse transcription (RT)-PCR technique after exposure to estrogenic chemical bisphenol A in the Korean wild medaka (Oryzias sinensis). These genes have been known to be induced in male test fish when the fish are exposed to estrogenic chemicals. Therefore they can be suggested as a possible biomarker of endocrine disruption in fish, however, relatively little has been known about these genes expression by estrogenic chemicals in Korean wild fish. Mature male Oryzias sinensis were treated with bisphenol A at nominal concentrations of 0.02, 0.2 and 2 mg/L for 6 days and total RNA was extracted from the livers of treated fish for RT-PCR. When the five biomarker genes were amplified by RT-PCR in the same condition, mRNA induction level of each gene was elevated with different sensitivities. Conclusively, the results of this work indicated that measurement of vitellogenin and choriogenin using RT-PCR is effective as a simple tool for the screening of estrogenic chemicals and suggested that O. sinensis would be a suitable model fish for the environmental risk assessment of potential endocrine disruptors.
Proceedings of the Microbiological Society of Korea Conference
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2002.10a
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pp.27-30
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2002
Ralstonia eutrupha JMP134 is a well-known soil bacterium which can metabolite diverse aromatic compounds and xenobiotics, such as phenol, 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2, 4-D), and trichloroethylene (TCE), etc. Phenol is degraded through chromosomally encoded phenol degradation pathway. Phenol is first metabolized into catechol by a multicomponent phenol hydroxylase, which is further metabolized to TCA cycle intermediates via a meta-cleavage pathway. The nucleotide sequences of the genes for the phenol hydroxylase have previously been determined, and found to composed of eight genes phlKLMNOPRX in an operon structure. The phlR, whose gene product is a NtrC-like transcriptional activator, was found to be located at the internal region of the structural genes, which is not the case in most bacteria where the regulatory genes lie near the structural genes. In addition to this regulatory gene, we found other regulatory genes, the phlA and phlR2, downstream of the phlX. These genes were found to be overlapped and hence likely to be co-transcribed. The protein similarity analysis has revealed that the PhlA belongs to the GntR family, which are known to be negative regulators, whereas the PhlR2 shares high homology with the NtrC-type family of transcriptional activators like the PhlR. Disruption of the phlA by insertional mutation has led to the constitutive expression of the activity of phenol hydroxylase in JMP134, indicating that PhlA is a negative regulator. Possible regulatory mechanisms of phenol metabolism in R. eutropha JMP134 has been discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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