This study was aimed to produce a transgenic zebrafish expressing the human KCNE1 gene. Initially, the entire CDS of the human KCNE1 gene was amplified from a human genomic DNA sample by polymerase chain reaction using a primer set engineered with restriction enzyme sites (EcoRI, BamHI) at the 5' end of each primer. The resultant 402 bp KCNE1 amplicon flanked by EcoR1 and BamH1 was obtained and subsequently cloned into a plasmid vector pPB-CMVp-EF1-GreenPuro. The integrity of the cloned CDS sequence was confirmed by DNA sequencing analysis. Next, the recombinant vector containing the human KCNE1 (pPB-CMVp-hKCNE1-EF1-GreenPuro) was introduced into fertilized eggs of zebrafish by microinjection. Successful expression of the recombinant vector in the eggs was confirmed by the expression of the fluorescence protein encoded in the vector. Finally, in order to assure that the stable expression of the human KCNE1 gene occurred in the transgenic animal, RNAs were extracted from the animal and the presence of KCNE1 transcripts was confirmed by RT-PCT as well as DNA sequencing analysis. The study provides a methodology to construct a useful transgenic animal model applicable to the development of diagnostic technologies for gene therapy of LQTS (Long QT Syndrome) as well as tools for cloning of useful genes in fish.
Pseudomonas fluorescens produces the antibiotic, 2,4-diacetylphloroglucinol (Phl), which promotes plant growth by inhibiting bacteria and fungi. Cosmids (genomic library) were mobilized into Phl-nonproducing mutants through the triparental matings with pRK2013 as the helper plasmid at the frequency of 8.37$\times$10-4. Complemented mutants that showed antibiotic activity were selected among about 2,000 transconjugants. The complemented mutants were confirmed by acquired drug resistances (kanamycin and tetracycline). The antibiotic substances of wild type and complemented mutants showed the most excellent anti-bacterial activity. Inhibitory effects of complemented P. fluorescens against phytopathogenic fungi were equal to the parental strain. Complemented mutant and wild type of P. fluorescens were causal microbes of fungal morphological abnormalities. Complemented mutants in potato dextrose agar supplemented with bromothymol blue also showed restoration of glucose utilization as wild type. Plasmids of complemented mutants were isolated from transconjugant sand transformed into competent cells of E. coli DH5$\alpha$. The plamid DNA was reisolated from transformed E. coli DH5$\alpha$.
Synthesis of threonine and methionine in yeast, Saccharomyces cerevisiae shares a common pathway from aspartate via homoserine. HOM6 gene encodes homoserine dehydrogenase (HSDH) which catalyzes the inter-conversion of beta-aspartate semialdehyde and homoserine. The level of HSDH is under methionine specific control. A recombinant plasmid (pEK1: 13.3kb), containing HOM6 gene, has been isolated and cloned into E. coli by complenemtary transformation of a homoserine auxotrophic yeast strain M-20-20D (hom6, trp1, ura3) to a prototrophic M20-20D/pEK1, using a library of yeast genomic DNA fragments in a yeast centromeric plasmid, YCp50(8.0kb). Isolation of HOM6has been primarily confirmed by retransformation of the original yeast strain M20-20D, using the recombinant plasmid DNA which was extracted from M20-20D/pEK1 and subsequently amplified in E. coli. Eleven cleavage sites in the insery (5.3kb) have been localized through fragment analysis for 8 restriction endonucleases; Bgl II(2 site), Bgl II(1), Cla I(3), Eco RI(1), Hind III(2), Kpn I (1), Pvu II(1) and Xho I(1).
Polymerase chain reaction (PCR) is a powerful technique in molecular biology and is widely used in various fields. By amplifying DNA fragments, PCR has facilitated gene cloning procedures, as well as molecular genotyping. However, the extraction of DNA from samples often acts as a limiting step of these reactions. In particular, the extraction of PCR-compatible genomic DNA from higher plants requires complicated processes and tedious work because plant cells have rigid cell walls and contain various endogenous PCR inhibitors, including polyphenolic compounds. We recently developed a novel solution, referred to as AnyDirect, which can amplify target DNA fragments directly from whole blood without the need for DNA extraction. Here, we developed a simple lysis system that could produce an appropriate template for direct PCR with AnyDirect PCR buffer, making possible the direct amplification of DNA fragments from plant leaves. Thus, our experimental procedure provides a simple, convenient, non-hazardous, inexpensive, and rapid process for the amplification of DNA from plant tissue.
During normal early embryonic development in mammals, the global pattern of genomic DNA methylation undergoes marked. changes. The level of methylation is high in male and female gametes. Thus, we cloned the cDNA of the porcine DNA methyltransferase 1 (Dnmt1) gene to promote the efficiency of the generation of porcine clones. In this study, porcine Dnmt1 cDNA was sequenced, and Dnmt1 mRNA expression was detected by reverse transcription-polymerase reaction (RT-PCR) in porcine tissues during embryonic development. The porcine Dnmt1 cDNA sequence showed more homology with that of bovine than human, mouse, and rat. The complete sequence of porcine Dnmt1 cDNA was 4,774-bp long and consisted of an open reading frame encoding a protein of 1611 amino acids. The amino acid sequence of porcine DNMT1 showed significant homology with those of bovine (91%), human (88%), rat (76%), and mouse (75%) Dnmt1. The expression of porcine Dnmt1 mRNA was detected during porcine embryogenesis. The mRNA was detected at stages of porcine preimplantation development (1-cell, 2-cell, 4-cell, 8-cell, morula, and blastocyst stages). It was also abundantly expressed in tissues (lung, ovary, kidney and somatic cells). Further investigations are necessary to understand the complex links between methyltransferase 1 and the transcriptional activity in cloned porcine tissues.
Alcaligenes sp. SH-69 can synthesize poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) from a single carbon source such as glucose. To clone the phaC gene from Alcaligenes sp. SH-69, a polymerase chain reaction was performed using the oligomers synthesized based on the conserved regions of the phaC genes from other bacteria. A PCR product (550 bp) was partially sequenced and the deduced amino acid sequence was found to be homologous to that of the phaC gene from Alcaligenes eutrophus. Using the PCR fragment Southern blotting of Alcaligenes sp. SH-69 genomic DNA digested with several restriction enzymes was carried out. To prepare a partial genomic library, about 5-Kb genomic DNA fragments digested with EcoRI, which showed a positive signal in the Southern blotting, were eluted from an agarose gel, ligated with pUC19 cleaved with EcoRI, and transformed into Escherichia coli. The partial library was screened using the PCR fragment as a probe and a plasmid, named pPHA11, showing a strong hybridization signal was selected. Restriction mapping of the insert DNA in pPHA11 was performed. Cotransformation into E. coli of the plasmid pPHA11 and the plasmid pPHA21 which has phaA and phaB from A. eutrophus resulted in turbid E. coli colonies which are indicative of PHA accumulation. This result tells us that the Alcaligenes sp. SH-69 phaC gene in the pPHA11 is functionally active in E. coli and can synthesize PHA in the presence of the A. eutrophus phaA and phaB genes.
The second $\beta$-Xylosidase gene (xylB) from Bacillus stearothermophilus was isolated from the genomic library, cloned into pBR322, and subsequently transferred into Escherichia coli HB101. Six out of 10, 000 transformants were selected from the selective LB medium supplemented with p-nitrophenyl-$\alpha$-L-arabinofuranoside (pNPAf) and ampicillin ($50\mu g$/ml) based on their ability to form a yellow ring around the colony. One of the clones was found to harbor the recombinant plasmid with 5.0 kb foreign DNA, which was identical to the $\alpha$-L-arabinofuranosidase gene (arfI) previously cloned in this lab, while the other five had 3.5 kb of the foreign DNA. Southern blotting experiments confirmed that the 3.5 kb insert DNA was from B. stearothermophilus chromosomal DNA. A zymogram with 4-methylumbelliferyl-$\alpha$-L-arabinofuranoside as the enzyme substrate revealed that the cloned gene product was one of the mutiple $\alpha$-L-arabinofuranosidases produced by B. stearothermophilus. Unlike the arfI gene product, the product of the gene on the insert DNA (xylB) showed an activity not only on pNPAf but also on oNPX suggesting that the cloned gene product could be a bifunctional enzyme having both $\alpha$-L-arabinofuranosidase and $\beta$-xylosidase activities.
Bacillus stearothemophilus isolated from soil was identified to express multiple extracellular xylanases. Two HindIII restriction fragments of 5.4 and 6.4 kb from B. stearothermophilus genomic DNA were cloned into pBR322 to obtain recombinant plasmids pMG0l and pMG02, respectively, which enabled E. coli HBlOl cells to produce $\beta$-D-xylosidase activity. By subcloning into pUC18 and Southern blotting, the loci of the $\beta$-D-xyiosidase genes were elucidated to be on non-homologous DNA fragments of 2.2 kb from pMGOl(pMG1) and 1.0 kb from pMG02(pMG2), respectively. The two enzymes produced in E. coli cleaved xylobiose, xylotriose, xylotetrose and xylotetrose to produce xylose as a major end product. The gene on pMG1, distinct from that on pMG2 was observed to encode a bifunctional protein that displayed both P-D-xylosidase (EC.3.2.1.37) and a-L-arabinofuranosidase activities (EC.3.2.1.55).
An ${\omega}-3$ fatty acid desaturase gene which is involved in de novo synthesis of -Iinolenate was isolated from cDNA library of Perilla frutescens. A cDNA library was constructed with mRNA extracted from perilla seeds of 12 DAF. The cDNA clone consisting of 1317-bp open reading frame encoding 438 amino acids with a relative MW of 50kDa, was isolated and showed 65-83% similarities to other known genes. This cDNA is deduced to encode a plastidal ${\omega}-3$ fatty acid desaturase based on the fact that it has higher homology to plastidal ones than to microsomal ones and its N-terminal sequence shares several characteristics of transit peptides of chloroplast proteins. Southern blot analysis of genomic DNA indicated that more than one gene or alleles for ${\omega}-3$ fatty acid desaturase are present in the genome of perilla. Northern blot analysis showed that the ${\omega}-3$ fatty acid desaturase gene is mainly revealed in early developing seeds and has different expression patterns depending on tissue types compared to the microsomal ones.
Park, Hyun-Chul;Bae, Chang-Hwan;Jun, Ju-Min;Kwak, Myoung-Hai
Journal of Ecology and Environment
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v.34
no.3
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pp.323-331
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2011
Biodiversity and the community composition of micro-eukaryotic organisms were investigated in the Upo wetland in Korea using molecular analysis. Molecular identification was performed using cytochrome oxidase I (COI) and small subunit ribosomal DNA (SSU rDNA). The genomic DNA was isolated directly from soil samples. The COI and SSU rDNA regions were amplified using universal primers and then sequenced after cloning. In a similarity search of the obtained sequences with BLAST in the Genbank database, the closely related sequences from NCBI were used to identify the amplified sequences. A total of six eukaryotic groups (Annelida, Arthropoda, Rotifera, Chlorophyta, Bacillariophyta, and Stramenopiles) with COI and six groups (Annelida, Arthropoda, Rotifera, Alveolata, Fungi, and Apicomplexa) with SSU rDNA genes were determined in the Upo wetland. Among 38 taxa in 20 genera, which are closely related to the amplified sequences, 10 genera (50%) were newly reported in Korea and five genera (25%) were shown to be distributed in the Upo wetland. This approach is applicable to the development of an efficient method for monitoring biodiversity without traditional taxonomic processes and is expected to produce more accurate results in depositing molecular barcode data in the near future.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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