• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2002년도 추계학술대회
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• pp.49-58
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• 2002

Oxidative stress derived from reactive oxygen species (ROS) is one of the major damaging factors in plants exposed to environmental stress. In order to develop the platform technology to solve the global food and environmental problems in the 21s1 century, we focus on the understanding of the antioxidative mechanism in plant cells, the development of oxidative stress-inducible antioxidant genes, and the development of transgenic plants with enhanced tolerance to stress. In this report, we describe our recent results on industrial transgenic plants by the gene manipulation of antioxidant enzymes. Transgenic tobacco plants expressing both superoxide dismutase (SOD) and ascorbate peroxidase (APX) in chloroplasts were developed and were evaluated their protection effects against stresses, suggesting that simultaneous overexpression of both SOD and APX in chloroplasts has synergistic effects to overcome the oxidative stress under unfavorable environments. Transgenic tobacco plants expressing a human dehydroascorbate reductase gene in chloroplasts were showed the protection against the oxidative stress in plants. Transgenic cucumber plants expressing high level of SOD in fruits were successfully generated to use the functional cosmetic purpose as a plant bioreactor. In addition, we developed a strong oxidative stress-inducible peroxidase promoter, SWPA2 from sweetpotato (Ipomoea batatas). We anticipate that SWPA2 promoter will be biotechnologically useful for the development of transgenic plants with enhanced tolerance to environmental stress and particularly transgenic cell lines engineered to produce key pharmaceutical proteins.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2005년도 국제학술심포지움 The 44th Annual Meeting of Korean Society for Life Science
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• pp.174-174
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• 2005

• Journal of Microbiology
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• 제34권2호
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• pp.137-143
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• 1996

We isolated a promoter inducible by paraquat, a superoxide-generating agent, from Escherichia coli using a promoter-probing plasmid pRS415. From sequence analysis we found out the promoter is for fpr ENCODING nadph : ferredoxin oxidoreductase. We constructed on operon fusion of lacZ gene with fpr promoter to monitor the expression of the gene in the single-copy state. LacZ expression generators, menadione and plumbagin, also induced the expression of .betha.-galactosidase in the fusion strain. On the other hand, no significant induction was observed by treatment with hydrogen peroxide, ethanol, and heat shock. Induction of .betha.-galactosidase was significantly reduced by introducing a .DELTA. sox 8 :: cat of soxS3 :: Tn10 mutation into the fusion strain, indicating that fpr gene is a member of the soxRS regulon. The transcriptional start site was determined by primer extension analysis. Possible roles of fpr induction in superoxide stress were discussed.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1466-1472
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• 2011

본 연구에서는 누에의 초기 배아시기에 유전자 발현 조절이 가능한 EEG-704 promoter를 개발하고자 하였다. Promoter의 핵심 영역을 결정하기 위하여, 10개의 서로 다른 partial mutant clone들을 만들고 이를 Sf9 곤충세포주에 도입하여 luciferase assay 방법을 사용하여 각각의 clone의 활성을 분석하였다. Constitutive promoter인 BmA3 promoter에 의한 활성과 비교하였을 때, 약 1.5 kb의 promoter 염기서열을 포함하는 clone이 가장 높은 luciferase 발현율을 나타내었다. 특히 EEG-704 유전자의 경우 BLAST를 이용한 유전자 비교 분석의 결과 누에의 열충격 단백질20.8 (BmHsp20.8) 과 동일한 것으로 밝혀졌으며, 정상 온도조건과 비교하였을 때 열충격을 가한 조건하에서 발현율이 증가하는 현상을 나타내었다. 특이적으로 발생단계에서 직 간접적으로 발현 조절이 가능한 이러한 promoter는 여러 유용 재조합 단백질 생산을 위한 형질전환 누에 개발 시 매우 유용할 것으로 생각된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제53권1호
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• pp.1-7
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• 2010

xylA 프로모터는 대장균의 xylose 대사에 관여하는 xylose 오페론 상의 중요한 프로모터이다. 이 프로모터는 xylose에 의해 강하게 조절을 받는다고 알려져 있다. 이러한 특징은 새로운 발현 백터를 구축하는데 충분한 조건을 갖추고 있다고 생각된다. 본 연구에서는 이러한 xylose에 의해 유도 되는 발현벡터를 구축하기 위하여 600 bp의 xylA 프로모터를 증폭하여 pUC18의 AatII와 HindIII 사이에 삽입하여 pXA600을 구축하였다. 또한 조절단백질인 XylR의 영향을 조사하기 위하여 xylR 유전자를 삽입하여 pXAR600을 구축하였다. 발현의 강도를 측정하기 위하여 3,048 bp의 lacZ유전자를 xylA 프로모터의 하류에 연결하여 pXA600-lacZ와 pXAR600-lacZ를 구축하고 대장균 JM109에 형질전환시켰다. 구축된 pXA600-lacZ와 pXAR600-lacZ는 LB 배지에서 배양하였을 때 xylose 유도하에서 각각 1,641 unit와 2,304 unit의 $\beta$-galactosidase 활성을 보였으며, DM 배지상에서 배양했을 때 xylose 유도 시 각각 6,282 unit와 9,320 unit의 $\beta$-galactosidase 활성을 보였다. 또한 왜래 유전자의 발현 가능성을 확인하기 위하여 S. thermocyaneoviolaceus의 내열성 xylanase를 코딩하는 xynA 유전자를 실제로 구축된 pXA600과 pXAR600에서 발현을 확인하여 pXA600 및 pXAR600이 새로운 xylose 유도성 발현벡터로서의 사용 가능성을 확인하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.69-77
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• 2002

각종 환경스트레스에 의해 생체 내에서 과량으로 생성되는 독성의 활성산소종 (ROS)은 산화스트레스를 유발시켜 식물의 질병, 노화 및 세포사멸을 촉진시킨다. 연구팀은 21세기 당면한 지구규모의 환경, 식량 및 보건문제 해결에 기여할 수 있는 기반기술 (plateform technology)를 개발하기 위하여 식물세포의 항산화기구 규명. 산화스트레스 유도성 항산화효소 유전자 개발. 스트레스 내성식물 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 여기에서는 항산화효소 유전자를 이용한 산업용식물체 개발에 관한 연구팀의 최근 연구결과를 중심으로 소개하였다. SOD와 APX 유전자를 엽록체에 동시에 발현시킨 담배 식물체는 MV, 건조 등 여러 스트레스에 대한 내성을 나타내어, 복합 스트레스내성 농작물개발에 활용이 기대된다 인체 DHAR 유전자를 엽록체에 도입시킨 담배식물체는 정상적으로 DHAR 유전자를 발현시켰으며, MV 등 여러 스트레스에 대한 내성을 나타내었다. 피부 노화방지 등에 관여하여 ROS를 제거하는 SOD를 과실에 과발현시킨 형질전환오이를 성공적으로 개발하여. SOD 오이는 기능성화장품의 용도로 제품개발이 기대된다. 또한 고구마에서 산화스트레스에 특이적으로 발현하는 POD (SWPA2.) promoter를 개발하였다. SWPA2 promoter는 스트레스내성 및 의료용 단백질 등 고부가가치 생리활성물질을 생산할 수 있는 산업용 형질전환 식물체 및 배양세포주 개발에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권8호
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• pp.1357-1363
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• 2008

The $P_{entC}$ promoter of the entCERA operon encoding enzymes for enterobactin biosynthesis in Escherichia coli is tightly regulated by the availability of iron in the culture medium. In iron-rich conditions, the $P_{entC}$ promoter activity is strongly repressed by the global transcription regulator Fur (ferric uptake regulator), which complexes with ferrous ions and binds to the Fur box 19-bp inverted repeat. In this study, we have constructed the expression vector pOS2 containing the $P_{entC}$ promoter and characterized its repression, induction, and modulation by quantifying the expression of the lacZ reporter gene encoding $\beta$-galactosidase. $\beta$-Galactosidase activities of E. coli transformants harboring pOS2-lacZ were highly induced in the presence of divalent metal ion chelators such as 2,2'-dipyridyl and EDTA, and were strongly repressed in the presence of excess iron. It was also shown that the basal level $\beta$-galactosidase expression by the $P_{entC}$ promoter was drastically decreased by incorporating the fur gene into the expression vector. Since the newly developed iron chelator-inducible expression system is efficient and cost-effective, it has wide applications in recombinant protein production.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.758-761
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• 2001

In this study, the nar promoter of E. coli was characterized to see whether the nar promoter cloned onto pBBR122 can be used as an expression promoter of gram negative microbes. For this purpose, a plasmid with lacZ gene expressing ${\beta}-galactosidase$ instead of the structural genes of nar operon in a gram negative host strain(Agrobacterium.tumefaciens) was used to simplify an assay of induction of the nar promoter. The following effects were investigated to find optimal conditions: methods of inducing the nar promoter, optimal nitrate concentration, maximally inducing the nar promoter, the amount of expressed ${\beta}-galactosidase$ and induction ratio(specific ${\beta}-galactosidase$ activity after maximal induction/specific ${\beta}-galactosidase$ activity before induction). The following results were obtained from the experiments: the growth of Agrobacterium with E.coli nar promoter was not much affected by nitrate concentration in the shake-flask; induction of nar promoter was optimal when Agrobacterium was grown in the presence of 1% nitrate ion at the beginning of culture and when overnight culture was completely grown in the shake-flask before being transferred to other shake-flask; the amount of ${\beta}-galactosidase$ per cell and per medium volume was maximal when Agrobacterium was grown under aerobic condition to $OD_{600}$ of 1.7; then the nar promoter was induced under microaerobic and anaerobic condition made by lowering dissolved oxygen level(DO). After 2-3h of induction in the YEP medium selected as a main culture medium, the specific ${\beta}-galactosidase$ activity became about 17,000 Miller units in the fermentor cluture.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권1호
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• pp.15-23
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• 2003

본 연구는 VSV-G glycoprotein을 envelope으로 하는 pseudotyped retrovirus vector system을 이용하여 쥐의 유방상피세포인 HC11에서 human Lactadherin 유전자의 발현을 확인하고자 하였다. 실험에 사용한 vector는 개체내에서의 외래 유전자의 지속적인 발현에 의한 생리적인 부작용을 최소화하기 위한 구조로, 조직특이적이며 lactogenic hormone에 의해 유도적인 활성을 가지는 것으로 알려진 WAP promoter의 통제하에 도입하고자 하는 외래 유전자를 위치하도록 하였다. WAP promoter의 대조군으로 지속적인 활성을 나타내는 $\beta$-actin promoter를 사용하였으며, 이 각각의 promoter와 marker gene으로 E. coli LacZ gene을 재조합한 후 retrovirus vector system을 이용하여 HCll에 도입하였다. 세포의 genome 내로의 유전자의 전이는 PCR을 통해 확인하였고, RT-PCR의 수행으로 유전자의 발현을 확인하였다. Lactadherin 유전자를 이용한 실험도 동일한 과정으로 수행하였으며, RT-PCR의 결과에서 HCll 세포에서 Lactadherin 유전자의 발현이 insulin을 단독으로 처리한 군에 비해 insulin, hydrocortisone, prolactin을 동시에 처리한 군에서 우월하게 나타나는 것으로 확인되었다. 그러나 insulin 단독 처리군에서 유전자의 발현이 약하게 나타나는 것으로 관찰되어 WAP promoter의 leakiness에 대한 재고의 필요성이 요구되었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.415-415
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• 2005