Cadaverine, putrescine, spermidine과 spermine이 spectinomycin에 의한 T4 파지 thymidylate synthase 유전자(td) intron의 splicing 억제에 미치는 영향을 조사하였다. Polyamine이 존재하지 않는 상태에서 7mM spectinomycin은 splicing rate를 약 40% 감소시켰다. 사용한 농도 범위(0.1~5mM)에서 cadaverine은 splicing rate를 감소시켰으나, putrescine은 0.5mM 농도에서 약 13% 정도의 splicing rate를 증가시켰다. Spermidine은 0.5mM 농도에서 약 11% 정도의 splicing rate를 증가시켰으며, sperimine은 0.01mM 농도에서 약 16% 정도의 splicing rate을 증가시켰다. 시험한 polyamine 중에서 특히 sperimine은 가장 낮은 농도에서 spectinomycin에 의한 억제반응을 극복하는 최고의 활성효과를 나타냈다. 이와 같은 억제 회복 효과는 polyamine에 의한 td intron 리보자임의 구조적 안정성에 기인하는 것으로 추정된다.
We isolated and functionally characterized a Dendrobium Actin1 (DmACT1) promoter that drives strong gene expression in the orchid genus Dendrobium. A genomic fragment containing the region 3227 bp upstream of the coding region of DmACT1 was obtained by inverse PCR. Detailed comparison of the full-length cDNA and genomic sequences revealed that DmACT1 has a 1374 bp first intron in the 5' UTR. However, the 5' flanking sequences upstream of the coding region showed no obvious sequence similarities compared to those of known promoters, including plant actin promoters. Serial deletion constructs of the 5' flanking region from the translation initiation codon were fused to the coding sequence of a GUS/luciferase fusion reporter to identify the regulatory elements necessary for promoter activity. Transient assays in the flowers of Dendrobium revealed that the 5' UTR-intron greatly enhanced promoter activity. Moreover, the DmACT1 promoter with its 5' UTR-intron yielded approximately 10-fold higher reporter activity than the rice Act1 promoter-intron. Our data suggest that the DmACT1 promoter with its 5' UTR-intron is a useful tool for strong expression of transgenes in Dendrobium orchids.
Sato Shigeaki;Shiraki Takashi;Inoue Yoshiki;Takeshita Tatsuya;Morimoto Kanehisa
대한예방의학회:학술대회논문집
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대한예방의학회 1999년도 제51차 추계 학술대회 연제집
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pp.1-15
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1999
In a case-control study to evaluate the factors involved in the development of hepatocellular carcinoma, polymorphisms of the p53 gene were compared in 68 cases mostly infected with hepatitis C virus (HCV) and 68 controls matched for sex and age: DNA from peripheral blood leukocytes was analyzed by the polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism method and direct sequencing. Polymorphisms analyzed were those in exon 4 (CCC vs. CGC, Pro vs. Arg at codon 72, Al allele vs. A2 allele), intron 2 (C vs. G at nucleotide 38, Al vs. A2), intron 3 (C vs. A at nucleotide 65, Al vs. A2; absence and presence of 16 base pair repeat at nucleotides 24 to 39, Al vs. A2), intron 6 (A vs. G at nucleotide 62, Al vs. A2) and intron 7 (C and T vs. T and G at nucleotides 72 and 92, Al vs. A2). A significantly higher frequency of the allele for CCC (Pro, Al) at codon 72 of exon 4 was found in cases (39%) than in controls (26%) (p<0.05). Highly significant linkage of the polymorphisms in exon 4, intron 2, intron 3 and intron 7, and between the intron 3-16 bp duplication and polymorphism in intron 6 also was found. Matched Fair analysis showed significantly higher frequencies of certain haplotypes (1-1-1-1-2-2 or 1-1-2-1-2-1 for exon 4, intron 2, intron 3, the intron 3-16 bp duplication, intron 6 and intron 7) in cases than in controls (p=0.014, OR=2.27, 95% CI= 1.08-5.12). No preference of specific p53 polymorphisms for specific HCV genotype was detected. These findings suggest that in hepatocarcinogenesis mainly due to HCV infection, genetic factors may be involved and that genetic markers can serve as predictors of a high-risk group for hepatocarcinogenesis.
Genomes of clusters of related eukaryotes are now being sequenced at an increasing rate. In this paper, we developed an accurate, low-cost method for annotation of gene prediction and exon-intron structure. The gene prediction was adapted for delta 1-pyrroline-5-carboxylate-synthetase (p5cs) gene from China wild-type of the halophytic Leymus chinensis (Trin.), naturally adapted to highly-alkali soils. Due to complex adaptive mechanisms in halophytes, more attentions are being paid on the regulatory elements of stress adaptation in halophytes. P5CS encodes delta 1-pyrroline-5-carboxylate-synthetase, a key regulatory enzyme involved in the biosynthesis of proline, that has direct correlation with proline accumulation in vivo and positive relationship with stress tolerance. Using analysis of reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and PCR, and direct sequencing, 1076 base pairs (bp) of cDNA in length and 2396 bp of genomic DNA in length were obtained from direct sequencing results. Through gene prediction and exon-intron structure verification, the full-length of cDNA sequence was divided into eight parts, with seven parts of intron insertion. The average lengths of determinated coding regions and non-coding regions were 154.17 bp and 188.57 bp, respectively. Nearly all splice sites displayed GT as the donor sites at the 5' end of intron region, and 71.43% displayed AG as the acceptor sites at the 3' end of intron region. We conclude that this method is a cost-effective way for obtaining an experimentally verified genome annotation.
Effects of divalent cations such as $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Ca^{2+}$, and $Zn^2$ on splicing activity of phage T4 thymidylate synthase intron RNA have been investigated. At the concentration of 0.5 mM, $Mn^{2+}$ in the absence of $Mg^{2+}$, a very small amount of pre-RNA was cleaved into ligation products (El-E2) but no circular or linear intron was produced. As the concentration of $Mn^{2+}$ was increased from 1 to 5 mM the pre-RNA was completely hydrolyzed. In the presence of 5 mM $Mg^{2+}$, both the linear intron and circular intron were produced but no El-E2 ligation product was produced. At both 3 and 5 mM $Mn^{2+}$ the RNA was hydrolyzed completely as observed with no $Mg^2+$ being present. In the case of $Zn^{2+}$, even at 0.5 mM concentration, the pre-RNA was completely hydrolyzed. This observation suggested that $Zn^{2+}$ facilitates RNA hydrolysis more rapidly than $Mn^{2+}$ does. at 5mM $Ca^{2+}$, the RNA was not hydrolyzed and remained intact as a primary transcript.
Polygalacturonase (PG) gene is a typical gene family present in eukaryotes. Forty-nine PGs were mined from the genomes of Neurospora crassa and five Aspergillus species. The PGs were classified into 3 clades such as clade 1 for rhamno-PGs, clade 2 for exo-PGs and clade 3 for exo- and endo-PGs, which were further grouped into 13 sub-clades based on the polypeptide sequence similarity. In gene structure analysis, a total of 124 introns were present in 44 genes and five genes lacked introns to give an average of 2.5 introns per gene. Intron phase distribution was 64.5% for phase 0, 21.8% for phase 1, and 13.7% for phase 2, respectively. The introns varied in their sequences and their lengths ranged from 20 bp to 424 bp with an average of 65.9 bp, which is approximately half the size of introns in other fungal genes. There were 29 homologous intron blocks and 26 of those were sub-clade specific. Intron losses were counted in 18 introns in which no obvious phase preference for intron loss was observed. Eighteen introns were placed at novel positions, which is considerably higher than those of plant PGs. In an evolutionary sense both intron loss and gain must have taken place for shaping the current PGs in these fungi. Together with the small intron size, low conservation of homologous intron blocks and higher number of novel introns, PGs of fungal species seem to have recently undergone highly dynamic evolution.
The Tetrahymena group I intron has been shown to employ a trans-splicing reaction and has been modified to specifically target and replace human telomerase reverse transcriptase (hTERT) RNA with a suicide gene transcript, resulting in the induction of selective cytotoxicity in cancer cells that express the target RNA, in animal models as well as in cell cultures. In this study, we evaluated the target RNA specificity of trans-splicing phenomena by the group I intron in mice that were intraperitoneally inoculated with hTERT-expressing human cancer cells to validate the anti-cancer therapeutic applicability of the group I intron. To this end, an adenoviral vector that encoded for the hTERT-targeting group I intron was constructed and systemically injected into the animal. 5'-end RACE-PCR and sequencing analyses of the trans-spliced cDNA clones revealed that all of the analyzed products in the tumor tissue of the virus-infected mice resulted from reactions that were generated only with the targeted hTERT RNA. This study implies the in vivo target specificity of the trans-splicing group I intron and hence suggests that RNA replacement via a trans-splicing reaction by the group I intron is a potent anti-cancer genetic approach.
The splicing activity of T4 phage td intron RNA has been examined with various Mg$^{2+}$ ions such as MGCl$_{2}$, MgS $O_{4}$ and magnesium acetate using various splicing conditions such as different incubation time and temperature. The maximum splicing of td intron RNA occurred at the concentration of 5 mM MgCl$_{2}$. Raising the Mg$^{2+}$ concentration up to 15 mM appeared to promote P2 delection mutant to overcome the loss of some splicing activity. In both wild type and mutant, a complete hydrolysis of RNA occurred at 30 mM MgCI$_{2}$ MgS $O_{4}$ and magnesium acetate exhibited the rate and pattern of RNA splicing identical to MGCI$_{2}$. The optimal splicing conditions involve the incubation of RNA with 5 mM MgCI$_{2}$ at 58 .deg.C for 15 min. The results suggest that Mg$^{2+}$ may play a key role in the catalytic mechanism of td intron RNA.n RNA.
In previous studies, we demonstrated that some sites in the first intron likely regulate gene expression. In the present work, we sought to further confirm the functional relevance of first intron sites by estimating the quantity of rare alleles in the first intron. A basic hypothesis posited herein is that genomic regions carrying more functionally important sites will have a higher proportion of rare alleles. We estimated the proportions of rare single nucleotide polymorphisms with a minor allele frequency < 0.01 located in several histone marks in the first introns of various genes, and compared them with those in other introns and those in 2-kb upstream regions. As expected, rare alleles were found to be significantly enriched in most of the regulatory sites located in the first introns. Meanwhile, transcription factor binding sites were significantly more enriched in the 2-kb upstream regions (i.e., the regions of putative promoters of genes) than in the first introns. These results strongly support our proposal that the first intron sites of genes may have important regulatory functions in gene expression independent of promoters.
토마토의 genomic DNA library로부터 분리한 tPALl, tPAL4유전자의 염기서열을 분석하여 tPAL5 유전자와 비교 분석한 결과는 다음과 같다. tPAL5 유전자는 722개의 아미노산과 710 bp의 intron을 가지고 있으나 tPALl은 intron을 가지고 있지 않으며 또한 tPAL5 유전자와 비교하여 249개의 짧은 polypeptide를 가지고 있었다. tPAL4유전자인 경우 357개의 아미노산과 305bp의 intron을 가지고 있었다. tPAL 효소간의 아미노산 homology는 tPAL1유전자와 tPAL4 유전자간은 87.2%, tPALl과 tPAL5는 85.3%, tPAL4 와 tPAL5 는 91.4%의 homology를 보였다. 또한, tPALl, tPAL4 유전자는 정상적인 polypeptide를 가지는 tPAL5유전자와 비교하여 비정상적인 stop codon을 가진 짧은 polypeptide로 구성되어 있었다. 다양한 식물 종으로부터 분리된 PAL유전자의 염기서열을 비교한 결과 토마토 (Lycopersicon esculentum), 감자 (Solanum tuberosum), 고구마 (Ipomoea batatas)간의 유연관계과 높았으며, parsley (Petroselinum crispum), bean (Phaseolus vulgaris), pea (Pisum sativum), alfalfa (Medicago sativa) 등이 각각 서로간에 유연관계가 높았다. 또한, 토마토에서 분리한 family내에서 tPAL4와 tPAL5 유전자는 homology가 매우 높았고 (93.0%), tPAL1와 tPAL4유전자 사이는 다소 낮았으며 (84.4%), 특히 tPAL4는 감자의 PAL 유전자와 매우 높았다 (90.6%).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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