S. typhimurium의 세포내생존을 가능케하는 유전자가 다른 세균에서도 존재하는지를 조사하기 위해 8주의 세균주를 사용하였다. phoP-PhoQ operon은 세포내 환경의 자극을 인지하고 그 환경의 적응에 관여하는 유전자의 유전자표현을 조절한다고 알려져 있다. S. typhimurium의 phoP region의 514 basepairs EcoRV DNA fragment를 probe로 dot blot hybridization을 실시하였다. K. pneumoniae, P. aeruginosa, S. marscescens, E. cloacae, S. typhimurium의 phoP/phoQ gene과 유사한 DNA sequence를 가지지 않았으며 E. coli, S. dysenteriae, E. cloacae에서는 세포내 생존가능세균이 아님에도 불구하고 positive signal을 나타내었다. 이상의 결과에서 S. typhimurium외의 세포내 생존가능세균에는 phoP/PhoQ operon이 없다는 것을 알게 되었고 세포내 생존이 가능하지는 않지만 S. typhimurium과 계통발생학적으로 가까운 세균주에서 phoP/phoQ operon이 발견되었다. L. monocytogenes의 세포내 생존에는 phoP/phoQ에 의존하지 않는 어떤 다론 기전이 존재할 것으로 사료된다.
인산 결핍기에 직면한 Bacillus subtilis는 PhoP-PhoR twocomponent system (TCS)를 통해 이러한 상황을 인식하고 생존을 유지하기 위해 Pho regulon으로 불리는 일련의 유전자들의 발현을 조절한다. 이때 histidine kinase인 PhoR은 자동 인산화되어, 인산을 response regulator인 PhoP에 전달한다. 인산화된 PhoP (PhoP~P)는 Pho regulon 유전자의 프로모터(promoter) 부위에 존재하는 반복되는 6 bp의 잘 보존된 PhoP 결합서열에 결합하여 해당 유전자의 발현을 활성화시키거나 억제한다. 이러한 Pho regulon 신호전달 시스템은 최소한 세 개의 TCS (PhoP-PhoR, ResD-ResE TCS, SpoOA phosphorelay), 광범위한 탄소대사 조절자(CcpA), 전위기 조절자(AbrB, ScoC) 등을 포함하는 신호전달 시스템과 밀접하게 상호 연결되어 있을 뿐만 아니라, 생육에 필수적인 YycF-YycG TCS와 상호조절을 통한 밀접한 관련을 가지고 있다. Pho regulon에 의한 인산결핍 스트레스 반응을 이해하는데 많은 진척이 있었으나, 많은 의문들은 여전히 남아있다. 이러한 의문들을 푸는 일은 B.subtilis의 응용연구에 중요한 정보를 제공할 것이다.
Escherichia coli has a PhoR-PhoB two-component regulatory system to detect and respond to the changes of environmental phosphate concentration. For the E. coli W3110 strain growing under phosphate-limiting condition, the changes of global gene expression levels were investigated by using DNA microarray analysis. The expression levels of some genes that are involved in phosphate metabolism were increased as phosphate became limited, whereas those of the genes involved in ribosomal protein or amino acid metabolism were decreased, owing to the stationary phase response. The upregulated genes could be divided into temporarily and permanently inducible genes by phosphate starvation. At the peak point showing the highest expression levels of the phoB and phoR genes under phosphate-limiting condition, the phoB- and/or phoR-dependent regulatory mechanisms were investigated in detail by comparing the gene expression levels among the wild-type and phoB and/or phoR mutant strains. Overall, the phoB mutation was epistatic over the phoR mutation. It was found that PhoBR and PhoB were responsible for the upregulation of the phosphonate or glycerol phosphate metabolism and high-affinity phosphate transport system, respectively. These results show the complex regulation by the PhoR-PhoB two-component regulatory system in E. coli.
In this study, we try to establish the rapid and specific detection system for Salmonella species. The PhoE gene of Salmonella species was amplified with two specific primers, ST5 and ST8c, using PCR. The probe prepared from the amplified PhoE gene was sequenced and applied for Southern blot analysis. After PCR with ST5 and ST8c primers for PhoE gene, DNA bands of expected size(365bp) from 7 different Salmonella species were detected, but not from 12 enterobacteriaceae and 3 gram positive bacteria. PCR was highly sensitive to detect up to 10fg of purified DNA template and to identify Salmonella species with only 320 heat-lysed bacterial cells. The inhibition of PCR amplification from stool specimen was occurred with 50-fold dilution but disappeared over 100 fold dilution of samples. It was confirmed that the PhoE genes were amplified and cloned with over 97% nacleotide sequence homology of PCR products compared with that of S. typhfmurium LT2. The DNA probe derived from S. typhimurium TA 3,000 showed highly specific and sensitive reaction with PCR products of all tested Salmonella species. These results indicate that PCR was rapid and sensitive detection method for Salmonella species and DNA probe prepared from S. typhimurium TA 3,000 was specific to identify PCR products of different Salmonella species.
Salmonella species are the most prevalent etiologic agents of food-borne acute gastroenteritis. Direct isolation of bacteria from the contaminated food, stool and animal tissues has been used for the diagnosis of salmonellosis routinely. However, isolation of bacteria is time consuming work and not so highly sensitive. In recent years, improved methods of polymerization chain reaction(PCR) and probe hybridization technique have led to the developement of diagnostic assays which employ to detect various human and animal pathogenic bacteria. In this study, we have performed the polymerization chain reaction to detect Salmonella pullorum from tissues and stool samples of chickens with two specific primers, ST5 and ST8C. The target DNA fragment of PhoE gene was successfully amplified from liver, spleen, pancreas, heart, lung, ovary, oviduct and feces samples. The amplified DNA fragments were hybridized with Salmonella typhymurium TA3000 PhoE probe by Southern hybridization. The PCR to amplify the PhoE gene was highly rapid and sensitive method to detect Salmonella pullorum from tissues and stool samples.
S. marcescens KCTC 2172로부터 유전자 은행을 작성하여 재조합 클론 pDH3를 얻었으며, pDH3 유래의 서브클론을 작성하였다. 플라스미드 pPH4의 전염기서열 5,137 bp 영역을 결정한 결과 3개의 ORF가 있음을 확인하였다. 이들은 pst 오페론의 pstC, pstA, 및 pstB, 세 유전자를 동일 전사방향으로 코드하고 있었다. 타 세균의 유전자와 비교한 결과 S. marcescens의 pst 오페론은 pstS와 phoU가 결손되어 있다. 조절영역에는 CRP 결합영역과 pho box 서열이 존재하였다. 보고된 유전자와 상동성 조사결과, PstC 단백질은 Yersinia sp., Vibrio sp. 및 Pseudomonas sp.와는 49, 37, 33%의 상동성을, PstA 단백질은 Yersinia sp., Vibrio sp. 및 Pseudomonas sp.와 64, 51, 47%의 상동성을, PstB 단백질은 Methanocaldococcus sp., E. coli 및 Mycoplasma sp.와 60, 50, 48%의 상동성을 나타내었다. Pst 유전자들은 조절영역의 cAMP-CRP 복합체에 의해 in vivo에서 양성적으로 발현됨을 확인하였다. Pst 오페론을 포함하는 플라스미드를 도입한 대장균은 인산운송에 관여하는 능력을 확인하였다.
C-P 화합물(Pn; phosphonate)의 일종인 glyphosate(GPS)를 인산원으로 이용하는 Pseudomonas sp. strain #A1으로부터 GPS 분해 유전자 및 2-aminoethylphosphonate(AEPn), methyl-phosphonate(MPn)와 같은 Pn의 분해 유전자를 클로닝하였다. Mini-Mu plasmid를 이용한 in vivo molecular cloning 결과 약 10-19 Kb의 $AEPn^+$ clones, 10 Kb의 $MPn^+$ clones, 12-18 Kb의 $GPS^+$ clone들을 얻었으며 E. coli의 $\Delta phn$ mutants에 transformation 하였을 때 각각의 Pn에 대한 다양한 phenotype을 나타냈다. 따라서 Pseudomonas sp. strain #A1에서는 적어도 3종류의 Pn 분해대사 경로를 갖고 있는 것으로 예측된다. 뿐만 아니라, 각각의 phn clone($AEPn^+$, $MPn^+$, $GPS^+$)들은 PHO regulon의 조절유전자 phoBR에 의존하여 발현하였다.
The generation of functional recombinant antibodies from hybridomas is necessary for antibody engineering. However, this is not easily accomplished due to high levels of aberrant heavy and light chain mRNAs, which require a highly selective technology that has proven complicated and difficult to operate. Herein, we attempt to use an alkaline phosphate (AP)-fused form of single-chain variable fragment (scFv) for the simple identification of a hybridoma-derived, functional recombinant antibody. As a representative example, we cloned the scFv gene from a hybridoma-producing mouse IgG against branched-chain keto acid dehydrogenase complex-E2 (BCKD-E2) into an expression vector containing an in-frame phoA gene. Functional recombinant antibodies were easily identified by conventional enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) by employing scFv-AP fusion protein, which also readily serves as a valuable immuno-detective reagent.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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