효모의 RNAI유전자는 RNA processing에 관여 하는지 혹은 RNA transport에 관여 하는지 아직까지 유전자의 기능이 정확히 알려져 있지 않은 실정이다. 효모의 RNAI 유전자의 기능을 파악하기 위한 방법으로 본 연구에서는 rna1-1 mutant gene을 cloning하여 이에 대한 DNA sequence를 조사함으로써 RNAI 유전자와 rna1-1 유전자의 차이점을 이해하고자 하였다. rna1-1 marker를 갖는 yeast strain(R49)로 부터 genomic DNA를 추출하여 이를 BglII로 절단하여 genomic southern blotting을 행한 결과 wild type의 경우와 동일하게 3.4 kb에서 hybridization되는 signal을 얻었으며, RNAl 및 rna1-1이 yeast genome내에 single site로 존재함을 보여 주는 결과를 얻었다. mutant strain으로 부터 얻은 3.4 kb의 BglI fragment를 pUC19의 BamHI site에 subcloning하여 transformant들을 얻었고, wild type RNAl 유전자를 probe로 하여 rna1-1 mutant 유전자를 cloning할 수 있었다. pUC19에 cloning된 RNA1유전자 및 rna1-1유전자로부터 다양한 Ba131유도체를 얻어 이들에 대한 염기 서열을 비교한 결과 transcription initation site에서부터 down stream쪽으로 17 아미노산위치에 TCC가 TTC로 대치되어 있었으며 그 결과 serine이 phenylalanine으로 변환되는 결과를 얻었다. Wild type RNAI gene의 5'-region에는 3군데의 TATA-like sequence가 true TATA box인지 확인하기 위하여 Bal3I deletion에 의해 -103nt까지 deletion된 유도체를 얻었으며 ${\Delta}RNAI$, rna1-1, 81-2-6 clone이 rna1-1 allele와 complementation한지 확인하였으나 ${\Delta}RNAI$은 TS-complementation을 하지 못하였다. 따라서 현재까지 TATA-box라고 알려진 부분은 promoter로 작용하지 못함을 확인하였다.
생물체에서 유전외적 변형의 하나인 DNA 메틸화는 cis-acting factor의 조성변화를 통하여 세포특이 유전자의 발현과 virus latency, genomic imprinting, mutagenesis등과 같은 생물학적 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.(reviewed by Olle Heby, 1995). 5-azaCR, 5-azaCdR 그리고 6-azaCR의 처리결과는 배아자체의 DNA 메틸화의 유지가 정상발생에 필수적임을 알 수 있으며, 메틸화에 의한 배아발생 조절기작이 존재함을 암시하고 있다. 이러한 과정에서 5-azaCR과 5-azaCdR은 서로다른 경로를 통하여 배아발생에 관여함을 보여주었다. 즉, 5-azaCdR은 주로 DNA에 incorporation되어 작용하는 것으로 여겨지며, 5-azaCR은 DNA 보다는 RNA에 incorporation되어 작용하는 것으로 나타났다. 그리고, 비록 소수의 유전자만이 조사되었지만, 5-azaCdR의 incorporation에 의한 cis-acting factor의 변화는 전사인자인 c-myc proto-oncogene과 fluid 수송에 관여하는 $Na^{+}$, $K^{+}$-ATPase 유전자의 전사를 억제하지 않았다. 반면, 5-azaCR의 RNA로의 incorporation은 전사인자인 c-myc proto-oncogene의 전사를 억제하였으며, 연이어 fluid 수송에 관련되어있는 $Na^{+}$, $K^{+}$-ATPase 유전자의 전사를 억제하였다. 이것은 아마도 RNA로 incorporation된 5-azaCR은 RNA의 post-transcriptional processing에 영향을 주어 trans-acting factor의 조성을 변화, 전사적 repression을 유발한 것으로 사료된다. 생쥐 착상전 초기배아에서 DNA 메틸화는 short-term하게는 cis-acting factor로써 전사적 수준에서 유전자발현 조절하며, 그리고 유전자발현을 통하여 long-term하게는 배아발생에 관여 할 것이라고 사료된다.
진핵 세포에서 히스톤의 변형은 크로마틴 구조를 조절하는 데에 있어서 중요한 메커니즘이다. Set1 복합체에 의한 히스톤 H3의 네 번째 라이신 잔기(H3K4)에 발생하는 메틸화는 다양하게 잘 알려져 있는 히스톤 변형 중 하나이다. Set1 complex는 H2B의 유비퀴틴화에 의존적으로 발생하는 H3K4 메틸화에 중요하다고 알려진 Swd2를 포함하여 7개의 소단위 단백질을 가지고 있다. Swd2는 Set1의 RNA recognition motif (RRM) 도메인 근처에 결합하여 Set1의 활성을 조절하고, 또 RNA의 3' 말단 형성에 관여하는 CPF (Cleavage and Polyadenylation Factors) 복합체의 구성성분이라고 보고되었다. 최근 보고들에 따르면, 이런 Swd2의 이중적인 기능이 서로 독립적으로 작용하며, Swd2 결실돌연변이 균주가 살지 못하는 이유가 CPF 복합체의 구성성분으로써의 기능 때문이라고 알려져 있다. 본 연구에서 우리는 Swd2가 Set1의 RRM 도메인에 결합하여 Set1의 활성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, Set1의 안정성에도 영향을 줄 수 있음을 발견하였다. 또 우리는 Swd2가 결합할 수 없는 truncated-Set1을 가지고 있는 ${\Delta}swd2$ 돌연변이가 사멸하지 않고 정상적으로 자라는 것을 관찰하였다. 이런 결과들은 Saccharomyces cerevisiae에서 H3K4 메틸화와 RNA 3' 말단 형성과정에서의 Swd2의 이중적인 기능이 서로 독립적인 것이 아님을 제안하다.
Wang, Siran;Li, Junfeng;Zhao, Jie;Dong, Zhihao;Shao, Tao
Animal Bioscience
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제35권8호
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pp.1162-1173
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2022
Objective: This study aimed to investigate the fermentation profiles, bacterial community and predicted metabolic characteristics of Sudangrass (Sorghum sudanense Stapf.) during ensiling. Methods: First-cutting Sudangrass was harvested at the vegetative stage and ensiled in laboratory-scale silos (1 L capacity). Triplicate silos were sampled after 1, 3, 7, 15, 30, and 60 days of ensiling, respectively. The bacterial communities on day 3 and 60 were assessed through high-throughput sequencing technology, and 16S rRNA-gene predicted functional profiles were analyzed according to the Kyoto encyclopedia of genes and genomes using Tax4Fun. Results: The Sudangrass silages showed good fermentation quality, indicated by higher lactic acid contents, and lower pH, butyric acid and ammonia nitrogen contents. The dominant genus Lactococcus on day 3 was replaced by Lactobacillus on day 60. The metabolism of amino acid, energy, cofactors and vitamins was restricted, and metabolism of nucleotide and carbohydrate was promoted after ensiling. The 1-phosphofructokinase and pyruvate kinase of bacterial community seemed to play important roles in stimulating the lactic acid fermentation, and the promotion of arginine deiminase could help lactic acid bacteria to tolerate the acidic environment. Conclusion: High-throughput sequencing technology combined with 16S rRNA gene-predicted functional analyses revealed the differences during the early and late stages of Sudangrass ensiling not only for distinct bacterial community but also for specific functional metabolites. The results could provide a comprehensive insight into bacterial community and metabolic characteristics to further improve the silage quality.
유전자 코드는 바이오 정보 처리에 키 포인트로 인체의 유기적인 조직체이다. 현대 과학에서는 유전자 코드 분자구조의 신비스러운 특성을 체계적으로 설명하고 이해하는데 연구가 집중되고 있다. 본 논문에서는 유전자 시스템을 대칭적으로 해석하는데 중점을 두었고, Jacket 행렬로 무잡음 RNA 유전자 코드를 가장 단순하게 해석했다. 이유는 Jacket 행렬과 RNA는 그 역행렬이 Element (Block)-wise Inverse로 그 역(Inverse)도 자신이란 점과 대칭적 성질, 그리고 Kronecker곱을 갖기 때문이다. 제안된 방법이 유전자 RNA 코돈(Codon : 괘(卦))의 견지에서 Jacket 행렬의 분해를 통해 간단하고 명료함을 보인다.
Embryonic stem (ES) cells have a capability to generate all types of cells. However, the mechanism by which ES cells differentiate into specific cell is still unclear. Using microarray technology, the differentiation process in mouse embryonic stem cells was characterized by temporal gene expression changes of mouse ES cells during differentiation in a monolayer culture. A large number of genes were differentially regulated from 1 day to 14 days, and less number of genes were differentially expressed from 14 days to 28 days. The number of up-regulated genes was linearly increased throughout the 28 days of in vitro differentiation, while the number of down-regulated genes reached the plateau from 14 days to 28 days. Most differentially expressed genes were functionally classified into transcriptional regulation, development, extra cellular matrix (ECM),cytoskeleton organization, cytokines, receptors, RNA processing, DNA replication, chromatin assembly, proliferation and apoptosis related genes. While genes encoding ECM proteins were up-regulated, most of the genes related to proliferation, chromatin assembly, DNA replication, RNA processing, and cytoskeleton organization were down-regulated at 14 days. Genes known to be associated with embryo development or transcriptional regulation were differentially expressed mostly after 14 days of differentiation. These results indicate that the altered expression of ECM genes constitute an early event during the spontaneous differentiation, followed by the inhibition of proliferation and lineage specification. Our study might identify useful time-points for applying selective treatments for directed differentiation of mouse ES cells.
International journal of advanced smart convergence
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제8권3호
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pp.115-122
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2019
Recent and ongoing discoveries of mycoviruses with new properties demand the development of an appropriate research infrastructure to analyze their evolution and classification. In particular, the discovery of negative-sense single-stranded mycoviruses is worth noting in genome types in which double-stranded RNA virus and positive-sense single-stranded RNA virus were predominant. In addition, some genomic properties of mycoviruses are more interesting because they have been reported to have similarities with the pathogenic virus family that infects humans and animals. Genetic information on mycoviruses continues to accumulate in public repositories; however, these databases have some difficulty reflecting the latest taxonomic information and obtaining specialized data for mycoviruses. Therefore, in this study, we developed a bioinformatics-based pipeline to efficiently utilize this genetic information. We also designed a schema for data processing and database construction and an algorithm to keep taxonomic information of mycoviruses up to date. The pipeline and database (termed 'mycoVDB') presented in this study are expected to serve as useful foundations for improving the accuracy and efficiency of future research on mycoviruses.
난소호르몬에 의하여 황체형성호르몬(luteinizing hormone; LH) subunit의 유전자 발현이 어떻게 조절되는가를 조사하기 위하여 성숙한 흰쥐에서 난소를 제거하거나 또한 난소호르몬을 재 투여한 후 ${\alpha}$ 및 $LH{\beta}$ subunit mRNA의 수준을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 난소를 제거한 후 시간이 경과함에 따라 혈중 LH 농도 및 뇌하수체 LH 함량이 급격히 증가하였다. 또한 난소제거 후 14일 후부터 ${\alpha}$ subunit mRNA 수준이 증가하기 시작하였으며, $LH{\beta}$ subunit mRNA 수준은 난소제거 후 1일부터 증가하기 시작하여 혈중 LH 농도와 같은 양상으로 증가하였다. 2. 난소제거 후 21일 경과후에 난소호르몬을 투여하였을때 난소제거로 증가된 혈중 LH 농도와 ${\alpha}$ 및 $LH{\beta}$ subunit mRNA 수준이 감소하였다. Estradiol을 1일간 투여하였을때 부터 혈중 LH 농도 및 ${\alpha}$와 $LH{\beta}$ subunit mRNA 수준이 감소하였으며, progesterone을 4일간 처리하였을때에 혈중 LH농도가 감소하였다. 3. Estrogen 길항제인 LY117018를 estradiol과 동시에 처리하거나, progesterone 길항제인 RU 456을 progesterone과 동시에 처리하였을때 estradiol과 porgesterone에 의하여 감소되었던 혈중 LH 농도 및 ${\alpha}$와 $LH{\beta}$ subunit mRNA 수준이 유의하게 회복되었다. 이상의 결과로 보아 LH 분비에 있어서 $LH{\beta}$ subunit mRHA 수준의 변화가 속도결정단계 (rate limiting step)인 것으로 보이며, 난소홀몬은 ${\alpha}$ 및 $LH{\beta}$ subunit mRNA 수준을 조절하므로써 pretranslation 단계에서 LH 생합성을 조절하는 것으로 생각된다.
최근 Escherichia coli에서 RNA의 분해와 가공과정에 중추적인 역할을 하는 리보핵산 내부분해효소인 RNase E의 효소활성을 조절하는 단백질 조절자인 RraA가 밝혀졌으며, 이 단백질은 E. coli RNase E의 효소활성 부위와 36%의 유사성을 가지는, Streptomyces coelicolor RNase ES의 효소활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. S. coelicolor의 유전체에는 RraA와 아미노산 서열이 35.4% 이상 유사한 단백질을 코딩하는 유전자가 두 개 존재하는데, 그 중 하나인 rraAS2를 클로닝하여 E. coli RNase E의 효소활성을 조절하는지를 알아보았다. 그 결과 세포내에서 RraAS2를 발현시키면 RNase E의 과발현에 의해 저해된 세포의 생장을 RraA와 같이 효과적으로는 아니지만, 어느 정도 복원시키는 것을 확인하였다. 또한 RraAS2가 발현됨으로서 RNase E의 과발현에 의해 증가된 ColE1-타입 플라스미드의 복제 수를 14% 감소시키는 것을 관찰하였다. 이러한 결과는 RraAS2가 RNase E의 RNA I분자에 대한 효소 활성을 저해하는 능력을 가지고 있음을 시사한다. 동일한 배양조건에서 E. coli 세포내에서의 RNase E에 대한 RraAS2의 상대적인 발현양이 RraA에 비해 6.2배 낮은 것을 확인하였고, 이로 인해 RraAS2가 RNase E의 과발현에 의한 세포 생장의 저해를 복원하는데 필요한 모든 RNA의 가공과 분해속도를 효과적으로 조절하지는 못한다는 것을 추론할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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