• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권8호
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• pp.1163-1178
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• 2010

Plasmids play important roles in horizontal gene transfer among Vibrionaceae, but surprisingly little is known about their replication and incompatibility systems. In this study, we successfully developed a bioinformatics-assisted strategy of experimental identification of seven Vibrio plasmid replicons. Comparative sequences analysis of the seven Vibrio plasmid replicons obtained in this study together with eight published Vibrionaceae plasmid sequences revealed replication-participating elements involved in the ColE1 mode of replication initiation and regulation. Like plasmid ColE1, these Vibrionaceae plasmids encode two RNA species (the primer RNA and the antisense RNA) for replication initiation and regulation, and as a result, the 15 Vibrionaceae plasmids were designated as ColE1-like Vibrionaceae (CLV) plasmids. Two subgroups were obtained for the 15 CLV plasmids, based on comparison of replicon organization and phylogenetic analysis of replication regions. Coexistence of CLV plasmids were demonstrated by direct sequencing analysis and Southern hybridization, strongly suggesting that the incompatibility of CLV plasmids is determined mainly by the RNA I species like the ColE1-like plasmids. Sequences resembling the conserved Xer recombination sites were also identified on the CLV plasmids, indicating that the CLV plasmids probably use the host site-specific recombination system for multimer resolution like that used by ColE1-like plasmids. All the results indicated that the 15 plasmids form a new ColE1-like group, providing a basis for the rapid characterization and classification of Vibrionaceae plasmids.

• 미생물학회지
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• 제39권4호
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• pp.235-241
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• 2003

제1형 인간 면역결핍 바이러스 (human immunodeficiency virus type 1, HIV-1)의 Rev 단백질에 대하여 야생형보다 10배 더 잘 결합하도록 시험관에서 선택된 RRE40라 명명된 RNA aptamer가 과연 임상적으로 유용한지 알기 위하여 인체의 CD4^+ peripheral blood lymphocytes 세포에서 레트로바이러스 벡터를 이용하여 RRE40 RNA를 발현한 후에 그 세포에서의 HIV-1 증식 현상을 관찰하였다. 그 결과 대조군인 tRNA를 발현하는 유전자가 전달된 세포에 비해 RRE40 RNA를 발현하는 세포에서 보다 더 효과적으로 HIV-1의 증식이 억제되었다. 그러나 바이러스의 증식이 완전히 억제되지는 못 하였고 일시적 또는 감소된 형태로 바이러스 증식이 억제되었다. 이러한 결과는 RRE40 RNA가 decoy로서 세포에서의 HIV-1 증식 억제에 유용함을 시사하지만 RNA decoy를 HIV-1 감염 환자의 치료에 이용하기 위해선 보다 효과적인 유전자 전달방법 및 보다 개선된 RNA decoy의 개발 등이 필요할 것이다.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.14-14
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• 2003

Potato virus X (PVX), the type member of Potexvirus genus, is a flexuous rod-shaped virus containing a single-stranded (＋) RNA. Infection by PVX produces genomic plus- and minus-strand RNAs and two major subgenomic RNAs (sgRNAs). To understand the mechanism for PVX replication, we are studying the cis- and/or trans-acting elements required for RNA replication. Previous studies have shown that the conserved sequences located upstream of two major sgRNAs, as well as elements in the 5' non-translated region (NTR) affect accumulation of genomic and sg RNAs. Complementarity between sequences at the 5' NTR and those located upstream of two major sgRNAs and the binding of host protein(s) to the 5' NTR have shown to be important for PVX RNA replication. The 5 NTR of PVX contains single-stranded AC-rich sequence and stem-loop structure. The potential role(s) of these cis-elements on virus replication, assembly, and their interaction with viral and host protein(s) during virus infection will be discussed based on the data obtained by in vitro binding, in vitro assembly, gel shift mobility assay, host gene expression profiling using various mutants at these regions.

• Journal of Microbiology
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• 제41권4호
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• pp.300-305
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• 2003

Intracellular expression of RNA decoys, such as TAR or RRE decoy, has been previously shown to protect immune cells from human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) replication by inhibiting the binding of the HIV-1 regulatory protein to the authentic HIV RNA sequence. However, HIV-1 challenge experiments of primary human T cells, which express the RNA decoy, demonstrated that the cells were only transiently protected, and hence, more improved protocols for HIV-1 inhibition with the RNA decoys need to be developed. In this report, in order to develop a more effective RNA decoy, we analyzed and compared the ability of a series of RNA decoy derivatives in inhibiting HIV-1 replication in CEM cells. Using an improved tRNA cassette to express high levels of RNA decoy transcripts in cells, we found that co-expression of both TAR and RRE decoys, in the form of an aligned sequence in a single transcription cassette, much more potently blocked cells from HIV-1 than the expression of only one kind of RNA decoy. This observation will have an important implication for experiments involving optimization of clinical applications in RNA decoy-based gene therapy against HIV-1.

• BMB Reports
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• 제43권4호
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• pp.284-290
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• 2010

Replication of positive-strand RNA virus is mediated by a virus-encoded RNA-dependent RNA polymerase (RdRp). To study the replication of Ectropis obliqua virus (EoV), a newly identified insect virus belonging to the family Iflaviradae, we expressed the RNA polymerase domain in Escherichia coli and purified it on a Ni-chelating HisTrap affinity column. It is demonstrated that EoV RdRp initiated RNA synthesis in a primer and poly (A)-dependent manner in vitro. Furthermore, the effect of primer concentration, temperature, metal ions ($Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, and $K^+$) on enzymatic activity were determined. Our study represented a first step towards understanding the mechanism of EoV replication.

• 미생물학회지
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• 제47권3호
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• pp.188-193
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• 2011

C형 간염바이러스(hepatitis C virus; HCV) 증식을 효과적이며 특이적으로 제어할 수 있는 유전산물로서, HCV 증식조절인자인 NS5B RNA replicase 존재에 의해 allosteric하게 활성이 유도될 수 있는 HCV internal ribosome entry site (IRES) 표적 hammerhead 리보자임을 개발하였다. 이러한 리보자임은 HCV IRES 염기서열 중 +382 nucleotide 자리를 인지하는 hammerhead 리보자임, NS5B RNA replicase와 특이적으로 결합하는 RNA aptamer 부위, 그리고 aptamer와 NS5B와의 결합에 의해 리보자임 활성을 유도할 수 있도록 구조적 변이를 전달할 수 있는 communication module 부위 등으로 구성되어 있다. 이러한 allosteric 리보자임에 의해 세포 배양에서 HCV의 replicon 복제가 효과적으로 억제됨을 실시간 PCR 분석을 통하여 관찰하였다. 특히, HCV 지놈을 표적하는 리보자임 단독, 또는 HCV NS5B에 대한 RNA aptamer 단독에 의한 HCV 복제 억제능보다 allosteric 리보자임에 의한 HCV 복제 억제능이 더 뛰어났다. 따라서 개발된 allosteric 리보자임은 HCV 증식의 효과적인 증식 억제 선도물질로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2000년도 추계학술발표대회
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• pp.66-77
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• 2000

For a variety of viruses, the primary virus infection has been shown to prevent superinfection with a homologous secondary virus; however, the mechanism of exclusion has not been clearly understood. In this work, we demonstrated that BVDV -infected MDBK cells were protected from superinfection with a homologous superinfecting BVDV, one of the positive-sense RNA pestiviruses, but not with an unrelated rhabdovirus, such as vesicular stomatitis virus. Once superinfection exclusion was established by a primary infection with BVDV, the transfected infectious BVD viral RNA genome was shown to be competent for viral translation, but not viral replication. In addition, our results also demonstrated that upon superinfection, the. viral RNA genome of viral particles was not transferred into the cytoplasm of BVDV -infected cells. Using newly developed system involving rapid generation of the MDBK cells expressing BVD viral proteins, we subsequently found that expression of the viral structural proteins was dispensable for the block occurring at the level of viral RNA replication, but required for the exclusion at the level of viral entry step. Altogether, these findings provide evidence that the superinfection exclusion of BVDV occurs not only at the level of viral replication in which the viral replicase are involved, but also at the level of viral entry with which the viral structural proteins are associated, and that a cellular factor(s) play an essential role in this process.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.947-955
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• 2020

구제역바이러스(FMDV)는 피코나바이러스 과에 속하는 바이러스로서 야생과 가축화된 소와 돼지에 감염된다. FMDV는 제어되기 어려워서 가축의 생산과 국제통상에 큰 장애가 되고 있다. FMDV RNA 게놈의 복제 과정에서 3D 중합효소가 특이적인 복제 기능을 담당하는데 게놈에 결합하는 부위가 매우 중요하다. 이 사실은 FMDV 게놈의 비코딩영역 내에서 3D 중합효소에 의해 인지되는 특이 RNA 구조가 관여함을 제시한다. 이 과정에서 cis-acting replication element (CRE)는 RNA 복제를 위한 개시에 필요하다. FMDV CRE는 15-17 뉴클레오티드의 고리와 이를 지지하는 이중가닥으로 형성된 줄기-고리 모양을 가지며 이들을 구성하는 RNA 뉴클레오티드 서열의 차이가 다른 RNA 이차구조를 생성한다. CRE 이외에 FMDV 복제를 위해서 많은 바이러스와 세포 인자들이 단백질-단백질 결합과 단백질-RNA 결합을 통해 협조적인 네트워크를 만들어낸다. 이 연구에서 국내에서 2010년부터 2017년 까지 구제역이 발생한 소와 돼지에서 FMDV를 분리하여 CRE 서열을 분석하였으며 이들 FMDV들은 A형과 O형의 유전자형을 가졌다. 흥미롭게 국내 FMDV들의 CRE RNA 이차구조의 변이들은 바이러스 간의 계통유전학적 상관관련성과 일치하며 특정 숙주 동물종의 FMDV 감염의 특이성을 밝혀주었다. 이를 토대로 국내 FMDV의 각 유전군의 분류는 독특한 기능적 CRE에 의해 특징지을 수 있으며 새로운 유전적 계통의 진화학적 연속성은 특징있는 CRE 모티프의 구분과 연관지을 수 있다. 그러므로 CRE의 특이적 RNA 구조는 숙주 동물종 의존적인 FMDV 부류의 부가적인 단서로 활용할 수 있음을 제안한다. 이들 연구 결과들은 향후 FMDV 대량감염이 발생할 때 숙주동물종의 특이성을 CRE 서열로 조기에 정확히 분석하는데 도움이 될 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권4호
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• pp.301-310
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• 2005

구제역(Foot-and-Mouth Disease: FMD)이란 소, 돼지, 양, 염소 등의 cloven-hoofed 동물에서 나타나는 바이러스성 질병으로 입, 코, 유두, 발굽 등에 수포가 형성되는 것이 특징이다. 일곱 가지 혈청형(O, A, C, Asia1, SAT1, SAT2 and SAT3)으로 분류되는 구제역바이러스(Foot-and-Mouth Disease Virus: FMDV)는 single stranded positive RNA virus로 nonenveloped capsid virus이다. Viral genome은 8.2 Kb로 하나의 ORF인 polyprotein으로 되어있으며, 크게 capsid protein coding region인 P1, replication related protein coding region인 P2, RNA dependent RNA polymerase coding region인 P3로 구성된다. FMDV는 respiratory tract의 pharynx epithelial cell에 감염되며, lung epithelial cell에서 replication을 한다. 구제역바이러스는 감염율은 높지만 낮은 치사율을 가진다. 2002년 한국에서 구제역이 발병하여 많은 경제적 손실을 입었다. FMDV의 감염을 조절할 수 있는 조절방법이 없는 실정이며, 현재 많은 나라에서는 구제역바이러스의 감염을 막을 수 있는 효과적인 방법을 연구하고 있다. 본 보고서에서는 FMD에 대한 보다 효과적인 예방법인 DNA vaccine, edible vaccine, peptide vaccine에 대해 고찰하였다.

• Molecules and Cells
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• 제21권3호
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• pp.330-336
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• 2006

Since its identification in 1989, hepatitis C virus has been the subject of extensive research. The biology of the virus and the development of antiviral drugs are closely related. The RNA polymerase activity of nonstructural protein 5B was first demonstrated in 1996. NS5B is believed to localize to the perinuclear region, forming a replicase complex with other viral proteins. It has a typical polymerase structure with thumb, palm, and finger domains encircling the active site. A de novo replication initiation mechanism has been suggested. To date, many small molecule inhibitors are known including nucleoside analogues, non-nucleoside analogues, and pyrophosphate mimics. NS5B interacts with other viral proteins such as core, NS3, 4A, 4B, and 5A. The helicase activity of NS3 seems necessary for RNA strand unwinding during replication, with other nonstructural proteins performing modulatory roles. Cellular proteins interacting with NS5B include VAMP-associated proteins, heIF4AII, hPLIC1, nucleolin, PRK2, ${\alpha}$-actinin, and p68 helicase. The interactions of NS5B with these proteins might play roles in cellular trafficking, signal transduction, and RNA polymerization, as well as the regulation of replication/translation processes.