• Molecules and Cells
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• 제21권1호
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• pp.63-75
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• 2006

The 5′-region of Potato virus X (PVX) RNA, which contains an AC-rich, single-stranded region and stem-loop structure 1 (SL1), affects RNA replication and assembly. Using Systemic Evolution of Ligands by EXponential enrichment (SELEX) and the electrophoretic mobility shift assay, we demonstrate that SL1 interacts specifically with tobacco protoplast protein extracts (S100). The 36 nucleotides that correspond to the top region of SL1, which comprises stem C, loop C, stem D, and the tetra loop (TL), were randomized and bound to the S100. Remarkably, the wild-type (wt) sequence was selected in the second round, and the number of wt sequences increased as selection proceeded. All of the selected clones from the fifth round contained the wt sequence. Secondary structure predictions (mFOLD) of the recovered sequences revealed relatively stable stem-loop structures that resembled SL1, although the nucleotide sequences therein were different. Moreover, many of the clones selected in the fourth round conserved the TL and C-C mismatch, which suggests the importance of these elements in host protein binding. The SELEX clone that closely resembled the wt SL1 structure with the TL and C-C mismatch was able to replicate and cause systemic symptoms in plants, while most of the other winners replicated poorly only on inoculated leaves. The RNA replication level on protoplasts was also similarly affected. Taken together, these results indicate that the SL1 of PVX interacts with host protein(s) that play important roles related to virus replication.

• Journal of Microbiology
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• 제44권1호
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• pp.64-71
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• 2006

To investigate the effects of the nucleotide sequences in Shine-Dalgarno (SD) and the spacer region (SD-ATG) on bovine growth hormone (bGH) gene expression, the expression vectors under the control of the T7 promoter (pT7-7 vector) were constructed using bGH derivatives (bGH1 & bGH14) which have different 5'-coding regions and were induced in E. coli BL21 (DE3). Oligonucleotides containing random SD sequences and a spacer region were chemically synthesized and the distance between the SD region and the initiation codon were fixed to nine bases in length. The oligonucleotides were annealed and fused to the bGH1 and bGH14 cDNA, respectively. When the bGH gene was induced with IPTG in E. coli BL21(DE3), some clones containing only bGH14 cDNA produced considerable levels of bGH in the range of $6.9\%\;to\;8.5\%$ of total cell proteins by SDS-PAGE and Western blot. Otherwise, the bGH was not detected in any clones with bGH1 cDNA. Accordingly, the nucleotide sequences of SD and the spacer region affect on bGH expression indicates that the sequences sufficiently destabilize the mRNA secondary structure of the bGH14 gene. When the free energy was calculated from the transcription initiation site to the +51 nucleotide of bGH cDNA using a program of nucleic acid folding and hybridization prediction, the constructs with values below -26.3 kcal/mole (toward minus direction) were not expressed. The constructs with the original sequence of bGH cDNA also did not show any expression, regardless of the free energy values. Thus, the disruption of the mRNA secondary structure may be a major factor regulating bGH expression in the translation initiation process. Accordingly, the first stem-loop among two secondary structures present in the 5'-end region of the bGH gene should be disrupted for the effective expression of bGH.

• Genomics & Informatics
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• 제14권1호
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• pp.29-33
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• 2016

A retron is a bacterial retroelement that encodes an RNA gene and a reverse transcriptase (RT). The former, once transcribed, works as a template primer for reverse transcription by the latter. The resulting DNA is covalently linked to the upstream part of the RNA; this chimera is called multicopy single-stranded DNA (msDNA), which is extrachromosomal DNA found in many bacterial species. Based on the conserved features in the eight known msDNA sequences, we developed a detection method and applied it to scan National Center for Biotechnology Information (NCBI) RefSeq bacterial genome sequences. Among 16,844 bacterial sequences possessing a retron-type RT domain, we identified 48 unique types of msDNA. Currently, the biological role of msDNA is not well understood. Our work will be a useful tool in studying the distribution, evolution, and physiological role of msDNA.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (2)
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• pp.826-828
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• 2003

이제까지 Protein이나 RNA와 같은 분자의 구조는, 대부분 X-ray crystallography나 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 방법을 통해 분석이 이루어 졌다. 이 방법들은 실제 분자를 직접 원자레벨에서 분석하는 방법으로, 분자를 구성하는 모든 원자의 3차원 좌표 정보를 얻어 낼 수 있다. 원자의 3차원 좌표 정보는 분자의 전체적인 모양과 구조를 이해하는데 유용한 정보이다. 하지만, 분자의 구조를 좀 더 완벽히 이해하기 위해서는 원자 레벨의 좌표 정보 보다는 좀 더 높은 차원에서의 구조 정보가 필요하다. 특히 분자의 구조를 예측하거나, 분자들 사이에 결합 관계를 예측하기 위해서는, 원자 레벨의 정보만으로는 필요한 모든 정보를 얻을 수 없다. 이러한 경우, 분자의 2차원 또는 3차원 구조 요소 (structural elements)가 더욱 좋은 정보를 제공해 줄 수 있다. Protein 분자의 경우. 이미 3차원 좌표 정보를 이용해서, 2차원 구조 요소를 알아내는 자동화된 방법이 알려져 있다. 그러나 RNA의 경우 protein에 비해 알려진 결정 구조가 적기 때문에. 아직까지 2차원 구조 요소나 3차원 구조 요소를 알아내는 자동화된 방법이 알려져 있지 않다. 따라서, 이제까지는 RNA의 구조 요소를 알아내기 위해, 사람이 직접 RNA분자의 3차원 좌표 정보를 분석함으로써 많은 시간과 노력이 필요했다. 이 때문에, 우리는 RNA의 원자들의 3차원 좌표 정보를 이용해서, 2차원 구조요소와 3차원 구조 요소 정보를 자동화된 방법으로 밝혀내는 알고리즘을 개발하였다. 우리는 분자를 구성하고 있는 원자들의 3차원 좌표 정보를 Protein data bank (PDB)에서 가져왔다. 우리의 알고리즘은 PDB file형태의 데이터라면 protein-RNA 복합체나 RNA 분자 모두에서 RNA의 2차원 구조 요소나 3차원 구조 요소를 얻어낼 수 있다. 우리의 연구는 RNA의 원자레벨의 3차원 좌표 정보를 이용해서 RNA의 구조 요소를 뽑아내는 첫 번째 시도로, 우리의 알고리즘을 통해 얻어진 구조 정보는 RNA의 구조 예측 연구나. protein-RNA complex의 결합 예측 연구에 많은 도움을 줄 수 있으리라 기대된다.

• 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.

• 생태와환경
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• 제44권1호
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• pp.95-101
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• 2011

본 연구에서는 하상교란으로 인해 발생한 탁수가 잉어 아가미 조직의 미세구조와 유전적 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 탁수에 80일간 사육한 잉어 아가미 조직에서는 이차새변의 간격이 불규칙해지고, 곤봉화, 부종, 상피세포의 박리가 나타났으며, 새변사이에는 이물질의 부착이 두드러지게 관찰되었다. 20개의 ACP를 이용하여 대조군과 탁수에 사육한 잉어 아가미 조직에서 발현차이를 보이는 24개의 밴드를 확인하였고, 그 중 탁수에 사육한 잉어 아가미 조직에서 발현이 증가된 것은 17개, 발현이 감소된 것은 7개였다. BLAST search를 이용하여 확인한 결과 이들 중 각각의 유전자를 대표하는 DNA 절편인 unigene 정보가 있는 유전자는 3개였다. 정보가 있는 유전자 중 발현 증가를 보인 것은 calcium transporter 1 (TRPV6) mRNA, macha mRNA for putative puroindoline b protein 및 Efnb3 protein-like 등이었다. 아가미 조직에서 확인된 Efnb3 유전자는 세포 신호전달 과정에 관여하는 단백질들을 암호화하는 유전자로써 장기간의 탁수는 어류에 스트레스로 작용하여 새로운 유전자 발현에 영향을 줄것으로 사료된다.

• 한국수산과학회지
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• 제49권6호
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• pp.867-874
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• 2016

Although shrimps belonging to family Crangonidae are known to be genetically divergent and ecologically important among the various benthos, any of their mitochondrial genome has not been reported yet. We here determined the complete mitochondrial genome sequence of Crangon hakodatei (Rathbun, 1902), which was collected from East China Sea ($124^{\circ}E$ and $34.5^{\circ}N$). Total mitochondrial genome length of C. hakodatei was 16,060 bp, in which 13 proteins, 2 ribosomal RNAs, 22 transfer RNAs and a putative control region were encoded. Secondary structure prediction analysis showed that twenty tRNA genes exhibit the conserved structure but two genes, $tRNA^{Cys}$ and $tRNA^{Ser}$ (AGN), lack T and D arm, respectively. Based on the sequence similarity of the COI region from the currently reported five species belonging to genus Crangonidae, C. hakodatei was most closely related to Crangon crangon. Phylogenetic analysis of full COXI genes belonging to infraorder Caridea showed that only crangonid shrimps were clustered together with those of Dendrobranchiata. Gene order were well conserved from Penaeoidea to Caridea but $tRNA^{Pro}$ and $tRNA^{Thr}$ in Palaemonid shrimp were flipped each other by the recombination. Further study about mitochondrial genome sequences of shrimps belonging to Crangonidae should be made to know better about their evolutional relationships with other those in infraorder Caridea.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권3호
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• pp.224-227
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• 1998

철의 대사과정에 관여하는 ferritin 단백질의 발현은 ferritin transcript의 5'-untranslated region에 위치한 iron-responsive element (IRE)와 철 농도 조절 단백질의 결합에 의해 조절된다. 이러한 ferritin의 생성에 관여하는 구조적인 요소를 밝히기 위해, RNA 이차구조인 IRE의 bulge 부분을 다른 염기로 변환시켜 철 농도 조절단백질에 의한 RNA 결합력과 ferritin 단백질의 생성의 저해정도를 비교 측정하였다. 측정된 결과로부터 IRE의 bulge 부분의 시토신 염기배열만이 RNA 이차구조의 형성에 중요한 작용을 하여 ferritin 합성을 조절할 수 있는 것을 보였다.

• BMB Reports
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• 제39권2호
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• pp.178-182
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• 2006

Four strains of Acidithiobacillus ferrooxidans with different iron oxidation capacity were isolated from different mine drainage stations. The 16S rRNA gene of these strains were cloned and sequenced. Based on our sequences analysis on the four strain and the data on the other strains deposited in Genbank, all A. ferrooxidans may be classified into three phylogenetic groups. The analysis data showed that nucleotide variables (signature sites) were detected in 21 positions, and most of them were found in the first 800bp from 5' terminal except position 970 and 1375. Interestingly, the first 13 signature sites were located in two main regions:the first region (position 175-234) located in V2 while the second region (position 390-439) were detected in constant region between V2 and V3. Furthermore, the secondary structure and minimal free energy were determined in two regions among strains of three groups. These results may be useful in characterizing the microevolutionary mechanisms of species formation and monitoring in biohydrometallurgical application.

• 대한화학회지
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• 제37권3호
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• pp.364-368
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• 1993