Alternations in usage of polyadenylation sites during transcription termination yield transcript isoforms from a gene. Recent findings of transcriptome-wide alternative polyadenylation (APA) as a molecular response to changes in biology position APA not only as a molecular event of early transcriptional termination but also as a cellular regulatory step affecting various biological pathways. With the development of high-throughput profiling technologies at a single nucleotide level and their applications targeted to the 3'-end of mRNAs, dynamics in the landscape of mRNA 3'-end is measureable at a global scale. In this review, methods and technologies that have been adopted to study APA events are discussed. In addition, various bioinformatics algorithms for APA isoform analysis using publicly available RNA-seq datasets are introduced.
Alzheimer's disease (AD) related genes have been elucidated by advanced genetic techniques. Familial autosomal dominant AD genes founded by linkage analyses are APP, PSEN1, PSEN2, ABCA7, and SORL1. Genome-wide association studies have found risk genes such as ABCA7, BIN1, CASS4, CD33, CD2AP, CELF1, CLU, CR1, DSG2, EPHA1, FERMT2, HLA-DRB5-HLA-DRB1, INPP5D, MEF2C, MS4A6A/MS4A4E, NME8, PICALM, PTK2B, SLC24A4, SORL1, and ZCWPW1. ABCA7, SORL1, TREM2, and APOE are proved to have high odds ratio (>2) in risk of AD using next generation sequencing studies. Thanks to the promising genetic techniques such as CRISPR-CAS9 and single-cell RNA sequencing opened a new era in genetics. CRISPR-CAS9 can directly link genetic knowledge to future treatment. Single-cell RNA sequencing are providing useful information on cell biology and pathogenesis of diverse diseases.
Choi, Myoung-Goo;Lee, Hyen-Seok;Hwang, Woon-Ha;Yang, Seo-Yeong;Lee, Yun-Ho;Lee, Chung-gun;Yun, Song Joong;Jeong, Jae-Hyeok
KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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v.65
no.4
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pp.274-283
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2020
Seed dormancy is an adaptive trait in which seeds do not germinate under unfavorable environmental conditions. Low dormancy seeds are easily germinated under optimal environmental conditions, and these characteristics greatly reduce the yield and quality of crops. In the present study, we compared the pre-harvest sprouting (PHS) rate of two cultivars, Joun and Jopyeong, using the Winkler scale after heading day and temperature of the test. The PHS rate increased as the Winkler scale after heading day increased from 700℃ to 1100℃ and the temperature of the test increased. In all conditions, the PHS rate of Jopyeong was higher than that of Joun. RNA-sequencing was used to analyze the cause of the high PHS rate. We analyzed the biological metabolic processes related to the abscisic acid (ABA) metabolite pathway using the KEGG mapper with selected differentially expressed genes in PHS seeds. We found that the expression of ABA biosynthesis genes (OsNCEDs) was down-regulated and that ABA catabolic genes (OsCYP707As) was up-regulated in PHS seeds. However, the quantitative real-time PCR results showed that Joun had a higher expression of OsNCEDs than that of Jopyeong, but OsCYP707As did not yield a significant result. Joun displayed higher ABA content than that of Jopyeong not only during ripeness time but also during PHS treatment. Taken together, we provided evidence that the ABA content remaining in the seed is important to the PHS rate, which is determined by the expression level of the ABA biosynthesis gene OsNCEDs.
Recent advancements in the resolution and throughput of single-cell analyses, including single-cell RNA sequencing (scRNA-seq), have achieved significant progress in biomedical research in the last decade. These techniques have been used to understand cellular heterogeneity by identifying many rare and novel cell types and characterizing subpopulations of cells that make up organs and tissues. Analysis across various datasets can elucidate temporal patterning in gene expression and developmental cues and is also employed to examine the response of cells to acute injury, damage, or disruption. Specifically, scRNA-seq and spatially resolved transcriptomics have been used to describe the identity of novel or rare cell subpopulations and transcriptional variations that are related to normal and pathological conditions in mammalian models and human tissues. These applications have critically contributed to advance basic cardiovascular research in the past decade by identifying novel cell types implicated in development and disease. In this review, we describe current scRNA-seq technologies and how current scRNA-seq and spatial transcriptomic (ST) techniques have advanced our understanding of cardiovascular development and disease.
Since the development of the next generation sequencing (NGS) technology, 16S rRNA gene sequencing has become a major tool for microbial community analysis. Recently, human microbiome project (HMP) has been completed to identify microbes associated with human health and diseases. HMP achieved characterization of several diseases caused by bacteria, especially the ones in human gut. While human intestinal bacteria have been well characterized, little have been studied about other animal intestinal bacteria. In this study, we surveyed diversity of livestock animal fecal microbiota and discuss importance of studying fecal microbiota. Here, we report the initiation of the fecal microbiome project in South Korea.
The mitochondrial genome of domesticated silkworm (Bombyx mori) was mapped with five restriction endonucleases (BamHI, EcoRI, HindIII, PstI and XbaI), the entire genome was cloned with HindIII and EcoRI. From the end sequencing results of 5$^1$and 3$^1$region for full genome set of eleven mitochondrial clones, the seven mitochondrial genes (NADH dehydrogenase 6, ATPase 6, ATPase 8, tRN $A^{Lys}$, tRN $A^{Asp}$, tRN $A^{Thr}$ and tRN $A^{Phe}$ of mori were identified on the basis of their nucleotide sequence homology. The nucleotide composition of NADH dehydrogenase 6 was heavily biased towards adenine and thymine, which accounted for 87.76%. On basis of the sequence similarity with published tRNA genes from six insect species, the tRN $A^{Lys}$, tRN $A^{Asp}$ and tRN $A^{Thr}$ were showed stable canonical clover-leaf tRNA structures with acceptible anticodons. However, both the DHU and T$\psi$C arms of tRN $A^{Phe}$ could not form any stable stem-loop structure. The two overlapping gene pairs (tRN $A^{Lys}$ -tRN $A^{ASP}$ and ATPase8-ATPase6) were found from our sequencing results. The genes are encoded on the same strad. ATPase8 and ATPase6 overlaps (ATGATAA) which are a single example of overlapping events between abutted protein-coding genes are common, and there is evidence that the two proteins are transcribed from a single bicistronic message by initiation at 5$^1$terminal start site for ATPase8 and at an internal start site for ATPase6. Ultimately, this result will provide assistance in designing oligo-nucleotides for PCR amplification, and sequencing the specific mitochondrial genes for phylogenetics of geographic races, genetically improved silkworm strains and wild silkworm (mandarina) which is estimated as ancestal of domesticated silkworm.sticated silkworm.
To investigate lactic acid bacterial population in Korean traditional rice wines, biotyping was performed using cell morphology and whole-cell protein pattern analysis by SDS-PAGE, and then the isolates were identified by 16S rRNA sequencing analysis. Based on the morphological characteristics, 103 LAB isolates were detected in wine samples, characterized by whole-cell protein pattern analysis, and they were then divided into 18 patterns. By 16S rRNA gene sequencing, the isolates were identified as Lactobacillus paracasei, Lb. arizonensis, Lb. plantarum, Lb. harbinensis, Lb. parabuchneri, Lb. brevis, and Lb. hilgardii when listed by their frequency of occurrence. It was found that the difference in bacterial diversity between rice and grape wines depends on the raw materials, especially the com position of starch and glucose.
In this study, Bacillus licheniformis which has been used as probiotics was isolated from Korean traditional fermented soybean. A total of 69 strains were presumptively identified as B. licheniformis by phenotypic methods. Based on PCR amplification and 16S rRNA gene sequencing, the multilocus sequence typing of gyrA and rpoB, followed by phylogenetic analysis was performed. The isolates were distinctly differentiated and found to be closely related to B. amyloliquefaciens, B. subtilis, and B. aerius. The partial 16S rRNA gene sequences of those strains matched those of B. sonorensis (97%) and B. aerius (98%) in the phylogenetic tree. In contrast, multilocus phylogenetic analysis (MLPA) showed that only 61 (86.9%) out of 69 strains were B. licheniformis. The rest of those strains were found to be B. subtilis (5.8%), B. amyloliquefaciens (2.9%), and B. sonorensis (2.9%), respectively. Therefore, our results suggested that since the 16S rRNA gene sequencing alone was not sufficient to compare and discriminate closely related lineages of Bacillus spp., it was required to analyze the MLPA simultaneously to avoid any misleading phenotype-based grouping of these closely related species.
Korean ginseng (Panax ginseng) is a dicotyledonous, medicinal, perennial plant belonging to the genus Panax of the family Araliaceae. We investigated the occurrence and incidence of plant viruses in Panax ginseng in Korea. A total of 656 leaf samples were combined into one and total RNA was extracted from the polled sample, using RNA sequencing (RNA-Seq), a metatranscriptome analysis of the plant virome was conducted. The virus present in Panax ginseng was confirmed by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) assay using virus-specific primers. In RNA-Seq data analysis, the multiplication protein of four viral contigs including Aristotelia chilensis virus 1 (AcV1), Turnip mosaic virus (TuMV), Watermelon mosaic virus (WMV), and Tobamovirus multiplication protein were discovered. From our metatranscriptome analysis and RT-PCR assay, TuMV and WMV were detected, whereas the three viruses reported in China such as tomato yellow leaf curl China virus; panax notoginseng virus A; and panax virus Y were not found in this study. The distribution of domestic ginseng viruses seems different from that recorded in China. Overall, this is the first plant virome analysis of Panax ginseng in Korea.
Oral infection due to Candida albicans is a widely recognized and frequent cause of superficial infections of the oral mucosa (oral candidiasis). Although oral candidiasis is not a life-threatening fungemia, it can cause severe problems in individuals under certain conditions. MicroRNAs (miRNAs) are noncoding, small RNA molecules, which regulate the expression of other genes by inhibiting the translation of target mRNAs. The present study was designed to identify miRNAs in C. albicans and determine their possible roles in this organism. miRNA-sized small RNAs (msRNAs) were cloned in C. albicans by deep sequencing, and their secondary structures were analyzed. All the cloned msRNAs satisfied conditions required to qualify them as miRNAs. Bioinformatics analysis revealed that two of the most highly expressed C. albicans msRNAs, Ca-363 and Ca-2019, were located in the 3' untranslated region of the corticosteroid-binding protein 1 (CBP1) gene in a reverse orientation. miRNA mimics were transformed into C. albicans to investigate their RNA-inhibitory functions. RNA oligonucleotide-transformed C. albicans was then observed by fluorescent microscopy. Quantitative PCR analysis showed that these msRNAs did not inhibit CBP1 gene expression 4 hr and 8 hr after ectopic miRNA transformation. These results suggest that msRNAs in C. albicans possess an miRNA-triggered RNA interference gene-silencing function, which is distinct from that exhibited by other eukaryotic systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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