Proceedings of the Korean Society of Plant Pathology Conference
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2003.10a
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pp.77.1-77
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2003
We have isolated a full-length cDNA clone, CaCDPK4 encoding a typical calcium-dependent protein kinase (CDPK) from hot pepper cDNA library. Genomic southern blot analysis showed that it belongs to a multigene family, but represents a single copy gone in hot pepper genome. RNA expression pattern of this gene revealed that it is induced by infiltration of Xanthomonas axonopodis pv. glycines Bra into hot pepper leaves but not by water deficit stress. However, high salt treatment of NaCl (0.4 M) solution to hot pepper plants strongly induced CaCDPK4 gene. In addition, this gene is weakly responsive to the exogenous application of salicylic acid or ethephon. Biochemical study of the GST-CaCDPK4 recominant protein showed that it autophosphorylates in vitro and the presence of EGTA, a calcium chelater, eliminates the kinase activity of the recombinant protein. As a way to identify the in vivo function of CaCDPK4 in plants, VIGS (Virus-Induced Gene Silencing) was employed. Agrobacterium-mediated TRV silencing construct containing the kinase and calmodulin domain of CaCDPK4 resulted in cell death of Nicotiana benthamiana plants. A highly homologous H benthamiana CDPK gene, NbCDPK5, to CaCDPK4 was cloned from N. benthamiana cDNA library. VIGS of NbCDPK5 also resulted in cell death. The molecular characterization of this cell death phenotype is being under investigation.
Cucumber mosaic virus possesses 2b gene known as a suppressor of post-transcriptional gene silencing (PTGS). To investigate its function and effect in plant, transgenic Nicotiana benethamiana expressing 2b gene was developed and analyzed in phenotypic characteristics and differential gene expression (DEG) comparing with wild-type. Eight lines of transgenic plants ($T_0$) were obtained with difficulty and showed severe deformed phenotypes in leaves, flowers, petioles and etc. Moreover, transgenic plants were hardly able to set seeds, but small amounts of seeds were barely produced in some of transgene-hemizygous plants. DEG analysis showed that transgenic plant ectopically accumulated diverse RNA transcripts at higher levels than wild-type probably due to the disturbance in RNA metabolism, especially of RNA decay, caused by 2b-mediated inhibition of PTGS. These ectopic accumulations of RNAs disrupt protein and RNA homeostasis and then subsequently lead to abnormal phenotypes of transgenic plants.
Adiponectin, a hormone predominantly originated from adipose tissue, has exhibited potent anti-inflammatory properties. Accumulating evidence suggests that autophagy induction plays a crucial role in anti-inflammatory responses by adiponectin. However, underlying molecular mechanisms are still largely unknown. Association of Bcl-2 with Beclin-1, an autophagy activating protein, prevents autophagy induction. We have previously shown that adiponectin-induced autophagy activation is mediated through inhibition of interaction between Bcl-2 and Beclin-1. In the present study, we examined the molecular mechanisms by which adiponectin modulates association of Bcl-2 and Beclin-1 in macrophages. Herein, we demonstrated that globular adiponectin (gAcrp) induced increase in the expression of AUF1 and ZFP36L1, which act as mRNA destabilizing proteins, both in RAW 264.7 macrophages and primary peritoneal macrophages. In addition, gene silencing of AUF1 and ZFP36L1 caused restoration of decrease in Bcl-2 expression and Bcl-2 mRNA half-life by gAcrp, indicating crucial roles of AUF1 and ZFP36L1 induction in Bcl-2 mRNA destabilization by gAcrp. Moreover, knock-down of AUF1 and ZFP36L1 enhanced interaction of Bcl-2 with Beclin-1, and subsequently prevented gAcrp-induced autophagy activation, suggesting that AUF1 and ZFP36L1 induction mediates gAcrp-induced autophagy activation via Bcl-2 mRNA destabilization. Furthermore, suppressive effects of gAcrp on LPS-stimulated inflammatory mediators expression were prevented by gene silencing of AUF1 and ZFP36L1 in macrophages. Taken together, these results suggest that AUF1 and ZFP36L1 induction critically contributes to autophagy induction by gAcrp and are promising targets for anti-inflammatory responses by gAcrp.
Hiwi, a human homologue of the Piwi family, plays an important role in stem cell self-renewal and is overexpressed in various human tumors. This study aimed to determine whether an RNA interference-based strategy to suppress Hiwi expression could inhibit tumor growth in a xenograft mouse model. A rare population of $SSC^{lo}\;Alde^{br}$ cells was isolated and identified as lung cancer stem cells in our previous study. Plasmids containing U6 promoter-driven shRNAs against Hiwi or control plasmids were successfully established. The xenograft tumor model was generated by subcutaneously inoculating with lung cancer stem cell $SSC^{lo}\;Alde^{br}$ cells. After the tumor size reached about 8 mm in diameter, shRNA plasmids were injected into the mice via the tail vein three times a week for two weeks, then xenograft tumor growth was assessed. In nude mice, intravenously delivery of Hiwi shRNA plasmids significantly inhibited tumor growth compared to treatment with control scrambled shRNA plasmids or the vehicle PBS. No mice died during the experiment and no adverse events were observed in mice administered the plasmids. Moreover, delivery of Hiwi shRNA plasmids resulted in a significant suppressed expression of Hiwi and ALDH-1 in xenograft tumor samples, based on immunohistochemical analysis. Thus, shRNA-mediated Hiwi gene silencing in lung cancer stem cells by an effective in vivo gene delivery strategy appeared to be an effective therapeutic approach for lung cancer, and may provide some useful clues for RNAi gene therapy in solid cancers.
Bae, Hansol;Choi, Soo Min;Yang, Seong Wook;Pai, Hyun-Sook;Kim, Woo Taek
Molecules and Cells
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v.28
no.1
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pp.57-65
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2009
CDC48 is a member of the AAA ATPase superfamily. Yeast CDC48 and its mammalian homolog p97 are implicated in diverse cellular processes, including mitosis, membrane fusion, and ubiquitin-dependent protein degradation. However, the cellular functions of plant CDC48 proteins are largely unknown. In the present study, we performed virus-induced gene silencing (VIGS) screening and found that silencing of a gene encoding a tobacco CDC48 homolog, NgCDC48, resulted in severe abnormalities in leaf and shoot development in tobacco. Furthermore, transgenic tobacco plants (35S:anti-NgCDC48), in which the NgCDC48 gene was suppressed using the antisense RNA method, exhibited severely aberrant development of both vegetative and reproductive organs, resulting in arrested shoot and leaf growth and sterile flowers. Approximately 57-83% of 35S:anti-NgCDC48 plants failed to develop mature organs and died at early stage of development. Scanning electron microscopy showed that both adaxial and abaxial epidermal pavement cells in antisense transgenic leaves were significantly smaller and more numerous than those in wild type leaves. These results indicate that NgCDC48 is critically involved in cell growth and development of tobacco plants. An in vivo targeting experiment revealed that NgCDC48 resides in the endoplasmic reticulum (ER) in tobacco protoplasts. We consider the tantalizing possibility that CDC48-mediated degradation of an as-yet unidentified protein(s) in the ER might be a critical step for cell growth and expansion in tobacco leaves.
To gain insights into the effect of MexB gene under the short interfering RNA (siRNA), we synthesized 21 bp siRNA duplexes against the MexB gene. RT-PCR was performed to determine whether the siRNA inhibited the expression of MexB mRNA. Changes in antibiotic susceptibility in response to siRNA were measured by the E-test method. The efficacy of siRNAs was determined in a murine model of chronic P. aeruginosa lung infection. MexB-siRNAs inhibited both mRNA expression and the activity of P. aeruginosa in vitro. In vivo, siRNA was effective in reducing the bacterial load in the model of chronic lung infection and the P. aeruginosa-induced pathological changes. MexB-siRNA treatment enhanced the production of inflammatory cytokines in the early infection stage (P < 0.05). Our results suggest that targeting of MexB with siRNA appears to be a novel strategy for treating P. aeruginosa infections.
Perturbation of metabolism with increased expression of lipogenic enzymes is a common characteristic of human cancers, including prostate cancer. In the present work the overexpression of stearoyl-CoA desaturase (SCD) in LNCaP cells led to increased mRNA levels of fatty acid synthase (FAS) and acetyl-CoA-carboxylase-a, whereas micro RNA-mediated silencing of SCD inhibited the expression of these lipogenic genes in LNCaP cells. Treatment with the FAS-specific inhibitor cerulenin inhibited SCD induction of LNCaP cell proliferation. In addition, a transient transfection assay revealed the capability of cerulenin to suppress SCD and dihydrotestosterone induction of androgen receptor transcriptional activity. Furthermore, overexpression of SCD in LNCaP cells produced marked resistance to ceramide-induced cell death with reduced poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) cleavage. In contrast, silencing of SCD expression increased Bax protein in LNCaP cells. Furthermore, addition of ceramide to SCD knockdown LNCaP cells increased cell death and caspase-3 activity with drastic increase of PARP cleavage. Together, the data indicate that SCD may provide resistance of prostate cancer cells to ceramide-induced cell death.
MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs (~22 nucleotides) regulating gene expression at the post-transcriptional level. By directing the RNA-induced silencing complex (RISC) to bind specific target mRNAs, miRNA can repress target genes and affect various biological phenotypes. Functional miRNA target recognition is known to majorly attribute specificity to consecutive pairing with seed region (position 2-8) of miRNA. Recent advances in a transcriptome-wide method of mapping miRNA binding sites (Ago HITS-CLIP) elucidated that a large portion of miRNA-target interactions in vivo are mediated not only through the canonical "seed sites" but also via non-canonical sites (~15-80%), setting the stage to expand and determine their properties. Here we focus on recent findings from transcriptome-wide non-canonical miRNA-target interactions, specifically regarding "nucleation bulges" and "seed-like motifs". We also discuss insights from Ago HITS-CLIP data alongside structural and biochemical studies, which highlight putative mechanisms of miRNA target recognition, and the biological significance of these non-canonical sites mediating marginal repression.
Human UHRF1 (ubiquitin-like PHD and RING finger domain-containing 1) has been reported to be over-expressed in many cancers, but its role in ovarian cancer remains elusive. Here, we determined whether knockdown of UHRF1 by lentivirus-mediated shRNA could inhibit ovarian cancer cell growth. Lentivirus-mediated short hairpin RNAs (lv-shRNAs-UHRF1) were designed to trigger the gene silencing RNA interference (RNAi) pathway. The efficiency of lentivirus-mediated shRNA infection into HO-8910 and HO-8910 PM cells was determined using fluorescence microscopy to observe lentivirus-mediated GFP expression and was confirmed to be over 80 percent. UHRF1 expression in infected HO-8910 and HO-8910 PM was evaluated by real-time PCR and Western blot analysis. The Cell Counting Kit-8 (CCK-8) assay was used to measure cell viability; flow cytometry and Hoechst 33342 assay was applied to measure cell cycle arrest and apoptosis. Cell invasion was assessed using transwell chambers. Our results demonstrated that the loss of UHRF1 promoted HO-8910 and HO-8910 PM cell apoptosis, while inhibiting cell proliferation. In addition, UHRF1 knockdown significantly inhibited the invasion of human ovarian cancer cells. In the present study, we also showed that depleting HO-8910 cells of UHRF1 caused activation of the DNA damage response pathway, with the cell cycle arrested in G2/M-phase. The DNA damage response in cells depleted of UHRF1 was illustrated by phosphorylation of CHK (checkpoint kinase) 2 on Thr68, phosphorylation of CDC25 (cell division control 25) on Ser 216 and phosphorylation of CDK1 (cyclin-dependent kinase 1) on Tyr 15.
Natural pterocarpan Medicarpin (Med) has been shown to have various beneficial biological roles, including inhibition of osteoclastogenesis, stimulation of bone regeneration and induction of apoptosis. However, the effect of the Med on lipolysis in adipocytes has not been reported. Here, we show the effect of Med on lipolysis in different mouse adipocytes and elucidate the underlying mechanism. We observed that Med treatment promoted release of glycerol in the media. Differentiated mouse brown adipose tissue cells were treated with Med. RNA-Seq analysis was performed to elucidate the effect of med and subsequently was confirmed by qRT-PCR and western blotting analyses. Med treatment increased both protein and gene expression levels of hormone-sensitive lipase (Hsl) and adipose triglyceride lipase (Atgl), which are two critical enzymes necessary for lipolysis. Mechanistic study showed that Med activates Protein Kinase A (PKA) and phosphorylates Hsl at PKA target position at $Serine^{660}$. Silencing of PKA gene by short interfering RNA attenuated the Med-induced increase in glycerol release and Hsl phosphorylation. The results unveil that Med boosts lipolysis via a PKA-dependent pathway in adipocytes and may provide a possible avenue of further research of Med mediated reduction of body fat.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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