• Molecules and Cells
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• 제39권5호
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• pp.426-438
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• 2016

Plant disease resistance occurs as a hypersensitive response (HR) at the site of attempted pathogen invasion. This specific event is initiated in response to recognition of pathogen-associated molecular pattern (PAMP) and subsequent PAMP-triggered immunity (PTI) and effector-triggered immunity (ETI). Both PTI and ETI mechanisms are tightly connected with reactive oxygen species (ROS) production and disease resistance that involves distinct biphasic ROS production as one of its pivotal plant immune responses. This unique oxidative burst is strongly dependent on the resistant cultivars because a monophasic ROS burst is a hallmark of the susceptible cultivars. However, the cause of the differential ROS burst remains unknown. In the study here, we revealed the plausible underlying mechanism of the differential ROS burst through functional understanding of the Magnaporthe oryzae (M. oryzae) AVR effector, AVR-Pii. We performed yeast two-hybrid (Y2H) screening using AVR-Pii as bait and isolated rice NADP-malic enzyme2 (Os-NADP-ME2) as the rice target protein. To our surprise, deletion of the rice Os-NADP-ME2 gene in a resistant rice cultivar disrupted innate immunity against the rice blast fungus. Malic enzyme activity and inhibition studies demonstrated that AVR-Pii proteins specifically inhibit in vitro NADP-ME activity. Overall, we demonstrate that rice blast fungus, M. oryzae attenuates the host ROS burst via AVR-Pii-mediated inhibition of Os-NADP-ME2, which is indispensable in ROS metabolism for the innate immunity of rice. This characterization of the regulation of the host oxidative burst will help to elucidate how the products of AVR genes function associated with virulence of the pathogen.

• BMB Reports
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• 제45권3호
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• pp.183-188
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• 2012

Participates in actin remodeling through Rac and receptor endocytosis via Rab5. Here, we used yeast two-hybrid system with Eps8 as bait to screen a human brain cDNA library. ITSN2 was identified as the novel binding factor of Eps8. The interaction between ITSN2 and Eps8 was demonstrated by the in vivo co-immunoprecipitation and colocalization assays and the in vitro GST pull-down assays. Furthermore, we mapped the interaction domains to the region between amino acids 260-306 of Eps8 and the coiled-coil domain of ITSN2. In addition, protein stability assays and immunofluorescence analysis showed ITSN2 overexpression induced the degradation of Eps8 proteins, which was markedly alleviated with the lysosome inhibitor NH4Cl treatment. Taken together, our results suggested ITSN2 interacts with Eps8 and stimulates the degradation of Eps8 proteins.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제2권2호
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• pp.165-171
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• 1998

p62는 임파구에 특이적으로 발현하는 단백질 티로신 키나제인 p56$^{lck}$의 SH2 doamin과 결합하는 세포질 단백질로서 두 단백질의 결합에는 지금까지 알려진 바와 다르게 인산화된 티로신이 필요없다. p62는 기능이 다른 여러 조직에서 공통적으로 발현되며 유비퀴틴, 단백질 키나제 C 이성질체 둥 다양한 단백질과 결합하는 것이 알려져 있다. 이와 같은 현상으로 p62가 다양한 생물학적 기능을 수행할 수 있음을 예측할 수 있으나 그 자세한 기작은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 p62가 T-세포에 특이적으로 발현하는 14-3-3 $ au$ 이성질체와 결합하는 것을 확인하였으며, p62를 인위적으로 T-세포에 다량으로 발현시키면 세포예정사 (apoptosis)의 시작이 지연되는 현상을 조사하였다. 이때 세포사멸과정에서 전형적으로 나타나는 DNA 절단현상 (DNA fragmentaion)과 poly (ADP-ribose) polymerase의 분해가 지연됨을 알 수 있었다. 최근 14-3-3 단백질이 임파구에서 세포예정사를 촉진시키는 기능을 가진 Bad와 결합함으로써 세포의 생존 신호 전달에 중요한 역할을 한다는 것이 보고된 바 있다. 따라서 본 연구의 결과는 T-세포의 활성으로 일어나는 사멸예정사 과정 중에 p62와 14-3-3 단백질에 의해 수행되는 조절 기작이 있음을 시사하고 있다.다.

• BMB Reports
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• 제41권4호
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• pp.287-293
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• 2008

In a yeast two-hybrid screen, we identified the microtubule-destabilizing protein SCG10 as a potential effector protein of $BRI_3$. The association was verified using GST pull-down, Co-IP, and their perinuclear co-localization. The analysis of in vitro microtubule polymerization/depolymerization showed that the binding of $BRI_3$ to SCG10 effectively blocked the ability of SCG10 to induce microtubule disassembly, as determined by turbidimetric assays. In intact PC12 cells, $BRI_3$ exhibited the ability to stabilize the microtubule network and attenuate the microtubule-destabilizing activity of SCG10. Furthermore, co-expression of $BRI_3$ with SCG10 attenuated SCG10-mediated PC12 cell neurite outgrowth induced by NGF. These results identify a novel connection between a neuron-specific BRI protein and the cytoskeletal network, suggesting possible roles of BRI3 in the process of neuronal differentiation.

• Molecules and Cells
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• 제25권4호
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• pp.559-565
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• 2008

Members of the TGA family of basic domain/leucine zipper transcription factors regulate defense genes through physical interaction with NON-EXPRESSOR OF PR1 (NPR1). Of the seven TGA family members, TGA4/octopine synthase (ocs)-element-binding factor 4 (OBF4) is the least understood. Here we present evidence for a novel function of OBF4 as a regulator of flowering. We identified CONSTANS (CO), a positive regulator of floral induction, as an OBF4-interacting protein, in a yeast two-hybrid library screen. OBF4 interacts with the B-box region of CO. The abundance of OBF4 mRNA cycles with a 24 h rhythm under both long-day (LD) and short-day (SD) conditions, with significantly higher levels during the night than during the day. Electrophoretic mobility shift assays revealed that OBF4 binds to the promoter of the FLOWERING LOCUS T (FT) gene, a direct target of CO. We also found that, like CO and FT, an OBF4:GUS construct was prominently expressed in the vascular tissues of leaf, indicating that OBF4 can regulate FT expression through the formation of a protein complex with CO. Taken together, our results suggest that OBF4 may act as a link between defense responses and flowering.

• Molecules and Cells
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• 제37권11호
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• pp.833-840
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• 2014

Cullin4-RING ubiquitin ligase (CRL4) is a family of multi-subunit E3 ligases. To investigate the possible involvement of CRL4 in heat stress response, we screened T-DNA insertion mutants of putative CRL4 substrate receptors that exhibited altered patterns in response to heat stress. One of the mutants exhibited heat stress tolerance and was named heat stress tolerant DWD1 (htd1). Introduction of HTD1 gene into htd1-1 led to recovery of heat sensitivity to the wild type level, confirming that the decrease of HTD1 transcripts resulted in heat tolerance. Therefore, HTD1 plays a negative role in thermotolerance in Arabidopsis. Additionally, HTD1 directly interacted with DDB1a in yeast two-hybrid assays and associated with DDB1b in vivo, supporting that it could be a part of a CRL4 complex. Various heat-inducible genes such as HSP14.7, HSP21, At2g03020 and WRKY28 were hyper-induced in htd1-1, indicating that HTD1 could function as a negative regulator for the expression of such genes and that these genes might contribute to thermotolerance of htd1-1, at least in part. HTD1 was associated with HSP90-1, a crucial regulator of thermotolerance, in vivo, even though the decrease of HTD1 did not affect the accumulation pattern of HSP90-1 in Arabidopsis. These findings indicate that a negative role of HTD1 in thermotolerance might be achieved through its association with HSP90-1, possibly by disturbing the action of HSP90-1, not by the degradation of HSP90-1. This study will serve as an important step toward understanding of the functional connection between CRL4-mediated processes and plant heat stress signaling.

• Molecules and Cells
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• 제40권3호
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• pp.230-242
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• 2017

In the Arabidopsis genome, approximately 80 MAP3Ks (mitogen-activated protein kinase kinase kinases) have been identified. However, only a few of them have been characterized, and the functions of most MAP3Ks are largely unknown. In this paper, we report the function of MAP3K16 and several other MAP3Ks, MAP3K14/15/17/18, whose expression is salt-inducible. We prepared MAP3K16 overexpression (OX) lines and analyzed their phenotypes. The result showed that the transgenic plants were ABA-insensitive during seed germination and cotyledon greening stage but their root growth was ABA-hypersensitive. The OX lines were more susceptible to water-deficit condition at later growth stage in soil. A MAP3K16 knockout (KO) line, on the other hand, exhibited opposite phenotypes. In similar transgenic analyses, we found that MAP3K14/15/17/18 OX and KO lines displayed similar phenotypes to those of MA3K16, suggesting the functional redundancy among them. MAP3K16 possesses in vitro kinase activity, and we carried out two-hybrid analyses to identify MAP3K16 substrates. Our results indicate that MAP3K16 interacts with MKK3 and the negative regulator of ABA response, ABR1, in yeast. Furthermore, MAP3K16 recombinant protein could phosphorylate MKK3 and ABR1, suggesting that they might be MAP3K16 substrates. Collectively, our results demonstrate that MAP3K16 and MAP3K14/15/17/18 are involved in ABA response, playing negative or positive roles depending on developmental stage and that MAP3K16 may function via MKK3 and ABR1.

• The Plant Pathology Journal
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• 제37권1호
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• pp.47-56
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• 2021

Plants protect against viruses through passive and active resistance mechanisms, and in most cases characterized thus far, natural recessive resistance to potyviruses has been mapped to mutations in the eukaryotic initiation factor eIF4E or eIF(iso)4E genes. Five eIF4E copies and three eIF(iso)4E copies were detected in Brassica rapa. The eIF4E and eIF(iso)4E genes could interact with turnip mosaic virus (TuMV) viral protein linked to the genome (VPg) to initiate virus translation. From the yeast two-hybrid system (Y2H) and bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assays, the TuMV-CHN2/CHN3 VPgs could not interact with BraA.eIF4E.a/c or BraA.eIF(iso)4E.c, but they could interact with BraA.eIF(iso)4E.a in B. rapa. Further analysis indicated that the amino acid substitution L186F (nt T556C) in TuMV-UK1 VPg was important for the interaction networks between the TuMV VPg and eIF(iso)4E proteins. An interaction model of the BraA. eIF(iso)4E protein with TuMV VPg was constructed to infer the effect of the significant amino acids on the interaction of TuMV VPgs-eIF(iso)4Es, particularly whether the L186F in TuMV-UK1 VPg could change the structure of the TuMV-UK1 VPg protein, which may terminate the interaction of the BraA.eIF(iso)4E and TuMV VPg protein. This study provides new insights into the interactions between plant viruses and translation initiation factors to reveal the working of key amino acids.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.868-875
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• 2023

Kinesin-1은 kinesin superfamily (KIF) 단백질 중에서 처음으로 확인된 모터 단백질로 세포내 미세소관 의존하여 세포내 cargo를 수송한다. Kinesin-1은 두 개의 중쇄(KHC, 또는 KIF5)와 두 개의 경쇄(KLC)로 구성된다. KIF5A의 C-말단의 93개 아미노산은 KIF5B와 KIF5C의C-말단 꼬리 영역과는 상동성이 없다. 본 연구에서 우리는 KIF5A의 C-말단 영역과 특이적으로 결합하는 단백질을 분리하기 위해 효모 2-하이브리드 스크리닝을 하였다. 본 연구에서 우리는 KIF5A와 결합하는 단백질로 유비퀴틴화 경로 및 단백질 수송에 관여하는 어댑터 단백질로 기능하는 CUE 도메인을 가진 CUEDC2를 확인하였다. CUEDC2는 KIF5A의 C-말단 영역과 결합하지만, KIF5B, KIF3A 및KLC1과는 결합하지 않았다. KIF5A는 CUEDC2의 C-말단 영역과 특이적으로 결합하였지만, CUEDC2의 다른 isoform인 CUEDC1과는 결합하지 않았다. 또한, KIF5A와 CUEDC2의 결합은 글루타티온 S-트랜스퍼라제(GST) 풀다운으로 단백질간 결합을 확인하였다. HEK-293T 세포에서 myc-KIF5A와 FLAG-CUEDC2을 공동 발현되었을 때, CUEDC2는 kinesin-1과 공동 면역 침전되었고, myc-KIF5A와 EGFP-CUEDC2는 세포내의 같은 위치에서 발현하였다. 이러한 결과들은 kinesin-1에 의한 세포내 화물 수송에서 CUEDC2는 KIF5A에 결합하여 kinesin-1과 화물을 연결하는 어댑터 단백질 역할을 시사한다.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 대한불임학회 2001년도 제2차 연수강좌
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• pp.195-205
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• 2001

태반 영양배엽 (trophoblast)은 포유동물의 발생과정 중 가장 먼저 분화되는 세포로서, 자궁환경내에서 배아가 착상, 발생, 및 분화하기 위해서 반드시 필요한 태반을 형성하는 색심적인 세포이다. 영양배엽 세포의 분화과정중의 결함은 배아의 사산이나 임신질환 등의 치명적 결과를 초래한다. 하지만, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 분자생물학적인 메카니즘은 아직 규명되지 않고 있다. 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 경로를 규경하기 위한 선결과제는 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 많은 유전자들이 밝혀져야만 한다. 본 연구팀은 최근에 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 두 종류의 새로운 유전자들을 찾았다. 한 종류는 homeobox를 보유하고 있는 조절 유전자 Psx이고, 다른 한 종류는 임신호르몬인 태반 프로락틴 라이크 단백질 유전자 PLP-C${\beta}$이다. 본 연구과제의 목표는 이들 유전자의 기능과 조절 메카니즘을 규명함으로써, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 조절경로를 밝히는 것이다. 이를 위하여 다음과 같은 일련의 연구를 수행할 것이다. 1) Psx 유전자가 분화된 영양배엽 세포에서만 발현케 하는 조절 메카니즘을 규명하기 위해 functional assays, in vitro footprinting, gel mobility shift assays, 생쥐형질전화, UV crosslinking, Southwestern blot 등의 방법을 통해 Psx 유전자의 cis-acting 요인과 trans-acting factor를 밝혀 분석한다. 2) 영양배엽 세포의 분화조절 경로를 규명하기 위해 random oligonuclotide library screening, DD-PCR, subtractive screening 등의 방법을 이용하여 Psx 유전자에 의해 조절되는 하부유전자를 밝힌다. 3) Psx 유전자를 knock-out시켜 영양배엽 세포가 발달 및 분화하는데 미치는 역할을 밝힌다. 4) Yeast two-hybrid screening방법을 이용하여 태반 프로락틴 유전자의 수용체를 찾아 이들의 신호전달 기전을 밝힌다. 제1차년 연구결과로서, mouse와 rat으로부터 각각 Psx 유전자의 genomic DNA를 클로닝하여, 유전자 구조를 비교한 결과, mouse Psx (mPsx2)는 4개의 exons으로 이루어져 있는 반면에, rat Psx (Psx3)는 3개의 exons으로 구성되어 있었다. 즉, rPsx3는 mPsx2의 exon1이 없었다. Notrhern blot과 in situ hybridization 분석에 의해 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 발현 조절되는 현상을 밝혔다. 실제로 mPsx2와 rPsx3의 5'-flanking지역을 클로닝하여 염기서열 분석 결과 전혀 homology를 찾을 수 없었다. 또한, 이들 각각 promoter의 activity를 luciferase reporter를 이용하여 조사한 결과 Rcho-1 trophoblast cells에서 각기 다른 activity를 보여 주는 것을 발견하였다. Psx 유전자의 transcription start sites는 Primer extension에 의해 밝혔다. 또한 Psx2 유전자를 knock-out 시키기 위해 targeting vector를 Osdupde1에 제작하였다. 본 과제를 시작할 때 새로운 프로락틴 유전자 하나를 클로닝하여 이 유전자를 PLP-I라고 이름을 붙였다. 이 후 이 유전자 (PLP-I)는 PLP-C${\beta}$라고 이름을 붙이게 되었다. Mouse PLP-C${\beta}$ 유전자의 counterpart를 rat에서 찾아 염기서열을 비교한 결과 mouse와 rat에서 PLP-C${\beta}$유전자의 homology는 약 79% (amino acid level)였다. 본 연구과정을 통해 또 하나의 새로운 PLP-C subfamily member를 mouse로부터 클로닝 하였고, 이 유전자를 PLP-C${\gamma}$라 하였다. PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$의 발현 유형은 Northern blot과 in 냐셔 hybridization 분석에 의해 태반의 제한된 spongitrophoblast와 trophoblast giant cells에서만 발현하는 것을 밝혔다. 놀랍게도 이들 두 새로운 유전자는 alternative splicing에 의해 두 종류의 isoform이 있음을 밝혔다. PLP family member 유전자로서 splicing에 의한 isoforms을 보여 주는 유전자로는 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 최초이다. 이들 isoform mRNAs의 발현 유형은 RT-PCR 방법을 이용하여 규명하였다. 또 하나의 새로운 발견은 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 독특한 유전자 구조를 갖고 있었다. 즉, PLP-C${\beta}$는 exon3의 alternative splicing에 의해 5개 혹은 6개의 exons을 갖는 two isoforms이 생긴다. 반면에 PLP-C${\gamma}$는 exon2가 alternative splcing이 되면서 7개의 exons을 갖거나 6개의 exons을 갖는 isoforms을 만든다. 그리고, PLP-C${\gamma}$의 promoter activity를 trophoblast Rcho-l${\gamma}$ 세포주를 이용하여 PLP-C${\gamma}$ 의 1.5 kb 5'-flanking 지역이 trophoblast-specific promoter activity를 갖고 있음을 밝혔다. PLP-C${\gamma}$ 유전자의 transcription start site는 Primer extension에 의해 밝혔다. 제 1차 년도의 연구결과를 토대로, 2차년에서는 다음단계의 연구를 수행하고자 한다. 즉, 1) mPsx2와 rPsx3의 promoter를 비교분석 함으로서 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 조절되는 메카니즘 규명, 2) Psx와 PLP-C 유전자의 promoter에 있는 cis-acting elements 탐색, 3) Psx2와 Psx3의 단백질을 이용하여 이들이 binding하는 target sequence 규명, 4) 제작한 Psx2 targeting vector를 이용하여 ES cells에서 Psx2 유전자 knock-out, 5) Psx 유전자를 과발현시키는 세포주를 만들고 Psx에 의해 조절되는 유전자 탐색, 6) 새로 밝히 PLP-C members 유전자들의 조절기전을 Rcho-1 세포주를 이용하여 여러 거지 성장인자와 다른 호르몬에 대한 반응을 탐색, 7) Psx와 PLP-C${\gamma}$ 유전자의 chromosomal mapping 등을 밝힐 것이다.