Magnaporthe oryzae, the causal agent of rice blast, forms a specialized infection structure, called an appressorium, which is crucial for penetration and infection of the host plant. Pharmacological data suggest that calcium/calmodulindependent signaling is involved in appressorium formation in this fungus. To understand the role of the calcium/calmodulin-activated protein phosphatase on appressorium formation at the molecular level, MCNA, a gene encoding the catalytic subunit of calcineurin, was functionally characterized in M. oryzae. Transformants expressing sense/antisense RNA of MCNA exhibited significant reductions in mycelial growth, conidiation, appressorium formation, and pathogenicity. cDNA of MCNA functionally complemented a calcineurin disruptant strain (cmp1::LEU2 cmp2::HIS3) of Saccharomyces cerevisiae. These data suggest that calcineurin A plays important roles in signal transduction pathways involved in the infection-related morphogenesis and pathogenicity of M. oryzae.
A full-length cDNA encoding dihydroflavonol 4-reductase (st-dfr) of potato was isolated by rapid amplification of cDNA ends, and their expression was investigated from purple-fleshed potato (Solanum tuberosum L. cv. Jashim). The st-dfr exists as a member of a small gene family and its transcripts was abundant in the order of tuber flesh, stem, leaf, and root. The expressions of st-dfr gene were light inducible and cultivar dependant. Transgenic potato plants harboring antisense st-dfr (AS-DFR) sequences were analyzed. The accumulation of mRNA was nearly completely inhibited as a result of introducing an AS-DFR gene under the control of the 35S CaMV promoter into the red tuber skin Solanum tuberosum L. cv. Desiree. The anthocyanin content of the tuber peels of the transgenic lines was dramatically decreased by up to 70%. The possible production of flavonols in the peels of AS-DFR transgenic potatoes was discussed.
Kim, Byung U.;Choi, Jungil;Ahn, Kook Hee;Jeong, Jin Kwon;Ha, Chang Man;Jeong, Choon Soo;Lee, Chae Kwan;Kang, Sung Goo;Lee, Byung Ju
Molecules and Cells
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제22권1호
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pp.30-35
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2006
Munc18, a mammalian homolog of C. elegans Unc, is essential for neurotransmitter release. The aim of this study was to identify estrogen-dependent expression of Munc18-1 and its role in the regulation of glutamate release for puberty onset. Hypothalamic munc18-1 mRNA levels were significantly increased by estrogen treatment in ovariectomized, immature female rats. During pubertal development, the munc18-1 mRNA levels dramatically increased between the juvenile period and the anestrous phase of puberty. Intracerebroventricular administration of an antisense oligodeoxynucleotide against munc18-1 mRNA significantly decreased glutamate release and delayed the day of puberty onset. These results suggest that Munc18-1, expressed in an estrogen-dependent manner, plays an important role in the onset of female puberty via the regulation of glutamate release.
신규 제초제 작용점의 발굴은 유전체학과 조합화학 등 새로운 기술이 등장하여 그 가능성이 높아지고 있다. 대략 $10^{30}$에서 $10^{50}$여 개의 화학물질의 합성이 가능하고 50,000여 개의 식물 유전자 지도가 완성되어 이들의 조합으로 새로운 제초제의 작용점 발굴 가능성이 높아지게 될 것이다. 즉, 고등식물이 가지고 있는 50,000여 개의 유전자 가운데 0.1%, 1.0% 또는 10%가 신규 작용점이 된다면 50, 500, 5000개의 신규 작용점을 발견할 수 있는 것이다. 신규 제초제의 개발을 위해서는 target enzyme의 선택과 결정, 저해제의 설계, 작용점까지 도달하는 과정, 대사적인 운명 등 여러가지 요인들이 검토되어야 한다. 이러한 과정에서 가장 중요한 것은 확실한 작용점의 선택에 있다. 또한 다양한 생화학적 정보를 통하여 작용점/효소의 저해로부터 고사에 이르는 과정을 이해함은 물론 보다 강력한 저해제의 합성과 살초과정을 이해할 수 있어야 할 것이다. 그 동안에는 이미 알려진 작용점을 대상으로 신규 화합물을 합성하거나 유도체를 개발하는 것이 대부분이었지만 최근에는 antisense 기법 등을 활용하여 새로운 치사관련 작용점을 찾아내는데 잠재력과 가능성을 확대시켜주고 있다. 새로운 치사관련 작용점을 발굴한 후에는 대상효소의 화학적, 생화학적 기능과 단백질의 구조를 분석하여 강력한 저해제를 설계하는데 활용하게 될 것이다. 치사관련 돌연변이체와 antisense 기법을 활용하고, 식물 생리학적 반응을 기초로 하여 리드화합물을 탐색하는 것은 새로운 접근방식이며 농약 화학적 특성을 갖는 효소 저해제들의 합성은 크게 6가지로 할 수 있다. 공통특이시얀 기질 유사체 합성, affinity labels, 자살기질체, 반응중간산물, 그리고 extraneous site inhibitors 등을 들 수 있다. 이와 같은 방법으로 후보화합물이 선발된다 하여도 실제식물에 처리하여 흡수, 이행, 대사 등에 관한 시험이 반드시 이루어져야 새로운 제초제를 탄생시킬 수 있다. 또한 약물의 전달과정과 무독화작용을 통하여 pro-herbicide에 대한 연구를 진행하게 될 것이며, 마지막으로 잡초와 작물간의 선택성이 고려되어야 효소 측이적 접근방식에 의한 신규 선택성 제초제의 개발이 성공할 수 있는 것이다.
에틸렌 생합성 효소인 ACC oxidase 유전자인 CAO cDNA가 antisense 방향으로 도입된 형질전환 담배 식물체는 endogenous한 NtACO의 발현 및 에틸렌 생합성이 모두 억제되었다. 또한 폴리아민 생합성 효소인 SAMDC의 유전자 발현 및 효소 활성이 증가하였고 spermidine 함량이 증가하였다. 이러한 결과는 에틸렌 생합성의 감소로 인하여 세포 내 폴리아민 함량의 변화가 유도되는 경쟁적 관계로 spermidine이 증가하였고 이것은 SAMDC의 발현 및 활성 증가를 유도하였다고 여겨진다. 또한 이들 형질전환 식물체는 담배 역병균에 대한 저항 효과 뿐만 아니라 PR 단백질의 유전자들의 발현양이 증가하였는데 이는 에틸렌 감소에 유도되는 폴리아민 중에서도 spermidine의 증가가 PR 단백질의 유전자들의 발현을 촉진시키고 그 결과 병원균 감염에 대한 저항성을 유도하는 기작이 작동한 것으로 여겨진다. Spermidine을 합성하는데 중요하게 작용하는 SAMDC의 활성을 억제하는 MGBG를 처리한 경우에는 PR1a 발현이 억제된 경우에서 이 기작의 가능성을 확인하였다. 결론적으로 병원균 감염에 대한 과정에서 spermidine의 생합성이 증가하게 되면 PR 단백질 등 스트레스 저항성 관련 단백질들이 유도되어 스트레스 저항성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.
내인성 암원유전자인 c-myc유전자는 세포의 증식과 분화에 밀접한 연관되어 있으며, 그의 생물학적인 기능은 이형결합체인 myn과의 결합을 통해서 이루어진다. 본 연구에서는 착상전 생쥐 배아에서의 내인성 c-myc 유전자와 myn 유전자의 발현을 조사하기 위하여 RT-PCR 방법을 이용하였다. myn 유전자 산물은 배아 발생시기를 거쳐서 균일하게 발현된 반면,c-myc 유전자의 발현은 차후 포배기 시기까지 상당한 양으로 증가1세포기에 측정된 후,2세포기에 들어 현저하게 줄었으나, 차후 포배기 시기까지 상당한 양으로 증가하였다. 이러한 c-myc과 myn유전자발현의 비균등한 조화가 중요한 역할을 할 것으로 사료된다. 착상전 생쥐 초기배아 발생 과정에서의 myn 유전자의 기능을 알아 보고자, myn에 대한 antisense oligouncleotides(Myn2, Myn3)를 1세포기이 수정란에 미세주입하였다. Myn2와 Myn3의 미세주입에 의해 상실기/포배기의 변이 시기에 비정상적인 발생이 야기되었다. 이사의 결과로, c-myc은 그의 이형결합체인 myn과 함께 착상전 생쥐 초기배아에서의 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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