Eight Escherichia coli cells with aerobic growth deflects were isolated by the insertion of ${\lambda}placMu53$, a hybrid bacteriophage of ${\lambda}$ and Mu, which created transcriptional fusion to lacZY. Two of these mutants, CLIO and CLl2, were irradiated with UV to obtain specialized transducing phages. The phages that took out the neighboring chromosomal DNA of the related gene responsible for deflective aerobic growth were identified. The in vivo cloned chromosomal sequence revealed that the mutated gene of CLIO was located at min 34.5 on the Escherichia coli linkage map and 1,599,515 on the physical map. The physical map indicated that there were 7 cistrons in the operon. We named this operon oxg10. The promoter sequence of oxg10 exhibited a possible binding site far SoxS, a transcriptional regulator that activates the transcription of various SoxRS regulon genes. Transferring the oxg10:: ${\lambda}placMu53$ mutation into the wild-type strain, RZ4500, resulted in the inhibition of normal aerobic growth, while the salute mutation in strain MO inhibited aerobic cell growth completely. The full operon sequences of oxg10 were cloned from the Excherichia coli genomic library. The mutated gene of CLl2 was identified to be a sucA gene encoding the ${\alpha}$-ketoglutarate dehydrogenase El component in the TCA cycle.
To examine the effects of sequence variations near the transcriptional start site on the rate of formation of the open complexes at bacteriophage $\lambda P_{R}$ promoter, two mutant promoters were created by site-specific mutagenesis using synthetic oligonucleotides. Mutant I coatains changes at positions -3 and -4 from TT to CC, thus having a 6-bp long G/C stretch between -10 region and transciptional start site (+1). Mutant II has changes at positions -5 and -6 from GG to AA, thereby having a 9-bp long A/T stretch between positions -11 and -3. Selective filter binding assays were performed to measure the rate of formation of the open complexes between the wild-type or two mutant $P_{R}$ promoters on 664 bp fragments and E. coli RNA polymerase at two temperatures. At 37.deg.C, the wild-type and two mutants showed similar rates for the formation of open complex. The second order rate constant $k_{a}$ and $\tau _{int}$, as determined from the .tau.-plot analysis, were $(6.0\pm0.4)\times10^{6}M^{-1}sec^{-1}$ and $11\pm5$sec, respectively. At 18.deg.C, however, the wild-type and two mutant promoters showed differences in the kinetic parameters. k for the wild-type promoter was (2.2$\pm$0.1)\times 10^{6}M^{-1}sec^{-1}$ and $\tau _{int}$ was 76$\pm$sec. Mutant I and II exhibited differences mainly in the rate of isomerization ($\tau_{int,I}=91\pm$10 sec, int,II=34$\pm$ sec), whereas the second order rate constant $k_{a}$ was similar to the wild type value. This result implies that at $18^{\circ}C$, the isomerization rate is determined by both protein conformational change and DNA melting, which are separable kinetically according to the 3-step mechanism of Roe et al.(1984,1985), and that the base changes affected mainly the rate of DNA melting as predicted.lting as predicted.
본 연구는 유효한 분변오염의 지표 미생물로서 제안되고 있는 E.coli와, 병원성 바이러스에 대한 지표 미생물로 추천되는 $Q{\ss}$ 파지의 UV 및 UV/$H_2O_2$에 대한 내성을 비교하였다. 이 결과에 의거, 병원성 바이러스 관리를 위한 E.coli 규제의 유효성을 고찰하였다. 또한, 병원성 바이러스에 대한 대체 지표 미생물로써, $Q{\ss}$ 파지, T4 및 lambda 파지의 실제 하수 2차 처리 수중에서의 UV 불활성화를 비교하였다. 실험결과, $Q{\ss}$ 파지와 E.coli는 UV에 대해 거의 동등한 내성을 보였으나, UV/$H_2O_2$ 공정에 대해서는 E.coli보다 $Q{\ss}$ 파지가 더 높은 내성을 보였다. 이로부터, $Q{\ss}$ 파지가 모든 병원성 바이러스의 UV 또는 UV/$H_2O_2$에 대한 내성을 대표한다고 할 수는 없을지라도, 지표 미생물로써 E.coli의 불활성화 효과에만 의존하는 것은, 소독공정에 따라서는 바이러스류에 대해 충분한 소독효과를 얻지 못할 수도 있음을 알 수 있었다. 한편, T4 및 lambda 등 DNA 파지와 불활성화를 비교하였을 경우, $Q{\ss}$ 파지가 UV에 대해 더 낮은 내성을 보였다. 따라서, 불활성화에 대한 지표 바이러스로써 $Q{\ss}$ 파지의 이용은 낮은 UV 조사량의 도입에 의해 결과적으로 불충분한 소독효과를 초래할 수도 있을 것 같다. 이 결과는, 병원성 바이러스류에 대해 보다 충분한 불활성화를 달성하기 위해서는 RNA 파지인 $Q{\ss}$보다 T4 및 lambda 등 DNA 파지가 지표 바이러스로써 보다 유효할 수 있음을 보여준다.
In E. coli, chromosomal DNA associated with proteins is condensed into an organized structure known as nucleoid. Using a nitrocellulose filter binding assay to identify proteins forming nucleoid, a 21 kDa protein was purified from E. coli. The molecular weight of the purified protein was 21 kDa on SDS-polyactylamide gel electrophoresis and 24 kDa on gel permeation chromatography. A molecular weight of 21 kDa on SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is unique among known proteins which are believed to be involved in the formation of nucleoid in E. coli. The 21 kDa protein nonspecifically binds to both double-stranded and single-stranded DNA. Sedimentation in a sucrose gradient revealed that the protein induced significant condensation of both supercoiled plasmid DNA and linear bacteriophage $\lambda$ DNA On the basis of quantitative Western-blot analysis, approximately 40,000 molecules of the protein were estimated to exist in an E. coli. The biochemical properties and cellular abundance of the 21 kDa protein suggest that this protein participates in the formation of nucleoid in E. coli.
Phenylalanine 고생산용 plasmid pSY130-14는 $\lambda$-phage 유래 온도감수성을 가지고 있으므로 $cI_{857}$ repressor와 PL과 PR을 온도를 올려 phenylalanine의 생산을 유도한다. pSY130-14를 갖는 E.coli AT2471은 kanamycin 무첨가, $38.5^{\circ}C$, 48시간에서 약 30%로 plasmid가 없어지며 첨가에서 안정성이 떨어졌다가 배양시간과 더불어 올라갔는데, 이것은 생육에 피요한 kanamycin gene과 ori만이 남는 것으로 생각된다.
With an increase in the consumption of non-heated fresh food, foodborne shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) has emerged as one of the most problematic pathogens worldwide. Endolysin, a bacteriophage-derived lysis protein, is able to lyse the target bacteria without any special resistance, and thus has been garnering interest as a powerful antimicrobial agent. In this study, rV5-like phage endolysin targeting E. coli O157:H7, named as LysECP26, was identified and purified. This endolysin had a lysozyme-like catalytic domain, but differed markedly from the sequence of lambda phage endolysin. LysECP26 exhibited strong activity with a broad lytic spectrum against various gram-negative strains (29/29) and was relatively stable at a broad temperature range (4℃-55℃). The optimum temperature and pH ranges of LysECP26 were identified at 37℃-42℃ and pH 7-8, respectively. NaCl supplementation did not affect the lytic activity. Although LysECP26 was limited in that it could not pass the outer membrane, E. coli O157: H7 could be effectively controlled by adding ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and citric acid (1.44 and 1.14 log CFU/ml) within 30 min. Therefore, LysECP26 may serve as an effective biocontrol agent for gram-negative pathogens, including E. coli O157:H7.
The correction of disease-causing mutations by single-strand oligonucleotide-templated DNA repair (ssOR) is an attractive approach to gene therapy, but major improvements in ssOR efficiency and consistency are needed. The mechanism of ssOR is poorly understood but may involve annealing of oligonucleotides to transiently exposed single-stranded regions in the target duplex. In bacteria and yeast it has been shown that ssOR is promoted by expression of $Red{\beta}$, a single-strand DNA annealing protein from bacteriophage lambda. Here we show that $Red{\beta}$ expression is well tolerated in a human cell line where it consistently promotes ssOR. By use of short interfering RNA, we also show that ssOR is stimulated by the transient depletion of the endogenous DNA mismatch repair protein MSH2. Furthermore, we find that the effects of $Red{\beta}$ expression and MSH2 depletion on ssOR can be combined with a degree of cooperativity. These results suggest that oligonucleotide annealing and mismatch recognition are distinct but interdependent events in ssOR that can be usefully modulated in gene correction strategies.
생체내의 유해산소를 제거하는 superoxide dismutase (superoxide : superoxide oxidoreductase E.C.1.15.1.1) 중 세포질내에서 그 활성을 지니는 인체의 세포질 superoxide dismuta~ie (SODl) 유전자를 사람의 간 cDNA library로부터 동위원소로 표지된 oligonucleotide probe를 이용, in situ plaque hybridization 방법으로 선별 분리하여 내장균 벡터로 클로닝하였다. 이 클론은 SOD1 유전자의 5"L"TR과 3’UTR을 포함한 1.6 kb 정도의 cDNA였다 SOD1 구조유전자만을 선택적으로 분리하기 위해서 ATG를 포함하는 sense strand primer와 3’UTR 부위의 antisense strand primer를 이용하여 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction) 방법을 써서 SOD1 구조유전자 부위만을 선택적으로 증폭시켰다. Taq DNA polymerase에 의해 증폭된 DNA를 벡터 pUCl9의 multiple cloning site (MCS) 내의 Hinc II 위치에 넣였으며 이 insert DNA를 M13 mp19으로 옮겨 dideoxy chain termination 방법으로 sequenase를 사용하여 염기서열을 결정하였다. 클론닝된 cDNA는 153개의 아미노산을 포함하고 있는 하나의 open reading frame (ORF)을 가셨다. 중합효소연쇄반응에 의해 이때 증폭된 SOD1 구조유전자를 $\lambda P_{L}$ 프로모터를 포함하고 있는 발현 벡터 pUPL에 옮긴 후 대장균에서 대량으로 발현시켰다. 이때 발현된 단백질 SOD1은 고유의 효소활성을 가지고 있었다.
PCR법을 이용하여 Thermus thermophilus HJ6 유래 DNA polymerase(Tod) 유전자를 클로닝하고 염기서열을 분석한 결과, ORF는 2,505개의 뉴클레오타이드로 구성되고 834개의 아미노산을 암호화하였다. 아마노산 서열을 바탕으로 상동성을 분석한 결과, Thermus thermophilus HB8 유래 DNA polymerase와 98%, Thermus aquaticus 유래 DNA polymorase와 86%의 identity를 나타내었다. 이 유전자를 박테리오파지 $\lambda$ 유래 온도감수성 프로모터(PR, PL)를 포함하는 pJLA503 벡터를 이용하여 대장균에서 발현하였다. 발현된 효소는 열처리, $HiTrap^{TM}$ Q column과 $HiPrep^{TM}$ Sephacryl S-200 HR 26/60 columun으로 정제하여 94 kDa의 단백질을 얻을 수 있었다. 정제된 효소의 DNA 중합 활성에 대한 최적온도는 $75{\sim}80^{\circ}C$이고 최적 pH가 9.0이었다. $Mg^{2+}$ and $Mn^{2+}$에 대한 최적 농도는 각각 2.5mM과 1mM이었고 효소활성은 2가 양이온의 존재 하에서는 활성화 되지만 1가양이온에서는 저 해되었다. Tod DNA 중합효소를 이용한 PCR 실험결과, Tod DNA 중합효소는 DNA 증폭 및 PCR 관련 기술에 응용 가능할 것으로 생각된다.
해녀콩 뿌리혹의 질소고정 공생균인 Rhizobium sp. SNU003 균주의 게놈내 7.9 kb 의 EcoRI, 6.5kb 의 SalI, 7.3 kb 의 HindIII 와 4.4 kb 의 PstI 절편에 nifHD 가 존재함을 확인하였다. 람다파아지 EMBL3-BamHI arm 을 사용하여 genomic library 를 제조하였으며 이로부터 nif-유전자를 포함하고 있는 9개의 재조합 파아지 클론을 선별하였다. 이들 중 15.3 kb 의 삽입 DNA 를 가지고 있는 Rnif-6 클론은 7.6 kb 의 BamHI/SacI 절편에 nifHD 가 위치하고 있었다. 따라서 이절편을 pUC19 에 sub cloning 하고 제한효소 지도를 작성한 결과 Rhizobium sp. SNU003 의 nifH 와 nifD 는 4.5 kb 의 BamHI/BglII 절편에 연속배열하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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