Reticulitermes speratus is commonly found in Asia, including Korea and Japan. We recently analyzed the 5' region of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I to perform a phylogenetic analysis of R. speratus KMT1, isolated in Seoul, Korea. Our results, using COXI, suggest that the taxonomy of R. speratus should be reconsidered with regard to the subgenus group. A similar phylogenetic analysis by COXI and COXII demonstrated the reliability of COXI genetic information in a molecular phylogenetic analysis of termites.
In this study, the effects of iron on cytochrome c oxidase (CcO) in rat lung mitochondria were examined. Similar to liver mitochondria, iron accumulated considerably in lung mitochondria (more than 2-fold). Likewise, the reactive oxygen species and nitric oxide (NO) content of mitochondria were increased by more than 50% and 100%, respectively. NO might be produced by nitric oxide synthase (NOS), eNOS and iNOS type, with particular contribution by NOS in mitochondria. The respiratory control ratio of iron overloaded lung mitochondria dropped to nearly 50% due to increased state 4. Likewise, cytochrome c oxidase activity was lowered significantly to approximately 50% due to excess iron. Real-time PCR revealed that the expression of isoforms 1 and 2 of subunit IV of CeO was enhanced greatly under excess iron conditions. Taken together, these results show that oxidative phosphorylation within lung mitochondria may be influenced by iron overload through changes in cytochrome c oxidase and NO.
The cbb3 cytochrome c oxidase has the dual function as a terminal oxidase and oxygen sensor in the photosynthetic bacterium, Rhodobacter sphaeroides. The cbb3 oxidase forms a signal transduction pathway together with the PrrBA two-component system that controls photosynthesis gene expression in response to changes in oxygen tension in the environment. Under aerobic conditions the cbb3 oxidase generates an inhibitory signal, which shifts the equilibrium of PrrB kinase/phosphatase activities towards the phosphatase mode. Photosynthesis genes are thereby turned off under aerobic conditions. The catalytic subunit (CcoN) of the R. sphaeroides cbb3 oxidase contains five histidine residues (H2l4, B233, H303, H320, and H444) that are conserved in all CcoN subunits of the cbb3 oxidase, but not in the catalytic subunits of other members of copper-heme superfamily oxidases. H214A mutation of CcoN affected neither catalytic activity nor sensory (signaling) function of the cbb3 oxidase, whereas H320A mutation led to almost complete loss of both catalytic activity and sensory function of the cbb3 oxidase. H233V and H444A mutations brought about the partial loss of catalytic activity and sensory function of the cbb3 oxidase. Interestingly, the H303A mutant form of the cbb3 oxidase retains the catalytic function as a cytochrome c oxidase as compared to the wild-type oxidase, while it is defective in signaling function as an oxygen sensor. H303 appears to be implicated in either signal sensing or generation of the inhibitory signal to the PrrBA two-component system.
Gobiids are hyperdiverse compared with other teleost groups, with about 2,000 species occurring in marine, freshwater, and blackish habitats, and they show a remarkable variety of morphologies and ecology. Testing the effectiveness of DNA barcodes on species that have emerged as a result of radiation remains a major challenge in evolutionary biology. Here, we used the cytochrome c oxidase subunit 1 (COI) sequences from 144 species of gobies and related species to evaluate the performance of distance-based DNA barcoding and to conduct a phylogenetic analysis. The average intra-genus genetic distance was considerably higher than that obtained in previous studies. Additionally, the interspecific divergence at higher taxonomic levels was not significantly different from that at the intragenus level, suggesting that congeneric gobies possess substantial interspecific sequence divergence in their COI gene. However, levels of intragenus divergence varied greatly among genera, and we do not provide sufficient evidence for using COI for cryptic species delimitation. Significantly more nucleotide changes were observed at the third codon position than that at the first and the second codons, revealing that extensive variation in COI reflects synonymous changes and little protein level variation. Despite clear signatures in several genera, the COI sequences did resolve genealogical relationships in the phylogenetic analysis well. Our results support the validity of COI barcoding for gobiid species identification, but the utilization of more gene regions will assist to offer a more robust gobiid species phylogeny.
Silver croaker (Pennahia argentata) is a turbulent species that is widely distributed worldwide and is mainly found in the bottom of the ocean. In the study, we characterized the cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene of the mitochondrial DNA (mtDNA) on P. argentata inhabiting Gwangyang Bay and analyzed the phylogenetic location of marine fish species. As a result of multiple arrangement of 605 bp COI sequences, high homology of mtDNA nucleotide sequences was confirmed in the silver croakers from Gwangyang Bay (98~100%). However, the nucleotide variation was different according to the catching points of the inland and the open seas of Gwangyang Bay. The nucleotide sequence variation in COI was high in P. argentata from the open seas of Gwangyang Bay (43.2~70.3%). Furthermore, the phylogenetic analysis of 13 fish showed that P. argentata from Gwangyang Bay were grouped into one clade with P. argentata reported in Taiwan, and the evolutionary distance was 0.036. In addition, it was identified that the evolutionary distance was close to that of fish belonging to the Mi-iuy croaker (Miichthys miiuy) and the Big-head pennah croaker (Pennahia Macrocephalus) (0.041~0.048). The result of these studies will be used as the key genetic information for fisheries resources monitoring and species diversity management according to the coastal environment.
Sun Hee Lee;Bo Reum Park;Hyung Il Kim;Sooyeul Cho;Kyung-Hun Son
Journal of Food Hygiene and Safety
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v.39
no.3
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pp.209-220
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2024
Cavier is graded as Beluga, Osetra, and Sevruga based on the species of sturgeon (Acipenser sinensis). In this study, we developed an analytical method for determining the grade of black caviar using DNA barcodes and KASP markers. To identify the sturgeon species, ten black caviar samples were collected, and a reference DNA barcode library was developed using five genes (namely, 16S ribosomal RNA, cytochrome b, cytochrome c oxidase subunit I, cytochrome c oxidase subunit II, and NADH dehydrogenase subunit 5 genes). To develop the KASP markers, we selected 11 markers that could distinguish between the five grades of black caviar. As a result, specific markers for each of the targeted caviars were clustered into FAM-positive sections. DNA barcoding and the KASP assay revealed that one Beluga, six Osetra, and three Sevruga were identified among the ten caviar samples. Moreover, we found that the sturgeon species were mislabeled in two products. Here, we aimed to develop a KASP assay based on SNP that allows rapid and easy identification of caviar grade. These methods are expected to contribute to preventing the distribution of illegal products.
Avian malaria is one of the most important general blood parasites of poultry in Southeast Asia. Plasmodium (P.) juxtanucleare causes avian malaria in wild and domestic fowl. This study aimed to identify and characterize the Plasmodium species infecting in Thai native fowl. Blood samples were collected for microscopic examination, followed by detection of the Plasmodium cox I gene by using PCR. Five of the 10 sampled fowl had the desired 588 base pair amplicons. Sequence analysis of the five amplicons indicated that the nucleotide and amino acid sequences were homologous to each other and were closely related (100% identity) to a P. juxtanucleare strain isolated in Japan (AB250415). Furthermore, the phylogenetic tree of the cox I gene showed that the P. juxtanucleare in this study were grouped together and clustered with the Japan strain. The presence of P. juxtanucleare described in this study is the first report of P. juxtanucleare in the Thai native fowl of Thailand.
Journal of information and communication convergence engineering
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v.21
no.2
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pp.159-166
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2023
The COI gene is a sequence of approximately 650 bp at the 5' terminal of the mitochondrial Cytochrome c Oxidase subunit I (COI) gene. As an effective DeoxyriboNucleic Acid (DNA) barcode, it is widely used for the taxonomic identification and evolutionary analysis of species. We created a CNN-LSTM hybrid model by combining the gene features partially extracted by the Long Short-Term Memory ( LSTM ) network with the feature maps obtained by the CNN. Compared to K-Means Clustering, Support Vector Machines (SVM), and a single CNN classification model, after training 278 samples in a training set that included 15 genera from two orders, the CNN-LSTM hybrid model achieved 94% accuracy in the test set, which contained 118 samples. We augmented the training set samples and four genera into four orders, and the classification accuracy of the test set reached 100%. This study also proposes calculating the cosine similarity between the training and test sets to initially assess the reliability of the predicted results and discover new species.
Hwang, Il Ki;Kim, Seung-Oh;Hwang, Mi Sook;Park, Eun-Jeong;Ha, Dong-Soo;Lee, Sang-Rae
ALGAE
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v.33
no.1
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pp.49-54
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2018
Red algal mitochondrial genomes (mtDNAs) can provide useful information on species identification. mtDNAs of Pyropia / Porphyra (Bangiales, Rhodophyta) have shown diverse variation in their size and gene structure. In particular, the introns and intronic open reading frames found in the ribosomal RNA large subunit gene (rnl) and cytochrome c oxidase subunit 1 gene (cox1) significantly vary the mitochondrial genome size in Pyropia / Porphyra species. In this study, we examined the exon / intron structure of rnl and cox1 genes of Pyropia yezoensis at the intraspecific level. The combined data of rnl and cox1 genes exhibited 12 genotypes for 40 P. yezoensis strains, based on the existence of introns. These genotypes were more effective to identify P. yezoensis strains in comparison to the traditional DNA barcode cox1 marker (5 haplotypes). Therefore, the variation in gene structure of rnl and cox1 can be a novel molecular marker to discriminate the strains of Pyropia species.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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