• Molecules and Cells
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• 제41권11호
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• pp.953-963
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• 2018

The stepwise development of T cells from a multipotent precursor is guided by diverse mechanisms, including interactions among lineage-specific transcription factors (TFs) and epigenetic changes, such as DNA methylation and hydroxymethylation, which play crucial roles in mammalian development and lineage commitment. To elucidate the transcriptional networks and epigenetic mechanisms underlying T-cell lineage commitment, we investigated genome-wide changes in gene expression, DNA methylation and hydroxymethylation among populations representing five successive stages of T-cell development (DN3, DN4, DP, $CD4^+$, and $CD8^+$) by performing RNA-seq, MBD-seq and hMeDIP-seq, respectively. The most significant changes in the transcriptomes and epigenomes occurred during the DN4 to DP transition. During the DP stage, many genes involved in chromatin modification were up-regulated and exhibited dramatic changes in DNA hydroxymethylation. We also observed 436 alternative splicing events, and approximately 57% (252) of these events occurred during the DP stage. Many stage-specific, differentially methylated regions were observed near the stage-specific, differentially expressed genes. The dynamic changes in DNA methylation and hydroxymethylation were associated with the recruitment of stage-specific TFs. We elucidated interactive networks comprising TFs, chromatin modifiers, and DNA methylation and hope that this study provides a framework for the understanding of the molecular networks underlying T-cell lineage commitment.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권4호
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• pp.730-738
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• 2016

est19 is a gene from Bacillus sp. K91 that encodes a new esterase. A comparison of the amino acid sequence showed that Est19 has typical Ser-Gly-Asn-His (SGNH) family motifs and could be grouped into the SGNH hydrolase family. The Est19 protein was functionally cloned, and expressed and purified from Escherichia coli BL21(DE3). The enzyme activity was optimal at 60℃ and pH 9.0, and displayed esterase activity towards esters with short-chain acyl esters (C₂-C₆). A structural model of Est19 was constructed using phospholipase A1 from Streptomyces albidoflavus NA297 as a template. The structure showed an α/β-hydrolase fold and indicated the presence of the typical catalytic triad Ser49-Asp227-His230, which were further investigated by site-directed mutagenesis. To the best of our knowledge, Est19 is a new member of the SGNH hydrolase family identified from thermophiles, which may be applicable in the industrial production of semisynthetic β-lactam antibiotics after modification.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.349-361
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• 2010

본 총설에서는 아미노산의 공업적 생산균인 Corynebacterium glutamicum의 탄소 대사 및 이와 관련된 총체적 조절 메커니즘에 대한 최근의 연구를 정리하였다. C. glutamicum의 산업적 발효을 위한 기질로서 사용되는 당밀은 주로 sucrose, glucose, fructose로 이루어져 있으며, 이들 당은 phosphotransferase system을 통해서 수송된다. C. glutamicum의 탄소 대사 특징은 glucose가 다른 당이나 유기산 등과 함께 존재할 때, glucose와 이러한 탄소원 들을 동시에 대사한다. 그러나 glucose/glutamate 혹은 glucose/ethanol 등의 혼합물에서 는 탄소원의 순차적 이용으로 인해 나타나는 diauxic growth 현상을 나타내며, 이러한 carbon catabolite repression(CCR) 현상은 E. coli나 B. subtilis 등에서 알려진 것과는 다른 독특한 분자적 메커니즘과 조절 circuits을 가지고 있음이 밝혀지고 있다. C. glutamicum의 CRP homologue인 GlxR은 acetate 대사를 포함하여 glycolysis, gluconeogenesis 및 TCA cycle 등을 포함하는 중심탄소대사 조절 뿐만 아니라, 다양한 세포 기능의 조절에 관여하는 총체적 조절 단백질로서의 역할이 제시되고 있다. C. glutamicum의 adenylate cyclase(AC)는 막과 결합된 class IIIAC 로서, 막 단백질의 특성상 아직 규명되어 있지 않은 세포 외부의 환경 변화에 대응하여 세포 내의 cAMP합성 수준을 조절할 수 있는 sensor로 추정할 수 있다. 특히 C. glutamicum의 경우 배지내 glucose 를 비롯한 탄소원과 cAMP 농도와의 관련성이 E. coli에서 알려진 교과서적 지식과는 상반되게 변화하는 경향을 보이고 있어, cAMP signaling에 의한 세포 내 regulatory network 등은 향후 풀어야 할 의문으로 남아있다. 탄소대사 조절의 최상위에 존재하며 global 조절자인 GlxRcAMP 복합체 이외에도 차상위 전사조절 단백질로서 RamB, RamA, SugR 등이 존재하여 다양한 탄소대사를 조절한다. 최근 들어서는 새로운 탄소원으로서 대두되고 있는 biomass 관련 기질들을 이용할 수 있는 C. glutamucum 균주 구축을 통하여 이용 기질의 범위를 확대시키고자 하는 연구 및 탄소 대사와 관련하여 L-lysine의 발효 수율 혹은 생산성을 향상시키고자 하는 다양한 분자적 균주 육종 연구 등이 수행되고 있다.

• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1577-1581
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• 2010

조혈촉진 cytokine인 Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF)는 골수세포를 자극하여 granulocyte로 증식, 분화시키는 기능을 가지며, 현재 아주 고가의 치료제로 사용되고 있다. 인간 G-CSF (hG-CSF)를 아직 시도되지 않은 누에 유래 세포주인 BM5 세포에서 발현시키고 생산 효율을 높이기 위해 hG-CSF cDNA를 변형하였다. hG-CSF의 cDNA의 endoplasmic reticulum (ER) signal sequence 부분을 누에의 소포체에서 분비되는 단백질인 prophenoloxidase (PPAE), protein disulfide isomerase (PDI)와 bombyxin (BX)에서 유래한 누에특이 ER signal sequence로 대체한 hG-CSF의 cDNA 함유 벡터를 구축하였다. 이들 벡터를 사용하여 형질전환한 BM5 세포의 배양액에 분비된 G-CSF 단백질을 western blot으로 분석하여 발현을 확인하였다. 누에특이 ER signal sequence들로 대체된 hG-CSF cDNA를 포함하는 벡터에 의한 hG-CSF 단백질 생산이 인간 G-CSF cDNA가 든 벡터에 의한 hG-CSF의 생산보다 월등히 효율적이었다. 또한, PPAE-signal sequence를 포함하는 hG-CSF 단백질은 배양배지에서 형질전환 4일 후에 최고에 달하였고, 7 일째까지 비슷한 양이 배지 내에서 검출되었다. 이상의 결과는 인간유래 유전자가 곤충세포 내에서 발현 될 때 인간유래 유전자 보다는 곤충 유전자발현 시스템에 맞게 변형했을 경우 더 효율적인 단백질 발현을 얻을 수 있음을 보여 준다.