Increasing the efficiency of HR (homologous recombination) is important for a successful knock-in. Rad51 is mainly involved in homologous recombination and is associated with strand invasion. The HR-related mismatch repair system maintains HR fidelity by heteroduplex rejection and repair. Therefore, the purpose of this study is to control Rad51, which plays a critical role in HR, through UV-induced DNA damage. It is also to confirm the effect on the expression of MMR related genes (Msh2, Msh3, Msh6, Mlh1, Pms2) and HR-related genes closely related to HR through treatment with the MMR inhibitor CdCl2. The mRNA expression of Rad51 gene was confirmed in both HC11 cells and mouse testes, but the mRNA expression of Dmc1 gene was confirmed only in mouse testes. The protein expression of Rad51 and Dmc1 gene increased in UV-irradiated HC11 cells. After 72 hours of treatment with 1 ㎛ of CdCl2, the mRNA expression level of Msh3, Pms2, and Rad51 decreased, but the mRNA expression level of Msh6 and Mlh1 increased in HC11 cells. There was no significant difference in Msh2 mRNA expression between CdCl2 untreated-group and the 72 hours treated group. In conclusion, HR-related gene (Rad51) was increased by UV-induced DNA damage. Treatment of the MMR inhibitor CdCl2 in HC11 cells decreased the mRNA expression of Rad51.
The discovery and mechanistic understanding of target-specific genome engineering technologies has led to extremely effective and specific genome editing in higher organisms. Target-specific genetic modification technology is expected to have a leading position in future gene therapy development, and has a ripple effect on various basic and applied studies. However, several problems remain and hinder efficient and specific editing of target genomic loci. The issues are particularly critical in precise targeted insertion of external DNA sequences into genomes. Here, we discuss some recent efforts to overcome such problems and present a perspective of future genome editing technologies.
Par-4는 다양한 세포사멸 자극에 세포 사멸을 조절하고, 종양 억제기능을 가지고 있다. 그러나, Par-4에 의한 암세포의 이동 및 침윤에 대한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서 Par-4단백질의 과발현이 인간 신장암 Caki세포에서 MMP-2의 활성화를 억제하지만 MMP-9 활성에는 영향을 주지 않았다. Par-4에 의한 MMP-2의 활성 억제는 leucine zipper domain이 결실된 Par-4 에서는 확인되지 않았다. Par-4 siRNA를 이용한 knock-down 실험에서 PMA 처리 시 세포이동 및 침윤 증가함을 확인하였다. Par-4의 과발현과 knock-dwon에서 MMP-2 mRNA 발현의 변화를 확인 할 수 없었다. 이 점은 Par-4 매개의 MMP-2 활성 억제는 전사 후 조절을 통하여 야기됨을 추측 할 수 있다.
Jee, Bo Young;Kim, Min Sun;Cho, Mi Young;Lee, Soon Jeong;Park, Myung Ae;Kim, Jin Woo;Choi, Seung Hyuk;Jeong, Hyun Do;Kim, Ki Hong
Fisheries and Aquatic Sciences
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제17권3호
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pp.377-380
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2014
RNA interference (RNAi)-mediated transcriptional knock-down of Crassostrea gigas big defensin 1 and 2 genes (Cg-BigDef1 and Cg-BigDef2) was investigated. The cDNA sequences of Cg-BigDef1 and Cg-BigDef2 were identical, excluding an additional fragment of 20 nucleotides in Cg-BigDef1; thus, a long double-stranded RNA (dsRNA) targeting the mRNA of Cg-BigDef2 effectively downregulated both Cg-BigDef2 and Cg-BigDef1. In addition, long dsRNA targeting green fluorescent protein (GFP) did not affect transcription of the two big defensin genes. These results suggest that the transcriptional downregulation of Cg-BigDef1 and Cg-BigDef2 was mediated by sequence-specific RNA interference (RNAi). Despite injection of long dsRNA targeting Cg-BigDef2 into only the adductor muscle, knock-down of Cg-BigDef1 and Cg-BigDef2 was observed in the adductor muscle, hemocytes, mantle, and gills, suggestive of systemic spread of RNAi in C. gigas. Furthermore, the inhibitory effect of dsRNA persisted until 72 h post-injection, indicative of a long-lasting RNAi-mediated knock-down of target genes.
Difficulties of long-tenn survival of lung cancer patients treated with conventional therapies require the need for novel approaches and gene therapy holds promise in this area. Several genes are known to have anti-tumor activities and have been used as a gene of delivery, however, a number of problems such as efficiency, specificity of the gene delivery hinder the application of gene therapy.(omitted)
Park, Dong-Seok;Yoon, Mijung;Kweon, Jiyeon;Jang, An-Hee;Kim, Yongsub;Choi, Sun-Cheol
Molecules and Cells
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제40권11호
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pp.823-827
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2017
Genome editing using programmable nucleases such as CRISPR/Cas9 or Cpf1 has emerged as powerful tools for gene knock-out or knock-in in various organisms. While most genetic diseases are caused by point mutations, these genome-editing approaches are inefficient in inducing single-nucleotide substitutions. Recently, Cas9-linked cytidine deaminases, named base editors (BEs), have been shown to convert cytidine to uridine efficiently, leading to targeted single-base pair substitutions in human cells and organisms. Here, we first report on the generation of Xenopus laevis mutants with targeted single-base pair substitutions using this RNA-guided programmable deaminase. Injection of base editor 3 (BE3) ribonucleoprotein targeting the tyrosinase (tyr) gene in early embryos can induce site-specific base conversions with the rates of up to 20.5%, resulting in oculocutaneous albinism phenotypes without off-target mutations. We further test this base-editing system by targeting the tp53 gene with the result that the expected single-base pair substitutions are observed at the target site. Collectively, these data establish that the programmable deaminases are efficient tools for creating targeted point mutations for human disease modeling in Xenopus.
Gomaa, Ahmed E.;Deng, Zhiping;Yang, Zhimin;Shang, Liguo;Zhan, Yuhua;Lu, Wei;Lin, Min;Yan, Yongliang
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제27권2호
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pp.335-341
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2017
The complexity of the bacterial recombination system is a barrier for the construction of bacterial mutants for the further functional investigation of specific genes. Several protocols have been developed to inactivate genes from the genus Pseudomonas. Those protocols are complicated and time-consuming and mostly do not enable easy construction of multiple knock-ins/outs. The current study describes a single and double crossover-recombination system using an optimized vector-free allele-exchange protocol for gene disruption and gene replacement in a single species of the family Pseudomonadaceae. The protocol is based on self-ligation (circularization) for the DNA cassette which has been obtained by overlapping polymerase chain reaction (Fusion-PCR), and carries an antibiotic resistance cassette flanked by homologous internal regions of the target locus. To establish the reproducibility of the approach, three different chromosomal genes (ncRNA31, rpoN, rpoS) were knocked-out from the root-associative bacterium Pseudomonas stutzeri A1501. The results showed that the P. stutzeri A1501 mutants, which are free of any plasmid backbone, could be obtained via a single or double crossover recombination. In order to optimize this protocol, three key factors that were found to have great effect on the efficiency of the homologous recombination were further investigated. Moreover, the modified protocol does not require further cloning steps, and it enables the construction of multiple gene knock-in/out mutants sequentially. This work provides a simple and rapid mutagenesis strategy for genome editing in P. stutzeri, which may also be applicable for other gram-negative bacteria.
Park, Sang-Ho;Choi, Hoseong;Kim, Semin;Cho, Won Kyong;Kim, Kook-Hyung
The Plant Pathology Journal
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제32권4호
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pp.371-376
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2016
Grapevine Algerian latent virus (GALV) is a member of the genus Tombusvirus in the Tombusviridae and infects not only woody perennial grapevine plant but also herbaceous Nicotiana benthamiana plant. In this study, we developed GALV-based gene expression and virus-induced gene silencing (VIGS) vectors in N. benthamiana. The GALV coat protein deletion vector, pGMG, was applied to express the reporter gene, green fluorescence protein (GFP), but the expression of GFP was not detected due to the necrotic cell death on the infiltrated leaves. The p19 silencing suppressor of GALV was engineered to inactivate its expression and GFP was successfully expressed with unrelated silencing suppressor, HC-Pro, from soybean mosaic virus. The pGMG vector was used to knock down magnesium chelatase (ChlH) gene in N. benthamaina and the silencing phenotype was clearly observed on systemic leaves. Altogether, the GALV-derived vector is expected to be an attractive tool for useful gene expression and VIGS vectors in grapevine as well as N. benthamiana.
In a homothallic filamentous fungus Aspergillus nidulans, sexual and asexual developments are largely affected by the genetic and environmental factors. To regulate the complex subsets of genes involved in the developmental processes accurately, tight regulations of transcription factors are required. The forkhead type transcription factors are the class of regulators that function in a broad spectrum of cellular and developmental processes in many species from yeast to human. Here, we identified the fkhA and fkhB genes that encode a conserved forkhead transcription factors. The fkhA deletion resulted in the complete loss of fruiting body formation under all conditions favoring sexual development, suggesting that the fkhA gene is required for sexual development in A. nidulans. Overexpression of fkhA resulted in enhanced formation of fruiting bodies under induction condition not only in the normal condition but also in the condition of presence of 0.6 M KCl, which strongly inhibits sexual development. To know the function of the fkhB gene, we also generated fkhB knock-out strain in A. nidulans. Deletion of fkhB resulted in abnormal conidiophore formation under standard conditions and delayed sexual development process, suggesting that the fkhB gene plays an important role in conidiophore morphogenesis Taken together, these results suggest that the fkhA gene is necessary and sufficient for regulating sexual development and the fkhB gene is a transcription factor related in asexual developmental process in A. nidulans.
Kim, Jung Ha;Kim, Kabsun;Kim, Inyoung;Seong, Semun;Kim, Nacksung
Molecules and Cells
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제38권10호
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pp.904-910
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2015
Negative regulator of reactive oxygen species (NRROS) is known to repress ROS generation in phagocytes. In this study, we examined the roles of NRROS in both osteoclasts and osteoblasts. Our results demonstrate that NRROS negatively regulates the differentiation of osteoclasts, but not osteoblasts. Further, overexpression of NRROS in osteoclast precursor cells attenuates RANKL-induced osteoclast differentiation. Conversely, osteoclast differentiation is enhanced upon siRNA-mediated knock-down of NRROS. Additionally, NRROS attenuates RANKL-induced $NF-{\kappa}B$ activation, as well as degradation of the NOX1 and NOX2 proteins, which are required for ROS generation. Based on our observations, we present NRROS as a novel negative regulator of RANKL-induced osteoclastogenesis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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