• 생명과학회지
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• 제14권2호
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• pp.368-373
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• 2004

광범위 제초제인 Bast $a^{(R)}$에 대해 저항성을 가지는 형질전환체 벼를 개발하였다. Bar유전자를 함유하고 있는 플라스미드 pCaMV35S::Bar를 embryogenic 현탁 배양체로부터 분리한 벼의 원형질체에 도입하였다. Phosphinotricin에 대해 저항성을 가지는 형질전환체 식물체들이 재분화되었고, 이들을 15 mg/l phosphinotricin이 함유한 배지에서 다시 선별하였다. 형질전환체 벼에서 bar유전자의 삽입과 발현을 Southern과 Northern blot분석으로 확인하였고, 또한 $R_1$ 형질전환 식물체들을 PAT 활성 assay로 재차 유전자 발현을 확인하였다. Bar 유전자는 다음 세대인 $R_1$ 식물체에서 3:1 멘델 유전 양상을 나타내었고, 형질전환체 $R_1$과 $R_2$ 식물체들은 fieild에서 살포되는 제초제 양만큼 Bast $a^{(R)}$ 를 살포했을 때 제초제 저항성을 나타내었다..

• 식물조직배양학회지
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• 제28권4호
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• pp.197-200
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• 2001

상추에 제초제 저항성을 도입하기 위해 상추 자엽 조직을 NPTII-GUS 및 제초제 저항성 유전자 (PAT)가 삽입된 A. tumefaciens MP 90과 2일간 공동배양한 다음 0.1 mg.L$^{-1}$ NAA, 1.0 mg.L$^{-1}$ 2ip, 50 mg.L$^{-1}$ kanamycin, 500 mg.L$^{-1}$ carbenicillin을 첨가한 MS배지에 배양하여 식물체를 재분화시켰다. 재분화 식물체는 kanamycin 내성 검정을 통해 NPTII 유전자의 도입과, PCR, Northern blot 분석을 통해 제초제 저항성 유전자가 식물체의 게놈상에 삽입된 형질전환체임이 확인되었다. 또한 1500배액의 농도로 Basta를 살포한 결과 살포 10일 후 대조 식물체는 완전히 고사하는 데 반해 형질전환체는 지속적인 생육을 보여 얻어진 형질전환 상추가 제초제 저항성 개체임이 확인되었다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권4호
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• pp.505-514
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• 2022

Background: The roots of Panax ginseng contain two types of tetracyclic triterpenoid saponins, namely, protopanaxadiol (PPD)-type saponins and protopanaxatiol (PPT)-type saponins. In P. ginseng, the protopanaxadiol 6-hydroxylase (PPT synthase) enzyme catalyses protopanaxatriol (PPT) production from protopanaxadiol (PPD). In this study, we constructed homozygous mutant lines of ginseng by CRISPR/Cas9-mediated mutagenesis of the PPT synthase gene and obtained the mutant ginseng root lines having complete depletion of the PPT-type ginsenosides. Methods: Two sgRNAs (single guide RNAs) were designed for target mutations in the exon sequences of the two PPT synthase genes (both PPTa and PPTg sequences) with the CRISPR/Cas9 system. Transgenic ginseng roots were generated through Agrobacterium-mediated transformation. The mutant lines were screened by ginsenoside analysis and DNA sequencing. Result: Ginsenoside analysis revealed the complete depletion of PPT-type ginsenosides in three putative mutant lines (Cr4, Cr7, and Cr14). The reduction of PPT-type ginsenosides in mutant lines led to increased accumulation of PPD-type ginsenosides. The gene editing in the selected mutant lines was confirmed by targeted deep sequencing. Conclusion: We have established the genome editing protocol by CRISPR/Cas9 system in P. ginseng and demonstrated the mutated roots producing only PPD-type ginsenosides by depleting PPT-type ginsenosides. Because the pharmacological activity of PPD-group ginsenosides is significantly different from that of PPT-group ginsenosides, the new type of ginseng mutant producing only PPD-group ginsenosides may have new pharmacological characteristics compared to wild-type ginseng. This is the first report to generate target-induced mutations for the modification of saponin biosynthesis in Panax species using CRISPR-Cas9 system.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제5권2호
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• pp.157-167
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• 2011

In order to establish a reliable and highly efficient method for genetic transformation of pepper, a monitoring system featuring GFP (green fluorescent protein) as a report marker was applied to Agrobacteriummediated transformation. A callus-induced transformation (CIT) system was used to transform the GFP gene. GFP expression was observed in all tissues of $T_0$, $T_1$ and $T_2$ peppers, constituting the first instance in which the whole pepper plant has exhibited GFP fluorescence. A total of 38 T0 peppers were obtained from 4,200 explants. The transformation rate ranged from 0.47 to 1.83% depending on the genotype, which was higher than that obtained by CIT without the GFP monitoring system. This technique could enhance selection power by monitoring GFP expression at the early stage of callus in vitro. The detection of GFP expression in the callus led to successful identification of the shoot that contained the transgene. Thus, this technique saved lots of time and money for conducting the genetic transformation process of pepper. In addition, a co-transformation technique was applied to the target transgene, CaCS (encoding capsaicinoid synthetase of Capsicum) along with GFP. Paprika varieties were transformed by the CaCS::GFP construct, and GFP expression in callus tissues of paprika was monitored to select the right transformant.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권3호
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• pp.275-282
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• 2010

고등식물의 엽록체 형질전환은 핵 형질전환에서 기대 할 수 없는 여러 가지 이점을 가진다. 외래 단백질의 발현율을 획기적으로 높일 수 있고, 여러 유전자를 동시에 발현시킬 수 있으며, 상동재조합에 의한 부위-특이적 유전자 삽입으로 인해 유전자 침묵 및 위치효과가 없다. 더욱이, 대부분 작물은 화분을 통한 도입된 유전자의 전이가 불가능한 모계 유전을 하기 때문에 엽록체 형질전환은 환경 친화적이다. 엽록체 형질전환 시스템은 핵 형질 전환과 달리 작물에서의 성공에 제한적이었으나 지난 10년 동안 이런 한계가 극복되어 콩, 당근, 상추 및 유채 등의 작물에서도 성공하게 되었다. 그러므로 이제 작물의 엽록체 형질전환은 농업적 형질의 개선뿐 만 아니라, 고부가가치 백신과 의료용 단백질 생산을 통한 의약품 산업의 성장에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제49권1호
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• pp.61-68
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• 2004

A reproducible transformation system via optimized regeneration media for Korean rice cultivars was established using Agrobacterium tumefeciens LBA4404 (pSBM-PPGN; gusA and bar). Although japonica rice genotypes were easier to produce transgenic plants compared to Tongil type cultivars, transformation efficiencies were not always correlated with regeneration efficiencies of non-transgenic callus on the control medium. Regeneration efficiencies of Donganbyeo, Ilmibyeo, and Manchubyeo were over 50% in non-transgenic control, however, transformation efficiencies were significantly low when only sucrose was added to the media as a carbon source. However, the medium, MSRK5SS-Pr (or MSRK5SM-Pr), that contains $5\textrm{mgL}^{-1}$ kinetin, $0.5\textrm{mgL}^{-1}$ NAA, 2 % sucrose (or maltose), 3% sorbitol, and $500\textrm{mgL}^{-1}$ proline, was the most efficient not only for regeneration of non-transgenic callus but also for regeneration of transgenic callus in the presence of L-phosphinotricin (PPT). Average transformation efficiencies of 16 Korean rice cultivars were significantly enhanced by using the optimized medium from 1.5% to 5.8% in independent callus lines and from 2.9% to 19.4% in tromsgenic plants obained. Approximately 98.9% (876 out of 885) transgenic plants obtained on optimized media showed basta resistance. Stable integration, inheritance and expression of gusA and bar genes were continued by GUS assay and PCR and Southern analysis of the bar gene. With Pst1 digestion of genomic DNA of transgenic plants, one to five copies of T-DNA segment were observed; however, 76% (19 out of 25 transgenic plants) has low copy number of T-DNA. The transformants obtained from one callus line showed the same copy numbers with the same fractionized band patterns.

• 한국산림과학회지
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• 제87권2호
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• pp.164-172
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• 1998

Promoter가 없는 외래유전자를 이용하여 형질전환(形質轉換)시키고자 할 때의 최적조건(最適條件) 및 효율적인 형질전환체(形質轉換體)의 검정방법을 구명(究明)하고자 산림청(山林廳) 임목육종연구소(林木育種硏究所)에 식재된 잡종 포플러 양황철 62-9클론을 사용하여 재분화를 유도하고, 기내(器內) 형질전환실험(形質轉換實驗)을 실시하였다. 기내(器內)에서 식물체 재분화 유도를 위해서는 배지조성과 호르몬 농도의 조합이 가장 영향을 많이 끼치는 요인이었다. 여러 조합으로 엽조직 ($5{\times}5mm$ leaf strip)을 시료로 하여 MS 기본배지에 0, 0.01, 0.1, 0.5, $0.1mg/{\ell}$ NAA, 0.2, 0.5, 1.0, $2.0mg/{\ell}$ BAP를 혼합 처리하여 배양한 결과, $0.1mg/{\ell}$ NAA, $0.5mg/{\ell}$ BAP를 첨가한 호르몬 조합에서 즐기 분화율 및 explant당 분화된 부정줄기수가 상대적인 비율 94%(11.4개)로서 가장 높았다. 따라서 형질전환(形質轉換)된 엽조직(葉組織)을 재분화 시킬 때 이 조건을 줄기분화유도 배지 (SIM ; shoot-inducing medium)로 사용하였다. 선발유전자에 의한 항생제(抗生濟)의 선발농도(選拔濃度)를 알기 위해 pBI121로 형질전환(形質轉換)실험을 한 결과, cocultivation한 후 $100mg/{\ell}$ Km(kanamycin) 또는 $60mg/{\ell}$ G418(geneticin)이 첨가된 SIM 3 배지에서 2주가 경과하면서 육안으로 형질전환(形質轉換)된 부정아를 관찰할 수 있었고 이 부정아를 SIM 3로 옮긴지 6주 후에는 0.5-1cm 크기의 부정줄기로 자랐다. 그러나 대조(對照) 엽조직(葉組織)은 부정아형성이 거의 되지 않아, 선발유전자의 항생제(抗生濟) 선발농도(選拔濃度)는 이 조건이 최적임을 알 수 있었다. 또한 형질전환체(形質轉換體)의 재분화율을 높이기 위해 5-azacytidine을 처리한 결과, 항생제(抗生濟) 선발배지하에서 재분회율을 5.7%에서 26.7%까지 높일 수 있었다. Fluorometric 및 histochemical assay 방법으로 GUS 유전자의 활성(活生)을 검정한 결과 vector system간에 형질전환율(形質轉換率)이 서로 다름을 확인할 수 있었다. LBA4404/pBI121을 vector로 사용한 양황철의 기내(器內) 형질전환(形質轉換) 실험에서는 낮은 形짧훌훌換率(5.7%)을 보였다. 그러나 보다 응양성(應梁性)이 높은 super virulence 유전자를 포함하는 pEHA101을 helper plasmid로 하여 실험한 결과 형질전환율(形質轉換率)이 35.9%로 pAL4404보다 훨씬 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 promoter가 없는 외래유전자를 이용하여 promoter tagging을 하고자 할 때 형질전환(形質轉換)실험에는 helper plasmid로써 pEHA101을 이용하는 것이 적합한 것으로 판명되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권4호
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• pp.295-300
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• 1989

B. thuringiensis가 생산하는 살충성 독소 단백질의 생태학적 응용방법을 개발하기 위한 목적으로 우선 독소 단백질 유전자를 옮겨 발현시키기에 적합한 숙주 미생물의 분리작업을 수행하였다. 국내 주요농산물인 고추, 감자, 무우 등 7가지 농작물의 뿌리부근에 군락을 형성하는 35종의 형광성Pseudomonas들을 분리하였고 독소 단백질 유전자를 함유하는 재조합 plasmid에 대한 숙주로서의 이응가능성을 검토해 보기 위하여 분리균주 35주에 대한 형질전환을 실시한 결과 4주에 독소 단백질 유전자의 도입이 가능하였고 생물검정과 면역학적인 방법 등에 의한 결과 BT 독소 유전자의 발현을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권2호
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• pp.251-258
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• 2001

In Gram(+) bacteria and organelles in higher eukarotes, $Gln-tRNA^{Gln}$ utilized for protein biosynthesis is formed by a tRNA-dependent amino acid transformation using mischarged $Gln-tRNA^{Gln}$ as the intermediate. In this study, the gatCAB gene encoding $Gln-tRNA^{Gln}$ amidotransferase (Glu-AdT) of Staphylococcus aureus was cloned and its nucleotide sequence wa determined. The S. aureus gatCAB gene was organized in an operon structure consisting of three open reading frames (gatC, gatA, and gatB), similar to that of Bacillus subtilis. The gene sequences for the A and B subunits of$Gln-tRNA^{Gln}$ amidotransferase showed significant homology (77 and 87% homology with amino acid sequence) with the gatA and gatB genes of B. subtilis, yet the C subunit (gatC) showed a relatively lowe homology with the B. subtilis gatC gene and other orthologues. The cloned S. aureus <$Gln-tRNA^{Gln}$ amidotransferase gene was highly expressed in Escherichia coli, and the resulting crude enzyme could convert misacylated <$Gln-tRNA^{Gln}$ into $Gln-tRNA^{Gln}$ in vitro.

• 미생물과산업
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• 제19권4호
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• pp.32-35
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• 1993

ras는 활성화 형태인 GTP bound form과 비활성화 형태인 GDP bound form의 두 형태로 존재하며 두 형태를 매개하는 regulatory protein들에 의해 그 activity가 조절된다. 또한 ras는 GTP와 GDP에 강한 친화성이 있으며 세포내에는 GTP보다 GDP가 더 많이 있어서 평소에는 ras가 GDP와 결합하고 있다가 활성화될때만 GTP와 결합하는 것으로 추정된다. GDP bound ras는 guanine nucloetide exchange protein(GEP)에 의해 활성화된 GTP bound form으로 전환되며 ras의 기능이 발휘된 후에는 GTPase activating protein(GAP)에 의해 비활성화된다. Yeast의 경우 IRA1과 2의 product가 GAP의 역할을 하는 것으로 알려져 있고 CDC25 gene의 product가 GEP의 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. NF1 gene은 Von Recklinghausen Neurofibromatosis Type I 질병을 가진 환자에게서 발견되었는데 부분적으로 sequencing한 결과에 따르면 yeast의 IRA1/2, mammalian GAP gene product와 protein homology가 높은 것으로 나타났다. Yeast의 경우 IRA1/2 gene의 손실이나 mammalian ras gene의 transformation으로 인한 heat shock sensitivity가 NF1 gene(2,3) 혹은 GAP(4)의 expression으로 suppression된 것으로 보아 NF1이 GAP protein으로서 ras를 불활성화 시킨다는 것이 판명되었다. 결론적으로 ras의 활성은 GTP bound 혹은 GDP bound의 양쪽형태를 이동하면서 조절되는데 이 기능은 GAP과 GEP 또는 그의 유사 protein들에 의해 수행되며 이러한 regulatory protein들은 growth factor, cytokine 그리고 protein kinase 같은 signal에 의해 활성화된다고 생각된다. 본 총설에서는 ras protein의 여러가지 성질보다는 ras의 modification과 관련하여 항암제로 사용할 수 있는 ras에 specific한 약품개발의 가능성과 현재 알려진 ras의 inhibitor를 중심으로 논하고자 한다.