Kim, Yangseon;Kang, In Jeong;Shin, Dong Bum;Roh, Jae Hwan;Heu, Sunggi;Shim, Hyeong Kwon
Mycobiology
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제46권3호
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pp.283-286
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2018
Fusarium graminearum causes the devastating plant disease Fusarium head blight and produces mycotoxins on small cultivated grains. To investigate the timeframe of F. graminearum infection during rice cultivation, a spore suspension of F. graminearum was applied to the rice cultivars Dongjin 1 and Nampyeongbyeo before and after the heading stage. The disease incidence rate was the highest (50%) directly after heading, when the greatest number of flowers were present, while only 10% of the rice infected 30 days after heading showed symptoms. To understand the mechanism of infection, an F. graminearum strain expressing green fluorescent protein (GFP) was inoculated, and the resulting infections were visually examined. Spores were found in all areas between the glume and inner seed, with the largest amount of GFP detected in the aleurone layer. When the inner part of the rice seed was infected, the pathogen was mainly observed in the embryo. These results suggest that F. graminearum migrates from the anthers to the ovaries and into the seeds during the flowering stage of rice. This study will contribute to uncovering the infection process of this pathogen in rice.
Williams, J. Koudy;Mariya, Silmi;Suparto, Irma;Lankford, Shannon S.;Andersson, Karl-Erik
International Neurourology Journal
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제22권4호
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pp.260-267
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2018
Purpose: A major question remaining in approaches to tissue engineering and organ replacement is the role of native mobilized native cells in the regeneration process of damaged tissues and organs. The goal of this study was to compare the cell mobilizing effects of the chemokine CXCL12 and cell therapy on the urinary sphincter of nonhuman primates (NHP) with chronic intrinsic urinary sphincter dysfunction. Methods: Either autologous lenti-M-cherry labeled skeletal muscle precursor cells (skMPCs) or CXCL12 were injected directly into the sphincter complex of female NHPs with or without surgery-induced chronic urinary sphincter dysfunction (n=4/treatment condition). All monkeys had partial bone marrow transplantation with autologous lenti-green fluorescent protein (GFP) bone marrow cells prior to treatment. Labeled cells were identified, characterized and quantified using computer-assisted immunohistochemistry 6 months posttreatment. Results: GFP-labeled bone marrow cells (BMCs) were identified in the bone marrow and both BMCs and skMPCs were found in the urinary sphincter at 6-month postinjection. BMCs and skMPCs were present in the striated muscle, smooth muscle, and lamina propria/urothelium of the sphincter tissue. Sphincter injury increased the sphincter content of BMCs when analyzed 6-month postinjection. CXCL12 treatment, but not skMPCs, increased the number of BMCs in all layers of the sphincter complex (P<0.05). CXCL12 only modestly (P=0.15) increased the number of skMPCs in the sphincter complex. Conclusions: This dual labeling methodology now provides us with the tools to measure the relative number of locally injected cells versus bone marrow transplanted cells. The results of this study suggest that CXCL12 promotes mobilization of cells to the sphincter, which may contribute more to sphincter regeneration than injected cells.
The transcriptional capacities of target genes are strongly influenced by promoters, whereas few studies have focused on the development of robust, high-performance and cross-species promoters for wide application in different bacteria. In this work, four novel promoters (Pk.rtufB, Pk.r1, Pk.r2, and Pk.r3) were predicted from Ketogulonicigenium robustum and their inconsistency in the -10 and -35 region nucleotide sequences indicated they were different promoters. Their activities were evaluated by using green fluorescent protein (gfp) as a reporter in different species of bacteria, including K. vulgare SPU B805, Pseudomonas putida KT2440, Paracoccus denitrificans PD1222, Bacillus licheniformis and Raoultella ornithinolytica, due to their importance in metabolic engineering. Our results showed that the four promoters had different activities, with Pk.r1 showing the strongest activity in almost all of the experimental bacteria. By comparison with the commonly used promoters of E. coli (tufB, lac, lacUV5), K. vulgare (Psdh, Psndh) and P. putida KT2440 (JE111411), the four promoters showed significant differences due to only 12.62% nucleotide similarities, and relatively higher ability in regulating target gene expression. Further validation experiments confirmed their ability in initiating the target minCD cassette because of the shape changes under the promoter regulation. The overexpression of sorbose dehydrogenase and cytochrome c551 by Pk.r1 and Pk.r2 resulted in a 22.75% enhancement of 2-KGA yield, indicating their potential for practical application in metabolic engineering. This study demonstrates an example of applying bioinformatics to find new biological components for gene operation and provides four novel promoters with broad suitability, which enriches the usable range of promoters to realize accurate regulation in different genetic backgrounds.
Plant leaf surface is an important niche for diverse epiphytic microbes, including bacteria and fungi. Plant leaf surface plays a critical frontline defense against pathogen infections. The objective of our study was to evaluate the effectiveness of a starch-based super-absorbent polymer(SAP) combination, which enhances water potential and nutrient availability to plant leaves. We evaluated the effect of SAP on the maintenance of bacterial populations. In order to monitor bacterial populations in situ, a SAP mixture containing Pseudomonas syringae pv. tabaci that expressed recombinant green fluorescent protein(GFPuv) was spray-challenged onto whole leaves of Nicotiana benthamiana. The SAP combination treatment enhanced bacterial robustness, as indicated by disease severity and incidence. Unexpectedly, bacterial numbers were not significantly different between leaves treated with the SAP combination and those treated with water alone. Furthermore, young leaves treated with the SAP combination had more severe symptoms and a greater number of bacterial spots caused by primary and secondary infections compared to young leaves treated with the water control. In contrast, bacterial cell numbers did not statistically differ between the two groups, which indicated that measurement of viable GFP-based bacterial spots may provide a more sensitive methodology for assessing virulence of bacterial pathogens than methods that require dilution plating following maceration of bacterial-inoculated leaf tissue. Our study suggests that the SAP combination successfully increased bacterial aggressiveness, which could either be used to promote the ability of biological agents to control weedy plants or increase the robustness of saprophytic epiphytes against competition from potentially harmful microbes.
Colonization studies previously performed with a green-fluorescent-protein, GFP, labeled derivative of Bacillus amyloliquefaciens FZB42 revealed that the bacterium behaved different in colonizing surfaces of plant roots of different species (Fan et al., 2012). In order to extend these studies and to elucidate which genes are crucial for root colonization, we applied targeted mutant strains to Arabidopsis seedlings. The fates of root colonization in mutant strains impaired in synthesis of alternative sigma factors, non-ribosomal synthesis of lipopeptides and polyketides, biofilm formation, swarming motility, and plant growth promoting activity were analyzed by confocal laser scanning microscopy. Whilst the wild-type strain heavily colonized surfaces of root tips and lateral roots, the mutant strains were impaired in their ability to colonize root tips and most of them were unable to colonize lateral roots. Ability to colonize plant roots is not only dependent on the ability to form biofilms or swarming motility. Six mutants, deficient in abrB-, sigH-, sigD-, nrfA-, yusV and RBAM017410, but not affected in biofilm formation, displayed significantly reduced root colonization. The nrfA- and yusV-mutant strains colonized border cells and, partly, root surfaces but did not colonize root tips or lateral roots.
Lacava Paulo Teixeira;Araujo Welington Luiz;Azevedo Joao Lucio
Journal of Microbiology
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제45권1호
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pp.11-14
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2007
Over the last few years, the endophytic bacterial community associated with citrus has been studied as an important component interacting with Xylella fastidiosa, the causal agent of citrus variegated chlorosis(CVC). This bacterium may also colonize some model plants, such as Catharanthus roseus and Nicotiana clevelandii. In the present study, we compared the endophytic colonization of Citrus sinensis and Catharanthus rose us using the endophytic bacteria Klebsiella pneumoniae. We chose an appropriate strain, K. pneumoniae 342 (Kp342), labeled with the GFP gene. This strain was inoculated onto seedlings of C. sinensis and C. roseus. The isolation frequency was determined one week after the inoculation and the endophytic colonization of K. pneumoniae was observed using fluorescence microscopy. Although the endophytic bacterium was more frequently isolated from C. roseus than from C. sinensis, the colonization profiles for both host plants were similar, suggesting that C. roseus could be used as a model plant to study the interaction between endophytic bacteria and X. fastidiosa.
Kim, Sun-Hwa;Moon, Hyung-Ho;Chung, Bong-Genn;Choi, Dong-Hoon
Journal of Pharmaceutical Investigation
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제40권6호
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pp.333-337
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2010
Combining cell- and gene-based therapy is a promising therapeutic strategy in regenerative medicine. The aim of this study was to develop genetically modified mesenchymal stem cell (MSC) aggregates using a poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogel micro-well array technique. Stable PEG hydrogel micro-well arrays with diameters of 200 to $500\;{\mu}m$ were fabricated and used to generate genetically engineered MSC aggregates. Rat bone marrow-derived MSCs were transfected with a green fluorescent protein (GFP) plasmid as a reporter gene, and aggregated by culturing in the PEG hydrogel micro-well arrays. The resultant cell aggregates had a mean diameter of less than $200\;{\mu}m$, and maintained the mesenchymal phenotype even after genetic modification and cell aggregation. Transplantation of MSC aggregates that are genetically modified to express therapeutic or cell-survival genes may be a potential therapeutic approach for regenerative medicine.
We isolated many genes induced from pepper cDNA microarray data following their infection with the soybean pustule pathogen Xanthomonas axonopodis pv. glycines 8ra. A full-length cDNA clone of the Capsicum annuum ankyrin-repeat domain $C_3H_1$ zinc finger protein (CaKR1) was identified in a chili pepper using the expressed sequence tag (EST) database. The deduced amino acid sequence of CaKR1 showed a significant sequence similarity (46%) to the ankyrin-repeat protein in very diverse family of proteins of Arabidopsis. The gene was induced in response to various biotic and abiotic stresses in the pepper leaves, as well as by an incompatible pathogen, such as salicylic acid (SA) and ethephon. CaKR1 expression was highest in the root and flower, and its expression was induced by treatment with agents such as NaCl and methyl viologen, as well as by cold stresses. These results showed that CaKR1 fusion with soluble, modified green fluorescent protein (smGFP) was localized to the cytosol in Arabidopsis protoplasts, suggesting that CaKR1 might be involved in responses to both biotic and abiotic stresses in pepper plants.
Kim Hye Sun;Chung Hyunjoo;Kong Kyoung-Ah;Park Sungdo;Kim Myoung Hee
대한의생명과학회지
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제11권2호
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pp.135-141
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2005
A Jopock (Jpk), a trans-acting factor associating with the position-specific regulatory element of murine Hoxa-7, has shown to have a toxicity to both prokaryotic and eukaryotic cells when overexpressed. Since Jpk protein harbors a transmembrane domain and a putative endoplasmic reticulum (ER)-retention signal at the N-terminus, a subcellular localization of the protein was analyzed after fusing it into the green fluorescent protein (GFP): Both N-term (Jpk-EGFP) and C-term tagged-Jpk (EGFP-Jpk) showed to be localized in the ER when analyzed under the fluorescence microscopy after staining the cells with ER- and MitoTracker. Since ER stress triggers the ER-stress mediated apoptosis to eliminate the damaged cells, we analyzed the expression pattern of Jpk under ER-stress condition. When MCF7 cells were treated with the ER-stress inducer such as DTT and EGTA, the expression of Jpk was upregulated at the transcriptional level like that of Grp78, a molecular chaperone well known to be overexpressed under ER-stress condition. In the presence of high concentration of ER-sterss inducer (10 mM), about 70 (DTT) to $95\%$ (EGTA) of cells died stronly expressing ($10\~12$ fold) Jpk. Whereas at the low concentration ($0.001\~1.0\;mM$) of the inducer, the expression of Jpk was increased about 2.5 (EGTA) to 5 fold (DTT), which is rather similar to those of ER chaperone protein Grp78. These results altogether indicate that the ER-stress upregulated the expression of Jpk and the excess stress induces the ER-stress induced apoptosis and the concomitant expression of Jpk.
락토페린 cDNA 유전자를 도입시킨 누에 형질전환 실험을 수행한 결과, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 사람 GI-101 세포주의 mRNA로부터 클로닝 된 락토페린 cDNA 유전자의 개시코돈 ATG와 종결코돈 TAA를 포함하는 open reading frame(2,136 bp) 영역을 확인하였다. 2. Sf9 배양세포의 조추출물 시료에 의한 Western blot 분석 결과, 락토페린으로 추정되는 약 80kDa의 단백질 발현을 확인하였다. 3. 누에 형질전환에 높은 전이효율과 활성을 나타내는 트랜스포존을 이용한 전이벡터 pPIGA3GFP를 개조하여 락토페린 cDNA를 삽입시킨 전이벡터 pPT-HLf를 구축하였다. 4. DNA 미량 주사법에 의한 누에 형질전환 개체의 발현 비율은 약 6.7% 정도를 나타냈다. 5. 형질전환 누에(G0) 동일한 세대간 교배 및 처리하지 않은 성충간의 역교배에 의한 차세대(G1) 개체로부터 락토페린 유전자와 동일한 크기의 2.1 kb DNA 단편을 확인 할 수 있었으며, 형질전환 G1 세대의 조추출물 시료에 의한 Western blot 분석 결과, 표준 락토페린 항체와 반응하는 약 80 kDa의 단백질 발현을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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