• 원예과학기술지
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• 제18권5호
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• pp.594-598
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• 2000

본 실험은 형질전환 담배내에서의 배유 특이 promoter에 의한 gus 유전자의 조직 특이적 발현 여부와 전이유전자의 후대로의 유전 양상을 확인하고자 수행하였다. 배유 특이 promoter에 의해 유도되는 gus 유전자(Z4pro-gus)와 kanamycin 저항성유전자를 운반하는 BV3 construct를 A. tumerfaciens을 이용하여 담배 형질전환체를 유기시켰다. 형질전환체 중에서 8개체를 선발하여 nptII primer를 이용하여 PCR을 실시한 결과 8개체 모두에서 700bp의 PCR 산물을 얻을 수 있었다. Promoter에 따른 유전자의 발현양상을 알아보기 위하여 Z4pro-gus가 전이된 형질전환체의 잎과 CaMV35S와 gus 유전자(35Spro-gus)로 구성된 pBI121 construct를 전이시킨 형질전환체의 잎으로부터의 발색정도를 비교하였다. 그 결과 Z4pro-gus가 전이된 형질전환체의 경우 잎에서 매우 부분적으로 극소량 발색되었으나 35Spro-gus가 전이된 형질전환체의 잎에서는 상대적으로 많은 양의 발색정도를 보여 promoter에 따른 발현정도의 차이를 보였다. 보다 명확한 Z4 promoter의 조직 특이 발현 양상을 확인하기 위하여 Z4pro-gus로 형질전환시킨 $T_0$ 식물체를 자가수분하여 얻은 $R_1$ 종자와 35Spro-gus를 형질전환시켜 같은 방법으로 얻은 $R_1$ 종자를 histochemical assay하였다. 그 결과 35Spro-gus로 형질전환된 담배 종자는 절단면 전체에서 gus 유전자가 발현되어 배유뿐만 아니라 종자 내 다른 조직에서도 발색되는 양상을 나타내었으나 Z4pro-gus를 형질전환 시켜 얻은 종자의 경우는 배유 부분만이 조직 특이적으로 파랗게 발색되었고 배 또는 그 이외의 조직에서는 gus 발색이 전혀 관찰되지 않았다. Kanamycin 저항성검정을 실시한 결과 모든 계통에서 전이유전자가 후대로 안정적으로 전이됨을 확인할 수 있었다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제21권3호
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• pp.288-292
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• 2005

Pathogenesis-related protein-1a (PR-1a) is strongly induced in tobacco plants by pathogen attack, exogenous salicylic acid (SA) application and by other developmental processes. In order to develop a rapid screening system for the selection of plant defense-inducing compounds originated from various sources, we have transformed tobacco Samsun NN plants with a chimeric construct consisting of GUS $(\beta-glucuronidase)$. In the $T_1$ generation, three transgenic lines having stable GUS expression were selected for further promoter analysis. Using GUS histochemical assay, we observed strong GUS induction driven by PR-1a promoter in PR1a-GUS transgenic tobacco leaves in response to the exogenous application of SA or benzol (1,2,3) thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester (BTH), a SA­derivative compound. In addition, GUS expression was maintained locally or systemically in PR1a-GUS transgenic line $\#5\;T_2$ generation) until after 3 days when they were treated with same chemicals. Our results suggested that the PR1a-GUS reporter gene system in tobacco plants may be applicable for the large-scale screening of defense-inducing substances.

• 생명과학회지
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• 제12권1호
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• pp.67-76
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• 2002

Agrobacterium(LBA4404/pBI1121)을 이용하여 형질전환된 애기장대 (Arabidopsis thaliana)를 대상으로 T2, T3, F3세대에서의 도입된 외래 유전자의 비활성화 현상을 조사하였다. Kanamaycin저항성 개체들의 GUS유전자 발현을 분석한 결과, T2세대에서 조사된 12계통 중 5계통에서 GUS 비활성 개체가 관찰되었다 (GUS유전자 비활성율 2.3%). Multi copy T-DNA 계통을 조사한 결과, GUS 비활성 정도가 더욱 심해짐이 관찰되었다 (5.8%). T3 세대에서 single copy T-DNA 계통들은 1.3%의 GUS 비활성율을 보인 반면, multi-copy T-DNA 계통에서의 비활성율은 12.6%로 급격히 증가하였다. 유사한 현상이 형질전환 식물체와 정상개체를 교배하여 생산된 F2 계통에서도 관찰되었다 (비활성율 9.9%). 본 실험으로 식물체에 도입된 외래 유전자가 후대에서의 전이과정동안 점진적으로 비활성화되고, 이 현상은 multi copy T-DNA 계통에서 훨씬 심각함이 밝혀졌다.

• 생명과학회지
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• 제15권2호
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• pp.176-181
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• 2005

Calmodulin 유전자의 발현 조절을 연구하기 위해, 벼 calmodulin promoter (RCaM-2)를 분리하여 GUS (report 유전자)에 융합하였다. GUS 활성은 정단조직, 근단 및 관다발 영역과 같은 성장조직에서 높게 발현되었다. 줄기와 페티올의 transverse 절단부위 GUS 활성은 관다발계의 안쪽에 제한되었으며 관다발계의 외부에 위치한 피층과 표피에서는 강하게 발현된 식물에서도 GUS 활성이 나타나지 않았다. GUS 활성은 어린 조직에서 특이적으로 발현되었으며 상처에 의해서 신속하게 증가하였다. RCaM-2 promoter는 세포분열이 왕성한 어린조직이나 생장점에서 강하게 발현되며 mechanical 신호에 의해서 현저히 유도되었다. 이러한 결과는 RCaM-2 유전자의 5'-flanking 영역이 상처에 의해서 유도되는 발현을 조절하는 것으로 추정된다.

• Journal of Plant Biology
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• 제35권3호
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• pp.237-245
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• 1992

감자 (Solanum tuberosum L. cv. Superior)에서 cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter의 발현 양상 및 외래 유전자의 발현에 미치는 intron fragment의 효과를 조사하기 위하여 옥수수의 alcohol dehydrogenase 1-S (Adh1-S) intron 1의 249 base pairs 와 ${\beta}-glucuronidase$ (GUS) 유전자를 결합한, CaMV 35S/deleted Adh1 intron-GUS 구조의 유전자 전달벡터를 제조하고 이를 Agrobacterium tumefaciens를 매개로 형질전환을 유도하였다. 유전자 전달벡터인 pLS201는 17.7 kilobase pairs로서 형질전환의 초기 선별에 용이한 kanamycin 저항성 유전자와 GUS 유전자를 갖는 구조로 제조되었다. 형질전환된 개체의 조직화학적 분석 결과 CaMV 35S promoter에 의한 GUS 유전자는 모든 기관에서 발현되었고, 줄기 및 뿌리에서는 세포분열이 활발한 유관속 형성층을 중심으로 강한 발현을 나타내었다. GUS 유전자의 발현에 미치는 intron fragment의 효과를 조사하기 위하여 CaMV 35S/GUS 구조의 plasmid (pBI121)를 형질전환된 개체를 대조구하여 GUS 활성을 조사한 결과 pLS201의 잎, 줄기, 뿌리에서 각각 30, 34, 42배 높은 활성을 보여, 옥수수 탈수소 효소 유전자의 절단된 인트론이 GUS 유전자의 발현을 증가시킴을 알 수 있었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권4호
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• pp.225-229
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• 1998

상추의 종자 무균발아후 4일된 자엽조직을 GUS 유전자가 도입된 A. tumefaciens LBA 4404와 2일간 공동배양한 다음 0.1mg/L NAA, 1.0mg/L 2ip, 50mg/L kanamycin, 500mg/L carbenicillin이 첨가된 MS 배지에 배양하여 식물체를 재분화시켰다. PCR 분석결과 GUS 유전자가 형질전환된 식물체의 게놈상에 삽입되어 있음을 확인하였다. 해부학적 GUS 활성을 분석하여 형질전환된 식물체의 줄기, 잎 그리고 뿌리에서 GUS 유전자의 발현을 확인하였다. 형질전환체로 확인된 식물체를 자가수정시켜 얻어진 종자의 GUS 활성을 분석하여 GUS 유전자가 발현되는 것을 확인하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권3호
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• pp.185-190
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• 2004

Agrobacterium을 이용한 GUS 유전자를 효과적으로 발현시키기 위하여 수행되어진 실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 박테이라 농도별 실험을 수행한 결과 균의 전처리 배양 농도 O $D_{600nm}$ 0.3일때 원심분리한 후 얻어진 균을 희석한 후의 최종 농도는 O $D_{600nm}$ 0.8로 맞춘 실험 처리구에서 GUS 유전자 발현율이55%로 가장 높게 나타났다. 병원성 유도 배지 내에 Acetosyringone (AS)이 첨가되지 않은 경우 GUS 유전자가 발현된 고추 잎을 얻을 수 없었으나, 200$\mu$M을 첨가했을 때 90%의 가장 높은 GUS 유전자 발현율을 나타내어 많은 수의 GUS spots을 관찰할 수 있었다. Agrobacterium에 의한 고추 잎의 감염 정도를 조사한 바 Agrobacterium으로 감염시킨지 3일째부터는 박테리아 에한 감염 정도가 심해져서 GUS 유전자 발현 정도가 약해지므로 Agrobacterium으로 감염시킨지 2일째 되었을 때 GUS 유전자 발현이 가장 강하게 나타난 것을 확인하였다. 이 같은 결과는 박테리아에 의한 감염이 일어난지 3일째 부터는 식물체의 감염부위 고사를 일으키는 것과 관련된 것으로 보인다.

• 식물조직배양학회지
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• 제21권1호
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• pp.55-58
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• 1994

Agrobacterium-based vector를 이용하여 상추를 형질전환 및 재분화 하였다. 즉 $C_{a}$ MV 35S promoter와 GUS 유전자를 reporter로 가지고 있는 pBl121을 Agrobacterium tmfaciens LBA4404에 도입시킨 후 상추의 자엽 절편과 cocultivation을 통하여 형질전환 시키고 재분화 시켰다. Southern 및 Northern 분석을 통하여 형질 전환 및 재분화된 상추에 GUS 유전자가 안정하게 도입되고 식물체내에서 mRNA로 발현됨을 확인하였다. 또한 GUS 유전자가 식물 체내에서 단백질로 발현됨을 확인하기 위하여 상추 잎의 단백질 추출액을 이용하여 분광분석법에 의하여 GUS의 활성을 측정하였다. 시료간의 약간의 차이는 있으나 시료로부터 유의적인 GUS 활성을 확인하였다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권1호
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• pp.13-19
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• 1998

Electroporation을 이용한 형질전환 연구에서 원형질체 대신 체세포 배발생 세포를 이용하여도 DNA가 도입될 수 있음을 이미 보고한 바 있다. 본 연구는 배발생 세포 내로 DNA를 도입하기 위한 electroporation의 최적 조건, 즉 전압과 capacitance 수준, promoter 종류, DNA 농도, 저온처리효과 등을 구명하며, 처리에 따른 DNA의 전입 현상을 이해하고 전기충격후의 생장과 분화 정도를 조사하고자 수행되었다. 들잔디 미숙배를 2,4-D가 2 mg/L 함유된 MS배지에서 배양하여 배발생 캘러스를 유도하였고, 동일 조성의 액체배지에 진탕배양하여 조직 electroporation에 적합한 현탁배양 세포괴를 증식할 수 있었다. 100-400 V의 전압과 10-1980 $\mu\textrm{F}$의 capacitance 수준에서 세포괴를 35S-gusA 조성을 갖는 운반체 DNA와 함께 electroporation 하였을 때, 전반적으로 DNA가 도입되었음을 표지유전자 gusA의 transient 발현을 통하여 확인하였으며, 200-300 V 전압과 330-800 $\mu\textrm{F}$ capacitance 수준이 보다 효과적인 경향을 보였다. 처리시 온도는 큰 영향을 미치지 않았으며, 6 $\mu\textrm{g}$/mL 이상의 DNA 농도에서는 GUS 발현이 양호하였다. 배발생 캘러스 세포주들은 모두 DNA가 도입 되었으나 비 배발생 캘러스 세포주는 11개중 하나에서만 도입이 확인되었다. Electroporation시 전기충격후 20, 40시간 후에 DNA를 첨가하여도 gusA가 발현됨에 따라 전기충격이 세포막의 침투성을 장시간 변화시킴으로써 DNA가 전이될 수 있는 것임을 확인할 수 있었다. GusA의 promoter로 CaMV 35S외에 Actl과 Ubil의 활성을 비교한 바, 35S에 비해 각각 7배, 5배의 활성을 나타내었다. Electroporation 처리후 세포괴의 배양실험에서 100-400 V의 전압과 10-l980 $\mu\textrm{F}$ capacitance의 전 처리 범위에서 캘러스의 지속적인 생장과 함께 식물체 재분화가 일어났다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.87-93
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• 2011

SAMDC는 폴리아민 생합성 과정에서 주효소로 작용하며 항상성을 유지하기위해 정교하게 조절된다. 카네이션 SAMDC 유전자는 5'-leader sequence에 54개 아미노산으로 구성된 small uORF가 존재한다. Translation 과정을 조절하는 uORF의 작용기작을 연구하기 위하여 35S 프로모터에 SAMDC 유전자의 uORF 부위와 GUS 유전자를 재조합한 형질전환 담배 식물체를 이용하였다. 본 실험에서는 SAMDC uORF 염기서열 혹은 SAMDC uORF 단백질에 의해서 downstream GUS ORF의 translation이 억제되었다. 특히 translation 억제는 개시코돈이 point-mutation된 construct에서 효과적으로 이루어졌다. 따라서 이러한 결과는 ribosomal stalling이 translation 억제 과정에 관여한 것으로 사료된다. 개시 코돈과 종결코돈을 가진 SAMDC uORF의 아미노산 서열을 frame shift 시키면 GUS 활성이 증가하였는데 이는 translation inhibitor로서 작용할 때 아미노산 서열이 중요하다는 것을 의미하며, 결국은 SAMDC uORF의 단백질 구조가 중요하게 작용할 가능성을 제시한다. 또한 유식물과 담배 꽃 등의 in vivo 상에서도 GUS 발현을 조직화학적으로 분석했을 때 small uORF가 존재할 경우 GUS 염색이 크게 저하되었지만, 개시코돈이나 혹은 종결코돈이 제거되도록 point-mutation 시킨 construct가 도입된 형질전환식물체에서는 SAMDC uORF의 억제효과가 크게 완화 되었다. 또한 가장 중요한 관찰 결과로는 small uORF 염기서열로부터 in vitro 시스템에서 5.7 kDa의 단백질이 실제적으로 합성되었음을 관찰하였다. 폴리아민 처리 후 GUS 단백질이 억제된 결과는 uORF로부터 합성된 단백질이 폴리아민 뿐 만 아니라 translation 과정에 관여하는 다른 요소들과 상호작용을 이루어 조절될 수 있음을 암시한다.