Jong Hee Kim;Jihyeon Yu;Jin Young Kim;Yong Jin Park;Sangsu Bae;Kwon Kyoo Kang;Yu Jin Jung
BMB Reports
/
v.57
no.2
/
pp.79-85
/
2024
Pre-harvest sprouting is a critical phenomenon involving germination of seeds in the mother plant before harvest under relative humid conditions and reduced dormancy. In this paper, we generated HDR mutant lines with one region SNP (C/T) and an insertion of 6 bp (GGT/GGTGGCGGC) in OsERF1 genes for pre-harvest sprouting (PHS) resistance using CRISPR/Cas9 and a geminiviral replicon system. The incidence of HDR was 2.6% in transformed calli. T1 seeds were harvested from 12 HDR-induced calli and named ERF1-hdr line. Molecular stability, key agronomic properties, physiological properties, and biochemical properties of target genes in the ERF1-hdr line were investigated for three years. The ERF1-hdr line showed significantly enhanced seed dormancy and pre-harvest sprouting resistance. qRT-PCR analysis suggested that enhanced ABA signaling resulted in a stronger phenotype of PHS resistance. These results indicate that efficient HDR can be achieved through SNP/InDel replacement using a single and modular configuration applicable to different rice targets and other crops. This work demonstrates the potential to replace all genes with elite alleles within one generation and greatly expands our ability to improve agriculturally important traits.
Biological nitrogen fixation is an important process for academic and industrial aspects. This review will briefly compare industrial and biological nitrogen fixation and cover the characteristics of biological nitrogen fixation studied in Azotobacter vinelandii. Various organisms can carry out biological nitrogen fixation and recently the researches on the reaction mechanism were concentrated on the free-living microorganism, A. vinelandii. Nitrogen fixation, which transforms atmospheric $N_2$ into ammonia, is chemically a reduction reaction requiring electron donation. Nitrogenase, the biological nitrgen fixer, accepts electrons from biological electron donors, and transfers them to the active site, FeMo-cofactor, through $Fe_4S_4$ cluster in Fe protein and P-cluster in MoFe protein. The electron transport and the proton transport are very important processes in the nitrogenase catalysis to understand its reaction mechanism, and the interactions between FeMo-cofactor and nitrogen molecule are at the center of biological nitrogen fixation mechanism. Spectroscopic studies including protein X-ray crystallography, EPR and $M{\ddot{o}}ssbauer$, biochemical approaches including substrate and inhibitor interactions as well as site-directed mutation study, and chemical approach to synthesize the FeMo-cofactor model compounds were used for biological nitrogen fixation study. Recent research results from these area were presented, and finally, a new nitrogenase reaction mechanism will be proposed based on the various research results.
Chlorella vulgaris (C. vulgaris) is a spherical unicellular green algae and the diameter ranges from 2 to $10{\mu}m$. C. vulgaris possess nutritional excellence because it contains various functional materials including high protein contents, chlorophyll, carotenoid, and chlorella growth factor (CGF). In order to study effects of mutagen, ethyl methane sulphonate (EMS) was used as a chemical mutagen and some mutants could be obtained. We named 2 type mutants as E14 and E24 obtained after treating with EMS. In the cell growth, growth patterns of mutants were similar to those of the wild type. Chlorophyll contents of E14 and E24 increased up to 99 and 52%, respectively compared to those of the wild type. The carotenoid content of E14 increased to 7%, but the value of E24 decreased 5% compared to that of the wild type. For the lipid contents E24 increased to 23%, while E14 decreased 12% when compared to those of the wild type. As a result, there is no difference between the mutants and wild type in the cell growth, but considering that mutants contains more physiological materials than those of the wild type, we can expect the mutants of C. vulgaris could be used as important high added-value materials.
Kim, Jeong-Keun;Lee, Byung-Kyu;Chang, Seog-Won;Park, Yong-Deok;Rho, Yong-Taek
Microbiology and Biotechnology Letters
/
v.37
no.2
/
pp.140-146
/
2009
Cyclosporin, an immunosuppressant, is a representative group of biologically active secondary metabolites produced by the fungus Tolypocladium inflatum. The amount and ratio of cyclosporin derivatives in the culture broth are an important factors for the production of cyclosporin A and the purification in the industrial process. Therefore, we studied the effect of amino acids and complex organic nitrogen sources using Tolypocladium inflatum mutants on the productivity of cyclosporin A and the ratio of cyclosporin derivatives. Overproducing mutant YHC-004 having seven times higher productivity than mother strain's could be obtained through the artificial mutation by UV irradiation. The concentration and kind of organic nitrogens and amino acids shows the profound effect on the productivity of cyclosporin A and ratio of cyclosporin derivatives. As a result, it was possible to raise the productivity and the ratio of cyclosporin A up to 3,430 mg/L and 93% respectively, but on the other hand the other cyclosporin derivatives decreased less than 2% in the culture broth.
Pollution resulting from the discharge of textile dyes into water systems has become a major global concern. Because peroxidases are known for their ability to decolorize and detoxify textile dyes, the peroxidase activity of Vitreoscilla hemoglobin (VHb) has recently been studied. It is found that VHb and variants of this enzyme show great promise for enzymatic decolorization of dyes and may play a role in achieving their successful removal from industrial wastewater. The level of VHb peroxidase activity correlates with two amino acid residues present within the conserved distal pocket, at positions 53 and 54. In this work, sitedirected mutagenesis of these residues was performed and resulted in improved VHb peroxidase activity. The double mutant, Q53H/P54C, shows the highest dye decolorization and removal efficiency, with 70% removal efficiency within 5 min. UV spectral studies of Q53H/P54C reveals a more compact structure and an altered porphyrin environment (λSoret = 413 nm) relative to that of wild-type VHb (λSoret = 406), and differential scanning calorimetry data indicate that the VHb variant protein structure is more stable. In addition, circular dichroism spectroscopic studies indicate that this variant's increased protein structural stability is due to an increase in helical structure, as deduced from the melting temperature, which is higher than 90℃. Therefore, the VHb variant Q53H/P54C shows promise as an excellent peroxidase, with excellent dye decolorization activity and a more stable structure than wild-type VHb under high-temperature conditions.
Arthrospira platensis (A. platensis) is an economically important microalgae because it has carbohydrates, lipids, proteins and a number of phytochemicals. It is also a valuable source used in the production of biodiesel and functional foods. In this study, A. platensis was exposed to electron beam irradation (240 kGy) and induced random mutagenesis for strain improvement. Several mutants were obtained, and the resulting mutant was designated as EB29. The growth rate and chlorophyll content of EB29 was similar to those of wild type. However, the lipid content of EB29 was increased seven-fold compared to that of wild type when comparing the nile red fluorescent intensity. Semi-quantitative analysis of EB29 using the calibration plot of standard lipid, triolein, represented $78.6{\mu}g/mL$, which increased 2 times compared to wild type ($41.4{\mu}g/mL$). When analyzing the fatty acid profile of EB29, polyunsaturated fatty acids (PUFAs), such as gamma-linolenic acid (GLA) in EB29 increased about six-fold. Moreover, fatty acids affecting the quality of biodiesel increased compared to that of wild type. Thus, electron beam could be used for the strain improvement of microalgae in order to accumulate PUFAs and alteration of fatty acid profile for biodiesel.
Carotenoids are red, orange, and yellow fat-soluble pigments that exist in nature, and are known as physiologically active substances with various functions, such as provitamin A, antioxidant, anti-inflammatory, and anticancer. Because of their physiological activity and color availability, carotenoids are widely used in the food, cosmetics, and aquaculture industries. Currently, most carotenoids used industrially use chemical synthesis because of their low production cost, but natural carotenoids are in the spotlight because of their safety and physiologically active effects. However, the production of carotenoids in plants and animals is limited for economic reasons. Carotenoids produced by bacteria have a good advantage in replacing carotenoids produced by chemical synthesis. Since carotenoids produced from bacteria have limited industrial applications due to low productivity, studies are continuously being conducted to increase the production of carotenoids by bacteria. Studies conducted to increase carotenoid production from bacteria include the activity of enzymes in the bacterial carotenoid biosynthesis pathway, the development of mutant strains using physical and chemical mutagens, increasing carotenoid productivity in strain construction through genetic engineering, carotenoid accumulation through stress induction, fermentation medium composition, culture conditions, co-culture with other strains, etc. The aim of this article was to review studies conducted to increase the productivity of carotenoids from bacteria.
Kim, Hyojin;Go, Young Sam;Kim, Augustine Yonghwi;Lee, Sanghyeob;Kim, Kyung-Nam;Lee, Geung-Joo;Kim, Gi-Jun;Suh, Mi Chung
Journal of Plant Biotechnology
/
v.41
no.3
/
pp.146-158
/
2014
Camelina sativa that belongs to Brassicaceae family is an emerging oilseed crop. Camelina seeds contain approximately 40% storage oils per seed dry weight, which are useful for human and animal diets and industrial applications. Microsomal delta-12 fatty acid desaturase2 (FAD2) catalyzes the conversion of oleic acid to linoleic acid. The polymorphisms of FAD2 genes are correlated with the levels of oleic acids in seed oils. Microsomal delta-12 fatty acid desaturase2 (FAD2) catalyzes the conversion of oleic acid to linoleic acid. The polymorphisms of FAD2 genes are correlated with the levels of oleic acids in seed oils. In this study, three CsFAD2 genes (CsFAD2-1, CsFAD2-2 and CsFAD2-3.1) were isolated from developing seeds of Camelina sativa (L.) cv. CAME. The nucleotide and deduced amino acid sequences of three CsFAD2 genes were compared with those from dicotyledon and monocotyledon plants including Camelina cultivars Sunesone and SRS933. Three histidine motifs (HECGH, HRRHH, and HVAHH) required for FAD activity and a hydrophobic valine or isoleucine residue, which is a SNP (single nucleotide polymorphism) marker related with enzyme activity are well conserved in three CsFAD2s. The expressions of CsFAD2-1 and CsFAD2-3.1 were ubiquitously detected in various Camelina organs, whereas the CsFAD2-2 transcripts were predominantly detected in flowers and developing seeds. The contents of oleic acids decreased, whereas the amounts of linoleic acid increased in dry seeds of transgenic fad2-2 lines expressing each CsFAD2 gene compared with fad2-2 mutant, indicating that three CsFAD2 genes are functionally active. The isolated CsFAD2 genes might be applicable in metabolic engineering of storage oils with high oleic acids in oilseed crops.
Kim, Eun-Kyung;Cho, Dae Hyun;Suh, Sang-Ik;Lee, Chang-Jun;Kim, Hee-Sik;Suh, Hyun-Hyo
Journal of Life Science
/
v.32
no.3
/
pp.202-209
/
2022
The green alga Chlamydomonas reinhardtii, a unicellular haploid eukaryote, has long been used by researchers and industries as a cell factory to produce high value-added microalgae substances using genetic modification. Microalga K01, presumed to be Chlamydomonas, was isolated from 12 freshwater samples from the Chungcheong and Jeolla regions to replace C. reinhardtii, an introduced species currently used in most basic and industrial research. The isolated K01 strain was identified as C. reinhardtii through morphological and phylogenetic studies of the 18S rDNA gene sequence (NCBI accession number KC166137). The growth and lipid content of the isolated C. reinhardtii K01 were compared with three wild and four mutant strains in TAP medium, and it was found that the K01 strain could produce 1.74×107 cells/ml by the third day of culture. The growth rate of C. reinhardtii K01 was 1.5 times faster than UTEX2244, which showed the highest number of cells (1.20×107 cells/ml) among the compared strains. The lipid content of the isolated C. reinhardtii K01 (20.67%) was similar to those of the wild strains, although the fatty acid oleate C18:1 was not detected in the isolated strain but was identified in the seven others. The cell density of the isolated strain increased to 0.87 g/l during a six-day culture in BG11 medium, where nitrate (NaNO3) was introduced as a nitrogen source, while the seven acquired strains showed almost no cell proliferation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.