• 한국잠사학회:학술대회논문집
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• 한국잠사학회 2003년도 International Symposium of Silkworm/Insect Biotechnology and Annual Meeting of Korea Society of Sericultural Science
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• pp.114-115
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• 2003

A Bacillus thuringiensis isolate, Bt 2385-1, which showed toxicity to lepidopteran, was isolated from Korean soil sample and characterized. PCR-RFLP showed that this isolate contains two novel cryl-type crystal protein genes. In this study, we designed cryl-type specific primer set (ATG1-F and N400-R) to clone the toxic domain of the all cryl-type genes. The two novel rlyl-type toxin genes in addition to crylJal gene were cloned and sequenced. (omitted)

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권2호
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• pp.110-116
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• 2004

B. thuringiensis subsp. kurstaki HD1 살충성 결정체 단백질 icp 유전자를 클로닝하여 두개의 클론 pHLNl-80(＋) 및 pHLN2-80(－)을 제조하였으며, pHLNl-80(＋) 클론에는 icp 유전자의 전사개시부위가 정방향으로 클론이 되었고, 유전자 프로모터의 일부인 -80 bp를 가지고 있고, pHLN2-80(－) 클론은 핀자의 전사개시부위가 역방향으로 클로닝이 되었다. 상기 두 클론을 대장균에서 발현을 조사한 결과 icp 유전자가 역으로 삽입된 pHLN2-80(－) 클론은 pHLNl-80(＋)클론보다 ICP발현량이 현격히 증가하는 것을 확인하였다. pHLN2-80(－) 플라스미드에서의 -80 bp 프로모터에서 SD서열(-14 bp sequences) 상류부위를 제거한 후 동일한 살충성 결정체 단백질 icp 유전자의 과다발현 현상이 일어나는지 조사하기 위해 icp 유전자가 역방향으로 클로닝된 pHLRBSl-14와 icp 유전자가 정방향으로 클로닝된 pHLRBS2-14 클론을 제조하였다. 또한 상이한 클로닝 운반체에서도 과다 발현이 일어나는지를 보기위하여 pHLNl-80(＋)과 pHLN2-80(－) 플라스미드에서와 동일한 구조가 되도록 icp 유전자를 pUC18과 pUC19플라스미드에 각각 클로닝하여 pHLNUCl-80과 pHLNUC2-80 클론을 제조하였다. pHLRBSl-14과 pHLRBS2-14클론을 대장균에서 발현을 시킨 후에 파쇄하여 SDS-PAGE와 Western blot으로 분석을 한 결과는 클론 pHLRBSl-14는 클론 pHLRBS2-14보다 많은 양의 ICP를 생산하였고, pHLRBSl-14는 pHLN2-80(－) 클론 보다는 적게 ICP를 생산하였다. 이러한 발현 현상은 -80 bp promoter 에서 결실된 SD서열의 상류부위가 발현에 직접적인 영향을 주고 있다는 것을 의미한다. pHLNUC1-80이 역방향으로 클로닝된 pHLNUC2-80 클론보다 적게 ICP 의 발현을 하였다. 이 결과는 상기 클론이 icp 유전자 과다발현이 특정 클로닝 운반체에만 국한되어 일어나는 것이 아니며 유전자와 프로모터 간의 구조적 배열에 의하거나 프로모터에 있는 transcription-supressing regions이 교란되어서 일어난 것임을 시사한다. 그러나 왜 전사개기부위가 역삽입의 경우에 과다발현이 되는지 아직은 판단하기 어려우며 앞으로 더욱 연구를 계속하여야 할 과제로 남아있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제55권2호
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• pp.81-89
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• 2016

이중가닥 RNA (double-stranded RNA, dsRNA)는 표적 유전자의 발현을 억제하는 기능으로 해충방제에 응용되었다. 인테그린은 ${\alpha}$와 ${\beta}$ 단위체로 구성된 이량체 막 단백질이다. 진핵생명체에서 인테그린은 세포-세포 및 세포-세포외기질의 상호연결에 중요한 역할을 담당한다. 인테그린 ${\beta}$ 단위체 발현을 억제하는 특정한 dsRNA (= dsINT)는 해당 곤충에 뚜렷한 치사효과를 유발한다. 또한, dsINT를 발현시키는 형질전환된 대장균도 해당 곤충에 뚜렷한 살충력을 가진다. 그러나 이 세균 살충제의 야외 적용을 위해서는 제형화 기술이 필요했다. 본 연구는 dsINT를 발현하는 재조합 세균을 동결 건조시켜 대상 곤충에 대해 살충효능을 검정하였다. 동결 건조된 세균은 파밤나방(Spodoptera exigua) 종령 유충에 높은 섭식독을 일으켰다. 파밤나방에 대해서 Bacillus thuringiensis 상용 살충제 처리는 불과 60%의 살충력을 보이는 반면, 동결 건조된 dsINT 발현 세균과 혼합 처리할 때 살충력은 크게 증가하였다. dsINT 발현 세균은 해당 인테그린 염기서열 유사성에 따라 차이를 보이는 해충 종에 선택적 독성을 나타냈다. 이 결과는 인테그린에 특이적 dsRNA를 발현하는 세균이 동결 건조 제형화 조건하에서도 살충력을 유지한다는 것을 나타냈다.

• 대한바이러스학회지
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• 제29권3호
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• pp.145-153
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• 1999

We have now constructed a novel recombinant baculovirus Autographa californica nuclear polyhedrosis virus (AcNPV) producing polyhedra with Bacillus thuringiensis (Bt) CryIAc crystal protein. The recombinant polyhedra produced by the recombinant baculovirus, Btrus, in insect cells was characterized. The recombinant baculovirus has two independent transcription units in opposite orientations with two promoters, p10 or polyhedrin gene promoter each initiating transcription of either native polyhedrin or fusion protein with polyhedrin and Bt Cry1Ac crystal protein. Surprisingly, this recombinant baculovirus stably produced recombinant polyhedra which were nearly similar to those of wild-type AcNPV. The immunogold staining experiment showed that the recombinant polyhedra were assembled with polyhedrin and Bt Cry1Ac crystal protein, and contained virus particles. Insecticidal toxicity of recombinant polyhedra of Btrus to the fall webworm, Hyphantria cunea, was strikingly improved in comparison with the wild-type AcNPV.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제14권1호
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• pp.33-36
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• 2007

To improve insecticidal activity of B. thuringiensis 2385-1 (Bt 2385-1), a recombinant plasmid, pHT1K-1Ac, was introduced into lepidopteran toxic Bt 2385-1 by electroporation. The presence of the recombinant plasmid in Bt 2385-1 after electroporation was confirmed by PCR. Bt 2385-1 transformant was named as Bt pHT1K-1Ac/2385-1 (1K-1Ac/2385-1). The 1K-1Ac/2385-1 transformant produced bipyramidal-shaped parasporal inclusion as like the wild-type strain, Bt 2385-1, and showed an 130 kDa band of Cry1Ac protein. The insecticidal activity of 1K-lAc/2385-1 against S. exigua was similar to that of Bt 2385-1 but the $LC_{50}$ value of transformant against P. xylostella was 1.8 times lower. Through these bioassay results, it was confirmed that toxicity of Bt 2385-1 transformant showed synergistic effect by introducing Cry1Ac. These results suggested that the multiple expressions of Cry proteins in a promising Bt strain may interact synergistically in insect midgut, resulting in increase of toxicity and expansion of host spectrum.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권6호
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• pp.1093-1098
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• 2001

The gene coding for a Lepidoptera-specific insecticidal crystalline (or control) protein (ICP), recognized as cryIAc, from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki HD-73, was cloned into the vector pBluscript ll SK-, and then transformed in Escherichia coli $DH5{\alpha}$. The clone was named EBtIAc and the chimeric phagemid, as pEBtIAc. Hyperexpression of CryIAc protoxin was observed in the extract of the culture of E. coli harboring pEBtIAc. Crystalline protoxin was purified by differential solubility. It was dissolved in alkaline pH, and exposed to trypsin to be activated. The molecular weights of the pro- and activated toxins on SDS-PAGE were estimated to be ca. 130 kDa and 60 kDa, respectively. The toxicity was tested by force-feeding larvae of gypsi moth (Lymantria diapar) with trypsinized protoxin. Using the batch of biologically active form of the toxin as an immunogen, anti-CryIAc antiserum was raised in a New Zealand white rabbit. Immunoglobulin G was fractionated from the seam by Protein-A sepharose affinity chromatography. Immunoreactivity of the antibody was examined by dot and Westerns blottings. It has been found that the anti- CryIAc antibody recognized the purified toxin at a level below a nanogram in terms of quantity. Using the antibody some of Bt-corns were able to be differentiated from tons of corn kernels which were imported from America as forage crops.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권2호
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• pp.142-147
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• 1989

나비목 유충에 독성이 강한 균으로 알려진 Bacillus thuringiensis serovar. kurstaki HD73 을 ethidium bromide(0.02$\mu\textrm{g}$/$m\ell$)처리와 자연적 curing에 의한 내독소 유전자의 위치를 확인하여 변이주간 내독소 생성능을 간이 선별할 수 있는 배지를 선발한 다음 국내 토양에서 분리한 KBS722 균주에 적응하여 그 내독소 단백질 유전자의 위치를 확인한 결과를 요약하면 다음과 같다. HD73-NRRL과 Dul-mage박사로 분양 받은 균주는 약 7.4, 7.1, 8.1, 11. 3, 75kb 및 크기가 75kb와 비슷하고 copy수가 적은 또 하나의 plasmid로 전부 6개의 plasmid를 보유하고 있었으며 IPL 균주는 약 4.0과 70kb plasmid를 더 보유하는 것으로 나타났다. 상기 HD 73 균주들의 내독소 단백질 크기는 모두 133KD 정도였고 HD73의 내독소 유전자는 변이주간 내독소의 현미경 검경과, immunoblotting plasmid DNA 의 전기영동결과 75kb상에 있는 것으로 나타났다. 이들 변이주들을 potato dextrose agar, starch agar, spizizen casamino acid glucose 와 nutrient agar 평판배지에 접종하여 균형태를 관찰하였을 때 내독소 비형성균(Cry-)은 starch agar 배지에서만 반투명하고 균 군락의 색깔이 엷은 회색을 띄었다. 한편 국내 분리균 KBS722를 novobiocin(3$\mu\textrm{g}$/$m\ell$)으로 plasmid를 curing시켜 상기 4가지 배지에 도달했을때 nutrient agar배지에서만 Cry 변이주가 반투명하고 엷은 회색을 나타내었다. KBS722의 내독소유전자는 약 225kb의 plasmid상에 있는 것으로 나타났으며 in vitro에서 쉽게 Cry$^+$주와 Cry$^-$주의 판별이 가능하였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제56권1호
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• pp.19-28
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• 2017

폴리드나바이러스(polydnavirus: PDV)는 일부 내부기생봉에 공생하는 이중나선형 DNA 바이러스 분류군이다. Cotesia plutellae bracovirus (CpBV)는 프루텔고치벌(C. plutellae)에 공생하는 일종의 PDV이다. 프루텔고치벌은 어린 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 기생한다. 기생 초기에 발현하는 CpBV-ELP1 유전자는 혈구세포에 세포독성을 발휘하면서 기주의 세포성 면역을 억제하여 기생에 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 이 유전자를 담배 식물에서 발현하여 해충에 대한 경구독성을 분석하는 데 목적을 두었다. 재조합 CpBV-ELP1 단백질이 배큘로바이러스 발현시스템을 통해 합성되어 세포배양액에 분비되었다. 수거된 세포배양액은 일련의 단백질 분리과정(ammonium sulfate 단백질 분획, size exclusion 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피)을 통해 CpBV-ELP1 단백질을 분리하는 데 이용되었다. 분리된 rCpBV-ELP1 단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua) 혈구에 대한 뚜렷한 세포독성을 보였다. CpBV-ELP1은 파밤나방 5령충에 대해서 혈강 주입하여 살충력을 나타냈고, 엽침지법을 이용하여 경구독성을 갖고 있는 것을 확인하였다. CpBV-ELP1 유전자를 CaMV 35S 유전자 프로모터와 opaline synthase 유전자 전사종결신호를 갖는 pBI121 벡터에 클로닝하여 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 세균에 형질전환을 유도하였다. 형질전환된 세균은 담배(Nicotiana tabacum Xanthi)잎에 감염하여 캘러스를 유도하게 하였고 이후 차세대(T1)를 확보하였다. T1 세대 담배는 파밤나방에 대한 해충저항성을 갖고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 CpBV-ELP1 유전자가 형질전환작물을 통해 해충방제에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제3권4호
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• pp.317-324
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• 2009

The insecticidal toxin gene of Bacillus thuringiensis (Bt) is one of the most commonly used in the development of genetically modified (GM) crops. In this research, we analyzed Bt rice showing lepidopteran pest-resistance. The Bt gene is a synthetic Cry1Ac composed of optimal codons for plants, and the Bt protein is targeted to the chloroplast by a transit peptide. Three Cry1Ac rice events (C103-3, C127-1, and C7-1) were analyzed for molecular characterization. C103-3 contains two copies of T-DNA where the left border (LB) region is truncated. Both C7-1 and C127-1 have a single copy of T-DNA, but a part of the vector backbone DNA is inserted into the genome of C127-1; thus, only C7-1 had intact T-DNA. Progenies of C7-1 crossed with the original cultivar, Nakdong, and double-haploid lines from anther culture of lines crossed with the elite cultivar, Dongjin, were analyzed for T-DNA flanking genomic DNA and genotyping. Results showed that an intact T-DNA region without the vector backbone was inserted into the genome and was stably inherited through generations. The C7-1 homozygous event could be used as breeding material to develop GM rice with pest resistance.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권4호
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• pp.547-559
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• 2007

Bacillus thuringiensis (Bt) was first described by Berliner [10] when he isolated a Bacillus species from the Mediterranean flour moth, Anagasta kuehniella, and named it after the province Thuringia in Germany where the infected moth was found. Although this was the first description under the name B. thuringiensis, it was not the first isolation. In 1901, a Japanese biologist, Ishiwata Shigetane, discovered a previously undescribed bacterium as the causative agent of a disease afflicting silkworms. Bt was originally considered a risk for silkworm rearing but it has become the heart of microbial insect control. The earliest commercial production began in France in 1938, under the name Sporeine [72]. A resurgence of interest in Bt has been attributed to Edward Steinhaus [105], who obtained a culture in 1942 and attracted attention to the potential of Bt through his subsequent studies. In 1956, T. Angus [3] demonstrated that the crystalline protein inclusions formed in the course of sporulation were responsible for the insecticidal action of Bt. By the early 1980's, Gonzalez et al. [48] revealed that the genes coding for crystal proteins were localized on transmissible plasmids, using a plasmid curing technique, and Schnepf and Whiteley [103] first cloned and characterized the genes coding for crystal proteins that had toxicity to larvae of the tobacco hornworm, from plasmid DNA of Bt subsp. kurstaki HD-1. This first cloning was followed quickly by the cloning of many other cry genes and eventually led to the development of Bt transgenic plants. In the 1980s, several scientists successively demonstrated that plants can be genetically engineered, and finally, Bt cotton reached the market in 1996 [104].