• Journal of Microbiology
• /
• 제42권3호
• /
• pp.194-199
• /
• 2004

Investigation of the expression of the riboflavin (rib) genes, which are found immediately downstream of luxG in the lux operon in Photobacterium phosphoreum, provides more information relevant to the evolution of bioluminescence, as well as to the regulation of supply of flavin substrate for bacterial bioluminescence reactions. In order to answer the question of whether or not the transcriptions of lux and rib genes are integrated, a transcriptional termination assay was performed with P. phoxphoreum DNA, containing the possible stem-loop structures, located in the intergenic region of luxF and luxE ($\Omega$$\_$A/), of luxG and ribE ($\Omega$$\_$B/), and downstream of ribA ($\Omega$$\_$c/). The expression of the CAT (Chloram-phenicol Acetyl Transferase) reporter gene was remarkably decreased upon the insertion of the stem-loop structure ($\Omega$$\_$c/) into the strong lux promoter and the reporter gene. However, the insertion of the structure ($\Omega$$\_$B/) into the intergenic region of the lux and the rib genes caused no significant change in expression from the CAT gene. In addition, the single stranded DNA in the same region was protected by the P. phosphoreum mRNA from the Sl nuclease protection assay. These results suggest that lux genes and rib genes are part of the same operon in P. phosphoreum.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.278-285
• /
• 1999

In order to use heat shock promoter for the detection of toxic substances, dnaK promoter was amplified from E. coli genomic DNA by using a polymerase chain reaction(PCR) followed by sequencing and sub-cloning into the multi-cloning site of the plasmid, pUCD615. The pUCD615 is a broad-host-range vector containing promoterless lux operon originated from V.fischeri. The recombinant plasmid was transfered to E. coli DH5$\alpha$ through electroporation. The recombinant E. coli showed several patterns of bioluminescent responses to ethanol stress. The bioluminescent E. coli also showed responses to other toxic substances including FeK3(CN)6, CdCl2, p-nitrophenol and HgCl2. The increases of RLU(Relative Light Unit) were observed at 100ppm of FeK3(CN)6, 10ppm and 100ppm and 100ppm of CdCl2, 1ppm of 10ppm of p-nitrophenol and at 1ppm of HgCl2.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제13권1호
• /
• pp.99-103
• /
• 2003

An Escherichia coli strain containing the recA promoter that fused to the luxCDABE operon originating from Photorhabdus luminescens was shown to respond sensitively to genotoxic stresses. Two different recombinant bacteria, one (DPDI 657) harboring a plasmid with the recA promoter that fused to the luxCDABE operon, and the other (DPD1710) containing a chromosomally-integrated recA promoter that fused with luxCDABE, were compared and it was found that the sensitivity of 'the two strains was significantly different in terms of their bioluminescent level, response time, and the minimum detectable concentration of a chemical causing DNA damaging stress. DPDI 710, with a chromosomally-integrated single copy, generally led to lower basal luminescence levels, faster responses, increased response ratios, and an enhanced sensitivity to mutagens, when compared to DPD 1657 with a multi-copy plasmid.

• 미생물학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.173-179
• /
• 2002

발광 박테리아인 Photobacterium species의 lux 오페론에서 발견된 riboflavin 생합성에 관여하는 유전자들(ribI,II,III,IV)의 기능을 조사하였다. 대장균에서 이들 유전자가 포함된 재조합 플라스미드를 발현시켰을 때 상당량의riboflavin이 합성되는 것을 확인하였으며, 또한 이들 유전자들(ribI,II,III,IV)의 기능을 riboflavin에 대하여 종속 영양체인 대장균 돌연변이주(BSV 11,18)를 이용한 유전학적인 방법과 생화학적 방법으로 분석한 결과, 이들은 각각 riboflavin synthase, 3,4-dihydroxy-2-butanone 4-phosphate (DHBP) synthase, lumazine synthase, GTP cyclohydrolase II활성도를 갖는 단백질을 코드하는 것으로 밝혀졌다. 이는Photobacterium species의 riboflavin 유전자 체계가 riboflavin 생합성에 관여하는 모든 5개의 유전자들이 한 오페론에 존재하는 Bacillus subtilis와 주요 riboflavin 유전자들이 분리되어 있는 대장균과는 다른, 중간적인 형태를 갖는다는 것을 나타낸다.

• 미생물학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.306-311
• /
• 2005

Lumazine protein은 lux operon의 하류 영역에 존재하는 riboflavin synthase와 아미노산 상동성을 보일 뿐만 아니라, riboflavin synthase의 기질인 6,7-dimethyl-8-ribityllumazine (lumazine)과 결합하여 청록색의 형광을 내게 하는 형광 단백질이다. 발광세균 Photobacterium phosphoreum의 lumazine protein을 코드하는 유전자의 염기서열을 결정하였는데, 이 유전자는 lux operon의 656 bp 상류의 영역에 존재하며, lux operon과는 서로 반대 방향으로 전사되는 것으로 나타났다. 중합효소 연쇄 반응(PCR: Polymerase Chain Reaction)의 방법으로 아미노-말단 절반 lumazine protein을 코드하게 되는 유전자(lumP-N)를 클로닝하여 형질전환의 방법으로 대장균에 유전자를 전이시켜 이들의 유전자의 발현 양상을 조사하여 보았는바, lumP 전체 유전자(lumP-W)가 삽입되어 있는 재조합 플라스미드에서는 발현이 매우 미약한 반면에 아미노 -말단(lumP-N)이 들어있는 경우는 과발현됨을 보였다.

• Journal of Photoscience
• /
• 제11권1호
• /
• pp.41-45
• /
• 2004

The key riboflavin synthesis genes are located immediately downstream of luxG in the lux operon from Photobacterium leiognathi. It is of interest that a site capable of forming a rho-independent terminator does not appear to be present between luxG and ribE in our previous data. These results raise the question of whether the transcription of lux and rib genes is integrated or not. In order to answer the question, in vivo transcriptional assay and Southern blot were examined. These studies demonstrate that neither transcriptional terminator nor promoter site is present in the intergenic region between of lux and rib genes as well as that the riboflavin genes are single copy in a chromosome of Photobacterium leiognathi.

• KSBB Journal
• /
• 제17권6호
• /
• pp.571-576
• /
• 2002

수환경에 영향을 미치는 독성물질을 확인하기 위한 생물학적 경보장치로 현재 상용화된 Lumistox의 단점을 보안하기위해, Photohabdus luminescence의 lux CDABE 유전자가 응합되어 기질첨가의 번거러움이 없는 재조합 E. coli DH5$\alpha$/pSB311을 제조하였다. 적정 생장 상태와 생균수, 발광 측정 완충용액들을 중심으로 재조합 S. coli DH5$\alpha$/pSB311의 발광 안정화 조건을 조사한 결과, 적정 세포수가 유지되면 측정 완충용액은 그 종류에 크게 영향을 받지 않으며, O $D_{660nm}$ 0.6~0.7 정도의 middle-exponential stage까지의 cell age를 가지고 $10^{6}$-$10^{7}$ 정도 희석한 세포수가 가장 안정화된 발광량을 보여 주는 것으로 확인되었다. 온도에 따른 재조합 E. coli와 Lumistox의 발광량의 변화를 살펴보면, Lumistox는 15$^{\circ}C$에서는 안정하나 실온(25 ~ 3$0^{\circ}C$)에서는 급격하게 발광량이 감소하는 현상을 보이는 반면, E. coli DH5$\alpha$/pSB311은 Photohabdus luminescence의 lux operon을 함유함으로써 온도에 대한 영향을 많이 받지 않음을 확인하였다. 그리고 재조합 E. coli와 Lumistox의 중금속에 대한 독성정도를 EC값으로 산출하였다. Cd, Cu, Hg, Zn에 대해서 E. coli DH5$\alpha$/pSB311은 Lumistox보다 더 민감하거나 유사한 반응을 보였다. 이는 Lumistox의 성장과 발광을 안정화시켜 주는 고농도의 salt에 의한 민감도의 저하에 따른 현상으로, 광산이나 공장폐수와 같은 수계의 중금속 독성도를 측정하기 위한 생물경보장치로 사용하기에는 해양 발광 미생물을 이용하기보다는 재조합 E. coli가 더 효과적임을 알 수 있었다.

• 미생물학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2000

발광 박테리아인 Photobacterium 종들의 lux 오페론 하부 영역에서 riboflavin 생합성에 관여하는 유전자들(ribⅠ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)이 발견되었다. Photobacterium phosphoreum의 lux 유전자와 rib 유전자를 포함하는 intergenic 영역의 단일사슬 DNA가 P. phosphoreum의 mRNA에 의하여 S1 nuclease digestion에서 손상받지 않았으며, ribⅠ에 의하여 암호화되는 P. phosphoreum의 riboflavin synthase의 활성도가 lux-specific한 효소들인 luciferase 혹은 fatty acid reductase 활성도와 같이 bioluminescence intensity의 발현과 함께 대수기 말기에서 증가하는 박테리아 발광반응의 특이한 조절 체계인 'autoinduction' 양상을 보였다. 또한 P. leiognathi의 luxB로부터 ribⅡ까지 포함하는 DNA를 강력한 lux 프로모터와 reporter(chloramphenicol acetyl transferase, CAT) 유전자 사이에 삽입하고 접합(conjugation)의 방법으로 P. leiognathi에 유전자 전이(gene transfer)시켜 CAT reporter 유전자의 발현을 P. leiognathi에서 조사한 바, 그 유전자의 발현 정도에 큰 차이가 없었을 뿐만 아니라 이 구조에서 lux 프로모터를 제거하게 되면 CAT reporter 유전자의 발현이 전혀 나타나지 않았다. 이들 실험 결과들은 lux 유전자와 rib 유전자의 intergenic영역에 lux 오페론의 전사 종결 구조(transcriptional terminator)가 존재하지 않으며 ribflavin 생합성 유전자들이 그들 고유의 프로모터에 의하여 전사되는 것이 아니라 lux 오페론의 프로모터에 의하여 발현됨을 나타내는 것으로, 이는 Photobacterium 종들에서 lux 유전자와 rib 유전자들은 공동의 발현 조절 체계를 갖는 것으로 요약된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제16권8호
• /
• pp.1285-1291
• /
• 2006

The proline utilization (put) operon of Vibrio vulnificus consists of the putAP genes encoding a proline dehydrogenase and proline permease. The result of put-lux transcriptional fusion analysis suggests that the V vulnificus putAP operon is not autoregulated by the PutA protein. A putR null mutation decreased proline dehydrogenase activity and the level of the put transcripts, indicating that transcription of putAP is under the positive control of PutR. The deduced amino acid sequence of the putR was similar to those reported from other bacteria with high levels of identity. Chromatin IP and GST pull-down assays revealed that PutR specifically binds to the putAP promoter region in vivo, and interacts with CRP in vitro. Taken together, the results suggested that PutR exerts its effect on putAP expression by directly interacting with CRP bound to the upstream region of P$_{put}$.

• 한국식물병리학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.13-18
• /
• 1998

The use of bioluminescence as a sensitive marker for the detection of Pseudomnas sp. in the rhizosphere was investigated. Transposon Tn4431 which contains a promoterless luciferase operon and tetracycline resistant gene was used. This transposon, present on a suicide vector (pUCD623) in E. coli HB101, was mated with spontaneous rifampicin mutant of Pseudomonas fluorescens B16, a plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), and then rifampicin and tetracycline resistant survivors were isolated. Twenty tow mutants wer isolated from the conjugants between E. coli HB101 and P. fluorescens B16. One of these, B16::Tn4431 (L22) recombinant which glowed brightly in the dark was selected for analysis. The cucumber seeds inoculated with L22 were grown in moisten two layers of filter paper and nonsterile soil contained in half cut PVC pipe. The roots were removed from the filter paper and PVC pipe, then placed on the 1/2 LB media plates. The plates were incubated at room temperature for 16 hr. L22 could successfully be detected in the rhizoplane by using the ordinary negative camera film (ASA100-400) with 30 minutes exposure under dark condition. The root colonizing ability and the plant growth promoting effect of L22 were not reduced compared to the untreated bacteria and wild type. L22 was superior to will type.