Song, Hae Jung;Lee, JunMo;Graf, Louis;Rho, Mina;Qiu, Huan;Bhattacharya, Debashish;Yoon, Hwan Su
ALGAE
/
v.31
no.2
/
pp.137-154
/
2016
Next generation sequencing (NGS) technologies have revolutionized many areas of biological research due to the sharp reduction in costs that has led to the generation of massive amounts of sequence information. Analysis of large genome data sets is however still a challenging task because it often requires significant computer resources and knowledge of bioinformatics. Here, we provide a guide for an uninitiated who wish to analyze high-throughput NGS data. We focus specifically on the analysis of organelle genome and metagenome data and describe the current bioinformatic pipelines suited for this purpose.
The liverwort Pellia borealis is a diploid, monoecious, allopolypliod species (n=18) that as it was postulated, originated after hybridization and duplication of chromosome sets of two cryptic species: Pellia epiphylta-species N (n=9) and Pellia epiphylla-species 5 (n=9). Our recent results have supported the allopolyploid origin of P.borealis. We have shown that the nuclear genome of P.borealis consists of two nuclear genomes: one derived from P.epiphylla-species N and the other from P.epiphylla-species 5. In this paper we show the origin of chloroplast and mitochondrial genomes in an allopolyploid species P.borealis. To our knowledge there is no information concerning the way of mitochondria and chloroplast inheritance in Brophyta. Using an allopolyploid species of p. borealis as a model species we have decided to look into chloroplast and mitochondrial genomes of P.borealis, P.epiphylla-species N and P.epiphylla-species S for nucleotide sequences that would allow us to differentiate between both cryptic species and to identify the origin of organelle genomes in the alloploid species. We have amplified and sequenced a chloroplast $tRNA^{Leu}$ gene (anticodon UAA) containing an intron that has shown to be highly variable in a nucleotide sequence and used for plant population genetics. Unfortunately these sequences were identical in all three liverwort species tested. The analysis of the nucleotide sequence of chloroplast, an intron containing $tRNA^{Gly}$ (anticodon UCC) genes, gave expected results: the intron nucleotide sequence was identical in the case of both P.borealis and P.epiphyllaspecies N, while the sequence obtained from P.epiphyllasperies S was different in several nucleotide positions. These results were confirmed by the nucleotide sequence of another chloroplast molecular marker the chloroplast, an intron-contaning $tRNA^{Lys}$ gene (anticodon UUU). We have also sequenced mitochondrial, an intron-containing $tRNA^{Ser}$ gene (anticodon GCU) in all three liverwort species. In this case we found that, as in the case of the chloroplast genome, P.borealis mitochondrial genome was inherited from P.epiphylla-species N. On the basis of our results we claim that both organelle genomes of P.borealis derived from P.epiphylla-species N.
As the complete genomic sequences accumulate, the use of global techniques became possible. DNA microarray is a powerful technology for measuring global mRNA levels. This method, however, does not provide information on post-translational modifications of proteins. In addition, mRNA levels do not strictly correlate with protein concentrations, especially for lower-abundance proteins. Therefore, studies at the level of transcription are not sufficient to understand cellular activity. Proteomic techniques to analyze protein expression and function at the large-scale have been developed and used. This review introduces a simple explanation for proteomic analysis and examples of how proteomics is applied in cell biology.
Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
/
2023.04a
/
pp.15-15
/
2023
The chloroplast (cp) is an autonomous plant organelle with an individual genome that codes for essential cellular functions. The architecture and gene content of the cp genome is highly conserved in angiosperms. The plastome of Corydalis belongs to the Papaveraceae family, and the genome is comprised of unusual rearrangements and gene content. Thus far, no extensive comparative studies have been carried out to understand the evolution of Corydalis chloroplast genomes. Therefore, the Corydalis platycarpa cp genome was sequenced, and wide-scale comparative studies were conducted using publicly available twenty Corydalis plastomes. Comparative analyses showed that an extensive genome rearrangement and IR expansion occurred, and these events evolved independently in the Corydalis species. In addition, the protein-coding genes accD and the ndh gene loss events occurred in the common ancestor of the Corydalis and sub-clade of the Corydalis lineage, respectively. The gene ndh lost in the Corydalis-sub clade species is distributed predominantly in the Qinghai-Tibetan plateau (QTP) region. The molecular clock analysis suggests that the divergence time of all the ndh gene lost Corydalis sub-clade species occurred in the 44.31 - 15.71 mya. These results coincide very well with the uplift of the Qinghai-Tibet Plateau in the Oligocene and Miocene periods, and maybe during this period, it probably triggered the radiation of the Corydalis species. To the best of the authors' knowledge, this is the first large-scale comparative study of Corydalis plastomes and their evolution. The present study may provide insights into the plastome architecture and the molecular evolution of Corydalis species.
Mitochondrion is an intracellular organelle with its own genome. Its function in cellular metabolism is indispensable that mitochondrial dysfunction gives rise to multisystemic failure. The manifestation is most prominent with tissues of high energy demand such as muscle and nerve. Mitochondrial myopathies occur not only by mutations in mitochondrial genome, but also by defects in nuclear genes or secondarily by toxic insult on mitochondrial replication. Currently curative treatment modality does not exist and symptomatic treatment remains mainstay. Administration of L-arginine holds great promise according to the recent reports. Advances in mitochondrial RNA import might enable a new therapeutic strategy.
The chloroplast has been the prime light-energy harvesting organelle on earth. It also carries out several key metabolic processes, such as lipid synthesis and nitrogen metabolism. Even though the chloroplast has its own genome, its coding capacity can afford only dozens of proteins, and most of the proteins functioning in the chloroplast are imported from the cytosol where nuclear encoded chloroplast genes are synthesized on free cytosokic ribosomes. Precursor proteins synthesized on cytosolic ribosomes have transit peptides at the amino termini of the proteins, and the transit peptide is sufficient to transfer chloroplast proteins from the cytosol into the chloroplast. When comparing amino acid sequences duduced from the nucleotide sequences of the clones of the chloroplast proteins, high homologies can be found among the transit peptides of proteins with the same function. Overall amino acid compositions of the transit peptides show amphiphilic characters of the transit peptides, and the amphiphilicity indicates that three dimensional structure of the transit peptide is responsible for the translocation of the chloroplast proteins.
Cytoplasmic male sterility (CMS) is a maternally inherited trait leading to loss of the ability to produce fertile pollen and is extensively used in hybrid crop breeding. Ogura-CMS was originally generated by insertion of orf138 upstream of atp8 in the radish mitochondrial genome and transferred to Brassica crops for hybrid breeding. Gene expression changes by dysfunctional mitochondria in Ogura-CMS result in pollen developmental defects, but little is known about gene expression patterns in vegetative tissue. To examine the interaction between nuclear and organellar regulation of gene expression, microarray and subsequent gene expression experiments were conducted with leaves of $F_1$ hybrid Chinese cabbage derived from self-incompatible (SI) or Ogura-CMS parents (Brassica rapa ssp. pekinensis). Out of 24,000 genes deposited on a KBGP24K microarray, 66 genes were up-regulated and 26 genes were down-regulated by over 2.5 fold in the CMS leaves. Up-regulated genes included stress-response genes and mitochondrial protein genes, while genes for ascorbic acid biosynthesis and thylakoid proteins were down-regulated. Most of the major component genes for light reactions of photosynthesis were highly expressed in leaves of both SI and CMS plants, but most of the corresponding proteins were found to be greatly reduced in leaves of CMS plants, indicating posttranscriptional regulation. Reduction in thylakoid proteins and chlorophylls led to reduction in photosynthetic efficiency and chlorosis of Ogura-CMS at low temperatures. This research provides a foundation for studying chloroplast function regulated by mitochondrial signal and for using organelle genome introgression in molecular breeding.
Lee Bong-Choon;Hong Yeon-Kyu;Hong Sung-Jun;Park Sung-Tae
Research in Plant Disease
/
v.12
no.1
/
pp.25-27
/
2006
Rice dwarf phytoreovirus (RDV), a member of the family Reoviridae has a genome composed of 12 segmented dsRNAs designated as 51 to 512 with an increasing order of mobility in polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE). RDV encode 12 structural and non-structural proteins, $P1{\sim}P12$ which are encoded by the $S1{\sim}S12$ segments of the dsRNA genome, respectively. In this experiment, we confirmed in situ localization of RDV particles and P12 in cytoplasm of infected rice plant. We observed specific reaction of the gold particles using virus particle and P12 protein specific antiserum with protein A-gold immunolabelling in electron microscope. It was observed that gold particles specifically react to virus particles in cytoplasm in case using the antiserum for virus particles. In the case of antiserum for P12 protein, gold particles sporadically existing on cytoplasm without existing in organelle of cytoplasm specifically. As this result, RDV P12 protein encoded by S12 located in cytoplasm.
Kim, Ho Bang;Lee, Hyoungseok;Oh, Chang Jae;Lee, Nam Houn;An, Chung Sun
Molecules and Cells
/
v.23
no.1
/
pp.115-121
/
2007
Root nodule formation is controlled by plant hormones such as auxin. Auxin-repressed protein (ARP) genes have been identified in various plant species but their functions are not clear. We have isolated a full-length cDNA clone (EuNOD-ARP1) showing high sequence homology to previously identified ARP genes from root nodules of Elaeagnus umbellata. Genomic Southern hybridization showed that there are at least four ARP-related genes in the genome of E. umbellata. The cDNA clone encodes a polypeptide of 120 amino acid residues with no signal peptide or organelle-targeting signals, indicating that it is a cytosolic protein. Its cytosolic location was confirmed using Arabidopsis protoplasts expressing a EuNOD-ARP1:smGFP fusion protein. Northern hybridization showed that EuNOD-ARP1 expression was higher in root nodules than in leaves or uninoculated roots. Unlike the ARP genes of strawberry and black locust, which are negatively regulated by exogenous auxin, EuNOD-ARP1 expression is induced by auxin in leaf tissue of E. umbellata. In situ hybridization revealed that EuNOD-ARP1 is mainly expressed in the fixation zone of root nodules.
Proceedings of the Botanical Society of Korea Conference
/
1985.08b
/
pp.35-48
/
1985
Plastids, which are organelles unique to plant cells, bear their own genome that is organized into DNA-protein complexes (nucleoids). Regulation of gene expression in the plastid has been extensively investigated because this organelle plays an important role in photosynthesis. Few attempts, however, have been made to characterize the regulation of plastid gene expression at the chromosomal structure, using plastid nucleoids. In this report, we summarize the recent progress in the characterization of DNA-binding proteins in plastids, with special emphasis on CND41, a DNA binding protein, which we recently identified in the choloroplast nucleoids from photomixotrophically cultured tobacco cells. CND41 is a protein of 502 amino acids which consisted of a transit peptide of 120 amino acids and a mature protein of 382 amino acids. The N-terminal of the 'mature' protein has lysine-rich region which is essential for DNA-binding. CNA41 also showed significant identities to some aspartyl proteases. Protease activity of purified CND41 has been recently confirmed and characterized. On the other hand, characterization of accumulation of CND41 both in wild type and transgenic tobacco with reduced amount of CND41 suggests that CND41 is a negative regulator in chloroplast gene expression. Further investigation indicated that gene expression of CND41 is cell-specifically and developmentally regulated as well as sugar-induced expression. The reduction of CND41 expression in transgenic tobacco also brought the stunted plant growth due to the reduced cell length in stem. GA3 treatment on apical meristem reversed the dwarf phenotype in the transformants. Effects of CND41 expression on GA biosynthesis will be discussed
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.