효모균에서의 유전자 재조합에 의한 단백절 생산에 미치는 유전학적, 환경적인 요인의 영향을 연구하였. Plasmid 안정도와 개수는 $REP^+$ 체계 에서 대단히 높은 반면, rep 체계에서는 매우 낮았다. $2{\mu}m$ circle plasmid genome을 포함하는 plasmid의 경우에 있어서. $[cir^o]$ 형 세포에서의 plasmid 안정도와 개수가 $[cir^+]$형 세포에서보다 높기때문에 $[cir^+o]$형 세포가 더 선호되는 세포였다. 유전자 발현은 plasmid 개수와 안정도에 좌우 되었다. 촉진제의 양이 유전자 발현에 매우 중요 한 역할을 했다. 유전자 발현의 촉진에 필요한 g떠actose의 농도는 0.8% 이 변 충분했다. 높은 안정 도와 개수를 갖는 plasmid의 경우 촉진속도는 매우 빨랐다. Galactose가 배양의 시작부분부터 첨가 될 때가 mid-exponential ph잃e에 첨가될 때보다 유전자 발현의 극대점에 이르는 시간이 걸었다. 상대적 촉진제의 양이 증가함에 따라 glucc잉e억제 현상은 감소되었다.
The effect of stb locus of E. COLI IncFII plasmid NR1 on the stability of chimeric plasmids was investigated. First, we have isolated the stability locus (stb) from E. coli NR1 plasmid and then inserted into the three different vectors, pUC8, YRp17 and YEp24. By examining their stability in E. coli and yeast, we showed that the recombinant plasmids containing stb locus were resonably stable. Also, by comparing the amounts of the rDNA fragments per haploid genome with those of the plasmid fragments, we showed they copy number of recombinant plasmids was not increased. Consequently, the stb locus of E. coli IncFII plasmid NR1 stabilized the chimeric plasmids but did not affect the replication or copy number of plasmids.
Staphylococcus aureus DH1에서 분리된 R-plasmid pSBK203상의 복제개시 인자인 rep 유전자산물의 발현이 어떻게 조절되는가를 밝히기 위해 관련 부위를 확인하고 cloning한 후 그 염기서열을 결정하였으며 이를 같은 계열에 속하는 pT181족 plasmid들의 서열과 그 상동성을 비교 분석하였다. 복제 조절 관련 부위에 염기 삽입 및 염기 결손을 유도함으로써 얻어진 변이체들의 copy수를 측정하여 그 복제 조절 기능에 초래된 변화를 확인하였다.
효모 유전자 운반체의 유형을 특징지우는 ARS1 (autonomous replicating sequence), CEN3 (centromere), 2 $\mu$m OR (yeast plasmid의 origin of replication)의 DNA 절편을 재조합하여 만든 유전자 운반체들의 형질전환력, 안정도 및 운반체 수를 효모균주 SHY4(cir$^+$)와 NNY1(cir$^{\circ}$)에서 비교 조사하였다. CEN3를 갖는 유전자 운반체는 매우 안정하나 세포당 수가 하나로 매우 낮으며 2 $\mu$m OR과 ARS1 을 동시에 갖는 유전자 운반체는 안정할 뿐만 아니라 세포당 수도 높으며 균주내에 존재하는 2 $\mu$m 플라스미드는 2 $\mu$m OR을 가지는 유전자 운반체의 복제에 영향을 준다는 사실을 알 수 있었다.
포도당 억제현상은 유전자 조작 및 induder에 의해 감소될 수 있다. UA8G와 GALl TATA box 사 이에서의 유전자 삭제는 포도당 억제현상을 줄이고 갈락토스가 존재하지 않는 조건에서 지속적인 유전자 발현을 도모했다. 상대적 inducer의 양(갈락토스/포 도당 농도의 비)은 유전자 발현 및 포도당 억제현상 에 영향을 주었다. 포도당 억제현상은 상대적 inducer의 양이 증가함에 따라 2-5배 정도 감소하였다. 또한 유전자 발현은 플라즈미드의 수에 좌우된다. 배지에 갈락토스만 았을 경우 유전자 발현은 플라즈 마드의 수가 증가함에 따라 증가하였다. 반면에 배지에 포도당과 갈락토스가 함께 있는 경우 (2% G Glu+2% Gal), 플라즈미드의 수는 유전자 발현에 별다른 영향을 주지 못했다. 그러나 높은 상대적 md ducer 양이 배지에 있는 경우 (0.4% Glu+0.8% Gal), 플라즈미드의 수가 증가함에 따라 유전자 발 현이 증가하였다. 즉, 포도당 억제현상을 줄임으로써 유전자 발현효율을 높이고자 할 때 갈락토스의 농도 를 증가시키는 경우보다는 포도당의 농도를 낮춤으 로써 상대적 inducer의 양음 높여 유전자 발현을 유 도하는 방법이 보다 효율적인 것으로 나타났다.
The effect of E. coli plasmid DNA sequences contained by chimeric vectors on plasmid replication was investigated. We constructed YRp7- or 2.$\mu$m circle-based plasmids containing E. coli plasmid DNA sequences and those not containing it. By examining their maintenance in yeast, we showed that plasmid without E. coli plasmid DNA sdquences was nore stable and presented higher copy number, and espressed higher level of hepatitis B viral surface antigen as a foreign gene. This result suggested that E. coli plasmid DNA sequences within chimeric plasmid somehow inhibited plasmid replication in yeast.
복잡한 진핵생물에서의 물리적 지도 작성이나 기능해석에 효모인공염색체(YAC)를 이용하기 위해서는 원하는 target region의 인공염색체화 및 single-copy인 YAC의 복제수를 늘이는 것이 요구된다. 본 연구에서는 YAC manipulation system에 복제수 증폭시스템(copy number amplification system)을 도입한 Simultaneous YAC Manipulation-Amplification (SYMA) system을 구축하였다. 식물염색체를 가진 YAC clone의 splitting과 증폭을 위해 conditional centromere와 thymidine kinase (TK) 유전자를 가진 pBGTK plasmid를 구축하였고, splitting fragment의 PCR을 위한 주형으로 사용하였다. 590 kb의 YAC clone은 splitting과 동시에 copy number amplification element를 가진 100 kb YAC와 490 kb YAC로 분리되었고, 100 kb YAC는 유도기질로 3 mg/ml sulfanilamide와 $50\;{\mu}g/ml$ methotrexate (S3/M50)의 첨가에 의해 14.4배로 그 복제수가 증가하였음을 확인할 수 있었다.
Separate protocols are commonly used to prepare plasmid DNA, chromosomal DNA, or total RNA from E. coli cells. Various methods for the rapid preparation of plasmid DNA have been developed previously, but the preparation of the chromosomal DNA and total RNA are usually laborious. We report here a simple, fast, reliable, and cost-effective method to extract total nucleic acids from E. coli by direct lysis of the cells with phenol. Five distinct and sharp bands, which correspond to chromosomal DNA, plasmid DNA, 23S rRNA, 16S rRNA, and a mixture of small RNA, were observed when analyzing the prepared total nucleic acids on a regular 1-2% agarose gel. The simple and high-quality preparation of the total nucleic acids in a singe tube allowed us to rapidly screen the recombinant plasmid, as well as to simultaneously monitor the change of the plasmid copy number and rRNA levels during the growth of E. coli in the liquid medium.
Song, Ju-Yeon;Kim, Eun-Sook;Kim, Dae-Wi;Jesen, Susan E.;Lee, Kye-Joon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제18권3호
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pp.417-426
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2008
The effect of increasing levels of proclavaminate amidino hydrolase (Pah) on the rate of clavulanic acid production in Streptomyces clavuligerus ATCC 27064 was evaluated by increasing dosoge of a gene (pah2) encoding Pah. A strain (SMF5703) harboring a multicopy plasmid containing the pah2 gene showed significantly retarded cell growth and reduced clavulanic acid production, possibly attributable to the deleterious effects of the multicopy plasmid. In contrast, a strain (SMF5704) carrying a single additional copy of pah2 introduced into chromosome via an integrative plasmid showed enhanced production of clavulanic acid and increased levels of pah2 transcripts. Analysis of transcripts of other genes involved in the clavulanic acid biosynthetic pathway revealed a pattern similar to that seen in the parent. From these results, it appears that clavulanic acid production can be enhanced by duplication of pah2 through integration of a second copy of the gene into chromosome. However, increasing the copy number of only one gene, such as pah2, does not affect the expression of other pathway genes, and so only modest improvements in clavulanic acid production can be expected. Flux controlled by Pah did increase when the copy number of pah2 was doubled, suggesting that under these growth conditions, Pah levels may be a limiting factor regulating the rate of clavulanic acid biosynthesis in S. clavuligerus.
Saccharomjyces cerevisiae에서 KEM1 유전자는 세포분열시 microtubules과 spindle pole body 구조체의 새로운 기능에 관여하는 것으로 알려져 있다. KEM1과 유사하거나 연관이 있는 기능을 갖는 새로운 유전자들을 찾는 목적으로 kem1 돌연변이의 high copy suppressor 유전자, ROK1, 를 찾아냈다. ROK1은 high copy 플라스미드에 클로닝되었을 때 kem1을 suppression 하고, low copy 플라스미드에서는 suppression 하지 않는다. kem1 돌연변이의 benomyl에 대한 민감성과 Kar enhancing 표현서을 동시에 suppression 하는 두 개의 클론을 분리하였으며, 제한요소로 분석했을 때 9.0kb의 insert 를 지닌 동일한 클론이었다. 이 suppressor 유전자 ROK1의 제한지도를 작성하였고, 그 결과 KEM1 이 아닌 다른 유전자인 것으로 나타났다. Suncloning 실험으로 ROK1은 적어도 3.0kb의 기능부위를 갖음을 확인했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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