• 제목/요약/키워드: protein sequences

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The Use of the Internal Transcribed Spacer Region for Phylogenetic Analysis of the Microsporidian Parasite Enterocytozoon hepatopenaei Infecting Whiteleg Shrimp (Penaeus vannamei) and for the Development of a Nested PCR as Its Diagnostic Tool

  • Ju Hee Lee;Hye Jin Jeon;Sangsu Seo;Chorong Lee;Bumkeun Kim;Dong-Mi Kwak;Man Hee Rhee;Patharapol Piamsomboon;Yani Lestari Nuraini;Chang Uook Je;Seon Young Park;Ji Hyung Kim;Jee Eun Han
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제34권5호
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    • pp.1146-1153
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    • 2024
  • The increasing economic losses associated with growth retardation caused by Enterocytozoon hepatopenaei (EHP), a microsporidian parasite infecting penaeid shrimp, require effective monitoring. The internal transcribed spacer (ITS)-1 region, the non-coding region of ribosomal clusters between 18S and 5.8S rRNA genes, is widely used in phylogenetic studies due to its high variability. In this study, the ITS-1 region sequence (~600-bp) of EHP was first identified, and primers for a polymerase chain reaction (PCR) assay targeting that sequence were designed. A newly developed nested-PCR method successfully detected the EHP in various shrimp (Penaeus vannamei and P. monodon) and related samples, including water and feces collected from Indonesia, Thailand, South Korea, India, and Malaysia. The primers did not cross-react with other hosts and pathogens, and this PCR assay is more sensitive than existing PCR detection methods targeting the small subunit ribosomal RNA (SSU rRNA) and spore wall protein (SWP) genes. Phylogenetic analysis based on the ITS-1 sequences indicated that the Indonesian strain was distinct (86.2% nucleotide sequence identity) from other strains collected from Thailand and South Korea, and also showed the internal diversity among Thailand (N = 7, divided into four branches) and South Korean (N = 5, divided into two branches) samples. The results revealed the ability of the ITS-1 region to determine the genetic diversity of EHP from different geographical origins.

SLA Class III 영역의 돼지 Complement Factor B(CFB) 유전자의 Cloning, cSNP 동정 및 유전자형 분석 (Cloning, cSNP Identification, and Genotyping of Pig Complement Factor B(CFB) Gene Located on the SLA Class III Region)

  • 김재환;임현태;서보영;종타오;유채경;정은지;전진태
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제50권6호
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    • pp.753-762
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    • 2008
  • GenBank database로부터 돼지 genomic 서열과 사람의 CFB 유전자의 CDS를 정렬하여 돼지 CFB 유전자의 CDS를 추정하였다. 이를 바탕으로 제작된 primer를 이용하여 RT-PCR을 실시하여 CDS 내부서열을 결정하였으며, 결정된 서열을 바탕으로 primer 제작 및 RACE-PCR을 실시하였다. 돼지 CFB 유전자의 전체 CDS 길이는 2298 bp였으며, 사람 및 마우스와의 비교결과 염기삽입/결실이 확인되었다. CDS 및 아미노산 서열을 사람 및 마우스와 비교한 결과 CDS는 84% 및 80%, 아미노산 서열은 79%, 77%의 상동성을 보였다. 포유류의 CFB에서 일반적으로 나타나는 보체조절단백질(complement control protein, CCP) 영역, Von willebrand factor A(VWFA) 영역, 그리고 serine protease 영역이 확인되었으며, 단백질 기능에 중요하게 작용하는 아미노산 잔기들은 돼지를 포함한 사람, 마우스, 소, 말에서 동일하게 나타났다. 사람, 마우스, 소, 말, 돼지 CFB 유전자의 아미노산 서열에 의한 유전적 거리지수 및 neighbor-joining tree 작성 결과 돼지는 같은 우제목에 속하는 소와 가장 가까운 계통유전학적 유연관계를 나타내었다. 결정된 CDS를 바탕으로 exon 영역을 증폭하기 위한 primer를 제작하였고, cSNP 분석을 위해서 돼지 6품종을 대상으로 direct sequencing을 실시하였다. 그 결과 아미노산 치환을 일으키는 3개(C13T, A1696G, A2015C)의 cSNP가 동정되었다. 동일한 DNA를 사용하여 동정된 3개의 cSNP를 대상으로 Multiplex- ARMS 방법으로 유전자형 분석 결과 direct sequencing 결과와 일치하였다. Multiplex-ARMS 방법의 재현성 확인을 위해 무작위로 2개의 DNA 시료를 선발한 후 direct sequencing과 Multiplex-ARMS 분석을 각각 실시하였으며, 3개의 cSNP에 대한 유전자형이 일치함을 재확인하였다. 따라서 본 연구에서 확인된 3개의 cSNP는 SLA class III 영역의 haplotype 분석을 위한 기초 자료로 사용될 수 있으며, Multiplex- ARMS 기법은 이종장기 개발에 필수적인 SLA 전체 영역 내 유전자들의 유전자형 분석을 위한 효율적인 분석방법이라고 사료된다.

Comparison of Physicochemical Properties and Analysis of sEquence Structure Relationships of Commercial Dongchongxiacao of Three Species in Korean Market

  • Nam, Sung-Hee;Yeo, Joo-Hong;Hwang, Jae-Sam;Hong, In-Pyo;Han, Sang-Mi;Cho, Yu-Young;Choi, Ji-Young;Lee, Kwang-Gill;Yoon, Cheol-Sik;Lee, Sang-Han
    • International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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    • 제20권1호
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    • pp.29-35
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    • 2010
  • To compare the quality of manufactured goods distributed in the domestic markets, 6 isolates of Dongchongxiacao products, namely, 4 Paecilomyces tenuipes specimens (J2P, 901A, 901B, and 901C), 1 Cordyceps militaris specimen (901D), and 1 Cordyceps sinensis specimen (CI-1), were analyzed for their physicochemical properties and sequence-structure relationships. P. tenuipes (J2P), a kind of Dongchongxiacao, was successfully inoculated on silkworms by percutaneous infection of Rural Development AdminstraionNam et al., 1999); fruiting bodies were then formed on the complete surface of the pupa. Since P. tenuipes (J2P) from silkworm larva was also proved to have remarkable pharmacological activities, it has been produced in bulk and has been successfully sold to buyers in the Korean market. Additionally, imitation products such as 901A, 901B, 901C, 901D, and CI-1 were sold simultaneously, resulting in deterioration of product quality. This research focuses on establishing quality standards to discriminate between the original and imitation products circulating in the market. The products obtained for the experiments included J2P, 901A, 901B, 901C, 901D, and CI-1; proximate analysis was performed for these products. The hosts and methods of conidia inoculation for proliferation of mycelia differed among the products. P. tenuipes (J2P) was proliferated in live silkworm larvae, and dead silkworm pupae were used to produce 901A, 901B, and 901C. On the other hand, 901D was produced on hulled rice medium. Quality analysis of C. sinensis revealed that CI-1, which was imported from China, smelled bad and proved to be a counterfeit with the fruiting body glued to the insect by twigs. The results of the proximate analysis of 901A, 901B, 901C, and 901D were similar to those of J2P with respect to the moisture content. Otherwise, J2P contained higher crude protein than 901A, 901B, 901C, and 901D, but contained very low fat. C. militaris (901D) and C. sinensis (CI-1) had low crude protein content-12.79% and 9.78% respectively-as compared to that of J2P, which was 62.38%. In contrast to the crude ash content of 6.4% in J2P, the crude ash content of CI-1 was 18.51% and this specimen was found to contain many impurities. phylogenetic analysis of P. tenuipes revealed that the sequence similarity of J2P, 901B, and 901C was in the range of 92.3~92.7%. Additionally, differences in the sequences were found at the positions 65 bp, 436 bp, 441 bp, 463 bp, etc.

누에나방 수명관련 특이발현 유전자 탐색 (Investigation of lifespan related genes of the silkmoth, Bombyx mori L)

  • 최광호;구태원;김성렬;김성완;강석우;강필돈
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제51권2호
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    • pp.211-217
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    • 2013
  • 일반적으로 누에나방의 평균 생존시수는 암컷과 수컷이 각각 8일과 5일로 알려져 있다. 그러나 J037 품종의 성충 수명은 상당히 길며, 반대로 Daizo(sdi) 품종은 상당히 짧은 성충 수명 특성을 갖고 있다. 이러한 누에 품종 간 성충 수명의 차이는 유전적 차이에 따른 현상으로 추정되어 왔다. 본 연구에서는 장단명누에 품종의 발현유전자를 분석함으로써 누에 수명 관련 유전자를 탐색하여 그 특성을 분석하고자 하였다. 우선, 장명 수나방 mRNA를 사용하여 cDNA 유전자은행을 제작하고, 제작된 유전자은행으로부터 2,688개 클론을 무작위 선발한 후 장단명 수나방 cDNA를 각각의 탐침으로 차별화선별을 수행하였다. 본 연구에서 차별화 발현하는 193개의 클론을 선발하여 EST 상동성 분석을 통해 최종적으로 154개의 J037 수나방 수명 관련 독립유전자를 선발할 수 있었는데, 장명 탐침에서 과발현하는 124개와 단명 탐침에서 과발현하는 30개로 구성된다. 154개 독립유전자 중 가장 많은 발현빈도수를 보인 유전자는 cytochrome oxidase subunit-1으로서 모두 9회로 확인되었고, 현재까지 기능에 관해 알려진 바 없는 1-50번 독립유전자가 5회로 두 번째로 높은 발현빈도를 보였다. 154개 선발 독립유전자를 기능별로 분류한 결과, unclassified protein군에 가장 많은 24%의 독립유전자가 포함되어 있었다. 본 연구에서 두 번째로 발현빈도가 높은 클론(ID;1-50)의 염기서열 및 아미노산 서열을 분석하였는데, 1-50번 유전자는 전체 1,523 bp 염기로 구성되어 있으며, 723개 염기쌍이 240개의 아미노산을 coding 하고 있었다. 본 연구에서 선발된 주요 수명 관련 유전자는 국제유전자은행 EST database에 등록하였다.

인체 폐암세포주에서 NF-$\kappa$B p50/p65 Complex의 활성화 (Activation of the NF-$\kappa$B p50/p65 Complex in Human Lung Cancer Cell Lines)

  • 최형석;유철규;이춘택;김영환;한성구;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제46권2호
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    • pp.185-194
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    • 1999
  • 연구배경: NF-$\kappa$B는 단백질이 생성된 후의 변형(post-translational modification)과 세포내에서의 위치 변화(subcellular localization)에 따라 그 작용이 결정되는 특성을 가진 전사 인자로서 최초에는 면역반응에 있어 중요한 역할을 하는 사실이 알려졌으나 그후 이러한 작용이외에도 급성기 염증 반응, 바이러스의 증식, 세포의 발생과 분화에 있어 중요한 작용을 한다는 사실이 알려지게 되었다. 최근의 연구들에서 NF-$\kappa$B 전사 인자가 정상 세포로부터 암세포로의 형질전환에 있어서도 어떤 기능을 할 것이라는 사실들이 알려지게 되었다. NF-$\kappa$B가 암세포로의 형질 전환, 나아가 암세포의 생성에 어떤 역할을 제공한다면 이러한 사실은 나아가 향후의 암치료에 있어서도 유용한 지식이 될 수 있다. NF-$\kappa$B 전사 인자가 인체 암세포에 있어서 세포의 형질 변환에 연관될 수 있다는 사실은 몇몇 암종에서 알려져 있으나 폐암에서의 NF-$\kappa$B 전사 인자의 종양 생성기능에 있어서는 아직 연구된 바가 없다. 방 법: 본 연구에서는 배양된 인체 폐암세포주에 있어서 NF-$\kappa$B family 전사 인자들의 발현정도를 western blot를 이용하여 관찰하고 과발현된 NF-$\kappa$B 전사 인자의 세포내 위치가 세포핵인지 세포질내에 존재하는 것인지를 각각의 단백질 분획에서 western blot를 시행하여 관찰하였고 또한 immunocy-tochemistry를 시행하여 그 발현 양상을 확인하였다. 존재하는 NF-$\kappa$B 전사 인자가 어떠한 복합체의 형태인지를 알아보기 위하여 세포주의 단백 추출물에서 NF-$\kappa$B family 전사 인자에 대한 항체를 사용하여 immunoprecipitation을 시행하였다. 세포주 단백추출물의 $\kappa$B consensus oligonucleotide에의 결합여부를 보기위하여 electrophoretic mobility shift assay를 시행하였다. 결 과: 배양된 인체 폐암세포주에서는 NF-$\kappa$B family의 p50 subunit, p65 subunit가 발현되어 있었고 p50 subunit의 발현은 세포핵내에 국한하여 위치하고 있음을 western blot와 immunocytochemistry를 통하여 관찰할 수 있었다 immunoprecipitation assay는 세포내에서 p50 subunit가 p65 subunit와 복합체를 이루는 상태로 존재하고 있음을 보여주었다. 폐암세포주의 세포핵 추출물은 NF-$\kappa$B consensus oligonucleotide와 결합할 수 있음을 electrophoretic mobility shift assay를 통하여 확인할 수 있었다. 결 론: 인체 폐암세포주에서 NF-$\kappa$B family 전사 인자의 발현이 활성화되어 있으며 NF-$\kappa$B family 전사 영자가 인체 폐암 형성에 있어 어떤 역할을 할 가능성을 시사한다.

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Expression of CsRCI2s by NaCl stress reduces water and sodium ion permeation through CsPIP2;1 in Camelina sativa L.

  • Kim, Hyun-Sung;Lim, Hyun-Gyu;Ahn, Sung-Ju
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.194-194
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    • 2017
  • Camelina (Camelina sativa L.) is a potential bio-energy crop that has short life cycle about 90 days and contains high amount of unsaturated fatty acid which is adequate to bio-diesel production. Enhancing environmental stress tolerance is a main issue to increase not only crop productivity but also big mass production. CsRCI2s (Rare Cold Inducible 2) are cold and salt stress related protein that localized at plasma membrane (PM) and assume to be membrane potential regulation factor. These proteins can be divide into C-terminal tail (CsRCI2D/E/F/G) or no-tail group (CsRCI2A/B/C/H). However, function of CsRCI2s are less understood. In this study, physiological responses and functional characterization of CsRCI2s of Camelina under salt stress were analyzed. Full-length CsRCI2s (A/B/E/F) and CsPIP2;1 sequences were confirmed from Camelina genome browser. Physiological investigations were carried out using one- or four-week-old Camelina under NaCl stress with dose and time dependent manner. Transcriptional changes of CsRCI2A/B/E/F and CsPIP2;1 were determined using qRT-PCR in one-week-old Camelina seedlings treated with NaCl. Translational changes of CsRCI2E and CsPIP2;1 were confirmed with western-blot using the antibodies. Water transport activity and membrane potential measurement were observed by cRNA injected Xenopus laevis oocyte. As results, root growth rate and physiological parameters such as stomatal conductance, chlorophyll fluorescence, and electrolyte leakage showed significant inhibition in 100 and 150 mM NaCl. Transcriptional level of CsPIP2;1 did not changed but CsRCI2s were significantly increased by NaCl concentration, however, no-tail type CsRCI2A and CsRCI2B increased earlier than tail type CsRCI2E and CsRCI2F. Translational changes of CsPIP2;1 was constitutively maintained under NaCl stress. But, accumulation of CsRCI2E significantly increased by NaCl stress. CsPIP2;1 and CsRCI2A/B/E/F co-expressed Xenopus laevis oocyte showed decreased water transport activity as 61.84, 60.30, 62.91 and 76.51 % at CsRCI2A, CsRCI2B, CsRCI2E and CsRCI2F co-expression when compare with single expression of CsPIP2;1, respectively. Moreover, oocyte membrane potential was significantly hyperpolarized by co-expression of CsRCI2s. However, higher hyperpolarized level was observed in tail-type CsRCI2E and CsRCI2F than others, especially, CsRCI2E showed highest level. It means transport of $Na^+$ ion into cell is negatively regulated by expression of CsRCI2s, and, function of C-terminal tail is might be related with $Na^+$ ion influx. In conclusion, accumulation of NaCl-induced CsRCI2 proteins are related with $Na^+$ ion exclusion and prevent water loss by CsPIP2;1 under NaCl stress.

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Bacillus thuringiensis crylAa1 Type Gene의 클로닝과 발현 (Cloning and Expression of Bacillus thuringiensis crylAa1 Type Gene.)

  • 이형환;황성희;권혁한;안준호;김혜연;안성규;박수일
    • 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.

벼 glutelin 유전자 구조 및 발현특성분석 (Structural and expression analysis of glutelin genes in Oryza sativa L.)

  • 윤웅한;김창국;이강섭;한장호;이정화;김연기;지현소;문정환;이태호;김태호
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제38권2호
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    • pp.176-185
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    • 2011
  • 벼는 세계에서 가장 중요한 작물이며 크기가 383Mb로 게놈연구 모델 작물로 이용되고 있다. 또한 그 종자는 인간에게 탄수화물과 단백질 영양원을 제공한다. 벼 종자의 단백질은 약 8%를 차지하며 40%를 차지하는 콩 종자의 단백질 양에 비하여 상대적으로 적은 양을 나타낸다. 오스본의 분류에 의하면 종자 단백질은 수용성의 albumin, 염용해성 globulin, 알코올 용해성 prolamin 그리고 약산 또는 알카리 용해성 glutelin으로 나누어진다. Glutelin과 prolamin은 벼의 주요 저장단백질이다. 벼 glutelin 저장단백질 유전자의 발현분석을 위하여 일품벼 미숙종자의 발현유전자 (EST) 분석을 행하였다. 그 결과 11종의 미숙종자 발현 glutelin 유전자를 분리 하였으며 8개의 유전자는 염색체 2번에 위치하였다. Glutelin 유전자 발현양은 전체 미숙종자 발현유전자의 약 28.2%를 차지하였다. 또한 glu-04의 경우 같은 염색체 상에서 4.5 kb 떨어진 곳에 역방향의 같은 염기서열로 복제되어 있었다. 이와 같은 결과는 glutelin 유전자는 진화학적으로 복제되어 염색체 특이적으로 발현하는 것을 나타낸다. 종자 11개 glutelin 유전자들의 아미노산서열분석을 통하여 lysin 함량을 조사한 결과 glu05-type B7에서 4.51%의 높은 lysin 함량을 나타내었다. 향후 유전자의 과발현체를 이용한 lysin 함량을 높이는 영양성 강화 연구가 요구되어진다.

Adiponectin을 암호화하는 돼지 APM1 유전자의 염색체상 위치파악과 돌연변이 탐색 (Chromosomal Localization and Mutation Detection of the Porcine APM1 Gene Encoding Adiponectin)

  • 박응우;김재환;서보영;정기철;유성란;조인철;이정규;오성종;전진태;이준헌
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권4호
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    • pp.537-546
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    • 2004
  • APM1(adipose most abundant gene transcript 1)은 지방세포에서 분비된는 단백질로서 Adiponectin을 암호화하며 GBP-28, AdipoQ, Acrp30으로 불리워졌다. 이 유전자는 쥐의 16번 염색체 및 인간의 3번 염색체 q27 부위에 존재하며 지방의 대사 및 호르몬의 여러 과정에 중요하게 작용하는 것으로 알려져 왔다. 돼지에서 APM1과 양적형질과의 연관성을 알아보기 위하여 somatic cell hybrid panel과 radiation hybrid panel을 이용하여 염색체상의 위치를 밝혀냈다. 분석결과 이 유전자는 돼지 13번 염색체의 q41이나 q46-49에 존재하는 것으로 밝혀졌다. RH pnael의 분석 결과, 이 APM1과 가장 연관이 된 marker는 SIAT1(LOD score 20.29)로 밝혀졌으며 이미 보고된 지방과 관련된 양적형질 유전자 좌위와 일치하였다. 8개의 다른 품종을 이용한 SSCP 분석으로, 한국재래돼지와 한국야생돼지에서 두 개의 특이한 SSCP 타입이 발견되었으며 sequence 분석결과 두 개의 염기가 치환(T672C and C705G)되어 있음을 알 수 있었다. 이 유전자는 사람, 마우스, 소의 염기서열과 약 79-87%의 상동성을 가지고 있으며 다른 포유동물에서 밝혀진 signal sequence, hypervariable region, collagenous region, globular domain과 유사한 구조로 되어 있음을 알 수 있었다.

Evolutionary Explanation for Beauveria bassiana Being a Potent Biological Control Agent Against Agricultural Pests

  • Han, Jae-Gu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.27-28
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    • 2014
  • Beauveria bassiana (Cordycipitaceae, Hypocreales, Ascomycota) is an anamorphic fungus having a potential to be used as a biological control agent because it parasitizes a wide range of arthropod hosts including termites, aphids, beetles and many other insects. A number of bioactive secondary metabolites (SMs) have been isolated from B. bassiana and functionally verified. Among them, beauvericin and bassianolide are cyclic depsipeptides with antibiotic and insecticidal effects belonging to the enniatin family. Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) play a crucial role in the synthesis of these secondary metabolites. NRPSs are modularly organized multienzyme complexes in which each module is responsible for the elongation of proteinogenic and non-protein amino acids, as well as carboxyl and hydroxyacids. A minimum of three domains are necessary for one NRPS elongation module: an adenylation (A) domain for substrate recognition and activation; a tholation (T) domain that tethers the growing peptide chain and the incoming aminoacyl unit; and a condensation (C) domain to catalyze peptide bond formation. Some of the optional domains include epimerization (E), heterocyclization (Cy) and oxidation (Ox) domains, which may modify the enzyme-bound precursors or intermediates. In the present study, we analyzed genomes of B. bassiana and its allied species in Hypocreales to verify the distribution of NRPS-encoding genes involving biosynthesis of beauvericin and bassianolide, and to unveil the evolutionary processes of the gene clusters. Initially, we retrieved completely or partially assembled genomic sequences of fungal species belonging to Hypocreales from public databases. SM biosynthesizing genes were predicted from the selected genomes using antiSMASH program. Adenylation (A) domains were extracted from the predicted NRPS, NRPS-like and NRPS-PKS hybrid genes, and used them to construct a phylogenetic tree. Based on the preliminary results of SM biosynthetic gene prediction in B. bassiana, we analyzed the conserved gene orders of beauvericin and bassianolide biosynthetic gene clusters among the hypocrealean fungi. Reciprocal best blast hit (RBH) approach was performed to identify the regions orthologous to the biosynthetic gene cluster in the selected fungal genomes. A clear recombination pattern was recognized in the inferred A-domain tree in which A-domains in the 1st and 2nd modules of beauvericin and bassianolide synthetases were grouped in CYCLO and EAS clades, respectively, suggesting that two modules of each synthetase have evolved independently. In addition, inferred topologies were congruent with the species phylogeny of Cordycipitaceae, indicating that the gene fusion event have occurred before the species divergence. Beauvericin and bassianolide synthetases turned out to possess identical domain organization as C-A-T-C-A-NM-T-T-C. We also predicted precursors of beauvericin and bassianolide synthetases based on the extracted signature residues in A-domain core motifs. The result showed that the A-domains in the 1st module of both synthetases select D-2-hydroxyisovalerate (D-Hiv), while A-domains in the 2nd modules specifically activate L-phenylalanine (Phe) in beauvericin synthetase and leucine (Leu) in bassianolide synthetase. antiSMASH ver. 2.0 predicted 15 genes in the beauvericin biosynthetic gene cluster of the B. bassiana genome dispersed across a total length of approximately 50kb. The beauvericin biosynthetic gene cluster contains beauvericin synthetase as well as kivr gene encoding NADPH-dependent ketoisovalerate reductase which is necessary to convert 2-ketoisovalarate to D-Hiv and a gene encoding a putative Gal4-like transcriptional regulator. Our syntenic comparison showed that species in Cordycipitaceae have almost conserved beauvericin biosynthetic gene cluster although the gene order and direction were sometimes variable. It is intriguing that there is no region orthologous to beauvericin synthetase gene in Cordyceps militaris genome. It is likely that beauvericin synthetase was present in common ancestor of Cordycipitaceae but selective gene loss has occurred in several species including C. militaris. Putative bassianolide biosynthetic gene cluster consisted of 16 genes including bassianolide synthetase, cytochrome P450 monooxygenase, and putative Gal4-like transcriptional regulator genes. Our synteny analysis found that only B. bassiana possessed a bassianolide synthetase gene among the studied fungi. This result is consistent with the groupings in A-domain tree in which bassianolide synthetase gene found in B. bassiana was not grouped with NRPS genes predicted in other species. We hypothesized that bassianolide biosynthesizing cluster genes in B. bassiana are possibly acquired by horizontal gene transfer (HGT) from distantly related fungi. The present study showed that B. bassiana is the only species capable of producing both beauvericin and bassianolide. This property led to B. bassiana infect multiple hosts and to be a potential biological control agent against agricultural pests.

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