• 미생물학회지
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• 제48권4호
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• pp.319-324
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• 2012

본 연구는 남조세균 흔들말목(Cyanobacteria, Oscillatoriales)의 16S ribosomal RNA (rRNA) 및 RNA polymerase beta subunit(rpoB) 유전자를 대상으로 염기서열 변이 및 분자계통학적 특성을 분석한 것이다. 흔들말목 rpoB 유전자는 16S rRNA보다 유전자 변이(유전거리: rpoB=0.270, 16S=0.109)가 큰 것으로 조사되었으며, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Student t-test, p<0.001). 흔들말목 16S rRNA와 rpoB의 계통분석에서 유사한 계통 분지형태를 보였으며, rpoB 유전자가 높은 해상도를 갖고 있어 흔들말목 분류군을 더 명확하게 구분하였다. 또한, parsimony 분석을 통해 rpoB 유전자가 16S rRNA 보다 2.40배 빠르게 진화하는 것으로 파악되었다. 본 연구결과는 rpoB 유전자가 흔들말목의 분자계통 및 종 분류 연구에 매우 유용하다는 것을 제시해 준다.

• 미생물학회지
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• 제49권3호
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• pp.215-220
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• 2013

많은 세균들은 환경적 스트레스에 대항하기 위해 세균 생존에 유용한 특정 유전자들의 전사를 유도하는 대체시그마 인자 RpoS를 활용한다. 세포 내 RpoS 단백질의 농도는 주로 ClpXP 단백질 분해효소의 조절을 통해 결정된다. RpoS를 ClpXP로 전달하기 위해서는 adaptor 단백질 RssB가 반드시 필요하다. Two-component-type response regulator RssB는 RpoS와 지속적으로 상호작용을 하지만, 다양한 환경변화에 의해 RssB-RpoS 상호작용이 억제되어 세균에서 RpoS 양을 증가시킨다. 본 총설에서는 최근까지 연구 된 RssB-RpoS 상호작용에 관여하는 RssB의 anti-adaptor 단백질 IraD, IraM, IraP 등의 조절인자들과 RssB의 N-terminal 수용체 도메인의 인산화에 대해 설명하고 요약하였다. 이러한 RssB의 정교한 활성을 통한 RpoS 분해조절 과정은 외부환경 스트레스로부터 보다 효율적으로 세균을 보호할 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제46권3호
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• pp.296-302
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• 2010

남조세균 Microcystis (Cyanobacteria, Chroococcales)는 담수 녹조원인 생물의 하나로써 일부 종은 microcystin이라는 간 독소를 분비한다. 따라서 담수 수질관리 및 보건위생 측면에서 이들에 대한 관리가 필요하다. 본 연구는 Microcystis 분자 검출을 위한 신규 마커로 RNA polymerase beta subunit (rpoB) 유전자 염기서열을 분석하여 이들의 분자적 특성을 규명하였다. Microcystis rpoB 유전자는 16S rRNA보다 염기 유사도와 유전거리에서 큰 변이가 있는 것으로 조사되었으며, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Student t-test, p<0.05). Parsimony 분석을 통해 rpoB 유전자가 16S rRNA 유전자보다 2배 이상 빠르게 진화하는 것으로 파악되었다. 또한 rpoB 유전자 phylogeny 분석에서 16S rRNA tree 보다 M. aeruginosa 균주를 명확하게 구분해 주었다. Microcystis가 속하는 Chroococcales 목은 염색체 안에 2개 정도의 rRNA 오페론이 있고 rpoB 유전자는 1개 있는 것으로 조사되었다. 본 연구결과는 rpoB 유전자가 Microcystis의 분자계통분류 및 분자검출 마커로 유용하다는 것을 제시해 준다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제29권3호
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• pp.323-329
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• 2013

The stationary-phase sigma factor, RpoS, influences the expression of factors important in survival of Pseudomonas chlororaphis O6 in the rhizosphere. A partial proteomic profile of a rpoS mutant in P. chlororaphis O6 was conducted to identify proteins under RpoS regulation. Five of 14 differentially regulated proteins had unknown roles. Changes in levels of proteins in P. chlororaphis O6 rpoS mutant were associated with iron metabolism, and protection against oxidative stress. The P. chlororaphis O6 rpoS mutant showed increased production of a pyoverdine-like siderophore, indole acetic acid, and altered isozyme patterns for peroxidase, catalase and superoxide dismutase. Consequently, sensitivity to hydrogen peroxide exposure increased in the P. chlororaphis O6 rpoS mutant, compared with the wild type. Taken together, RpoS exerted regulatory control over factors important for the habitat of P. chlororaphis O6 in soil and on root surfaces. The properties of several of the proteins in the RpoS regulon are currently unknown.

• 미생물학회지
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• 제45권3호
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• pp.263-267
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• 2009

세포정지기 및 스트레스에서 유도되는 RpoS 인자는 다양한 세포반응에 관여하는 유전자의 전사발현에 관여하는 전자조절인자이다. 대장균에서 proline의 생합성에 관여하는 유전자인 proBA와 proC 발현을 세포생장 주기별로 조사해 본 결과, 세포지수기에서는 proBA와 proC 유전자의 발현이 유도되는데 비해, 세포정지기에서는 이 세유전자의 전사발현이 극적으로 저해되었다. 그러나 rpoS 돌연변이를 야생형 대장균에 도입한 결과 proline 생합성에 관여하는 유전자인 proBA와 proC 유전자의 발현이 세포정지기에서 저해되지 않았다. 이러한 결과는 RpoS가 proline 생합성에 관여하는 proBA와 proC 유전자의 전사발현에 음성효과를 미치고 있음을 의미한다. 한편 rpoS 돌연변이 균주에서는 proline 외에도 threonine, methionine, lysine, arginine 등의 아미노산이 야생형 대비 2배 이상 생합성이 증가되었는데, 이는 rpoS 대장균 돌연변이 균주가 아미노산의 대량생산에 이용될 수 있음을 의미한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1527-1535
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• 2009

Polyphosphate (polyP) plays diverse physiological functions in prokaryotes and eukaryotes, but most of their detailed mechanisms are still obscure. Here, we show that deletion of polyphosphate kinase (PPK), the principal enzyme responsible for synthesis of polyP, resulted in augmented expression of cAMP receptor protein (CRP) and rpoS and lowered $H_2O_2$ sensitivity in Salmonella Typhimurium ATCC14028. The binding of cAMP-CRP complex to rpoS promoter and further stimulation of its transcription were proved through electrophoretic mobility shift assay, lacZ fusion, and exogenous cAMP addition, respectively. The rpoS expression increased in cpdA (cAMP phosphodiesterase coding gene) mutant, further suggesting that cAMP-CRP upregulated rpoS expression. These results demonstrate that PPK affects oxidative stress response by modulating crp and rpoS expression in S. Typhimurium.

• 미생물학회지
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• 제47권3호
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• pp.268-274
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• 2011

남조세균 Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales)는 담수 생태계에서 녹조 현상을 유발하거나 일부 종은 간독소(hepatotoxin)를 갖고 있어 수질관리 차원에서 주목 받아 왔다. 본 연구는 Anabaena RNA polymerase beta subunit (rpoB) 유전자 염기서열을 규명하였으며, 분류학적 분자 마커로 사용하기 위하여 이들 염기서열의 특성을 평가하였다. Anabaena rpoB 유전자는 16S rRNA 유전자와 비교하여 염기 유사도가 낮으며 유전자 변이가 큰 것으로 분석되었으며, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Student t-test, p<0.01). Parsimony 분석을 통해 rpoB 유전자가 4.8배의 속도로 빠르게 진화하는 것으로 파악되었다. 또한 rpoB 유전자 phylogeny 분석에서 16S rRNA tree보다 높은 해상도로 Anabaena 균주를 명확하게 구분해 주었다. 본 연구 결과는 Anabaena의 종 식별, 분자계통 분류, 분자적 검출을 위해 rpoB 유전자가 매우 효과적이라는 것을 제시해 준다.

• Molecules and Cells
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• 제42권5호
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• pp.426-439
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• 2019

Many small RNAs (sRNAs) regulate gene expression by base pairing to their target messenger RNAs (mRNAs) with the help of Hfq in Escherichia coli. The sRNA DsrA activates translation of the rpoS mRNA in an Hfq-dependent manner, but this activation ability was found to partially bypass Hfq when DsrA is overproduced. The precise mechanism by which DsrA bypasses Hfq is unknown. In this study, we constructed strains lacking all three rpoS-activating sRNAs (i.e., ArcZ, DsrA, and RprA) in $hfq^+$ and $Hfq^-$ backgrounds, and then artificially regulated the cellular DsrA concentration in these strains by controlling its ectopic expression. We then examined how the expression level of rpoS was altered by a change in the concentration of DsrA. We found that the translation and stability of the rpoS mRNA are both enhanced by physiological concentrations of DsrA regardless of Hfq, but that depletion of Hfq causes a rapid degradation of DsrA and thereby decreases rpoS mRNA stability. These results suggest that the observed Hfq dependency of DsrA-mediated rpoS activation mainly results from the destabilization of DsrA in the absence of Hfq, and that DsrA itself contributes to the translational activation and stability of the rpoS mRNA in an Hfq-independent manner.

• Genomics & Informatics
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• 제12권4호
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• pp.276-282
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• 2014

The disease tuberculosis, caused by Mycobacterium tuberculosis (MTB), remains a major cause of morbidity and mortality in developing countries. The evolution of drug-resistant tuberculosis causes a foremost threat to global health. Most drug-resistant MTB clinical strains are showing resistance to isoniazid and rifampicin (RIF), the frontline anti-tuberculosis drugs. Mutation in rpoB, the beta subunit of DNA-directed RNA polymerase of MTB, is reported to be a major cause of RIF resistance. Amongst mutations in the well-defined 81-base-pair central region of the rpoB gene, mutation at codon 450 (S450L) and 445 (H445Y) is mainly associated with RIF resistance. In this study, we modeled two resistant mutants of rpoB (S450L and H445Y) using Modeller9v10 and performed a docking analysis with RIF using AutoDock4.2 and compared the docking results of these mutants with the wild-type rpoB. The docking results revealed that RIF more effectively inhibited the wild-type rpoB with low binding energy than rpoB mutants. The rpoB mutants interacted with RIF with positive binding energy, revealing the incapableness of RIF inhibition and thus showing resistance. Subsequently, this was verified by molecular dynamics simulations. This in silico evidence may help us understand RIF resistance in rpoB mutant strains.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권5호
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• pp.1063-1066
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• 2004

The rpoS gene product is a global transcriptional factor, which is involved in bacterial survival under various stress conditions. An rpoS-homologous gene was cloned from a septicemia-causing pathogenic Vibrio vulnificus. Introduction of this gene as a multicopy plasmid into various E. coli strains displayed functional complementation, for examples, increased survivability of an rpoS-defective E. coli cell and induction of known $\delta^S$-dependent, stress-responding promoters of E. coli genes.