한국식물학회 1987년도 식물생명공학 심포지움 논문집 Proceedings of Symposia on Plant Biotechnology
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pp.149-155
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1987
Growth and development of a higher plant, or any living organism for that matter, could be defined as an orderly expression of the genome in time and space in close interaction with the environment. During differentiation and development of a tissue or organ a group of genes must be selectively turned on or turned off mainly by trans-acting regulators. In this general concept of regulation of regulation of gene expression, a DNA molecule is recognized at a specific nucleotide sequence by DNA-binding factors. Molecular biology of the regulatory factors such as hormones, and their receptors, target DNA sequences and DNA-binding proteins are well advanced. What is not clearly understood is the molecular basis of the interactions between DNA and binding factors, expecially of the usages of the dyad symmetry of the target DNA sequences and the dimeric nature of the DNA-binding proteins. A unique 3-dimensional structure of DNA has been proposed that may play an important role in the orderly expression of the gene. A foldback intercoil (FBI) DNA configuration which was originally found by electron microscopy among mtDNA molecules from pearl millet has some unique features. The FBI configuration of DNA is believed to be formed when a flexible double helix folds back and interwines in the widened major grooves resulting in a four stranded, intercoil DNA whose thickness is the same as that of double stranded DNA. More recently, the FBI structure of DNA has been also induced in vitro by a novel enzyme which was purified from pearl millet mitochondria. It has been proposed that the FBI DNA could be utillized in intramolecular recombination which leads to inversion or deletion, and in intermolecular recombination which can lead to either site-specific recombination, genetic recombination via single strand invasion, or cross strand recombination. The structure and function of DNA in 3-dimensional aspect is emphasized for better understanding orderly expression of genes during growth and development.
We summarize recent studies on photoinduced electron- and energy-transfer processes of various supramolecules including imide group(s) as a component. Recently, imides have been employed in various functional molecular systems, because of their excellent photophysical and electron accepting properties. Our research group also employed imides in various supramolecular systems such as donor-acceptor dyads, quantum dots, DNA, and so on. First, we summarize fundamental properties of imides such as photophysical and electrochemical properties. Then, photoinduced processes of imides in the supramolecular systems are described to show their applicability in the various fields.
대하 새우양식장의 대하에 흰반점 증상을 나타내는 원인바이러스는 막대형의 이중막을 가지고 있었으며, 전자 현미경 관찰 결과 평균 크기가 $250\~300\times70\;nm$였고, 조직학적 병변은 위상피 등에서 핵이 비대해지는 것이 관찰되었다. 공격실험에서는 건강체의 새우에 많은 누적 폐사율을 보였다. 원인 바이러스 단백질은 21개의 밴드를 보였으며, 핵산 분석 결과 total 분자량은 114 kb로 나타났다.
황해서식 참조기(Pseudosciaena polyactis)에 대한 계군을 분석하기 위한 연구의 일환으로 우선 황해의 목포 연근해에서 채집된 참조기의 난자와 근육으로부터 mt-DNA와 근육 actin을 추출하였다. 난자의 경우 mt-DNA를 추출한 뒤 제한효소로 처리하여 절편다형현상을 관찰하였으며 근육 actin의 경우 단백질 분해효소(Staphylococcus aureus $V_8$ protease)로 처리하여 N-terminal 절편의 다형현상을 각각 관찰하였다. Mt-DNA의 genome 크기는 약 $\16\pm0.2$ Kb였고 전체 절편수는 37개였으며 사용된 20개의 제한효소 중 8개의 제한효소만이 3개 정도의 절편을 보이므로써 유의성을 관찰할 수 있었다 한편 근육 actin을 Staphylococcus aureus $V_8$단백질 분해효소로 처리하였을 때 N-terminal 부위에서 26 KDa 및 16 KDa의 분자량을 갖는 특이절편을 관찰할 수 있었다.
김치로부터 분리한 Lactobacillus plantarum bacteriophage SC 921은 M.O.I가 0.2일 경우 용균효과가 빠르게 진행됨을 알 수 있었고, SDS-PAGE를 실시하여 phage particle protein을 조사해 본 결과 4개의 major protein으로 구성되어 있는데 이들은 각각 48, 34, 32, 29 kDa으로 구성되어 있다. Exo III로 30분간 반응시킨 후 S1 nuclease를 처리하여 DNA의 형태를 조사해 본 결과 intact DNA는 linear form의 double strand를 유전전달 물질로 가지고 있었다. 제한효소에 대한 절단 효과를 조사한 결과, Sma I에 대해서 1개, Xba I, Cla I, Kpn I, EcoRI에 대해서 각각 2, 4, 5, 6개의 절단부위를 가지고 있으며, Hind III에 대해서는 절단부위가 매우 많은 것을 알 수 있었다. Hind III를 이용하여 intact DNA의 genome size를 측정해본 결과 약 66.5 kbp정도였다. 위의 실험결과와 restriction enzyme mapping을 통해 기존에 알려진 bacteriophage B2와 비교해본 결과 숙주 균주는 같으나 단백질적인 구조나 유전전달물질로 본 구조는 서로 다름을 알 수 있었다.
원핵생물 (procaryote)의 분류에 16S rRNA 유전자가 많이 이용되어 있으나 제한된 해상력과 유전자의 수에 차이가 있는 등의 문제가 있어 이를 보완할 수 있는 새로운 생체분자를 찾고 그 분류 결과는 16S rRNA의 결과와 비교하였다. COG(clusters of orthologous of protein) 알고리즘으로 42종의 원핵생물 (procaryote)에서만 발견되는 transcription elongation factor (COG0195), bacterial DNA primase (COG0358) 그리고 uridylate kinase (COG0528)를 구하였다. 이중 유사도와 유전자수를 바탕으로 새로운 분류의 키로 uridylate kinase를 설정하여 분석한 결과 16S rRNA 유전자 결과와 유사점과 차이점을 보여, uridylate kinase를 이용한 분류가 16S rRNA 유전자를 이용한 분류의 문제점을 보완하여 원핵생물의 정확한 분류에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다.
CTLA-4Ig is regarded as an inhibitory agent of the T cell proliferation via blocking the costimulatory signal which is essential for full T cell activation. To improve applicability, we developed the CTLA-4Ig-CTKC in which the c-terminal lysine had been replaced by cysteine through single amino acid change. The single amino acid mutation of c-terminus of CTLA-4Ig was performed by PCR and was checked by in vitro transcription and translation. DNA construct of mutant form was transfected to Chinese hamster ovary (CHO) cells by electroporation. The purified proteins were confirmed by Western blot and B7-1 binding assay for their binding ability. The suppressive capacity of CTLA-4Ig-CTKC was evaluated by the mixed lymphocyte reaction (MLR) and in the allogeneic pancreatic islet transplantation model. CTLA-4Ig-CTKC maintained binding ability to B7-1 molecule and effectively inhibits T cell proliferation in MLR. In the murine allogeneic pancreatic islet transplantation, short-term treatment of CTLA-4Ig-CTKC prolonged the graft survival over 100 days. CTLA-4Ig-CTKC effectively inhibits immune response both in MLR and in allogeneic islet transplantation model, indicating that single amino acid mutation does not affect the inhibitory function of CTLA-4Ig. CTLA-4Ig-CTKC can be used in vehicle-mediated drug delivery system such as liposome conjugation.
White root rot disease, caused by the pathogen Rosellinia necatrix, is one of the world's most devastating plant fungal diseases and affects several commercially important species of fruit trees and crops. Recent global outbreaks of R. necatrix and advances in molecular techniques have both increased interest in this pathogen. However, the lack of information regarding the genomic structure and transcriptome of R. necatrix has been a barrier to the progress of functional genomic research and the control of this harmful pathogen. Here, we identified 10,616 novel full-length transcripts from the filamentous hyphal tissue of R. necatrix (KACC 40445 strain) using PacBio single-molecule sequencing technology. After annotation of the unigene sets, we selected 14 cell cycle-related genes, which are likely either positively or negatively involved in hyphal growth by cell cycle control. The expression of the selected genes was further compared between two strains that displayed different growth rates on nutritional media. Furthermore, we predicted pathogen-related effector genes and cell wall-degrading enzymes from the annotated gene sets. These results provide the most comprehensive transcriptomal resources for R. necatrix, and could facilitate functional genomics and further analyses of this important phytopathogen.
dsRNA결합인자인 RBF단백질을 정제하여 이의 단일 또는 이중선의 RNA 또는 DNA 와의 결합도를 측정하였다ㅓ. RBF단백질은 이들과 각각 반응시켜 그 결합도는 SDS-PAGE에 의하여 비교관찰하였다. RBF단백질은 dsRNA와은 강한 결합력을 나타낸 반면 기타의 핵산구조에 대해서는 이러한 결과를 나타내지 못하였다. 인산화 실험의 결과, RBF단백질은 poly(I) : poly(C)의 존재하에서 사람 도는 쥐 모두로 부터의 PKR 효소의 자가인산화를 유사한 방식으로 억제하였다. 이는 다른 종류의 진핵세포생물에서 단백질합성조절을 위한 PKR과 RBF가 유사한 경쟁적 관련성을 유지하면서 존재함을 시사하고 있다.
DNA 메틸화는 유전체의 무결성의 유지 및 유전자 발현 조절과 같은 박테리아의 다양한 과정에 관여한다. Alphaproteobacteria 종에서 보존된 DNA 메틸 전이 효소인 CcrM은 S-아데노실 메티오닌을 공동 기질로 사용하여 $N^6$-아데닌 또는 $N^4$-시토신의 메틸 전이 효소 활성을 갖는다. Celeribacter marinus IMCC 12053는 해양 환경에서 분리된 알파프로테오박테리아로서 GpC 시토신의 외향고리 아민의 메틸기를 대체하여 $N^4$-메틸 시토신을 생산한다. 단일 분자 실시간 서열 분석법(SMRT)을 사용하여, C. marinus IMCC12053의 메틸화 패턴을 Gibbs Motif Sampler 프로그램을 사용하여 확인하였다. 5'-GANTC-3'의 $N^6$-메틸 아데노신과 5'-GpC-3'의 $N^4$-메틸 시토신을 확인하였다. 발현된 DNA 메틸전이 효소는 계통 발생 분석법을 사용하여 선택하여 pQE30 벡터에 클로닝 후 $dam^-/dcm^-$ 대장균을 사용하여 클로닝된 DNA 메틸라아제의 메틸화 활성을 확인하였다. 메틸화 효소를 코딩하는 게놈 DNA 및 플라스미드를 추출하고 메틸화에 민감한 제한 효소로 절단하여 메틸화 활성을 확인하였다. 염색체와 메틸라아제를 코드하는 플라스미드를 메틸화시켰을 때에 제한 효소 사이트가 보호되는 것으로 관찰되었다. 본 연구에서는 분자 생물학 및 후성유전학을 위한 새로운 유형의 GpC 메틸화 효소의 잠재적 활용을 위한 외향고리 DNA 메틸라제의 특성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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