• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.42-48
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• 2011

고등식물의 엽록체 유전공학은 핵 형질전환과 비교해 볼때 여러 가지 독특한 장점을 가진다. 높은 transgene 발현율, 상동 재조합에 의한 site-specific transgene의 삽입으로 인해 유전자의 position effect가 없으며, 단일 형질전환으로 동시에 여러 유전자의 도입이 가능하고 모계 유전으로 인해 화분 방출 위험을 감소시킬 수 있다. 담배 specific한 pCtVG (trnI-Prrn-aadA-mgfp-TpsbA-trnA) 벡터를 이용하여 안정적인 감자 엽록체 형질전환 시스템을 개발하였다. 감자 엽록체 게놈으로 외래유전자의 삽입과 homoplasmic level은 PCR과 Southern blot 분석으로 확인하였다. Northern과 immunoblot 분석 및 GFP fluorescence imaging을 통하여 엽록체 형질전환체의 잎에서 GFP 유전자가 강하게 발현, 축적됨을 알 수 있었다. 본 연구에서 확립된 감자 엽록체 형질전환 시스템을 이용하여 유용 유전자를 도입함으로써 농업적 형질을 개선하거나 고부가가치 단백질을 대량 생산하는 감자를 보다 효율적으로 개발할 수 있을 것이다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제30권4호
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• pp.299-303
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• 2015

KO mice provide an excellent tool to determine roles of specific genes in biomedical filed. Traditionally, knockout mice were generated by homologous recombination in embryonic stem cells. Recently, engineered nucleases, such as zinc finger nuclease, transcription activator-like effector nuclease and clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR), were used to produce knockout mice. This new technology is useful because of high efficiency and ability to generate biallelic mutation in founder mice. Until now, most of knockout mice produced using engineered nucleases were C57BL/6 strain. In the present study we used CRISPR-Cas9 system to generate knockout mice in FVB strain. We designed and synthesized single guide RNA (sgRNA) of CRISPR system for targeting gene, Abtb2. Mouse zygote were obtained from superovulated FVB female mice at 8-10 weeks of age. The sgRNA was injected into pronuclear of the mouse zygote with recombinant Cas9 protein. The microinjected zygotes were cultured for an additional day and only cleaved embryos were selected. The selected embryos were surgically transferred to oviduct of surrogate mother and offsprings were obtained. Genomic DNA were isolated from the offsprings and the target sequence was amplified using PCR. In T7E1 assay, 46.7% among the offsprings were founded as mutants. The PCR products were purified and sequences were analyzed. Most of the mutations were founded as deletion of few sequences at the target site, however, not identical among the each offspring. In conclusion, we found that CRISPR system is very efficient to generate knockout mice in FVB strain.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권3호
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• pp.275-282
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• 2010

고등식물의 엽록체 형질전환은 핵 형질전환에서 기대 할 수 없는 여러 가지 이점을 가진다. 외래 단백질의 발현율을 획기적으로 높일 수 있고, 여러 유전자를 동시에 발현시킬 수 있으며, 상동재조합에 의한 부위-특이적 유전자 삽입으로 인해 유전자 침묵 및 위치효과가 없다. 더욱이, 대부분 작물은 화분을 통한 도입된 유전자의 전이가 불가능한 모계 유전을 하기 때문에 엽록체 형질전환은 환경 친화적이다. 엽록체 형질전환 시스템은 핵 형질 전환과 달리 작물에서의 성공에 제한적이었으나 지난 10년 동안 이런 한계가 극복되어 콩, 당근, 상추 및 유채 등의 작물에서도 성공하게 되었다. 그러므로 이제 작물의 엽록체 형질전환은 농업적 형질의 개선뿐 만 아니라, 고부가가치 백신과 의료용 단백질 생산을 통한 의약품 산업의 성장에 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권3호
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• pp.304-312
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• 2013

The thermotolerant methylotrophic yeast Hansenula polymorpha is attracting interest as a potential strain for the production of recombinant proteins and biofuels. However, only limited numbers of genome engineering tools are currently available for H. polymorpha. In the present study, we identified the HpPOL3 gene encoding the catalytic subunit of DNA polymerase ${\delta}$ of H. polymorpha and mutated the sequence encoding conserved amino acid residues that are important for its proofreading 3'${\rightarrow}$5' exonuclease activity. The resulting $HpPOL3^*$ gene encoding the error-prone proofreading-deficient DNA polymerase ${\delta}$ was cloned under a methanol oxidase promoter to construct the mutator plasmid pHIF8, which also contains additional elements for site-specific chromosomal integration, selection, and excision. In a H. polymorpha mutator strain chromosomally integrated with pHIF8, a $URA3^-$ mutant resistant to 5-fluoroorotic acid was generated at a 50-fold higher frequency than in the wild-type strain, due to the dominant negative expression of $HpPOL3^*$. Moreover, after obtaining the desired mutant, the mutator allele was readily removed from the chromosome by homologous recombination to avoid the uncontrolled accumulation of additional mutations. Our mutator system, which depends on the accumulation of random mutations that are incorporated during DNA replication, will be useful to generate strains with mutant phenotypes, especially those related to unknown or multiple genes on the chromosome.

• Entomological Research
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• 제48권5호
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• pp.384-389
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• 2018

Aphis gossypii Glover is an important insect pest that functions as a viral vector and mediates approximately 45 different viral diseases. As part of a strategy for control of A. gossypii, we investigated the functions of genes using RNAi. To this end, a cDNA library was constructed for various genes and for selecting appropriate targets for RNAi mediated silencing. The cDNA library was constructed using the Gateway cloning system with site-specific recombination of bacteriophage ${\lambda}$. It was used to carry out single step cloning of A. gossypii cDNAs. As a result, a cDNA library with a titer of $8.4{\times}10^6$ was constructed. Since the sequences in this library carry att sites, they can be cloned into various binary vectors. This library will be of value for various studies. For later screening of selected genes, it is planned to clone the library into virus-induced gene silencing (VIGS) vectors, which makes it possible to analyze gene function and allow subsequent transfection of plants. Such transfection experiments will allow testing of RNAi-induced insecticidal activity or repellent activity to A. gossypii, and result in the identification of target genes. It is also expected that the constructed cDNA library will be useful for analysis of gene functions in A. gossypii.

• 한국균학회지
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• 제26권4호통권87호
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• pp.450-457
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• 1998

Cryparin은 Cryphonectria parasitica의 세포벽에 풍부한 소수성 단백질에 속한다. cryparin은 비록 하나의 유전자에 의해 발현되지만 액체배양 후 48시간이 지나면 발현된 전체 유전자중에서 22%를 차지할 정도의 높은 발현 양상을 나타낸다. 또한 cryparin은 RNA mycovirus인 Cryphonectria hypovirus 1의 감염에 의해 발현이 현저히 억제되는 유전자로 알려졌다. 이미 지난 실험(Kim et al., 1999)에서 상동염색체간의 재조합을 이용하여 cryparin 유전자를 항생제 hygromycin B 저항성 유전자로 치환한 치환체를 제조하였다. 발현율이 매우 높으면서도 virus에 의해 밀접하게 영향받는 cryparin 유전자의 promoter 분석을 위하여서는 대상이 되는 유전자 치환을 위한 vector만을 포함하며, 분석에 이용될 여러 유전자 운반체들이 어느 한곳에만 삽입되도록 하는 성질을 가진 균주의 개발이 필요하다. 그러나 지난번 실험의 결과 얻어진 cryparin 치환체는 치환용 vector외에도 무작위로 삽입된 vector가 존재하고 나아가 새로운 vector들이 어느 한곳에만 삽입되도록 하는 성질을 갖지 못하였다. 따라서 본 실험에서는 cryparin 유전자 치환체와 영양요구성 돌연변이체인 균주간의 교잡을 이용하여 분석 대상이 되는 유전자의 치환에 이용된 vector만을 포함하며, 분석에 이용될 여러 유전자 운반체들이 genome내의 어느 한곳에만 삽입되도록 하는 성질을 가진 균주를 제조하였다.