Kim, Ji-Eun;Choe, Junkyung;Lee, Jeong Hee;Kim, Woong Bom;Cho, Whan;Ha, Ji Hong;Kwon, Ki Jin;Han, Kook Il;Jo, Sung-Hwan
Journal of Animal Science and Technology
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v.58
no.4
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pp.17.1-17.7
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2016
Background: The Sapsaree (Canis familiaris) is a Korean native dog that is very friendly, protective, and loyal to its owner, and is registered as a natural monument in Korea (number: 368). To investigate large-scale gene expression profiles and identify the genes related to exercise-induced stress in the Sapsaree, we performed whole-transcriptome RNA sequencing and analyzed gene expression patterns before and after exercise performance. Results: We identified 525 differentially expressed genes in ten dogs before and after exercise. Gene Ontology classification and KEGG pathway analysis revealed that the genes were mainly involved in metabolic processes, such as programmed cell death, protein metabolic process, phosphatidylinositol signaling system, and cation binding in cytoplasm. The ten Sapsarees could be divided into two groups based on the gene expression patterns before and after exercise. The two groups were significantly different in terms of their basic body type ($p{\leq}0.05$). Seven representative genes with significantly different expression patterns before and after exercise between the two groups were chosen and characterized. Conclusions: Body type had a significant effect on the patterns of differential gene expression induced by exercise. Whole-transcriptome sequencing is a useful method for investigating the biological characteristics of the Sapsaree and the large-scale genomic differences of canines in general.
Salinity stress is a major limiting factor in cereal productivity. Many studies report improvements in salt tolerance using model plants, such as Arabidopsis thaliana or standard varieties of rice, e.g., the japonica rice cultivar Nipponbare. However, there are few reports on the enhancement of salt tolerance in local rice cultivars. In this work, we used the indica rice (Oryza sativa) cultivar BR5, which is a local cultivar in Bangladesh. To improve salt tolerance in BR5, we introduced the Escherichia coli catalase gene, katE. We integrated the katE gene into BR5 plants using an Agrobacterium tumefaciens-mediated method. The introduced katE gene was actively expressed in the transgenic BR5 rice plants, and catalase activity in $T_1$ and $T_2$ transgenic rice was approximately 150% higher than in nontransgenic plants. Under NaCl stress conditions, the transgenic rice plants exhibited high tolerance compared with nontransgenic rice plants. $T_2$ transgenic plants survived in a 200 mM NaCl solution for 2 weeks, whereas nontransgenic plants were scorched after 4 days soaking in the same NaCl solution. Our results indicate that the katE gene can confer salt tolerance to BR5 rice plants. Enhancement of salt tolerance in a local rice cultivar, such as BR5, will provide a powerful and useful tool for overcoming food shortage problems.
There are several studies that show hypothermia improves cellular ischemia damages on experimental and clinical bases. However, its exact molecular mechanisms are unclear. In this study, we demonstrate that hypothermia induced insulin-like growth factor 1 (IGF1) gene expression, and its expression was dramatically decreased under ischemic insults. It was also demonstrated that hypothermia activated endoplasmic reticulum (ER) stress sensors especially both the phosphorylation of $eIF2{\alpha}$ (eukaryotic translation initiation factor 2 alpha) and ATF6 (activating transcription factor-6) proteolytic cleavage. However, the factors of apoptosis and autophagy were not associated with hypothermia. We suggest that hypothermia-treated IGF1 gene expression after ischemia may show a good possibility for the development of treatments and diagnostic methods in cerebral ischemic damages.
본 연구에서는 한국인 아동의 우식치아로부터 분리한 S. mutans K7으로부터 HtrA gene을 동정하고 HtrA expression이 산성환경하에서 S. mutans의 생육에 미치는 영향을 알아보았다. S. mutans K7의 HtrA mutant strain은 산성환경에서 parental strain과 비교하였을 때, 생육에 있어서 상당한 차이를 나타내었다. 또한 Biofilm formation에 관여하는 GtfB, 와 GtfC의 발현량도 현저히 줄어들었다. 그리고 HtrA mutant strain에 HtrA gene을 삽입하여 HtrA의 발현량을 회복하였을 경우에는 acid stress하에서 control과 같은 nomal growth phenotype을 회복하였다. 이러한 결과들은 S. mutans K7에서 HtrA가 acid stress동안에 중요한 역할을 담당함을 제시하고 있다.
It has recently been shown that hypothermia treatment improves brain ischemia injury and is being increasingly considered by many clinicians. However, the precise roles of hypothermia for brain ischemia are not yet clear. In the present study we demonstrated firstly that hypothermia induced beta-catenin-interacting protein 1 (CTNNBIP1) gene expression and its expression was dramatically decreased under ischemic conditions. It was also demonstrated that hypothermia activated endoplasmic reticulum (ER) stress sensors especially both, the phosphorylation of $eIF2{\alpha}$, and ATF6 proteolytic cleavage. However, the factors of apoptosis and autophagy were not associated with hypothermia. These findings suggested that hypothermia controlled CTNNBIP1 gene expression under ischemia, which may provide a clue to the development of treatments and diagnostic methods for brain ischemia.
Objective: Among stress responses, the unfolded protein response (UPR) is a well-known mechanism related to endoplasmic reticulum (ER) stress. ER stress is induced by a variety of external and environmental factors such as starvation, ischemia, hypoxia, oxidative stress, and heat stress. Inositol requiring enzyme $1{\alpha}$ ($IRE1{\alpha}$)-X-box protein 1 (XBP1) is the most conserved pathway involved in the UPR and is the main component that mediates $IRE1{\alpha}$ signalling to downstream ER-associated degradation (ERAD)- or UPR-related genes. XBP1 is a transcription factor synthesised via a novel mechanism called 'frame switch splicing', and this process has not yet been studied in the horse XBP1 gene. Therefore, the aim of this study was to confirm the frame switch splicing of horse XBP1 and characterise its dynamics using Thoroughbred muscle cells exposed to heat stress. Methods: Primary horse muscle cells were used to investigate heat stress-induced frame switch splicing of horse XBP1. Frame switch splicing was confirmed by sequencing analysis. XBP1 amino acid sequences and promoter sequences of various species were aligned to confirm the sequence homology and to find conserved cis-acting elements, respectively. The expression of the potential XBP1 downstream genes were analysed by quantitative real-time polymerase chain reaction. Results: We confirmed that splicing of horse XBP1 mRNA was affected by the duration of thermal stress. Twenty-six nucleotides in the mRNA of XBP1 were deleted after heat stress. The protein sequence and the cis-regulatory elements on the promoter of horse XBP1 are highly conserved among the mammals. Induction of putative downstream genes of horse XBP1 was dependent on the duration of heat stress. We confirmed that both the mechanisms of XBP1 frame switch splicing and various binding elements found in downstream gene promoters are highly evolutionarily conserved. Conclusion: The frame switch splicing of horse XBP1 and its dynamics were highly conserved among species. These results facilitate studies of ER-stress in horse.
Dehydrins are group II, late embryogenesis abundant proteins that act putatively as chaperones in stressed plants. To elucidate the function of dehydrins in poplar, we isolated the $SK_2$-type dehydrin gene Podhn from Populus alba $\times$ P. tremula var. glandulosa suspension cells and analyzed its expression following treatments of abiotic stress, wounding and plant growth regulator. Sequence homology and phylogenetic analyses indicate Podhn encodes an acidic dehydrin (pI 5.14, 277 amino acids, predicted size 25.6 kDa) containing two lysine-rich "K-segments" and a 7-serine residue "S-segment", both characteristic of $SK_2$-type dehydrins. Southern blots show Podhn genes form a small gene family in poplar. Podhn was expressed in all tissues examined under unstressed conditions, but most strongly in cell suspensions (especially in the stationary phase). Drought, salt, cold and exogenous abscisic acid (ABA) treatments enhanced Podhn expression, while wounding and jasmonic acid caused its reduction. Therefore, Podhn might be involved in ABA or stress response.
Spatial and temporal expression of pathogenesis-related (PR) gene and proteins has been recognized as inducible defense response in pepper plants. Gene expression and/or protein accumulation of PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase was predominantly found in pepper plants during the inoculations by Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Phytophthora capsici and Colletotrichum coccodes. PR-1 and chitinase genes were also induced in pepper plants in response to environmental stresses, such as high salinity and drought. PR-1 and chitinase gene expressions by biotic and abiotic stresses were regulated by their own promoter regions containing several stress-related cis-acting elements. Overexpression of pepper PR-1 or chitinase genes in heterogeneous transgenic plants showed enhanced disease resistance as well as environmental stress tolerances. In this review, we focused on the putative function of pepper PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase proteins and/or genes at the biochemical, molecular and cytological aspects.
Salt stress is a major environmental factor influencing plant growth and development. To identify salt tolerance determinants, we systematically screened salt sensitive rice mutants by use of the Activator/Dissociation (Ac/Ds) transposon tagging system. In this study, we focused on the salt sensitive mutant line, designated SSM-1. A gene encoding a NAC transcription factor homologue was disrupted by the insertion of a Ds transposon into SSM-1 line. The OsNAC075 gene (EU541472) has 7 exons and encodes a protein (486-aa) containing the NAC domain in its N-terminal region. Sequence comparison showed that the OsNAC075 protein had a strikingly conserved region at the N-terminus, which is considered as the characteristic of the NAC protein family. OsNAC075 protein was orthologous to Arabidopsis thaliana ANAC075. Phylogenetic analysis confirmed OsNAC075 belonged to the OsNAC3 subfamily, which plays an important role in response to stress stimuli. RT-PCR analysis showed that the expression of OsNAC075 gene was rapidly and strongly induced by stresses such as NaCl, ABA and low temperature ($4^{\circ}C$). Our data suggest that OsNAC075 holds promising utility in improving salt tolerance in rice.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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