Inducible and reversible gene silencing in desired types of cells is instrumental for deciphering gene functions using cultured cells or in vivo models. However, efficient conditional gene knockdown systems remain to be established. Here, we report the generation of an inducible expression system for short hairpin RNA (shRNA) targeted to PTEN, a well-documented dual-specificity phosphatase involved in tumor suppression and ontogenesis. Upon induction by doxycycline (DOX), the reverse tetracycline transcriptional activator (rtTA) switched on the concomitant expression of GFP and a miR-30 precursor, the subsequent processing of which released the embedded PTEN-targeted shRNA. The efficacy and reversibility of PTEN knockdown by this construct was validated in normal and neoplastic cells, in which PTEN deficiency resulted in accelerated cell proliferation, suppressed apoptosis, and increased invasiveness. Transgenic mice harboring the conditional shRNA-expression cassette were obtained; GFP expression and concurrent PTEN silencing were observed upon ectopic expression of rtTA and induction with Dox. Therefore, this study provides novel tools for the precise dissection of PTEN functions and the generation of PTEN loss of function models in specific subsets of cells during carcinogenesis and ontogenesis.
Polycomb group (PcG) proteins are conserved chromatin regulators involved in the control of key developmental programs in eukaryotes. They collectively provide the transcriptional memory unique to each cell identity by maintaining transcriptional states of developmental genes. PcG proteins form multi-protein complexes, known as Polycomb repressive complex 1 (PRC1) and Polycomb repressive complex 2 (PRC2). PRC1 and PRC2 contribute to the stable gene silencing in part through catalyzing covalent histone modifications. Components of PRC1 and PRC2 are well conserved from plants to animals. PcG-mediated gene silencing has been extensively investigated in efforts to understand molecular mechanisms underlying developmental programs in eukaryotes. Here, we describe our current knowledge on PcG-mediated gene repression which dictates developmental programs by dynamic layers of regulatory activities, with an emphasis given to the model plant Arabidopsis thaliana.
Homology-specific transcriptional and post-transcriptional silencing, an intrinsic mechanism of gene regulation in most eukaryotes, can be induced by anti-sense, co-suppression, or hairpin-based double-stranded RNA. Hairpin-based RNA interference (RNAi) has been applied to analyze gene function and genetically modify crops. However, RNAi vector construction usually requires high-cost cloning steps and large amounts of time, or involves methods that are protected by intellectual property rights. We describe a more effective method for generating intron-spliced RNAi constructs. To produce intron-spliced hairpin RNA, an RNAi cassette was ligated with the first intron and splicing sequences of the Brassica rapa ssp. pekinensis histone deacetylase 1 gene. This method requires a single ligation of the PCR-amplified target gene to SpeI-NcoI and SacI-BglII enzyme sites to create a gene-specific silencing construct. We named the resulting binary vector system pKHi and verified its functionality by constructing a vector to silence DIHYDROFLAVONOL 4-REDUCTASE (DFR), transforming it into tobacco plants, and confirming DFR gene-silencing via PCR, RT-qPCR, and analysis of the accumulation of small interfering RNAs. Reduction of anthocyanin biosynthesis was also confirmed by analyzing flower color of the transgenic tobacco plants. This study demonstrates that small interfering RNAs generated through the pKHi vector system can efficiently silence target genes and could be used in developing genetically modified crops.
Sohn, Seong-Han;Choi, Min-Sue;Kim, Kook-Hyung;Lomonossoff, George
Plant Biotechnology Reports
/
제5권3호
/
pp.273-281
/
2011
Diverse epigenetic phenotypes are frequently found during research on transgenic plants. To understand the factors underlying such diversity, hundreds of independent 35S-GFP transgenic N. benthamiana plants were analyzed. The diverse GFP-expression phenotypes of the transgenic plants were classified into three major types based on the GFP expression patterns and their response to 35S-GFP agroinfiltration: steady-green, silenced and non-uniform phenotype. The non-uniform phenotype was further sub-divided into five minor phenotypes: variegated, red-dropped, on-silencing, partitioned and misty, according to the distribution of GFP expression on the leaves. Many of transgenic plants continuously generated diverse phenotypes over several generations despite the transgene identity. Such epigenetic GFP phenotyping was found to be the result of spontaneous transgene silencing mediated by either or both of post-transcriptional gene silencing (PTGS) and transcriptional gene silencing (TGS). This finding was verified by the detection of 21- and 24-nt small interfering RNA (siRNA) molecules, and DNA methylation in the transgenic plants that showed repeated epigenetic variation. Agroinfiltration demonstrated that irregular distribution of GFP on a leaf was the result of erratic transgene silencing, and the technique also proved to be a rapid and effective method for selecting fully silenced plants within 3 days. Furthermore, two novel phenotypes described are potential materials for in-depth investigations into the genes and mechanisms responsible for spontaneous transgene silencing.
At the post-transcriptional and translational levels, microRNA (miRNA) represses protein-coding genes via seed pairing to the 3' untranslated regions (UTRs) of mRNA. Although working models of miRNA-mediated gene silencing are successfully established using miRNA transfections and knockouts, the regulatory interaction between miRNA and long non-coding RNA (lncRNA) remain unknown. In particular, how the mRNA-resembling lncRNAs with 5' cap, 3' poly(A)-tail, or coding features, are regulated by miRNA is yet to be examined. We therefore investigated the functional interaction between miRNAs and lncRNAs with/without those features, in miRNA-transfected early zebrafish embryos. We observed that the greatest determinants of the miRNA-mediated silencing of lncRNAs were the 5' cap and 3' poly(A)-tails in lncRNAs, at both the post-transcriptional and translational levels. The lncRNAs confirmed to contain 5' cap, 3' poly(A)-tail, and the canonical miRNA target sites, were observed to be repressed in the level of both RNA and ribosome-protected fragment, while those with the miRNA target sites and without 5' cap and 3' poly(A)-tail, were not robustly repressed by miRNA introduction, thus suggesting a role as a miRNA-decoy.
Transcriptional silencing is regulated by promoter methylation and histone modifications such as methylation and acetylation. We constructed a Schizosaccaromyces pombe reporter strain, KCT120a, to identify modifiers of transcriptional silencing, by inserting the $ura4^+$ gene into a heterochromatic telomere region. Two compounds inhibited the activity of histone deacetylases, induced acetylation of histone H3 and caused apoptotic cell death in HeLa cells. Expression of gelsolin and $p21^{waf1/cip1}$ also increased, as it does in response to HDAC inhibitors such as TSA. Therefore, these compounds appear to be potent inhibitors of HDACs, and hence potential anti-cancer drugs. Our observations suggest that a yeast cell-based assay system for transcriptional silencing may be useful for identifying histone deacetylase inhibitors and other agents affecting chromatin remodeling.
Transcriptional gene silencing is regulated by the chromatin structure, which is by various factors including histones. Saccharomyces cerevisiae contains transcriptionally silenced regions such as telomeric regions and hidden mating (HM) loci. The positively-charged amino acids on the histone H4 tail were reported to be critical for the telomeric silencing in yeast, by interacting with Dot1, a specific methyltransferase for the $79^{th}$ lysine on histone H3. However, Dot1 did not affect gene silencing within HM loci, but whether the positively-charged amino acids on the H4 tail affect HM silencing has not been defined. To elucidate the function of the H4 tail on HM silencing, we created several MATa-type yeast strains bearing the substitution of arginine with alanine or lysine on the histone H4 tail and checked the sensitivity of MATa-type yeast to alpha pheromone. The arginine point mutants substituted by alanine (R17A, R19A, and R23A) did not show sensitivity to alpha pheromone, but only two arginine mutants substituted by lysine (R17K and R19K) restored the sensitivity to alpha pheromone-like wild type. These data suggested that the basic property of arginine at $17^{th}$ and $19^{th}$ positions in the histone H4 tail is critical for maintaining HM silencing, but that of the $23^{rd}$ arginine is not. Our data implicated that the positive charge of two arginine residues on the histone H4 tail is required for HM silencing in a manner independent of Dot1.
Ha, Ye-Na;Sung, Hye Youn;Yang, San-Duk;Chae, Yun Ju;Ju, Woong;Ahn, Jung-Hyuck
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제22권1호
/
pp.43-51
/
2018
Although cisplatin is one of the most effective antitumor drugs for ovarian cancer, the emergence of chemoresistance to cisplatin in over 80% of initially responsive patients is a major barrier to successful therapy. The precise mechanisms underlying the development of cisplatin resistance are not fully understood, but alteration of DNA methylation associated with aberrant gene silencing may play a role. To identify epigenetically regulated genes directly associated with ovarian cancer cisplatin resistance, we compared the expression and methylation profiles of cisplatin-sensitive and -resistant human ovarian cancer cell lines. We identified ${\alpha}$-N-acetylgalactosaminidase (NAGA) as one of the key candidate genes for cisplatin drug response. Interestingly, in cisplatin-resistant cell lines, NAGA was significantly down-regulated and hypermethylated at a promoter CpG site at position +251 relative to the transcriptional start site. Low NAGA expression in cisplatin-resistant cell lines was restored by treatment with a DNA demethylation agent, indicating transcriptional silencing by hyper-DNA methylation. Furthermore, overexpression of NAGA in cisplatin-resistant lines induced cytotoxicity in response to cisplatin, whereas depletion of NAGA expression increased cisplatin chemoresistance, suggesting an essential role of NAGA in sensitizing ovarian cells to cisplatin. These findings indicate that NAGA acts as a cisplatin sensitizer and its gene silencing by hypermethylation confers resistance to cisplatin in ovarian cancer. Therefore, we suggest NAGA may be a promising potential therapeutic target for improvement of sensitivity to cisplatin in ovarian cancer.
The COPS3 gene has stimulating effect on cell proliferation and progression of osteosarcomas and related cells. However, the features of COPS3 and its potential application as a therapeutic target in other cancers has not yet been studied. In this study, therefore, the effect of COPS3 silencing via COPS3 siRNA on lung cancer cell proliferation was examined. Expression levels of COPS3 gene in COPS3 siRNA infected cells and control siRNA infected cells were compared with real time PCR and Western blot analysis. Cell proliferation levels were comprehensively analyzed by MTT, BrdU incorporationy, and colony formation assays. For mechanistic assessment the effects of COPS3 silencing on cell cycle and apoptosis were analyzed using flow cytometry. Results showed that successful silencing of the COPS3 gene at both translational and transcriptional levels significantly reduced the proliferation and colony formation by lung cancer cells (p<0.01). Flow cytometry showed cell cycle arrest in the G0/G1 phase after COPS3 silencing, and more importantly, apoptosis was induced as a result of COPS3 knockdown, which negatively affected cell survival. Therefore, these results provide another piece of important evidence that the COPS3 gene expressed in lung cancer cells may play a critical role in stimulating proliferation. Down-regulation of COPS3 could significantly inhibit lung cancer cell growth, which was most likely mediated via induction of cell cycle arrest in G0/G1 phase and apoptosis.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.