Expression of Rice Small HSP Enhances Thermotolerance of Escherichia coli under Heat Stress

벼 Small HSP의 발현에 의한 대장균의 고온 stress 하에서의 내성의 증가

A cDNA encoding rice chloroplast small HSP, Oshsp21, was introduced into Escherichia coli using the pET expression vector to analyze the possible function of Oshsp21 under heat stress. We compared the viability of E. coli ${\lambda}BL21$ (DE3) cells transformed with recombinant plasmid containing Oshsp21 with the control E. coli cells transformed with pET28a vector under heat stress after IPTG induction. Upon heat treatment at $50^{\circ}C$, those cells that expressed Oshsp21 showed improved viability compared with control cells. When the cell lysates from E. coli transformants were heated at $55^{\circ}C$, the amounts of proteins denatured in the control and pEhsp21-transformed cells were about 60% and 35% of total cell proteins, respectively. These results indicate that rice chloroplast small HSP function as a molecular chaperone in cells.

벼의 엽록체 small HSP의 고온 스트레스 하에서의 기능을 밝히기 위하여 Oshsp21 cDNA를 pET 발현 vector에 도입하였다. 형질전환된 대장균 배양액에 IPTG를 첨가하여 단백질 발현을 유도시킨 다음 고온 stress 하에서의 생존율을 대조구와 비교하였다. 그 결과 대조균주의 경우 $50^{\circ}C$에서의 생존율이 크게 감소하였으나 Oshsp21이 발현된 대장균의 경우 70% 이상의 생존율을 나타내었다. 또한 대장균 단백질을 $55^{\circ}C$에서 30분간 열처리한 후, 대장균 단백질을 가용성과 비가용성 단백질로 분획한 다음, 각각의 비율을 조사한 결과, 대조균주의 경우 총 단백질의 약 60%가 비가용성 단백질로 변성되었으나, Oshsp21을 발현시킨 대장균의 경우 총 단백질의 약 35%만이 비가용성 단백질로 나타났다. 이러한 결과는 벼의 엽록체 small HSP는 세포내에서 분자 chaperone으로 기능하여 고온내성을 부여할 수 있음을 나타낸다.