Leuconostoc mesenteroides can be used to produce mannitol by fermentation, but the mannitol productivity is not high. Therefore, in this study we modified the chromosome of Leuconostoc mesenteroides by genetic methods to obtain high-yield strains for mannitol production. In this study, gene knock-out strains and gene knock-in strains were constructed by a two-step homologous recombination method. The mannitol productivity of the pat gene (which encodes phosphate acetyltransferase) deletion strain (${\Delta}pat::amy$), the fk gene (which encodes fructokinase) deletion strain (${\Delta}fk::amy$) and the stpk gene (which encodes serine-threonine protein kinase) deletion strain (${\Delta}stpk::amy$) were all increased compared to the wild type, and the productivity of mannitol for each strain was 84.8%, 83.5% and 84.1%, respectively. The mannitol productivity of the mdh gene (which encodes mannitol dehydrogenase) knock-in strains (${\Delta}pat::mdh$, ${\Delta}fk::mdh$ and ${\Delta}stpk::mdh$) was increased to a higher level than that of the single-gene deletion strains, and the productivity of mannitol for each was 96.5%, 88% and 93.2%, respectively. The multi-mutant strain ${\Delta}dts{\Delta}ldh{\Delta}pat::mdh{\Delta}stpk::mdh{\Delta}fk::mdh$ had mannitol productivity of 97.3%. This work shows that multi-gene knock-out and gene knock-in strains have the greatest impact on mannitol production, with mannitol productivity of 97.3% and an increase of 24.7% over wild type. This study used the methods of gene knock-out and gene knock-in to genetically modify the chromosome of Leuconostoc mesenteroides. It is of great significance that we increased the ability of Leuconostoc mesenteroides to produce mannitol and revealed its broad development prospects.
Kim, Ji-Woo;Kim, Hye-Min;Lee, Sang-Mi;Kang, Man-Jong
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
v.25
no.10
/
pp.1473-1480
/
2012
The Galactose-${\alpha}1$,3-galactose (${\alpha}1$,3Gal) epitope is responsible for hyperacute rejection in pig-to-human xenotransplantation. Human decay-accelerating factor (hDAF) is a cell surface regulatory protein that serves as a complement inhibitor to protect self cells from complement attack. The generation of ${\alpha}1$,3-galactosyltransferase (GGTA1) knock-out pigs expressing DAF is a necessary step for their use as organ donors for humans. In this study, we established GGTA1 knock-out cell lines expressing DAF from pig ear fibroblasts for somatic cell nuclear transfer. hDAF expression was detected in hDAF knock-in heterozygous cells, but not in normal pig cells. Expression of the GGTA1 gene was lower in the knock-in heterozygous cell line compared to the normal pig cell. Knock-in heterozygous cells afforded more effective protection against cytotoxicity with human serum than with GGTA1 knock-out heterozygous and control cells. These cell lines may be used in the production of GGTA1 knock-out and DAF expression pigs for xenotransplantation.
Gene-manipulated mice were discovered for the first time about a quarter century ago. Since then, numerous sophisticated technologies have been developed and applied to answer key questions about the fundamental roles of the genes of interest. Functional genomics can be characterized into gain-of-function and loss-of-function, which are called transgenic and knock-out studies, respectively. To make transgenic mice, the most widely used technique is the microinjection of transgene-containing vectors into the embryonic pronucleus. However, there are critical drawbacks: namely position effects, integration of unknown copies of a foreign gene, and instability of the foreign DNA within the host genome. To overcome these problems, the ROSA26 locus was used for the knock-in site of a transgene. Usage of this locus is discussed for the gain of function study as well as for several brilliant approaches such as conditional/inducible transgenic system, reproducible/inducible knockdown system, specific cell ablation by Cre-mediated expression of DTA, Cre-ERTM mice as a useful tool for temporal gene regulation, MORE mice as a germ line delete and site specific recombinase system. Techniques to make null mutant mice include complicated steps: vector design and construction, colony selection of embryonic stem (ES) cells, production of chimera mice, confirmation of germ line transmission, and so forth. It is tedious and labor intensive work and difficult to approach. Thus, it is not readily accessible by most researchers. In order to overcome such limitations, technical breakthroughs such as reporter knock-in and gene knock-out system, production of homozygous mutant ES cells from a single targeting vector, and production of mutant mice from tetraploid embryos are developed. With these upcoming progresses, it is important to consider how we could develop these systems further and expand to other animal models such as pigs and monkeys that have more physiological similarities to humans.
This study was carried out to develop knock-in vector for EGFP (enhanced green fluorescent protein) expression in porcine $\beta$-casein locus. For construction of knock-in vector using porcine $\beta$-casein gene, we cloned the $\beta$-casein genome DNA from porcine fetal fibroblast cells, EGFP and SV40 polyA signal using PCR. The knock-in vectors consisted of a 5-kb fragment as the 5' recombination arm and a 2.7-kb fragment as the 3' recombination arm. We used the neomycin resistance gene ($neo^{r}$) as a positive selectable marker and the diphtheria toxin A (DT-A) gene as a negative selectable marker. To demonstrate EGFP expression from knock-in vector, we are transfected knock-in vector that has EGFP gene in murine mammary epithelial cell line HC11 cells with pSV2 neo plasmid. The EGFP expression was detected in HC11 cells transfected knock-in vector. This result demonstrates that this knock-in vector may be used for the development of knock-in transgenic pig.
Galactose-${\alpha}1,3$-galactose (${\alpha}1,3$-Gal) epitope is synthesized at a high concentration on the surface of pig cells by ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase gene (GGTA1). The ${\alpha}1,3$-Gal is responsible for hyperacute rejection in pig-to-human xenotransplantation. The generation of transgenic pigs as organ donors for humans is necessary to eliminate the GGTA1 gene that synthesize $Gal{\alpha}$(1,3)Gal. To prevent hyperacute graft rejection in pig-to-human xenotransplantation, previously, we developed ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase gene-knock-out somatic cell by homologous recombination. In this study, we established cell lines of ${\alpha}1,3$-GT knock-out expressing hDAF and hHT gene from minipig fibroblasts to apply somatic cell nuclear transfer. The hDAF and hHT mRNA were expressed in the knock-in somatic cells and ${\alpha}1,3$-GT mRNA was suppressed. However, the knock-in somatic cells were increased resistance to human serum-mediated cytolysis.
To compare RNA interference-mediated gene silencing technique and T-DNA integration for gene function analysis in Chinese cabbage, BrSAMS-knockout (KO) line and BrSAMS-knockdown (KD) line were used. The KO line had lost the function of a Brassica rapa S-adenosylmethionine synthetase (BrSAMS) gene by T-DNA insertion and the KD line had shown down-regulated BrSAMS genes' expression by dsRNA cleavage. From microarray results of the KO and KD lines, genes linked to SAMS such as sterol, sucrose, homogalacturonan biosynthesis and glutaredoxin-related protein, serine/threonine protein kinase, and gibberellin-responsive protein showed distinct differences in their expression levels. Even though one BrSAMS gene in the KO line was broken by T-DNA insertion, gene expression pattern of that line did not show remarkable differences compared to wild type control. However, the KD line obtained by RNAi technique showed prominent difference in its gene expression. Besides, change of polyamine and ethylene synthesis genes directly associated with BrSAMS was displayed much more in the KD line. In the microarray analysis of the KO line, BrSAMS function could not be clearly defined because of BrSAMS redundancy due to the genome triplication events in Brassicaceae. In conclusion, we supposed that gene knock-down method by RNAi silencing is more effective than knock-out method by T-DNA insertion for gene function analysis of polyploidy crops such as Chinese cabbage.
Streptomyces is well known for their ability to synthesize enormous varieties of antibiotics as secondary metabolites. Among them, S. avermitilis produces avermectins, a group of antiparasitic agents used in human and veterinary medicine. However, S. avermitilis also produces oligomycin, which is a potential toxic inhibitor of oxidative phosphorylation in mammalian cells. Therefore, we decided to disrupt oligomycin synthetase gene to prevent co-production of oligomycin in S. avermitilis. To create plasmid for disruption, the smallest gene of oligomycin synthetase gene cluster was obtained by PCR from S. avermitilis chromosome. Then, apramycin resistance gene was inserted in oligomycin synthetase gene for selection. After transformation of this plasmid, oligomycin synthetase gene (olmA5) in the chromosome was displaced with disruption cassette on the plasmid via homologous recombination. As a result of this gene replacement, we obtained mutants (olmA5::apra) that no longer makes the toxic oligomycin. And the mutants confirmed by PCR and HPLC analysis. However, showed no increasement of avermectin production in the mutant was observed.
Kim, Hye Min;Lee, Sang Mi;Park, Hyo Young;Kang, Man-Jong
Reproductive and Developmental Biology
/
v.38
no.2
/
pp.71-77
/
2014
The specific genetic modification in porcine somatic cells by gene targeting has been very difficult because of low efficiency of homologous recombination. To improve gene targeting, we designed three kinds of knock-out vectors with ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase gene (${\alpha}1,3$-GT gene), DT-A/pGT5'/neo/pGT3', DT-A/NLS/pGT5'/neo/pGT3' and pGT5'/neo/ pGT3'/NLS. The knock-out vectors consisted of a 4.8-kb fragment as the 5' recombination arm (pGT5') and a 1.9-kb fragment as the 3' recombination arm (pGT3'). We used the neomycin resistance gene (neo) as a positive selectable marker and the diphtheria toxin A (DT-A) gene as a negative selectable marker. These vectors have a neo gene insertion in exon 9 for inactivation of ${\alpha}1,3$-GT locus. DT-A/pGT5'/neo/pGT3' vector contain only positive-negative selection marker with conventional targeting vector. DT-A/NLS/pGT5'/neo/pGT3' vector contain positive-negative selection marker and NLS sequences in upstream of 5' recombination arm which enhances nuclear transport of foreign DNA into bovine somatic cells. pGT5'/neo/pGT3'/NLS vector contain only positive selection marker and NLS sequence in downstream of 3' recombination arm, not contain negative selectable marker. For transfection, linearzed vectors were introduced into porcine ear fibroblasts by electroporation. After 48 hours, the transfected cells were selected with $300{\mu}g/ml$ G418 during 12 day. The G418-resistant colonies were picked, of which 5 colonies were positive for ${\alpha}1,3$-GT gene disruption in 3' PCR and southern blot screening. Three knock-out somatic cells were obtained from DT-A/NLS/ pGT5'/neo/pGT3' knock-out vector. Thus, these data indicate that gene targeting vector using nuclear localization signal and negative selection marker improve targeting efficiency in porcine somatic cells.
Pasteurella multocida is an important veterinary and opportunistic human pathogen. In particular, strains of P. multocida serogroup D cause progressive atrophic rhinitis, and produce a potent, intracellular, mitogenic toxin known as P. multocida toxin (PMT), which is encoded by the toxA gene. To further investigate the toxigenic and pathogenic effects of PMT, a toxA-deleted mutant was developed by homologous gene recombination. When administrated to mice, the toxigenicity of the toxA mutant P. multocida was drastically reduced, suggesting that the PMT constributes the major part of the toxigenicity of P, multocida. Similar results were obtained in a subsequent experiment, while high mortalities were observed when toxA(+) P. multocida bacterial culture or culture Iysate were administrated. Mice immunized with toxA(-) P. multocida were not protected (none survived) following challenge with toxA(+) P. multocida or bacterial culture Iysate (toxin). These results suggest that the toxigenicity of P. multocida is mainly derived from PMT.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
/
v.12
no.6
/
pp.105-113
/
2007
A gene regulatory network is a network of genes representing how genes influence the activities of other genes. Nowadays from microarray experiments, a large number of measurements on the expression levels of genes are available. One of typical data is the so-called "steady-state model" data measuring the expression levels of other genes after knocking out a particular gene. This paper shows how to reverse engineer a parsimonious gene regulatory network, using these measurement data. Our model considers auto-regulation, which forms a cycle in a genetic network. We also model repressor and enhancer roles of genes. which are not considered in previous known methods.
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.