• 제목/요약/키워드: Gene repression

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Corynebacterium glutamicum에서 분리된 프로모터를 이용한 메치오닌 생합성 유전자의 조절해제 (Derepression of a Methionine Biosynthetic Gene by Utilizing a Promoter Isolated from Corynebacterium glutamicum)

  • 박수동;박익현;최종수;김일권;김연희;이흥식
    • 미생물학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.300-305
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    • 2005
  • Corynebacterium glutamicum에서 promoter-probe vector인 pSK1Cat을 이용해 분리된 프로모터를 함유하는 단편들 중 가장 높은 활성을 나타낸 $P_{19}$ 단편에 대한 심도 있는 분석을 수행하였다. Subcloning을 실시하여 프로모터 활성을 지닌 DNA 영역을 180 bp로 압축할 수 있었고 $(P_{180})$, 이를 C. glutamicum의 균주개량 측면에서 그 활용성을 분석하였다. C. glutamicum에서 메치오닌 생합성에 관여하는metX유전자의 메치오닌에 의한 repression을 해제시키기 위하여 metX유전자의 promoter를 $P_{180}$ promoter로 교체하였고 $(P_{180}-metX)$, $P_{180}-metX$를 C. glutamicum에 도입하여 발현되는 homoserine acetyltransferase 활성을 다양한 성장조건에서 측정하였다. MB 영양배지에서 배양하는 경 우 $P_{180}-metX$를 함유는 균주는 wild type보다 약 24배 높은 homoserine acetyltransferase 활성을 나타내었다. Tac 프로모터에 연계하는 경우 $(P_{tac}-metX)$, 약 13배의 활성 증가만이 관찰되었다. 최소배지에서 배양한 후 분석한 결과, $P_{180}-metX$에서의 발현양상은 배지에 첨가된 methionine에 의해 영향받지 앓음을 확인하였는데, 이는 $P_{180}$ 단편이 생합성 유전자의 derepression에 의한 아미노산 생산균의 개량에 효율적으로 이용될 수 있음을 의미한다. $P_{180}-metA$를 라이신 생산균에 도입하는 경우 최대 약 0.8g/l의 메치오닌이 생산됨을 확인하였다.

다운증후군의 Dyrk1A 의존적 뇌기능저하의 치료: 인간 Dyrk1A 특이적 shRNA 발굴 (Treatment of Dyrk1A-dependent Mental Retardation of Down Syndrome: Isolation of Human Dyrk1A-specific shRNA)

  • 정민수;김연수;김주현;김정훈;정설희;송우주
    • 생명과학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.317-321
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    • 2009
  • 다운증후군은 추가적으로 존재하는 인간염색체 21번에 위치한 유전자의 과발현으로 발병한다. 다운증후군 환자에서 보이는 여러 증상들 중 학습과 기억능력 저하와 같은 뇌기능 저하는 다운증후군 환자가 독립적인 생활을 영위하는데 가장 큰 걸림돌이 된다. 인간염색체 21번에 위치하는 Dyrk1A는 신경발달에 중요한 역할을 하는 단백질로 Dyrk1A를 과발현 하는 형질전환 생쥐에서 심각한 해마 의존적 학습과 기억 장애가 보고되었다. 본 연구에서는 인간 Dyrk1A를 과발현 하는 형질전환 생쥐와 RNA interference (RNAi) 방법을 이용하여 endogenous mouse Dyrk1A의 발현은 정상적으로 유지하면서 exogenous human Dyrk1A 발현은 특이적으로 저해함으로써 인간 Dyrk1A 과발현에 의한 학습과 기억 능력저하를 회복시킬 수 있는지 동물모델에서 검증하기 위한 첫 단계로 인간 Dyrk1A 특이적 lentiviral short hairpin RNA (shRNA)를 발굴하였다. 발굴된 shRNA를 이용한 형질전환 모델생쥐에서의 증상의 회복 가능성 검증은 다운증후군의 뇌기능저하 치료제 개발에 중요한 정보를 제공할 것이다.

Synergistic efficacy of LBH and αB-crystallin through inhibiting transcriptional activities of p53 and p21

  • Deng, Yun;Li, Yongqing;Fan, Xiongwei;Yuan, Wuzhou;Xie, Huaping;Mo, Xiaoyang;Yan, Yan;Zhou, Junmei;Wang, Yuequn;Ye, Xianli;Wan, Yongqi;Wu, Xiushan
    • BMB Reports
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    • 제43권6호
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    • pp.432-437
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    • 2010
  • LBH is a transcription factor as a candidate gene for CHD associated with partial trisomy 2p syndrome. To identify potential LBH-interacting partners, a yeast two-hybrid screen using LBH as a bait was performed with a human heart cDNA library. One of the clones identified encodes ${\alpha}B$-crystallin. Co-immunoprecipitation and GST pull-down assays showed that LBH interacts with ${\alpha}B$-crystallin, which is further confirmed by mammalian two-hybrid assays. Co-localization analysis showed that in COS-7 cells, ${\alpha}B$-crystallin that is cytoplasmic alone, accumulates partialy in the nucleus when co-transfected with LBH. Transient transfection assays indicated that overexpression of LBH or ${\alpha}B$-crystallin reduced the transcriptional activities of p53 and p21, respectively, Overexpression of both ${\alpha}B$-crystallin and LBH together resulted in a stronger repression of the transcriptional activities of p21 and p53. These results showed that the interaction of LBH and ${\alpha}B$-crystallin may inhibit synergistically the transcriptional regulation of p53 and p21.

지방세포에서 microRNA-145에 의한 Cathepsin D의 발현 제어 (Repression of Cathepsin D Expression in Adipocytes by MicroRNA-145)

  • 김현지;배인선;서강석;김상훈
    • 생명과학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.798-803
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    • 2014
  • Cathepsin D (CtsD)는 아스파르트산 단백질 분해효소로서 cytochrome C의 방출을 유도하여 apoptosis 기전을 활성화시킨다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포에서 CtsD 발현 조절에 관여하는 microRNA에 대해 조사하였다. 먼저 지방전구세포 사멸시 CtsD 발현 변화를 관찰하기 위하여 DNA damage agent인 doxorubicin을 3T3-L1 세포주에 노출시켜 CtsD 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 지방전구세포주에서 CtsD가 과발현되면 세포 생존율이 감소하였다. miRanda program을 이용하여 CtsD 유전자를 표적으로 하는 microRNA를 탐색하여 miR-145를 선발하였다. Luciferase reporter assay에 의해 miR-145가 CtsD 유전자의 3' UTR 부위에 결합하여 luciferase 활성을 감소시킴을 관찰하였다. 3T3-L1 세포주에 miR-145 mimic을 도입한 결과 CtsD mRNA 발현과 단백질 수준이 감소하였다. 또한 세포주에 doxorubicin을 처리한 결과 CtsD 유전자 발현 증가와 상반되게 miR-145 발현이 감소하였다. 이외에도 miR-145 inhibitor을 세포에 도입하면 세포 생존율이 감소하였다. 이러한 결과는 지방전구세포의 세포사멸에 CtsD가 관여할 수 있으며, miR-145에 의해 CtsD 발현이 직접 조절되고 있음을 나타낸다. 따라서, 지방전구세포의 사멸을 유도하기 위해서는 miR-145 발현 제어가 주요한 표적이 될 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구결과는 향후 비만 예방 및 치료를 위한 지방세포 사멸기전 규명에 중요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

Neurospora crassa rcm-1 돌연변이체의 특성 (Characterization of the Neurospora crassa rcm-1 Mutants)

  • 김상래;이병욱
    • 미생물학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.246-254
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    • 2005
  • Neurospora crassa의 게놈 분석을 통하며 tetratricopeptide repeat (TPR) 부위를 보유할 것으로 추정되는 19중의 단배질을 찾아냈다. 이중에서 한 단백질은 Saccharomyces cerevisiae에서 다양한 유전자들의 공통 전사 억제인자로 알려진 Ssn6 단백질에 $60\%$ 이상의 유사도를 보였다. N. crassa의 RIP (repeat-induced point mutation) 과정을 통하여 생산된 돌연변이 균주들은 도두 느리게 성장하였는데, 4가지로 구분되는 돌연변이 표현형을 나타냈다. 첫 번째 돌연변이 표현형은 균사가 ropy돌연변이와 유사한 균사 모양으로 성장하고 밀도가 높아 보였고, 대분생포자는 yellow와 csp 표현형을 보였다. 두 번째 돌연변이형은 늦은 성장을 보였지만 대분생포자를 생산하였다. 세 번째는 매우 느린 균사 성장을 보였고 acon 표현형을 나타냈다. 마지막 돌연변이형은 거의 공기 중으로 균사를 뻗지 못하였으며 acon 표현형을 보였는데, rco-1 RIP 돌연변이체와 유사하였다. 돌연변이체들은 모두 male로서는 수정능을 보였지만 female로서는 교배가 불가능했으며 자낭각을 생산하지 못하였다. 이 결과들은 이 유전자가 N. crassa의 성장은 물론 무성생식 및 유성생식의 여러 과정에 관여함을 나타낸다. 염색체와 cDNA의 서열을 분식한 결과에 따르면, 유전자가 6개의 인트론을 보유하고 있고, 총917개의 아미노산으로 구성된 102kDa의 단백질을 암호화할 것으로 예상되었다. 이 유전자를 rcm-1 (regulation of conidiation and morphology)으로 명명하였다.

이동성 유전인자의 구조 및 생물학적 기능 (Biological Function and Structure of Transposable Elements)

  • 김소원;김우령;김희수
    • 생명과학회지
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    • 제29권9호
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    • pp.1047-1054
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    • 2019
  • 이동성 유전인자는 인간 유전체의 45%를 차지하며 기능성 유전자 내부로 자유롭게 들어갈 수 있다. 이들은 진화과정에서 중복현상으로 다수의 복사수로 생성되며, 생물종다양성 및 계통유전체학 분야에 기여한다. 이동성 유전인자의 대부분은 메틸화 또는 아세틸화 현상과 같은 후성유전학적 조절에 의해 제어된다. 다양한 생물종은 그들만의 고유의 이동성 유전인자를 가지고 있으며, 일반적으로 DNA트란스포존과 레트로트란스포존으로 나뉜다. 레트로트란스포존은 LTR의 유무에 따라 다시 HERV와 LINE으로 구분된다. 이동성 유전인자는 프로모터, 인핸서, 엑손화, 재배열 및 선택적 스플라이싱과 같은 다양한 생물학적 기능을 수행한다. 또한 이들은 유전체의 불안정성을 야기시켜 다양한 질병을 유발하기도 한다. 따라서, 암과 같은 질병을 진단하는 바이오 마커로 사용될 수 있다. 최근, 이동성 유전인자는 miRNA를 만들어 내는 것으로 밝혀졌으며, 이러한 miRNA는 타겟 유전자의 seed 영역에 결합함으로서 mRNA의 분해 및 번역을 억제하는 역할을 수행한다. 이동성 유전인자 유래의 miRNA는 기능성 유전자의 발현에 큰 영향을 미친다. 다양한 생물종과 조직에서 서로 다른 miRNA의 비교 분석 연구는 생물학적 기능과 관련하여 진화학과 계통학 영역에서 흥미 있는 연구 분야라 할 수 있겠다.

Rhodobacter sphaeroides에서의 광합성유전자(puf, puc, puhA, bchC, bchE, bchF와 bchI)의 발현조절 (Regulation of Photosynthesis Genes (puf, puc, puhA, bchC, bchE, bchF, and bchI) in Rhodobacter sphaeroides)

  • 고인정;김용진;이진목;신선주;오정일
    • 생명과학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.632-639
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    • 2006
  • 본 연구에서는 lacZ transcriptional fusion plasmid를 이용하여 광합성 세균인 Rhodobacter sphaeroides에서의 7가지 광합성유전자 (puf, puc, puhA, bchC, bchE, bchF, bchI) 발현의 경향과 조절을 조사하였다. R. sphaeroides에서 puhA와 bchI를 제외한 모든 광합성유전자들이 호기적 조건과 비교했을 때 혐기적 조건에서 더욱 강하게 발현되었다. puhA 유전자는 bchFNBHLM-RSP0290과 operon을 형성하며, bchI 유전자는 crtA와 operon을 이루는 것으로 나타났다. 광합성 조건에서 자란 R. sphaeroides의 puf, puc, bchCXYZ operon의 발현은 빛의 세기에 비례하는 반면, bchFNBHLM(RSP0290 puhA) operon의 발현은 빛의 세기에 반비례 하였다. bchEJG의 발현은 $10\;W/m^2$의 빛이 조사된 광합성 조건에서 제일 낮았으며, $100\;W/m^2$의 빛의 광합성 조건에서 가장 높았다. R. sphaeroides의 산소인지와 빛 인지에 관련된 세 가지 주요 조절기작에 의한 광합성유전자 조절은 다음과 같다. puf와 bchC는 PpsR repressor와 PrrBA two-component system에 의해 조절된다. 그리고 puc operon은 PpsR, FnrL, PrrBA system에 의해 조절된다. bchE의 발현은 FnrL과 PrrBA system에 의해 조절되는 반면, bchF는 오로지 PpsR에 의해서만 조절된다. PpsR repressor는 강한 세기의 빛 조건에서 bchf 발현억제의 원인이 되며, FnrL은 그 자체가 산소를 인지하는 기능 이외에도 세포질의 산화/환원 상태의 인지에 관련될 것으로 보인다.

A Novel Human BTB-kelch Protein KLHL31, Strongly Expressed in Muscle and Heart, Inhibits Transcriptional Activities of TRE and SRE

  • Yu, Weishi;Li, Yongqing;Zhou, Xijin;Deng, Yun;Wang, Zequn;Yuan, Wuzhou;Li, Dali;Zhu, Chuanbing;Zhao, Xueying;Mo, Xiaoyang;Huang, Wen;Luo, Na;Yan, Yan;Ocorr, Karen;Bodmer, Rolf;Wang, Yuequn;Wu, Xiushan
    • Molecules and Cells
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    • 제26권5호
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    • pp.443-453
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    • 2008
  • The Bric-a-brac, Tramtrack, Broad-complex (BTB) domain is a protein-protein interaction domain that is found in many zinc finger transcription factors. BTB containing proteins play important roles in a variety of cellular functions including regulation of transcription, regulation of the cytoskeleton, protein ubiquitination, angiogenesis, and apoptosis. Here, we report the cloning and characterization of a novel human gene, KLHL31, from a human embryonic heart cDNA library. The cDNA of KLHL31 is 5743 bp long, encoding a protein product of 634 amino acids containing a BTB domain. The protein is highly conserved across different species. Western blot analysis indicates that the KLHL31 protein is abundantly expressed in both embryonic skeletal and heart tissue. In COS-7 cells, KLHL31 proteins are localized to both the nucleus and the cytoplasm. In primary cultures of nascent mouse cardiomyocytes, the majority of endogenous KLHL31 proteins are localized to the cytoplasm. KLHL31 acts as a transcription repressor when fused to GAL4 DNA-binding domain and deletion analysis indicates that the BTB domain is the main region responsible for this repression. Overexpression of KLHL31 in COS-7 cells inhibits the transcriptional activities of both the TPA-response element (TRE) and serum response element (SRE). KLHL31 also significantly reduces JNK activation leading to decreased phosphorylation and protein levels of the JNK target c-Jun in both COS-7 and Hela cells. These results suggest that KLHL31 protein may act as a new transcriptional repressor in MAPK/JNK signaling pathway to regulate cellular functions.

검정곰팡이의 형태분화에 따른 세포외성효소의 신생적생합성에 관한 연구 (Biosynthesis of the extracellular enzymes in de novo during the differentiation of Aspergillus niger)

  • 김종협
    • 한국균학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.1-10
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    • 1978
  • 검정곰팡이(Aspergillus niger)의 액침배양과 액체표면배양을 통한 동조적 형태분화에 있어서 체외효소인 단백질분해효소, 알파 및 굴루크아밀라제의 신생적 생합성 상황을 연구하였다. 굴루크아미라제는 경자(phialide)가 성숙하는 단계 즉 포자 형성의 전단계에서만 그 활성이 왕성하였다. 단백질분해효소(산성, 중성 및 알칼리성)들은 분생자병의 성장단계에서 활성이 약간 증가하였으나, 경자의 성숙단계에서는 활성이 극히 활발하였다. 알파아밀라제는 경자의 성숙시기와 포자형성기에서 활성이 활발하였으며 그 활성은 장기간 지속 되었다. 알파아밀라제의 활성은 포자형성 기간중 계속 증가하였으므로 신생적으로 생합성된다고 할 수 있으며, 포도당배지에서 많은 량이 생합성되었고, 또 포도당량의 고갈에 즈음하여 그 생합성이 개시되었으므로 이 효소는 구성적 효소이며 이화 대사물의 억제작용(catabolite repression)을 받는 효소라고 할 수 있다. 포리아크릴아미드 젤(polyacrylamide gel)을 이용한 전기영동으로서 포자형성기와 그 전단계의 균체로부터 다양하고 선명한 세포외성 단백질을 분리할 수 있었다. 균사형성기나 포자발아기의 균체로부터는 극소수의 선명치 못한 분리상을 얻었다. C-14 우라실이 균체의 RNA핵산으로 섭취되어 들어가는 비율과 C-14 굴루탐산이 균체 단백질으로 섭취되어 들어가는 비율은 포자형성전기에서 왕성하였으며 포자형성 기간중에는 극히 저조하였다. 알파아밀라제의 신생적 생합성과 포자형성이 일치하는 현상은 유전인자의 표현과정이 내포되는 분화(포자형성)라는 점에서 볼 때 의의와 인과관계가 있을 것으로 사료된다.(1.9 eV)와 $e_g$ $(2.8{\sim}3.0\;eV)$로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{4+}(3d)$$O^{2-}$에서 $Mn^{3+}$ 이온의 $t_{2g}$ (2.3 eV)와 $e_g$ ($3.4{\sim}3.6$ eV)로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{3+}(3d)$ 등에 의한 것으로 해석된다. 또한, 1.6, 1.8, 1.9 eV 부근에서 관측된 좁은 에너지 영역의 흡수구조 들은 팔면체 $Mn^{3+}$ 이온 내에서의 d-d 결정장(crystal-field) 전이에 의한 것으로 해석된다. 이러한 흡수구조는 Ni 치환량이 증가함에 따라 그 강도가 감소한다. x = 0.6의 경우 $e_g$ 상태와 관련된 CT 전이구조 들이 $t_{2g}$ 상태와 관련된 전이구조 들에 비하여 큰 폭으로 감소하는데 이것은 Jahn-Teller 효과에 의해서 격자상수가 tetragonal 구조로 확장됨에 따라 $e_g$ 상태와 $O^{2-}(2p)$ 상태 간의 파동함수 중첩이 감소한 것에 기인하는 것으로 해석된다.)의 영향(影響)을 더 많이 받고 있었다. 마. total ginsenosides의 분해반응시(分解反應時)의 활성화(活性化)에너지($E_a$)는 17.7kcal/mole이었고

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