• 제목/요약/키워드: Natural DNA

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Combination of Epstein-Barr Virus-Based Plasmid and Nonviral Polymeric Vectors for Enhanced and Prolonged Gene Expression

  • Choi, Hye;Park, Key Sun;Bae, Seon Joo;Song, Su Jeong;Kim, Kyoon Eon;Park, Jong-Sang;Choi, Joon Sig
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권11호
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    • pp.3676-3680
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    • 2012
  • An Epstein-Barr virus (EBV)-based plasmid contains the EBV nuclear antigen 1 (EBNA1) gene and EBV replication origin (oriP) sequence. Since EBNA1 (the only EBV-encoded protein) is combined with oriP, it is replicated simultaneously with chromosomal DNA in human, primate, and canine cells and is faithfully segregated at a stable copy number upon cell division. Consequently, it can be used to stably express gene inserts over a prolonged time in target cells. We have previously shown that the polyamidoamine (PAMAM) dendrimer can be surface-modified with L-arginine. Arginine is present at a high frequency in the transactivator of transcription (Tat) sequences of human immunodeficiency virus (HIV). It presents high membrane permeability and permits effective transfer of DNA inside the cells. In this study, we constructed two kinds of recombinant DNA by inserting the luciferase gene and enhanced green fluorescence protein (eGFP) gene as reporter genes into the pCEP4 plasmid vector. We measured dynamic light scattering (DLS) and zeta potential after preparing PAMAM-based cationic polymer/EBV-based plasmid complexes. We performed transfection of HEK 293 cell lines with the polyplexes, and monitored luciferase activity and green fluorescence protein (GFP) expression. Our results show that PAMAM-based cationic polymer/EBV plasmid complexes provide enhanced and sustained gene expression.

DNA Sequence Analysis of 1-Nitropyrene-4,5-Oxide and 1-Nitropyrene-9,10-Oxide Induced Mutations in the hprt Gene of Chinese Hamster Ovary Cells

  • Kim, Hyun-Jo;Kim, Tae-Ho;Lee, Sun-Young;Lee, Dong-Hoon;Kim, Sang-In;Pfeifer, Gerd P.;Kim, Seog K.;Lee, Chong-Soon
    • Molecules and Cells
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    • 제19권1호
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    • pp.114-123
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    • 2005
  • Nitropyrene, the predominant nitropolycyclic hydrocarbon found in diesel exhaust, is a mutagenic and tumorigenic environmental pollutant that requires metabolic activation via nitroreduction and ring oxidation. In order to determine the role of ring oxidation in the mutagenicity of 1-nitropyrene, its oxidative metabolites, 1-nitropyrene 4,5-oxide and 1-nitropyrene 9,10-oxide, were synthesized and their mutation spectra were determined in the coding region of hprt gene of CHO cells by a PCR amplification of reverse-transcribed hprt mRNA, followed by a DNA sequence analysis. A comparison of the two metabolites for mutation frequencies showed that 1-nitropyrene 9,10-oxide was 2-times higher than 1-nitropyrene 4,5-oxide. The mutation spectrum for 1-nitropyrene 4,5-oxide was base substitutions (33/49), one base deletions (11/49) and exon deletions (5/49). In the case of 1-nitropyrene 9,10-oxide, base substitutions (27/50), one base deletions (15/50), and exon deletions (8/50) were observed. Base substitutions were distributed randomly throughout the hprt gene. The majority of the base substitutions in mutant from 1-nitropyrene 4,5-oxide treated cells were $A{\rightarrow}G$ transition (15/33) and $G{\rightarrow}A$ transition (8/33). The predominant base substitution, $A{\rightarrow}G$ transition (11/27) and $G{\rightarrow}A$ transition (8/27), were also observed in mutant from 1-nitropyrene 9,10-oxide treated cells. The mutation at the site of adenine and guanine was consistent with the previous results, where the sites of DNA adduct formed by these compounds were predominant at the sites of purines. A comparison of the mutational patterns between 1-nitropyrene 4,5-oxide and 1-nitropyrene 9,10-oxide showed that there were no significant differences in the overall mutational spectrum. These results indicate that each oxidative metabolite exhibits an equal contribution to the mutagenicity of 1-nitropyrene, and ring oxidation of 1-nitropyrene is an important metabolic pathway to the formation of significant lethal DNA lesions.

떡납줄갱이 Rhodeus notatus와 흰줄납줄개 R. ocellatus의 자연 종간잡종에 관한 연구 (A Study on the Natural Interspecific Hybrid between Rhodeus notatus and R. ocellatus)

  • 윤봉한;성무성;김용휘;방인철
    • 한국어류학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.157-166
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    • 2021
  • 떡납줄갱이 Rhodeus notatus와 흰줄납줄개 R. ocellatus 간의 자연 잡종으로 추정되는 3개체를 충청남도 아산시 좌부동 곡교천의 지류인 온양천 일대에서 채집하였으며, 이들의 부모종을 명확히 판별하기 위하여 형태학적 및 분자계통학적 분석을 수행하였다. 자연 잡종 3개체의 체색은 등 쪽이 연한 녹갈색으로 떡납줄갱이의 연한 갈색과 흰줄납줄개의 진한 녹갈색의 중간 색상이었고, 등지느러미 앞쪽 상단 및 뒷지느러미 바깥 가장자리에 붉은색을 나타내는 면적은 떡납줄갱이와 흰줄납줄개 간의 중간 크기로 나타나 전반적으로 부모종 간의 중간형질을 나타냈다. 계측 및 계수형질의 경우, 자연 잡종은 체장에 대한 가슴지느러미 기점거리의 비, 뒷지느러미 기점거리의 비와 두장에 대한 문장의 비, 양안 간격의 비, 미병장의 비, 미병고의 비 그리고 종렬비늘수 등에서 이들의 고유한 형질이 나타난 것으로 분석되었다. 핵 DNA의 rag1 유전자 영역에서 자연 잡종 3개체는 떡납줄갱이와 흰줄납줄개 간의 단일염기다형성 부위를 모두 반영하는 것으로 분석되었으며, 미토콘드리아 DNA의 cytb 유전자 영역을 이용한 분자계통도에서는 떡납줄갱이와 동일한 유전적 clade를 형성하였다. 따라서, 본 연구에서 분석한 자연 잡종 추정 개체들은 암컷 떡납줄갱이와 수컷 흰줄납줄개 간의 종간 잡종으로 판별되었다.

토양의 DNA로부터 4-Hydroxyphenylpyruvate Dioxygenase 유전자 탐색 및 분리 (Screening and Isolation of a Gene Encoding 4-Hydroxyphenylpyruvate Dioxygenase from a Metagenomic Library of Soil DNA)

  • 윤상순;이정한;김수진;김삼선;박인철;이미혜;구본성;윤상홍;여윤수
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제48권4호
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    • pp.345-351
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    • 2005
  • 난배양 미생물로부터 천연물질을 찾기 위하여 토양으로부터 직접분리 된 DNA와 cosmid vector를 이용하여 metagenomic library를 제작하고 탐색 하였다. 대장균에서 발현되는 유전자은행 초기 탐색 결과 LB배지에서 잘 자라면서 브라운 색깔을 내는 여러 개의 clone을 선발 하였다. 선발된 여러 후보 clone중 pYS85C는 돌연변이를 유도하였으며 색깔을 생산하지않는 clone 들에 대하여 염기서열을 결정 하였다. 돌연변이clone들로부터 결정된 pYS85C 염기서열 결과 아미노산이 393개이며 44.5 kDa으로 색소형성에 관여하는 4-hydroxyphenylpyruvic acid dioxygenase(HPPD) 유전자로 판명 되었다. 또한, BLAST비교 분석에서 이효소는 기존에 밝혀진 HPPD효소와 60% 정도의 identity를 보였고 C-말단에서는 많은 conserved domain이 있었다. 이러한 결과로 볼 때 천연물질을 합성 할 수 있는 유전자는 토양DNA로부터 직접 분리되어 발현될 수 있으며 이러한 기술은 새로운 물질을 찾는데 중요한 tool이 될 수 있다.

Streptomyces coelicolor A3(2)에서 hrdA유사 Sigma 인자 유전자의 클로닝 (Cloning of hadA-like Sigma Factor Gene from Streptomyces coelicolor A3(2))

  • 한지숙;조은정;노정혜
    • 미생물학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.264-270
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    • 1994
  • 세균의 RNA 중합효소에서 여러 ${\sigma}$ 인자들 간에 보존된 아미노산 서열중 2.3 부위와 4.2 부위의 아미노산 서열로부터 유 n하여 두가지의 PCR primer를 제작하였다. 이들을 이용하여 PCR을 수행하였을 때, E. coli와 Streptomyces coelicolor의 DNA로부터 예상되었던 480 bp 정도의 DNA가 증폭되는 것을 관찰하였다. E. coli DNA에서 증폭된 DNA를 클로닝하여 염기서열을 결정한 결과 E. coli의 rpoS 유전자로부터 유래하였음을 알았다. 이를 탐침으로 S. coelicolor에서 genomic DNA hybridization을 수행하였을 때, PvuII 절편 두가지 (3.5 kb, 2.0 kb) 와 SalI 절편 두가지(3.4kb, 1.5 kb)에 탐침이 결합하는 것을 관찰하였다. 3.5 kb의 pvuII 절편을 sublibrary로부터 클로닝하고, 탐침이 결합하는 1.0kb의 BamHI/HincII 절편의 염기서열을 분석하였다. 부분적으로 결정된 염기서열을 BLAST 프로그램을 이용하여 GenBank와 EMBL, PDB 등의 data library의 유전자들과 비교하여 본 결과Streptomyces속의 ${\sigma}$인자들을 비롯한 Synechococcus종, Anabaena종, Pseudomonas aeruginosa, Stigmatella aurantica 등의 주된 ${\sigma}$ 인자와 높은 유사성을 보였다. 현재까지 1.2 부위와 4 부위에 해당하는 부분의 염기서열을 결정하였는데, 이 부분은 S. coelicolor에서 알려진 다섯가지의 ${\sigma}$ 인자 유전자 중 hrdA와 가장 높은 유사성을 보이며, 아미노산의 유사성이 1.2부위에서는 88%, 4 부위에서는 75%인 것으로 나타났다.

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조현병에서 나타나는 후성유전학적 나이 가속도 감속 (Slowing of the Epigenetic Clock in Schizophrenia)

  • 정연오;김진영;카르띠케얀 비자야쿠말;조광원
    • 생명과학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.730-735
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    • 2023
  • 지난 10년 동안 인공지능의 도움으로 노화를 정량화하기 위한 수많은 연구가 수행되었다. DNA 메틸화 데이터를 사용하여 다양한 모델이 개발되었으며 흔히 후성유전학적 시계라고 불린다. 후성유전학적 나이 가속화는 일반적으로 질병 상태와도 주로 연관이 있어 보인다. 조현병은 가속 노화 가설과 관련있는 정신질병으로 심각한 정신적, 신체적 스트레스를 동반한다. 다른 심리 질환과 비교했을 때 이 질병은 젊은 사람들에서 높은 사망률과 질병률을 유발한다. 과거 연구에서는 이 질병이 가속 노화 가설과 연관있다고 알려져 있었다. 이번 연구에서는 조현병 환자의 후성유전학적 나이 가속도 변화를 통해 질병에 대한 후성유전학적 통찰을 얻고자 하였다. 후성유전학적 나이 가속화를 측정하기 위해 두 가지 다른 DNA 메틸화 시계 모델을 사용했으며 이는 범조직 모델인 Horvath clock과 Epi clock을 사용하였다. 우리는 Horvath clock과 Epi clock이 모두 호환되는 450k 어레이 데이터를 사용하였다. 그 결과, Epi clock을 사용했을 때 환자샘플에서 후성유전학적 나이 가속화가 더 느리다는 것을 발견했다. Epi clock이 질병으로 인한 DNA 메틸화 변화를 잘 감지해낼 수 있음을 알아내었다. 또한 Epi clock에서 대조군과 환자군에서 차등적으로 메틸화된 CpG 부위를 분석하고 경로 농축 분석을 수행한 결과, 대부분의 CpG가 신경 세포 과정에 관여한다는 사실을 발견했다.

Expression of EuNOD-ARP1 Encoding Auxin-repressed Protein Homolog Is Upregulated by Auxin and Localized to the Fixation Zone in Root Nodules of Elaeagnus umbellata

  • Kim, Ho Bang;Lee, Hyoungseok;Oh, Chang Jae;Lee, Nam Houn;An, Chung Sun
    • Molecules and Cells
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    • 제23권1호
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    • pp.115-121
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    • 2007
  • Root nodule formation is controlled by plant hormones such as auxin. Auxin-repressed protein (ARP) genes have been identified in various plant species but their functions are not clear. We have isolated a full-length cDNA clone (EuNOD-ARP1) showing high sequence homology to previously identified ARP genes from root nodules of Elaeagnus umbellata. Genomic Southern hybridization showed that there are at least four ARP-related genes in the genome of E. umbellata. The cDNA clone encodes a polypeptide of 120 amino acid residues with no signal peptide or organelle-targeting signals, indicating that it is a cytosolic protein. Its cytosolic location was confirmed using Arabidopsis protoplasts expressing a EuNOD-ARP1:smGFP fusion protein. Northern hybridization showed that EuNOD-ARP1 expression was higher in root nodules than in leaves or uninoculated roots. Unlike the ARP genes of strawberry and black locust, which are negatively regulated by exogenous auxin, EuNOD-ARP1 expression is induced by auxin in leaf tissue of E. umbellata. In situ hybridization revealed that EuNOD-ARP1 is mainly expressed in the fixation zone of root nodules.

Expression Profiling of Genes involved in the Control of Pluripotency Using cDNA Microarray

  • Lee, Young-Jin;Hong, Seok-Ho;Nah, Hee-Young;Chae, Ji-Hyung;Jung, Ho-Sun;Kim, Beom-Sue;Kim, Chul-Geun
    • 한국수정란이식학회:학술대회논문집
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    • 한국수정란이식학회 2001년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.12-21
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    • 2001
  • To identify genes implicated in the control of pluripotency as well as characteristics of stem cells, we analyzed expression profiles of genes derived from mouse morulas, blastocysts, embryonic stem cells, mesenchymal stem cells, and uterus tissue using cDNA microarray. Comparative analyses of their expression profiles identified putative clones that expressed specifically in specific samples or not in a specific sample. The expression pattern of these condidate clones was analyzed using RT-PCR and non-radioactive in situ hybridization. Functional annotation of these clones on pluripotency and stem cell plasticity is in ongoing. These studies may further our understanding on the nature of the stem cells and molecular mechanisms underlying many facets of mammalian development and differentiation.

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Cloning of the Alkaline Phosphatase Gene from Kluyveromyces fragilis

  • Kim, Jong-Guk;Hwang, Seon-Kap;Kwon, Kaeg-Kyu;Nam, Joo-Hyun;Hong, Soon-Duck;Seu, Jung-Hwn
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제2권4호
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    • pp.237-242
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    • 1992
  • In order to clone the gene coding for alkaline phosphatase in the yeast Kluyveromyces fragilis, a genomic library was constructed using the yeast-E. coli shuttle vector pHN114 as a cloning vector. From the genomic library, a clone carrying the gene was isolated and the plasmid was designated as pSKH101. A restriction enzyme map was made using this plasmid. Subcloning experiments and complementation studies showed that alkaline phosphatase was active only in the original 3.1 kb insert. Southern hybridization analysis confirmed that the cloned DNA fragment was derived from K. fragilis genomic DNA. Using a minicell experiment, the product of the cloned gene was identified as a protein with a molecular weight of 63 KDa. A 0.6 kb HindIII fragment, which showed promoter activity, was isolated using the E. coli promoter-probe vector pKO-1.

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A Novel Cellulase of the Mulberry Longicorn Beetle, Apriona germari, Dependent on N-Glycosylation for Enzymatic Activity

  • Lee, Seong-Jin;Kim, Seong-Ryul;Yoon, Hyung-Joo;Kim, IK-Soo;Lee, Kwang-Sik;Je, Yeon-Ho;Lee, Sang-Mong;Seo, Sook-Jae;Sohn, Hung-Dae;Jin, Byung-Rae
    • 한국잠사학회:학술대회논문집
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    • 한국잠사학회 2003년도 제46회 춘계 학술연구 발표회
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    • pp.77-78
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    • 2003
  • A novel -1, 4-endoglucanase (EGase, EC 3.2.1.4) cDNA belonging to glycoside hydrolase family (GHF) 45 was cloned from the mulberry longicorn beetle, Apriona germari. The cDNA encoding EGase of A. germari (Ag-EGase) is 711 base pairs long with an open reading frame of 237 amino acid residues. The deduced protein sequence of Ag-EGase showed 54% and 48% identity to phytophagous beetle Phaedon cochleariae and termite Reticulitermes speratus hindgut symbiont, respectively. (omitted)

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