To study the specific tools for the diagnosis of Newcastle disease virus (NDV) in chicken, polymerase chain reaction (PCR) and its presumable conditions were evaluated for the detection of hemagglutinin-neuraminidase (HN) gene of NDV RNA. For these purposes, Kyojeongwon strain of the NDV was propagated in allantoic cavity of SPF embryonating chicken eggs, and viral RNA was extracted from fractionated virus after the allantoic fluids were ultracentrifuged with sucrose gradient. The first-strand cDNA was then made for the HN gene of NDV RNA by reverse transcription at $42^{\circ}C$ for 1 hour using specific primer complementary to the HN gene. The single-stranded cDNA was used as template in the PCR of the HN-DNA, and various conditions of the PCR were evaluated to set up method for the specific detection of the HN-DNA. The PCR conditions promising for the detection of HN gene consist of preheating at $94^{\circ}C$, 5 min, 30 cycles of denaturation at $94^{\circ}C$, 1 min, annealing at $55^{\circ}C$, 1 min and polymerization at $72^{\circ}C$, 2 min, and a cycle of extension at $72^{\circ}C$, 5 min. when NDVs of allantoic fluids without fractionation were applied to the above PCR condition, the HN genes were detected effectively not only from Kyojeongwon but from other velogenic strains such as Herts and a field isolate.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.02a
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pp.482-483
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2011
Graphene is a good candidate for the future nano-electronic materials because it has excellent conductivity, mobility, transparency, flexibility and others. Until now, most graphene researches are focused on the nano electronic device applications, however, biological application of graphene has been relatively less reported. We have fabricated a deoxyribonucleic acid (DNA) conjugated graphene field-effect transistor (FET) and measured the electrical transport characteristics. We have used graphene sheets grown on Ni substrates by chemical vapour deposition. The Raman spectra of graphene sheets indicate high quality and only a few number of layers. The synthesized graphene is transferred on top of the substrate with pre-patterned electrodes by the floating-and-scooping method [1]. Then we applied adhesive tapes on the surface of the graphene to define graphene flakes of a few micron sizes near the electrodes. The current-voltage characteristic of the graphene layer before stripping shows linear zero gate bias conductance and no gate operation. After stripping, the zero gate bias conductance of the device is reduced and clear gate operation is observed. The change of FET characteristics before and after stripping is due to the formation of a micron size graphene flake. After combined with 30 base pairs single-stranded poly(dT) DNA molecules, the conductance and gate operation of the graphene flake FETs become slightly smaller than that of the pristine ones. It is considered that DNA is to be stably binding to the graphene layer due to the ${\pi}-{\pi}$ stacking interaction between nucleic bases and the surface of graphene. And this binding can modulate the electrical transport properties of graphene FETs. We also calculate the field-effect mobility of pristine and DNA conjugated graphene FET devices.
The genes involved in riboflavin synthesis (ribI, II, III, and IV) were found immediately downstream of luxG in the lux operon from Photobacterium species. The single stranded DNA containing the intergenic region of lux genes and rib genes from Photobacterium phosphoreum was fully protected by P. phosphoreum mRNA from the S1 nuclease mapping assay suggesting that a transcriptional terminator was not present in the region. In addition, the levels of riboflavin synthase activity in P. phosphoreum was increased during the development of bacterial bioluminescence in the same fashion as the luciferase and fatty acid reductase activities. Insertion of the Photobacterium leiognathi DNA extending from luxB to ribII, between a strong lux promoter and a reporter gene (chloramphenicol acetyltransferase, CAT) and transferred by conjugation into P. leiognathi, did not affect expression of reporter gene. Moreover the CAT gene was not expressed in an analogous construct missing the lux promoter indicating that a promoter was not present in this region. Based on the data here, it can be concluded that the lux genes and rib genes in Photobacterium species are under common regulation.
Objective: This study was conducted to generate single stranded DNA oligonucleotides with selective affinity to bovine spermatozoa, assess its binding potential and explore its potential utility in trapping spermatozoa from suspensions. Methods: A combinatorial library of 94 mer long oligonucleotide was used for systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) with bovine spermatozoa. The amplicons from sixth and seventh rounds of SELEX were sequenced, and the reads were clustered employing cluster database at high identity with tolerance (CD-HIT) and FASTAptamer. The enriched nucleotides were predicted for secondary structures by Mfold, motifs by Multiple Em for Motif Elicitation and 5' labelled with biotin/6-FAM to determine the binding potential and binding pattern. Results: We generated 14.1 and 17.7 million reads from sixth and seventh rounds of SELEX respectively to bovine spermatozoa. The CD-HIT clustered 78,098 and 21,196 reads in the top ten clusters and FASTAptamer identified 2,195 and 4,405 unique sequences in the top three clusters from the sixth and seventh rounds, respectively. The identified oligonucleotides formed secondary structures with delta G values between -1.17 to -26.18 kcal/mol indicating varied stability. Confocal imaging with the oligonucleotides from the seventh round revealed different patterns of binding to bovine spermatozoa (fluorescence of the whole head, spot of fluorescence in head and mid- piece and tail). Use of a 5'-biotin tagged oligonucleotide from the sixth round at 100 pmol with 4×106 spermatozoa could trap almost 80% from the suspension. Conclusion: The binding patterns and ability of the identified oligonucleotides confirms successful optimization of the SELEX process and generation of aptamers to bovine spermatozoa. These oligonucleotides provide a quick approach for selective capture of spermatozoa from complex samples. Future SELEX rounds with X- or Y- enriched sperm suspension will be used to generate oligonucleotides that bind to spermatozoa of a specific sex type.
Myostatin (MSTN) is a secreted growth factor expressed in skeletal muscle and adipose tissue that negatively regulates skeletal muscle mass. Gene knockout of MSTN can result in increasing muscle mass in sheep. The objectives were to investigate whether myostatin gene can be edited in sheep by transcription activator-like effector nucleases (TALENs) in tandem with single-stranded DNA oligonucleotides (ssODNs). We designed a pair of TALENs to target a highly conserved sequence in the coding region of the sheep MSTN gene. The activity of the TALENs was verified by using luciferase single-strand annealing reporter assay in HEK 293T cell line. Co-transfection of TALENs and ssODNs oligonucleotides induced precise gene editing of myostatin gene in sheep primary fibroblasts. MSTN gene-edited cells were successfully used as nuclear donors for generating cloned embryos. TALENs combined with ssDNA oligonucleotides provide a useful approach for precise gene modification in livestock animals.
Bacteriophage T7 gene 2.5 protein, a single-stranded DNA binding protein, has been implicated in T7 DNA replication, recombination, and repair. Purified gene 2.5 protein has been shown to interact with the phage encoded gene 5 protein (DNA polymerase) and gene 4 proteins (helicase and primase) and stimulates their activities. Genetic analysis of T7 phage defective in gene 2.5 shows that the gene 2.5 protein is essential for T7 DNA replication and growth. T7 phage that contain null mutants of gene 2.5 were constructed by homologous recombination. These mutant phage $(T7\Delta2.5)$ cannot grow in Escherichia coli. After infection of E. coli with $T7\Delta2.5$, host DNA synthesis is shut off, and $T7\Delta2.5$ DNA synthesis is reduced to less than $1\%$ of wild-type phage DNA synthesis (Kim and Richardson, 1993, Proc. Natl. Aca. Sci. USA, 90, 10173-10177). A truncated gene 2.5 protein $(GP2.5-\Delta21C)$ deleted the 21 carboxyl terminal amino acids was constructed by in vitro mutagenesis. $GP2.5-\Delta21C$ cannot substitute for wild-type gene 2.5 protein in vivo; the phage are not viable and exhibit less than $1\%$ of the DNA synthesis observed in wild-type phage-infected cells. $GP2.5-\Delta21C$ has been purified to apparent homogeneity from cells overexpressing its cloned gene. Purified $GP2.5-\Delta21C$ does not physically into「act with T1 gene 4 protein as measured by affinity chromatography and immunoblot analysis. The mutant protein cannot stimulate T7 gene 4 protein activity on RNA-primed DNA synthesis and primer synthesis. These results suggest that C-terminal domain of gene 2.5 protein is essential for protein-protein interactions.
The RAD3 gene of Saccharomyces cerevisiae is required for excision repair and is essential for cell viability. RAD3 encoded protein possesses a single stranded DNA-dependent ATPase and DNA and DNA-RNA helicase activities. To examine the extent of conservation of structure and function of RAD3 during eukaryotic evolution, the RAD3 homolog gene was isolated by screening of genomic DNA library. The isolated gene was designated as HRD3 (Homologue of RAD3 gene). The over-expressed HRD3 protein was estimated to be a 75 kDa in size which is in good agreement with the estimated by the nucleotide sequence of the cloned gene. Two-dimensional gel electrophoresis showed that a number of other protein spots dramatically disappeared when the HRD3 protein was overexpressed. The overexpressed RAD3 protein showed a toxicity in E. coli host, suggesting that this protein may be involved in the inhibition of protein synthesis and/or degradation of host protein. To determine which part of HRD3 gene contributes to the toxicity in E. coli, various fusion plasmids containing a partial sequence of HRD3 and lac'Z gene were constructed. These results suggest that the C-terminal domain of HRD3 protein may be important for both toxic effect in E. coli and for its role in DNA repair in S. pombe.
Transposons, present in the genomes of all living organisms, are genetic element that can change positions, or transpose, within the genome. Most genomes contain several kinds of transposable elements and the molecular details of the mechanisms by which these transposons move have recently been uncovered in many families of transposable elements. Transposition is brought about by an enzyme known as transposaese encoded by the autonomous transposon itself, but, in the unautonomous transposon lacking the gene encoding the transposase, movement occurs only at the presence of the enzyme encoded by the autonomous one. There are two types of transposition events, conservative and replicative transposition. In the former the transposon moves without replication, both strands of the DNA moving together from one place to the other while in the latter the transposition frequently involves DNA replication, so one copy of transposon remains at its original site as another copy insole to a new site. The insertion of transposon into a gene can prevent it expression whereas excision from the gene may restore the ability of the gene to be expressed. There are marked similarities between transposons and certain viruses having single stranded Plus (+) RNA genomes. Retrotransposons, which differ from the ordinary transposons in that they transpose via an RNA-intermediate, behave much like retroviruses and have a structure of integrated retrovial DNA when they are inserted to a new target site. An insertional mutagenesis called transposon-tagging is now being used in a number of plant species to isolate genes involved in developmental and metabolic processes which have been proven difficult to approach by the traditional methods. Attempts to device a transposon-tagging system based on the maize Ac for use in heterologous species have been made by many research workers.
In a previous paper (Kim et al., 1996a), the immediate 5' -flanking region and coding region of the human UDP-N -acetylglucosamine:-D-mannoside-1,4-Nacetylglucosaminyltransferase III (N-acetylglucosaminyitransferase- III; GnT-III) gene was reported, isolated and analyzed. Herein, we report on amplification of a new 5' -noncoding region of the GnT-III mRNA by single-strand ligation to single-stranded cDNA-PCR (5' -RACE PCR) using poly(A)+ RNA isolated from human fetal liver cells. A cDNA clone was obtained with 5' sequences (96 bp) that diverged seven nucleotides upstream from the ATG (+1) start codon. A concensus splice junction sequence, TCTCCCGCAG, was found immediately 5' to the position where the sequences of the cDNA diverged. The result suggested the presence of an intron in the 5' -noncoding region and that the cDNA was an incompletely reversetranscribed cDNA product derived from an mRNA containing a new noncoding exon. When mRNA expression of GnT-III in various human tissues and cancer cell lines was examined, Northern blot analysis indicated high expression levels of GnT-III in human fetal kidney and brain tissues, as well as for a number of leukemia and lymphoma cancer cell lines. Promoter activities of the 5' -flanking regions of exon 1 and the new noncoding region were measured in a human hepatoma cell line, HepG2, by luciferase assays. The 5'-flanking region of exon 1 was the most active, whilst that of exon 2 was inactive.
This study was conducted to classify Korean native chicken(KNC) and imported chicken by phenotypic performances and DNA fingerprinting. Two lines, KNC and White Leghorn(WL) , of chicken were maintained in the laboratory of Yeungnam University. Economic traits (body weight, sexual maturity, hen-day egg production, egg weight) and phenotypic characteristics (body-type, head, feather, shank) were checked. The DNA fingerprinting was analyzed for both breeds. The growth rate of the KNC was similar to WLS and sexual maturity of the KNC came later than WL. Hen-day egg production of the KNC was also slightly lower than the WL. The egg weight was about 10g lighter than WL. There was no difference in body weight of female KNC compared to the WL after 28 weeks. The study confirms difference between KNC and WL in DNA fingerprinting as well as its outlook. Thus, we suggest that these should be tested in nationwide districts about chickens known as the KNC using DNA fingerprinting. Then, the confirmed KNC populations should be maintained and used for the genetic improvement. Finally, only confirmed KNC should be in market which induce consumer to seek the KNC by its favorite.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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