본 실험에서는 상추 연산홍에 apoptosis 관련 유전자인 Bcl-2 유전자를 도입하여 내병성 상추의 육성을 하기 위한 목적으로 형질전환을 수행하였다. 상추의 자엽조직을 NPTII-35S Promoter와 Bcl-2 유전자가 삽입된 Agrobacterium GV 3101과 공동배양 한 후 0.1 mg/L NAA, 0.5 mg/L BAP, 100 mg/L Kanamycin, 300 mg/L Lilacillin이 첨가된 MS 배지에서 식물체가 유기되었다. Kanamycin 내성을 가진 식물체들을 PCR, Southern blot 분석을 통해 Bcl-2 유전자가 안정적으로 식물체 genome 안에 삽입되었음을 확인하였다. 100개의 형질전환식물체가 확인되었으며 T1식물체를 채종하였다. T1 종자를 파종하여 Sclerotinia sclerotiorum. 균주를 접종하여 내병성 검정을 실시하였고 그 중 2개의 line에서 내병성을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 인간의 apoptosis에 관련하는 유전자가 식물체 내에서 안정된 발현을 통하여 내병성을 증가시켰음을 밝혔다.
감미료(sweetener)는 단맛을 느끼게 하는 첨가물 중 하나로 인공감미료와 설탕이 대표적이며, 단맛의 특성을 지닌 감미 단백질도 잘 알려져 있다. 본 연구는 천연 감미 단백질, brazzein, thaumatin 및 miraculin의 안정적인 생산을 위해 Agrobacterium방법으로 상추 세포를 형질 전환시켰다. 감미 단백질을 코딩하는 합성 유전자들은 상시적으로 발현하는 프로모터의 제어 하에 상추에 형질전환 하였다. 형질전환한 잎을 이용하여 RT-PCR 및 Western blot 분석을 실시한 결과 감미 단백질이 안정적으로 발현하는 것을 확인하였다. 형질전환 상추에서 발현한 단백질은 단맛을 유발하는 단백질 활성을 가지고 있었다. 이러한 결과는 유전자 재조합 감미 단백질들은 형질전환한 상추에 잘 발현된 것을 보여 주며, 이들 생산 시스템은 식물로부터 감미단백질 생산을 위한 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 생각된다.
Explants of Lactuce sativa cultivar, chungchima, were co-cultivated with Agrobacterium tumefaciences LBA4404, EHA101 strains containing nptll gene and ferritin gene encoding iron storage protein from soybean for transformation. Through initial selection of regenerated explants by culturing on a kanamycin and carbenicillin containing MS medium, multiple shoots were obtained after 2 months of culture. For a complementary step of selection, putative transgenic shoots were transferred to 1/2 MS basal medium supplemented with 100 mg/L kanamycin and 500 mg/L carbenicillin. The selected shoots were tested with PCR analysis using nptll, ferritin specific primers whether ferritin gene was introduced to genome of the plants. These results confirmed that produced the specific PCR bands in the putative transgenic lines. Additionally the Northern blot showed that transcripts of ferritin gene were detected in mature leaf of the transgenic lines. These results suggest that ferritin gene be successfully integrated and transcribed in the putative transgenic lettuce plants.
상추의 자엽 조직을 GR 유전자가 도입된 A. tumefaciens LBA 4404와 2일간 공동배양후, carbenicillin 500mg/L, kanamycin 50mg/L NAA 0.1mg/L와 2iP 1.0 mg/L가 함유된 MS 재분화배지에 옳겨 약 4주후에 kanamycin 저항성 개체를 얻었다. 형질전환된 것으로 추정되는 식물체는 kanamycin 100mg/L가 함유된 MS선발배지에서 생존하였다. PCR 분석결과, GR 유전자가 형질전환체의 게놈상에 삽입되어 있음을 확인하였다. 형질전환체의 Southern blot 분석을 통하여 ECL-labelling된 GR 유전자와 동일한 것으로 판단되는 약 1.8 kb 위치에서 밴드를 확인할 수 있었다. RT-PCR 분석으로 GR 유전자가 전사됨을 확인할 수 있었다. 개화후 이들 개체의 종자를 받아 NPTII 유전자의 발현여부를 조사한 결과 R$_1$ 세대에서도 NPTII 유전자가 발현됨을 확인하였다.
Richadella dulcifica, a native shrub in tropical West Africa, gives red berries that have the unusual property of modifying a sour taste into a sweet taste. The red berries contain a taste-modifying protein named miraculin. A synthetic gene encoding miraculin was placed under the control of constitutive promoters and transferred to lettuce. High expression of miraculin was obtained, with accumulation of up to 1% total soluble protein in lettuce leaf. In addition, the miraculin expressed in lettuce possesses a taste-modifying activity.
hGM-CSF가 식물세포 현탁 배양을 통하여 생산이 가능한지를 조사하기 위하여 hGM-CSF를 포함하고 있는 A. tumerfaciens LBA4404를 가지고 상추에 형질전환시켰다. 형질전환된 상추로부터 캘러스를 유도하여 캘러스를 이용한 세포배양체계를 확립하였다. PCR과 Southern blot analysis 결과 상추에 hGM-CSF 유전자가 도입된 것을 확인하였으며, Northern blot analysis 결과 상추식물체에 hGM-CSF 유전자가 발현됨을 확인하였다. 현탁 배양 세포로부터 분비된 hGM-CSF를 ELISA를 이용하여 측정한 결과 149.0 $\mu\textrm{g}$/L가 생산됨 을 확인하였다 이러한 결과는 상추의 현탁 배양 세포가 hGM-CSF와 같은 치료용 단백질의 생산 숙주로 이용될 수 있음을 보여주었다.
Cho, Eun Ae;Lee, Chong Ae;Kim, Young Soo;Baek, So Hyeon;de los Reyes, Benildo G.;Yun, Song Joong
Molecules and Cells
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제19권1호
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pp.16-22
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2005
A cDNA encoding ${\gamma}-tocopherol$ methyltransferase (${\gamma}-TMT$) from Arabidopsis thaliana was overexpressed in lettuce (Latuca sativa L.) to improve the tocopherol composition. Seven lines of lettuce ($T_0$) containing the ${\gamma}-TMT$ transgene were produced by Agrobacterium-mediated transformation. The inheritance and expression of the transgene were confirmed by DNA and RNA gel blot analyses as well as quantification of tocopherols and ${\gamma}-TMT$ activities. The ratio of ${\alpha}-/{\gamma}-tocopherol$ content (TR) varied from 0.6 to 1.2 in non-transformed plants, while the $T_0$ plants had ratios of 0.8 to 320. The ratio ranged from 0.4 to 544 in 41 $T_1$ progenies of the $T_0$ transgenic line gTM3, and the phenotypic segregation indicated monogenic inheritance of the transgene (i.e., 3:1 = dominant:wild-type classes). There was a tight relationship between the TR phenotype and ${\gamma}-TMT$ activity, and enzyme activities were affected by the copy number and transcript levels of the transgene. The TR phenotype was stably expressed in $T_2$ progenies of $T_1$ plants. The results from this study indicated that a stable inheritance and expression of Arabidopsis ${\gamma}-TMT$ transgene in lettuce results in a higher enzyme activity and the conversion of the ${\gamma}-tocopherol$ pool to ${\alpha}-tocopherol$ in transgenic lettuce.
파인애플 (Ananas comosus) 줄기에서 얻어지는 bromelain은 단백질 분해효소 중 cysteine protease의 복합체로 알려져 있다. 본 연구에서는 제주산 파인애플 줄기를 이용하여 bromelain 관련 유전자를 분리하였다. 분리된 BL1 유전자는 총 933개의 염기서열로 311개의 아미노산을 coding 하였다. 지금 까지 알려진 식물 유래 bromelain 관련 유전자와의 alignment 분석한 결과 BAA21929 유전자와 94%, T10516 유전자와 93% 및 P14518 유전자와 81%의 상동성을 보였다. BL1 유전자를 상추 게놈내에 도입하고자 NPTII 유전자 와 BL1 유전자로 제작한 pBI 121 BL 벡터를 Agrobacterium tumefacience LBA4404에 도입한 후, 상추잎 절편에 감염시켜 embryogenic callus 및 재분화 식물체를 육성하였다. 이들식물체로부터 T1세대를 육성하여 PCR 분석을 통해 왜래유전자의 도입 여부를 확인하였다. 또한 형질전환체의 발현여부는 Nothern blot분석 및 eno protease활성을 통해 형질전환체에서 BL1유전자가 안정적으로 상추세포내에서 발현되고 있음을 확인하였다. 따라서 본 실험에서 육성된 bromelain 관련 BL1 유전자가 도입한 형질전환 상추를 육종소재르 활용한다면 상업적으로 유용한 단백질을 분해하는 가수분해효소로써 건강 보조제, 사료첨가제 등에 널리 사용할 수 있을 것으로 생각되어진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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