• 미생물학회지
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• 제38권2호
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• pp.86-95
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• 2002

최근 인간을 비롯한 다양한 생명체의 genome project연구결과 밝혀진 유전자들의 염기서열을 토대로, 생명체 구성성분의 실질적 인 역할을 하는 단배질의 기능을 밝히는 proteomics에 관한 연구의 필요성 이 대두되고 있다. 따라서, 이 연구는 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능과 상호작용의 기초연구에 필수적 인 새로운 포유동물세포 유전자 발현벡터를 RNA 바이러스인 소설사성 바이러스(Bovine Viral Diarrhea Virus)의 infectious CDNA molecular clone을 이용하여 개발하였다. 먼저 BVDV의 infectious CDNA molecular clone (pNADLclns-)을 이용하여 puromycin 항생제에 저항성을 나타내는 puromycin acetyltransferase (pac) 유전자를 삽입하여 recombinant full-length infectious CDNA clone을 합성하였다. 합성된 recombinant CDNA clone을 주형으로 T7 RNA polymerase를 사용하여 in vitro transcribed full-length viral RNA를 합성하였다. 합성된 viral RNA의 자가복제 여부는 MDBK세포에 transfection시킨 후, $^{32}P$ 로 metabolically label함으로써 확인하였다. 또한, transfection된 세포에서의 바이러스 단백질 발현여부는 바이러스에 특이적으로 반응하는 anti-NS3 단클론항체를 사용하여 분석하였다. 또한, infectious CDNA clone을 응용하여 새로운 포유동물세포유전자 발현벡터의 개발을 위해서, 먼저 바이러스의 구조단백질이 바이러스의 자가복제에 필수적인 지를 평가하였다. 실험결과, 각각의 구조단백질 유전자를 deletion한 recombinant cDNA clone으로부터 합성된 viral RMA의 자가복제여부는pac유전자의 발현여부로 recombinant cDNA clone으로부터 합성된 recombinant viral RMA를 MDBK 세포에 transfection시킨 후, puromycin으로 selection함으로써 할 수 있었다. Deletion실험결과, 각각의 구조단백질 capsid및 E0, El, E2는 바이러스의 자가복제에 영향을 기치지 않음을 알 수 있었다. 이와 더불어, 바이러스의 모든 구조단백질을 함께deletion하였을 경우에도 자가복제에는 영향을 기치지 않는 것을 합성된 viral replicon을 이용한 실험에서 알 수 있었다. 이렇게 합성된 BVDV의 replicon을 사용하여 포유동물의 발현벡터로써 사용할수 있는 지의 여부를 분석하기 위해서 pac유전자 이외에 luciferase유전자를 사용하여 MDBK및 HeLa, BHK세포에서의 단백질 발현정도를 시간 별로 분석한 결과, BVDV의 replicon을 다양한 종류의 유전자 발현벡터로사용할 수 있음을 알 수 있었다. 그러므로, RNA바이러스의 하나인 BVDV의 viral replicon을 이용하여 다양한 종류의 포유동물 세포에 유전자 발현벡터로써 사용할 수 있음으로 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능연구에 맡은 도움이 되리라 기대한다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.191-191
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• 2017

Hydroxy fatty acid (HFA) is an important industrial resource that known to be extracted from seeds of Castor or Lesquerella. However, mass production of HFA from those crops are difficult because of their behavior or life cycle. In this study, we applied HFA synthesis related gene FAH12, RcPDAT1, RcLPCAT, RcDGAT2, and RcPDCT on bioenergy crop Camelina sativa. Furthermore, we determined NaCl or cold stress tolerance changes of transgenic Camelina. RcFAH12, RcPDAT1, RcLPCAT, RcDGAT2, and RcPDCT genes were cloned into multigene expression vector which is engineered with seed specific promoter of FAE1 or Napin. Combination of HFA genes multi-expression vector constructs were divided into Set3 (RcFAH12, RcPDAT1-2, RcLPCAT), Set4 (RcFAH12, RcDGAT2, RCPDAT1-2, RcLPCAT), and Set5 (RcFAH12, RcDGAT2, RCPDAT1-2, RcLPCAT, RcPDCT). Transgenic HFA synthesis Camelina plants were generated using agrobacterium-mediated vacuum infiltration system. Results of fatty acid composition of T1 transgenic Camelina seeds analyzed by GC-MS showed 9.5, 9.0, and 13.6 % of HFA contents in Set3#6, Set4#8, and Set5#10, respectively. Therefore, seeds of T2 generation were harvest from Set5#10 which is shown highest HFA contents, and, 17.7, 8.1 and 10.5 % of HFA contents were determined in Set5#10-5, Set5#10-8, and Set#10-10, respectively. However, 7.7% of C18:2 and 22.3 % of C18:3 among unsaturated fatty acids were decreased in Set5#10-5 than WT. Meanwhile, we confirmed abiotic stress responses in T2 transgenic Camelina Set5#10-5 and Set5#10-10 under 0, 100, 150, and 200 mM NaCl or 25, 15, and $10^{\circ}C$ temperature for 5 weeks. Both Set5#10-5 and Set5#10-10 showed lower growth in height than WT in control and NaCl condition. Growth of leaf length and width were similar in WT and Set5#10-10 but lower in Set5#10-5 under NaCl stress. Number of opened flowers showed that both transgenic Camelina were lower than WT under normal condition. But, WT and Set5#10-10 showed similar opened flower number in 100 and 200 mM NaCl. In cold stress, 15 and $10^{\circ}C$ treatment for 5 weeks did not showed significant changes in between WT and both transgenic lines even they showed different growth rate in control condition. Taken together, growth and development are delayed by expression of exogenous HFA related genes in transgenic lines but relative abiotic stress sensitivity is similar with WT. In conclusion, reduced C18:2 or C18:3 fatty acid composition of seed by HFA synthesis is resulted from lack of resource supplement for development at seedling stage but it is not affect NaCl and cold stress tolerance.

• 농약과학회지
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• 제18권3호
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• pp.202-209
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• 2014

RNA interference(RNAi)는 살아있는 세포 내에서 유전자의 표현 형을 억제하는 작용을 하고 Chitinase는 곤충이 탈피를 하는 동안 오래된 큐티클의 분해와 재흡수를 도와주는 효소로 알려져 있다. 이러한 작용기작을 이용하는 연구를 수행하기 위하여 담배거세미나방의 chitinase와 관련하여 탈피저해 효과를 조사하였다. 담배거세미나방 5령 유충으로부터 RNA를 추출하고 이용하여 cDNA를 합성하고 약 700 bp의 chitinase를 증폭 하였다. 증폭한 PCR product를 pGEM T-easy vector에 cloning하여 competent cell (E.coli)에 형질전환 시키고 mixture를 배양 후 colony를 선발하고 plasmid DNA를 추출하였다. 그 결과 약 3 kb size의 vector band와 약 700 bp의 insert band를 확인 할 수 있었다. dsRNA를 합성하기 위해 각각의 DNA를 Spe I과 Nco I의 제한 효소 처리를 하여 linear form의 DNA로 만들었다. dsRNA 합성 후 약 $10{\mu}g/{\mu}l$의 농도로 $5{\mu}l$씩 담배거세미나방 4령 유충에 주입하였다. 그 결과 유충-유충간의 탈피에서는 기형발육, 탈피저해, 표피의 색소 변이가 나타났다. 번데기-성충 간의 탈피에서는 탈피저해, 날개변이, 기형발육 현상을 볼 수 있었다. 용화율의 경우 무처리구 83.3%, DW 처리구 78.3%, dsRNA 처리구 66.7%로 나타났다. 우화율의 경우 무처리구 90.0%, DW 처리구 72.3%, dsRNA 처리구 65.0%로 나타나 dsRNA를 처리한 그룹에서 상대적인 탈피 저해 효과를 확인할 수 있었다. 그러나 변이율의 경우 무처리구 8.9%, DW 처리구 2.9%, dsRNA 처리구 19.2%로 dsRNA를 주입한 처리구에서 변이율이 가장 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 표현형적 변이는 dsRNA 주입 후 약 18 시간 이후부터 뚜렷하게 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 폴리머
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• 제30권4호
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• pp.279-285
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• 2006

유전자 치료에 있어서 안전성의 장점을 지니고 있는 비바이러스성 전달체에 대한 관심도가 높아져가고 있다. 비바이러스성 전달체 중, 양이온성 리포좀이나 합성 유전자 전달체는 in vitro계에서 효율적인 DNA 전달체이지만, 낮은 생체적합성으로 인하여 in vivo 계에서의 응용성은 크게 뒤떨어지고 있다. 한편, 천연 양이온성 다당류인 키토산은 낮은 독성과 강한 양전하를 띠고 있어 유전자 전달 시스템 (gene delivery system)에 있어 아주 기대되는 전달체이다. 본 연구에서는 저분자량 수용성 키토산 (low molecular water-soluble chitosan ; LMWSC)을 이용하여 동맥 벽 세포를 표적할 수 있는 표적성 유전자 전달체를 합성하였다. 상대 점도와 Kina 적정법을 이용하여 LMWSC의 점도 평균 분자량 $(M_W)$과 탈아세틸화도 (degree of de acetylation ; DDA)를 측정하였고 구조는 FTIR, $^1H-NMR$, 그리고 $^{13}C-NMR$을 통하여 분석하였다. 동맥 벽을 표적하기 위한 유전자 전달체로서 pegylated LMWSC 의 말단에 특이성 세포 표적 펩타이드인 artery wall binding peptide (AWBP)를 결합시킴으로써 AWBP-PEG-g-LMWSC을 합성하였고 FTIR, $^1H-NMR$. zeta potentiometer. 그리고 atomic force microscopy (AFM)을 이용하여 분석하였다.

• 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.

• 미생물학회지
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• 제44권1호
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• pp.74-79
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• 2008

L-ascorbic acid (AA)의 2번 위치의 수산기에 부위 특이적 활성을 갖는 Paenibacillus sp. JB-13 유래의 cyclodextrin glucanotransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) 유전자(cgt gene)를 pEXP7 발현 vector에 클로닝하여 재조합 균주를 구축하였다. 재조합 균주의 CGTase생산 최적 조건을 검토하여 본 결과 LB 배지에 0.5% glucose, 3.0% polypeptone, 0.3% $K_2HPO_4$, 0.5% NaCl이 되도록 추가하고, 초기 pH 7.0, 접종량 2%, 통기량 0.1 vvm, 배양 온도 $37^{\circ}C$, 배양 시간 14시간의 조건에서 최대 활성을 나타내었다. 재조합 균주와 기존 균주의 CGTase 활성을 비교한 결과 재조합 균주는 배양 14시간째 640 units/ml의 활성을 가져 기존 균주에 비해 70%의 활성을 나타내지만 배양 시간을 1/4로 단축시킬 수 있다는 이점이 있음을 확인하였다. 재조합 균주가 생산한 CGTase를AA-2G합성에 적용하여 AA-2G를 합성하고 HPLC로 분석한 결과 단일 peak를 확인할 수 있었고 ${\alpha}$-glucosidase를 처리하여 확인한 결과 AA와 glucose로 분리됨을 확인할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권2호
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• pp.84-89
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• 2005

Phosphomannomutase는 진핵 생물과 원핵 생물에 있어서 중요한 효소로, ${\alpha}$-D-mannose 6-phosphate를 ${\alpha}$-D-mannose 1-phosphate로 전환시켜 GDP-mannose를 생산한다. 이 기질은 여러 대사 경로에서 중요하게 작용하는 mannosyl기를 제공하도록 돕는다. 본 논문에서는 Sphingomonas chungbukensis DJ77에서 phosphomannomutase를 암호화하는 유전자를 유전체 library로부터 동정하고 이를 pmmC로 명명하였으며, 이를 발현 vector에 클로닝하고 염기서열을 분석하였다. 유전자 pmmC는 ATG를 개시 코돈으로 사용하고, TAG를 종결 코돈으로 사용하는 750 bp의 open reading frame임을 확인하였고, 이 ORF의 5 bp앞쪽으로 리보좀 결합 부위가 존재한다. 이 ORF로부터 유추되는 아미노산은 249개이며, 단백질 분자량은 약 27.4 kDa이다. 이 유전자를 구성하는 아미노산 서열은 NCBI의 conserved domain search를 통한 분석으로 eukaryotic phosphomannomutase와 약 $86.9\%$ 유사성이 있음을 나타냈고, 기질에 대한 활성을 측정한 결과 pmmC 유전자가 암호화하는 단백질이 phosphomannomutase임을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.905-909
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• 2007

Redox Factor-1 (Ref-1)은 손상된 DNA의 복구 및 많은 세포내 산화환원에 민감한 transcription factors의 활성화에 기여하는 양면의 역할을 수행하는 단백질이다. 본 연구에서는 혈관내피세포에서의 nitric oxide (NO) 생성과정에서 Ref-1의 역할을 살펴보았다. Ref-1의 세포내 과발현을 위하여 adenoviral vector를 사용하였고 bradykinin으로 자극한 혈관내피세포에서 생성되는 NO 측정을 위하여 fluorophore DAF-2를 사용하였다. Ref-1 과 발현은 bradykinin으로 자극한 혈관내피세포의 NO 생성을 증가시켰다. 또한 자극되지 않은 Ref-1 과발현 세포는 viral vector로 감염되지 않은 그리고 control로 사용한 AdD1312로 감염된 세포보다 높은 fluorescence intensity를 나타내었다. 이와 비슷하게, Ref-1 과발현은 bradykinin으로 자극한 세포뿐만 아니라 자극하지 않은 세포에서도 감염되지 않은 그리고 AdD1312로 감염된 세포와 비교할 때 endothelial NO synthase (eNOS)의 활성을 크게 증가시켰다. 이는Ref-1 자신이 eNOS의 효소활성을 직접 조절할 수 있다는 것을 의미한다. 결론적으로 Ref-1이 혈관계에서 NO생성에 의해 기인되는 endothelium-dependent vasorelaxation에서 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.

• 폴리머
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• 제35권4호
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• pp.350-355
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• 2011

고분자의 주사슬에 광반응을 할 수 있는 phenyldiacryloyl 그룹을 가지고, 곁사슬에 액정분자와 비슷한 메조겐인 biphenyl을 에테르 결합을 통해서 도입된 가용성 광반응성 폴리아미드를 합성하였다. 합성된 폴리아미드 고분자는 0.65 dL/g의 대수점도를 가지며, 일반적인 코팅 방법으로 여러 기질의 표면에 잘 도포되는 성질을 보였다. 광반응성 폴리아미드 고분자의 화학 구조는 $^1H$ NMR과 Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy를 이용해서 확인하였다. 합성된 고분자의 유리전이온도는 $150^{\circ}C$까지 관측되지 않았으며, 열분해 온도는 $280^{\circ}C$로 관측되어, 열안정성이 높음을 확인하였다. 합성된 폴리아미드 고분자 박막을 비편광된 자외선을 노광시켜 노광하는 에너지에 따른 변화를 조사했을 때, 좋은 광반응성을 보였다. 광반응성 폴리아미드를 이용하여 선편광된 자외선을 노광하여 제작한 액정 셀 내에서, 액정분자들은 노광된 선편광 자외선의 electric vector 방향의 수직으로 배향되는 것이 관측되었으며, 이러한 현상은 선편광 자외선의 노광량에는 무관함을 보였다. 액정 셀 내에서 액정분자들의 pretilt angle은 선편광된 자외선의 노광량에 따라 약간의 차이를 보이며 $0.2^{\circ}$에서 $0.5^{\circ}$사이의 값을 보였다.

• 한국육종학회지
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• 제42권5호
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• pp.515-524
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• 2010

본 연구에서는 RNAi 기작을 이용하여 식미에 중요한 영향을 미치는 아밀로스 함량을 다양화하기 위해 GBSSI 유전자의 3'-UTR 부위를 targeting하여 dsRNA를 생성시킬 수 있는 운반체를 제작하고, 벼에 형질전환 하였다. 작성된 형질전환체들을 대상으로 $I_2$-KI 용액 반응과 아밀로스 함량을 분석한 결과, $I_2$-KI 용액에 대한 반응은 waxy 타입으로 나타났으나 아밀로스 함량은 찰벼와 저아밀로스 벼 사이에 해당되는 범위를 보였다. 원품종과 형질전환체 간의 아밀로펙틴 사슬 분포의 차이를 비교한 결과, 단쇄에 해당되는 A1과 B1 사슬의 분포는 감소한 반면, 중쇄에 해당되는 B2와 장쇄인 B3 사슬의 분포는 다소 증가하였으며, B3 사슬의 분포비율은 사용된 품종에 따라 약간의 차이를 보였다. 배유 단면의 전자현미경적 구조를 비교한 결과, 원품종에 비해 형질전환체의 전분립 크기가 작아지고 쪼개짐의 형태가 완만한 굴곡을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로, RNAi 기술을 이용하여 다양한 아밀로스 함량이 조절된 형질전환 벼를 개발하기 위해서는 targeting 부위를 결정하는 것이 하나의 중요한 전략이 될 수 있음을 확인하였다.