• 제목/요약/키워드: construction of mutant

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형질전환생쥐의 제조 수단으로서 유전자 적중법 및 함정법의 개발 현황 (A Current Advance of Gene Targeting and Gene Trapping Methods As Tools of Making Transgenic Mice)

  • 강해묵
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제14권4호
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    • pp.215-223
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    • 2010
  • 배아줄기세포를 이용한 형질전환동물의 제조는 유전자의 기능 연구에 필수적이다. 특히 유전자 파괴 생쥐는 유전자의 기능 연구뿐만 아니라 사람 질병 연구에 중요한 모델이 되어 왔다. 유전자 적중법(gene targeting)과 유전자 함정법(gene trapping)은 ES 세포에서 녹아웃(knockout) 생쥐를 제조하는 대표적인 방법이다. 20여 년 전 유전자 적중법과 함정법이 최초로 개발된 이후에 이 기술은 많은 변화를 거쳤다. 특히 상동재조합에 기초한 전통적 유전자 적중법은 대량 제조기반의 조건부 유전자 적중법의 개발로 이어졌고, 유전자 적중법 및 유전자 함정법의 장점 요소의 조합은 유전자를 파괴하는 범위를 넓혔고, 유전자 적중을 더욱 효율적으로 만들었다. 이런 기술은 특정 유전자를 표적으로 하는 다양한 종류의 돌연변이 형질전환동물을 제조할 수 있게 하여 포스트게놈 시대에 요구되는 전체 유전체의 기능 연구를 더욱 효과적으로 진행시켜 줄 것이다.

2배체 대장균의 제조와 그 특성 (Construction and characterization of heterozygous diploid Escherichia coli)

  • 정혜임;임동빈
    • 미생물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.406-414
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    • 2016
  • 대장균에서 6개의 Leu 코돈중 가장 흔한 코돈은 CUG이다. 이 코돈을 인식하는 tRNA는 4개의 유전자에 의해 합성되는데, leuPQV와 leuT 2개의 locus로 나누어져 있다. 이 CUG를 인식하는 모든 tRNA가 결핍된 균주를 만들기 위해, 우선 leuPQV가 삭제된 균주(${\Delta}leuPQV$)와, leuT의 anticodon CAG를 GAG로 돌연변이시킨 균주[$Km^R$, $leuT^*$(GAG)]를 각각 만들었다. 이 두 돌연변이 유전자를 모으기 위해 ${\Delta}leuPQV$ 균주를 recipient로, $leuT^*$(GAG) 균주를 donor로하는 transduction을 수행한 결과, 콜로니 크기가 큰 것과 작은 것 두 종류의 transductant를 얻었다. PCR 후 염기서열 분석 결과 큰 콜로니는 예측한 recombinant로 판명됐으나, 작은 콜로니는 donor와 recipient 염색체 간의 상호교환재조합(reciprocal recombination)으로는 설명이 되지 않는, 돌연변이 유전자[$leuT^*$(GAG)]와 야생형 유전자(leuT(CAG)]를 모두 가진 균주로 밝혀졌다. 이 heterozygous diploid는 광학현미경으로 관찰시 세포의 형태와 크기에서 특이점이 발견되지 않았으나, 영양배지에서 야생형에 비해 생장이 한참 느리면서, 선형생장곡선(linear growth curve)이라는 예측하지 못한 생장특성을 보였다. 이 2배체 균주는 선택배지에서는 항상 작은 균일한 콜로니를 형성하였으나, 배지에 선택항생제 없을 경우, $leuT^*$(GAG) 유전자형 세포와 leuT(CAG) 유전자형 세포로 분리가 일어났다. 우리의 결과를 종합해볼 때, 이 2배체 균주는, $leuT^*$(GAG)와 leuT(CAG) 부분만 2배체로 갖는 부분이배체(merodiploid)라기 보다는, $leuT^*$(GAG)와 leuT(CAG)가 서로 다른 염색체에 있는 완전이배체라는 모델을 지지했다. 우리는 이러한 2배체가 어떻게 생성되었으며, 어떻게 분리되는지, 또 이 균주는 왜 선형생장곡선을 보이는지 등에 대한 모델을 토론하였다.

Construction and Characterization of Vitreoscilla Hemoglobin (VHb) with Enhanced Peroxidase Activity for Efficient Degradation of Textile Dye

  • Zhang, Zidong;Li, Wei;Li, Haichao;Zhang, Jing;Zhang, Yuebin;Cao, Yufeng;Ma, Jianzhang;Li, Zhengqiang
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권9호
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    • pp.1433-1441
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    • 2015
  • Pollution resulting from the discharge of textile dyes into water systems has become a major global concern. Because peroxidases are known for their ability to decolorize and detoxify textile dyes, the peroxidase activity of Vitreoscilla hemoglobin (VHb) has recently been studied. It is found that VHb and variants of this enzyme show great promise for enzymatic decolorization of dyes and may play a role in achieving their successful removal from industrial wastewater. The level of VHb peroxidase activity correlates with two amino acid residues present within the conserved distal pocket, at positions 53 and 54. In this work, sitedirected mutagenesis of these residues was performed and resulted in improved VHb peroxidase activity. The double mutant, Q53H/P54C, shows the highest dye decolorization and removal efficiency, with 70% removal efficiency within 5 min. UV spectral studies of Q53H/P54C reveals a more compact structure and an altered porphyrin environment (λSoret = 413 nm) relative to that of wild-type VHb (λSoret = 406), and differential scanning calorimetry data indicate that the VHb variant protein structure is more stable. In addition, circular dichroism spectroscopic studies indicate that this variant's increased protein structural stability is due to an increase in helical structure, as deduced from the melting temperature, which is higher than 90℃. Therefore, the VHb variant Q53H/P54C shows promise as an excellent peroxidase, with excellent dye decolorization activity and a more stable structure than wild-type VHb under high-temperature conditions.

Salmonella Typhimurium SL1344의 사람의 트렌스페린(hTf)에 부착된 철 이용에 관한 연구 (Salmonella Typhimurium SL1344 Utilizing Human Transferrin-bound Iron as an Iron Source Regardless of Siderophore-mediated Uptake)

  • 최윤정;유아영;김삼웅;황지환;강호영
    • 생명과학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.72-77
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    • 2017
  • S. Typhimurium SL1344는 성장을 위한 보조인자로 무기철이 요구된다. 철 킬레이트제인 ethylenediamine di-o-hydroxyphenylactic acid (EDDA)가 첨가 된 M9 최소배지에서 S. Typhimurium은 성장에 있어 철 이용이 완전하게 억제된다. 하지만, 세균이나 곰팡이와 같은 미생물들은 철이 부족한 환경에서 제한된 철을 이용하기 위해 사이드로포어를 생산한다. 사람에서 유래한 트랜스페린(hTf)-철 복합체를 M9 배지에 첨가한 조건에서 S. Typhimurium의 사이드로포어 생산은 완전하게 중단되었다. 반면, S. Typhimurium의 성장은 염화철($FeCl_3$)을 첨가한 조건과 동일한 수준으로 유지되었다. 이 결과는 사이드로포어의 생산 없이도 S. Typhimurium이 hTf에 부착된 철을 직접적으로 이용할 수 있다는 것을 알 수 있다. 돌연변이주의 구축과 이를 이용한 분석을 통하여 우리는 세균이 hTf-철 복합체를 직접적으로 이용할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

발광세균 Photobacterium leiognathi의 돌연변이 아미노-말단 루마진 단백질들의 제조, 발현 및 정제 (Construction, Expression, and Purification of N-Terminal Variants of Lumazine Protein from Photobacterium leiognathi)

  • 강경숙;김소영;최지선;김영두;로버트 포쿠;남기석;이찬용
    • 미생물학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.205-210
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    • 2013
  • 루마진 단백질은 발광 세균인 Photobacterium 종에서 추출된 형광성 단백질이다. 형광성을 지닌 최소 크기의 Photobacterium leiognathi 야생형 아미노-말단 도메인 루마진 단백질(N-terminal domain of lumazine protein 118 wt)과 여러 영역에 tryptophan을 생성시킨 돌연변이 단백질들(N-LumP 118 V41W, S48W, T50W, D64W, A66W)을 코드하는 유전자들을 위치 지정 돌연변이(Site Directed Mutagenesis)와 중합효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction)을 통해 제조하였다. 위의 유전자들이 포함된 재조합 플라스미드를 대장균에 형질 전환시켜 과발현시키는 최적의 조건을 찾았으며, 발현된 야생형 및 돌연변이 아미노-말단 영역 루마진 단백질을 6X-His tag system을 이용하여 정제 하였다. 흡광 및 형광 분광광도계를 이용한 실험 결과 이들 단백질들은 리간드인 6,7-dimethyl-8-ribityllumazine과 결합하여 형광성을 보유함을 보였다. 따라서 이들은 형광성을 지니게 되는 최소 크기의 루마진 단백질일 뿐만 아니라 형광성을 지닌 아미노산인 tryptophan이 여러 위치에 유일하게 존재함으로써 배향성 및 거리 등의 단백질의 구조 및 결합에 관한 심도 있는 연구에 탐침자로써 유용하게 활용 될 수 있을 것이다.

플라스미드 pKM101 과 pSL4 의 muc 유전자의 발현에 관한 연구 (Expression of mue Gene on Plasmid pKM101 and pSL4)

  • 전홍기;황유경;이상률;백형석
    • 미생물학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.371-376
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    • 1992
  • 플라스미드 pKM101 과 이의 돌연변이체 pSL4 는 UV 및 MMS 에 대해 높은 치사 저항성과 돌연변이률을 나타낸다. pKM101 과 pSLA 의 mucB 유전자의 일부분과 mucA 유전자를 lacZ fusion 벡터인 pMC874 에 subcloning 시켜 플라스미드 pBH31 과 pBH30 을 선별하였고 이 플라스미드들을 $recA^{+}lexA^{-}$, $recA^{-}와lexA^{+}$, 균주에 각각 도입하였다. $recA^{+}lexA^{+}$ 균주에서 pSLA 의 muc 유전자를 포함하는 pBH30 의 $\beta$-galactosidase활성은 pKM101 의 muc 유전자가 연결된 pBH31 보다 높았고 $recA^{-}$$lexA^{-}$ 돌연변이주에서는 UV 조사의 유무에 관계없이 $\beta$-galactosidase를 유도하지 못하였지만 $recA^{-}$ 균주에서는 UV 조사를 하지 않았을 때 pBH30 의 $\beta$-galactosidase가 pBH31 보다 약간 높게 유도되었다. 이러한 결과는 pKM101 과 pSLA 의 기능적 차이가 두 플라스미드의 Muc 단백질의 구조적 차이라고 생삭할 수 있지만, muc 유전자의 조절부위가 돌연변이되너 LexA repessor 가 작용하는 부위의 변화에 의한 것이라고도 생각햐ㄹ 수 있었다. 또한, umuC-lacZ 유전자를 가지는 pBH100 를 construction 하여 umu oeron 의 발현은 UV 조사에 의해 유도되며 recA 와 lexA 유전자에 의해 조절됨을 알 수 있었다.

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감마선 조사가 렌틸(Lens culinaris L.)의 감수성에 미치는 영향 (Radiosensitivity of Lentil Bean (Lens culinaris L.) to Gamma-irradiation)

  • 이민규;류재혁;정상욱;김진백;강시용;권순재
    • 방사선산업학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.211-217
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    • 2016
  • We examined damages from gamma-irradiaion and determined the optimal gamma-ray dose for mutation breeding in lentil (Lens culinaris L.) bean. Four individual lines (L-C, L-2, L-8 and L-9), that have remarkable adaptability in South Korea were gamma-irradiated at doses of 50, 70, 100, 200, 300, 400, and 500 Gy. The germination rate of seed decreased as the dose increased over 50 Gy in all lines. However, $LD_{50}$ and $RD_{50}$ were different among lines. The median lethal doses($LD_{50}$) were approximately 127 (L-C), 74 (L-2), 95 (L-8), and 144 (L-9) Gy. The median reduction doses($RD_{50}$) for plant height, number of leaves, root length, and flash weight were 156, 176, 150, and 180 Gy for L-C, 253, 198, 127, and 142 Gy for L-2, 188, 175, 200, and 190 Gy for L-8, and 162, 210, 224, and 184 for L-9, respectively. The growth characteristics of the $M_1$ generation decreased as the dose increased over 70 Gy. The optimal doses of gamma irradiation for mutation breeding of lentil were determined to be 70 Gy (L-2, L-8) and 100 Gy (L-C, L-9). We performed the comet assay to observe nuclear DNA damage induced by gamma-irradiation. In comet assay, a clear difference was identified over 100 Gy treatments. With increasing doses of gamma-ray in the range of 50 to 500 Gy, the rate of head DNA was decreased significantly from 97.5% to 81.6%. Tail length was consecutively increased from $1.9{\mu}m$ to $17.4{\mu}m$. Our result provides basic information for construction of mutant pools in lentils.

박테리아에 의한 카로티노이드 생산; 카로티노이드 생산성 및 활용 가능성 (Production of Carotenoids by Bacteria; Carotenoid Productivity and Availability)

  • 최성석;김군도
    • 생명과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.411-419
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    • 2022
  • 카로티노이드는 자연계에 존재하는 붉은색, 주황색, 황색의 지용성 색소이며, provitamin A, 항산화, 항염증, 항암 등 다양한 기능성을 가지는 생리활성물질로 알려져 있다. 생리 활성과 색소 활용성 때문에 카로티노이드는 식품, 화장품, 양식 산업 등에 널리 이용되고 있다. 현재 산업적으로 활용되는 카로티노이드는 대부분 생산 단가가 저렴한 합성 색소를 이용하고 있지만, 안전성과 생리활성효과 때문에 천연 카로티노이드가 각광받고 있다. 하지만 식물과 동물의 카로티노이드 생산은 경제적인 원인으로 생산에 제한이 있다. 박테리아에서 생산되는 카로티노이드는 화합 합성으로 생산되는 카로티노이드를 대체하기 위한 좋은 장점을 가지고 있다. 박테리아에서 생산되는 카로티노이드는 낮은 생산성 때문에 산업적 활용에 제한이 있으며, 지속적으로 박테리아로부터 카로티노이드의 생산성을 증가시키기 위한 연구가 이루어져 왔다. 박테리아로부터 카로티노이드 생산량을 증가시키기 위해 진행된 연구로는 박테리아의 카로티노이드 생합성 경로와 각 효소들의 활성, 돌연변이를 이용한 균주 개발, 유전공학을 통한 카로티노이드 생산성 증가 균주 구축, 스트레스 유도를 통한 카로티노이드 축적, 발효 배지의 조성과 배양 조건, 다른 균주와의 공배양 등을 포함하고 있다. 이 논문의 목적은 박테리아로부터 카로티노이드의 생산성을 증가시키기 위해 진행된 연구들을 검토하는 것이다.

AprE Promoter전이상태 조절인자 변이주를 이용한 공업적 효소의 과발현과 고초균 숙주계의 개발 (The Overexpression of Subtilisin Enzyme Using Mutations on Transition State Regulatory Proteins of AprE Promoter and Development of Bacillus subtilis Host System)

  • 류성호;박승환김병기
    • KSBB Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.8-14
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    • 1996
  • Bacillus subtilis를 재조합이종 단백질 생산에 응 용하고 그 발현효율의 향상을 위하여, aprE 프로모 터를 모델계로서 이에 작용하는 전이상태 조절유전 자 변이와 포자형성변이의 영향을 살펴보았다. 사용 된 균주는 두 개의 프로테아제가 제거된 DB104이며, 조절인자 변이주는 $degU^h$와 hpr을 각각 활성인자와 억제인자로 선택하였고, 이중변이주는 DB104 ($\DeltaspoIIG(Pm) degU^h his^+$) 및 DB104($\DeltaspoIIG(Pm) \Deltahpr(Em)$) 를 제조하였다. 이에 목적유전 자연 aprE유전자를 재조합하여 변이에 의한 과발현 양상을 확인하였다. degUh 및 hpr 조절변이주는 야 생주와 비교하여 각각 약 7배 빛 약 2배의 발현효율 향상을 보여주었다. 이들 전이상태 조절유전자 변이 는 모두 목적유전자 복제 수의 증가에 따라 발현효 율의 감소를 나타내어 증폭된 목적유전자에 대한 조 절유전자의 희석효과(gene dosage effect)를 확인할 수 있었다. 이중변이주 DB104($\DeltaspoIIG(Pm) degU^h his^+$)::pMK101 및 DB104($\DeltaspoIIG(Pm) \Deltahpr(Em)$)::pMK101에서의 aprE 발현은 각각 약 10배 빛 3배의 발현증가를 가져와 aprE 발현에 대한 포자변이주 및 전이상태 조절유전자의 독립적인 부가효과를 확인하였다.

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