Ching-Fu Tu;Shu-Hui Peng;Chin-kai Chuang;Chi-Hong Wong;Tien-Shuh Yang
Animal Bioscience
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제36권2_spc호
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pp.339-349
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2023
Gene editing (GE) offers a new breeding technique (NBT) of sustainable value to animal agriculture. There are 3 GE working sites covering 5 feasible pathways to generate GE pigs along with the crucial intervals of GE/genotyping, microinjection/electroporation, induced pluripotent stem cells, somatic cell nuclear transfer, cryopreservation, and nonsurgical embryo transfer. The extension of NBT in the new era of pig breeding depends on the synergistic effect of GE and reproductive biotechnologies; the outcome relies not only on scientific due diligence and operational excellence but also on the feasibility of application on farms to improve sustainability.
본 연구의 목적은 요를 통해 hFSH를 발현하는 형질 전환 소의 생산이다. 요의 분비와 관련 있는 유전자로서 mUII promoter를 사용하여 hFSH유전자를 구성했다. 태아섬유아세포(KbFF)는 임신 45일령의 태아(male)에서 채취하였다. hFSH gene은 pcDNA3(neo) vector와 같이 KbFF 세포에 electroporation 방법으로 transfection하였다. 유전자를 transfection한 세포는 G-418로 2주 동안 배양하였고, 선발된 colony는 PCR로 확인하였다. 핵이 제거된 난자는 hFSH가 transfection된 세포와 transfection 되지 않은(control) 세포를 이용하여 핵이식하였다. 48시 간 후 hFSH가 transfection된 세포는 68.7%의 수정란이 난할되었으며, 8일 후 15.7%의 수정란이 배반포로 발달하였다. 그러나 대조구에서는 67.6%가 난할되었으며, 24.5%가 배반포로 각각 발달하였다. 이들 배반포에서 apoptosis 분석 결과 hFSH 유전자가 transfection된 또는 transfection되지 않은 대조구에서 유의적인 차이는 보이지 않았다. 배반포는 53두의 수란우에 이식하여 두 마리의 산자가 생산되었으나(1.9%) hFSH가 transfection되지 않은 것으로 나타났다. 이 결과는 선발된 hFSH colony에서 transfection되지 않은 세포가 혼합되어 있었다는 것을 나타내 주고 있으며, colony의 선발과 검증에 더 많은 연구의 필요성이 있음을 나타내준다.
본 연구에서는 열충격에 의한 세포내 단백질 변성을 정량하는 방법을 소개하고 있다. Thiol compound인 diamide [azodicarboxylic acid bis (dimethylamide)]는 단백질변성시 노출된 sulfyhydryl기를 cross-link 시킨다. 정상 상태에서는 노출되지 않는 sulfyhydryl group이 변성된 단백질에서는 노출되기 때문에 diamide에 의한 cross-linking이 선택적으로 일어날 것이다. 그러므로 diamide는 변성된 단백질을 "trap"하는 작용을 할 수 있다. 본 연구진은 세포내 열충격후 고분자 단백질 응집물 (high molecular weight protein aggregate, HAA)이 나타남을 비환원 (non reducing) SDS-PAGE에서 관찰하였고 이를 gas flow counter로 scanning하여 정량하였다. 실험 결과 세포에 열충격을 가한후 diamide를 처리하면 HMA가 열충격 용량의존적으로 증가함을 관찰하였다. 이는 HMA의 양을 측정함으로써 열충격에 의하여 변성된 단백질을 정량할 수 있음을 반증한다. 열내성이 유도된 세포와 그렇지 않은 세포를 비교하였을 때 열내성이 유도된 세포에서는 열충격에 의한 HMA의 형성이 억제됨을 관찰하였다. 열충격후 정상온도에서 회복기를 주면서 시간대별로 diamide를 첨가하고 이때 형성된 HMA양을 측정하여, 단백질 원형복구의 역동성을 실험하였다. 그 결과, HMA는 열내성의 유도 여부와 상관없이 빠르게 없어짐을 알 수 있었다. 그러나 열내성이 유도된 세포에서 HSP70 단항체를 electroporation에 의하여 투여하였을 때 HMA가 현저히 증가하였고, 이는 열내성이 유도된 세포에서는 HSP70의 증가에 의하여 HMA생성이 억제되었음을 나타낸다. HSP70 항체를 이용하여 면역침전을 시행한 결과 변성된 세포내 단백질이 HSP70과 같이 침전됨이 관찰되었다. 이 결과는 HSP70 단백질이 변성된 단백질과 일시적으로 결합하여 정상 상태로 돌아가거나 복구될 수 있도록 도와줄 수 있음을 시사한다.
본 연구에서는 전기천공시스템에서 형광 염료를 사용한 세포 생존율 평가와 형광 염료를 전달 물질로 하여 세포 내부로의 전달 효율 평가를 통해 세포의 생존율과 전달 물질의 전달 효율 평가에 사용하기 적합한 형광 염료의 선정 및 사용에 적절한 농도에 대한 가이드라인을 제시 할 수 있는 기초 연구를 수행하였다. 형광 염료로는 Propidium Iodide와 Yo-Pro-1을 사용하였다. Propidium Iodide과 Yo-Pro-1을 사용한 세포 생존율 평가와 전달 효율의 평가에서 각 형광염료의 유세포 분석 히스토그램의 모양은 형광 염료의 종류와 사용한 농도에 따라 다른 것을 확인하였다. 이는 사용하는 형광 염료의 특성과 연관이 있는 것으로 이 결과를 통해 세포 분석에 사용하는 형광 염료의 특성에 따라 분석 결과가 달라지는 것을 알 수 있었다. 형광 염료 자체가 세포 생존률에 미치는 영향은 크지 않음을 확인하였다. 또한 두 종류 이상의 형광 염료를 사용하여 분석을 하는 경우 발생할 수 있는 형광 신호 간의 간섭 영향을 확인하였다. 간섭의 영향은 Yo-Pro-1의 농도가 높을수록 큰 것으로 확인되었으며 Propidium Iodide의 농도는 형광 신호의 간섭에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 본 연구를 통해 형광 염료의 종류와 농도에 따라 세포 생존율 평가와 전달 효율의 평가 결과가 영향을 받는 것을 확인했으며 이는 형광 염료의 특성과 연관이 있는 것으로 판단된다. 또한, 본 연구 결과를 토대로 세포 생존율 평가와 전달 효율 평가에 적절한 형광 염료의 선정과 사용에 적절한 농도를 제시하였다.
본 연구는 지구성 운동 후 안정시 PGC-1α mRNA와 단백질의 안정성이 PPARβ/δ의 영향을 받는지 확인하는 것이다. 전기 자극 유전자 전이법(electroporation; EPO)을 이용하여 PPARβ/δ와 empty vector(EV) 유전자를 각각 생쥐의 왼쪽과 오른쪽 tibialis anterior(TA)근육에 전이하였으며, 처치하지 않은 대조군(control)과 1회 지구성 운동 후 시간에 경과에 따른 mRNA와 단백질을 비교하였다. 생쥐는 5시간 수영 운동을 1회 실시하였으며, 운동 직후(0h), 24시간(24h) 및 54시간(h)이 경과한 후 TA근육을 적출하였다. 운동 직후(0h) 대조군, EV 및 PPARβ/δ가 과발현된 근육의 PGC-1α mRNA는 좌업 그룹보다 각각 6.8배(p<.001)배, 6.2배(p<.001) 및 7.1배(p<.001) 증가하였으나, 24h 및 54h에 좌업 그룹수준으로 회복되었다. 운동 후 24h에 EV가 처치된 근육은 PGC-1α 및 PGC-1α ubiquitination이 좌업 그룹보다 각각 2.2배 및 1.74배 증가하였으나, 운동 후 54h에 좌업 그룹수준으로 회복되었다. PPARβ/δ 처치 그룹의 PGC-1α는 운동 후 24h와 54h에 좌업 그룹보다 각각 2.5배와 2.2배 증가하였으나 PGC-1α ubiquitination은 증가하지 않았다. 따라서 PPARβ/δ 과발현은 지구성 운동에 의한 PGC-1α mRNA 단백질 안정성에 영향을 미치지 않는다. 그러나 PPARβ/δ 과발현은 지구성 운동으로 증가된 PGC-1α mRNA가 단백질로 전환된 후 PGC-1α의 안정성을 증가시킨다.
Park, Jae-Yong;Jeong, Seon-Ju;Lee, Ae-Ran;Park, Ji-Yeong;Jeong, Woo-Ju;Kim, Jeong-Hwan
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제17권12호
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pp.2081-2084
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2007
A 2.5 kb aga gene encoding ${\alpha}$-galactosidase (${\alpha}$-Gal) from Leuconostoc mesenteroides SY1 was cloned into pSJE, an E. coli-Leuconostoc shuttle vector. The recombinant plasmid, pSJEaga, was introduced into Leuconostoc citreum KCTC3526 (ATCC49370) by electroporation. Transcription level of aga was the highest in cells grown on raffinose (1%, w/v) followed by cells grown on galactose, melibiose, fructose, glucose, and sucrose. Western blot using antibodies against ${\alpha}$-Gal showed similar results to slot-blot results and enzyme activity measurements. All the results indicated that the aga was successfully expressed in L. citreum and its transcription was under the carbon catabolite repression (CCR).
A 4.6-kb HindIII fragment encompassing the complete 140-kDa ${\alpha}$-amylase gene of Lactobacillus amylovorus B 4540 was cloned into pBR322 by the shot gun method. Southern blotting and restriction mapping for the insert were performed. The recombinant 9.0-kb plasmid, pFML1, conferred ${\alpha}$-amylase activity to E. coli and Lactococcus lactis hosts when introduced by electroporation. SDS-PAGE and zymography confirmed the production of 140-kDa ${\alpha}$-amylase and its proteolytic degradation products with enzyme activity in transformants. Total ${\alpha}$-amylase activity of E. coli $DH5{\alpha}$ cells harboring pFML1 was 1.8 units and most activity was detected from cell pellets. Total enzyme activity of L. lactis subsp. lactis MG1363 transformant was five to ten-fold lower than that of E. coli cell but more than half of the activity was detected in the culture supernatant.
Neurons in the developing brain form the cortical plate (CP) in an inside-out manner, in which the late-born neurons are located more superficially than the early-born neurons. Fyn, a member of the Src family kinases, plays an important role in neuronal migration by binding to many substrates. However, the role of the Src-homology 2 (SH2) domain in function of Fyn in neuronal migration remains poorly understood. Here, we demonstrate that the SH2 domain is essential for the action of Fyn in neuronal migration and cortical lamination. A point mutation in the Fyn SH2 domain ($Fyn^{R176A}$) impaired neuronal migration and their final location in the cerebral cortex, by inducing neuronal aggregation and branching. Thus, we provide the first evidence of the Fyn SH2 domain contributing to neuronal migration and neuronal morphogenesis.
The present study examined the developmental ability of embryonic stem (ES) cells aggregated with mouse parthenogenetic embryos. Oocytes obtained from superovulated female mouse (BCF1) were treated with 7% ethanol and 5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ cytochalasin B (CB) for producing pathenotes and in vitro fertilized with fresh sperm for producing normal embryos. The reporter vector (pNeoEGFP) were inserted into ES cells (129S4/svJae) by electroporation. At the 8-cell stage, in vitro fertilized embryos and pathenotes, which the zona pellucida was removed, were co-cultured with 5~10 ES cells for 4 hr. After in vitro fertilized embryos and parthenotes aggregated with ES cells were incubated to blastocyst stage, and these blastocysts transferred into the uterus of pseudopregnant recipients. The fertilized embryos aggregated with ES cells were successfully developed to offspring, but the parthenotes aggregated with ES cells failed to develop offsprings. However, genomic DNA of ES cells was detected in the pathenogenetic fetus by polymerase chain reactions at 15 day post gestation. In this study, results indicated that parthenotes aggregated with ES cells showed possible development to fetus. In the future, this method may help to produce transgenic chimera from parthenotes aggregated with ES cells.
The complete nucleotide sequence of a plasmid, pMG1, isolated from Bifidobacterium longum MG1 has been determined. This plasmid, composed of 3,862 base pairs with 65.1% of G+C content. harbors two major open reading frames (ORF) encoding putative proteins of 29 kDa (ORF I) and 71 kDa (ORF II). ORF I showed relatively high amino acid sequence homology with replication proteins of other plasmids from Gr Im-positive and -negative bacteria. Upstream of ORF I, four sets of tandem repeat sequences resembling the iteron structure of related plasmids were found. S1 endonuclease treatment and Southern blot analysis revealed that pMG1 accumulates single-stranded DNA (ssDNA) intermediate, which indicate i the rolling circle replication (RCR) mechanism of this plasmid. Homology search indicated that ORF II encodes plasmid mobilization protein, and the presence of highly conserved oriT sequence in the upstream of this gene supported this assumption. RT-PCR showed that only ORF I is expressed in vivo. Based on these results, pMG 1 was exploited to construct a shuttle vector, pBES2. It was successfully transformed into Bifidobacterium and maintained stably.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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