• 제목/요약/키워드: gene screening

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Synthesis of L-threo-3,4-Dihydroxyphenylserine(L-threo-DOPS) with Thermostabilized Low-Specific L-Threonine Aldolase from Streptomyces coelicolor A3(2)

  • Baik, Sang-Ho;Yoshioka, Hideki;Yukawa, Hideaki;Harayama, Shigeaki
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권5호
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    • pp.721-727
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    • 2007
  • Stability-enhanced mutants, H44, 11-94, 5A2-84, and F8, of L-threonine aldolase(L-TA) from Streptomyces coelicolor A3(2)(SCO1085) were isolated by an error-prone PCR followed by a high-throughput screening. Each of these mutant, had a single amino acid substitution: H177Y in the H44 mutant, A169T in the 11-94 mutant, D104N in the 5A2-84 mutant and F18I in the F8 mutant. The residual L-TA activity of the wild-type L-TA after a heat treatment for 20 min at $60^{\circ}C$ was only 10.6%. However, those in the stability-enhanced mutants were 85.7% for the H44 mutant, 58.6% for the F8 mutant, 62.1% for the 5A2-84 mutant, and 67.6% for the 11-94 mutant. Although the half-life of the wild-type L-TA at $63^{\circ}C$ was 1.3 min, those of the mutant L-TAs were longer: 14.6 min for the H44 mutant, 3.7 min for the 11-94 mutant, 5.8 min for the 5A2-84 mutant, and 5.0 min for the F8 mutant. The specific activity did not change in most of the mutants, but it was decreased by 45% in the case of mutant F8. When the aldol condensation of glycine and 3,4-dihydroxybenzaldehyde was studied by using whole cells of Escherichia coli containing the wild-type L-TA gene, L-threo-3,4-dihydroxyphenylserine(L-threo-DOPS) was successfully synthesized with a yield of 2.0 mg/ml after 20 repeated batch reactions for 100 h. However, the L-threo-DOPS synthesizing activity of the enzyme decreased with increased cycles of the batch reactions. Compared with the wild-type L-TA, H44 L-TA kept its L-threo-DOPS synthesizing activity almost constant during the 20 repeated batch reactions for 100 h, yielding 4.0 mg/ml of L-threo-DOPS. This result showed that H44 L-TA is more effective than the wild-type L-TA for the mass production of L-threo-DOPS.

소시지와 야채 샐러드에서 Yersinia enterocolitica 검출을 위한 배지법과 real-time PCR법의 비교 (Comparison of Conventional Culture Method and Real-time PCR for Detection of Yersinia enterocolitica in Sausage and Vegetable Salad)

  • 김윤경;천정환;이재훈;곽효선;황인균;서건호
    • 한국식품과학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.133-136
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    • 2013
  • 본 연구에서는 소시지와 야채 샐러드에서 Y. enterocolitica의 검출을 위해 배지법과 real-time PCR법을 비교하였다. 소시지와 야채 샐러드에 Y. enterocolitica를 접종하고 PSBB에서 증균배양 하였으며, CIN agar에서 선택배양하였다. 동시에 증균배양액에서 1 mL을 채취하여 real-time PCR을 실시하였다. 실험결과, real-time PCR은 소시지에서 배지검출법과 비교하여 동일한 검출력을 보였으나 야채 샐러드에서는 훨씬 더 많은 양성을 검출하였다(p<0.05). 결론적으로 real-time PCR은 식품 시료와 관계 없이 표준 검출법인 배지검출법과 비교하여 동등하거나 우수한 민감도를 지닌 신속검출기법인 것으로 사료되며, 배지검출법에 앞서 선별검사로 사용할 경우 시간, 비용, 노동력 절감에 있어서 매우 유효한 방법이 될 것으로 판단된다.

토양으로부터 단리한 Bacillus subtilis NSC 유래 Cellulase의 특성 규명 (Characterization of Cellulase from Bacillus subtilis NSC Isolated from Soil)

  • 김상진;박창수
    • 한국키틴키토산학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.228-233
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    • 2018
  • 삼림 토양 시료를 이용하여 cellulase 생산균주를 단리한 결과, Carboxymethylcellulose (CM-cellulose)를 기질로 첨가한 고체배지상에서 명확한 활성환을 형성하는 총 6종류의 cellulase 생산균주를 단리하여, 단리한 균주 유래의 16S rDNA유전자 염기서열 분석을 통하여 균주 동정을 진행하였다. 그 결과 본 연구에서 단리된 균주는 Bacillus subtilis 4종류, Bacillus amyloliquefaciens 1종류, Bacillus cereus 1종류로 동정되었다. 이 중에서 CM-cellulose에 대한 가장 높은 cellulase 활성을 보이는 Bacillus subtilis를 선정하여 Bacillus subtilis NSC로 명명하였다. Bacillus subtilis NSC 유래 cellulase는 균주 배양 36~48시간에서 가장 높은 cellulase 생산성을 보였으며, 최적 pH 및 온도를 검토한 결과, 본 균주 유래 cellulase는 pH 5.0과 $40^{\circ}C$에서 가장 높은 효소 활성을 나타내었다. 그리고, pH 4.0~5.0 조건에서 30분간 효소처리를 하여도 효소활성의 감소가 없었으며, $40^{\circ}C$까지는 30분간의 열처리에도 효소활성의 저하 없이 안정한 특성을 보였다. CM-cellulose, Alkali swollen cellulose, Sigmacell-cellulose, Alpha-cellulose, 그리고 Avicel을 기질로 기질 특이성을 한 결과 CM-cellulose에 대하여 가장 높은 효소 활성을 나타내었으며, cellulose 결정구조를 보유하고 있지않는 CM-cellulose와 Alkali swollen cellulose에 대해서는 명확한 효소활성을 보였다. 하지만, cellulose 결정구조를 보유하고 있는 Sigmacell Cellulose, Alpha-cellulose, 그리고 Avicel 기질에 대해서는 CM-cellulose 활성의 각각 8%, 8%, 그리고 4%의 매우 낮은 효소활성을 나타내었다. Bacillus subtilis NSC 유래 cellulase의 0.26 U/ml 조효소액과 0.52 U/ml 조효소액을 이용하여 CM-cellulose의 분해 특성을 검토하였을 때 두 조효소액 모두 반응 CM-cellulose에 대해 반응 120분 후에 0.43 U/ml와 0.76 U/ml의 효소 활성을 나타내었다.

새싹삼의 곰팡이 발생과 독소생성능 (Occurrence of Fungal Contamination in Ginseng Sprout and Mycotoxigenic Potential)

  • 최장남;김소수;최정혜;백슬기;박진주;장자영;현정은;김세리;김점순;이데레사
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.407-417
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    • 2021
  • 새싹삼의 곰팡이 발생을 조사하기 위해 18점의 유통중인 새싹삼을 수집하여 곰팡이 발생빈도를 분석하였다. 전체 시료의 총 곰팡이 발생빈도는 평균 113.3-174.1%였고 Penicillium spp.의 발생빈도가 가장 높았다. 곰팡이 발생빈도는 이끼가 잎, 줄기, 뿌리보다 유의하게 높았다. 잎과 줄기에서는 Penicillium spp.이, 뿌리에서는 Fusarium spp.의 발생이 높았으며 각각의 우점종은 P. olsonii와 F. oxysporum으로 동정되었다. 계통발생학적 분석을 통해 Fusarium spp.은 총 9개 종, Aspergillus spp.은 A. westerdijkiae와 A. favus, Penicillium spp.은 총 11개 종이 동정되었다. 곰팡이독소 생성 종으로 알려진 25균주의 독소형을 PCR로 검정한 결과 19점의 균주에서 각 독소형이 확인되었다. 이 중 A. flavus 2점과 A. westerdijkiae 11점이 aflatoxin과 ochratoxin A을 각각 생성하였고 일부 균주는 높은 독소생성능을 보였다. 이 결과는 새싹삼 생산에 있어 곰팡이 발생에 대한 지속적인 모니터링 및 관리방안이 필요함을 시사하였다.

수박 탄저병 Race 3 저항성 중생종 수박 '한결' 육성 (Breeding of a Mid Maturing Watermelon Cultivar, 'Hangyeol' with Resistance to Anthracnose Race 3)

  • 허윤찬;홍규현;고호철;박경섭;박동금;이중섭;조명철;이석영;고관달;이우문
    • 한국육종학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.695-698
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    • 2010
  • 우리나라 수박 주산단지에 심한 피해를 주고 있는 수박 탄저병에 대한 저항성 계통 육성을 위하여 국내 외에서 수집한 수박 유전자원의 병 저항성 검정으로 탄저병 저항성이 강한 'AU-Producer'를 선발하여 저항성 친으로, 고품질 계통인 '920533'을 반복친으로 1993년 인공교배를 하였으며 1994년부터 1998년까지 BC4F1세대를 진전하였다. 1998년부터 2001년까지 원예적 특성 고정을 위해 6회 자가수분하여 세대를 진전하였으며 원예적 특성이 우수한 것으로 최종 선발된 'WCR16-1C-5C'를 농촌진흥청 농작물 직무육성 신품종 선정위원회를 거쳐 '한결'으로 명명하였다. '한결'은 수박 탄저병 race1과 3에 저항성이며 식물체 생장형은 덩굴성이며 주지길이는 중간정도이다. 평균과중은 5.3~10.1 kg 범위로 중대과종이며, 평균 과피 두께는 1.2~1.6 cm로 시판품종 등과 유사하였다. 과피는 녹색이며 과피의 줄무늬는 중간정도이다. 과육색은 적색이며 당도는 9.8~$11.8^{\circ}Bx$. 범위이고 중생종으로 과실의 품질을 비롯한 원예적 특성은 대비 품종과 유사하였다. 수박 탄저병 저항성 계통 '한결'은 탄저병 race 1과 3에 강한 저항성이고, race 2에는 중간저항성으로 품종육성 재료로 이용하거나 노지 및 시설재배 품종으로 재배할 수 있을 것으로 기대되며 재배시 탄저병 방제 노력과 비용을 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

Energy metabolism and whole-exome sequencing-based analysis of Sasang constitution: a pilot study

  • Kim, Hyoung Kyu;Lee, Heetak;So, Ji Ho;Jeong, Seung Hun;Seo, Dae Yun;Kim, Jong-Yeol;Kim, Sanguk;Han, Jin
    • Integrative Medicine Research
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    • 제6권2호
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    • pp.165-178
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    • 2017
  • Background: Traditional Korean Sasang constitutional (SC) medicine categorizes individuals into four constitutional types [Tae-eum (TE), So-eum (SE), Tae-yang (TY), or So-yang (SY)] based on biological and physiological characteristics. As these characteristics are closely related to the bioenergetics of the human body, we assessed the correlation between SC type and energy metabolism features. Methods: Forty healthy, young ($22.3{\pm}1.4$ years) males volunteered to participate in this study. Participants answered an SC questionnaire, and their face shape, voice tone, and body shape were assessed using an SC analysis tool. Thirty-one participants (10 TE, 10 SE, 3 TY, and 8 SY) were selected for further analysis. Collected blood samples were subjected to blood composition analysis, mitochondrial function analysis, and whole-exome sequencing. Results: The SY type showed significantly lower total cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol levels than the SE type. Cellular and mitochondrial Adenosine triphosphate (ATP) levels were similar across types. All types showed similar basal mitochondrial oxygen consumption rates, whereas the TE type showed a significantly lower ATP-linked oxygen consumption rate than the other types. Whole-exome sequencing identified several genes variants that were exclusively detected in particular SC types, including 19 for SE, seven for SY, 11 for TE, and six for TY. Conclusion: SC type-specific differences in mitochondrial function and gene mutations were detected in a small group of healthy, young Korean males. These results are expected to greatly improve the accurate screening and utilization of SC medicine.

T-세포 항원 수용체 매개 신호전달 조절자로서 돼지 CD45RO 구조특성 (Key Structural Features of PigCD45RO as an Essential Regulator of T-cell Antigen Receptor Signaling)

  • 채한화;임다정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.211-226
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    • 2019
  • 백혈구 공통 항원인 돼지 CD45는 PTPRC 유전자에 암호화 되어 있으며, CD45엑손의 선택적 스플라이싱에 따라 다른 T-세포에서 발현되는 티로신 인산분해효소이다. CD45는 기질인 TCR의 $CD3{\zeta}$ 사슬, Lck, Fyn, Zap-70 kinase의 인산화된 티로신에서 인산을 분해하여 T-세포 항원 수용체(TCR) 매개 신호전달을 조절한다. CD45의 조절이상은 많은 면역 질환과 관련이 있어서, CD45는 면역약물 개발에 표적이 되어왔다. TCR 신호전달의 조절효과를 가진 주요 구조적 특징을 특성화하기 위해, 사람의 알려진 CD45 구조를 템플릿으로 적용하여 돼지 CD45RO(가장 작은 CD45 isoform)의 단백질 구조와 예측된 돼지 CD45RO 모델구조에 $CD3{\zeta}$ 사슬의 ITAM(REEpYDV)를 도킹하여 CD45RO/ITAM 펩타이드 결합구조를 예측하였다. 돼지 CD45RO의 구조적 특징은 세포외영역의 구조견고성과 세포질 내 티로신 인산분해효소 도메인의 KNRY와 PTP signature 기능모티프(두 기능 모티프는 ITAM 펩타이드 결합부위의 좁은 입구로 역할)에 있었다. 주요 구조특성은 돼지 CD45RO-ITAM 펩타이드 결합구조 안정성과 결합친화력을 조절하면서 기질 선택성에 영향을 준다. 돼지 CD45RO의 구조적 특성은 T-세포에 특이적인 면역 조절제를 탐색하는 데에 적용될 것이다.

Pseudomonas aeruginosa BCNU 1204의 항균활성과 활성 물질 (Antimicrobial Activity of Pseudomonas aeruginosa BCNU 1204 and Its Active Compound)

  • 신화진;주우홍
    • 생명과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.84-89
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    • 2019
  • 신규 항세균물질을 탐색하는 사전조사에서 몇몇 분리균주들이 그람양성 세균과 그람음성 세균 모두에 항균활성을 보이며, 심지어 methicillin내성 Staphylococcus aureus (MRSA)에도 항균활성을 나타내었다. 이들 균주 중에서 한 균주가 표현형과 계통분석을 이용하여 특히 16S 리보좀 RNA 유전자 염기서열에 기초하여 Pseudomonas aeruginosa로 동정되었다. BCNU 1204 균주의 항균물질은 King's medium B (pH 7.0)에서 $35^{\circ}C$의 온도 조건으로 4일 배양 후 가장 최대로 생산되었다. 항균물질을 각종 유기용매로 분획한 결과, P. aeruginosa BCNU 1204의 dichloromethane (DCM)분획과 ethylacetate (EA) 분획이 그람 양성 세균에 강력한 항균활성을 보였으며, 특히 ethylacetate (EA) 분획이 methicillin내성 Staphylococcus aureus (MRSA)에 대하여 강한 항균활성을 나타내었다. Recycling preparative LC와 preparative TLC 로 활성물질 하나(분획 5-2)를 분리하여 GC-MS 분석한 결과 phenazine 화합물에 속하는 phenazine-1-carboxylic acid 로 동정하였다. 그리고 MRSA 균주에 대한 최소저해농도(minimum inhibitory concentration, MIC)가 MRSA균주인 CCARM 3089, 3090, 3091 그리고 3095 균주에 대하여 각각 $25{\mu}g/ml$, $50{\mu}g/ml$, ${\geq}25{\mu}g/ml$ 그리고 ${\geq}50{\mu}g/ml$ 임을 확인하였다. 그러므로 P. aeruginosa BCNU 1204 분리균주는 항 MRSA 항생물질을 개발하기 위한 잠재 가치가 높은 생물자원으로 기대되며, P. aeruginosa BCNU 1204 균주로부터 리더 화합물을 획득하기 위한 보다 많은 연구가 요구된다.

Secondary Metabolites and Morphological Diversity in the Leaves of Perilla Landrace from Korea

  • Assefa, Awraris Derbie;Sung, Jung-Sook;Jeong, Yi-Jin;Lee, Ho-Sun;Rhee, Ju-Hee;Hur, On-Sook;Noh, Jae-Jong;Ro, Na-Young;Hwang, Ae-Jin;Lee, Jae-Eun
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.64-64
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    • 2019
  • Screening and identification of genetic resources based on their phytoconstituents and morphological characters potentially provide baseline data for researchers, breeders, and nutraceutical companies who wish to formulate a nutrient-dense diet and health beneficial supplement. Thus, we evaluated the amount of total phenolic content and major phenolic compounds; examined if phenolic compounds could be used as distinguishing factors for perilla genetic resources; and investigated the relation between some quantitative and qualitative morphological characters with the contents of phenolic compounds in 360 accessions obtained from National Agrobiodiversity Center gene bank, Jeonju, Korea. Total phenolic content (TPC) was estimated using Folin-Ciocalteu colorimetric assay. Individual phenolic compounds were determined using an Ultra-High Performance Liquid Chromatography system equipped with Photodiode Array detector. Considerable variations were observed in TPC (7.99 to 117.47 mg GAE/g DE), rosmarinic acid (RA) (ND to 19.19 mg/g DE), caffeic acid (CA) (ND to 0.72 mg/g DE), apigenin-7-O-diglucuronide (ADG) (ND to 1.24 mg luteolin equivalent (LUE)/g DE), scutellarein-7-O-glucuronide (SG) (ND to 4.32 mg LUE/g DE), and apigenin-7-O-glucuronide (AG) (ND to 1.60 mg LUE/g DE). RA was the most dominant phenolic compound in most accessions (95.3%) followed by SG. The adaxial leaf color was light green, green and dark green in 13.8%, 65.0%, and 21.1 % of the accessions, respectively. 78.8% of the accessions had light green color at the abaxial side with the remaining being described as green. Most of the accessions (96.9%) were cordate shape, the remaining being eclipse. Intensities of green pigment at abaxial and adaxial leaf surfaces were correlated with contents of individual phenolic compounds and TPC whereas leaf length and width had no correlation with TPC, CA and RA, and negatively correlated with ADG, AG, and SG. Leaf shape was not related with content of phenolic compounds, color of leaves, or the length or width of leaves. Accessions IT57426, IT157434, IT267710, and IT267712 which contained relatively high contents of TPC and major phenolic compounds (RA and SG) could be used for further research in breeding and bioassay test. Our study result showed the contents of total phenolics and individual phenolic compounds along with the morphological characters could be useful distinguishing factors for perilla genetic resources.

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Screening of key miRNAs related with the differentiation of subcutaneous adipocytes and the validation of miR-133a-3p functional significance in goats

  • Xin, Li;Hao, Zhang;Yong, Wang;Yanyan, Li;Youli, Wang;Jiangjiang, Zhu;Yaqiu, Lin
    • Animal Bioscience
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    • 제36권1호
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    • pp.144-155
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    • 2023
  • Objective: Adipocyte differentiation is regulated by a variety of functional genes and noncoding RNAs. However, the role of miRNAs in lipid deposition of goat white adipose tissue is still unclear. Therefore, this study revealed the miRNA expression profile in goat subcutaneous adipocytes by sRNA-seq. Methods: The miRNA expressed in goat subcutaneous preadipocytes and the mature adipocytes were sequenced by sRNA-seq. The differentially expressed miRNAs (DEm) were screened and gene ontology (GO) and Kyoto encyclopedia for genes and genomes (KEGG) analyses were performed. Gain-of-function and loss-of-function combined with oil red O staining, Bodipy staining, and quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction (qPCR) were utilized to determine the effect of miR-133a-3p on adipocyte differentiation. Results: A total of 218 DEm were screened out. The target genes of these DEm were significantly enriched in GO items such as biological regulation and in KEGG terms such as FAK signaling pathway and MAPK signaling pathway. qPCR verified that the expression trend of miRNA was consistent with miRNA-seq. The gain-of-function or loss-of-function of miR-133a-3p showed that it promoted or inhibited the accumulation of lipid droplets, and CCAAT enhancer binding protein α (C/EBPα) and C/EBPβ were extremely significantly up-regulated or down-regulated respectively (p<0.01), the loss-of-function also led to a significant down-regulation of peroxisome proliferator activated receptor gamma (PPARγ) (p<0.01). Conclusion: This study successfully identified miRNAs expression patterns in goat subcutaneous adipocytes, and functional identification indicates that miR-133a-3p is a positive regulator of the differentiation process of goat subcutaneous adipocytes. Our results lay the foundation for the molecular mechanism of lipid deposition in meat-source goats from the perspective of miRNA.