• 식물병연구
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• 제27권1호
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• pp.32-37
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• 2021

2020년 전라북도 완주 소재 약용작물 전시포장에서 재배중인 범부채(Iris domestica) 140개체 가운데 3개체의 잎에서 괴사증상이 발견되었다. Reverse transcription polymerase chain reaction 검정결과 증상을 나타내는 3개체가 tomato spotted wilt virus (TSWV)에 감염된 것으로 확인되었다. 증상주로부터 분리한 TSWV 분리주 'Blackberry lily-kr1'의 전체 염기서열을 결정하였으며, 유전자 은행에 있는 다른 분리주들과 L, M, S 분절유전체 부위의 염기서열 상동성을 비교하였다. 'Blackberry lily-kr1' 분리주는 L 분절 유전체는 우리나라에서 보고한 'JJ' 분리주(MF159046) 또는 'HJ' (LC273305) 분리주와 상동성이 높았으며, M과 S 분절 유전체는 'JJ' 분리주(MF159058과 KY021439)와 가장 상동성이 높았다. MEGA X 프로그램의 maximum likelihood 방법을 이용하여 'Blackberry lily-kr1'의 다른 TSWV 분리주들과의 계통학적 연관성에 관한 분석을 한 결과 L, M, S 분절유전체 모두 고추에서 분리한 'JJ' 분리주 및 환삼덩굴(Humulus japonicas)에서 분리한 'HJ' 분리주와 높은 연관성을 보였다. 건전한 I. domestica 식물에 'Blackberry lily-kr1'을 감염시킨 Nicoatiana rustica 식물 즙액을 접종한 결과 50일 후에 잎에 괴사 또는 이중 고리형태의 괴사 증상이 형성되었다. 이는 노지에서 재배하는 범부채에서 관찰된 괴사증상이 TSWV 감염에 의한 것임을 시사하는 결과이다. 이 연구는 우리나라에서 범부채에서 TSWV 발생에 관한 최초의 보고이다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제29권2호
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• pp.234-247
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• 2021

We used a heterozygous gene deletion library of fission yeasts comprising all essential and non-essential genes for a microarray screening of target genes of the antifungal terbinafine, which inhibits ergosterol synthesis via the Erg1 enzyme. We identified 14 heterozygous strains corresponding to 10 non-essential [7 ribosomal-protein (RP) coding genes, spt7, spt20, and elp2] and 4 essential genes (tif302, rpl2501, rpl31, and erg1). Expectedly, their erg1 mRNA and protein levels had decreased compared to the control strain SP286. When we studied the action mechanism of the non-essential target genes using cognate haploid deletion strains, knockout of SAGA-subunit genes caused a down-regulation in erg1 transcription compared to the control strain ED668. However, knockout of RP genes conferred no susceptibility to ergosterol-targeting antifungals. Surprisingly, the RP genes participated in the erg1 transcription as components of repressor complexes as observed in a comparison analysis of the experimental ratio of erg1 mRNA. To understand the action mechanism of the interaction between the drug and the novel essential target genes, we performed isobologram assays with terbinafine and econazole (or cycloheximide). Terbinafine susceptibility of the tif302 heterozygous strain was attributed to both decreased erg1 mRNA levels and inhibition of translation. Moreover, Tif302 was required for efficacy of both terbinafine and cycloheximide. Based on a molecular modeling analysis, terbinafine could directly bind to Tif302 in yeasts, suggesting Tif302 as a potential off-target of terbinafine. In conclusion, this genome-wide screening system can be harnessed for the identification and characterization of target genes under any condition of interest.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제26권9호
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• pp.558-568
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• 2023

Vibrio vulnificus is an aquatic bacterium causing septicemia and wound infection in humans. To understand this pathogen at the genomic level, it was performed whole genome sequencing of a cefoxitin-resistant strain, V. vulnificus 1908-10 possessing virulence-related genes (vvhA, viuB, and vcgC) isolated from Gadeok island coastal seawater in South Korea. The genome of V. vulnificus 1908-10 consisted of two circular contigs and no plasmid. The total genome size was estimated to be 5,018,425 bp with a guanine-cytosine (GC) content of 46.9%. We found 119 tRNA and 34 rRNA genes respectively in the genome, along with 4,352 predicted protein sequences. Virulence factor (VF) analysis further revealed that V. vulnificus 1908-10 possess various virulence genes in classes of adherence, antiphagocytosis, chemotaxis and motility, iron uptake, quorum sensing, secretion system, and toxin. In the comparison of the presence/absence of virulence genes, V. vulnificus 1908-10 had fur, hlyU, luxS, ompU, pilA, pilF, rtxA, rtxC, and vvhA. Of the 30 V. vulnificus comparative strains, 80% of the C-genotype strains have all of these genes, whereas 40% of the E-genotype strains have all of them. In particular, pilA were identified in 80% of the C-type strains and 40% of the E-type strains, showing more difference than other genes. Therefore, V. vulnificus 1908-10 had similar VF characteristics to those of type C strains. Multifunctional-autoprocessing repeats-in-toxin (MARTX) toxin of V. vulnificus 1908-10 contained 8 A-type repeats (GXXGXXXXXG), 25 B.1-type repeats (TXVGXGXX), 18 B2-type repeats (GGXGXDXXX), and 7 C-type repeats (GGXGXDXXX). The National Center for Biotechnology Information (NCBI) Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) showed that the RtxA protein of V. vulnificus 1908-10 had the effector domain in the order of cross-liking domain (ACD)-C58_PaToxP-like domain- α/β hydrolase-C58_PaToxP-like domain.

• 원예과학기술지
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• 제28권4호
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• pp.648-655
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• 2010

본 연구에서는 들잔디와 돌연변이체에서 Glyphosate 내성 관련 유전자인 EPSPS를 코딩하는 cDNA를 분리하여, 시퀸스 비교분석과 발현 양상 차이 등에 관하여 조사하였다. 5'/3' RACE를 통하여 밝혀진 EPSPS의 cDNA는 각각 1176bp의 open reading frame으로 이루어져 있으며 391개의 아미노산을 코딩하고 있었다. 이는 보고된 다른 EPSPS 유전자들과 높은 유사성을 가지고 있다. Genomic southern 결과 들잔디 내에 EPSPS 유전자는 단일copy로 존재하였다. Wild type과 제초제 내성 변이체의 EPSPS 유전자는 6개의 아미노산 시퀀스의 차이를 보였으며 기존에 보고된 EPSPS active site에서 시퀀스의 차이를 나타냈다. 한편 glyphosate의 독성기작의 하나인 EPSPS 효소활성 저해 작용을 알아본 결과, 내성 개체에서 높은(1.5배 이상) EPSPS 활성을 확인할 수 있었다. Northern 분석과 RT-PCR로 제초제 처리 시간에 따른 EPSPS의 발현량을 살펴본 결과, 제초제 처리 후 시간이 경과할수록 발현량이 증가하다가 7일 이후에는 감소하였고, wild type에 비해 glyphosate 내성 선발개체에서 전체적인 발현량이 높음을 알 수 있었다. 본 연구 결과 선발된 glyphosate 내성 돌연변이체는 높은 EPSPS 효소활성 증가 및 EPSPS active site의 아미노산 시퀀스 변화를 통해 원할하고 지속적인 방향족 아미노산의 합성이 가능한 것으로 보여졌다. 본 실험을 통해 얻어진 glyphosate 내성 잔디 돌연변이체와 방법은 앞으로 유용한 제초제 저항성 돌연변이 품종개발 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2014년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.27-28
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• 2014

Beauveria bassiana (Cordycipitaceae, Hypocreales, Ascomycota) is an anamorphic fungus having a potential to be used as a biological control agent because it parasitizes a wide range of arthropod hosts including termites, aphids, beetles and many other insects. A number of bioactive secondary metabolites (SMs) have been isolated from B. bassiana and functionally verified. Among them, beauvericin and bassianolide are cyclic depsipeptides with antibiotic and insecticidal effects belonging to the enniatin family. Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) play a crucial role in the synthesis of these secondary metabolites. NRPSs are modularly organized multienzyme complexes in which each module is responsible for the elongation of proteinogenic and non-protein amino acids, as well as carboxyl and hydroxyacids. A minimum of three domains are necessary for one NRPS elongation module: an adenylation (A) domain for substrate recognition and activation; a tholation (T) domain that tethers the growing peptide chain and the incoming aminoacyl unit; and a condensation (C) domain to catalyze peptide bond formation. Some of the optional domains include epimerization (E), heterocyclization (Cy) and oxidation (Ox) domains, which may modify the enzyme-bound precursors or intermediates. In the present study, we analyzed genomes of B. bassiana and its allied species in Hypocreales to verify the distribution of NRPS-encoding genes involving biosynthesis of beauvericin and bassianolide, and to unveil the evolutionary processes of the gene clusters. Initially, we retrieved completely or partially assembled genomic sequences of fungal species belonging to Hypocreales from public databases. SM biosynthesizing genes were predicted from the selected genomes using antiSMASH program. Adenylation (A) domains were extracted from the predicted NRPS, NRPS-like and NRPS-PKS hybrid genes, and used them to construct a phylogenetic tree. Based on the preliminary results of SM biosynthetic gene prediction in B. bassiana, we analyzed the conserved gene orders of beauvericin and bassianolide biosynthetic gene clusters among the hypocrealean fungi. Reciprocal best blast hit (RBH) approach was performed to identify the regions orthologous to the biosynthetic gene cluster in the selected fungal genomes. A clear recombination pattern was recognized in the inferred A-domain tree in which A-domains in the 1st and 2nd modules of beauvericin and bassianolide synthetases were grouped in CYCLO and EAS clades, respectively, suggesting that two modules of each synthetase have evolved independently. In addition, inferred topologies were congruent with the species phylogeny of Cordycipitaceae, indicating that the gene fusion event have occurred before the species divergence. Beauvericin and bassianolide synthetases turned out to possess identical domain organization as C-A-T-C-A-NM-T-T-C. We also predicted precursors of beauvericin and bassianolide synthetases based on the extracted signature residues in A-domain core motifs. The result showed that the A-domains in the 1st module of both synthetases select D-2-hydroxyisovalerate (D-Hiv), while A-domains in the 2nd modules specifically activate L-phenylalanine (Phe) in beauvericin synthetase and leucine (Leu) in bassianolide synthetase. antiSMASH ver. 2.0 predicted 15 genes in the beauvericin biosynthetic gene cluster of the B. bassiana genome dispersed across a total length of approximately 50kb. The beauvericin biosynthetic gene cluster contains beauvericin synthetase as well as kivr gene encoding NADPH-dependent ketoisovalerate reductase which is necessary to convert 2-ketoisovalarate to D-Hiv and a gene encoding a putative Gal4-like transcriptional regulator. Our syntenic comparison showed that species in Cordycipitaceae have almost conserved beauvericin biosynthetic gene cluster although the gene order and direction were sometimes variable. It is intriguing that there is no region orthologous to beauvericin synthetase gene in Cordyceps militaris genome. It is likely that beauvericin synthetase was present in common ancestor of Cordycipitaceae but selective gene loss has occurred in several species including C. militaris. Putative bassianolide biosynthetic gene cluster consisted of 16 genes including bassianolide synthetase, cytochrome P450 monooxygenase, and putative Gal4-like transcriptional regulator genes. Our synteny analysis found that only B. bassiana possessed a bassianolide synthetase gene among the studied fungi. This result is consistent with the groupings in A-domain tree in which bassianolide synthetase gene found in B. bassiana was not grouped with NRPS genes predicted in other species. We hypothesized that bassianolide biosynthesizing cluster genes in B. bassiana are possibly acquired by horizontal gene transfer (HGT) from distantly related fungi. The present study showed that B. bassiana is the only species capable of producing both beauvericin and bassianolide. This property led to B. bassiana infect multiple hosts and to be a potential biological control agent against agricultural pests.

• 대한임상검사과학회지
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• 제49권3호
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• pp.285-293
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• 2017

대장암은 전 세계적으로 볼 때, 매년 135만명이 발생하고 매년 60만명이 사망하는 질환으로, 한국에서도 2015년도에 8,380명이 사망하였으며, 고형 암중에서 가장 높은 증가율을 나타내고 있다. 대장암의 진단과 연구를 위한 다양한 방법 중에서 동일한 검사 샘플을 이용하여, 세포유전학적인 방법과 분자유전학적인 방법을 통해 얻어지는 결과를 비교하였다. CGH에서 결실은 18q 47%, 17p 40%, 22q 27%, 10q 17%이 나타났고, LOH는 D18S59 57%, D18S68 50%, TP53CA 50%, D18S69 47%, D22S274 40%, D22S283 37%, D10S186 27%, D10S187 27%, D10S541 23%순으로 관찰되었다. Microsatellite marker별 일치율은 D22S274 100%, D22S283 100%, D10S186 100%, D10S187 100%, D10S541 100%, D18S69 93%, D18S68 93%, TP53CA 92%, D18S59 89% 순으로 검출되었으며, CGH에서의 양성결과를 기준으로, 두 방법간의 일치율은 94.4%로 나타났다. 이번 실험은 종양 genome전체에 대한 많은 정보들을 한 번에 얻을 수 있었던 CGH의 장점을 토대로, CGH에서 의미 있게 결실을 보인 부분을, 접근 방법이 전혀 다른 LOH로 좀 더 한정된 부위의 변화를 확인할 수 있었을 뿐 아니라, 재발 고위험군인 18q21의 대립유전자의 소실을 확인하면 치료방법 선정에 도움을 줄 수 있고, 예후 추정 및 치료 결정에 유용하므로, 대장암 환자가 수술 시에는 수술 부위 조직을 이용한 LOH를 시행하여, 재발 고위험군에 대한 치료방법 선정 등 임상에서 효율적으로 활용하는 것이 필요하다고 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권2호
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• pp.104-111
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• 1996

감자의 genomic DNA library로 부터 분리한 proteinase inhibitor II (pin2) 유전자들의 제한효소 지도를 작성 하였던바 이미 분리된 상처 유발 (wound-inducible)pin2K 유전자의 것과 상이성이 있는 pin2T를 분리하여 염기서열을 결정하였다. 두 유전자의 염기서열은 전체적으로 약 86%의 동일성을 보였으며 특히 promoter 부위의 염기서열은 pin2K 유전자의 전사개시 부위의 상대적인 위치인 -714까지 네부분의 결손(20 내지 60bp)을 제외하던 약 91%수준의동일성을 보였다. 분리한 유전자들의 promoter 부위를 표지 유전자인 CAT와 GUS 유전자에 연결 시킨후 담배에서의 발현을 추적하였던바, pin2K 유전자의 promoter에 의한 표지유전자의 발현은 상처에 의해 발현 되었으나 pin2T 유전자의 promoter에 의한 표지유전자의 발현은 상처 유무와 관계없이 낮은 수준으로 나타났다. 또한 pin2T 유전자의 Promoter 내의 결손은 핵 단백질의 promoter에의 결합에 영향을 주지 않았으며 상처 유발pin2K 유전자의 promoter 염기서열과 비교하였을때 pin2T 유전자의 promoter 부위내에 5'-AGTAAA-3'라는 특별한 염기부위가 자연적으로 제거된것을 알수 있었다. 또한 5'-AGTAAh-3'의 염기부위가 다른 상처 유발 유전자들에서는 흔히 발견되고, 다른 식물 유전자들의 Promoter에서는 쉽게 발견이 되지 않았다. 따라서 상처 유발 pin2K 유전자의 Promoter내에 상처 유발과 관련있는 특별한 염기부위가 자연적으로 결실되어 pin2T 유전자의 발현이 상처 유발성을 잃은것으로 짐작된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제50권1호
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• pp.29-41
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• 2001

결핵환자에 있어 rpoB 유전자 염기서열 돌연변이로 인해 생겨나는 rifampin(RIF)내성은 화학요법치료에서 나타나는 다제내성의 표지자로서 많은 연구가 되어 있으며 rifabutin(RIB)은 이러한 RIF의 내성을 보이는 일부 점돌연변이에 대하여 감성 또는 내성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 mycobacteria rpoB 유전자의 특정 DNA 서열(17 bp)을 고정한 올리고뉴클레오티드 칩을 개발하여 rpoB 유전자의 점돌연변이으로 인한 RIF과 RIB의 감수성을 조사하고자 하였다. 방법 : 사용된 올리고뉴클레오티드 칩은 RIF 내성 프로브 및 RIB 감성 프로브를 포함하도록 고안되었으며, 각각의 돌연변이에 상응하는 야생형 프로브를 동일한 염기서열에서 선정하여 형광 시그날 세기의 직접비교에 의해 보다 정확한 탐지를 가능하게 하였다. 결과 : 15개의 임상 분리체를 검사한 결과 RIF 내성으로 밝혀진 돌연변이중 13개의 임상 분리체에서 RIB 감수성 돌연변이 종류를 판별할 수 있었다. 결론 : 올리고뉴레오티드 칩으로 rpoB 유전자에 대한 점돌연변이 연구는 결핵환자에 대한 RIF과 RIB 약제내성 유무를 판단케 함으로써 효과적인 화학요법치료를 가능케 할 것이며 기존 방법과 비교시 효율 및 재현성이 매우 높다고 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.897-904
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• 2023

본 연구는 Bacillus velezensis K10의 유전체 분석결과에 따른 유전자의 고유한 특성을 이용하여 유전자마커를 탐색하고 확립하여 산업현장에서 활용하기 위해서 수행하였다. B. velezensis K10은 총 4,159,835 bps를 유지하였으며, 5,136개의 단백질을 발현하는 것으로 조사되었다. B. velezensis K10은 표준균주에 비교하여 전반적으로 외부요인에 기인되는 유전자의 이동이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 이와 같은 양상에 기인하여 B. velezensis K10은 특유의 유전적 서열을 유지할 수 있는 것으로 추정되었다. 선발마커 발굴을 위해 recombinase, integrase, transposase, phage-related genes, 등 유전자 변이 유발이 쉬운 게놈상의 영역에 대해 탐색을 실시하였다. 그 결과, 선발마커로써 가능성이 높은 9개 부위를 확보하였다. 후보마커는 일부 다른 영역에서 특이성을 보이는 영역들이 존재했지만, phage 연관 유전자들에서 매우 특이성이 높았기 때문에, 모두 phage 관련 부위에서 모두 탐색되었다. 종간 후보 선발마커로써 B. licheniformis K12, B. velezensis K10, B. subtilis, B. cereus 등에 대해 PCR 분석을 실시하였다. 그 결과 BV3, BV5~9까지 총 6 프라이머 세트에서 B. velezensis K10 특이적인 PCR 산물이 형성되는 것을 확인하였다. 다른 한편으로, subspecies 수준에서 분석 결과, BV3, 5, 8, 9 등 4 프라이머 세트에서 B. velezensis K10 특이적인 PCR 산물이 형성되는 것을 관찰했다. 분석된 마커 중에서 BV5와 8가 가장 특이성이 높았기 때문에 종(species) 및 아종(sub-species) 수준에서 B. velezensis K10 유전자 선발마커로써 BV5와 8을 활용 가능할 것으로 제의된다.