• 농업과학연구
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• 제44권1호
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• pp.30-39
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• 2017

This study was performed to produce succinic acid from biomass by developing mutants of Cellulomonas flavigena in which the succinate dehydrogenase gene (sdh) is deleted. For development of succinate producing mutants, the upstream and downstream regions of sdh gene from C. flavigena and antibiotic resistance gene (neo, bla) were inserted into pKC1139, and the recombinant plasmids were transformed into Escherichia coli ET12567/pUZ8002 which is a donor strain for conjugation. C. flavigena was conjugated with the transformed E. coli ET12567/pUZ8002 to induce the deletion of sdh in chromosome of this bacteria by double-crossover recombination. Two mutants (C. flavigena H-1 and H-2), in which sdh gene was deleted in the chromosome, were constructed and confirmed by PCR. To estimate the production of succinic acid by the two mutants when the culture broth was fermented with biomass such as CMC, xylan, locust gum, and rapeseed straw; the culture broth was analyzed by HPLC analysis. The succinic acid in the culture broth was not detected as a fermentation products of all biomass. One of the reasons for this may be the conversion of succinic acid to fumaric acid by sdh genes (Cfla_1014 - Cfla_1017 or Cfla_1916 - Cfla_1918) which remained in the chromosomal DNA of C. flavigena H-1 and H-2. The other reason could be the conversion of succinyl-CoA to other metabolites by enzymes related to the bypass pathway of TCA cycle.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권5호
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• pp.871-874
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• 2010

Many studies require expression analysis of the same gene/promoter across a range of bacterial genera. However, there is currently a lack of availability of reporters based on the broad-host-range IncQ replicon, which is compatible with a popular improved IncP transfer system that is self-transfer defective. We report IncQ lacZ reporter plasmids with features including (1) compatibility with IncP, IncW, and pBHR/pBBR replicons, (2) a variety of antibiotic markers (Sp-r, Sm-r, Km-r, Cm-r), (3) convenient mobilization via a novel self-transfer-defective IncP conjugation system, and (4) GenBank DNA sequences. Utility is demonstrated using three different promoters in different Gram-negative genera.

• 대한의생명과학회지
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• 제18권1호
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• pp.29-34
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• 2012

Streptomycetes are gram-positive filamentous bacteria that are well-known for producing a vast array of bioactive compounds, including more than 70 % of commercially important antibiotics. For the research about Streptomyces sp., the protoplast and electroporation transformation method have been the general techniques for the construction of transformants. However, these techniques have low efficiency and are time-consuming. Another option is intergenic conjugation, which is used for DNA transfer using methylation-deficient E. coli as a DNA donor to avoid the methylated-DNA-dependent restriction systems of actinomycetes. This conjugation method has been widely improved and applied to many other actinomycetes. In this research, an effective transformation procedure for the construction of expression vector by using gateway system was established to avoid limit of restriction enzyme site for cloning of target gene based on transconjugation by Escherichia coli ET12567/pUZ8002 with a pSET152 integration vector.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제10권4호
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• pp.535-538
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• 2000

Streptomyces lavendulae FRI-5 produces the ${\gamma}$-butyrolactone autoregulator IM-2, which is required for nucleoside antibiotic producetion. We have developed a system for introducing DNA into S. lavendule FRI-5 via conjugal transfer from Esherichia cole. Conditions were established for conjugation of the oriT-and attP-containing plasmid pSET152 from E. coli ET12567 (pUZ8002) to FRI-5. Conjugation resulted in integration of the plasmid at the chromosomal C31 attB site. The frequency of intergeneric conjugation varied with the medium used. The highest frequency ($1.6\times10-5$ per recipient) was obtained on ISP medium 2 containing 10mM MgCl2. Southern blot and phenotypic analyses of exconjugants revealed that S. lavendulae FRI-5 contains a unique C31 attB site, and that integration of heterologous DNA into the attB site did not interfere with morphological differentiation or IM-2-dependent signal transduction, including the production of a blue pigment. This system will now enable detailed genetic analysis of the regulation of antibiotic production in S. lavendulae FRI-5.

• 미생물학회지
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• 제41권2호
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• pp.140-145
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• 2005

상업적으로 중요한 macrolide계 항진균 학생물질인 natamycin을 생산하는 Streptomyces natalensis ATCC27448의 환자 유전학적인 연구를 위해 대장균으로부터 S. natalensis로 plasmid DNA를 직접 도입하는 형질전환법을 확립하였다. 이러한 S. natalensis의 형질전환은 oriT와 attP 단편을 가지고 있는, ${\Phi}C31$ 유래의 integration 벡터인 pSET152를 이용하여 Escherichia coli ET12567/pUZ28002을 DNA 공여체(donor)로 이용한 접합전달법(conjugal transfer)을 사용하여 확립하였다. 접합전달의 가장 높은 효율은 10 mM의 $MgCl_2$를 포함한 MS 배지에서, $6.25\times10^8$의 E. coli 공여체와 열처리를 하지 않은 S. natalensis의 포자를 사용하여 얻어졌다. 또 얻어진 접합전달체 (exconjugant)에 대하여 southern blot hybridization과 벡터가 삽입된 염색체부분의 염기서열분석을 통해 attB site와 pseudo-attB site를 확인하다. attB site의 경우에는 다른 방선균들처럼 S. natalensis 염색체의 pirin 상동체를 코드하는 ORF내에 존재하였으나 pseudo-attB site는 염색체내 다른 site (GenBank accession no. $YP\_117731$)에 존재하였고 그 염기서열은 attB 염기서열과 차이를 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.167-172
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• 2010

농작물에 심각한 피해를 주는 phytotoxin을 생산하는 S. scabiei ATCC 49173의 분자 유전학적인 연구를 위해 대장균으로부터 S. scabiei로 plasmid DNA를 도입하는 접합 전달법을 이용한 형질전환법을 확립하였다. 본 연구를 통해 확인된 S. scabiei의 접합전달용 최적배지는 50 mM의 $MgCl_2$를 첨가한 MS배지이며 접합전달에 사용되는 DNA 수용체인 포자는 $45^{\circ}C$의 열처리와 $5{\times}10^7$이상의 plasmid DNA 공여체가 필요하다는 것을 확인하였다. 또 얻어진 접합전달체에 대하여 Southern blot hybridization과 벡터가 삽입된 염색체부분의 염기서열분석을 통해 attB site의 특성을 분석한 결과 S. scabiei 염색체의 pirin 상동체를 코드하는 ORF내에 단일위치로 존재하고 있으며 이미 밝혀진 다른 방선균유래 attB site의 염기서열에 대해 86.3%~96.1%의 상동성을 보였다.

• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.256-262
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• 2015

본 연구는 희소방선균 Saccharopolyspora erythreae receptor gene (SeaR)의 기능을 연구하기 위해 다른 속의 균주인 Streptomyces virginiae에 SeaR 유전자를 도입하였다. S. virginiae의 형질전환은 oriT, attP, $ermEp^{\ast}$과 SeaR 유전자 단편을 가지고 있는 ${\varphi}C31$ 유래의 integration vector인 pEV615 (6.6 kb)를 이용하여 Escherichia coli ET12567/pUZ8002를 DNA 공여체(donor)로 이용한 접합전달법(conjugal transfer)을 사용하여 확립하였다. SeaR 유전자의 삽입 유무는 PCR방법으로 확인하였고, SeaR 유전자의 전사 발현은 RT-PCR방법으로 확인하였다. S. virginiae의 경우, virginiamycins 생산은 wild type (S. virginiae)와 transformants (C1, C3) 모두 최초생산시기가 14시간으로 같았다. $VB-C_6$ 첨가시기에 따른 항생물질 유도능 확인결과 본 배양 4시간에 $VB-C_6$ 첨가 시 wild type과 transformants (C1, C3) 모두 $VB-C_6$에 의한 virginiamycins 생성이 유도되지 않았다. 본배양 6시간, 8시간에 $VB-C_6$ 첨가하였을 시 $VB-C_6$에 의한 virginiamycins 생성이 유도되는 것을 확인하였다. 이 결과는 $VB-C_6$에 의한 유도의 경우 S. virginiae 내의 BarA에 의해 VMs 생산시기가 2-4시간 단축되었다고 사료되나, transformants C1, C3의 경우 $VB-C_6$ 첨가 시 virginiamycins 생산이 억제되는 것은 SeaR이 virginiamycins 생합성 유전자에 결합하여 억제자로 기능 한다고 추정 되었다. 이러한 결과로 인하여 외부에서 도입된 SeaR gene이 virginiamycins 생산에 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.39-47
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• 2015

방선균이 생산하는 이차대사산물은 자기조절인자(${\gamma}$-butyrolactone autoregulator)라고 불리는 저분자의 신호전달물질과 이에 특이적으로 결합하는 autoregulator receptor protein의 상호작용에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 그러므로 non-host에 autoregulator receptor 혹은 pleiotropic regulator의 발현은 이차대사산물 혹은 새로운 대사화합물의 효율적인 생산을 유도할 것으로 기대된다. 희소방선균 Saccharopolyspora erythreae으로부터 receptor (seaR) 유전자의 기능을 연구하기 위해 다른 속의 균주인 Streptomyces coelicolor A3(2)로 seaR 유전자를 삽입하여 형질전환하였다. S. coelicolor A3(2)의 형질전환은 oriT, attP, $ermEp^*$과 seaR gene 단편을 가지고 있는 ${\Phi}C31$ 유래의 integration vector인 pEV615 (6.6 kb)를 이용하여 Escherichia coli ET12567/pUZ8002를 DNA 공여체로 이용한 접합전달법을 사용하여 확립하였다. seaR 유전자의 삽입 유무는 PCR방법으로 확인하였고, seaR 유전자의 전사 발현은 RT-PCR방법으로 확인하였다. S. coelicolor A3(2)의 경우 표현형 microarray 실험을 통하여 seaR 유전자의 발현에 따른 표현형의 변화를 확인하였다. 특히, 표현형 microarray 실험에 나타난 tetracycline 항생제 기질에 대하여 wild type이 transformant에 비해 빠르게 성장하는 것은 항균제 감수성 검사와 일치하였다. 이는 tetracycline 생합성 유전자 및 내성 유전자의 발현 억제에 따른 변화라고 예상할 수 있으며 이를 위하여 tetracycline 생합성 관련 유전자 및 내성 유전자의 발현 패턴 분석등과 같은 분자 수준에서의 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제21권1호
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• pp.96-101
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• 2011

ATP와 L-methionine으로부터 SAM synthetase (MetK)에 의해 생합성 되는 S-adenosylmethionine (SAM)은 세포내 메틸화에 필요한 메틸기를 제공하는 중심적인 공급체의 역할을 할뿐만 아니라 방선균에서는 일차 및 이차대사산물의 생산 조절에 관여하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 이에 논 연구에서는 산업적으로 매우 중요한 항진균성 항생물질인 natamycin을 생산하는 S. natalensis로부터 SAM synthetase 코드하는 metK 유전자를 클로닝하고 동정하였다. S. natalensis에서 클로닝된 metK는 1,209 bp의 염기를 가진 유전자로써 아미노산서열에서 S. pristinaespiralis ATCC 25486과 S. peucetius ATCC 27952의 MetK와 96%, S. violaceusniger Tu 4113과 95% 일치하는 매우 높은 상동성을 보였다. 또 pSET152ET 벡터를 이용해 구축한 metK 고발현용 재조합 플라스미드 pCD1를 S. lividans TK24의 genomic DNA에 도입하여 actinorhodin 생산 유도를 시도해 본 결과 R5 고체배지에서 pCD1이 도입되지 않은 균주에서는 actinorhodin 생산을 전혀 확인할 수 없었지만 pCD1이 도입된 형질전환체에서는 actinorhodin 생산이 강하게 유도되었으며 R4 액체배지에서는 actinorhodin 생산량이 10배 증가되었다. 따라서 본 연구를 통해 클로닝된 S. natalensis 유래 metK 유전자는 방선균에서 이차대사산물의 생산을 유도할 수 있음을 확인할 수 있었다.