적은 수의 거대 엽록체를 가진 핵 형질전환 식물체를 이용한 담배 엽록체 형질전환 빈도 제고

정원중,민성란,유장렬,Jeong, Won-Joong,Min, Sung-Ran,Liu, Jang-R. 한국식물생명공학회 2007 식물생명공학회지 Vol.34 No.3

In the chloroplast transformation process, a chloroplast containing transformed chloroplast genome copies should be selected over wild-type chloroplasts on selection medium. It is more effective for a cell to become homoplasmic if the cell contains smaller number of chloroplasts. Therefore, to reduce the number of chloroplasts in mesophyll cells in tobacco, we overexpressed FtsZ to generate transgenic plants, of which mesophyll cell contained a few enlarged chloroplasts contrast to a wild-type mesophyll cell containing approximately 100 chloroplasts. It was demonstrated that transgenic leaf tissues comprising cells with a few enlarged chloroplasts gave rise to approximately 40% higher frequency of chloroplast-transformed adventitious shoots. 엽록체 형질전환된 식물체를 얻으려면 먼저 세포수준에서 모든 엽록체가 형질전환되어야 하는데, 세포내에는 많은 수의 엽록체가 존재하므로, 엽록체 형질전환 벡터가 전이되어 형질전환된 엽록체는 선발배지에서 선택적으로 분열을 계속하고 형질전환되지 않은 엽록체들은 분열을 하지 못하게 되어, 결국 해당 세포내의 모든 엽록체가 형질전환된 상태에 이르게 된다. 따라서 만일 해당 세포내에 엽록체의 수가 적으면 그만큼 효율적으로 엽록체 형질전환을 할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 담배의 FtsZ 유전자를 핵형질전환법으로 과잉 발현시킴으로써 엽록체의 분열이 저해되어 엽육세포내에 거대한 엽록체 3-5개를 가진 담배식물체의 엽육조직을 이용하여, 엽록체 형질전환을 한 결과, 엽록체 형질전환 빈도가 약 40% 증가되었다.

리튬-철 산화물 전극의 제조 및 전류전위 순환 특성에 관한 연구

정원중,주재백,손태원,Jeong Won-Joong,Ju Jeh-Beck,Sohn Tai-Won 한국전기화학회 1999 한국전기화학회지 Vol.2 No.3

본 연구에서는 리튬전지 내 양극 재료로서 리튬-철계 산화물의 응용가능성을 모색하기 위하여 여러 제조방법에 따라 변화되는 전기화학적 특성을 고찰하고자 하였다. 철산화물에 대한 기본적인 양극 전기화학적 특성을 관찰하기 위해 철판, 철분말을 산화시켜 제작한 전극과 FeOOH 분말로 제작한 전극을 전류전위 순환실험을 실행하였다. 그 결과 철판과 FeOOH분말 전극의 경우 거의 리튬 층간의 산화-환원 반응이 일어나지 않음을 알 수 있었으며 철 분말의 산화물 전극에서는 리튬이온의 환원반응 피크는 보이나 산화반응은 거의 관찰되지 않았다. 또한 출발 물질 $FeCl_3-6H_2O,\;NaOH.\;LiOH$를 혼합하여 저온으로 가열하여 층상의 $LiFeO_2$를 합성하였으며, 출발 물질의 조성비를 바꾸어 그 영향을 조사하였다. 그 결과 NaOH의 첨가량이 증가할수록 전극의 용량과 효율은 감소하나 용량의 감소율은 작아짐을 알 수 있었다. $NaOH/FeCl_3/LiOH$의 몰 비를 2/1/7로 조성하여 합성하였을 때 가장 큰 용량을 보였으나 효율은 30회 순환 후 급격히 감소하였다. Various types of iron oxide based materials as a cathode of lithium secondary battery have been prepared and their electrochemical characteristics have been also observed. In order to understand the fundamental characteristics of iron oxide electrode, three kinds of iron oxides such as iron oxides formed by direct oxidation of iron plate or iron powders and FeOOH powders were tested with cyclic voltammetry. The oxidation and reduction peaks due to the reaction of intercalation and deintercalation were not observed for the iron oxide prepared with iron plate and FeOOH powders. In case of iron oxide prepared from iron powders, only one reduction peak was observed. A layered form of $LiFeO_2$ was synthesized directly from $FeCl_3\cdot6H_2O,\;NaOH\;and\;LiOH$ and LiOH by hydrothermal reaction. The effect of NaOH on the electrode performance was examined. When increasing NaOH, it provides the electrode with less discharge capacity and efficiency, however, decreasing rate of discharge capacity became smaller. $LiFeO_2$ synthesized with the molar ratio of $NaOH/FeCl_3/LiOH$, 2/1/7 showed the largest capacity, but the discharging efficiency was sharply decreased after 30 cycles.

Tombus 바이러스의 RNAi Suppressor p19 유전자에 의한 Chlamydomonas reinhardtii의 형질전환

정원중,유장렬,Jeong, Won-Joong,Liu, Jang-Ryol,Cerutti, Heriberto 한국식물생명공학회 2007 식물생명공학회지 Vol.34 No.4

클라미도모나스 (Chlamydomonas reinhardtii)에서 Tombus 바이러스의 p19 유전자가 RNAi suppressor로서 기능하는 지는 조사하기 위하여 형질전환을 수행하였다. Southern분석을 통하여 p19 유전자가 1 copy에서 여러 copy로 도입된 형질전환체를 선발하였다. MAA7 유전자의 3'UTR 부위의 inverted repeat (IR) DNA가 형질전환되어 제작된 #33 strain을 p19유전자로 다시 형질전환 한 결과, MAA7 mRNA의 발현 양이 변하여 일정하지 않고 교란되었으며, 5-FI가 첨가된 배지에서 증식이 저해되었다. 증식이 저해된 것은 p19 유전자에 의한 silencing의 suppression이 일어난 것으로 간주할 수 있다. 그러나 MAA7 mRNA의 발현양이 전반적으로 증가하지 않고 발현양의 교란이 일어났으므로 p19 유전자에 의한 silencing의 suppression으로 보기 어렵다. 따라서 본 연구에 사용된 p19 유전자가 클라미도모나스에서는 codon usage가 상이하여 단백질 발현양이 충분치 않아서 silencing의 suppression을 완전하게 하지 못하거나 고등식물에서 일어나는 방식과는 다른 방식으로 suppression한다고 할 수 있다. Chlamydomonas reinhardtii was transformed with the coding sequence of the Tombus virus gene p19 to determine whether the gene functions as an RNAi suppressor in C. reinhardtii. Transformants were confirmed to have 1 to several copies of p19 gene in their chromosomes. When an RNAi strain of C. reinhardtii generated by transforming the inverted repeat (IR) sequence homologous to the 3'UTR region of the MAA7 gene was re-transformed with the gene p19, MAA7 transcript levels of transformants fluctuated and proliferation of trans-formants on the medium containing 5-FI was suppressed. Overall results suggest that p19-mediated silencing suppression works at a low level in C. reinhardtii because of difference in codon usage resulting in weak P19 expression unless p19-mediated silencing suppression in C. reinhardtii works in a different manner from higher plants.

중금속 - 시안 착염을 함유한 도금폐수의 처리

정원중(Won Joong Jeong),조순행(Soon Haing Cho) 大韓環境工學會 1999 대한환경공학회지 Vol.21 No.6

Mandibular Posterior Crossbite Appliance 의 적용시 응력분포에 관한 광탄성법적 연구

정원중(Won Jung Jeong),김중한(Joong Han Kim) 조선대학교 구강생물학연구소 2001 Oral Biology Research (Oral Biol Res) Vol.25 No.1

.

엽록체 형질전환 유래 분자 농업의 연구 동향

민성란,정원중,김석원,이정희,정화지,유장렬,Min, Sung-Ran,Jeong, Won-Joong,Kim, Suk-Weon,Lee, Jeong-Hee,Chung, Hwa-Jee,Liu, Jang-R. 한국식물생명공학회 2010 식물생명공학회지 Vol.37 No.3

고등식물의 엽록체 형질전환은 핵 형질전환에서 기대 할 수 없는 여러 가지 이점을 가진다. 외래 단백질의 발현율을 획기적으로 높일 수 있고, 여러 유전자를 동시에 발현시킬 수 있으며, 상동재조합에 의한 부위-특이적 유전자 삽입으로 인해 유전자 침묵 및 위치효과가 없다. 더욱이, 대부분 작물은 화분을 통한 도입된 유전자의 전이가 불가능한 모계 유전을 하기 때문에 엽록체 형질전환은 환경 친화적이다. 엽록체 형질전환 시스템은 핵 형질 전환과 달리 작물에서의 성공에 제한적이었으나 지난 10년 동안 이런 한계가 극복되어 콩, 당근, 상추 및 유채 등의 작물에서도 성공하게 되었다. 그러므로 이제 작물의 엽록체 형질전환은 농업적 형질의 개선뿐 만 아니라, 고부가가치 백신과 의료용 단백질 생산을 통한 의약품 산업의 성장에 활용될 수 있을 것이다. Chloroplast transformation in higher plants offers many attractive advantages over nuclear transformation, including a high-level accumulation of foreign proteins, multi-gene expression in single transformation event via transgene stacking in operons and no position effect due to site-specific integration of transgenes by homologous recombination. Most importantly, chloroplast transgenic plants are eco-friendly because their transgenes are maternally inheritance in most crop plants. However, chloroplast transformation system has limited success in crops alike nuclear transformation. In the past two decades, great progress has been made to overcome the limitations of chloroplast transformation, thus expending chloroplast bioreactor to several important crops including soybean, carrot, lettuce, and oilseed. Therefore, it has become possible that chloroplast transformation of crops can be used not only for the improvement of agronomic traits, but also for the production of vaccines and high valuable therapeutic proteins in pharmaceutical industry.

고등식물의 엽록체 형질전환: 원핵생물과 진맥생물의 조우

정화지,서영배,정원중,민성란,유장렬,Chung, Hwa-Jee,Suh, Young-Bae,Jeong, Won-Joong,Min, Sung-Ran,Liu, Jang-R. 한국식물생명공학회 2006 식물생명공학회지 Vol.33 No.3

엽록체는 숙주세포에 잡아먹힌 (식균작용) 남세균이 숙주세포와 공생관계를 형성하여 온 것으로 간주된다. 엽록체 게놈은 정적이라고 이해하고 있지만 형질전환을 통하여 상동염기가 도입되면 이와는 반대로 intramolecular homologous recombination에 의해 subgenomic circle을 만드는 등 매우 다이나믹하다는 것이 최근에 증명되고 있다. 고등식물의 엽록체 형질전환은 핵 형질전환에서 기대할 수 없는 여러 이점을 제공한다. 예컨대, transgene의 발현율을 높일 수 있고, transgene들을 polycistronic하게 발현할 수 있으며, 도입된 transgene이 모계유전을 하게 된다는 것 등이다. 담배는 엽록체 형질전환의 모델 식물로 사용되어 왔으나 최근에는 벼, 대두, 면화 등 다른 주요 작물의 형질전환도 가능하게 되었다. 엽록체 형질전환된 작물은 미생물을 이용하여 고부가가치 단백질을 생산하는 생물반응기를 향후 대체할 수 있게 될 것이다. Chloroplasts are believed to be descended from certain cyanobacteria, which were taken up by phagocytosis into a host cell and lived there in a symbiotic relationship. In contrast to the current static concept on the chloroplast genome, its dynamism has been recently demonstrated: the chloroplast genome is active in intramolecular homolgous recombination, producing subgenomic circles when it obtains homolgous sequences via genetic transformation. Chloroplast tranformation in higher plants provides many advantages over nuclear transformation that include higher expression levels of transgenes, polycistronic expression of transgenes, and maternal transmission of transgenes. Tobacco has been used as a model for chloroplast genetic transformation. However, it is recently possible to transform the chloroplasts of other major food and economic crops including rice, soybean, and cotton. Chloroplast-transformed crops will be able to replace bioreactors using microorganisms for production of value-added proteins in future.

유자의 성숙종자 배양 및 종자유래 배발생 현탁배양으로부터 체세포배발생을 통한 유자의 식물체 재생

민성란,최명석,정원중,유장렬,Min, Sung-Ran,Choi, Myung-Suk,Jeong, Won-Joong,Liu, Jang-Ryol 한국식물생명공학회 2002 식물생명공학회지 Vol.29 No.3

유자의 성숙종자를 MS 기본배지에 치상하여 종자의 내피에서 주심조직 유래의 희고 부서지기 쉬운 배발생캘러스가 1.2%의 빈도로 형성되었다. 이 캘러스는 1 mg/L 2,4-D를 첨가한 MS배지에서 증식되었다. 증식된 캘러스를 0.1 mg/L kinetin을 첨가한 MS 배지에 옮겼을 때 많은 수의 체세포배가 형성되었다. 배발생캘러스를 1 mg/L 2,4-D를 첨가한 액체 배지에 넣어 배발생 현탁배양계를 확립하였다. 배양된 현탁배양세포를 0.5 mg/L ABA를 첨가한 고체배지에 평판하였을 때 높은 빈도로 체세포배로 발달하였으며 MS 기본배지 혹은 1 mg/L kinetin 첨가배지에서 소식물체로 발달하였다. 소식물체는 성공적으로 토양으로 옮겨서 온실에서 육성되었다. Off-white, friable embryogenic calluses were formed on the internal integument of mature seeds of yuzu (Citrus junos) cultured on Murashige and Skoog's basal medium at a frequency of 1.2%. Embryogenic calluses were proliferated when cultured on medium with 1 mg/L 2,4-D. Upon transfer to medium with 0.1 mg/L kinetin, embryogenic calluses produced numerous somatic embryos. Embryogenic suspension cultures were established by placing embryogenic calluses into liquid medium with 1 mg/L 2,4-D. When plated onto medium with 0.5 mg/L ABA, embryogenic cells developed into somatic embryos at a high frequency, and then regenerated into plantlets. Plantlets were successfully transplanted to potting soil and grown in a greenhouse.

Plant regeneration from cryopreserved embryogenic cell suspension cultures of rice ( Oryza sativa L . )

김석원(Suk Weon Kim),정원중(Won Joong Jeong),민성란(Sung Ran Min),유장렬(Jang Ryol Liu) 한국식물생명공학회(구 한국식물조직배양학회) 1995 한국식물생명공학회 춘계학술연구발표회 Vol.1995 No.-

Fourier 변환 적외선 분광분석법에 의한 딸기 과육의 성숙도 측정 가능성

민성란,곽철원,김석원,정원중,정화지,최필선,고석민,박상규,정회일,유장렬,Min, Sung-Ran,Kwak, Chul-Won,Kim, Suk-Weon,Jeong, Won-Joong,Chung, Hwa-Jee,Choi, Pil-Son,Ko, Suk-Min,Park, Sang-Kyu,Chung, Hoe-Il,Liu, Jang, R. 한국식물생명공학회 2006 식물생명공학회지 Vol.33 No.4

Fourier transform - infrared spectroscopy (FT-IR) provides biochemical profiles containing overlapping signals from a majority of the compounds that are present when whole cell extracts are analyzed. We attempted to determine the ripeness of strawberry fruit flesh by FT-IR. Fruit ripeness was divided into four developmental stages based on fruit skin color: 'yellow-green', 'pink-green', 'pink', and 'red' stages. Principal component analysis of FT-IR data of inside fruit flesh extracts clustered samples of four different developmental stages into three discrete groups: (1) 'yellow-green' group, (2) 'pink-green' group, and (3) 'pink' and 'red' group. The most remarkable difference between four different developmental stages was found in the carbohydrate fingerprint region $(1,000-1,100cm^{-1})$ of the FT-IR spectrum, indicating that differences in carbohydrate compounds represented the ripeness of strawberry fruit. Overall results indicate that FT-IR in combination with PCA enables discrimination of the ripeness of strawberry fruit flesh.