알팔파 종자로부터 캘러스 유도 및 식물체 재분화

김기용(K. Y. Kim),신재순(J. S. Shin),임용우(Y. W. Rim),최기준(K. J. Choi),장요순(Y. S. Jang),김원호(W. H. Kim),이병헌(B. H. Lee),조진기(J. K. Jo) 경북대학교 유전공학연구소 2000 遺傳工學硏究所報 Vol.14 No.-

소 Adipocyte Differentiation Related Protein (ADRP) 유전자의 Genomic Organization 및 Promoter Region의 특성 규명

장요순,윤두학,김태헌,정일정,조진기 한국동물자원과학회 2003 한국축산학회지 Vol.45 No.2

ADRP 유전자가 24개월령 한우 등심조직에서 발현량이 급격히 증가하여 30개월령 등심조직에서는 발현량이 다소 감소하는 발현양상 분석결과로부터 이전 연구에서는 ADRP 유전자를 한우 성장단계 특이발현 유전자로 선정하였다. 본 연구에서는 ADRP 유전자의 발현조절 기작을 분석하기 위하여 promoter 영역을 포함하는 ADRP 유전자 전체영역을 cloning 하였으며, 구조를 분석하고 promoter의 특성을 조사하였다. 한우 ADRP cDNA 단편을 probe로 합성하여 Southern blot 분석을 실시한 결과로부터 ADRP 유전자가 한우 genome 상에서 single copy로 존재하고 크기는 대략 12kb에 해당하는 것을 확인하였다. Genomic DNA library screening을 실시하여 promoter 영역을 포함하는 ADRP 전체 유전자에 해당하는 clone을 확보하고 HwADRPg-1으로 명명한 후, 염기서열을 결정하고 분석하였다. 한우 ADRP 유전자, HwADRPg-1은 8개의 exon과 7개의 intron으로 구성되어 있으며 모든 exon-intron 경계는 GT/AG 원칙을 따르고 있었고, coding 영역은 7,633 bp로서 6개의 intron에 의해 7개의 exon으로 나누어져 있었다. HwADRPg-1의 promoter영역에서는 TATAA box는 발견되지 않았으며, -70 위치에 근육 특이적 transcription activator인 Myo G 서열이 존재하였고, -629 위치에는 지방세포의 분화를 유도하는 것으로 알려진 C/EBP (CCAAT/enhancer binding protein) 서열이 존재하였다. HwADRPg-1의 조절영역에 있는 Myo G factor가 근육조직에서 ADRP 유전자가 발현될 수 있도록 하며, 근육의 발달정도를 신호로써 감지하여 근육조직에서 성장단계에 따른 ADRP 유전자의 발현량을 조절할 것으로 추정되고, 다른 종류의 지방세포 특이적인 전사인자 및 지방세포의 분화정도를 신호로 인식하는 전사단계 조절인자를 조사하기 위하여 promoter 영역의 추가분석이 이루어져야 할 것으로 사료된다. To understand the structure and regulation of bovine ADRP (Adipocyte Differentiation Related Protein) gene, we have isolated the genomic clone of bovine ADRP and determined its sequence. A genomic Southern blot analysis confirmed that ADRP gene is present as a single copy in bovine genome and the ADRP gene spans 12 kb. Bovine ADRP genomic clone, HwADRPg-1, had 8 exons and 7 introns, and all splicing sites conformed to the GT/AG rule with the exon-intron boundaries located exactly. Analysis of the upstream 649 bp of the sequence of HwADRPg-1 showed that it does not contain any canonical TATAA boxes; however Sp1 binding sites and CAAT boxes are found. The promoter contained potential binding sites for AP-1, AP-2 and several putative transcription factor binding sites. The 5'-flanking region of HwADRPg-1 contained muscle specific transcription activator Myo G and C/EBP (CCAAT/enhancer binding protein) recognizing site. These results suppose that the Myo G transcription activator regulate the transcription of bovine ADRP gene in muscular tissue and its transcriptional activity was triggered by degree of muscular development. Our results provide the necessary analysis for other flanking sequences are needed in addition to the proximal cis elements of his promoter to confer adipocyte differentiation-dependent or growth-dependent transcriptional control.

한우 성장단계 특이발현 유전자의 발현양상 분석

장요순,윤두학,김태헌,정일정,조진기 한국동물자원과학회 2002 한국축산학회지 Vol.44 No.6

한우 성장단계 특이발현 유전자 탐색에 관한 연구(장 등, 2002)에서 선정된 후보유전자 중, EPV 20, TCTP 및 aldolase A를 비롯하여 24개월령 cDNA probe에 대하여 강한 signal을 나타낸 ADRP 유전자의 발현양상을 분석하기 위하여 성장단계별 한우 등심조직 시료를 사용하여 semiquantitative RT-PCR 및 northern blot 분석을 실시하였다. EPV 20 유전자는 한우 등심조직에서 성장단계에 따른 발현량 차이가 거의 없는 결과를 근거로, 근육조직에서 항상 발현되는 유전자로 판단하였다. 또한 발달단계에 따라 발현량 차이가 있는 것으로 보고된 aldolase A 유전자 역시 뚜렷한 발현량 차이는 없었으며, aldolase A의 muscle specific promoter와 근육분화 관련 transcription factor에 관한 연구를 통하여 근육분화 및 근육수축에 있어 aldolase A의 역할 및 조절작용을 밝힐 수 있을 것으로 사료된다. 성장관련 단백질로 알려져 있는 TCTP의 발현양상을 분석한 결과, 한우 등심조직에서 성장함에 따라 발현량이 약간 증가하는 양상을 나타내었다. 이와 같은 발현양상 분석결과로 TCTP 유전자는 성장과 관련된 기능이 있지만 동물의 성장에 있어 직접적으로 관여하지는 않을 것으로 판단된다. 지방세포 분화의 초기단계에서 발현량이 급증하고 lipid droplet 형성에 관여하며 지방축적과도 관련이 있는 것으로 보고된 ADRP 유전자의 transcript의 크기는 약 1.82 kb 이었고, 24개월령 한우 등심조직에서 발현량이 급격히 증가하였으며, 30개월령 조직에서는 감소하는 양상을 나타내었다. 이와 같은 결과로부터 ADRP 유전자를 한우 성장단계 특이발현 유전자로 성장하였으며, ADRP 유전자의 발현양상은 근육내 지방축적과 관련이 있을 것으로 추정하였다. 이후에는 발현조절 기작의 해명 및 근육내 지방축적과의 관련성 분석을 위하여 ADRP 유전자의 전체적인 구조 및 전사조절 인자 분석을 비롯하여 다른 지방대사 및 지방축적 관련 유전자와의 상호작용 및 다형성 탐색분석에 관한 연구가 필요 할 것으로 판단하였다. We have investigated the expression patterns of candidates for growth stage specifically expressed genes. The expression patterns of the EPV20, aldolase A, Translationally Controlled Tumor Protein (TCTP) and Adipocyte Differentiation Related Protein (ADRP) were examined by semiquantitative RT-PCR and northern blot analysis in skeletal muscle tissues of Hanwoo, especially in the longissimus dorsi at various growth stages. The EPV20 mRNA was expressed in longissimus dorsi tissue of Hanwoo, but there was no difference of expression levels during growth stages. Though the aldolase A gene was reported to be muscle-specific and regulated at developmental stages, the expression levels of aldolase A mRNA in the longissimus dorsi tissues showed little differences at various growth stages. The expression levels of TCTP which was reported as growth-related protein regulated at translation step were gradually increased during growth of Hanwoo. The expression levels of ADRP mRNA were rapidly increased at 24-month-old longissimus dorsi tissue of Hanwoo, and decreased at 30-month-old. Our data suggest that the ADRP gene show as growth-stage dependent expression and is related to fat deposition within muscular tissue.

소 c-KIT Receptor 유전자의 다형성에 관한 연구

장요순,김태헌,윤두학,박응우,이혜원,이학교,정일정 한국동물자원과학회 2002 한국축산학회지 Vol.44 No.6

소의 흰 반점 관련 후보유전자로 c-KIT receptor 유전자를 선정하여, c-KIT receptor 유전자내의 변이를 탐색하고 변이가 흰반점 표현형과 연관성이 있는지를 분석하였다. 한우, Angus, Brown Swiss, Charolais, Hereford, Holstein, Limousin 및 Simmental 등 8개 품종의 DNA 시료를 사용하여 c-KIT receptor 유전자의 intron 6번 영역에서 다형성을 조사하고 분석하였다. c-KIT receptor 유전자의 intron 6번 영역에서는 4개의 염기치환이 발견되어, MspⅠ, BsrBⅠ 및 NdeⅠ 제한효소를 이용하여 PCR-RFLP 분석을 실시하였다. Intron 6번을 포함하는 영역의 PCR 산물 크기는 2,440 bp 이었다. MspⅠ다형성은 PCR-RFLP 분석 결과 3개의 대립유전자가 존재하였으며, 한우품종에서는 3개의 대립유전자 모두가 발견되었고, CC 형태이 유전자형을 제외한 5개의 유전자형 (AA, AB, AC, BC 및 BB)을 확인하였다. Angus, Brown Swiss, Hereford, Holstein 및 Simmental 품종에서는 A 대립유전자만을 갖는 것으로 조사되었고, 한우는 44%만 AA 유전자형을 나타내었다. BsrBⅠ 다형성은 2개의 대립유전자로서 3개의 유전자형이 나타나는 것을 확인하였으며, Charolais 및 Hereford 품종이 다른 소 품종에 비하여 A 대립유전자의 빈도가 높게 나타났다. NdeⅠ 다형성을 분석한 결과 Brown Swiss 품종에서는 NdeⅠ에 의해 절단되는 형태인 A 대립유전자만 관찰되었으며, Holstein 품종은 92%, Simmental 품종은 72%가 절단되는 형태를 나타내어, 모색이 흰색을 띠는 소 품종에서 절단되는 형태가 많았다. 소 c-KIT receptor 유전자의 intron 6번 영역에서 확인된 4개의 염기치환은 품종에 따라 다른 빈도를 보였으나, 이들 염기치환과 흰 반점과의 연관성에 대한 증거는 발견하지 못하였다. 그러므로 소의 흰 반점과 c-KIT receptor 유전자 내의 변이와의 관련성은 다른 영역에 대한 추가적인 분석과, 이미 보고된 다른 모색관련 유전자의 다형성과의 연관성 분석 등과 같은 연구가 필요한 것으로 판단된다. We considered KIT gene as a candidate gene for the white-spotting pattern in cattle. This study was carried out to detect genetic variation of c-KIT receptor gene and to investigate association between the mutation and the white-spotting pattern in cattle. PCR-RFLP analysis within intron 6 of c-KIT receptor gene were performed with 8 cattle breeds including Hanwoo, Angus, Brown Swiss, Charolais, Hereford, Holstein, Limousin and Simmental. When PCR product of approximately 2,440 bp including intron 6 of c-KIT receptor gene was sequenced, four nucleotide substitutions were found within intron 6 of the bovine c-KIT receptor gene. In PCR-RFLP analysis, three alleles (A, B and C), two alleles (A and B) and two alleles (A and B) at each locus were identified by Msp Ⅰ, BsrBⅠ and NdeⅠ, respectively. Although frequencies of allele at each locus were different among cattle breeds, we could not get any evidence related with white or white spotting phenotypes in these mutations on intron 6 of c-KIT receptor gene. However, we can not entirely exclude the possibility that c-KIT receptor gene is responsible for white spotting phenotype in cattle. Thus, further studies need to detect other mutations in c-KIT receptor gene and to test association of those mutations and coat color phenotypes in cattle.

Subtraction기법을 이용한 한우 성장 단계 특이 발현 유전자 탐색

장요순,김태헌,윤두학,정일정,조진기,박응우 한국동물자원과학회 2002 한국축산학회지 Vol.44 No.1

한우의 성장단계 특이발현 유전자를 탐색하기 위하여, 본 연구에서는 유전자의 발현 유무 및 발현정도의 차이를 나타내는 유전자를 분리하는데 있어 가장 강력한 수단으로 알려진 subtractive cDNA hybridization 기법을 이용하여 한우 등심조직으로부터 12개월령 및 24개월령 특이적인 subtractive cDNA library를 제작하였다. 성장단계 특이적인 유전자를 탐색하기 위하여, 6, 12 및 24개월령 cDNA를 사용하여 reverse northern blot 분석을 실시하였으며, 6개월령 cDNA probe에 대하여 특이적인 signal을 나타낸 3개의 clone은 EPV 20, Ca^2+ ATPase, 및 TCTP 유전자와 유사성을 나타내었다. 12개월령 cDNA probe에 대하여 특이적인 signal을 나타낸 9개의 cDNA clone은 각각 VCP, HSP 70, aldolase A, MSSK1, GM-2 activator protein, ryanodine receptor, acidic ribosomal phosphoprotein p1, ADP/ATP translocase T1 및 UCP2 유전자와 높은 homology를 가지고 있었다. 또한 2개의 clone이 각각 12개월령 및 24개월령 cDNA probe에 대하여 특이적인 signal을 나타내었는데, 12개월령 cDNA probe에 대해서만 signal을 나타낸 clone은 ferrochelatase 유전자와 유사하였으며, 24개월령 probe에 대해서만 signal을 나타낸 clone은 ADRP 유전자와 유사하였다. 이상에서와 같이, 본 연구에서 제작한 성장단계 특이적인 subtractive cDNA library를 분석하여 14종의 유전자를 한우 성장단계 특이 발현 후보 유전자로 선정하여 염기서열을 분석하였으며, 이외에도 성장단계에 있어 특이적으로 발현될 것으로 추정되는 cDNA 클론의 염기서열을 분석하였다. To identify the differentially expressed genes at growth stage of Hanwoo, we constructed the subtractive cDNA library from loin mRNA of 12- and 24-month old Hanwoo by PCR-based subtraction. The fourteen genes were confirmed by sequencing and reverse northern blot analysis, and they were selected as candidate of putative genes differentially expressed at the growth stage of Hanwoo. Three subtracted cDNA fragments that expressed specific signal to cDNA probe for 6-month-old loin of Hanwoo were highly homologous to those of the genes encoding EPV 20, Ca^2+ ATPase, and TCTP, respectively. The nine cDNA clones showed intense signal to cDNA probe from 12-month-old loin of Hanwoo, and highly homologus to those of genes encoding VCP, HSP 70, aldolase A, MSSK1, GM-2 activator protein, ryanodine receptor, acidic ribosomal phosphoprotein pl, ADP/ATP translocase, and UCP2, respectively. Two subtracted cDNA clones that expressed specific signal to cDNA probes for 12- and 24-month-old loin of Hanwoo were detected. One of them was highly homologus to the gene encoding ferrochelatase and the other was highly homologus to the gene encoding ADRP.

약(葯)배양 기법 이용한 이탈리안 라이그라스 식물체 생산

김기용,강경민,최기준,임용우,장요순,성병렬,손대영,이병현,조진기 Plant molecular biology and biotechnology research 2002 Plant molecular biology and biotechnology research Vol.2002 No.-

We obtained regenerated Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) plants by anther culture. When Italian ryegrass anther was incubated for 20 days on callus induction medium, MS medium containing 30 g/ℓ of NAA and 1 mg/ℓ of kinetin its callus was induced. The ratio of callus induction was 9.2 %, the mean of callus weight was 8.6 mg/callus/anther. When Italian ryegrass callus was incubated for 50 days on plant regeneration medium, MS medium containing 30 g/ℓ of sucrose, 1 mg/ℓ of NAA and 2 mg/ℓ of kinetin, Italian ryegrass plant was regenerated. The ratio of plant regeneration was 26%.