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볼락(Sebastes inermis)의 성장단계별 차등발현 유전자 탐색
장요순 ( Yo Soon Jang ) 한국어류학회 2011 韓國魚類學會誌 Vol.23 No.1
볼락의 성장단계에 따른 차등발현 유전자를 탐색하기 위하여 6개월령 및 18개월령 근육조직을 사용하여 subtracted cDNA library를 제작하였고, 각각의 연령에서 발현량 차이를 나타낸 202개의 cDNA 단편을 확보하였으며, 발현량 차이가 뚜렷한 32개의 cDNA 클론은 성장단계별 특이발현 후 보유전자로 선발하여 염기서열을 분석하였다. Myosin, adenylate kinase, calsequestrin, dystrobrevin beta, diphosphate kinase 유전자는 6개월령 근육조직에서 발현량이 많았으며, desmin, TGFBR2 (transforming growth factor-beta receptor), creatine kinase (muscle type), cathepsin D 유전자는 18개월령 근육조직에서 발현량이 많았다. 볼락의 성장초기와 성장 절정기에서 차등발현 양상을 나타낸 유전자는 6, 18, 30, 42개월령 근육조직에서 연령 증가에 따른 발현양상을 분석하였으며, dystrobrevin beta와 diphosphate kinase-Z1은 6개월령 이후에는 발현량이 급격히 감소하여 18개월령, 30개월령 및 42개월령에서는 발현량이 극히 적었으며, creatine kinase (muscle type)와 cathepsin D 유전자는 연령이 증가함에 따라 발현량이 증가되어 18개월령 이후, 30개월령과 42개월령 근육조직에서도 발현량이 많았다. 이와 같이 성장단 계에 따른 차등발현 유전자를 탐색하고 연령 증가에 따른 발현양상을 비교·분석한 결과로부터 본 연구에서는 어류의 성장 초기단계 근육조직에서는 근육수축 관련 유전자가 많이 발현되고, 성장 절정기에는 근육 내 에너지 양 조절관련 유전자가 많이 발현되는 것을 확인하였다. Expression analysis of development-related genes was conducted using differential screening of 6-month-old [18M (-), 6M-18M] specific and 18-month-old [6M (-), 18M-6M] specific subtracted cDNA libraries constructed by subtractive hybridization using skeletal muscle of 6- and 18- month-old dark-banded rockfish Sebastes inermis. A total 202 cDNA clones displaying different expression levels in each stage were obtained; among them, 32 clones showing up-regulation were finally selected for further expression analysis. We sequenced the clones and analyzed individual sequences. Genes expressed specifically in 6-month-old skeletal muscle were identified as myosin, adenylate kinase, calsequestrin, dystrobrevin beta, and diphosphate kinase-Z1. Genes showing strong expression in 18-month-old rockfish were identified as desmin, TGFBR2 (transforming growth factorbeta receptor), muscle-type creatine kinase, and cathepsin D. Expression of these genes was checked further in 6-18-30-42 month-old dark-banded rock fish. Rapid reduction of expression was observed in dystrobrevin beta and diphosphate kinase. However, expression of creatine kinase (muscle type) and cathepsin D increased as dark-banded rockfish grew, and remained even after 18 months. The results reported here demonstrate that genes related to muscles contract are expressed at an early stage of development, and genes controlling energy in muscles are predominantly expressed at a late developmental stage.
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한국 동해 중부해역에 서식하는 볼락속 (Sebastes) 어류의 미토콘드리아 유전체 비교분석
장요순 ( Yo-soon Jang ),황선완 ( Sun Wan Hwang ),이은경 ( Eun Kyung Lee ),김성 ( Sung Kim ) 한국어류학회 2021 韓國魚類學會誌 Vol.33 No.4
좀볼락 (Sebastes minor), 세줄볼락 (Sebastes trivittatus), 황볼락 (Sebastes owstoni) 및 노랑볼락 (Sebastes steindachneri)은 한국 동해 중부 이북해역에 서식하는 동해안 특산 어종이다. 이들 동해안 특산 볼락류의 분자진화를 이해하기 위하여 좀볼락과 세줄볼락의 미토콘드리아 유전체 (미토게놈)를 해독하였고, 한반도 주변 해역에 출현하는 16종 볼락의 미토게놈과 비교하였다. 좀볼락 및 세줄볼락의 미토게놈 전체 크기는 각각 16,408 bp 및 16,409 bp이었으며, 37개의 유전자 (13개의 단백질 코딩 유전자, 2개의 리보솜 RNA 유전자 및 22개의 tRNA 유전자)와 1개의 비암호화 영역으로 이루어져 있었다. 동해안 특산 볼락에 속하는 좀볼락, 세줄볼락, 황볼락 및 노랑볼락의 미토게놈을 분석한 결과, 유전체 구조, 뉴클레오티드 구성, 유전자 배열 등에서 매우 유사한 특징을 가지고 있었다. 또한 비암호화 영역인 조절영역에 잘 보존된 “ATGTA” 모티프 (motif) 2개가 존재하는 것이 확인되었고, 특정 염기서열의 반복 (tandem repeats)은 발견되지 않았다. 이들 동해안 특산 볼락류 4종의 미토게놈 염기서열 간에 차이는 단백질 코딩 유전자 영역보다 조절영역에서 더 큰 것으로 나타났다. 한반도 주변 해역에 출현하는 볼락속 어류의 미토게놈 정보를 이용하여 분자계통학적 유연관계를 분석한 결과, 16종의 볼락을 4개의 클러스터 (cluster)로 그룹화할 수 있었고, 이 중에서 동해안 특산 볼락류 4종은 3개의 클러스터에 속해 있었다. 황볼락 (S. owstoni)은 흰꼬리볼락 (S. longispinis), 우럭볼락 (S. hubbsi), 개볼락 (S. pachycephalus), 황점볼락 (S. oblongus), 황해볼락 (S. koreanus), 조피볼락 (S. schlegelii) 및 탁자볼락(S. taczanowskii)과 동일한 클러스터에 속하고, 세줄볼락 (S. trivittatus)은 누루시볼락 (S. vulpes)과 동일한 유전적 분기 군으로 나타났다. 동해안 특산 볼락류 4종 중에서 좀볼락 (S. minor)과 노랑볼락 (S. steindachneri)은 동일한 클러스터로 분류되어 유연관계가 가장 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 한국 동해 중부해역에 서식하는 볼락류의 진화양상을 이해하거나, Sebastidae 어류의 유전적 진화연구에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Sebastes minor, Sebastes trivittatus, Sebastes owstoni, and Sebastes steindachneri are indigenous fish species inhabiting the central part of the East Sea, Korea. In order to understand the molecular evolution of these four rockfishes, we sequenced the complete mitochondrial genomes (mitogenomes) of S. minor and S. trivittatus. To further analyze the phylogeny of Sebastes species, the mitogenomes of 16 rockfishes were comparatively investigated. The complete mitochondrial DNA (mtDNA) nucleotide sequences of S. minor and S. trivittatus were 16,408 bp and 16,409 bp in length, respectively. A total of 37 genes were found in mtDNA of S. minor and S. trivittatus, including 13 protein-coding genes, 2 ribosomal RNA genes, and 22 transfer RNA genes, which exhibited similar characters with other Sebastes species in the East Sea, Korea. In addition, we detected a conserved motif “ATGTA” in the control region of the four Sebastes species, but no tandem repeat units. Comparative analyses of the congeneric mitochondrial genomes were performed, which showed that control regions were more variable than the concatenated protein-coding genes. As a result of analysing phylogenetic relationships of four Sebastes species by using concatenated nucleotide sequences of 13 protein-coding genes, S. minor, S. trivittatus, S. owstoni and S. steindachneri were clustered into three clades. The phylogenetic tree exhibited that S. minor and S. steindachneri shared a closer relationship, whereas S. trivittatus and S. vulpes formed another distinct clade. Our results contribute to a better understanding of evolutionary patterns of Sebastes species inhabiting the middle East Sea, Korea.
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볼락 (Sebastes inermis) 근육단백질 유전자의 성장단계별 발현양상과 parvalbumin 유전자 클로닝
장요순 ( Yo Soon Jang ) 한국어류학회 2011 韓國魚類學會誌 Vol.23 No.1
ACP (annealing control primer)를 사용하여 DDRT (differential display reverse transcription)-PCR 방법으로 볼락의 성장단계에 따라 발현량 차이를 나타내는 DEG (differentially expressed gene)를 확보하였다. ACP 120개를 분석하여 18개월령 근육조직에서보다 6개월령 근육조직에서 발현량이 많은 DEG 16개와 6개월령 근육조직에서보다 18개월령 근육조직에서 발현량이 더 많은 DEG 22개의 염기서열을 분석하였다. DEG 염기서열을 BLAST 검색한 결과, parvalbumin (PVALB) 등 18개의 유전자 (PVALB, NDKB, TPM, TnI, GAPDH, CKM2, factor 2 SERF2, AMPD, TRICA, ARHGAP15, ESD, hsp70, COL1A2, GST, Mid1lip1, MYL1, SERCA1B, FTH1)와 69~95%의 상동성을 나타냈다. Real time PCR 분석법으로 6개월령 근육조직에서 발현량이 많은 DEG14와 PVALB 유전자의 성장단계별 발현양상을 조사한 결과, 볼락이 성장함에 따라 발현량이 감소하였으며, 특히 PVALB 유전자는 6개월령 이후에는 발현량이 극히 적었다. 6개월령 근육조직에서보다 18개월령 근육조직에서 발현량에서 많았던 CKM2 유전자는 성장함에 따라 발현량이 계속 증가하였고, 4세 이후에는 발현량이 감소하였다. DEG의 조직특이적 발현양상을 분석한 결과, DEG14는 근육, 간, 신장, 및 비장조직에서 발현되었으며, PVALB 유전자는 근육과 신장조직에서 발현되었고, 간과 비장조직에서는 발현되지 않았다. CKM2 유전자는 근육, 신장 및 비장조직에서 발현되었고, 간 조직에서는 발현되지 않았다. PVALB 유전자의 mRNA 크기는 659 bp이며, 110개의 아미노산으로 구성되어 있다. Parvalbumin과 CKM2 유전자는 성장속도가 빠른 어류 선발에 이용할 수 있는 분자마커 개발에 활용하고자 한다. Differentially Expressed Gene (DEG) was obtained from Differential Display Reverse Transcription (DDRT)-PCR using Annealing Control Primer (ACP) to search and clone genes related to developmental stages of Sebastes inermis. By using 120 ACPs, the nucleotide sequences obtained from 16 DEGs showing higher expression in 6-month-old skeletal muscle than 18-month-old ones and from 22 DEGs displaying stronger expression in 18-month-old than 6-month-old were analyzed and BLAST was conducted. The results identified that DEGs shared 69~95% homology with genes of parvalbumin (PVALB), nucleoside diphosphate kinase (NDK) B, tropomyosin (TPM), troponin I (TnI), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), muscle-type creatine kinase (CKM2), small EDRK-rich factor 2 (SERF2), adenosine monophosphate deaminase (AMPD), Trimeric intracellular cation channel type A (TRICA), Rho GTPase-activating protein 15 (ARHGAP15), S-formylglutathione hydrolase (Esterase D; ESD), heat shock protein 70 (hsp70), type 1 collagen alpha 2 (COL1A2), glutathione S-transferase, Mid1-interacting protein 1 (Mid1lip1), myosin light chain 1 (MYL1), sarcoplasmic/endoplasmic reticulum calcium ATPase 1B (SERCA1B), and ferritin heavy subunit (FTH1). Expression pattern by developmental stage of DEG14 and PVALB exhibiting strong expression in 6-month-old skeletal muscle was investigated using real time PCR. Expression was reduced as Sebastes inermis grew. Expression of PVALB gene was extremely low after 6 months of age. Expression of CKM2 showed higher expression in 18-month-old skeletal muscle than in 6-month-old muscles, and increased continuously until 4 years old, after which CKM2 expression became gradually reduced. By analysis of tissue-specific expression patterns of DEG, DEG14 was expressed mainly in skeletal muscle, liver, kidney and spleen tissues, whereas PVALB expression was expressed in skeletal muscle and kidney, but not in liver and spleen tissues. CKM2 was expressed in skeletal muscle, kidney, and spleen tissues, but not in liver tissues. PVALB gene was composed of 110 amino acids, which constituted 659 bp nucleotides. The results reported here demonstrate that the expression patterns of parvalbumin and CKM2 could be used as molecular markers for selecting fishes exhibiting fast growth.
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한국 동해 중부 해역에서 채집된 가자미과 (Pleuronectidae) 어류 첫기록종, Atheresthes evermanni
박정호 ( Jeong-ho Park ),장요순 ( Yo-soon Jang ),김진구 ( Jin-koo Kim ) 한국어류학회 2020 韓國魚類學會誌 Vol.32 No.4
가자미목 가자미과에 속하는 Atheresthes evermanni 2개체 (표준체장 407~438 mm)가 동해 중부 고성군 연안에서 자망으로 채집되었다. 본 개체는 입이 크고 양안간격이 좁으며, 무안측에서 눈이 보이지 않고 새파는 가늘고 길며, 꼬리지느러미는 만입형이고 측선은 거의 직선인 특징을 가지고 있다. 우리나라 해역에서 A. evermanni는 처음 기록되고, 본 종을 우리나라 어류상에 포함시키며 새로운 속명과 국명으로 각각 ‘화살치가자미속’ 및 ‘화살치가자미’를 제안한다. Two specimens (407~438 mm in standard length) of a pleuronectid Atheresthes evermanni were collected by a gill-net from the coastal waters off Goseong-gun, middle East Sea of Korea. These specimens are characterized by a large mouth, narrow interorbital space, invisible eye at blind side, long and slender gill rakers, emarginated caudal fin, and almost straight lateral line. This is the first record of A. evermanni in Korean waters; we therefore add it to the Korean fish fauna and propose new Korean name, “Hwa-sal-chi-ga-ja-mi-sog” for the genus and “Hwa-sal-chi-ga-ja-mi” for the species, respectively.
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12S rRNA로 동정한 홍메치목 Omosudis lowii 치어의 형태적 특징
최해영 ( Hae-young Choi ),장요순 ( Yo-soon Jang ),오지나 ( Ji-na Oh ),김성 ( Sung Kim ) 한국어류학회 2020 韓國魚類學會誌 Vol.32 No.4
마이크로네시아의 축 주변해에서 채집한 치어 (체장 7.8 mm)의 형태적 특징은 체장과 지느러미의 발달 단계를 제외하면 Omosudis sp.와 매우 유사하였다. 이 표본을 12S rRNA 마커를 이용하여 홍메치목의 Omosudis lowii로 동정하였다. 분자마커로 동정된 Omosudis lowii 치어의 형태적 특징은 이 종의 자치어 동정에 매우 유용할 것이다. The morphological characteristics of a larval fish (7.8 mm in body length) collected off Chuuk, Micronesia were highly similar to those of larval Omosudis sp., except fin development and body length. It was identified as Omosudis lowii by partial mitochondrial 12S rRNA gene analysis. The morphological traits of the larval fish validated by the molecular genetic marker will be informative for species-level identification of larval Omosudis lowii.
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E35S 프로모터+ AtNDPK2 유전자 도입에 의한 버즈풋 트레포일 (Lotus corniculatus L.) 형질전환체 생산
김기용(Ki Yong Kim),장요순(Yo Soon Jang),최기준(Gi Jun Choi),성병렬(Byung Ryeol Sung),김원호(Won Ho Kim),서성(Sung Seo),이병현(Byung Hyun Lee),곽상수(Sang Soo Kwak) 한국초지조사료학회 2006 한국초지조사료학회지 Vol.26 No.2
To develop transgenic birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.) plants tolerant to environmental stress, Arabidopsis NDPK gene (AtNDPK) was introduced into birdsfoot trefoil plants using Agrobacteriummediated transformation and expressed powerfully under the control of the E35S promoter. The expression vector, pEN-K was used for introduction of AtNDPK gene into birdsfoot trefoil plants. The transformed calli were selected on kanamycin containing medium and then regenerated. The transformed birdsfoot trefoil plants were cultivated for 4 months on BOi2Y medium. Genomic DNA PCR and Southern blot analysis confirmed the incorporation of AtNDPK into the birdsfoot trefoil genome.
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