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Functional characterization of OsPex5pL and OsPex5pS, alternative splicing variants of rice PTS1 receptor, using pex5-deficient mutants of yeast and Arabidopsis

defAlternative splicing에 의해 생성된 OsPex5pL과 OsPex5pS의 효모와 애기장대 pex5-돌연변이체를 이용한 기능 연구,

정지현 (Jung, Ji-Hyun, 경상대학교 대학원)

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  • 발행기관 경상대학교 대학원
  • 지도교수 이상열
  • 발행년도 2006
  • 학위수여년월 2006. 2
  • 학위명 석사
  • 소속대학원 및 학과 대학원 응용생명과학부
  • 전공 생화학전공
  • 원문페이지 vii, 61
  • 본문언어 영어
초록/요약moremore
본 연구는 peroxisome membrane 단백질 중의 하나인 OsPEX14를 사용하여 yeast two-hybrid screening을 수행한 결과, peroxisome targeting signal 1 (PTS1) receptor 이며 peroxisome 생합성에 중요한 역할을 하는 2 가지 PEX5 isotype 유전자를 클로닝하여 각각 OsPEX5L과 OsPEX5S로 명명하였고 이들의 생화학 및 분자생물학적 특성을 분석 하였다. 또한, 효모의 pex5 deletion mutant 및 pex5 knock-out Arabid...
본 연구는 peroxisome membrane 단백질 중의 하나인 OsPEX14를 사용하여 yeast two-hybrid screening을 수행한 결과, peroxisome targeting signal 1 (PTS1) receptor 이며 peroxisome 생합성에 중요한 역할을 하는 2 가지 PEX5 isotype 유전자를 클로닝하여 각각 OsPEX5L과 OsPEX5S로 명명하였고 이들의 생화학 및 분자생물학적 특성을 분석 하였다. 또한, 효모의 pex5 deletion mutant 및 pex5 knock-out Arabidopsis transgenic plant를 이용하여 이들의 효모와 식물 세포 내에서의 기능적 특성을 분석하였다. OsPEX14의 interaction 단백질인 OsPEX5S는 7번째 exon이 결여된 구조를 제외하고는 OsPEX5L과 일치하였으며, 아미노 말단에 11개의WXXXF/Y motif와 카르복시 말단에 tetratricopeptide repeat (TPR) domain을 7개 가지고 있었다. OsPEX5L과 OsPEX5S cDNA 염기서열을 rice genome의 염기서열과 비교 및 Southern blot analysis 결과를 통하여, 이 두 개의 PEX5 isoform이 한 개의 유전자로부터 전사되고 alternative splicing 에 의해 두 개의 isoform을 생성하였음을 알 수 있었다. 그리고 primer extension analysis를 통해 이들은 같은 transcription 시작부위를 가지며 유전자 upstream 에 빛에 반응하는 cis-acting elements를 가지는 것을 알았고, Northern blot analysis와 RT-PCR 결과로부터 빛과 관계된 기관인 leaf에서 많이 발현되며, pathogen, methyl viologen, salt 등과 같은 stress에 의하여 발현이 증가됨을 알 수 있었다. 세포 내에서 OsPex5pL과 OsPex5pS의 기능을 알아보기 위하여, 효모의 Pex5 단백질이 결여된 mutant를 이용한PTS1 단백질의 peroxisome targeting 실험에서, OsPex5 단백질이 PTS1 receptor로서 기능 함을 알 수 있었고, yeast two-hybrid assay를 이용한 PTS2 receptor 와 의 interaction 실험에서 이들 isoform 중 OsPex5pL만이 interaction함을 알았다. 그리고 Arabidopsis knock-out mutant screening 을 통한 표현형 관찰 결과, pex5 knock-out mutant는 2,4-DB 와 IBA에 대하여 강한 저항성을 나타냄을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 쌍떡잎 식물과는 달리 rice를 포함한 외떡잎 식물에는 alternative splicing에 의한 2가지 PEX5 isoform이 존재하며, rice에서 이들 isoform은 모두 PTS1 receptor로서 역할을 하지만 기능적인 면에서 차이점이 존재함을 최초로 증명하였다.
목차moremore
INTRODUCTION = 1
MATERIALS AND METHODS = 8
RESULTS = 14
...
INTRODUCTION = 1
MATERIALS AND METHODS = 8
RESULTS = 14
1. Cloning of the rice PEX5 isomers, OsPEX5L and OsPEX5S, from a pathogen-treated rice leaf cDNA library = 14
2. Genomic DNA structures of OsPEX5L and OsPEX5S = 19
3. Promoter structure and gene expression of OsPEX5L = 23
4. Interaction analysis of OsPex5pL and OsPex5pS with their targeting partner OsPex14p = 30
5. OsPex5pL interacts with OsPex7p = 34
6. Complementation of the pex5- deficient mutant yeasts by OsPex5pL and OsPex5pS = 38
7. Phenotypic characterization of the T-DNA inserted Atpex5 mutant = 39
CONCLUSIONS = 47
DISCUSSION = 48
REFERENCES = 52
ACKNOWLEDGEMENTS = 61