Paired box protein, PAX7, is a key molecule for the specification, maintenance and skeletal muscle regeneration of muscle satellite cells. In this study, we identified and characterized the cDNA and amino acid sequences of PAX7 from black sea bream (Acanthopagrus schlegelii ) via molecular cloning and sequence analysis. A. schlegelii PAX7 cDNA was comprised of 1,524 bp encoding 507 amino acids and multiple sequence alignment analysis of the translated amino acids showed that it contained three domains including paired DNA-binding domain, homeobox domain and OAR domain which were well conserved across various animal species investigated. Pairwise Sequence Alignment indicated that A. schlegelii PAX7 had the same amino acid sequences with that of yellowfin seabream (A. latus ) and 99.8% identity and similarity with that of gilt-head bream (Sparus aurata ). Molecular phylogenetic analysis confirmed that A. schlegelii PAX7 formed a monophyletic group with those of teleost and most closely related with those of the fish that belong to Sparidae family including A. latus and S. aurata . In the investigation of its tissue specific mRNA expression, the expression was specifically identified in skeletal muscle tissue and a weak expression was also shown in gonad tissue. The cultured cells derived from skeletal muscle tissues expressed PAX7 mRNA at early passage but the expression was not observed after several times of subculture.

The red imported fire ant (Solenopsis invicta) is a species of ant native to South America. The fire ant was inadvertently introduced into USA, Australia, New Zealand, and other Asian countries including China and Taiwan. Since the first report of the fire ant in port city of Busan, Korea in 2017, it was found in many other cities of Korea in following year. To obtain the molecular information of this invasive species, total RNA was extracted from the abdominal segment of the ants collected in Incheon, and subjected to transcriptome sequencing. By using Illumina sequencer platform, 101 base pared-end sequencing generated 2 × 50,064,081 of raw reads to obtain 2 × 45.95 Gbase of quality filtered nucleotide sequences. The in silico cDNA library was constructed by Trinity de novo assembler followed by TransDecoder ORF finder and CD-HIT clustering program to streamline the library. The final version of cDNA library contains 20,442 contigs with protein coding capability. To survey the virome of this ant, these contigs were searched against the viral reference sequences from NCBI RefSeq database with BLASTN program. As a result, contigs which showed high sequence identities with several RNA viruses including previously reported SINV-2 were found from the fire ant. This virome information might give an idea of a shift of virological environment of this newly found ant isolate or population in Korea.

Varroa destructor is a devastating ectoparasitic mite which attacks Honeybee, Apis mellifera. V. destructor feeds on honeybee hemolymph, and often harbors small RNA viruses such as the deformed wing virus to transmit these viruses in the infested bee hive. To survey the genes of V. destructor, total RNA was subjected to high-throughput transcriptome sequencing to construct in silico cDNA library by using the Illumina HiSeq 2000 platform. Total of 2×107,748,792 paired-end short reads were obtained and quality filtered reads were subjected to Trinity de novo assembler followed by TransDecoder, and CD-HIT program to make a V. destructor reference cDNA library containing 28,023 of clustered contigs with protein coding capacity. These cDNA sequences will help us to understand the molecular biology of V. destructor.

목화진딧물의 방제에 RNA interference(RNAi)를 이용하여 새로운 시각으로 새로운 방제를 시도하고자 한다. RNAi를 이용하여 목화진딧물의 방제에 이용할 target유전자들을 선발하기 위하여 gateway system을 이용한 목화진딧물 cDNA library를 제작하였다. 그 결과 RNAi에 적합한 약 100~400bp의 insert를 확인하였으며, blast search 및 EST database 비교분석 결과, 목화진딧물 관련 유전자임을 확인하였고, 최종적으로 8.4x105 titer의 목화진딧물 cDNA library를 완성하였다. 이러한 cDNA library는 att site를 가지는 TRV(Tobacco rattle virus) RNA2 vector에 LR recombination한 다음 Agrobacterium tumefacience(GV2260)에 transformation하였다. Agro-infiltration을 통하여 RNAi기작이 진단된 오이 에 목화진딧물을 접종하여 섭식시켰다. 섭식을 통한 살충 또는 기피효과를 bio-assay함으로써 target유전자를 선발하는 데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

큰28점박이무당벌레(Henosepilachna vigintioctomaculata)는 감자, 토마토, 구기자 등 가지과 식물을 가해하는 저작형 해충이다. 한편, 최근에 RNA interference(RNAi)를 이용해 해충을 방제하려는 연구들이 많이 진행되고 있다. 따라서 이 실험은 RNAi를 이용하여 큰28점박이무당벌레 방제 및 유전자의 기능을 알아보고자 수행되었다. 먼저, RNAi에 이용할 target 유전자를 선발하기 위해 cDNA library를 제작하였다. 그 결과, 최종 titer 3.15×105의 cDNA library를 완성하였다. 완성한 cDNA library는 제한효소를 이용해 LITMUS 28i transcription vector에 cloning하였고, 이 후 insert의 크기와 중복성을 확인하였다. 그 결과, RNAi에 적합한 약 100~500bp 크기의 insert가 확인되었고, NCBI Blast search 결과, insert 사이에 중복성 없이 다양한 유전자가 cloning되었고, 대부분이 곤충 유전자임을 확인하였다. 확인된 유전자들은 T7 promoter를 이용해 dsRNA를 합성한 후, 0~2일된 큰28점박이무당벌레 4령 유충에 주입하였다. 앞으로의 실험에서는 RNAi 효과를 나타낸 유전자에 대해 Real-time PCR을 통해 큰28점박이무당벌레 체내 유전자 발현량 변화를 확인할 예정이다.

무당벌레는 진딧물, 깍지벌레, 응애와 같은 연조직으로 된 곤충에 대한 천적으로써 생물적 방제인자로 잘 알려져 있는 유익한 곤충이다. 그러나 무당벌레의 유전자 기능은 거의 연구되지 않고 있다. 그래서 우리는 RNA interference(RNAi)를 통해 무당벌레의 유전자 기능을 알아보기 위해 연구를 수행하였다. 먼저 RNAi에 적용하기 위해 gateway system을 이용하여 무당벌레 cDNA library를 제작하였고, 그 결과 4.43x104 titer의 무당벌레 cDNA library를 완성하였다. cDNA library의 임의의 유전자들은 transcription vector인 LITMUS 28i vector의 T7 promoter를 이용하여 dsRNA로 합성한 후, 무당벌레 4령 유충에 주입하여 표현형 변이가 나타나는 개체들이 있는지를 확인하였다. 이와 같이 스크리닝으로 성충 시기에 표현형의 변이가 나타나는 임의의 유전자들은 추후에 race를 통해 유전자의 전체 시퀀스를 알아내어 유전자 정보를 확인함으로써, 무당벌레뿐 만 아니라 다른 곤충 내의 유전자 기능 분석에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

큰28점박이무당벌레(Henosepilachna vigintioctomaculata)는 감자, 토마토, 구기자 등 가지과 식물을 가해하는 저작형 해충으 로, 유충과 성충 모두 줄기와 잎의 엽육만을 가해하여 그물모양의 흔적을 남긴다. 큰28점박이무당벌레는 섭식량이 매우 많아 대발생할 경우에 상품성과 수량에 막대한 피해를 준다. 뿐만 아니라, 이동성이 높고 기주가 구기자의 경우 약용으로 사용되기 때문에 화학적 방제가 어려운 문제가 있다. 한편, RNA interference(RNAi)는 dsRNA로 인해 유전자 발현이 억제되는 기작으로, 최근 이를 해충방제에 이용하려는 연구들이 많이 진행되고 있다. 하지만 딱정벌레목 해충에 대해서는 해충방제를 위한 RNAi 연구가 많이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 RNAi를 이용하여 큰28점박이무당벌레를 방제하고자 실험을 수행하였다. 우선, RNAi에 이용할 target 유전자를 선발하기 위해 큰28점박이무당벌레의 cDNA library를 제작하였다. 그 결과, RNAi에 적합한 약 100~500bp의 insert를 확인하였고, 이를 LITMUS 28i transcription vector에 cloning하여 T7promoter를 이용해 dsRNA를 합성하였다. 향후에는 dsRNA를 큰28점박이무당벌레에 주입하여 방제에 효과적인 target 유전자를 선발하고, 나아가 transgenic plant를 통해 섭식에 의한 RNAi 효과를 확인하고자 한다.

Glucose-regulated protein 78 (GRP78) is a member of the heat shock protein 70 (HSP70) family that is specific to endoplasmic reticulum (ER). It is known as chaperones and signaling regulators that respond to ER stresses in vertebrates. However, its function in invertebrates, including insects, is uncertain. Here we determined a full cDNA sequence and the expression patterns of grp78 of Aphis gossypii, which is a major pest of numerous crop plants worldwide. Its cDNA had highly conserved motifs of the HSP70 family and the C-terminal motif of KDEL characteristic of ER-specific HSPs. It showed 98.5% identity with the GRP78 of the pea aphid Acyrthosiphon pisum. Real-time RT-PCR analysis showed that the grp78 level was higher in the fourth instar nymph than in the younger instar and adult stages. Its level was not affected by thermal stress of 10 to 40°C for 1 h. The grp78 level was proportional to the ingestion of a sucrose solution ranging in concentration from 0% to 30% in a Parafilm feeding chamber. In addition, the grp78 level varied among aphids feeding on leaves from 14 different host plants for 24 h; it was higher with eggplant and pepper but lower with pigweed and tobacco than any other plants. Our study suggests that the grp78 level is regulated by nutritional condition of A. gossypii.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 외래해충으로 바이러스벡터로 작용하여, 토마토의 토마토황하잎말림병바이러스(TYLCV)를 비롯한 약 100여종의 바이러스를 매개하는 중요한 해충이다. 본 연구에서는 VIGS vector를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위 해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제작을 시도하였다. 첫 번째 방법으로 oligo d(T) primer를 사용하였을 때, 평균 약 1 kb의 insert와 1.4×10 4 cfu의 titer를 확인하였다. 그러나 insert size가 너무 커서 적절하지 않았다. 두 번째 방법으로 attB-N25 random primer를 이 용하고, sonication을 6초 실시하여 다시 진행하였다. 그러나 확인되는 insert size는 다소 컸고, 몇몇은 insert가 너무 작아서 밴드가 확인 되지 않았으며, 1.04×10 5 cfu의 titer를 확인할 수 있었다. 세 번째 방법으로는 oligo d(T) primer를 이용하였고, sonication을 2초 실시하였다. 그 결 과 300 bp~600 bp size의 insert가 확인되었으나, electro transformation을 사용한 첫번째, 두번째 방법에 비해 heat shock transformation을 사용하여 titer가 5.2×10 2 cfu로 매우 낮은 것을 확인 할 수 있었다. 결과적으로 cDNA library를 만들 때 먼저 random primer를 사용하여 First strand를 합성하여 poly A를 제거하고, 다음으로 sonication을 1초 실시하여 300~700 bp정도의 적절한 size의 insert를 생성하고, 마지막으로 electro-transformation을 실시하여 transformation 효율을 높인다면 VIGS vector에 적합한 cDNA library를 만들 수 있을 것으로 사료된다.

무당벌레(Harmonia axyridis)는 주로 진딧물을 포식하는 진딧물의 주요 천적으로 알려져 있으나, 무당벌레에 관한 유전자 정보에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 본 연구에서는 RNAi(RNA interference)를 이용하여 무당벌레 임의의 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 무당벌레 cDNA library를 제작하였다. 그 결과 RNAi에 적합한 200bp~400bp의 insert를 확인하였으며, 최종적으로는 2.58×106 titer의 무당벌레 cDNA를 완성하였다. 이러한 cDNA library의 임의의 유전자들은 transcription vector인 LITMUS 28i vector에 무작위적으로 클로닝 하여 dsRNA를 합성한 후 무당벌레에 주입하여 무당벌레 체내에서 나타나는 표현형의 변이를 확인하였다. 무당벌레 cDNA library를 제작함으로서, 임의의 유전자들을 스크리닝하여 표현형의 변이가 나타나는 유전자를 확인하고, race를 통해 유전자의 전체 시퀀스를 알아내 유전자 정보를 확인함으로서 무당벌레 내에 유전자 기능 분석에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

Aphis gossypii was widely distributed throughout the tropical, subtropical and temperate zone. The chemical control of A. gossypii is becoming problem because it was rapidly appeared resistance expression to chemicals. We will attempt to resolve the this problem using RNAi technique. Besides, RNAi technology can be helpful to study the target genes of A. gossypii. In this study we produce cDNA library construction using gateway cloning system for selecting target gene in order to control of A. gossypii using RNAi. As a result, the 100-400bp of insert size, which is appropriate for RNAi was confirmed. Most of insert gene is associated with A. gossypii, after that insert sequence was compared with DNA databases and EST databases using NCBI blast search. Consequentially, A. gossypii of cDNA library with the titer of 3.15x105 clones were completed. And we will perform the LR recombination to transfer cDNA library into TRV2 (tobacco rattle virus) vector with att site. Then, after performing transformation using Agrobacterium tumefaciens (GV 2260), we inoculated to cucumber with A. tumefaciens. An insecticidal effect or a repellent activity against A. gossypii by changing behavior in transgenic cucumber plants were conformed. Also, the selecting target gene in order to control A. gossypii using RNAi may be provided.

담배가루이(Bemisia tabaci)의 약제에 대한 저항성 문제를 해결하기 위한 방편 의 일환으로 RNA interference(RNAi)를 이용한 해충방제가 시도되고 있다. 본 연 구에서는 RNAi를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제작하고, RNAi에 적절 한 약 100-400bp의 insert를 확인하였다. 또한, blast search 및 EST database 비교 분석 결과, 대부분이 담배가루이 관련 유전자임을 확인하였고, 최종적으로 1.75⨉ 106 titer의 담배가루이 cDNA library를 완성하였다. 완성한 cDNA library를 att site 를 가지는 TRV(tobacco rattle virus) RNA2 vector에 LR recombination한 다음 Agrobacterium tumefaciens (EHA105)에 transformation 후 sequencing을 통해 redundancy를 확인하였다. A. tumefaciens (EHA105)에 transformation된 cell을 토 마토에 Agro-infiltration 시킨 후 담배가루이가 섭식하여 체내에서도 RNAi의 발현 을 유도하면 담배가루이 살충 또는 기피효과를 행동학적 변화로 확인하고, 또한 이 와 관련된 target 유전자를 선발하는데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

A full-length lysozyme cDNA from Gryllotalpa orientalis was cloned and sequenced. The deduced amino acid sequence of the lysozyme protein was 143 amino acids in length, with a calculated molecular mass of 15.84 kDa and an isoelectric point of 4.74. Sequence motifs, together with alignment and phylogenetic results, confirmed that G. orientalis lysozyme belongs to the C (chicken)-type lysozyme family of proteins. The protein sequence of lysozyme from G. orientalis showed high identity to that of Drosophila melanogaster (51.7%); however, in contrast to D. melanogaster lysozyme, G. orientalis lysozyme was immune inducible and expressed in a wide range of tissues. Expression of G. orientalis lysozyme mRNA was highest at 8 h post-infection and subsequently decreased with time after bacterial infection. We also expressed G. orientalis lysozyme protein in vitro using the pET expression system. Compared with the negative control, over-expressed G. orientalis lysozyme showed antimicrobial activity against Gram-negative bacteria Escherichia coli and Gram-positive bacteria Bacillus subtilis by radial diffusion assay, with MIC values of 30.3 μM and 7.55 μM respectively. These results indicate that G. orientalis lysozyme may have stronger antimicrobial activity than other lysozymes against a broad range of microorganisms.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 외래해충으로 바이러스벡터로 작용하여, 토마토에 토마토황화잎말림병바이러스(TYLCV)를 비롯한 약 100여종의 바이러스를 매개하는 중요한 해충이다. 담배가루이는 화학합성 작물보호제에 대한 저항성 발현이 빨라서 이들의 방제에 어려움을 겪고 있다. 이러한 저항성 문제를 해결하기 위한 방편의 일환으로 RNA interference(RNAi)를 이용한 해충방제가 시도되고 있다. 뿐만 아니라, RNAi를 이용하면 해당 해충의 target 유전자를 연구하는데 도움이 될 수 있다. 본 연구에서는 RNAi를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제작을 시도하였다. 그 결과 RNAi에 적절한 약 100∼400bp의 insert를 확인하였으며, blast search 및 EST database 비교 분석 결과, 대부분이 담배가루이 관련 유전자임을 확인하였고, 최종적으로 1.75⨉106 titer의 담배가루이 cDNA library를 완성하였다. 이러한 cDNA library는 att site를 가지는 TRV2(tobacco rattle virus) vector에 LR recombination한 다음 Agrobacterium tumefaciens (EHA105)에 transformation 후 토마토에 접종하여 담배가루이가 섭식하여 체내에서도 RNAi의 발현을 유도하면 담배가루이 살충 또는 기피효과를 행동학적 변화로 확인하고, 또한 이와 관련된 target 유전자를 선발하는데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 외래해충으로 바이러스벡터로 작용하여, 토마토 에 토마토황하잎말림병바이러스(TYLCV)를 비롯한 약 100여종의 바이러스를 매 개하는 중요한 해충이다. 담배가루이는 화학합성 작물보호제에 대한 저항성 발현 이 빨라서 이들의 방제에 어려움을 겪고 있다. 이러한 저항성 문제를 조금이라도 해 결하기 위한 방편의 일환으로 최근에 RNA interference(RNAi)를 이용한 해충방제 가 시도되고 있다. 뿐만 아니라, RNAi를 이용하면 target 유전자를 연구하는데 도 움이 될 수 있다. 본 연구에서는 RNAi 를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제 작을 시도하였다. 첫 번째 방법으로 oligo d(T) primer를 사용하였을 때, 약 1.10kb, 1.28kb의 insert size와 1.4⨉10 4 colony/ml의 titer를 확인하였다. 그러나 insert size 가 너무 커서 적절하지 않았다. 두 번째 방법으로 attB-N25 random primer를 이용 하고, sonication을 6초 실시하여 다시 진행하였다. 그러나 몇몇은 insert size가 다 소 컸고, 몇몇은 insert가 vector에 삽입되지 않았다. 세 번째 방법으로는 attB-N6 random primer를 이용하였고, sonication을 2초 실시하여 더 작은 size의 cDNA insert를 가지는 library 제작을 진행 하였다. 그 결과 몇몇을 제외하고는 300bp~ 500bp size의 insert가 확인 되었으나, titer가 낮아 세 번째 방법을 이용하여 titer를 높이는 방향으로 연구를 수행 중에 있다.

Uncovering enzyme (UCE), encoded by the human NAGPA, is a trans-Golgi enzyme that adds the mannose-6- phosphate recognition tag on lysosomal enzymes destined for the lysosome. Mutations in NAGPA are known to cause stuttering, a common speech disorder with unknown etiology. The human NAGPA gene is transcribed into two different forms, probably due to alternative splicing. One of them, known as a brain isoform, is lacking exon 8 (102-bp). We performed quantitative real-time PCR for the NAGPA brain and non-brain isoforms in a cDNA panel originating from 16 human tissues and 24 sub-brain regions. According to our findings, the relative quantity of the NAGPA brain isoform in the brain was 4.7 times more than that in the control cDNA, a pooled mixture of equal amounts of cDNAs from the 16 different tissues. Further analysis using the cDNA panel originating from 24 different sub-brain regions revealed that the cerebral cortex contained the largest amount of NAGPA brain isoform. Relative quantity in the cerebral cortex was 8.6 times more than that in the control cDNA (P=0.00004). The lowest quantity of this isoform was detected in cDNA from the pituitary gland. In conclusion, findings of the current study suggest that the cerebral cortex, expressing the highest quantity of the NAGPA brain isoform, might be the region associated with speech function.

돼지의 육질과 관련하여 지방침착의 중요도가 높아짐에 따라 지방대사 또는 지방축적과 관련한 후보유전자 발굴 을 위해 등지방 조직 유래의 cDNA microarray를 이용하여 품종별 지방함량관련 조직의 유전자 발현 양상을 분석하 였다. 그 결과 재래돼지의 등지방 조직에서 SCD (stearoyl-CoA desaturase)와 ELOVL6 (elongation of very long chain fatty acid 6)가 높은 발현을 보였고, 간에서 FMO1 (hepatic flavin-containing mono oxygenase)이 높은 발현을 보였으며, 요크셔는 간에서 FGG (fibrinogen gamma polypeptide)와 C3d (com- plement component c3d), 등지방에서 COL3A1 (type Ⅲ collagen alpha 1)이 높은 발현을 보이는 것을 확인하였다. Real-time PCR을 통해 microarray data의 validation과 품종간 유전자 발현량을 비교하여, 위의 유전자들 중 지방함량에 따른 차등발현 유전자로 SCD, ELOVL6 그리고 FGG를 선정하였다. 선정된 유전자 SCD, ELOVL6, FGG는 지방대사에 관여하며 근내지방 함량에도 영향을 미쳐 향후 육질개선에 유용한 후보유전자로 서 활용가능성을 제시하였다.

Eugenol은 많은 식물에서 eugenol synthase에 의해 생합성되는 phenylpropene 계통의 휘발성 화 합물이다. 그러나, 토마토 과실에서의 특징은 밝혀져 있지 않다. 이에 따라 토마토 ‘Micro-Tom'으로 부터 RACE 기법을 이용하여 완전장 cDNA를 클로닝 하여, SlEGS라 명명하였다. SlEGS의 open reading frame은 921bp로, 307개의 아미노산 서열을 갖는 단백질로 번역되었다. BLAST 결과에 따라 SlEGS는 PhEGS1 및 CbEGS2와 각 67.1, 69.4%의 높은 상동성을 갖는 것으로 나타났다. CLC genomics workbench 프로그램을 이용하여 SlEGS의 아미노산 구성을 분석하였고, Swiss-PDB viewer 프로그램에서 homology modeling 기법으로 SlEGS의 3차원 단백질 구조를 구축한 후 ProSA-web 툴로 3차원 구조의 안정성을 확인 하였다. 또한 ExPASy의 ProtParam 툴을 이용하여 SlEGS의 생리화학적 특성을 분석 하였다. SlEGS의 추정 분자량은 33.93kDA이고 등전점(pI)은 5.85 로 산성인 것으로 나타났다. 이와 더불어 SlEGS의 흡광 계수(EC), 불안정성 지수(II), alipathic 지수 (AI), GRAVY값 등의 생리화학적 특성에 대한 분석을 실시 하였다.