초록 ▼

이 연구의 목적은 식물발달을 조절하는 신호전달체계의 분자적 기작을 이해하는 것이다. 이 연구를 통하여 식물발달 과정을 콘트롤하는 새로운 신호전달 유전자들을 발굴하며 각각의 신호전달 유전자 간의 상호작용을 탐구하므로서 식물발달 신호전달의 전체 네트워크를 이해하고자 하였다. 먼저 여러 식물조직 및 발생학적 시기의 신호전달 유전자를 동정하였고 northern blot analysis를 통하여 유전자발현을 탐구하였으며 여러 분자생물학적, 생화학적, 세포생물학적인 테크닉을 이용하여 신호전달 유전자와 단백질의 특성을 탐구하였다. 유전자의 식물

이 연구의 목적은 식물발달을 조절하는 신호전달체계의 분자적 기작을 이해하는 것이다. 이 연구를 통하여 식물발달 과정을 콘트롤하는 새로운 신호전달 유전자들을 발굴하며 각각의 신호전달 유전자 간의 상호작용을 탐구하므로서 식물발달 신호전달의 전체 네트워크를 이해하고자 하였다. 먼저 여러 식물조직 및 발생학적 시기의 신호전달 유전자를 동정하였고 northern blot analysis를 통하여 유전자발현을 탐구하였으며 여러 분자생물학적, 생화학적, 세포생물학적인 테크닉을 이용하여 신호전달 유전자와 단백질의 특성을 탐구하였다. 유전자의 식물발생관련 기능을 동정하기 위하여 RNAi, VIGS, 과대발현 등의 방법을 이용하였고 식물발생의 형태학적, 해부학적 연구를 위하여 tissue sections, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, confocal laser microscopy을 이용하였다. Yeast two hybrid 방법을 이용하여 신호전달단백질 상호작용에 관하여 연구하였고 식물 기능유전체적인 방법을 이용하여 세포 내 신호전달 네트워크를 조사하였다. 이러한 연구를 통하여 FHA transcription factor의 구조와 기능(JBC 2002), proteasome과 NtCDPKl의 상호작용 (Plant J, BOO3), proteasome의 suppression이 일으키는 programmed cell death (JBC, 2003) 등에 관한 논문들을 발표하였다.

Abstract ▼

The purpose of this study is to understand molecular mechanism of signal transduction pathways that regulate plant development. We planned to identify novel signaling components that modulate plant developmental processes, and to probe the protein-protein interaction in order to understand the globa

The purpose of this study is to understand molecular mechanism of signal transduction pathways that regulate plant development. We planned to identify novel signaling components that modulate plant developmental processes, and to probe the protein-protein interaction in order to understand the global picture of developmental signal transduction network. In this research, we identified plant signal transduction genes, analyzed various signal transduction genes and proteins using molecular and biochemical tools, analyzed expression of signal transduction genes, analyzed functions of plant signal transduction genes, and carried out protein-protein inteaction mapping to understand the cellular signaling network in plants. The results obtained in this projects were summarized below.
Using yeast two hybrid system, we identified NtRpn3, a regulatory subunit of 26S proteasome, as an interacting protein of NtCDPKl calcium-dependent protein kinase in Nicotiana tabacum. Rpn3 in yeast is an essential protein involved in proteolysis of cell cycle regulatory proteins, and the carrot homologue of Rpn3 was previously isolated as a nuclear antigen that is mainly expressed in the meristem. NtCDPK1 physically interacts with NtRpn3 in vitro in a Ca2+-independent manner, and phosphorylates NtRpn3 in a Ca2+-dependent manner with Mg2+ as a cofactor. NtCDPK1 and NtRpn3 are colocalized in the nucleus, nuclear periphery and around plasma membrane in vivo. Both NtCDPK1 and AtRpn3, an NtRpn3 homolog of Arabidopsis, are mainly expressed in the rapidly proliferating tissues including shoot and root meristems, and developing floral buds. Virus-induced gene silencing of either NtRpn3 or NtCDPK1 resulted in the phenotypes of abnormal cell morphology and premature cell death in newly emerged leaves. Finally, NtCDPKl interacts with NtRpn3 in vivo as shown by co-immunoprecipitation. Based on these results, we propose that NtCDPK1 and NtRpn3 are interacting in a common signal transduction pathway possibly for regulation of cell division, differentiation, and cell death in tobacco.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...24
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...28
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...32
• 제 1 절: Molecular characteristics and differential expression of two nuclear factors containing the FHA domain in Arabidopsis....34
• 제 2 절: CERKI, a chitinase-related receptor-like kinase, interacts with NtARCl, an armadillo repeat potein, in tobacco....44
• 제 3 절: Activation of the programmed cell death pathway by inihibition ef proteasome function in plants....54
• 제 4 절: Interaction of NtCDPKl calcium-dependent protein kinase with NtRpn3 regulatory Subunit of the 26S proteasome in Nicotiana tabacum....64
• 제 5 절: Molecular characterization of NbPAF encoding the a6 subunit of the 20S proteasome in Nicotiana benthamiana....80
• 제 6 절: PHA domain of tobacco NtFHAl and yeast FHLI forkhead transcription factor is functionally conserved....86
• 제 7 절: A novel dual-specificity protein kinase targeted to the chloroplast in tobacco....96
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...104
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...106
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...106
• 제 7 장 참고문헌...108