초록 ▼

□ 연구개요
U-box E3 ligase에 의해서 조절되는 뿌리/뿌리털 발달과 관련된 새로운 기작 설명

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 벼의 뿌리털 발달에 관여하는 OsPUB35, OsPUB36 유전자에 대한 자세한 이해를 위해
- Ubiquitin-proteasome pathway (UPP)에서 E3 ligase는 분해될 기질 단백질과 결합하는 중요한 효소로써, 벼에서 유전체 분석 알고리즘을 통해 77개의 U-box 도메인을 가지는 E3 ligase가 발견됨
- 뿌리에서 우선적으로 발현되는 6개의

□ 연구개요
U-box E3 ligase에 의해서 조절되는 뿌리/뿌리털 발달과 관련된 새로운 기작 설명

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 벼의 뿌리털 발달에 관여하는 OsPUB35, OsPUB36 유전자에 대한 자세한 이해를 위해
- Ubiquitin-proteasome pathway (UPP)에서 E3 ligase는 분해될 기질 단백질과 결합하는 중요한 효소로써, 벼에서 유전체 분석 알고리즘을 통해 77개의 U-box 도메인을 가지는 E3 ligase가 발견됨
- 뿌리에서 우선적으로 발현되는 6개의 Plant U-Box (PUB)를 발견함. 흥미롭게도 6개 모두 하나의 sub-group (그룹 III)에 속한다는 사실을 확인함 (OsPUB31, OsPUB32, OsPUB33, OsPUB34, OsPUB35, OsPUB36)
- OsPUB35와 OsPUB36이 뿌리털에서 특이적으로 발현되는 것을 promoter GUS 벡터를 이용한 형질전환체에서 확인함.
- 뿌리털 우세한 발현을 보이는 OsPUB35와 OsPUB36에 대한 T-DNA 삽입 돌연변이체를 이용해 뿌리털 표현형을 관찰한 결과, 별다른 차이점을 발견하지 못함. 대신 교배 실험을 통한 double knock-mutant에서 뿌리털 발달 저해 표현형 확인.
- 반대로 OsPUB35과 OsPUB36에 대한 과발현체에서는 뿌리털 발달이 증가한 표현형 확인됨.
- self-ubiquitination assay 및 subcellular localization 실험을 통해 OsPUB36이 E3 ligase enzyme activity를 가진다는 사실을 확인하였고, 핵과 plasma membrane에 위치한다는 결과를 얻음.
- Yeast two hybrid 시스템을 이용해 OsPUB36이 14개의 기질과 interaction한다는 사실을 확인함.
2) 뿌리에서 우선적으로 발현되는 sub-group (그룹 III)에 속한 나머지 PUBs 유전자들의 연구를 위해
- OsPUB31과 OsPUB32에 대한 CRISPR/cas 시스템을 이용한 돌연변이 확보함.
- OsPUB31과 OsPUB32의 기관별 발현 패턴을 확인하기 위해 promoter GUS 벡터를 이용한 형질전환 식물체 제작 완료함
- OsPUB31과 OsPUB32의 과발현체 제작 완료함.
- 이는 OsPUB35와 OsPUB36 연구가 종료된 후에 향후 새로운 연구를 위한 재료로 쓰일 수 있음.

□ 연구개발결과의 중요성
- 뿌리털은 물과 무기양분을 흡수하는 주요 기관으로, 뿌리털 발육 촉진은 양분의 흡수를 증대시키고 비료 사용량을 줄일 수 있어 농가의 소득 증대 기여와 토양의 산성화를 방지하는데 이바지할 수 있음.
- 뿌리털 발달에 관여하는 E3 유비퀴틴 ligase 유전자들의 분리 및 기능 확인으로 뿌리털의 활성이 증진된 작물 개발을 위한 농업생명공학 기반 기술을 제공함.
- 뿌리털의 활성이 증가된 작물의 개발은 신규 유용 유전자와 프로모터의 발굴로 지적 재산권을 등록 할 수 있으며, 이를 통한 부가가치를 창출할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 벼에서 U-box 도메인을 가지는 77개 E3 유비퀴틴 ligase의 기관별 발현 패턴 분석 ... 4
• 2) 뿌리털 발달을 조절하는 OsPUB35, OsPUB36에 대한 연구 ... 4
• 3) Yeast two hybrid 시스템을 이용한 OsPUB35, OsPUB36의 기질 확인 ... 7
• 4) OsPUB31, OsPUB32 연구를 위한 형질전환체 확보 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 대표적 연구실적(웹작성) ... 10
• 끝페이지 ... 13