In silico 예측과 전기생리학적 방법을 이용한 벼의 shaker type K + 채널 유전자의 선별

• 영문명: Screening of a Rice Gene Encoding Shaker Type K + Channel by Combining the In Silico Prediction and the Electrophysiological Measurement
• 발행기관: 한국과학영재교육학회
• 저자명: 조성호(SungHo Cho) 조희재(HeeJae Cho) 채매화(MaeWha Chae) 한승윤(SeungYoon Han) 임석묵(SugMook Lim) 김종욱(Jong-Wook Kim) 민철기(Churl K. Min)
• 간행물 정보: 『과학영재교육』제4권 제2호, 123~130쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2012.08.30

국문 초록

본 연구는 식물에 내염성을 줄 수 있는 유전자인 shaker type K + 채널을 인코딩하는 유전자를 벼의 유전 자로부터 선별하기 위해서 수행하였다. 먼저, 전압의존성 K + 채널의 공통적인 특징인 6개의 막 관통부위와 K + 이온선택필터 보존서열 (TXXTXGYG)을 보유하는지 여부에 따라 30,778개의 벼 게놈 유전자로부터 K + 채널을 지정할 가능성이 가장 높은 5개의 유전자를 TMHMM과 CLUSTALW를 사용하여 in silico 방식을 통해 선별하였 다. 선별된 5개의 cDNA를 pSP64T Xenopus 발현 벡터에 서브클로닝한 후 in vitro 전사로 cRNA를 제작하였 다. 합성된 cRNA를 개구리 난모세포에 미세 주입시킨 후 발현된 K + 채널의 이온투과도를 two electrode voltage clamping (TEVC) 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 클론 J023118D04가 shaker type K + 채널의 생물리적 특성을 갖는 것으로 확인하였다. 수많은 벼 유전자로부터 shaker type K + 채널을 인코딩하는 유전자를 선별하는데 in silico 예측 및 개구리 난모세포 이형발현과 전기생리학적 측정 방법의 결합이 매우 유용함을 확인 하였다.

영문 초록

Five rice cDNAs that are most likely to encode putative voltage-gated K + channels were selected by the in silico sequence homology and membrane topology analyses of transmembrane domains (TMs) and of a wellpreserved K + selectivity filter (TXXTXGYG) in reference to Arabidopsis shaker type K + channel (KAT1). The five candidate cDNAs werefurther subcloned into pSP64T vector, a Xenopus expression vector, and then in vitrotranscribed to generate cRNAs. Each cRNAs were microinjected into Xenopus oocytes, and their K + channel conductance was measured elecrophysiologically by using two electrode voltage clamping (TEVC). Among them, one of the rice cDNAs (clone J023118D04) gave rise to K + current with biophysical characteristics similar to those of the shaker type K + channels. Collectively, cloning and functional characterization of plant ion channels could be greatly facilitated by combining the in silico analysis and heterologous expression in Xenopus oocytes.

목차

I. 서 론

Ⅱ. 재료 및 방법

Ⅲ. 결 과

Ⅳ. 결론 및 논의

V. 사사

키워드

Shaker type K + 채널 개구리 난모세포 전기생리학 염분저항성 유전자 Shaker type K + channel Xenopus oocytes Electrophysiology Saltresistant genes