식물 변환 벡터

Plant transformation vector

식물 변환 벡터는 트랜스제닉 식물의 생성을 촉진하도록 특별히 설계된 플라스미드이다.가장 일반적으로 사용되는 식물 변형 벡터는 일반적인 실험실 박테리아인 대장균과 재조합 DNA를 식물에 삽입하는 데 사용되는 박테리아인 아그로박테륨 투메파시엔스 모두에서 복제되는 능력 때문에 이진 벡터라고 불립니다.플랜트 트랜스포메이션 벡터에는 3가지 주요 요소가 포함되어 있습니다.

  • 플라스미드 선택(사용자 정의 원형 DNA 가닥 생성)
  • 플라스미드 리플리케이션(쉽게 조작할 수 있는 것)
  • 전달 DNA(T-DNA) 영역(아그로박테리아에 DNA 삽입)

플랜트 전환 단계

대장균의 바이너리 벡터 전파

E.coli에서 바이너리 벡터 분리 및 엔지니어(외부 유전자 도입)

공학적 이진 벡터를 대장균에 다시 도입하여 증폭시킨다.

변형된(상대적으로 작은) Ti 플라스미드를 함유한 아그로박테리아에 공학적 이진 벡터를 분리하여 도입한다.

유전자 조작 아그로박테리아로 식물조직을 감염시킨다(식물세포 게놈에 이물질을 함유한 T-DNA가 삽입된다)

각 세포에서 T-DNA는 게놈의 다른 부위에 통합된다.

주의: 이 절차에는 여러 가지 종류가 있습니다.커스텀 DNA 플라스미드 배열은 여러 가지 방법으로 생성 및 복제할 수 있습니다.

삽입의 결과

외부 DNA 삽입

삽입형 돌연변이 유발(단, 생물은 이중배체이기 때문에 식물세포에는 치명적이지 않음)

설치류에게 공급되는 변형 DNA는 식세포와 드물게 다른 세포에 들어가게 된다.구체적으로 이것은 세균과 M13 DNA이다.(식세포에서의 이러한 선호 축적은 식세포증을 유발하는 것으로 생각되기 때문에 검출 아티팩트가 아니라 실제라고 생각된다.)그러나 유전자 발현이 일어나지 않은 것으로 알려져 있으며, [1][2]이는 불가능하다고 생각된다.

문제

우리는 하나의 세포가 아닌 전체 유기체를 변형시키고 싶습니다.이것은 배양된 식물 세포를 변형하고, 변형된 세포를 선택하고, 변형된 세포에서 식물 전체를 재생함으로써 이루어진다(예: 담배).

플라스미드 선택

원하는 유전자를 이식한 박테리아가 성장하면 선택기를 가지고 만들어진다.셀렉터는 원하는 셀을 분리 및 식별하는 방법입니다.항생제 카나마이신, 암피실린, 스펙티노마이신 또는 테트라사이클린과 같은 항생제에 내성을 갖게 하는 유전자는 사용하기 쉬운 선택기이다.원하는 세포는 (배양 내에서 자라는 다른 유기체와 함께) 항생제로 치료될 수 있으며, 다른 유기체는 살 수 없는 반면 원하는 세포는 생존할 수 있다.항생제 유전자는 보통 식물 세포로 옮겨지지 않고 세균 세포 안에 남아 있다.

플라스미드 복제

플라스미드는 각 숙주 박테리아 세포에서 많은 플라스미드 분자를 생성하기 위해 복제된다.박테리아 세포에서 각 플라스미드의 복사본 수는 복제 원점에 의해 결정됩니다.이것은 플라스미드 분자 내에서 DNA 복제가 시작되는 위치입니다.대부분의 이진 벡터는 대장균에서 복제할 때 플라스미드 복사본의 수가 더 많으며 플라스미드가 아그로박테륨 투메파시엔스 내에 있을 때는 플라스미드 복사본 수가 더 적다.플라스미드는 중합효소 연쇄반응(PCR)에서도 복제할 수 있다.

T-DNA 영역

T-DNA는 옥신과 사이토키닌의 합성에 관여하고 종양 형성에 관여하는 효소를 코드하는 발암 유전자와 오핀 합성을 코드하는 유전자의 두 가지 유형을 포함합니다.아미노산과 설탕 사이의 응축에 의해 생성된 이러한 화합물은 크라운 담즙 세포에 의해 합성되고 배설되며 A. 투메파시엔스에 의해 탄소와 질소 공급원으로 소비됩니다.T-DNA 외부에는 오핀 이화작용 유전자, T-DNA에서 식물세포로 이행하는 과정에 관여하는 유전자 및 박테리아-박테륨 플라스미드 접합전달에 관여하는 유전자가 있다(Hooykaas and Schilperoort, 1992; Zupan and Zambrysky, 1995).T-DNA fragment의 측면에는 25-bp의 직접 반복이 있어 전송 장치의 cis 요소 신호로서 기능합니다.T-DNA 전달 과정은 Ti 플라스미드 독성 영역(바이러스 유전자)과 세균 염색체에서 결정되는 유전자에 의해 코드된 단백질의 협동 작용에 의해 매개된다.Ti플라스미드는 또한 크라운 담즙 세포와 결합 전이를 위한 영역에 의해 생성된 오핀 이화작용과 그 자체의 완전성과 안정성을 위한 유전자를 포함하고 있다.30kb 독성(vir) 영역은 T-DNA 전달(virA, virB, virD 및 virG) 또는 전달 효율성(virC 및 virE)의 향상에 필수적인 6개의 오퍼론(Hooykaas 및 Schilperoort, 1992; Zupan and Zambryski, 1995)으로 구성된 규제입니다.다른 염색체 결정 유전 요소들은 식물 세포에 A. tumefaciens의 부착과 박테리아 군집화에 기능적 역할을 보여주었다. 즉, 위치 chvA와 chvB는 바이러스 유도 유전자의 당 강화에 필요한 b -1,2 글루칸의 합성과 배설에 관여한다(Cangelosi et al., 1989).Terial chemotaxis(Ankenbauer et al., 1990, Cangelosi et al., 1990, 1991), 셀룰로오스 섬유소 합성에 책임이 있는 세포 궤적(Matthyse 1983), pscA(exoC) 궤적(Cangelosi et, 1987년 궤적).통조림(Matthyse, 1987).

레퍼런스

  1. ^ Goldstein, Daniel A.; Tinland, Bruno; Gilbertson, Lawrence A.; Staub, J.M.; Bannon, G.A.; Goodman, R.E.; McCoy, R.L.; Silvanovich, A. (2005). "Human safety and genetically modified plants: a review of antibiotic resistance markers and future transformation selection technologies". Journal of Applied Microbiology. Society for Applied Microbiology (Wiley). 99 (1): 7–23. doi:10.1111/j.1365-2672.2005.02595.x. ISSN 1364-5072. PMID 15960661.
  2. ^ Lemaux, Peggy G. (2008). "Genetically Engineered Plants and Foods: A Scientist's Analysis of the Issues (Part I)". Annual Review of Plant Biology. Annual Reviews. 59 (1): 771–812. doi:10.1146/annurev.arplant.58.032806.103840. ISSN 1543-5008. PMID 18284373.