완두 transit peptide 를 이용한 박테리아 GUS의 담배 엽록체로의 이동

Abstract

Transit peptide는 핵내 염색체에서 암호화되는 엽록체의 전구체 단백질들의 아미노 말단기에 위치해 있어 엽록체 단백질들을 엽록체내로 이동시키는데 필요충분한 요인이다. 본 실험에서는 Agrobacterium tumefaciens/binary vector 체계를 이용하여 담배 (Nicotiana tabacum L.) 세포에 Pisum sativum의 ribulose 1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase의 작은 구조단위(rbcS)의 transit peptide 유전자와 박테리아의 β-glucuronidase (GUS) 유전자로 구성된 chimeric gene을 도입하였다. 이들 chimeric gene으로 형질 전환된 담배 세포는 in vivo 에서 재분화되었고, 분화된 형질전환 식물체들에서 Southern과 northern 분석 및 GUS 효소활성분석을 하였다. Southern과 northern 분석 결과 rbcS transit peptide와 GUS의 chimeric gene이 담배염색체에서 적절히 형질전환되었고 전사되었음이 입증되었다. 분리한 엽록체에 약간의 다른 기관의 혼성이 있었으나 GUS의 활성은 엽록체에서 분명히 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 완두의 transit peptide가 GUS를 엽록체 막을 가로질러 엽록체로 이동시키는데 충분히 작용할 수 있음을 입증하였다.;Transit peptide which located at amino terminus of the chloroplast precursor proteins encoded in the nuclear chromosome are necessary and sufficient components to accomplish the import of chloroplast proteins into the chloroplast. We introduced a chimeric gene consisted of a coding sequence of Pisum sativum small subunit of ribulose 1,5-bisphosphhate carboxylase/oxygenase (SSU) transit peptide and the gene coding for bacterial β-glucuronidase(GUS) into the tobacco (Nicotiana tabacum L.) cells by Agrobacterium tumefaciens/binary vector system. Transformed tobacco cells with the chimeric gene were in vitro regenerated and the transgenic plants developed were assayed for the chimeric gene by Southern and northern blot analyses and measurement of GUS activity. Southern and northern blot analyses confirmed that the fused gene of GUS and the coding sequence for the transit peptide was properly transformed into tobacco chromosome and transcribed. Fractionation of the subcellular organelles from the transgenic tobacco plants isolated chloroplast with negligible contamination and assay for the fractionated chloroplast showed significant levels of GUS activity. These findings identified that the pea transit peptide is sufficient to transport GUS across the chloroplast envelope into chloroplast.