v-H-ras 유전자에 의한 transgenic tobacco의 유도

Abstract

To address a possible role of the ras-like proteis in plant cells, both sense and antisense directions of the activated ras (viral H-ras) gene was introduced into tobacco cells (Nicotiana tabacuin cv. Xanthi) using Agrobacterium system. Southern blot analysis of the transformed cell showed that the insertion of v-H-ras gene into the chromosomal DNA. Moreover, the stable expression of v-H-ras in transformed cells was confirmed by Northern analysis and immunoprecipitation experiment. These transformed cells look identical with wild type in callus state. However, when these transformed cells regenerated to transgenic plants, 19% and 67% of the regenerated plants from sense and antisense v-H-ras transformed cells, respectively showed normal morphology. And more than 80% regenerated plants from sense transformed cells and 33% from antisense transformed cells had abnormal morphology such as reduced apical dominance of the shoots and irregular leaf structures. Moreover the normal like plants produced from the ras-transformed cells showed retarded growth compared to wild type. These results suggest that plant also has a counterpart of animal ras protein which has a role in the differentiation.;동물세포에서 ras 단백질은 세포의 분화, 발달 및 기능의 유지에 중요한 역할을 하고있는 것으로 알려져 있다. 이 단백질이 식물세포에서도 비슷한 기능을 가지는가를 알아보기 위하여 Agrobacterium tumefaciens/binary vector 체계를 이용하여 동물 세포내에서 형질 전환 능력이 있는 v-H-ras 유전자를 담배 (Nicotiana tabacum cv. Xanthi)세포에 도입하였다. 이 들 v-H-ras 유전자에 의해 형질 전환된 담배 세포는 in vitro에서 제분화되었고, 분화된 형질 전환 식물체들은 염색체 DNA Southern 분석으로 v-H-ras유전자가 담배 식물체 염색체내로 삽입되었음을 확인하였다. 또한 Northern 분석 및 범 ras 항체를 이용한 면역 침강후의 GTP 결합 분석으로 v-H-ras 유전자가 담배 식물체내에서 안전하게 전사, 번역되고 있음을 관찰하였다. 형질 전환된 식물체들은 형태적으로 차이를 보였다. Sense v-H-ras 유전자에 위해 형질전환된 식물체를 줄기 유도 배지에 옮겨주었을 때, 정상적인 줄기가 19% 나타난데 비해 apical dominance의 감소를 보인 줄기는 49% 그리고 비정상적인 잎이 나타난 줄기는 32%가 되었다. 또한 정상적인 줄기를 뿌리 유도 후에 흙에 옮겨주었을 때 성장 둔화가 나타남을 관찰 할 수 있었다. Antisense v-H-ras 유전자에 의해 형질전환된 식물체는 67%가 정상적인 줄기로 분화하였다. 그리고 apical dominance의 감소를 보인 줄기와 비정상적인 잎이 나타난 줄기도 관찰이 되었는데 그 빈도는 각각 21%, 12%로 확인이 되었다. 이러한 형태적인 차이는 외부 자극을 식물체내로 전하는 신호 전달 체계의 이상에 의한 것이라고 여겨지며, v-H-ras 유전자의 transgenic tobacco는 차후 식물체의 신호 전달 체계 연구에 중요한 자료로 사용될 수 있으리라 생각된다.