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Metabolic Gene Expression in Lipid Metabolism during Cotyledon Development in Cucumbers and the Possibility of a Secondary Transport Route of Acetyl Units
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  • Metabolic Gene Expression in Lipid Metabolism during Cotyledon Development in Cucumbers and the Possibility of a Secondary Transport Route of Acetyl Units
  • Metabolic Gene Expression in Lipid Metabolism during Cotyledon Development in Cucumbers and the Possibility of a Secondary Transport Route of Acetyl Units
저자명
차현정,김대재,Cha. Hyeon Jeong,Kim. Dae-Jae
간행물명
생명과학회지
권/호정보
2014년|24권 10호|pp.1055-1062 (8 pages)
발행정보
한국생명과학회
파일정보
정기간행물|ENG|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
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영문초록

본 연구는 떡잎의 발달 동안 지방의 유동 및 대사와 관련된 오이 유전자들의 발현을 조사하여 유전자의 활성을 비교하고자 하였으며, 글라이옥시좀과 미토콘드리아 사이의 탄소원(아세틸 단위)의 가능한 경로를 탐색하고자 하였다. 네 곳의 세포 내 소기관인 글라이옥시좀(퍼옥시좀), 미토콘드리아, 엽록체 및 세포질에서 작동하는 중요 대사경로의 10개 유전자들이 조사되었다. 나아가 암소에서 발아한 유식물체의 발아 초기 반응과 이후 3일간 빛을 주었을 때의 반응을 조사하였다. 역전사-중합효소연쇄반응(RT-PCR)에 따르면, 유식물체의 발달 동안에 저장지방의 유동과 관련된 Thio2, ICL 및 MS 유전자는 항상 유사한 유전자 발현 양상을 나타냈다. 오이의 발아 초기에 BOU 유전자와 함께 ICL 및 MS 유전자의 공조된 발현은 퍼옥시좀과 미톤콘드리아 사이에 아세틸 단위의 2차 통로의 존재 가능성에 대한 강한 증거이다. 앞서 보고된 연구에서 보여준 BOU 활성에서처럼 BOU 유전자는 빛 의존성으로 암소에서는 세포막의 미약한 발달로 인하여 활성이 저하됨을 암시한다. 나머지의 유전자들은 떡잎이 초록색으로 발달하고 노쇠화 할 때까지 떡잎의 전 발달 기간 동안에 활성을 나타냈다. 본 연구에서는 아세틸 단위의 운반에 대한 새로운 추가적 제안으로써 지방 저장 종자의 발아와 오이 떡잎의 발달과 관련된 유전자의 발현을 통해 처음으로 확인하였다.

기타언어초록

We investigated the expression of cucumber genes involved in lipid mobilization and metabolism during cotyledon development to compare gene activity and to study the direction of carbon (acetyl unit) transport between glyoxysomes and mitochondria. The core metabolic pathway involving 10 genes was examined in four intracellular compartments: glyoxysomes (peroxisomes), mitochondria, chloroplasts, and cytosol. Additionally, we tested the early germination response of dark-grown seedlings and the immediate light response for a further 3 days. According to the reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), 3-L-ketoacyl-CoA thiolase 2 (Thio2), isocitrate lyase (ICL), and malate synthase (MS), the genes involved in storage lipid mobilization showed a similar and consistent pattern of gene expression in seedling development. Furthermore, coordinate expression of the A BOUT DE SOUFFLE (BOU) gene with ICL and MS during seedling emergence pointed to a possible secondary route of acetyl unit (acetyl-CoA) transport between peroxisomes and mitochondria in cucumber. The expression of the BOU gene was light dependent, as shown by BOU activity in Arabidopsis, suggesting that the dark condition also results in weak membrane biogenesis. In addition, several genes were active throughout the development of the green cotyledon, even during senescence. In conclusion, this study summarizes oil-seed germination and gene expression during cucumber cotyledon development and proposes an additional route for acetyl unit transport.