DNA 이항계 전송

Transfer DNA binary system

전이 DNA (T-DNA) 이항체계는 T-DNA 이항 벡터와 처녀 도우미 플라스미드로 구성된 플라스미드의 한 쌍이다.[1][2] 두[2][3] 플라스미드는 유전자 변형 식물을 생산하기 위해 함께 사용된다. 그것들은 A. 투메파시엔스와 같은 아그로박테리움 속 박테리아 종에서 발견되는 자연적으로 발생하는 Ti 플라스미드에서 유래된 인공 벡터들이다. 바이너리 벡터는 셔틀 벡터로서, 즉 여러 호스트(예: 대장균, 아그로박테리움)에서 복제가 가능하기 때문에 불린다.

T-DNA와 처녀 유전자가 별개의 복제자에 위치하는 시스템을 T-DNA 바이너리 시스템이라고 한다. T-DNA는 이항 벡터(대장균과 아그로박테리움에서 모두 기능할 수 있는 복제 원점을 포함하는 이 벡터의 비 T-DNA 영역, 박테리아에서 이항 벡터의 존재를 선택하기 위해 사용되는 항생제 내성 유전자는 벡터 백본 시퀀스라고 알려지게 되었다. 처녀 유전자를 함유하고 있는 리티콘은 처녀 도우미 플라스미드로 알려지게 되었다. 처녀 도우미 플라스미드는 식물로 옮겨질 수 있는 온코겐을 포함하지 않으면 무장 해제된 것으로 간주된다.

바이너리 시스템 구성 요소

T-DNA 이진 벡터

아그로박테리움에는 여러 이진 벡터가 복제되며 아그로박테리움에서 식물 세포로 T-DNA를 전달하는 데 사용할 수 있다. 이항 벡터의 T-DNA 부분은 왼쪽과 오른쪽 경계 시퀀스에 측면으로 배치되며, 식물을 선택할 수 있는 마커뿐만 아니라 트랜스젠을 포함할 수 있다. T-DNA 외부에서는 바이너리 벡터에는 박테리아 선택 가능한 표식기와 박테리아 복제(오리)의 기원도 들어 있다.[4]

이항 벡터의 대표적인 시리즈는 아래와 같다.

T-DNA 이진 벡터의 주계열
시리즈 벡터 연도 GenBank 가입 크기(bp) 아그로박테리움의 자율 복제 참조
pBIN pBIN19 1984 U09365 11777 네 [5]
ppvp PPZP200 1994 U10460 6741 네 [6]
PCB PCB301 1999 AF139061 3574 네 [7]
팸비아 pcambia-1300 2000 AF234296 8958 네 [8]
pGreen pGreen0000 2000 AJ007829 3228 아니요. [9]
pLSU pLSU-1 2012 HQ608521 4566 네 [10]
pLX pLX-B2 2017 KY825137 3287 네 [11]

처녀 도우미 플라스미드

처녀 도우미 플라스미드는 아그로박테리움의 티 플라스미드에서 유래한 처녀 유전자를 포함하고 있다. 이 유전자들은 왼쪽과 오른쪽 경계 염기서열에서 이항 벡터를 절단하는 일련의 단백질을 암호화하고, T-DNA가 각각 식물의 세포와 게놈으로 전달과 통합을 용이하게 한다.[4]

몇몇 처녀 도우미 플라스미드가 보고되었으며,[12] 처녀 도우미 플라스미드를 포함하는 일반적인 아그로박테리움 변종은 다음과 같다.

  • EHA101
  • EHA105
  • AGL-1
  • LBA4404
  • GV2260

T-DNA 바이너리 벡터 개발

pBIN19 벡터는 1980년대에 개발되었으며 처음이자 가장 널리 사용되는 이진 벡터 중 하나이다. 2000년에 개발된 pGreen 벡터는 프로모터, 선택 가능한 마커, 리포터 유전자를 선택할 수 있는 바이너리 벡터의 새로운 버전이다. pGreen의 또 다른 두드러진 특징은 pBIN19에서 크기가 크게 축소(약 11.7kbp에서 4,6kbp로)되어 변환 효율을 높인다는 것이다.[13]

높은 변환 효율성과 함께 pGreen은 변환 무결성을 보장하도록 설계되었다. pBIN19와 pGreen 모두 일반적으로 동일한 선택 가능한 마커 npt를 사용한다.II, 그러나 pBIN19는 오른쪽 테두리 옆에 선택 가능한 마커가 있고, pGreen은 왼쪽 테두리 근처에 있다. 좌우 경계의 극성 차이로 인해 T-DNA의 오른쪽 경계가 먼저 주공장으로 들어간다. 선택 가능한 메이커가 오른쪽 경계(pBIN19의 경우처럼) 근처에 있고 변환 프로세스가 중단되면, 결과 발전소는 선택 가능한 마커의 표현을 가질 수 있지만 잘못된 양성을 제공하는 T-DNA를 포함하지 않는다. pGreen 벡터에는 (왼쪽 테두리 옆의 위치로 인해) 호스트에 마지막으로 들어가는 선택 가능한 마커가 있으므로 마커를 표현하면 트랜스젠 통합이 완전하게 된다.[4]

pGreen 기반 벡터는 자율적이지 않으며 pSoup이 존재하지 않으면 아그로박테리움에서 복제되지 않는다. 대장균과 아그로박테리움에서 자율적으로 복제하는 일련의 작은 이항 벡터는 다음과 같다.

참조

  1. ^ Lee LY, Gelvin SB (February 2008). "T-DNA binary vectors and systems". Plant Physiology. 146 (2): 325–32. doi:10.1104/pp.107.113001. PMC 2245830. PMID 18250230.
  2. ^ a b Hoekema A, Hirsch PR, Hooykaas PJ, Schilperoort RA (May 1983). "A binary plant vector strategy based on separation of vir- and T-region of the Agrobacterium tumefaciens Ti-plasmid". Nature. 303 (5913): 179–180. Bibcode:1983Natur.303..179H. doi:10.1038/303179a0. S2CID 4343344.
  3. ^ "내가 기억하기에 "이진"은 관심사가 두 개의 박테리아 숙주가 아닌 두 개의 분리된 플라스미드로 부호화된 두 부분으로 나뉘는 기능을 가리킨다: 우리는 "셔틀 벡터"라는 용어를 사용해 다중 숙주 재산을 가리켰다.(P. R. Hirsch, T와 개인적인 의사소통). 토알, 2013년 2월 27일)
  4. ^ a b c Slater A, Scott N, Fowler M (2008). Plant Biotechnology the genetic manipulation of plants. New York: Oxford University Press Inc.
  5. ^ Bevan M (November 1984). "Binary Agrobacterium vectors for plant transformation". Nucleic Acids Research. 12 (22): 8711–21. doi:10.1093/nar/12.22.8711. PMC 320409. PMID 6095209.
  6. ^ Hajdukiewicz P, Svab Z, Maliga P (September 1994). "The small, versatile pPZP family of Agrobacterium binary vectors for plant transformation". Plant Molecular Biology. 25 (6): 989–94. doi:10.1007/BF00014672. PMID 7919218. S2CID 9877624.
  7. ^ a b Xiang C, Han P, Lutziger I, Wang K, Oliver DJ (July 1999). "A mini binary vector series for plant transformation". Plant Molecular Biology. 40 (4): 711–7. doi:10.1023/a:1006201910593. PMID 10480394.
  8. ^ "List of legacy pCAMBIA vectors – Cambia". Retrieved 2020-08-10.
  9. ^ Hellens RP, Edwards EA, Leyland NR, Bean S, Mullineaux PM (April 2000). "pGreen: a versatile and flexible binary Ti vector for Agrobacterium-mediated plant transformation". Plant Molecular Biology. 42 (6): 819–32. doi:10.1023/a:1006496308160. PMID 10890530.
  10. ^ a b Lee S, Su G, Lasserre E, Aghazadeh MA, Murai N (May 2012). "Small high-yielding binary Ti vectors pLSU with co-directional replicons for Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of higher plants". Plant Science. 187: 49–58. doi:10.1016/j.plantsci.2012.01.012. PMID 22404832.
  11. ^ a b Pasin F, Bedoya LC, Bernabé-Orts JM, Gallo A, Simón-Mateo C, Orzaez D, García JA (October 2017). "Multiple T-DNA Delivery to Plants Using Novel Mini Binary Vectors with Compatible Replication Origins". ACS Synthetic Biology. 6 (10): 1962–1968. doi:10.1021/acssynbio.6b00354. PMID 28657330.
  12. ^ Hellens R, Mullineaux P, Klee H (October 2000). "Technical Focus:a guide to Agrobacterium binary Ti vectors". Trends in Plant Science. 5 (10): 446–51. doi:10.1016/s1360-1385(00)01740-4. PMID 11044722.
  13. ^ "pGreen on the Web". www.pgreen.ac.uk.