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CHO 세포와 형질전환 닭에 있어서 Retrovirus Vector System에 의한 hFSH 재조합 유전자의 전이와 발현
Transfer and Expression of the Recombinant hFSH Gene in CHO Cells and Transgenic Chickens using Retrovirus Vector System 원문보기

韓國家畜繁殖學會誌 = Korean journal of animal reproduction, v.27 no.3, 2003년, pp.197 - 206  

권모선 (대구가톨릭대학교 의과대학 생리학교실) ,  구본철 (대구가톨릭대학교 의과대학 생리학교실) ,  심호섭 (단국대학교 의과대학 생리학교실) ,  박창식 (충남대학교 동물자원학부, 충남대학교 형질전환 복제돼지 연구센터) ,  이성호 (공주대학교 영상보건대학, 충남대학교 형질전환 복제돼지 연구센터) ,  김태완 (충남대학교 형질전환 복제돼지 연구센터)

초록
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hFSH는 $\alpha$$\beta$ subunit으로 구성된 heterodimer로서 두 subunit의 조합은 활성을 지닌 호르몬의 생산에 있어서 매우 중요한 단계이다. 이 조합과정의 효율을 증대하기 위하여 본 연구에서는 hFSH를 단일사슬의 단백질로 구축하고자 하였으며, 이의 일환으로 각 subunit 대한 cDNA단편을 연결하는 서열로 CTP linker를 도입하였다. 재조합한 hFSH-CTP 유전자는 pseudotype의 retrovirus vector system을 이용하여 CHO 세포와 닭의 배로 각각 전이되었다. CHO 세포에서의 FSH의 생산은 $\alpha$$\beta$를 각각 전이한 경우에 비해 hFSH-CTP를 전이한 경우에서 17배 이상 높은 것으로 나타났다. 닭에서는 유전자 전이를 시도한 62개체 중에서 11마리가 부화하였으며 그 중 10마리가 형질전환된 닭인 것으로 RT-PCR을 통하여 확인되었다. 그러나 개체의 혈중 FSH의 생산은 확인하지 못하였다. 이상의 실험 결과를 바탕으로 하여 재조합된 hFSH-CTP는 FSH의 발현에 매우 효율적인 구조로 생각되며, 또한 retrovirus를 이용한 유전자 전이 방법은 형질전환 가금의 생산에 있어서 매우 적절한 방법으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

hFSH (human follicle stimulating hormone) is heterodimer consisting of $\alpha$ and $\beta$ subunits. Since assembly of the both subunits in the cell is often the rate-limiting step in production of functional hormone, single-chain hormones have been engineered by genetically l...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는, 당단백질의 합성시 사람의 뇌하 수체에서 분비되는 경우와 유사한 형태로 올리고 당의 부가가 이루어지는 것으로 알려진 CHO (Chinese hamster ovary) 세포를 표적세포로 하여(Takeshi 등, 1989), in 에서 재조합 FSH의 발현을 확인하고자 하였다. 또한 생산된 retrovirus vector 를 이용하여 재조합 FSH 유전자를 닭의 genome 내로 전이시켜서 형질전환 닭을 생산하고자 하였다.
  • 본 연구에서는, 당단백질의 합성시 사람의 뇌하 수체에서 분비되는 경우와 유사한 형태로 올리고 당의 부가가 이루어지는 것으로 알려진 CHO (Chinese hamster ovary) 세포를 표적세포로 하여(Takeshi 등, 1989), in 에서 재조합 FSH의 발현을 확인하고자 하였다. 또한 생산된 retrovirus vector 를 이용하여 재조합 FSH 유전자를 닭의 genome 내로 전이시켜서 형질전환 닭을 생산하고자 하였다.
  • 부화 후 2주가량 경과한 병아리의 조직에서 FSH-CTP 유전자의 발현을 확인하고자 하였다. 절 취한 날개 말단 조직은 액체질소에 넣어서 동결시 킨 후 미세하게 파쇄하여 Trizol (Gibco BRL, USA)을 사용하여 RNA를 분리하였다.
  • hFSH는 a와 P subunit으로 구성된 heterodimer 로서 두 subunit의 조합은 활성을 지닌 호르몬의 생산에 있어서 매우 중요한 단계이다. 이 조합과정의 효율을 증대하기 위하여 본 연구에서는 hFSH 를 단일사슬의 단백질로 구축하고자 하였으며, 이 의 일환으로 각 subunit에 대한 cDNA 단편을 연결 하는 서열로 CTP linker를 도입하였다. 재조합한 hFSH-CTP 유전자는 pseudotype 의 retrovirus vector system을 이용하여 CHO 세포와 닭의 배로 각각 전이되었다.
  • 본 실험에서 linker로 사용한 CTP (carboxyl-terminal peptides)-^ hCG (human chorionic gonadotropin)의 p subunit의 113에서 145 아미노산 잔기에 해당하는 서열로, in 와 in 祈vo에서의 hCG의 생물학적 안정성에 기여하고(Sugahara 등, 1995; Matzuk 등, 1990), post-translational processing에 관여하여 효율적인 분비를 촉진하는 것으로 보고되었다 (Muyan and Boime, 1998). 이상의 보고에 근거하여 본 연구에서는 CTP에 해당하는 DNA 단편을 와 a의 유전자 사이에 linker 서 열로 도입함으로써 최종산물에 있어서 FS7邓의 카르복시말단과 a의 아미노말단의 연결 부위에 CTP linker를 삽입 하여 으〕분비와 신호 전달의 조절, 호르몬에 특이적인 post-translational modification의 효율을 증대시키고자 하였다.
  • 성선자극호르몬이나 갑상선자극호르몬과 같이 2개의 subunit로 구성되는 호르몬에 있어서 각 subunit을 단일 사슬 유도체로 생산하는 것은 호르 몬 단백질의 생물학적 활성과 안정성을 증가시키 기 위한 시도이다. 이에 본 연구에서는 두 subunit 의 보다 효율적인 연결을 위하여 CTP를 linkerS. 도입하였는데, 이 CTP의 요소는 몇몇의 proline과 serine 잔기를 포함하고 있어서 두드러진 이차구조 가 나타나지 않는다.
  • In 에서 발현이 확인된 재조합 FSH를 in vivo인 닭의 genome 내로 전이시키기 위하여 고농 축된 retrovirus stock을 닭의 배반엽층에 주입하였다. 조작한 유정란의 부화율을 증가시키기 위하여 window 제작시 발생하는 물리적인 손상을 최소화 하고자 하였다. 그의 일환으로 window의 크기를 최소화하고 window의 제작시 발생하는 난각 파편 이 안으로 들어가지 않도록 하였으며 배자를 상단 부에 위치하도록 하여 조작 거리를 짧게 확보함으 로써 기실의 손상에 의한 부화율의 저하를 방지하고 micropipette의 말단을 경사진 형태로 제작하여 배반엽 층의 구멍이 최소화되도록 하였다.

가설 설정

  • FSH를 단일 사슬로 구축하기 위해서 iin- kei를 사용할지의 여부에 대한 결정은 이 linker.가 호르몬의 분비와 생물학적 활성에 필수적인가 하는 것이다. CTP를 두 subunit에 위치시킨 경우는 그렇지 않은 경우에 비해서 분비가 4배 정도 높게 나타났다{Klein 등, 2002).
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참고문헌 (16)

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  15. Takeuchi, M., Inoue, N., Strickland, T. W., Kubota, M., Wada, M., Shimizu, R., Hoshi, S., Kozutsumi, H., Takasaki, S. and Kobata, A. 1989. Relationship between sugar chain structure and biological activity of recombinant human erythropoietin produced in Chinease hamster ovary cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 7819-7822 

  16. Temin, H. M. 1989. Retrovirus variation and evolution. Genome 31: 17-22 

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