CHO 세포와 형질전환 닭에 있어서 Retrovirus Vector System에 의한 hFSH 재조합 유전자의 전이와 발현

권모선,구본철,심호섭,박창식,이성호,김태완 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2003 Reproductive & developmental biology Vol.27 No.3

hFSH는 α와 β 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 α와 β를 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. hFSH (human follicle stimulating hormone) is heterodimer consisting of α and β 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 linking two different cDNA fragments with a linker sequence. Using retrovirus vector system, the resulting recombinant hFSH gene was transferred in CHO cells and chicken embryos, and the expression of the gene was investigated. In CHO cells, protein synthesis from the single-chain FSH gene was 17 fold higher than that from the heterodimeric counterpart. In the study of transgenic chickens, ten of the eleven chicks hatched from 62 embryos manupulated with recombinant retrovirus stock was determined to carry transgenic genes. RT-PCR analyses confirmed transcription of the single-chain FSH gene, however, no recombinant FSH was detected from the blood samples.

Vesicular Stomatitis Virus G Glycoprotein Envelope으로 포장된 Defective Retroviral Vector를 이용한 닭의 배로의 유전자 전이

권모선,임은정,허영태,이훈택,이영만,김태완 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2001 Reproductive & developmental biology Vol.25 No.2

In Vitro에서의 Tetracycline Inducible Expression System에 의한 재조합 돼지 성장호르몬 유전자의 발현

권모선,구본철,김태완 충남대학교 형질전환복제돼지연구센터 2007 논문집 Vol. No.10

본 연구에서는 돼지의 체지방을 감소시키고 성장을 촉진시키는 인자인 PGH를 cloning하여 이 유전자를 외래 유전자의 발현이 유도적으로 조절되는 Tet system에 도입하고자 하였다. 또한 유전자의 발현이 turn on되었을 때 그 발현 정도를 최대화하기 위하여 WPRE 서열을 도입하였다. 구축된 각각의 vector는 retrovirus 생산 세포주에 도입하여 virus를 생산하였으며 이를 여러 종류의 표적세포에 감염시켜서 PGR 유전자의 발현을 확인한 결과,1×10^(6) 세포에서 350∼2,100 ng의 PGH가 분버되었으며 특히 PFF 세포에서 가장 높은 발현을 나타내었다. Tet system에 도입된 PGH의 발현이 유도적으로 조절되는지를 PFF 세포에서 확인한 결과, 유도 효율이 2-6배로 나타났으며 WPRE 서열이 rtTA 유전자의 downstream에 위치한 조건에서 가장 높은 유도 효율을 나타내었다. 이러한 PGH 유전자의 유도적인 발현의 조절은 고급육 생산의 형질전환 돼지 연구에 있어서 가장 큰 문제점이 되는 PGH 유전자의 과다한 발현에 의한 생리적인 부작용을 최소화할수 있는 해결 방안으로 제시될 수 있을 것이다. We cloned cDNA of the PGH(Porcine growth hormone) gene and constructed retrovirus vector designed to express PGH gene under the regulation of CMV(cytomegalovirus) promoter. To maximize the expression, WPRE(woodchuck hepatitis virus posttranscriptional regulatory element) sequence was placed at the downstream of the PGH gene. After infection with recombinant viruses, approximately 1×10^(6) PFF(Porcine fetal fibroblast) cells released PGH protein into the media as much as 1,400 ng. In a subsequent experiment, a modifications of the retrovirus vector was made to express the PGH gene in a teracycline-inducible manner. In PFF cells carrying these viral vector sequences, addition of doxycycline to the media resulted in 2∼6 fold increase in PGH synthesis, In the modified retrovirus vectors, the WPRE sequence also played a role in boosting the effect of the tetracycline induction. This result indicates that our tetracycline-inducible expression system might be a promising candidate in alleviating the complicate physiological problems caused by constitutive expression of the exogenous genes in the transgenic animals.

Mouse Mammary Epithelial Cell에서 Retrovirus Vector를 이용한 Human Lactadherin 유전자의 유도적 발현

권모선,구본철,정병현,염행철,박창식,김태완 충남대학교 형질전환복제돼지연구센터 2004 논문집 Vol. No.8

Lactadherin (formerly known as BA46), a major glycoprotein of the human milk fat globule membrane, is abundant in human breast milk and breast carcinomas and may prevent symptomatic rotavirus infections. In this study, under the control of tissue specific and hormonal inducible mouse whey acidic protein (WAP) promoter, the expression pattern of lactadherin (Ltd) in lactogenic hormone - dependent mouse mammary epithelial cell line HCll were tested. pLNWLtd construct containing 2.4 kilobases of the WAP promoter and 1.5 kilobases of human lactadherin gene was stably transfered into HCll cells using retroviral vector system. Integration and expression level of the transgene was estimated using PCR and RT-PCR, respectively. Prominent induction of Ltd gene under the WAP promoter was accomplished in the presence of insulin, hydrocortisone and prolactin. Compared to the control (cells cultured with insulin alone), however we observed that the WAP promoter was leaky. These data indicate that futher studies are needed in finding an appropriate promoter other than WAP promoter because of its leakiness.

일차배양세포에서 재조합 hTPO 유전자의 발현 조절을 위한 Retrovirus Vector System의 구축

권모선,김도향,구본철,김태완 한국동물번식학회 2007 Reproductive & developmental biology Vol.31 No.2

GFP 형질전환 소를 생산하기 위한 Virus Vector System의 구축

권모선,노지열,김태완,구본철 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2012 발생공학 국제심포지엄 및 학술대회 Vol.2012 No.1

재조합 hTPO 유전자의 발현 조절을 위한 Retrovirus Vector System의 구축

권모선,구본철,김도향,김태완 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2007 Reproductive & developmental biology Vol.31 No.3

본 연구에서는 외래 유전자의 지속적인 발현에 의한 형질 전환 개체나 세포의 생리적인 부작용을 최소화하기 위하여 hTPO 유전자의 발현을 조절할 수 있는 tetracycline-inducible retrovirus vector system을 구축하고자 하였다. hTPO 유전자는 사람의 간암세포인 HepG2에서 분리한 RNA를 주형으로 하여 RT-PCR 방법을 이용하여 확보하였으며, 이 유전자를 MLV 유래의 vector에 도입하여 pLNChTPOW를 재조합하였다. 재조합한 vector는 GP2 293 포장세포에 도입하여 바이러스를 생산하였으며, 이 바이러스를 이용하여 감염시킨 여러 표적세포에서 hTPO의 발현을 확인하였다. 또한, hTPO의 발현을 유도적으로 조절할 수 있도록 하기 위하여 hTPO를 one vector 형태의 Tet-On vector system에 도입하였으며, 발현의 유도 조건에서 보다 강한 발현을 위하여 WPRE 서열을 여러 위치에 도입하였다. 구축한 Tet system의 발현 조절 정도는 각 바이러스를 감염시켜서 구축한 CEF와 PFF 세포에서 RT-PCR과 Western blot, 그리고 ELISA 방법을 이용하여 확인하였다. 그 결과, CEF에서는 WPRE 서열이 hTPO 유전자의 3'에 위치한 경우에서, PFF에서는 WPRE가 rtTA의 3'에 위치한 경우의 vector system에서 가장 높은 발현율과 유도율을 나타내었다. 이는 Tet system에서의 hTPO 유전자 발현 조절이 매우 효율적으로 이루어지며, 세포주에 따른 의존적인 조절 양상을 보이는 것을 의미한다. 따라서 hTPO의 대량 생산을 위한 생체 반응기로서의 형질 전환 동물의 개발을 보다 효율적으로 수행하려면 적절한 Tet system이 선별적으로 적용되어야 할 것이다. In this study, we constructed and tested retrovirus vectors designed to express the human thrombopoietin gene under the control of the tetracycline-inducible promoters. To increase the hTPO gene expression at turn-on state, WPRE sequence was also introduced into retrovirus vector at downstream region of either the hTPO gene or the sequence encoding reverse tetracycline-controlled transactivator (rtTA). Primary culture cells (PFF, porcine fetal fibroblast; CEF, chicken embryonic fibroblast) infected with the recombinant retrovirus were cultured in the medium supplemented with or without doxycycline for 48 hr, and induction efficiency was measured by comparing the hTPO gene expression level using RT-PCR, western blot and ELISA. Higher hTPO expression and tighter expression control were observed from the vector in which the WPRE sequence was placed at downstream of the hTPO (in CEF) or rtTA (in PFF) gene. This resulting tetracycline inducible vector system may be helpful in solving serious physiological disturbance problems which have been a major obstacle in successful production of transgenic animals.

Mouse Mammary Epithelial Cell에서 Retrovirus Vector를 이용한 Human Lactadherin 유전자의 유도적 발현

권모선,구본철,정병현,염행철,박창식,김태완 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2003 Reproductive & developmental biology Vol.27 No.1

본 연구는 VSV-G glycoprotein을 envelope으로 하는 pseudotyped retrovirus vector system을 이용하여 쥐의 유방상피세포인 HC11에서 human Lactadherin 유전자의 발현을 확인하고자 하였다. 실험에 사용한 vector는 개체내에서의 외래 유전자의 지속적인 발현에 의한 생리적인 부작용을 최소화하기 위한 구조로, 조직특이적이며 lactogenic hormone에 의해 유도적인 활성을 가지는 것으로 알려진 WAP promoter의 통제하에 도입하고자 하는 외래 유전자를 위치하도록 하였다. WAP promoter의 대조군으로 지속적인 활성을 나타내는 β-actin promoter를 사용하였으며, 이 각각의 promoter와 marker gene으로 E. coli LacZ gene을 재조합한 후 retrovirus vector system을 이용하여 HCll에 도입하였다. 세포의 genome 내로의 유전자의 전이는 PCR을 통해 확인하였고, RT-PCR의 수행으로 유전자의 발현을 확인하였다. Lactadherin 유전자를 이용한 실험도 동일한 과정으로 수행하였으며, RT-PCR의 결과에서 HCll 세포에서 Lactadherin 유전자의 발현이 insulin을 단독으로 처리한 군에 비해 insulin, hydrocortisone, prolactin을 동시에 처리한 군에서 우월하게 나타나는 것으로 확인되었다. 그러나 insulin 단독 처리군에서 유전자의 발현이 약하게 나타나는 것으로 관찰되어 WAP promoter의 leakiness에 대한 재고의 필요성이 요구되었다. Lactadherin (formerly known as BA46), a major glycoprotein of the human milk fat globule membrane, is abundant in human breast milk and breast carcinomas and may prevent symptomatic rotavirus infections. In this study, under the control of tissue specific and hormonal inducible mouse whey acidic protein (WAP) promote., the expression pattern of lactadherin (Ltd) in lactogenic hormone-dependent mouse mammary epithelial cell line HC11 were tested. pLNWLtd construct containing 2.4 kilobases of the WAP promoter and 1.5 kilobases of human lactadherin gene was stably transfered into HC11 cells using retroviral vector system. Integration and expression level of the transgene was estimated using PCR and RT-PCR, respectively. Prominent induction of Ltd gene under the WAP promoter was accomplished in the presence of insulin, hydrocortisone and prolactin. Compared to the control (cells cultured with insulin alone), however we observed that the WAP promoter was leaky. These data indicate that luther studies are needed in finding an appropriate promoter other than WAP promoter because of its leakiness.

ReverseTetracycline-regulatedRetroviral Vector System을 이용한 human lacfadherin 유전자의 유도적인 발현

권모선,구본철,이용석,박재복,김태완 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2003 Reproductive & developmental biology Vol.27 No.1

효율적인 Follicle Stimulating Hormone의 생산을 위한 Retrovirus Vector System의 확립

권모선,구본철,김태완 한국동물생명공학회(구 한국동물번식학회) 2003 Reproductive & developmental biology Vol.27 No.1