돼지 유래 β-1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 1 (B3GNT1)의 동정과 PK-15 세포주를 이용한 기능 분석

국문 초록 (Abstract)

돼지는 인간과 생리적으로 유사하기 때문에 다양한 목적으로 연구되고 있다. 최근에는 돼 지를 이용한 이종장기이식 관련 연구가 큰 주목 받고 있으며, 치료용 단백질을 생산하기 위 한 생체반응기로써 이용되고 있다. 이러한 연구에 있어서 당 사슬의 역할은 매우 중요하다. 당 사슬은 치료용 단백질의 체내 안정성에 큰 영향을 미치며 다양한 방법으로 면역을 조절 한다고 알려져 있다. 하지만 돼지에서의 당 사슬 관련 연구는 미비하며, 많은 당 전이효소 들의 서열이나 기능이 정확히 분석되지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 당 전이효소 중 하나인 β‐1,3‐N‐acetylglucosaminyltransferase 1 (B3GNT1)을 돼지로부터 동정 후 PK‐15 세 포주를 이용하여 기능분석을 하였다. 이 유전자는 다양한 glycan epitope를 형성하는데 있 어서 중요한 기능을 한다. 먼저 간 조직으로부터 획득된 cDNA를 주형으로 degenerated PCR을 수행하여 유전자를 동정하였다. 동정된 유전자는 368개의 아미노산을 encoding하 는 1227개의 nucleotide로 구성되어 있으며, 다른 종에서 보고된 B3GNT1과 높은 상동성을 가 지고 있는 것을 확인하였다. 또한, 기능 분석을 위하여 돼지 신장세포인 PK‐15에서 B3- GNT1의 과 발현을 유도하였다. RT‐PCR과 Western blot을 통하여 유전자의 과발현을 확인 하고, Lycopersicon esculentum lectin (LEA)를 이용한 ELISA 분석 방법을 통해 효소의 기 능을 확인하였다. B3GNT1은 poly N‐acetylactosamine (polyLacNAc) 형성에 중요한 역할 을 하기 때문에 이를 특이적으로 인지하는 LEA를 사용하였다. 이를 통해 B3GNT1의 과발현이 유도된 세포에서 더 많은 polyLacNAc이 합성되었음을 확인할 수 있었다. 또한, Gal(β1‐ 3)GalNAc structure를 이용한 기질반응을 통해 효소의 기능을 확인하였다. 과발현이 유도 된 세포에서 약 3배 이상의 높은 기질 반응성을 보였으며, 이를 통해 돼지로부터 클로닝 된 B3GNT1의 기능을 확인할 수 있었다. 돼지로부터 당 전이효소를 동정하고 분석하는 연구는 생체반응기로써 돼지를 이용하는 다른 연구에 중요한 기반이 될 것이라고 생각한다