Effect of DNA Conformation on Genomic Integration of Transgenes and Its Implications on Integration Mechanism

외래유전자의 게놈내 삽입에 있어서 DNA형태가 미치는 영향

We recently demonstrated that both linear- and supercoil-form B1/B2 SINE (short interspersed elements) sequences could increase an integration frequency of a reporter gene in preimplatation mouse embryos. In those reports, when either a control or SINE-flanked DNA was separately applied to microinjection, the proportions of $\beta$-gal positives were 16% and 63%, respectively, in linear-form DNA, and 6% and 25%, respectively, in circular-form DNA. Here, we examined the contribution of a circular-form DNA moiety to integration frequency by using a mixed-farm (linear and circular-form) DNA in microinjection. When examined in the blastocyst stage, the proportion of $\beta$-gal-positive embryos was 17.3% and 46.6% in control and SINE-flanked DNA, respectively. These results suggest that there is little contribution of circular-form DNA moiety to the resultant integration frequency, and that the majority of the integration events are mediated through a linear conformation of vector DNA. In addition, some clues on integration process could be obtained from the analysis of microinjection results.

본 실험실에서는 최근에 SINE계 B$_1$과 B$_2$의 융합서열이 리포터유전자의 게놈내 삽입을 증가 시킴을 증명하는 결과를 보고하였다. Supercoil 형태일 때 대조구가 6%, SINE 벡터가 25%, 그리고 linear 형태일 때 각각 16%와 63%로 나타났다. 이번 실험에서는 이들 두가지 형태의 벡터를 같은 양으로 혼합한 DNA를 미세주입에 응용함으로서, 전체 게놈내 삽입률 중에서 과연 supercoil 형태의 벡터가 어느 정도로 기여하는지를 조사하였다. 수정란의 전핵에 혼합형태의 DNA를 미세주입한 후 배반포기의 생쥐배아를 대상으로 베타-갈락토시데아제 발현 여부를 조사한 결과 대조구의 경우 17.3%, SINE계 벡터의 경우 46.6%가 양성을 나타내었다. 이 결과는 아마도 supercoil 형태의 벡터는 독자적인 삽입 경로를 가지지 않음을 의미하는 것이며, 대부분의 경우 외래 유전자의 삽입은 linear 형태로 삽입이 이루어지는 듯 하다. 부가적으로 미세주입 결과로부터 일부 삽입 기작을 짐작할 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.