Abstract
E. coli in combination with bacteriophage $\lambda$ was used to overcome the intrinsic plasmid instability that is frequently found in recombinant fermentation especially in long-term operation. In order to enhance the stability and productivity, the bacteriophage ${\lambda}NM1070$ was used in this study. It is a $\lambda$ mutant, which is deficient in the synthesis of protein related to DNA packaging and cell lysis. The ${\lambda}NM1070$ is also a temperature-sensitive mutant. To optimize the production of recombinant protein in this temperature-sensitive system, the temperature effects on growth and cloned gene expression were investigated for stable and efficient recombinant gene expression. The induction to the lytic state was not complete at $36^{\circ}C$ while the temperature above $40^{\circ}C$ induced the lytic state completely. However, the productivity was decreased at $42^{\circ}C$ by temperature inhibition. The L-free cell concentration increased with the increase of temperature until $40^{\circ}C$. In conclusion, ${\lambda}NM1070$ has the optimal temperature at $38^{\circ}C$ for stability and at $40^{\circ}C$ for expression.
본 연구는 장시간의 산업적인 연속 배양에서 문제가 되는 플라즈미드 불안정성을 극복하기 위해서 박테리오 파아지람다를 벡터로 이용하였다. 또한, 벡터의 안정성과 생산성을 높이기 위해서 용균과 ${\lambda}DNA$패키징이 결핍된 돌연변이 람다를 선별하였다. 이 돌연변이 람다는 온도 전환에 의해서 단백질이 생산되는 온도 민감성 돌연변이 cI유전자를 가지고 있기 때문에 재조합 단백질 생산, ${\lambda}DNA$ 복제,숙주 세포의 안정성 등이 lytic상태로의 전환을 유도하는 온도에 영향을 받게 된다. $36^{\circ}C$의 배양 온도는 lytic으로 전환이 잘 되지 않았고, $40^{\circ}C$ 이상의 배양 온도는 완전한 lytic상태를 유도하였다. 그러나$42^{\circ}C$의 배양 온도에서는 생산성이 감소되는 온도 저해 효과가 관찰되었다. 온도가 증가할수록 박테리오 파아지가 들어 있지 않는 대장균의 수는 증가하였고,이것은 새로운 파아지를 만들 수 있는 박테리오 파이지를 사용하여 재감염을 시키면 완화될 수 있을 것으로 예상된다. 결과적으로 단위 세포당 발현량은 $40^{\circ}C$에서 최대를 나타내었고, 안정성이나 총 발현량의 관점에서는 $38^{\circ}C$가 최적의 온도로 관찰되었다.
