사람의 모유에 많이 함유된 human lactoferrin(hLF)은 항균 및 항 바이러스 작용이 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 hLf를 메탄올자화 효모인 Pichia pastoris에 cloning하고 그 발현을 RT-PCR, Northern blotting, SDS-PAGE및 Western blotting으로 확인하였다. 그 결과 2.1 kb의 hLf 유전자가 P.pastoris의 염색체 DNA로 끼어들어가 안정적으로 hLf를 발현하였다. 이 재조합 P.pastotis로부터 hLf를 포함하는 세포 추출액을 얻어 항균 작용을 연구하였다. 발현된 재조합 hLf는 Staphylococcus aureus, Micrococcus flavus 등의 그람 양성균에 대해 강력한 항균작용을 보일 뿐만 아니라 그람 음성 동물성 병원균인 Pseudomonas fluorescens ID 9631, E. coli ATCC8739, 25922,35 등과 Salmonella typhimurium 114,115 등 다양한 균에 대해서도 강력한 항균작용을 보였다. 이는 재조합 hLf가 생물학적 활성이 있다는 것을 보여준다.
Human lactoferrin (hLF) is an 80 kDa iron-binding glycoprotein that is expressed in high concentration in milk and in lesser amount in the secondary or specific granules of neutrophils and in plasma, LF is classically considered to be related to the binding, transport, and storage of iron. The transgenic mice carrying the human hLF gene in conjunction with the bovine $\beta$-casein promoter produced the human hLF in their milk during lactation. To screen transgenic mice, PCR was carried out using chromosomal DNA extracted from tail or toe tissues. In this study, stability of germ line transmission and expression of hLF were monitored up to generation Fl7 of a transgenic line. When female mouse of generation F9 was crossbred with normal male, generation F9 to Fl7 mice showed similar transmission rates ($66.0 \pm 12.57%, 42.0 \pm 14.98%, 72.2 \pm 25.45%, 50.0 \pm 16.70%, 65.7 \pm 6.45%, 48.6 \pm 14.65%, 54 1 \pm 18 11%, 57.8 \pm 16.16% and 48.6 \pm 20.66$, respectively), implying that the hLF gene can be transmitted stably up to long term generation in the transgenic mice For ELISA analysis, hLF expression levels were determined with an hLF ELISA kit in accordance with the supplier's protocol. Expression levels of human hLF from milk of generation F9 to Fl3 mice were $ 3.2 \pm 0.69 mg/ml, 3.1 \pm 0.81 mg/ml, 4.6 \pm 1.38 mg/ml, 3.1 \pm 0.42 mg/ml, and 4.5 \pm 1,48 mg/ml$, respectively. These expression levels were lower than that of founder (6.6 mg/$m\ell$) mouse. We concluded that transgenic mice faithfully passed the transgene on their progeny and successively secreted target proteins into their milk through several generations.
Using the DDRT-PCR, a series of differentially expressed genes in human primary cervical cancer was isolated. Among the 250 PCR amplimers, 88 gene fragments were confirmed by reverse Northern hybridization. Homology searches indicated that 26 out of 88 were previously known genes including calmodulin, human BBC1, histone H3.3, a series of ribosomal proteins (RPL19, RPS19, and RPS12), translation initiation factor (eIF-4AI), lactoferrin, integrin ${\alpha}6$, cell-surface antigens (CD9 and CD59), transcription factor (mbp-1), and mitochondrial proteins. Several unknown clones showed sequence homology with known genes. Furthermore, six of the unknown genes showed identical sequence with expressed sequence tags (EST) of unknown function. Differential expression patterns of identified genes were further examined and confirmed with multiple pairs of cervical cancer samples using Northern hybridization. Our profiling of differentially expressed genes may provide useful information about the underlying genetic alterations in human cervical carcinoma and diagnostic markers for this disease. The precise roles of these genes in cancer development remain to be elucidated.
락토페린(LF)는 철이온과 결합하는 당 단백질로서 항균, 항바이러스, 항진균 등의 기능을 가지고 있으며, 생체의 각종 체액으로부터 분비되는 다기능성 단백질이다. 본 연구에서는 사람의 락토페린(hLF)으로부터 유래된 N-lobe의 유전자를 분리하고 산업용 균주로서 많이 사용되는 메탄올자화 효모인 Pichia pastoris에서 발현시켰다. 재조합 사람 락토페린 N-lobe (rhLF-N)는 배양액으로 분비 발현되었으며, 3L 발효조에서 약 $458{\mu}g/ml$이 수준으로 생성되었다. rhLF-N을 정제한 다음 SDS-PAGE와 western blot으로 분석하여 분자량 35 kDa 단백질을 확인하였으며, hLF에 대한 항체를 이용하여 면역확산법으로 면역성을 확인하였다. rhLF-N의 mRNA 발현양상을 qRT-PCR로 분석한 결과 메탄올 첨가에 의한 발현 유도 후 2-3일째에 발현율이 가장 높았으며, 4일째에는 점차적으로 감소하였다. 정제한 rhLF-N을 이용하여 항균활성을 조사한 결과 Staphylococcus aureus, E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cepacia, Salmonella typhimurium과 같은 병원성 균에 대해 광범위한 항균활성을 보였으나, LF유래 항균 peptide들과 항균활성을 비교하였을 때, 항균력이 상대적으로 매우 떨어지는 것으로 나타났다. 비록 본 연구에서 발현한 rhLF-N은 항균력은 떨어지나, hLF에 비해 그 크기가 작고 배양조건 연구로 P. pastoris에서 대량 생산이 가능하며, 배양액으로 분비시킬 수 있기 때문에 정제 비용 등을 고려 할 때 산업적 응용에는 보다 유리할 것으로 사료된다.
A strong oxidative stress-inducible peroxidase promoter (referred to as SWPA2 promoter) was cloned from tell cultures of sweetpotato (Ipomoea batatas) and characterized in transgenic tobacco cultured cells in terms of biotechnological applications. Employing a transient expression assay in tobacco protoplasts, with five different 5'-deletion mutants of the SWPA2 promoter fused to the $\beta$-glucuronidase (GUS) reporter gene, the 1314 bp deletion mutant showed approximately 30 times higher GUS expression than the CaMV 35S promoter. The expression of GUS activity in suspension cultures of transgenic cells derived from transgenic tobacco leaves containing the -1314 bp SWPA2 promoter-GUS fusion was strongly expressed following 15 days of subculture compared to other deletion mutants, suggesting that the 1314 bp SWPA2 promoter will be biotechnologically useful for the development of transgenic cell lines engineered to produce key pharmaceutical proteins. In this respect, we developed transgenic cell lines such as tobacco (Nicotiana tabacum L. BY-2), ginseng (Panax ginseng) and Siberian ginseng (Acanthopanax senticosus) using a SWPA2 promoter to produce a human lactoferrin (hLf) and characterized the hLf production in cultured cells. The hLf production monitored by ELISA analysis in transgenic BY-2 cells was directly increased proportional to cell growth and reached a maximal level (up to 4.3% of total soluble protein) at the stationary phase in suspension cultures. The SWPA2 promoter should result in higher productivity and increased applications of plant cultured cells for the production of high-value recombinant proteins.
락토페리신은 다양한 생리활성을 나타내는 락토페린(약 80kD)에서 유래된 항균성펩타이드 분획물(5kD)이다. 마우스HC11유선상피세포에서 인체 락토페리신의 발현은 bovine beta-casein을 promotor로 하고 인체 락토페리신 cDNA를 삽입하여 제작한 pBL1-cin발현벡타를 이용하였다. 이 발현벡타를 이용하여 인체 락토페리신 발현여부를 RT-PCR, northern blot, dot blot분석을 통하여 확인하였다. pBL1-cin 발현백타를 HC11세포에 transfection 하여 얻은 RNA를 이용하여 RT-PCR를 한 결과 150bp의 크기로 확인되었고 Northern blot 분석결과는 약 2.3 kb의 크기로 확인되었다. 인체 락토페린 polyclonal항체를 이용하여 dot blot한 결과 인체 락토페리신이 분비됨을 확인하였다.
본 연구는 인체 락토페린(hLF)을 우유 중으로 생산하는 형질전환 젖소의 개발에 관한 것이다. 이를 위한 모델 시스템으로서 락토페린 cDNAdhk 소의 베타-카제인 프로모터를 이용하여 형질전환 생쥐를 개발하였다. 발현 벡터의 락토페린에 대한 발현효율을 증가시키기 위하여 2개의 재조합 인트론을 삽입하였다. 20계통의 형질전환 생지를 개발하였는데 유즙에서의 락토페린 발현량은 1~200$\mu\textrm{g}$/ml이었다. hLF RNA의 발현 양상을 유선조직을 포함하여 뇌, 신장, 간 조직 등에서 조사하였을 때, 오직 유선에서만 발현되었을 뿐 아니라 엑손/인트론 경계 부위에서 정확하게 splicing되었다. hLF를 생산하는 형질전환 젖소를 개발하기 위하여 위에서 기술한 DNA를 소의 수정란에 미세주입한 후, 외과적 또는 비외과적 방법으로 대리모에 이식하였다. 한편, DNA가 주입된 수정란의 상태가 임신율에 미치는 영향을 조사하였다. 수정란을 최우수, 우수, 보통 등 3등급으로 나누었을 때, 각각의 임신율은 38.9, 15.4, 14.3%로 나타났다. 현재까지 유전자가 주입된 수정란을 대리모에 이식하여 태어난 35마리의 송아지 중, 30마리는 형절전환되지 않았으며 나머지는 현재 분석 중에 있다. 이상의 결과로 본 연구자들은 DNA가 미세주입된 젖소 수정란의 배양과 이식에 필요한 제반 기술을 확립하였으며, 아울러 임신율에 영향을 주는 여러 인자들에 대한 연구도 함께 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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