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초록
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이종이식을 포함하여 바이오 의료산업 분야에 형질전환 돼지는 모델 동물로서 광범위 하게 활용되고 있다. 목표 유전자를 과발현하는 형질전환 돼지를 개발하기 위하여 바이 러스 유래 염기서열이 포함된 cytomegalovirus enhancer chicken beta-actin (CAG) 프로 모터가 가장 많이 활용되고 있다. 그런데, 바이러스 유래의 프로모터는 세대가 지남에 따 라 그 활성능이 감소된다고 알려져 있어, 발현 효율을 세대에 관계없이 지속시킬 수 있 는 프로모터의 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 효율적으로 목표 유전자를 발현하 는 형질전환 돼지 개발에 활용하기 위한 돼지 유래의 프로모터를 개발하고자 실시하였 다. 이를 위하여 바이러스 유래의 CMV, CAG 프로모터, 사람 유래 elogation factor 1 alpha (EF1α) 프로모터, 돼지 유래 porcine elongation factor 1 alpha (pEf1α) 및 actin (pActb) 영역을 pGL3 vector에 클로닝한 뒤 돼지 신장 상피세포(pk15), 돼지 혈관 내피세 포(pAECs), 돼지 귀 섬유아세포(pEFs)에서 luciferase 분석을 통해 CAG 프로모터에 대한 상대 활성을 비교 분석하였다. 그 결과 pEf1α 프로모터가 CAG 프로모터에 비해 높은 발 현 조절 효율을 보여주었고, 특히 pEFs에서는 유의적으로 높았다(p<0.001). 이종이식시 발생하는 세포성 거부반응 억제 유전자로 알려진 Human Leukocyte Antigen-E (HLA-E) cDNA를 pEf1α와 CAG 프로모터에 각각 연결한 발현 카세트를 제작한 후 pEFs에 도입하 여 발현 효율이 장기간 세포 배양에도 유지되는 지를 분석하였다. 항생제 선별 개시(0일) 후 14, 18, 22, 26, 30일 동안 배양한 각각의 세포에서 RNA와 단백질을 추출하여 정량 -PCR 및 Western blot 방법으로 HLA-E 발현 수준을 분석하였다. 그 결과 pEf1α 프로모 터는 HLA-E의 지속적 발현 유지를 유도하는 반면에 CAG 프로모터에 의한 HLA-E의 발 현은 18일차부터 급격히 감소하는 것을 확인하였다. 14일과 30일째 flow cytometry 분석 을 실시한 결과, HLA-E 발현 세포 수는 CAG에서 12.7%에서 7.4%로 감소한 반면에, pEf1α에서는 25%에서 28.9%로 유지되고 있음을 확인하였다. 이러한 결과로 pEf1α 프로 모터는 돼지 세포에서 목표 유전자의 발현을 장기간 배양에도 효율적으로 조절하여, 과 발현 형질전환 돼지 개발에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.