일반기술

유용단백질 생산 형질전환 동물 개발

포유동물의 수정란에 조직특이적 발현벡터를 도입시키기 위하여 염소의 β-lactoglobulin (BLG)의 5' -조절 부위와 polyadenylation 신호 서열을 갖는 벡터로 삽입하여 제조하였다. 사람 α1-antitrypsin (α1-AT)과 erythropoietin (EPO) 유전자의 genomic 염기서열을 BLG의 5' -조절 부위 서열을 갖는 pBluescript에 각각 삽입하여 p1692g-AT와 p1692epo 벡터를 만들었다. 형질 전환된 유선 세포 HC11에서의 α1-AT 및 EPO mRNA 발현을 확인하였으며, 형질 전환된 유선 세포에서의 α1-AT 및 EPO 단백질 발현 및 분비를 면역블랏 방법으로 확인하였다. 또한 조직특이적 유용단백질 발현 효율증진을 위하여 유선 특이적 actiavtion element를 포함하는 것으로 추정되는 -470∼-740 지역을 Gel-shift 및 Foot-printing 방법으로 분석하여 actiavtion element로 추정되는 -697∼-744 부위를 올리고뉴클레오타이드로 합성하였다. 이 올리고뉴클레오타이드는 BLG의 205 프로모터의 상류에 세벌로 결합되었을 때 205 프로모터를 크게 활성화 시켰을뿐만 아니라, 이 oligonucleotide는 젖 생산 호르몬들을 처리 했을 때 프로모터 활성을 약 6배 정도 증가 시켰다. 이상과 같은 유선 특이적 actiavtion element는 유선 조직-특이적 고활성 프로모터의 제작에 이용될 수 있을 것이다. 이상과 같이 제조된 사람 α1-antitrypsin 과 EPO 유전자 발현용 재조합 DNA를 생쥐 수정란에 미세주사하여 유전자이식 생쥐를 만든 결과 여러 마리의 founder mice를 만드는데 성공하였고, 이 founder mice를 다시 교배시켜 외부 유전자의 삽입이 확인된 유전자이식생쥐 Line을 얻었다. 특별히 EPO 발현 유전자이식생쥐의 line들을 분석한 결과 유전자이식생쥐에서 EPO가 혈액으로 다량을 분비되는 polycythemia와 유사한 phenotype이 발견되었다. 지금까지 얻은 결과들로 미루어 보아 염소의 BLG promoter가 생쥐의 생체내에서 확실히 발현된다는 것을 알 수 있었고, 유전자이식생쥐의 polycythemic phenotype에 의한 교배의 어려움으로 인해 유즙생산을 위해 비교적 오랜 시간이 필요할 것으로 예상되나, 궁극적으로 조직특이적 발현의 개선과 함께 성공적인 유전자이식생쥐의 개발과 유즙 내에서의 EPO 대량생산이 가능하라리 기대된다. 현재 얻은 EPO 유전자이식생쥐는 세계에서 처음으로 개발된 것으로서 유용단백질 생산의 차원을 떠나 polycythemia의 질병모델로도 그 가치가 높이 평가되고 있다. 적혈구수, hematocrit, 혈액중 EPO 농도, 거대비장증(splenomegaly) 등 여러 가지가 인간의 polycythemia와 극히 유사하여, 이 질병의 기전연구와 치료를 위한 중요한 실험동물로 쓰일 수 있다.