Until recently the most popular tetracycline-inducible gene expression system has been the one developed by Gossen and Bujard. In this study, we tested the latest version of same system and the results are summarized as follows: Compared with previous one, the difference of new system are minor changes of nucleotide sequences in transactivator and tetracycline response element (TRE) regions. Sensitivity to the doxycycline (a tetracycline derivative) was improved. Leakiness of GFP marker gene expression in non-inducible condition was significantly decreased. Higher expression of the marker gene was observed when the cells were fed with doxycycline- containing medium. Optimal insertion site of woodchuck posttranscriptional regulatory element (WPRE) sequence which was known to increase gene expression was different depending on the origin of cells. In chicken embryonic fibroblast, location of WPRE sequence at 3’ end of TRE resulted in the highest GFP expression. In bovine embryonic fibroblasts, 3’ end of transactivator was the best site for the GFP expression.

현재 널리 사용되고 있는 목적 유전자 발현 조절 시스템은 Gossen과 Bujard에 의해 개발 된 tetracycline-inducible gene expression system (Tet system)으로서, 유도체인 tetracycline 계열의 물질의 공급 여부에 따라 외래 유전자의 발현을 가역적이며 유도적으로 조절할 수 있다. 이 시스템은 중금속이나 steroid hormone 등을 이용한 발현 조절 시스템에 비해 발 현 유도율이 높고 비특이적인 발현이 상대적으로 낮으며, 유도물질에 의한 세포 독성이나 다 면 적 영향이 거의 나타나지 않는 장점을 가진다. 그러나 비유도 조건에서 완벽한 발현 억제가 이루어 지지 않은 관계로 background 활성이 미미하게 존재하고 있어서 이를 해결하기 위 한 연구가 진행되고 있으며 유도물질에 대한 transactivator의 감수성을 향상시켜서 낮은 유 도체의 농도에서도 유전자의 발현을 극대화하기 위한 시도도 이루어지고 있다. 본 연구에서는 가장 개선된 형태의 Tet system의 각 요소들을 재조합하여 one vector 형 태의 유전자 발현 조절 시스템을 구축한 후, 일차배양한 세포주에서 이 시스템의 효율성을 증명하고자 하였다. 재조합한 요소는 유전자 발현 조절을 위한 Tet system의 구성에 있어 서 가장 중요한 2가지 요소인 transactivator와 tetracycline response element (TRE)로 각 각 의 일부 서열이 변형된 형태이다. 도입한 transactivator는 유도 조건에서의 외래 유전자의 발현을 극대화시키고 발현 유도물질인 doxycycline에 대한 감수성을 높여서 저농도의 doxycycline 조건에서도 발현 유도가 가능하다. 또한, 변형된 TRE 서열에는 endogenous mammalian transcription factor 결합 부위가 존재하지 않으므로 transactivator가 없는 경우 유전 자의 발현이 turn on되지 않으므로 background 활성이 거의 나타나지 않는다. 실제적으로 기존의 Tet system에서는 비유도 조건에서의 외래 유전자인 GFP의 발현을 미미하게 나타 낸 데에 비해 개선된 Tet system에서는 GFP의 발현이 거의 나타나지 않았다. 또한, 유도 조건에서는 기존의 system에 비해 새롭게 구축한 system에서 강한 발현을 나타내었으며 발현 유도율도 매우 높은 것으로 확인되었다. 구축한 Tet vector system에서 WPRE 서열의 위치와 표적세포주의 종류에 따른 GFP의 발현 양상을 확인한 결과, 소의 태아섬유아세포 에서는 WPRE가 transactivator 서열의 3′ 위치에 존재한 vector에서 발현이 가장 강하게 나 타났으며 닭의 배아섬유아세포에서는 WPRE가 TRE 서열의 3′ 위치에 존재한 vector에서 강한 발현을 보였다. 본 연구에서 구축한 개선된 형태의 Tet system은 완벽한 외래 유전자의 발현 조절을 가 능하게 함으로써 세포 수준에서나 개체 수준에서의 관련 연구에 있어서 유용한 유전자 전 이 수단으로 이용될 수 있을 것이다. * 본 연구는 농촌진흥청 차세대 바이오그린21사업(과제번호: PJ007990042012)의 지원에 의해 이루어졌다.

191개의 아미노산으로 구성된 인간 성장 호르몬(human Growth hormone, hGH)은 성장 촉진뿐만 아니라 근육량 증가, 뼈 강화, 체내 지방 분해 등의 약리적 작용을 가지며, 이와 연관된 여러 질환에 대한 치료 및 기타 치료보조제(미용 및 노화억제 분야 등)로 사용되고 있다. hGH를 비롯한 대부분의 단백질 치료제는 98% 이상이 주사제로 투여되고 있는데 이 러한 투여 방식은 환자의 통증 및 감염 가능성 뿐만 아니라 투여 횟수가 많은 경우에는 시 간적, 비용적, 편리성의 측면에서 환자에게 부담이 가중된다. 본 연구에서는 이러한 문제점 을 해결하기 위하여 감염의 우려도 없으며 주사공포증 없이 복용할 수 있는 hGH와 hTf 단 백질을 융합시킨 형태의 경구 투여용 hGH를 생산하고자 하였다. hGH와 hTf 융합 단백질의 유전자 서열은 HepG2 세포에서 분리한 RNA로부터 RT-PCR 을 수행하여 cloning한 hTf 유전자의 서열과 cDNA로 합성한 hGH 유전자 서열을 cyclo peptide linker나 helical peptide linker로 연결하여 retrovirus vector에 도입하였다. 구축한 각 virus vector는 virus 생산 세포주인 GP2 293과 VSV-G 피막단백질 유전자를 이용하여 retrovirus로 생산한 후, 닭의 배아섬유아세포인 CEF와 CHO 세포에 감염시켰다. 각 세포에서 hGH-hTf 유전자의 발현은 RT-PCR, Western blot, ELISA 실험을 통하여 확인하였다. RT-PCR 실험 결과에서는 virus에 감염된 세포주와 감염되지 않은 세포주에서 GAPDH 유전자에 대한 증폭 단편이 확인된 데 반해, hGH 유전자와 WPRE 서열에 대한 증폭은 virus 에 감염된 세포주에서만 이루어 졌다. Virus에 감염된 세포에서 hGH 단백질과 hTf 단백 질의 발현 양상을 확인하기 위하여 각각의 세포 배양액과 세포에서 분리한 단백질을 이용 하여 Western blot을 실시하였다. 세포 배양액과 세포에서 분리한 단백질에서의 hGH와 hTf 발현을 비교한 결과, 두 단백질 모두 세포 배양액에서의 발현이 강한 것으로 확인되었다. hGH 단백질은 약 20 kD의 크기를 나타내었으며 hTf 단백질은 80 kD의 크기를 가지는 것 으로 확인되었다. 각 virus에 감염된 세포에서는 hGH 단백질이 hTf 단백질과 융합된 형태 로 발현되어 약 100 kD의 크기를 가지는 것으로 확인되었다. ELISA 분석 실험에서도 virus 에 감염된 각 세포에서의 hGH 단백질의 발현 및 분비를 확인하였다. 본 연구에서 확보한 경구 투여용 인간 성장 호르몬인 hGH-hTf는 차후 형질전환 동물의 개발이나 물질 생산 세포주의 확립을 통해서 대량생산함으로써 주사용으로만 개발되어 있 는 바이오의약품의 경구용화 관련 연구에 필요한 핵심 기술을 제공할 수 있을 것이다. * 본 연구는 농촌진흥청 차세대 바이오그린21사업(과제번호: PJ00804101)의 지원에 의해 이루어졌다.

국외에서 수집된 단수수 유전자원 100품종을 대상으로 주요형질변이를 탐색하여 우리나라에 알맞은 품종을 선정하고 아울러 육종에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주요 실용형질의 평균치는 간장 217 cm, 수장 23 cm, 절수 10.5개, 경태 17 mm, 생체수량 36 t ha−1, 출수소요일수 71일이었다. 2. 에탄올 생산에 크게 영향을 미치는 당도 범위는 3.8-20.8 Brix였고, 평균은 12.5 Brix였으며, 20 Brix를 초과하는 고당도인 “Early Folger”과 “Georgia Blue Ribbon” 등 2품종을 선정하였으며 고당도 품종육성에 유망한 유전자원으로 보였다. 3. 건물수량의 범위는 1-44 t ha−1이었고, 평균은 10 t ha−1이었으며, 30 t ha−1을 초과하는 “Sweet open burku head”, “Tinkish”, “MN 2162” 등 3품종을 선정하였으며 셀룰로오스계 바이오에탄올 생산에 유망한 유전자원으로 기대되었다. 4. 주요 형질간의 상관관계는 간장과 절수, 경태, 생체수량,건물수량, 출수소요일수 간에, 당도와 출수소요일수 간에 고도의 유의성이 인정되는 정의 상관을 보였다. 5. 절수는 간장, 경태, 생체수량, 건물수량 및 출수소요일수간에 그리고 출수소요일수는 수장을 제외한 다른 모든 특성들과 고도의 정의 상관을 보였다.

Human growth hormone (hGH), one of the most important hormones in medicine, is secreted from anterior pituitary gland. Its broad physiological function includes body growth, cell regeneration, increasement of muscle volume, bone density, body fat reduction, and so on. Due to the wide range of therapeutic effects, the hGH produced from E. coli has been commercialized already. In this study, we asked whether it is possible to produce recombinant hGH efficiently from various cultured mammalian cells. To meet this purpose, we chose a retrovirus vector system for transfer and expression of the hGH gene in various mammalian cells. Analyses of RT-PCR, ELISA, and Western blot to determine expression of the hGH gene showed the highest production of the hGH was determined from chicken embronic fibroblast (CEF) cells with the concentration of 8.58 μg/ml. The biological activity of the hGH was similar to the commercially available counterpart. These results suggest that mass production of hGH is possible not only in the E. coli but also in the various mammalian cells.

hFSH is a glycoprotein secreted from anterior pituitary and consists of α and β subunits. Because of its major biological functions including sperm formation in the male and for follicular growth, FSH is used to cure woman's sterility. In this study we tried to produce recombinant hFSH in vitro using a retrovirus expression vector. Two major components of the vector we constructed are: (ⅰ) a DNA fragment containing α and β genes fused by a DNA sequence coding carboxyl terminal peptide (CTP) of human chorionic gonadotropin, (ⅱ) a DNA fragment corresponding woodchuck hepatitis virus posttranscriptional regulatory element (WPRE). Evaluation of expression profile of the recombinant FSH using reverse transcription PCR and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Among three cell lines tested, HeLa cells were the best for hFSH expression (5,395 mIU/ml), then followed by chicken embryonic fibroblast (CEF) cells and Chinese hamster ovary (CHO) cells in the order of hFSH production. In addition to the amount, the FSH produced from HeLa cells was highest in terms of biological activity which was determined by measuring cAMP.

지구온난화와 화석연료의 고갈이라는 심각한 위기 속에 세계 모든 나라들이 탄소배출 감소와 대체에너지 확보방안 마련에 노력하고 있다. 스웨덴은 자연자원 특히 산림자원을 이용한 바이오에너지 생산에 모범을 보이는 나라이다. 해외에너지의존도가 과거 70%가 넘는 수준에서 30% 미만으로 낮출 수있었던 그들의 성공요인을 분석하여 국내 바이오에너지 산업화 활용자료로 이용하고자 한다. 1. 스웨덴의 바이오에너지 정책은 1997년 처음 입안되어 대폭적인 예산지원과 바이오에너지 지원체제가 구축되었다. 전기인증제, 세금면제, 특별자금지원(연구개발 및 산업화) 등 다양한 형태로 건강과 환경, 기후에 미치는 영향은 최소화하면서 저비용으로 에너지를 생산하고 효율적으로 소비하는 정책을 성공적으로 만들어냈다. 2. 바이오에너지 개발을 위해 스웨덴은 면세, 세금부과 등의방법을 적절히 부과하였는데 기존의 에너지 자원에 대한 세금부과, 바이오매스, 풍력, 수력발전으로부터 생산되는 에너지에대한 면세 또는 보조금 지급 등 다양한 혜택을 주고 있다. 3. 스웨덴은 국가 전체적으로 막대한 산림을 이용해 생산된바이오매스를 화력발전시스템으로 전기, 난방 등의 에너지를만들어 공급하는 저비용 고효율 시스템이 잘 정착되어있다. ENKöPING이라는 회사의 우드칩(woodchips, sawdust(톱밥), willow(버드나무), bark)을 이용한 난방과 전기 생산으로 인구 2~3만의 조그만 시의 에너지 자립도를 이룬 지역난방 모범사례가 된다. 4. 스웨덴의 대학, 연구소에서는 버드나무류로 대표되는 관목의 우수품종 개발, 파종, 수확, 잡초방제 등에 대한 재배기술이 개발하여 자연자원뿐만 아니라 바이오매스의 농업적 생산에도 성과를 보이고 있으며 여기서 생산된 단기순환 관목의 용도를 다양화하여 수익 창출에도 연구노력을 하고 있다.

The purpose of this study is to establish a basic culture system enabling in vitro culture of chicken blastodermal cells and to test the feasibility of retrovirus-mediated gene transfer to the cultured cells. The blastodermal cells were isolated from freshly laid eggs of stage X and cultured with or without STO feeder layer cells. Stem cell-like morphology was maintained after multiple passages and RT-PCR analysis proved expression of several stem cell specific genes. Immunocytochemical analysis using antibodies of anti-EMA-1 and anti-SSEA-1 also showed the feature of stem cells. Infection of the cultured blastodermal cells with LNCGW retrovirus vector resulted in successful transfer of foreign genes. The results of this study may be useful in establishing stem cell-mediated transgenic chicken production.