형질 전환 동물 생산에는 조직 및 시기 특이적 발현 조절이 가능하다는 장점 때문에 유즙 내로 외부 유전자를 발현시키는 시스템이 널리 이용되고 있다. 유전자 발현 즉, 단백질 생산은 프로모터의 강도뿐만 아니라 mRNA의 안정성에 의해서도 조절된다. 특히, polyadenylation에 의한 poly A의 길이는 in vivo와 올 in vitro에서 mRNA 안정성 및 목적 유전자의 번역효율에 영향을 준다. 본 연구에서는 이러한 mRNA 안정성이 목적 유전자의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위해 3'-UTR 염기 서열을 분석하였다. 이 3'-untranslated region(UTR) 내의 poly A signal을 기준으로 putative cytoplasmic polyadenylation element(CPE) 부위와 downstream elements(DSE: U-rich, G-rich, GU-rich)의 염기 서열을 분석하고, 각각의 element를 기준으로 15 종의 luciferase reporter vector를 제작하여, 생쥐 유선 세포주(HC11)와 돼지 유선 세포주(PMGC)에 각각 transfection시킨 후 48시간 동안 배양하고 luciferase 발현량을 분석하였다. PMGC의 경우, luciferase의 발현은 exon 9의 CPE 2,3 및 DSE 1을 포함한 #6 construct에서 유의적으로 높은 발현량을 보였으며, exon 9의 CPE 2, 3과 DSE를 모두 포함하고 있는 #11 construct에서도 유의적으로 높은 발현량을 보였다. 이러한 결과는 형질 전환 돼지 생산에 있어 #6 및 11 construct의 사용은 목적의 유전자를 효과적으로 발현시키는데 기여할 것으로 사료된다.

This study was conducted to examine the effect of IRES controlled reporter gene on screening and production of recombinant human erythropoietin (EPO) proteins from cultured CHO cells. The cDNA was cloned for EPO from human liver cDNA. Using site-directed mutagenesis, we generated recombinant human EPO (rhEPO) with two additional N-glycosylations (Novel erythropoiesis-stimulating protein: NESP). Wild type hEPO and NESP were cloned into expression vectors with GFP reporter gene under regulatory control of CMV promoter and IRES so that the vectors could express both rhEPO and GFP. The expression vectors were transfected to cultured CHO-K1 cells. Under microscopy, expression of GFP was visible. Using supernatant of the culture, ELISA assay, immunocytochemistry and in vitro assay using EPO dependant cell line were performed to estimate biological activity to compare the production characteristics (secretion levels, etc.) between rhEPO and NESP. The activity of NESP protein, obtained by mutagenesis, was described and compared with its rhEPO counterpart produced under same conditions. Although NESP had less secretion level in CHO cell line, the biological activity of NESP was greater than that of rhEPO. These results are consistent with previous researches. We also demonstrated that rhEPO and GFP proteins expressed simultaneously from transfected CHO cell line. Therefore we conclude that use of GFP reporter gene under IRES control could be used to screen and produce rhEPO in cultured CHO cells.