돼지는 인간과 생리적으로 유사하기 때문에 다양한 목적으로 연구되고 있다. 최근에는 돼 지를 이용한 이종장기이식 관련 연구가 큰 주목 받고 있으며, 치료용 단백질을 생산하기 위 한 생체반응기로써 이용되고 있다. 이러한 연구에 있어서 당 사슬의 역할은 매우 중요하다. 당 사슬은 치료용 단백질의 체내 안정성에 큰 영향을 미치며 다양한 방법으로 면역을 조절 한다고 알려져 있다. 하지만 돼지에서의 당 사슬 관련 연구는 미비하며, 많은 당 전이효소 들의 서열이나 기능이 정확히 분석되지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 당 전이효소 중 하나인 β‐1,3‐N‐acetylglucosaminyltransferase 1 (B3GNT1)을 돼지로부터 동정 후 PK‐15 세 포주를 이용하여 기능분석을 하였다. 이 유전자는 다양한 glycan epitope를 형성하는데 있 어서 중요한 기능을 한다. 먼저 간 조직으로부터 획득된 cDNA를 주형으로 degenerated PCR을 수행하여 유전자를 동정하였다. 동정된 유전자는 368개의 아미노산을 encoding하 는 1227개의 nucleotide로 구성되어 있으며, 다른 종에서 보고된 B3GNT1과 높은 상동성을 가 지고 있는 것을 확인하였다. 또한, 기능 분석을 위하여 돼지 신장세포인 PK‐15에서 B3- GNT1의 과 발현을 유도하였다. RT‐PCR과 Western blot을 통하여 유전자의 과발현을 확인 하고, Lycopersicon esculentum lectin (LEA)를 이용한 ELISA 분석 방법을 통해 효소의 기 능을 확인하였다. B3GNT1은 poly N‐acetylactosamine (polyLacNAc) 형성에 중요한 역할 을 하기 때문에 이를 특이적으로 인지하는 LEA를 사용하였다. 이를 통해 B3GNT1의 과발현이 유도된 세포에서 더 많은 polyLacNAc이 합성되었음을 확인할 수 있었다. 또한, Gal(β1‐ 3)GalNAc structure를 이용한 기질반응을 통해 효소의 기능을 확인하였다. 과발현이 유도 된 세포에서 약 3배 이상의 높은 기질 반응성을 보였으며, 이를 통해 돼지로부터 클로닝 된 B3GNT1의 기능을 확인할 수 있었다. 돼지로부터 당 전이효소를 동정하고 분석하는 연구는 생체반응기로써 돼지를 이용하는 다른 연구에 중요한 기반이 될 것이라고 생각한다

Sialic acid는 9탄당의 단당류로 당단백질이나 당지질의 당사슬 말단에 존재한다. Sialyltransferase의 활성에 따른 sialic acid의 함량의 변화는 세포의 생존, 분화, 증식등 다양한 방면으로 영향을 미치며 대표적인 당단백질 의약품인 EPO의 경우 말단 sialic acid의 함량은 체내활성이나 반감기와 밀접한 관련이 있다. 따라서 sialytransferase는 다 양한 방면의 연구에서 중요한 효소 중 하나이다. 하지만 돼지에서는 당사슬 관련 연구가 미흡하며 관련 효소들도 아직까지 그 염기서열이나 세포내 기능이 명확하게 알려지지 않 았다. 따라서 이번 연구에서는 기존에 클로닝 된 ST6Gal1을 돼지유래 세포주 PK-15세포 를 이용하여 세포내 기능을 분석하였고, ST6Gal1 단백질의 발현량을 각 조직별로 비교분 석하였다. N-terminal 구역에 Flag-tagging된 pig ST6Gal1을 pcDNA3.1(+) vector에 cloning하여 PK-15 cell에 trasfection하였다. Rea-time PCR과 Western blot을 이용해 효소의 발현을 확인한 후, α2-6 sialic acid를 특이적으로 인지하는 Sambucus nigra agglutinin (SNA)을 사용하여 immunofluoresescence microscopy analysis를 수행하였다. 그 결과, ST6Gal1-transfected cell에서 α2-6 sialic acid의 증가를 간접적으로 확인할 수 있었다. 또 한, adhesion assay를 통해 ECM 기질의 일종인 fibronectin에 대한 부착력이 증가함을 알 수 있었다. 이는 PK-15 cell의 β-integrin에 존재하는 당사슬의 α2-6 sialic acid 함량의 증가와 연관이 있는 것으로 생각되어 진다. 조직별 발현량 분석을 통해서는 간에서 특이 적으로 높은 발현을 보였으며 이는 human, mouse 등의 다른 종들에서의 결과와도 일치 한다. 또한, 자돈(5일)보다는 성돈(24개월령)에서 ST6Gal1의 발현량이 전체적으로 높게 관찰되었다.