본 연구에서는 인간 부갑상선 호르몬의 발현을 유도적으로 조절할 수 있는 retrovirus vector system을 확립하고자 하였다. 이에 tetracycline계 물질로 발현을 유도적으로 조절할 수 있는 one vector 형태의 Tet-On system을 이용하였으며 WPRE 서열을 도입하여 유도적 조건에서 외래 유전자의 발현을 증가시켰다. 구축한 각각의 표적세포에서 RT-PCR과 ELISA를 이용하여 hPTH 유전자의 발현 정도를 비교 측정한 결과, WPRE가 hPTH의 3' 위치에 도입된 RevTRE-PTH- WPRE-CMVp-rtTA2SM2 virus를 이용하여 유전자를 전이시킨 경우에 hPTH의 발현량이 가장 높은 것으로 나타났고, 또한 유도율도 가장 큰 것으로 확인되었다. 이 system을 이용하여 생산한 고감염가의 virus는 인간의 부갑상선 호르몬을 생산하기 위한 동물세포주의 구축이나 형질전환 동물의 생산에 있어서 매우 효율적인 유전자 전이 수단이 될 것으로 사료된다.

본 연구에서는 retrovirus를 이용한 유전자 전이에 있어서 대두되는 큰 문제점의 하나인 외래 유전자의 지속적인 발현으로 인한 개체의 생리적인 손상을 최소화하기 위하여 tetracycline계 물질의 공급 여부에 따라서 발현을 유도적으로 조절할 수 있는 one vector 형태의 Tet-On system을 구축하고자 하였다. 또한 WPRE 서열을 이 vector 상에 도입하여 유도적 조건에서 외래 유전자의 발현이 보다 강하게 일어날 수 있는 효율적인 retrovirus vector system을 확립하고자 하였다. 구축한 각각의 vector system에서 fluorometry와 western blotting을 이용하여 GFP 유전자의 발현 정도를 비교 측정한 결과, RevTRE-EGFP-WPRE-RSVp-rtTA2SM2 virus를 이용하여 유전자를 전이시킨 표적세포에서 GFP의 절대적인 발현량이 가장 큰 것으로 나타났고, 유전자 발현의 turn on/off에 의한 유도율은 RevTRE-EGFP-RSVp-rtTA2SM2-WPRE virus의 경우에서 8∼21배로 가장 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 외래 유전자의 발현을 효율적으로 조절할 수 있는 vector system은 WPRE가 rtTA2SM2 서열의 3에 위치한 형태로, 이 system을 이용하여 생산한 고감염가의 virus는 유전자 치료나 형질전환 동물의 생산에 있어서 요구되는 외래 유전자의 발현을 효율적으로 조절할 수 있는 수단이 될 것이다.

본 연구에서는 돼지의 체지방을 감소시키고 성장을 촉진시키는 인자인 PGH를 cloning하여 이 유전자를 외래 유전자의 발현이 유도적으로 조절되는 Tet system에 도입하고자 하였다. 또한 유전자의 발현이 turn on되었을 때 그 발현 정도를 최대화하기 위하여 WPRE 서열을 도입하였다. 구축된 각각의 vector는 retrovirus 생산 세포주에 도입하여 virus를 생산하였으며 이를 여러 종류의 표적세포에 감염시켜서 PGH 유전자의 발현을 확인한 결과, 1×10/sup 6/ 세포에서 350∼2,100 ng의 PGH가 분비되었으며 특히 PFF 세포에서 가장 높은 발현을 나타내었다. Tet system에 도입된 PGH의 발현이 유도적으로 조절되는지를 PFF 세포에서 확인한 결과, 유도 효율이 2∼6배로 나타났으며 WPRE 서열이 rtTA 유전자의 downstream에 위치한 조건에서 가장 높은 유도 효율을 나타내었다. 이러한 PGH 유전자의 유도적인 발현의 조절은 고급육 생산의 형질전환 돼지 연구에 있어서 가장 큰 문제점이 되는 PGH 유전자의 과다한 발현에 의한 생리적인 부작용을 최소화할 수 있는 해결 방안으로 제시될 수 있을 것이다.

모유에 존재하는 유지방구의 막을 구성하는 주된 당단백질인 하나인 lactadherin(과거에는 BA46로 일컬어짐)은 rotavirus에 의한 감염증상을 예방하는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 retrovirus vector system을 이용하여 Chinese Hamster Ovary (CHO) 세포에 tetracycline에 의해 발현이 제어되는 promoter 하의 lactadherin 유전자를 전이 시킨 후 lactadherin이 tetracycline에 의해 발현이 유도되는지의 여부를 실험하였다. 먼저 기초 실험으로 대장균의 LacZ 유전자를 이용하여 tetracycline에 의한 유도 여부를 시험하였다. RevTet-On과 RevTRE-LacZ retrovirus를 동시감염시킨 NIH3T3는 doxycycline (tetracycline 유도체)에 의해 투여량에 비례하여 반응정도가 증가하는 양상을 나타내었으며 최대의 반응은 doxycycline 농도가 1 ㎍/ml 이상에서부터 관찰되었다. 이 예비실험의 결과를 바탕으로 RevTet-On과 RevTRE-Ltd retrovirus vectyor를 이용하여 사람의 lactadherin 유전자의 유도적 발현을 검정하였는데 CHO 세포에서 lactadherin 유전자의 유도적 발현을 RT-PCR 기법을 이용하여 확인하였다. 표적세포 내에서 외부에서 도입된 유전자가 지속적으로 발현될 경우 심각한 생리적 부작용을 야기시킨다는 사실을 감안할 때 본 실험의 결과는 유전자 치료와 형질전환동물의 생산에 크게 도움이 될 것으로 예상된다.

Seven tetracycline classes of antibiotics were treated using ultraviolet (UV) and UV/H2O2 oxidation. Two different UV lamps were used for the UV and UV/H2O2 oxidation. The performance of the UV oxidation was different depending on the lamp type. The medium pressure lamp showed better performance than the low pressure lamp. Combining the low pressure lamp with hydrogen peroxide (H2O2) improved the removal performance substantially. The by-products formation of tetracycline by UV and UV/H2O2 were investigated. The protonated form ([1 + H]+) of tetracycline was m/z 445, reacted to yield almost exclusively two oxidation by-products by UV and UV/H2O2 oxidation. Their protonated forms of by-products were m/z 461 and m/z 477. The structures of tetracycline’s by-products in UV and UV/H2O2 system were similar.

Adsorption and biodegradation performance of tetracycline antibiotic compounds such as ttetracycline (TC), oxytetracycline (OTC), minocycline (MNC), chlortetracycline (CTC), doxycycline (DXC), meclocycline (MCC), demeclocycline (DMC) on granular activated carbon (GAC) and anthracite-biofilter were evaluated in this study. Removal efficiency of seven tetracycline antibiotic compounds showed 54%∼97% by GAC adsorption process (EBCT: 5∼30 min). The orders of removal efficiency by GAC adsorption were tetracycline, demeclocycline, oxytetracycline, chlortetracycline, doxytetracycline, meclocycline and minocycline. Removal efficiencies of seven tetracycline antibiotic compounds showed 1%∼61% by anthracite biofiltration process (EBCT: 5∼30 min). The highest biodegradable tetracycline antibiotic compound was minocycline, and the worst biodegradable tetracycline antibiotic compounds were oxytetracycline and demeclocycline.

Controllable transgenic expression systems in transgenic animal model are valuable to the development of therapeutic approaches in human medical fields. The aim of this study was to 1) produce a transgenic cloned dog using inducible tetracycline vector system, and 2) investigate whether the transgenic cloned dog could be induced the transgene expression using doxycycline (Doxy). Canine fetal fibroblasts were infected with retroviral vectors designed to express the enhanced green fluorescent protein (eGFP) gene under the control of tetracycline-inducible promoter. For somatic cell nuclear transfer (SCNT), nucleus of an in vivo matured oocyte was removed and an eGFP expressed cell cultured with 1 ㎍/㎖ of Doxy was injected. After electrical fusion and chemical activation, the reconstructed embryos were transferred to a recipient and pregnancy diagnosis was performed by ultrasonography. Experiment I evaluated the mean fluorescence intensity (MFI) of infected cells while the cells were cultured in the presence of 1 ㎍/㎖ of Doxy for 5 days, and then in the absence of Doxy for 7 days using fluorescence-activated cell sorter. Experiment II was designed to produce an eGFP controllable transgenic cloned dog via SCNT. For verification of transgenic dog, experiment III was performed Southern Blot analysis and observation in vivo regulation of eGFP expression in the cloned dog treated with 100 ㎎/㎏ of Doxy every 2 days for 2 weeks under ultraviolet light. In experiment IV, western blot was used to detect eGFP increase and decrease in skin tissues of transgenic dog under the presence or absence of Doxy. In the results of experiment I, the MFI for infected cells was rapidly increased to approximately 42.3 times after 3 day-treatment compared to pre-treatment and quickly decreased 3 days after ceasing the treatment. In experiment II, a total of 203 embryos were transferred to nine recipients and three pregnant delivered three pups (Tet-on eGFP 0, Tet-on eGFP 1, and Tet-on eGFP 2) by C-sec and Tet-on eGFP 2 among them is still alive. All cloned pups were genetically identical to the donor cell. Tet-on eGFP 2 showed an apparent in vivo eGFP expression on her body after Doxy administration in experiment III. The result of Sothern blotting showed that the transgene insertion was detected from the three cloned dogs and all organs of Tet-on eGFP 1. Experiment IV indicated that a robust eGFP expression in skin tissue of Tet-on eGFP 2 rapidly increased after Doxy treatment and gradually decreased to basal level on 9 weeks after ceasing the treatment. In conclusion, we report here for the first time an inducible transgenic system in canine species and it can stably induce the transgene expression at intended time. This study has demonstrated the capacity to generate transgenic model dog which could regulate the transgene and it would contribute to human medical research fields.