In vitro endonucleolytic cleavage of synthesized cucumber mosaic virus RNA by hammerhead ribozyme

인공적으로 합성한 오이모자이크 바이러스 RNA의 헤머헤드 ribozyme에 의한 시험관내에서의 절단

Oligonucleotides for a conserved region of the coat protein gene of cucumber mosaic virus (CMV) and a hammerhead structure ribozyme against CMV RNA were synthesized using a DNA synthesizer. Both strands of oligonucleotides were annealed and restricted with BamHI/SacI, then cloned into a plasmid pBS SK (+). The cloned CMV substrate and ribozyme were sequenced to verify correct constructions. In vitro transcriptions were carried out by using T7 RNA polymerase with BssHII or SspI digests of $1\;{\mu}g$ of substrate and ribozyme clones. The size of substrate RNA was 176 nucleotides (nt) containing 50 nt of CMV RNA sequence, 6 nt of XbaI restriction site and 120 nt of vector-derived sequence in the case of BssHII digest. The size of ribozyme RNA was 164 nt containing 40 nt of ribozyme RNA sequence and same sequences of substrate. Substrate RNA was efficiently cleaved into two fragments (96 nt and 80 nt) by ribozyme RNA. This endonucleolytic cleavage occurred more efficiently at $55^{\circ}C$ than $37^{\circ}C$. SspI digest-derived substrate RNA (2234 nt) was also cleaved into two fragments by the same ribozyme. SspI digest-derived ribozyme RNA (2222 nt) cleaved the above substrate to two fragments. In vitro-tested ribozyme construct is being cloned into a plant transformation vector to develop virus-resistant plants.

오이모자이크 바이러스(CMV)의 외피단백질 유전자의 일정한 염기서열을 보유하는 부분과 CMV RNA에 대항한 헤머헤드(hammerhead) 구조의 ribozyme을 만드는 올리고뉴클 레오타이드(oligonucleotide, nt)를 DNA 합성기를 이용하여 제조하였다. 올리고뉴클레오타이드의 양쪽가닥을 서로 합친 후 제한효소 BamHl과 SacI으로 처리하여 플라스미드 pBS SK(+)에 삽입하였고 CMV 기질과 ribozyme 클론의 염기서열을 결정하여 확인하였다. 기질과 ribozyme 클론 $1\;{\mu}g$ BssHII이나 SspI으로 처리한후 T7 RNA 합성효소를 이용하여 튜브내에서 전사반응을 실시하였다. 제한효소 BssHII를 처리한 경우 만들어진 기질 RNA의 크기는 176 nt 였는데 50 nt의 CMV RNA 염기, 6 nt의 Xbal 제한효소 염기, 120 nt의 벡터에서 비롯된 염기를 포함한다. Ribozyme RNA의 크기는 164 nt인데 38 nt의 ribozyme 염기부분과 그외는 기질의 것과 같은 염기를 포함한다. CMV 기질 RNA는 ribozyme RNA에 의하여 특이적으로 절단되어 96 nt와 80 nt 두개의 조각을 만들었다. 이러한 특이적 절반은$37^{\circ}C$ 보다 $55^{\circ}C$에서 더 빠르게 일어났다. SspI으로 처리한 경우 만들어진 기질 RNA(2234 nt)도 역시 위치 ribozyme에 의해 두조각으로 절반되었으며 SspI 처리 후 만들어진 ribozyme RNA(2222 nt)에 의해서 특이적으로 절단되었다.