Cloning of a Glutathione S-Transferase Decreasing During Differentiation of HL60 Cell Line

HL6O 세포주의 분화 시 감소 특성을 보이는 Glutathione S-Transferase의 클로닝

Purpose : By sequencing the Erpressed Sequence Tags of human 걸ermal papilla CDNA library, we identified a clone named K872 of which the expression decreased during differentiation of HL6O cell line. Materials and Methods : K872 plasmid DNA was isolated according to QIA plasmid extraction kit (Qiagen GmbH, Germany). The nucleotide sequencing was performed by Sanger's method with K872 plasmid DNA. The most updated GenBank EMBL necleic acid banks were searched through the internet by using BLAST (Basic Local Alignment Search Tools) program. Nothern bots were performed using RNA isolated from various human tissues and cancer cell lines. The gene expression of the fusion protein was achieved by His-Patch Thiofusicn expression system and the protein product was identified on SDS-PAGE. Results : K872 clone is 1006 nucleotides long, and has a coding region of 675 nucleotides and a 3' non-coding region of 280 nucleotides. The presumed open reading frame starting at the 5' terminus of K872 encodes 226 amino acids, including the initiation methionine residue. The amino acid sequence deduced from the open reading frame of K872 shares $70\%$, identity with that of rat glutathione 5-transferase kappa 1 (rGSTKl). The transcripts were expressed in a variety of human tissues and cancer cells. The levels of transcript were relatively high in those tissues such as heart, skeletal muscle, and peripheral blood leukocyte. It is noteworthy that K872 was found to be abundantly expressed in coloreetal cancer and melanoma cell lines. Conclusion : Homology search result suggests that K872 clone is the human homolog of the rGSTK1 which is known to be involved in the resistance of cytotoxic therapy. We propose that meticulous functional analysis should be followed to confirm that.

목적 : HL60 세포주에서 PMA(phorbol 12-myrisate 13-acetate) 및 DMSO(dlmethyisulfoxlde) 에 의해 분화가 유도될 때 감소되는 특성을 보이는 K872 클론에 대한 염기 서열, 조직 분포, 단백 분리 등을 시행하였다. 재료 및 방법 QIA plasmid extraction kit(Qiagen GmbH, Germany)를 이용하여 사람의 모유두 세포 pBluescript phagemid cDNA library로부터 K872 클론을 추출하였다. Sanger's dideoxy nucleotide chain-termination method을 이용하여, 추출한 K872 클론의 염기 서열을 분석하였다. BLAST(Basic Local Alignment Search Tools) 프로그램으로 유전자은행의 염기 서열과의 상동성을 검색하였다. K872 클론으로 만든 probe로 다양한 인간 조직 및 암세포주로부터 분리한 RNA에 대하여 nothern blot을 시행하였다. His-Patch Thifusion expression system을 이용하여 대장균 배지에 0.1mM IPTG(Isopropyl-$\beta$-thlogalactopyranoslde) 를 첨가해서 결합단백의 유전자 발현을 유도하였다. 결합단백이 함유된 용출액을 SDS-PAGE에 걸어서 발현된 단백을 확인하였다. 결과 : K872 클론은 675개의 코딩 영역과 280개의 코딩과 관련없는 영역으로 구성된 1006개의 염기로 구성됨을 관찰하였다. 해독틀로 추정되는 부분은 시작 코돈을 포함하여 길6개의 아미노산을 형성하고 단백 산물의 분자량은 25,560 Da으로 추정되었다. 추정 아미노산 배열은 쥐의 glutathlone S-transferase kappa 1(rGSTKl) 의 아미노산 배열과 70$\%$의 상동성을 보였다. nothern blot에 따른 발현 양상은 심장, 수의근, 말초혈액 백혈구 등의 조직에서 높은 발현을 보였으며 방사선 내성과 관련지어 볼 때 대장암 및 흑색종 세포주에서 발현이 높았던 점은 특기할 만하였다. 결론 : 상동성 검색 결과 K872 유전자는 항암제 및 방사선 내성과 관련이 있는 rGSTK1에 대한 사람의 상동유전자로 사료되며 향후 이와 관련한 기능 분석이 필요할 것으로 사료된다