PCR-based Determination of the Correct Orientation of Sub cloned DNA Fragments, and its Application in the Rapid Cloning and Recombinant Expression of Rat Urocortin in Eukaryotic Cells

중합효소 연쇄반응에 근거한 벡터 클로닝된 DNA조각의 방향성 결정 및 이를 이용한 랫트 Urocortin의 진핵 세포주상에서의 발현과 클로닝의 수행

Blunt-end DNA fragments can be inserted in two different orientations. Conventionally, their directions are determined by restriction enzyme digestion or by DNA sequencing, however, these methods are often limited in their use due to the lack of appropriate enzyme sites or large sample numbers, respectively. In the present study, a novel strategy and the corresponding protocol for the simple determination of insert orientation is introduced. Using conventional sequencing primers and PCR primers that have been used for amplification of the insert, single clones, which have inserted the fragment in the desired orientation, were easily identified by this PCR-based method. The fidelity of this system was confirmed by cloning of a tar urocortin cDNA, which is a recently discovered neuropeptide. Recombinant clones identified by this method were further shown to be fully functional, and using these, for the first time, urocortin was recombinantly expressed in eukaryotic cells.

양끝이 같은 형태로 이루어진 DNA조각들은 벡터에 두 가지 방향으로 삽입될 수 있다. 기존의 방법으로는 이들의 방향성을 알아내기 위하여 제한효소의 처리 혹은 DNA염기서열 분석법이 수행되어졌는데, 이들은 적절한 제한효소 인식 부위의 부재 혹은 높은 가격과 많은 샘플수 등으로 그 이용범위가 어느 정도 제한되어 있었다. 본 연구에서는, 벡터에 클로닝 된 DNA조각의 방향성을 결정하기 위한 새로운 실험기법과 이에 따르는 구체적인 방법을 기술하고 이의 직접적인 이용을 보고하고 있다. 통상적인 염기서열 분석용 oligonucleotide primer와 중합효소 연쇄반응용 (PCR) primer를 이용한 PCR에 기초한 이 방법은, 여러 후보 클론의 플라스미드 DNA를 주형으로 하여 한 차례의 반응으로, 원하는 방향으로의 DNA조각이 삽입된 클론을 찾아낼 수 있게 한다. 이 실험기법의 용이함과 정확성은 최근에 보고된 바 있는 랫트의 신경 펩타이드인 urocortin의 cDNA를 재조합 발현 벡터상에 클로닝하고 분석하는 것으로 증명할 수 있었다. 이 같은 방법으로 찾아진 유전자 재조합 클론들은 추가적인 실험을 통하여 CHO 세포주에 transfection 되었는데, 이들이 실제로 urocortin을 발현함은 면역효소 측정법으로 검증될 수 있었고, 이를 통하여 최초로 이 40개의 아미노산으로 이루어진 짧은 펩타이드를 진핵 세포상에서 재조합 단백질의 형태로 발현시키는 데 성공하였다.