This study was carried out to develop knock-in vector for EGFP (enhanced green fluorescent protein) expression in porcine $\beta$-casein locus. For construction of knock-in vector using porcine $\beta$-casein gene, we cloned the $\beta$-casein genome DNA from porcine fetal fibroblast cells, EGFP and SV40 polyA signal using PCR. The knock-in vectors consisted of a 5-kb fragment as the 5' recombination arm and a 2.7-kb fragment as the 3' recombination arm. We used the neomycin resistance gene ($neo^{r}$) as a positive selectable marker and the diphtheria toxin A (DT-A) gene as a negative selectable marker. To demonstrate EGFP expression from knock-in vector, we are transfected knock-in vector that has EGFP gene in murine mammary epithelial cell line HC11 cells with pSV2 neo plasmid. The EGFP expression was detected in HC11 cells transfected knock-in vector. This result demonstrates that this knock-in vector may be used for the development of knock-in transgenic pig.
Proceedings of the Korean Society of Developmental Biology Conference
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2003.10a
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pp.89-89
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2003
본 연구에서는 1.7kb 및 3.1kb bovine $\beta$-casein promoter의 유전자 발현 조절능력을 알아보기 위해 1 7kb 및 3.1kb bovine $\beta$-casein promoter에 human Type II Collagen 유전자를 연결해서 DNA microinjection으로 형질전환생쥐를 생산하였다. 총 8마리의 founder생쥐(1.7kb collagen : 5마리, 3.1kb collagen 3마리)를 생산하였고 이 founder생쥐와 wild type 생쥐를 mating시켜서 $F_1 및 F_2$ 새끼를 얻었다. $F_1 및 F_2$새끼들에서 human Type II collagen 유전자의 transmission rate는 약 50%로 Mendel의 법칙에 따라 분리되어 안정적으로 유전자가 염색체에 정착되어 있음을 확인하였다. 이들 $F_1 및 F_2$새끼 중 암컷들을 임신시켜 분만 후 5-10 일경에 유선조직을 포함하여 여러 조직으로부터 RNA를 추출하여 Northern blotting 및 RT-PCR 방법을 이용하여 Type II collagen mRNA의 발현을 분석하였다. 유선에서의 발현은 1 7 kb 및 3.1 kb line별로 각각 1 line씩 발현되지 않았고, 그 외 line에서는 모두 발현되는 것으로 확인되었다. 유선에서의 Type II collagen mRNA 발형양은 1.7 kb 및 3.1 kb bovine $\beta$-casein promoter사이에서는 큰 차이를 나타내지 않았으나 1.7 kb promoter 형질전환생쥐의 경우 유선 이외 조직에서도 발현되는 양상을 나타내었고, 3.1kb promoter line에서는 유선특이적으로 발현시키는 양상을 나타내었다. 그러므로 bovine $\beta$-casein promoter의 1.7 kb와 3.1 kb 사이에 유선특이적 발현을 유도하는 조절부위가 있을 것으로 추정된다.
To investigate the fidelity of transgene transmission and expression, we produced transgenic mice carrying bovine $\beta$-casein/bovine grwoth hormone(bGH) fusion gene and examined transmission efficiency and expression level of the transgene in the founders and their progeny. The transgene was composed of 1.8 kb bovine $\beta$-casein promoter and 2.1 kb bGH gene. Ten transgenic mice were produced. Milk and mammary gland were collected from eight transgenic lines at 10-day lactation and a, pp.ied to Western and Northern blot analyses. The bGH expression was detected in four of them. The concentrations of bGH in milk were highly variable from 4$\mu\textrm{g}$/ml to 600$\mu\textrm{g}$/ml depending on the lines. The bGH mRNA level in mammary gland was closely correlated with the bGH concentration in milk in each transgenic line. These results indicated that bGH transgene expression was a, pp.opriately regulated in the mammary gland and secreted into milk in transgenic mice. By using two transgenic lines(#2, #7) secreting a considerable amoung of bGH into their milk, the inferitance and maintenance of transgenic phenotype were assessed in successive four generations. The mean transmission frequencies of transgene in lines #2 and #7 were 34% and 40%, respectively. The bGH concentration in milk were 80, 240, 120, 60$\mu\textrm{g}$/ml in each G0(generation 0), G2, G3, G4 generation of line #2 and 600, 1600, 860, 900$\mu\textrm{g}$/ml in each G1. G2, G3, G4 generation of line #7. These results demonstrated that bovine $\beta$-casein/bGH gene was stably transmitted from generation to generation in a Menelian fashion in trasgenic mice and consistenly expressed in their milk throughout the generations, although there was a little variation in the transmission frequency and expression level of the transgene between generations.
In an attempt to simultaneously produce two human proteins, hGH and hG-CSF, in the milk of transgenic mice, we constructed goat $\beta$-casein-directed hGH and hG-CSF expression cassettes individually and generated transgenic mice by co-injecting them into mouse zygotes. Out of 33 transgenic mice, 29 were identified as double transgenic harboring both transgenes on their genome. All analyzed double transgenic females secreted both hGH and hG-CSF in their milks. Concentrations ranged from 2.1 to $12.4\;mg/m{\ell}$ for hGH and from 0.04 to $0.13\;mg/m{\ell}$ for hG-CSF. hG-CSF level was much lower than hGH level but very similar to that of single hG-CSF mice, which were introduced with hG-CSF cassette alone. In order to address the causes of concentration difference between hGH and hG-CSF in milk, we examined mRNA level of hGH and hG-CSF in the mammary glands of double transgenic mice and tissue specificity of hG-CSF mRNA expression in both double and single transgenic mice. Likewise protein levels in milk, hGH mRNA level was much higher than hG-CSF mRNA, and hG-CSF mRNA expression was definitely specific to the mammary glands of both double and single transgenic mice. These results demonstrated that two transgenes have distinct transcriptional potentials without interaction each other in double transgenic mice although two transgenes co-integrated into same genomic sites and their expressions were directed by the same goat $\beta$-casein promoter. Therefore goat $\beta$-casein promoter is very useful for the multiple production of human proteins in the milk of transgenic animals.
To improve functional properties of food proteins, homologous or heterologous ${\beta}-casein$ and 11S globulin(glycinin) from animal and vegetable proteins, respectively, were bio-hybridized using transglutaminase(MTGase). Susceptibility was confirmed by SDS-PAGE, particle size analyzed, and emulsion stability tested using Reddy and Fogler method, To determine how bio-hybridized protein influences emulsion stability, protein bound on oil droplet was investigated using Scanning Electron Microscopy (SEM). formation of bio-hybridized protein band was detected among homologous and heterologous proteins, with heterologous protein forming weak band in oligomer form. Homologous ${\beta}-casein$ protein showed high emulsion stability, while homologous glycinin showed almost no stability. Stability of heterologous ${\beta}-casein$ and glycinin protein was higher than that of glycinin. SEM photographs showed even distribution of bio-hybridized proteins on oil droplet improved stability.
Fifty-two Holstein cows with different phenotypes of $\kappa$-casein ($\kappa$-CN) and $\beta$-lactoglobulin ($\beta$-LG) were selected to provide weekly milk samples for heating at 30, 70, 75 and $80^{\circ}C$ for 2 min. Coagulating properties of heated milk samples measured as rennet clotting time, rate of curd firming and curd firmness at cutting were determined by a Formagraph. Milk samples were analysed for fat and casein. Least squares analyses of data, after adjustments were made for effect of milk casein and fat contents, indicated that although an increase in heating temperatures resulted in less desirable coagulating properties, the effect of milk types was inherent irrespective of heating temperatures. The shortest rennet clotting time (6.06 min), fastest rate of curd firming (5.61 min) and firmest curd (38.05 mm) were obtained from milk with the B variant for $\kappa$-CN and B variant for $\beta$ -LG when preheated at $30^{\circ}C$. It appears that milk bearing $\kappa$-CN B is more resistant to heat perturbation. All milk samples having the $\kappa$-casein AA (milk types AA/AA, AA/AB, AA/BB) did not have a measurable K20 value when preheated at $70^{\circ}C$. This effect was observed for $\kappa$-casein AB (milk types AB/AA, AB/AB, AB/BB) at $75^{\circ}C$ and $\kappa$-casein BB (milk types BB/AA, BB/AB, BB/BB) at $80^{\circ}C$.
Objective: The aim of the study was to find a possible association between the ${\beta}-$ and ${\kappa}-casein$ and ${\beta}-lactoglobulin$ genotypes and important milk physiochemical and technological characteristics such as acidity, alcohol stability, the contents of some minerals and the parameters of acid fermentation ability (FEA) in Czech Fleckvieh Cattle. Methods: Milk and blood samples were collected from 338 primiparous Czech Fleckvieh cows at the same stage of lactation. The genotypes of individual cows for ${\kappa}-casein$ (alleles A, B, and E) and ${\beta}-lactoglobulin$ (alleles A and B) were ascertained by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism, while their ${\beta}-casein$ (alleles $A^1$, $A^2$, $A^3$, and B) genotype was determined using melting curve genotyping analysis. The data collected were i) milk traits including active acidity (pH), titratable acidity (TA), alcohol stability (AS); calcium (Ca), phosphorus (P), sodium (Na), magnesium (Mg), and potassium (K) contents; and ii) yoghurt traits including active acidity (Y-pH), titratable acidity (Y-TA), and the counts of both Lactobacilli and Streptococci in 1 mL of yoghurt. A linear model was assumed with fixed effects of herd, year, and season of calving, an effect of the age of the cow at first calving and effects of the casein and lactoglobulin genotypes of ${\beta}-CN$ (${\beta}-casein$, CSN2), ${\kappa}-CN$ (${\kappa}-casein$, CSN3), and ${\beta}-LG$ (${\beta}-lactoglobulin$, LGB), or the three-way interaction between those genes. Results: The genetic polymorphisms were related to the milk TA, AS, content of P and Ca, Y-pH and Lactobacilli number in the fresh yoghurt. The CSN3 genotype was significantly associated with milk AS (p<0.05). The effect of the composite CSN2-CSN3-LGB genotype on the investigated traits mostly reflected the effects of the individual genes. It significantly influenced TA (p<0.01), Y-pH (p<0.05) and the log of the Lactobacilli count (p<0.05). Conclusion: Our findings indicate that the yoghurt fermentation test together with milk proteins genotyping could contribute to milk quality control and highlight new perspectives in dairy cattle selection.
Lee, Sang Mi;Kim, Ji Woo;Jeong, Young-Hee;Kim, Se Eun;Kim, Yeong Ji;Moon, Seung Ju;Lee, Ji-Hye;Kim, Keun-Jung;Kim, Min-Kyu;Kang, Man-Jong
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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v.27
no.11
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pp.1644-1651
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2014
Transgenic animals have become important tools for the production of therapeutic proteins in the domestic animal. Production efficiencies of transgenic animals by conventional methods as microinjection and retrovirus vector methods are low, and the foreign gene expression levels are also low because of their random integration in the host genome. In this study, we investigated the homologous recombination on the porcine ${\beta}$-casein gene locus using a knock-in vector for the ${\beta}$-casein gene locus. We developed the knock-in vector on the porcine ${\beta}$-casein gene locus and isolated knock-in fibroblast for nuclear transfer. The knock-in vector consisted of the neomycin resistance gene (neo) as a positive selectable marker gene, diphtheria toxin-A gene as negative selection marker, and 5' arm and 3' arm from the porcine ${\beta}$-casein gene. The secretion of enhanced green fluorescent protein (EGFP) was more easily detected in the cell culture media than it was by western blot analysis of cell extract of the HC11 mouse mammary epithelial cells transfected with EGFP knock-in vector. These results indicated that a knock-in system using ${\beta}$-casein gene induced high expression of transgene by the gene regulatory sequence of endogenous ${\beta}$-casein gene. These fibroblasts may be used to produce transgenic pigs for the production of therapeutic proteins via the mammary glands.
Kang, Nam Mi;Cho, Ssang-Goo;Dayem, Ahmed Abdal;Lee, Joohyun;Bae, Seong Phil;Hahn, Won-Ho;Lee, Jeong-Sang
Analytical Science and Technology
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v.31
no.6
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pp.232-239
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2018
Human breast milk (HBM) provides neonates with indispensable nutrition. The present study evaluated the anti-cancer activity of diluted and pasteurized early HBM (< 6 weeks' lactation) on human breast cancer cell lines. The cell lines MCF7 and MDA-MB231 were exposed to 1 % HBM from the 1st, 3rd, and 6th weeks of lactation and exhibited reduced proliferation rates. As controls, breast cell lines (293T and MCF-10A), breast cancer cell lines (MCF-7 and MDA-MB-231), and $CD133^{hi}CXCR4^{hi}ALDH1^{hi}$ patient-derived human cancer stem-like cells (KU-CSLCs) were treated with prominent milk proteins ${\beta}$-casein, ${\kappa}$-casein, and lactoferrin at varying doses (10, 50, and $100{\mu}g$) for 24 or 48 hrs. The impact of these proteins on cell proliferation was investigated. Breast cancer cell lines treated with ${\kappa}$-casein and lactoferrin exhibited significantly reduced viability, in both a dose- and time-dependent manner. Interestingly, ${\kappa}$-casein selectively impacted only cancer (but not normal breast) cell lines, particularly the more malignant cell line. However, ${\beta}$-casein-exposed human breast cancer cell lines exhibited a significantly higher proliferation rate. Thus, ${\kappa}$-casein and lactoferrin appear to exert selective anti-cancer activities. Further studies are warranted to determine the mechanisms underlying ${\kappa}$-casein- and lactoferrin-mediated cancer cell-selective cytotoxic effects.
A rapid, sensitive, and specific enzyme-linked immuno-sorbent assay (ELISA) for bovine casein was developed. Biotinylated casein and peroxidase-conjugated avidin were used in the assay with antibody separated from yolks of immunized hens. Caseins were biotinylated with sulfo-N-hydroxy succinimido biotin and peroxi-dase-conjugated avidin bound the biotinylated casein which became bound to immobilized anti-body on a microplate. The antibodies were specific for bovine $\alpha$- and $\beta$-caseins, and their cross-reactivities with whey proteins, IgG, and serum albumin from bovine were not detectable by ELISA and Western blot. Various sensitivities ranging from 2ng/ml to 20${\mu}\textrm{g}$/ml of casein were achieved, and were controlled by adding vanous concentrations of the biotinylated casein. Parallelism was observed between standard and sample curves. The coefficients of variation of intra-assays and inter-assays from the most sensitive assay were 5.5 and 5.7%, respectively, at the 50% displacement. Casein contents of peripaturient milk samples showed that casein secretion rapidly increased 3d prepartum.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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