• 한국임상수의학회지
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• 제29권3호
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• pp.213-219
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• 2012

재조합 bST(recombinant bovine somatotropin; rbST)는 젖소에서 건강에 부작용을 초래하지 않으면서 유생산을 증가시키는 것으로 알려졌다. 본 연구는 250 mg의 rbST를 함유한 $Boostin^{(R)}$-250 제제와 rbST를 500 mg 함유하는 $Posilac^{(R)}$ 제제와 $Boostin^{(R)}$-S 제제의 투여시 유생산에 미치는 영향과 대상동물에 대한 rbST 투여의 안전성을 비교하기 위하여 실시하였다. 젖소는 1군에서 4군까지 각각 25마리씩 임의배치하였다. $Boostin^{(R)}$-250 제제와 부형제(대조군)를 매주 투여하였으며 $Boostin^{(R)}$-S 제제와 $Posilac^{(R)}$제제는 2주 간격으로 투여하였다. 젖소의 유량, 유성분, 체세포수, 건강상태, body condition score (BCS)를 측정하였다. $Posilac^{(R)}$제제, $Boostin^{(R)}$-S 제제, $Boostin^{(R)}$-250 제제의 투여에 따른 유생산 증가는 대조군과 비교하여 각각 2.9 kg/day (12.3%), 4.2 kg/day (17.9%), 4.1 kg/day (17.4%)이었으며 rbST를 투여한 군들과 대조군 사이에서 통계적 유의차가 확인되었다. rbST의 투여는 임상형 유방염발생과 우유의 체세포수를 증가시키지 않았으며 rbST의 투여는 유성분에도 큰 영향을 미치지 않았다. 최고유량 이후 rbST의 투여는 BCS에 부정적인 영향을 미치지 않았지만 비유 100일 이내의 일부 젖소들은 rbST의 투여 후 BCS가 감소하였다. 결론적으로 rbST 250 mg의 매주 투여는 rbST 500 mg의 2주 간격 투여와 유사한 우유 증산효과를 나타내었으며 젖소의 대사성 스트레스를 감소시키는 것으로 판단되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.123-129
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• 2007

The trehalose $({\alpha}-D-glucopyranosyl-[1,1]-{\alpha}-D-glucopyranose)$ biosynthesis genes MhMTS and MhMTH, encoding a maltooligosyltrehalose synthase (MhMTS) and a maltooligosyltrehalose trehalohydrolase (MhMTH), respectively, have been cloned from the hyperthermophilic archaebacterium Metallosphaera hakonesis. The ORF of MhMTS is 2,142 bp long, and encodes 713 amino acid residues constituting a 83.8 kDa protein. MhMTH is 1,677 bp long, and encodes 558 amino acid residues constituting a 63.7 kDa protein. The deduced amino acid sequences of MhMTS and MhMTH contain four regions highly conserved for MTSs and three for MTHs that are known to constitute substrate-binding sites of starch-hydrolyzing enzymes. Recombinant proteins obtained by expressing the MhMTS and MhMTH genes in E. coli catalyzed a sequential reaction converting maltooligosaccharides to produce trehalose. Optimum pH of the MhMTS/MhMTH enzyme reaction was around 5.0 and optimum temperature was around 70 C. Trehalose-producing activity of the MhMTS/ MhMTH was notably stable, retaining 80% of the activity after preincubation of the enzyme mixture at $70^{\circ}C$ for 48 h, but was gradually abolished by incubating at above $85^{\circ}C$. Addition of thermostable $4-{\alpha}-glucanotransferase$ increased the yield of trehalose production from maltopentaose by 10%. The substrate specificity of the MhMTS/MhMTH-catalyzed reaction was extended to soluble starch, the most abundant maltodextrin in nature.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제34권1호
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• pp.47-53
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• 2010

Glycoprotein hormones have a common $\alpha$-subunit that is involved in the signaling pathway together with G protein, adenylcyclase and cAMP induction; however, it is an unclear how this common structure is related to hormonal action. To determine the biological functions of the COOH-terminal amino acids in the $\alpha$-subunit of these glycoprotein hormones, a tethered-molecule was constructed by fusing the $NH_2$-terminus of the $\alpha$-subunit to the COOH-terminus of the $\beta$-subunit of equine chorionic gonadotropin (eCG). The following deletion mutants were created by PCR; Ile was inserted at position 96 to form ${\Delta}96$, Lys was substituted at position 95 to form ${\Delta}95$, His was inserted at position 93 to form ${\Delta}93$ and Tyr was substituted at position 87 to form ${\Delta}87$. Each mutant was transfected into CHO-K1 cells. Tethered-wt eCG, and ${\Delta}96$, ${\Delta}95$, and ${\Delta}93$ mutants were efficiently secreted into the medium but the ${\Delta}87$ mutant was not secreted. Interestingly, the RT-PCR, real-time PCR, and northern blot analyses confirmed that the RNA was transcribed in the ${\Delta}87$ mutant. However, the ${\Delta}87$ mutant protein was not detected in the medium or the intracellular fraction of the cell lysates. The LH- and FSH-like activities of the recombinant proteins were assayed in terms of cAMP production using rat LH/CG and rat FSH receptors. The metabolic clearance rate (MCR) was determined by injecting rec-eCG (2 IU) into the tail vein. The ${\Delta}95$ and ${\Delta}93$ mutants were completely inactive in both the LH- and FSH-like activity assays. The ${\Delta}96$ mutant showed slight activity in the LH-like activity assay. In comparison to the wild type, the activity of the ${\Delta}96$ mutant in the FSH-like activity assay was the highest among all the mutants. The MCR assay in which rec-eCG was injected showed a peak at 10 min in all the treatment groups, which disappeared 4 h after injection. These results imply a direct interaction between the receptor and the COOH-terminal region of the a-subunit. The data also reveal a significant difference in the mechanism by which the eCG hormone interacts with the rLH and rFSH receptors. The COOH-terminal region of the $\alpha$-subunit is very important for the secretion and functioning of this hormone.

• KSBB Journal
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• 제31권4호
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• pp.277-283
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• 2016

In this system, rice cells were genetically modified to express human cytotoxic T-lymphocyte antigen 4-immunoglobulin (hCTLA4Ig) using RAmy3D promoter induced by sugar depletion. Even though the target protein fused with signal sequence peptide, plant cell wall can be a barrier against secretion of recombinant proteins. Therefore, hCTLA4Ig can be trapped inside cell wall or remained in intracellular space. In this study, to enhance the secretion of hCTLA4Ig from cytoplasm and cell walls into the medium, permeabilizing agents, such as dimethyl sulfoxide (DMSO), Triton X-100 and Tween 20, were applied in transgenic rice cell cultures. When 0.5% (v/v) of DMSO was added in sugar-free medium, intracellullar hCTLA4Ig was increased, on the other hand, the secreted extracellular hCTLA4Ig was lower than that of control. DMSO did not give permeable effects on transgenic rice cell cultures. And Triton X-100 was toxic to rice cells and also did not give enhancing permeability of cells. When 0.05% (v/v) Tween 20 was added in rice cell cultures, however, intracellular hCTLA4Ig was lower than that of control cultures. And the maximum 44.76 mg/L hCTLA4Ig was produced for 10 days after induction, which was 1.4-fold increase compared to that of control cultures. Especially, Tween 20 at 0.05% (v/v) showed the positive effect on the secretion of hCTLA4Ig though the decrease of intracellular hCTLA4Ig. Also, Tween 20 as a non-toxic surfactant did not affect the cell growth, cell viability and protease activity. In conclusion, secretion of hCTLA4Ig could be increased by enhancing permeability of cells regardless of the cell growth, cell viability and protease activity.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권5호
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• pp.587-594
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• 2000

At present embryonic stem (ES) cells with confirmed pluripotential properties are only available in the mouse. Recently, we were able to isolate, culture and genetically transform primordial germ cell (PGC)-derived cells from pig embryos and demonstrate their ability to contribute to chimera development in the pig. In order to determine whether the system we developed could be used to isolate embryonic germ (EG) cells from other mammalian species, we placed isolated PGCs from cattle, goats, rabbits and rats in culture. Briefly, PGCs were isolated from fetuses of cow (day 30-50), goat (day 25), rabbit (day 15-18) and rat (day 11-12), and plated on STO feeder cells in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM): Ham's F10 medium (1:1) supplemented with 0.01 mM nonessential amino acids, 2 mM L-glutamine, 0.1 mM $\beta$ - mercaptoethnol, soluble recombinant human stem cell factor (SCF; 40ng/ml), human basic fibroblast growth factor (bFGF; 20ng/ml) and human leukemia inhibitory factor (LIF; 20ng/ml). For maintenance of the cells, colonies were passed to fresh feeders every 7-10 days. In all species tested, we were able to obtain and maintain colonies with ES-like morphology. Their developmental potential was tested by alkaline phosphatase (AP) staining and in vitro differentiation assay. For genetic transformation, cells were electroporated with a construct containing the green fluorescent protein (GFP) under the control of the cytomegalovirus (CMV) promoter. GFP-expressing colonies were detected in cattle, rabbits and rats. These results suggest that PGC-derived cells from cattle, goats, rabbits and rats can be isolated, cultured, and genetically transformed, and provide the basis for analyzing their developmental potential and their possible use for the precise genetic modification of these species.

• 미생물학회지
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• 제39권4호
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• pp.216-222
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• 2003

Caspase는 세포사멸 과정에서 중심적 역할을 하는 cysteine 단백분해 효소이다. 그 중 caspase-9은 활성이 없는 전장 단백질로 존재하지만 Apaf-1과 cytochrome c와 함께 apoptosome을 이루면 활성화된다. 활성 된 caspase-9은 다른 caspase들을 활성 시키는 중요한 기능을 갖는다. 본 연구에서는 대장균에서 전장 caspase-9 단백질을 정제하고자 pGEX 발현 시스템을 이용하였다. 그러나 일반적 배양 및 유도조건에서 caspase-9을 발현시키면 과다한 단백분해로 인하여 전장 caspase-9 단백질이 매우 적게 발현되었다. 이를 극복하기 위해 배양조건과 유도인자의 농도를 변화시키자 caspase-9의 과다한 단백분해 현상이 감소되고 전장 caspase-9의 발현 정도도 상당량 향상되었다. 본 연구에서 확립된 배양조건으로 caspase-9을 발현, 정제하면 70%이상의 순도를 가진 GST-caspase-9 단백질을 손쉽게 얻을 수 있다. 더불어 GST 융합 caspase-9이 대장균에서 발현될 때도 포유세포 내에서 절단되는 것과 동일한 위치인 Asp315 에서 자가 단백분해 반응이 일어난다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 caspase-9의 생화학적, 세포생물학적 기능연구에 필요한 전장 단백질을 다량으로 확보할 수 있는 간단하고 효과적인 정제방법을 제안한다.

• 생명과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1545-1551
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• 2012

이전 연구에서 저자들이 Glycoside hydrolase family 50 (GH-50)과 GH-118 ${\beta}$-agarase들의 발현과 특성을 보고한 Agarivorans sp. JA-1 균주로부터 신규의 GH-16 ${\beta}$-agarase를 보고하고자 한다. 본 유전자는 1,362 염기쌍으로 구성되어 있으며, 453 아미노산 잔기로 구성된 49,830 Da의 단백질을 암호화한다. 본 효소는 Pseudoalteromonas sp. CY24 유래의 GH-16 ${\beta}$-agarase와 98%의 염기서열 상동성과 99%의 아미노산서열 상동성을 나타냈다. 신호서열을 제외한 429 아미노산으로 구성된 성숙단백질에 해당하는 유전자를 E. coli BL21 (DE3) 세포에서 재조합 발현시킨 후, 친화성 크로마토그래피로 효소를 정제하였다. 정제된 효소는 $40^{\circ}C$와 pH 5.0에서 67.6 U/mg의 최적 활성을 보였다. 아가로스를 기질로 한 효소분해산물의 박막크로마토그래피 분석결과, neoagarohexaose와 neoagarotetraose가 주산물로 생산되는 것을 알 수 있었다. 본 효소는 기능성 한천올리고당의 산업적 생산에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국육종학회지
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• 제49권3호
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• pp.170-179
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• 2017

분자농업은 식물을 일종의 공장개념으로 확대 적용하여 산업적으로 가치가 높은 유용물질들을 대량생산하는 분야로 최근 많은 각광을 받고 있다. 그 중에서 벼 캘러스를 이용한 단백질 발현 시스템은 대량 배양이 가능하고 목적 단백질의 높은 발현율로 인한 산업화가 가능한 기술이다. 본 연구는 이러한 벼(Oryza sativa L.) 캘러스의 활용도를 높이기 위한 효율적인 형질전환 시스템을 구축하기 위해 수행되었다. 형질전환에 이용된 종자의 종피 제거 시 손을 이용함으로써 캘러스 유도율을 높여주었고, 6년 정도의 오래된 종자에서도 원활한 캘러스 유도가 가능하였다. 목적 유전자가 도입된 캘러스의 선발은 최소한 3주 이상의 배양기간을 필요로 하였고 가장 효율적인 것은 한번의 계대를 포함한 6주 배양 후 선발하는 것이었다. 이러한 선발은 유전자가 식물세포의 genomic DNA 안에 안정적으로 삽입되어 이루어졌음을 서던 블롯 분석 및 후대검정 등을 통하여 확인할 수 있었다. 이러한 장기적이고 대량의 배양이 가능한 벼 캘러스의 효율적인 선발 시스템은 벼를 이용한 유용 재조합 단백질의 산업화에 실속있는 기술로 기여할 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제19권1호
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• pp.123-128
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• 2009

식물 생명공학 기술을 이용해 인간에게 유용한 치료단백질 및 백신을 생산하는 것은 최근에 각광받고 있는 연구 분야이다. 식물을 이용한 유용 단백질 생산은 다른 시스템에 비하여 경제적일 뿐만 아니라 병원성 인자에 대한 안전성이 있어서 유용하다고 할 수 있다. 암세포 표면에 특이적으로 발현하고 있는 분자 와 당 구조를 각각 인지할 수 있는 두 종류의 항체를 동시에 투여하는 면역 치료는 질병의 치료를 유도하는 데 있어서 효과적일 수 있다. 본 연구는 기존에 본 연구팀에서 확보하고 있었던 두 종류의 항체 단백질(mAb CO17-1A, mAb BR55) 생산 형질전환 식물체를 이용하여 상호교배를 통하여 한 식물에서 두 종류의 항체 단백질을 모두 생산하는 식물 발현 시스템 구축에 관한 연구이다. 각기 다른 유전자를 갖고 있는 식물체로부터 수분을 유도하여 씨앗을 얻고 이 씨앗을 배양하여 완벽한 식품 개체로 성장시켰으며, 그 식물체로부터 DNA, RNA, 단백질을 분리하여 형질전환 유전자를 포함하고 있는지 여부를 확인하였다. 그 결과, 개체에 차이는 있지만, 한 식물에서 두 항체 유전자를 갖고 있음을 확인할 수 있었고, 이 유전자는 식물체 내에서 안정적으로 transcription 되었음을 확인하였다. 또한, 두 종류의 항체를 동시 생산하는 식물체에서 분리한 단백질은 한 종류의 항체 단백질만 생산하는 식물체에 비하여 수용성 단백질 단위당 항체 발현률이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통하여 식물을 이 용한 유용 단백질 생산 효율을 높일 수 있는 시스템을 확립하였으며 앞으로 추가적으로 생산한 항체의 생물학적 활성 및 항암 효능, 당 구조 분석 등에 대한 연구용 수행한다면, 식물 생명공학적 방법을 통한 항체 생산에 대한 새로운 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1376-1382
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• 2016

Xylitol은 식품 및 의료산업에서 이용가치가 높은 물질로, lignocellulosic biomass인 xylose의 환원으로부터 생산되며, 대부분 유전적으로 안전한 Saccharomyces cerevisiae 균주를 사용하여 생산되고 있다. 따라서 본 연구에서는 S. cerevisiae에서 xylitol을 효율적으로 생산하기 위해 xylose reductase를 code하는 GRE3 (YHT104W)유전자의 발현시스템을 구축하여, xylose reductase의 분비생산 및 xylitol 생산성을 조사하고자 하였다. 먼저 GRE3 유전자의 발현에 적합한 promoter의 선별을 위해 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 GRE3 유전자를 가진 pGMF-GRE3와 pAMF-GRE3 plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$균주에 형질전환되었고, $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3와 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 형질전환주가 선별되었다. 그 중 $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주에서 NADPH를 cofactor로 사용했을 때 0.34 unit/mg-protein의 xylose reductase 활성(total activity)을 보였고, ADH1 promoter를 가진 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 균주에 비해 1.5배 높은 활성증가를 확인 할 수 있었다. 또한 두 균주에서 모두 91%의 분비효율을 보여 대부분의 재조합 xylose reductase가 세포 밖으로 효율적으로 발현 분비되었음을 알 수 있었다. $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주를 사용한 baffled flask 배양에서 xylitol 생산량을 조사해 본 결과, 20 g/l의 xylose로부터 12.1 g/l의 xylitol을 생산하였고, 소모된 xylose의 약 83%정도가 xylitol로 환원되었음을 알 수 있었다.