• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권3호
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• pp.184-190
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• 2007

대략 2 kb의 크기를 가진 Pichia pastoris phosphoglycerate kinase gene (PGK1)의 프로모터부분을 266bp의 작은 크기로 최소화하여 P. pastoris에 있어 episomal의 새로운 항시적 발현벡터를 제조하였다. P. pastoris의 새로운 항시적 발현벡터를 개발하기 위하여 기존의 Pichia발현벡터인 pGABZB의 GAP프로모터부분을 연속적으로 일정 부분이 절단된 PGK1프로모터에 beta-galactosidase유전자가 결합된 부분으로 치환하였다. LacZ유전자를 reporter유전자로 사용하였을 때에 PGK1프로모터의 발현세기는 다른 항시적 프로모터인 GAP프로모터 보다는 낮았지만 TEF1프로모터 보다는 높았다. 본 논문에서 PGK1 프로모터의 불필요한 부분을 제거함으로서 Pichia에서 외래발현을 위한 새로운 episomal발현벡터인 pPGKZ-E를 제조하였으며 이 것은 P. pastoris에 있어 발현세기를 선택할 수 있는 발현벡터선택의 폭을 넓게 하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권2호
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• pp.196-205
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• 2015

A Sulfolobus-E. coli shuttle vector for an efficient expression of the target gene in S. acidocaldarius strain was constructed. The plasmid-based vector pSM21 and its derivative pSM21N were generated based on the pUC18 and Sulfolobus cryptic plasmid pRN1. They carried the S. solfataricus P2 pyrEF gene for the selection marker, a multiple cloning site (MCS) with C-terminal histidine tag, and a constitutive promoter of the S. acidocaldarius gdhA gene for strong expression of the target gene, as well as the pBR322 origin and ampicillin-resistant gene for E. coli propagation. The advantage of pSM21 over other Sulfolobus shuttle vectors is that it contains a MCS and a histidine tag for the simple and easy cloning of a target gene as well as one-step purification by histidine affinity chromatography. For successful expression of the foreign genes, two genes from archaeal origins (PH0193 and Ta0298) were cloned into pSM21N and the functional expression was examined by enzyme activity assay. The recombinant PH0193 was successfully expressed under the control of the gdhA promoter and purified from the cultures by His-tag affinity chromatography. The yield was approximately 1 mg of protein per liter of cultures. The enzyme activity measurements of PH0913 and Ta0298 revealed that both proteins were expressed as an active form in S. acidocaldarius. These results indicate that the pSM21N shuttle vector can be used for the functional expression of foreign archaeal genes that form insoluble aggregates in the E. coli system.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권10호
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• pp.1634-1640
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• 2008

This study was focused on the screening of valuable genetic resources, such as promoters from metagenome, and describes a promoter trapping system with a bidirectional probe concept, which can select promoters or operons from various biological resources including metagenomic DNA. A pair of reporters, GFP and DsRed, facing the opposite direction without promoters, is an effective system that can function regardless of the direction of inserted promoters. The feasibility of this system was tested for the isolation of constitutively expressed promoters in E. coli from a soil metagenome, resulting in a potential pool of various promoters for practical application. The analyses of structural organization of the trapped genes demonstrated that constitutively expressible promoters in E. coli were broadly distributed within the metagenome, and suggested that some promoters were useful for the construction of expression vectors. Based on these observations, three constitutive promoters were employed in the expression vector system and their potentials for practical application were evaluated in terms of expression level, protein solubility, and effects on host growth.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권8호
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• pp.1243-1250
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• 2010

A cDNA encoding a cysteine protease inhibitor (CPI) was isolated from the cDNA library of clamworm Perinereis aibuhitensis Grube. The deduced amino acid sequence analysis showed that the protein had 51%, 48%, and 48% identity with Zgc:153129 from Danio rerio, cystatin B from Theromyzon tessulatum, and the ChainA, stefin B tetramer from Homo sapiens, respectively. The gene was cloned into the intracellular expression vector pET-15b and expressed in Escherichia coli. The recombinant CPI (PA-CPI) was purified by affinity chromatography on Ni-charged resin and ion-exchange chromatography on DEAE-Sepharose FF. The relative molecular mass of PA-CPI was 16 kDa as deduced by SDS-PAGE. Activity analysis showed that the recombinant protein could inhibit the proteolytic activity of papain. A constitutive and secretive expression vector was also constructed, and the cDNA encoding CPI was subcloned into the vector for extracellular expression. Western blotting analysis results showed that the PA-CPI was secreted into the medium. Bioassay demonstrated that E. coli DH5${\alpha}$ harboring pUC18ompAcat-CPI showed a significant difference in mortality to the Asian longhorned beetle Anoplophora glabripennis compared with untransformed E. coli DH5${\alpha}$ and control.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권9호
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• pp.1362-1368
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• 2006

A new constitutive episomal expression vector, pGAPZ-E, was constructed and used for initial screening of eukaryotic target gene expression in Pichia pastoris. Two reporter genes such as beta-galactosidase gene and GFPuv gene were overexpressed in P. pastoris. The expression level of the episomal pGAPZ-E strain was higher than that of the integrated form when the beta-galactosidase gene was used as the reporter gene in P. pastoris X33. The avoiding of both the integration procedure and an induction step simplified the overall screening process for eukaryotic target gene expression in P. pastoris. Nine human protein targets from the Core 50, family of Northeast Structural Genomics Consortium (http://www.nesg.org), which were intractable when expressed in E. coli, were subjected to rapid screening for soluble expression in P. pastoris. HR547, HR919, and HR1697 human proteins, which had previously been found to express poorly or to be insoluble in E. coli, expressed in soluble form in P. pastoris. Therefore, the new episomal GAP promoter vector provides a convenient and alternative system for high-throughput screening of eukaryotic protein expression in P. pastoris.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제40권1호
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• pp.7-13
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• 2016

Effectiveness of transgene transfer into genome is crucially concerned in mass production of the bio-pharmaceuticals using genetically modified transgenic animals as a bioreactor. Recently, the mammary gland has been considered as a potential bioreactor for the mass production of the bio-pharmaceuticals, which appears to be capable of appropriate post-translational modifications of recombinant proteins. The mammary gland tissue specific vector system may be helpful in solving serious physiological disturbance problems which have been a major obstacle in successful production of transgenic animals. In this study, to minimize physiological disturbance caused by constitutive over-expression of the exogenous gene, we constructed new retrovirus vector system designed for mammary gland-specific expression of the hEPO gene. Using piggyBac vector system, we designed to express hEPO gene under the control of mammary gland tissue specific and lactogenic hormonal inducible goat ${\beta}$-casein or mouse Whey Acidic Protein (mWAP) promoter. Inducible expression of the hEPO gene was confirmed using RT-PCR and ELISA in the mouse mammary gland cells treated with lactogenic hormone. We expect the vector system may optimize production efficiency of transgenic animal and reduce the risk of global expression of transgene.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.260-267
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• 2008

단백질의 산업적 생산을 위해 발현벡터의 선정이 중요하지만 이용 가능한 프로모터가 극히 제한적이며 많은 경우 과발현되는 특성과 함께 불용성 응집체가 형성되는 단점을 지닌다. 따라서 다양한 생물로부터 유래된 잠재성이 큰 유전자원(metagenome)에서의 프로모터 발굴과 한정된 숙주를 해결하려는 노력이 요구된다. 선행연구에서 발굴한 metagenome 유래의 항시발현 프로모터를 이용해 대장균의 일반적인 배양조건에서 세포생리에 영향이 적은 신규 항시발현 벡터를 제작하였다. 이를 위해 예측된 프로모터 서열과 MCS를 포함하는 합성 primer를 제작한 후 PCR로 증폭해 발현벡터를 구성한 후, 프로모터 구동여부와 단백질 발현양상 등을 관찰하였다. 인위적으로 도입된 MCS에 GFP, esterase, $\beta$-glucosidase를 클로닝해 단백질 발현양과 가용성을 분석한 결과, 안정적으로 전체단백질의 $2{\sim}3%$ 정도로 발현되며 80% 이상의 높은 가용성을 지닌 단백질의 발현이 유도되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 결과는 잠재적인 생물자원의 보고로서 metagenome의 활용가능성을 제시하고 있다. 따라서 다양한 숙주에서 작동하는 프로모터의 발굴 및 발현벡터의 제작을 시도할 경우 단백질의 생산이나 대사공학에 의한 균주개량에 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권1호
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• pp.49-55
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• 2005

본 연구에서는 돼지의 체지방을 감소시키고 성장을 촉진시키는 인자인 PGH를 cloning하여 이 유전자를 외래 유전자의 발현이 유도적으로 조절되는 Tet system에 도입하고자 하였다. 또한 유전자의 발현이 turn on되었을 때 그 발현 정도를 최대화하기 위하여 WPRE 서열을 도입하였다. 구축된 각각의 vector는 retrovirus 생산 세포주에 도입하여 virus를 생산하였으며 이를 여러 종류의 표적세포에 감염시켜서 PGH 유전자의 발현을 확인한 결과, 1×10/sup 6/ 세포에서 350∼2,100 ng의 PGH가 분비되었으며 특히 PFF 세포에서 가장 높은 발현을 나타내었다. Tet system에 도입된 PGH의 발현이 유도적으로 조절되는지를 PFF 세포에서 확인한 결과, 유도 효율이 2∼6배로 나타났으며 WPRE 서열이 rtTA 유전자의 downstream에 위치한 조건에서 가장 높은 유도 효율을 나타내었다. 이러한 PGH 유전자의 유도적인 발현의 조절은 고급육 생산의 형질전환 돼지 연구에 있어서 가장 큰 문제점이 되는 PGH 유전자의 과다한 발현에 의한 생리적인 부작용을 최소화할 수 있는 해결 방안으로 제시될 수 있을 것이다.

• 산업기술연구
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• 제30권B호
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• pp.69-74
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• 2010

Chitinolytic activity was enhanced by coexpression of endo-chitinase gene (chiA) and chitobiosidase gene (chiB) from Serratia marcescens KFRI314 using constitutive expression vector, pHCEIA, in E. coli. Coexpression vector was constructed by inserting ribosome binding site (RBS) into junction between two chitinase genes. SDS-PAGE analyses showed that two chitinase were constitutively expressed while E. coli clones expressing two chitinases simultaneously increased halo size on colloidal chitin plate. Furthermore, the chitinolytic activities were much enhanced in coexpressed clones when degradation patterns of substrate analogues such as 4-MU-(NAG), $4-MU-(NAG)_2$,$4-MU-(NAG)_3$ were used. Consequently, the combined use of endochitinase and chitobiosidase greatly increased overall chitinolytic activities on recombinant E. coli clones.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권1호
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• pp.57-62
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• 2005

본 연구에서는 retrovirus를 이용한 유전자 전이에 있어서 대두되는 큰 문제점의 하나인 외래 유전자의 지속적인 발현으로 인한 개체의 생리적인 손상을 최소화하기 위하여 tetracycline계 물질의 공급 여부에 따라서 발현을 유도적으로 조절할 수 있는 one vector 형태의 Tet-On system을 구축하고자 하였다. 또한 WPRE 서열을 이 vector 상에 도입하여 유도적 조건에서 외래 유전자의 발현이 보다 강하게 일어날 수 있는 효율적인 retrovirus vector system을 확립하고자 하였다. 구축한 각각의 vector system에서 fluorometry와 western blotting을 이용하여 GFP 유전자의 발현 정도를 비교 측정한 결과, RevTRE-EGFP-WPRE-RSVp-rtTA2SM2 virus를 이용하여 유전자를 전이시킨 표적세포에서 GFP의 절대적인 발현량이 가장 큰 것으로 나타났고, 유전자 발현의 turn on/off에 의한 유도율은 RevTRE-EGFP-RSVp-rtTA2SM2-WPRE virus의 경우에서 8∼21배로 가장 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 외래 유전자의 발현을 효율적으로 조절할 수 있는 vector system은 WPRE가 rtTA2SM2 서열의 3에 위치한 형태로, 이 system을 이용하여 생산한 고감염가의 virus는 유전자 치료나 형질전환 동물의 생산에 있어서 요구되는 외래 유전자의 발현을 효율적으로 조절할 수 있는 수단이 될 것이다.