• Reproductive and Developmental Biology
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• 제37권3호
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• pp.109-115
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• 2013

Until recently the most popular tetracycline-inducible gene expression system has been the one developed by Gossen and Bujard. In this study, we tested the latest version of same system and the results are summarized as follows: Compared with previous one, the difference of new system are minor changes of nucleotide sequences in transactivator and tetracycline response element (TRE) regions. Sensitivity to the doxycycline (a tetracycline derivative) was improved. Leakiness of GFP marker gene expression in non-inducible condition was significantly decreased. Higher expression of the marker gene was observed when the cells were fed with doxycycline-containing medium. Optimal insertion site of woodchuck posttranscriptional regulatory element (WPRE) sequence which was known to increase gene expression was different depending on the origin of cells. In chicken embryonic fibroblast, location of WPRE sequence at 3' end of TRE resulted in the highest GFP expression. In bovine embryonic fibroblasts, 3' end of transactivator was the best site for the GFP expression.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제33권1호
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• pp.63-69
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• 2009

In this study we tried to construct a more efficient tetracycline-inducible gene expression system by replacing previous key elements with more advance ones. At the beginning, we substituted PGK (phophoglycerate kinase) promoter for CMV (cytomegalovirus) promoter to control "$rtTA2^sM2$" which has been known for high induction efficiency in response to tetracycline. With this modification, expression of the EGFP marker gene under the induction condition was significantly increased. Next, we replaced "TRE" fragment with a modified version named "TRE-tighf" which has been reported to have higher affinity and specificity to the transactivator by minor base change of the "TRE" DNA fragment sequence. Use of "TRE-tighf" instead of "TRE" resulted in more than 10 fold increment in terms of induction efficiency and significant decrement of background expression in non-inducible condition. By combining PGK promoter and "TRE-tight" fragment, we could upgrade previous tetracycline-inducible system to show more stringent turn on/off gene switch ability and stronger expression of the gene of our interest. Use of this newly developed system must be very helpful to the studies of gene expression, especially to the transgenic animal study in which non-controllable constitutive expression of the transgene has been one of the urgent problems to be solved.

• 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.

• 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.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권3호
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• pp.259-268
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• 2003

모유에 존재하는 유지방구의 막을 구성하는 주된 당단백질인 하나인 lactadherin(과거에는 BA46로 일컬어짐)은 rotavirus에 의한 감염증상을 예방하는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 retrovirus vector system을 이용하여 Chinese Hamster Ovary (CHO) 세포에 tetracycline에 의해 발현이 제어되는 promoter 하의 lactadherin 유전자를 전이 시킨 후 lactadherin이 tetracycline에 의해 발현이 유도되는지의 여부를 실험하였다. 먼저 기초 실험으로 대장균의 LacZ 유전자를 이용하여 tetracycline에 의한 유도 여부를 시험하였다. RevTet-On과 RevTRE-LacZ retrovirus를 동시감염시킨 NIH3T3는 doxycycline (tetracycline 유도체)에 의해 투여량에 비례하여 반응정도가 증가하는 양상을 나타내었으며 최대의 반응은 doxycycline 농도가 1 $\mu\textrm{g}$/ml 이상에서부터 관찰되었다. 이 예비실험의 결과를 바탕으로 RevTet-On과 RevTRE-Ltd retrovirus vectyor를 이용하여 사람의 lactadherin 유전자의 유도적 발현을 검정하였는데 CHO 세포에서 lactadherin 유전자의 유도적 발현을 RT-PCR 기법을 이용하여 확인하였다. 표적세포 내에서 외부에서 도입된 유전자가 지속적으로 발현될 경우 심각한 생리적 부작용을 야기시킨다는 사실을 감안할 때 본 실험의 결과는 유전자 치료와 형질전환동물의 생산에 크게 도움이 될 것으로 예상된다.

• Molecules and Cells
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• 제38권11호
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• pp.959-965
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• 2015

Inducible and reversible gene silencing in desired types of cells is instrumental for deciphering gene functions using cultured cells or in vivo models. However, efficient conditional gene knockdown systems remain to be established. Here, we report the generation of an inducible expression system for short hairpin RNA (shRNA) targeted to PTEN, a well-documented dual-specificity phosphatase involved in tumor suppression and ontogenesis. Upon induction by doxycycline (DOX), the reverse tetracycline transcriptional activator (rtTA) switched on the concomitant expression of GFP and a miR-30 precursor, the subsequent processing of which released the embedded PTEN-targeted shRNA. The efficacy and reversibility of PTEN knockdown by this construct was validated in normal and neoplastic cells, in which PTEN deficiency resulted in accelerated cell proliferation, suppressed apoptosis, and increased invasiveness. Transgenic mice harboring the conditional shRNA-expression cassette were obtained; GFP expression and concurrent PTEN silencing were observed upon ectopic expression of rtTA and induction with Dox. Therefore, this study provides novel tools for the precise dissection of PTEN functions and the generation of PTEN loss of function models in specific subsets of cells during carcinogenesis and ontogenesis.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제30권3호
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• pp.157-162
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• 2006

본 연구에서는 인간 부자상선 호르몬의 발현을 유도적으로 조절할 수 있는 retrocvirus vector system을 확립하고자 하였다. 이에 tetracycline계 물질로 발현을 유도적으로 조절할 수 있는 one vector 형태의 Tet-On system을 이용하였으며 WPRE 서열을 도입하여 유도적 조건에서 외래 유전자의 발현을 증가시켰다. 구축한 각각의 표적세포에서 RT-PCR과 ELISA를 이용하여 hPTH유전자의 발현 정도를 비교 측정한 결과, WPRE가 hPTH의 3' 위치에 도입된 $RevTRE-PTH-WPRE-CMVp-rtTA2^sM2$ virus를 이용하여 유전자를 전이시킨 경우에 hPTH의 발현량이 가장 높은 것으로 나타났고, 또한 유도율도 가장 큰 것으로 확인되었다. 이 system을 이용하여 생산한 고감염가의 virus는 인간의 부갑상선 호르몬을 생산하기 위한 동물세포주의 구축이나 형질전환 동물의 생산에 있어서 매우 효율적인 유전자 전이 수단이 될 것으로 사료된다.

• 한국가금학회지
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• 제36권2호
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• pp.177-186
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• 2009

형질전환 동물에 있어서 외래 유전자의 조절되지 않은 과다 발현은 생리적인 부작용이나 독성을 나타내게 된다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 외래 유전자 발현 조절 system인 tetracycline-inducible expression system(Tet system)을 도입하였다. 그러나 종래의 Tet system을 이용한 유전자 발현 조절은 system 자체의 구성 요소로 인한 미미한 leaky 현상 때문에 완벽하게 이루어지지 않는다. 본 연구에서는 보다 완벽한 외래 유전자의 발현 조절 system을 구축하기 위하여 rtTA 대신 진일보한 형태의 $rtTA2^SM2$를 도입하고 TRE 부분을 TRE-tight로 대체하였다. 확립된 retrovirus vector system을 이용하여 다양한 표적세포와 형질전환 닭으로부터 혈소판 생산의 일차적인 조절자이며, 조혈간세포의 생존과 증식에 있어서 매우 중요한 역할을 하는 human thrombopoietin(hTPO)를 생산하고자 하였다. In vitro 상의 연구에서, CEF 세포에서 발현되는 hTPO가 가장 높은 발현량과 발현 유도율을 나타내었으며, 상업적으로 판매되고 있는 hTPO나 다른 표적세포에서 생산된 hTPO에 비해 생물학적 활성이 가장 높은 것으로 확인되었다. 고농도로 농축한 재조합 retrovirus를 stage X단계의 계란의 배반엽 층에 미세주입하여 대리 난각 방법으로 배양한 결과, 미세주입한 138개의 계란 중 21일 후에 15개의 계란에서 병아리가 부화하였으며, 그 중 8마리가 형질전환 개체로 확인되었다. 이 형질전환 닭은 사료 1 g 당 0.5 mg의 doxycycline을 첨가하여 2주간 식이하였으며, 그 후 혈액을 채취하여 hTPO 농도를 측정한 결과 200ng/mL로 확인되었다. 또한 형질전환 개체 중 수컷의 정자에서 hTPO 유전자의 존재를 확인함으로써 germLine transmission의 가능성을 입증하였다. 이상의 연구 결과는 사람의 cytokine 단백질의 대량생산을 위한 생체반응기로서의 형질전환 닭의 생산 가능성을 제시한 데 의의가 있다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제38권3호
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• pp.99-105
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• 2014

In this study, to further understand the mechanism of animal growth and to develop a miniature transgenic animal model, we constructed and tested tetracycline-inducible RNAi system using shRNA targeting the mRNA of mouse insulin-like growth factor (mIGF-1) or mouse growth hormone receptor (mGHR) gene. Quantitative real-time PCR analysis of mouse liver cell (Hepa1c1c7) cells transfected with these vectors showed 85% or 90% of expression inhibition effect of IGF-1 or GHR, respectively. In ELISA analysis, the protein level of IGF-1 in the cells expressing the shRNA targeting IGF-1 mRNA was reduced to 26% of non-transformed control cells. Unexpectedly, in case of using shRNA targeting GHR, the IGF-1 protein level was decreased to 75% of control cells. Further experiments are needed to explain the lower interference effect of GHR shRNA in IGF-1 protein. Accumulated knowledge of this approach could be applicable to a variety of related biological area including gene function study, gene therapy, development of miniature animals, etc.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.11-15
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• 2004

본 연구에서는 C. diphtheriae toxin-A(DTA)를 합성하는 유전자를 tetracycline derivative인 doxycycline에 의해 발현이 유도되는 plasmid('Tet-on' system)에 삽입시켜, 이를 mouse ES cell에 도입시켰으며, 이렇게 제작된 mouse ES cell이 doxycycline의 처리 농도에 따라 mouse ES cell내의 DTA의 발현이 유도되어 이 결과 세포 사별(apoptosis)을 유발시키는 것을 MTT assay를 통해 확인하였다.