KR100540200B1 - Method for suppression of sialidase expression in cell lines using sialidase antisense ??? - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전자 재조합 기술, 즉 안티센스 RNA 기술을 이용하여 형질전환된 숙주세포주에서 시알리다제 발현을 억제하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 시알리다제 유전자의 발현을 일부 또는 전부 억제하는 방법을 통해 햄스터 세포주와 같은 숙주세포주에서 생산되는 당단백질의 당쇄 말단에 위치하는 시알산의 제거를 방해하여 당단백질이 온전한 당구조를 갖도록하고 궁극적으로 당단백질의 생산수율을 높이는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a method of inhibiting sialidase expression in a transformed host cell line using genetic recombination technology, ie antisense RNA technology. In the present invention, by inhibiting the expression of some or all of the sialidase gene, the glycoprotein has an intact glycemic structure by preventing the removal of sialic acid located at the end of the glycoprotein of the glycoprotein produced in a host cell line such as a hamster cell line. And ultimately to increase the yield of glycoproteins.

Description

시알리다제 안티센스 RNA를 이용하여 세포주에서 시알리다제 발현을 억제하는 방법 {Method for suppression of sialidase expression in cell lines using sialidase antisense RNA}Method for suppression of sialidase expression in cell lines using sialidase antisense NRNA}

도 1은 시알리다제 유전자를 얻기 위한 프라이머의 종류와 시알리다제 cDNA에서의 위치를 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the types of primers for obtaining sialidase genes and their positions in sialidase cDNA.

도 2는 합성된 프라이머를 사용하여 시알리다제 cDNA의 전부 또는 일부를 PCR한 결과를 아가로스겔 전기영동한 것이다.2 is agarose gel electrophoresis of the results of PCR of all or part of the sialidase cDNA using the synthesized primer.

도 3은 세포주를 형질전환시키기 위해 사용한 pZeoSV2(-) 벡터의 모식도이다.3 is a schematic diagram of the pZeoSV2 (−) vector used to transform the cell line.

도 4는 형질전환된 세포주를 레플리카 어세이한 것을 보여준다. 여기에서 (A)는 UV 조사에 의한 형광으로, (B)는 단백질염색으로 세포의 위치를 보여준다.4 shows a replica assay of transformed cell lines. Here, (A) shows fluorescence by UV irradiation, and (B) shows the location of cells by protein staining.

도 5는 형질전환된 각각의 세포주를 4-MU 어세이한 결과를 보여준다.5 shows the results of 4-MU assay of each transformed cell line.

본 발명은 유전자 재조합 기술, 즉 안티센스 RNA 기술을 이용하여 형질전환된 숙주세포주에서 시알리다제 발현을 억제하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 는 시알리다제 유전자의 발현을 일부 또는 전부 억제하는 방법을 통해 햄스터 세포주와 같은 숙주세포주에서 생산되는 당단백질의 당쇄 말단에 위치하는 시알산의 제거를 방해하여 당단백질이 온전한 당구조를 갖도록하고 궁극적으로 당단백질의 생산수율을 높이는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a method of inhibiting sialidase expression in a transformed host cell line using genetic recombination technology, ie antisense RNA technology. In the present invention, by inhibiting the expression of the sialidase gene in part or all to prevent the removal of sialic acid located at the sugar chain terminal of the glycoprotein produced in a host cell line, such as hamster cell line to prevent the glycoprotein intact glycostructure And ultimately increase the yield of glycoproteins.

일반적으로 유전공학적으로 생산되는 대부분의 단백질은 1차구조 즉, 아미노산 서열이 그 자연형과 일치하면 고차구조도 일치하여 동일한 생물활성을 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나, 대장균과 같은 미생물을 이용하여 생산된 단백질은 당쇄구조가 결핍되는 것으로 알려져 있으며, 따라서 그 단백질의 자연형이 진핵세포 유래인 경우에는 유전공학적으로 대장균에서 생산된 단백질이 당쇄구조에 있어서 자연형과 차이를 보일 수밖에 없다. In general, most proteins produced by genetic engineering have been known to have the same bioactivity because their primary structure, that is, their amino acid sequence, matches their natural form. However, proteins produced using microorganisms such as Escherichia coli are known to be deficient in sugar chain structure. Therefore, when the natural type of the protein is derived from eukaryotic cells, the genetically engineered protein produced in E. coli is natural in sugar chain structure. There is no choice but to show the difference.

대장균에서 유전공학적으로 발현되는 단백질의 시험관내 활성은 자연형과 충분히 동일하지만 생체내 활성은 자연형에 비하여 현저히 감소하는 경우가 있으며, 그 대표적인 예로 현재 에리스로포이에틴이 알려져 있다. 따라서, 많은 경우에 당쇄구조가 동일하거나 유사하게 이루어질 수 있는 효모 또는 고등동물 세포주를 형질전환용 숙주로 이용하는 유전공학 방법으로 특정 단백질을 제조한다. In vitro activity of a genetically engineered protein expressed in E. coli is sufficiently identical to that of the natural type, but the in vivo activity may be significantly reduced compared to the natural type, and erythropoietin is currently known as a representative example. Therefore, in many cases, specific proteins are prepared by genetic engineering methods using yeast or higher animal cell lines, which may be identical or similar in sugar chain structure, as transformation hosts.

한편, 단백질의 생체내 활성에 가장 중요한 역할을 하는 것은 당쇄구조의 말단 시알산으로서 이들의 존재는 당단백질의 활성 자체보다는 생체 내에서의 안정성과 관련이 있다. 즉, 시알산의 존재는 당단백질의 생체내 반감기를 증가시키므로 임상적으로 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. On the other hand, the most important role for the in vivo activity of the protein is the terminal sialic acid of the sugar chain structure, their presence is related to the stability in vivo rather than the activity of the glycoprotein itself. That is, the presence of sialic acid increases the in vivo half-life of glycoproteins and is known to play a very important clinical role.

그러나, 유전공학적으로 생산되는 단백질의 당쇄구조의 기본형이 동일하게 발현되더라도 숙주세포는 시알리다제를 소량이라도 발현시켜 세포내에 함유하고 있고, 이러한 시알리다제는 이미 발현된 유용한 단백질의 당쇄말단에 위치하는 시알산을 제거함으로써 최종 수율을 감소시키는 원치 않는 결과를 초래한다.However, even when the basic type of the sugar chain structure of the genetically engineered protein is expressed in the same manner, the host cell expresses even a small amount of sialidase in the cell, and the sialidase is located at the end of the sugar chain of the useful protein already expressed. Eliminating sialic acid results in undesirable consequences of reducing the final yield.

이에, 본 발명자들은 유용 단백질의 숙주세포로 잘 이용되는 고등 동물세포의 시알리다제 발현을 일부 또는 완전히 억제함으로써 유용 단백질의 발현 후 시알산의 제거가 감소되도록 하고, 이에 따라 최종 수율을 획기적으로 올릴 수 있는 방법을 연구하였고 유전공학 기법의 하나인 안티센스(anti-sense) RNA 방법을 이용하여 이러한 목적을 달성하였다. 이러한 안티센스 RNA 방법에는 시알리다제의 cDNA 클로닝, 클로닝된 cDNA의 일부 또는 전체 유전자의 특정 고등동물 발현벡터로의 삽입, 작제된 벡터의 숙주세포로의 형질도입, 전사확인, 시알리다제의 발현량 감소확인, 안정성확인이라는 아주 고된 일련의 전문적 기술이 수반된다.Accordingly, the present inventors can partially or completely inhibit the expression of sialidase in higher animal cells, which are well used as host cells of the useful protein, thereby reducing the removal of sialic acid after expression of the useful protein, thereby dramatically increasing the final yield. We have studied this method and have achieved this goal by using anti-sense RNA method which is one of genetic engineering techniques. Such antisense RNA methods include cDNA cloning of sialidase, insertion of part or all of the cloned cDNA into a specific higher animal expression vector, transduction of the constructed vector into host cells, transcription identification, and expression of sialidase. This entails a very arduous set of expertise in the identification of reduction and stability.

햄스터 시알리다제는 총 379개의 아미노산으로 구성되어 있다. 시알리다제의 cDNA를 얻는데 가장 많이 사용되는 PCR 방법을 이용하고자, 시알리다제 cDNA의 N-말단 및 C-말단 부분의 올리고뉴클레오티드 절편을 염기수 30개 내외의 크기로 합성하였다. 이때 발현벡터에 클로닝시키기 위한 링커로서 EcoRI 과 BamHI 인식부위를 각각 도입하고 PCR을 이용한 유전자 증폭용 프라이머로 사용하였다. Hamster sialidase consists of a total of 379 amino acids. In order to use the PCR method most commonly used to obtain sialidase cDNA, oligonucleotide fragments of the N-terminal and C-terminal portions of sialidase cDNA were synthesized to a size of about 30 bases. At this time, EcoRI and BamHI recognition sites were introduced as linkers for cloning into expression vectors, and used as primers for gene amplification using PCR.

합성된 올리고뉴클레오티드를 HPLC로 정제하여 프라이머로 사용하고 템플레이트로는 중국 햄스터 난자의 람다 cDNA 라이브러리(Stratagene)를 사용하여 PCR(Expand High Fidelity PCR system; BM)을 수행한다(도 2). Synthesized oligonucleotides were purified by HPLC and used as primers, and PCR (Expand High Fidelity PCR system; BM) was performed using lambda cDNA library (Stratagene) of Chinese hamster egg as a template (FIG. 2).

안티센스 RNA를 숙주세포에서 발현시키기 위해서는 pZeoSV2(-) 벡터 (Invitrogen, 도 3)를 이용한다. 발현벡터 pZeoSV2(-)는 몇개의 제한효소 인식부위(multy cloning site)를 포함하고 있으며 pZeoSV2(+)와는 제한효소 인식부위의 오리엔트가 반대이다. PCR 증폭된 시알리다제 cDNA 유전자를 Quagen 키트를 이용하여 전기영동된 아가로스겔로부터 용출하여 pGEM-T 벡터(Promega)에 접합시킨 후, 대장균 NM522에 형질전환시킨다. X-gal/IPTG를 도말한 LB-암피실린 고체배지에서 대장균을 하룻밤동안 키운 후, 흰색 콜로니들로부터 플라스미드 DNA를 정제하고 제한효소(BamHI, EcoRI)와 반응시켜 시알리다제 cDNA 유전자를 얻는다. 이를 다시 아가로스겔 전기영동하여 위의 방법으로 용출시킨 후 미리 제한효소(BamHI, EcoRI)와 반응시켜 얻은 pZeoSV2(-) 벡터와 접합(ligation)시키고 대장균 NM522에 형질전환시킨다. 제오신 포함배지에서 양성 균주만을 얻어서 이를 중국햄스터 숙주세포의 형질전환에 사용한다. 한편, 얻어진 시알리다제 cDNA 유전자에 대해 염기서열을 분석하여 이미 알려진 문헌에 기재된 서열과 비교함으로써 염기서열의 일치를 확인한다.PZeoSV2 (−) vector (Invitrogen, FIG. 3) is used to express antisense RNA in host cells. The expression vector pZeoSV2 (-) contains several restriction cloning sites, and the orientation of restriction enzyme recognition sites is opposite to pZeoSV2 (+). PCR amplified sialidase cDNA gene was eluted from agarose gel electrophoresis using Quagen kit, conjugated to pGEM-T vector (Promega), and transformed into E. coli NM522. Escherichia coli is grown overnight in LB-ampicillin solid medium plated with X-gal / IPTG, and then plasmid DNA is purified from white colonies and reacted with restriction enzymes (BamHI, EcoRI) to obtain sialidase cDNA gene. This was again agarose gel electrophoresis eluted by the above method and then conjugated with the pZeoSV2 (-) vector obtained by reacting with a restriction enzyme (BamHI, EcoRI) in advance and transformed into E. coli NM522. Only positive strains are obtained from a zeocin-containing medium and used for transformation of Chinese hamster host cells. On the other hand, the sequence of the obtained sialidase cDNA gene is analyzed and compared with the sequence described in the known literature to confirm the conformity of the nucleotide sequence.

안티센스 RNA가 숙주세포내에서 그 기능을 다하는지의 여부는 사용하는 안티센스 RNA에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명자들은 시알리다제 cDNA 전체 염기서열외에 서열의 일부만을 포함하는 유전자를 사용하는 변형된 벡터를 제작하였는데, 그 범위가 이로 한정되는 것은 아니다(도 1). 즉, 본 발명자들은 프라이머 N4, sial7, sial8 및 N8을 실시예 3에서와 같이 제작 및 정제하였다.Whether the antisense RNA performs its function in the host cell may depend on the antisense RNA used. Therefore, the present inventors have made a modified vector using a gene containing only a part of the sequence in addition to the entire sequence of sialidase cDNA, but the scope is not limited thereto (FIG. 1). That is, the inventors prepared and purified primers N4, sial7, sial8 and N8 as in Example 3.

수득된 프라이머를 각각 이용하여 실시예 2에서와 같이 PCR한 후 pZeoSV(-)에 클로닝한다(도 2, 도 3).PCR was carried out as in Example 2 using each of the obtained primers, and then cloned into pZeoSV (-) (Fig. 2, Fig. 3).

형질전환을 위한 숙주세포로는 CHO tk-세포주 -cfc33(기탁번호: KCLRF-BP- 00007)를 사용하고 작제된 발현벡터를 사용하여 키트(SuperFect Transfection Kit; Quagen)를 이용한 흡착세포주 프로토콜에 따라 형질전환을 수행한다. 간단히 설명하면 다음과 같다. 각 DNA는 5㎍ 사용하고 (최소 DNA 농도 : 0.1㎍/㎕) 세포주는 형질전환 하루전 1~4×105 세포/60mm 디쉬(5㎖) 되게 준비한다. 준비한 플라스미드 DNA와 무혈청 배양배지(DMEM/F-12) 150㎕를 잘 섞어준다. 시약(SuperFect Transfectin Reagent, 20㎕)을 가하고 잘 섞은 후 실온에서 5~10분 반응시킨 다음 다시 1㎖의 배양배지(5% 혈청, DMEM/F-12)와 잘 섞어준다. 이렇게 만든 것을 PBS로 조심스럽게 씻어준 세포에 가하고 37℃/5% CO2 배양기에서 반응시킨다. 약 2-3시간 경과 후 세포주를 PBS로 4회 씻어주고 새로운 배양배지(5% 혈청 DMEM/F-12) 5㎖로 교체한 후 잘 관찰한다.As a host cell for transformation, CHO tk-cell line -cfc33 (Accession No .: KCLRF-BP- 00007) was used and the expression vector was constructed using an expression cell line protocol using a kit (SuperFect Transfection Kit; Quagen). Perform the switch. Briefly described as follows. 5 μg of each DNA is used (minimum DNA concentration: 0.1 μg / μl) and the cell line is prepared to be 1-4 × 10 5 cells / 60 mm dish (5 ml) one day before transformation. Mix the prepared plasmid DNA and 150µl of serum-free culture medium (DMEM / F-12) well. Add reagent (20 μl of SuperFect Transfectin Reagent), mix well, and react for 5 to 10 minutes at room temperature. Then, mix well with 1 ml of culture medium (5% serum, DMEM / F-12). This was added to the cells carefully washed with PBS and 37 ℃ / 5% CO 2 React in the incubator. After 2-3 hours, the cell lines are washed 4 times with PBS and replaced with 5 ml of fresh culture medium (5% serum DMEM / F-12).

형질전환 후 2내지 3일동안 배양배지(5% 혈청 DMEM/F-12, 제오신 50㎍/㎖)를 갈아주며 키운 후 세포 수가 25%되게 분주하고 제오신을 50㎍/㎖ 되게 첨가한 배양배지를 매일 갈아주며 약 7내지 10일동안 키운다. 음성세포주가 모두 죽은 것을 확인한 후 살아남은 콜로니를 새로운 플레이트에 옮겨 배양한 후 다시 400세포/100mm 플레이트가 되게 한다. 이를 24시간동안 배양한 후 준비한 Whatman 페이퍼로 세포주 표면을 덮어준다(페이퍼가 움직이지 않도록 실린더를 사용하여 눌러준다). 약 11~14일 동안 배양한 후 Whatman 페이퍼를 다른 플레이트로 옮기고 PBS로 2회 씻어준 다음 세포주 표면과의 접촉면을 상향으로 하여 페이퍼를 건조한다. 건조된 페이퍼를 0.1mM 4-메틸움베리페릴-NeuAc(4-methylumberiferryl-NeuAc; 0.1M 소듐아세테이트 완충액, pH5.0으로 희석)로 1 내지 2시간동안 처리한 후 UV를 쪼이면서 형광을 관찰한다. 이때 형광을 띄는 것은 시알리다제의 활성을 보이는 것이다(도 4). 형광이 보이지 않거나 보이더라도 약한 세포주는 시알리다제의 발현이 적어서 그 활성이 떨어지는 세포주이므로 이들만을 선별하여 보다 정량적 실험을 위해 4-메틸움베리페릴-NeuAc(4MU) 어세이를 진행한다. 새로 분리 배양된 선별된 세포주로부터 각각의 배양상등액과 하베스트된 세포주로 분리하고 세포주는 소니케이션 등의 방법으로 파쇄한 후 다시 원심분리하여 상등액만을 얻어 실험을 진행한다. 이들 각각의 샘플 100㎕를 0.1mM 4MU(0.1M 소듐아세테이트 완충액, pH5.0으로 희석) 400㎕와 함께 2 내지 5시간동안 반응시키고 글리신 완충액 2㎖를 가하여 반응을 중지시킨 후 플루오로미터(fluorometer)로 365mm, 450mm에서 측정한다(도 5). Culture medium (5% serum DMEM / F-12, zeocin 50㎍ / ml) was changed and grown for 2 to 3 days after transformation, followed by 25% cell division and 50㎍ / ml of zeocine Change the badge every day and grow for about 7 to 10 days. After confirming that all the negative cell lines are dead, the surviving colonies are transferred to a new plate and cultured, so that the cells become 400 cell / 100 mm plates again. After culturing for 24 hours, cover the surface of the cell line with the prepared Whatman paper (press with a cylinder to prevent the paper from moving). After incubating for about 11-14 days, Whatman paper is transferred to another plate, washed twice with PBS, and then the paper is dried with the contact surface of the cell line upward. The dried paper was treated with 0.1 mM 4-methylumberiferryl-NeuAc (4-methylumberiferryl-NeuAc; diluted with 0.1 M sodium acetate buffer, pH 5.0) for 1 to 2 hours, followed by fluorescence under UV light. . At this time, the fluorescence shows the activity of sialidase (FIG. 4). Even if no fluorescence is visible or weak, the cell line is less active due to less expression of sialidase, so only these are selected for a more quantitative experiment for the 4-methylumberriferyl-NeuAc (4MU) assay. The cultured supernatant and harvested cell lines are separated from the newly separated and selected cell lines, and the cell lines are crushed by a method such as Sonyation and centrifuged again to obtain only the supernatant. 100 μl of each of these samples was reacted with 400 μl of 0.1 mM 4MU (0.1 M sodium acetate buffer, pH5.0) for 2 to 5 hours, and 2 ml of glycine buffer was added to stop the reaction, followed by fluorometer. ) At 365 mm and 450 mm (FIG. 5).

본 발명자들은 상기 설명한 실험을 통해 소기에 목적했던 시알리다제 음성 세포주를 제조하는데 성공하였으며, IEF 전기영동과 같은 방법을 통하여 확인한 결과 이들 세포주는 에리스로포이에틴을 대부분 당쇄말단의 시알산이 부착된 상태로 제조함을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따라 수득된 세포주를 이용하여 에리스로포이에틴과 같은 당단백질을 유전공학적 방법으로 제조할 경우 목적하는 단백질의 안정성의 향상 및 수율상승이 예측된다.The present inventors have succeeded in producing a desired sialidase-negative cell line through the above-described experiments, and as a result of confirming by a method such as IEF electrophoresis, these cell lines are prepared with most of the erythropoietin attached to the sialic acid of the sugar chain terminal. And it was found. Therefore, when a glycoprotein such as erythropoietin is prepared by genetic engineering method using the cell line obtained according to the present invention, the improvement of the stability of the desired protein and the yield increase are predicted.

실시예 1: 시알리다제 유전자의 클로닝Example 1 Cloning of Sialidase Gene

PCR 방법에 사용하기 위한 시알리다제 cDNA의 N-말단 및 C-말단 부분의 올리고뉴클레오티드 절편을 다음과 같이 합성하였다.Oligonucleotide fragments of the N-terminal and C-terminal portions of the sialidase cDNA for use in the PCR method were synthesized as follows.

1) DNA 합성기에 의한 올리고뉴클레오티드 절편의 합성1) Synthesis of Oligonucleotide Fragments by DNA Synthesizer

DNA 합성기(모델: Applied Biosystems 392 DNA Synthesizer)를 사용하여 올리고뉴클레오티드를 염기수 30개 내외 크기로 합성하여 PCR을 이용한 유전자 증폭용 프라이머로 사용하였다. 즉, 본 실시예에서는 N1 및 N2 프라이머를 합성하였고, 여기에 발현 벡터에 클로닝할 링커로서 EcoRI 과 BamHI 인식부위를 각각 도입시켰다. Using a DNA synthesizer (model: Applied Biosystems 392 DNA Synthesizer), oligonucleotides were synthesized with a size of about 30 bases and used as primers for gene amplification using PCR. That is, in this example, N1 and N2 primers were synthesized, and EcoRI and BamHI recognition sites were introduced as linkers to be cloned into expression vectors.

2) 합성 올리고뉴클레오티드의 정제2) Purification of Synthetic Oligonucleotides

DNA 합성기로 합성한 올리고뉴클레오티드 용액을 부탄올로 침전시킨 후, 150㎕의 TE 용액에 녹이고 HPLC를 이용하여 합성된 올리고뉴클레오티드를 정제하였다. 사용한 칼럼은 Nucleogen-DEAE 60-7(10 x 125mm, Macherey-Nagel Cat. No. 736597)이었으며, 이동상으로는 20% 아세토니트릴 및 20mM 초산나트륨 용액(pH 6.0)으로부터 20% 아세토니트릴, 20mM 초산나트륨 용액(pH 6.0) 및 1M 염화칼륨 용액까지의 직선 농도구배를 이용하였다. 유속은 분당 1㎖이었고 120분 동안 용출시켰다. 90분 근처에서 용출되는 가장 큰 피크 부분을 받아 에탄올 침전시켰다. The oligonucleotide solution synthesized by the DNA synthesizer was precipitated with butanol, and then dissolved in 150 μl of TE solution, and the synthesized oligonucleotide was purified using HPLC. The column used was Nucleogen-DEAE 60-7 (10 x 125 mm, Macherey-Nagel Cat.No. 736597), 20% acetonitrile and 20 mM sodium acetate solution from 20% acetonitrile and 20 mM sodium acetate solution (pH 6.0) as mobile phase. (pH 6.0) and a linear concentration gradient up to 1 M potassium chloride solution were used. The flow rate was 1 ml per minute and eluted for 120 minutes. The largest peak portion eluting near 90 minutes was taken and ethanol precipitated.

3) PCR 증폭 3) PCR amplification

시알리다제 cDNA 유전자를 증폭시킴과 동시에 발현벡터에 클로닝하기 위하여 합성된 N1과 N2를 프라이머로 사용하고, 템플레이트로는 중국 햄스터 난자의 람다 cDNA 라이브러리(Stratagene)를 사용하여 Expand High Fidelity PCR system(BM)을 이용하여 하기 표 1의 조건으로 PCR을 수행하였다(도 2). In order to amplify the sialidase cDNA gene and to clone it into the expression vector, the synthesized N1 and N2 were used as primers, and as a template, the lambda cDNA library (Stratagene) of a Chinese hamster egg was used as an expand high fidelity PCR system (BM). PCR was performed under the conditions shown in Table 1 below using ().

1차 1 사이클  1st 1 cycle 2차 29 사이클  2nd 29 cycles 3차 1 사이클  3rd 1 cycle 94℃ 1분 56℃ 1분 72℃ 1분30초  94 ° C 1 minute 56 ° C 1 minute 72 ° C 1 minute 30 seconds 94℃ 20초 56℃ 1분 72℃ 1분  94 ° C 20 sec 56 ° C 1min 72 ° C 1min 94℃ 30초 58℃ 1분 72℃ 5분  94 ° C 30 sec 58 ° C 1min 72 ° C 5min

실시예 2: 형질전환용 발현벡터 pZEON1N2의 제조Example 2: Preparation of transforming expression vector pZEON1N2

실시예 1에 따라 PCR 증폭된 시알리다제 cDNA 유전자를 Quagen 키트를 이용하여 전기영동된 아가로스겔로부터 용출시키고 pGEM-T 벡터(Promega)에 접합시킨 후, 대장균 NM522에 형질전환시켰다. X-gal/IPTG를 도말한 LB-암피실린 고체배지에서 하룻밤 키우고, 흰색 콜로니들로부터 플라스미드 DNA를 정제한 후 제한효소 (BamHI, EcoRI)와 반응시켜 시알리다제 cDNA 유전자를 얻었다. 이를 다시 아가로스겔 전기 영동하여 위의 방법으로 용출한 후 미리 제한효소(BamHI, EcoRI)와 반응시켜 얻은 pZeoSV2(-) 벡터와 접합(ligation)시켰다. 벡터 작제물을 대장균 NM522에 형질전환시키고 제오신 포함배지에서 양성 균주만을 얻어서 이를 중국햄스터 숙주 세포의 형질전환에 사용하였다.PCR amplified sialidase cDNA gene according to Example 1 was eluted from agarose gel electrophoresed using Quagen kit and conjugated to pGEM-T vector (Promega) and then transformed into E. coli NM522. Growing overnight in LB-Ampicillin solid medium plated with X-gal / IPTG, purified plasmid DNA from white colonies and reacted with restriction enzymes (BamHI, EcoRI) to obtain sialidase cDNA gene. This was again eluted by agarose gel electrophoresis, and then conjugated with a pZeoSV2 (-) vector obtained by reaction with a restriction enzyme (BamHI, EcoRI) in advance. The vector construct was transformed into E. coli NM522 and only positive strains were obtained from zeocin containing medium and used for transformation of Chinese hamster host cells.

한편, 수득된 시알리다제 cDNA 유전자의 염기서열을 분석함으로써 공지 문헌에 개시된 시알리다제 유전자 염기서열과의 일치를 확인하였다.
On the other hand, by analyzing the nucleotide sequence of the obtained sialidase cDNA gene, the agreement with the sialidase gene sequence disclosed in the known literature was confirmed.

실시예 3: 형질전환용 발현벡터 pZEO 변형벡터의 제조 Example 3: Preparation of transforming expression vector pZEO modified vector

다양한 기능의 여러 가지 발현벡터를 제조하기 위해 프라이머 N4, sial7, sial8 및 N8을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제작 및 정제하였고 각 프라이머의 구체적인 염기서열은 서열목록에 나타낸 바와 같다.In order to prepare various expression vectors of various functions, primers N4, sial7, sial8 and N8 were prepared and purified in the same manner as in Example 1, and the specific nucleotide sequences of each primer are shown in the sequence listing.

합성된 프라이머를 이용하여 실시예 2에서와 같이 PCR을 수행한 후 pZeoSV(-)에 클로닝함으로써 하기 표 2의 벡터들을 작제하였다(도 2, 도 3).PCR was performed as in Example 2 using the synthesized primers, and then cloned into pZeoSV (−) to construct the vectors of Table 2 below (FIGS. 2 and 3).

프라이머primer 템플레이트Template 유전자크기Gene size 작제된 벡터Constructed Vector N1, N4N1, N4 pZEON1N2pZEON1N2 170 bp170 bp pZEON1N4pZEON1N4 N1, sial8N1, sial8 900 bp900 bp pZEON18pZEON18 sial7, N8sial7, N8 300 bp300 bp pZEO7N8pZEO7N8 sial7, sial8sial7, sial8 560 bp560 bp pZEO78pZEO78

실시예 4: 숙주세포의 형질전환 Example 4 Transformation of Host Cells

형질전환을 위한 숙주세포로는 CHO tk-세포주 -cfc33(기탁번호: KCLRF-BP- 00007)를 사용하고 형질전환용 키트로는 SuperFect Transfection Kit(Quagen)를 이용하였다, CHO tk-cell line -cfc33 (Accession Number: KCLRF-BP- 00007) was used as a host cell for transformation, and a SuperFect Transfection Kit (Quagen) was used as a transformation kit.

각 DNA를 5㎍ 사용하고 (최소 DNA 농도 : 0.1㎍/㎕), 세포주는 형질전환 하루전 1~4×105 세포/60mm 디쉬(5㎖) 되게 준비하였다. 준비한 플라스미드 DNA와 무혈청 배양배지(DMEM/F-12) 150㎕를 잘 섞어주었다. 시약(SuperFect Transfectin Reagent, 20㎕)을 가하고 잘 섞은 후 실온에서 5~10분 반응시킨 다음 다시 1㎖의 배양배지(5% 혈청, DMEM/F-12)와 잘 섞어주었다. 이렇게 만든 것을 PBS로 조심스럽 게 씻어준 세포에 가하고 37℃/5% CO2 배양기에서 반응시켰다. 약 2-3시간 경과 후 세포주를 PBS로 4회 씻어주고 새로운 배양배지(5% 혈청 DMEM/F-12) 5㎖로 교체한 후 잘 관찰하였다.
5 μg of each DNA was used (minimum DNA concentration: 0.1 μg / μl), and cell lines were prepared to be 1 to 4 × 10 5 cells / 60 mm dish (5 mL) one day before transformation. 150 μl of the prepared plasmid DNA and serum-free culture medium (DMEM / F-12) were mixed well. After adding the reagent (SuperFect Transfectin Reagent, 20µl), the mixture was mixed well and reacted at room temperature for 5-10 minutes, and then mixed well with 1 ml of culture medium (5% serum, DMEM / F-12). This was added to the cells carefully washed with PBS and 37 ℃ / 5% CO 2 The reaction was carried out in the incubator. After 2-3 hours, the cell lines were washed 4 times with PBS and replaced with 5 ml of fresh culture medium (5% serum DMEM / F-12).

실시예 5: 형질전환 세포주의 선별Example 5: Selection of Transgenic Cell Lines

1) 항생제 처리1) Antibiotic Treatment

형질전환 후 2 내지 3일동안 배양배지(5% 혈청 DMEM/F-12, 제오신 50㎍/㎖)를 갈아주며 키운 후 세포 수가 25%되게 분주하고 제오신을 50㎍/㎖ 되게 첨가한 배양배지를 매일 갈아주며 약 7내지 10일동안 키웠다. 음성세포주가 모두 죽은 것을 확인한 후 하기 실험을 수행하였다.Culture medium (5% serum DMEM / F-12, zeocin 50㎍ / ml) was changed and grown for 2 to 3 days after transformation, and then divided into 25% of cells and 50㎍ / ml of zeocine. The medium was changed every day and grown for about 7 to 10 days. After confirming that all negative cell lines died, the following experiment was performed.

2) 레플리카 형광(fluorescence) 관찰2) Replica fluorescence observation

제오신 처리후 살아남은 콜로니를 새로운 플레이트에 옮겨 배양한 후 다시 400세포/100mm 플레이트가 되게 하였다. 이를 24시간동안 배양한 후 준비한 Whatman 페이퍼로 세포주 표면을 덮어주었다(페이퍼가 움직이지 않도록 실린더를 사용하여 눌러준다). 약 11~14일 동안 배양한 후 Whatman 페이퍼를 다른 플레이트로 옮기고 PBS로 2회 씻어준 다음 세포주 표면과의 접촉면을 상향으로 하여 페이퍼를 건조시켰다. 건조된 페이퍼를 0.1mM 4-메틸움베리페릴-NeuAc(0.1M 소듐아세테이트 완충액, pH5.0으로 희석)로 1 내지 2시간동안 처리한 후 UV를 쪼이면서 형광을 관찰하였다. 이때 형광을 띄는 것은 시알리다제의 활성을 보이는 것이다(도 4). 형 광이 보이지 않거나 보이더라도 약한 세포주는 시알리다제의 발현이 적어서 그 활성이 떨어지는 세포주이므로 이들만을 선별하여 보다 정량적 실험을 위해 다음과 같이 4-메틸움베리페릴-NeuAc(4MU) 어세이를 진행하였다. The colonies surviving after zeocin treatment were transferred to a new plate and cultured to form a 400 cell / 100 mm plate. After incubation for 24 hours, the surface of the cell line was covered with the prepared Whatman paper (press with a cylinder to prevent the paper from moving). After incubating for about 11-14 days, Whatman paper was transferred to another plate, washed twice with PBS, and the paper was dried with the contact surface of the cell line upward. The dried paper was treated with 0.1 mM 4-methylumberlyryl-NeuAc (0.1 M sodium acetate buffer, pH 5.0 diluted) for 1-2 hours followed by fluorescence under UV light. At this time, the fluorescence shows the activity of sialidase (FIG. 4). Even if the fluorescence is invisible or visible, the weak cell line has less expression of sialidase and thus is less active. Therefore, only these cells are selected for further quantitative experiments, and the 4-methylumbergeryl-NeuAc (4MU) assay is performed as follows. It was.

3) 4-메틸움베리페릴-NeuAc(4MU) 어세이 3) 4-Methylumberriferyl-NeuAc (4MU) Assay

상기 단계 2)에서 선별된 형광이 없거나 약한 세포를 키워 다음과 같이 4-MU 어세이를 수행하였다.No fluorescence or weak cells selected in step 2) were grown to perform a 4-MU assay as follows.

새로 분리 배양된 선별된 세포주로부터 각각의 배양상등액과 하베스트된 세포주로 분리하고 세포주는 소니케이션 방법으로 파쇄한 후 다시 원심분리하여 상등액만을 얻었다. 이들 각각의 샘플 100㎕를 0.1mM 4MU(0.1M 소듐아세테이트 완충액, pH5.0으로 희석) 400㎕와 함께 2 내지 5시간동안 반응시키고 글리신 완충액 2㎖를 가하여 반응을 중지시킨 후 플루오로미터(fluorometer)로 365mm, 450mm에서 측정하였다(도 5). Each of the culture supernatants and harvested cell lines were separated from the newly isolated cultured selected cell lines, and the cell lines were disrupted by the sonication method and centrifuged again to obtain only the supernatants. 100 μl of each of these samples was reacted with 400 μl of 0.1 mM 4MU (0.1 M sodium acetate buffer, pH5.0) for 2 to 5 hours, and 2 ml of glycine buffer was added to stop the reaction, followed by fluorometer. ) At 365 mm and 450 mm (FIG. 5).

4) 상기 수득된 형질전환 세포에서 생산된 에리스로포이에틴을 IEF 전기영동함으로써 당쇄말단의 시알산 양을 확인하고, 생산과정에서의 수율향상을 예측하였다.4) The amount of sialic acid at the end of the sugar chain was confirmed by IEF electrophoresis of erythropoietin produced in the obtained transformed cells, and the yield improvement in the production process was predicted.

<110> CHEILJEDANG Corporation <120> Method for suppression of sialidase expression in cell lines using sialidase antisense RNA <130> PC99-0249-JIJD <160> 6 <170> KOPATIN 1.5 <210> 1 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer N1 <400> 1 ggatccatgg cgacttgccc tgtcctgcag 30 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer N2 <400> 2 gaattctcac tgggcaccaa acactgctgg 30 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer N4 <400> 3 gaattcgcaa aggccagcag g 21 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer N8 <400> 4 gaattcatct aaggcatctg cctt 24 <210> 5 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer sial7 <400> 5 ggatccccct gcttatgcct atcggaaca 29 <210> 6 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer sial8 <400> 6 gaattcccaa attgcgggga gccatca 27 <110> CHEILJEDANG Corporation <120> Method for suppression of sialidase expression in cell lines using sialidase antisense RNA <130> PC99-0249-JIJD <160> 6 <170> KOPATIN 1.5 <210> 1 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Primer N1 <400> 1 ggatccatgg cgacttgccc tgtcctgcag 30 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Primer N2 <400> 2 gaattctcac tgggcaccaa acactgctgg 30 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Primer N4 <400> 3 gaattcgcaa aggccagcag g 21 <210> 4 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Primer N8 <400> 4 gaattcatct aaggcatctg cctt 24 <210> 5 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer sial 7 <400> 5 ggatccccct gcttatgcct atcggaaca 29 <210> 6 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Primer sial 8 <400> 6 gaattcccaa attgcgggga gccatca 27

Claims (7)

프라이머 N1, N4, N8, sial 7 및 sial 8중에서 선택, 조합된 2개의 프라이머를 이용하여 제조된 시알리다제 유전자의 안티센스 RNA를 이용하여 세포주에서 시알리다제의 발현을 억제하는 방법.A method for inhibiting expression of sialidase in a cell line using antisense RNA of a sialidase gene prepared using two primers selected and combined from among primers N1, N4, N8, sial 7 and sial 8. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 시알리다제 유전자를 형질전환용 벡터 pZeoSV2(-)에 삽입시키는 방법.The method of claim 1, wherein the sialidase gene is inserted into the transformation vector pZeoSV2 (−). 제1항에 있어서, 세포주가 동물세포주인 방법.The method of claim 1, wherein the cell line is an animal cell line. 제5항에 있어서, 동물세포주가 CHO, COS 또는 BHK인 방법.The method of claim 5, wherein the animal cell line is CHO, COS or BHK. 제1항에 있어서, 세포주가 효모인 방법.The method of claim 1, wherein the cell line is yeast.
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