KR100791859B1 - 53 53 TRANSFORMANT EXPRESSING A FUSION PROTEIN OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN AND A FLUORESCENCE PROTEIN AND METHOD FOR SCREENING SUBSTANCES RELATING TO THE ACTIVITY OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN USING SAME - Google Patents

53 53 TRANSFORMANT EXPRESSING A FUSION PROTEIN OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN AND A FLUORESCENCE PROTEIN AND METHOD FOR SCREENING SUBSTANCES RELATING TO THE ACTIVITY OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN USING SAME Download PDF

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Abstract

본 발명은 p53 종양 억제단백질(tumor suppressor)과 제1 형광단백질의 융합단백질 및 제2 형광단백질을 발현하는 형질전환 세포주, 및 이를 이용하여 p53 종양 억제단백질의 활성에 관여하는 물질을 검색하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 5'에서 3' 방향으로 143번째 아미노산인 발린이 알라닌으로 치환된 비활성 p53 종양 억제단백질 돌연변이 유전자; 상기 유전자에 융합된 제1 형광단백질 유전자; IRES(internal ribosome entry site) 리보솜 결합 염기서열; 및 제2 형광단백질 유전자를 포함하고, 이들의 발현이 하나의 프로모터에 의해 조절되는 재조합 발현벡터; 상기 발현벡터가 안정적으로 도입된 형질전환 세포주; 및 상기 형질전환 세포주를 이용하여 p53 종양 억제단백질의 활성을 증가시키거나 억제하는 물질을 검색하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 재조합 발현벡터 및 형질전환 세포주는 p53 종양 억제단백질의 활성과 관련된 물질을 검색하기 위한 바이오센서로서 항암제, 항암치료 보조제 및 퇴행성 질환 관련 치료제를 스크리닝하는데 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a transformed cell line expressing a fusion protein of a p53 tumor suppressor, a first fluorescent protein and a second fluorescent protein, and a method for searching for a substance involved in the activity of the p53 tumor suppressor protein. In particular, the inactive p53 tumor suppressor protein mutant gene in which valine, which is the 143th amino acid in the 5 'to 3' direction, is substituted with alanine; A first fluorescent protein gene fused to the gene; Internal ribosome entry site (IRES) ribosomal binding sequence; And a recombinant expression vector comprising a second fluorescent protein gene, the expression of which is regulated by one promoter; A transformed cell line into which the expression vector is stably introduced; And a method for searching for a substance that increases or inhibits the activity of p53 tumor suppressor protein using the transformed cell line. The recombinant expression vector and the transformed cell line according to the present invention may be usefully used for screening anticancer agents, anticancer adjuvant agents and therapeutic agents related to degenerative diseases as biosensors to search for substances related to the activity of p53 tumor suppressor protein.

Description

p53 종양 억제단백질과 형광단백질의 융합단백질을 발현하는 형질전환 세포주 및 이를 이용한 p53 종양 억제단백질의 활성과 관련된 물질의 검색방법{TRANSFORMANT EXPRESSING A FUSION PROTEIN OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN AND A FLUORESCENCE PROTEIN AND METHOD FOR SCREENING SUBSTANCES RELATING TO THE ACTIVITY OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN USING SAME}Transformation cell line expressing fusion protein of p53 tumor suppressor protein with fluorescent protein and method of screening for substances related to activating p53 tumor suppressor protein using the same. TRAINFORMANT EXPRESSING A FUSION PROTEIN OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN AND A FLUORESCENCE PROTEIN AND METHOD FOR SCREENING SUBSTANCES RELATING TO THE ACTIVITY OF p53 TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN USING SAME}

도 1은 p53 종양 억제단백질의 신호전달과정을 간단하게 나타낸 모식도이고, 1 is a schematic diagram showing the signaling process of the p53 tumor suppressor protein,

도 2는 비활성 p53 종양 억제단백질과 적색형광단백질 DsRed1의 융합단백질을 발현하는 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A의 개열지도를 나타낸 것이고, 2 shows a cleavage map of the expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A expressing a fusion protein of the inactive p53 tumor suppressor protein and the red fluorescent protein DsRed1,

도 3은 상기 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A에 삽입된 비활성 p53 종양 억제단백질이 전사인자로서 활성이 없음을 루시퍼라제 분석을 통해 확인한 결과이고, Figure 3 is a result confirmed by luciferase analysis that the inactive p53 tumor suppressor protein inserted into the expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A is inactivated as a transcription factor,

도 4는 상기 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A에 녹색형광단백질 GFP가 삽입된 발현벡터 pP53V143AdsRed1-IRES-GFP의 개열지도를 나타낸 것이고, 4 shows a cleavage map of the expression vector pP53V143AdsRed1-IRES-GFP in which the green fluorescent protein GFP is inserted into the expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A.

도 5는 상기 발현벡터 pP53V143AdsRed1-IRES-GFP가 형질전환된 세포주에서 p53V143A-DsRed1 융합단백질과 GPF 형광단백질이 안정적으로 발현됨을 형광현미경으로 관찰한 결과이고, 5 is a result of observing the expression vector pP53V143AdsRed1-IRES-GFP in a cell line transformed with fluorescence microscope stably expressing p53V143A-DsRed1 fusion protein and GPF fluorescent protein,

도 6은 상기 발현벡터 pP53V143AdsRed1-IRES-GFP가 형질전환된 세포주에서 p53V143A-DsRed1 융합단백질의 발현이 독소루비신의 처리에 의해 증가하였음을 마이크로플레이트 판독기로 측정한 결과이고, Figure 6 is a result of measuring by the microplate reader that the expression of p53V143A-DsRed1 fusion protein in the cell line transformed with the expression vector pP53V143AdsRed1-IRES-GFP was increased by the treatment with doxorubicin,

도 7은 본 발명의 형질전환 세포주에서 발현된 p53V143A-DsRed1 융합단백질의 양적 변화와 분포 양상을 하이컨텐츠 이미지 분석기(High-contents image analyzer)로 관찰한 결과이다. FIG. 7 shows the results of quantitative changes and distribution of p53V143A-DsRed1 fusion protein expressed in the transformed cell line of the present invention with a high-contents image analyzer.

본 발명은 p53 종양 억제단백질과 제1 형광단백질의 융합단백질 및 제2 형광단백질을 발현하는 형질전환 세포주, 및 이를 이용하여 p53 종양 억제단백질의 활성에 관여하는 물질을 검색하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transformed cell line expressing a fusion protein of a p53 tumor suppressor protein and a first fluorescent protein and a second fluorescent protein, and a method of searching for a substance involved in the activity of the p53 tumor suppressor protein.

다세포생물에서 유전자 발현에 의한 세포의 자가사멸(apoptosis)은 발생과 항상성 유지를 위한 필수적 과정이다. 이 과정에서 세포 유전자의 조각화와 세포의 수축 등이 일어나며, 조각난 세포 유전자는 세포질에 싸여 작은 포낭 형태로 식세포 활동에 의해 제거된다. 따라서, 자가사멸은 세포괴사(necrosis)와는 달리 염증반응을 일으키지 않아 정상적인 발생에 중요한 기능을 수행하게 된다. Apoptosis of cells by gene expression in multicellular organisms is an essential process for development and homeostasis. In this process, cellular gene fragmentation and cell contraction occur, and the fragmented cell gene is wrapped in the cytoplasm and removed by phagocytic activity in the form of small cysts. Therefore, self-apoptosis does not cause an inflammatory response unlike necrosis, and thus plays an important function in normal development.

종양(tumors)의 전형적인 특징 가운데 하나는 분열과 증식이 적절한 수준에서 조절되지 못하고 과도하게 진행된다는 것인데, 세포가 이 같은 양상을 나타내지 못하도록 저해하는 대표적인 종양 억제유전자(tumor-suppressor gene)가 바로 p53이다. 인간을 포함한 많은 고등동물에서 종양 억제인자로 작용하는 p53 단백질은 세포의 비정상적인 증식을 억제하거나, 손상 받은 세포의 증식을 억제 또는 제거하는 기능을 담당한다. 따라서, p53 단백질은 ATM/ATR, Chk2, mdm2, p21, Bax 등 세포 내 중요 인자들과 연관되어 있으며, 이들 인자들은 p53 단백질과 지속적인 상호작용을 유지하는데, 이를 p53 신호전달과정이라고 한다. 또한, p53 단백질은 종양의 발생, 억제 및 노화, 그리고 약물의 세포독성과도 연관이 있다고 알려져 있다. p53 단백질은 핵산에 손상을 일으키는 각종 화합물과 바이러스에 의해 인산화되어 세포질에서 안정화되면서 양적으로 증가하게 되고, 이렇게 안정화된 p53 단백질은 세포핵으로 이동하게 된다. 세포핵에서 p53 단백질은 표적유전자의 프로모터 부위에 특이적으로 결합하는 전사인자로 작용하여 표적단백질의 전사 및 단백질 생산을 유발함으로써 유전자 손상을 복구하기 위한 세포주기 일시정지 또는 손상된 세포의 영구적 제거를 위한 자가사멸을 일으킨다(도 1 참조). 따라서, p53 신호전달과정과 관련하여 각 단계를 상승 또는 저해할 수 있는 새로운 화합물을 확보하는 것은 p53 신호전달과정의 규명과 함께 새로운 항암제 후보물질의 확보에 있어서 매우 중요하다. One of the typical features of tumors is that division and proliferation are not controlled at an appropriate level and progress excessively, and p53 is a representative tumor-suppressor gene that inhibits cells from exhibiting this pattern. . In many higher animals, including humans, the p53 protein, which acts as a tumor suppressor, is responsible for inhibiting abnormal proliferation of cells or inhibiting or eliminating the proliferation of damaged cells. Therefore, p53 protein is associated with important factors in cells such as ATM / ATR, Chk2, mdm2, p21 and Bax, and these factors maintain a constant interaction with p53 protein, which is called p53 signaling. In addition, p53 protein is known to be associated with tumor development, inhibition and aging, and drug cytotoxicity. The p53 protein is phosphorylated by various compounds and viruses that cause nucleic acid damage and stabilizes in the cytoplasm, thereby quantitatively increasing, and the stabilized p53 protein migrates to the cell nucleus. In the cell nucleus, the p53 protein acts as a transcription factor that specifically binds to the promoter region of the target gene, causing transcription and protein production of the target protein, resulting in cell cycle pauses to repair gene damage or permanent removal of damaged cells. Cause death (see FIG. 1 ). Therefore, securing a new compound that can raise or inhibit each step in relation to the p53 signaling process is very important in identifying the p53 signaling process and securing a new anticancer drug candidate.

전체 암의 50% 정도는 돌연변이로 인해 p53 단백질의 활성이 상실된 데서 비롯되는데, 그 결과로 p53 단백질이 비정상적인 세포성장을 차단하지 못하게 되어 암이 유발되는 것이다. 이러한 이유로 p53 단백질의 활성을 다시 정상적으로 되돌리기 위해 p53 유전자의 돌연변이를 복구시키거나 이의 발현을 증가시킬 수 있는 물질을 효과적으로 스크리닝할 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있다. 반면, 몇몇 정상세포들, 예를 들면 임파구, 혈액생성기관세포, 장상피세포 등의 정상세포에서는 p53 유전자가 높은 발현율을 보이는데, 이들 세포에 p53 유전자의 발현을 증강시키는 항암제를 처리하는 경우에는 손상을 유발할 수도 있어 항암치료시 수반되는 심각한 빈혈, 탈모, 구토 등의 부작용을 일으키기도 한다. 따라서, p53 유전자의 발현을 적절히 억제할 수 있는 물질의 개발 또한 절실히 요구되고 있는 실정이다.About 50% of all cancers are caused by the loss of activity of the p53 protein due to mutations. As a result, the p53 protein does not block abnormal cell growth, leading to cancer. For this reason, there is a need for the development of a system that can effectively screen for a substance capable of repairing or increasing the expression of p53 gene to restore normal activity of p53 protein. On the other hand, some normal cells, such as lymphocytes, blood producing organ cells, and intestinal epithelial cells, have high expression rates of the p53 gene, which is impaired when treated with anticancer drugs that enhance the expression of the p53 gene. It can also cause side effects such as severe anemia, hair loss, and vomiting that can be involved in chemotherapy. Therefore, the development of a substance capable of appropriately suppressing the expression of the p53 gene is also urgently required.

이에, 본 발명자들은 p53 단백질의 활성을 증가시키거나 억제할 수 있는 후보물질을 효과적으로 스크리닝할 수 있는 시스템을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, p53 종양 억제단백질과 제1 형광단백질과의 융합단백질 및 내부지표용 제2 형광단백질이 하나의 프로모터에 의해 발현되는 재조합 발현벡터를 제조하였고, 상기 발현벡터가 도입된 형질전환 세포주를 이용하여 p53 종양 억제단백질의 활성에 관여하는 물질을 효과적으로 검색할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made intensive studies to develop a system capable of effectively screening candidate substances capable of increasing or inhibiting the activity of p53 protein. As a result, fusion proteins and internal markers of p53 tumor suppressor protein and the first fluorescent protein A recombinant expression vector expressing a second fluorescent protein by a single promoter was prepared, and a transformed cell line into which the expression vector was introduced was used to confirm that a substance involved in the activity of p53 tumor suppressor protein could be effectively searched. By this, the present invention was completed.

따라서, 본 발명의 목적은 형광단백질을 이용하여 p53 종양 억제단백질의 세포 내 양적 변화와 분포 양상을 효과적으로 분석함으로써 p53 종양 억제단백질의 활성을 증가시키거나 억제하여 항암제, 항암치료 보조제 또는 퇴행성 질환 관련 치료제로서 유용하게 사용될 수 있는 후보물질을 검색하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to increase or inhibit the activity of p53 tumor suppressor protein by effectively analyzing the quantitative changes and distribution patterns of p53 tumor suppressor protein using fluorescent proteins to increase or inhibit the activity of p53 tumor suppressor protein. It is to provide a method for searching for a candidate substance that can be usefully used as.

또한, 본 발명의 목적은 상기 검색방법을 이용하여 p53 종양 억제단백질의 활성을 증가시키거나 억제하는 후보물질을 검색할 수 있는 바이오센서를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a biosensor capable of searching for candidate substances that increase or inhibit the activity of p53 tumor suppressor protein using the above screening method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 5'에서 3' 방향으로, 143번째 아미노산인 발린이 알라닌으로 치환된 비활성 p53 종양 억제단백질(이하, '비활성 p53 단백질'이라 약칭함) 유전자; 상기 유전자에 융합된 제1 형광단백질 유전자; IRES(internal ribosome entry site) 리보솜 결합 염기서열; 및 제2 형광단백질 유전자를 포함하고, 이들의 발현이 하나의 프로모터에 의해 조절되는 재조합 p53 단백질 발현벡터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an inactive p53 tumor suppressor protein (hereinafter abbreviated as 'inactive p53 protein') gene in which the 143th amino acid valine is substituted with alanine in the 5 'to 3' direction; A first fluorescent protein gene fused to the gene; Internal ribosome entry site (IRES) ribosomal binding sequence; And a second fluorescent protein gene, the expression of which is regulated by one promoter to provide a recombinant p53 protein expression vector.

또한, 본 발명은 상기 재조합 p53 단백질 발현벡터가 도입되어 비활성 p53 단백질과 제1 형광단백질의 융합단백질 및 제2 형광단백질을 안정적으로 발현하는 형질전환 세포주를 제공한다.The present invention also provides a transformed cell line in which the recombinant p53 protein expression vector is introduced to stably express a fusion protein and a second fluorescent protein of an inactive p53 protein and a first fluorescent protein.

아울러, 본 발명은 상기 형질전환 세포주를 이용하여 p53 종양 억제단백질의 활성에 관여하는 물질을 검색하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for searching for a substance involved in the activity of p53 tumor suppressor protein using the transformed cell line.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 항암제, 항암치료 보조제 또는 퇴행성 질환 관련 치료제로 사용될 수 있는 화합물 및 유전자가 p53 단백질의 안정화와 핵으로의 이동에 영향을 주는 지를 검색하는데 유용하게 사용될 수 있는 재조합 p53 단백질 발현벡터 및 이를 안정적으로 발현하는 형질전환 세포주에 관한 것이다.The present invention provides a recombinant p53 protein expression vector that can be usefully used to detect whether compounds and genes that can be used as anticancer agents, anticancer adjuvants or therapeutic agents related to degenerative diseases affect the stabilization of p53 protein and transfer to the nucleus, and their stability. It relates to a transformed cell line expressed by.

본 발명의 재조합 p53 단백질 발현벡터는 5'에서 3' 방향으로 사람의 암세포 사멸과 세포 주기조절에 핵심적인 p53 종양 억제단백질에서 143번째 아미노산인 발린이 알라닌으로 치환된 비활성 p53 돌연변이 유전자; 상기 돌연변이 유전자에 융합된 제1 형광단백질 유전자; IRES 리보솜 결합 염기서열; 및 제2 형광단백질 유전자를 포함하고, 이들의 발현이 하나의 프로모터에 의해 조절되도록 고안된다.The recombinant p53 protein expression vector of the present invention is an inactive p53 mutant gene in which the 143th amino acid valine is substituted with alanine in the p53 tumor suppressor protein, which is essential for human cancer cell death and cell cycle regulation in the 5 'to 3' direction; A first fluorescent protein gene fused to the mutant gene; IRES ribosomal binding sequence; And a second fluorescent protein gene, the expression of which is designed to be regulated by one promoter.

본 발명의 재조합 p53 단백질 발현벡터에서 제1 형광단백질의 유전자는 비활성 p53 유전자에 해독틀(in-frame)을 유지하도록 융합되어 있어 상기 발현벡터로부터 p53 단백질과 제1 형광단백질의 융합단백질 및 제2 형광단백질이 발현된다.In the recombinant p53 protein expression vector of the present invention, the gene of the first fluorescent protein is fused to maintain an in-frame with the inactive p53 gene, so that the fusion protein and the second fusion protein of the p53 protein and the first fluorescent protein are derived from the expression vector. Fluorescent protein is expressed.

야생형 p53 단백질이 세포 내에서 과량으로 발현되는 경우에는 p53 단백질이 세포의 자가사멸을 유발하기 때문에, 이 단백질을 상시 발현하는 세포는 제작할 수가 없다. 이에, 본 발명에서는 p53 단백질이 세포 내에서 과량으로 발현되어도 세포사멸을 유발하지 않도록 하기 위하여 p53 단백질의 전사인자활성을 소실시킨 비활성 p53 돌연변이 유전자를 사용한다. 상기 유전자로부터 코딩되는 비활성 p53 단백질은 야생형 p53 단백질의 아미노산 서열 중에서 143번째 아미노산인 발린이 알라닌으로 치환된 것으로, 서열번호: 1로 기재되는 아미노산 서열을 갖는다. p53 단백질의 143번째 발린은 p53 단백질이 표적유전자의 DNA에 결합하는 단백질 부위 중 핵심 아미노산 잔기로, 이 부위가 돌연변이된 p53 단백질은 표적유전자에 결합할 수 없기 때문에 p53 활성에 의한 세포 자가사멸이 발생하지 않게 되고, 그로 인 해 p53 단백질의 양적 증가와 세포 내 이동을 용이하게 관찰할 수 있다(도 3 참조).When the wild type p53 protein is excessively expressed in a cell, since the p53 protein causes cell death, cells which express this protein at all times cannot be produced. Thus, in the present invention, inactive p53 mutant genes that have lost the transcription factor activity of p53 protein are used in order to prevent apoptosis even when p53 protein is excessively expressed in cells. The inactive p53 protein encoded from the gene is a substitution of alanine for valine, the 143th amino acid, of the amino acid sequence of the wild type p53 protein, and has an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 1 . The 143th valine of the p53 protein is a key amino acid residue among the protein sites in which the p53 protein binds to the DNA of the target gene. The p53 protein mutated by this site cannot bind to the target gene, resulting in cell self-killing caused by p53 activity. This makes it easy to observe the quantitative increase of p53 protein and intracellular migration (see FIG. 3 ).

또한, 본 발명에서는 p53 단백질의 세포 내 분포와 이동을 추적하고, 상기 단백질이 발현된 세포의 형태와 세포질의 위치를 정확히 분석하기 위해 형광단백질을 사용한다. 형광단백질은 다른 단백질과 융합되어도 본래의 형광을 유지하는 경향이 매우 높아 목적단백질과 융합된 융합단백질 형태로 세포 내에서 발현되어 상기 목적단백질의 정량적 및 정성적 분석에 응용되고 있다. 특히, 이와 같이 발현된 융합단백질은 형광단백질에 피융합된 단백질의 고유한 성질에 의해 세포 내 위치와 이동성이 결정되기 때문에, 특정 단백질의 세포 내 위치와 관련한 연구에 유용하게 사용될 수 있다. In addition, the present invention uses a fluorescent protein to track the distribution and movement of the p53 protein in the cell, and to accurately analyze the location and location of the cytoplasm of the protein expressed cells. Fluorescent proteins have a high tendency to maintain their original fluorescence even when fused with other proteins, and are expressed in cells in the form of a fusion protein fused with the target protein and applied to quantitative and qualitative analysis of the target protein. In particular, since the fusion protein thus expressed is determined by the intrinsic properties of the protein fused to the fluorescent protein, its location and mobility can be usefully used in studies regarding the intracellular location of a specific protein.

우선, 본 발명의 재조합 발현벡터로부터 p53 단백질과의 융합단백질 형태로 발현되는 제1 형광단백질은 p53 단백질의 세포 내 분포와 이동을 실시간으로 추적하기 위한 것이고, 제2 형광단백질은 p53 단백질이 발현된 세포의 형태, 세포수, 세포질의 위치 등을 관찰하기 위한 것이다. 본 발명에서 제1 형광단백질과 제2 형광단백질은 서로 다른 여기파장과 방출파장을 갖는 것이 바람직하며, 에쿠오레아 빅토리아(Aequorea Victoria)라는 발광 해파리에서 유래된 녹색형광단백질(green fluorescence protein, GFP), 이를 유전공학적으로 돌연변이시켜 다른 여기 및 방출파장을 갖도록 조작된 청색(CFP), 황색(YFP), 적색(DsRed) 형광단백질 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1 형광단백질로 적색형광단백질 DsRed를, 제2 형광단백질로 녹색형광단백질 EGFP(enhanced GFP)를 사용한다. 적색 형광단백질 DsRed는 558 ㎚에서 최고의 여기파장(excitation)과 583 ㎚에서 최고의 방출파장(emission)을 나타내고, 녹색형광단백질 GFP는 488 ㎚에서 최고의 여기파장과 507 ㎚에서 최고의 방출파장을 나타낸다. First, the first fluorescent protein expressed in the form of a fusion protein with p53 protein from the recombinant expression vector of the present invention is for tracking the distribution and movement of p53 protein in real time, and the second fluorescent protein is expressed with p53 protein. The purpose is to observe the morphology, the number of cells, the location of the cytoplasm, and the like. In the present invention, the first fluorescent protein and the second fluorescent protein preferably have different excitation wavelengths and emission wavelengths, and a green fluorescence protein (GFP) derived from a light emitting jellyfish called Aequorea Victoria Blue (CFP), yellow (YFP), red (DsRed) fluoroproteins engineered to genetically mutate and have different excitation and emission wavelengths can be used. In a preferred embodiment of the present invention, red fluorescent protein DsRed is used as the first fluorescent protein and green fluorescent protein EGFP (enhanced GFP) is used as the second fluorescent protein. The red fluorescent protein DsRed shows the highest excitation wavelength at 558 nm and the highest emission wavelength at 583 nm, and the green fluorescent protein GFP shows the highest excitation wavelength at 488 nm and the highest emission wavelength at 507 nm.

상기와 같이 서로 다른 파장을 갖는 두 종류의 형광단백질이 각기 다른 프로모터에서 전사되는 경우에는 표적 형광단백질의 발현량이 각 웰에서의 전사활성이나 세포상태의 차이에 따라 변할 수 있다. 따라서, 특정 단백질의 생산 후 변형 또는 이동에 의한 세포 내 활성을 관찰하고자 할 때는 전사활성에 의한 차이를 제거하기 위해서 동일한 프로모터에 의해 생산된 내부지표 단백질을 이용하여 세포 내 전사활성을 일치시키는 것이 매우 중요하다. 이에, 본 발명에서는 p53 단백질과 제1 형광단백질의 융합단백질 유전자와 제2 형광단백질 유전자가 하나의 프로모터에 의해 하나의 mRNA로 동시에 전사되고, 이로부터 두 가지 형광단백질이 생산될 수 있도록 하기 위하여 두 개의 리보솜 결합부위를 포함하는 발현벡터를 고안한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 비활성 p53 단백질에 융합되는 적색형광단백질인 DsRed1과 이와 대비되는 녹색형광단백질인 GFP 유전자 사이에 IRES 염기서열을 위치시키는데, 상기 IRES 염기서열은 mRNA의 5'-말단부위가 아닌 중간부위에 새로운 리보솜이 결합하여 5'-말단부위의 단백질 생성과 상관없이 새로운 단백질 생산을 가능하게 한다. As described above, when two kinds of fluorescent proteins having different wavelengths are transcribed from different promoters, the expression level of the target fluorescent protein may be changed depending on the transcriptional activity or cell state difference in each well. Therefore, when observing intracellular activity due to modification or migration after the production of a specific protein, it is very important to match intracellular transcriptional activity using an internal indicator protein produced by the same promoter to eliminate the difference due to transcriptional activity. It is important. Thus, in the present invention, the fusion protein gene of the p53 protein and the first fluorescent protein and the second fluorescent protein gene are simultaneously transcribed into one mRNA by one promoter, so that two fluorescent proteins can be produced therefrom. An expression vector comprising two ribosomal binding sites is designed. In a preferred embodiment of the present invention, an IRES sequence is located between a red fluorescent protein DsRed1 fused to an inactive p53 protein and a GFP gene, a green fluorescent protein. In contrast, the 5'-terminal region of the mRNA is The new ribosome binds to the non-intermediate region, allowing the production of new proteins regardless of the 5'-terminal protein production.

이와 같이 제조된 재조합 p53 단백질 발현벡터에서는 동일한 하나의 프로모터로부터 전사된 하나의 mRNA상에서 비활성 p53 단백질과 제1 형광단백질의 융합단백질 및 내부지표인 제2 형광단백질의 두 가지 단백질이 동시에 발현되어, 상기 내 부지표 단백질의 발현을 기준으로 p53 단백질의 양적인 변화와 세포 내 이동을 용이하게 분석할 수 있다. 즉, 상기 발현벡터는 융합단백질만을 발현시킬 경우 발생할 수 있는 화합물의 비특이적 작용, 세포독성에 의한 활성오류 등을 배제하기 위하여 내부적 표준지표로서 제2 형광단백질을 비특이적이고 지속적인 방법으로 발현시키는 것을 특징으로 한다.In the recombinant p53 protein expression vector prepared as described above, two proteins, the fusion protein of the inactive p53 protein and the first fluorescent protein and the second fluorescent protein as internal markers, were simultaneously expressed on one mRNA transcribed from the same promoter. The quantitative changes and intracellular migration of p53 protein can be easily analyzed based on the expression of the intralabel protein. That is, the expression vector is characterized by expressing the second fluorescent protein in a non-specific and continuous manner as an internal standard to exclude nonspecific actions of the compounds that may occur when only the fusion protein is expressed, activity errors due to cytotoxicity, and the like. do.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 비활성 p53 종양 억제단백질과 적색형광단백질 DsRed1의 융합단백질을 코딩하는 유전자 DsRed1-N1/p53V143A; IRES 염기서열; 및 녹색형광단백질 GFP를 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 p53 단백질 발현벡터 pP53V143AdsRed1-IRES-GFP를 제조한다(도 24 참조). In a preferred embodiment of the present invention, the gene DsRed1-N1 / p53V143A encoding a fusion protein of the inactive p53 tumor suppressor protein and the red fluorescent protein DsRed1; IRES sequence; And a recombinant p53 protein expression vector pP53V143AdsRed1-IRES-GFP comprising a gene encoding a green fluorescent protein GFP (see FIGS. 2 and 4 ).

본 발명은 또한 상기와 같은 특징을 갖는 재조합 p53 단백질 발현벡터를 이용하여 p53 단백질의 활성에 관여하는 물질을 검색하기 위한 바이오센서로서 상기 발현벡터가 숙주세포의 염색체 내에 삽입되어 안정적으로 재조합 p53 단백질을 발현하는 형질전환 세포주를 제공한다. 상기 재조합 p53 단백질 발현벡터는 통상의 형질감염방법, 예를 들어 DEAE-덱스트란, 칼슘 포스페이트법, 미세주사법, DNA-함유 리포좀 방법, 리포펙타민-DNA 복합체 방법 등, 바람직하게는 전기천공법에 의해 숙주세포, 바람직하게는 동물세포, 더욱 바람직하게는 BHK 세포, CHO 세포, COS 세포 및 다양한 암세포에 도입시킬 수 있다. 상기 형질감염 방법은 당업계에 공지되어 있다(Molecular Cloning, Cold Spring Harbor, New York, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001).The present invention is also a biosensor for searching for a substance involved in the activity of p53 protein using a recombinant p53 protein expression vector having the above characteristics, the expression vector is inserted into the chromosome of the host cell to stably maintain the recombinant p53 protein Provide a transgenic cell line that expresses. The recombinant p53 protein expression vector is conventional transfection methods, such as DEAE-dextran, calcium phosphate method, microinjection method, DNA-containing liposome method, lipofectamine-DNA complex method, etc., preferably in electroporation This can be introduced into host cells, preferably animal cells, more preferably BHK cells, CHO cells, COS cells and various cancer cells. Such transfection methods are known in the art (Molecular Cloning, Cold Spring Harbor, New York, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001).

본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 재조합 p53 단백질 발현벡터 pP53V143AdsRed1-IRES-GFP가 염색체에 도입되어 p53V143A-DsRed1 융합단백질과 GFP 형광단백질을 안정적으로 발현하는 형질전환 세포주 U2OS/pP53V143ADsRed-IRES-GFP를 제조하고, 상기 형질전환 세포주를 2005년 10월 14일자로 한국생명공학연구원 부설 유전자은행에 기탁하였다(기탁번호: KCTC 10863BP).In a preferred embodiment of the present invention, the recombinant p53 protein expression vector pP53V143AdsRed1-IRES-GFP is introduced into the chromosome to prepare a transformed cell line U2OS / pP53V143ADsRed-IRES-GFP which stably expresses p53V143A-DsRed1 fusion protein and GFP fluorescent protein. , The transformed cell line was deposited on October 14, 2005 to the Gene Bank of Korea Biotechnology Research Institute (Accession Number: KCTC 10863BP).

본 발명에 따른 재조합 p53 단백질 발현벡터 및 이를 안정적으로 발현하는 형질전환 세포주는 다양한 악성 종양세포의 자가사멸을 유도할 수 있는 화합물 및 유전자의 스크리닝, 항암 치료시 항암제와 p53 단백질과의 상호작용으로 인한 부작용을 방지하기 위하여 p53 단백질의 활성을 적절히 억제할 수 있는 화합물의 스크리닝, 및 각헌팅턴병 등을 포함한 퇴행성 관련 질환의 치료제로 사용될 수 있는 화합물의 스크리닝에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 형질전환 세포주는 현재 임상에서 치료목적으로 사용되고 있는 화학 항암제의 세포사멸 효능을 평가하는데도 적용될 수 있다. 특히, 돌연변이형 p53 단백질 유전자를 이용한 본 발명의 벡터 시스템은 p53 단백질의 자가사멸에 의한 세포사가 억제된 안정화된 세포 내 환경에서 p53 단백질의 이동과 관련된 약물과 유전자의 스크리닝에 유용할 것이다. 더욱이, 본 발명의 재조합 p53 단백질 발현벡터는 형질전환 세포주, 재조합 아데노바이러스, 형질전환동물 등에 도입되어 바이오센서(biosensor)로서 유용하게 사용될 수 있다. 상기 재조합 p53 단백질 발현벡터가 도입된 세포주는 항암제, 항암치료 보조제 및 퇴행적 질환의 치료제의 스크리닝에 유용할 뿐만 아니라 상기 재조합 벡터를 이용하여 제작된 유전자 이식동물은 p53 이동성 및 안정화를 관찰 및 평가할 수 있는 실험 질환 모델동물로 사용될 수 있을 것이다.Recombinant p53 protein expression vector and the transformed cell line stably expressing the same according to the present invention due to the screening of compounds and genes that can induce self-killing of various malignant tumor cells, due to the interaction between the anticancer agent and p53 protein in the treatment of cancer In order to prevent side effects, it can be very useful for screening compounds that can properly inhibit the activity of p53 protein, and for screening compounds that can be used as a therapeutic agent for degenerative related diseases, including each Huntington's disease. In addition, the transformed cell line may be applied to evaluate the apoptosis efficacy of the chemocancer drug that is currently used for therapeutic purposes in the clinic. In particular, the vector system of the present invention using mutant p53 protein genes will be useful for screening drugs and genes involved in the movement of p53 protein in a stabilized intracellular environment in which cell death by autokilling of p53 protein is inhibited. In addition, the recombinant p53 protein expression vector of the present invention may be introduced into a transformed cell line, a recombinant adenovirus, a transgenic animal, etc. and may be usefully used as a biosensor. The cell line into which the recombinant p53 protein expression vector is introduced is not only useful for screening anticancer agents, anticancer adjuvant agents and therapeutic agents for degenerative diseases, but also for transgenic animals produced using the recombinant vector to observe and evaluate p53 mobility and stabilization. It can be used as an experimental disease model animal.

따라서, 재조합 p53 단백질 발현벡터 및 이를 안정적으로 발현하는 형질전환 세포주를 이용한 본 발명의 스크리닝 시스템은 p53 단백질의 활성에 관여하는 물질을 검색하기 위한 바이오센서로서 상기 단백질과 연관된 항암제, 항암 보조제 및 퇴행성 질환 관련 치료제의 개발에 유용한 도구가 될 것이다.Accordingly, the screening system of the present invention using a recombinant p53 protein expression vector and a transformed cell line stably expressing the same is a biosensor for searching for a substance involved in the activity of p53 protein. It will be a useful tool in the development of related therapies.

아울러, 본 발명은 상기 재조합 p53 단백질 발현벡터를 안정적으로 발현하는 형질전환 세포주를 이용하여 p53 단백질의 활성에 관여하는 물질을 검색하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for searching for a substance involved in the activity of p53 protein using a transformed cell line stably expressing the recombinant p53 protein expression vector.

상기 검색방법은 The search method

1) 본 발명의 재조합 p53 단백질 발현벡터를 안정적으로 발현하는 형질전환 세포주를 웰 플레이트에서 배양하는 단계;1) culturing the transformed cell line stably expressing the recombinant p53 protein expression vector of the present invention in a well plate;

2) 상기 플레이트의 각 웰에 검색하고자 하는 시료를 첨가하고 배양하는 단계;2) adding and incubating a sample to be searched to each well of the plate;

3) 이로부터 융합단백질 형태로 발현된 제1 형광단백질의 형광과 제2 형광단백질의 형광을 측정하고 형광의 분포양상을 분석하는 단계; 및3) measuring fluorescence of the first fluorescent protein and fluorescence of the second fluorescent protein expressed therefrom in the form of a fusion protein, and analyzing the distribution pattern of the fluorescence; And

4) 제2 형광단백질의 형광을 내부지표로 사용하여 제1 형광단백질의 형광을 보정함으로써 발현된 p53 단백질의 양을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.4) measuring the amount of the expressed p53 protein by correcting the fluorescence of the first fluorescent protein using the fluorescence of the second fluorescent protein as an internal indicator.

상기 단계 2)에서, p53 단백질의 양을 증가시키는 시료를 검색하기 위해서는 단순히 형질전환 세포주의 배양액에 검색하고자 하는 시료만을 처리하면 된다. 반면, DNA 손상신호에 의한 p53 단백질의 양적 증가를 억제하는 시료를 검색하기 위해서는 단계 2)에서 시료를 처리하고 1시간 후에 DNA 손상물질을 처리하고 추가로 배양하는 것이 바람직하다. 본 단계에서 사용될 수 있는 DNA 손상물질로는 통상적으로 항암치료시 사용되는 항암제라면 어느 것이나 사용될 수 있으며, 특히 독소루비신(doxorubicin)이 바람직하다.In step 2), to search for a sample that increases the amount of p53 protein, only the sample to be searched in the culture medium of the transformed cell line needs to be processed. On the other hand, in order to search for a sample that inhibits the quantitative increase of the p53 protein due to the DNA damage signal, it is preferable to process the sample and to further culture the DNA damaging material 1 hour after the treatment in step 2). As the DNA damaging substance that can be used in this step, any anti-cancer agent commonly used in chemotherapy may be used, and doxorubicin is particularly preferable.

단계 3)에서, 제1 형광단백질로부터 나온 형광으로는 형질전환 세포주로부터 발현된 융합단백질의 세포 내 분포와 이동을 확인할 수 있고, 제2 형광단백질로부터 나온 형광으로는 세포의 전체모양과 세포수를 확인할 수 있다. 이때, 제2 형광단백질에 의한 형광은 표준 내부지표(Internal control)로 사용되는데, 이는 화합물의 세포독성, 세포수, 세포형태, 웰간의 차이에 따른 변수 등 실험 수행시 나타날 수 있는 요인들, 즉 DNA 손상 등과 같은 p53 단백질의 활성화와 관련이 없는 외생 변수들을 표준화하는 요소이다. In step 3), the fluorescence from the first fluorescent protein can confirm the intracellular distribution and migration of the fusion protein expressed from the transformed cell line, and the fluorescence from the second fluorescent protein can determine the overall shape and number of cells. You can check it. In this case, the fluorescence of the second fluorescent protein is used as a standard internal control, which may be factors such as cytotoxicity of the compound, the number of cells, cell types, and variables according to differences between wells. It is an element that standardizes exogenous variables not related to p53 protein activation such as DNA damage.

루시퍼라제를 이용한 일반적인 발광 측정 세포기반 스크리닝 시스템에 사용되는 마이크로플레이트의 바닥은 빛이 통과할 필요가 없기 때문에, 보통의 경우에는 불투명한 바닥을 갖는 플레이트가 사용된다. 그러나, 본 발명에서와 같이 형광과 함께 세포 내 단백질의 이동을 분석하는 경우에는 반드시 바닥이 투명하고 빛의 산란이 적은 마이크로플레이트를 사용해야만 한다. 이에 본 발명에서는 바닥이 투명하고 빛의 산란이 최소한으로 발생하는 셀캐리어 384-웰 마이크로플레이트(CellCarrier 384 μClear bottom microplate, Evotech사)를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명이 상기 마이크로플레이트에만 한정되는 것은 아니다.General Luminescence Measurement Using Luciferase Since the bottom of the microplates used in cell-based screening systems does not require light to pass through, plates with opaque bottoms are usually used. However, when analyzing the movement of proteins in the cell with fluorescence as in the present invention, a microplate with a transparent bottom and low light scattering must be used. Accordingly, in the present invention, it is preferable to use a cell carrier 384-well microplate (CellCarrier 384 μClear bottom microplate, Evotech Co., Ltd.) having a transparent bottom and minimal light scattering. However, the present invention is not limited only to the microplate.

본 발명에 따른 검색방법은 재조합 형광단백질을 이용하여 p53 종양 억제단백질의 안정성 및 핵으로의 이동성을 용이하게 분석할 수 있어 향후 다양한 약물의 스크리닝과 고속 평가시스템 등 관련 분야의 연구에 유용하게 사용될 수 있을 것이다. The search method according to the present invention can easily analyze the stability of p53 tumor suppressor protein and mobility to the nucleus using recombinant fluorescent protein, which can be usefully used in related fields such as screening of various drugs and high-speed evaluation system in the future. There will be.

이하, 하기 제조예 및 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following Preparation Examples and Examples.

하기 제조예 및 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The following Preparation Examples and Examples are only for illustrating the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1: 종양 억제단백질 p53과 형광단백질 DsRed1의 융합단백질 및 녹색형광단백질 GFP가 하나의 프로모터에 의해 발현되는 발현벡터 및 형질전환 세포주의 제조Example 1 Preparation of Transgenic Cell Line and Expression Vector Expressing Tumor Suppressor Protein p53 and Fluorescent Protein DsRed1 Fusion Protein and Green Fluorescent Protein GFP

<1-1> p53-DsRed1 융합단백질을 발현하는 발현벡터의 제조<1-1> Preparation of Expression Vector Expressing p53-DsRed1 Fusion Protein

먼저, 적색형광단백질 DsRed1 유전자와 융합될 전사인자활성이 소실된 비활성 p53 유전자를 증폭하기 위하여, 야생형 p53 단백질의 아미노산 서열 중에서 143번째 아미노산인 발린이 알라닌으로 치환된 돌연변이 p53 단백질을 암호화하는 유전자를 포함하고 있는 pCMVp53-V143A 플라스미드를 주형으로 하고 서열번호: 23의 프라이머 쌍을 이용하여 PCR을 수행하였다. PCR 반응용액은 상기 플라스미드 주형 DNA 10 ng, 서열번호: 2 및 3의 프라이머 쌍 각각 1 pM, 16 mM (NH)4SO4, 67 mM Tris-HCl(pH 8.8), 0.01% 트윈20, 1.5 mM MgCl2을 혼합하여 제조하였고, PCR 반응은 95℃에서 1분, 55℃에서 1분 및 72℃에서 1분의 반응을 20회 반복하였다. 이 때, 상기 서열번호: 23의 프라이머 쌍은 PCR 생성물의 양 말단에 각각 XhoI과 HindⅢ 제한효소 절단부위를 생성시키고, 야생형 p53 단백질의 아미노산 서열에서 143번째 아미노산인 발린을 알라닌으로 치환시키도록 고안되었다. 이로부터 증폭된 PCR 생성물을 제한효소 XhoI과 HindⅢ로 절단한 후 메가-스핀 겔 추출 킷트(Mega-spin gel extraction kit, Intron Biotechnology사)를 이용하여 분리·정제하였다. First, in order to amplify an inactive p53 gene which has lost the transcription factor activity to be fused with the red fluorescent protein DsRed1 gene, a gene encoding a mutant p53 protein in which the 143th amino acid valine is substituted with alanine in the amino acid sequence of the wild type p53 protein is included. PCR was performed using the pCMVp53-V143A plasmid as a template and primer pairs of SEQ ID NOs: 2 and 3 . PCR reaction solution was 10 ng of the plasmid template DNA, primer pairs of SEQ ID NO: 2 and 3 , respectively, 1 pM, 16 mM (NH) 4 SO 4 , 67 mM Tris-HCl (pH 8.8), Prepared by mixing 0.01% Tween 20, 1.5 mM MgCl 2 , PCR reaction was repeated 20 times for 1 minute at 95 ℃, 1 minute at 55 ℃ and 1 minute at 72 ℃. At this time, the primer pairs of SEQ ID NO: 2 and 3 generate XhoI and HindIII restriction enzyme cleavage sites at both ends of the PCR product, respectively, and replace valine, the 143th amino acid, in the amino acid sequence of the wild type p53 protein with alanine. Designed. PCR products amplified therefrom were digested with restriction enzymes XhoI and HindIII and isolated and purified using a mega-spin gel extraction kit (Intron Biotechnology).

한편, DsRed1 단백질 발현벡터인 pDsRed1-N1(Clontech)을 제한효소 XhoI과 HindⅢ로 절단한 후 메가-스핀 겔 추출 킷트(Intron Biotechnology사)를 이용하여 분리·정제하였다. 이와 같이 분리·정제된 p53 유전자 절편과 pDsRed1-N1 벡터 절편을 3:1의 비율로 혼합한 후 16℃에서 12시간 동안 리가아제를 처리하여 연결시켜 p53 유전자와 형광단백질 DsRed1의 융합단백질을 발현하는 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A를 제조하였다(도 2). Meanwhile, pDsRed1-N1 (Clontech), a DsRed1 protein expression vector, was digested with restriction enzymes XhoI and HindIII and isolated and purified using a mega-spin gel extraction kit (Intron Biotechnology). The p53 gene fragment and the pDsRed1-N1 vector fragment isolated and purified as described above were mixed at a ratio of 3: 1, and then ligated for 16 hours at 16 ° C. to express the fusion protein of the p53 gene and the fluorescent protein DsRed1. The expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A was prepared ( FIG. 2 ).

상기 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A로부터 발현되는 p53-DsRed1 융합단백질이 전사인자활성이 없는 돌연변이 단백질임을 확인하기 위하여, 이 발현벡터를 p53 결합 염기서열을 포함하는 리포터 발현벡터인 pGL3-(p53)12와 함께 HeLa 세포주(ATCC CCL-2)에 리포펙타민(lipofectamine)을 이용하여 공-형질감염(co-transfection)시켰다. 이때, 리포터 발현벡터 pGL3-(p53)12는 pGL3-basic 플라스미드(Promega사)에 E1B TATA 박스와 12개의 p53 단백질 결합부위가 클로닝된 벡터로, 야생형 p53 단백질이 결합할 수 있는 결합 염기서열이 12개 배수화되어 초파리 루시퍼라제(firefly luciferase) 유전자의 앞부분에 위치하고 있어 루시퍼라제 분 석을 통해 상기 단백질의 발현여부를 확인할 수 있다. 상기 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A를 HeLa 세포에 리포펙타민 플러스(Lipofectamine Plus, Invitrogen사) 시약을 이용하여 다음과 같이 형질전환시켰다. 20 ㎕의 혈청 부재 및 항생제 부재인 DMEM에 pDsRed1-N1/p53V143A 벡터 DNA 100 ng, pGL3-(p53)12 벡터 DNA 250 ng, 내부표준 벡터 pRL-CMV DNA 50 ng 및 2 ㎕ 플러스 시약(Invitrogen사)을 첨가하여 혼합하고, 15분간 상온에서 항온 처리하였다. 상기 혼합물을 다시 22 ㎕의 혈청 부재 및 항생제 부재 DMEM과 3 ㎕의 리포펙타민 혼합물에 첨가한 후 추가로 15분간 상온에서 항온 처리하여 DNA:리포펙타민:Plus 시약:DMEM의 복합체를 제조하였다. 이때, 야생형 p53 유전자를 포함하고 있는 pEGFP-N1/wt p53 DNA 100 ng을 대조군으로 사용하여 상기와 동일하게 형질감염을 수행하였다. 복합체를 형성하는 동안에 HeLa 세포주를 PBS로 두 번 세척한 후 200 ㎕의 혈청 부재 및 항생제 부재 DMEM에 첨가하였다. 완성된 복합체를 상기 세포주에 첨가한 후 3시간 동안 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 그런 다음 배지를 10% 소태아 혈청 및 페니실린(100 단위/㎖, Invitrogen사)과 스트렙토마이신(100 ㎍/㎖, Invitrogen사)이 첨가된 DMEM으로 교체하고, 48시간 동안 37℃에서 항온 배양하였다. In order to confirm that the p53-DsRed1 fusion protein expressed from the expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A is a mutant protein having no transcription factor activity, the expression vector is a reporter expression vector pGL3- (p53) 12 containing a p53 binding sequence. Co-transfection was performed on the HeLa cell line (ATCC CCL-2) using lipofectamine. In this case, the reporter expression vector pGL3- (p53) 12 is a vector in which the E1B TATA box and 12 p53 protein binding sites are cloned into the pGL3-basic plasmid (Promega), and the binding sequence to which the wild-type p53 protein can bind is 12 Canine drainage is located in the front of the fruit fly luciferase gene, so luciferase analysis can confirm whether the protein is expressed. The expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A was transformed into HeLa cells using Lipofectamine Plus (Lipofectamine Plus, Invitrogen) reagent as follows. 20 μl of serum-free and antibiotic-free DMEM, 100 ng of pDsRed1-N1 / p53V143A vector DNA, 250 ng of pGL3- (p53) 12 vector DNA, 50 ng of internal standard vector pRL-CMV DNA, and 2 μl plus reagent (Invitrogen) It was added and mixed, and incubated at room temperature for 15 minutes. The mixture was further added to 22 μl of serum-free and antibiotic-free DMEM and 3 μl of lipofectamine mixture, followed by further incubation at room temperature for 15 minutes to prepare a complex of DNA: lipopeptamine: Plus reagent: DMEM. At this time, 100 ng of pEGFP-N1 / wt p53 DNA containing the wild-type p53 gene was used as a control to perform transfection as described above. During the formation of the complex, the HeLa cell lines were washed twice with PBS and then added to 200 μl of serum free and antibiotic free DMEM. The completed complex was added to the cell line and incubated in 37 ° C., 5% CO 2 incubator for 3 hours. The medium was then replaced with DMEM supplemented with 10% fetal calf serum and penicillin (100 units / ml, Invitrogen) and streptomycin (100 μg / ml, Invitrogen) and incubated at 37 ° C. for 48 hours.

상기와 같이 일시적으로 형질감염시키고 48시간 후에 p53 단백질 발현에 의한 초파리 루시퍼라제의 활성변화를 이중-루시퍼라제 킷트(Dual Luciferase Kit, Promega사)를 이용하여 확인하였다. 우선 플레이트 내에 잔존하는 배지를 제거하고 PBS 완충용액으로 3번 세척한 후 킷트 내에 포함되어 있는 5 ㎖의 5× 수동성 용해 완충용액(Passive Lysis Buffer)을 1× 수동성 세포용해액으로 희석한 후 각 웰에 100 ㎕씩 첨가하여 세포를 용해시켰다. 용해된 세포 추출물을 5 ㎕씩 취하여 384-웰 플레이트에 옮긴 후 용해된 세포 추출물이 포함된 각 웰에 25 ㎕의 LARⅡ 시약을 첨가하고 약 1분 후에 마이크로플레이트 판독기(Envision Reader, Perkin Elmer사)를 이용하여 클론 벡터의 전사활성에 의해 결정되는 초파리 루시퍼라제에 의한 발광도를 0.1초간 측정하였다. 1차 측정이 끝난 후 각 웰에 다시 25 ㎕의 스톱 & 글로우(Stop & Glow) 시약을 처리하였고, 1분 후에 마이크로플레이트 판독기를 이용하여 pRL-CMV의 전사활성에 의해 결정되는 레닐라 루시퍼라제에 의한 발광도를 0.1초간 측정하였다. 이때, CMV 프로모터하의 레닐라 루시퍼라제 발광도는 표준 내부지표(Internal control)로 사용되는데, 이 값은 화합물의 세포독성, 세포수, 독소루비신에 의한 활성화 정도, 웰간의 차이에 의한 변수 등 실험 수행시 나타날 수 있는, 즉 저산소증 신호와는 상관없는 외생 변수들을 표준화하는 요소이다. 형질감염 2일 후 이중-루시퍼라제 킷트를 이용한 리포터 분석을 통해 각 p53 유전자의 전사활성화 여부를 분석하였다. As described above, 48 hours after the transient transfection, the activity change of Drosophila luciferase by p53 protein expression was confirmed using a double luciferase kit (Dual Luciferase Kit, Promega). First, the remaining medium in the plate is removed, washed three times with PBS buffer, and then diluted 5 ml of 5 × Passive Lysis Buffer contained in the kit with 1 × Passive Cell Lysate. 100 μl each was added to lyse the cells. 5 μl of the lysed cell extracts were transferred to a 384-well plate, 25 μl of LARII reagent was added to each well containing the lysed cell extracts, and after about 1 minute, a microplate reader (Envision Reader, Perkin Elmer) was used. Luminescence by Drosophila luciferase determined by the transcriptional activity of the clone vector was measured for 0.1 second. After the first measurement, each well was again treated with 25 μl of Stop & Glow reagent, and after 1 minute, a microplate reader was applied to Renilla luciferase determined by the transcriptional activity of pRL-CMV. Luminous intensity was measured for 0.1 second. At this time, Renilla luciferase luminescence under the CMV promoter is used as a standard internal control, and this value is used for experiments such as the cytotoxicity of the compound, the number of cells, the degree of activation by doxorubicin, and variables such as the difference between wells. It is a factor that standardizes exogenous variables that may appear, ie, independent of hypoxia signals. Two days after transfection, the transcriptional activation of each p53 gene was analyzed by reporter analysis using a double-luciferase kit.

그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 야생형 p53 단백질은 pGL3-(p53)12 리포터 벡터의 p53 결합부위에 결합하여 프로모터가 작동함에 따라 초파리 루시퍼라제의 활성값이 높게 나타난 반면, 돌연변이형 p53 유전자의 경우에는 비활성 p53 단백질이 프로모터에 결합하지 않아 프로모터가 작동할 수 없기 때문에 낮은 활성값을 나타내었다. 이로부터 상기에서 제조된 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A의 p53 유전자가 전사인자활성이 없는 돌연변이형임을 확인하였고, 상기 발현벡터를 IRES 염기서열과 녹색형광단백질 GFP를 포함한 최종 발현벡터를 제작하기 위한 중간벡터로 사용하였다.As a result, as shown in Figure 3 , the wild-type p53 protein binds to the p53 binding site of the pGL3- (p53) 12 reporter vector, the activity of Drosophila luciferase is high as the promoter operates, whereas the mutant p53 gene In this case, the inactive p53 protein did not bind to the promoter and thus had low activity because the promoter could not operate. From this, it was confirmed that the p53 gene of the expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A prepared above was a mutant without transcription factor activity, and the expression vector was used as an intermediate for constructing the final expression vector including the IRES sequence and the green fluorescent protein GFP. Used as a vector.

<1-2> p53-DsRed1 융합단백질과 녹색형광단백질 GFP가 하나의 프로모터에 의해 발현되는 발현벡터의 제조<1-2> Preparation of expression vector expressing p53-DsRed1 fusion protein and green fluorescent protein GFP by one promoter

실시예 <1-1>에서 제조된 발현벡터 pDsRed1-N1/p53V143A에 포함된 융합단백질 유전자 p53V143A-DsRed1을 IRES 염기서열의 앞쪽에 클로닝하기 위하여, 상기 발현벡터를 제한효소 BglⅡ와 NotI으로 절단하여 p53V143A-DsRed1 융합단백질 유전자를 포함하는 절편을 분리·정제하였다. 또한, IRES 염기서열을 포함한 절편을 분리하기 위하여, IRES 함유 벡터인 pIRES-hrGFP-1a(Stratagene사)를 제한효소 BamHI-MluI 및 MluI-NotI으로 각각 절단한 후 BamHI-MluI 절편(벡터 염기서열 2571∼687에 해당, 2695 bp) 및 MluI-NotI 절편(벡터 염기서열 667∼2571에 해당, 1904 bp)을 각각 분리·정제하였다. 분리·정제된 세 가지 절편을 혼합한 후 16℃에서 12시간 동안 리가아제를 처리하여 이들을 연결시킴으로써 pIRES-hrGFP-1a 벡터의 다중 클로닝 부위에 p53V143A-DsRed1 유전자를 클로닝하였다. 정상적으로 클로닝되면 BglⅡ와 BamHI 제한효소 인식부위가 연결과정에서 소멸된다. 이로부터 하나의 프로모터에 의해 p53V143A-DsRed1 융합단백질과 녹색형광단백질 GFP의 발현이 조절되는 발현벡터를 제작하였고, 이를 pP53V143ADsRed1-IRES-GFP라고 명명하였다(도 4).In order to clone the fusion protein genes p53V143A-DsRed1 contained in the expression vector pDsRed1-N1 / p53V143A prepared in Example <1-1> to the front of the IRES sequence, the expression vector was digested with restriction enzymes BglII and NotI and p53V143A. A fragment containing the -DsRed1 fusion protein gene was isolated and purified. In addition, in order to isolate fragments containing the IRES sequence, the IRES-containing vector pIRES-hrGFP-1a (Stratagene) was digested with restriction enzymes BamHI-MluI and MluI-NotI, respectively, and then BamHI-MluI fragments (vector sequence 2571). 2695 bp corresponding to ˜687) and MluI-NotI fragments (1904 bp corresponding to vector sequences 667 to 2571) were isolated and purified, respectively. After the three fragments were separated and purified, the p53V143A-DsRed1 gene was cloned into multiple cloning sites of the pIRES-hrGFP-1a vector by linking them by ligase treatment at 16 ° C. for 12 hours. In normal cloning, the BglII and BamHI restriction enzyme recognition sites disappear during the linkage process. From this, an expression vector in which expression of p53V143A-DsRed1 fusion protein and green fluorescent protein GFP is controlled by one promoter was constructed, which was named pP53V143ADsRed1-IRES-GFP ( FIG. 4 ).

<1-3> 발현벡터 pP53V143ADsRed-IRES-GFP가 안정적으로 도입된 형질전환 세포주의 제조<1-3> Transformation cell line stably introduced expression vector pP53V143ADsRed-IRES-GFP

인간 골육종 세포주 U2OS(ATCC HTB-96)를 100 ㎜ 배양접시에 5×105 세포씩 이식하여 24시간 동안 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 배양된 세포에 상기 실시예 <1-2>에서 제작된 발현벡터 pP53V143ADsRed-IRES-GFP와 선별용 벡터인 pTK-Hyg(Clontech사)를 혼합하여 리포펙타민(Lipofectamine plus reagent, Invitrogen사)을 이용하여 공-형질감염시켰다. 일반적으로, 리포펙타민을 이용하여 안정한 세포주를 제조할 때 형질감염시키는 DNA의 총량은 5 ㎍/100 ㎜ 배양접시이므로, pP53V143ADsRed-IRES-GFP 발현벡터 DNA 4 ㎍과 pTK-Hyg 벡터 DNA 1 ㎍을 혼합하여 형질감염시켰다. 상기 DNA 혼합물에 항생제를 포함하지 않는 맥코이 5A 배지(McCoy's 5A, GIBCO사) 350 ㎕를 넣고, 여기에 플러스 시약(Plus reagent) 40 ㎕를 첨가하고 피펫으로 혼합한 후 상온에서 15분간 방치하였다. 15분 경과 후에 리포펙타민이 함유된 멕코이 5A 배지(McCoy's 5A+리포펙타민) 400 ㎕를 첨가하고 피펫으로 혼합한 후 다시 상온에서 15분간 방치하였다. 15분 경과 후 신선한 배지 3.2 ㎖이 들어있는 100 ㎜ 배양접시에 상기 혼합액 800 ㎕를 넣고 37℃, 5% CO2 배양기에서 3시간 동안 배양하였다. 3시간이 지나면 PBS 완충액으로 배양접시를 3회 세척한 후 배지 10 ㎖씩을 첨가하고 다시 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 세포가 포화성장(confluent growth) 상태에 이르면, 하이그로마이신 B(Hygromycin B)를 200 ㎍/㎖ 농도로 처리하였다. 발현벡터를 형질감염시키지 않은 대조군 세포가 모 두 사멸될 때까지 하이그로마이신 B를 처리하였고, 대조군 세포가 모두 사멸되면 생존하는 세포, 즉 형질감염 세포를 0.25% 트립신으로 처리하여 배양접시로부터 떼어낸 후 96-웰 플레이트의 각 웰에 단일세포(single cell)가 들어가도록 희석하여 배양하였다. 배양된 세포로부터 분리한 단일세포를 다시 24-웰 플레이트로 옮겨서 포화성장 상태가 될 때까지 배양하였다. 배양된 세포를 25T 배양 플라스크에 옮겨서 48시간 동안 배양하고, 다시 75T 배양 플라스크에 옮겨서 72시간 동안 대량으로 배양한 후, 60 ㎜ 배양접시당 5×105 세포수로 이식하여 다시 24시간 동안 배양하였다. 발현벡터 pP53V143ADsRed-IRES-GFP가 형질감염된 세포주에 독소루비신(Doxorubicin)을 최종 농도가 0.5 μM이 되도록 처리한 후 형광현미경 하에서 적색형광(최대 여기파장=558 ㎚; 최대 방출파장=583 ㎚)과 녹색형광(최대 여기파장=488 ㎚; 최대 방출파장=507 ㎚)의 세포형태를 확인하였다. Human osteosarcoma cell line U2OS (ATCC HTB-96) was transplanted into 5 × 10 5 cells in a 100 mm culture dish and incubated in a 37 ° C., 5% CO 2 incubator for 24 hours. The cultured cells were mixed with the expression vector pP53V143ADsRed-IRES-GFP prepared in Example <1-2> and pTK-Hyg (Clontech), a selection vector, using lipofectamine (Lipofectamine plus reagent, Invitrogen). Co-transfection. In general, when preparing a stable cell line using lipofectamine, the total amount of DNA to be transfected is 5 μg / 100 mm, so 4 μg of pP53V143ADsRed-IRES-GFP expression vector DNA and 1 μg of pTK-Hyg vector DNA are used. It was mixed and transfected. 350 μl of McCoy's 5A medium (McCoy's 5A, GIBCO Co., Ltd.) containing no antibiotics was added to the DNA mixture. 40 μl of Plus reagent was added thereto, mixed with a pipette, and left at room temperature for 15 minutes. After 15 minutes, 400 µl of McCoy's 5A medium (McCoy's 5A + lipofectamine) containing lipofectamine was added, mixed with a pipette, and left for 15 minutes at room temperature. After 15 minutes, 800 μl of the mixed solution was added to a 100 mm culture dish containing 3.2 ml of fresh medium and incubated for 3 hours at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator. After 3 hours, the plate was washed three times with PBS buffer, and then 10 ml of medium was added thereto, followed by incubation for another 24 hours. After culturing cells reached a confluent growth state, hygromycin B was treated at a concentration of 200 μg / ml. Hygromycin B was treated until all control cells that had not been transfected with the expression vector were killed, and when all control cells were killed, the living cells, ie, transfected cells, were treated with 0.25% trypsin and removed from the culture dish. Thereafter, each well of the 96-well plate was diluted to enter a single cell (single cell) and cultured. Single cells isolated from the cultured cells were transferred back to 24-well plates and cultured until saturated growth. The cultured cells were transferred to 25T culture flasks and incubated for 48 hours, again transferred to 75T culture flasks, and incubated in large quantities for 72 hours, and then transplanted at 5 × 10 5 cells per 60 mm culture dish and incubated for another 24 hours. . Cell lines transfected with the expression vector pP53V143ADsRed-IRES-GFP were treated with doxorubicin to a final concentration of 0.5 μM, followed by red fluorescence (maximum excitation wavelength = 558 nm; maximum emission wavelength = 583 nm) and green fluorescence under fluorescence microscopy. The cell morphology (maximum excitation wavelength = 488 nm; maximum emission wavelength = 507 nm) was confirmed.

도 5에 나타난 바와 같이, 세포의 전체모양과 세포수는 GFP의 녹색형광으로 확인할 수 있고, 융합단백질 p53V143A-DsRed1의 세포 내 분포와 이동은 DsRed1의 적색형광으로 확인할 수 있었다. 특히, 항암제인 독소루비신을 처리한 경우에는 전체적으로 p53V143A-DsRed1 융합단백질의 양적 증가와 함께 핵으로의 이동이 관찰되었는데, 이는 p53V143A-DsRed1 융합단백질이 야생형 p53 단백질의 세포 내에서의 활성을 그대로 모방한다는 것을 의미한다. 또한, 전체적으로 세포의 모양과 성장속도에 있어서 정상의 U2OS 세포와 거의 차이가 없었는데, 이는 숙주세포에서 발현된 p53V143A-DsRed1 융합단백질의 p53 단백질이 비활성 돌연변이이기 때문에 p53 단백질이 과도하게 발현되어도 세포성장에 아무런 영향을 미치지 않음을 나타내는 것이다. 이와 같이 p53 단백질의 세포 내 증가와 이동을 용이하게 관찰할 수 있는 U2OS 세포 기원의 형질감염 세포주를 U2OS/pP53V143ADsRed-IRES-GFP라고 명명하였고, 2005년 10월 14일자로 한국생명공학연구원 부설 유전자은행에 기탁하였다(기탁번호: KCTC 10863BP).As shown in Figure 5 , the overall shape and the number of cells can be confirmed by the green fluorescence of GFP, the intracellular distribution and migration of the fusion protein p53V143A-DsRed1 was confirmed by the red fluorescence of DsRed1. In particular, when treated with the anticancer drug doxorubicin, it was observed that the p53V143A-DsRed1 fusion protein was shifted to the nucleus with an increase in the amount of the p53V143A-DsRed1 fusion protein. it means. In addition, there was almost no difference in the shape and growth rate of normal cells from normal U2OS cells. This is because the p53 protein of p53V143A-DsRed1 fusion protein expressed in the host cell is an inactive mutation. It has no effect. As such, the transfected cell line of U2OS cell origin, which can easily observe the intracellular increase and migration of p53 protein, was named U2OS / pP53V143ADsRed-IRES-GFP. Was deposited (Accession Number: KCTC 10863BP).

실시예 2: 형질감염 세포주 U2OS/pP53V143ADsRed-IRES-GFP를 이용한 p53의 양적 증가와 세포 내 이동에 영향을 주는 물질의 검색Example 2 Screening of Substances Affecting Quantitative Increase and Intracellular Migration of p53 Using Transfected Cell Line U2OS / pP53V143ADsRed-IRES-GFP

상기 실시예 1에서 제조된 형질감염 세포주 U2OS/pP53V143ADsRed-IRES-GFP를 이용하여 p53 단백질의 세포 내 양적 증가와 분포 양상에 영향을 주는 화합물을 검색하기 위하여, 상기 세포주를 24-, 96- 및 384-웰 플레이트(CellCarrier 384 μClear bottom microplate, Evotech사)에 약 30%의 밀도로 이식 배양하였다. 37℃, 5% CO2 배양기에서 약 20시간 가량 배양한 후 배지를 10% FBS를 포함하는 신선한 맥코이 5A 배지(McCoy's 5A/10% FBS)로 바꿔주었다. 이를 다시 약 1시간 동안 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였고, 각 웰에 검색하고자 하는 시료를 처리하였다. 이때, DNA 손상신호에 의해 p53 단백질의 양을 증가시키는 시료만을 검색하기 위해서는 단순히 형질감염 세포의 배양액에 시료만을 처리하였고, DNA 손상신호에 의한 p53 단백질의 양적 증가를 억제하는 시료를 검색하기 위해서는 시료 처리 1시간 후에 독소루비신을 최종 농도 0.5 mM로 처리하고 추가로 20시간 더 배양하였다. 20 시간 경과 후 형광현미경으로 583 ㎚ 파장에서 DsRed1의 적색형광을, 507 ㎚ 파장에서 GFP의 녹색형광을 측정하여 세포형태를 확인한 후 CCD 카메라로 이미지를 저장하였다. GFP의 녹색형광으로 세포의 전체모양과 세포수를 확인할 수 있고, DsRed1의 적색형광으로 융합단백질 p53V143A-DsRed1의 세포 내 분포와 이동을 확인할 수 있다. 이때, GFP에 의한 녹색형광은 표준 내부지표(Internal control)로 사용되는데, 이는 화합물의 세포독성, 세포수, 세포형태, 웰간의 차이에 따른 변수 등 실험 수행시 나타날 수 있는 요인들, 즉 DNA 손상 등과 같은 p53 단백질의 활성화와 관련이 없는 외생 변수들을 표준화하는 요소이다. In order to search for compounds affecting the quantitative increase and distribution of p53 protein in cells using the transfected cell line U2OS / pP53V143ADsRed-IRES-GFP prepared in Example 1, the cell lines were 24-, 96- and 384. The cells were transplanted to a well plate (CellCarrier 384 μClear bottom microplate, Evotech) at a density of about 30%. After incubation for about 20 hours at 37 ℃, 5% CO 2 incubator medium was changed to fresh McCoy's 5A medium containing 10% FBS (McCoy's 5A / 10% FBS). This was again incubated for about 1 hour at 37 ℃, 5% CO 2 incubator, each sample was treated with the sample to be searched. At this time, in order to search only the sample which increases the amount of p53 protein by the DNA damage signal, only the sample was treated in the culture medium of the transfected cells, and in order to search for the sample which inhibits the quantitative increase of p53 protein by the DNA damage signal. One hour after treatment, doxorubicin was treated to a final concentration of 0.5 mM and incubated for another 20 hours. After 20 hours, the red fluorescence of DsRed1 was measured at fluorescence microscope at 583 nm, and the green fluorescence of GFP at 507 nm was measured to confirm cell morphology. The green fluorescence of GFP can confirm the overall shape and the number of cells, and the red fluorescence of DsRed1 can confirm the intracellular distribution and movement of the fusion proteins p53V143A-DsRed1. In this case, green fluorescence by GFP is used as a standard internal control, which is a factor that may occur during experiments, such as cytotoxicity of the compound, the number of cells, cell type, and the difference between wells, that is, DNA damage It is an element that standardizes exogenous variables not related to the activation of p53 protein.

도 5에 나타난 바와 같이, 독소루비신과 마찬가지로 p53 단백질의 핵에서 세포질로의 이동을 억제하여 p53 단백질을 핵으로 이동시키거나 집중시키는 것으로 알려진 화합물인 렙토마이신(Leptomycin)을 시료로 사용한 결과, p53 단백질의 발현이 증가하였고, 발현된 p53 단백질들이 핵으로 집중됨을 확인하였다.As shown in FIG. 5 , similarly to doxorubicin, leptomycin, a compound known to move or concentrate p53 protein to the nucleus by inhibiting the migration of the p53 protein from the nucleus to the cytoplasm, was used as a sample. Expression increased and it was confirmed that the p53 proteins expressed were concentrated in the nucleus.

일반적으로 이러한 p53 단백질의 증가는 형광현미경에 의해 관찰이 가능하지만, 10,000개 이상의 시료 화합물들을 대상으로 하는 스크리닝에서는 일일이 관찰하는데 너무 많은 시간이 소요되기 때문에, 실제로 수많은 후보물질들을 대상으로 검색하는 과정에는 적용하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 도 6에 나타난 바와 같이, 특정 파장의 형광을 매우 짧은 시간에 측정할 수 있는 장비인 마이크로플레이트 판독기(Envision Reader, Perkin Elmer사)를 이용하여 실제로 독소루비신에 의한 p53V143A-DsRed1 융합단백질의 적색형광의 증가를 확인하였다.In general, the increase in p53 protein can be observed by fluorescence microscopy, but screening for more than 10,000 sample compounds takes too much time to observe each day. Difficult to apply In order to solve this problem, in the present invention, as shown in Figure 6 , by using a microplate reader (Envision Reader, Perkin Elmer Co., Ltd.), which is a device that can measure the fluorescence of a specific wavelength in a very short time, actually by doxorubicin An increase in the red fluorescence of the p53V143A-DsRed1 fusion protein was confirmed.

실시예 3: 형질감염 세포주 U2OS/pP53V143ADsRed-IRES-GFP를 이용한 p53의 양적 증가와 이동에 영향을 주는 물질의 하이컨텐츠 검색방법Example 3 High Content Search Method of Substances Affecting Quantitative Increase and Migration of p53 Using Transfected Cell Line U2OS / pP53V143ADsRed-IRES-GFP

상기 실시예 2에서 사용된 마이크로플레이트 판독기는 흡광, 발광 또는 형광에 의해 단백질 양의 증감을 측정할 수 있지만 세포 내에 존재하는 단백질의 분포와 이동을 확인할 수는 없다. 이에 본 발명자들은 세포 내에서 발생할 있는 각종 현상을 분석할 수 있는 장비인 하이컨텐츠 이미지 스크리닝 시스템(High Throughput Conforcal Cell Screening System, Evotech사)을 이용하여 세포 내에서 발현된 p53V143A-DsRed1 융합단백질의 양적 변화뿐만 아니라 세포 내 이동을 정량적으로 측정하였다. The microplate reader used in Example 2 can measure the increase or decrease of protein amount by absorption, luminescence or fluorescence, but cannot confirm the distribution and movement of the protein present in the cell. Accordingly, the present inventors have used quantitative changes of p53V143A-DsRed1 fusion protein expressed in cells using the High Content Conforcal Cell Screening System (Evotech Co., Ltd.), a device capable of analyzing various phenomena occurring in cells. As well as quantitatively measuring intracellular migration.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, 일반 형광현미경으로는 핵막에 결합되어 있는 p53V143A-DsRed1 융합단백질을 핵 내에 존재하는 p53V143A-DsRed1 융합단백질과 구별할 수 없었지만, 본 실시예에서 사용한 상기 하이컨텐츠 이미지 스크리닝 시스템은 공초점 형광현미경이 장착되어 있어 이를 쉽게 구분할 수 있었다. 도 7의 왼쪽 패널은 독소루비신의 처리에 의해 p53 단백질의 발현이 증가되었음을 나타내는 것이고, 오른쪽 패널은 p53 단백질의 핵 이동에 영향을 주는 시료를 처리한 후 독소루비신을 처리한 것으로 DNA 손상신호에 의한 p53 단백질의 양적 증가 후 핵으로의 이동이 억제되었음을 나타내는 것이다.As a result, as shown in FIG . 7 , the p53V143A-DsRed1 fusion protein bound to the nuclear membrane was not distinguishable from the p53V143A-DsRed1 fusion protein present in the nucleus by a general fluorescence microscope, but the high content image used in the present example was used. The screening system was equipped with a confocal fluorescence microscope so that it could be easily distinguished. The left panel of Figure 7 shows that the expression of p53 protein is increased by the treatment of doxorubicin, the right panel is treated with doxorubicin after processing a sample affecting the nuclear migration of p53 protein p53 protein by DNA damage signal This indicates that movement to the nucleus after the quantitative increase of is suppressed.

상기 결과들로부터 본 발명에 따라 제조된 발현벡터 pP53V143ADsRed-IRES-GFP 및 이를 포함하는 형질전환 세포주가 p53 단백질의 활성과 관련된 화합물, 유 전자 및 단백질을 검색하거나 이들의 작용기작 연구에 매우 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다. From the above results, the expression vector pP53V143ADsRed-IRES-GFP and a transformed cell line comprising the same according to the present invention can be used to search for compounds, genes and proteins related to the activity of p53 protein or to study their mechanism of action. Confirmed that it can.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 재조합 p53 단백질 발현벡터 및 이를 포함하는 형질전환 세포주는 p53 단백질의 활성과 관련된 바이오센서로서 항암제, 항암 보조제 및 퇴행성 질환의 치료제 개발에 효과적으로 사용될 수 있다.As described above, the recombinant p53 protein expression vector of the present invention and the transformed cell line including the same may be effectively used for developing anticancer agents, anticancer adjuvants, and therapeutic agents for degenerative diseases as biosensors related to the activity of p53 protein.

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Claims (12)

5'에서 3' 방향으로, 서열번호 1의 아미노산 서열을 코딩하는 유전자; 상기 유전자에 융합된 제1 형광단백질 유전자; 피코르나 바이러스의 IRES(internal ribosome entry site) 염기서열; 및 상기 제1 형광단백질과는 상이한 여기 및 방출 파장을 갖는 제2 형광단백질 유전자를 포함하고, 이들의 발현이 하나의 프로모터에 의해 조절되는 재조합 발현벡터.A gene encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the 5 'to 3' direction; A first fluorescent protein gene fused to the gene; Internal ribosome entry site (IRES) sequence of picorna virus; And a second fluorescent protein gene having an excitation and emission wavelength different from that of the first fluorescent protein, the expression of which is regulated by one promoter. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제1 형광단백질과 제2 형광단백질이 각각 녹색형광단백질(green fluorescence protein, GFP), 청색형광단백질(CFP), 황색형광단백질(YFP) 및 적색형광단백질(DsRed)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 재조합 발현벡터.The first fluorescent protein and the second fluorescent protein are each selected from the group consisting of green fluorescence protein (GFP), blue fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP) and red fluorescent protein (DsRed). Recombinant expression vector. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 서열번호: 1의 아미노산 서열을 코딩하는 유전자; 적색형광단백질 DsRed1을 코딩하는 유전자; 피코르나 바이러스의 IRES 염기서열; 및 녹색형광단백질 GFP를 코딩하는 유전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 재조합 발현벡터.A gene encoding the amino acid sequence of SEQ ID 1 ; A gene encoding red fluorescent protein DsRed1; IRES sequence of picorna virus; And a gene encoding a green fluorescent protein GFP. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 도 4에 도시된 개열지도를 갖는 것을 특징으로 하는 재조합 발현벡터.Recombinant expression vector, characterized in that it has a cleavage map shown in FIG. 제 1항의 재조합 발현벡터로 형질전환된 세포주.Cell line transformed with the recombinant expression vector of claim 1. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 도 4에 도시된 개열지도를 갖는 재조합 발현벡터로 형질전환된 인간 세포주 U2OS(기탁번호: KCTC 10863BP)인 것을 특징으로 하는 형질전환 세포주.Transgenic cell line characterized in that the human cell line U2OS (Accession Number: KCTC 10863BP) transformed with a recombinant expression vector having a cleavage map shown in FIG. 1) 제 6항의 형질전환 세포주를 웰 플레이트에서 배양하는 단계;1) culturing the transgenic cell line of claim 6 in a well plate; 2) 상기 플레이트의 각 웰에 검색하고자 하는 시료를 첨가하고 배양하는 단계;2) adding and incubating a sample to be searched to each well of the plate; 3) 이로부터 융합단백질 형태로 발현된 제1 형광단백질의 형광과 제2 형광단백질의 형광을 측정하는 단계를 포함하는, p53 종양 억제단백질의 활성에 관여하는 물질을 검색하는 방법.3) A method for searching for a substance involved in the activity of the p53 tumor suppressor protein, comprising measuring the fluorescence of the first fluorescent protein and the fluorescence of the second fluorescent protein expressed therefrom in the form of a fusion protein. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 단계 2)에서 형질전환 세포주의 배양액에 검색하고자 하는 시료를 처리함으로써 p53 단백질의 양을 증가시키는 시료를 검색하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, characterized in that to search for a sample to increase the amount of p53 protein by processing the sample to be searched in the culture of the transformed cell line. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 단계 2)에서 시료를 처리하고 1시간 후에 DNA 손상물질을 처리하고 추가로 배양함으로써 DNA 손상신호에 의한 p53 단백질의 양적 증가를 억제하는 시료를 검색하는 것을 특징으로 하는 방법.1 hour after the sample was treated in step 2), the method was characterized by searching for a sample that inhibits the quantitative increase of the p53 protein by the DNA damage signal by treating the DNA damaging material and further culturing. 삭제delete 삭제delete
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