KR101634244B1 - Method for preparing grk5 knockout mouse using talen - Google Patents
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Abstract
본 발명은 TALEN(Transcription activator-like effector nuclease)을 이용하여 GRK5가 넉아웃된 형질전환 마우스를 간편하고 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 형질전환 마우스는 알츠하이머병의 원인 및 발병기전을 연구하고 새로운 약물을 개발하기 위한 동물 모델로서 유용하게 사용될 수 있다. The present invention relates to a method for easily and efficiently producing GRK5 knockout transgenic mice using a transcription activator-like effector nuclease (TALEN), wherein the transgenic mice produced by the method of the present invention are useful for the treatment of Alzheimer's disease Can be used as an animal model for studying causes and pathogenic mechanisms and for developing new drugs.
Description
본 발명은 TALEN(Transcription activator-like effector nuclease)을 이용하여 GRK5가 넉아웃된 형질전환 마우스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a GRK5 knockout transgenic mouse using TALEN (transcription activator-like effector nuclease).
알츠하이머병은 가장 많은 유형의 치매로서 노화 과정에서 뇌 조직이 기능을 잃으면서 점차 정신 기능이 쇠퇴하는 퇴행성 뇌질환이다. 알츠하이머병은 β-아밀로이드 단백질과 타우 단백질과 같은 신경 독성물질의 축적으로 인해 생성되는 활성산소가 산화적 스트레스를 일으켜 신경세포의 사멸을 유발함으로써 발병하는 것으로 알려져 있다. Alzheimer's disease is the most common form of dementia, a degenerative brain disease in which mental function declines gradually as brain tissue loses function in the aging process. It is known that Alzheimer's disease is caused by the accumulation of neurotoxic substances such as β-amyloid protein and tau protein, which causes oxidative stress to cause death of nerve cells.
현재, 알츠하이머병의 정확한 원인과 발병기전은 완전히 밝혀지지 않았으며, 이에, 알츠하이머병의 원인 및 발병기전을 연구하고 새로운 약물을 개발하기 위한 대상으로서, 알츠하이머병 동물 모델이 널리 사용되고 있다. Currently, the precise cause and pathogenesis of Alzheimer's disease is not fully understood. Alzheimer's disease model is widely used as a target for researching the cause and mechanism of development of Alzheimer's disease and developing new drugs.
알츠하이머병 동물 모델의 예로는 알츠하이머병의 주요 발생원인인 아밀로이드 단백질이 변형된 형질전환 마우스 또는 타우 단백질이 변형된 형질전환 마우스 등이 알려져 있으며, 이들 형질전환 마우스는 바이러스 벡터에 원하는 DNA를 삽입하여 숙주세포에 감염시키는 방법, 특정 DNA를 직접 동물의 수정란에 주입하는 방법, 또는 특정 DNA를 일단 줄기 세포에 주입한 다음 이를 발생중인 수정란에 도입하는 방법 등에 의해 제조되어 왔으나, 표적 유전자 이외의 유전자가 변형될 가능성이 높아 효과적인 형질전환 마우스를 제조하기 쉽지 않고 많은 시간과 노력이 소요되는 문제가 있다.
Examples of animal models of Alzheimer's disease include transgenic mice in which amyloid protein is modified or transgenic mice in which tau protein is modified, which are major causes of Alzheimer's disease. These transgenic mice are prepared by inserting desired DNA into a viral vector, A method in which a specific DNA is directly injected into an embryo of an animal or a method in which a specific DNA is once injected into a stem cell and then introduced into a developing embryo, There is a problem that it is not easy to produce an effective transgenic mouse and it takes much time and effort.
최근에는, 징크핑거 뉴클레아제(Zinc-Finger Nuclease; ZFN)와 TALEN을 이용한 유전자의 게놈 편집(genome editing) 시스템이 개발되면서(Boch, Jens, Nature Biotechnology, 29(2): 1356, 2011), 넉아웃(knockout) 마우스와 같은 형질전환 동물의 개발이 용이하게 되었다(Davies B et al., PLoS One 8: e60216, 2013). 하지만, 상기 방법 역시 효과적인 형질전환 동물의 개발을 위해서는 적절한 질병 관련 유전자와 표적 부위를 선택하고, 그 과정을 최적화하는 것이 필수적이다.
Recently, a genome editing system of genes using Zinc-Finger Nuclease (ZFN) and TALEN has been developed (Boch, Jens, Nature Biotechnology, 29 (2): 1356, 2011) Development of transgenic animals such as knockout mice has become easier (Davies B et al., PLoS One 8: e60216, 2013). However, in order to develop an effective transgenic animal, it is also necessary to select an appropriate disease-related gene and target site and optimize the process.
이에, 본 발명자들은 마우스 내의 특정 엑손 부위를 표적으로 하는 TALEN을 이용하여 마우스의 GRK5 유전자를 절단시킴으로써 마우스 GRK5 유전자가 넉아웃된 마우스를 제조할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have completed the present invention by confirming that knockout mice GRK5 gene can be produced by cleaving mouse GRK5 gene using TALEN targeting a specific exon region in mouse.
따라서, 본 발명의 목적은 GRK5 유전자를 넉아웃시킨 형질전환 마우스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a transgenic mouse knocked out of the GRK5 gene.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 GRK5 유전자를 넉아웃시킨 형질전환 마우스를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a transgenic mouse knocked out of the GRK5 gene produced by the above method.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인(Transcription activator-like effector DNA binding domain)과 DNA 절단 도메인(DNA cleavage domain)을 포함하는 TALEN(Transcription activator-like effector nuclease)을 이용하여 특정 유전자를 넉아웃(knockout)시킨 마우스를 제조하는 방법에 있어서, 상기 특정 유전자가 마우스 GRK5(G protein-coupled receptor kinase 5) 유전자이고, 상기 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인이 상기 GRK5 유전자 내의 서열번호 3으로 표시되는 엑손 5에 결합하는 것을 특징으로 하는, TALEN을 이용하여 GRK5 넉아웃 마우스를 제조하는 방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for detecting a specific activity of a cell, using a transcription activator-like effector nuclease (TALEN) comprising a transcription activator-like effector DNA binding domain and a DNA cleavage domain Wherein the specific gene is a mouse GRK5 (G protein-coupled receptor kinase 5) gene, and the TAL effector DNA binding domain is represented by SEQ ID NO: 3 in the GRK5 gene. Wherein the compound is coupled to
또한, 다른 목적에 따라, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조되며, 교배시 F1, F2 및 F3 산자에서도 GRK5 넉아웃이 유지되는, GRK5 넉아웃 마우스를 제공한다.
Further, according to another object, the present invention provides a GRK5 knockout mouse produced by the above method, wherein GRK5 knockout is maintained in F1, F2 and F3 mice at crossing.
본 발명은 TALEN을 이용하여 마우스 GRK5 유전자를 넉아웃시킨 형질전환 마우스를 제조하는 간편한 방법을 제공하므로, 상기 제조된 마우스는 알츠하이머병의 원인 및 발병기전을 연구하고 새로운 약물을 개발하기 위한 동물 모델로서 유용하게 사용될 수 있다.
The present invention provides a convenient method for producing transgenic mice knocked out of the mouse GRK5 gene using TALEN. Therefore, the mouse prepared above can be used as an animal model for studying the cause and pathogenesis of Alzheimer's disease and developing new drugs Can be usefully used.
도 1은 본 발명에 따른 TALEN을 이용하여 GRK5 넉아웃 마우스를 제조하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 2는 TALEN과 대리 리포터(surrogate reporter)를 293 T 세포에 형질감염한 후 0일, 1일, 2일 및 3일째에 대리 리포터의 발현을 세포의 형광이미지로 촬영한 것이다.
도 3은 TALEN과 대리 리포터(surrogate reporter)를 293 T 세포에 형질감염한 후 세포 분석기를 이용하여 형질세포 중 넉아웃 세포의 비율을 나타낸 것이다.
도 4는 엑손 5에 대한 TALEN을 이용하여 제조된 GKR5 넉아웃 형질전환 마우스(F0)의 T7E1 분석 결과를 나타낸 것이다. 상기 도에서 WT는 야생형 마우스를 가리키고, #1 내지 #53은 마우스 각 개체의 번호를 가리킨다. #28, #39 및 #41은 T7E1 분석 결과 넉아웃된 개체를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 넉아웃 형질전환 마우스(F028, F039, F041)의 결실된 표적 염기서열 및 아미노산 서열을 야생형 마우스와 비교한 것이다.
도 6A는 본 발명에 따라 제조된 넉아웃 형질전환 마우스(F028, F039, F041)를 야생형 마우스와 교배하여 얻은 산자(progeny)의 넉아웃 유전자 전이 비율을 나타낸 것이고, 6B는 각 산자에 대한 T7E1 분석 결과를 나타낸 것이며, 6C는 돌연변이가 확인된 산자의 결실된 표적 염기서열 및 아미노산 서열을 비교한 것이다.
도 7A는 본 발명에 따라 제조된 형질전환 마우스(F028, F039, F041)로부터 F3 동형접합체(homozygote)를 제조하는 과정을 나타낸 것이고, 7B는 각 F3 산자에 대한 PCR 결과를 나타낸 것이며, 7C는 각 산자에 대한 T7E1 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 8A는 본 발명에 따라 제조된 형질전환 마우스 F041로부터 F2 동형접합체를 제조하는 과정을 나타낸 것이고, 8B는 각 F2 산자에 대한 T7E1 분석 결과 및 표적 염기서열과 아미노산 서열을 비교한 것이다.FIG. 1 is a schematic view showing a process of preparing a GRK5 knockout mouse using TALEN according to the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing the expression of the surrogate reporter on the
FIG. 3 shows the ratio of knockout cells in plasma cells using a cell analyzer after transfecting 293 T cells with TALEN and surrogate reporter.
Figure 4 shows the T7E1 assay results of a GKR5 knockout transgenic mouse (F0) produced using TALEN against
Figure 5 compares the deletion target sequence and amino acid sequence of the knockout transgenic mice (F028, F039, F041) prepared according to the present invention with wild-type mice.
FIG. 6A shows the knockout gene transfer ratio of progeny obtained by crossing knockout transgenic mice (F028, F039, F041) prepared according to the present invention with wild type mice, and FIG. 6B shows T7E1 analysis And 6C compares the deletion target sequence and amino acid sequence of the mutant confirmed strain.
FIG. 7A shows the process for preparing an F3 homozygote from transgenic mice (F028, F039, F041) prepared according to the present invention, 7B shows PCR results for each F3, The results of T7E1 analysis for the wild relatives are shown.
FIG. 8A shows a process for preparing an F2 homozygote from a transgenic mouse F041 prepared according to the present invention, and FIG. 8B shows the result of T7E1 analysis for each F2 member and a comparison between a target nucleotide sequence and an amino acid sequence.
이하, 본 발명에 사용된 용어를 설명한다. Hereinafter, terms used in the present invention will be described.
본원에 사용된 용어 "GRK5(G protein-coupled receptor kinase 5)"는 현재까지 알려진 7종의 GRK 패밀리 멤버 중 하나로서, G 단백질과 결합된 수용체(GPCR)를 인산화시켜 탈감작화하는 기능을 한다. GRK5 mRNA는 뇌(해마) 및 말초 조직에서 광범위하게 발현되며, 특히 심장, 폐 및 태반에서 높은 발현을 보인다. 세포 모델 시스템에서, GRK5는 β2-아드레날린성 수용체, M2-무스카린 수용체, 세크레틴, 안지오텐신 AT1, 및 감상선 자극 호르몬 수용체를 포함하는 여러 신경 GPCR을 인산화시킬 수 있다. 최근에는 GRK5 결핍이 초기 알츠하이머병(AD)과 관련되어 있으며, GRK5 넉아웃(knockout) 마우스가 초기 알츠하이머병 연구를 위한 모델로서 사용될 수 있음이 밝혀졌다(Suo Z et al., Neurobiol. Aquing, 2007 Dec, 28(12):1873-88; Shaowu Cheng et al., Journal of Biological Chemistry, Vol. 28, No. 53, pp. 41541-41548, 2010; Suo Z et al., Advances in Alzheimers Disease 2(2013) 148-160).
As used herein, the term "GRK5 (G protein-coupled receptor kinase 5)" is one of seven GRK family members known to date and functions to desensitize phosphorylated receptors (GPCR) bound to G proteins. GRK5 mRNA is widely expressed in the brain (hippocampus) and peripheral tissues, especially in the heart, lung and placenta. In a cellular model system, GRK5 can phosphorylate several neuronal GPCRs including the? 2-adrenergic receptor, M2-muscarinic receptor, secretin, angiotensin AT1, and aorticotropic hormone receptor. Recently, it has been shown that GRK5 deficiency is associated with early Alzheimer's disease (AD) and that GRK5 knockout mice can be used as models for early Alzheimer's disease studies (Suo Z et al., Neurobiol. Aquing, 2007 Suo Z et al., Advances in Alzheimers Disease 2 (2004), < RTI ID = 0.0 > 2013) 148-160).
또한, 본원에 사용된 용어 "TALEN(Transcription activator-like effector nuclease)"은 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인(Transcription activator-like effector DNA binding domain)을 DNA 절단 도메인(DNA cleavage domain)에 융합시켜 제조된 인공 뉴클레아제로서, 특정한 게놈 좌위에서 돌연변이를 유도하는데 매우 효과적이다.The term "transcription activator-like effector nuclease " (TALEN) as used herein refers to an artificial neuron produced by fusing a transcription activator-like effector DNA binding domain into a DNA cleavage domain As a cleavage agent, it is very effective in inducing mutations in specific genomic loci.
TALEN에서 DNA 절단 도메인은 FokI 엔도뉴클레아제 유래의 DNA 절단 도메인일 수 있으며, 이는 이량체를 이루었을 때 DNA 이중가닥 파괴(double strand breakage, DSB)를 일으킨다. DSB는 상당히 치명적인 DNA 손상으로서 생명체는 이에 대한 수선(repair) 메커니즘을 가지고 있는데, 그 중 하나가 DNA의 잘린 말단 부위가 그대로 연결되는 비상동 말단 연결(non-homologous end-joining; NHEJ)을 통한 방법이다. NHEJ가 일어날 때, DNA의 잘려진 부분은 즉시 DNA 리가아제에 의해 재연결이 되고, 이 과정에서 몇몇의 DNA 염기쌍이 손실되기도 한다. TALEN은 FokI에 의한 DSB와 그에 대한 NHEJ를 이용하여 유전자를 조작하는 기술이다. TALEN에 의해 잘려진 DNA에 NHEJ가 일어날 때, 적절한 DNA 주형을 제공해주면 NHEJ 대신 상동재조합(HR)에 의한 DNA 수선이 일어나면서 제공해 준 DNA 주형을 유전자에 삽입할 수 있다. 일반적인 제한 효소들이 특정 DNA 염기쌍을 인식하여 DNA를 자르는 것과는 달리, FokI은 이량체가 되면 그냥 랜덤하게 DNA를 자르므로 TALEN을 원하는 부위에 결합할 수 있는 형태로 제작해 주면 우리가 원하는 부분에 DSB를 일으킬 수 있다. TALEN에 관한 구체적인 정보는 문헌[Boch, Jens, Nature Biotechnology, 29(2): 1356, 2011]을 참조한다.
The DNA cleavage domain in TALEN can be a DNA cleavage domain derived from FokI endonuclease, which results in double strand breakage (DSB) when the dimer is formed. DSB is a fairly deadly DNA damage, and life has a repair mechanism, one of which is the non-homologous end-joining (NHEJ) method in which the truncated end region of the DNA is directly connected to be. When NHEJ occurs, the truncated portion of the DNA is immediately reconnected by DNA ligase, and some DNA base pairs are lost during this process. TALEN is a technique for manipulating genes using DSB by FokI and NHEJ for them. When NHEJ occurs in DNA truncated by TALEN, DNA template by homologous recombination (HR) can be obtained instead of NHEJ by providing an appropriate DNA template, and the DNA template provided can be inserted into the gene. Unlike conventional restriction enzymes that recognize specific DNA base pairs and cut DNA, FokI cuts DNA randomly when it becomes a dimer, so if you make TALEN in a form that can bind to a desired site, . For specific information on TALEN, see Boch, Jens, Nature Biotechnology, 29 (2): 1356, 2011).
본 발명은 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인(Transcription activator-like effector DNA binding domain)과 DNA 절단 도메인(DNA cleavage domain)을 포함하는 TALEN(Transcription activator-like effector nuclease)을 이용하여 특정 유전자를 넉아웃(knockout)시킨 마우스를 제조하는 방법에 있어서, 상기 특정 유전자가 마우스 GRK5(G protein-coupled receptor kinase 5) 유전자이고, 상기 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인이 상기 GRK5 유전자 내의 엑손 5에 결합하는 것을 특징으로 하는, TALEN을 이용하여 GRK5 넉아웃 마우스를 제조하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method of knocking out a specific gene using a transcription activator-like effector nuclease (TALEN) comprising a transcription activator-like effector DNA binding domain and a DNA cleavage domain, Wherein the specific gene is a mouse GRK5 (G protein-coupled receptor kinase 5) gene, and the TAL effector DNA binding domain binds to
TAL 이펙터 DNA 결합 도메인(Transcription activator-like effector DNA binding domain)과 DNA 절단 도메인(DNA cleavage domain)을 포함하는 TALEN(Transcription activator-like effector nuclease)을 이용하여 특정 유전자를 넉아웃(knockout)시킨 마우스를 제조하는 방법은 문헌[Tesson, L. et al., Nature Biotechnology, 29 (8): 695696, 2011; Davies B et al., PLoS One 8: e60216, 2013]에 기재된 바와 같이, 당업계에 공지되어 있다. Mice transfected with a specific gene using a transcription activator-like effector nuclease (TALEN) containing a transcription activator-like effector DNA binding domain and a DNA cleavage domain The method of preparation is described in Tesson, L. et al., Nature Biotechnology, 29 (8): 695696, 2011; Davies B et al., PLoS One 8: e60216, 2013, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
본 발명은 마우스 GRK5 유전자 내의 엑손 5에 결합하는 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인을 포함하는 TALEN을 사용하여, GRK5 넉아웃 마우스를 제조하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에서 제조된 GRK5 넉아웃 마우스는 알츠하이머병의 동물 모델로서 사용되는 것을 특징으로 한다.
The present invention is characterized in that a GRK5 knockout mouse is produced using TALEN comprising a TAL effector DNA binding domain which binds to
본 발명에 따른 GRK5 넉아웃 마우스를 제조하는 방법은 하기의 단계를 거쳐 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
The method for producing the GRK5 knockout mouse according to the present invention can be manufactured through the following steps, but is not limited thereto.
<단계 1> <
본 발명의 방법에 사용되는 TALEN은 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인과 DNA 절단 도메인을 포함하며, 상기 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인은 GRK5 유전자 내의 엑손 5에 결합하는 것을 특징으로 한다. 하나의 구현예에서, 본 발명의 방법에 사용되는 TALEN은 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인과 DNA 절단 도메인을 포함하며, 상기 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인은 GRK 유전자 내의 엑손 5 중 서열번호 10으로 표시되는 염기서열 및 서열번호 12로 표시되는 염기서열에 상보적인 염기서열에 결합한다. 또 다른 구현예에서, 본 발명의 방법에 사용되는 TALEN은 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인과 DNA 절단 도메인을 포함하는 제1 TALEN(좌측 TALEN); 및 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인과 DNA 절단 도메인을 포함하는 제2 TALEN(우측 TALEN)을 포함하고, 상기 제1 TALEN은 GRK5 유전자 내의 엑손 5 중 서열번호 10으로 표시되는 염기서열에 결합하고, 상기 제2 TALEN은 GRK5 유전자 내의 엑손 5 중 서열번호 12로 표시되는 염기서열에 상보적인 염기서열에 결합한다. 또 다른 구현예에서, 상기 제1 TALEN의 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인은 서열번호 17로 표시되는 염기 서열을 갖고, 상기 제2 TALEN의 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인은 서열번호 18로 표시되는 염기 서열을 갖는다. The TALEN used in the method of the present invention comprises a TAL effector DNA binding domain and a DNA cleavage domain, wherein the TAL effector DNA binding domain binds to
또한, 상기 TALEN의 DNA 절단 도메인은 당업계에 공지된 FokI 엔도뉴클레아제 유래의 DNA 절단 도메인 또는 이들의 변이체 형태일 수 있으며, 엑손 5 내의 스페이서(서열번호 11)를 인식하는 것일 수 있다. In addition, the DNA cleavage domain of TALEN may be in the form of a DNA cleavage domain derived from FokI endonuclease or a variant thereof known in the art, and may recognize the spacer (SEQ ID NO: 11) in
본 발명에 사용되는 TALEN은 당업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들어 Addgene, 툴젠 등과 같은 TALEN 공급업체에 의해 제작될 수 있다.
The TALEN used in the present invention can be prepared by methods known in the art and can be manufactured by TALEN suppliers such as, for example, Addgene, Tulzen and the like.
<단계 2> <
본 발명에 사용되는 TALEN은 마우스에 주입하기 위해 mRNA로 제조된다. 상기 TALEN mRNA는 TALEN을 코딩하는 뉴클레오타이드를 포함하는 벡터를 제조하고, 이를 선형화한 다음, 시험관내(in vitro) 전사 과정을 거쳐 제조될 수 있다. The TALEN used in the present invention is made into mRNA for injection into a mouse. TALEN the mRNA is a method of preparing a vector including a nucleotide encoding a TALEN and linearizing it, and then, in vitro (in vitro ) transcription.
상기 TALEN을 코딩하는 뉴클레오타이드를 포함하는 벡터는 암피실린 항생제(Amp+) 내성부위와 사이토메갈로 바이러스(CMV) 프로모터 하류에 제1 TALEN(좌측 TALEN) 및 제2 TALEN(우측 TALEN)을 코딩하는 뉴클레오타이드가 연결되며, FokI 뉴클레아제 다음에 소의 성장호르몬 poly A(BGH polyadenylation sequence)가 연결된다. 상기 벡터는 PvuI 제한효소로 절단하여 선형화된 다음 mRNA 합성을 위한 키트, 예를 들면 mMACHINE T7 울트라 키트(Ambion 회사 제품)를 이용하여 mRNA를 합성할 수 있다.
The vector containing the TALEN-encoding nucleotide is linked to a nucleotide encoding a first TALEN (left TALEN) and a second TALEN (right TALEN) downstream of the ampicillin antibiotic (Amp +) resistance site and the cytomegalovirus (CMV) promoter , FokI nuclease followed by bovine growth hormone poly A (BGH polyadenylation sequence). The vector can be linearized by digesting with PvuI restriction enzyme and then mRNA can be synthesized using a kit for mRNA synthesis, for example, a mMACHINE T7 Ultra Kit (manufactured by Ambion).
<단계 3> <
상기 TALEN mRNA는 당업계에 통상적으로 알려진 방법에 의해 마우스 배아 내로 주입될 수 있다. 구체적으로, 주입을 위한 수정란은, 암컷 마우스에 7.5 IU (임마혈청성 성선자극 호르몬 PMSG, sigma 제품)를 주사한후 24시간에 7.5 IU (인간의 융모성선 자극 호르몬 hCG, sigma 제품)로 과배란을 유도한 후, 당일 수컷 마우스와 수정을 하도록 유도하고, 수정 후 13-14시간에 난관에서 1-세포기 수정란을 채란하여 얻을 수 있다. 수정 후 미세주입기를 이용하여 마우스 1세포기 수정란의 세포질(Cytoplasm)에 4 ng/ul 농도로 제1 TALEN(좌측 TALEN)와 제2 TALEN(우측 TALEN)이 주입된다.
The TALEN mRNA may be injected into a mouse embryo by methods commonly known in the art. Specifically, the fertilized eggs for injection were prepared by injecting 7.5 IU of female sex mouse (PMSG, PMSG, manufactured by Sigma) with 7.5 IU (human chorionic gonadotropin hCG, Sigma product) at 24 hours After induction, mice were induced to be fertilized on the same day, and fertilized eggs were obtained from the fallopian tubes at 13-14 hours after fertilization. After the modification, the first TALEN (left TALEN) and the second TALEN (right TALEN) are injected into the cytoplasm of
<단계 4> 배아 이식<
상기 TALAEN의 mRNA가 주입된 수정란은 37℃ 인큐베이터에서 24시간 배양되어 2-세포기 상태로 대리모에 이식될 수 있다.
The embryos implanted with the TALAEN mRNA can be cultured in a 37 ° C incubator for 24 hours and transplanted into the surrogate mother in a two-celled state.
본 발명의 방법은 단계 (4)에서 생산된 마우스에서 돌연변이 발생을 확인하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 확인은 T7E1 분석 및 서열분석에 의해 이뤄질 수 있으나, 그 외 당업계에 알려진 방법들로도 확인될 수 있다.
The method of the present invention may further comprise the step of confirming mutagenesis in the mouse produced in step (4). The confirmation can be made by T7E1 analysis and sequence analysis, but can also be confirmed by methods known in the art.
한편, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조되며, 교배시 F1, F2 및 F3 산자에서도 GRK5 넉아웃이 유지되는, GRK5 넉아웃 마우스를 제공한다. On the other hand, the present invention provides a GRK5 knockout mouse which is produced by the method described above, and GRK5 knockout is maintained in F1, F2 and F3 mice when crossed.
예시적인 구현예에서, 본 발명의 방법에 의해 생산된 형질전환 마우스는 야생형 마우스와 비교하여 GRK5의 엑손 5 내의 45개, 3개 또는 2개의 염기가 결실된 것을 특징으로 한다(도 5 참조). In an exemplary embodiment, the transgenic mice produced by the method of the present invention are characterized in that 45, 3 or 2 bases in
또한, 본 발명에 따른 형질전환 마우스(F0)는 교배시 F1, F2 및 F3 산자에서도 GRK5 넉아웃이 유지된다. 본 발명의 실험 결과에 따르면, 본 발명에 따른 형질전환 마우스를 야생형(WT) 마우스와 교배하여 생산된 산자(F1, F2 또는 F3)은 높은 비율로 본 발명에 따른 형질전환 마우스와 동일한 돌연변이, 예를 들어 GRK5 내의 45개, 3개 또는 2개의 염기 결실을 나타낸다. In addition, the transgenic mouse (F0) according to the present invention maintains GRK5 knockout even in F1, F2 and F3 mice when crossed. According to the experimental results of the present invention, the mutant produced by crossing the transgenic mouse according to the present invention with a wild type (WT) mouse (F1, F2 or F3) has the same mutation as the transgenic mouse according to the present invention, For example, 45, 3 or 2 base deletions in GRK5.
또한, 본 발명에 따른 형질전환 마우스는 F2 또는 F3 산자에서 동형접합체(homozygote)를 갖는다. 상기 동형접합체를 갖는 넉아웃 형질전환 마우스는 이형접합체(heterozygote)를 갖는 형질전환 마우스에 비해 GRK5의 이중 DNA(double strand)의 넉아웃으로 인한 형질전환 효과가 우수하다. In addition, the transgenic mouse according to the present invention has a homozygote in F2 or F3. The knockout transgenic mouse having the homozygote is superior to the transgenic mouse having the heterozygote for transgenic knockout of GRK5 double strand.
본 발명에 따른 형질전환 마우스는 GRK5 유전자가 넉아웃되어, 알츠하이머병 모델로서 사용될 수 있다.
The transgenic mice according to the present invention can be knocked out of the GRK5 gene and used as an Alzheimer's disease model.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 이로 인해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the following Examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
실시예Example
1: One:
TALENTALEN
을 이용한 Using
GRK5GRK5
넉아웃Knockout
마우스의 제조 Manufacture of mice
<1-1> <1-1> TALENTALEN 을 포함하는 벡터의 제작≪ / RTI >
마우스 GRK5(G protein-coupled receptor kinase 5) 유전자가 넉아웃된 마우스를 제조하기 위해, 넉아웃시킬 유전자로서 GRK5의 엑손 1, 엑손 3 및 엑손 5를 선택하였다. 마우스의 GRK5 유전자의 엑손 1의 전체 염기서열(서열번호 1, GenBank Accession No. AF040755), 엑손 3의 전체 염기서열(서열번호 2, GenBank Accession No. AF040757) 및 엑손 5의 전체 염기서열(서열번호 3, GenBank Accession No. AF040759)을 분석하여, 하기 표 1과 같이 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인이 결합할 수 있는 엑손의 각 염기서열 부위를 결정하고(서열번호 4와 6, 7과 9, 및 10과 12 참조), 이를 바탕으로 툴젠(주)에 의뢰하여 제1 TALEN(좌측 TALEN) 및 제2 TALEN(우측 TALEN)을 제작하였다.
(하기 서열에 상보적인 서열에 결합함)The base sequence region to which the DNA binding domain of the right TALEN binds
(Bound to a sequence complementary to the following sequence)
(서열번호 4)TCCCTCGCTGACTGCCGACT
(SEQ ID NO: 4)
(서열번호 5)GTCAATGGAGCT
(SEQ ID NO: 5)
(서열번호 6)GGAAAACATCGTGGCCAACA
(SEQ ID NO: 6)
(서열번호 7)TGCTTTTTCGACAGTTCTGT
(SEQ ID NO: 7)
(서열번호 8)GAAACCAGGCCT
(SEQ ID NO: 8)
(서열번호 9)GGGCTGGAGTGCTACATTCA
(SEQ ID NO: 9)
(서열번호 10)TTGCCCAAGTTGGACAGGA
(SEQ ID NO: 10)
(서열번호 11)CTGGTCTCCCAG
(SEQ ID NO: 11)
(서열번호 12)ACAGAGAAGAAGCTCCTGCA
(SEQ ID NO: 12)
구체적으로, 각각의 TALEN은 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인 및 DNA 절단 도메인(FokI 엔도뉴클레아제 유래)을 포함하되, (1) 엑손 1에 결합하는 TALEN의 경우, 서열번호 13의 염기 서열을 갖는 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인을 포함하는 제1 TALEN, 및 서열번호 14의 염기 서열을 갖는 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인을 포함하는 제2 TALEN으로 구성되며, (2) 엑손 3에 결합하는 TALEN의 경우, 서열번호 15의 염기 서열을 갖는 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인을 포함하는 제1 TALEN, 및 서열번호 16의 염기 서열을 갖는 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인을 포함하는 제2 TALEN으로 구성되고, (3) 엑손 5에 결합하는 TALEN의 경우, 서열번호 17의 염기 서열을 갖는 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인을 포함하는 제1 TALEN, 및 서열번호 18의 염기 서열을 갖는 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인을 포함하는 제2 TALEN으로 구성되었다. Specifically, each TALEN comprises a TAL effector DNA binding domain and a DNA cleavage domain (derived from a FokI endonuclease), wherein (1) a TAL effector having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 for TALEN binding to
상기 엑손 1, 3 및 5에 대한 각각의 TALEN을, 문헌[Sakuma, T. et al., Genes Cells, 18, 315326 (2013)]에 기재된 방법을 참조하여 pcDNA-TAL-NC 플라스미드 내로 클로닝하여, 각각의 TALEN을 포함하는 벡터를 제조하였다.
Each TALEN for
<1-2> <1-2> TALENTALEN mRNAmRNA 의 미세주입을 통한 Through microinjection of GRKGRK -5 -5 넉아웃Knockout 수정란 생산 및 이식 Embryo Production and Transplantation
실시예 1에서 제조된 각각의 TALEN을 포함하는 벡터를 PvuII 제한 엔도뉴클레아제로 절단한 후, 페놀/클로로포름 추출 및 에탄올 침전에 의하여 선형화하였다. 그리고 나서, 상기 선형화된 플라스미드 1 g을 주형으로 사용하여 제조사의 지침에 따라 mMessage mMachine T7 Ultra 키트(Life Technologies)에 의해 시험관내(in vitro) 전사 반응을 수행하였다. The vector containing each TALEN prepared in Example 1 was digested with Pvu II restriction endonucleases and then linearized by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation. Then, 1 g of the linearized plasmid was used as a template and in vitro (according to the manufacturer's instructions) with mMessage mMachine T7 Ultra kit (Life Technologies) vitro ) transcription reaction was performed.
상기 합성된 mRNA를 메가클리어 키트(MegaClear kit, Life Technologies)를 사용하여 정제하고, RNA 농도를 NanoDrop 1000 분광계(NanoDrop Technologies, Inc.)를 이용하여 결정하고 주입 완충액(10 mM TrisHCl/0.1 mM EDTA (pH 7.4))을 이용하여 두 TALEN mRNA의 총량 600 ng/ml(1:1 비율, 즉 각각 300 ng/ml)으로 희석하였다. 상기 두 TALEN mRNA의 혼합물(4 ng/l)을 표준 방법(Sung et al, nature biotechnology, 2013, 31: 23-24 page)에 따라 C57BL6 마우스의 180개의 단세포 배아의 세포질 내로 주입하였다. 상기 주입된 배아를 M16 배지에서 37℃에서 24시간 동안 배양한 후, 2-세포 단계로 분화된 배아를 표준방법(Hogan, Nature, 1983, 306: 313-314)에 따라 7마리의 가임신 C57BL/6 마우스의 난관 내로 이식하였다. 모든 동물 보호 프로토콜 및 실험은 서울대학교 동물실험윤리위원회에 의해 승인받았다.
The synthesized mRNA was purified using a MegaClear kit (Life Technologies). The RNA concentration was determined using a NanoDrop 1000 spectrometer (NanoDrop Technologies, Inc.), and the concentration of the RNA was measured using an injection buffer (10 mM TrisHCl / 0.1 mM EDTA pH 7.4)) was used to dilute the total amount of both TALEN mRNAs to 600 ng / ml (1: 1 ratio, i.e. 300 ng / ml each). A mixture of the two TALEN mRNAs (4 ng / l) was injected into the cytoplasm of 180 single cell embryos of C57BL6 mice according to the standard method (Sung et al, Nature Biotechnology, 2013, 31: 23-24 page). The injected embryos were cultured in M16 medium for 24 hours at 37 DEG C and then the embryos differentiated into 2-cell stage were transfected into seven embryonic C57BLs according to the standard method (Hogan, Nature, 1983, 306: 313-314) / 6 < / RTI > All animal protection protocols and experiments were approved by Seoul National University Animal Experimental Ethics Committee.
실시예Example
2: 형질전환된 세포의 분석 2: Analysis of transformed cells
단량의 적색 형광 단백질(monomeric red fluorescent protein; mRFP)-증강된 녹색 형광 단백질(enhanced green fluorescent protein; eGFP)의 융합 단백질을 인코딩하는 대리 리포터(surrogate reporter) 벡터(카나마이신 내성 부위를 가짐, 툴젠(주))에서, 상기 mRFP 및 eGFP(CMV 프로모터 하류의 XmaI 및 XbaI 제한효소 사이트에 삽입)를 인코딩하는 DNA 서열 사이에 표 1에 기재된 엑손 5 내의 표적 서열을 삽입하여, eGFP 서열이 mRFP 서열의 프레임 밖으로 융합되도록 하였다. 정지 코돈은 eGFP 서열의 업스트림에 삽입하였다. A surrogate reporter vector (a kanamycin resistant region) encoding a fusion protein of monomeric red fluorescent protein (mRFP) - enhanced green fluorescent protein (eGFP) ), The target sequence in
리포펙트아민 0.4 ul와 제1 TALEN 및 제2 TALEN을 2:1:1의 비율로 상기 리포터 벡터와 함께 293 T 세포를 형질감염시킨 후, 0일, 1일, 2일 및 3일째에 세포의 형광이미지를 FACS 분석기(FACSAria II or FACSVantage SEM (BD Biosciences))를 이용하여 촬영하였다. 상기 결과를 도 2에 나타내었다. After transfecting 293 T cells with 0.4 uL of the lipofectamine and the reporter vector at a ratio of 2: 1: 1 to the first TALEN and the second TALEN, the cells were cultured at 0, 1, 2, Fluorescence images were taken using a FACS analyzer (FACSAria II or FACSVantage SEM (BD Biosciences)). The results are shown in Fig.
도 2에서 보는 바와 같이, 형질감염 후 RFP와 GFP를 동시에 발현하는 세포, 즉 형질전환된 세포의 비율이 증가하는 것으로 나타났다.
As shown in FIG. 2, the proportion of cells expressing both RFP and GFP simultaneously after transfection, that is, transformed cells, was increased.
한편, 상기와 동일한 방법으로 표 1에 기재된 엑손 1, 3 또는 5의 표적 서열이 삽입된 대리 리포터(surrogate reporter)와 TALEN으로 293 T 세포를 형질감염시킨 다음, 유세포 분석법으로 세포를 분류하였다. 상기 결과를 도 3에 나타내었다. 그 결과, 형질전환된 세포의 비율이 증가하는 것으로 나타났다. In the same manner as above, 293 T cells were transfected with a surrogate reporter inserted with the target sequence of
상기 결과들은, TALEN을 사용하여 GRK5 유전자의 엑손 1, 3 또는 5를 넉아웃시킬 수 있음을 보여준다. The results show that TALEN can be used to knock out
한편, 도 3에서 엑손 1번 및 3번에 비해 엑손 5를 절단하는 것이 형질전환 효율이 높으므로(엑손 1: 8.7%, 엑손 3: 9.7% 및 엑손 5: 12.7%), 이후 실험에서는 엑손 5를 이용한 마우스만을 대상으로 하였다.
On the other hand, in FIG. 3, the
실시예Example
3: 3:
TALENTALEN
처리에 의한 마우스에서의 돌연변이 확인 Mutation confirmation in mice by treatment
실시예 1에서 제조된 마우스로부터 60마리의 새끼를 얻었고, 생존한 53마리의 마우스에서의 돌연변이 여부를 T7E1 및 서열분석에 의해 확인하였다. Sixty offspring from the mice prepared in Example 1 were obtained and the mutation in the surviving 53 mice was confirmed by T7E1 and sequencing.
유전자 가위(인공적인 DNA 제한효소)인 TALEN에 의해 유도된 이중가닥 파괴(double strand break; DSB)는 오류발생이 쉬운(error-prone) 비상동말단연결(non-homologous end joining; NHEJ)에 의해 복구될 수 있다. 결과 산물인 DNA는 DSB가 일어난 부위 가까이에 조그마한 DNA 염기서열의 삽입/결실(insertion/deletion; indel) 돌연변이를 포함한다. 이러한 특정 부위의 DNA 염기서열의 삽입/결실 돌연변이들은 증폭된 DNA 조각들을 불일치-감응 T7 엔도뉴클레아제 I(mismatch-sensitive T7 endonuclease I; T7E1)로 처리함으로써 실험적(in vitro)으로 탐색할 수 있다.Double strand breaks (DSBs) induced by TALEN, a genetic scissors (artificial DNA restriction enzyme), are generated by an error-prone non-homologous end joining (NHEJ) Can be restored. The resulting DNA contains a small DNA sequence insertion / deletion (indel) mutation near the site where the DSB occurred. Insertion / deletion mutations of DNA sequences of these specific sites can be searched in vitro by treating amplified DNA fragments with mismatch-sensitive T7 endonuclease I (T7E1) .
이를 위하여, 상기 형질전환 마우스로부터 G-spin 게놈 DNA 추출 키트(G-spin TM Genomic DNA Extraction Kit; Intron Bio)를 이용하여 게놈 DNA를 분리하였다. TALEN 표적 부위 주위의 서열을 마우스 GRK5 유전자 엑손 5에 대해 특이적인 프라이머(서열번호 19 및 20)를 사용하여 PCR에 의해 증폭시켰다. TALEN 표적부위를 포함하는 PCR 앰플리콘(amplicon)을 불일치-감응 T7 엔도뉴클레아제 절단 분석법(mismatch-sensitive T7 endonuclease cleavage assay)으로 분석하였다. 간략히, TALEN 표적 부위가 TALEN에 의해 절단되면, 상기 DNA DSB는 오류발생이 쉬운 NHEJ 메커니즘에 의해 복구되고 이에 따라 형질전환 세포의 부차집단(subpopulation) 내의 표적 부위에서 indel을 유발할 수 있다. 중합된 DNA를 37℃에서 15분간 5 유닛(unit)의 T7E1으로 처리한 후 2.5배의 에탄올을 첨가하여 침전시켰다. 상기 돌연변이화된 대립인자(mutated alleles)를 확인하기 위하여 야생형 대립인자와 T7E1 효소로 처리된 증폭된 GRK5 엑손 1, 3 또는 5 단편을 2% 아가로스 젤 전기영동상에서 분석하였다. For this, genomic DNA was isolated from the transgenic mouse using G-spin Genomic DNA Extraction Kit (Intron Bio). Sequences around the TALEN target site were amplified by PCR using primers specific for the mouse GRK5 gene exon 5 (SEQ ID NOS: 19 and 20). A PCR amplicon containing the TALEN target site was analyzed by a mismatch-sensitive T7 endonuclease cleavage assay. Briefly, if the TALEN target site is cleaved by TALEN, the DNA DSB can be restored by the error-prone NHEJ mechanism and thus induce indel to the target site in the subpopulation of the transformed cells. The polymerized DNA was treated with 5 units of T7E1 at 37 占 폚 for 15 minutes and precipitated by the addition of 2.5 times of ethanol. Amplified
상기 결과를 도 4에 나타내었다. 상기 도 4에서 보는 바와 같이, F028(#28), F039(#39) 및 F041(#41)의 마우스의 엑손 5에 돌연변이가 발생하였음을 확인할 수 있었다.
The results are shown in Fig. As shown in FIG. 4, it was confirmed that mutation occurred in
한편, 상기 F028, F039 및 F041의 마우스의 엑손 5 부위의 구체적인 염기서열을 돌연변이되지 않은 야생형(WT) 마우스와 비교하였다. Meanwhile, the specific nucleotide sequences of the
염기서열은 다이데옥시뉴클레오타이드 DNA 시퀀싱 방법에 의해 분석하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다. The nucleotide sequence was analyzed by dideoxynucleotide DNA sequencing method, and the results are shown in Fig.
도 5에서 보는 바와 같이, F028 마우스는 야생형 마우스와 비교하여 엑손 5 중 45 bp의 염기가 결실되어 있었고, F039 마우스는 야생형 마우스와 비교하여 3 bp의 염기가 결실되어 있었으며, F041 마우스는 야생형 마우스와 비교하여 2 bp의 염기가 결실되어 있었다. As shown in FIG. 5, the F028 mouse had a 45 bp base deletion in the
상기 결과는, 본 발명의 방법에 의해 GRK5의 특정 유전자 부위가 돌연변이된 형질전환 마우스를 제조할 수 있음을 보여준다.
The results show that transgenic mice in which a specific gene region of GRK5 has been mutated can be produced by the method of the present invention.
실시예Example
4: 형질전환 마우스의 4: Transfection of mouse
산자(progeny)에서의In progeny
유전형 확인 Genotype identification
실시예 3에서 확인된 세 마리의 형질전환 마우스(F0)를 야생형(WT) 마우스와 교배한 후, 생산된 산자(F1)의 유전형을 T7E1 분석 및 염기서열 분석에 의하여 확인하였다. After the transgenic mouse (F0) identified in Example 3 was mated with a wild-type (WT) mouse, the genotype of the produced plant (F1) was confirmed by T7E1 analysis and sequencing.
구체적으로, F028, F039 및 F041 마우스를 야생형(WT) 마우스와 합사 방법에 의해 교배하였다. F028 마우스로부터 6마리의 산자가 생산되었고, F039 마우스로부터 16마리의 산자가 생산되었으며, F041 마우스로부터 7마리의 산자가 생산되었다(도 6A 참조). Specifically, F028, F039 and F041 mice were crossed with wild-type (WT) mice by the multiplex method. From the F028 mice, 6 live animals were produced, 16 from the F039 mice were produced, and 7 from the F041 mice were produced (see Fig. 6A).
상기 산자(F1)에 대해 실시예 3에서와 동일한 방식으로 T7E1 분석을 수행한 결과, F1 28에서 3마리의 산자(37.5%), F139에서 6마리의 산자(37.5%) 및 F141에서 4마리의 산자(57.1%)에서 돌연변이가 확인되었다(도 6B 참조). 상기 결과는 본 발명의 돌연변이가 야생형 마우스와의 교배에도 불구하고 높은 비율로 산자에서 유지되고 있음을 보여준다.
As a result of performing T7E1 analysis in the same manner as in Example 3 for the above-described Sanjay (F1), 3 outbreaks (37.5%) in
한편, 상기 돌연변이가 확인된 산자의 염기서열을 야생형 마우스의 염기서열과 비교하였고, 그 결과를 도 6C에 나타내었다. 도 6C에서 보는 바와 같이, 산자(F1)들은 부모(F0)와 동일한 돌연변이를 유지하고 있는 것으로 확인되었다. 상기 결과는 본 발명의 돌연변이가 야생형 마우스와의 교배에도 불구하고 추가 변이없이 그대로 유지됨을 보여준다.
On the other hand, the nucleotide sequence of the mutant was confirmed and compared with the nucleotide sequence of the wild-type mouse, and the result is shown in FIG. 6C. As shown in FIG. 6C, it is confirmed that the living organisms F1 maintain the same mutation as the parent (F0). The results show that the mutation of the present invention is maintained without further mutation despite mating with a wild-type mouse.
실시예Example
5: 5:
GRK5GRK5
동형접합체의 생성 Generation of homozygotes
F028번 마우스를 2마리의 야생형 마우스와 교배하여 F1 산자를 생산하였으며, F1 #6 마우스를 야생형 마우스와 교배하여 F2 산자를 생산하였다. 또한 F1 #9 마우스와 F2 #7 마우스를 교배하여 F3 산자를 생산하였다. 나아가, F1 #10 마우스를 F2 #9 마우스와 교배하여 F3 산자를 생산하였다. 마지막으로 F1 #12 마우스와 F2 #10 마우스를 교배하여 F3 산자를 생산하였다(도 7A).
F028 mice were mated with 2 wild-type mice to produce F1 plants, and
상기 생성된 F3 산자에 대하여 PCR 분석에 의해 GRK5 유전자 내 엑손 5의 동형접합체 생성 여부를 확인하였다. 상기 결과를 도 7B에 나타내었다. 상기 PCR 분석 결과, F1 #9 마우스와 F2 #7 마우스를 교배하여 얻은 8마리의 F3 산자(F3 28-6-1~8) 중 #3, #5 및 #6의 세 마리의 마우스가 동형접합체인 것으로 확인되었다. 또한, F1 #10 마우스를 F2 #9 마우스와 교배하여 얻은 6마리의 F3 산자(F3 28-6-9-1~6) 중 #5의 한 마리의 마우스가 동형접합체인 것으로 확인되었다. 또한, F1 #12 마우스와 F2 #10 마우스를 교배하여 얻은 10마리의 F3 산자(F3 28-6-10-1~10) 중 #3, #4 및 #10의 세 마리의 마우스가 동형접합체인 것으로 확인되었다. 상기 F3 28-6-10-1~10의 결과는 T7E1 분석에 의하여 뒷받침되었다(도 7C).
The generated F3 acid was confirmed by PCR analysis to generate a
한편, F041번 마우스를 2마리의 야생형 마우스와 교배하여 F1 산자를 생산하였으며, F1 #13 마우스와 F1 #2 마우스를 교배하여 F2 산자를 얻었다(도 8A). On the other hand, F041 mouse was crossed with two wild type mice to produce F1 mutant, and
상기 F2 산자에 대해 T7E1 분석을 수행한 결과, 8마리의 산자 중 #4, #7 및 #8의 마우스가 동형접합체인 것으로 확인되었다(도 8B). As a result of performing T7E1 analysis on the F2 member, it was confirmed that mice of # 4, # 7, and # 8 among 8 animals were homozygous (FIG. 8B).
상기 결과는 본 발명의 방법에 따라 제조된 형질전환 마우스를 교배함으로써 GRK5 유전자 내 엑손 5가 결실된 동형접합체를 갖는 형질전환 마우스를 수득할 수 있음을 보여주며, 이는 본 발명의 방법을 통해 넉아웃 특성이 우수한 형질전환 마우스를 얻을 수 있음을 입증한다.The results show that transgenic mice prepared according to the method of the present invention can be obtained by transfecting a transgenic mouse having a homozygous deletion of
<110> Hankyong Industry Academic Cooperation Center <120> METHOD FOR PREPARING GRK5 KNOCKOUT MOUSE USING TALEN <130> FPD/201309-0029 <160> 20 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 292 <212> DNA <213> Mus musculus <220> <221> exon <222> (1)..(292) <223> GRK 5 exon 1 <400> 1 gaaagtgttg agggaggggg gaggggggac acagagggag gaagaagcgg cggcggcgtc 60 tcttcggtgc agagggggaa actccgcggg ctccgagaaa gaataatgcg gtagcaggca 120 ggctgcttgc tctggggttt ggcagcagcg gcggcagctc gagcagcggc agcggcagcg 180 gcatcatccc agacgctgac agcacagccg gccggctccc tcgctgactg ccgactgtca 240 atggagctgg aaaacatcgt ggccaacacg gtcttgctga aagcccggga ag 292 <210> 2 <211> 113 <212> DNA <213> Mus musculus <220> <221> exon <222> (1)..(113) <223> GRK5 exon 3 <400> 2 acagagatta ctacagtcta tgtgacaagc aaccaattgg gagactgctt tttcgacagt 60 tctgtgaaac caggcctggg ctggagtgct acattcagtt cctggactta gtg 113 <210> 3 <211> 101 <212> DNA <213> Mus musculus <220> <221> exon <222> (1)..(101) <223> GRK5 exon 5 <400> 3 tccccagtct tcattgccca agttggacag gacctggtct cccagacaga gaagaagctc 60 ctgcagagcc cctgcaaaga actcttctct gcttgtgctc a 101 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 4 tccctcgctg actgccgact 20 <210> 5 <211> 12 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 5 gtcaatggag ct 12 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 6 ggaaaacatc gtggccaaca 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 7 tgctttttcg acagttctgt 20 <210> 8 <211> 12 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 8 gaaaccaggc ct 12 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 9 gggctggagt gctacattca 20 <210> 10 <211> 19 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 10 ttgcccaagt tggacagga 19 <210> 11 <211> 12 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 11 ctggtctccc ag 12 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 12 acagagaaga agctcctgca 20 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of left TALEN for exon 1 <400> 13 agggagcgac tgacggctga 20 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of right TALEN for exon 1 <400> 14 acaaccggtg ctacaaaagg 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of left TALEN for exon 3 <400> 15 acgaaaaagc tgtcaagaca 20 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of right TALEN for exon 3 <400> 16 acttacatcg tgaggtcggg 20 <210> 17 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of left TALEN for exon 5 <400> 17 aacgggttca acctgtcct 19 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of right TALEN for exon 5 <400> 18 acgtcctcga agaagagaca 20 <210> 19 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for exon 5 of GRK5 <400> 19 tgtgaccata tgcagggaca ggta 24 <210> 20 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for exon 5 of GRK5 <400> 20 caaagaagac agggatcttc ccaa 24 <110> Hankyong Industry Academic Cooperation Center <120> METHOD FOR PREPARING GRK5 KNOCKOUT MOUSE USING TALEN <130> FPD / 201309-0029 <160> 20 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 292 <212> DNA <213> Mus musculus <220> <221> exon ≪ 222 > (1) .. (292) <223> GRK 5 exon 1 <400> 1 gaaagtgttg agggaggggg gaggggggac acagagggag gaagaagcgg cggcggcgtc 60 tcttcggtgc agagggggaa actccgcggg ctccgagaaa gaataatgcg gtagcaggca 120 ggctgcttgc tctggggttt ggcagcagcg gcggcagctc gagcagcggc agcggcagcg 180 gcatcatccc agacgctgac agcacagccg gccggctccc tcgctgactg ccgactgtca 240 atggagctgg aaaacatcgt ggccaacacg gtcttgctga aagcccggga ag 292 <210> 2 <211> 113 <212> DNA <213> Mus musculus <220> <221> exon ≪ 222 > (1) .. (113) <223> GRK5 exon 3 <400> 2 acagagatta ctacagtcta tgtgacaagc aaccaattgg gagactgctt tttcgacagt 60 tctgtgaaac caggcctggg ctggagtgct acattcagtt cctggactta gtg 113 <210> 3 <211> 101 <212> DNA <213> Mus musculus <220> <221> exon ≪ 222 > (1) <223> GRK5 exon 5 <400> 3 tccccagtct tcattgccca agttggacag gacctggtct cccagacaga gaagaagctc 60 ctgcagagcc cctgcaaaga actcttctct gcttgtgctc a 101 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 4 tccctcgctg actgccgact 20 <210> 5 <211> 12 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 5 gtcaatggag ct 12 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 6 ggaaaacatc gtggccaaca 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 7 tgctttttcg acagttctgt 20 <210> 8 <211> 12 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 8 gaaaccaggc ct 12 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 9 gggctggagt gctacattca 20 <210> 10 <211> 19 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 10 ttgcccaagt tggacagga 19 <210> 11 <211> 12 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 11 ctggtctccc ag 12 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Mus musculus <400> 12 acagagaaga agctcctgca 20 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of left TALEN for exon 1 <400> 13 agggagcgac tgacggctga 20 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of right TALEN for exon 1 <400> 14 acaaccggtg ctacaaaagg 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of left TALEN for exon 3 <400> 15 acgaaaaagc tgtcaagaca 20 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of right TALEN for exon 3 <400> 16 acttacatcg tgaggtcggg 20 <210> 17 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of left TALEN for exon 5 <400> 17 aacgggttca acctgtcct 19 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA binding domain of right TALEN for exon 5 <400> 18 acgtcctcga agaagagaca 20 <210> 19 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for exon 5 of GRK5 <400> 19 tgtgaccata tgcagggaca ggta 24 <210> 20 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for exon 5 of GRK5 <400> 20 caaagaagac agggatcttc ccaa 24
Claims (4)
상기 특정 유전자가 마우스 GRK5(G protein-coupled receptor kinase 5) 유전자이고, 상기 TAL 이펙터 DNA 결합 도메인이 상기 GRK5 유전자 내의 서열번호 3으로 표시되는 엑손 5에 결합하는 것을 특징으로 하는, TALEN을 이용하여 GRK5 넉아웃 마우스를 제조하는 방법.
Mice transfected with a specific gene using a transcription activator-like effector nuclease (TALEN) containing a transcription activator-like effector DNA binding domain and a DNA cleavage domain In the method of manufacturing,
Wherein the specific gene is a mouse GRK5 (G protein-coupled receptor kinase 5) gene, and the TAL effector DNA binding domain binds to exon 5 represented by SEQ ID NO: 3 in the GRK5 gene. A method of manufacturing a knockout mouse.
The method according to claim 1, wherein the TAL effector DNA binding domain binds to a base sequence complementary to a base sequence represented by SEQ ID NO: 10 and / or a nucleotide sequence complementary to a base sequence represented by SEQ ID NO: 12 in exon 5 within a GRK gene. To produce a GRK5 knockout mouse.
A GRK5 knockout mouse produced by the method of claim 1 or 2, wherein GRK5 knockout is maintained in F1, F2, and F3 mice at breeding.
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Non-Patent Citations (3)
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nature biotechnology vol.31(1) 2013 |
The FASEB Journal vol.28(1) Supplement 576.2 |
Tsevelmmaa N. 한경대학교 박사논문, 2014.02* |
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