KR101647491B1 - Auto-Cell Concentration Recognition Auto-Inducible Expression System For Which Inducer Is Not Required and Use Thereof - Google Patents

Auto-Cell Concentration Recognition Auto-Inducible Expression System For Which Inducer Is Not Required and Use Thereof Download PDF

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Abstract

본 발명은 자가세포농도를 인식하여 유도되는 자가유도성 단백질 또는 핵산 분자 발현용 컨스트럭트 및 이 컨스트럭트의 다양한 용도에 관한 것이다. 본 발명의 컨스트럭트는 세포농도를 감지하여 유도되는 자가유도성 발현 컨스트럭트로서 유전자의 발현을 위해 별도의 유도물질이 요구되지 않는다. 본 발명의 컨스트럭트는 숙주세포, 특히 약독화 살모넬라 속 숙주세포에 도입하여 항암 용도, 경색 치료 용도 및 종양 또는 경색 조직의 이미지화 용도로 사용될 수 있다. 본 발명의 컨스트럭트를 갖는 살모넬라 속 숙주 세포를 사용하면 생체내에서 효과적으로 약물을 생산하고 전달할 수 있으므로, 치료효과를 극대화할 수 있다. 또한, 본 발명의 컨스트럭트가 포함된 숙주 세포의 발효를 이용하여 유도물질의 첨가 없이 경제적으로 단백질 생산이 가능하다. The present invention relates to constructs for expressing self-inducible proteins or nucleic acid molecules which are induced by recognizing autologous cell concentrations and various uses of the constructs. The construct of the present invention is a self inducible expression construct induced by sensing cell concentration, and no separate inducer is required for gene expression. The construct of the present invention can be used in anticancer applications, infarction treatment applications and imaging of tumors or infarction tissues by introducing the constructs into host cells, particularly host cells of attenuated Salmonella genus. The use of the Salmonella genus host cell having the construct of the present invention can effectively produce and deliver the drug in vivo, thereby maximizing the therapeutic effect. In addition, by using the fermentation of the host cell containing the construct of the present invention, it is possible to produce the protein economically without adding the inducer.

Description

유도자 불요구성 자가세포농도 인식 자가 유도시스템 및 그의 용도{Auto-Cell Concentration Recognition Auto-Inducible Expression System For Which Inducer Is Not Required and Use Thereof} [0001] The present invention relates to a cell concentration recognizing self-inducing system, and more particularly to a cell concentration recognizing self-

본 발명은 발현 목적 단백질 또는 발현 목적 핵산분자의 발현이 자가세포 농도를 인식하여 자가유도되는 것을 특징으로 하는 단백질 또는 핵산 분자 발현용 컨스트럭트(construct), 이를 포함하는 재조합 벡터, 이 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포 및 이의 암 또는 경색 치료 및 이미징 용도와 같은 다양한 용도에 관한 것이다.
The present invention relates to a construct for expressing a protein or a nucleic acid molecule, wherein the expression of the expression target protein or the target nucleic acid molecule for expression is self-induced by recognizing an autologous cell concentration, a recombinant vector comprising the same, Transformed host cells and their use in cancer or infarct therapy and imaging applications.

암은 현대의학의 발달로 항암 화학요법, 조기진단에 의한 수술, 방사성치료, 조혈모세포 이식, 면역요법등을 이용하여 치료가능 하게 되었으나 몇 가지 부작용들로 인해 성공적인 치료요법으로의 한계를 가지고 있다. Cancer has become possible to treat with the development of modern medicine by using chemotherapy, early diagnosis, radiotherapy, hematopoietic stem cell transplantation, and immunotherapy but there are limitations to successful treatment because of several side effects.

전통적으로 사용되는 화학요법들은 약물마다 암세포를 공격하는 방법이 다른데, 이런 암세포 억제 효과를 통틀어 세포독성(세포독 효과)이라고 한다. 신속하게 분열 과정이 진행되는 세포일수록 이 효과를 더 많이 받는다. 그러나 이 방법이 종양의 특징을 포착하여 목표로 삼게 하는 것이 아니기 때문에 치료에 사용되는 약제들은 흔히 정맥을 통한 전신적인 방법으로 투여되어 암세포 보다는 덜하지만 정상세포 중에서도 빨리 분열 증식하는 세포, 즉 골수에서 형성된 혈액세포, 구강을 포함한 위장관의 상피세포, 머리카락세포, 정자, 난자를 만들어내는 생식세포 등이 세포독성 효과를 받게 된다. 따라서, 화학요법 후에 빈혈이 오고, 백혈구 및 혈소판 수가 감소하며, 입안이 헐고 오심, 구토, 설사 등이 올 수 있으며, 머리카락이 빠지며, 생식기능에 장애를 가져오는 등의 부작용이 있게 된다. 이 부작용은 항상 투여량 감소, 치료 지연, 또는 심지어 화학요법의 중단을 초래한다 (Fennelly (1995) Clin. Cancer Res. 1:575-582; Hanjani, et al. (2002) Gynecol. Oncol. 85:278-284; Kobayashi, et al. (2002) Chronobiol. Int. 19:237-251; Ross and Small (2002) J. Urol. 167:1952-1956; Markman, et al. (2002) J. Clin. Oncol. 20:2365-2369; Sehouli, et al. (2002) Gynecol. Oncol. 85:321-326). Traditionally used chemotherapies have different methods of attacking cancer cells per drug, which is called cytotoxicity (cytotoxic effect). Cells that undergo rapid division are more likely to have this effect. However, since this method does not aim at capturing the characteristics of the tumor, the drugs used for treatment are usually administered by intravenous systemic method, and cells which are less proliferated than cancer cells but proliferate rapidly in normal cells, Blood cells, epithelial cells of the gastrointestinal tract including the oral cavity, hair cells, sperm, and reproductive cells that produce the oocyte. Therefore, after chemotherapy, anemia comes, the number of white blood cells and platelets decreases, the mouth can be torn down, nausea, vomiting, diarrhea, etc., hair is lost, and there are side effects such as impaired reproductive function. This side effect always results in dose reduction, delay of treatment, or even discontinuation of chemotherapy (Fennelly (1995) Clin. Cancer Res. 1: 575-582; Hanjani, et al. Ross and Small (2002) J. Urol. 167: 1952-1956; Markman, et al. (2002) J. Clin. Oncol. 20: 2365-2369; Sehouli, et al. (2002) Gynecol. Oncol. 85: 321-326).

특히, 거의 모든 항암약물들이 세포 성장이 이루어지고 있는 동안 작용하기 때문에 모든 화학요법은 어린 세포에게만 효과적으로 작용한다. 그러므로 종양 세포의 세대가 길어질수록, 즉 미분화가 진행된 세포일수록 화학요법에 대한 감수성이 떨어지게 된다. 고형암(solid tumors)의 경우, 암 덩어리의 중앙에 실질적으로 분열하는 세포가 있는데 이 세포가 세포분열을 멈추게 되면 약물이 거의 작용할 수 없게 된다. 또한, 고형암의 커지는 특징이 분열중인 세포에게 약물이 도달하기 어렵게 하여 감수성을 더욱 떨어뜨린다. 이때에는 외과적 처치나 방사능 요법 등을 사용해야 한다. In particular, virtually all chemotherapeutic drugs work effectively only on young cells because almost all anti-cancer drugs act during cell growth. Therefore, the longer the generation of tumor cells, that is, the cells with undifferentiated cells, the less susceptible to chemotherapy. In the case of solid tumors, there are cells that actually divide in the middle of the cancerous mass, and when the cell stops dividing, the drug can hardly act. In addition, the growing feature of solid tumors makes it difficult for the drug to reach the dividing cells, further reducing the susceptibility. At this time, surgical treatment or radiation therapy should be used.

수술로 인한 치료법으로 조기진단에 의한 외과적 수술이 효율적이지만, 이 방법은 암을 완전히 절제하기 위해 장기적출 및 광범위한 주변조직, 림프절절제술을 동시에 시행하기 때문에 수술 직후에 출혈, 장폐색, 혈관손상, 요관손상, 직장파열, 폐렴, 폐색전증 등의 급성 합병증이 일어나며, 만성 합병증으로는 장기의 기능장애가 있을 수 있다. Although this technique is effective in early surgical diagnosis due to the surgical treatment, this method is effective for the complete removal of the cancer, because the organ removal and extensive surrounding tissue and lymphadenectomy are performed at the same time, Acute complications such as damage, rectal rupture, pneumonia, pulmonary embolism occur, and chronic complications may be dysfunction of organs.

또한, 방사선치료는 방사선이 적용된 특정 부위나 범위, 조사된 방사선의 양, 환자의 건강상태에 따라 치료 후에 몇주 내에 피로, 피부의 문제, 조혈기능 억제, 방사선괴사, 호르몬 분비이상, 염증반응 등의 부작용이 다양하게 나타날 수 있다. In addition, radiation therapy can be administered within a few weeks after treatment depending on the specific site or range of radiation applied, the amount of irradiated radiation, and the health condition of the patient, such as fatigue, skin problems, hematopoietic suppression, radiation necrosis, hormone secretion, Side effects can vary.

다른 방법으로 조혈모세포이식의 경우, 조혈모세포이식 후 면역기능의 저하가 장기간 지속되어 반복적인 세균감염이나 바이러스 감염, 진균 감염 등이 발생할 수 있고, 면역기능의 회복은 조혈모세포 이식편의 종류, 면역억제제 투여 기간 등에 따라 차이가 나므로 감염 회복 정도도 차이가 난다. In the case of hematopoietic stem cell transplantation, hematopoietic stem cell transplantation may result in persistent deterioration of immune function for a long period of time. Repeated bacterial infections, viral infections, and fungal infections may occur. The immune function may be restored by the type of hematopoietic stem cell transplantation, The duration of the treatment, and so on.

최근 들어 암의 분자생물학적 특성이 많이 규명되면서 상기 방법들의 부작용을 해결하고자 특정 암세포만 공격하는 표적 치료제가 개발되어 많은 주목을 받고 있다. 표적 치료제들은 암의 성장과 발암에 관여하는 특별한 분자의 활동을 방해하여 암이 성장하고 퍼지는 것을 막는 역할을 하며 분자적 표적이 되는 것은 암세포의 신호 전달 경로(signal transduction pathway), 혈관 신생(angiogenesis), 세포 간질(matrix), 세포 주기 조절인자(cell cycle regulator), 세포 사멸(apoptosis)등이 있다. 분자와 세포 변화에 초점을 맞추어 보면 표적 치료는 비교적 정상 세포의 손상을 최소화하면서 선택적으로 암세포만 공격하기 때문에 부작용을 최소화 할 수 있으며, 일부 표적 치료제들이 기존 항암 화학요법과 병용될 시, 진행성 대장/직장암, 유방암, 폐암 등에서 생존율을 증가시킨다는 연구 결과들이 많이 발표되고 있다. 그러나 이러한 효과에도 표적 치료제는 암이 생성되는 과정에 관여하는 특정 표적 인자만 공격하기 때문에 같은 종류의 암이라도 특정 표적 인자가 나타나는 환자에게만 효과를 나타나며, 지속적으로 약물을 투여하다 보면 내성이 생길 수 있으며, 표적 치료제를 사용하였을 때 효과가 높을 가능성이 있는 환자들에게 이를 선택적으로 투여해야만 불필요한 의료비의 지출을 줄일 수 있는데, 아직 그 효과를 예측할 수 있는 생물학적 지표가 충분히 확립되지 않은 상태이다. Recently, many molecular biologic characteristics of cancer have been clarified, and a target therapeutic agent which attacks only specific cancer cells has been developed in order to solve the side effects of the above methods, and thus much attention has been paid. Targeted therapies inhibit the growth and spread of cancer by interfering with the activity of specific molecules involved in cancer growth and carcinogenesis. Molecular targets are signal transduction pathways, angiogenesis, , A cell matrix, a cell cycle regulator, and apoptosis. Focusing on molecular and cellular changes, target treatment minimizes side effects by minimally damaging normal cell damage while selectively attacking cancer cells. When some target therapies are combined with conventional chemotherapy, progressive colon / Many studies have been published that increase the survival rate in rectal cancer, breast cancer, and lung cancer. However, even with this effect, the target therapeutic agent only attacks specific target factors involved in the process of cancer development. Therefore, even the same kind of cancer may be effective only in patients who exhibit specific target factors, The use of targeted therapies to selectively treat patients with potentially high efficacy can reduce the cost of unnecessary medical expenditures, yet biomarkers for predicting their effects have not yet been established.

이러한 치료방법들의 또 다른 문제점은 치료 효과를 모니터링 하기 위한 분석 방법과 전체 치료 과정 중에 발생되는 높은 비용이다. 암 치료는 환자에 따른 적절한 치료법과 진단에 많이 의존되는데 기존의 이미지 분석에 의한 암의 진단은 시간과 노력이 많이 들어가기 때문에 특별한 증상이 없는 환자의 경우에는 실행하기 적절하지 못하다. 실제로 암의 진단에 사용되는 MRI나 기타 이미지를 분석하는 방식은 대량의 환자를 스크리닝하는 방법으로 적절하지 못하며, 진단용 이미지 분석은 작은 암조직에 대하여 정밀도가 떨어지기 때문에 암 발생 사실을 모르고 지내다가 결국 치료의 시기를 놓치고 만다. 또한 항암 치료는 오랜 시간동안 값비싼 항암제를 투여하게 되며 재발 가능성이 높아 추가적인 비용이 생기고 고가의 의료장비를 사용함에 있어서 발생되는 금전적인 문제를 수반하게 된다. Another problem with these treatment methods is the analytical methods for monitoring the therapeutic effect and the high costs incurred during the entire treatment process. Cancer treatment depends heavily on the appropriate treatment and diagnosis according to the patient. Diagnosis of cancer by conventional image analysis is not suitable to be performed in patients without special symptoms because it takes much time and effort. In fact, the method of analyzing MRI or other images used for diagnosis of cancer is not appropriate as a method of screening a large number of patients, and since the diagnostic image analysis is less accurate for small cancer tissues, I miss the timing of treatment. In addition, anticancer therapy is costly for a long period of time, and the possibility of recurrence is high, resulting in additional costs and financial problems arising from the use of expensive medical equipment.

따라서, 정상 세포의 손상을 최소화 하면서 비용 효율적인 표적화된 종양 요법과 진단에 대한 개발이 요구되고 있으며, 최근 박테리아에서 발현 가능한 항암제를 활용하여 치료하는 항암요법이 새로운 전략으로 부상하였다. Therefore, it is required to develop cost-effective targeted tumor therapy and diagnosis while minimizing the damage of normal cells, and recently, anti-cancer therapy using anti-cancer drugs that can be expressed in bacteria has emerged as a new strategy.

일부 세균 종은 종양 내에서 증식하고 축척되는 것을 선호하는 것으로 보고된 바 있다. 더구나, 세균은 다중의 치료용 단백질을 동시에 운반하고 발현할 수 있는 능력을 포함하는 유리한 특성들을 가지고 있고, 항생제에 의해 용이하게 제거될 수 있기 때문에, 이러한 점은 세균 치료법이 암 치료에 있어서 희망적인 새로운 전략이 될 수 있음을 시사한다(Nauts et al., Acta Med. Scand. Suppl. 276: 1-103, 1953). 뿐만 아니라, 세균의 증식 및 세균의 독소로 인해 생겨나는 부작용을 완화시키고자, 영양요구돌연변이주(auxotrophic mutant), 포자(spore), 및 독성 약화(attenuated) 세균을 사용하여 직접적인 종양살해 효과 또는 상기 세균을 이용하여 종양살해 분자를 암 조직에 전달함으로써 항암제로 사용하려는 시도가 있으며, 이러한 접근 방법은 세균이 약물이 효과적으로 도달하지 못하는 종양 조직까지 이동할 수 있다는 점에서 장점을 가지고 있다(Forbes, Nat. Biotechnol.,24: 1484-1485, 2006). Some bacterial species have been reported to prefer proliferation and accumulation in tumors. Moreover, since bacteria have advantageous properties including the ability to simultaneously carry and express multiple therapeutic proteins, and because they can be easily removed by antibiotics, this suggests that bacterial therapy is promising for cancer treatment (Nauts et al., Acta Med. Scand. Suppl. 276: 1-103, 1953). In addition, in order to alleviate the side effects caused by bacterial growth and bacterial toxins, the use of auxotrophic mutants, spores, and attenuated bacteria to induce a direct tumor killing effect, Attempts have been made to use germ as a cancer drug by delivering tumor-killer molecules to cancer tissues, and this approach has the advantage that the bacteria can travel to tumor tissues where the drug is not reaching effectively (Forbes, Nat. Biotechnol., 24: 1484-1485, 2006).

그 중에서도 종양 표적화에 유용한 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium)은 운동성을 가진 침습성 그람음성 세균으로서 고형암에서 군집화할 수 있으며(Pawelek et al., Cancer Res., 57: 4537-4544, 1997), 시험관 내 조건에서 휴지기 종양세포에 의해 생성되는 주화성 화합물이 이러한 효과를 유발하는 것으로 나타났다(Kasinskas and Forbes, Biotechnol. Bioeng., 94: 710-721, 2006). 또한, 생체 내 조건에서 살모넬라는 일차적으로 영양성분이 풍부한 괴사지역에서 군집화 하는 것으로 나타났다(Forbes et al., Cancer Res., 63: 5188-93, 2003). 아울러 살모넬라는 프로드러그-변환 효소와 항원과 같은 항암 치료용 분자를 종양으로 전달하는데 성공적으로 이용되어 왔다(King et al., Hum. Gene Ther., 13: 1225-1233, 2002). 이러한 종양조직으로의 단백질 및 핵산분자 등 치료용 고분자를 선택적으로 전달하는 데 있어서, 유전자의 발현의 조절이 매우 중요하며 이와 관련하여 미국 공개특허 제2008-0112928호의 경우 당 유도 프로모터를 이용한 치료용 세균에서의 유전자 조절방법에 대하여 개시한 바 있다. 특히 상기 특허문헌의 경우 대장균 유래의 아라비노스 오페론의 프로모터인 pBAD에 작동가능하게 연결된 φX174 E 단백질이나 루시퍼라제 유전자를 살모넬라균주 등에 도입한 후 아라비노스를 처리하여 단백질 발현이 성공적으로 유도되는 실험결과를 개시하고 있다. Among them, Salmonella typhimurium, which is useful for tumor targeting, is an invasive gram-negative bacterium with mobility and can be clustered in solid tumors (Pawelek et al., Cancer Res., 57: 4537-4544, 1997) (Kasinskas and Forbes, Biotechnol. Bioeng., 94: 710-721, 2006). ≪ / RTI > In vivo, salmonella has been shown to clusters primarily in nutrient-rich necrotic areas (Forbes et al., Cancer Res., 63: 5188-93, 2003). Salmonella has also been successfully used to deliver chemotherapeutic molecules such as prodrug-converting enzymes and antigens to tumors (King et al., Hum. Gene Ther., 13: 1225-1233, 2002). Regulation of expression of genes is very important in selectively transferring therapeutic polymers such as proteins and nucleic acid molecules to tumor tissues. In the related art, US Patent Publication No. 2008-0112928 discloses a therapeutic bacterium using sugar inducible promoter The method for regulating genes in plants has been disclosed. In particular, in the case of the above-mentioned patent documents, the results of experiments in which protein expression was successfully induced by treatment with arabinose after introducing the? X174 E protein or the luciferase gene operatively linked to pBAD, which is the promoter of arabinose operon derived from Escherichia coli, Lt; / RTI >

그러나 종래의 아라비노스 발현 유도 시스템의 경우 숙주세포로 사용되는 살모넬라 균주 내에 아라비노스를 대사작용에 의해 포도당과 같은 다른 당원으로 전환시키는 효소를 암호화하는 유전자를 포함한 아라비노스 오페론이 활성화된 상태로 존재하기 때문에, 투여된 아라비노스가 전적으로 외래유전자의 발현에만 사용되지 않게 됨으로써, 유전자 발현 유도 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 아라비노스와 같은 유도물질들(inducers)은 인 비보(in vivo) 실험시 혈액내에서 빠르게 제거(rapid clearance: Seri et al.,1996)되거나 조직내로 투과의 어려움, 세포소모(cellular consumption: Foley et al., 1978; Loessner et al., 2007)에 의해 화학 유도물질(chemical inducers)의 작용 효율이 떨어진다. 또한 마우스와 같은 소형동물에는 유도물질(inducer)의 양이 허용 될 수 있지만 개, 원숭이, 소, 말 등 대형동물 등에 투여 시에는 안정성에 문제가 될 수 있다. 그리고 아라비노오스의 유도(induction)에 의해 항암유전자가 발현된다 하더라도 박테리아 외부로 분비효율이 낮은 항암제의 경우는 항암효과가 떨어지는 것이 자명하다. 따라서 세균 기반 요법에서 효율적인 항암효과 및 세균 전달 시스템 개량을 위해서는 보다 효과적인 약물생산과 전달방법의 개발이 요구되고 있다.
However, in the case of the conventional Arabidopsis induction system, arabinose operon, which contains a gene encoding an enzyme that converts arabinos to another sugar such as glucose by metabolic action, is present in an activated state in a Salmonella strain used as a host cell Therefore, there is a disadvantage in that the efficiency of gene expression induction is lowered because the administered arabinose is not used solely for expression of a foreign gene. In addition, inducers such as arabinose are rapidly clear in the blood during in vivo experiments (Rapid Clearance: Seri et al., 1996) or difficulties in permeation into the tissues and cellular consumption Foley et al., 1978; Loessner et al., 2007), the efficiency of chemical inducers is reduced. In addition, the amount of inducer may be allowed in a small animal such as a mouse, but stability may be a problem when administered to large animals such as dogs, monkeys, cows and horses. Even though the anti-cancer gene is expressed by the induction of arabinose, it is obvious that the anti-cancer effect of the anti-cancer drug having low secretion efficiency outside the bacteria is low. Therefore, it is required to develop a more effective drug production and delivery method in order to improve the anticancer effect and the bacterial delivery system in the bacterial-based therapy.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

미국공개특허 US2008/0112928 A1US Patent Publication No. US2008 / 0112928 A1

Pawelek et al., Cancer Res., 57: 4537-4544, 1997Pawelek et al., Cancer Res., 57: 4537-4544, 1997

본 발명자들은 유전자 발현시 외래 유도물질(inducer)을 필요로 하는 종래의 발현 시스템과 달리, 외래 유도물질 없이 자가세포 농도에 의해 유전자 발현이 유도되는 자가유도형 컨스트럭트를 개발하여, 유도물질 처리에 소요되는 비용을 절감하고 박테리아 세포를 이용한 질병 치료와 단백질 생산 등의 다양한 응용이 가능한 새로운 방식의 효율적인 유전자 발현 시스템을 개발하기 위해 연구 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 별도의 유도물질이 요구되지 않고 자가세포농도에 의해 유전자 발현이 유도되는 자가유도 발현 시스템을 성공적으로 제작하고 이의 작동을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. The present inventors have developed a self-inducible construct in which gene expression is induced by autologous cell concentration without a foreign inducer, unlike a conventional expression system that requires an exogenous inducer in gene expression, And to develop a new efficient gene expression system capable of various applications such as disease treatment and protein production using bacterial cells. As a result, the present inventors have completed the present invention by successfully producing a self-inducing expression system in which gene expression is induced by an autologous cell concentration without requiring any separate inducer, and confirming its operation.

따라서, 본 발명의 목적은 유도물질이 요구되지 않고 자가세포농도 인식에 의해 유전자 발현이 자가유도되는 컨스트럭트를 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a construct in which induction of gene expression is self-induced by recognition of an autologous cell concentration without requiring an inducer.

본 발명의 다른 목적은 상기 컨스트럭트를 포함하는 재조합 벡터를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a recombination vector comprising the construct.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a host cell transformed with the recombinant vector.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 형질전환된 숙주세포를 포함하는 종양 또는 경색 치료용 약제학적 조성물을 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for the treatment of tumors or infarctions comprising the transformed host cells.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 형질전환된 숙주세포를 포함하는 종양 또는 경색 조직 이미지용 조성물을 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a composition for tumor or infarct tissue images comprising the transformed host cells.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 숙주세포의 발효를 통해 단백질을 생산하는 방법을 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a method for producing a protein through fermentation of the host cell.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 약제학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 종양 또는 경색 치료방법을 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a method for treating a tumor or an infarction comprising the step of administering the pharmaceutical composition to a subject.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 이미지용 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 종양 또는 경색 이미지화 방법을 제공하는데 있다. It is yet another object of the present invention to provide a method of tumor or infarct imaging comprising the step of administering the composition for imaging.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 종양 또는 경색 조직에 운반하는 방법을 제공하는데 있다.
It is another object of the present invention to provide a method for delivering the composition to a tumor or infarct tissue.

본 발명의 목적 및 장점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
The objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (ⅰ) 프로모터에 작동적으로 연결된 아실 호모세린 락톤(AHL) 결합 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; (ⅱ) 프로모터에 작동적으로 연결된 AHL 합성 효소 인코딩 뉴클레오타이드 서열; 및 (ⅲ) 프로모터에 작동적으로 연결된 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자 인코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, 상기 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자의 발현이 자가세포농도 인식에 의해 자가유도되는 것을 특징으로 하는 컨스트럭트를 제공한다. According to one aspect of the present invention, the present invention provides a nucleic acid molecule comprising (i) an acyl homoserine lactone (AHL) binding protein encoding nucleotide sequence operatively linked to a promoter; (Ii) an AHL synthase encoding nucleotide sequence operatively linked to a promoter; And (iii) a protein or nucleic acid molecule encoding nucleotide sequence operatively linked to the promoter, wherein expression of the protein or nucleic acid molecule for expression is self-induced by autologous cell concentration recognition .

본 발명은 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자의 발현이 유도물질의 부존재하에서도 자가세포농도 인식에 의해 자가유도되는 단백질 또는 핵산 분자 발현용 컨스트럭트(construct)에 관한 것이다. The present invention relates to a construct for expression of a protein or nucleic acid molecule in which the expression of a protein or nucleic acid molecule for expression is self-induced by self-recognition of cell concentration under the absence of an inducer.

본 명세서에서 용어 “컨스트럭트(construct)”는 발현 목적의 뉴클레오타이드 서열 및 이 서열의 발현을 유도하는 발현서열, 예컨대 프로모터를 포함하는 발현을 위한 최소한의 요소(element)를 의미한다. As used herein, the term " construct " refers to a minimal element for expression involving a nucleotide sequence for expression purposes and an expression sequence, such as a promoter, that results in the expression of this sequence.

본 명세서에서 용어 “프로모터(promoter)”는 단백질 또는 핵산 분자 인코딩 뉴클레오타이드 서열 또는 기능적 RNA의 발현을 조절할 수 있는 DNA 서열을 의미한다. The term " promoter " as used herein refers to a DNA sequence capable of regulating the expression of a protein or nucleic acid molecule encoding nucleotide sequence or functional RNA.

본 명세서에서 용어 “작동적으로 연결된(operatively linked)”는 핵산 발현 조절 서열(예컨대, 프로모터 서열)과 다른 핵산 서열 사이의 기능적인 결합을 의미하며, 이에 의해 상기 조절 서열은 다른 핵산 서열의 전사 및/또는 해독을 조절하게 된다. As used herein, the term " operatively linked " means a functional linkage between a nucleic acid expression control sequence (e.g., a promoter sequence) and another nucleic acid sequence whereby the regulatory sequence is transcribed and / / ≪ / RTI >

본 명세서에서 용어 “아실 호모세린 락톤(AHL, N-acyl-homoserine lactone)”은 세균에서의 자가유도물질(autoinducer)로 작용하는 물질을 의미하며, AHL 결합 단백질과 결합하여 특정 유전자의 전사 촉진 활성을 나타낸다. As used herein, the term " N-acyl-homoserine lactone (AHL) " refers to a substance acting as an autoinducer in bacteria, and refers to a substance that binds to AHL binding protein, .

본 명세서에서 용어 “AHL 결합 단백질”은 상기 설명된 자가유도물질 아실 호모세린 락톤(AHL)과 결합하여 전사인자로 작용하는 단백질을 의미한다. As used herein, the term " AHL binding protein " refers to a protein that acts as a transcription factor in association with the autoinducer acyl homoserine lactone (AHL) described above.

본 명세서에서 용어 “자가세포농도 인식”은 본 발명의 컨스트럭트가 포함된 자가 세포들의 농도를 인식한다는 의미이다. As used herein, the term " autologous cell concentration awareness " means that the construct of the invention recognizes the concentration of autologous cells that contain it.

본 명세서에서 용어 “자가유도”는 별도의 외래 유도물질 없이 컨스트럭트내의 유전자 발현이 유도된다는 것을 의미하며, 보다 구체적으로는 자가세포농도를 인식하여 특정 자가세포농도 이상에서 유전자 발현이 강하게 유도된다는 것을 의미한다.As used herein, the term " self-inducing " means that gene expression in a construct is induced without a separate exogenous inducing substance. More specifically, the expression of self- .

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 컨스트럭트에서 상기 AHL과 결합한 AHL 결합 단백질은 상기 (ⅱ) 및 (ⅲ) 에서의 프로모터에 결합하여 AHL 합성 효소 및 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자의 전사를 촉진한다. AHL과 결합한 AHL 결합 단백질 즉, AHL - AHL 결합단백질 복합체는 상기 (ⅱ) 및 (ⅲ)의 프로모터에 결합하여 전사를 촉진하는 전사인자(transcription factor)로 작용한다. AHL - AHL 결합단백질 복합체가 상기 (ⅱ) 및 (ⅲ)의 프로모터에 결합하여 이 프로모터에 작동적으로 연결된 단백질 또는 핵산분자의 전사를 촉진함으로써, 결과적으로 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자의 발현이 특정 유도물질의 부존재하에서도 자가세포농도를 인식하여 자가유도된다. According to a preferred embodiment of the present invention, the AHL-binding protein bound to the AHL in the construct binds to the promoter of (ii) and (iii) to transcribe the AHL synthase and protein or nucleic acid molecule Promote. The AHL-binding protein, that is, the AHL-AHL binding protein complex bound to AHL functions as a transcription factor that binds to the promoters of (ii) and (iii) and promotes transcription. AHL-AHL binding protein complex binds to the promoters of (ii) and (iii) to promote transcription of a protein or nucleic acid molecule operatively linked to the promoter, resulting in the expression of a protein or nucleic acid molecule Under the absence of the inducer, the self-induced cell concentration is recognized.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 AHL 결합 단백질은 LuxR 단백질이다. 상기 LuxR 단백질은 Vibrio fischeri 균에서 생물학적 발광(bioluminescence)를 담당하는 유전자들의 군집인 lux 오페론을 구성하는 유전자들의 전사를 촉진하는 전사인자이다. LuxR 단백질은 자가유도물질인 아실-호모세린 락톤(AHL)과 결합하여 RNA 폴리머라아제가 LuxI 유전자의 프로모터에 결합하도록 하여 전사를 촉진한다. 바람직하게는 상기 LuxR 단백질은 서열번호 33의 아미노산 서열을 포함한다. According to another preferred embodiment of the present invention, the AHL binding protein is a LuxR protein. The LuxR protein is a transcription factor that promotes the transcription of genes that constitute the lux operon, a cluster of genes responsible for bioluminescence in Vibrio fischeri. The LuxR protein binds to an auto-inducible acyl-homoserine lactone (AHL), which promotes transcription by allowing the RNA polymerase to bind to the promoter of the LuxI gene. Preferably, the LuxR protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 33.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 AHL 합성 효소는 LuxI 단백질이다. 상기 LuxI 단백질은 Vibrio fischeri 균에서 세포 밀도(세포 농도)를 감지하여 자가유도물질인 AHL 합성을 촉매하는 활성을 갖는 단백질이다. 바람직하게는 상기 LuxI 단백질은 서열번호 34의 아미노산 서열을 포함한다. According to another preferred embodiment of the present invention, the AHL-synthesizing enzyme is a LuxI protein. The LuxI protein is a protein having activity to catalyze the synthesis of AHL, which is an autoinducer, by detecting cell density (cell concentration) in Vibrio fischeri. Preferably, the LuxI protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 34.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 본 발명의 컨스트럭트에서 상기 (i)의 프로모터는 LuxR 프로모터이며, 상기 (ⅱ) 및 (ⅲ)에서의 프로모터는 LuxI 프로모터이다. 상기 LuxR 프로모터는 바람직하게는 서열번호 36의 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, 상기 LuxI 프로모터는 바람직하게는 서열번호 37의 뉴클레오타이드 서열을 포함한다. According to another preferred embodiment of the present invention, in the construct of the present invention, the promoter of (i) is a LuxR promoter, and the promoter of (ii) and (iii) is a LuxI promoter. The LuxR promoter preferably comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 36 and the LuxI promoter preferably comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 37.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 발현 목적의 단백질 또는 핵산 분자는 항암단백질, 형광단백질, 발광단백질, 세포용해단백질, 안티센스 뉴클레오타이드, siRNA, shRNA, 또는 miRNA이다. According to another preferred embodiment of the present invention, the protein or nucleic acid molecule for expression is an anti-cancer protein, a fluorescent protein, a luminescent protein, a cytolytic protein, an antisense nucleotide, siRNA, shRNA or miRNA.

본 명세서에서 “자가세포농도 인식에 의한 자가유도”는 “쿼럼센싱(quorum sensing)” 기작에 의한 자가유도와 동등한 의미로 사용된다. 이하에서 쿼럼센싱에 대해 보다 상세히 설명한다. In the present specification, " self-induced self-induced cell self-induction " is used in an equivalent sense to self-induced by the " quorum sensing " mechanism. The quorum sensing will be described in more detail below.

쿼럼센싱(quorum sensing) 기작Mechanism of quorum sensing

세균은 일정 수준의 세포농도에 도달하면, 자신이 생산하는 화학적 언어(대사물)를 이용하여 세포들 서로 간에 신호를 전달하고, 이를 통해 특정 유전자의 발현을 조절하는 개체 밀도 의존적 쿼럼센싱(quorum sensing) 유전자 발현 논리를 지니고 있다. 쿼럼센싱 기작은, 각각의 세균 개체들이 자가유도물질(autoinducer)이나 페로몬유사 물질(pheromone-like molecule, peptide)과 같은 저분자의 신호전달 물질들을 세포 외부에 분비하여 활발한 증식을 유도하고, 일정 정족수(quorum)를 채워 유전자 발현을 유도하는 일련의 생물 현상으로서 특정 신호물질을 이용한 세균들 사이의 의사소통 메커니즘을 의미한다. 세균들은 이 과정을 통하여 단백질 발현, 생물막 형성, 이동, 공생, 개체수 조절 등 생존에 필요한 다양한 생리적 활성을 조절한다. 쿼럼센싱은 신호물질을 합성하는 단백질과 그 신호물질과 결합하여 유전자의 발현을 조절하는 전사조절 단백질에 의해 이루어진다. 그람음성 세균 (Gram-negative bacteria)의 경우, 상기 쿼럼센싱에 주로 아실 호모세린 락톤(N-acyl-homoserine lactone, AHL)을 사용한다. 아실 호모세린 락톤은 LuxI 단백질에 의해 합성되며, LuxR 단백질에 결합하여 특정 유전자 발현을 유도하는 전사 유도인자로 작용한다. 아실 호모세린 락톤은 아실기(acyl chain)를 형성하는 탄화수소 사슬 길이에 따라 다양한 구조를 나타내며, 각 종마다 아실기의 길이와 모양, 사용되는 탄소 원자의 개수가 매우 다양한 것으로 알려져 있다. 본 발명에서 이용하는 쿼럼센싱 기작은 그람음성 세균의 것으로 제한하지 않으며, 상기 기작에 이용되는 유전자 또한 Vibrio fischeri 균에서 유래한 것으로 제한하지 않는다. When bacteria reach a certain level of cell density, bacteria use a chemical language (metabolite) that they produce to transmit signals to each other and thereby control the expression of specific genes by quorum sensing ) Gene expression logic. The quorum sensing mechanism is based on the fact that each bacterium secretes low molecular signal transduction substances such as autoinducer or pheromone-like molecule and peptide into the outside of cells to induce active proliferation, quorum) to induce gene expression, which is a mechanism of communication between bacteria using specific signaling substances. Through this process, bacteria regulate various physiological activities necessary for survival such as protein expression, biofilm formation, migration, symbiosis, and population control. Quorum sensing is a protein that synthesizes a signaling substance and a transcriptional regulatory protein that binds to the signaling substance and regulates gene expression. In the case of Gram-negative bacteria, N-acyl-homoserine lactone (AHL) is mainly used for the quorum sensing. Acyl homoserine lactone is synthesized by the LuxI protein and acts as a transcription inducer that binds to the LuxR protein and induces specific gene expression. Acyl homoserine lactone is known to have various structures depending on the length of hydrocarbon chains forming an acyl chain, and it is known that the length and shape of acyl groups and the number of carbon atoms used are very varied in each species. The quorum sensing mechanism used in the present invention is not limited to those of gram-negative bacteria, and the gene used for the mechanism is not limited to those derived from Vibrio fischeri .

본 발명의 컨스트럭트를 이용하여 다양한 단백질 또는 핵산 분자(micro RNA 등)가 발현될 수 있으며, 이하에서 본 발명의 컨스트럭트에서 이용될 수 있는 발현 목적의 단백질 또는 핵산 분자에 대해 보다 상세히 설명한다. A variety of proteins or nucleic acid molecules (such as microRNAs) can be expressed using the construct of the present invention, and the protein or nucleic acid molecule for expression purposes which can be used in the construct of the present invention is described in more detail below do.

질병 치료용 단백질 또는 핵산 분자Protein or nucleic acid molecule for treating disease

본 발명의 컨스트럭트에서 발현 목적의 단백질 또는 핵산 분자는 질병 치료용 단백질 또는 핵산 분자일 수 있으며, 바람직하게는 상기 질병은 암 또는 경색조직이다. The protein or nucleic acid molecule for expression in the construct of the present invention may be a disease-treating protein or nucleic acid molecule, and preferably the disease is cancer or infarct tissue.

암 치료용 단백질은 단백질 독소, 항혈관생성인자(antiangiogenic factor) 또는 암 항원에 특이적인 항체 또는 상기 항체의 단편일 수 있다. 상기 단백질 독소는 예를 들어 보툴리눔 독소(botulinum toxin), 테타누스 독소(tetanus toxin), 시가 독소(shiga toxin), 디프테리아 독소(diphtheria toxin, DT), 리신(ricin), 슈도모나스 외독소(Pseudomonas exotoxin, PE), 사이토라이신 A(cytolysin A, ClyA), r-Gelonin 일 수 있다. 상기 항혈관생성인자는 항-VEGF 항체, 안지오스타틴(angiostatin), 엔도스타틴(endostatin), 아포리포프로테인의 크링글 V 도메인 등을 들수 있다. 또한, 본 발명의 컨스트럭트는 종양의 발생을 억제하는 종양 억제 유전자의 발현에 사용될 수 있으며, 상기 종양 억제 유전자는 예를 들어 VHL(von hippel lindau), APC(adenomatous polyposis coli), CD95(cluster of differentiation 95), ST5(suppression of tumorigenicity 5), YPEL3(yippee like 3), ST7(suppression of tumorigenicity 7) 또는 ST14(suppression of tumorigenicity 14)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The cancer therapeutic protein may be a protein toxin, an antiangiogenic factor or an antibody specific for cancer antigen or a fragment thereof. The protein toxin, for example botulinum toxin (botulinum toxin), Te tanuseu toxin (tetanus toxin), Shiga toxin (shiga toxin), diphtheria toxin (diphtheria toxin, DT), ricin (ricin), Pseudomonas exotoxin (Pseudomonas exotoxin, PE ), Cytolysin A (ClyA), and r-Gelonin. The anti-angiogenic factors include anti-VEGF antibody, angiostatin, endostatin, Kringle V domain of apolipoprotein, and the like. In addition, the construct of the present invention can be used for the expression of a tumor suppressor gene that inhibits the development of a tumor, and the tumor suppressor gene is, for example, VHL (von hippel lindau), APC (adenomatous polyposis coli) differentiation 95), ST5 (suppression of tumorigenicity 5), YPEL3 (yippee like 3), ST7 (suppression of tumorigenicity 7), or ST14 (suppression of tumorigenicity 14).

상기 경색조직 치료용 단백질은 예컨대 혈관생성인자이며, 상기 혈관생성인자는 VEGF(vscular endothelial growth factor), 안지오포이에틴1(angiopoietin 1, Ang1), 안지오포이에틴2(Ang2), 형질전환 성장인자-β(transforming growth factor-β, TGF-β), 인테그린(integrin), 혈관 내피 캐드헤드린(VE-cadherin), 플라스미노겐 활성제(plasminogen activator, PA), 에프린(ephrin), AC-133, 혈소판 유래 성장인자(PDGF), 단핵구 주화성 단백질-1(MCP-1, monocyte chemotactic protein-1), 섬유아세포 성장인자(FGF) 또는 태반성장인자(placenta growth factor, PIGF)를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. The protein for treating infarction tissue is, for example, an angiogenic factor, and the angiogenic factors include vascular endothelial growth factor (VEGF), angiopoietin 1, Ang1, angiopoietin 2, (TGF-beta), integrin, VE-cadherin, plasminogen activator (PA), ephrin, AC-133 , Platelet-derived growth factor (PDGF), monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1), fibroblast growth factor (FGF) or placenta growth factor (PIGF) But is not limited to.

본 발명의 컨스트럭트에서 발현 목적의 핵산 분자는 예를 들어 DNA, RNA, 앱타머(aptamer), LNA(locked nucleic acid), PNA(peptide nucleic acid), 모폴리노(morpholino)를 포함하며, 또한 표적 유전자에 특이적으로 결합하는 anti-sense 뉴클레오타이드, siRNA, shRNA 또는 miRNA을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 표적 유전자는 그 발현을 억제하고자 하는 대상 유전자로서 예컨대 질병의 발생과 발달에 그의 과발현이 관련되어 있는 유전자를 들수 있다. 상기 표적 유전자의 구체적인 예로는 허혈성 질환의 경우 FIH-1(factor inhibiting HIF) 또는 프롤릴 히드록실라제-2(PH2)를 들 수 있고, 종양의 경우에는 발암유전자(oncogene)일 수 있으며, 상기 발암유전자는 예컨대 HER2/neu를 들 수 있다. The nucleic acid molecule for expression in the construct of the present invention includes, for example, DNA, RNA, aptamer, LNA (locked nucleic acid), PNA (peptide nucleic acid), morpholino, But are not limited to, anti-sense nucleotides, siRNAs, shRNAs or miRNAs that specifically bind to the target gene. The target gene may be a target gene whose expression is to be inhibited, for example, a gene whose overexpression is involved in the development and development of disease. Specific examples of the target gene include FIH-1 (factor inhibiting HIF) or prolyl hydroxylase-2 (PH2) in case of ischemic disease, oncogene in case of tumor, The oncogenic gene may be, for example, HER2 / neu.

탐침용 단백질 또는 핵산 분자Probing proteins or nucleic acid molecules

본 발명의 컨스트럭트에서 발현 목적 단백질 또는 핵산 분자는 탐침용 단백질 또는 핵산 분자이며, 보다 구체적으로 진단용 표지 단백질 또는 표지 핵산 분자일 수 있다. 상기 “진단용 표지 단백질 또는 핵산 분자”는 표적 핵산의 유전적 성질을 추적하거나, 표적 핵산이 유전된 세포 또는 생명체를 동정하거나, 표적 유전자의 발현 유도 또는 전사를 측정하기 위해 사용되는 동정 인자 또는 이를 인코딩하는 핵산 분자를 의미한다. 본 발명의 기술 분야에서 공지되고 사용되는 진단용 표지 단백질 또는 핵산 분자는 예컨대 발광단백질, 형광단백질, 양전자단층촬영을 위한 마커 단백질, 아비딘 또는 수용체를 암호화하는 유전자를 예로 들 수 있다. 상기 발광단백질은 개똥벌레 루시퍼라제(firefly luciferase), 레닐라 루시퍼라제(Renilla luciferase), 메트리디아 루시퍼라제(Metridia luciferase), 세균성 루시퍼라제(bacterial luciferase) 등을 포함한다. 상기 세균성 루시퍼라제는 예컨대 Vibrio harveyi(Belas et al., Science,218: 791-793, 1982), Vibrio fischeri(Engebrecht et al., Cell, 32(3): 773-781, 1983), Photobacterium phosphoreum(Mancini et al., J. Biol. Chem., 263(28): 14308-14314, 1988), P. leiognathi(Delong et al., Gene, 54(2-3): 203-210, 1987), P. luminescens(Frackman et al., J. Bacteriol., 172: 5767-5773, 1990) 또는 Aliivibrio fisheri(Mel'kina et al., Mol. Biol(Mosk)., 45(3): 524-528, 2011) 유래의 lux 오페론의 발현 산물을 포함할 수 있다. 상기 형광단백질은 녹색형광단백질(green fluorescent protein, GFP), 황색형광단백질(yellow fluorescent protein, YFP), 적색형광단백질(red fluorescent protein, RFP), 주황형광단백질(orange fluorescent protein, OFP), 청록색형광단백질(cyan fluorescent protein, CFP), 청색형광단백질(bluefluorescent protein, BFP), 원적색형광단백질(far-red fluorescent protein) 또는 테트라시스테인 모티프(tetracystein motif)을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 진단용 표지 단백질 또는 핵산 분자는 선별 마커도 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 컨스트럭트에서 진단용 표지 단백질로서 루시퍼라제(luciderase)를 사용할 수 있다. In the construct of the present invention, the target protein or nucleic acid molecule to be expressed may be a probe protein or nucleic acid molecule, and more specifically, a diagnostic marker protein or a labeled nucleic acid molecule. The term " diagnostic marker protein or nucleic acid molecule " is used to identify a target nucleic acid, to identify the target nucleic acid, to identify the cell or organism to which the target nucleic acid is derived, to identify the induction or transcription of the target gene, ≪ / RTI > The diagnostic marker protein or nucleic acid molecule known and used in the art of the present invention can be exemplified by, for example, a luminescent protein, a fluorescent protein, a marker protein for positron emission tomography, a gene encoding avidin or a receptor. The luminescent protein includes firefly luciferase, Renilla luciferase, Metridia luciferase, bacterial luciferase, and the like. The bacterial luciferase can be produced by a variety of methods including, for example, Vibrio harveyi (Belas et al., Science, 218: 791-793, 1982), Vibrio fischeri (Engebrecht et al., Cell, 32 (3): 773-781, 1983), Photobacterium phosphoreum Mancini et al, J. Biol Chem, 263 (28):... 14308-14314, 1988), P. leiognathi (Delong et al, Gene, 54 (2-3.): 203-210, 1987), P . luminescens (Frackman et al, J. Bacteriol, 172:.. 5767-5773, 1990) or Aliivibrio fisheri (Mel'kina et al, Mol Biol (Mosk), 45 (3):... 524-528, 2011 Lt; RTI ID = 0.0 > lux operon. ≪ / RTI > The fluorescent protein may be selected from the group consisting of green fluorescent protein (GFP), yellow fluorescent protein (YFP), red fluorescent protein (RFP), orange fluorescent protein (OFP) But are not limited to, cyan fluorescent protein (CFP), blue fluorescence protein (BFP), far-red fluorescent protein or tetracystein motif. The diagnostic marker protein or nucleic acid molecule of the present invention may also contain a selectable marker. Preferably, lucidase can be used as a diagnostic marker protein in the construct of the present invention.

AraCAraC CC 단백질 protein

본 발명의 컨스트럭트에서 발현 목적 단백질은 예시적으로 AraCc일 수 있다. 상기 AraCc 단백질은 본 발명자에 의하여 개량적으로 제작된 유도물질 비의존성 전사인자 AraC를 의미한다. Ara 오페론은 아라비노스를 자일루로스-5-인산으로 전환시키는 3종류의 효소를 합성하는 오페론으로 전환된 x-5-p는 에너지원으로 사용된다. 3종류의 효소는 이성질화효소, 인산화효소, 에피머라제이며 각각 araB, araA, araD 유전자가 코드하고 있다. Lac 오페론과의 큰 차이점은 araC에서 생성된 AraC 단백질이 양성 활성인자로 작용한다. araC 유전자는 발현되어 araC 단백질을 생성하여 아라비노스가 없을 때, araC 이량체들이 araO1, araO2, araI1 자리에 결합하고 araO2와 araI1 사이에서 상호작용이 일어나 DNA 상에서 약 190bp의 고리가 형성된다. 결과적으로 araB, A, D의 전사가 일어나지 않는다. 하지만 아라비노스가 있는 경우에는 아라비노스가 araC 이량체와 복합체를 형성하고, araI1, I2와 결합하여 araB, A, D의 전사를 유도한다. 또한 araO1과 araO2 자리에도 결합하여 고리를 형성하게 되고 이 고리에 의해 araC 유전자의 전사도 증가하게 된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 “AraCc”는 유도물질 비의존성인 개량된 전사인자 AraC를 의미한다. AraCc의 명칭은, 유도물질이 필요없이 단백질의 존재만으로 유전자의 항시 발현(constitutive expression)을 유도할 수 있다는 의미에서 명명된 이름이다. 이러한 AraCc가 화학유도물질의 존재 없이 이 단백질 존재 자체로 전사를 유도하는 모듈을 구축하기 위해, 야생형 AraC가 유도물질에 의해 활성화되는 형태를 착안하여 야생형 AraC의 N-말단에 DNA 결합 도메인을 추가함으로써 유도물질(아라비노스)가 없는 조건에서도 전사 유도가 가능한 형태의 구조로 해당 시스-엘리먼트(cis-element, I1, I2)에 결합할 수 있도록 제작한 것이다. 본 발명의 “AraCc”전사인자의 구조 및 작용 메카니즘에 대해서는 도 21에 도시하여 나타내었다. 바람직하게는 상기 “AraCc”전사인자 단백질은 서열번호 35의 아미노산 서열을 포함한다. 유도물질에 비의존적으로 개량된 재조합 AraC(AraCc) 전사인자 특성으로 인해, 유도물질이 아닌 전사조절인자 자체에 의해 유전자 발현이 가능하게 된다. 재조합 AraCc 전사 인자와 이의 결합 부위를 지닌 P BAD 프로모터의 존재하에 외래 단백질이 발현되도록 서브클로닝한 유전자 구조체를 아라비노스 대사 관련 유전자가 결핍된 대장균에 형질도입한 결과, 아라비노스가 없는 조건에서도 야생형 AraC로부터 조절 받는 컨스트럭트 보다 최대 10배 높은 단백질 발현과 이에 따른 활성을 보였다. 따라서, 상기 재조합 단백질 AraCc가 유도물질에 비의존적으로 전사 촉진 기능을 수행함을 확인하였다. 본 발명의 컨스트럭트에 상기 AraCc를 발현시키도록 탑재함으로써 쿼럼센싱 기작에 의해 자가유도된 세포가 AraCc에 의한 양성조절 기작을 통해 발현 목적의 단백질 또는 핵산 분자를 지속적으로 발현시키는 시스템을 구축한다. The expressed protein of interest in the construct of the present invention may be illustratively AraC c . The AraC c protein refers to an inducible, non-dependent transcription factor AraC, which has been improved by the present inventors. The Ara operon is used as an energy source for x-5-p converted to an operon, which synthesizes three enzymes that convert arabinose to xylulose-5-phosphate. The three enzymes are isozyme, enzyme, and epimerase, which are encoded by the araB, araA, and araD genes, respectively. A major difference from the Lac operon is that the AraC protein produced by araC acts as a positive activator. The araC gene is expressed to produce an araC protein. When arabinos is absent, the araC dimers bind to araO1, araO2 and araI1, and araO2 and araI1 interact to form a loop of about 190 bp in the DNA. As a result, transcription of araB, A, and D does not occur. However, in the case of Arabidopsis, arabinose forms a complex with the araC dimer and binds with araI1 and I2 to induce transcription of araB, A and D. It also binds to araO1 and araO2 sites to form a ring, which in turn increases transcription of the araC gene. As used herein, the term " AraC c " refers to an improved transcription factor AraC that is inducible independent. The name AraC c is named after the fact that it can induce the constitutive expression of a gene only by the presence of protein without the need for an inducer. In order to construct a module in which AraC c induces transcription into the presence of this protein itself without the presence of a chemical inducing substance, a DNA binding domain was added to the N-terminus of the wild-type AraC, (Arabinose), it is possible to bind to the cis-element ( I1, I2 ) with a structure of a transcription inducible type. The structure and action mechanism of the " AraC c " transcription factor of the present invention is shown in Fig. Preferably the "AraC c" transcription factor protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 35. Because of the transcription factor properties of recombinant AraC (AraC c ), which is improved in an induction-independent manner, gene expression is possible by the transcription factor itself, not the inducer. As a result of transfection of the gene construct subcloned so as to express the foreign protein in the presence of the recombinant AraC c transcription factor and the P BAD promoter having the binding site thereof to Escherichia coli lacking the Arabidopsis metabolism-related gene, Showed up to 10 times higher protein expression and activity than constructs regulated from AraC. Therefore, it was confirmed that the recombinant protein AraC c performs a transcription-promoting function independently of an inducer. By constructing the construct of the present invention so as to express the AraC c , a self-induced cell by the quorum sensing mechanism can construct a system for continuously expressing a protein or nucleic acid molecule for expression through a positive control mechanism by AraC c do.

세포용해 단백질Cytolytic protein

본 발명의 컨스트럭트에서 발현 목적 단백질은 표적 부위에 효율적으로 약물을 전달하기 위한 분비 관련 단백질 또는 세포용해(cell lysis) 단백질일 수 있다. In the construct of the present invention, the expressed protein of interest may be a secretory-related protein or a cell lysis protein for efficiently delivering the drug to the target site.

상기 분비 관련 단백질은 분비 경로에 관련된 단백질일 수 있다. 상기 분비 경로는 예컨대, 원형질막 및 외막 모두를 통과하는 단일-단계 이동을 위해 ABC 경로, Path/Fla 경로 및 Path/Vir 경로; 원형질막을 통과하는 이동을 위해 Sec, Tat, MscL, 및 Holins 경로; 및 원형질 및 외막을 통과하는 두-단계 이동을 위해 Sec-플러스-핌브리알 어셔 포린 (fimbrial usher porin, FUP), Sec-플러스-자가운반자 (autotransporter, AT), Sec-플러스-투-파트너(two partner) 분비 (TPS), Sec-플러스-주요 말단 분지(main terminal branch, MTB), 및 Tat-플러스-MTB 경로를 포함한다. 모든 박테리아가 상기 분비 경로들을 가진 것은 아니며, 분비 경로가 상기에서 제시된 것으로 한정되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는 본 발명의 컨스트럭트에서 발현되는 분비 관련 단백질은 (Holins) 경로를 이용하며, 홀린 경로를 이용하는 홀린 단백질은 세포막에 홀(hole)을 형성하는 막통과 단백질로서, 서열은 짧고, 전반적인 성질이 소수성이며, 고도의 친수성 카르복시-말단 도메인을 갖는다. 그람 음성균의 세포막에 구멍을 낼 수 있는 것이라면 그람 양성균의 홀린 단백질도 사용이 가능하나 그람 음성균 유래의 홀린 단백질을 사용하는 것이 더 바람직하며, 하기와 같이 세 가지로 분류한다. Class Ⅰ홀린은 95개의 아미노산을 갖는 단백질로 박테리오파지γ의 S단백질과 P68의 hol15 단백질 등이 있으며, 주변세포질(periplasm)에 N-말단이, 세포질에 C-말단이 위치하는 세 개의 막통과 도메인을 갖는다. Class Ⅱ 홀린은 65개에서 95개의 아미노산을 갖는 단백질로 N-말단과 C-말단이 세포질에 있는 두 개의 막통과 도메인을 갖는 단백질로 γ파지21의 S단백질, 박테리오파지φ3236의 Hol3626등이 있다. ClassⅢ 홀린은 Class Ⅰ, Class Ⅱ 홀린과 달리 하나의 소수성 막통과 나선(helices)을 갖는 단백질로 박테리오파지 T4에 의해 암호화되는 T4 홀린(holin)등이 있다. The secretion related protein may be a secretion related protein. The secretion pathway may comprise, for example, an ABC path, a Path / Fla path and a Path / Vir path for single-step movement through both the plasma membrane and the outer membrane; Sec, Tat, MscL, and Holins pathways for migration through the plasma membrane; (FUP), Sec- plus autotransporter (AT), Sec- plus-to-partner (FUP) for two- two partner secretion (TPS), Sec- plus-main terminal branch (MTB), and Tat-plus-MTB pathway. Not all bacteria have the secretory pathway, and the secretory pathway is not limited to that presented above. More preferably, the secretion-related protein expressed in the construct of the present invention utilizes the (Holins) pathway, and the holin protein using the holin pathway is a membrane-passing protein that forms a hole in the cell membrane, The overall properties are hydrophobic and have a highly hydrophilic carboxy-terminal domain. Although it is possible to use the holin protein of Gram-positive bacteria as long as it can form a hole in the cell membrane of Gram-negative bacteria, it is more preferable to use the holin protein derived from Gram-negative bacteria. Class ⅠHolein is a protein with 95 amino acids, including the S protein of bacteriophage γ and the hol 15 protein of P68, and has three transmembrane domains in which the N-terminus is located in the periplasm and the C-terminus is located in the cytoplasm . Class ⅡHolein is a protein with 65 to 95 amino acids, which has two transmembrane domains with N-terminal and C-terminal cytoplasmic domains, and γ-phage 21 S protein and bacteriophage φ3236 Hol3626. Class III Holein is a protein with one hydrophobic membrane helices, unlike Class I and Class II holines, and T4 holin, which is encoded by bacteriophage T4.

본 발명의 컨스트럭트에서 발현되는 세포용해(cell lysis) 단백질 또는 용균 단백질은 펩티도글리칸 히드롤라제(peptidoglycan hydrolase)를 포함하며, 작용 부위에 따라 당 잔기에 작용하는 엔도-N-아세틸글루코사미니다제 또는 N-아세틸무라미다제 (리소자임) 또는 펩티드 가교결합에 작용하는 엔도펩티다제이거나, 더욱 통상적으로는 당과 펩티드 잔기를 연결하는 아미드 결합을 가수분해하는 N-아세틸무라모일-L-알라닌 아미다제일 수 있다. 보다 바람직하게는 세포용해 단백질은 펩티도글리칸의 화학결합을 절단하는 박테리오파지 유래의 라이신(lysins) 단백질일 수 있다. 라이신 단백질은 단량체로 N-말단 도메인은 펩티도글리칸의 가수분해를 촉진하고, C-말단은 세포벽기질과 결합한다. 전형적으로, 상기 홀린 단백질은 세포막에 공극(pore)을 형성하여 용균 단백질들이 세포벽 펩티도글리칸에 접근할 수 있게 하므로, 외래유전자의 방출을 초래한다. 특히, 외막을 보유하는 그람 음성 세균의 경우, 용균 단백질과 조합된 홀린 단백질의 존재로 인해 용균 단백질이 펩티도글리칸에 더욱 효율적으로 접근할 수 있어서 용균이 더욱 잘 일어날 수 있다. The cell lysis protein or lytic protein expressed in the construct of the present invention includes a peptidoglycan hydrolase, and the endo-N-acetylglucose Acetylmuramylase (lysozyme) or an endopeptidase that acts on peptide bridges, or more commonly N-acetylmuramoyl-L, which hydrolyzes amide bonds linking sugar and peptide moieties - alanine amidase. More preferably, the cytolytic protein may be a bacteriophage-derived lysins protein that cleaves the chemical bond of the peptidoglycan. The lysine protein is a monomer, the N-terminal domain promotes the hydrolysis of the peptidoglycan, and the C-terminus binds to the cell wall substrate. Typically, the zolin protein forms pores in the cell membrane, allowing lytic proteins to access the cell wall peptidoglycan, resulting in the release of foreign genes. In particular, in the case of Gram negative bacteria having an outer membrane, the presence of the serine protein in combination with the lytic protein allows the lytic protein to more efficiently access the peptidoglycan, so that the lysis can be more likely to occur.

더욱 구체적으로, 상기 분비 및 용균 관련 단백질의 서열은 통상의 기술로 결정될 수 있고, 돌연변이유도(mutagenesis), 셔플링 등과 같은 당업계의 기술을 사용하여 1차 구조를 재배열하여 단백질의 효소 활성 및 안정성을 증가시킬 수 있다. 또한, 셔플링은 복합 효소 (" 키메라 효소" )가 1종 이상의 활성을 보유하도록 한다. 정의하자면, 셔플된 효소란, 1종 이상의 특정 효소의 1개 이상의 서열이 1군데 이상의 위치에서 절단되고 특별한 순서 또는 랜덤한 순서로 재구축되어 효소 활성 또는 특이성이 증가된 효소이다. 키메라 효소란, 2군데 이상의 활성 부위를 함유하는 2종 이상의 효소들이 조합된 효소로서 이러한 키메라 효소는 동일하거나 상이한 분자 상에 독립적으로 작용할 수 있다. 이는 잠재적으로 2부위 이상의 상이한 용균 부위를 동시에 적용 할 수 있도록 한다. 그러나 본 발명에 사용될 수 있는 분비용 유전자 또는 용균 유전자가 상기에서 제시된 것으로 한정되는 것은 아니다. More specifically, the sequence of the secretory and lytic-related proteins can be determined by conventional techniques and rearranged the primary structure using techniques in the art such as mutagenesis, shuffling, The stability can be increased. In addition, shuffling allows complex enzymes ("chimeric enzymes") to possess at least one activity. By definition, shuffled enzymes are enzymes in which one or more sequences of one or more specific enzymes are truncated at one or more positions and rebuilt in a particular order or random order to increase enzyme activity or specificity. A chimeric enzyme is an enzyme in which two or more enzymes containing two or more active sites are combined, and these chimeric enzymes can independently act on the same or different molecules. This potentially allows for the simultaneous application of two or more sites of different lytic sites. However, the gene for a minuscule or the lytic gene that can be used in the present invention is not limited to those shown above.

발현 단백질Expression protein

본 발명의 컨스트럭트에서 발현 목적 단백질은 산업적 또는 의학적으로 사용되는 재조합 단백질, 펩타이드 및 효소 등을 포함한다. 상기 단백질은 발효 공정, 바이오 연료, 항체, 단백질 제재 등에 이용되는 단백질을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 컨스트럭트가 이용될 수 있는 발현 시스템은 대장균 기반 발현 시스템(E. coli based expression system) 또는 진균 발현 시스템(Fungi expression system)을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 펩타이드는 폴리펩타이드 또는 이종 폴리펩타이드를 포함한다. 폴리펩타이드는 일반적으로 약 100개 이상의 아미노산을 갖는 펩티이드 또는 단백질을 의미하며, 이종 폴리펩티드는 이용되는 숙주 세포에 대하여 이질적인 폴리펩타이드를 의미하며, 예를 들어 대장균(Escherichia coli)에 의해 생산되는 인간 단백질이다. 상기 폴리펩타이드는 원핵생물 또는 진핵생물의 것일 수 있지만, 바람직하게는 진핵생물의 것이며, 보다 바람직하게는 포유동물의 것이다. 포유동물 폴리펩타이드의 예로는 레닌과 같은 분자; 인간 성장 호르몬 및 소 성장 호르몬을 포함하는 성장 호르몬; 성장 호르몬 방출 인자; 부갑상선 호르몬; 갑상선 자극 호르몬; 지단백질; 1-항트립신; 인슐린 A-쇄; 인슐린 B-쇄; 프로인슐린; 트롬보포이에틴; 여포 자극 호르몬; 칼시토닌; 황체형성 호르몬; 글루카곤; 응고 인자, 예를 들어 인자 VIIIC, 인자 IX, 조직 인자, 및 폰 빌레브란트(von Willebrands) 인자; 항-응고 인자, 예를 들어 단백질 C; 심방 나트륨배설 증가 인자; 폐 계면활성제; 플라스미노겐 활성자, 예를 들어 유로키나제 또는 인간 뇨 또는 조직-유형 플라스미노겐 활성자(t-PA); 봄베신; 트롬빈; 조혈 성장 인자; 종양 괴사 인자-알파 및 -베타; ErbB2의 세포외 도메인내의 영역(예, 포함된 ErbB2의 잔기 약 22 내지 약 584의 영역내의 임의의 하나 이상의 잔기)에 결합하는 2C4 (WO 01/00245; 하이브리도마 ATCC HB-12697)와 같은 ErbB2 도메인(들)에 대한 항체, 엔케팔리나제; 혈청 알부민, 예를 들어 인간 혈청 알부민; 뮬러리안 (Muellerian)-억제성 물질; 릴랙신 A-쇄; 릴랙신 B-쇄; 프로릴랙신; 마우스 성선자극호르몬-관련 펩티드; 미생물 단백질, 예를 들어 베타-락타마제; DNase; 인히빈; 액티빈; 혈관 내피 성장 인자(VEGF); 호르몬 또는 성장 인자에 대한 수용체; 인테그린; 단백질 A 또는 D; 류머티즘성 인자; 신경영양성 인자, 예를 들어 골-유도 신경영양성 인자(BDNF), 뉴로트로핀-3, -4, -5 또는 -6(NT-3, NT-4, NT-5 또는 NT-6), 또는 신경 성장인자, 예를 들어 NGF; 카디오트로핀(심장 비대 인자), 예를 들어 카디오트로핀-1(CT-1); 혈소판-유도 성장 인자(PDGF); 섬유아세포 성장 인자, 예를 들어 aFGF 및 bFGF; 표피 성장 인자(EGF); 변형 성장 인자(TGF), 예를 들어 TGF-알파 및 TGF-베타(TGF-1, TGF-2, TGF-3, TGF-4 또는 TGF-5 포함); 인슐린-유사 성장 인자-I 및 -II(IGF-I 및 IGF-II); 데스(1-3)-IGF-I(뇌 IGF-I), 인슐린-유사 성장 인자 결합 단백질; CD 단백질, 예를 들어 CD3, CD4, CD8 및 CD19; 에리쓰로포이에틴; 골유도 인자; 면역독소; 골 형태형성 단백질(BMP); 인터페론, 예를 들어 인터페론-알파, -베타 및 -감마; 혈청 알부민, 예를 들어 인간 혈청 알부민 (HSA) 또는 소 혈청 알부민(BSA); 콜로니 자극 인자(CSF), 예를 들어 M-CSF, GM-CSF 및 G-CSF; 인터루킨(IL), 예를 들어 IL-1 내지 IL-10; 항-HER-2 항체; Apo2 리간드; 수퍼옥시드 디스뮤타제; T-세포 수용체; 표면 막 단백질; 쇠퇴 촉진 인자; 바이러스 항원, 예를 들어 AIDS 엔벨로프의 부분; 운반 단백질; 호밍(homing) 수용체; 어드레신; 조절 단백질; 항체; 및 상기 나열된 임의의 폴리펩타이드의 단편이 포함되나 이에 제한하지 않는다. The expression target protein in the construct of the present invention includes recombinant proteins, peptides and enzymes used industrially or medically. Such proteins include, but are not limited to, proteins used in fermentation processes, biofuels, antibodies, and protein medicaments. Expression systems in which the constructs of the invention can be used include, but are not limited to, E. coli based expression systems or Fungi expression systems. Such peptides include polypeptides or heterologous polypeptides. A polypeptide generally refers to a peptide or protein having about 100 amino acids or more. The heterologous polypeptide refers to a heterologous polypeptide to the host cell to be used. For example, a human protein produced by Escherichia coli to be. The polypeptide may be of a prokaryote or a eukaryote, but is preferably of a eukaryote, more preferably of a mammal. Examples of mammalian polypeptides include molecules such as renin; Growth hormone including human growth hormone and bovine growth hormone; Growth hormone releasing factor; Parathyroid hormone; Thyroid stimulating hormone; Lipoprotein; 1-antitrypsin; Insulin A-chain; Insulin B-chain; Proinsulin; Thrombopoietin; Follicle stimulating hormone; Calcitonin; Luteinizing hormone; Glucagon; Coagulation factors such as Factor VIIIC, Factor IX, tissue factor, and von Willebrands factor; Anti-coagulation factors, such as protein C; Atrial Sodium Excretion Enhancement Factor; Pulmonary surfactants; Plasminogen activators such as eukaryotic or human urine or tissue-type plasminogen activator (t-PA); Bombesh Shin; Thrombin; Hematopoietic growth factors; Tumor necrosis factor-alpha and -beta; Such as 2C4 (WO 01/00245; Hybridoma ATCC HB-12697), which binds to a region within the extracellular domain of ErbB2 (e.g., any one or more residues within the region of about 22 to about 584 residues of the contained ErbB2) An antibody to the domain (s), an eneparinase; Serum albumin, e. G., Human serum albumin; Muellerian-inhibiting substances; Rilacsin A-chain; Rilacsin B-chain; Prolylaxin; Mouse gonadotropin-related peptides; Microbial proteins such as beta-lactamase; DNase; Inhivin; Actibin; Vascular endothelial growth factor (VEGF); Receptors for hormones or growth factors; Integrin; Protein A or D; Rheumatic factor; (NT-3, NT-4, NT-5 or NT-6), or a neurotrophic factor, Nerve growth factors, such as NGF; Cardiotrophin (cardiac hypertrophy factor), such as cardiotropin-1 (CT-1); Platelet-derived growth factor (PDGF); Fibroblast growth factors such as aFGF and bFGF; Epidermal growth factor (EGF); TGF-alpha and TGF-beta (including TGF-I, TGF-2, TGF-3, TGF-4 or TGF-5); Insulin-like growth factors-I and -II (IGF-I and IGF-II); Des (1-3) -IGF-I (brain IGF-I), insulin-like growth factor binding protein; CD proteins, such as CD3, CD4, CD8 and CD19; Erythropoietin; Bone inducer; Immunotoxins; Bone Morphogenetic Protein (BMP); Interferons such as interferon-alpha, -beta and -gamma; Serum albumin such as human serum albumin (HSA) or bovine serum albumin (BSA); Colony stimulating factors (CSF) such as M-CSF, GM-CSF and G-CSF; Interleukins (IL), such as IL-1 to IL-10; Anti-HER-2 antibody; Apo2 ligand; Superoxide dismutase; T-cell receptors; Surface membrane protein; Deceleration Factor; A portion of a viral antigen, e. G., An AIDS envelope; Transport protein; Homing receptors; Addressin; Regulatory proteins; Antibody; And fragments of any of the polypeptides listed above.

한편, 본 발명의 컨스트럭트에 의해 발현되는 외래 단백질이 숙주세포 외로 분비되는 것을 용이하게 하기 위하여, 바람직하게는 외래 단백질에 리더 서열(또는 신호서열)이 추가적으로 포함될 수 있다. 본 발명에 적합한 리더 서열은 특별하게 제한되지 않으며, 예를 들어 pelB, gene Ⅲ, ompA, ompB, ompC, ompD, ompE, ompF, ompT, phoA 및 phoE 등의 리더 서열을 추가적으로 포함할 수 있다. 발현되는 단백질 또는 펩타이드는 세균 내에 발현 될 수도 있으며 세포막에 표면발현될 수도 있으며 전체 또는 활성을 보이는 부위가 단독 또는 융합 단백질 형태로 발현될 수도 있다. 이러한 단백질 또는 펩타이드는 리간드(ligand)로서 작용해 세포에 신호전달을 할 수 있거나 다양한 리간드의 기능을 저해하는 데 이용할 수 있다.
In order to facilitate the secretion of the exogenous protein expressed by the construct of the present invention outside the host cell, preferably, the exogenous protein may further include a leader sequence (or a signal sequence). The leader sequence suitable for the present invention is not particularly limited and may additionally include leader sequences such as, for example, pelB, gene III, ompA, ompB, ompC, ompD, ompE, ompF, ompT, phoA and phoE. The expressed protein or peptide may be expressed in bacteria or surface expressed on the cell membrane, and the whole or the region showing the activity may be expressed alone or in the form of a fusion protein. Such proteins or peptides can act as ligands to signal the cells or to inhibit the function of various ligands.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 본 발명의 컨스트럭트를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a recombinant vector comprising the construct of the invention described above.

본 발명의 재조합 벡터는 원핵세포를 숙주로 하는 클로닝을 위한 벡터 또는 발현을 위한 벡터로 구축될 수 있다. 본 발명의 재조합 벡터는 전사를 진행시킬 수 있는 프로모터 또는 선택표지를 포함할 수 있다. 본 발명의 벡터는 선택표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자를 포함할 수 있다. 본 발명의 재조합 벡터는 원핵 숙주세포, 특히 대장균(E. coli)에서 증식이 가능하도록 하는 핵산 서열을 포함하며, 예컨대 colE1 또는 p15A의 박테리아의 복제원점 또는 f1 origin 과 같은 박테리오파아지의 복제 원점을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 사용될 수 있는 벡터가 상기에서 제시된 것으로 한정되는 것은 아니다.The recombinant vector of the present invention can be constructed as a vector for cloning with a prokaryotic host as a host or as a vector for expression. The recombinant vector of the present invention may contain a promoter or a selection marker capable of promoting transcription. The vector of the present invention may be a selection marker and may include an antibiotic resistance gene commonly used in the art, for example, ampicillin, gentamycin, carbenicillin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, And resistance genes for tetracycline. The recombinant vector of the present invention comprises a nucleic acid sequence enabling proliferation in a prokaryotic host cell, particularly E. coli, and includes, for example, a cloning origin of a colE1 or p15A bacterial origin or a cloning origin of a bacteriophage such as f1 origin can do. However, the vectors that can be used in the present invention are not limited to those shown above.

본 발명의 컨스트럭트는 상기와 같이 재조합 벡터에 포함될 수 있으나, 숙주 세포의 염색체에 직접 삽입될 수 있다. 상기 염색체 삽입을 위해서는 통상의 상동성 재조합 방법, 트랜스포존 매개 유전자 삽입 또는 Cre-LoxP 재조합 시스템 등이 사용될 수 있다. The construct of the present invention may be included in the recombinant vector as described above, but may be inserted directly into the chromosome of the host cell. For such chromosome insertion, conventional homologous recombination methods, transposon-mediated gene insertion or Cre-LoxP recombination system can be used.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a host cell transformed with the above-described recombinant vector.

본 발명의 재조합 벡터를 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주 세포는 당업계에 공지된 어떠한 숙주 세포도 이용할 수 있으며, 본 발명의 숙주 세포가 박테리아일 경우, 에스케리치아 속(Escehreichia sp.), 살모넬라 속 (Salmonellae sp.), 헬리코박터 속(Helicobacter sp.), 예르시니아 속(Yersinia sp.), 쉬겔라 속(Shigella sp.), 엔테로박터 속(Enterobacter sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 레지오넬라 속(Legionella sp.), 헤모필러스 속(Hemophilus sp.), 네이세리아 속(Neisseria sp.), 세라티아 속(Serratia sp.), 프로테우스 속 (Proteus sp.), 브루셀라 속(Brucella sp.), 시트로박터 속(Citrobacter sp.), 스테노트로포모나스 속(Stenotrophomonas sp.), 모락셀라 속(Moraxella sp.), 브델로비브리도 속(Bdellovibrio sp.) 또는 클레브시엘라 속(Klebsiella sp.) 세균을 포함하며, 바람직하게는 살모넬라속, 헬리코박터 속, 에스케리치아 속, 예르시니아 속, 쉬겔라 속 세균이며, 더욱 바람직하게는 살모넬라 속 세균이다. The host cell capable of continuously cloning and expressing the recombinant vector of the present invention in a stable manner can be any host cell known in the art. When the host cell of the present invention is a bacterium, Escehreichia sp. ), Salmonella sp., Helicobacter sp., Yersinia sp., Shigella sp., Enterobacter sp., Pseudomonas sp. Spores such as Legionella sp., Hemophilus sp., Neisseria sp., Serratia sp., Proteus sp., Brucellosis sp. Such as Brucella sp., Citrobacter sp., Stenotrophomonas sp., Moraxella sp., Bdellovibrio sp. Klebsiella sp., Preferably Salmonella spp., Heli < RTI ID = 0.0 > Escherichia spp., Yersinia spp., Schlegeli spp., More preferably Salmonella spp.

또한, 본 발명에서 숙주세포는 특이세포나 조직으로 타겟팅되도록 형질전환된 세균을 포함하며, 예를 들어, 암혈관, 암조직 또는 암세포로 타겟팅되도록 형질전환된 세균을 들 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 세균은 표적세포의 세포막과 융합(fusion)하도록 형질전환된 세균 등을 포함한다. 상기 세균은 물질 처리 또는 유전자 도입에 의해 형질전환된 것일 수 있으며, 2회 이상 형질전환된 것일 수 있다. 상기 세균이 하나 이상의 특정 단백질의 발현을 억제하도록 형질전환된것 일 수 있다. 또한, 세포 접합 분자(cell adhesion molecule), 항체(antibody), 표적유도(targeting) 단백질, 세포막융합(fusion) 단백질 또는 이들의 융합 단백질로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 발현하도록 형질전환된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 숙주세포는 약독화된(attenuated) 박테리아일 수 있다. 상기 용어 “약독화된 박테리아”는 숙주 또는 그의 세포에 침투할 수는 있으나 병원성을 가지지 않는 박테리아를 의미한다. 통상적으로, 약독화 박테리아는 당업계에 공지된 다양한 방법을 통하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 약독화는 박테리아가 숙주세포에서 생존하도록 하는 독성인자(virulence factor)를 결실시키거나 또는 파괴하여 달성된다. 상기 결실 및 파괴는 당업계에 잘 알려져 있으며, 예컨대, 상동성 재조합, 화학적 변이유발, 조사 변이유발 또는 트랜스포존 변이유발 등과 같은 방법에 의해 실시된다. 약독화 박테리아에 대한 내용은 WO 96/40238, WO 2010/137900에 상세하게 개시되어 있으며, 이 특허문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다. 한편, 박테리아의 약독화는 박테리아의 독성을 야기하는 박테리아의 성분을 변형시켜 실시될 수 있다. 예를 들어, LPS(lipopolysaccharide) 및 엔도톡신은 박테리아 패혈증의 주요한 병인원이다. LPS에서 지질 A 성분을 제거하면 약독화 박테리아를 얻을 수 있다. 상기 약독화 균주는 예를들어, ppGpp 생산능이 결여된 균주일 수 있고, 상기 ppGpp 생산능이 결여된 균주는 spoT 및/또는 relA 유전자가 결손된 균주일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 spoT 및 relA 유전자 모두가 결손된 균주일 수 있다. In the present invention, the host cell includes a bacterium transformed to be targeted to a specific cell or tissue, for example, a bacterium transformed to be targeted to a cancerous blood vessel, a cancer tissue, or a cancer cell. In addition, the bacteria used in the present invention include bacteria transformed to fuse with the cell membrane of the target cell. The bacterium may be transformed by material treatment or gene introduction, and may be transformed more than once. The bacterium may be transformed to inhibit the expression of one or more specific proteins. It may also be one that has been transformed to express at least one selected from the group consisting of a cell adhesion molecule, an antibody, a targeting protein, a cell membrane fusion protein, or a fusion protein thereof. But is not limited thereto. In addition, the host cells of the invention can be attenuated bacteria. The term " attenuated bacterium " means a bacterium that is capable of penetrating the host or its cells, but which is not pathogenic. In general, attenuated bacteria can be produced through a variety of methods known in the art. For example, attenuation is achieved by destroying or destroying the virulence factor that causes the bacteria to survive in the host cell. Such deletions and deletions are well known in the art and are carried out by methods such as homologous recombination, chemical mutagenesis, irradiation mutagenesis or transposon mutagenesis. The contents of attenuated bacteria are disclosed in detail in WO 96/40238, WO 2010/137900, which patent application is incorporated herein by reference. On the other hand, attenuation of the bacteria can be carried out by modifying the components of the bacteria which cause the toxicity of the bacteria. For example, LPS (lipopolysaccharide) and endotoxin are major etiologic agents of bacterial sepsis. Removal of lipid A from LPS results in attenuated bacteria. The attenuated strain may be, for example, a strain lacking the ability to produce ppGpp, and the strain lacking the ability to produce ppGpp may be a strain lacking the spoT and / or relA gene, more preferably both the spoT and relA genes May be a defective strain.

본 발명의 재조합 벡터를 숙주 세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973)), 하나한 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973); 및 Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기 천공 방법 (Dower, W.J. et al., Nucleic. Acids Res., 16:6127-6145(1988)) 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주 세포가 진핵 세포인 경우에는, 미세 주입법 (Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘 포스페이트 침전법 (Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기 천공법 (Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법 (Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법 (Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트 (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87:9568-9572(1990)) 등에 의해 벡터를 숙주 세포 내로 주입할 수 있다. The method of delivering the recombinant vector of the present invention into a host cell can be carried out by a CaCl 2 method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA , 9: 2110-2114 ), One method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA , 9: 2110-2114 (1973), and Hanahan, D., J. Mol. Biol. , 166: 580 (1983)) and electroporation method (Dower, WJ et al., Nucleic Acids Res. , 16: 6127-6145 (1988)). In addition, when the host cell is a eukaryotic cell, microinjection (Capecchi, MR, Cell , 22: 479 (1980)), calcium phosphate precipitation (Graham, FL et al., Virology , 52: 456 electroporation (Neumann, E. et al, EMBO J., 1:. 841 (1982)), liposome-mediated transfection method (Wong, TK et al, Gene , 10:87 (1980).), DEAE- (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. , 87: 9568-9572 (1990)) and dextran treatment (Gopal, Mol. Cell Biol. , 5: 1188-1190 ) Or the like into the host cell.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 형질전환된 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 치료용 약제학적 조성물을 제공한다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a pharmaceutical composition for treating tumors, comprising the above-described transformed host cell as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 형질전환된 숙주 세포를 유효성분으로 포함하는 경색 치료용 약제학적 조성물을 제공한다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a pharmaceutical composition for treating infarction comprising the above-described transformed host cell as an active ingredient.

본 발명의 약제학적 조성물은 유효성분 이외에 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 이러한 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The pharmaceutical composition of the present invention may contain, in addition to the active ingredient, a pharmaceutically acceptable carrier. Such carriers are those conventionally used in the field of the art and include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone , Cellulose, water, syrup, methylcellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, and the like.

본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may further contain a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, etc. in addition to the above components. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remington ' s Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 한편, 본 발명의 약제학적 조성물의 경구 투여량은 바람직하게는 1일 당 0.001 - 1000 mg/kg(체중)이다. The appropriate dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on factors such as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, . Meanwhile, the oral dose of the pharmaceutical composition of the present invention is preferably 0.001 to 1000 mg / kg (body weight) per day.

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있다. 비경구로 투여되는 경우, 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등으로 투여할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally. When administered parenterally, it can be administered by intravenous injection, subcutaneous injection, muscle injection, intraperitoneal injection, transdermal administration, and the like.

본 발명의 조성물에 포함되는 유효성분의 농도는 치료 목적, 환자의 상태, 필요기간 등을 고려하여 결정할 수 있으며 특정 범위의 농도로 한정되지 않는다. The concentration of the active ingredient contained in the composition of the present invention can be determined in consideration of the purpose of treatment, the condition of the patient, the period of time required, and the like, and is not limited to a specific range of concentration.

본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캡슐제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
The pharmaceutical composition of the present invention may be formulated into a unit dose form by formulating it using a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to a method which can be easily carried out by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Or by intrusion into a multi-dose container. The formulations may be in the form of solutions, suspensions or emulsions in an oil or aqueous medium, or in the form of excipients, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 형질전환된 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 또는 경색 조직 이미지용 조성물을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a composition for tumor or infarction tissue image comprising the above-described transformed host cell as an active ingredient.

본 발명에서 종양 또는 경색 조직 이미지용 조성물에 대한 투여량, 투여방법 및 적용 개체에 대한 내용은 상기 설명된 약제학적 조성물에 대한 내용과 동일하며, 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위해 중복하여 설명하지 않는다. In the present invention, the dose, administration method and application to the compositions for tumor or infarct tissue images are the same as those described above for the pharmaceutical composition, and are not duplicated in order to avoid excessive complexity of the specification.

본 발명에서 상기 용어 “이미지용”은 “모니터링”을 위해 사용될 수 있다는 의미이다. 상기 용어 “모니터링”은 시험관내에서 또는 생체내에서 활성을 관찰 또는 기록할 수 있음을 의미한다. 모니터링은 예를 들어, 세포, 조직 또는 기관에서 생물학적 과정의 발달 또는 진행에 관한 정보를 수집하는 과정을 포함한다. 세포, 조직 또는 기관에서의 특정 활성의 모니터링은 세포에서 생성된 또는 세포 내로 혼입된 영상화가능한 단백질 또는 펩타이드의 영상화에 의해 성취될 수 있으며, 상기 영상화 가능한 단백질 또는 펩타이드는 생물발광 또는 형광 특성을 가질 수 있다. 모니터링은 세포 또는 조직의 존재, 부재, 농도, 위치화, 또는 분화 상태를 확인하기 위하여 수행될 수 있다. 영상화가능한 단백질 또는 펩타이드를 모니터링 할 수 있는 기술의 비제한적인 예는 광학적 영상화(형광 및 생물발광), PET, MRI, 또는 SPECT를 포함한다.
The term " for image " in the present invention means that it can be used for " monitoring ". The term " monitoring " means that the activity can be observed or recorded in vitro or in vivo. Monitoring includes, for example, collecting information about the development or progression of a biological process in a cell, tissue or organ. Monitoring of a specific activity in a cell, tissue or organ can be accomplished by imaging of a protein or peptide that can be produced in the cell or incorporated into the cell, and the imageable protein or peptide can have a bioluminescent or fluorescent property have. Monitoring may be performed to ascertain the presence, absence, concentration, localization, or differentiation status of the cells or tissues. Non-limiting examples of techniques for monitoring proteins or peptides capable of imaging include optical imaging (fluorescence and bioluminescence), PET, MRI, or SPECT.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 세포 발효를 통해 단백질을 생산하는 방법을 제공한다: (a) (ⅰ) 프로모터에 작동적으로 연결된 아실-호모세린 락톤(AHL) 결합 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; (ⅱ) 프로모터에 작동적으로 연결된 AHL 합성 효소 인코딩 뉴클레오타이드 서열; 및 (ⅲ) 프로모터에 작동적으로 연결된 발현 목적의 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 컨스트럭트를 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 컨스트럭트를 포함하는 재조합 벡터를 제조하는 단계; (c) 상기 제조된 재조합 벡터를 숙주세포에 형질전환시키는 단계; 및 (d) 상기 제조된 형질전환된 숙주세포를 배양하여 발현 목적 단백질을 발현시키는 단계. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method of producing a protein via cell fermentation comprising the steps of: (a) (i) contacting an acyl-homoserine lactone operatively linked to a promoter (AHL ) Binding protein encoding nucleotide sequence; (Ii) an AHL synthase encoding nucleotide sequence operatively linked to a promoter; And (iii) constructing a construct comprising a protein encoding nucleotide sequence operatively linked to a promoter for expression purposes; (b) preparing a recombinant vector comprising the constructed construct; (c) transforming the prepared recombinant vector into a host cell; And (d) culturing the transformed host cell to express the expressed protein of interest.

상기 본 발명의 방법에서 컨스트럭트, 발현 목적의 단백질, 재조합 벡터, 숙주세포 및 형질전환 등에 대한 내용은 상기 본 발명의 다른 양태에서 설명된 내용과 동일하므로 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위해 중복하여 설명하지 않는다. In the method of the present invention, the construct, expression vector, recombinant vector, host cell, and transformation are the same as those described in the other aspects of the present invention. Therefore, in order to avoid excessive complexity of the specification, I never do that.

숙주 세포의 배양은 공지된 세포 배양 방법 또는 이를 변형한 방법으로 행할 수 있다. 예를 들어, 숙주 세포가 대장균(E.coli)인 경우, 형질전환된 숙주세포의 배양을 위한 배지는 대장균이 효율적으로 이용할 수 있는 탄소원, 질소원, 무기염 등을 포함한다면 천연배지 또는 합성배지를 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 탄소원은 글루코오스, 프럭토오스, 수크로오스와 같은 탄수화물; 녹말, 녹말의 가수분해물; 아세트산 및 프로피온산과 같은 유기산; 에탄올, 프로판올, 글리세롤과 같은 알코올 등을 포함한다. 질소원은 암모니아; 염화암모늄, 암모늄설페이트, 암모늄아세테이트 및 암모늄포스페이트와 같은 무기산 또는 유기산의 암모늄염; 펩톤, 육추출물(meat extract), 이스트추출물, 옥수수 침지액, 카제인 가수분해물, 대두추출물, 대두가수분해물; 다양한 발효된 세포 및 이들의 분해물 등을 포함한다. 무기염은 포타슘디하이드로젠 포스페이트, 다이포타슘하이드로젠 포스페이트, 마그네슘 포스페이트, 마그네슘 설페이트, 소디엄 클로라이드, 망간 설페이트, 구리 설페이트, 칼슘 카보네이트 등을 포함한다. The host cell can be cultured by a known cell culture method or a modified method thereof. For example, when the host cell is E. coli, the medium for culturing the transformed host cell may be a natural medium or a synthetic medium, if it contains carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, etc. that E. coli can efficiently utilize Can be used. Carbon sources that may be used include carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose; Starch, hydrolyzate of starch; Organic acids such as acetic acid and propionic acid; Ethanol, propanol, alcohols such as glycerol, and the like. The nitrogen source may be ammonia; Ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate and ammonium phosphate; Peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, soybean extract, soy hydrolyzate; Various fermented cells and their degradation products and the like. Inorganic salts include potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, manganese sulfate, copper sulfate, calcium carbonate and the like.

배양은 통상적으로 진탕배양 또는 회전기에 의한 회전에 의한 것과 같은 호기성 조건하에서 행한다. 배양 온도는 바람직하게는 15 내지 40℃의 범위에서 행하고, 배양시간은 일반적으로 5 시간 내지 7 일간 행한다. 한편, 본 발명의 컨스트럭트를 포함하는 숙주세포의 경우 단백질의 발현이 자가세포농도을 인식하여 자가유도되는 특성을 가지므로, 단백질의 발현을 위해 일정 세포농도 이상 까지 배양이 필요하며, 당업자는 적합한 배양 세포농도를 정할 수 있다. 배지의 pH는 배양 중에서 바람직하게는 3.0 내지 9.0의 범위를 유지한다. 배지의 pH는 무기 또는 유기산, 알칼리 용액, 우레아, 칼슘 카보네이트, 암모니아 등으로 조절할 수 있다. 배양 중에는 필요한 경우 재조합 벡터의 유지 및 발현을 위해 암피실린, 스트렙토마이신, 클로람페니콜, 카나마이신 및 테트라사이클린과 같은 항생제를 첨가할 수 있다. 본 발명의 컨스트럭트를 포함하는 숙주 세포는 단백질의 발현을 위해 배양액에 유도물질(inducer)의 첨가가 필요하지 않다.
The cultivation is usually carried out under aerobic conditions such as by shaking culture or rotation by a rotator. The incubation temperature is preferably in the range of from 15 to 40 DEG C, and the incubation time is generally from 5 hours to 7 days. On the other hand, in the case of a host cell comprising the construct of the present invention, the expression of the protein is self-induced by recognizing the autologous cell concentration. Therefore, culture for up to a certain cell concentration is required for protein expression, The concentration of cultured cells can be determined. The pH of the medium is preferably maintained in the range of 3.0 to 9.0 in the culture. The pH of the medium can be adjusted with inorganic or organic acids, alkali solutions, urea, calcium carbonate, ammonia, and the like. Antibiotics such as ampicillin, streptomycin, chloramphenicol, kanamycin and tetracycline may be added during culture to maintain and express the recombinant vector if necessary. Host cells comprising the construct of the invention do not require the addition of inducers to the culture medium for expression of the protein.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 형질전환된 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 치료용 약제학적 조성물을 종양을 갖는 객체(subject)에게 투여하는 단계를 포함하는 종양 치료 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating a tumor, comprising administering to a subject having a tumor a pharmaceutical composition for tumor therapy comprising the above-described transformed host cell as an active ingredient .

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 형질전환된 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 경색 치료용 약제학적 조성물을 경색 질환을 갖는 객체(subject)에게 투여하는 단계를 포함하는 경색 치료 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a pharmaceutical composition for treating infarction comprising the above-described transformed host cell as an active ingredient, to a subject having infarction disease, ≪ / RTI >

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 설명된 형질전환된 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 또는 경색 조직 이미지용 조성물을 객체(subject)에게 투여하는 단계를 포함하는 종양 또는 경색을 이미지화하는 방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for imaging a tumor or infarction comprising administering to a subject a composition for tumor or infarct tissue image comprising the above-described transformed host cell as an active ingredient . ≪ / RTI >

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(i) 본 발명은 별도의 유도물질 없이 자가세포농도를 인식하여 유도되는 자가유도성 단백질 또는 핵산분자 발현용 컨스트럭트에 관한 것이다. (i) The present invention relates to a construct for expressing a self-inducible protein or nucleic acid molecule which is induced by recognizing an autologous cell concentration without a separate inducer.

(ⅱ) 또한, 본 발명은 상기 컨스트럭트를 포함하는 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포, 및 상기 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 또는 경색 치료용 약제학적 조성물에 관한 것이다. (Ii) The present invention also relates to a recombinant vector comprising the construct, a host cell transformed with the recombinant vector, and a tumor or a pharmaceutical composition for treating infarction comprising the host cell as an active ingredient.

(ⅲ) 또한, 본 발명은 상기 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 또는 경색 조직 이미지용 조성물에 관한 것이다. (Iii) The present invention also relates to a composition for tumor or infarction tissue image comprising the host cell as an active ingredient.

(ⅳ) 본 발명의 컨스트럭트는 약독화 살모넬라 속 숙주 세포에 도입하여 항암 용도 및 경색 치료 용도로 사용될 수 있다. (Iv) The construct of the present invention may be introduced into attenuated Salmonella genus host cells and used for anticancer and infarction treatment.

(ⅴ) 본 발명의 컨스트럭트는 약독화 살모넬라 속 숙주세포에 도입하여 종양 또는 용도 및 경색조직 이미지 용도로 사용될 수 있다. (V) The construct of the present invention may be introduced into attenuated Salmonella genus host cells and used for tumor or use and infarcted tissue image applications.

(ⅵ) 본 발명의 컨스트럭트는 단백질 또는 핵산분자의 발현이 자가세포농도를 감지하여 유도되는 자가유도형 컨스트럭트로써, 단백질 또는 핵산분자의 발현을 위해 별도의 유도물질이 요구되지 않으므로 효율적인 약물 생산과 전달이 가능하며, 세포 발효를 통한 경제적인 단백질 생산이 가능하다.
(Vi) The construct of the present invention is a self-inducible construct in which the expression of a protein or a nucleic acid molecule is induced by sensing an autologous cell concentration, and no separate inducer is required for the expression of a protein or a nucleic acid molecule. Production and delivery are possible, and it is possible to produce economical protein through cell fermentation.

본 발명은 자가세포농도를 인식하여 유도되는 자가유도성 단백질 또는 핵산 분자 발현용 컨스트럭트 및 상기 컨스트럭트의 다양한 용도에 관한 것이다. 본 발명의 컨스트럭트는 세포농도를 감지하여 유도되는 자가유도성 발현 컨스트럭트로서 유전자의 발현을 위해 별도의 유도물질이 요구되지 않는다. 본 발명의 컨스트럭트는 숙주세포, 특히 약독화 살모넬라 속 숙주세포에 도입하여 항암 용도, 경색 치료 용도 및 종양 또는 경색 조직의 이미지화 용도로 사용될 수 있다. 본 발명의 컨스트럭트를 갖는 살모넬라 속 숙주 세포를 사용하면 생체내에서 효과적으로 약물을 생산하고 전달할 수 있으므로, 치료효과를 극대화할 수 있다. 또한, 본 발명의 컨스트럭트가 포함된 숙주세포의 발효를 이용하여, 유도물질의 첨가 없이 경제적인 단백질 생산이 가능하다.
The present invention relates to a construct for expressing a self-inducible protein or nucleic acid molecule which is induced by recognizing an autologous cell concentration and various uses of the construct. The construct of the present invention is a self inducible expression construct induced by sensing cell concentration, and no separate inducer is required for gene expression. The construct of the present invention can be used in anticancer applications, infarction treatment applications and imaging of tumors or infarction tissues by introducing the constructs into host cells, particularly host cells of attenuated Salmonella genus. The use of the Salmonella genus host cell having the construct of the present invention can effectively produce and deliver the drug in vivo, thereby maximizing the therapeutic effect. Further, by using the fermentation of host cells containing the construct of the present invention, it is possible to produce economical protein without the addition of an inducer.

도 1은 본 발명의 재조합 플라스미드가 박테리아내에서 자가유도에 의해 목적 유전자를 발현시키는 양태를 보여준다. 패널 A는 세포농도가 증가함에 따라 luxI 유전자의 산물인 아실 호모세린 락톤(AHL, N-acylhomoserine lactone)의 농도가 역치이상이 되면 세포내의 luxR 유전자 산물과 결합하여 목적 유전자의 전사 촉진을 유발하므로 자가유도에 의하여 목적 단백질이 과발현되는 기작을 보여준다. 패널 B는 세포농도인식 자가유도에 의하여 PBAD 프로모터의 양성조절작용을 하는 AraCC 단백질의 발현을 유도하여 목적단백질이 안정적이고 지속적으로 발현되도록 하는 기작을 보여준다.
도 2는 실시예 3 기재 방법에 따라 제조한 발현 컨스트럭트의 구조를 보여준다. 목적 단백질로서 mCherry, asparaginase, holin&lysin, TGFαPE38, lucifsrase, il32β, il32γ 등이 예시되어 있다.
도 3는 실시예 4에서 선별한 단일 콜로니로부터 유래한 E. coli XL1-blue 균주를 37℃, 200 rpm 에서 12시간 배양한 사진을 보여준다. 도 3에서 A는 pBAD24 (공벡터)가 포함된 균주(대조군)이고, 도 3에서 B는 pBAD24-luxI-mCherry 벡터가 포함된 균주이고, 도 3에서 C는 pBAD24-luxR-luxI-mCherry 벡터가 포함된 균주이다.
도 4는 pBAD24와 pBAD24-luxR-luxI-mCherry 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue 에서 mCherry 단백질의 발현을 시간별로 샘플링하여 10% SDS-PAGE 방법을 통해 확인한 결과이다. Marker로는 GenDEPOT으로부터 구입한 단백질 래더를 사용하였고, 박스는 자가 유도된 mCherry 단백질을 나타낸다.
도 5는 pBAD24, pBAD24-luxR-mCherry, pBAD24-luxI-mCherry 및 pBAD24-luxR-luxI-mCherry 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue 에서 mCherry 단백질의 발현을 Native-PAGE 방법을 통해 확인한 결과이다. 레인(lane) 1, 대조군으로서 pBAD24를 갖는 대장균의 단백질 용해물; 레인 2, luxI-mCherry을 포함한 pBAD24를 갖는 대장균의 단백질 용해물; 레인 3, luxR-mCherry을 포함한 pBAD24를 갖는 대장균의 단백질 용해물; 레인 4, luxR-luxI-mCherry을 포함한 pBAD24를 갖는 대장균의 단백질 용해물이고, 박스는 자가유도된 mCherry 단백질을 나타낸다.
도 6는 접종하지 않은 배지(대조군), pBAD24, pBAD24-luxI-mCherry, 또는 pBAD24-luxR-luxI-mCherry 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue를 37℃, 200 rpm에서 배양하면서 시간에 따라 배지를 샘플링하여 OD600 에서의 흡광도를 측정하고, 여기(excitation) 파장 580nm에서 빛을 조사한 후 방출(emission) 파장 610nm 에서 형광의 세기를 측정하여, 성장곡선(그래프 A)과 형광세기(그래프 B)를 작성한 그래프이다.
도 7은 pBAD24-luxR-luxI-mCherry 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue를 37℃, 200 rpm 에서 계대배양하면서 시간에 따라 배지를 샘플링하여 형광의 세기와 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 컨스트럭트 luxR-mCherry, luxI-mCherry, 또는 luxR-luxI-mCherry를 포함하는 E. coli XL1-Blue 균주의 자가유도물질(autoinducer) 합성 여부를 형광세기를 통해 확인한 결과이다.
도 9은 pBAD-luxR-luxI-ASP(asparaginase) 재조합 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue 균주를 총 단백질(total protein)과 가용성 단백질(soluble protein)으로 분획하여 아스파라기나제(asparaginase)의 과발현을 10% SDS-PAGE로 확인한 실험결과이다.
도 10은 pBAD24-luxR-luxI-ASP 재조합 플라스미드로 형질전환된 Salmonella typhimurium 균주를 배양하면서 총 단백질을 분석한 결과이다. OD600 = 1.04 이상의 배양액에서 아스파라기나제(asparaginase, ASP)의 발현이 현저하게 증가함을 확인할 수 있다.
도 11는 pBAD24-luxR-luxI-ASP 재조합 플라스미드로 형질전환된 Salmonella typhimurium 균주를 배양한 후 배양액 내 분비 단백질을 SDS-PAGE 분석한 결과이다. 항암 단백질인 아스파라기나제(asparaginase, ASP)의 분비가 매우 잘 일어남을 확인하였다.
도 12는 마우스 대장암 세포주인 CT26 세포 및 마우스 유방암 세포주인 MDA-MB435 세포의 배양액에 Salmonella typhimurium: SMR2130 (luxR-ASP, luxI-ASP, luxR-luxI-ASP)를 접종하여 배양한 후에 상층액을 SDS-PAGE 분석한 결과이다. 항암 단백질인 아스파라기나제(asparaginase, ASP)의 과발현이 매우 잘 일어남을 확인하였다.
도 13은 마우스 대장암 세포주인 CT26 세포 및 마우스 유방암 세포주인 MDA-MB435 세포 배양액에 Salmonella typhimurium: SMR2130 (luxR-ASP, luxI-ASP, luxR-luxI-ASP)를 접종하여 배양한 후에, S. typhimurium 균주의 세포 생존율을 측정한 결과를 보여준다.
도 14은 pBAD-luxR-luxI-PspTGFαPE38 재조합 플라스미드가 도입된 E. coli XL1-Blue 균주들의 10% SDS-PAGE 통한 발현유도를 확인한 실험결과이다. Psp TGFαPE38가 과발현됨을 확인하였다.
도 15은 pBAD24-luxR-luxI-holin&lysins 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue의 생존 세포수를 viable cell count와 흡광도, 그리고 형광현미경으로 측정한 결과를 보여준다.
도 16은 pBAD-luxR-luxI-araCC-ASP-araCC 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue 균주들의 10% SDS-PAGE 통한 발현유도를 확인한 실험결과이다. AraCC와 ASP(Asparaginase)가 과발현됨을 확인하였다.
도 17은 대장암세포주 CT26 세포에 luxR-luxI-ASP 및 luxR-luxI-pspTGFαPE38 컨스트럭트가 각각 삽입된 pBAD24 플라스미드로 각각 형질전환시킨 살모넬라 (S. typhimurium)를 투여한 인 비보(in vivo) 실험 시, 종양의 크기변화를 나타낸 그래프이다.
도 18는 pBAD-luxR-luxI-luciferase 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue 균주에 대해 루시퍼라아제(luciferase) 활성을 분석한 실험결과이다. 패널 A는 7시간경과 후 대조군과 비교하여 루시퍼라아제(luciferase) 활성을 나타낸 그림이고, 패널 B는 시간별로 샘플링한 세포의 세포농도 인식 자가유도에 의해 발현 유도된 루시퍼라아제(luciferase)의 활성을 나타낸다.
도 19는 IVIS 200을 사용하여 1분간 노출시켜 발광 정도를 측정한 사진으로 암세포 부근에서 자가유도 된 루시퍼라제 의해 발광하는 것을 확인할 수 있다.
도 20은 pBAD-luxR-luxI-il32β 또는 pBAD-luxR-luxI-il32γ 플라스미드로 형질전환된 E. coli XL1-Blue 균주들을 웨스턴 블로팅 분석을 통해 단백질 발현을 확인한 실험결과이다. 자가 유도에 의해 과발현되는 사이토카인의 과발현을 보여준다.
도 21은 본 발명의 “AraCc”전사인자의 구조 및 작용 메카니즘에 나타낸 도면이다.
FIG. 1 shows an embodiment in which the recombinant plasmid of the present invention expresses a target gene by self-induction in bacteria. Panel A shows that when the concentration of acyl homoserine lactone (AHL, N-acylhomoserine lactone), which is the product of the lux I gene, exceeds the threshold value as the cell concentration increases, it binds to the luxR gene product in the cell and induces transcription of the target gene. Induces the mechanism by which the target protein is over-expressed by induction. Panel B shows the mechanism by which expression of the AraC C protein, which is a positive regulator of the P BAD promoter, is induced by cell concentration recognizing induction, so that the target protein is stably and continuously expressed.
Fig. 2 shows the structure of an expression construct produced according to the method described in Example 3. Fig. MCherry, asparaginase, holin & lysin, TGF? PE38, lucifsrase, il32 ?, il32? And the like are exemplified as target proteins.
Fig. 3 shows a photograph of a strain of E. coli XL1-blue derived from a single colony selected in Example 4 at 37 ° C and 200 rpm for 12 hours. In Fig. 3, A is a strain containing pBAD24 (empty vector) (control group), B in Fig. 3 is a strain containing pBAD24-luxI-mCherry vector, and C in Fig. 3 is pBAD24-luxR-luxI-mCherry vector Lt; / RTI >
FIG. 4 shows the results of 10% SDS-PAGE analysis of the expression of mCherry protein in E. coli XL1-Blue transformed with pBAD24 and pBAD24-luxR-luxI-mCherry plasmid over time. As the marker, a protein ladder purchased from GenDEPOT was used, and the box represents self-induced mCherry protein.
FIG. 5 shows the expression of mCherry protein in E. coli XL1-Blue transformed with pBAD24, pBAD24-luxR-mCherry, pBAD24-luxI-mCherry and pBAD24-luxR-luxI-mCherry plasmid through Native-PAGE . Lane 1, a protein lysate of E. coli having pBAD24 as a control; Lane 2, protein lysate of E. coli with pBAD24 including luxI-mCherry; Lane 3, a protein lysate of E. coli with pBAD24, including luxR-mCherry; Lane 4, a protein lysate of E. coli with pBAD24 containing luxR-luxI-mCherry, and box represents self-induced mCherry protein.
Figure 6 shows the results of culturing E. coli XL1-Blue transformed with uninoculated medium (control), pBAD24, pBAD24-luxI-mCherry, or pBAD24-luxR-luxI-mCherry plasmid at 37 ° C and 200 rpm The medium was sampled and the absorbance at OD 600 was measured and the intensity of fluorescence was measured at an emission wavelength of 610 nm after irradiating light at an excitation wavelength of 580 nm. The growth curve (graph A) and fluorescence intensity ).
FIG. 7 is a graph showing fluorescence intensity and absorbance of E. coli XL1-Blue transformed with pBAD24-luxR-luxI-mCherry plasmid by subculturing culture medium at 37.degree. C. and 200 rpm over time.
FIG. 8 shows the fluorescence intensity of the autoinducer synthesis of E. coli XL1-Blue strains containing the construct luxR-mCherry, luxI-mCherry, or luxR-luxI-mCherry of the present invention .
FIG. 9 shows the results of fractionation of E. coli XL1-Blue strain transformed with pBAD-luxR-lux I-ASP (asparaginase) recombinant plasmid into total protein and soluble protein to obtain asparaginase Overexpression was confirmed by 10% SDS-PAGE.
FIG. 10 shows the results of analysis of total protein while culturing Salmonella typhimurium strain transformed with pBAD24-luxR-luxI-ASP recombinant plasmid. The expression of asparaginase (ASP) in the culture medium having OD 600 = 1.04 or more is remarkably increased.
FIG. 11 shows the results of SDS-PAGE analysis of secreted proteins in culture after culturing Salmonella typhimurium strain transformed with pBAD24-luxR-luxI-ASP recombinant plasmid. It was confirmed that secretion of asparaginase (ASP), which is an anti-cancer protein, occurs very well.
FIG. 12 shows the results obtained by inoculating and culturing Salmonella typhimurium: SMR2130 (luxR-ASP, luxI-ASP, luxR-luxI-ASP) in a culture medium of mouse colon cancer cell line CT26 cells and mouse breast cancer cell line MDA- SDS-PAGE analysis. It was confirmed that overexpression of asparaginase (ASP), an anticancer protein, occurs very well.
FIG. 13 shows the results obtained by inoculating Salmonella typhimurium: SMR2130 (luxR-ASP, luxI-ASP, luxR-luxI-ASP) into CT26 cells of mouse colorectal cancer cell line and MDA-MB435 cell line of mouse breast cancer cell line, And the cell viability of the strain was measured.
FIG. 14 shows the results of experiments in which 10% SDS-PAGE induction of expression of E. coli XL1-Blue strains into which pBAD-luxR-luxI-PspTGFαPE38 recombinant plasmid was introduced. Psp TGF [alpha] PE38 was overexpressed.
FIG. 15 shows viable cell count, absorbance, and fluorescence microscopic results of viable cell number of E. coli XL1-Blue transformed with pBAD24-luxR-luxI-holin & lysins plasmid.
FIG. 16 shows experimental results of 10% SDS-PAGE induction of expression of E. coli XL1-Blue strains transformed with pBAD-luxR-luxI-araC C -ASP-araC C plasmid. It was confirmed that AraC C and ASP (Asparaginase) were overexpressed.
17 shows in vivo experiments in which S. typhimurium was transformed with pBAD24 plasmid into which luxR-luxI-ASP and luxR-luxI-pspTGFαPE38 constructs were respectively inserted into colon cancer cell CT26 cells Time, and size of the tumor.
18 shows the results of an analysis of luciferase activity of E. coli XL1-Blue transformed with pBAD-luxR-luxI-luciferase plasmid. Panel A shows the luciferase activity compared to the control group after 7 hours, Panel B shows the activity of luciferase induced by induction of the cell concentration recognizer of the cells sampled over time .
FIG. 19 is a photograph showing the degree of luminescence by exposure to IVIS 200 for 1 minute, and it can be confirmed that luminescence is induced by self-induced luciferase in the vicinity of cancer cells.
20 shows experimental results of Western blot analysis of E. coli XL1-Blue strains transformed with pBAD-luxR-luxI-il32? Or pBAD-luxR-luxI-il32? Plasmid. Overexpression of cytokines overexpressed by self-induction.
Fig. 21 shows the structure and action mechanism of the " AraC c " transcription factor of the present invention.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예 Example

실시예 1: 박테리아 균주, 배지 및 배양 조건Example 1: Bacterial strain, medium and culture conditions

본 발명의 실험에서 Escherichia coli XL1-Blue[endA1 gyrA96 (nalR) thi-1 recA1 relA1 lacglnV44 F'[::Tn10 proAB+ lacIΔ(lacZ)M15] hsdR17(rK- mK+)]을 유전자 클로닝을 위한 숙주세포로 사용하였고, Salmonella typhimurium SMR2130(hisG xyl rpsL glamS::kan, kanr)와 Salmonella typhimurium ppGpp(glms negative mutant)을 단백질 발현 및 박테리아 치료요법(bacterial therapy) 연구를 위한 숙주세포로 사용하였다. 본 실험에서 사용한 E. coliS. typhimurium 균주는 1%의 NaCl을 포함하는 Luria-Bertani(LB) 배지(difco Laboratories, USA)를 사용하여 37℃ 온도에서 배양하였으며, 모든 배지에는 적정량의 항생제 엠피실린(ampicillin) 50μg/ml를 첨가하였다.
In the experiment of the present invention, Escherichia coli XL1-Blue [endA1 gyrA96 (nalR) thi-1 recA1 relA1 lacglnV44 F ':: Tn10 proAB + lacI? (LacZ) M15] hsdR17 (rK- mK +) was used as a host cell for gene cloning Salmonella typhimurium SMR2130 (hisG xyl rpsL glamS :: kan, kanr) and Salmonella typhimurium ppGpp (glms negative mutant) were used as host cells for protein expression and bacterial therapy studies. The E. coli and S. typhimurium strains used in this experiment were cultured at 37 ° C in a Luria-Bertani (LB) medium (Difco Laboratories, USA) containing 1% NaCl. And 50 μg / ml of ampicillin was added.

실시예 2: 컴피턴트 세포(competent cell)의 제조 및 형질 전환 Example 2: Preparation and transformation of competent cells

대장균(Escherichia coli XL1-Blue) 컴피턴트 세포(competent cell)는 다음과 같이 제작하였다. 우선, 세포를 LB agar 배지에서 배양한 후 LB 액체 배지에 옮겨 접종하여 전배양하고, 20 mM MgCl2가 첨가된 SOC 배지에 계대하여 18℃에서 배양하였다. OD600 값이 0.5일 때 회수하여 Inoue 형질전환 버퍼(transformation buffer)로 세척하여 형질전환용 세포를 제조하였다. 형질전환은 제조한 컴피턴트 세포와 유전자를 혼합하여 얼음에 30분 정치한 후, 42℃에서 90초간 열 충격(heat shock)을 가해 유도하였다. 준비된 시료는 얼음에서 2분간 정치한 후, 37℃에서 배양하고 항생제가 포함된 LB 플레이트에 도말하였다. E. coli ( Escherichia coli XL1-Blue) Competent cells were prepared as follows. First, the cells were cultured in LB agar medium, transferred to LB liquid medium, inoculated, and cultured at 18 ° C. in SOC medium supplemented with 20 mM MgCl 2 . When the OD 600 value was 0.5, the cells were recovered and washed with an Inoue transformation buffer to prepare transgenic cells. The transformants were mixed with competent cells and allowed to stand in ice for 30 minutes, followed by heat shock at 42 ° C for 90 seconds. The prepared samples were allowed to stand on ice for 2 minutes, then cultured at 37 ° C, and then plated on LB plates containing antibiotics.

살모넬라(Salmonella typhimurium SMR2130 및 Salmonella typhimurium ppGpp)의 컴피턴트 세포는 다음과 같이 제작하였다. 우선, 세포를 LB agar 배지에서 배양한 후 LB 액체 배지에 재접종하였다. 배양액의 흡광도(OD600)값이 2.0에 도달하였을 때 본 배양액의 1%가 되도록 접종한 후, OD600이 0.6값을 가질 때 냉각된 10% 글리세롤로 3회 세척하여 전기 천공능세포(electrocompetent cell)를 준비하였다. 제작한 세포 40μl에 재조합 플라스미드를 각각 5-10ng을 첨가해 전기천공장치(Bio-Rad, USA)에 적재한 후, 2.5 kV의 전류를 4.8ms 동안 가해 형질전환을 수행하였다. 이후 1 ㎖ SOC 배지를 첨가하여 37℃에서 1 시간 동안 배양한 후, 엠피실린 저항성을 가지는 클론을 고체배지에서 선별하였다.
Competent cells of Salmonella ( Salmonella typhimurium SMR2130 and Salmonella typhimurium ppGpp) were prepared as follows. First, the cells were cultured in LB agar medium and then re-inoculated into LB liquid medium. When the absorbance (OD 600 ) value of the culture reached 2.0, it was inoculated to 1% of the present culture. After OD 600 was 0.6, the cells were washed three times with 10% ) Were prepared. Recombinant plasmids were added to 40 μl of the prepared cells, respectively, and the cells were loaded on an electroporation apparatus (Bio-Rad, USA). Then, a 2.5 kV current was applied for 4.8 ms for transformation. Subsequently, 1 ml SOC medium was added and cultured at 37 ° C for 1 hour, and clones having ampicillin resistance were selected on a solid medium.

실시예 3: 재조합 플라스미드의 제조Example 3: Preparation of recombinant plasmid

클로닝에 사용할 luxR, luxI, mCherry, asparaginase, holin&lysin, luciferase, araCC, PspTGFα-PE38, il32β, His-tag il32β, il32γ, His-tag il32γ 유전자는 프라이머를 제작하여 PCR(polymerase chain reaction)로 증폭하였다. 하기 표 1 내지 표 7에 본 실험에서 사용한 프라이머를 기재하였다. PCR은 95℃에서 30초(변성, denaturation), 53℃ 에서 45초(어닐링, annealing), 72℃에서 90초(연장, extention)으로 총 30 사이클을 수행하였다. 각각의 증폭된 유전자를 같은 비율로 섞어 오버래핑(overlapping) PCR을 수행하였다. 오버래핑(overlapping) PCR은 95℃에서 30초(변성, denaturation), 53℃에서 45초(어닐링, annealing), 72℃에서 2분 30초(연장, extention)로 총 20 - 30 사이클을 수행하였다. 증폭된 각각의 유전자를 BamH1과 SalⅠ, EcoR1과 Nco1, EcoR1과 XmaⅠ, Nsi1과 MluⅠ 등의 제한효소로 절단된 pBAD24 플라스미드에 클로닝하여, 최종적으로 각각 luxR-luxI-mCherry, luxR-mCherry, luxI-mCherry, luxR-luxI-ASP, luxR-ASP, luxI-ASP, luxR-luxI-holin&lysin, luxR-luxI-araCC, luxR-luxI-luciferase, luxR-luxI-PspTGFαPE38, luxR-luxI-il32β, luxR-luxI-His tag il32β, luxR-luxI-il32γ, 및 luxR-luxI-His tag il32γ 구조의 컨스트럭트를 포함하는 pBAD24 플라스미드 재조합 벡터들을 제작하였다. 한편, 항생제가 없는 인-비보(in-vivo) 환경에서 플라스미드의 소실(plasmid curing)을 방지하기 위해 pBAD 플라스미드의 ClaⅠ제한효소부위에 glmS 유전자를 삽입하였다(Kim et al., PLOS one, Volume: e60511, 2013). Primers were prepared and amplified by polymerase chain reaction (PCR) using luxR, luxI, mCherry, asparaginase, holin and lysin, luciferase, araC C , PspTGFα-PE38, il32β, His-tag il32β, il32γ and His- . The primers used in this experiment are shown in Tables 1 to 7 below. The PCR was carried out for 30 cycles at 95 ° C for 30 seconds (denaturation), 53 ° C for 45 seconds (annealing, annealing) and 72 ° C for 90 seconds (extension). Overlapping PCR was performed by mixing the amplified genes at the same ratio. Overlapping PCR was performed for 20-30 cycles at 95 ° C for 30 seconds (denaturation), 53 ° C for 45 seconds (annealing) and 72 ° C for 2 minutes and 30 seconds (extension). Each amplified gene was cloned into a pBAD24 plasmid digested with restriction enzymes such as BamH1 and SalI, EcoR1 and Nco1, EcoR1 and XmaI, Nsi1 and MluI, and finally ligated with luxR-luxI-mCherry, luxR-mCherry, luxI-mCherry , luxR-luxI-ASP, luxR -ASP, luxI-ASP, luxR-luxI-holin & lysin, luxR-luxI-araC C, luxR-luxI-luciferase, luxR-luxI-PspTGFαPE38, luxR-luxI-il32β, luxR-luxI- PBAD24 plasmid recombinant vectors containing constructs of His tag il32?, LuxR-luxI-il32?, And luxR-luxI-His tag il32? Structures were constructed. On the other hand, in order to prevent plasmid curing in an in-vivo environment without antibiotics, the glmS gene was inserted into the Cla I restriction site of the pBAD plasmid (Kim et al., PLOS one, Volume: e60511, 2013).

프라이머 명칭Name of the primer 프라이머 서열 (5′→3′)The primer sequence (5 '- > 3') luxR-1(Forward)luxR-1 (Forward) CGCGGATCCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (서열번호 1) CGCGGATCCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (SEQ ID NO: 1) luxR-2(Reverse)luxR-2 (Reverse) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (서열번호 2) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (SEQ ID NO: 2) luxI-1(Forward-1)luxI-1 (Forward-1) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 3) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 3) luxI-2(Forward-2)luxI-2 (Forward-2) CGCGGATCCCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 4) CGCGGATCCCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 4) luxI-3(Reverse)luxI-3 (Reverse) CTTGCTCACCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC (서열번호 5) CTTGCTCACCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC (SEQ ID NO: 5) mCherry-1(Forward)mCherry-1 (Forward) GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGTGAGCAAGGGCGAG (서열번호 6)GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGTGAGCAAGGGCGAG (SEQ ID NO: 6) mCherry-2(Reverse)mCherry-2 (Reverse) CGCGGATCCTTACTACTTGTACAGCTCGTCC (서열번호 7)CGCGGATCCTTACTACTTGTACAGCTCGTCC (SEQ ID NO: 7)

상기 표 1의 프라이머는 luxR-mCherry, luxI-mCherry, luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트 제조에 사용된 프라이머이다. The primers in Table 1 are primers used in the construction of luxR-mCherry, luxI-mCherry, and luxR-luxI-mCherry constructs.

프라이머 명칭Name of the primer 프라이머 서열 (5′→3′)The primer sequence (5 '- > 3') luxR-1(Forward)luxR-1 (Forward) CGCGGATCCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (서열번호 1) CGCGGATCCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (SEQ ID NO: 1) luxR-2(Reverse)luxR-2 (Reverse) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (서열번호 2)AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (SEQ ID NO: 2) luxI-1(Forward)luxI-1 (Forward) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 3) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 3) luxI-4(Reverse)luxI-4 (Reverse) TGAAAAACTCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(서열번호 8)
TGAAAAACTCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(SEQ ID NO: 8)
luxI Promoter-asp
(Reverse)
luxI Promoter-asp
(Reverse)
GAAAAACTCCATACCAACCTCCCTTGCGTTTATTC (서열번호 9) GAAAAACTCCATACCAACCTCCCTTGCGTTTATTC (SEQ ID NO: 9)
IP asn (Forward) IP asn (Forward) AGGGAGGTTGGTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC (서열번호 10)AGGGAGGTTGGTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC (SEQ ID NO: 10) Asparaginase(Forward)Asparaginase (Forward) GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC(서열번호 11)GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC (SEQ ID NO: 11) Asparaginase(Reverse)Asparaginase (Reverse) CGCGGATCC TTAGTACTGATTGAAGATCTGCTG (서열번호 12) CGCGGATCC TTAGTACTGATTGAAGATCTGCTG (SEQ ID NO: 12)

상기 표 2의 프라이머는 luxR-ASP, luxI-ASP, luxR-luxI-ASP 컨스트럭트 제조에 사용된 프라이머이다. The primers of Table 2 are primers used in the construction of luxR-ASP, luxI-ASP and luxR-luxI-ASP constructs.

프라이머 명칭Name of the primer 프라이머 서열 (5′→3′) The primer sequence (5 '- > 3') luxR-3(Forward)luxR-3 (Forward) ATATGGATCCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTG (서열번호 13) ATATGGATCCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTG (SEQ ID NO: 13) luxR-2(Reverse)luxR-2 (Reverse) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (서열번호 2)AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (SEQ ID NO: 2) luxI(Forward)luxI (Forward) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 3) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 3) luxI-H&L(Reverse)luxI-H & L (Reverse) CCATTTCGCTCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC(서열번호 14) CCATTTCGCTCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC (SEQ ID NO: 14) luxI-H&L(Forward)luxI-H & L (Forward) GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGAGCGAAATGGAACGGGAAC(서열번호 15)GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGAGCGAAATGGAACGGGAAC (SEQ ID NO: 15) H&Lsal1(Reverse)H & Lsal1 (Reverse) ATATGTCGAC TTAATCCTTTCGACGCATCCAC (서열번호 16)ATATGTCGAC TTAATCCTTTCGACGCATCCAC (SEQ ID NO: 16)

상기 표 3의 프라이머는 luxR-luxI-holin&lysin 컨스트럭트 제조에 사용된 프라이머이다. The primer of Table 3 is a primer used in the construction of luxR-luxI-holin & lysin construct.

프라이머 명칭Name of the primer 프라이머 서열 (5′→3′)The primer sequence (5 '- > 3') luxR EcoR1(Forward)luxR EcoR1 (Forward) TTAAGAATTCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (서열번호 17)TTAAGAATTCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (SEQ ID NO: 17) luxR-2(Reverse)luxR-2 (Reverse) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (서열번호 2) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (SEQ ID NO: 2) luxI-1(Forward-1)luxI-1 (Forward-1) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 3) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 3) luxI-3(Reverse)luxI-3 (Reverse) CTTGCTCACCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(서열번호5)
CTTGCTCACCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(SEQ ID NO: 5)
Luciferase(Forward)Luciferase (Forward) GTCTTAAATTAAAAaggaggacagctATGGCTTCCAAGGTGTACG (서열번호 18) GTCTTAAATTAAAAaggaggacagctATGGCTTCCAAGGTGTACG (SEQ ID NO: 18) Luciferase Nco1 (Reverse)Luciferase Nco1 (Reverse) attaCCATGGTTATCAATGATGATGATGATGATGGTC (서열번호 19) attaCCATGGTTATCAATGATGATGATGATGATGGTC (SEQ ID NO: 19)

상기 표 4의 프라이머는 luxR-luxI-luciferase 컨스트럭트 제조에 사용된 프라이머이다. The primers in Table 4 are primers used in the construction of the luxR-luxI-luciferase construct.

프라이머 명칭Name of the primer 프라이머 서열 (5′→3′)The primer sequence (5 '- > 3') luxR NsiI(Forward)luxR NsiI (Forward) ttaaATGCATTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (서열번호 20)ttaaATGCATTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (SEQ ID NO: 20) luxR-2(Reverse)luxR-2 (Reverse) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (서열번호 2)AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (SEQ ID NO: 2) luxI-1(Forward)luxI-1 (Forward) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 3) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 3) luxI-araCC(Reverse)luxI-araC C (Reverse) CGCTTCAGCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(서열번호 21)
CGCTTCAGCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(SEQ ID NO: 21)
araCC(Forward)araC C (Forward) GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCT ATGGCTGAAGCGCAAAATGATC (서열번호 22)GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCT ATGGCTGAAGCGCAAAATGATC (SEQ ID NO: 22) araCC Mlu1(Reverse)araC C Mlu1 (Reverse) attaACGCGTTTATGACAACTTGACGGCTACATC (서열번호 23) attaACGCGTTTATGACAACTTGACGGCTACATC (SEQ ID NO: 23)

상기 표 5의 프라이머는 luxR-luxI-araCC 컨스트럭트 제조에 사용된 프라이머이다. The primer in Table 5 is a primer used in the construction of luxR-luxI-araC C construct.

프라이머 명칭Name of the primer 프라이머 서열(5′→3′) The primer sequence (5 '- > 3') luxR EcoR1(Forward)luxR EcoR1 (Forward) TTAAGAATTCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (서열번호 24) TTAAGAATTCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (SEQ ID NO: 24) luxR-2(Reverse)luxR-2 (Reverse) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (서열번호 2) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (SEQ ID NO: 2) luxI-1(Forward)luxI-1 (Forward) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 3)TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 3) luxI-PE38 (Reverse)luxI-PE38 (Reverse) CTTCAAACCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(서열번호 25)
CTTCAAACCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(SEQ ID NO: 25)
PE38(Forward)PE38 (Forward) GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGGTTTGAAGATGAAGAAAAGATC (서열번호 26)GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGGTTTGAAGATGAAGAAAAGATC (SEQ ID NO: 26) PE38 Xma1(Reverse)PE38 Xma1 (Reverse) ATTTACCCGGGTTACTTCAGGTCCTCGCGC (서열번호 27) ATTTACCCGGGTTACTTCAGGTCCTCGCGC (SEQ ID NO: 27)

상기 표 6의 프라이머는 luxR-luxI-Psp-TGFα-PE38 컨스트럭트 제조에 사용된 프라이머이다. The primer in Table 6 is a primer used in the construction of luxR-luxI-Psp-TGFα-PE38 construct.

프라이머 명칭 Name of the primer 프라이머 서열(5′→3′) The primer sequence (5 '- > 3') luxR EcoR1(Forward)luxR EcoR1 (Forward) TTAAGAATTCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (서열번호 24) TTAAGAATTCTTAATTTTTAAAGTATGGGCAATCAATTGC (SEQ ID NO: 24) luxR-2(Reverse)luxR-2 (Reverse) AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (서열번호 2)AAGGATAAAGAGATGGGTATGAAAGACATAAATGCC (SEQ ID NO: 2) luxI-1(Forward)luxI-1 (Forward) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (서열번호 3) TTTCATACCCATCTCTTTATCCTTTATCCTTACCTATTG (SEQ ID NO: 3) luxI-il32 his tag (Reverse)luxI-il32 his tag (Reverse) TGAAAAACTCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(서열번호 28)
TGAAAAACTCCATAGCTGTCCTCCTTTTTAATTTAAGACTGCTTTTTTAAACTGTTC
(SEQ ID NO: 28)
luxI-il32 (Reverse) luxI-il32 (Reverse) GAAAAACTCCATACCAACCTCCCTTGCGTTTATTC (서열번호 29)GAAAAACTCCATACCAACCTCCCTTGCGTTTATTC (SEQ ID NO: 29) his tag il32 (Forward)his tag il32 (Forward) AGGGAGGTTGGTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC (서열번호 30)AGGGAGGTTGGTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC (SEQ ID NO: 30) il32(Forward)il32 (Forward) GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC(서열번호 31)GTCTTAAATTAAAAAGGAGGACAGCTATGGAGTTTTTCAAAAAGACGGCAC (SEQ ID NO: 31) il32(Reverse)il32 (Reverse) CGCGGATCCTTAGTACTGATTGAAGATCTGCTG (서열번호 32)CGCGGATCCTTAGTACTGATTGAAGATCTGCTG (SEQ ID NO: 32)

상기 표 7의 프라이머는 luxR-luxI-il32β, luxR-luxI-His tag il32β, luxR-luxI-il32γ, luxR-luxI-His tag il32γ 컨스트럭트 제조에 사용된 프라이머이다.
The primers of Table 7 are primers used for the construction of luxR-luxI-il32 ?, luxR-luxI-His tag il32 ?, luxR-luxI-il32 ?, and luxR-luxI-His tag il32? Constructs.

실시예 4: luxR-mCherry, luxI-mCherry 또는 luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트의 대장균에서의 자가유도 확인 Example 4: Autoinduction of luxR-mCherry, luxI-mCherry or luxR-luxI-mCherry construct in E. coli

본 실시 예에서 자가유도 시스템이 작동되는지 확인하기 위해, 대장균 컴피턴트 세포와 luxR-mCherry, luxI-mCherry, 또는 luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트가 도입된 pBAD24 플라스미드를 각각 혼합하고, 실시 예 2에서 설명된 바와 같이 형질전환하였다. 고체배지에서 성장한 단일 콜로니를 15 ㎖ 시험관에 전배양한 후, 100 ㎖ 삼각플라스크에 1% 접종하여 37℃, 200 rpm에서 본 배양을 수행하였다. 도 3의 사진은 단일 콜로니를 37℃, 200 rpm 에서 12시간 배양한 사진이다. 도 3의 실험결과에서와 같이, 유도물질 없이 쿼럼센싱 기작에 의하여 mCherry 단백질이 발현됨을 확인하였다. 또한, SDS-PAGE 방법을 통한 단백질 발현 확인을 위해, pBAD24와 pBAD24-luxR-luxI-mCherry로 형질전환된 E. coli XL1-Blue에서 mCherry 단백질의 발현을 시간별로 샘플링하였을 때, 자가유도 물질 없이 배양 6시간 이후 mCherry 단백질이 발현됨을 확인하였다(도 4). 최종적으로 native page를 통해 본 발명의 재조합 플라스미드 pBAD24-luxR-luxI-mCherry 에서 자가유도에 의해 형광단백질 mCherry 가 과발현되었음을 확인하였다(도 5).
E. coli competent cells and pBAD24 plasmid introduced with luxR-mCherry, luxI-mCherry, or luxR-luxI-mCherry construct were respectively mixed to confirm that the self-induction system was operated in this embodiment, and in Example 2 And transformed as described. Single colonies grown on a solid medium were pre-cultured in a 15-ml test tube, inoculated 1% in a 100-ml Erlenmeyer flask, and cultured at 37 ° C and 200 rpm. 3 is a photograph of a single colony cultured at 37 DEG C and 200 rpm for 12 hours. As shown in FIG. 3, mCherry protein was expressed by a quorum sensing mechanism without an inducing substance. In order to confirm protein expression by SDS-PAGE, when the expression of mCherry protein in E. coli XL1-Blue transformed with pBAD24 and pBAD24-luxR-luxI-mCherry was sampled over time, MCherry protein was expressed after 6 hours (Fig. 4). Finally, it was confirmed through the native page that the fluorescent protein mCherry was overexpressed by self-induction in the recombinant plasmid pBAD24-luxR-luxI-mCherry of the present invention (FIG. 5).

실시예 5: 대조군(control), luxI-mCherry 또는 luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트를 포함하는 대장균의 성장 분석 및 형광 세기 측정 Example 5 Growth Assay and Fluorescence Intensity Measurements of E. coli Including Control, luxI-mCherry or luxR-luxI-mCherry Construct

본 실시 예에서 컨스트럭트내의 유전자의 발현이 자가유도되는 시점을 파악하기 위해, 대조군(control), luxI-mCherry, 또는 luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트가 도입된 pBAD24 재조합 플라스미드로 형질전환된 대장균을 상기 실시 예 4에서와 같이 본 배양하였다. 시간에 따라 시료를 샘플링하여 OD600에서 흡광도를 측정하였고, 형광의 세기는 여기(excitation) 파장 580nm와 방출(emission) 파장 610nm에서 측정하였다. 이를 기초로 성장곡선과 단백질 발현에 따른 형광세기 그래프를 작성하였다(도 6). 결과적으로, 형질전환된 대장균은 성장 저해가 없는 유도기(lag phase), 지수증식기(log phase), 정지기(stationary phase)가 나타나는 전형적인 성장곡선을 보였다. 또한, 형광세기가 지수증식기(log phase) 후기에 급격하게 증가됨을 확인할 수 있었다. 상기 결과로부터 자가유도에 의해 mCherry 형광 단백질이 지수증식기(log phase) 후기에 과발현됨을 알 수 있었다.
In order to understand when the expression of the gene in the construct is self-induced in this embodiment, E. coli transformed with pBAD24 recombinant plasmid into which a control, luxI-mCherry, or luxR-luxI-mCherry construct was introduced Were cultured as in Example 4 above. Samples were sampled over time to measure the absorbance at OD 600 and the fluorescence intensity was measured at excitation wavelength 580 nm and emission wavelength 610 nm. Based on this, a graph of fluorescence intensity according to a growth curve and protein expression was prepared (Fig. 6). As a result, the transformed Escherichia coli showed a typical growth curve with lag phase, log phase, and stationary phase without growth inhibition. In addition, it was confirmed that the fluorescence intensity rapidly increased in the late phase of the exponential phase (log phase). From the above results, it was found that the mCherry fluorescent protein was overexpressed in the late phase of the exponential phase (log phase) by self-induction.

실시예 6: luxR-mCherry, luxI-mCherry, 또는 luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트를 포함하는 대장균의 계대 배양 Example 6: Passage of Escherichia coli containing luxR-mCherry, luxI-mCherry, or luxR-luxI-mCherry construct

본 실시 예에서 luxR-mCherry, luxI-mCherry, 또는 luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트가 도입된 pBAD24 재조합 플라스미드로 형질전환된 대장균을 전배양한 후, 125 ㎖ 삼각플라스크에 1%의 농도로 접종하여 37℃, 200 rpm에서 연속으로 계대배양 하였다. 계대 배양 중에 시간에 따라 배양액을 샘플링하여 OD600 에서의 흡광도을 측정한 후, 이를 기초로 성장곡선과 형광세기를 작성하였다. 성장곡선과 형광세기는 도 7에 나타내었다. 실험 결과, 자가유도에 의한 mCherry 형광단백질의 세기는 지수증식기(log phase) 후기에 급격히 증가하는 패턴이 주기적으로 나타났다. 따라서 본 발명의 컨스트럭트에서 발현 목적 유전자는 매우 안정적이고 반복으로 발현되는 것을 확인할 수 있었다.
In this example, Escherichia coli transformed with pBAD24 recombinant plasmid introduced with luxR-mCherry, luxI-mCherry, or luxR-luxI-mCherry construct was pre-cultured and then inoculated in a 125 ml Erlenmeyer flask at a concentration of 1% And subcultured continuously at 37 DEG C and 200 rpm. During the subculture, the culture was sampled over time to measure the absorbance at OD 600 , and the growth curves and fluorescence intensities were plotted on the basis thereof. Growth curves and fluorescence intensities are shown in Fig. As a result, the intensity of mCherry fluorescent protein induced by self-induction periodically showed a sharp increase pattern in the late log phase. Therefore, it was confirmed that the expression target gene in the construct of the present invention is very stable and repeatedly expressed.

실시예 7: luxR-mCherry, luxI-mCherry, 또는 luxR-luxI-mCherry 컨스트럭트를 포함하는 대장균의 성장 분석 및 자가유도 물질의 합성 여부 확인 Example 7: Growth analysis of E. coli including luxR-mCherry, luxI-mCherry, or luxR-luxI-mCherry construct and confirmation of the synthesis of autoinducer

본 실시 예에서 본 발명의 컨스트럭트가 자가유도 물질을 합성하는지 알아보기 위해, 재조합 플라스미드 pBAD-luxR-luxI-mCherry으로 형질전환된 대장균을 실시 예 4와 같이 12 시간 동안 본 배양하였다. 준비된 시료는 6000 rpm 에서 10분 동안 원심분리하고 상층액을 취한 후, 멤브레인(0.2μm)으로 여과하여 잔류하는 고형분을 제거하였다. 이를 pBAD24 공벡터, pBAD24-luxR-mcherry, 또는 pBAD24-luxR-luxI-mcherry으로 각각 형질전환된 대장균이 배양된 LB 배지에 각각 0%, 20% 및 40%가 되도록 첨가한 후, 세포배양을 유도하였다. 배양액을 60분 단위로 샘플링하여 흡광과 형광세기를 측정하였다(도 8). pBAD24-luxR-mcherry으로 형질전환된 대장균에 상기 시료를 첨가한 결과, pBAD24-luxR-mcherry 플라스미드를 포함한 대장균에서 형광의 세기가 급격히 증가하는 결과를 확인하였다. 이 결과로부터 세포배양액에 자가유도 물질이 존재함을 확인할 수 있었다.
E. coli transformed with the recombinant plasmid pBAD-luxR-luxI-mCherry was cultured for 12 hours in the same manner as in Example 4, in order to examine whether the construct of the present invention synthesized an autoinducer. The prepared sample was centrifuged at 6000 rpm for 10 minutes, and the supernatant was taken and filtered with a membrane (0.2 mu m) to remove residual solids. The cells were added to LB medium supplemented with the pBAD24 vector, pBAD24-luxR-mcherry, or pBAD24-luxR-luxI-mcherry, respectively, in the presence of 0%, 20% and 40% Respectively. The culture solution was sampled every 60 minutes to measure the absorption and fluorescence intensities (FIG. 8). As a result of adding the above sample to E. coli transformed with pBAD24-luxR-mcherry, the fluorescence intensity rapidly increased in E. coli including pBAD24-luxR-mcherry plasmid. From these results, it was confirmed that there is an autoinducer in the cell culture.

실시예 8: pBAD-luxR-luxI-ASP(asparaginase) 재조합 플라스미드로 형질전환된 대장균에서 아스파라기나제(asparaginase) 발현 확인 Example 8: Expression of asparaginase in E. coli transformed with pBAD-luxR-luxI-ASP (asparaginase) recombinant plasmid

본 발명의 컨스트럭트를 이용하여 자가유도 기작으로 항암 유전자를 발현시키고자, 대장균 컴피턴트 세포와 상기 실시 예 3에서 제조한 재조합 플라스미드 pBAD-luxR-ASP(asparaginase), pBAD-luxI-ASP, 또는 pBAD-luxR-luxI-ASP를 각각 혼합하고 실시 예 2에서 설명된 방법으로 형질전환한 후, 실시 예 4에서 설명된 방법으로 배양하였다. 아스파라기나제(asparaginase) 발현을 확인하기 위해 SDS-PAGE를 수행한 결과, 유도물질(inducer)이 없는 경우에도 자가유도 기작에 의해 아스파라기나제(asparaginase)가 과발현됨을 알 수 있었다(도 9).
In order to express the anticancer gene by the self-induction mechanism using the construct of the present invention, Escherichia coli competent cells and the recombinant plasmids pBAD-luxR-ASP (asparaginase), pBAD-luxI-ASP pBAD-luxR-luxI-ASP were respectively mixed and transformed by the method described in Example 2, and then cultured by the method described in Example 4. [ SDS-PAGE was performed to confirm the expression of asparaginase, and asparaginase was overexpressed by the self-inducing mechanism even when no inducer was present (FIG. 9).

실시예 9: luxR-ASP, luxI-ASP, 또는 luxR-luxI-ASP 컨스트럭트를 포함하는 살모넬라균에서 아스파라기나제 발현의 확인 Example 9: Identification of expression of asparaginase in salmonella including luxR-ASP, luxI-ASP, or luxR-luxI-ASP construct

① pBAD24-luxR-luxI-ASP로 형질전환된 살모넬라(S. typhimurium)의 단백질 분석Protein analysis of Salmonella (S. typhimurium) transformed with pBAD24-luxR-luxI-ASP

살모넬라(S. typhimurium) 컴피턴트 세포와 pBAD24-luxR-ASP, pBAD24-luxI-ASP, pBAD24-luxR-luxI-ASP 재조합 플라스미드를 실시 예 2에서 설명된 방법에 따라 혼합하여 살모넬라균에 형질전환시킨 후, 선별된 단일 콜로니를 실시 예 4에서 설명된 방법과 같이 배양하면서 시간별로 샘플을 취하여 SDS-PAGE를 수행하였다. 그 결과, pBAD24-luxR-luxI-ASP 재조합 플라스미드로 형질전환된 살모넬라 균주의 OD600 = 1.04 이상의 배양액에서 아스파라기나제(asparaginase)의 발현이 현저하게 증가함을 확인할 수 있었다(도 10).
Salmonella (S. typhimurium) competent cells and pBAD24-luxR-ASP, pBAD24-luxI-ASP and pBAD24-luxR-luxI-ASP recombinant plasmids were mixed according to the method described in Example 2 and transformed into Salmonella , And a single colony selected was subjected to SDS-PAGE by taking samples over time while incubating them as described in Example 4. As a result, it was confirmed that the expression of asparaginase was remarkably increased in the culture medium of OD 600 = 1.04 or more of the Salmonella strain transformed with the pBAD24-luxR-luxI-ASP recombinant plasmid (FIG. 10).

② pBAD24-luxR-luxI-ASP로 형질전환된 살모넬라(S. typhimurium)의 분비 단백질 분석② Secretory protein analysis of Salmonella (S. typhimurium) transformed with pBAD24-luxR-luxI-ASP

상기 pBAD24-luxR-luxI-ASP 재조합 플라스미드로 형질전환된 살모넬라 균주를 시간별로 샘플링하여 12000 rpm에서 2분 원심분리한 후 상층액을 취하고, TCA 단백질 침전 프로토콜을 이용하여 단백질을 회수해 아스파라기나제의 분비 정도를 확인하였다(도 11). 그 결과, 항암 단백질인 아스파라기나제(asparaginase)의 분비가 매우 효과적으로 이루어짐을 확인하였다. 종양조직에서 항암 단백질의 분비여부가 항암효과에 크게 영향을 주기 때문에 본 발명의 발현시스템은 유용한 항암제 발현 모듈로 인-비보(in-vivo)에서 사용 가능할 것이다.
Salmonella strains transformed with the recombinant plasmid pBAD24-luxR-luxI-ASP were sampled over time and centrifuged at 12,000 rpm for 2 minutes. The supernatant was collected and the protein was recovered using the TCA protein precipitation protocol to obtain asparaginase And the degree of secretion was confirmed (Fig. 11). As a result, it was confirmed that the secretion of the anti-cancer protein asparaginase was very effective. Since the secretion of anticancer proteins in tumor tissues greatly affects the anticancer effect, the expression system of the present invention will be usable in-vivo as a useful anticancer agent expression module.

실시예 10: 동물 세포 배양과 살모넬라(S. typhimurium) 처리 후 아스파라기나제의 발현 확인Example 10: Expression of asparaginase after animal cell culture and Salmonella (S. typhimurium) treatment

본 발명의 발현 컨스트럭트가 포함된 플라스미드로 형질전환된 살모넬라 세포가 동물세포 배양액 환경에서 정상적으로 생장하며 목적 단백질의 발현을 유도하는지를 확인하였다. 마우스 대장암 세포주 CT26 세포는 10% FBS 및 1% 페니실린/스트렙토마이신을 첨가한 DMEM(high-glucose Dulbecco’s modified Eagle) 배지에서 배양하였고, 마우스 유방암 세포주 MDA-MB435 세포는 10% FBS 및 1% 페니실린/스트렙토마이신을 첨가한 RPMI 배지에서 37℃, 5% CO2 및 95% 이상의 습도를 유지하는 배양기에서 배양하였다. 각 세포주를 트립신(trypsin) EDTA 처리 후 세포를 수득하여 48-웰(well)에 104 세포수가 되도록 옮겨 24 시간 배양한 후, 발현 컨스트럭트를 지닌 플라스미드로 형질전환한 살모넬라를 자가유도 기작이 작동하기 전 상태(OD600 = 0.2 - 0.3) 까지 배양한 후 10배 농축시켜 1%가 되게 혼합하였다. 배양을 유도하며 시간 별로 샘플링하여 단백질 발현 확인을 위한 SDS-PAGE(도 12)와 생균수 측정을 위한 viable cell count 를 수행하였다(도 13). 생균수 측정은 시간별로 샘플링한 세포 배양액 20 ㎕를 1/10씩 희석하여 플레이트에 도말한 후, 14 시간 뒤 생성된 생존 콜로니의 수로 측정하였다. 실험 결과, 동물 세포 배양액에 pBAD24-luxR-ASP, pBAD24-luxI-ASP, 또는 pBAD24-luxR-luxI-ASP 플라스미드로 형질전환된 살모넬라를 접종하여 동시 배양한 경우, 살모넬라로부터 아스파라기나제가 과발현되는 것이 확인되었다(도 12). 이는 본 발명의 발현 컨스트럭트가 동물세포존재 혹은 배양액 조건에서 세포농도인식 자가유도에 의해 유도물질 없이 효율적으로 작동된다는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 살모넬라가 동물 세포와 동시 배양 시, 세포농도 인식 자가유도를 일으키기 위한 세포수인 109 세포 까지 증식함을 확인하였다(도 13). 이 실험 결과로부터 인 비보(in-vivo) 에서도 본 발명의 컨스트럭트가 잘 발현되어 작동될 수 있음을 알 수 있다.
It was confirmed that the salmonella cells transformed with the plasmid containing the expression construct of the present invention normally grow in the animal cell culture medium and induce the expression of the target protein. Mouse colorectal cancer cell line CT26 cells were cultured in DMEM (high-glucose Dulbecco's modified Eagle) medium supplemented with 10% FBS and 1% penicillin / streptomycin. The mouse breast cancer cell line MDA-MB435 cells were cultured in DMEM supplemented with 10% FBS and 1% penicillin / And cultured in RPMI medium supplemented with streptomycin in an incubator maintained at 37 ° C, 5% CO 2 and 95% or more humidity. Each cell line was treated with trypsin EDTA to obtain cells. The cells were transferred to 48-wells for 10 4 cells, cultured for 24 hours, and transformed with a plasmid carrying the expression construct, The cells were cultured to a state before operation (OD 600 = 0.2 - 0.3), and then concentrated 10 times and mixed at 1%. SDS-PAGE (Fig. 12) for confirmation of protein expression and viable cell count for viable cell count were performed (Fig. 13). The viable cell count was measured by counting the number of surviving colonies formed after 14 hours after 20 占 퐇 of the cell culture solution sampled every hour was diluted by 1/10 and plated on the plate. As a result of experiments, it was found that asparaginase was overexpressed from salmonella when inoculated with animal cell culture broth and inoculated with salmonella transformed with pBAD24-luxR-ASP, pBAD24-luxI-ASP or pBAD24-luxR-luxI-ASP plasmid (Fig. 12). This means that the expression constructs of the present invention are efficiently run without inducing agents by induction of cell concentration recognizers in animal cell or culture conditions. In addition, it was confirmed that when the salmonella of the present invention co-cultured with animal cells, it proliferated up to 10 9 cells, which is a cell number for inducing a cell concentration recognizer (FIG. 13). From these experimental results, it can be seen that the construct of the present invention can be well expressed and operated in in-vivo.

실시예 11: pBAD24-luxR-luxI-PspTGFαPE38 또는 pBAD24-luxR-luxI-PspTGFαPE38 플라스미드로 형질전환된 박테리아의 성장 및 Psp-TGFα-PE38 융합단백질 발현 Example 11 Growth of Bacteria Transformed with pBAD24-luxR-luxI-PspTGFαPE38 or pBAD24-luxR-luxI-PspTGFαPE38 Plasmid and Expression of Psp-TGFα-PE38 Fusion Protein

본 실시예에서 항암 치료를 위한 단백질 도메인이 융합된 융합 단백질 인코딩 유전자의 발현을 확인하기 위해, 대장균 컴피턴트 세포와 살모넬라 컴피턴트 세포 각각에 pBAD24-luxR-luxI-PspTGFαPE38 재조합 플라스미드를 혼합하고 실시 예 2와 같이 형질전환하였다. 또한 실시 예 4와 같이 본 배양하면서 시간별로 샘플을 취하여 SDS-PAGE를 수행하였다. 실험결과, 상기 아스파라기나제 발현에서와 같이 각 균주 내에서 세포농도인식 자가유도에 의해 유도물질 없이 Psp-TGFα-PE38 단백질이 효율적으로 발현됨을 확인하였다(도 14). 목적에 따라 Psp-TGFα-PE38 단백질을 아래 예시와 같이 holin&lysin 단백질과 같이 탑재하면 분비를 증가시킬 수 있다.
In order to confirm the expression of the fusion protein-encoding gene fused with the protein domain for the anticancer therapy in this Example, recombinant plasmids pBAD24-luxR-luxI-PspTGFαPE38 were mixed with E. coli competent cells and Salmonellacompetent cells, Respectively. Also, as in Example 4, samples were taken at different times during the main culture and subjected to SDS-PAGE. As a result of the experiment, it was confirmed that the Psp-TGFα-PE38 protein was effectively expressed without inducing the induction of cell concentration in each strain as in the expression of asparaginase (FIG. 14). Depending on the purpose, the Psp-TGFα-PE38 protein can be increased by loading it with the holin & lysin protein as shown below.

실시예 12: pBAD24-luxR-luxI-holin & lysins 플라스미드로 형질전환된 대장균 성장에 대한 holin&lycin의 영향 Example 12: Effect of holin & lycin on the growth of E. coli transformed with pBAD24-luxR-luxI-holin & lysins plasmid

본 실시 예에서 발현 컨스트럭트를 함유한 플라스미드를 갖는 균주가 목적 유전자를 효율적으로 발현하여 단백질을 분비하는지 확인하기 위해서, 대장균 컴피턴트 세포와 pBAD24-luxR-luxI-holin&lysin 재조합 플라스미드를 혼합하고 실시 예 2와 같이 형질전환하였다. 이후 실시 예 4와 같이 본 배양하면서 시간 별로 세포 배양액을 샘플링하여 흡광도를 측정하였다. 실험에 사용된 Holin&lysin 단백질은 파아지(phage)의 숙주용해 사이클에 관여하는 단백질로서 세균의 세포벽을 파괴하는 활성을 갖는다. 그 결과, 대조군에 비해 재조합 균주에서 자가유도 기작으로 발현된 holin&lysin 단백질에 의해 세포 농도가 일정 수준 이상일 때 세포 용해(cell lysis)가 일어나는 현상을 확인하였으며, 생존균수는 대조군에 비하여 99%이상 감소하였다. 현미경을 통한 live-death cell staining 결과를 통해서도 용균현상을 확인할 수 있었다(도 15). Live-death cell staining 실험에서는 initial lysis 시기에 세포의 용균이 시작되어 세포벽의 강건성이 없어져 현미경에서 동그랗게 확인된다. 상기와 같은 holin&lysin 단백질의 활성을 통해, holin&lysin 유전자를 분비가 잘되지 않는 항암유전자와 함께 탑재할 경우, 종양조직에 항암단백질을 효율적으로 분비시켜 약물효과를 크게 증진시킬 수 있을 것이다. 또한, 자가유도 기작에 의한 holin&lysin의 발현(속도) 조율을 통해 박테리아의 용균 시간을 조절할 수 있다. 이는 약물 단백질의 전달과정에서 생체 내에 약물 단백질의 생산에 필요한 시기에 따라 용균 시점을 설계/조절할 수 있음을 의미한다. 발현 속도의 조절은 LuxR 전사인자의 양을 통한 조절, 자가유도 물질 생산 유전자 LuxI 발현양 조절, LuxR 전사인자가 결합하는 cis-acting element인 프로모터의 친화도(affinity)를 조절하는 방법 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 실험에서는 luxR 프로모터 부위를 달리하여 luxR 전사인자의 발현양을 조절하는 방법을 사용하였다. LuxR 프로모터는 CEM, tac 프로모터를 각각 융합하여 재조합 프로모터를 제작하고 상기와 동일한 방법으로 형질전환하여 재조합 균주를 선별하였다. 흡광도를 측정하여 대조군과 함께 비교하였다. 그 결과, 도 15에서 확인할 수 있듯이 두개의 컨스트럭트에서 holin&lysin 단백질의 차별된 발현 속도에 의해 용균 시간이 달라짐을 확인하였다. 이로한 결과는 형질전환 박테리아 세포를 이용한 생체 내 약물단백질의 전달 시 용균 시점을 조절할 수 있으며, 따라서 필요에 따라 발현시킨 약물 단백질의 전달 수준을 조절할 수 있음을 의미한다.
In this example, E. coli competent cells and pBAD24-luxR-luxI-holin & lysin recombinant plasmids were mixed in order to confirm that the strain having the plasmid containing the expression construct efficiently expresses the gene of interest and secretes the protein, 2. Then, as in Example 4, the cell culture was sampled at different times during the main culture, and the absorbance was measured. The Holin & lysin protein used in the experiment is a protein involved in host dissolution cycle of phage, and has an activity of destroying the cell wall of bacteria. As a result, the cell lysis was observed when the cell concentration was above a certain level by the holin & lysin protein expressed by the self-inducing mechanism in the recombinant strain compared with the control group, and the number of viable cells was decreased by more than 99% . Live-death cell staining with a microscope also confirmed the lysis phenomenon (Fig. 15). In the live-death cell staining experiment, cell lysis began at the initial lysis stage, and the cell wall was no longer robust, and it was confirmed to be round in the microscope. Through the activity of the holin & lysin protein as described above, when the holin & lysin gene is loaded with the poorly secreted anti-cancer gene, the cancer drug can be efficiently secreted into the tumor tissue, thereby greatly enhancing the drug effect. In addition, the lytic time of bacteria can be controlled by the expression (rate) of holin & lysin by self-induction mechanism. This means that it is possible to design / control the lysis point according to the timing necessary for the production of the drug protein in vivo in the process of transferring the drug protein. Regulation of the expression rate is controlled by the amount of LuxR transcription factor, regulation of LuxI expression level of the autoinducer production gene, and the method of controlling the affinity of the promoter which is a cis-acting element to which LuxR transcription factor binds. But is not limited thereto. In this experiment, a method of regulating the expression level of luxR transcription factor using different luxR promoter regions was used. The LuxR promoter was prepared by fusing CEM and tac promoters to produce recombinant promoters, and transformants were transformed in the same manner as above to select recombinant strains. Absorbance was measured and compared with the control group. As a result, as shown in FIG. 15, it was confirmed that the lytic time was differentiated by the differential expression rate of the holin & lysin protein in the two constructs. These results indicate that the time point of ligation of the drug protein in vivo using the transformed bacterial cells can be controlled, and thus the delivery level of the expressed drug protein can be controlled as necessary.

실시예 13: pBAD24-luxR-luxI-AraCExample 13: pBAD24-luxR-luxI-AraC CC -ASP-AraC-ASP-AraC CC 재조합 플라스미드로 형질전환된 대장균에서의 세포농도 자가 인식과 양성 피드백에 의한 약물 발현 Identification of cell density in E. coli transformed with recombinant plasmid and expression of the drug by positive feedback

본 발명의 컨스트럭트를 함유한 플라스미드를 지닌 재조합 균주가 목적 유전자를 안정적이며 지속적으로 발현을 유도할 수 있게 하기 위한 luxR-luxI-AraCC-ASP(asparaginase)-AraCC의 구성을 갖는 발현 컨스트럭트를 제조하였다. 대장균 컴피턴트 세포와 luxR-luxI-AraCC-ASP-AraCC 컨스트럭트를 갖는 pBAD24 플라스미드를 혼합하고 실시 예 2에서와 같이 형질전환하였다. 이후 실시 예 4와 같이 12시간 본 배양한 후 SDS-PAGE를 수행하였다. 실험 결과, 항암유전자인 아스파라기나제(asparaginase)와 양성피드백 조절자인 AraCC 단백질이 과발현됨을 확인하였다(도 16). 이는 본 발명의 컨스트럭트가 세포농도인식 자가유도에 의하여 PBAD 프로모터의 양성조절작용을 하는 AraCC 단백질의 발현을 유도하여 항암 단백질이 안정적이고 지속적으로 발현되었음을 의미하는 것이다.
A recombinant strain having a plasmid containing the construct of the present invention has an expression cone having a constitution of luxR-luxI-AraC C- ASP (asparaginase) -AraC C to induce stable and constant expression of the target gene The tread was manufactured. Escherichia coli competent cells and pBAD24 plasmid with luxR-luxI-AraC C- ASP-AraC C construct were mixed and transformed as in Example 2. Then, SDS-PAGE was carried out after 12 hours of culturing as in Example 4. As a result, it was confirmed that asparaginase, an anticancer gene, and AraC C protein as a positive feedback regulator were overexpressed (FIG. 16). This means that the construct of the present invention induces the expression of AraC C protein, which is a positive regulator of the P BAD promoter by cell concentration recognizing induction, so that the anti-cancer protein is stably and continuously expressed.

실시예 14. 살모넬라를 이용한 인-비보(in-vivo) 항암 효능 Example 14. In-vivo anticancer efficacy using Salmonella

본 발명의 항암 단백질 발현 컨스트럭트를 함유한 플라스미드를 갖는 살모넬라가 생체 내(in-vivo) 항암 효과를 나타내는지 알아보기 위해서 고형암을 유도한 실험 동물 마우스에서 본 발명의 효과를 확인하였다. 5 내지 6주령인 수컷 Black 6 마우스를 다물 사이언스로부터 구입하였으며, 마우스의 성장, 실험, 안락사는 전남대학교 Animal Research Committee 에서 승인한 규정에 따라 수행하였다. 먼저 실험동물에서 피하 종양은 다음과 같이 유도하였다. 상기 실시 예 10에서 설명된 방법을 통해 인 비트로(in- vitro)에서 배양한 종양 세포를 원심분리하여 수확한 후, 100 ㎕의 PBS에 현탁하고 마우스의 오른쪽 피하에 주입하였다. 대장암 세포주인 CT26 세포 와 마우스 유방암 세포주 MDA-MB435를 각각 5 x 105 세포수로 사용하였다. 본 발명의 항암 단백질 발현 살모넬라를 하룻밤 동안 배양하여 PBS에 현탁한 후 4.5 x 107 세포를 1cc의 인슐린 실린지를 이용하여 각 실험군 별로 종양이 형성된 3 마리의 마우스 꼬리의 정맥 부분에 주사하였다. 대장암세포 투여 23일 후, 대장암조직의 크기를 측정하였다. 종양 크기(mm3)는 부피 공식(가로 x 세로 x 높이)/2을 적용하여 결정하였다. 그 결과, PBS 투여한 대조군에 비하여 항암 단백질을 발현하는 살모넬라를 투여한 경우, 대장암조직의 크기가 감소하였다(도 17). 따라서 동물 내에서 세포농도인식 자가유도에 의해 유도물질 없이 효율적으로 항암 단백질이 발현되어 암세포를 치료하는 것을 확인하였다.
The effect of the present invention was confirmed in an animal mouse in which solid tumors were induced to examine whether Salmonella having the plasmid containing the anti-cancer protein expression construct of the present invention exhibited the anti-cancer effect in vivo. Male Black 6 mice, 5 to 6 weeks of age, were purchased from Multiscience, and mouse growth, experimentation, and euthanasia were performed according to the regulations approved by Chonnam National University Animal Research Committee. First, subcutaneous tumors were induced in the experimental animals as follows. The tumor cells cultured in vitro through the method described in Example 10 were harvested by centrifugation, suspended in 100 μl of PBS, and injected subcutaneously to the right side of the mouse. CT26 cells as a colon cancer cell line and MDA-MB435 mouse breast cancer cell line were used as 5 x 10 5 cells, respectively. Anticancer Protein Expression of the Present Invention Salmonella was cultured overnight and suspended in PBS. 4.5 x 10 7 cells were injected into the vein portions of three mouse tails in which tumors were formed in each experimental group using 1 cc of insulin syringe. 23 days after administration of colon cancer cells, the size of colon cancer tissue was measured. Tumor size (mm 3 ) was determined by applying the volume formula (width x height x height) / 2. As a result, when Salmonella expressing the anti-cancer protein was administered compared to the control group administered with PBS, the size of the colon cancer tissue was decreased (Fig. 17). Therefore, it has been confirmed that cancer cells are efficiently treated by inducing cell concentration recognizing agent in animal, without inducing substance, to treat cancer cells.

실시예 15 : pBAD24-luxR-luxI-luciferase 재조합 플라스미드로 형질전환된 대장균의 성장 및 루시퍼라제(luciferase) 발현Example 15: Growth of E. coli transformed with recombinant plasmid pBAD24-luxR-luxI-luciferase and expression of luciferase

루시퍼라제는 인 비트로(in-vitro) 및 인 비보(in-vivo)에서 유전자의 조절과 기능을 연구하기 위해 사용되는 리포터(reporter) 단백질로 산소를 이용한 산화 반응을 촉매함으로써 빛을 발생한다. 본 발명의 유전자 발현 시스템에서의 발현 목적 유전자가 인 비보(in-vivo)의 암세포 부위에서 발현되는지를 확인하기 위해 luxR-luxI-luciferase 컨스트럭트를 제작하였다. 대장균 컴피턴트 세포와 pBAD24-luxR-luxI-luciferase 재조합 플라스미드를 혼합하고 실시 예 2에서 설명된 방법과 같이 형질전환하였다. 이후 실시 예 4에서 설명된 방법과 같이 12시간 본 배양하고 시간별로 샘플링하여 루시퍼라아제(luciferase) 활성을 분석하였다. 세포 배양액을 4,000 rpm 에서 5분 동안 원심분리하여 상층액을 제거한 후, pH 7.0의 인산염 완충수(PBS)를 이용하여 세척하였다. 레닐라 루시퍼라제 활성을 측정하기 위하여, pH 7.0의 100 ml의 인산염 완충수(PBS)에 0.5 mg의 코엘렌테라진(coelenterazine)을 첨가한 후, 루미노미터(모델 infinite M200; TECAN, austria)에 의해 10초 동안의 광자 카운팅을 행한 후, 100 ㎕의 세포 배양액을 분석하였다. 그 결과, 세포 배양 7시간 경과 후 대조군과 비교하여 루시퍼라제 활성이 크게 증가함을 알 수 있었고, 자가유도에 의한 발현으로 특정한 시기에 루시퍼라제의 활성이 증가함을 알 수 있었다(도 18). 따라서 본 발명의 자가유도 시스템에 의해 루시퍼라제가 발현되어 활성을 나타냄을 확인하였다.
Luciferase is a reporter protein used to study the regulation and function of genes in vitro and in vivo, generating light by catalyzing an oxidation reaction using oxygen. The luxR-luxI-luciferase construct was constructed to confirm expression of the gene of interest in the gene expression system of the present invention in the in-vivo cancer cell region. Escherichia coli competent cells and recombinant plasmid pBAD24-luxR-luxI-luciferase were mixed and transformed as described in Example 2. Then, the cells were cultured for 12 hours in the manner described in Example 4, and sampled by time to analyze luciferase activity. The cell culture was centrifuged at 4,000 rpm for 5 minutes to remove supernatant, and then washed with phosphate buffered saline (PBS) at pH 7.0. To measure Renilla luciferase activity, 0.5 mg of coelenterazine was added to 100 ml of phosphate buffered saline (PBS) at pH 7.0, and then incubated with a luminometer (model infinite M200; TECAN, austria) After photon counting for 10 seconds, 100 占 퐇 of cell culture was analyzed. As a result, it was found that luciferase activity was significantly increased after 7 hours of cell culture, and that the expression of luciferase by self-induction increased the activity of luciferase at a specific time (FIG. 18). Thus, it was confirmed that luciferase was expressed and exhibited activity by the self-induction system of the present invention.

실시예 16: 살모넬라를 이용한 인 비보(in-vivo) 종양 세포의 모니터링 Example 16: Monitoring of in-vivo tumor cells using Salmonella

상기 실시 예 10에서와 같이 고형암을 유도한 실험 동물 마우스에서 암세포 분포를 확인하였다. 상기 실시 예 15에서 제조한 pBAD24-luxR-luxI-luciferase 플라스미드로 형질전환되어 루시퍼라제를 발현하는 살모넬라를 하룻밤 동안 배양하여 PBS에 현탁한 후 3.7 x 107 세포를 1cc의 인슐린 실린지를 이용하여 종양이 형성된 마우스 꼬리의 정맥 부분에 주사하였다. 이때, 생체 내(in-vivo) 발광 영상 모니터링 방법은 다음과 같다. D-루시페린을 3 mg/㎖의 농도가 되도록 PBS에 녹이고 0.2 ㎛의 주사기 필터기(syringe filter)를 사용하여 여과하였다. 이미지 대상인 실험동물 쥐에 3 mg/㎖ D-루시페린의 100 ㎕를 30 게이지 바늘(gage needle)을 이용하여 복강주사를 한 후, 15분이 경과한 시점에서 이소푸루란(isoflurane, 2%) 또는 케타민(ketamine, 200 mg/kg)과 자일라진(xylazine, 10 mg/kg)의 혼합액으로 마취하고 IVIS 200을 사용하여 1분간 노출시켜 발광 정도를 측정하였다. 그 결과, 암세포 부근에서 자가유도된 루시퍼라제 의한 발광을 확인할 수 있었다(도 19). 따라서 본 발명은 생체 내(in-vivo) 암세포의 증식 및 전이를 구체적으로 검측할 수 있고, 항암 신약의 생체 내(in-vivo) 활성 분석 등에 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
The distribution of cancer cells was confirmed in an animal mouse in which solid tumor cells were induced as in Example 10 above. Luciferase-expressing salmonella transformed with the pBAD24-luxR-luxI-luciferase plasmid prepared in Example 15 was suspended in PBS overnight, and then 3.7 x 10 7 cells were inoculated with 1 cc of insulin syringe. And injected into the vein portion of the formed mouse tail. In this case, the in-vivo emission image monitoring method is as follows. D-luciferin was dissolved in PBS to a concentration of 3 mg / ml and filtered using a 0.2 탆 syringe filter. 100 μl of 3 mg / ml D-luciferin was intraperitoneally injected into the experimental animal rats using a 30-gauge needle. After 15 minutes, isoflurane (2%) or ketamine (xylazine, 10 mg / kg) and IVIS 200 for 1 min to measure the degree of luminescence. As a result, luminescence by self-induced luciferase could be confirmed in the vicinity of cancer cells (Fig. 19). Therefore, the present invention can specifically detect the proliferation and metastasis of cancer cells in vivo, and can be very useful for in vivo activity analysis of anti-cancer drugs.

실시예 17: 본 발명의 컨스트럭트를 이용한 대장균에서의 il32β, His-tag il32β, il32γ, 및 His-tag il32γ 단백질 발현 Example 17: Expression of il32?, His-tag il32?, Il32?, And His-tag il32? Protein in Escherichia coli using the construct of the present invention

상기 실시 예에서 본 발명의 발현 컨스트럭트가 목적 유전자를 가용성으로 과발현을 유도함을 확인하였다. 산업 및 의학용으로 활용되고 있는 단백질을 안정적으로 과발현시키고자 본 발명의 발현 컨스트럭트 시스템을 사용하여 인간 유래 사이토카인을 과발현시켰다. 대장균 컴피턴트 세포와 luxR-luxI-il32β, luxR-luxI-His-tag il32β, luxR-luxI-il32γ, luxR-luxI-His-tag il32γ의 컨스트럭트가 포함된 pBAD24 플라스미드를 혼합하고 실시 예 2에서와 같이 형질전환하였다. 이후 실시 예 4에서와 같이 12시간 본 배양하고 SDS-PAGE와 정제된 항-human IL-32αβδ(50/100 , BioLegend, num: 513601) 항체를 이용하여 니트로셀룰로오스 멤브레인(Amersham Biosciences)으로 옮긴 단백질을 ECL(enhanced chemoluminescence) 키트 (Amersham Biosciences)를 처리하여 웨스턴 블로팅를 수행하였다. 그 결과, 전형적인 방법으로는 발현량이 매우 적거나 난발현되는 il32 단백질들이 유도물질(inducer)이 없이도 가용성으로 과발현됨을 확인하였다(도 20). 재조합 발현 벡터로 형질전환된 박테리아를 이용한 발효공정은 고가의 유도물질(inducer), 예를 들면 IPTG(isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside)와 같은 합성화합물 유도물질이 필요한 유도 시스템을 사용하기 때문에 의료용 단백질의 생산이나 저가의 산업용 효소의 대량생산에 이용하기에는 경제성이 떨어진다. 따라서 본 발명의 컨스트럭트를 이용할 경우 유도물질 없이 목적 단백질을 과발현시킬 수 있어 발효 공정의 생산단가를 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 발효 공정에서 본 발명의 자가유도 holin&lysin 발현시스템을 적용할 경우, 세포 파쇄 과정이 생략되어 유용 단백질의 분리 공정을 보다 효율적으로 수행할 수 있을 것이다. In the above examples, it was confirmed that the expression construct of the present invention induces overexpression of the target gene in a soluble form. Human-derived cytokines were overexpressed using the expression construct system of the present invention in order to stably overexpress the proteins used for industrial and medical purposes. Escherichia coli competent cells were mixed with pBAD24 plasmid containing constructs of luxR-luxI-il32?, LuxR-luxI-His-tag il32 ?, luxR-luxI-il32 ?, and luxR-luxI-His-tag il32? Respectively. Subsequently, the cells were cultured for 12 hours as in Example 4, and proteins transferred to nitrocellulose membranes (Amersham Biosciences) using SDS-PAGE and purified anti-human anti-human IL-32αβδ (50/100, BioLegend, num: 513601) Western blotting was performed by treating the ECL (enhanced chemoluminescence) kit (Amersham Biosciences). As a result, it was confirmed that il32 proteins, which express very little or omnipotent expression, are overexpressed in a soluble form without an inducer by a typical method (Fig. 20). Since the fermentation process using the bacteria transformed with the recombinant expression vector uses an induction system which requires an expensive inducer, for example, a synthetic compound inducer such as IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside) And it is not economical to use it for mass production of low-priced industrial enzymes. Therefore, when the construct of the present invention is used, it is expected that the target protein can be overexpressed without inducing substance, thereby lowering the production cost of the fermentation process. In addition, when the self-induced holin & lysin expression system of the present invention is applied in the fermentation process, the cell disruption process is omitted, and the process for separating useful proteins can be performed more efficiently.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

<110> Industry Foundation of Chonnam National University <120> Auto-Cell Concentration Recognition Auto-Inducible Expression System For Which Inducer Is Not Required and Use Thereof <130> PN140185 <160> 37 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 1 cgcggatcct taatttttaa agtatgggca atcaattgc 39 <210> 2 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 2 aaggataaag agatgggtat gaaagacata aatgcc 36 <210> 3 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 3 tttcataccc atctctttat cctttatcct tacctattg 39 <210> 4 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 4 cgcggatccc tctttatcct ttatccttac ctattg 36 <210> 5 <211> 56 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 5 cttgctcacc atagctgtcc tcctttttaa tttaagactg cttttttaaa ctgttc 56 <210> 6 <211> 44 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 6 gtcttaaatt aaaaaggagg 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135 140 Thr Ser Thr Ala Ile Glu Arg Phe Leu Lys Arg Ile Lys Val Pro Cys 145 150 155 160 His Arg Ile Gly Asp Lys Glu Ile His Val Leu Gly Asp Thr Lys Ser                 165 170 175 Val Val Leu Ser Met Pro Ile Asn Glu Gln Phe Lys Lys Ala Val Leu             180 185 190 Asn     <210> 35 <211> 419 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> AraCc <400> 35 Met Ala Glu Ala Gln Asn Asp Pro Leu Leu Pro Gly Tyr Ser Val Arg   1 5 10 15 Glu Ala Cys Gln Tyr Ile Ser Asp His Leu Ala Asp Ser Asn Phe Asp              20 25 30 Ile Ala Ser Val Ala Gln His Val Cys Leu Ser Ser Ser Ser Leu Ser          35 40 45 His Leu Phe Arg Gln Gln Leu Gly Ile Ser Val Leu Ser Trp Arg Glu      50 55 60 Asp Gln Arg Ile Ser Gln Ala Lys Leu Leu Leu Ser Thr Thr Arg Met  65 70 75 80 Pro Ile Ala Thr Val Gly Arg Asn Val Gly Phe Asp Asp Gln Leu Tyr                  85 90 95 Phe Ser Arg Val Phe Lys Lys Cys Thr Gly Ala Ser Pro Ser Glu Phe             100 105 110 Arg Ala Gly Cys Glu Glu Lys Val Asn Asp Val Ala Val Lys Leu Ser         115 120 125 Asn Glu Ser Leu His Pro Gly Pro Pro Met Asp Asn Arg Phe Asn Ala     130 135 140 His Leu Val Ala Gly Leu Thr Pro Ile Glu Ala Asn Gly Tyr Leu Asp 145 150 155 160 Phe Phe Ile Asp Arg Pro Leu Gly Met Lys Gly Tyr Ile Leu Asn Leu                 165 170 175 Thr Ile Arg Gly Gln Gly Val Val Lys Asn Gln Gly Arg Glu Phe Val             180 185 190 Cys Arg Pro Gly Asp Ile Leu Leu Phe Pro Pro Gly Glu Ile His His         195 200 205 Tyr Gly Arg His Pro Glu Ala Arg Glu Trp Tyr His Gln Trp Val Tyr     210 215 220 Phe Arg Pro Arg Ala Tyr Trp His Glu Trp Leu Asn Trp Pro Ser Ile 225 230 235 240 Phe Ala Asn Thr Gly Phe Phe Arg Pro Asp Glu Ala His Gln Pro His                 245 250 255 Phe Ser Asp Leu Phe Gly Gln Ile Ile Asn Ala Gly Gln Gly Glu Gly             260 265 270 Arg Tyr Ser Glu Leu Leu Ale Ile Asn Leu Leu Glu Gln Leu Leu Leu         275 280 285 Arg Arg Met Glu Ala Ile Asn Glu Ser Leu His Pro Pro Met Asp Asn     290 295 300 Arg Val Glu Ala Cys Gln Tyr Ile Ser Asp His Leu Ala Asp Ser 305 310 315 320 Asn Phe Asp Ile Ala Ser Val Ala Gln His Val Cys Leu Ser Ser Ser                 325 330 335 Arg Leu Ser His Leu Phe Arg Gln Gln Leu Gly Ile Ser Val Leu Ser             340 345 350 Trp Arg Glu Asp Gln Arg Ile Ser Gln Ala Lys Leu Leu Leu Ser Thr         355 360 365 Thr Arg Met Pro Ile Ala Thr Val Gly Arg Asn Val Gly Phe Asp Asp     370 375 380 Gln Leu Tyr Phe Ser Arg Val Phe Lys Lys Cys Thr Gly Ala Ser Pro 385 390 395 400 Ser Glu Phe Arg Ala Gly Cys Glu Glu Lys Val Asn Asp Val Ala Val                 405 410 415 Lys Leu Ser             <210> 36 <211> 79 <212> DNA <213> Vibrio fischeri <400> 36 ctctttatcc tttatcctta cctattgttt gtcgcaagtt ttgcgtgtta tatatcatta 60 aaacggtaat ggattgaca 79 <210> 37 <211> 140 <212> DNA <213> Vibrio fischeri <400> 37 tttgattcta ataaattgaa tttttgtcac actattgtat cgctgggaat acaattactt 60 aacataagca cctgtaggat cgtacaggtt tacgcaagaa aatggtttgt tatagtcgaa 120 taaacgcaag ggaggttggt 140

Claims (22)

(ⅰ) LuxR 프로모터에 작동적으로 연결된 아실 호모세린 락톤(AHL) 결합 단백질인 LuxR 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; (ⅱ) LuxI 프로모터에 작동적으로 연결된 AHL 합성 효소인 LuxI 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; (ⅲ) LuxI 프로모터에 작동적으로 연결된 서열번호 35의 아미노산 서열로 이루어지는 AraCc 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; 및 (ⅳ) PBAD 프로모터에 작동적으로 연결된 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자 인코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하고, 상기 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자의 발현이 자가세포농도 인식에 의해 자가유도되어 안정적으로 지속발현되는 것을 특징으로 하는 컨스트럭트.
(I) a LuxR protein encoding nucleotide sequence which is an acyl homoserine lactone (AHL) binding protein operatively linked to the LuxR promoter; (Ii) a LuxI protein encoding nucleotide sequence which is an AHL synthase operatively linked to a LuxI promoter; (Iii) an AraC c protein encoding nucleotide sequence consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 35 operatively linked to the LuxI promoter; And (iv) a protein or nucleic acid molecule encoding nucleotide sequence operatively linked to the P BAD promoter, wherein the expression of the protein or nucleic acid molecule for expression is self-induced by autologous cell concentration recognition, Wherein the second component is a second component.
제 1 항에 있어서, 상기 AHL과 결합한 AHL 결합 단백질인 LuxR 단백질은 상기 (ⅱ) 및 (ⅲ) 에서의 LuxI 프로모터에 결합하여 AHL 합성 효소인 LuxI 단백질, 및 AraCc 단백질의 전사를 촉진하고, 상기 AraCc 단백질은 상기 (iv)의 PBAD 프로모터에 결합하여 발현 목적의 단백질 또는 핵산 분자의 전사를 촉진하는 것을 특징으로 하는 컨스트럭트.
The method according to claim 1, wherein the LuxR protein, which is an AHL binding protein in combination with the AHL, binds to the LuxI promoter in (ii) and (iii) to promote transcription of LuxI protein and AraC c protein, Wherein the AraC c protein binds to the P BAD promoter of (iv) to promote transcription of a protein or nucleic acid molecule for expression purposes.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 발현 목적의 단백질 또는 핵산분자는 항암단백질, 형광단백질, 발광단백질, 세포용해단백질, 안티센스 뉴클레오타이드, siRNA, shRNA, 또는 miRNA인 것을 특징으로 하는 컨스트럭트.
The construct of claim 1, wherein the protein or nucleic acid molecule for expression is an anti-cancer protein, a fluorescent protein, a luminescent protein, a cytolytic protein, an antisense nucleotide, siRNA, shRNA or miRNA.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 (ⅳ)의 PBAD 프로모터에 AraCc 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열이 작동적으로 더욱 연결된 것을 특징으로 하는 컨스트럭트.
2. The construct of claim 1, wherein the Ara B c protein encoding nucleotide sequence is further operatively linked to the P BAD promoter of (iv).
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 (iv)의 PBAD 프로모터에 작동적으로 연결된 발현 목적의 단백질은 Holin&lysin 단백질을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨스트럭트.
The construct of claim 1, wherein the protein of expression purpose operatively linked to the P BAD promoter of (iv) comprises Holin & lysin protein.
제 9 항에 있어서, 상기 (iv)의 PBAD 프로모터에 작동적으로 연결된 발현 목적 단백질은 난분비성 항암단백질을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 컨스트럭트.
The construct of claim 9, wherein the expressed protein of interest operatively linked to the P BAD promoter of (iv) further comprises an anti-cancer anti-cancer protein.
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 7항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항의 컨스트럭트를 포함하는 재조합 벡터.
A recombinant vector comprising the construct of any one of claims 1, 2, 4, 7, 9 and 10.
제 11 항의 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포.
12. A host cell transformed with the recombinant vector of claim 11.
제 12 항에 있어서, 상기 숙주세포는 박테리아인 것을 특징으로 하는 숙주세포.
13. The host cell of claim 12, wherein said host cell is a bacterial.
제 13 항에 있어서, 상기 박테리아는 에스케리치아 속(Escehreichia sp.), 살모넬라 속 (Salmonellae sp.), 헬리코박터 속(Helicobacter sp.), 예르시니아 속(Yersinia sp.), 쉬겔라 속(Shigella sp.), 엔테로박터 속(Enterobacter sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 레지오넬라 속(Legionella sp.), 헤모필러스 속(Hemophilus sp.), 네이세리아 속(Neisseria sp.), 세라티아 속(Serratia sp.), 프로테우스 속 (Proteus sp.), 브루셀라 속(Brucella sp.), 시트로박터 속(Citrobacter sp.), 스테노트로포모나스 속(Stenotrophomonas sp.), 모락셀라 속(Moraxella sp.), 브델로비브리도 속(Bdellovibrio sp.) 또는 클레브시엘라 속(Klebsiella sp.) 세균인 것을 특징으로 하는 숙주세포.
14. The method of claim 13, wherein the bacteria is selected from the group consisting of Escehreichia sp., Salmonella sp., Helicobacter sp., Yersinia sp., Shigella sp. , Enterobacter sp., Pseudomonas sp., Legionella sp., Hemophilus sp., Neisseria sp., Serratia sp. The genus Serratia sp., Proteus sp., Brucella sp., Citrobacter sp., Stenotrophomonas sp., Moraxella sp. sp.), Bdellovibrio sp., or Klebsiella sp. bacterium.
제 12 항의 형질전환된 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 치료용 약제학적 조성물.
12. A pharmaceutical composition for treating tumors, comprising the transformed host cell of claim 12 as an active ingredient.
삭제delete 제 12 항의 형질전환된 숙주세포를 유효성분으로 포함하는 종양 조직 이미지용 조성물.
13. A composition for tumor tissue imaging comprising the transformed host cell of claim 12 as an active ingredient.
다음의 단계를 포함하는 세포 발효를 통해 단백질을 생산하는 방법:
(a) (ⅰ) LuxR 프로모터에 작동적으로 연결된 아실-호모세린 락톤(AHL) 결합 단백질인 LuxR 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; (ⅱ) LuxI 프로모터에 작동적으로 연결된 AHL 합성 효소인 LuxI 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; (ⅲ) Lux I 프로모터에 작동적으로 연결된 서열번호 35의 아미노산 서열로 이루어지는 AraCc 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열; 및 (iv) PBAD 프로모터에 작동적으로 연결된 발현 목적의 단백질 인코딩 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 컨스트럭트를 제조하는 단계;
(b) 상기 제조된 컨스트럭트를 포함하는 재조합 벡터를 제조하는 단계;
(c) 상기 제조된 재조합 벡터를 숙주세포에 형질전환시키는 단계; 및
(d) 상기 제조된 형질전환된 숙주세포를 배양하여 발현 목적 단백질을 발현시키는 단계.
A method for producing a protein through cell fermentation comprising the steps of:
(a) (i) a LuxR protein encoding nucleotide sequence which is an acyl-homoserine lactone (AHL) binding protein operatively linked to the LuxR promoter; (Ii) a LuxI protein encoding nucleotide sequence which is an AHL synthase operatively linked to a LuxI promoter; (Iii) an AraC c protein encoding nucleotide sequence consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 35 operatively linked to the Lux I promoter; And (iv) constructing a construct comprising a protein encoding nucleotide sequence of expression interest operatively linked to a P BAD promoter;
(b) preparing a recombinant vector comprising the constructed construct;
(c) transforming the prepared recombinant vector into a host cell; And
(d) culturing the transformed host cell to express the expressed protein of interest.
제 18 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 AHL과 결합한 상기 AHL 결합 단백질인 LuxR 단백질은 상기 (ⅱ) 및 (ⅲ)에서의 LuxI 프로모터에 결합하여 AHL 합성 효소인 LuxI 단백질 및 AraCc 단백질의 전사를 촉진하고, 상기 AraCc 단백질은 상기 (iv)의 PBAD 프로모터에 결합하여 발현 목적의 단백질의 전사를 촉진하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. The method of claim 18, wherein the AHL-binding protein of LuxR protein in combination with AHL in the step (a) is the (ⅱ) combines the LuxI promoter in and (ⅲ) AHL synthase is LuxI protein and transfer of the AraC c protein , And the AraC c protein binds to the P BAD promoter of (iv) to promote transcription of a protein of interest for expression.
삭제delete 제 18 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 (iv)에서의 발현 목적 단백질은 Holin&lysin 단백질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. The method according to claim 18, wherein the expressed protein of interest in step (iv) of step (a) comprises a Holin & lysin protein.
제 18 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 (iv)의 발현 목적 단백질은 난발현성 또는 난분비성 단백질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. The method of claim 18, wherein the expressed protein of (iv) in step (a) further comprises a hailed or non-hailed protein.
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