KR102576635B1 - A cell line which is knock out LAMP2C gene and a method of producing target genes of interests using the same - Google Patents

A cell line which is knock out LAMP2C gene and a method of producing target genes of interests using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주, 및 해당 세포주를 활용하여 목적 유전자의 발현량을 증가시키는 방법 등에 관한 것이다. 본 발명은 세포 내 핵산 분해에 중요한 역할을 할 수 있는 리소좀 막단백질 LAMP2C 유전자를 HEK293 세포주를 모델로 하는 인간 세포주 내에서 녹아웃 시킴으로써, 세포 내 형질감염으로 도입된 플라스미드로부터 목적 외래 유전자의 발현량을 향상시킴과 동시에 유전체로 도입되어 목적 유전자 또는 단백질을 안정적으로 발현시키는 바, 목적 단백질의 발현 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 외래 유전자 전달을 통해 제조되는 단백질 제제 바이오 의약품 및 유전자 치료제에 활용될 수 있다.The present invention relates to a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out, and a method of increasing the expression level of a target gene using the cell line. The present invention improves the expression level of the target foreign gene from a plasmid introduced through intracellular transfection by knocking out the lysosomal membrane protein LAMP2C gene, which can play an important role in intracellular nucleic acid degradation, in a human cell line modeled after the HEK293 cell line. As it is introduced into the genome and stably expresses the target gene or protein, the expression efficiency of the target protein can be improved. Therefore, the present invention can be used in protein biopharmaceuticals and gene therapy products manufactured through foreign gene transfer.

Description

LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주 및 이를 이용한 목적 유전자의 생산 방법{A cell line which is knock out LAMP2C gene and a method of producing target genes of interests using the same}A transgenic human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out and a method for producing a target gene using the same {A cell line which is knock out LAMP2C gene and a method of producing target genes of interests using the same}

본 발명은 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주, 및 해당 세포주를 활용하여 목적 유전자의 발현량을 증가시키는 방법 등에 관한 것이다.The present invention relates to a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out, and a method of increasing the expression level of a target gene using the cell line.

비바이러스 벡터를 활용한 포유동물 세포의 형질감염(transfection)은 일시적 유전자 발현(Transient Gene Expression, TGE) 기반 치료용 단백질 생산, 플라스미드 기반 위치 특이적 유전자 삽입, 및 유전자 치료에 필수적이다. TGE를 사용한 재조합 단백질 생산은 다양한 치료 단백질 후보를 스크리닝하고, 전임상 평가를 위한 단백질 시료를 제조하는 빠르고 효과적인 기술이다. 그러나 안정적인 유전자 발현(stable gene expression, SGE)을 사용하는 것에 비해 상대적으로 낮은 단백질 수율과 생산 규모로 인한 한계가 있다. 효과적인 TGE를 위해서는 형질감염 된 플라스미드가 세포내 이입과 같은 진입 경로를 통해 원형질막을 가로지른 후 엔도좀/리소좀 구획에서 탈출한 다음, DNA 분해, 리소좀 분해 및 핵 외피와 같은 여러 세포 내 장벽을 효율적으로 통과하여 핵에 도달하여야 한다.Transfection of mammalian cells using non-viral vectors is essential for transient gene expression (TGE)-based therapeutic protein production, plasmid-based site-specific gene insertion, and gene therapy. Recombinant protein production using TGE is a rapid and effective technique to screen various therapeutic protein candidates and prepare protein samples for preclinical evaluation. However, compared to using stable gene expression (SGE), there are limitations due to relatively low protein yield and production scale. Effective TGE requires that the transfected plasmid cross the plasma membrane through an entry route such as endocytosis, then escape from the endosomal/lysosomal compartment, and then efficiently overcome multiple intracellular barriers such as DNA degradation, lysosomal degradation, and the nuclear envelope. It must pass through and reach the core.

데옥시리보뉴클레아제(deoxyribonuclease, DNase) I, DNase II 및 DNase I-like III를 포함한 세포질 뉴클레아제는 형질감염되거나 주입된 플라스미드의 세포질 분해와 관련이 있다. 이전 연구에서 형질감염된 플라스미드가 세포질, 엔도솜, 리소솜 및 핵과 같은 다양한 세포 영역에 위치한다는 것이 입증되었고, 형질감염 된 플라스미드의 약 50%는 엔도/리소좀 구획에 위치하며 유사분열 동안 세포질에 다시 노출된다. Extranuclear DNase는 플라스미드 분해의 원인 중 하나이며, 이의 녹아웃(KO)은 형질감염 효율을 향상시킬 수 있다. DNase를 표적화하는 것 외에도 세포 내 플라스미드의 일부가 리소좀으로 이동한다는 점을 감안할 때, 플라스미드의 리소좀 분해를 방지하는 것은 플라스미드 가용성을 극대화하는 또 다른 전략이 될 수 있다. 최근 연구에서는 RNA와 DNA가 직접 리소좀으로 수송된 후 분해되는 RNautophagy/DNautophagy(RDA)라고 하는 리소좀 매개 핵산 분해 시스템의 중요성이 강조되고 있으며, 리소좀 막 단백질인 LAMP2C와 SIDT2가 주요한 역할을 한다고 알려져 있다.Cytoplasmic nucleases, including deoxyribonuclease (DNase) I, DNase II, and DNase I-like III, are involved in the cytoplasmic degradation of transfected or injected plasmids. Previous studies have demonstrated that transfected plasmids are located in various cellular regions such as cytoplasm, endosomes, lysosomes, and nucleus, and approximately 50% of transfected plasmids are located in the endo/lysosomal compartment and are re-exposed to the cytoplasm during mitosis. do. Extranuclear DNase is one of the causes of plasmid degradation, and its knockout (KO) can improve transfection efficiency. In addition to targeting DNase, given that a portion of intracellular plasmids migrate to lysosomes, preventing lysosomal degradation of plasmids could be another strategy to maximize plasmid availability. Recent studies have emphasized the importance of a lysosomal-mediated nucleic acid degradation system called RNautophagy/DNautophagy (RDA), in which RNA and DNA are directly transported to lysosomes and then degraded, and the lysosomal membrane proteins LAMP2C and SIDT2 are known to play a major role.

LAMP2 isoform 중 하나인 리소좀 막 단백질 LAMP2C는 아르기닌 및 라이신과 같은 염기성 아미노산을 포함하는 짧은 C-말단 세포질 꼬리를 가지고 있고, 뉴클레오티드 올리고머와 결합할 수 있는 수용체이다. 반면에 SIDT2는 ATP 의존적 방식으로 DNA 또는 RNA를 리소좀으로 직접 흡수하는 데 관여하는 리소좀 막 수송체로 알려져 있다. 현재까지 LAMP2C와 SIDT2 사이의 상호 작용이 RDA에 관여하는 것으로 밝혀지고 있으나, 두 단백질과 플라스미드 전달 사이의 관계에 대해서는 알려진 것이 없는 실정이다.The lysosomal membrane protein LAMP2C, one of the LAMP2 isoforms, has a short C-terminal cytoplasmic tail containing basic amino acids such as arginine and lysine, and is a receptor that can bind nucleotide oligomers. On the other hand, SIDT2 is known as a lysosomal membrane transporter involved in direct uptake of DNA or RNA into lysosomes in an ATP-dependent manner. To date, the interaction between LAMP2C and SIDT2 has been shown to be involved in RDA, but nothing is known about the relationship between the two proteins and plasmid transfer.

이에, 플라스미드의 리소좀 분해에 따른 잠재적 TGE 효율 감소를 줄이고 외래 도입 유전자 발현 효율 증대를 위해, 본 발명자들은 LAMP2C 및 SIDT2를 제거한 대표적인 산업용 동물세포주인 Human embryonic kidney 293(HEK293) 및 Chinese hamster ovary(CHO) 세포주를 제조하였으며, TGE 기반 리포터 단백질 생산 수준과 여러 녹아웃 세포주의 형질감염 효율을 평가하여 이 두 유전자의 세포 유형 의존적 효과를 확인하였다. 그 결과, 이 발명을 통해 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 인간 세포주가 야생형 숙주 세포주와 비교하여 TGE 기반 재조합 단백질 생산성이 우수함을 확인하였고, 안정적 세포주(stable cell line)를 제조하였을 때에도 야생형 숙주 세포주에 비해 재조합 단백질 생산성 및 단위 외래 유전자 당 mRNA 발현 수준이 우수함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, in order to reduce the potential decrease in TGE efficiency due to lysosomal degradation of the plasmid and to increase the expression efficiency of foreign introduced genes, the present inventors used human embryonic kidney 293 (HEK293) and Chinese hamster ovary (CHO), representative industrial animal cell lines, in which LAMP2C and SIDT2 were removed. Cell lines were prepared, and the level of TGE-based reporter protein production and transfection efficiency of several knockout cell lines were evaluated to confirm the cell type-dependent effects of these two genes. As a result, through this invention, it was confirmed that the human cell line in which the LAMP2C gene was knocked out was superior in TGE-based recombinant protein productivity compared to the wild-type host cell line, and even when a stable cell line was manufactured, the recombinant protein protein was compared to the wild-type host cell line. The present invention was completed by confirming that productivity and mRNA expression level per unit foreign gene were excellent.

대한민국 공개특허공보 제10-2022-0016957호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2022-0016957

본 발명의 목적은 LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 인간 세포주를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.

본 발명의 다른 목적은 LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 인간 세포주를 포함하는 목적 단백질 생산용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for producing a target protein comprising a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.

본 발명의 또 다른 목적은 LAMP2C 유전자를 녹아웃(knock-out)시키는 단계; 를 포함하는 LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 인간 세포주의 in vitro 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to knock out the LAMP2C gene; To provide an in vitro production method of a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.

본 발명의 또 다른 목적은 (a) 상기 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주에 목적 단백질을 암호화하는 염기서열을 포함하는 벡터를 도입하는 단계; 를 포함하는 목적 단백질의 생산방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is (a) introducing a vector containing a base sequence encoding a target protein into a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out; To provide a method for producing a target protein comprising.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주에 외래 유전자를 포함하는 벡터를 도입하는 단계; 를 포함하는 형질감염 효율 증대 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to introduce a vector containing a foreign gene into a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out; To provide a method for increasing transfection efficiency comprising.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

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

본 발명은 LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 인간 세포주를 제공하는 것이다.The present invention provides a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.

본 발명에 있어서, 상기 LAMP2C(Lysosome associated membrane protein 2)는 LAMP2 isoform 중 하나인 리소좀 막 단백질로서, 아르기닌 및 라이신 등의 염기성 아미노산을 포함하는 짧은 C-말단 세포질 꼬리를 가지고 있고, 뉴클레오티드 올리고머와 결합할 수 있는 수용체이다. 상기 LAMP2C는 RNautophagy/DNautophagy(RDA)에서 SIDT2와 상호작용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 RDA는 RNA와 DNA가 직접 리소좀으로 수송된 후 분해되는 리소좀 매개 핵산 분해 시스템을 의미한다.In the present invention, LAMP2C (Lysosome associated membrane protein 2) is a lysosomal membrane protein that is one of the LAMP2 isoforms, has a short C-terminal cytoplasmic tail containing basic amino acids such as arginine and lysine, and can bind to nucleotide oligomers. It is a receptor that can The LAMP2C may interact with SIDT2 in RNautophagy/DNautophagy (RDA), but is not limited thereto. The RDA refers to a lysosome-mediated nucleic acid degradation system in which RNA and DNA are directly transported to lysosomes and then degraded.

본 발명에 있어서, 상기 SIDT2(SID1 Transmembrane Family Member 2)는 ATP 의존적 방식으로 DNA 또는 RNA를 리소좀으로 직접 흡수하는 데 관여하는 리소좀 막 수송체일 수 있으나, LAMP2C 녹아웃과 달리 SIDT2 녹아웃은 외래 유전자 발현 증가에 영향을 미치지 않고, LAMP2C 와 SIDT2가 동시에 녹아웃되면, LAMP2C에 의한 외래 유전자 발현 증가를 감소시킬 수 있다. In the present invention, SIDT2 (SID1 Transmembrane Family Member 2) may be a lysosomal membrane transporter involved in directly absorbing DNA or RNA into lysosomes in an ATP-dependent manner. However, unlike LAMP2C knockout, SIDT2 knockout increases foreign gene expression. If LAMP2C and SIDT2 are knocked out simultaneously, the increase in foreign gene expression caused by LAMP2C can be reduced.

따라서 본 발명에 있어서 상기 세포주는 SIDT2 유전자가 녹아웃 되지 않은 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Therefore, in the present invention, the cell line may be one in which the SIDT2 gene has not been knocked out, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 "녹아웃(knockout)"은 유전자의 전부 또는 일부의 결실, 치환, 또는 하나 이상의 뉴클레오티드의 삽입에 의한 유전자 활성 조절을 의미한다. 또한, 상기 녹아웃은 CRISPR-Cas9 시스템을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, “knockout” refers to the regulation of gene activity by deletion or substitution of all or part of a gene, or insertion of one or more nucleotides. Additionally, the knockout may use the CRISPR-Cas9 system, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 "CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)-Cas9(CRISPR-associated protein 9) 시스템"은 원핵생물에 존재하는 일종의 면역 시스템이자 유전자 교정 수단으로, 외부 침입 DNA를 빠르게 인지하여 절단한다. 크리스퍼(CRISPR)는 20-50 bp의 반복 염기 서열이 연속적으로 배치된 구조를 의미한다. 상기 CRISPR-Cas9 시스템의 각 반복 서열의 쌍은 고유 서열을 가진 삽입 서열(spacer)에 의해 분리되어 있고, 상기 삽입 서열들은 박테리오파지 유전체 일부와 유사하며, 이로부터 만들어진 RNA는 가이드 RNA(guide RNA)가 되어 침입한 파지 DNA에 결합한 뒤, Cas9 단백질(카스 핵산 내부 가수 분해 효소)이 파지 DNA를 절단한다. 이러한 원리를 이용하여 배아, 세포 등에 유전자를 삽입 또는 제거할 수 있다. 상기 Cas9은 원핵생물의 면역 체계 구성 성분인 바, 진핵세포에서의 유전자 제거(gene knockout)는 Cas9 효소를 발현하는 세포주를 만든 후, 가이드 RNA를 형질 주입(transfection)하거나, Cas9과 가이드 RNA를 암호화하는 염기서열을 포함하는 벡터를 세포주에 도입하여 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the present invention, the "CRISPR (Clustered, Regularly, Interspaced, Short, Palindromic, Repeat)-Cas9 (CRISPR-associated protein 9) system" is a type of immune system and gene editing tool that exists in prokaryotes, and is a type of gene editing tool that rapidly recognizes and cuts foreign invading DNA. do. CRISPR refers to a structure in which repetitive nucleotide sequences of 20-50 bp are arranged sequentially. Each pair of repetitive sequences in the CRISPR-Cas9 system is separated by an insertion sequence (spacer) with a unique sequence, and the insertion sequences are similar to parts of the bacteriophage genome, and the RNA made therefrom is a guide RNA. After binding to the invading phage DNA, the Cas9 protein (Cas nucleic acid internal hydrolase) cuts the phage DNA. Using this principle, genes can be inserted or removed from embryos, cells, etc. Since Cas9 is a component of the immune system of prokaryotes, gene knockout in eukaryotic cells involves creating a cell line expressing the Cas9 enzyme and then transfecting guide RNA or encoding Cas9 and guide RNA. This can be achieved by introducing a vector containing the base sequence into the cell line, but is not limited to this.

본 발명에 있어서, 상기 가이드 RNA는 Cas 단백질을 타겟팅 도메인으로 유도하는 RNA를 의미한다.In the present invention, the guide RNA refers to RNA that guides the Cas protein to the targeting domain.

본 발명에 있어서, 상기 인간 세포주는 산업용 동물세포주인 HEK293(Human embryonic kidney 293) 세포주, 또는 CHO(Chinese hamster ovary) 세포주일 수 있으나, 바람직하게 HEK293 세포주일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the human cell line may be the HEK293 (Human embryonic kidney 293) cell line, which is an industrial animal cell line, or the CHO (Chinese hamster ovary) cell line, but is preferably the HEK293 cell line, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 세포주는 TGE(transient gene expression) 또는 SGE(stable gene expression) 기반 외래 유전자의 발현을 증가시킬 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 TGE는 외래 유전자가 세포에 도입된 후 짧은 시간 동안 발현되는 유전자의 일시적인 발현을 의미하며, 외래 DNA는 숙주 게놈에 통합되지 않으므로 복제되지 않고 결국 며칠에 걸친 세포 분열 주기를 통해 손실된다. 또한, 상기 SGE는 외래 유전자가 세포에 도입된 후, 선택 및 증폭 과정을 통해 안정적인 클론이 생성되는 발현을 의미하며, 외래 유전자는 숙주 게놈의 일부가 되어 복제된다.In the present invention, the cell line can increase the expression of foreign genes based on transient gene expression (TGE) or stable gene expression (SGE), but is not limited thereto. The TGE refers to the temporary expression of a gene expressed for a short period of time after the foreign gene is introduced into the cell. Since the foreign DNA is not integrated into the host genome, it is not replicated and is eventually lost through a cell division cycle that lasts several days. In addition, the SGE refers to expression in which a stable clone is created through a selection and amplification process after a foreign gene is introduced into a cell, and the foreign gene becomes part of the host genome and is replicated.

본 발명에 있어서, 상기 세포주는 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역의 염기 서열에 변이가 일어난 것일 수 있으며, 상기 변이는 치환, 삽입, 또는 결실일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 LAMP2C 유전자에서 서열번호 7로 표시되는 염기 서열이 결실된 것일 수 있으며, 상기 결실된 서열은 서열번호 7과 80%, 85%, 90%, 95%, 99%, 또는 100% 동일성을 가지는 서열을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the cell line may have a mutation in the base sequence of the cytoplasmic tail region of the LAMP2C gene, and the mutation may be a substitution, insertion, or deletion, but is not limited thereto. Specifically, the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 7 may be deleted from the LAMP2C gene, and the deleted sequence has 80%, 85%, 90%, 95%, 99%, or 100% identity with SEQ ID NO: 7. It may include, but is not limited to, a sequence.

본 발명은 LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 인간 세포주를 포함하는 목적 단백질 생산용 조성물을 제공한다. 상기 목적 단백질은 형광 단백질, 항체 발현 단백질, 항체 유래 융합 단백질, 면역 단백질, 및 단백질계 호르몬으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The present invention provides a composition for producing a target protein comprising a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out. The target protein may be selected from the group consisting of fluorescent proteins, antibody expression proteins, antibody-derived fusion proteins, immune proteins, and protein-based hormones, but is not limited thereto.

본 발명은 LAMP2C 유전자를 녹아웃(knock-out)시키는 단계; 를 포함하는 LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 인간 세포주의 in vitro 제조방법을 제공한다.The present invention includes the steps of knocking out the LAMP2C gene; Provided is an in vitro production method of a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.

본 발명에 있어서, 상기 녹아웃은 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역의 염기 서열을 타겟으로 하는 sgRNA, 및 Cas9 단백질을 암호화하는 염기서열을 포함하는 벡터를 도입하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 sgRNA는 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 염기서열을 타겟으로 할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the knockout may be performed by introducing a vector containing a sgRNA targeting the base sequence of the cytoplasmic tail region of the LAMP2C gene and a base sequence encoding the Cas9 protein, but is not limited to this. The sgRNA may target the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 제조방법은 벡터가 도입된 세포주에서 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 세포주를 선별하는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the production method may further include, but is not limited to, the step of selecting a cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out from the cell line into which the vector has been introduced.

본 발명은 (a) 상기 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주에 목적 단백질을 암호화하는 염기서열을 포함하는 벡터를 도입하는 단계; 를 포함하는 목적 단백질의 생산방법을 제공한다.The present invention includes the steps of (a) introducing a vector containing a base sequence encoding a target protein into a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out; Provides a method for producing a target protein comprising.

본 발명에 있어서, 상기 생산방법은 (b) 상기 단계 (a)의 세포주를 배양하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (b)에서 생산된 목적 단백질을 분리 및 정제하는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 목적 단백질은 인간 세포주에 형질감염시켜 인간 세포주 내에서 생산을 촉진하고자 하는 다양한 유용 단백질을 의미할 수 있으며, 구체적으로, 형광 단백질, 항체 발현 단백질, 항체 유래 융합 단백질, 면역 단백질, 단백질계 호르몬일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 면역 단백질은 사이토카인일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the production method includes (b) culturing the cell line of step (a); and (c) separating and purifying the target protein produced in step (b), but is not limited thereto. The target protein may refer to a variety of useful proteins intended to promote production within the human cell line by transfection into the human cell line. Specifically, it may be a fluorescent protein, an antibody-expressing protein, an antibody-derived fusion protein, an immune protein, or a protein-based hormone. may, but is not limited to this. The immune protein may be, but is not limited to, a cytokine.

상기 (b) 단계의 세포주를 배양하는 단계는 LAMP2C 유전자를 녹아웃시키는 세포 종류에 따라 당 분야에 알려진 적절한 세포주 배양 방법을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 세포주가 HEK293(Human embryonic kidney 293) 세포주인 경우, HEK293 세포를 배양하는데 적절한 것으로 알려진 배양 배지 및 배양 조건을 이용하여 배양할 수 있다. The step of culturing the cell line in step (b) may use an appropriate cell line culture method known in the art depending on the type of cell knocking out the LAMP2C gene, preferably when the cell line is a HEK293 (Human embryonic kidney 293) cell line. , HEK293 cells can be cultured using culture media and culture conditions known to be appropriate for culturing them.

상기 (c) 단계 (b)에서 생산된 목적 단백질을 분리 및 정제하는 단계는 숙주 세포에서 생산된 목적 단백질을 수득하는 단계이며, 세포 내 단백질 또는 세포 분비 단백질을 분리 및 정제할 수 있다. The step (c) of isolating and purifying the target protein produced in step (b) is a step of obtaining the target protein produced in the host cell, and intracellular proteins or cell secreted proteins can be separated and purified.

본 발명에 있어서, 상기 형광 단백질은 파랑 형광 단백질(Blue fluorescent protein, BFP), 청록색 형광 단백질(Cyan fluorescent protein, CFP), 녹색 형광 단백질(Green fluorescent protein, GFP), 또는 노랑 형광 단백질(Yellow fluorescent protein, YFP)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the fluorescent protein is blue fluorescent protein (BFP), cyan fluorescent protein (CFP), green fluorescent protein (GFP), or yellow fluorescent protein (Yellow fluorescent protein). , YFP), but is not limited thereto.

본 발명은 상기 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주에 외래 유전자를 포함하는 벡터를 도입하는 단계; 를 포함하는 형질감염 효율 증대 방법을 제공한다.The present invention includes the steps of introducing a vector containing a foreign gene into a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out; It provides a method for increasing transfection efficiency including.

상기 벡터의 도입은 당 분야에 알려진 공지의 방법으로 제한없이 수행할 수 있고, 예컨대 전기천공 또는 리포펙션 방법을 통해 수행할 수 있다. Introduction of the vector can be performed without limitation by known methods known in the art, for example, through electroporation or lipofection methods.

본 발명에 따르면, 상기 외래 유전자의 종류 및 유형과 상관없이 외래 유전자의 형질감염 효율이 증대되고, 이를 통해 목적 단백질의 생산성을 증대시킬 수 있다. According to the present invention, the transfection efficiency of the foreign gene is increased regardless of the type and type of the foreign gene, and through this, the productivity of the target protein can be increased.

본 발명은 세포 내 핵산 분해에 중요한 역할을 할 수 있는 리소좀 막단백질 LAMP2C 유전자를 HEK293 세포주를 모델로 하는 인간 세포주 내에서 녹아웃 시킴으로써, 세포 내 형질감염으로 도입된 플라스미드로부터 목적 외래 유전자의 발현량을 향상시킴과 동시에 유전체로 도입되어 목적 유전자 또는 단백질을 안정적으로 발현시키는 바, 목적 단백질의 발현 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 외래 유전자 전달을 통해 제조되는 단백질 제제 바이오 의약품 및 유전자 치료제에 활용될 수 있다.The present invention improves the expression level of the target foreign gene from a plasmid introduced through intracellular transfection by knocking out the lysosomal membrane protein LAMP2C gene, which can play an important role in intracellular nucleic acid degradation, in a human cell line modeled after the HEK293 cell line. As it is introduced into the genome and stably expresses the target gene or protein, the expression efficiency of the target protein can be improved. Therefore, the present invention can be used in protein biopharmaceuticals and gene therapy products manufactured through foreign gene transfer.

도 1은 LAMP2C 녹아웃 인간 세포주의 제조 및 검증에 관한 것이다. 구체적으로, 도 1a는 HEK293E 야생형(WT) 숙주세포에서 LAMP2C 녹아웃(KO)의 개략도를 나타낸 것이다(가위는 LAMP2C의 세포질 꼬리의 게놈 영역을 동시에 절단하는 유전자 가위(CRISPR/Cas9) 절단 부위를 나타냄; 빨간색 및 파란색 화살표는 각각 RT-PCR 및 유전자형 PCR에 사용되는 프라이머 세트를 나타냄; DNA 및 아미노산 서열은 WT 및 KO 클론의 LAMP2C의 KO 표적 영역을 설명함). 도 1b는 HEK293E WT 세포 및 LAMP2C 녹아웃 클론 #2, 5, 13, 및 14에서 LAMP2A, LAMP2B 및 SIDT2의 qRT-PCR 분석 결과를 나타낸 것이다(각 유전자의 mRNA 수준은 ACTB 및 HPRT1에 대해 정규화 됨). 도 1c는 RT-PCR 분석을 통한 LAMP2C 녹아웃 클론의 검증 결과를 나타낸 것이다(양성 대조군: HEK293E WT; 예상되는 PCR 생성물의 크기: 110bp)
도 2는 SIDT2 녹아웃 인간 세포주의 제조 및 검증에 관한 것이다. 구체적으로, 도 2a는 HEK293E 야생형(WT) 숙주세포에서 SIDT2 녹아웃(KO)의 개략도를 나타낸 것이다(가위는 SIDT2의 엑손 3번과 4번에 해당하는 게놈 영역을 동시에 절단하는 유전자 가위(CRISPR/Cas9) 절단 부위를 나타냄). 도 2b는 RT-PCR 분석을 통해 4개의 SIDT2 유전자가 녹아웃 된 클론(#3, 14, 24, 27), 및 5개의 SIDT2/LAMP2C 이중 녹아웃 클론(#8, 11, 17, 19, 21)에서 SIDT2 녹아웃 검증 결과를 나타낸 것이다(양성 대조군: HEK293E WT; 검은색 삼각형: WT 및 녹아웃 클론에서 예상되는 PCR 생성물).
도 3은 HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주에서의 TagRFP657 형광 단백질 TGE 발현 패턴의 분석 결과를 TagRFP657+ 세포의 비율, 평균 형광 강도(MFI) 및 총 형광 강도(TFI)를 통해 나타낸 것이다(TagRFP657 발현 벡터의 비율: (A) 20%, (B) 50%, (C) 100%; *p ≤ 0.05, **p ≤ 0.01, ***p ≤ 0.001, ****p ≤ 0.0001).
도 4는 HEK293E 야생형, SIDT2 녹아웃(A), 및 LAMP2C 녹아웃 (L5), SIDT2/LAMP2C(SL) 이중 녹아웃(B) 숙주 세포주에서의 TagRFP657 형광 단백질 TGE 발현 패턴의 분석 결과를 TagRFP657+ 세포의 비율, 평균 형광 강도(MFI) 및 총 형광 강도(TFI)를 통해 나타낸 것이다(*p ≤ 0.05, ***p ≤ 0.001, ****p ≤ 0.0001).
도 5는 LAMP2C 녹아웃 CHO-K1 숙주 세포주의 제조 및 검증에 관한 것이다. 구체적으로, 도 5a는 CHO-K1 야생형(WT) 숙주세포에서 LAMP2C 녹아웃(KO)의 개략도를 나타낸 것이다(가위는 LAMP2C의 세포질 꼬리의 게놈 영역을 동시에 절단하는 유전자 가위(CRISPR/Cas9) 절단 부위를 나타냄). 도 5b는 RT-PCR 분석을 통해 LAMP2C 녹아웃 클론을 검증한 결과를 나타낸 것이다(양성 대조군: CHO-K1 WT). 도 5c 및 5d는 LAMP2C 녹아웃 CHO-K1 숙주 세포주에서의 TagRFP657 형광 단백질 TGE 발현패턴 분석 결과를 형질감염 방법을 달리하여 나타낸 것이다(리포펙션 5c; 전기천공 5d).
도 6은 HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주에서의 무혈청 부유 배양 기반 EGFP 형광 단백질의 TGE 평균 형광 강도(MFI) 분석 결과를 나타낸 것이다(상대적 배수 변화는 형질감염 1일 후 각 클론의 값으로 정규화 됨; 오차 막대는 3개의 독립적인 실험의 평균 ± 표준 편차를 나타냄; *p ≤ 0.05, **p ≤ 0.01, ****p ≤ 0.0001).
도 7은 HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주에서의 무혈청 부유 배양 기반 항체 TGE 생산성(qP)) 분석 결과를 나타낸 것이다(qP는 각 클론의 EGFP+ 세포를 기준으로 한 누적 세포농도와 측정 항체 농도를 기반으로 계산; 오차 막대는 3개의 독립적인 실험의 평균 ± 표준 편차를 나타냄; *p ≤ 0.05, ***p ≤ 0.001).
도 8은 HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주 기반 EGFP 세포 풀에서의 EGFP 형광 단백질 SGE 평균 형광 강도(MFI) 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주 기반 EGFP 세포 풀에서의 EGFP 유전자 카피 수 대비 mRNA 발현율을 측정한 결과를 나타낸 것이다(상대적 배수 변화는 야생형 숙주 세포주 기반 EGFP 세포 풀에서의 값으로 정규화 됨).
Figure 1 relates to the preparation and validation of LAMP2C knockout human cell lines. Specifically, Figure 1A shows a schematic diagram of LAMP2C knockout (KO) in HEK293E wild type (WT) host cells (scissors indicate the CRISPR/Cas9 cleavage site that simultaneously cuts the genomic region of the cytoplasmic tail of LAMP2C; Red and blue arrows indicate primer sets used for RT-PCR and genotyping PCR, respectively; DNA and amino acid sequences outline the KO target region of LAMP2C in WT and KO clones). Figure 1B shows the results of qRT-PCR analysis of LAMP2A, LAMP2B, and SIDT2 in HEK293E WT cells and LAMP2C knockout clones #2, 5, 13, and 14 (mRNA levels of each gene were normalized to ACTB and HPRT1). Figure 1c shows the results of validation of the LAMP2C knockout clone through RT-PCR analysis (positive control: HEK293E WT; expected PCR product size: 110 bp).
Figure 2 relates to the preparation and validation of SIDT2 knockout human cell lines. Specifically, Figure 2a shows a schematic diagram of SIDT2 knockout (KO) in HEK293E wild type (WT) host cells (the scissors are genetic scissors (CRISPR/Cas9) that simultaneously cut the genomic region corresponding to exons 3 and 4 of SIDT2. ) indicates the cut site). Figure 2b shows four SIDT2 gene knockout clones (#3, 14, 24, 27) and five SIDT2/LAMP2C double knockout clones (#8, 11, 17, 19, 21) through RT-PCR analysis. SIDT2 knockout validation results are shown (positive control: HEK293E WT; black triangle: expected PCR product from WT and knockout clones).
Figure 3 shows the analysis results of TagRFP657 fluorescent protein TGE expression pattern in HEK293E wild type and LAMP2C knockout host cell lines through the proportion of TagRFP657+ cells, mean fluorescence intensity (MFI), and total fluorescence intensity (TFI) (proportion of TagRFP657 expression vector) : (A) 20%, (B) 50%, (C) 100%; *p ≤ 0.05, **p ≤ 0.01, ***p ≤ 0.001, ****p ≤ 0.0001).
Figure 4 shows the results of analysis of TagRFP657 fluorescent protein TGE expression pattern in HEK293E wild type, SIDT2 knockout (A), LAMP2C knockout (L5), and SIDT2/LAMP2C (SL) double knockout (B) host cell lines as percentage of TagRFP657+ cells and average. It is expressed through fluorescence intensity (MFI) and total fluorescence intensity (TFI) (*p ≤ 0.05, ***p ≤ 0.001, ****p ≤ 0.0001).
Figure 5 relates to the preparation and validation of the LAMP2C knockout CHO-K1 host cell line. Specifically, Figure 5a shows a schematic diagram of LAMP2C knockout (KO) in CHO-K1 wild type (WT) host cells (the scissors are the genetic scissors (CRISPR/Cas9) cutting site that simultaneously cuts the genomic region of the cytoplasmic tail of LAMP2C. indicates). Figure 5b shows the results of verifying the LAMP2C knockout clone through RT-PCR analysis (positive control: CHO-K1 WT). Figures 5c and 5d show the results of analysis of the TagRFP657 fluorescent protein TGE expression pattern in the LAMP2C knockout CHO-K1 host cell line using different transfection methods (lipofection 5c; electroporation 5d).
Figure 6 shows the results of TGE mean fluorescence intensity (MFI) analysis of EGFP fluorescent protein based on serum-free suspension culture in HEK293E wild-type and LAMP2C knockout host cell lines (relative fold change normalized to the value of each clone 1 day after transfection). ; error bars represent the mean ± standard deviation of three independent experiments; *p ≤ 0.05, **p ≤ 0.01, ****p ≤ 0.0001).
Figure 7 shows the results of serum-free suspension culture-based antibody TGE productivity (qP) analysis in HEK293E wild-type and LAMP2C knockout host cell lines (qP is based on cumulative cell concentration and measured antibody concentration based on EGFP+ cells of each clone) Calculated as; error bars represent the mean ± standard deviation of three independent experiments; *p ≤ 0.05, ***p ≤ 0.001).
Figure 8 shows the results of EGFP fluorescent protein SGE mean fluorescence intensity (MFI) analysis in EGFP cell pools based on HEK293E wild-type and LAMP2C knockout host cell lines.
Figure 9 shows the results of measuring the mRNA expression rate compared to the EGFP gene copy number in the EGFP cell pool based on the HEK293E wild-type and LAMP2C knockout host cell lines (relative fold change is normalized to the value in the EGFP cell pool based on the wild-type host cell line).

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are provided only to make the present invention easier to understand, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1. One. LAMP2CLAMP2C 녹아웃 인간 세포주 제조 Knockout human cell line preparation

LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 인간 세포주를 제조하기 위하여, 먼저 HEK293E 야생형 숙주세포를 10%(v/v) FBS(fetal bovine serum) 및 L-글루타민을 포함하는 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium) 배지에서 부착 배양하였다. 배양한 HEK293E 세포에 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역을 인코딩하는 게놈 영역을 인식하는 두 가지 유형의 유전자 가위(CRISPR/Cas9)를 포함하는 벡터를 활용하여 138개 염기쌍을 절단함으로써 해당 영역을 삭제하였다. 모든 KO 클론은 LAMP2C 유전자 중 빨간색으로 표시된 서열에 동일한 결실(서열번호 7: GCAGTGGGTGTGGCCTTGGGCTTCCTTATAATTGTTGTCTTTATCTCTTATATGATTGGAAGAAGGAAAAGTCGTACTGGTTATCAGTCTGTGTAATCAGTTAAATCTAGTGTTTGTTTGTTTTTTTCAATTAGAAGTTACGTTTC)이 있다. 상기 과정의 개략도는 도 1a에 나타내었다. 또한, 도 1a의 서열은 하기 표 1에 나타내었다.To prepare a human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out, HEK293E wild-type host cells were first attached and cultured in DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium) containing 10% (v/v) FBS (fetal bovine serum) and L-glutamine. . In cultured HEK293E cells, a vector containing two types of genetic scissors (CRISPR/Cas9) that recognize the genomic region encoding the cytoplasmic tail region of the LAMP2C gene was used to excise 138 base pairs to delete the region. All KO clones have the same deletion in the sequence shown in red in the LAMP2C gene (SEQ ID NO: 7: GCAGTGGGTGTGGCCTTGGGCTTCCTTATAATTGTTGTCTTTATCTCTTATATGATTGGAAGAAGGAAAAGTCGTACTGGTTATCAGTCTGTGTAATCAGTTAAATCTAGTGTTTGTTTGTTTTTTTCAATTAGAAGTTACGTTTC). A schematic diagram of the process is shown in Figure 1a. Additionally, the sequence of Figure 1a is shown in Table 1 below.

염기 서열/아미노산 서열base sequence/amino acid sequence 서열번호sequence number WT
(염기 서열)
WT
(base sequence)
CTGAAGAATGTTCTGCTGACTCTGACCTCAACTTTCTTATTCCTGTTGCAGTGGGTGTGGCCTTGGGCTTCCTTATAATTGTTGTCTTTATCTCTTATATGATTGGAAGAAGGAAAAGTCGTACTGGTTATCAGTCTGTGTAATCAGTTAAATCTAGTGTTTGTTTGTTTTTTTCAATTAGAAGTTACGTTTCCATTGGCTAAAAGCCAGGACATGCTGTGCAATAGATTGTTTAAGATATGCAGACTAACTGAAGAATGTTCTGCTGACTCTGAACCTCAACTTTCTTATTCCTGTT GCAGTGGGTGTGGCCTTGGGCTTCCTTATAATTGTTGTCTTTATCTCTTATATGATTGGAAGAAGGAAAAGTCGTACTGGTTATCAGTCTGTGTAATCAGTTAAATCTAGTGTTTGTTTGTTTTTTTCAATTAGAAGTTACGTTTC CATTGGCTAAAAGCCAGGACATGCTGTGCAATAGATTGTTTAAGATATGCAGACTAA 88
WT
(아미노산 서열)
WT
(amino acid sequence)
EECSADSDLNFLIPVAVGVALGFLIIVVFISYMIGRRKSRTGYQSV EECSADSDLNFLIPVAVGVALGFLIIVVFISYMIG RRKSRTGYQSV 99
LAMP2C KO(염기 서열)LAMP2C KO (nucleotide sequence) CTGAAGAATGTTCTGCTGACTCTGACCTCAACTTTCTTATTCCTGTTCATTGGCTAAAAGCCAGGACATGCTGTGCAATAGATTGTTTAAGATATGCAGACTAACTGAAGAATGTTCTGCTGACTCTGACCTCAACTTTCTTATTCCTGTTCATTGGCTAAAAGCCAGGACATGCTGTGCAATAGATTGTTTAAGATATGCAGACTAA 1010 LAMP2C KO
(아미노산 서열)
LAMP2C KO
(amino acid sequence)
EECSADSDLNFLIPVHWLKARTCCAIDCLRYADEECSADSDLNFLIPVHWLKARTCCAIDCLRYAD 1111

* 볼드(bold) 표시는 녹아웃 될 서열을 의미함.* Bold indicates the sequence to be knocked out.

구체적으로, 상기 벡터는 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역 게놈 영역을 타겟으로 하는 sgRNA(서열번호 1: 5'-ATTAGAAGTTACGTTTCCATTGG; 서열번호 2: AAGGCCACACCCACTGCAACAGG; PAM 서열 밑줄처리) 및 Cas9 단백질을 발현하는 벡터를 이용하였다. 해당 벡터는 Lipofectamine™ 3000 형질감염 시약(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 HEK293E 세포 내로 도입되었다. 형질감염 2일 후, 벡터에 포함되어 있는 mCherry 발현을 활용하여, mCherry 양성 세포를 FACSAria™ III 세포 분류기(Becton Dickinson, NJ, USA)를 사용하여 분류하고 회복시킨 후 96-웰 플레이트에서 한계 희석법(limiting dilution)을 수행하였다. 각 단클론 세포의 녹아웃은 QuickExtract™(Lucigen, Teddington, UK)로 추출한 genomic DNA를 이용한 유전자형 PCR을 통해 검증하였다. 수득한 PCR 생성물의 유전자 서열을 DNA sanger sequencing을 통해 확인하였다. 실험에서 사용한 프라이머 서열 정보는 하기 표 2에 나타내었다.Specifically, the vector expresses sgRNA targeting the cytoplasmic tail region genomic region of the LAMP2C gene (SEQ ID NO: 1: 5'-ATTAGAAGTTACGTTTCCAT TGG ; SEQ ID NO: 2: AAGGCCACACCCACTGCAAC AGG ; PAM sequence underlined) and a vector expressing the Cas9 protein. used. The vector was introduced into HEK293E cells using Lipofectamine™ 3000 transfection reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). Two days after transfection, taking advantage of the mCherry expression contained in the vector, mCherry-positive cells were sorted and recovered using a FACSAria™ III cell sorter (Becton Dickinson, NJ, USA) and then sorted by limiting dilution in a 96-well plate ( limiting dilution) was performed. Knockout of each monoclonal cell was verified through genotyping PCR using genomic DNA extracted with QuickExtract™ (Lucigen, Teddington, UK). The gene sequence of the obtained PCR product was confirmed through DNA sanger sequencing. Primer sequence information used in the experiment is shown in Table 2 below.

Primer namePrimer name PurposePurpose Sequence (5'-3')Sequence (5'-3') 서열번호sequence number CHO_LAMP2C_val_fwdCHO_LAMP2C_val_fwd Genotyping PCR for LAMP2C KO validation of CHO-K1Genotyping PCR for LAMP2C KO validation of CHO-K1 GTGATCTGTGGCCGTGGACTGTGATCTGTGGCCGTGGACT 1212 CHO_LAMP2C_val_revCHO_LAMP2C_val_rev AGTGTGAAGTGTAGCTTTTGTTTCAAGTGTGAAGTGTAGCTTTTGTTTCA 1313 HEK_LAMP2C_val_fwdHEK_LAMP2C_val_fwd Genotyping PCR for LAMP2C KO validation of HEK293EGenotyping PCR for LAMP2C KO validation of HEK293E TTGGATCCAGGGGCTTAAAATCATTTGGATCCAGGGGGCTTAAAATCAT 1414 HEK_LAMP2C_val_revHEK_LAMP2C_val_rev TGCTGTCTGTTCTTTTCTAACAGCTGCTGTCTGTTCTTTTCTAACAGC 1515 HEK_SIDT2_val_fwd5HEK_SIDT2_val_fwd5 Genotyping PCR for SIDT2 KO validation of HEK293EGenotyping PCR for SIDT2 KO validation of HEK293E TGGAACGAACCCTGTGTCAGTGGAACGAACCCTGTGTCAG 1616 HEK_SIDT2_val_rev5HEK_SIDT2_val_rev5 CACGCCTTCAGGGAACTCATCACGCCTTCAGGGAACTCAT 1717 cLAMP2C_qPCR_FcLAMP2C_qPCR_F RT-PCR for LAMP2C KO validation of CHO-K1RT-PCR for LAMP2C KO validation of CHO-K1 GTGACGAAAGGAAAGTATGCGTGACGAAAGGAAAGTATGC 1818 cLAMP2C_qPCR_R2cLAMP2C_qPCR_R2 CAGACTGATAGCCAGTACCAGACTGATAGCCAGTAC 1919 hLAMP2C_qPCR_FhLAMP2C_qPCR_F RT-PCR for LAMP2C KO validation of HEK293ERT-PCR for LAMP2C KO validation of HEK293E CAATGTGACACAAGGAAAGTCAATGTGACACAAGGAAAGT 2020 hLAMP2C_qPCR_RhLAMP2C_qPCR_R CAATTATAAGGAAGCCCAAGGCAATTATAAGGAAGCCCAAGG 2121 hSIDT2_qPCR_F2hSIDT2_qPCR_F2 RT-PCR for SIDT2 KO validation of HEK293ERT-PCR for SIDT2 KO validation of HEK293E ACCAGTCAACACCACATACACCAGTCAACACCACATAC 2222 hSIDT2_qPCR_R2hSIDT2_qPCR_R2 GCCTTCAGGGAACTCATACGCCTTCAGGGAACTCATAC 2323 hLAMP2C_revhLAMP2C_rev qRT-PCR for validation of LAMP2A mRNA expression from HEK293EqRT-PCR for validation of LAMP2A mRNA expression from HEK293E TCAATGTGACACAAGGAAAGTCAATGTGACACAAGGAAAG 2424 hLAMP2A_qPCR_RhLAMP2A_qPCR_R GCCAGCAACACTAGAATAAGGCCAGCAACACTAGAATAAG 2525 hLAMP2B_qPCR_FhLAMP2B_qPCR_F qRT-PCR for validation of LAMP2B mRNA expression from HEK293EqRT-PCR for validation of LAMP2B mRNA expression from HEK293E GGTTCAGCCTTTCAATGTGGGTTCAGCTTTCAATGTG 2626 hLAMP2B_qPCR_RhLAMP2B_qPCR_R AAGACCAGCACCAACTATAAAAGACCAGCACCAACTATAA 2727 hSIDT2_qPCR_FhSIDT2_qPCR_F qRT-PCR for validation of SIDT2 mRNA expression from HEK293EqRT-PCR for validation of SIDT2 mRNA expression from HEK293E ACCAGTCAACACCACATACACCAGTCAACACCACATAC 2828 hSIDT2_qPCR_RhSIDT2_qPCR_R GCCTTCAGGGAACTCATACGCCTTCAGGGAACTCATAC 2929

그 후, 4개의 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 클론을 선별하였다. 구체적으로, 야생형과 비교하여 2, 5, 13, 14번 클론의 LAMP2C 유전자 세포질 꼬리 영역에 해당하는 유전체 부분이 모두 제거된 것을 확인하였고 이는 LAMP2C의 세포질 꼬리 영역의 염기성 아미노산이 남아 있지 않음을 시사한다.Afterwards, clones in which four LAMP2C genes were knocked out were selected. Specifically, compared to the wild type, it was confirmed that all genomic regions corresponding to the cytoplasmic tail region of the LAMP2C gene in clones 2, 5, 13, and 14 were removed, suggesting that no basic amino acids in the cytoplasmic tail region of LAMP2C remain. .

또한, 야생형과 2, 5, 13, 14번 클론에 대하여 qRT-PCR 분석 및 역전사 PCR(RT-PCR)을 수행하였다. 그 결과는 도 1b 및 1c에 나타내었다.In addition, qRT-PCR analysis and reverse transcription PCR (RT-PCR) were performed on the wild type and clones 2, 5, 13, and 14. The results are shown in Figures 1b and 1c.

도 1b에 나타난 바와 같이, qRT-PCR 분석을 통해 SIDT2 및 다른 LAMP2 isoform인 LAMP2A 및 LAMP2B의 발현이 LAMP2C 녹아웃 클론에서 LAMP2C의 게놈 영역의 결실에 의해 영향을 받지 않는다는 것을 확인하였다.As shown in Figure 1b, qRT-PCR analysis confirmed that the expression of SIDT2 and other LAMP2 isoforms, LAMP2A and LAMP2B, were not affected by deletion of the genomic region of LAMP2C in the LAMP2C knockout clone.

도 1c에 나타난 바와 같이, 역전사 PCR(RT-PCR) 결과, LAMP2C 녹아웃 클론은 LAMP2C mRNA 발현이 검출되지 않음을 확인하였다. As shown in Figure 1c, the results of reverse transcription PCR (RT-PCR) confirmed that LAMP2C mRNA expression was not detected in the LAMP2C knockout clone.

추가적으로, HEK293E 야생형 숙주세포를 대상으로 리소좀 매개 핵산 분해 시스템에 관련되어 있다고 알려진 SIDT2 유전자가 녹아웃 된 인간 세포주를 제조하였다. 배양한 HEK293E 세포에 SIDT2 유전자의 엑손 3번과 4번을 인식하는 두 가지 유형의 유전자 가위를 포함하는 벡터를 활용하여 138개 염기쌍을 절단함으로써 해당 영역을 삭제하였다. 이는 도 2a에 나타내었다. 구체적으로, 상기 벡터는 SIDT2 유전자를 타겟으로 하는 sgRNA(서열번호 3: 5'-TGAGCACAAAATCGTCCATGCGG; 서열번호 4: TACCTGGGGCTGTGCTGCTGTGG; PAM 서열 밑줄처리) 및 Cas9 단백질을 발현하는 벡터를 이용하였고, 녹아웃 클론 구축 과정은 LAMP2C 녹아웃 클론 선별과정과 동일하다. 이에 따라, 4개의 SIDT2 유전자가 녹아웃 된 클론(#3, 14, 24, 27), 및 5개의 SIDT2/LAMP2C 이중 녹아웃 클론(#8, 11, 17, 19, 21) 숙주 세포주을 선별하였고, RT-PCR 분석을 통해 SIDT2 녹아웃 클론인지 검증하였다. 그 결과는 도 2b에 나타내었다.Additionally, a human cell line in which the SIDT2 gene, known to be involved in the lysosome-mediated nucleic acid degradation system, was knocked out was prepared from HEK293E wild-type host cells. In cultured HEK293E cells, vectors containing two types of genetic scissors that recognize exons 3 and 4 of the SIDT2 gene were used to excise 138 base pairs to delete the corresponding region. This is shown in Figure 2a. Specifically, the vector was used to express sgRNA targeting the SIDT2 gene (SEQ ID NO: 3: 5'-TGAGCACAAAATCGTCCATG CGG ; SEQ ID NO: 4: TACCTGGGGCTGTGCTGCTG TGG ; PAM sequence underlined) and Cas9 protein were used, and knockout clones were constructed. The process is the same as the LAMP2C knockout clone selection process. Accordingly, four SIDT2 gene knockout clones (#3, 14, 24, 27) and five SIDT2/LAMP2C double knockout clones (#8, 11, 17, 19, 21) host cell lines were selected, and RT- It was verified that it was a SIDT2 knockout clone through PCR analysis. The results are shown in Figure 2b.

도 2b에 나타난 바와 같이, SIDT2 mRNA 발현 분석을 통해 SIDT2 녹아웃을 확인하였다.As shown in Figure 2b, SIDT2 knockout was confirmed through SIDT2 mRNA expression analysis.

실시예Example 2. 2. LAMP2CLAMP2C 유전자가 녹아웃 된gene knocked out 인간 세포주의 human cell lines TGETGE 기반 목적 유전자 발현량 확인 Verification of gene expression level for basic purpose

LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 HEK293E 숙주 세포주의 목적 유전자 발현량 변화를 평가하기 위해, TGE 기반으로 목적 유전자(형광 단백질 및 항체 발현 유전자)를 발현시켜 이에 따른 목적 단백질 생산량을 야생형 HEK293E 숙주 세포주와 비교하였다.To evaluate changes in the expression level of the target gene in the HEK293E host cell line in which the LAMP2C gene was knocked out, the target gene (fluorescent protein and antibody expression gene) was expressed based on TGE, and the resulting target protein production was compared with the wild-type HEK293E host cell line.

2.1. 2.1. LAMP2CLAMP2C 녹아웃 숙주 세포주에서의 in knockout host cell lines. TagRFP657TagRFP657 형광 단백질 fluorescent protein TGETGE 발현 패턴 확인 Confirmation of expression pattern

먼저, HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주를 리포펙션(lipofection)을 통해 TagRFP657 발현 벡터로 형질감염시키고, 형질감염 후 12, 24, 및 48시간에 유세포 분석을 사용하여 TagRFP657+ 세포의 비율, 평균 형광 강도(MFI) 및 총 형광 강도(TFI)를 분석하였다. 이 TGE 실험에서 공 벡터 대비 TagRFP657 발현 벡터의 비율을 20%, 50% 및 100%(w/w)로 조절하여 더 적은 수의 플라스미드가 100% 플라스미드 도입에 필적하는 유전자 발현 수준에 충분히 도달할 수 있는지 여부를 분석하였다. 그 결과는 도 3(TagRFP657 발현 벡터의 비율: (A) 20%, (B) 50%, (C) 100%)에 나타내었다.First, HEK293E wild-type and LAMP2C knockout host cell lines were transfected with TagRFP657 expression vector via lipofection, and flow cytometry was used at 12, 24, and 48 h after transfection to determine the percentage of TagRFP657+ cells, mean fluorescence intensity ( MFI) and total fluorescence intensity (TFI) were analyzed. In this TGE experiment, the ratio of TagRFP657 expression vector to empty vector was adjusted to 20%, 50%, and 100% (w/w) so that fewer plasmids could sufficiently reach gene expression levels comparable to 100% plasmid introduction. It was analyzed whether it was present or not. The results are shown in Figure 3 (ratio of TagRFP657 expression vector: (A) 20%, (B) 50%, (C) 100%).

도 3에 나타난 바와 같이, 4개의 LAMP2C 녹아웃 클론 모두 WT 과 비교하여 높은 형질감염 효과를 나타내었고, 특히 L5 클론은 플라스미드 비율에 관계없이 형질감염 24시간 후 MFI와 형질감염 된 집단비율에서 상당한 차이를 보였다. TFI는 3 x 104 세포를 분석할 때, 형질감염 된 세포의 수를 MFI로 곱하여 계산한 값이며, 형질감염 된 세포의 수를 MFI로 곱하여 추정한 TFI의 비교는 야생형과 녹아웃 세포 사이에 더 큰 차이를 보여주었다.As shown in Figure 3, all four LAMP2C knockout clones showed a high transfection effect compared to WT, and in particular, the L5 clone showed a significant difference in MFI and transfected population ratio 24 hours after transfection regardless of the plasmid ratio. It seemed. TFI is calculated by multiplying the number of transfected cells by MFI when analyzing 3 It showed a big difference.

형질감염 48시간 후, 50% TagRFP657 발현 벡터로 형질감염 된 L5 클론의 TFI는 100% 발현 벡터로 형질감염 된 WT의 TFI보다 더 높았다. 다른 3개의 LAMP2C 녹아웃 클론들 또한 발현 벡터의 100%로 형질감염 된 WT와 비교하여, 발현 벡터의 50%만 형질감염 되었을 때 유사한 TFI를 나타냈다. At 48 hours after transfection, the TFI of the L5 clone transfected with 50% TagRFP657 expression vector was higher than the TFI of WT transfected with 100% expression vector. The other three LAMP2C knockout clones also showed similar TFI when transfected with only 50% of the expression vector compared to WT transfected with 100% of the expression vector.

2.2. 2.2. SIDT2SIDT2 녹아웃 및 knockout and SIDT2SIDT2 // LAMP2CLAMP2C (( SLSL ) 이중 녹아웃 숙주 세포주에서의 TagRFP657 형광 단백질 ) TagRFP657 fluorescent protein in double knockout host cell lines. TGETGE 발현 패턴 확인 Confirmation of expression pattern

SIDT2 및 SIDT2/LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주를 대상으로 실시예 2.1과 동일한 실험을 진행하였다. SIDT2/LAMP2C 이중 녹아웃 숙주 세포주는 L5 클론을 기반으로 SIDT2를 녹아웃 시킴으로써 확보하였고, TGE 기반 목적 유전자 발현량 확인 실험에서 L5 클론을 대조군으로 사용하였다. 그 결과는 도 4(SIDT2 녹아웃(A) 및 SIDT2/LAMP2C(SL) 이중 녹아웃(B))에 나타내었다.The same experiment as Example 2.1 was performed on SIDT2 and SIDT2/LAMP2C knockout host cell lines. The SIDT2/LAMP2C double knockout host cell line was obtained by knocking out SIDT2 based on the L5 clone, and the L5 clone was used as a control in a TGE-based experiment to confirm the expression level of the target gene. The results are shown in Figure 4 (SIDT2 knockout (A) and SIDT2/LAMP2C (SL) double knockout (B)).

도 4에 나타난 바와 같이, SIDT2 녹아웃 클론은 일관되지 않은 효과를 나타내었고, 일부는 HEK293E 야생형 숙주 세포보다 낮은 MFI를 보였다(A). 또한, L5 유래 SIDT2/LAMP2C 이중 녹아웃 클론은 L5 클론보다 성능이 좋지 않았다(B). 이 결과를 통해 SIDT2 유전자 녹아웃은 LAMP2C의 존재 여부에 관계없이 TGE 기반 목적 단백질 발현율 증대에 기여하지 않는다는 것을 확인하였다.As shown in Figure 4, SIDT2 knockout clones showed inconsistent effects, with some showing lower MFI than HEK293E wild-type host cells (A). Additionally, the L5-derived SIDT2/LAMP2C double knockout clone performed worse than the L5 clone (B). These results confirmed that SIDT2 gene knockout did not contribute to increasing the TGE-based target protein expression rate regardless of the presence of LAMP2C.

2.3. 2.3. LAMP2CLAMP2C 녹아웃 knockout CHOCHO -K1 숙주 세포주의 제조 및 검증-Preparation and validation of K1 host cell line

LAMP2C 녹아웃의 효과가 숙주 세포 타입에 독립적인지 여부를 검증하기 위해 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 CHO 숙주 세포주를 생성하였다. LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 CHO 세포주를 제조하기 위하여, 먼저 CHO-K1 야생형 숙주세포를 10%(v/v) FBS를 포함하는 DMEM 배지에서 부착 배양하였다. 배양한 CHO-K1 세포에 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역을 인코딩하는 게놈 영역을 인식하는 두 가지 유형의 유전자 가위를 포함하는 벡터를 활용하여 138개 염기쌍을 절단함으로써 해당 영역을 삭제하였다. 이는 도 5a에 나타내었다.To verify whether the effect of LAMP2C knockout is independent of host cell type, a CHO host cell line in which the LAMP2C gene was knocked out was generated. To prepare a CHO cell line with the LAMP2C gene knocked out, first, CHO-K1 wild-type host cells were cultured in DMEM medium containing 10% (v/v) FBS. In cultured CHO-K1 cells, vectors containing two types of genetic scissors that recognize the genomic region encoding the cytoplasmic tail region of the LAMP2C gene were used to excise 138 base pairs to delete the region. This is shown in Figure 5a.

구체적으로, 상기 벡터는 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역 게놈 영역을 타겟으로 하는 sgRNA(서열번호 5: 5'-CAGTGCTTCCATTGGCTAAAAGG ; 서열번호 6: AGCAATTATAAGGAAGCCCAAGG; PAM 서열 밑줄처리) 및 Cas9 단백질을 발현하는 벡터를 이용하였다. 해당 벡터는 NEPA21 전기천공기(Nepagene, Chiba, Japan)를 사용하여 CHO-K1 세포 내로 도입되거나, Lipofectamine™ 3000 형질감염 시약(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 CHO-K1 세포 내로 도입되었다. 그 후, 3개의 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 클론(#3, 19, 27)을 선별하였고, RT-PCR 분석을 통해 LAMP2C 녹아웃 클론을 검증하였다. 그 결과는 도 5b에 나타내었다.Specifically, the vector expresses sgRNA targeting the cytoplasmic tail region genomic region of the LAMP2C gene (SEQ ID NO: 5: 5'-CAGTGCTTCCATTGGCTAAA AGG ; SEQ ID NO: 6: AGCAATTATAAGGAAGCCCA AGG ; PAM sequence underlined) and a vector expressing the Cas9 protein. used. The vector was introduced into CHO-K1 cells using a NEPA21 electroporator (Nepagene, Chiba, Japan) or into CHO-K1 cells using Lipofectamine™ 3000 transfection reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). Afterwards, clones in which three LAMP2C genes were knocked out (#3, 19, and 27) were selected, and the LAMP2C knockout clones were verified through RT-PCR analysis. The results are shown in Figure 5b.

도 5b에 나타난 바와 같이, LAMP2C mRNA 발현 분석을 통해 LAMP2C 녹아웃을 확인하였다.As shown in Figure 5b, LAMP2C knockout was confirmed through analysis of LAMP2C mRNA expression.

다음으로, 확보된 LAMP2C 녹아웃 CHO-K1 숙주 세포주를 활용하여 실시예 2.1의 실험과 동일한 과정으로 형광 단백질 TGE 발현패턴을 분석하였다. 공벡터에 대한 TagRFP657 발현 벡터의 비율은 50%로 설정되었다. 형질감염 후 12, 24 및 48시간에 세포를 유세포 분석을 사용하여 평균 형광 강도(MFI), 형질감염 효율(%) 및 총 형광 강도(TFI)에 대해 분석하였다. 리포펙션 결과는 도 5c에 전기 천공 결과는 5d에 나타내었다.Next, the expression pattern of the fluorescent protein TGE was analyzed using the obtained LAMP2C knockout CHO-K1 host cell line in the same process as the experiment in Example 2.1. The ratio of TagRFP657 expression vector to empty vector was set at 50%. At 12, 24, and 48 hours after transfection, cells were analyzed for mean fluorescence intensity (MFI), transfection efficiency (%), and total fluorescence intensity (TFI) using flow cytometry. The lipofection results are shown in Figure 5c and the electroporation results are shown in Figure 5d.

도 5c 및 5d에 나타난 바와 같이, LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 HEK293E 숙주 세포주와 달리 LAMP2C 녹아웃 CHO-K1 클론은 MFI 및 형질감염 된 집단비율 측면에서 긍정적인 효과를 나타내지 않았다. 아울러, 형질감염 방법의 차이(리포펙션 vs. 전기천공) 외 동일하게 진행된 실험에서도 효과가 유사하다는 결과를 바탕으로, LAMP2C 녹아웃 효과가 세포 타입 의존적이라는 결론을 내릴 수 있다.As shown in Figures 5c and 5d, unlike the HEK293E host cell line in which the LAMP2C gene was knocked out, the LAMP2C knockout CHO-K1 clone did not show a positive effect in terms of MFI and transfected population ratio. In addition, based on the results showing that the effects were similar in experiments conducted identically other than the difference in transfection method (lipofection vs. electroporation), it can be concluded that the effect of LAMP2C knockout is cell type dependent.

2.4. 2.4. LAMP2CLAMP2C 녹아웃 숙주 세포주에서 In knockout host cell lines 무혈청Serum-free 부유 배양 기반 suspension culture based TGETGE 기반 치료용 단백질 발현 유전자의 발현 패턴 확인 Confirmation of expression pattern of protein expression gene for basic treatment

LAMP2C 녹아웃 인간 숙주 세포주의 TGE 기반 치료용 단백질 발현 유전자의 발현패턴에 미치는 영향을 조사하기 위해 3개의 LAMP2C 녹아웃 HEK293E 숙주 세포주(클론 #2, 5, 14)를 무혈청 부유 배양에서 성장시켰다. 먼저, 무혈청 부유 배양 적응 HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주를 항응집제가 없는 FreeStyleTM 293 발현 배지로 2회 세척하고, 세척된 세포를 항응집제가 없는 FreeStyleTM 293 발현 배지에 1.0 x 106 cells/mL의 밀도로 접종하였다. 그 후, FreeStyle™ MAX Reagent(Gibco)를 사용하여 녹색 형광 단백질(EGFP) 및 항체 발현 카세트를 가지는 발현 벡터로 형질감염시켰다. EGFP 발현 카세트는 형질감염 된 집단, 및 세포내 단백질과 분비 단백질(항체)의 발현 수준을 평가하기 위해 항체 생산 벡터에 포함되었다. 회분배양(Batch culture)은 형질감염 후 7일 동안 125mL 삼각 플라스크에서 동일한 온도 및 습도에서 120rpm 진탕 배양으로 수행하였다. 또한, ELISA를 통해 측정한 항체 농도 및 EGFP+ 세포를 기준으로 한 누적 세포농도를 기반으로 계산된 단위 세포당 항체 생산성(qmAb)을 측정하였다. 그 결과는 도 6 및 7에 나타내었다.To investigate the effect of LAMP2C knockout human host cell lines on the expression patterns of TGE-based therapeutic protein expression genes, three LAMP2C knockout HEK293E host cell lines (clones #2, 5, and 14) were grown in serum-free suspension culture. First, serum-free suspension culture-adapted HEK293E wild-type and LAMP2C knockout host cell lines were washed twice with anti-aggregant-free FreeStyleTM 293 expression medium, and the washed cells were seeded in anti-aggregant-free FreeStyleTM 293 expression medium at 1.0 x 10 6 cells/mL. It was inoculated at high density. Afterwards, the cells were transfected with expression vectors containing green fluorescent protein (EGFP) and antibody expression cassettes using FreeStyle™ MAX Reagent (Gibco). The EGFP expression cassette was included in the transfected population and the antibody production vector to assess the expression levels of intracellular and secreted proteins (antibodies). Batch culture was performed with shaking at 120 rpm at the same temperature and humidity in a 125 mL Erlenmeyer flask for 7 days after transfection. In addition, antibody productivity per unit cell (q mAb ) calculated based on the antibody concentration measured through ELISA and the cumulative cell concentration based on EGFP+ cells was measured. The results are shown in Figures 6 and 7.

도 6 및 7에 나타난 바와 같이, 혈청 함유 부착 배양을 통한 TGE 결과(도 3)와 일관되게 LAMP2C 클론의 MFI는 형질감염 후 48시간 야생형의 MFI보다 높았다. MFI 결과와 유사하게, 항체 농도 및 단위세포당 항체 생산성(qmAb)이 야생형 숙주 세포주와 비교하여 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주가 크게 높아진 것으로 나타났다. 특히, L2 클론의 qmAb(qP)는 2.4 pg/cell/day(pcd)로 야생형(0.85 pcd)보다 2.82배 증가하였다. 이 결과를 통해 LAMP2C 녹아웃이 발현되는 외래 유전자의 종류 및 유형과 상관없이 목적 단백질의 생산성 증대에 기여함을 확인하였다. As shown in Figures 6 and 7, consistent with the TGE results using serum-containing adherent cultures ( Figure 3 ), the MFI of the LAMP2C clone was higher than that of the wild type 48 hours after transfection. Similar to the MFI results, antibody concentration and antibody productivity per unit cell (q mAb ) were found to be significantly higher in the LAMP2C knockout host cell line compared to the wild-type host cell line. In particular, the q mAb (qP) of the L2 clone was 2.4 pg/cell/day (pcd), a 2.82-fold increase compared to the wild type (0.85 pcd). These results confirmed that LAMP2C knockout contributes to increasing the productivity of the target protein regardless of the type and type of foreign gene expressed.

실시예Example 3. 3. LAMP2CLAMP2C 유전자가 녹아웃 된gene knocked out 인간 세포주의 human cell lines SGESGE 기반 목적 유전자 발현량 확인 Verification of gene expression level for basic purpose

LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 HEK293E 숙주 세포주의 목적 유전자 발현량 변화를 평가하기 위해, SGE 기반으로 목적 유전자(형광 단백질)를 발현시켜 이에 따른 목적 단백질 생산량을 야생형 HEK293E 숙주 세포주와 비교하였다. 상기 실시예 2의 무혈청 부유 배양에 활용한 HEK293E 야생형 및 LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주(클론 #2, 5, 14)에 EGFP-2A-PuroR 유전자 발현 카세트를 가지는 발현 벡터를 FreeStyle™ MAX Reagent를 활용하여 형질감염시킨 후, 3μg/mL 농도의 푸로마이신(puromycin)을 포함하는 FreeStyleTM 293 발현 배지를 활용하여 약 3주간 selection process를 진행한 후 세포 풀(stable cell pool)을 제작하였다. 제작된 세포 풀에서의 안정적 목적 유전자 발현량을 EGFP 형광 단백질 SGE 평균 형광 강도(MFI)를 통해 분석하여 비교하였다. 그 결과는 도 8에 나타내었다.To evaluate changes in the expression level of the target gene in the HEK293E host cell line in which the LAMP2C gene was knocked out, the target gene (fluorescent protein) was expressed based on SGE, and the resulting target protein production was compared with the wild-type HEK293E host cell line. HEK293E wild type and LAMP2C knockout host cell lines (clones #2, 5, and 14) used in the serum-free suspension culture in Example 2 were transfected with an expression vector containing the EGFP-2A-PuroR gene expression cassette using FreeStyle™ MAX Reagent. After infection, a selection process was performed for about 3 weeks using FreeStyleTM 293 expression medium containing puromycin at a concentration of 3μg/mL, and then a stable cell pool was created. The stable expression level of the target gene in the prepared cell pool was analyzed and compared using the EGFP fluorescent protein SGE mean fluorescence intensity (MFI). The results are shown in Figure 8.

도 8에 나타난 바와 같이, 3개의 LAMP2C 녹아웃 클론(#2, 5, 14)의 MFI는 야생형보다 약 2-3배 증가하였다.As shown in Figure 8, the MFI of the three LAMP2C knockout clones (#2, 5, and 14) increased approximately 2-3 times that of the wild type.

또한, 해당 세포 풀에서의 EGFP 유전자 카피 수 대비 mRNA 발현율을 qRT-PCR을 통해 분석하였다. 그 결과는 도 9에 나타내었다.In addition, the mRNA expression rate compared to the EGFP gene copy number in the corresponding cell pool was analyzed through qRT-PCR. The results are shown in Figure 9.

도 9에 나타난 바와 같이, HEK293E 야생형 숙주 세포주 기반 EGFP 세포 풀 대비, LAMP2C 녹아웃 숙주 세포주 기반 EGFP세포 풀에서 약 4-4.5배의 EGFP mRNA/gDNA 발현율 차이가 측정되었다.As shown in Figure 9, compared to the EGFP cell pool based on the HEK293E wild-type host cell line, an approximately 4-4.5-fold difference in EGFP mRNA/gDNA expression rate was measured in the EGFP cell pool based on the LAMP2C knockout host cell line.

상기 결과는 LAMP2C 녹아웃이 TGE 뿐만 아니라 SGE 기반 외래 유전자 발현을 증가시키는 것을 의미한다. 이는 mRNA의 안정성이 증대되는 것에 기인하는 것으로 유추할 수 있다.The above results indicate that LAMP2C knockout increases not only TGE but also SGE-based foreign gene expression. This can be inferred to be due to increased stability of mRNA.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (14)

LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 HEK293(Human embryonic kidney 293) 세포주.
Transformed HEK293 (Human embryonic kidney 293) cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 세포주는 TGE(transient gene expression) 또는 SGE(stable gene expression) 기반 외래 유전자의 발현을 증가시키는, 세포주.
According to paragraph 1,
The cell line is a cell line that increases the expression of foreign genes based on TGE (transient gene expression) or SGE (stable gene expression).
제1항에 있어서,
상기 세포주는 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역의 염기 서열에 변이가 일어난 것인, 세포주.
According to paragraph 1,
The cell line is a cell line in which a mutation has occurred in the base sequence of the cytoplasmic tail region of the LAMP2C gene.
제1항에 있어서,
상기 세포주는 LAMP2C 유전자에서 서열번호 7로 표시되는 염기 서열이 결실된 것인, 세포주.
According to paragraph 1,
The cell line is a cell line in which the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 7 has been deleted from the LAMP2C gene.
제1항에 있어서,
세포주는 SIDT2 유전자가 녹아웃 되지 않은 것인, 세포주.
According to paragraph 1,
A cell line in which the SIDT2 gene has not been knocked out.
LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 인간 세포주를 포함하는 목적 단백질 생산용 조성물.
A composition for producing a target protein comprising a transformed human cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.
LAMP2C 유전자를 녹아웃(knock-out)시키는 단계; 를 포함하는 LAMP2C 유전자가 녹아웃(knock-out) 된 형질전환 HEK293(Human embryonic kidney 293) 세포주의 in vitro 제조방법.
Knocking out the LAMP2C gene; An in vitro production method of a transformed HEK293 (Human embryonic kidney 293) cell line in which the LAMP2C gene has been knocked out.
제8항에 있어서,
상기 녹아웃은 LAMP2C 유전자의 세포질 꼬리 영역의 염기 서열을 타겟으로 하는 sgRNA, 및 Cas9 단백질을 암호화하는 염기서열을 포함하는 벡터를 도입하여 수행되는 것인, 제조방법.
According to clause 8,
The knockout is performed by introducing a vector containing sgRNA targeting the base sequence of the cytoplasmic tail region of the LAMP2C gene and a base sequence encoding the Cas9 protein.
제9항에 있어서,
상기 sgRNA는 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 염기서열을 타겟으로 하는, 제조방법.
According to clause 9,
A production method wherein the sgRNA targets the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.
(a) 제1항의 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주에 목적 단백질을 암호화하는 염기서열을 포함하는 벡터를 도입하는 단계; 를 포함하는 목적 단백질의 생산방법.
(a) introducing a vector containing a base sequence encoding the target protein into a transformed human cell line in which the LAMP2C gene of claim 1 has been knocked out; A method for producing a target protein comprising.
제11항에 있어서,
하기 단계를 더 포함하는, 생산방법:
(b) 상기 단계 (a)의 세포주를 배양하는 단계; 및
(c) 상기 단계 (b)에서 생산된 목적 단백질을 분리 및 정제하는 단계.
According to clause 11,
Production method further comprising the following steps:
(b) culturing the cell line of step (a); and
(c) separating and purifying the target protein produced in step (b).
제11항에 있어서,
상기 목적 단백질은 형광 단백질, 항체 발현 단백질, 항체 유래 융합 단백질, 면역 단백질, 및 단백질계 호르몬으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인, 생산방법.
According to clause 11,
The production method wherein the target protein is selected from the group consisting of fluorescent proteins, antibody expression proteins, antibody-derived fusion proteins, immune proteins, and protein-based hormones.
제1항의 LAMP2C 유전자가 녹아웃 된 형질전환 인간 세포주에 외래 유전자를 포함하는 벡터를 도입하는 단계; 를 포함하는 형질감염 효율 증대 방법. Introducing a vector containing a foreign gene into a transformed human cell line in which the LAMP2C gene of claim 1 has been knocked out; A method for increasing transfection efficiency comprising.
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pnas.1808618116,pp.1~10(2018)* *

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