KR19990076623A - Long-term QT syndrome gene encoding KVLQT1 and a combination of KVLQT1 and MINK - Google Patents

Long-term QT syndrome gene encoding KVLQT1 and a combination of KVLQT1 and MINK Download PDF

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Abstract

본 발명의 한면은 장기 QT 증후군의 분자 체제의 확인에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 돌연변이된 KVLQT1이 장기 QT 증후군을 야기시킨다는 것을 확인하였다. 이 유전자의 분석은 장기 QT 증후군을 갖는 대상의 조기 진단법을 제공할 것이다. 이 진단 방법은 피검체의 KVLQT1 유전자의 핵산 서열을 분석하고, 그것을 천연, 비변이 유전자의 핵산 서열과 비교하는 것으로 이루어진다. 또한, KVLQT1의 아미노산 서열은 장기 QT 증후군을 야기시키는 돌연변이에 대해 분석될 수 있다. 장기 QT 증후군의 징후전 진단은 의사가 현재의 의학 요법을 이용하여 이 질환을 치료할 수 있도록 할 것이다. 본 발명의 제2 면은 KVLQT1이 minK와 함께 회합하여 심장 칼륨 채널을 형성하는 것을 이해한 것에 관한 것이다. 이것은 이 채널과 상호 작용하는 약물을 분석하여 장기 QT를 치료 또는 예방하는데 유용한 새로운 약물을 확인할 수 있게 한다.One aspect of the invention relates to the identification of the molecular framework of long-term QT syndrome. More specifically, the present invention confirmed that mutated KVLQT1 causes long-term QT syndrome. Analysis of this gene will provide early diagnosis of subjects with long-term QT syndrome. This diagnostic method consists of analyzing the nucleic acid sequence of the KVLQT1 gene of a subject and comparing it with the nucleic acid sequence of a natural, unmutable gene. In addition, the amino acid sequence of KVLQT1 can be analyzed for mutations that cause long-term QT syndrome. Pre-diagnosis of long-term QT syndrome will enable doctors to treat the disease using current medical therapies. The second aspect of the present invention relates to the understanding that KVLQT1 associates with minK to form cardiac potassium channels. This allows the analysis of drugs interacting with these channels to identify new drugs useful for treating or preventing long-term QT.

Description

KVLQT1을 코딩하는 장기 QT 증후군 유전자 및 KVLQT1과 minK의 결합체Long-term QT syndrome gene encoding KVLQT1 and a combination of KVLQT1 and iiK

본 출원은 국립보건원(National Institutes of Health, Bethesda, Maryland)에 의해 투자된 허가 번호 R01 HL48074 및 미국 공중위생청(Public Health Service)의 허가 번호 M01 RR00064로 정부 지원에 의해 이루어졌다.This application was made with government support under license number R01 HL48074, funded by the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, and license number M01 RR00064 of the Public Health Service.

본 발명은 장기 QT 증후군(LQT)과 관련된 유전자 및 유전자 생성물, 및 LQT의 진단 및 예방 방법에 관한 것이다. LQT는 본 발명에 따라서 피검체의 KVLQT1 유전자의 DNA 서열을 분석하고, 각각의 DNA 서열을 정상 KVLQT1 유전자의 공지된 DNA 서열과 비교함으로써 진단된다. 또한, 피검체의 KVLQT1 유전자는 LQT를 야기시키는 돌연변이에 대해 스크리닝될 수 있다. LQT의 예측은 의사가 현재의 의학 요법을 이용하여 이 질환을 예방할 수 있도록 할 것이다. 본 발명은 또한 KVLQT1 및 minK 단백질이 함께 회합하여 심장 IKs칼륨 채널을 형성한다는 발견에 관한 것이다. 이러한 지식을 이용하여 세포에서 이 두 단백질을 동시 발현시킬 수 있으며, 그러한 형질전환된 세포는 LQT를 치료 또는 예방하는데 유용한 약물의 스크리닝에 이용될 수 있다.The present invention relates to genes and gene products associated with long-term QT syndrome (LQT), and methods of diagnosing and preventing LQT. LQT is diagnosed by analyzing the DNA sequences of the subject's KVLQT1 gene and comparing each DNA sequence with a known DNA sequence of the normal KVLQT1 gene. In addition, the KVLQT1 gene of a subject can be screened for mutations that cause LQT. LQT's predictions will enable doctors to prevent this disease using current medical therapies. The present invention also relates to the discovery that KVLQT1 and minK proteins associate together to form cardiac I Ks potassium channels. This knowledge can be used to co-express these two proteins in cells, and such transformed cells can be used for the screening of drugs useful for treating or preventing LQT.

본 발명의 배경을 설명하거나 또는 그 실시에 관계되는 추가의 상세한 내용을 제공하기 위해 본 명세서에 사용된 문헌 및 다른 자료는 참고로 삽입되며 편의상 각각 첨부된 참고 문헌 리스트로 분류된다.The literature and other materials used herein to explain the background of the invention or to provide further details related to its practice are incorporated by reference and are, for convenience, classified into the accompanying references list.

심부정맥은 모든 자연사의 약 11%의 원인이 되는, 이병률 및 사망율의 공통 원인이다(Kannel, 1987; Willich et al., 1987). 일반적으로, 생명을 위협하는 심실성 빈부정맥을 가진 개체의 징후전 진단 및 치료가 불충분하며, 몇몇 경우에는 의학적 처치가 실제적으로 부정맥 및 사망의 위험을 증가시킨다(New Engl. J. Med. 327, 227 (1992)). 이러한 요인 때문에 심부정맥의 위험에 대한 조기 검출 및 부정맥 예방이 중요성이 크게 된다.Deep vein is a common cause of morbidity and mortality, responsible for about 11% of all natural deaths (Kannel, 1987; Willich et al., 1987). In general, prediagnosis and treatment of individuals with life-threatening ventricular tachyarrhythmias are insufficient, and in some cases medical treatment actually increases the risk of arrhythmia and death (New Engl. J. Med. 327, 227 (1992). Because of these factors, early detection of the risk of deep vein and prevention of arrhythmia are of great importance.

유전적 및 후천적 요인은 둘다 심부정맥의 발병 위험에 기여한다. 장기 QT 증후군(LQT)은 심실성 빈부정맥, 특별하게는 토르사데 데 포인테스(torsade de pointes) 및 심실성 세동으로부터의 돌연한 의식 상실, 실신, 급발작 및 급사를 야기시키는 유전적 심부정맥이다(Ward, 1964; Romano, 1965; Schwartz et al., 1975; Moss et al., 1991). 이 질환은 일반적으로 젊은, 그렇지 않다면 건강한 개체에서 발병한다(Ward, 1964; Romano, 1965; Schwartz, 1975). 대부분의 LQT 유전자 캐리어는 이상 심장 재분극의 신호인, 심전도의 QT 간격의 연장을 나타낸다(Vincent et al., 1992). LQT의 임상적 특징은 일시적인 심부정맥, 특별하게는 이 부정맥 및 심실성 세동에서의 심전도의 특징적인 파동성에 대해 칭하는 토르사데 데 포인테스와 같은 재분극 관련 심실성 빈부정맥으로부터 생긴다(Schwartz et al., 1975: Moss and McDonald, 1970). 토르사데 데 포인테스는 심실성 세동, 특히 치사 부정맥으로 변성될 수 있다. LQT가 통상적인 진단법이 아니긴 하지만, 심실성 부정맥은 매우 일반적이며, 매년 300,000 이상의 미국 시민이 갑자기 사망하며(Kannel, et al., 1987; Willich et al., 1987), 많은 경우에 근원적인 메카니즘은 이상형의 심장 재분극일 수 있다. 그러므로, LQT는 분자 수준에서 생명을 위협하는 심부정맥을 연구할 유일한 기회를 제공한다.Both genetic and acquired factors contribute to the risk of developing deep veins. Long-term QT syndrome (LQT) is a genetic deep vein that causes sudden loss of consciousness, fainting, sudden seizures, and sudden death from ventricular tachyarrhythmias, especially tordes de pointes and ventricular fibrillation. (Ward, 1964; Romano, 1965; Schwartz et al., 1975; Moss et al., 1991). The disease generally develops in young, otherwise healthy individuals (Ward, 1964; Romano, 1965; Schwartz, 1975). Most LQT gene carriers show prolongation of the QT interval of the electrocardiogram, a signal of aberrant cardiac repolarization (Vincent et al., 1992). The clinical characteristics of LQT arise from repolarization-associated ventricular tachyarrhythmias such as Torsade de Pointes, which refers to the transient pulmonary arrhythmias, especially the characteristic pulsation of electrocardiograms in these arrhythmia and ventricular fibrillation (Schwartz et al., 1975: Moss and McDonald, 1970). Torsade de Pointes can be denatured into ventricular fibrillation, especially lethal arrhythmia. Although LQT is not a common diagnostic, ventricular arrhythmias are very common, with more than 300,000 US citizens dying every year (Kannel, et al., 1987; Willich et al., 1987), and in many cases the underlying mechanism. May be an ideal cardiac repolarization. Therefore, LQT offers the only opportunity to study life-threatening deep veins at the molecular level.

LQT의 유전적 및 후천적 형태 모두가 규정되었다. 후천적 LQT 및 2차 부정맥은 심장 허혈, 서맥 및 대사 이상, 예를 들면 저혈청 칼륨 또는 칼슘 농도로부터 발생할 수 있다(Zipes, 1987). LQT는 또한 항생물질, 항히스타민제, 일반 마취제 및 가장 통상적으로는 항부정맥제 투약을 비롯한 특정 투약에 의한 치료로 인해 생길 수도 있다(Zipes, 1987). 유전적 LQT 형태는 3가지 이상의 다른 유전자의 돌연변이의 결과로부터 생긴다. 예전의 연구에서, LQT 자리는 염색체 11p15.5(LQT1) (Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b), 7q35-36(LQT2) 및 3p21-24(LQT3) (Jiang et al., 1994)에 맵핑되었다. 이중에서, 유전적 LQT의 가장 통상적인 원인은 LQT1이다. 본 출원의 데이터는 유전적 LQT의 50% 이상이 이 유전자의 돌연변이 때문이라는 것을 나타낸다(Q. Wang, 비공개 결과). 최근에, 4번째 LQT 자리(LQT4)는 4q25-27에 맵핑되었다(Schott et al., 1995). 본 출원인의 연구는 염색체 21 상에 위치한 유전자인 minK도 LQT와 관련이 있다는 것을 나타낸다.Both genetic and acquired forms of LQT have been defined. Acquired LQT and secondary arrhythmias can arise from cardiac ischemia, bradycardia and metabolic abnormalities such as low serum potassium or calcium concentrations (Zipes, 1987). LQT may also result from treatment with certain medications, including antibiotics, antihistamines, general anesthetics and most commonly antiarrhythmic medications (Zipes, 1987). Genetic LQT forms result from mutations in three or more different genes. In previous studies, the LQT locus was assigned to chromosomes 11p15.5 (LQT1) (Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b), 7q35-36 (LQT2) and 3p21-24 (LQT3) (Jiang et al., 1994). Of these, the most common cause of genetic LQT is LQT1. The data in this application indicate that at least 50% of the genetic LQTs are due to mutations in this gene (Q. Wang, closed results). Recently, the fourth LQT site (LQT4) was mapped to 4q25-27 (Schott et al., 1995). Applicants' studies indicate that minK, a gene located on chromosome 21, is also associated with LQT.

이 질환의 상염색체 우성 및 상염색체 열성 형태가 보고되어 있다. 상염색체 열성 LQT(Jervell-Lange-Nielson 증후군으로도 알려짐)는 선천성 신경 난청과 관련이 있으며, 이 형태의 LQT는 드물다(Jervell and Lange-Nielson, 1957). 상염색체 우성 LQT(Romano-Ward 증후군)는 더욱 통상적이며, 다른 표현형 이상과 관련이 없다. 유전적 LQT와 매우 유사한 질환은 일반적으로 약리 요법의 결과로서 얻어질 수도 있다(Schwartz et al., 1975; Zipes, 1987).Autosomal dominant and autosomal recessive forms of this disease have been reported. Autosomal recessive LQT (also known as Jervell-Lange-Nielson syndrome) is associated with congenital neurodeafness, and this form of LQT is rare (Jervell and Lange-Nielson, 1957). Autosomal dominant LQT (Romano-Ward syndrome) is more common and is not associated with other phenotypic abnormalities. Diseases very similar to genetic LQT may generally be obtained as a result of pharmacological therapy (Schwartz et al., 1975; Zipes, 1987).

이 데이터는 LQT의 부정맥 메카니즘과 관계가 있다. LQT에 대한 2가지 가설이 이미 제안되어 있다(Schwartz et al., 1994). 한가지는 좌측 자율 신경 지배의 우세가 이상 심장 재분극 및 부정맥을 야기시킨다는 것을 제안한다. 이 가설은 개에서 부정맥이 우 성상 신경절의 제거에 의해 유도될 수 있다는 발견에 의해 지지된다. 또한, 다른 증거는 일부 LQT 환자가 β-아드레날린 차단제에 의해 또한 좌 성상 신경절 절제에 의해 효과적으로 치료된다는 것을 제시한다(Schwartz et al., 1994). LQT 관련 부정맥에 대한 두번째 가설은 심장 특이적 이온 채널 유전자, 또는 심장 이온 채널을 조절하는 유전자의 돌연변이가 지연된 근세포 재분극을 야기시킨다는 것을 제안한다. 지연된 근세포 재분극은 L-타입 칼슘 채널의 활성화를 촉진시킬 수 있으며, 그 결과 2차 탈분극이 일어난다(January and Riddle, 1989). 이러한 2차 탈분극은 거의 토르사데 데 포인테스 부정맥의 세포 메카니즘과 같다(Surawicz, 1989). 이러한 가설은 칼륨 채널의 약리학적 차단이 인간 및 동물 모델에서 QT 연장 및 재분극 관련 부정맥을 유도할 수 있다는 관찰에 의해 지지된다(Antzelevitch and Sicouri, 1994). LQT의 한 형태가 심장 칼륨 채널 유전자의 돌연변이로부터 발생한다는 발견은 근세포 가설을 지지한다.This data is related to the arrhythmia mechanism of LQT. Two hypotheses have already been proposed for LQT (Schwartz et al., 1994). One suggests that the preponderance of left autonomic nerve dominance causes abnormal cardiac repolarization and arrhythmia. This hypothesis is supported by the finding that arrhythmia in dogs can be induced by the removal of dominant ganglia. In addition, other evidence suggests that some LQT patients are effectively treated by β-adrenergic blockers and also by left stellate ganglion resection (Schwartz et al., 1994). A second hypothesis for LQT related arrhythmias suggests that mutations in the cardiac specific ion channel gene, or the gene that regulates the cardiac ion channel, cause delayed myocyte repolarization. Delayed myocyte repolarization can promote activation of L-type calcium channels, resulting in secondary depolarization (January and Riddle, 1989). This secondary depolarization is almost the same as the cellular mechanism of Torsade de Pointes arrhythmia (Surawicz, 1989). This hypothesis is supported by the observation that pharmacological blockade of potassium channels can induce QT prolongation and repolarization-related arrhythmias in human and animal models (Antzelevitch and Sicouri, 1994). The discovery that one form of LQT arises from mutations in the cardiac potassium channel gene supports the myocyte hypothesis.

1991년에, 상염색체 우성 LQT 및 HRAS에서의 다형체 사이의 완전한 연결이 보고되었다(Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b). 이러한 발견은 LQT1을 염색체 11p15.5에 정위화시켰고 몇몇 과에서 징후전 진단을 가능하게 하였다. 상염색체 우성 LQT는 예전에는 유전적으로 상동성인 것으로 생각되었으며, 연구되었던 처음 일곱 과는 11p15.5에 연결되었다(Keating et al., 1991b). 1993년에, LQT에 대해 위치 이종성이 있음을 발견하였다(Benhorin et al., 1993; Curran et al., 1993; Towbin et al., 1994). 2가지 추가의 LQT 위치는, 염색체 7q35-36(아홉 과) 상의 LQT2 및 3p21-24(세 과) 상의 LQT3으로 이후에 확인되었다(Jiang et al., 1994). 대여섯 과는 알려진 위치에 연결되지 않은 채로 남아있으며, 그것은 LQT에 대해 다른 위치 이종성을 나타내는 것이다. 이러한 이종성 정도는 별개의 LQT 유전자가 심장 재분극 및 부정맥 위험을 조절하기 위해 상호 작용하는 단백질을 코딩할 수 있다는 것을 암시한다.In 1991, a complete link between autosomal dominant LQTs and polymorphs in HRAS was reported (Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b). This finding positioned LQT1 on chromosome 11p15.5 and allowed prediagnosis in some departments. Autosomal dominant LQT was previously thought to be genetically homologous, and the first seven families studied were linked to 11p15.5 (Keating et al., 1991b). In 1993, it was found that there was position heterogeneity for LQT (Benhorin et al., 1993; Curran et al., 1993; Towbin et al., 1994). Two additional LQT positions were later identified with LQT2 on chromosome 7q35-36 (nine families) and LQT3 on 3p21-24 (years) (Jiang et al., 1994). Half a dozen remain unconnected to known positions, indicating different position heterogeneity for LQT. This degree of heterogeneity suggests that separate LQT genes can encode proteins that interact to regulate cardiac repolarization and arrhythmia risk.

LQT의 생리 기능에 대해서는 거의 알려지지 않았지만, 이 질환은 이상 심장 재분극의 신호인, 심전도 상의 QT 간격의 연장과 관련이 있다. 이러한 관련은 이온 채널을 코딩하는 유전자, 또는 그의 조절 인자가 LQT의 적당한 후보라는 것을 암시한다. 염색체 11p15.5에 위치된 HRAS는 직접적인 DNA 서열 분석을 기초로 하여 (비공개 관찰) 연결 분석에 의해 LQT1의 후보로서 배제되었다(Roy et al., 1994). 신경 내분비 칼슘 채널 유전자(CACNL1A2; Chin et al., 1991; Seino et al., 1992) 및 칼륨 채널을 조절하는 GTP 결합 단백질을 코딩하는 유전자(GNAI2; Weinstein et al., 1988; Magovcevic et al., 1992)는 그의 염색체 위치를 기초로 하여 LQT3의 후보가 되었다. 그러나, 이후의 연결 분석은 이러한 유전자를 고려하지 않았다(Wang and Keating, 비공개 데이터). 골격근 클로라이드 채널(CLCN1; Koch et al., 1992) 및 심장 무스카린-아세틸콜린 수용체(CHRM2; Bonner et al., 1987)는 그의 염색체 7q35-36 위치를 기초로 하여 LQT2의 후보가 되었지만, 이후의 연결 분석은 이러한 유전자를 배제시켰다(Wang et al., 보고됨).Little is known about the physiological function of LQT, but this disease is associated with the prolongation of the QT interval on the electrocardiogram, a signal of abnormal cardiac repolarization. This association suggests that the gene encoding the ion channel, or a regulatory factor thereof, is a suitable candidate for LQT. HRAS located on chromosome 11p15.5 was excluded as a candidate for LQT1 by linkage analysis (private observation) based on direct DNA sequence analysis (Roy et al., 1994). Neuroendocrine calcium channel genes (CACNL1A2; Chin et al., 1991; Seino et al., 1992) and genes encoding GTP binding proteins that regulate potassium channels (GNAI2; Weinstein et al., 1988; Magovcevic et al., 1992) was a candidate for LQT3 based on its chromosomal location. However, subsequent linkage analysis did not take this gene into account (Wang and Keating, private data). Skeletal muscle chloride channel (CLCN1; Koch et al., 1992) and cardiac muscarinic-acetylcholine receptor (CHRM2; Bonner et al., 1987) became candidates for LQT2 based on its chromosome 7q35-36 position, but later Linkage analysis excluded this gene (Wang et al., Reported).

이론적으로, 심장 나트륨 채널 유전자의 돌연변이는 LQT를 야기시킬 수 있다. 전압 게이트 제어된 나트륨 채널은 심실 근세포에서의 신속한 탈분극을 조정하며 또한 작용 전위의 안정 상 중에 작은 전류를 전도한다(Attwell et al., 1979). 나트륨 채널 기능의 미세한 이상(예를 들면, 지연된 나트륨 채널 불활성화 또는 채널 불활성화의 변화된 전압 의존성)은 심장 재분극을 지연시킬 수 있어, QT 연장 및 부정맥을 유도한다. 1992년에, 겔렌(Gellens)과 그의 동료들은 심장 나트륨 채널 유전자, SCN5A를 클로닝시키고 특징화시켰다(Gellens et al., 1992). 이 유전자의 구조는 2016 아미노산의 거대 단백질을 코딩하는, 이미 특징화된 다른 나트륨 채널과 유사하였다. 이 채널 단백질은 각각 6개의 추정 멤브레인 스패닝 세그먼트(S1-S6)를 함유하는 4개의 상동성 도메인(DI-DIV)을 함유한다. SCN5A는 최근에 염색체 3p21에 맵핑되어 LQT3에 대한 우수한 후보 유전자가 되었으며(George et al., 1995), 그후에 이 유전자는 LQT3과 관련이 있는 것으로 판명되었다(Wang et al., 1995a).In theory, mutations in the cardiac sodium channel gene can result in LQT. Voltage gated controlled sodium channels regulate rapid depolarization in ventricular myocytes and also conduct small currents during the stable phase of action potential (Attwell et al., 1979). Minor abnormalities in sodium channel function (eg, delayed sodium channel inactivation or altered voltage dependence of channel inactivation) can delay cardiac repolarization, leading to QT prolongation and arrhythmia. In 1992, Gellens and his colleagues cloned and characterized the cardiac sodium channel gene, SCN5A (Gellens et al., 1992). The structure of this gene was similar to other already characterized sodium channels, encoding the giant protein of the 2016 amino acid. This channel protein contains four homology domains (DI-DIV), each containing six putative membrane spanning segments (S1-S6). SCN5A has recently been mapped to chromosome 3p21 and has become an excellent candidate gene for LQT3 (George et al., 1995), which has since been found to be related to LQT3 (Wang et al., 1995a).

1994년에, 웜키 및 가네쯔키(Warmke and Ganetzky)는 새로운 인간 cDNA, 인간 에테르 a-go-go 관련 유전자를 확인하였다(HERG, Warmke and Ganetzky, 1994). HERG는 체세포 하이브리드 패널의 PCR 분석에 의해 인간 염색체 7에 정위화되어(Warmke and Ganetzky, 1994) LQT2에 대한 후보가 된다. HERG에 의해 코딩된 단백질의 기능은 알려지지 않았지만, 그것은 칼륨 채널과 상동성인 예측된 아미노산 서열을 갖는다. HERG는 칼슘 조절된 칼륨 채널을 코딩하는, 드로소필라(Drosophila) 에테르 a-go-go 유전자(eag)에 대한 상동성에 의해 해마 cDNA 라이브러리로부터 분리되었다(Bruggeman et al., 1993). HERG는 eag의 인간 동족체는 아니지만, ∼50% 아미노산 서열 상동성 만은 갖는다. HERG는 LQT2와 관련이 있는 것으로 나타났다(Curran et al., 1995).In 1994, Warmke and Ganetzky identified new human cDNA, human ether a-go-go related genes (HERG, Warmke and Ganetzky, 1994). HERG is localized on human chromosome 7 by PCR analysis of a somatic hybrid panel (Warmke and Ganetzky, 1994) and is a candidate for LQT2. The function of the protein encoded by HERG is unknown, but it has a predicted amino acid sequence homologous to the potassium channel. HERGs were isolated from hippocampal cDNA libraries by homology to the Drosophila ether a-go-go gene (eag), which encodes a calcium regulated potassium channel (Bruggeman et al., 1993). HERG is not a human homologue of eag, but has only -50% amino acid sequence homology. HERG has been shown to be associated with LQT2 (Curran et al., 1995).

KVLQT1으로 불리우는 새로운 칼륨 채널 유전자가 발견되었다. 본 명세서에 KVLQT1이 LQT1라는 것을 나타내는 증거가 제시되어 있다. KVLQT1에 돌연변이가 있는 16개의 과를 확인하고 특징화시켰으며 16 모든 과에서 LQT1과 KVLQT1 사이에 완전한 결합이 있는 것으로 나타났다. KVLQT1은 염색체 11p15.5에 맵핑되어 있어 LQT1에 대한 후보 유전자가 된다. KVLQT1은 칼륨 채널의 구조적 특징을 갖는 단백질을 코딩하며, 노던 블롯 분석에 의해 측정된 유전자의 발현은 KVLQT1이 심장에서 가장 강하게 발현하는 것을 입증하였다. LQT를 야기시키는 하나의 유전자내 결실 및 10개의 다른 미스센스 돌연변이가 KVLQT1에서 확인되었다. 이러한 데이터는 KVLQT1을 새로운 심장 칼륨 채널 유전자로서 정의하며 이 유전자의 돌연변이가 심실성 빈부정맥 및 급사에 대해 민감성을 야기시킨다는 것을 나타낸다.A new potassium channel gene called KVLQT1 was discovered. Evidence is presented herein to indicate that KVLQT1 is LQT1. Sixteen families with mutations in KVLQT1 were identified and characterized and there was a complete binding between LQT1 and KVLQT1 in all 16 families. KVLQT1 maps to chromosome 11p15.5 and is a candidate gene for LQT1. KVLQT1 encodes a protein with the structural features of potassium channels, and expression of genes measured by Northern blot analysis demonstrated that KVLQT1 is the strongest expression in the heart. One intragenic deletion and ten other missense mutations causing LQT were identified in KVLQT1. These data define KVLQT1 as a new cardiac potassium channel gene and indicate that mutations in this gene cause sensitivity to ventricular tachyarrhythmias and sudden death.

IKs 채널의 한 성분은 단일 추정 트랜스멤브레인 도메인을 갖는 130 아미노산 단백질인 minK인 것으로 알려졌다(Takumi et al., 1988; Goldstein and Miller, 1991; Hausdorff et al., 1991; Takumi et al., 1991; Busch et al., 1992; Wang and Goldstein, 1995; Wang et al., 1996). 이 단백질의 크기 및 구조로는 minK 단독으로 기능적 채널을 형성하는 것이 불가능한 것으로 보인다(Attali et al., 1993; Lesage et al., 1993). KVLQT1과 minK가 함께 회합하여 심장 IKs 칼륨 채널을 형성하는 증거가 제시되었다. IKs 기능 이상은 심부정맥의 원인이다.IKs One component of the channel is known to be minK, a 130 amino acid protein with a single putative transmembrane domain (Takumi et al., 1988; Goldstein and Miller, 1991; Hausdorff et al., 1991; Takumi et al., 1991; Busch et al., 1992; Wang and Goldstein, 1995; Wang et al., 1996). It seems that the size and structure of this protein makes it impossible to form functional channels with minK alone (Attali et al., 1993; Lesage et al., 1993). KVLQT1 and minK associate together to form heart IKs Evidence to form potassium channels has been presented. IKs Dysfunction is the cause of deep vein.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 장기 QT 증후군의 분자 기본 원리를 입증하는 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 KVLQT1 유전자의 분자 변이체가 LQT의 발병을 야기시키거나 또는 그에 관련되는 것을 확인하였다. 유전자형 분석 결과는 KVLQT1이 16개의 비관련 과에서 LQT1에 완전히 연결됨을 나타낸다. KVLQT1 유전자의 분석은 LQT를 앓는 대상의 조기 진단을 가능하게 할 것이다. 이 진단 방법은 피검체의 KVLQT1 유전자의 DNA 서열을 분석하고, 그것을 정상 비변이 유전자의 DNA 서열과 비교하는 것으로 이루어진다. 제2 실시태양에서, 피검체의 KVLQT1 유전자는 LQT를 야기시키는 돌연변이에 대해 스크리닝된다. 의사는 LQT를 예측함으로써 베타 차단제와 같은 의학 요법으로 이 질환을 예방할 수 있을 것이다.The present invention demonstrates the molecular basic principles of long-term QT syndrome. More specifically, the present invention has identified that molecular variants of the KVLQT1 gene cause or are associated with the development of LQT. Genotyping results indicate that KVLQT1 is fully linked to LQT1 in 16 unrelated families. Analysis of the KVLQT1 gene will enable early diagnosis of subjects with LQT. This diagnostic method consists of analyzing the DNA sequence of the KVLQT1 gene of a subject and comparing it with the DNA sequence of a normal non-variable gene. In a second embodiment, the KVLQT1 gene of the subject is screened for mutations that cause LQT. By predicting LQT, doctors may be able to prevent the disease with medical therapies such as beta blockers.

또한, KVLQT1 및 minK 단백질이 함께 회합하여 심장 IKs칼륨 채널을 형성하는 것이 입증되었다. IKs기능 이상은 심부정맥의 원인이다. 이러한 두 단백질이 함께 회합하여 IKs채널을 형성한다는 사실은 LQT1을 치료하거나 또는 예방하는데 유용한 약물에 대한 스크리닝 분석법을 개발하는데 유용하다. 난모세포와 같은 세포 내에서 야생형 및 그의 돌연변이형 유전자를 둘다 동시 발현시킴으로써, IKs채널에 대해 효과를 갖는 약물을 스크리닝할 수 있다. 이러한 사실은 또한 LQT를 앓는 대상의 조기 진단을 위한 minK 유전자의 분석에도 유용하다. 이 진단 방법은 KVLQT1에 대해 상기한 바와 같이 수행된다.It has also been demonstrated that KVLQT1 and minK proteins associate together to form cardiac I Ks potassium channels. I Ks dysfunction is the cause of deep vein. The fact that these two proteins associate together to form I Ks channels is useful for developing screening assays for drugs that are useful for treating or preventing LQT1. By co-expressing both wild type and its mutant genes in cells such as oocytes, drugs that have an effect on the I Ks channel can be screened. This fact is also useful for analysis of the minK gene for early diagnosis of subjects with LQT. This diagnostic method is performed as described above for KVLQT1.

도 1은 LQT 가계 1532 일부의 계도 구조이다. 이환된 개체는 공백이 메워진 원(여) 또는 사각형(남)으로서, 이환되지 않은 개체는 비워진 부호로서, 불분명한 표현형을 가진 개체는 점각법으로 나타내었다. 염색체 11 마커에 대한 유전자형은 각 부호 바로 아래에 하플로타입(haplotype)으로 나타내었다. 마커 순서(상단에서 하단)는 Tel-HRAS-D11S922-TH-D11S1318-D11S454-D11S860-D11S12-Cen이다. 하플로타입의 정확도는 추가의 염색체 11p15.5 마커로부터의 유전자형을 이용하여 보장되었다(Q. Wang, 비공개 결과). 추론된 유전자형은 괄호안에 나타내었다. 질환 염색체는 박스에 의해 표시되었으며 재조합은 짙은 수평선으로 표시되었다. 질환에 걸린 염색체 재조합은 개체에서 일어난다: IV-22, IV-25, V-6, V-17, V-24, V-34, VI-13, VI-14 및 VI-16. 비질환 염색체에서 일어나는 재조합은 표시되지 않았다. KVLQT1은 프라이머 5 및 6에 의해 확인된 KVLQT1 내의 SSCP 이형태체이며, 이 이형태체는 K1532에서 유일하게 확인되었으며 질환 관련 돌연변이를 나타낸다(대립 유전자 2는 돌연변이 대립 유전자임). 하플로타입 분석은 KVLQT1이 플랭킹 마커 D11S922 및 D11S454 사이에 위치한다는 것을 나타낸다.1 is a schematic structure of a portion of the LQT family 1532. Diseased individuals are represented by circles (females) or squares (males) filled with blanks, unmorbid individuals by empty symbols, and objects with an unclear phenotype by stipple method. Genotypes for chromosome 11 markers are shown as haplotypes just below each sign. The marker order (top to bottom) is Tel-HRAS-D11S922-TH-D11S1318-D11S454-D11S860-D11S12-Cen. The accuracy of the haplotype was ensured using genotypes from additional chromosome 11p15.5 markers (Q. Wang, closed results). Inferred genotypes are shown in parentheses. Disease chromosomes are indicated by boxes and recombination is indicated by dense horizontal lines. Diseased chromosomal recombination occurs in individuals: IV-22, IV-25, V-6, V-17, V-24, V-34, VI-13, VI-14 and VI-16. Recombination that occurs on non- diseased chromosomes is not shown. KVLQT1 is an SSCP isoform in KVLQT1 identified by primers 5 and 6, which is unique in K1532 and represents a disease related mutation (allele 2 is a mutant allele). Haplotype analysis shows that KVLQT1 is located between flanking markers D11S922 and D11S454.

도 2는 LQT1 영역의 물리적 지도이다. 염색체 11의 표의문자는 LQT1의 대략적 위치를 나타낸다(11p15.5). 다형 마커 및 몇몇 코스미드의 위치는 지도 상에 수직선으로 표시하였다. 정밀한 유전자 지도에는 TH와 D11S454 사이에 LQT1이 위치된다. TH와 D11S454 사이의 거리는 펄스계 겔 분석에 의해 <700 kb로서 평가되었다. 최소 셋트의 중첩 YAC 및 P1 클론의 물리적 지도를 나타내었다. KVLQT1 cDNA의 위치 및 트랩핑된 엑손을 나타내었다. YACs의 대쉬선은 키메라를 나타낸다.2 is a physical map of the LQT1 region. The ideogram of chromosome 11 indicates the approximate location of LQT1 (11p15.5). The location of the polymorph markers and some cosmids are indicated by vertical lines on the map. In the precise genetic map, LQT1 is located between TH and D11S454. The distance between TH and D11S454 was evaluated as <700 kb by pulse meter gel analysis. The physical map of the minimum set of overlapping YAC and P1 clones is shown. The location of the KVLQT1 cDNA and the trapped exons are shown. The dashed lines of YACs represent chimeras.

도 3A 및 3B는 KVLQT1(처음 34 아미노산을 코딩하는 영역은 포함하지 않음)의 뉴클레오티드 및 추론된 아미노산 서열을 나타낸다. (A)에는 KVLQT1의 복합 서열이 표시되어 있다. 이 뉴클레오티드 서열은 서열 15이다. 아미노산 서열은 서열 16이다. 6개의 추정 트랜스멤브레인 세그먼트(S1 내지 S6) 및 추정 공극 영역(Pore)이 표시되어 있다. 잠재적인 글리코실화 부위(N160)를 밑줄로 강조하였다. 2개의 일치 폴리아데닐화 시그날은 3' 비번역화된 영역에 굵게 표시하였다. KVLQT1에 대한 복합 cDNA 서열은 중첩 cDNA 클론의 말단 서열화에 의해 또한 프라이머 워킹에 의해 얻었다. KVLQT1 서열은 진뱅크(GenBank) 가입 번호 U40990으로 지정되었다. (B)에는 드로소필라 쉐이커(Drosophila Shaker) 칼륨 채널, DMSHAKE1(SHA)을 갖는 KVLQT1의 S1-S6 영역의 배열이 나타나 있다(Pongs et al., 1988). 동일성(|) 및 유사성(:)이 표시되어 있다. KVLQT1의 3개의 별개의 단편은 순서대로 서열 17, 서열 18 및 서열 19이다. DMSHAKE1의 3개의 별개의 단편은 순서대로 서열 20, 서열 21 및 서열 22이다.3A and 3B show the nucleotide and inferred amino acid sequences of KVLQT1 (not including the region encoding the first 34 amino acids). (A) shows the complex sequence of KVLQT1. This nucleotide sequence is SEQ ID NO: 15. The amino acid sequence is SEQ ID NO: 16. Six estimated transmembrane segments S1 to S6 and estimated void area Pore are shown. Potential glycosylation sites (N160) are underlined. Two coincident polyadenylation signals are shown in bold in the 3 ′ untranslated region. Complex cDNA sequences for KVLQT1 were obtained by terminal sequencing of overlapping cDNA clones and also by primer walking. The KVLQT1 sequence was assigned GenBank Accession Number U40990. (B) shows the arrangement of the S1-S6 region of KVLQT1 with the Drosophila Shaker potassium channel, DMSHAKE1 (SHA) (Pongs et al., 1988). Sameness (|) and similarity (:) are indicated. The three separate fragments of KVLQT1 are SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18 and SEQ ID NO: 19, in that order. The three separate fragments of DMSHAKE1 are SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22, in that order.

도 4는 KVLQT1 조직 발현 패턴이다. 노던 분석은 인간의 신장, 폐, 태반, 및 심장의 3.2 kb KVLQT1 mRNA를 밝혀내었으며, 그중 심장에서 최고 수준으로 밝혀졌다.4 is a KVLQT1 tissue expression pattern. Northern analysis revealed 3.2 kb KVLQT1 mRNA in human kidney, lung, placenta, and heart, the highest of which was in the heart.

도 5A 내지 5D는 가계 K1532(도 5A), K2605(도 5B), K1723(도 5C) 및 K1807(도 5D)내의 LQT와 동시 단리된 KVLQT1 미스센스 돌연변이를 나타낸다. 프라이머 쌍 5-6(K1532), 프라이머 쌍 9-10(K1723, K1807) 및 프라이머 쌍 11-12(K2605)에 의한 SSCP 분석의 결과를 각 계도 아래에 나타내었다. 이상 SSCP 이형태체(*로 표시됨)는 각 가계내의 LQT와 동시분리한다. K1532에 대해서, 217 개체 중 8 만을 나타내었으며, K1532의 추가의 구성원에 대한 SSCP 분석 결과는 도 1에 나타내었다(KVLQT1 대립 유전자 2). K161 및 K162 내의 LQT와 동시 분리하는 이상 SSCP 이형태체는 K1807에 한정된 이상 이형태체와 동일하므로 이 가계에 대한 결과는 나타내지 않았다. 정상 이형태체(좌측) 및 이상 이형태체(우측)의 DNA 서열 분석의 결과는 각 계도 아래에 나타내었다.5A-5D show KVLQT1 missense mutations isolated concurrently with LQT in families K1532 (FIG. 5A), K2605 (FIG. 5B), K1723 (FIG. 5C) and K1807 (FIG. 5D). The results of SSCP analysis by primer pair 5-6 (K1532), primer pair 9-10 (K1723, K1807), and primer pair 11-12 (K2605) are shown below each diagram. The SSCP isoforms (marked with * ) are separated from the LQTs in each household. For K1532, only 8 out of 217 individuals were shown, and the results of SSCP analysis for additional members of K1532 are shown in FIG. 1 (KVLQT1 allele 2). The aberrant SSCP isoforms that simultaneously separate with LQT in K161 and K162 are the same as the aberrants defined in K1807, so no results were shown for this pedigree. The results of DNA sequencing of the normal and abnormal heteroforms (right) are shown below each system.

도 6A 내지 6G는 가계 K13216(도 6A), K1777(도 6B), K20925(도 6C), K2557(도 6D), K13119(도 6E), K20926(도 6F) 및 K15019(도 6G) 내의 LQT와 조합된 KVLQT1 유전자내 결실 및 미스센스 돌연변이를 나타낸다. 프라이머 쌍 1-2(K13216, K2557, K13119, K15019), 프라이머 쌍 7-8(K1777, K20926) 및 프라이머 쌍 9-10(K20925)에 의한 SSCP 분석 결과를 각 계도 아래에 나타내었다. K2050, K163 및 K164 내의 LQT와 동시 분리하는 이상 SSCP 이형태체는 K1723 및 K1807에 한정된 이상 이형태체와 동일하므로 이 가계에 대한 결과는 나타내지 않았다. 정상 이형태체(좌측) 및 이상 이형태체(우측)의 DNA 서열 분석 결과는 각 계도 아래에 나타내었다. 서열은 안티센스 가닥 위에 나타내었다.6A-6G show LQTs in households K13216 (FIG. 6A), K1777 (FIG. 6B), K20925 (FIG. 6C), K2557 (FIG. 6D), K13119 (FIG. 6E), K20926 (FIG. 6F), and K15019 (FIG. 6G). Combined KVLQT1 gene deletion and missense mutations. The results of SSCP analysis by primer pair 1-2 (K13216, K2557, K13119, K15019), primer pair 7-8 (K1777, K20926) and primer pair 9-10 (K20925) are shown below each system. The aberrant SSCP isoforms that simultaneously separate LQTs in K2050, K163 and K164 are the same as the aberrant variants defined in K1723 and K1807, so no results were shown for this pedigree. The DNA sequencing results of the normal heteromorphs (left) and the abnormal heteroforms (right) are shown below each system. The sequence is shown on the antisense strand.

도 7은 KVLQT1 단백질의 예측된 위상 및 KVLQT1 돌연변이의 위치의 개략도이다.7 is a schematic diagram of the predicted phase of KVLQT1 protein and the location of KVLQT1 mutations.

도 8A 및 8B는 인간 및 크세노퍼스(Xenopus) KVLQT1의 구조 및 인간 KVLQT1의 조직 발현 패턴을 나타낸다. (A)는 인간 및 일부 크세노퍼스 KVLQT1 아미노산 서열을 비교한 것이다. 수직선은 동일한 잔기를 나타낸다. 크세노퍼스 아미노산 서열은 서열 23이며 인간 아미노산 서열은 서열 24이다. (B)는 인간 심장, 태반, 폐, 신장 및 췌장내의 KVLQT1의 발현을 나타내는 노던 분석을 나타낸다.8A and 8B show the structure of human and Xenopus KVLQT1 and tissue expression patterns of human KVLQT1. (A) is a comparison of human and some Xenopus KVLQT1 amino acid sequences. Vertical lines represent identical residues. The Xenopus amino acid sequence is SEQ ID NO: 23 and the human amino acid sequence is SEQ ID NO: 24. (B) shows a northern analysis showing expression of KVLQT1 in human heart, placenta, lung, kidney and pancreas.

도 9A 내지 9E는 CHO 세포의 KVLQT1 및 hminK 동시 발현이 심장 IKs와 거의 동일한 전류를 유도하는 것을 나타낸다. (A)는 -80 mV의 보유 전위로부터 인가된, -50 내지 +40 mV의 멤브레인 전위에 대해 1초 탈분극 펄스 중에 기록된 KVLQT1 전류를 나타낸다. (B)는 KVLQT1(n=6; 1초 펄스) 또는 KVLQT1 및 hminK(n=7; 7.5초 펄스)로 형질감염된 세포에 대해 정규화된 등시성 활성화 곡선을 나타낸다. C-E)는 hminK(C), KVLQT1(D) 또는 KVLQT1 및 hminK(E)로 형질감염된 세포에서 -40, -20, -10, 0, +20 및 +40 mV에 대해 7.5초 펄스 중에 기록된 전류를 나타낸다. 테일 전류는 D에서 -70 mV에서, C 및 E에서 -50 mV에서 측정되었다. +40 mV에서 정상 상태 KVLQT1 전류의 진폭은 0.37 ± 0.14 nA(n=6)였다. KVLQT1 및 hminK로 동시 형질감염된 세포에서, +40 mV에 대해 7.5초 펄스 중의 시간 의존성 전류는 1.62 ± 0.39 nA(n=7)였다.9A-9E show that simultaneous expression of KVLQT1 and hminK in CHO cells induces a current that is approximately equal to cardiac I Ks . (A) shows the KVLQT1 current recorded during the 1 second depolarization pulse for a membrane potential of -50 to +40 mV applied from a holding potential of -80 mV. (B) shows normalized isochronous activation curves for cells transfected with KVLQT1 (n = 6; 1 sec pulse) or KVLQT1 and hminK (n = 7; 7.5 sec pulse). CE) is the current recorded in 7.5 second pulses for -40, -20, -10, 0, +20 and +40 mV in cells transfected with hminK (C), KVLQT1 (D) or KVLQT1 and hminK (E) Indicates. Tail currents were measured at -70 mV at D and at -50 mV at C and E. At +40 mV, the amplitude of steady-state KVLQT1 current was 0.37 ± 0.14 nA (n = 6). In cells cotransfected with KVLQT1 and hminK, the time dependent current in 7.5 sec pulses for +40 mV was 1.62 ± 0.39 nA (n = 7).

도 10A 내지 10C는 크세노퍼스 난모세포에서의 KVLQT1의 발현을 나타낸다. (A)는 12.5 ng KVLQT1 cRNA로 주입된 난모세포에서 기록된 전류를 나타낸다. 펄스는 -70에서 +40 ㎷까지 10 ㎷ 증가분으로 인가되었다. (B) KVLQT1 전류에 대한 등시성(1s) 활성화 곡선을 나타낸다. V½는 -14.0 ± 0.2 mV였고 기울기 팩터는 11.2 ± 0.2 ㎷(n=9)였다. (C)는 Erev대 log[K+]e의 관계는 선형 함수로 적합하며 49.9 ±0.4 ㎷의 기울기를 가졌다(n=포인트 당 6-7 난모세포). 테일 전류는 +10 ㎷에 대해 1.6초 예비펄스 후에 5 내지 6 전압에서 측정되었다.10A-10C show the expression of KVLQT1 in Xenofus oocytes. (A) shows the current recorded in oocytes injected with 12.5 ng KVLQT1 cRNA. Pulses were applied in 10 Hz increments from -70 to +40 Hz. (B) The isochronous (1s) activation curve for KVLQT1 current is shown. V ½ was -14.0 ± 0.2 mV was slope factor was 11.2 ± 0.2 ㎷ (n = 9 ). (C) shows that the relationship of E rev to log [K + ] e fits as a linear function with a slope of 49.9 ± 0.4 mm 3 (n = 6-7 oocytes per point). Tail current was measured at 5 to 6 voltage after 1.6 seconds prepulse for +10 mA.

도 11A 내지 11E는 크세노퍼스 난모세포 중의 KVLQT1 동족체의 존재를 암시하는 KVLQT1 및 hminK의 동시 발현을 나타낸다. 전류는 5.8 ng KVLQT1(도 11A), 1 ng hminK로 주입되거나(도 11B), 또는 양쪽의 cRNAs로 동시 주입된(도 11C) 난모세포에서 -40, -20, 0, +20 및 +40 ㎷에서 기록되었다. 도 11D는 KVLQT1에 대해 2초 펄스, 및 hminK, 또는 KVLQT1 및 hminK에 대해 7.5초 펄스를 이용하여 측정된 전류-전압 관계를 나타낸다(n=각 조건 당 20 세포). hminK cRNA 60 pg 또는 1 ng으로 주입된 난모세포에 대해, +40 ㎷에서의 IsK는 2.11 ± 0.12 ㎂ 및 2.20 ± 0.18 ㎂였다. 도 11E는 hminK로 주입되거나 (V½ = 2.4 ± 0.3 ㎷; 기울기 = 11.4 ± 0.3 ㎷; n=16)로 주입되거나 또는 KVLQT1 및 hminK cRNA로 동시 주입된(V½ = 6.2 ± 0.3 ㎷; 기울기 = 12.3 ± 0.2 ㎷; n=20) 난모세포에 대한 정규화된 등시성 활성화 곡선을 나타낸다.11A-11E show co-expression of KVLQT1 and hminK, suggesting the presence of KVLQT1 homologues in Xenough oocytes. Current was -40, -20, 0, +20 and +40 ㎷ in oocytes injected with 5.8 ng KVLQT1 (FIG. 11A), 1 ng hminK (FIG. 11B), or co-injected with both cRNAs (FIG. 11C). Was recorded. FIG. 11D shows the current-voltage relationship measured using 2 sec pulses for KVLQT1 and hminK, or 7.5 sec pulses for KVLQT1 and hminK (n = 20 cells for each condition). hminK cRNA 60 pg or non-implanted with 1 ng for cell, I sK at +40 ㎷ was 2.11 ± 0.12 ㎂ and 2.20 ± 0.18 ㎂. 11E is injected with hminK (V½ = 2.4 ± 0.3 Hz; slope = 11.4 ± 0.3 Hz; n = 16) or co-injected with KVLQT1 and hminK cRNA (V½ = 6.2 ± 0.3 Hz; slope = 12.3 ± 0.2 mm 3; n = 20) normalized isochronous activation curve for oocytes.

도 12A 내지 12D는 KVLQT1 cDNA에 대한 뉴클레오티드 서열 및 그의 해독 생성물을 나타낸다.12A-12D show the nucleotide sequence for KVLQT1 cDNA and its translation product.

본 발명은 LQT가 KVLQT1 유전자에 맵핑되고 이 유전자의 분자 변이체가 LQT를 야기시키거나 또는 LQT의 발병에 관련되는지를 확인하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 또한 KVLQT1 및 minK가 동시 회합하여 심장 IKs칼륨 채널을 형성하는 것을 확인하는 것에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 KVLQT1 유전자의 돌연변이 및 LQT의 진단에서의 그의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 LQT를 야기시키는 KVLQT1 유전자 변이체의 존재에 대해서 인간을 스크리닝해보는 방법에 관한 것이다. 이제는 LQT를 조기에(즉, 증상이 나타나기 전에) 또한 더욱 명확히 검출할 수 있기 때문에, LQT를 가진 것으로 확인된 개체에서 더 나은 치료 선택이 이루어질 것이다. 본 발명은 또한 LQT1을 치료하거나 또는 예방하는데 유용한 약물을 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.The present invention is directed to identifying whether LQTs are mapped to the KVLQT1 gene and that molecular variants of this gene cause LQT or are involved in the development of LQT. The invention also relates to confirming that KVLQT1 and minK are co-associated to form a cardiac I Ks potassium channel. More specifically, the present invention relates to mutations in the KVLQT1 gene and its use in the diagnosis of LQT. The invention also relates to methods for screening humans for the presence of KVLQT1 gene variants that cause LQT. Since LQT can now be detected more clearly early (ie, before symptoms appear), better treatment choices will be made in individuals identified as having LQT. The present invention also relates to methods of screening drugs useful for treating or preventing LQT1.

본 발명은 돌연변이를 확인하기 위해 KVLQT1 유전자를 스크리닝하는 방법을 제공한다. 그러한 방법은 또한 KVLQT1 유전자의 일부를 증폭시키는 단계로 이루어질 수 있으며, 또한 KVLQT1 유전자의 상기 부분을 증폭시키기 위한 프라이머인 폴리뉴클레오티드 셋트를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 LQT를 진단하거나 또는 LQT를 예측하는데 사용하기 위한 돌연변이를 확인하는데 유용하다.The present invention provides a method of screening for the KVLQT1 gene to identify mutations. Such methods may also comprise amplifying a portion of the KVLQT1 gene and may also include providing a set of polynucleotides that are primers for amplifying said portion of the KVLQT1 gene. This method is useful for identifying mutations for use in diagnosing or predicting LQT.

장기 QT 증후군은 심부정맥, 상세하게는 토르사데 드 포인테스(torsade de pointes) 및 심실성 세동으로부터 급사를 야기시키는 유전적 질환이다. LQT는 이미 세 곳에 맵핑되었다: 염색체 11p15.5 상의 LQT1, 7q35-36 상의 LQT2 및 3p21-24 상의 LQT3. 본 발명자들은 LQT1과 심장 칼륨 채널 유전자인 KVLQT1 내의 다형체 사이에 유전적 결합이 있다는 것을 발견하였다.Long-term QT syndrome is a hereditary disease that causes sudden death from deep veins, specifically tordes de pointes and ventricular fibrillation. LQT has already been mapped to three places: LQT1 on chromosome 11p15.5, LQT2 on 7q35-36 and LQT3 on 3p21-24. The inventors found that there is a genetic binding between LQT1 and the polymorph in KVLQT1, the cardiac potassium channel gene.

또한, 본 발명은 염색체 21 상의 minK도 또한 LQT와 관련되어 있다는 것을 입증한다. minK 단백질 및 KVLQT1은 함께 회합하여 K+채널을 형성한다. 따라서, 본 발명은 minK 유전자를 스크리닝하여 돌연변이를 확인하는 방법을 제공한다. 그러한 방법도 또한 minK 유전자의 일부를 증폭시키는 단계로 이루어질 수 있으며, 또한 minK 유전자의 상기 부분을 증폭시키기 위한 프라이머인 폴리뉴클레오티드 셋트를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 LQT를 진단하거나 또는 LQT를 예측하는데 사용하기 위한 돌연변이를 확인하는데 유용하다.In addition, the present invention demonstrates that minK on chromosome 21 is also associated with LQT. minK protein and KVLQT1 associate together to form a K + channel. Accordingly, the present invention provides a method of screening for the minK gene to identify mutations. Such methods may also consist of amplifying a portion of the minK gene and may also comprise providing a set of polynucleotides that are primers for amplifying said portion of the minK gene. This method is useful for identifying mutations for use in diagnosing or predicting LQT.

마지막으로, 본 발명은 LQT를 치료하거나 또는 예방하는데 유용한 약물을 확인하기 위해 약물 후보를 스크리닝하는 방법에 관한 것이다. 약물 스크리닝은 돌연변이 KVLQT1 및(또는) minK 유전자를 난모세포, 포유동물 세포 또는 유전자 도입 동물과 같은 세포에서 동시 발현시키고, IKs채널에 대한 약물 후보의 효과를 분석함으로써 수행된다. 이 효과는 야생형 KVLQT1 및 minK 유전자의 IKs채널 활성과 비교된다.Finally, the present invention relates to a method for screening drug candidates to identify drugs useful for treating or preventing LQT. Drug screening is performed by co-expressing mutant KVLQT1 and / or minK genes in cells such as oocytes, mammalian cells or transgenic animals and analyzing the effect of drug candidates on the I Ks channel. This effect is compared with the I Ks channel activity of wild type KVLQT1 and minK genes.

KVLQT1 유전자가 LQT를 야기시키는데 관련이 있다는 증거는 이상 KVLQT1 유전자 생성물 또는 이상 농도의 그 유전자 생성물을 형성하는 이환된 가계 구성원으로부터 추출된 DNA 서열을 발견함으로써 얻어졌다. 그러한 LQT 민감성 대립 유전자는 큰 가계의 질환과 동시 분리할 것이다. 그들은 일반 집단의 개체에서 보다 LQT를 갖는 비 가계 개체에서 더 많은 빈도수로 존재할 것이다. 그 핵심은 유전자 생성물의 정상 기능에 대한 명백한 장해를 야기시키기에 충분히 심각한 돌연변이를 발견하는 것이다. 이러한 돌연변이는 여러 형태를 취할 것이다. 가장 심각한 형태는 유전자가 이상 단백질을 코딩하도록 하는 프레임 이동 돌연변이 또는 거대한 결실 또는 단백질 발현을 상당히 변화시키는 것일 것이다. 덜 심각한 장해 돌연변이는 시스테인 잔기로 또는 그로부터의 변화, 염기성 아미노산으로부터 산성 아미노산으로 또는 그 반대로, 소수성 아미노산으로부터 친수성 아미노산으로 또는 그 반대로와 같은, 생성된 단백질에 대해 상당한 효과를 가질 작은 프레임내 결실 및 비보존성 염기쌍 치환, 또는 2차 또는 3차 단백질 구조에 영향을 미칠 다른 돌연변이를 포함할 것이다. 사일런트 돌연변이 또는 보존성 아미노산 치환에 이르게 하는 것은 일반적으로 단백질 기능을 파괴시키지 않는 것으로 예상될 것이다.Evidence that the KVLQT1 gene is involved in causing LQT has been obtained by finding DNA sequences extracted from aberrant KVLQT1 gene products or affected family members forming abnormal gene products. Such LQT susceptible alleles will co-separate with large family diseases. They will be present more frequently in non-family individuals with LQT than in the general population. The key is to find mutations that are serious enough to cause obvious impediments to the normal functioning of gene products. Such mutations will take many forms. The most severe form would be to significantly alter the frame shift mutation or huge deletion or protein expression that causes the gene to encode the abnormal protein. Less severe disorder mutations are small in-frame deletions and ratios that will have a significant effect on the resulting protein, such as changes from or to cysteine residues, from basic amino acids to acidic amino acids, or vice versa, from hydrophobic amino acids to hydrophilic amino acids, and vice versa. Conservative base pair substitutions, or other mutations that will affect secondary or tertiary protein structure. Leading to silent mutations or conservative amino acid substitutions will generally be expected not to disrupt protein function.

본 발명의 진단 및 예측 방법에 따라서, 야생형 KVLQT1 유전자의 변화가 검출된다. 또한, 그 방법은 야생형 KVLQT1 유전자를 검출하고 이러한 유전자 자리의 결과로서 LQT의 결핍 원인을 확인함으로써 수행될 수 있다. "아생형 유전자의 변화"는 코딩 및 비코딩 영역의 결실, 삽입 및 포인트 돌연변이를 비롯한 모든 형태의 돌연변이를 포함한다. 결실은 전체 유전자 또는 이 유전자의 일부에서만 일어날 수 있다. 포인트 돌연변이는 정지 코돈, 프레임 이동 돌연변이 또는 아미노산 치환으로부터 일어날 수 있다. 체강 돌연변이는 생식세포 계열에서 유전적이지 않은 임의 조직에서만 일어나는 것이다. 생식세포 계열 돌연변이는 신체의 임의 조직에서 발견될 수 있으며 유전적이다. 포인트 돌연변이 결과는 mRNA 발현의 손실 또는 감소를 유도하는, 유전자의 프로모터와 같은 조절 영역에서 일어날 수 있다. 포인트 돌연변이는 KVLQT1 유전자 생성물 발현의 손실 또는 mRNA 안정성 또는 해독 효능의 감소를 유도하는, 적당한 RNA 프로세싱을 완전히 파괴할 수도 있다.In accordance with the diagnostic and predictive methods of the present invention, changes in the wild type KVLQT1 gene are detected. The method can also be performed by detecting wild type KVLQT1 genes and identifying the cause of LQT deficiency as a result of this locus. "Changes in genic genes" include all forms of mutations, including deletions, insertions, and point mutations in coding and noncoding regions. Deletion can occur only in the entire gene or in part of it. Point mutations can result from stop codons, frame shift mutations or amino acid substitutions. Celiac mutation occurs only in any tissue that is not genetic in the germ line. Germline mutations can be found in any tissue of the body and are genetic. Point mutation results can occur in regulatory regions, such as promoters of genes, leading to loss or reduction of mRNA expression. Point mutations may completely disrupt proper RNA processing, leading to a loss of KVLQT1 gene product expression or a decrease in mRNA stability or translational efficacy.

LQT의 존재는 KVLQT1 유전자 또는 minK 유전자의 돌연변이에 대해 인간의 임의 조직을 시험함으로써 확인될 수 있다. 참고로 편의상, KVLQT1 유전자에 관해 다음 설명을 할 것이다. 그러나, 그 설명은 minK 유전자 돌연변이에 대해 시험하는데에도 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 유전적인 생식세포 계열 KVLQT1 돌연변이를 갖는 사람에서 LQT가 발병하는 것으로 증명될 것이다. 이것은 사람 신체의 임의 조직으로부터 얻은 DNA를 시험함으로써 결정될 수 있다. 더욱 간단하게는, 혈액을 채취하고 그 혈액 세포로부터 DNA를 추출한다. 또한, 태아 검진은 태아 세포, 태반 세포 또는 양막 세포를 KVLQT1 유전자의 돌연변이에 대해 시험함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들면, 포인트 돌연변이에 의해서든 또는 결실에 의해서든 야생형 KVLQT1 대립유전자의 변화는 명세서에 논의된 임의 수단에 의해 검출될 수 있다.The presence of LQT can be confirmed by testing any tissue in humans for mutations in the KVLQT1 gene or minK gene. For convenience, the following description of the KVLQT1 gene will be given. However, the description is equally applicable to testing for minK gene mutations. For example, it will be demonstrated that LQT develops in people with the genetic germ line KVLQT1 mutation. This can be determined by testing DNA from any tissue of the human body. More simply, blood is taken and DNA is extracted from the blood cells. Fetal examination can also be done by testing fetal cells, placental cells or amniotic cells for mutations in the KVLQT1 gene. For example, changes in wild-type KVLQT1 alleles, whether by point mutations or by deletion, can be detected by any means discussed in the specification.

DNA 서열 변화를 검출하는데 사용될 수 있는 몇가지 방법이 있다. 직접적인 DNA 서열화, 수동 서열화 또는 자동화된 형광 서열화는 서열 변화를 검출할 수 있다. 다른 방법은 단일 가닥 형태 다형화 분석(SSCP)이다(Orita et al., 1989). 이 방법은 모든 서열 변화를 검출할 수는 없다. 특히, DNA 단편 크기가 200 bp 보다 더 클 경우에 그렇지만 대부분의 DNA 서열 변화를 검출하는데 최적합할 수 있다. 감소된 검출 감도가 단점이지만, SSCP에 의해 가능한 증가된 처리량이 연구를 기초로 한 돌연변이 검출을 위한 직접적인 서열화를 관심있는 실행가능한 대안으로 이용할 수 있게 한다. 그후에, SSCP 겔에 대한 전이된 이동성을 갖는 단편을 서열화하여 DNA 서열 변화의 정확한 특성을 확인한다. 2개의 상보적 DNA 가닥 사이의 미스매치의 검출을 기초로 한 다른 방법은 클램핑된 변성 겔 전기영동법(CDGE)(Sheffield et al., 1991), 이종 이중체(heteroduplex) 분석(HA)(White et al., 1992) 및 화학적 미스매치 분열(CMC)(Grompe et al., 1989)을 포함한다. 상기 방법 중 어느 것도 거대한 결실, 중복 또는 삽입을 검출하지 못할 것이며, 또한 단백질의 전사 또는 해독에 영향을 미칠 조절 돌연변이를 검출하지 못할 것이다. 단백질 절단 분석 또는 비대칭 분석과 같은 이러한 부류의 돌연변이를 검출할 수 있는 다른 방법은 특정 유형의 돌연변이만을 검출하며 미스센스 돌연변이를 검출하지 못할 것이다. DNA 서열 변화를 검출하는 통용되는 방법은 최근(1993)의 그롬프(Grompe)의 보고에서 발견할 수 있다. 일단 돌연변이가 알려지면, 대립유전자 특이적 올리고뉴클레오티드(ASO) 혼성화와 같은 대립유전자 특이적 검출 방법이 그 동일한 돌연변이에 대해 다수의 다른 시료을 신속히 스크리닝하는데 이용될 수 있다.There are several methods that can be used to detect DNA sequence changes. Direct DNA sequencing, passive sequencing, or automated sequencing can detect sequence changes. Another method is single stranded polymorphism analysis (SSCP) (Orita et al., 1989). This method cannot detect all sequence changes. In particular, it may be optimal for detecting most DNA sequence changes, even when the DNA fragment size is larger than 200 bp. Although reduced detection sensitivity is a disadvantage, the increased throughput possible by SSCP makes it possible to use direct sequencing for the detection of mutations based on the study as a viable alternative of interest. Thereafter, fragments with transferred mobility to the SSCP gel are sequenced to confirm the exact nature of the DNA sequence change. Another method based on the detection of mismatches between two complementary DNA strands is clamped denaturing gel electrophoresis (CDGE) (Sheffield et al., 1991), heteroduplex analysis (HA) (White et). al., 1992) and chemical mismatch cleavage (CMC) (Grompe et al., 1989). None of the above methods will detect large deletions, duplications or insertions, and will not detect regulatory mutations that will affect the transcription or translation of the protein. Other methods that can detect this class of mutations, such as protein cleavage analysis or asymmetry analysis, detect only certain types of mutations and will not detect missense mutations. Common methods for detecting DNA sequence changes can be found in a recent report by Grompe (1993). Once the mutation is known, allele specific detection methods, such as allele specific oligonucleotide (ASO) hybridization, can be used to quickly screen multiple different samples for the same mutation.

DNA 서열의 다형화를 검출하는 신속한 예비 분석은 하나 이상의 제한 효소에 의한, 바람직하게는 다수의 제한 효소에 의한 DNA 절단을 일련의 서던 블롯으로 관찰함으로써 행해질 수 있다. 각 블롯은 일련의 정상 개체 및 LQT 경우를 포함한다. 혼성화 단편(KVLQT1 자리 부근의 또는 그것을 포함한 서열로 프로빙될 때 대조 DNA와 길이가 다름)을 나타내는 서던 블롯은 가능한 돌연변이를 나타낸다. 매우 거대한 제한 단편을 생산하는 제한 효소가 이용된다면, 펄스계 겔 전기영동법(PFGE)이 이용된다.Rapid preliminary analysis to detect polymorphism of DNA sequences can be done by observing DNA cleavage by one or more restriction enzymes, preferably by multiple restriction enzymes, in a series of Southern blots. Each blot contains a series of normal individuals and LQT cases. Southern blots showing hybridization fragments (different in length from the control DNA when probed to or near the KVLQTl site) indicate possible mutations. If restriction enzymes are used that produce very large restriction fragments, pulsed gel electrophoresis (PFGE) is used.

포인트 돌연변이의 검출은 당업계에 공지된 기술을 이용한 KVLQT1 대립유전자의 분자 클로닝 및 그 대립유전자의 서열화에 의해 성취될 수 있다.Detection of point mutations can be accomplished by molecular cloning of the KVLQT1 allele and sequencing of the allele using techniques known in the art.

민감성 대립유전자의 존재를 확인하기 위한 더욱 완전하고, 여전히 간접적인 시험을 위한 6가지 공지된 방법이 있다. 1) 단일 가닥 형태 분석(SSCP)(Orita et al., 1989); 2) 변성 구배 겔 전기영동법(DGGE)(Wartell et al., 1990; Sheffield et al., 1989); 3) RNase 보호 분석(Finkelstein et al., 1990; Kinszler et al., 1991); 4) 대립 유전자 특이적 올리고뉴클레오티드(ASOs)(Conner et al., 1983); 5) 이. 콜리 mutS 단백질과 같은, 뉴클레오티드 미스매치를 인지하는 단백질의 사용(Modrich, 1991); 및 6) 대립유전자 특이적 PCR(Rano and Kidd, 1989). 대립유전자 특이적 PCR을 위해서, 프라이머는 특별한 KVLQT1 돌연변이에 그의 3' 말단에서 혼성화하는 프라이머가 사용된다. 특별한 돌연변이가 존재하지 않는다면, 증폭 생성물이 관찰되지 않는다. 유럽 특허 출원 공보 제0332435호 및 뉴튼(Newton) 등의 문헌(1989)에 기재된 바와 같이 앰플리케이션 리프랙토리 뮤테이션 시스템(ARMS)이 사용될 수도 있다. 유전자의 삽입 및 결실은 클로닝, 서열화 및 증폭에 의해 검출될 수도 있다. 또한, 유전자 또는 주위 마커 유전자를 위한 제한 단편 길이 다형화(RFLP) 프로브가 대립유전자의 변화 또는 다형화 단편내의 삽입을 기록하는데 사용될 수 있다. 그러한 방법은 이환된 개체를 그 개체에서 발견된 돌연변이의 존재에 대해 스크리닝하는데 특히 유용하다. 당업계에 공지된 바와 같은 삽입 및 결실을 검출하기 위한 다른 기술이 이용될 수 있다.There are six known methods for more complete, still indirect testing to identify the presence of sensitive alleles. 1) single strand morphology analysis (SSCP) (Orita et al., 1989); 2) modified gradient gel electrophoresis (DGGE) (Wartell et al., 1990; Sheffield et al., 1989); 3) RNase protection assays (Finkelstein et al., 1990; Kinszler et al., 1991); 4) allele specific oligonucleotides (ASOs) (Conner et al., 1983); 5) Lee. The use of proteins that recognize nucleotide mismatches, such as the collie mutS protein (Modrich, 1991); And 6) allele specific PCR (Rano and Kidd, 1989). For allele specific PCR, primers are used that hybridize at their 3 'end to a particular KVLQT1 mutation. If no special mutation is present, no amplification product is observed. An Application Repository Mutation System (ARMS) may be used as described in European Patent Application Publication No. 0332435 and Newton et al. (1989). Insertion and deletion of genes may also be detected by cloning, sequencing and amplification. In addition, restriction fragment length polymorphism (RFLP) probes for genes or surrounding marker genes can be used to record changes in alleles or insertions into polymorphic fragments. Such methods are particularly useful for screening affected individuals for the presence of mutations found in those individuals. Other techniques for detecting insertions and deletions as known in the art can be used.

처음 세가지 방법(SSCP, DGGE 및 RNase 보호 분석)에서, 새로운 전기영동 밴드가 나타난다. SSCP는 차별화하여 이동하는 밴드를 검출하는데, 그 이유는 서열 변화가 단일 가닥, 분자내 염기쌍의 차이를 야기시키기 때문이다. RNase 보호는 돌연변이 폴리뉴클레오티드를 2개 이상의 더 작은 단편으로 분해하는 것을 포함한다. DGGE는 변성 구배 겔을 이용하여 야생형 서열에 비해 돌연변이 서열의 이동 속도의 차이를 검출한다. 대립유전자 특이적 올리고뉴클레오티드 분석에서, 특이적 서열을 검출하는 올리고뉴클레오티드가 계획되고, 그 분석은 혼성화 시그날의 존재 또는 부재를 검출함으로써 수행된다. mutS 분석에서, 단백질은 돌연변이 및 야생형 서열 사이의 이종 이중체의 뉴클레오티드 미스매치를 포함하는 서열에만 결합한다.In the first three methods (SSCP, DGGE and RNase protection assays), new electrophoretic bands appear. SSCP detects bands that differentiate and migrate because sequence changes cause differences in single-stranded, intramolecular base pairs. RNase protection involves digesting a mutant polynucleotide into two or more smaller fragments. DGGE uses a denaturing gradient gel to detect differences in the rate of migration of mutant sequences compared to wild type sequences. In allele specific oligonucleotide analysis, oligonucleotides are detected that detect specific sequences, and the analysis is performed by detecting the presence or absence of hybridization signals. In mutS analysis, the protein binds only to sequences that contain nucleotide mismatches of heterologous duplexes between mutant and wild type sequences.

본 발명에 따른 미스매치는 2가닥이 100% 상보적이지 않은 혼성화된 핵산 이중체이다. 전체 상동성의 결핍은 결실, 삽입, 역위 또는 치환으로 인한 것일 수 있다. 미스매치 검출은 유전자 또는 그의 mRNA 생성물내의 포인트 돌연변이를 검출하는데 이용될 수 있다. 이러한 기술이 서열화 보다 덜 민감하긴 하지만, 다수의 시료에 대해 실시하기에는 더 간단하다. 미스매치 분해 기술의 예는 RNase 보호 방법이다. 본 발명의 실시에서, 이 방법은 인간 야생형 KVLQT1 유전자 코딩 서열에 상보적인 표지화된 리보프로브의 사용을 포함한다. 사람으로부터 단리된 mRNA 또는 DNA 및 리보프로브는 함께 어닐링(혼성화)되고, 이어서 이중체 RNA 구조의 약간의 미스매치를 검출할 수 있는 효소 RNase A로 분해된다. 미스매치가 RNase A에 의해 검출된다면, 그것은 미스매치의 부위에서 분해한다. 따라서, 어닐링된 RNA 제조물이 전기영동 겔 매트릭스 상에서 분리될 때, 미스매치가 RNase A에 의해 검출되고 분해되었다면, RNA 생성물은 리보프로브 및 mRNA 또는 DNA에 대한 완전 길이 이중체 RNA 보다 더 작은 것으로 관찰될 것이다. 리보프로브는 mRNA 또는 유전자의 완전 길이일 필요는 없지만, 어느쪽의 세그먼트일 수는 있다. 리보프로브가 mRNA 또는 유전자의 세그먼트로만 이루어진다면, 전체 mRNA 서열을 미스매치에 대해 스크리닝하는데에 이러한 다수의 프로브를 사용할 필요가 있을 것이다.Mismatches in accordance with the present invention are hybridized nucleic acid duplexes wherein the two strands are not 100% complementary. The lack of overall homology may be due to deletion, insertion, inversion or substitution. Mismatch detection can be used to detect point mutations in a gene or its mRNA product. Although this technique is less sensitive than sequencing, it is simpler to implement on a large number of samples. An example of mismatch degradation techniques is the RNase protection method. In the practice of the present invention, this method involves the use of labeled riboprobes complementary to the human wild type KVLQT1 gene coding sequence. MRNA or DNA and riboprobes isolated from humans are annealed (hybridized) together and then digested with the enzyme RNase A, which can detect some mismatches of the duplex RNA structure. If a mismatch is detected by RNase A, it degrades at the site of the mismatch. Thus, when annealed RNA preparations were separated on an electrophoretic gel matrix, if a mismatch was detected and resolved by RNase A, the RNA product would be observed to be smaller than the full length duplex RNA for riboprobe and mRNA or DNA. will be. Riboprobes need not be the full length of the mRNA or gene, but may be either segment. If riboprobes consist solely of mRNA or segments of genes, it will be necessary to use these multiple probes to screen the entire mRNA sequence for mismatch.

유사한 방식으로, DNA 프로브는 효소적 또는 화학적 분해를 통해 미스매치를 검출하는데 사용될 수 있다(Cotton et al., 1988; Shenk et al., 1975; Novack et al., 1986). 또한, 미스매치는 매치된 이중체에 상대적인 미스매치된 이중체의 전기영동법의 이동도 전이에 의해 검출될 수 있다(예를 들면, Cariello, 1988). 리보프로브 또는 DNA 프로브를 이용하여, 돌연변이를 함유할 수 있는 세포 mRNA 또는 DNA를 혼성화 이전에 PCR(하기 참조)을 이용하여 증폭시킬 수 있다. KVLQT1 유전자의 DNA 변화는, 특히 변화가 결실 및 삽입과 같은 총체적인 재배열이라면 서던 혼성화를 이용하여 검출할 수도 있다.In a similar manner, DNA probes can be used to detect mismatches via enzymatic or chemical degradation (Cotton et al., 1988; Shenk et al., 1975; Novack et al., 1986). Mismatches can also be detected by mobility shifts in electrophoresis of mismatched duplexes relative to matched duplexes (eg, Cariello, 1988). Riboprobes or DNA probes can be used to amplify cellular mRNA or DNA that may contain mutations using PCR (see below) prior to hybridization. DNA changes in the KVLQT1 gene can also be detected using Southern hybridization, especially if the change is a total rearrangement such as deletion and insertion.

PCR을 이용하여 증폭되었던 KVLQT1 유전자의 DNA 서열은 대립유전자 특이적 프로브를 이용하여 스크리닝될 수도 있다. 이러한 프로브는 핵산 올리고머이며, 그 각각은 알려진 돌연변이를 갖는 유전자 서열의 영역을 포함한다. 예를 들면, 한 올리고머는 유전자 서열의 일부에 해당하는 길이가 약 30 뉴클레오티드일 수 있다. 그러한 대립유전자 특이적 프로브의 장치를 이용하여, 유전자내에서 이미 확인된 돌연변이의 존재를 확인하기 위해 PCR 증폭 생성물을 스크리닝할 수 있다. 증폭된 KVLQT1 서열과 대립유전자 특이적 프로브의 혼성화는 예를 들면 나일론 필터 상에서 행해질 수 있다. 엄격한 혼성화 조건하에서의 특별한 프로브에 대한 혼성화는 대립유전자 특이적 프로브에서와 동일한 조직내 돌연변이의 존재를 나타낸다.The DNA sequence of the KVLQT1 gene, which was amplified using PCR, can also be screened using an allele specific probe. Such probes are nucleic acid oligomers, each of which comprises a region of gene sequence with a known mutation. For example, one oligomer may be about 30 nucleotides in length corresponding to a portion of the gene sequence. Devices of such allele specific probes can be used to screen PCR amplification products to confirm the presence of mutations already identified in the gene. Hybridization of the amplified KVLQT1 sequence and allele specific probes can be done, for example, on nylon filters. Hybridization of specific probes under stringent hybridization conditions indicates the presence of the same tissue mutations as in allele specific probes.

후보 위치에서의 돌연변이에 대한 가장 명확한 시험은 대조 집단과 환자로부터 얻은 게놈 KVLQT1 서열을 직접 비교하는 것이다. 또한, 예를 들면, PCR에 의한 증폭 후에 메신저 RNA를 서열화함으로써 후보 유전자의 엑손 구조를 확인할 필요성이 없어지게 된다.The most obvious test for mutations at candidate positions is to directly compare genomic KVLQT1 sequences obtained from the control population and the patient. Further, for example, by sequencing messenger RNA after amplification by PCR, there is no need to confirm the exon structure of the candidate gene.

KVLQT1의 코딩 영역 밖의 환자의 돌연변이는 유전자 부근 또는 유전자 내의 조절 서열 및 인트론과 같은 비코딩 영역을 시험함으로써 검출될 수 있다. 비코딩 영역의 돌연변이가 중요하다는 조기 판단은 대조 개체에 비해 환자의 이상 크기의 또는 풍부한 메신저 RNA 분자를 밝히는 노던 블롯 실험에 의해서 이루어질 수 있다.Mutations in patients outside the coding region of KVLQT1 can be detected by testing noncoding regions such as introns and regulatory sequences within or within a gene. Early determination that mutations in non-coding regions are important can be made by Northern blot experiments revealing abnormally sized or abundant messenger RNA molecules in the patient compared to the control.

KVLQT1 mRNA 발현의 변화는 당업계에 공지된 임의 기술에 의해 검출될 수 있다. 공지 방법으로는 노던 블롯 분석, PCR 증폭 및 RNase 보호가 있다. 감소된 mRNA 발현은 야생형 유전자의 변화를 나타낸다. 야생형 유전자의 변화는 야생형 KVLQT1 단백질의 변화에 대해 스크리닝함으로써 검출될 수도 있다. 예를 들면, KVLQT1과 면역반응성이 있는 모노클로날 항체는 조직을 스크리닝하는데 이용될 수 있다. 가계 항원의 결핍은 돌연변이를 나타낼 것이다. 돌연변이 대립유전자의 생성물에 특이적인 항체는 돌연변이 유전자 생성물을 검출하는데 이용될 수도 있다. 그러한 면역학적 분석은 당업계에 공지된 편리한 포맷으로 실시될 수 있다. 그 예로는 웨스턴 블롯, 면역조직화학 분석 및 ELISA 분석이 포함된다. 변화된 KVLQT1 단백질을 검출하는 임의의 수단은 야생형 KVLQT1 유전자의 변화를 검출하는데 이용될 수 있다. 단백질 결합 확인과 같은 기능적 분석법이 이용될 수 있다. 또한, KVLQT1 생화학 기능을 검출하는 분석법이 이용될 수 있다. 돌연변이 KVLQT1 유전자 생성물의 발견은 야생형 KVLQT1 유전자의 변화를 나타낸다.Changes in KVLQT1 mRNA expression can be detected by any technique known in the art. Known methods include northern blot analysis, PCR amplification and RNase protection. Reduced mRNA expression indicates a change in wild type genes. Changes in wild-type genes can also be detected by screening for changes in wild-type KVLQT1 protein. For example, monoclonal antibodies immunoreactive with KVLQT1 can be used to screen tissue. Lack of family antigens will indicate mutations. Antibodies specific for the product of a mutant allele may also be used to detect mutant gene products. Such immunological assays can be performed in a convenient format known in the art. Examples include Western blots, immunohistochemical assays and ELISA assays. Any means of detecting altered KVLQT1 protein can be used to detect changes in wild type KVLQT1 gene. Functional assays such as protein binding confirmation can be used. In addition, assays that detect KVLQT1 biochemical function can be used. The discovery of the mutant KVLQT1 gene product indicates a change in the wild type KVLQT1 gene.

돌연변이 KVLQT1 유전자 또는 유전자 생성물은 혈청, 대변, 뇨 및 객담과 같은 다른 인체 시료에서 검출될 수도 있다. 조직내의 돌연변이 유전자 또는 유전자 생성물의 검출을 위해 상기 논의된 동일한 기술은 다른 신체 시료에 적용될 수도 있다. 그러한 신체 시료을 스크리닝함으로써 LQT에 대한 간단한 조기 진단이 이루어질 수 있다.The mutant KVLQT1 gene or gene product may be detected in other human samples such as serum, feces, urine and sputum. The same techniques discussed above for the detection of mutant genes or gene products in tissues may be applied to other body samples. By screening such body samples, a simple early diagnosis of LQT can be made.

본 발명의 프라이머 쌍은 PCR을 이용하여 특별한 KVLQT1 또는 minK의 뉴클레오티드 서열을 결정하는데 유용하다. KVLQT1에 대한 단일 가닥 DNA 프라이머 쌍은 KVLQT1 유전자 자체의 DNA 합성의 증폭을 준비하기 위하여 염색체 11 상의 KVLQT1 유전자 내 또는 그것을 둘러싸는 서열에 어닐링될 수 있다. minK에 대한 단일 가닥 DNA 프라이머 쌍은 minK 유전자 자체의 DNA 합성의 증폭을 준비하기 위하여 염색체 21 상의 minK 유전자 내 또는 그것을 둘러싸는 서열에 어닐링될 수 있다. 이러한 완전한 셋트의 프라이머는 모든 유전자의 뉴클레오티드 코딩 서열, 즉 엑손의 합성을 가능하게 한다. 이러한 셋트의 프라이머는 바람직하게는 인트론 및 엑손 서열 둘다의 합성을 가능하게 한다. 대립유전자 특이적 프라이머가 사용될 수도 있다. 그러한 프라이머는 특별한 KVLQT1 돌연변이 대립유전자에만 어닐링함으로써 주형으로서 돌연변이 대립유전자의 존재하에 생성물 만을 증폭시킬 것이다.Primer pairs of the invention are useful for determining the nucleotide sequence of a particular KVLQT1 or minK using PCR. Single stranded DNA primer pairs for KVLQT1 can be annealed to sequences within or surrounding the KVLQT1 gene on chromosome 11 to prepare for amplification of DNA synthesis of the KVLQT1 gene itself. The single stranded DNA primer pair for minK can be annealed to the sequence within or surrounding the minK gene on chromosome 21 to prepare for amplification of DNA synthesis of the minK gene itself. This complete set of primers allows the synthesis of the nucleotide coding sequence of all genes, namely exons. This set of primers preferably allows the synthesis of both intron and exon sequences. Allele specific primers may be used. Such primers will only amplify the product in the presence of the mutant allele as a template by annealing only to the particular KVLQT1 mutant allele.

증폭된 서열의 이후의 클로닝을 용이하게 하기 위하여, 프라이머는 그의 5' 말단에 첨부된 제한 효소 부위 서열을 가질 수 있다. 따라서, 프라이머의 모든 뉴클레오티드는 제한 효소 부위를 형성하는데 필요한 몇몇 뉴클레오티드를 제외하고는, KVLQT1 서열 또는 KVLQT1에 인접한 서열로부터 유래된다. 그러한 효소 및 부위는 당업계에 공지되어 있다. 프라이머 자체도 당업계에 공지된 기술을 이용하여 합성될 수 있다. 일반적으로, 프라이머는 시판되는 올리고뉴클레오티드 합성기를 이용하여 제조될 수 있다. KVLQT1의 서열이 주어지면, 특별한 프라이머의 설계는 당업계의 숙련인에게 자명할 것이다.To facilitate subsequent cloning of the amplified sequence, the primer may have a restriction enzyme site sequence attached to its 5 'end. Thus, all of the nucleotides of the primers are derived from the KVLQT1 sequence or the sequence adjacent to KVLQT1, with the exception of some nucleotides needed to form restriction enzyme sites. Such enzymes and sites are known in the art. The primer itself can also be synthesized using techniques known in the art. In general, primers can be prepared using commercially available oligonucleotide synthesizers. Given the sequence of KVLQT1, the design of particular primers will be apparent to those skilled in the art.

본 발명에 의해 제공된 핵산 프로브는 여러 목적에 유용하다. 그것은 상기한 포인트 돌연변이를 검출하기 위한 RNase 보호법에 또한 게놈 DNA에 대한 서던 혼성화에 또한 이용될 수 있다. 프로브는 PCR 증폭 생성물을 검출하는데 이용될 수 있다. 그것은 다른 기술을 이용하여 KVLQT1 유전자 또는 mRNA와의 미스매치를 검출하는데 이용될 수도 있다.Nucleic acid probes provided by the present invention are useful for several purposes. It can also be used for RNase protection for detecting the above point mutations and also for Southern hybridization to genomic DNA. Probes can be used to detect PCR amplification products. It may be used to detect mismatches with the KVLQT1 gene or mRNA using other techniques.

야생형 KVLQT1 유전자를 가진 개체는 LQT를 갖지 않는다는 것을 발견하였다. 그러나, KVLQT1 유전자 생성물의 기능을 저해하는 돌연변이는 LQT의 발병과 관련이 있다. 따라서, 기능 손실, 또는 변화된 기능을 갖는 단백질을 생성하는 변화된 (또는 돌연변이된) KVLQT1 유전자의 존재는 심부정맥의 위험을 증가시키는 LQT를 직접 야기시킨다. KVLQT1 유전자 돌연변이를 검출하기 위하여, 생물학적 시료을 준비하고, 분석될 대립유전자의 서열과 야생형 대립유전자의 서열 사이의 차이에 대해 분석한다. 돌연변이 KVLQT1 대립유전자는 상기한 임의의 기술에 의해 초기에 확인될 수 있다. 그후에, 돌연변이 대립유전자는 특별한 돌연변이 대립유전자의 특정 돌연변이를 확인하기 위해 서열화된다. 또한, 돌연변이 대립유전자는 통상의 기술을 이용하여 돌연변이 (변화된) 단백질을 확인함으로써 초기에 확인될 수 있다. 돌연변이 대립유전자는 그후에 각각의 대립유전자에 대한 특이적 돌연변이를 확인하기 위해 서열화된다. 돌연변이, 특히 단백질의 변화된 기능을 유도하는 것은 본 발명의 진단 및 예측 방법에 사용된다.Individuals carrying the wild type KVLQT1 gene did not have LQT. However, mutations that inhibit the function of the KVLQT1 gene product are associated with the development of LQT. Thus, the presence of altered (or mutated) KVLQT1 genes that produce loss of function, or proteins with altered function, directly lead to LQT, which increases the risk of deep vein. To detect KVLQT1 gene mutations, biological samples are prepared and analyzed for differences between the sequence of the allele to be analyzed and the sequence of the wild type allele. Mutant KVLQT1 alleles can be identified initially by any of the techniques described above. Subsequently, the mutant allele is sequenced to identify the specific mutation of the particular mutant allele. Mutant alleles can also be identified initially by identifying mutant (modified) proteins using conventional techniques. Mutant alleles are then sequenced to identify specific mutations for each allele. Inducing mutations, particularly the altered function of proteins, is used in the diagnostic and predictive methods of the present invention.

KVLQT1 단백질이 minK 단백질과 함께 회합한다는 것이 또한 밝혀졌다. 따라서, minK 유전자 생성물의 기능을 저해하는 minK 돌연변이는 LQT의 발병과 관련이 있다. 따라서, 기능 손실, 또는 변화된 기능을 갖는 단백질을 생성하는 변화된 (또는 돌연변이) minK 유전자의 존재는 심부정맥의 위험을 증가시키는 LQT를 직접 야기시킨다. minK 유전자 돌연변이를 검출하기 위하여, 생물학적 시료을 준비하고, 분석될 대립유전자의 서열과 야생형 대립유전자의 서열 사이의 차이에 대해 분석한다. 돌연변이 minK 대립유전자는 상기한 임의의 기술에 의해 초기에 확인될 수 있다. 그후에, 돌연변이 대립유전자는 통상의 기술을 이용하여 돌연변이 (변화된) 단백질의 특정 돌연변이를 확인하기 위해 서열화된다. 돌연변이 대립유전자는 그후에 각각의 대립유전자에 대한 특이적 돌연변이를 확인하기 위해 서열화된다. 그후에, 돌연변이, 특히 단백질의 변화된 기능을 유도하는 것은 본 발명의 진단 및 예측 방법에 사용된다.It has also been found that KVLQT1 protein associates with minK protein. Thus, minK mutations that inhibit the function of the minK gene product are associated with the development of LQT. Thus, the presence of altered (or mutated) minK genes that produce loss of function, or proteins with altered function, directly lead to LQT which increases the risk of deep vein. To detect minK gene mutations, biological samples are prepared and analyzed for differences between the sequence of the allele to be analyzed and the sequence of the wild type allele. Mutant minK alleles can be identified initially by any of the techniques described above. Thereafter, the mutant alleles are sequenced to identify specific mutations of the mutated (changed) protein using conventional techniques. Mutant alleles are then sequenced to identify specific mutations for each allele. Subsequently, inducing mutations, especially the altered function of the protein, is used in the diagnostic and predictive methods of the present invention.

정의Justice

본 발명은 다음 정의를 이용한다.The present invention uses the following definitions.

"프로브". LQT에 감염되기 쉬운 KVLQT1 대립유전자와 관련있는 폴리뉴클레오티드 다형체는 적당히 엄격한 혼성화 및 세척 조건하에서 표적 서열의 것과 안정한 혼성체를 형성하는 폴리뉴클레오티드 프로브에 의한 혼성화에 의해 검출될 수 있다. 프로브가 표적 서열에 완전히 상보적일 것이 예상된다면 엄격한 조건이 이용될 것이다. 약간의 미스매치가 예상된다면, 예를 들면 프로브가 완전히 상보적이지 않은 결과를 갖는 변이체가 예상된다면 혼성화의 엄격성은 완화될 수 있다. 비특이적/우발적 결합을 방해하는, 즉 노이즈를 최소화하는 조건이 선택된다. 그러한 징후는 돌연변이 뿐만 아니라 중성 DNA 다형체를 확인하는 것이므로, KVLQT1 민감성 대립유전자의 검출을 입증하기 위한 추가의 분석을 필요로 한다."Probe". Polynucleotide polymorphs associated with KVLQT1 alleles susceptible to LQT can be detected by hybridization with polynucleotide probes that form stable hybrids with that of the target sequence under moderately stringent hybridization and wash conditions. Stringent conditions will be used if the probe is expected to be completely complementary to the target sequence. If some mismatch is expected, the stringency of hybridization can be relaxed, for example if a variant is expected that results in the probe not being completely complementary. Conditions are chosen that interfere with nonspecific / incidental binding, i.e. minimize noise. Such indications identify neutral DNA polymorphs as well as mutations and require further analysis to demonstrate detection of KVLQT1 sensitive alleles.

KVLQT1 대립유전자를 위한 프로브는 KVLQT1 영역 또는 그의 cDNA의 서열로부터 유래될 수 있다. 그 프로브는 KVLQT1 영역의 전부 또는 일부에 미치는, 또한 그 영역에 특이적 혼성화를 가능하게 하는 적당한 길이일 수 있다. 표적 서열이 프로브와 동일한 서열을 함유한다면, 프로브는 약 8 내지 30 염기쌍 범위로 짧을 수 있는데, 그 이유는 혼성체가 엄격한 조건하에서도 비교적 안정할 것이기 때문이다. 약간의 미스매치가 프로브에 의해 예상된다면, 즉 프로브가 변이체 영역에 혼성화할 것으로 감지된다면, 필요한 특이성을 갖는 표적 서열에 혼성화하는 더 긴 프로브가 이용될 수 있다.Probes for the KVLQT1 allele may be derived from the sequence of the KVLQT1 region or cDNA thereof. The probe may be of a suitable length that affects all or part of the KVLQT1 region and also enables specific hybridization to that region. If the target sequence contains the same sequence as the probe, the probe may be short in the range of about 8 to 30 base pairs, since the hybrid will be relatively stable under stringent conditions. If some mismatch is expected by the probe, ie if the probe is detected to hybridize to the variant region, a longer probe that hybridizes to the target sequence with the required specificity can be used.

그 프로브는 표지 또는 리포터 분자에 부착된 단리된 폴리뉴클레오티드를 포함할 것이며 표준 방법에 의해 서열 유사성을 갖는 다른 폴리뉴클레오티드 서열을 분리하는데 이용될 수 있다. 프로브를 제조하고 표지화하기 위한 기술은 예를 들면 문헌(Sambrook et al., 1989 또는 Ausubel et al., 1992)을 참고로 하면 된다. 다른 유사한 폴리뉴클레오티드는 상동 폴리뉴클레오티드에 의해 선택될 수 있다. 또한, 이러한 또는 유사한 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 유전자 코드의 중복성을 이용하여 합성되거나 또는 선택될 수 있다. 예를 들면, 사일런트 변화에 의해 (다양한 제한 부위를 형성함으로써) 또는 특별한 시스템을 위한 발현을 최적화하기 위하여 다양한 코돈 치환이 도입될 수 있다. 돌연변이는 폴리펩티드의 특성을 변형시키기 위해, 아마도 폴리펩티드 분해 또는 전환율을 변화시키기 위해 도입될 수 있다.The probe will comprise an isolated polynucleotide attached to a label or reporter molecule and can be used to separate other polynucleotide sequences having sequence similarity by standard methods. Techniques for preparing and labeling probes may be found, for example, in Sambrook et al., 1989 or Ausubel et al., 1992. Other similar polynucleotides may be selected by homologous polynucleotides. In addition, polynucleotides encoding such or similar polypeptides can be synthesized or selected using the redundancy of the genetic code. For example, various codon substitutions can be introduced by silent changes (by forming various restriction sites) or to optimize expression for a particular system. Mutations can be introduced to modify the properties of a polypeptide, perhaps to alter polypeptide degradation or conversion.

본 발명의 합성 올리고뉴클레오티드 또는 다른 폴리뉴클레오티드로 이루어진 프로브는 천연 또는 재조합 단일 또는 이중 가닥 폴리뉴클레오티드로부터 유래되거나 또는 화학적으로 합성될 수 있다. 프로브는 닉(nick) 해독, 클레노우 필-인(Klenow fill-in) 반응에 의해 또는 다른 공지된 방법에 의해 표지화될 수도 있다.Probes consisting of synthetic oligonucleotides or other polynucleotides of the invention may be derived from chemical or synthetic or natural single or double stranded polynucleotides. Probes may be labeled by nick read, Klenow fill-in reactions or by other known methods.

KVLQT1을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열로부터 얻은, 약 8개 이상, 일반적으로 약 15개의 뉴클레오티드를 갖는, 약 6 kb 미만, 일반적으로 약 1.0 kb 미만의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부가 프로브로서 바람직하다. 이 프로브는 KVLQT1을 코딩하는 mRNA가 세포 또는 조직에 존재하는지를 확인하는데 이용될 수도 있다.Part of the polynucleotide sequence of less than about 6 kb, generally less than about 1.0 kb, having about 8 or more, generally about 15 nucleotides, obtained from the polynucleotide sequence encoding KVLQT1, is preferred as the probe. This probe can also be used to determine whether mRNA encoding KVLQT1 is present in a cell or tissue.

"조절 서열"은 정상적으로 유전자 자리의 코딩 영역 100 kb 내의 서열에 관한 것이지만, 유전자 발현(유전자의 전사, 및 메신저 RNA의 해독, 스플라이싱, 안정성 등을 포함)에 영향을 미치는, 코딩 영역과 더 먼 것일 수도 있다.A "regulatory sequence" normally relates to a sequence within 100 kb of the coding region of a locus, but moreover coding regions and more, which affect gene expression (including transcription of genes and translation, splicing, stability, etc. of messenger RNA). It may be remote.

"실질적인 상동성 또는 유사성". 핵산 또는 그의 단편이 다른 핵산(또는 그의 상보적 가닥)과 최적으로 배열될 때(적절한 뉴클레오티드 삽입 또는 결실이 있는 상태로), 뉴클레오티드 염기의 약 60% 이상, 일반적으로 약 70% 이상, 더욱 일반적으로 약 80% 이상, 바람직하게는 약 90% 이상, 더욱 바람직하게는 약 95-98%이 뉴클레오티드 서열 동일성이 있다면, 핵산 또는 그의 단편은 다른 것과 "실질적으로 상동성인" ("또는 실질적으로 유사한") 것이다."Substantial homology or similarity". When the nucleic acid or fragment thereof is optimally aligned with another nucleic acid (or its complementary strand) (with the appropriate nucleotide insertion or deletion), at least about 60% of the nucleotide base, generally at least about 70%, more generally If at least about 80%, preferably at least about 90%, more preferably about 95-98% have nucleotide sequence identity, the nucleic acid or fragment thereof is "substantially homologous" ("or substantially similar") to another will be.

또한, 핵산 또는 그의 단편이 선택적인 혼성화 조건하에 다른 핵산(또는 그의 상보적 가닥)에, 하나의 가닥에, 또는 그의 상보체에 혼성화될 때 실질적인 상동성 또는 (유사성)이 존재한다. 전체적인 특이성 결핍 보다 실질적으로 더욱 선택적인 혼성화가 일어날 때 혼성화의 선택성이 존재한다. 전형적으로, 약 14 이상의 뉴클레오티드 스트레치에 대해 약 55% 이상의 상동성, 바람직하게는 약 65% 이상, 더욱 바람직하게는 약 75% 이상, 가장 바람직하게는 약 90% 이상의 상동성이 있을 때 선택적인 혼성화가 일어날 것이다(Kanehisa, 1984 참조). 더 길게 스트레치될 수 있는, 상동성 길이 비교는 임의의 실시태양에서 종종 약 9 이상 뉴클레오티드, 일반적으로 약 20 이상 뉴클레오티드, 더욱 일반적으로 약 24 이상 뉴클레오티드, 전형적으로 약 28 이상 뉴클레오티드, 더욱 전형적으로 약 32 이상 뉴클레오티드, 바람직하게는 약 36 이상 뉴클레오티드 스트레치에 대해 일어날 것이다.In addition, there is substantial homology or (similarity) when a nucleic acid or fragment thereof hybridizes to another nucleic acid (or its complementary strand), to one strand, or to its complement under selective hybridization conditions. Selectivity of hybridization exists when hybridization occurs that is substantially more selective than the lack of overall specificity. Typically, selective hybridization when at least about 55% homology, preferably at least about 65%, more preferably at least about 75%, and most preferably at least about 90% homology to at least about 14 nucleotide stretches Will happen (see Kanehisa, 1984). Homologous length comparisons, which may be stretched longer, are in some embodiments often about 9 or more nucleotides, generally about 20 or more nucleotides, more generally about 24 or more nucleotides, typically about 28 or more nucleotides, more typically about 32 Abnormal nucleotides, preferably about 36 or more nucleotide stretches.

핵산 혼성화는 당업계의 숙련인에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 염기 조성, 상보적 가닥의 길이, 및 혼성화 핵산 사이의 뉴클레오티드 염기 미스매치의 수 이외에도 염 농도, 온도, 또는 유기 용매와 같은 조건에 의해 영향받을 것이다. 엄격한 온도 조건은 일반적으로 30 ℃ 이상, 전형적으로 37 ℃ 이상, 바람직하게는 45 ℃ 이상의 온도를 포함한다. 엄격한 염 농도 조건은 통상적으로 1000 mM 미만, 전형적으로 500 mM 미만, 바람직하게는 200 mM 미만일 것이다. 그러나, 파라메터의 배합은 임의의 단일 파라메터의 측정 보다 더더욱 중요하다(예를 들면, Wetmur & Davidson, 1968).Nucleic acid hybridization is readily understood by those skilled in the art, in addition to base composition, length of complementary strands, and number of nucleotide base mismatches between hybridizing nucleic acids, depending on conditions such as salt concentration, temperature, or organic solvent. Will be affected. Stringent temperature conditions generally include a temperature of at least 30 ° C, typically at least 37 ° C, preferably at least 45 ° C. Stringent salt concentration conditions will typically be less than 1000 mM, typically less than 500 mM, preferably less than 200 mM. However, the combination of parameters is even more important than the measurement of any single parameter (eg, Wetmur & Davidson, 1968).

프로브 서열은 트리플렉스 또는 다른 고차원 DNA 착체를 형성하는 임의의 조건하에서 이중체 DNA에 특이적으로 혼성화될 수도 있다. 그러한 프로브의 제조 및 적당한 혼성화 조건은 당업계에 공지되어 있다.Probe sequences may be specifically hybridized to duplex DNA under any condition that forms a triplex or other high dimensional DNA complex. Preparation of such probes and appropriate hybridization conditions are known in the art.

재조합 또는 화학적으로 합성된 핵산; 벡터, 형질전환체, 숙주 세포의 제조Recombinant or chemically synthesized nucleic acids; Preparation of Vectors, Transformants, and Host Cells

본 발명의 다량의 폴리뉴클레오티드는 적당한 숙주 세포에서의 복제에 의해 생성될 수 있다. 원하는 단편을 코딩하기 위한 천연 또는 합성 폴리뉴클레오티드 단편은 재조합 폴리뉴클레오티드 작제물, 일반적으로 원핵 또는 진핵 생물 세포에 도입하고 그안에서 복제할 수 있는 DNA 작제물에 혼입될 것이다. 일반적으로, 폴리뉴클레오티드 작제물은 효모 또는 박테리아와 같은 단세포 숙주에서의 복제에 적합할 것이지만, 배양된 포유 동물 또는 식물 또는 다른 진핵 생물 세포주에 (게놈 내로의 동화와 함께 및 동화 없이) 도입하기 위한 것일 수도 있다. 본 발명의 방법에 의해 생성된 핵산의 정제는 문헌(Sambrook et al., 1989 또는 Ausubel et al., 1992)에 설명되어 있다.Large amounts of polynucleotides of the invention can be produced by replication in a suitable host cell. Natural or synthetic polynucleotide fragments for encoding the desired fragments will be incorporated into recombinant polynucleotide constructs, generally DNA constructs that can be introduced into and replicate in prokaryotic or eukaryotic cells. Generally, polynucleotide constructs will be suitable for replication in single cell hosts such as yeast or bacteria, but for introduction into cultured mammalian or plant or other eukaryotic cell lines (with and without assimilation into the genome). It may be. Purification of nucleic acids produced by the methods of the invention is described in Sambrook et al., 1989 or Ausubel et al., 1992.

본 발명의 폴리뉴클레오티드는 화학적 합성에 의해, 예를 들면 문헌에 기재된 포스포르아미다이트 방법 또는 문헌에 따른 트리에스테르 방법에 의해 생성될 수도 있고, 상업적, 자동화된 올리고뉴클레오티드 합성기 상에서 실시될 수 있다. 이중 가닥 단편은 상보적 가닥을 합성하고 적절한 조건하에서 가닥을 함께 어닐링시키거나 또는 적절한 프라이머 서열을 갖는 DNA 폴리머라아제를 이용하여 상보적 가닥을 첨가함으로써 화학적 합성의 단일 가닥 생성물로부터 얻을 수 있다.The polynucleotides of the present invention may be produced by chemical synthesis, for example by the phosphoramidite method described in the literature or the triester method according to the literature, and may be carried out on a commercial, automated oligonucleotide synthesizer. Double stranded fragments can be obtained from single stranded products of chemical synthesis by synthesizing the complementary strands and annealing the strands together under appropriate conditions or by adding complementary strands using DNA polymerases with appropriate primer sequences.

원핵 또는 진핵 생물 숙주로 도입하기 위해 제조된 폴리뉴클레오티드 작제물은 소정의 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 단편을 포함한, 그 숙주에 의해 인지되는 복제 시스템으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 폴리펩티드 코딩 세그먼트에 작동가능하게 연결된 전사 및 해독 개시 조절 서열도 포함할 것이다. 발현 벡터는 예를 들면, 복제원 또는 자율적 복제 서열(ARS) 및 발현 조절 서열, 프로모터, 인핸서 및 필요한 처리 정보 부위, 예를 들면 리보좀 결합 부위, RNA 스플라이스 부위, 폴리아데닐화 부위, 전사 종결 서열 및 mRNA 안정화 서열을 포함할 수 있다. 그러한 벡터는 당업계에 공지된 표준 재조합 기술에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들면 문헌(Sambrook et al., 1989 또는 Ausubel et al., 1992)에 논의되어 있다.Polynucleotide constructs prepared for introduction into a prokaryotic or eukaryotic host may consist of a replication system recognized by the host, including a polynucleotide fragment encoding a given polypeptide, and is preferably operable to the polypeptide coding segment. And transcription and translation initiation control sequences that are well linked. Expression vectors include, for example, replication or autonomous replication sequences (ARS) and expression control sequences, promoters, enhancers and necessary processing information sites such as ribosomal binding sites, RNA splice sites, polyadenylation sites, transcription termination sequences. And mRNA stabilizing sequences. Such vectors can be prepared by standard recombinant techniques known in the art and are discussed, for example, in Sambrook et al., 1989 or Ausubel et al., 1992.

적절한 프로모터 및 다른 필요한 벡터 서열은 숙주에서 기능적이도록 선택될 것이며, 경우에 따라서는 KVLQT1 또는 minK 유전자와 천연적으로 조합된 것을 포함할 수 있다. 세포주 및 발현 벡터의 실행가능한 배합의 예는 문헌(Sambrook et al., 1989 또는 Ausubel et al., 1992; Metzger et al., 1988)에 설명되어 있다. 많은 유용한 벡터는 당업계에 공지되어 있으며 스트라타진(Stratagene), 뉴 잉글랜드 바이오랩스(New England Biolabs), 프로메가 바이오테크(Promega Biotech) 등과 같은 벤더로부터 구입할 수 있다. trp, lac 및 파아지 프로모터, tRNA 프로모터 및 글리콜 분해 효소 프로모터와 같은 프로모터는 원핵 생물 숙주에 이용될 수 있다. 유용한 효모 프로모터로는 메탈로티오네인, 3-포스포글리세레이트 키나아제 또는 다른 글리콜 분해 효소, 예를 들면 에놀라제 또는 글리세르알데히드-3-포스페이트 데히드로게나제, 말토오스 및 갈락토오스를 이용하게 하는 효소 등을 위한 프로모터 영역을 들 수가 있다. 효모 발현에 사용하기에 적당한 벡터 및 프로모터에 대해서는 문헌(Hitzeman, 유럽 특허 공개 제73,675호)에 더 상세히 기재되어 있다. 적절한 비천연 포유동물 프로모터는 SV40으로부터의 초기 및 후기 프로모터(Fiers et al., 1978) 또는 마우스 몰로니 백혈병 바이러스, 마우스 종양 바이러스, 조류 육종 바이러스, 아데노바이러스 II, 소 유두종 바이러스 또는 폴리오마로부터 유래된 프로모터를 들 수가 있다. 또한, 작제물은 유전자의 다중 카피가 만들어질 수 있게 되는 증폭가능한 유전자(예를 들면, DHFR)에 연결될 수 있다. 적절한 인핸서 및 다른 발현 조절 서열은 문헌(Enhancers and Eukaryotic Gene Expression, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (1983))에 기재되어 있다.Appropriate promoters and other necessary vector sequences will be selected to be functional in the host, and may optionally include those naturally combined with the KVLQT1 or minK gene. Examples of viable combinations of cell lines and expression vectors are described in Sambrook et al., 1989 or Ausubel et al., 1992; Metzger et al., 1988. Many useful vectors are known in the art and can be purchased from vendors such as Stratagene, New England Biolabs, Promega Biotech, and the like. Promoters such as trp, lac and phage promoters, tRNA promoters and glycolysis promoters can be used in prokaryotic hosts. Useful yeast promoters include metallothionein, 3-phosphoglycerate kinase or other glycolysis enzymes such as enolase or glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, maltose and galactose And promoter regions for the like. Suitable vectors and promoters for use in yeast expression are described in more detail in Hitzeman, EP 73,675. Suitable non-natural mammalian promoters are derived from early and late promoters from SV40 (Fiers et al., 1978) or mouse molony leukemia virus, mouse tumor virus, avian sarcoma virus, adenovirus II, bovine papilloma virus or polyoma. Promoter can be mentioned. In addition, the construct may be linked to an amplifiable gene (eg, DHFR) such that multiple copies of the gene can be made. Suitable enhancers and other expression control sequences are described in Enhancers and Eukaryotic Gene Expression, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (1983).

그러한 발현 벡터는 자율적으로 복제할 수 있긴 하지만, 숙주 세포의 게놈에 삽입됨으로써 당업계에 공지된 방법에 의해 복제될 수도 있다.Such expression vectors can autonomously replicate but can also be replicated by methods known in the art by insertion into the genome of a host cell.

발현 및 클로닝 벡터는 선택가능한 마커, 벡터로 형질전환된 숙주 세포의 생존 또는 성장에 필요한 단백질을 코딩하는 유전자를 포함할 수도 있을 것이다. 이러한 유전자의 존재는 삽입물을 발현하는 숙주 세포만의 성장을 보장한다. 전형적인 선택 유전자는 a) 항생물질 또는 다른 독성 물질, 예를 들면 암피실린, 네오마이신, 메토트렉세이트 등에 대한 내성을 부여하고, b) 보조적 영양 결핍을 보충하거나, 또는 c) 복합 배지에서 이용할 수 없는 결정적인 영양분, 예를 들면 바실러스를 위한 D-알라닌 라세마아제를 코딩하는 유전자를 공급하는 단백질을 코딩한다. 적당한 선택가능한 마커의 선택은 숙주 세포에 좌우될 것이며, 다른 숙주를 위한 적절한 마커는 당 업계에 공지되어 있다.Expression and cloning vectors may comprise a selectable marker, a gene encoding a protein necessary for the survival or growth of a host cell transformed with the vector. The presence of these genes ensures the growth of only the host cell expressing the insert. Typical selection genes include a) conferring resistance to antibiotics or other toxic substances, such as ampicillin, neomycin, methotrexate, etc., b) supplementing supplemental nutritional deficiencies, or c) decisive nutrients that are not available in complex media, For example, it encodes a protein that supplies a gene encoding a D-alanine racease for Bacillus. The selection of appropriate selectable markers will depend on the host cell, and suitable markers for other hosts are known in the art.

당해 핵산을 함유하는 벡터는 시험관내에서 전사되고, 형성된 RNA가 당업계에 공지된 방법에 의해, 예를 들면 주입법(Kubo et al., 1988)에 의해 숙주 세포로 도입되거나 또는 벡터가 숙주 세포 유형에 따라 변화되는 당업계에 공지된 방법, 예를 들면 전기천공법; 염화 칼슘, 염화 루비듐, 인산 칼슘, DEAE-덱스트란, 또는 다른 물질을 이용한 형질감염; 미세투사성 충격; 리포펙션; 감염(벡터가 레트로바이러스 게놈과 같은 병원체인 경우); 및 다른 방법에 의해 숙주 세포로 직접 도입될 수 있다(Sambrook et al., 1989 and Ausubel et al., 1992). 특히 상기한 것을 비롯한 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 숙주 세포로 폴리뉴클레오티드를 도입하는 것은 본 명세서에서 "형질전환"으로서 언급될 것이다. 상기한 핵산이 도입되는 세포는 그러한 세포의 후손도 포함하는 것으로 의미된다.The vector containing the nucleic acid is transcribed in vitro and the RNA formed is introduced into the host cell by methods known in the art, for example by injection (Kubo et al., 1988) or the vector is a host cell type. Methods known in the art, for example, electroporation, which vary according to; Transfection with calcium chloride, rubidium chloride, calcium phosphate, DEAE-dextran, or other materials; Microprojectile impacts; Lipofection; Infection (if the vector is a pathogen such as the retroviral genome); And by other methods directly into the host cell (Sambrook et al., 1989 and Ausubel et al., 1992). In particular, the introduction of a polynucleotide into a host cell by any method known in the art, including the above, will be referred to herein as "transformation". Cells into which such nucleic acids are introduced are meant to include descendants of such cells.

본 발명의 다량의 핵산 및 폴리펩티드는 친화성 원핵 또는 진핵 숙주 세포에서 벡터 또는 다른 발현 비히클에 KVLQT1 또는 minK 핵산 또는 그의 일부를 발현시킴으로써 제조될 수 있다. 가장 통용되는 원핵 생물 숙주는 에스케리치아 콜리의 균주이며, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 또는 슈도모나스(Pseudomonas)와 같은 다른 원핵 생물도 사용될 수 있다.Large amounts of nucleic acids and polypeptides of the invention can be prepared by expressing KVLQT1 or minK nucleic acids or portions thereof in a vector or other expression vehicle in an affinity prokaryotic or eukaryotic host cell. The most commonly used prokaryotic host is a strain of Escherichia coli, and other prokaryotes such as Bacillus subtilis or Pseudomonas can also be used.

포유 동물 또는 다른 진핵 생물 숙주 세포, 예를 들면 효모, 섬유상 진균류, 식물, 곤충, 또는 양서류 또는 조류 종의 것이 본 발명의 단백질 생성에 유용할 수도 있다. 배양물 중의 포유 동물 세포의 증식법은 그 자체로 공지되어 있다(Jakoby and Pastan (eds.) 1979). 통용되는 포유 동물 숙주 세포주의 예로는 VERO 및 HeLa 세포, 챠이니스 햄스터 난소(CHO) 세포, 및 WI38, BHK, 및 COS 세포주가 있지만, 예를 들면 고도의 발현, 소정의 글리코실화 패턴, 또는 다른 특징을 제공하기 위해서 다른 세포주가 적절할 수 있다는 것은 숙련된 실시자라면 이해하고 있을 것이다.Mammalian or other eukaryotic host cells, such as yeast, fibrous fungi, plants, insects, or amphibian or avian species, may be useful for the production of the proteins of the invention. Methods of proliferation of mammalian cells in culture are known per se (Jakoby and Pastan (eds.) 1979). Examples of commonly used mammalian host cell lines include VERO and HeLa cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells, and WI38, BHK, and COS cell lines, but for example high expression, certain glycosylation patterns, or other features. It will be understood by the skilled practitioner that other cell lines may be appropriate to provide.

클론은 벡터 구조 방식에 따라 마커를 이용하여 선택된다. 마커는 동일하거나 또는 상이한 DNA 분자, 바람직하게는 동일한 DNA 분자 상에 있을 수 있다. 원핵 생물 숙주에서는, 형질전환체가 예를 들면, 암피실린, 테트라사이클린 또는 다른 항생물질에 대한 내성에 의해 선택될 수 있다. 온도 민감성을 기준으로 한 특별한 생성물의 생성은 적절한 마커로서 작용할 수도 있다.Clones are selected using markers according to the vector structure scheme. The markers may be on the same or different DNA molecules, preferably on the same DNA molecule. In prokaryotic hosts, transformants can be selected for example by resistance to ampicillin, tetracycline or other antibiotics. The production of particular products based on temperature sensitivity may serve as appropriate markers.

본 발명의 폴리뉴클레오티드로 형질전환된 원핵 생물 또는 진핵 생물 세포는 본 발명의 핵산 및 폴리펩티드의 생성에 대해서 뿐만 아니라 KVLQT1 또는 minK 폴리펩티드의 특징을 연구하는 데에서도 유용할 것이다.Prokaryotic or eukaryotic cells transformed with the polynucleotides of the invention will be useful not only for the production of nucleic acids and polypeptides of the invention, but also for studying the characteristics of KVLQT1 or minK polypeptides.

본 명세서에 설명된 KVLQT1 유전자 서열을 기준으로 한 프로브 및 프라이머는 다른 종에서 상동 KVLQT1 유전자 서열 및 단백질을 확인하는데 이용된다. 이러한 유전자 서열 및 단백질은 그것이 분리되었던 종에 대한 상기 진단/예측, 치료 및 약물 스크리닝 방법에 이용된다.Probes and primers based on the KVLQT1 gene sequence described herein are used to identify homologous KVLQT1 gene sequences and proteins in other species. Such gene sequences and proteins are used in the above diagnostic / prediction, treatment and drug screening methods for the species from which it was isolated.

사용 방법: 약물 스크리닝How to use: drug screening

본 발명은 형질전환된 세포, 트랜스팩션된 난모세포 또는 유전자도입 동물 의 KVLQT1 및 minK 단백질을 이용하여 화합물을 스크리닝하는데 특히 유용하다. KVLQT1 또는 minK 단백질의 돌연변이가 심장 IKs칼륨 채널의 기능을 변화시킬 수 있으므로, 정상 KVLQT1 또는 minK 단백질 및 돌연변이 minK 또는 KVLQT1 단백질, 각각 또는 돌연변이 KVLQT1 및 돌연변이 minK 단백질을 함유하는 세포를 이용하여 채널에 대한 효과에 대해 후보 약물을 스크리닝한다. 이 약물을 배양액 중의 세포에 첨가하거나 또는 유전자 도입 동물에 투여하고 IKs칼륨 채널의 유도 전류에 대한 효과를 야생형 KVLQT1 및 minK를 함유하는 세포 또는 동물의 유도 전류와 비교한다. 유도 전류를 더욱 정상 농도로 변화시키는 약물 후보가 LQT를 치료 또는 예방하는데 유용하다.The invention is particularly useful for screening compounds using KVLQT1 and minK proteins of transformed cells, transfected oocytes or transgenic animals. Since mutations in the KVLQT1 or minK protein may alter the function of the cardiac I Ks potassium channel, cells with normal KVLQT1 or minK protein and mutant minK or KVLQT1 proteins, respectively, or mutant KVLQT1 and mutant minK proteins, are used for the channel. Candidate drugs are screened for effects. The drug is added to cells in culture or administered to transgenic animals and the effect on the induced current of I Ks potassium channel is compared with the induced current of cells or animals containing wild type KVLQT1 and minK. Drug candidates that change the induced current to more normal concentrations are useful for treating or preventing LQT.

사용 방법: 핵산 진단 및 진단 키트How to use: nucleic acid diagnostics and diagnostic kit

개체를 LQT에 감염되기 쉽게 하는 KVLQT1 또는 minK 대립유전자의 존재를 검출하기 위하여, 혈액과 같은 생물학적 시료을 준비하고 KVLQT1 또는 minK의 민감성 대립유전자의 존재 또는 부재에 대해 분석한다. LQT의 존재를 검출하기 위하여 또는 예측 지표로서, 생물학적 시료을 준비하고 KVLQT1 또는 minK의 돌연변이 대립유전자의 존재 또는 부재에 대해 분석한다. 이러한 시험 결과 및 해석 정보는 피검체와의 연락을 위해 건강 관리 제공자에게 넘겨진다. 그러한 진단은 진단 실험실에 의해 수행하거나, 또는 별법으로 진단 키트를 제조하여 건강 관리 제공자에게 또는 자가 진단을 위해 개인에게 판매한다.In order to detect the presence of KVLQT1 or minK alleles that make individuals susceptible to LQT, biological samples such as blood are prepared and analyzed for the presence or absence of sensitive alleles of KVLQT1 or minK. To detect the presence of LQT or as a predictive indicator, biological samples are prepared and analyzed for the presence or absence of mutant alleles of KVLQT1 or minK. Such test results and interpretation information are passed to the healthcare provider for contact with the subject. Such diagnosis is performed by a diagnostic laboratory or, alternatively, a diagnostic kit is prepared and sold to a healthcare provider or to an individual for self-diagnosis.

초기에, 스크리닝 방법은 관련 KVLQT1 또는 minK 서열의 증폭을 포함한다. 본 발명의 다른 바람직한 실시태양에서, 스크리닝 방법은 비-PCR 기초 방법을 포함한다. 그러한 스크리닝 방법은 당 업계에 공지된 2단계 표지 증폭 방법을 포함한다. PCR 및 비-PCR 기초 스크리닝 방법은 둘다 표적 서열을 고감도로 검출할 수 있다.Initially, screening methods involve amplification of relevant KVLQT1 or minK sequences. In another preferred embodiment of the invention, the screening method comprises a non-PCR based method. Such screening methods include two-step label amplification methods known in the art. Both PCR and non-PCR based screening methods can detect the target sequence with high sensitivity.

현재 사용되는 가장 선호되는 방법은 표적 증폭이다. 여기에서, 표적 핵산 서열은 폴리머라아제로 증폭된다. 폴리머라아제 유도된 증폭을 이용하는 특히 바람직한 한 방법은 폴리머라아제 연쇄 반응(PCR)이다. 폴리머라아제 연쇄 반응 및 다른 폴리머라아제 유도된 증폭 분석은 폴리머라아제 유도된 증폭 사이클을 이용하여 백만배의 카피 수 증가를 성취할 수 있다. 일단 증폭되면, 형성된 핵산은 서열화되거나 또는 DNA 프로브를 위한 기질로서 사용될 수 있다.The most preferred method currently used is target amplification. Here, the target nucleic acid sequence is amplified with a polymerase. One particularly preferred method of using polymerase induced amplification is polymerase chain reaction (PCR). Polymerase chain reactions and other polymerase induced amplification assays can achieve a million-fold increase in copy number using polymerase induced amplification cycles. Once amplified, the nucleic acid formed can be sequenced or used as a substrate for DNA probes.

프로브가 표적 서열의 존재를 검출하는데 사용될 때, 혈액 또는 혈청과 같은 분석될 생물학적 시료은 필요시에 핵산을 추출하기 위해 처리될 수 있다. 시료 핵산은 표적 서열의 검출을 용이하게 하기 위한 다양한 방법, 예를 들면 변성, 제한 분해, 전기영동 또는 도트 블롯팅으로 제조될 수 있다. 분석 핵산의 표적화된 영역은 일반적으로 프로브의 표적 서열과의 혼성체를 형성하기 위해 적어도 부분적으로 단일 가닥화되어야 한다. 서열이 천연적으로 단일 가닥이면, 변성은 필요하지 않을 것이다. 그러나, 서열이 이중 가닥이면, 서열은 변성되어야 할 필요가 있을 것이다. 변성은 당 업계에 공지된 다양한 기술로 수행될 수 있다.When the probe is used to detect the presence of the target sequence, the biological sample to be analyzed, such as blood or serum, can be processed to extract nucleic acid as needed. Sample nucleic acids can be prepared by a variety of methods, such as denaturation, restriction digestion, electrophoresis or dot blotting, to facilitate detection of the target sequence. The targeted region of the assay nucleic acid generally must be at least partially single stranded to form a hybrid with the target sequence of the probe. If the sequence is naturally single stranded, denaturation will not be necessary. However, if the sequence is double stranded, the sequence will need to be denatured. Denaturation can be performed by various techniques known in the art.

분석 핵산 및 프로브는 분석물의 추정 표적화된 서열과 프로브내의 표적 서열의 안정한 혼성체 형성을 촉진시키는 조건하에서 배양된다. 분석물에 결합하는데 사용되는 프로브의 영역은 KVLQT1에 대해서 인간 염색체 11의 표적 영역에 완전히 상보적으로 만들어질 수 있다. 그러므로, 부정확한 양성 반응을 방지하기 위하여 아주 엄격한 조건이 요망된다. 그러나, 아주 엄격한 조건은 프로브가 게놈에서 독특한 염색체의 영역에 상보적인 경우에만 이용된다. 혼성화의 엄격한 조건은 혼성화 중에 또한 세척 절차 중에 많은 요인, 예를 들면 온도, 이온 강도, 염기 조성, 프로브 길이 및 포름아미드 농도에 의해 결정된다. 이러한 요인은 예를 들면 문헌(Maniatis et al., 1982 and Sambrook et al., 1989)에 개략되어 있다. 어떤 상황에서는, 트리플렉스, 콰드라플렉스 등과 같은 고차원 혼성체의 형성이 표적 서열을 검출하는 수단을 제공하는데 바람직할 수 있다.Analytical nucleic acids and probes are cultured under conditions that promote stable hybrid formation of the putative targeted sequence of the analyte with the target sequence within the probe. The region of the probe used to bind the analyte can be made completely complementary to the target region of human chromosome 11 relative to KVLQT1. Therefore, very stringent conditions are desired to prevent inaccurate positive reactions. However, very stringent conditions are only used if the probe is complementary to a region of the unique chromosome in the genome. The stringent conditions of hybridization are determined by many factors, such as temperature, ionic strength, base composition, probe length and formamide concentration, during hybridization and during washing procedures. Such factors are outlined, for example, in Manatis et al., 1982 and Sambrook et al., 1989. In some situations, formation of high dimensional hybrids such as triplex, quadraplex, etc. may be desirable to provide a means for detecting target sequences.

어쨋든, 결과적인 혼성체의 측정은 일반적으로 표지화된 프로브의 사용에 의해 이루어진다. 별법으로, 프로브는 비표지화될 수 있지만, 직접 또는 간접적으로, 표지화된 리간드와의 특이적 결합에 의해 검출될 수 있다. 적당한 표지 및 프로브 및 리간드 표지화 방법은 당 업계에 공지되어 있으며, 예를 들면 공지된 방법(예를 들면 닉 해독, 랜덤 프라이밍 또는 키나아징)에 의해 포함될 수 있는 방사 표지, 바이오틴, 형광기, 화학발광기(예를 들면, 디옥세탄, 특히 트리거된 디옥세탄), 효소, 항체 등을 포함한다. 이러한 기본 조직의 변화는 당업계에 공지되어 있으며, 외부 물질로부터 검출될 혼성체의 분리를 용이하게 하고(또는) 표지화된 잔기로부터 시그날을 증폭시키는 변화를 포함한다. 이러한 많은 변화 방법은 문헌(Matthews & Kricka, 1988; Landegren et al., 1988; 미국 특허 제4,868,105호 및 유럽 특허 공개 제225,807호)에 설명되어 있다.In any case, the measurement of the resulting hybrid is generally made by the use of labeled probes. Alternatively, the probe can be unlabeled, but can be detected directly or indirectly by specific binding to the labeled ligand. Suitable labels and probe and ligand labeling methods are known in the art and include, for example, radiolabels, biotin, fluorescent, chemical, which may be included by known methods (eg nick detoxification, random priming or kinase). Light emitters (eg, dioxetane, especially triggered dioxetane), enzymes, antibodies, and the like. Such basic tissue changes are known in the art and include those that facilitate the separation of hybrids to be detected from foreign material and / or amplify signals from labeled residues. Many such methods of change are described in Matthews & Kricka, 1988; Landegren et al., 1988; US Pat. No. 4,868,105 and European Patent Publication No. 225,807.

상기한 바와 같이, 비-PCR 기초 스크리닝 분석은 또한 본 발명에 포함된다. 이러한 절차는 핵산 프로브(또는 정상 포스포디에스테르를 대신하는 메틸포스포네이트 골격과 같은 유사체)를 저농도 DNA 표적에 혼성화한다. 이 프로브는 공유 결합이 혼성화의 특이성을 방해하지 않도록 프로브에 공유 결합된 효소를 가질 수 있다. 이 효소-프로브-콘쥬게이트-표적 핵산 복합체는 자유 프로브 효소 콘쥬게이트로부터 분리될 수 있고, 기질은 효소 검출을 위해 첨가된다. 효소 활성은 발색 또는 발광 산물의 변화로서 관찰되며, 감도가 103-106증가된다. 예를 들면, 올리고데옥시뉴클레오티드-알칼린 포스파타아제 콘쥬게이트의 제조 및 혼성화 프로브로서의 그의 용도에 관한 예에 대해서는 문헌(Jablonski et al., 1986)을 참조하면 된다.As noted above, non-PCR based screening assays are also included in the present invention. This procedure hybridizes nucleic acid probes (or analogs, such as the methylphosphonate backbone in place of normal phosphodiester) to low concentration DNA targets. The probe may have an enzyme covalently bound to the probe such that the covalent bond does not interfere with the specificity of hybridization. This enzyme-probe-conjugate-target nucleic acid complex can be separated from the free probe enzyme conjugate and the substrate is added for enzyme detection. Enzyme activity is observed as a change in chromogenic or luminescent product, with increased sensitivity of 10 3 -10 6 . For example, see Jalonski et al., 1986 for examples of preparing oligodeoxynucleotide-alkaline phosphatase conjugates and their use as hybridization probes.

2단계 표지 증폭 방법은 당 업계에 공지되어 있다. 작은 리간드(예를 들면, 디곡시게닌, 바이오틴 등)가 KVLQT1을 특이적으로 결합시킬 수 있는 핵산 프로브에 부착되는 원리에 기초한다. 대립유전자 특이적 프로브는 이러한 실시예의 영역내에서 예측되며 예시적인 대립유전자 특이적 프로브는 이 특허 출원의 일어나기 쉬운 돌연변이를 달성하는 프로브를 포함한다.Two-step label amplification methods are known in the art. Small ligands (eg, digoxigenin, biotin, etc.) are based on the principle of attachment to nucleic acid probes capable of specifically binding KVLQT1. Allele specific probes are predicted within the scope of this example and exemplary allele specific probes include probes that achieve prone mutations in this patent application.

한 실시예에서, 핵산 프로브에 부착된 작은 리간드는 항체-효소 콘쥬게이트에 의해 특이적으로 인지된다. 이 실시예의 한 실시태양에서, 디곡시게닌은 핵산 프로브에 부착된다. 혼성화는 화학발광 기질을 전환시키는 항체-알칼리 포스파타아제 콘쥬게이트에 의해 검출된다. 이 실시태양에 따른 핵산 프로브를 표지화하는 방법은 문헌을 참조하면 된다(Martin et al., 1990). 제2 실시예에서, 작은 리간드는 제1 리간드에 특이적으로 착체화할 수 있는 제2 리간드-효소 콘쥬게이트에 의해 인지된다. 이 실시예의 잘 알려진 실시태양은 바이오틴-아비딘 유형의 상호작용이다. 핵산 프로브를 표지화하는 방법 및 바이오틴-아비딘 기본 분석에서의 그의 용도에 대해서는 문헌(Rigby et al., 1977 and Nguyen et al., 1992)을 참조하면 된다.In one embodiment, small ligands attached to nucleic acid probes are specifically recognized by antibody-enzyme conjugates. In one embodiment of this example, digoxigenin is attached to a nucleic acid probe. Hybridization is detected by antibody-alkali phosphatase conjugates that convert chemiluminescent substrates. For a method of labeling nucleic acid probes according to this embodiment, reference may be made to the literature (Martin et al., 1990). In a second embodiment, the small ligand is recognized by a second ligand-enzyme conjugate that can specifically complex to the first ligand. A well known embodiment of this example is the biotin-avidin type interaction. For methods of labeling nucleic acid probes and their use in biotin-avidin basic assays, see Rigby et al., 1977 and Nguyen et al., 1992.

본 발명의 핵산 프로브 분석이 KVLQT1 또는 minK를 검출할 수 있는 핵산 프로브 칵테일을 이용할 것이라는 것이 본 발명의 영역내에서 예측된다. 따라서, 세포 시료에서 KVLQT1의 존재를 검출하는 한 예에서, 유전자에 상보적인 하나 이상의 프로브가 이용되며 특히 다른 많은 프로브가 2, 3 또는 5개의 다른 핵산 프로브 서열이다. 다른 실시예에서는, 환자의 KVLQT1 유전자 서열에서 돌연변이의 존재를 검출하기 위하여, 이 유전자에 상보적인 하나 이상의 프로브를 이용하며, 여기서 칵테일은 KVLQT1이 변화된 환자 집단에서 확인된 대립유전자 특이적 돌연변이에 결합할 수 있는 프로브를 포함한다. 이 실시태양에서, 임의 수의 프로브가 이용될 수 있으며, 바람직하게는 LQT에 걸리기 쉬운 개체로서 확인된 주요 유전자 돌연변이에 해당하는 프로브를 포함한다.It is anticipated within the scope of the present invention that the nucleic acid probe assay of the present invention will utilize a nucleic acid probe cocktail capable of detecting KVLQT1 or minK. Thus, in one example of detecting the presence of KVLQT1 in a cell sample, one or more probes complementary to the gene are used, in particular many other probes being two, three or five different nucleic acid probe sequences. In another embodiment, one or more probes complementary to this gene are used to detect the presence of a mutation in the patient's KVLQT1 gene sequence, wherein the cocktail will bind to allele specific mutations identified in the patient population where KVLQT1 has changed. Probes that may be present. In this embodiment, any number of probes may be used and preferably comprise probes corresponding to major gene mutations identified as individuals susceptible to LQT.

사용 방법: 펩티드 진단 및 진단 키트How To: Peptide Diagnostics and Diagnostic Kits

야생형 KVLQT1 또는 minK 폴리펩티드의 변화를 기초로 하여 LQT의 존재를 검출할 수도 있다. 그러한 변화는 통상의 기술에 따른 서열 분석에 의해 확인될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 항체(폴리클로날 또는 모노클로날)은 KVLQT1 또는 minK 펩티드의 차이 또는 부재를 검출하는데 이용된다. 항체를 형성하고 정제하는 기술은 당업계에 공지되어 있고 그러한 임의의 기술은 본 발명에 청구된 제조 방법을 성취하도록 선택될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 항체는 KVLQT1 또는 minK 단백질을 용액으로부터 면역침전시킬 뿐만 아니라 웨스턴 또는 폴리아크릴아미드 겔의 이뮤노블롯 상에서 이 단백질과 반응할 것이다. 다른 바람직한 실시태양에서, 항체는 면역세포화학 기술을 이용하여 파라핀 또는 냉동 조직 단편에서 KVLQT1 또는 minK를 검출할 것이다.The presence of LQT can also be detected based on changes in wild type KVLQT1 or minK polypeptides. Such changes can be identified by sequence analysis according to conventional techniques. More preferably, the antibody (polyclonal or monoclonal) is used to detect the difference or absence of KVLQT1 or minK peptide. Techniques for forming and purifying antibodies are known in the art and any such technique can be selected to achieve the manufacturing methods claimed in the present invention. In a preferred embodiment of the invention, the antibody will not only immunoprecipitate KVLQT1 or minK protein from solution, but will also react with this protein on an immunoblot of a western or polyacrylamide gel. In another preferred embodiment, the antibody will detect KVLQT1 or minK in paraffin or frozen tissue fragments using immunocytochemical techniques.

KVLQT1 또는 minK 또는 그의 돌연변이를 검출하는 방법에 관한 바람직한 실시태양은 모노클로날 및(또는) 폴리클로날 항체를 이용한 샌드위치 분석을 비롯한 효소 결합 면역흡착 분석(ELISA), 방사선 면역 분석(RIA), 면역방사 분석(IRMA) 및 면역효소 분석(IEMA)을 포함한다. 예시적인 샌드위치 분석은 본 명세서에 참고로 인용한 문헌(David et al., 미국 특허 제4,376,110호 및 동 제4,486,530호)에 기재되어 있다.Preferred embodiments of methods for detecting KVLQT1 or minK or mutations thereof include enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), immunoassay, including sandwich assays using monoclonal and / or polyclonal antibodies. Radioactive assay (IRMA) and immunoenzyme assay (IEMA). Exemplary sandwich analyzes are described in David et al., US Pat. Nos. 4,376,110 and 4,486,530, which are incorporated herein by reference.

사용 방법: 유전자 요법How To Use: Gene Therapy

본 발명에 따라서, 돌연변이 KVLQT1 또는 minK 대립유전자를 갖는 세포에 각각 야생형 KVLQT1 또는 minK 기능을 공급하는 방법이 제공된다. 그러한 기능의 제공은 수용 세포의 정상적인 기능화를 가능하게 해야 한다. 야생형 유전자 또는 그 유전자의 일부는 유전자가 염색체외에 남아있도록 벡터에서 세포로 도입될 수 있다. 그러한 상황에서, 유전자는 염색체외 위치로부터 세포에 의해 발현될 것이다. 더욱 바람직한 것은 야생형 유전자 또는 그의 일부가 돌연변이 세포에 존재하는 내인성 돌연변이 유전자와 재조합하도록 돌연변이 세포에 도입되는 상황이다. 그러한 재조합은 유전자 돌연변이를 수정하게 하는 이중 재조합을 필요로 한다. 재조합 및 염색체외 유지를 위해 유전자를 도입하기 위한 벡터는 당업계에 공지되어 있으며, 임의의 적당한 벡터가 이용될 수 있다. DNA를 전기천공, 인산 칼슘 동시 침전 및 바이러스 형질도입과 같은, DNA를 세포에 도입하는 방법은 당 업계에 공지되어 있으며, 방법의 선택은 실시자의 권한내에 있다.According to the present invention, a method is provided for supplying wild type KVLQT1 or minK function to cells with mutant KVLQT1 or minK alleles, respectively. Provision of such a function should allow for normal functionalization of the recipient cell. The wild type gene or part of the gene may be introduced into the cell in a vector such that the gene remains extrachromosomal. In such a situation, the gene will be expressed by the cell from an extrachromosomal location. More preferred is the situation where the wild type gene or part thereof is introduced into the mutant cell to recombine with the endogenous mutant gene present in the mutant cell. Such recombination requires double recombination to allow for modification of the gene mutation. Vectors for introducing genes for recombinant and extrachromosomal maintenance are known in the art and any suitable vector can be used. Methods of introducing DNA into cells, such as electroporation, simultaneous precipitation of calcium phosphate and viral transduction, are known in the art and the choice of methods is within the authority of the practitioner.

일반적으로 상기 논의한 바와 같이, KVLQT1 또는 minK 유전자 또는 단편은 세포내의 그러한 유전자의 발현 생성물의 양을 증가시키기 위하여 유전자 요법에 이용될 수 있다. 돌연변이 유전자가 "정상" 수준으로 발현되는 심장 세포에서도 제공된 LQT 유전자의 발현 정도를 증가시키는 것이 유용할 수도 있지만, 그러한 유전자 생성물이 완전히 기능적이지는 않다.In general, as discussed above, KVLQT1 or minK genes or fragments may be used in gene therapy to increase the amount of expression products of such genes in cells. It may be useful to increase the expression level of a given LQT gene even in cardiac cells in which mutant genes are expressed at "normal" levels, but such gene products are not fully functional.

유전자 요법은 문헌(Friedman, 1991)에 기재된 바와 같이 일반적으로 허용되는 방법에 따라 실시될 것이다. 환자로부터 얻은 세포는 세포내의 KVLQT1 또는 minK 폴리펩티드의 생성을 확인하기 위하여 상기 진단 방법에 의해 처음 분석될 것이다. 발현 조절 요소에 연결되어 세포 내부에 복제할 수 있는 KVLQT1 또는 minK 유전자의 카피를 함유하는 바이러스 또는 플라스미드 벡터(이후에 더 상세히 설명됨)가 제조된다. 적당한 벡터는 미국 특허 제5,252,479호 및 PCT 공개 출원 WO93/07282호에 기재된 바와 같이 알려져 있다. 이 벡터를 환자에게 주입한다. 형질감염된 유전자가 표적화된 세포 각각의 게놈에 영구적으로 삽입되지 않는다면, 주기적으로 반복 처리할 수 있다.Gene therapy will be performed according to generally accepted methods as described in Friedman, 1991. Cells obtained from the patient will be first analyzed by this diagnostic method to confirm the production of KVLQT1 or minK polypeptides in the cells. Virus or plasmid vectors (described in more detail below) are prepared that contain copies of the KVLQT1 or minK genes that are linked to expression regulatory elements and can replicate within the cell. Suitable vectors are known as described in US Pat. No. 5,252,479 and PCT Publication Application WO93 / 07282. Inject this vector into the patient. If the transfected gene is not permanently inserted into the genome of each targeted cell, it can be repeated periodically.

당 업계에 알려진 유전자 전달 시스템은 본 발명의 유전자 요법의 실시에 유용할 수 있다. 이것에는 바이러스 및 비바이러스 전달 방법이 포함된다. 다수의 바이러스가 유전자 전달 벡터로서 사용되었으며, 그 예로는 파포바바이러스(예를 들면, SV40, Madzak et al., 1992), 아데노바이러스(Berkner, 1992; Berkner et al., 1988; Gorziglia and Kapikian, 1992; Quantin et al., 1992; Rosenfeld et al., 1992; Wilkinson et al., 1992; Stratford-Perricaudet et al., 1990), 백신 바이러스(Moss, 1992), 아데노 관련 바이러스(Muzyczka, 1992; Ohi et al., 1990), HSV 및 EBV를 포함한 헤르페스바이러스(Margolskee, 1992; Johnson et al., 1992; Fink et al., 1992; Breakfield and Geller, 1987; Freese et al., 1990), 및 조류의 레트로바이러스(Brandyopadhyay and Temin, 1984; Petropoulos et al., 1992), 마우스(Miller, 1992; Miller et al., 1985; Sorge et al., 1984; Mann and Baltimore, 1985; Miller et al., 1988), 및 인간 공급원(Shimada et al., 1991; Helseth et al., 1990; Page et al., 1990; Buchschacher and Panganiban, 1992)이 있다. 대부분의 인간 유전자 요법 절차는 무능하게된 마우스 레트로바이러스를 기초로 한다.Gene delivery systems known in the art may be useful for the practice of the gene therapies of the invention. This includes viral and nonviral delivery methods. Numerous viruses have been used as gene transfer vectors, examples of which are papovaviruses (eg SV40, Madzak et al., 1992), adenoviruses (Berkner, 1992; Berkner et al., 1988; Gorziglia and Kapikian, 1992; Quantin et al., 1992; Rosenfeld et al., 1992; Wilkinson et al., 1992; Stratford-Perricaudet et al., 1990), vaccine virus (Moss, 1992), adeno-associated virus (Muzyczka, 1992; Ohi et al., 1990), herpesviruses including HSV and EBV (Margolskee, 1992; Johnson et al., 1992; Fink et al., 1992; Breakfield and Geller, 1987; Freese et al., 1990), and birds Retroviruses (Brandyopadhyay and Temin, 1984; Petropoulos et al., 1992), mice (Miller, 1992; Miller et al., 1985; Sorge et al., 1984; Mann and Baltimore, 1985; Miller et al., 1988) , And human sources (Shimada et al., 1991; Helseth et al., 1990; Page et al., 1990; Buchschacher and Panganiban, 1992). Most human gene therapy procedures are based on disabled mouse retroviruses.

당 업계에 공지된 비바이러스 유전자 전달 방법으로는 칼슘 포스페이트 동시침전과 같은 화학 기술(Graham and van der Eb, 1973; Pellicer et al., 1980); 기계적 기술, 예를 들면 미세주입(Anderson et al., 1980; Gordon et al., 1980; Brinster et al., 1981; Constantini and Lacy, 1981); 리포좀을 통한 멤브레인 융합 매개된 전달(Felgner et al., 1987; Wang and Huang, 1989; Kaneda et al., 1989; Stewart et al., 1992; Nabel et al., 1990; Lim et al., 1992); 및 직접적인 DNA 흡수 및 수용체 매개된 DNA 전달(Wolff et al., 1990; Wu et al., 1991; Zenke et al., 1990; Wu et al., 1989; Wolff et al., 1991; Wagner et al., 1990; Wagner et al., 1991; Cotten et al., 1990; Curiel et al., 1991a; Curiel et al., 1991b)을 들 수가 있다.Nonviral gene delivery methods known in the art include chemical techniques such as calcium phosphate co-precipitation (Graham and van der Eb, 1973; Pellicer et al., 1980); Mechanical techniques such as microinjection (Anderson et al., 1980; Gordon et al., 1980; Brinster et al., 1981; Constantini and Lacy, 1981); Membrane fusion mediated delivery via liposomes (Felgner et al., 1987; Wang and Huang, 1989; Kaneda et al., 1989; Stewart et al., 1992; Nabel et al., 1990; Lim et al., 1992) ; And direct DNA uptake and receptor mediated DNA delivery (Wolff et al., 1990; Wu et al., 1991; Zenke et al., 1990; Wu et al., 1989; Wolff et al., 1991; Wagner et al. , 1990; Wagner et al., 1991; Cotten et al., 1990; Curiel et al., 1991a; Curiel et al., 1991b).

생물학적 및 물리적 유전자 전달 방법을 혼합한 방법에서, 임의 크기의 플라스미드 DNA는 아데노바이러스 헥손 단백질에 특이적인 폴리리신-콘쥬게이트된 항체와 배합되며, 그 형성된 복합체는 아데노바이러스 벡터에 결합된다. 트리몰 복합체는 세포를 감염시키는데 이용된다. 아데노바이러스 벡터는 커플링된 DNA가 손상되기 전에 엔도섬의 효율적인 결합, 내부이행 및 분해를 가능하게 한다.In a combination of biological and physical gene delivery methods, plasmid DNA of any size is combined with polylysine-conjugated antibodies specific for adenovirus hexon proteins, and the complexes formed are bound to adenovirus vectors. Trimole complexes are used to infect cells. Adenovirus vectors allow for efficient binding, transmigration, and degradation of endosomes before the coupled DNA is damaged.

리포솜/DNA 복합체는 생체내 유전자 전달에 직접적인 매개를 할 수 있는 것으로 나타났다. 표준 리포좀 제조에서 유전자 전달 과정이 비특이적이긴 하지만, 정위화된 생체내 흡수 및 발현이 종양 부착물에서, 예를 들면 다음의 직접적인 현장 투여에서 보고되었다(Nabel, 1992).The liposome / DNA complex has been shown to be a direct mediator of gene transfer in vivo. Although the gene transfer process in standard liposome preparation is nonspecific, localized in vivo uptake and expression has been reported in tumor attachments, for example in the following direct in situ administration (Nabel, 1992).

심장 조직에 직접적으로 DNA를 표적화하는 유전자 전달 기술이 바람직하다. 수용체 매개된 유전자 전달은 폴리리신을 통해 DNA(일반적으로 공유 폐쇄된 슈퍼코일 플라스미드 형태)를 단백질 리간드에 콘쥬게이션시킴으로써 이루어진다. 리간드는 표적 세포/조직 유형의 세포 표면 상의 대응하는 리간드 수용체의 존재를 기초로 하여 선택된다. 리간드-DNA 콘쥬게이트는 필요시에 혈액으로 직접 주입될 수 있고 수용체 결합 및 DNA-단백질 복합체의 내부이행이 일어나는 표적 조직으로 향한다. DNA의 세포내 파괴의 문제를 극복하기 위하여, 아데노바이러스에 의한 동시감염이 엔도섬 기능을 파괴하기 위해 봉입될 수 있다.Gene delivery techniques that target DNA directly to heart tissue are preferred. Receptor mediated gene delivery is accomplished by conjugating DNA (usually in the form of covalently closed supercoil plasmids) to protein ligands via polylysine. Ligands are selected based on the presence of the corresponding ligand receptor on the cell surface of the target cell / tissue type. Ligand-DNA conjugates can be injected directly into the blood when needed and directed to target tissues where receptor binding and inward fulfillment of the DNA-protein complex occur. To overcome the problem of intracellular destruction of DNA, co-infection with adenoviruses can be enclosed to disrupt endosomal function.

그 요법은 다음과 같다: KVLQT1 또는 minK 민감성 대립유전자를 갖는 환자를 그의 심장 전구체 세포의 일부 또는 전부가 기능적인 정상 KVLQT1 또는 minK 대립유전자의 적어도 하나의 추가의 카피를 수용하도록 유전자 전달 비히클로 처치한다. 이 단계에서, 처치된 개체는 민감성 대립유전자의 효과가 정상 대립유전자의 존재에 의해 대항되는 정도로 LQT의 위험이 감소되었다.The therapy is as follows: Patients with KVLQT1 or minK sensitive alleles are treated with a gene delivery vehicle so that some or all of their cardiac precursor cells receive at least one additional copy of a functional normal KVLQT1 or minK allele. . At this stage, the treated subjects reduced the risk of LQT to such an extent that the effects of sensitive alleles were countered by the presence of normal alleles.

사용 방법: 형질전환된 숙주How to use: transformed host

치료제를 시험하기 위한 동물은 전체 동물의 돌연변이 후에 또는 생식세포 계역 세포 또는 접합체의 처리 후에 선택될 수 있다. 그러한 처리는 일반적으로 제2 동물 종으로부터 얻은 돌연변이 KVLQT1 및(또는) minK 대립유전자의 삽입 뿐만 아니라 파괴된 상동 유전자의 삽입을 포함한다. 별법으로, 동물의 내인성 KVLQT1 또는 minK 유전자는 통상의 기술을 이용하여 삽입 또는 결실 돌연변이 또는 다른 유전자 변화에 의해 파괴될 수 있다(Capecchi, 1989; Valancius and Smithies, 1991; Hasty et al., 1991; Shinkai et al., 1992; Mombaerts et al., 1992; Philpott et al., 1992; Snouwaert et al., 1992; Donehower et al., 1992). 시험 물질을 동물에 투여한 후에, LQT의 존재는 평가되어야 한다. 시험 물질이 LQT의 징조를 예방하거나 또는 억제한다면, 그 시험 물질은 LQT 치료를 위한 후보 치료제이다. 이러한 동물 모델은 잠재적인 치료 생성물을 위한 극히 중요한 시험 비히클을 제공한다.Animals for testing therapeutic agents may be selected after mutation of the entire animal or after treatment of germline lineage cells or conjugates. Such treatment generally involves the insertion of mutated KVLQT1 and / or minK alleles as well as the disrupted homologous genes obtained from the second animal species. Alternatively, endogenous KVLQT1 or minK genes in animals can be disrupted by insertion or deletion mutations or other genetic changes using conventional techniques (Capecchi, 1989; Valancius and Smithies, 1991; Hasty et al., 1991; Shinkai et al., 1992; Mombaerts et al., 1992; Philpott et al., 1992; Snouwaert et al., 1992; Donehower et al., 1992). After administration of the test substance to the animal, the presence of LQT should be assessed. If the test substance prevents or inhibits the sign of LQT, the test substance is a candidate therapeutic for LQT treatment. This animal model provides an extremely important test vehicle for potential therapeutic products.

본 명세서에 LQT 유전자, 후보 유전자 접근법 및 위치상의 클로닝을 확인하는 두가지 방법이 이용되었다. 현재 위치상의 정보는 염색체 11p15.5(Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b)로 맵핑된 LQT1, 7q35-36으로 맵핑된 LQT2 및 3p21-24로 맵핑된 LQT3(Jiang et al., 1994)을 갖는 세 LQT 자리에 대해 이용가능하다. 본 발명은 또한 LQT 유전자로서 염색체 21 상의 minK를 확인하였다. 후보 유전자 접근법은 생리학을 기초로 한 기계학적인 가설에 의존한다. LQT의 생리학에 대해서는 거의 알려진 바가 없지만, 이 질환은 이상 심장 재분극의 신호인, 심전도 상의 QT 간격의 연장과 관련이 있다. 이러한 관련은 이온 채널을 코딩하는 유전자, 또는 그의 조절 인자가 LQT에 대한 적당한 후보임을 암시하는 것이다. 이러한 가설은 이제 염색체 7-결합된 LQT가 추정 심장 칼륨 채널 유전자인, HERG의 돌연변이로부터 일어난다는 것을 발견함으로써 지지된다. 신경내분비계 칼슘 채널 유전자(CACNL1A2; Chin et al., 1991; Seino et al., 1992) 및 칼륨 채널을 조절하는 GTP-결합 단백질을 코딩하는 유전자(GNAI2; Weinstein et al., 1988; Magovcevic et al., 1992)는 그의 염색체 위치를 기초로 하여 LQT3에 대한 후보가 된다. 그러나, 이후의 결합 분석은 이들 유전자를 배제하였다(Wang and Keating, 비공개 데이터). LQT3은 SCN5A와 관련이 있다는 것이 밝혀져 있다(Wang et al., 1995a). 그러나, 상당한 노력에도 불구하고 염색체 11-연결된 LQT에 대한 후보 유전자 접근법은 성공하지 못하였다. 2개의 칼륨 채널 유전자(KCNA4 및 KCNC1)가 염색체 11의 짧은 팔에 맵핑되었지만(Wymore et al., 1994), 두가지 모두 결합 분석에 의해 LQT1에 대한 후보로서 제외되었다(Russell et al., 1995; 현재의 연구). 이미 특징화된 다른 모든 심장 칼륨, 클로라이드, 나트륨 및 칼슘 채널 유전자는 그의 염색체 위치를 기초로 하여 마찬가지로 제외되었다. 본 발명의 연구는 LQT1을 확인하기 위해 위치상 클로닝 및 돌연변이 분석을 이용하였다.Two methods have been used herein to identify LQT genes, candidate gene approaches and positional cloning. The information on the current position is LQT1 mapped to chromosome 11p15.5 (Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b), LQT2 mapped to 7q35-36 and LQT3 mapped to 3p21-24 (Jiang et al., 1994 are available for three LQT positions. The present invention also identified minK on chromosome 21 as the LQT gene. Candidate genetic approaches rely on mechanistic hypotheses based on physiology. Little is known about the physiology of LQT, but this disease is associated with prolongation of the QT interval on the electrocardiogram, a signal of abnormal cardiac repolarization. This association suggests that the gene encoding the ion channel, or a regulatory factor thereof, is a suitable candidate for LQT. This hypothesis is supported by the discovery that chromosome 7-linked LQT now arises from mutations in HERG, the putative cardiac potassium channel gene. Neuroendocrine calcium channel genes (CACNL1A2; Chin et al., 1991; Seino et al., 1992) and genes encoding GTP-binding proteins that regulate potassium channels (GNAI2; Weinstein et al., 1988; Magovcevic et al , 1992) are candidates for LQT3 based on their chromosomal location. However, subsequent binding assays excluded these genes (Wang and Keating, private data). It has been found that LQT3 is related to SCN5A (Wang et al., 1995a). However, despite considerable effort, candidate genetic approaches to chromosome 11-linked LQT have not been successful. Two potassium channel genes (KCNA4 and KCNC1) were mapped to the short arm of chromosome 11 (Wymore et al., 1994), but both were excluded as candidates for LQT1 by binding assays (Russell et al., 1995; present; Research). All other cardiac potassium, chloride, sodium and calcium channel genes already characterized were likewise excluded on the basis of their chromosomal location. The study of the present invention used positional cloning and mutation analysis to identify LQT1.

본 발명은 KVLQT1이 16 비관련 과에서 LQT1에 밀접하게 연결된다는 것을 나타내기 위해 유전자형 분석을 이용하였다(실시예에 상세한 설명이 있음). KVLQT1은 추정 심장 칼륨 채널 유전자이며 LQT의 염색체 11-연결된 형태를 야기시킨다. 유전자 분석 결과는 KVLQT1이 심장 재분극에서 기능적 중요성을 가진 전압 게이트 제어된 칼륨 채널을 코딩한다는 것을 암시하며, 이제 KVLQT1이 minK와 함께 회합하여 심장 IKs칼륨 채널을 형성하는 것으로 밝혀졌다. 옳다면, 염색체 11-연결된 LQT의 메카니즘은 아마도 감소된 재분극 KVLQT1 전류를 포함할 것이다. 6개의 트랜스멤브레인 도메인을 가진 칼륨 채널이 호모- 또는 헤테로-테트라머로부터 형성되는 것으로 생각되기 때문에(MacKinnon, 1991; MacKinnon et al., 1993; Covarrubias et al., 1991), KVLQT1의 LQT 관련된 돌연변이는 우성-네가티브 메카니즘을 통해 작용할 수가 있다. 본 명세서에 설명된 KVLQT1 돌연변이의 유형 및 위치는 이러한 가설과 일치한다. 칼륨 채널 기능의 결과적인 억제는 이제는 이상 심장 재분극 및 심실성 세동의 위험 증가를 유도할 것이다. HERG에서 확인된 돌연변이 및 칼륨 채널 알파 서브유닛의 생물 물리학은 염색체 7-결합된 LQT가 우성-네가티브 돌연변이 및 그 결과로서 생긴 기능 채널의 감소로부터 일어나는 것을 암시한다. 염색체 3-결합된 LQT에서, 대조적으로 SCN5A에서 확인된 LQT-관련된 결실은 지연된 불활성화 또는 채널 불활성화의 변화된 전압-의존성과 같은 변화된 특성을 가진 기능적 심장 나트륨 채널이 형성되기 쉽다. 지연된 나트륨 채널 불활성화는 멤브레인을 탈분극시키는 내부 나트륨 전류를 증가시킬 것이다. 이 효과는 외부 칼륨 전류가 감소되는 HERG 돌연변이로부터 예상되는 멤브레인 전위 변화와 유사하다. SCN5A의 더 해로운 돌연변이가 LQT를 야기시키는 것은 쉽지 않을 것이다. 심장 나트륨 채널의 전체 수의 감소는, 예를 들면 LQT의 것과 반대 표현형인 작용 전위 기간을 감소시키는 것으로 예상된다.The present invention used genotyping to indicate that KVLQT1 is closely linked to LQT1 in 16 unrelated families (the examples are detailed). KVLQT1 is a putative cardiac potassium channel gene and results in chromosome 11-linked forms of LQT. Genetic analysis suggests that KVLQT1 codes for voltage gate controlled potassium channels of functional importance in cardiac repolarization, and KVLQT1 now associates with minK to form cardiac I Ks potassium channels. If correct, the mechanism of chromosome 11-linked LQT will probably include reduced repolarization KVLQT1 current. Since potassium channels with six transmembrane domains are thought to be formed from homo- or hetero-tetramers (MacKinnon, 1991; MacKinnon et al., 1993; Covarrubias et al., 1991), LQT related mutations in KVLQT1 It can work through dominant-negative mechanisms. The type and location of the KVLQT1 mutations described herein is consistent with this hypothesis. The resulting inhibition of potassium channel function will now lead to an increased risk of abnormal cardiac repolarization and ventricular fibrillation. The biophysics of the mutations and potassium channel alpha subunits identified in HERG suggest that chromosome 7-linked LQTs arise from dominant-negative mutations and the resulting decrease in functional channels. In chromosome 3-bound LQTs, in contrast, LQT-related deletions identified in SCN5A are prone to the formation of functional cardiac sodium channels with altered properties such as delayed inactivation or altered voltage-dependence of channel inactivation. Delayed sodium channel inactivation will increase the internal sodium current which depolarizes the membrane. This effect is similar to the membrane potential change expected from HERG mutations where the external potassium current is reduced. It will not be easy for more harmful mutations of SCN5A to cause LQT. Reduction of the total number of cardiac sodium channels is expected to reduce the duration of action potentials, which are, for example, the opposite phenotype of LQT.

LQT의 징후전 진단은 심전도 상의 QT 연장의 확인에 의존하였다. 불행히도, 심전도는 젊고, 건강한 개체에서 거의 수행되지 않았다. 또한, 많은 LQT 유전자 캐리어는 비교적 정상 QT 간격을 가지며, 질환의 제1 신호는 치명적인 심부정맥일 수 있다(Vincent et al., 1992). 현재 제3 LQT 유전자(KVLQT1)가 확인되었으며, minK도 LQT와 관련이 있으며, 이 질환을 위한 유전학적 시험이 계획될 수 있다. 이것은 연속된 돌연변이 분석 및 추가의 LQT 유전자의 확인을 필요로 할 것이다. 더욱 상세한 표현형 분석에 의해, LQT의 가변 형태 사이의 표현형 차이가 발견될 수 있다. 이러한 차이는 진단 및 치료에 유용할 수 있다.Pre-diagnosis of LQT was dependent on the identification of QT prolongation on the ECG. Unfortunately, ECG was rarely performed in young, healthy individuals. In addition, many LQT gene carriers have relatively normal QT intervals, and the first signal of the disease may be fatal deep vein (Vincent et al., 1992). Currently a third LQT gene (KVLQT1) has been identified, minK is also associated with LQT, and genetic testing for this disease can be planned. This will require subsequent mutation analysis and identification of additional LQT genes. By more detailed phenotypic analysis, phenotypic differences between the variable forms of LQT can be found. Such differences can be useful for diagnosis and treatment.

SCN5A, HERG 및 KVLQT1 유전자 돌연변이와 LQT 사이의 관련의 확인은 개체의 조기 징후전 스크리닝을 가능하게 하여 LQT의 발병 위험을 확인하게 한다. 그러한 개체를 확인하기 위하여, SCN5A, HERG 및(또는) KVLQT1 대립유전자는 직접적으로 또는 대립유전자를 클로닝시킨 후에 돌연변이에 대해 스크리닝한다. minK 돌연변이도 마찬가지로 발견될 수 있다. 제한되는 것은 아니지만 다음 한 방법을 비롯한 임의의 적당한 기술을 이용하여 정상 대립유전자와 다른 핵산 서열의 존재에 대해 대립유전자를 시험하였다: 형광 현장 혼성화(FISH), 직접 DNA 서열화, PFGE 분석, 서던 블롯 분석, 단일 가닥 형태 분석(SSCP), 결합 분석, RNase 보호 분석, 대립유전자 특이적 올리고뉴클레오티드(ASO), 도트 블롯 분석 및 PCR-SSCP 분석. 예를 들면, (1) 클로닝된 대립유전자 및 정상 KVLQT1 유전자 또는 적절한 단편의 뉴클레오티드 서열(코딩 서열 또는 게놈 서열)을 결정하고 비교하거나, (2) KVLQT1 유전자 또는 유전자 단편의 RNA 전사체를 피검체로부터 얻은 단일 가닥화된 전체 게놈 DNA에 혼성화시키고 형성된 이종를 리보뉴클레아제 A(RNase A)로 처리하고 변성 겔 상에 전개시켜 임의의 미스매치 위치를 검출한다. 이러한 두가지 방법은 다음 절차에 따라서 실시할 수 있다.The identification of the association between the SCN5A, HERG and KVLQT1 gene mutations and LQT allows for early prescreening screening of individuals to confirm the risk of developing LQT. To identify such individuals, the SCN5A, HERG and / or KVLQT1 alleles are screened for mutations either directly or after cloning the allele. minK mutations can be found as well. Alleles were tested for the presence of normal alleles and other nucleic acid sequences using any suitable technique, including but not limited to: fluorescence in situ hybridization (FISH), direct DNA sequencing, PFGE analysis, Southern blot analysis Single strand morphology analysis (SSCP), binding assay, RNase protection assay, allele specific oligonucleotide (ASO), dot blot analysis and PCR-SSCP analysis. For example, (1) determine and compare the nucleotide sequence (coding sequence or genomic sequence) of the cloned allele and the normal KVLQT1 gene or appropriate fragment, or (2) the RNA transcript of the KVLQT1 gene or gene fragment from the subject. The resulting single stranded whole genomic DNA is hybridized and the formed heterologs are treated with ribonuclease A (RNase A) and run on denaturing gels to detect any mismatch positions. These two methods can be carried out according to the following procedure.

피검체의 KVLQT1 또는 minK의 대립유전자를 통상의 기술을 이용하여 클로닝시킨다. 예를 들면, 혈액 시료을 개체로부터 취한다. 이 혈액 중의 세포로부터 단리된 게놈 DNA를 약 20 kb의 평균 단편 크기로 부분적으로 분해한다. 18-21 kb 범위의 단편을 분리한다. 형성된 단편을 적절한 벡터에 라이게이션시킨다. 그 클론의 서열을 확인하고 정상 KVLQT1 또는 minK 유전자와 비교한다.The allele of KVLQT1 or minK of the subject was cloned using conventional techniques. For example, a blood sample is taken from the subject. Genomic DNA isolated from cells in this blood is partially digested to an average fragment size of about 20 kb. Separate fragments ranging from 18-21 kb. The formed fragment is ligated to the appropriate vector. The clone's sequence is identified and compared with the normal KVLQT1 or minK gene.

별법으로, 폴리머라아제 연쇄 반응(PCRs)을 KVLQT1 유전자의 5' 영역 또는 엑손에 대한 프라이머 쌍으로 수행한다. PCRs는 정상 KVLQT1 유전자의 임의의 서열을 기초로 한 프라이머 쌍으로도 실시할 수도 있다. 예를 들면, 인트론 중의 하나에 대한 프라이머 쌍을 준비하고 이용한다. 마지막으로, PCR을 mRNA에 대해 실시할 수도 있다. 증폭된 생성물을 통상의 기술을 이용하여 단일 가닥 형태 다형화(SSCP)에 의해 분석하여 임의의 차이를 확인하고 이것을 서열화하고 정상 유전자 서열과 비교한다.Alternatively, polymerase chain reactions (PCRs) are performed with primer pairs for the 5 'region or exon of the KVLQT1 gene. PCRs can also be performed with primer pairs based on any sequence of the normal KVLQT1 gene. For example, primer pairs for one of the introns are prepared and used. Finally, PCR may be performed on mRNA. The amplified product is analyzed by single stranded polymorphism (SSCP) using conventional techniques to identify any differences and sequence them and compare with normal gene sequences.

적당한 프라이머 쌍을 이용하여 개체의 DNA를 증폭시키고 증폭된 생성물을 예를 들면 대립유전자 특이적 올리고뉴클레오티드 프로브를 이용한 도트-블롯 혼성화에 의해 분석하여 통상의 KVLQT1 또는 minK 유전자에 대해 개체를 신속히 스크리닝한다.Amplify the DNA of the individual with the appropriate primer pairs and analyze the amplified product by dot-blot hybridization using, for example, an allele specific oligonucleotide probe to quickly screen the individual for a conventional KVLQT1 or minK gene.

제2 방법은 RNase A를 이용하여 정상 KVLQT1 또는 minK 유전자와 결함이 있는 유전자 사이의 차이를 검출하는 것을 돕는다. 이러한 비교는 프로브로서 KVLQT1 또는 minK 유전자의 작은 (∼500 bp) 제한 단편을 이용하여 단계별로 수행한다. 처음에, 유전자 서열을 약 500 bp의 단편으로 절단하는 제한 효소(들)로 KVLQT1 또는 minK 유전자를 분해한다. 이 단편을 전기영동 겔 상에서 분리하고, 겔로부터 정제하고 양 방향으로 개별적으로 SP6 벡터(예를 들면, pSP64 또는 pSP65)로 클로닝시킨다. KVLQT1 또는 minK 유전자 단편의 삽입물을 함유하는 SP6 기재 플라스미드를 [α-32P]GTP의 존재하에 유전자의 양 가닥의 방사표지된 RNA 전사체를 발생시키는, 당업계에 공지된 SP6 전사 시스템을 이용하여 시험관내에서 전사시켰다.The second method uses RNase A to help detect differences between normal KVLQT1 or minK genes and defective genes. This comparison is performed step by step using small (˜500 bp) restriction fragments of the KVLQT1 or minK gene as probes. Initially, the KVLQT1 or minK gene is digested with restriction enzyme (s) that cleave the gene sequence into fragments of about 500 bp. This fragment is separated on an electrophoretic gel, purified from the gel and cloned into SP6 vectors (eg pSP64 or pSP65) separately in both directions. SP6 based plasmids containing inserts of KVLQT1 or minK gene fragments are generated using an SP6 transcription system known in the art to generate both stranded radiolabeled RNA transcripts of a gene in the presence of [α- 32 P] GTP. Transcribed in vitro.

개별적으로, 이러한 RNA 전사체를 이용하여 통상의 기술에 의해 대립유전자 DNA와 이종를 형성한다. 개체로부터 얻은 KVLQT1 또는 minK 단편 및 KVLQT1 또는 minK 대립유전자 서브클론 사이의 서열 차이로 인한, RNA:DNA 이종에서 일어나는 미스매치의 결과로 RNase A로 처리할 때 RNA 가닥의 분해가 일어난다. 그러한 미스매치는 개체의 대립유전자의 포인트 돌연변이 또는 작은 결실의 결과일 수 있다. RNA 가닥의 분해는 2개 이상의 작은 RNA 단편을 형성시키며, 그것은 RNA 프로브 자체 보다 변성 겔 상에서 더 빨리 진행된다.Individually, these RNA transcripts are used to form heterologous alleles with conventional techniques. Degradation of RNA strands occurs when treated with RNase A as a result of mismatches that occur in RNA: DNA heterologies due to sequence differences between KVLQT1 or minK fragments and KVLQT1 or minK allele subclones obtained from an individual. Such mismatches may be the result of point mutations or small deletions of an allele of an individual. Degradation of the RNA strand forms two or more small RNA fragments, which run faster on the denaturing gel than the RNA probe itself.

발견되는 임의의 차이로써 KVLQT1 또는 minK 유전자의 분자 변이체를 가지며 및 결과적인 장기 QT 증후군을 갖는 개체를 확인할 것이다. 이러한 변이체는 여러 형태일 수 있다. 가장 심각한 형태는 유전자에 이상 단백질에 대한 코딩을 야기시키는 프레임 이동 돌연변이 또는 큰 결실 또는 단백질 발현을 상당히 변화시키는 것일 것이다. 덜 심각한 장해 돌연변이는 시스테인 잔기로 또는 그로부터의 변화, 염기성 아미노산으로부터 산성 아미노산으로 또는 그 반대로, 소수성 아미노산으로부터 친수성 아미노산으로 또는 그 반대로와 같은, 생성된 단백질에 대한 상당한 효과를 가질 작은 프레임내 결실 및 비보존성 염기쌍 치환, 또는 2차 또는 3차 단백질 구조에 영향을 미칠 다른 돌연변이를 포함할 것이다. 사일런트 돌연변이 또는 보존성 아미노산 치환에 이르게 하는 것은 일반적으로 단백질 기능을 파괴시키지 않는 것으로 예상될 것이다.Any difference found will identify individuals with molecular variants of the KVLQT1 or minK gene and with the resulting long-term QT syndrome. Such variants may take many forms. The most severe form would be to significantly alter frame shift mutations or large deletions or protein expression that cause coding for the aberrant protein in the gene. Less severe disorder mutations are small in-frame deletions and ratios that will have a significant effect on the resulting protein, such as changes from or to cysteine residues, from basic amino acids to acidic amino acids, or vice versa, from hydrophobic amino acids to hydrophilic amino acids, and vice versa. Conservative base pair substitutions, or other mutations that will affect secondary or tertiary protein structure. Leading to silent mutations or conservative amino acid substitutions will generally be expected not to disrupt protein function.

의사는 유전학적 시험에 의해 출생시에 또는 심지어는 출생 전에도 LQT의 위험에 대해 개체를 확인할 수 있을 것이다. LQT의 징후전 진단은 이러한 질환의 예방을 가능하게 할 것이다. 베타 아드레날린 차단제를 비롯한 현재의 의학 요법은 이 질환과 관련된 문제의 발증을 예방 및 지연시킬 수 있다. 마지막으로, 본 발명은 11%의 모든 자연사의 원인이 되는 심부정맥과 같은 일반 심장 질환의 원인의 이해 및 치료법을 변화시킨다. 현재의 진단은 심전도로부터 QT 간격을 측정하는데 집중되어 있다. 이 방법은 장기 QT 증후군 존재의 완전히 정확한 지표가 아니다. 본 발명은 이 질환의 존재의 더욱 정확한 지표이다. LQT의 유전학적 시험 및 개선된 기계학적 이해는 적당한 요법을 통해 생명을 위협하는 부정맥의 예방 기회를 제공한다. 가능하다면, 예를 들면 칼륨 채널 개방제는 KVLQT1, minK 또는 HERG 돌연변이를 가진 환자에 있어서 부정맥의 위험을 감소시킬 것이며, 대조적으로 나트륨 채널 차단제는 SCN5A의 기능을 변화시키는 돌연변이를 가진 환자에 대해 더욱 효과적인 치료를 할 수가 있다. 마지막으로, 이러한 연구는 통상의 부정맥이 종종 이상 심장 재분극과 관련이 있고 유전적 및 후천적인 복합적 요인으로부터 일어날 수 있는 바와 같이, 통상의 부정맥의 기초가 되는 메카니즘에 대해 파악할 수 있게 한다.Doctors may be able to identify individuals for risk of LQT at birth or even before birth by genetic testing. Prediagnosis of LQT will enable the prevention of such diseases. Current medical therapies, including beta adrenergic blockers, can prevent and delay the onset of problems associated with the disease. Finally, the present invention changes the understanding and treatment of the causes of common heart disease, such as deep vein, which causes 11% of all natural deaths. Current diagnostics focus on measuring QT intervals from electrocardiograms. This method is not a completely accurate indicator of the presence of long-term QT syndrome. The present invention is a more accurate indicator of the presence of this disease. Genetic testing and improved mechanistic understanding of LQT provide an opportunity for the prevention of life-threatening arrhythmias through proper therapy. If possible, for example, potassium channel openers will reduce the risk of arrhythmia in patients with KVLQT1, minK or HERG mutations, whereas sodium channel blockers are more effective for patients with mutations that alter the function of SCN5A. You can treat it. Finally, these studies provide insight into the mechanisms underlying conventional arrhythmias, as conventional arrhythmias are often associated with abnormal cardiac repolarization and can arise from genetic and acquired complex factors.

본 발명은 다음 실시예에서 더욱 상세히 설명될 것이지만, 이는 예시의 목적으로 제공된 것일 뿐 어떤 의미로든 본 발명을 제한하여서는 안된다. 당업계에 공지된 표준 기술 또는 아래에 특별하게 설명된 기술이 이용된다.The invention will be described in more detail in the following examples, which are provided for purposes of illustration only and should not be construed as limiting the invention in any sense. Standard techniques known in the art or those specifically described below are used.

실시예 1Example 1

표현형 평가 방법Phenotype evaluation method

이 연구를 위하여, 여섯 종류의 큰 LQT 가계(K1532, K1723, K2605, K1807, K161 및 K162) 및 몇몇 작은 가계 및 산발적 경우를 연구하였다. LQT 환자를 북아메리카 및 유럽 전역의 임상으로부터 확인하였다. 표현형에 대해 2가지 인자를 고려하였다: 1) 병력 데이터(실신 여부, 실신 회수, 급발작 여부, 증상 개시 연령, 및 급사 발생); 및 2) 심박도수(QTc)에 대해 보정된 심전도 상의 QT 간격(Bazzett, 1920). 개체를 잘못 분류하는 것을 피하기 위하여, 예전의 연구에서 성공적이었던 표현형 지정과 동일한 보존적 접근법을 이용하였다(Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b; Jiang et al., 1994). 지방 협회 검열국 지침(local institutional review board guidelines)에 따라서 각 개인 또는 그의 보호자로부터 정보에 근거한 동의를 얻었다. 표현형 데이터를 유전자형에 대한 지식 없이 해석하였다. 0.45초 이상의 보정된 QT 간격(QTc)을 가진 징후를 나타낸 대상 및 0.47초 이상의 QTc를 가진 징후가 없는 대상을 이환된 것으로 분류하였다. 0.41초 이하의 QTc를 가진 징후가 없는 대상도 이환되지 않은 것으로 분류하였다. 0.41초와 0.47초 사이의 QTc를 가진 징후가 없는 대상 및 0.44초 이하의 QTc를 가진 징후를 나타낸 대상을 불명확한 것으로 분류하였다.For this study, six large LQT families (K1532, K1723, K2605, K1807, K161 and K162) and some small households and sporadic cases were studied. LQT patients were identified from clinicians throughout North America and Europe. Two factors were considered for the phenotype: 1) medical history data (fainting faint, frequency of fainting, sudden seizure, age of onset of symptoms, and sudden death); And 2) QT interval on the ECG corrected for heart rate (QT c ) (Bazzett, 1920). To avoid misclassifying individuals, we used the same conservative approach as phenotypic designation that was successful in previous studies (Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b; Jiang et al., 1994). Informed consent was obtained from each individual or his guardian in accordance with local institutional review board guidelines. Phenotypic data were interpreted without knowledge of genotype. Subjects with signs with a corrected QT interval (QT c ) of 0.45 seconds or more and those without signs with QT c of 0.47 seconds or more were classified as affected. Subjects with no signs with a QT c of 0.41 sec or less were also classified as not affected. Subjects with no signs with QT c between 0.41 and 0.47 seconds and subjects with signs with QT c less than 0.44 seconds were classified as unclear.

실시예 2Example 2

유전자형 및 연결 분석Genotyping and Linkage Analysis

표준 기술을 이용하여 엡스타인-바르 바이러스 형질전환된 임파구로부터 유래된 말초 혈액 임파구 또는 세포주로부터 게놈 DNA를 준비하였다(Anderson and Gusella, 1984). 유전자형 분석을 위해, 염색체 11p15.5로 미리 맵핑된 4가지의 작은 탠덤 반복(STR) 다형체를 이용하였다: D11S922, TH, D11S1318 및 D11S860(Gyapay et al., 1984). RFLP 마커(HRAS1, D11S454 및 D11S12)의 유전자형화는 문헌(Keating et al., 1991a)에 기재된 바와 같이 실시하였다.Genomic DNA was prepared from peripheral blood lymphocytes or cell lines derived from Epstein-Barr virus transformed lymphocytes using standard techniques (Anderson and Gusella, 1984). For genotyping, four small tandem repeat (STR) polymorphs pre-mapped to chromosome 11p15.5 were used: D11S922, TH, D11S1318 and D11S860 (Gyapay et al., 1984). Genotyping of the RFLP markers (HRAS1, D11S454 and D11S12) was performed as described in Keating et al., 1991a.

한쌍 연결 분석을 LINKAGE v5.1 중의 MLINK를 이용하여 수행하였다(Lathrop et al., 1985). 0.90의 침투도 및 0.001의 LQT 유전자 빈도의 가정값을 사용하였다. 유전자 빈도는 남성과 여성을 동일한 것으로 가정하였다. 남성 및 여성 재조합 빈도는 동일한 것으로 고려하였다. n을 관찰된 대립유전자의 수로 할 때 STR 대립유전자 빈도는 1/n이었다. D11S454에 대한 최대 LOD 스코어가 재조합율 0에서 확인되었지만, 하나의 비절대적 재조합의 존재(개개의 VI-14, 도 1)는 D11S454의 LQT 유전자 텔로머를 형성한다.Paired linkage analysis was performed using MLINK in LINKAGE v5.1 (Lathrop et al., 1985). The hypothesis of permeability of 0.90 and LQT gene frequency of 0.001 was used. Gene frequencies were assumed to be the same for men and women. Male and female recombination frequencies were considered equal. Using n as the number of alleles observed, the STR allele frequency was 1 / n. Although the maximum LOD score for D11S454 was confirmed at recombination rate 0, the presence of one non-absolute recombination (individual VI-14, FIG. 1) forms the LQT gene telomer of D11S454.

실시예 3Example 3

물리적 맵핑Physical mapping

TH-INS-IGFII 및 D11S454 자리로부터의 서열을 기초로 하여 프라이머를 설계하고 PCR 기본 기술을 이용하여 CEPH YAC 라이브러리로부터 클론을 확인하고 분리하였다(Green and Olson, 1990; Kwiatowski et al., 1990). YAC 말단 서열을 문헌(Ochman et al., 1988)에 설명된 역 PCR에 의해 결정하고 STSs로서 사용하였다.Primers were designed based on sequences from the TH-INS-IGFII and D11S454 sites and clones were identified and isolated from CEPH YAC libraries using PCR basic techniques (Green and Olson, 1990; Kwiatowski et al., 1990). YAC terminal sequences were determined by reverse PCR as described in Ochman et al., 1988 and used as STSs.

미리 확인된 코스미드 cosQW22(본 연구), cCI11-469(D11S679), cCI11-385 (D11S551), cCI11-565(D11S601), cCI11-237(D11S454)로부터의 단일 카피 프로브를 이용하여 P1 클론을 분리하였다(Tanigami et al., 1992; Tokino et al., 1991; Sternberg, 1990). 새로 단리된 P1s를 FISH 또는 서던 분석에 의해 염색체 11p15에 맵핑시켰다. 말단 특이적인 리보프로브를 새로 단리된 P1s로부터 발생시키고 추가의 인접 클론을 확인하는데 사용하였다(Riboprobe Gemini Core System Kit; Promega). P1 및 코스미드 클론에 대한 DNA를 알칼리 용해 플라스미드 분리를 이용하여 제조하고 문헌(Sambrook et al., 1989)에 기재된 바와 같이 CsCl-에티듐 브로마이드 구배로 평형 원심분리에 의해 정제하였다. P1 삽입 말단 서열을 문헌(Wang and Keating, 1994)에 기재된 바와 같이 사이클 서열화에 의해 결정하였다. STSs를 이러한 삽입 말단 서열을 기준으로 발생시켰다. P1s와 코스미드 사이의 오버랩은 공통의 제한 단편을 합계하여 계산하였다.Isolation of P1 clones using single copy probes from previously identified cosmid cosQW22 (this study), cCI11-469 (D11S679), cCI11-385 (D11S551), cCI11-565 (D11S601), cCI11-237 (D11S454) (Tanigami et al., 1992; Tokino et al., 1991; Sternberg, 1990). Newly isolated P1s were mapped to chromosome 11p15 by FISH or Southern analysis. Terminal specific riboprobes were generated from newly isolated P1s and used to identify additional contiguous clones (Riboprobe Gemini Core System Kit; Promega). DNA for P1 and cosmid clones were prepared using alkaline soluble plasmid separation and purified by equilibrium centrifugation with a CsCl-ethydium bromide gradient as described in Sambrook et al., 1989. P1 insertion terminal sequences were determined by cycle sequencing as described in Wang and Keating, 1994. STSs were generated based on this insertion terminal sequence. The overlap between P1s and cosmid was calculated by summing up the common restriction fragments.

실시예 4Example 4

KVLQT1 클론의 분리 및 특징화Isolation and Characterization of KVLQT1 Clone

성인 인간 심장 cDNA 라이브러리(Stratagene)을 플레이팅시키고, 1 x 106플라크를 프로브로서 트랩핑된 엑손 4181A를 이용하여 스크리닝시켰다. 트랩핑된 엑손 4181A의 서열을 이용하여 cDNA 라이브러리 스크리닝을 위한 올리고뉴클레오티드 프로브를 설계하였다. GENETRAPPER(등록상표) cDNA 포지티브 셀렉션 시스템(Positive Selection System)을 이용하여 인간 심장 cDNA 라이브러리(Life Technologies, Inc.)로부터 1 x 1011클론을 스크리닝하였다. 포획 및 회복 올리고뉴클레오티드의 서열은 5'-CAGATCCTGAGGATGCT-3'(서열 1) 5'-GTACCTGGCTGAGAAGG-3'(서열 2)이었다.Adult human cardiac cDNA libraries (Stratagene) were plated and 1 × 10 6 plaques were screened using exon 4181A trapped as a probe. Oligonucleotide probes for cDNA library screening were designed using the sequence of trapped exon 4181A. 1 × 10 11 clones were screened from the human cardiac cDNA library (Life Technologies, Inc.) using the GENETRAPPER® cDNA Positive Selection System. The sequence of the capture and recovery oligonucleotide was 5'-CAGATCCTGAGGATGCT-3 '(SEQ ID NO: 1) 5'-GTACCTGGCTGAGAAGG-3' (SEQ ID NO: 2).

KVLQT1에 대한 복합 cDNA 서열은 중복 cDNA 클론의 말단 서열화에 의해 또한 프라이머 워킹에 의해 얻었다. 서열화는 파마시아(Pharmacia) A.L.F. 자동화 서열기를 이용하여 자동으로, 또는 시쿼나아제 버전(Sequenase Version) 2.0 DNA 시퀀싱 키트(Sequencing Kit)(United States Biochemical, Inc.)를 이용하여 수동으로 실시하였다. 데이타베이스 분석 및 서열 분석을 내셔날 센터 퍼 바이오테크놀로지 인포매이션(National Center for Biotechnology Information)으로부터의 BLAST 네트웍 서비스, GCG 소프트웨어 팩키지, 및 IG 소프트웨어 팩키지를 이용하여 실시하였다.Complex cDNA sequences for KVLQT1 were obtained by terminal sequencing of duplicate cDNA clones and also by primer walking. Sequencing was carried out in Pharmacia A.L.F. Automatically using an automated sequencer or manually using a Sequencenase Version 2.0 DNA Sequencing Kit (United States Biochemical, Inc.). Database analysis and sequencing were performed using BLAST network service, GCG software package, and IG software package from National Center for Biotechnology Information.

KVLQT1의 부분 게놈 구조(트랜스멤브레인 도메인 S2로부터 S6까지)를 문헌(Wang and Keating, 1994)에 기재된 바와 같이 P1 18B12의 사이클 서열화에 의해 확인하였다. KVLQT1 cDNA 서열을 기초로 프라이머를 설계하고 사이클 서열화에 사용하였다.The partial genomic structure of KVLQT1 (transmembrane domains S2 to S6) was confirmed by cycle sequencing of P1 18B12 as described in Wang and Keating, 1994. Primers were designed based on the KVLQT1 cDNA sequence and used for cycle sequencing.

실시예 5Example 5

돌연변이 분석Mutation analysis

SSCP를 문헌(Wang et al., 1995a; Wang et al., 1995b)에 기재된 바와 같이 실시하였다. 정상 및 이상 SSCP 생성물을 분리하고 문헌(Wang and Keating, 1994)에 기재된 바와 같이 직접 서열화하거나 또는 T-벡터 방법(Marchuk et al., 1990)을 이용하여 pBluescript(SK+; Stratagene)로 서브클로닝시켰다. 후자의 방법을 이용할 때, 시쿼나아제(Sequenase)(등록상표) 버전 2.0(United States Biochemicals, Inc.)을 이용하여 디데옥시 연쇄 종결 방법에 의해 수개의 클론을 서열화하였다.SSCP was performed as described in Wang et al., 1995a; Wang et al., 1995b. Normal and abnormal SSCP products were isolated and sequenced directly as described in Wang and Keating, 1994 or subcloned with pBluescript (SK +; Stratagene) using the T-vector method (Marchuk et al., 1990). When using the latter method, several clones were sequenced by dideoxy chain termination method using Sequenase® version 2.0 (United States Biochemicals, Inc.).

실시예 6Example 6

노던 분석Northern analysis

다중 조직 노던 필터(Human MTN blot 1, Clontech)를 문헌(Curran et al., 1995)에 기재된 바와 같이32P-표지된 KVLQT1 cDNA 프로브로 프로빙시켰다.Multiple tissue northern filters (Human MTN blot 1, Clontech) were probed with 32 P-labeled KVLQT1 cDNA probes as described in Curran et al., 1995.

실시예 7Example 7

LQT1의 정확한 유전학적 및 물리적 정위화Accurate genetic and physical alignment of LQT1

북유럽계 유타주 대가족인 가계 1532(K1532)의 유전자형 분석에 의해 LQT1의 정확한 위치를 결정하였다(도 1). 이 가계는 처음 LQT 유전자, LQT1을 염색체 11p15.5에 연결하는 초기 연구에서 이용되었다(Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b). 다른 가족 구성원을 217 대상의 총 시료 크기에 대해 확인하고 표현형화하였다. 표현형 결정은 문헌(Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b; Jiang et al., 1994)에 기재된 바와 같이 실시하였다. HRAS, TH, D11S454 및 D11S12에서 마커를 사용한 예비 유전자형 분석은 K1532의 모든 확인된 구성원을 포함하였다. 이러한 실험은 이 가족의 정보 분과를 확인하였다. 추가의 유전자형 분석은 염색체 11p15.5로부터의 3가지의 고 다형화 마커인 D11S922, D11S1318 및 D11S860를 이용하여 실시하였다(Gyapay et al, 1994). 각 마커에 대한 유전자형 및 한쌍 LOD 스코어를 도 1 및 표 1에 나타내었다. 이 마커 중에서, TH 및 D11S1318을 완전히 연결시켰다. 재조합을 HRAS를 비롯한 다른 모든 시험된 마커로 확인하였지만, 각 경우에 통계학적으로 의미있는 포지티브 LOD 스코어(+3 이상)가 확인되었다. 이 데이터는 LQT1이 이 가계에서 TH 및 D11S1318에 완전히 연결되며 이 질환 유전자가 HRAS의 센트로머에 위치한다는 것을 나타낸다.The exact location of LQT1 was determined by genotyping of family 1532 (K1532), a large family in Northern Utah (FIG. 1). This pedigree was first used in early studies linking the LQT gene, LQT1 to chromosome 11p15.5 (Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b). Other family members were identified and phenotyped for the total sample size of 217 subjects. Phenotypic determination was performed as described in Keating et al., 1991a; Keating et al., 1991b; Jiang et al., 1994. Preliminary genotyping with markers in HRAS, TH, D11S454 and D11S12 included all identified members of K1532. These experiments confirmed the family's information branch. Further genotyping was performed using three high polymorphic markers D11S922, D11S1318 and D11S860 from chromosome 11p15.5 (Gyapay et al, 1994). Genotype and paired LOD scores for each marker are shown in FIG. 1 and Table 1. Of these markers, TH and D11S1318 were fully linked. Recombination was confirmed with all other tested markers, including HRAS, but in each case a statistically significant positive LOD score (+3 or higher) was identified. This data indicates that LQT1 is fully linked to TH and D11S1318 in this family and that the disease gene is located in the centromer of HRAS.

LQT1의 정확한 정위화를 위하여, K1532의 하플로타입 분석을 실시하였다(도 1 참조). 9가지 염색체 보유 정보 재조합을 확인하였다. 텔로머 재조합은 이환되지 않은 개체 IV-22(D11S922와 TH 사이), 이환된 개체 IV-25(D11S922와 TH 사이), 이환되지 않은 개체 V-6(HRAS와 D11S922 사이) 및 이환된 개체 V-24(HRAS와 D11S922 사이)에서 관찰되었다. 센트로머 재조합은 이환되지 않은 개체 V-17(D11S860과 D11S454 사이), 이환된 개체 V-24(D11S860와 D11S454 사이), 이환되지 않은 개체 V-34(D11S860와 D11S454 사이), 이환되지 않은 개체 VI-13(D11S860와 D11S454 사이), 이환되지 않은 개체 VI-14(D11S454와 D11S1318) 및 이환된 개체 VI-16(D11S860와 D11S454 사이)에서 확인되었다. TH의 LQT1 센트로머 위치에 대한 최근의 연구와 함께(Russell et al., 1995), 이 데이터는 TH와 D11S454 사이 간격의 LQT1의 위치에 관한 것이다.For accurate localization of LQT1, haplotype analysis of K1532 was performed (see FIG. 1). Nine chromosomal retention information recombinations were identified. Telomeric recombination is performed on uninfected subjects IV-22 (between D11S922 and TH), affected subjects IV-25 (between D11S922 and TH), unaffected subjects V-6 (between HRAS and D11S922), and affected subjects V-. Observed at 24 (between HRAS and D11S922). Centromeric recombination involves uninfected subject V-17 (between D11S860 and D11S454), affected subject V-24 (between D11S860 and D11S454), uninfected subject V-34 (between D11S860 and D11S454), and uninfected subject VI. -13 (between D11S860 and D11S454), unaffected subject VI-14 (D11S454 and D11S1318) and affected subject VI-16 (between D11S860 and D11S454). With a recent study of the LQT1 centromer position of TH (Russell et al., 1995), this data relates to the position of LQT1 in the interval between TH and D11S454.

염색체 11P15.5로부터의 게놈 프로브에 의한 펄스계 겔 분석을 이용하여 LQT1을 함유하는 영역의 크기를 평가하였다. TH, D11S551 및 D11S454로부터의 프로브를 700 kb Mlu I 제한 단편에 혼성화하였다(도 2). 이 데이터는 LQT1을 함유하는 영역이 700 kb 미만이라는 것을 나타낸다. 그 영역으로부터의 프로브를 갖는 P1 라이브러리 및 효모 인공 염색체(YAC)를 스크리닝함으로써 이 영역을 물리적으로 표시하였다(Tanigami et al., 1992; Tokino et al., 1991). 형광 현장 혼성화(FISH) 분석을 이용하여 이 클론의 순서를 다음과 같이 확인하였다: 텔로머-TH-D11S551-D11S679-D11S601-D11S454-센트로머. 초기 실험에서 확인된 클론을 이용하여 인접한 중복 클론을 확인하였다. LQT1 간격으로부터의 클론의 최소 셋트를 도 2에 나타내었다.Pulsed gel analysis by genomic probe from chromosome 11P15.5 was used to assess the size of the region containing LQT1. Probes from TH, D11S551 and D11S454 hybridized to 700 kb Mlu I restriction fragments (FIG. 2). This data indicates that the region containing LQT1 is less than 700 kb. This region was physically labeled by screening a P1 library and yeast artificial chromosome (YAC) with probes from that region (Tanigami et al., 1992; Tokino et al., 1991). The order of this clone was confirmed using fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis as follows: telomer-TH-D11S551-D11S679-D11S601-D11S454-centromer. Adjacent duplicate clones were identified using the clones identified in the initial experiment. The minimum set of clones from the LQT1 interval is shown in FIG. 2.

LQT1과 11p15.5 마커 사이의 한쌍 LOD 스코어Paired LOD score between LQT1 and 11p15.5 markers 재조합율(θ)Recombination Rate (θ) 0.00.0 0.0010.001 0.010.01 0.050.05 0.10.1 0.20.2 Zmax * Z max * θmax+θ max + HRASHRAS 9.679.67 9.949.94 10.5010.50 10.3810.38 9.629.62 7.577.57 10.5910.59 0.0210.021 D11S922D11S922 10.0510.05 13.0513.05 13.8513.85 13.5913.59 12.5912.59 10.0110.01 13.9213.92 0.0190.019 THTH 11.0111.01 10.9910.99 10.8210.82 10.0610.06 9.079.07 6.966.96 11.0111.01 0.00.0 D11S1318D11S1318 10.3010.30 10.2910.29 10.1310.13 9.409.40 8.478.47 6.506.50 10.3010.30 0.00.0 KVLQT1KVLQT1 14.1914.19 14.1714.17 13.9413.94 12.8912.89 11.5411.54 8.688.68 14.1914.19 0.00.0 D11S454D11S454 11.0611.06 11.0511.05 10.8910.89 10.1610.16 9.179.17 7.017.01 11.0611.06 0.00.0 D11S860D11S860 5.775.77 6.926.92 8.328.32 9.149.14 8.928.92 7.467.46 9.159.15 0.0580.058 D11S12D11S12 1.501.50 2.262.26 3.123.12 3.463.46 3.273.27 2.492.49 3.463.46 0.0470.047 LOD 스코어는 90%의 침투도 및 0.001의 유전자 빈도의 가정값으로 계산하였다(ref 31).*Zmax는 최대 LOD 스코어를 나타내며, +θmax는 Zmax에서 평가된 재조합율을 나타낸다.LOD scores were calculated with assumptions of 90% penetration and 0.001 gene frequency (ref 31). * Z max represents the maximum LOD score and + θ max represents the recombination rate evaluated at Z max .

실시예 8Example 8

KVLQT1의 확인 및 특징화Identification and Characterization of KVLQT1

물리적 지도로부터 클론에 의한 엑손 증폭을 실시하여 LQT1에 대한 후보 유전자를 확인하였다. 문헌(Buckler et al., 1991; Church et al., 1994)에 기재된 바와 같이 게놈 P1 클론 상의 pSPL3B(Burn et al., 1995)를 이용하여 엑손 트랩핑을 실시하였다. 각 P1 클론으로부터의 128 트랩핑된 엑손 최소 한도를 PCR 생성물을 크기별로 만들어 초기에 특징화하였다. 이들로부터, 400 클론을 A.L.F. 자동화된 서열기(Pharmacia)를 이용하여 디데옥시 서열화시켜 더 분석하였다. DNA 서열 및 데이터베이스 분석 결과는 이온 채널과 유사성이 있는 예상된 아미노산 서열을 갖는 8개의 가능한 엑손을 나타내었다. 가장 유사성이 많은 것은 추정 공극 영역 일부와의 유사성을 비롯한, 다중 종으로부터 칼륨 채널 단백질과 53% 유사성을 가진 238 염기쌍 트랩핑된 엑손(4181A)에 대해 얻었다. PCR 분석을 이용하여 염색체 11의 짧은 팔에 또한 물리적 지도로부터 2개의 P1s(118A10, 18B12)에 4181A를 맵핑시켰다. 이 데이터는 4181A가 염색체 11p15.5 상의 칼륨 채널 유전자의 일부임을 나타내는 것이다.Exon amplification by clones was performed from the physical map to identify candidate genes for LQT1. Exon trapping was performed using pSPL3B (Burn et al., 1995) on genomic P1 clones as described in Buckler et al., 1991; Church et al., 1994. 128 trapped exon minimums from each P1 clone were initially characterized by size of PCR product. From these, 400 clones were identified as A.L.F. Further analysis was made by dideoxy sequencing using an automated sequencer (Pharmacia). DNA sequence and database analysis showed eight possible exons with expected amino acid sequences that are similar to ion channels. The most similarity was obtained for 238 base pair trapped exons (4181A) with 53% similarity to potassium channel proteins from multiple species, including similarities to some of the putative pore regions. PCR analysis was used to map 4181A to the two P1s (118A10, 18B12) on the short arm of chromosome 11 and also from the physical map. This data indicates that 4181A is part of the potassium channel gene on chromosome 11p15.5.

2개의 다른 cDNA 라이브러리 스크리닝 방법을 이용하여 트랩핑된 엑손 4181A가 유전자의 일부임을 결정하였다. 성인 인간 심장 cDNA 라이브러리와의 전형적인 플라크 필터 혼성화는 단일 포지티브 클론의 확인을 유도하였다. cDNA 선택을 변화시켜 제2 심장 cDNA 라이브러리(GENETRAPPER(등록상표) cDNA Positive Selection System, Life Technologies, Inc.)를 스크리닝하고, 12개의 독립 클론을 회수하였다. DNA 서열 분석 결과 4181A 및 상기한 다른 트랩핑된 엑손으로부터 유래된 서열과 완전한 배열을 나타내었다. cDNA 클론의 복합 서열을 도 3A에 나타내었다. 가장 긴 오픈 리딩 프레임은 1654 염기쌍에 걸쳐있다. 2개의 일치 폴리아데닐화 시그날은 3' 비번역화된 영역 중의 폴리(A) 테일의 업스트림을 확인하였다. 이 개시 코돈의 동일성은 아직 명확하지 않다.Two different cDNA library screening methods were used to determine that trapped exon 4181A was part of the gene. Typical plaque filter hybridization with adult human cardiac cDNA libraries led to the identification of single positive clones. CDNA selection was changed to screen a second cardiac cDNA library (GENETRAPPER® cDNA Positive Selection System, Life Technologies, Inc.) and 12 independent clones were recovered. DNA sequence analysis showed complete alignment with the sequences derived from 4181A and the other trapped exons described above. The complex sequence of the cDNA clone is shown in Figure 3A. The longest open reading frame spans 1654 base pairs. Two coincident polyadenylation signals confirmed upstream of the poly (A) tail in the 3 ′ untranslated region. The identity of this initiation codon is not yet clear.

cDNA는 칼륨 채널의 구조적 특징을 갖는 단백질을 예측하였다. 수치료법 분석은 멤브레인 스패닝 α-헬릭스를 나타낼 수 있는 6개의 주요 소수성 영역의 위상을 제시한다. 이 영역은 칼륨 채널 트랜스멤브레인 도메인 S1-S6과 서열 유사성이 있다. 확인된 유전자 및 쉐이커(Shaker)(SHA) 칼륨 채널(Pongs et al., 1988)로부터 유래된 예측된 아미노산 서열의 비교는 도 3B에 나타내었다. S1-S6을 함유하는 영역에서, 아미노산 서열 동일성은 30%이고 유사성은 59%였다. S1-S6의 서열 위치된 3'은 임의의 공지된 단백질과 중요한 유사성을 갖지 않았다. 이 유전자가 전압 게이트 제어된 칼륨 채널 유전자와 아주 유사하며 LQT1에 대한 강한 후보가 되므로 그것을 KVLQT1로 명명하였다.cDNA predicted proteins with structural features of potassium channels. Hydrotherapy analysis presents the phases of six major hydrophobic regions that can exhibit membrane spanning α-helices. This region is sequence similar to the potassium channel transmembrane domains S1-S6. A comparison of the identified genes and predicted amino acid sequences derived from Shaker (SHA) potassium channels (Pongs et al., 1988) is shown in FIG. 3B. In the region containing S1-S6, amino acid sequence identity was 30% and similarity was 59%. The sequence located 3 'of S1-S6 did not have significant similarity with any known protein. Since this gene is very similar to the voltage gate controlled potassium channel gene and is a strong candidate for LQT1, it was named KVLQT1.

노던 블롯 분석을 이용하여 KVLQT1 mRNA의 조직 분포를 확인하였다. KVLQT1 cDNA 프로브는 인간 심장, 신장, 폐 및 태반에서 3.2 kb 전사체를 검출하였지만, 골격근, 간, 또는 뇌에서는 검출되지 않았다(도 4). 심장은 최고도의 KVLQT1 mRNA를 나타내었다.Northern blot analysis was used to confirm the tissue distribution of KVLQT1 mRNA. KVLQT1 cDNA probe detected 3.2 kb transcripts in human heart, kidney, lung and placenta, but not skeletal muscle, liver or brain (FIG. 4). The heart showed the highest KVLQT1 mRNA.

실시예 9Example 9

완전한 KVLQT1 cDNA의 특징화Characterization of the Complete KVLQT1 cDNA

상기한 연구 결과 KVLQT1의 불완전한 cDNA의 클로닝 및 특징화가 이루어졌다. 이러한 불완전한 cDNA의 서열은 6개의 소수성 멤브레인 스패닝 α-헬릭스(S1-S6) 및 전형적인 K+ 채널 공극 표시 서열을 가진 단백질을 예측하였다(Heginbotham et al., 1994). 그러나, 이 cDNA는 아미노 말단 도메인을 상실한 것으로 보이며 기능적으로 발현하지 않았다. KVLQT1의 완전한 서열을 정의하기 위하여 몇가지 cDNA 라이브러리를 스크리닝하고 새로운 클론을 분리하였다. 스크리닝은32P로 부분 KVLQT1 cDNA를 방사표지시키고 클론테크(Clontech)로부터 구입한 몇몇 cDNA 라이브러리를 스크리닝하여 실시하였다. 1.2 kb 클론을 췌장 라이브러리로부터 분리하고 pBluescript II로 서브콜로닝시키고 서열화하였다. 이 클론은 추정 해독 출발 부위 및 원래의 KVLQT1 클론을 갖는 프레임내 ATG 서열을 포함하였다. 이러한 새로운 서열 데이터는 초기 서열 데이터와 배합하여 완전한 단백질을 코딩하는 cDNA 서열을 얻었다. cDNA 서열 및 5' 및 3' 비번역화된 영역은 도 12A 내지 12D에 나타내었다. 새로운 cDNA 서열은 완전한 S1 도메인 및 27 아미노산 N-말단 영역을 가진 581 아미노산 단백질을 예측하였다. 이것은 도 8A에 나타내었다. 이러한 새로운 서열은 염색체 11p15.5 결합된 KVLQT1 유전자의 일부였다는 것을 입증하기 위하여, 이 영역으로부터의 135 염기쌍 XhoI 제한 단편을 이용하여 체세포 혼성체 패널로부터의 DNA와 혼성화 실험하였다. 새로운 5' 말단을 염색체 11의 짧은 팔에 맵핑시켰다. 새로운 KVLQT1 서열을 이용한 노던 분석은 인간 췌장, 심장, 신장, 폐 및 태반에서의 3.2 kb의 단일 메신저 RNA와의 혼성화를 나타내었지만, 뇌, 간 또는 골격근에서는 나타나지 않았다(도 8B). 노던 분석은 문헌(Curran et al., 1995)에 나타낸 바와 같이 다중 조직 노던 필터(Human MTN blot 1, Clontech)를 이용하여 실시하였다.The above studies resulted in the cloning and characterization of incomplete cDNA of KVLQT1. The sequence of this incomplete cDNA predicted a protein with six hydrophobic membrane spanning α-helix (S1-S6) and a typical K + channel pore display sequence (Heginbotham et al., 1994). However, this cDNA seems to have lost the amino terminal domain and has not functionally expressed. Several cDNA libraries were screened and new clones isolated to define the complete sequence of KVLQT1. Screening was performed by radiolabeling the partial KVLQT1 cDNA at 32 P and screening several cDNA libraries purchased from Clontech. 1.2 kb clones were isolated from the pancreatic library, subcolonized with pBluescript II and sequenced. This clone contained an in-frame ATG sequence with putative translational start site and original KVLQT1 clone. This new sequence data was combined with the initial sequence data to obtain cDNA sequences encoding the complete protein. cDNA sequences and 5 ′ and 3 ′ untranslated regions are shown in FIGS. 12A-12D. The new cDNA sequence predicted a 581 amino acid protein with a complete S1 domain and 27 amino acid N-terminal region. This is shown in Figure 8A. To demonstrate that this new sequence was part of the chromosome 11p15.5 bound KVLQT1 gene, hybridization experiments with DNA from a panel of somatic hybrids using 135 base pair XhoI restriction fragments from this region were performed. The new 5 'end was mapped to the short arm of chromosome 11. Northern analysis using the new KVLQT1 sequence showed hybridization with 3.2 kb of single messenger RNA in human pancreas, heart, kidney, lung and placenta, but not in brain, liver or skeletal muscle (FIG. 8B). Northern analysis was performed using a multi-tissue northern filter (Human MTN blot 1, Clontech) as shown in Curran et al., 1995.

실시예 10Example 10

KVLQT1 기능의 특징화Characterization of the KVLQT1 Function

KVLQT1의 기능을 한정하기 위하여, 챠이니스 햄스터 난소(CHO) 세포를 실시예 9에서 기술한 완전한 cDNA로 형질감염시켰다. KVLQT1 cDNA를 pCEP4(InVitrogen)에 서브클로닝시켰다. CHO 세포를 Ham's F-12 배지에서 배양시키고 리포펙타민(Gibco BRL)을 이용하여 일시적으로 형질감염시켰다. 세포를 6 μL 리포펙타민, 그린 형광 단백질(pGreen Lantern-1, Gibco BRL) 0.5 ㎍ 및 pCEP4 중의 KVLQT1 1.5 ㎍을 함유하는 35 ㎜ 디쉬에서 18시간 동안 형질감염시켰다. 형광 세포를 형질감염시킨지 48 내지 78시간 후에 옥소패치(Axopatch) 200 패치 클램프 증폭기(Axon Instruments)를 이용하여 전압 클램핑시켰다. 배쓰(bathing) 용액은 mM 단위로 142 NaCl, 2 KCl, 1.2 MgCl2, 1.8 CaCl2, 11.1 글루코오스, 5.5 HEPES 버퍼(pH 7.4, 22-25 ℃)를 함유하였다. 피펫 용액은 mM 단위로 110 칼륨 글루타메이트, 20 KCl, 1.0 MgCl2, 5 EGTA, 5 K2ATP, 10 HEPES(pH 7.3)를 함유하였다. 데이터 획득 및 분석은 pCLAMP6(Axon Instruments)을 이용하여 실시하였다. 테일 전류(전류의 불활성화 상의 시험 펄스의 말기로의 외삽에 의해 결정됨)와 볼쯔만(Boltzmann) 기능을 갖는 시험 전위 사이의 관계를 정립시킴으로써 전류 활성화의 전압 의존성을 결정하였다. 테일 전류는 각 난모세포에 대한 가장 큰 값에 대해 정규화하였다.To limit the function of KVLQT1, Chinese hamster ovary (CHO) cells were transfected with the complete cDNA described in Example 9. KVLQT1 cDNA was subcloned into pCEP4 (InVitrogen). CHO cells were cultured in Ham's F-12 medium and transiently transfected with lipofectamine (Gibco BRL). Cells were transfected for 18 h in a 35 mm dish containing 6 μL lipofectamine, 0.5 μg green fluorescent protein (pGreen Lantern-1, Gibco BRL) and 1.5 μg KVLQT1 in pCEP4. 48-78 hours after transfection of fluorescent cells, voltage clamping was performed using an Axopatch 200 patch clamp amplifier (Axon Instruments). The bath solution contained 142 NaCl, 2 KCl, 1.2 MgCl 2 , 1.8 CaCl 2 , 11.1 glucose, 5.5 HEPES buffer (pH 7.4, 22-25 ° C.) in mM. The pipette solution contained 110 potassium glutamate, 20 KCl, 1.0 MgCl 2 , 5 EGTA, 5 K 2 ATP, 10 HEPES (pH 7.3) in mM. Data acquisition and analysis was performed using pCLAMP6 (Axon Instruments). The voltage dependence of current activation was determined by establishing a relationship between the tail current (determined by extrapolation to the end of the test pulse on the inactivation phase of the current) and the test potential with the Boltzmann function. Tail currents were normalized to the largest value for each oocyte.

-60 mV 이상의 전위로 멤브레인 탈분극시킨 후에 전압 의존성 외부 K+전류를 관찰하였다(도 9A). 이 전류는 +40 mV에서 1초내에 정상 상태로 도달하였다. 전류의 활성화에 앞서 간단한 지연이 이루어지며, -70 mV로의 재분극이 불활성화전에 진폭(후크)의 초기 증가와 함께 테일 전류를 유도하였다. 유사한 테일 전류 후크는 HERG K+채널에 대해 미리 관찰되었으며 그것은 불활성화 보다 더 빠른 속도로 불활성화로부터의 채널 회수에 기인한 것이다(Sanguinetti et al., 1995; Smith et al., 1996; Spector et al., 1996). KVLQT1 전류에 대한 활성화 곡선은 -11.6 ± 0.6 mV에서 반 최대(V½)였으며, 12.6 ± 0.5 mV의 기울기 팩터(n=6; 도 9B)를 가졌다.The voltage dependent external K + currents were observed after membrane depolarization at potentials above −60 mV (FIG. 9A). This current reached steady state within 1 second at +40 mV. A simple delay was made prior to activation of the current, and repolarization to -70 mV induced tail currents with an initial increase in amplitude (hook) before deactivation. Similar tail current hooks were observed for HERG K + channels in advance and were due to channel recovery from inactivation at a faster rate than inactivation (Sanguinetti et al., 1995; Smith et al., 1996; Spector et al. ., 1996). Activation curve for KVLQT1 current was half maximum -11.6 (V ½) from ± 0.6 mV, 12.6 ± 0.5 mV in the slope factor; had a (n = 6 Fig. 9B).

KVLQT1의 생물 물리학적 특성은 다른 공지된 심장 K+전류와 달랐다. KVLQT1이 다른 서브유닛과 함께 회합하여 알려진 심장 채널을 형성한다고 가정되었다. 느린 활성화 지연된 정류기 K+전류, IKs는 심장 작용 전위의 재분극을 조절한다. 집중적인 연구에도 불구하고, IKs채널의 분자 구조는 이해되지 않는다. 생리학적 데이터는 IKs채널의 한 성분이 단일 추정 트랜스멤브레인 도메인을 가진 130 아미노산 단백질(Takumi et al., 1988)인 minK(Goldstein and Miller, 1991; Hausdorff et al., 1991; Takumi et al., 1991; Busch et al., 1992; Wang and Goldstein, 1995; Wang et al., 1996)라는 것을 암시한다. 그러나, 이 단백질의 크기 및 구조는 minK가 단독으로 기능적 채널을 형성하는지에 대해 의문을 갖게 한다(Attali et al., 1993; Lesage et al., 1993).The biophysical properties of KVLQT1 differed from other known cardiac K + currents. It was assumed that KVLQT1 associates with other subunits to form a known cardiac channel. The slow activation delayed rectifier K + current, I Ks , regulates the repolarization of the cardiac action potential. Despite intensive research, the molecular structure of the I Ks channel is not understood. Physiological data is 130 amino acid protein (Takumi et al, 1988.) Is minK (Goldstein and Miller, 1991 is a component of the I Ks channel with a single estimate transmembrane domain; Hausdorff et al, 1991;. Takumi et al,. 1991; Busch et al., 1992; Wang and Goldstein, 1995; Wang et al., 1996). However, the size and structure of this protein raise questions about whether minK alone forms a functional channel (Attali et al., 1993; Lesage et al., 1993).

이 가설을 시험하기 위하여, CHO 세포를 KVLQT1 및 인간 minK(hminK) cDNAs로 동시 형질감염시켰다. hminK cDNA는 pCEP4(InVitrogen)에 서브클로닝되고 형질감염은 KVLQT1에 대해 상기한 바와 같이 실시하였다. KVLQT1 및 hminK의 동시 형질감염에 대해 각 cDNA 0.75 ㎍이 사용되었다. 이미 보고된 바와 같이(Lesage et al., 1993), hminK 만에 의한 CHO 세포의 형질감염은 검출가능한 전류를 유도하지 않았다(n=10, 도 9C). KVLQT1와 hminK의 동시 형질감염은 KVLQT1 단독으로만 형질감염된 세포에서의 전류 보다 훨씬 더 많은 느린 활성화 지연 정류기 전류를 유도하였다(도 9D 및 9E). 동시 형질감염된 CHO 세포의 전류의 느린 활성화에 앞서 수백 msec간 지연이 지속되었으며, 이것은 의미있는 호모머 KVLQT1 채널 전류가 존재하지 않는다는 것을 나타낸다. 전류는 장기 탈분극 펄스 중에 포화되지 않았으며, 초기 지연 및 전류 활성화의 이상을 가장 잘 설명하는 3차 함수를 필요로 한다. +40 mV로의 30초 탈분극 펄스 중에, 전류는 0.68 ± 0.18, 1.48 ± 0.16 및 8.0 ± 0.6 초(n=4)의 시간 상수로 활성화되었다. 전류에 대한 등시성(7.5초) 활성화 곡선은 7.5 ± 0.9 mV의 V½, 및 16.5 ± 0.8 mV의 기울기 팩터(n=7; 도 9B)를 가졌다. 비교용으로, 인간 심장 IKs에 대한 활성화 곡선의 V½및 기울기는 9.4 mV 및 11.8 mV였다(Li et al., 1996). KVLQT1 및 hminK가 CHO 세포에서 동시 발현하는 것과 같이 심장 IKs의 활성화는 극히 느리며 3차 함수에 의해 가장 잘 설명되었다(Balser et al., 1990; Sanguinetti and Jurkiewicz, 1990). 퀴니딘(50 μM)은 단리된 근세포의 IKs에 대한 그의 효과(40-50% 차단)과 유사하게, 동시 형질감염된 CHO 세포에서 테일 전류를 30 ± 8 %(n=5) 만큼 차단하였다(Balser et al., 1991). 따라서, CHO 세포의 KVLQT1와 hminK의 동시 발현은 심장 IKs와 거의 동일한 생물 물리학 특성을 갖는 K+전류를 유도하였다.To test this hypothesis, CHO cells were cotransfected with KVLQT1 and human minK (hminK) cDNAs. hminK cDNA was subcloned into pCEP4 (InVitrogen) and transfection was performed as described above for KVLQT1. 0.75 μg each cDNA was used for simultaneous transfection of KVLQT1 and hminK. As previously reported (Lesage et al., 1993), transfection of CHO cells with hminK alone did not induce a detectable current (n = 10, FIG. 9C). Simultaneous transfection of KVLQT1 and hminK resulted in much slower activation delayed rectifier current than currents in cells transfected with KVLQT1 alone (FIGS. 9D and 9E). A delay of several hundred msec was sustained prior to the slow activation of the current of co-transfected CHO cells, indicating that there was no significant homomer KVLQT1 channel current. The current did not saturate during long-term depolarization pulses and requires a third order function that best describes the initial delay and the ideal of current activation. During a 30 second depolarization pulse to +40 mV, the current was activated with time constants of 0.68 ± 0.18, 1.48 ± 0.16 and 8.0 ± 0.6 seconds (n = 4). The isochronous (7.5 sec) activation curve for the current had a V ½ of 7.5 ± 0.9 mV and a slope factor of 16.5 ± 0.8 mV (n = 7; FIG. 9B). For comparison, the V ½ and slope of the activation curve for human heart I Ks were 9.4 mV and 11.8 mV (Li et al., 1996). As KVLQT1 and hminK coexpress in CHO cells, activation of cardiac I Ks is extremely slow and best explained by cubic function (Balser et al., 1990; Sanguinetti and Jurkiewicz, 1990). Quinidine (50 μM) blocked tail current by 30 ± 8% (n = 5) in cotransfected CHO cells, similar to its effect on I Ks of isolated myocytes (40-50% blocking) ( Balser et al., 1991). Thus, simultaneous expression of KVLQT1 and hminK in CHO cells induced K + currents with biophysical properties nearly identical to those of cardiac I Ks .

hminK와 KVLQT1의 특성을 더 특징화하기 위하여, 이 채널을 크세노퍼스 난모세포에서 분리하여 또한 함께 발현시켰다. 크세노퍼스 라비스(Xenopus laevis) 난모세포를 분리하고 문헌(Sanguinetti et al., 1995)에 기재된 바와 같이 cRNA로 주입하였다. KVLQT1 cDNA는 pSP64(Promega)로 서브클로닝시켰다. HminK cDNA는 스완슨(R. Swanson)으로부터 기증받았다. KVLQT1 cDNA의 대략의 동몰 농도(난모세포 당 5.8 ng) 및 hminK(난모세포 당 1 ng) cRNA를 이용하여 동시 주입 실험을 행하였다. 배쓰 용액은 mM 단위로 98 NaCl, 2 KCl, 2 MgCl2, 0.1 CaCl2, 및 5 HEPES (pH 7.6, 22-25 ℃)를 함유하였다. 역 전위 실험을 위해, KCl에 대해 외부 NaCl을 등몰 치환하여 삼투압을 유지하였다. cRNA를 가진 난모세포의 주입한지 3일 후에 표준 2 미세전극 전압 클램프 기술을 이용하여 전류를 기록하였다(Sanguinetti et al., 1995). 전류를 0.5 kHz에서 여과시키고 2 kHz에서 디지털화하였다. 데이터는 평균 ± s.e.m.으로서 나타내었다.To further characterize the properties of hminK and KVLQT1, these channels were isolated and also expressed together in Xenopus oocytes. Xenopus laevis oocytes were isolated and injected with cRNA as described in Sanguinetti et al., 1995. KVLQT1 cDNA was subcloned with pSP64 (Promega). HminK cDNA was donated from S. Swanson. Simultaneous infusion experiments were performed using approximately equimolar concentrations of KVLQT1 cDNA (5.8 ng per oocyte) and hminK (1 ng per oocyte) cRNA. The bath solution contained 98 NaCl, 2 KCl, 2 MgCl 2 , 0.1 CaCl 2 , and 5 HEPES (pH 7.6, 22-25 ° C.) in mM. For reverse potential experiments, osmotic pressure was maintained by equimolar substitution of external NaCl to KCl. Three days after injection of oocytes with cRNA, currents were recorded using standard two microelectrode voltage clamp techniques (Sanguinetti et al., 1995). The current was filtered at 0.5 kHz and digitized at 2 kHz. Data is shown as mean ± sem.

RNA에 상보적인 KVLQT1로 주입된 난모세포는 KVLQT1 cDNA로 형질감염된 CHO 세포와 거의 동일한 활성화의 전압 의존성을 가진 신속 활성화 외부 K+전류를 발현하였다(도 10A 및 10B). KVLQT1 채널의 K+선택성은 세포외 K([K+]e)의 다른 농도로 테일 전류의 역 전위(Erev)를 측정함으로써 결정되었다. Erev와 log[K+]e사이의 관계의 기울기는 49.9 ± 0.4 mV(n=7; 도 10C)이었으며, 완전히 선택적인 K+채널에 대해 넌스트(Nernst) 방정식(58 mV)에 의해 예측되는 것보다 상당히 덜하다. KVLQT1 및 hminK cRNA에 의한 난모세포의 동시 주입은 IKs와 유사한 전류를 유도하였다(도 11C). 동시 주입된 난모세포에 대한 Erev와 log[K+]e사이의 관계의 기울기는 49.9 ± 4 mV(n=6)였으며, 이는 KVLQT1 단독인 것과 기니아 피그 심장 IKs(49 mV)와 유사하였다(Matsuura et al., 1987). 동시 주입된 난모세포에 대한 등시성(7.5초) 활성화 곡선은 심장 IKs와 유사하게 6.2 mV의 V½, 및 12.3의 mV의 기울기(도 11 E)를 가졌다.Oocytes injected with KVLQT1 complementary to RNA expressed rapid activation external K + currents with voltage dependence of activation almost identical to CHO cells transfected with KVLQT1 cDNA (FIGS. 10A and 10B). K + selectivity of the KVLQT1 channel was determined by measuring the reverse potential (E rev ) of the tail current at different concentrations of extracellular K ([K + ] e ). The slope of the relationship between E rev and log [K + ] e was 49.9 ± 0.4 mV (n = 7; FIG. 10C), predicted by the Nernst equation (58 mV) for the fully selective K + channel. Considerably less than that. Simultaneous injection of oocytes by KVLQT1 and hminK cRNA induced a current similar to I Ks (FIG. 11C). The slope of the relationship between E rev and log [K + ] e for co-implanted oocytes was 49.9 ± 4 mV (n = 6), similar to that of KVLQT1 alone and guinea pig heart I Ks (49 mV). (Matsuura et al., 1987). The simultaneous injection isochronous I (7.5 sec) activation curve for the cells had a V ½ of 6.2 mV similarly, and the slope (Fig. 11 E) of 12.3 mV and cardiac I Ks.

실시예 11Example 11

크세노퍼스에서의 KVLQT1 유전자의 확인Identification of KVLQT1 Gene in Xenopus

CHO 세포와 대조적으로 hminK는 크세노퍼스 난모세포에서 기능적인 발현을 할 수가 있었다(도 11B). 유도된 전류(IsK)는 동시 주입된 난모세포에서 유도된 전류보다 더 적었지만, 활성화의 동력학 및 전압 의존성은 유사하였다(도 11 A-E). 2가지 관찰은 크세노퍼스 난모세포의 IsK는 미확인된 구성 성분으로 발현된 서브유닛과 minK과의 회합에 의해 형성된 채널로부터 형성된다는 가설을 유도하였다. 처음에, 극소량의 minK cRNA를 주입한 후에 IKs의 양이 포화되었으며(도 11D), 이는 제한된 양의 내인성 성분이 기능적 발현에 필요하다는 것을 암시한다(Wang and Goldstein, 1995; Cui et al., 1994). 두번째, 포유동물 세포의 minK의 이종 발현은 검출가능한 전류를 유도하지 않으며(Lesage et al., 1993)(도 9C), 이는 minK가 기능적 채널을 형성하기에 충분하지 않다는 것을 암시한다. 이러한 미확인된 서브유닛은 KVLQT1의 동족체일 수 있다는 것이 가정되었다. 이러한 가설을 시험하기 위하여, 크세노퍼스 난모세포 cDNA 라이브러리(Clontech)를 S3-S5 도메인에 확장된 KVLQT1 cDNA 클론으로 스크리닝하였다. 1.6 kb 부분 클론(XKVLQT1, 도 8A)를 분리하였다. XKVLQT1은 KVLQT1의 대응하는 영역과 아미노산 농도가 88% 동일하다(도 8A). 이 데이터는 IsK가 XKVLQT1 및 minK 단백질의 동시 회합체로부터 형성된 것임을 암시하는 것이다.In contrast to CHO cells, hminK was able to express functional expression in Xenus oocytes (FIG. 11B). The induced current (I sK ) was less than that induced in co-implanted oocytes, but the kinetics and voltage dependence of activation were similar (FIG. 11 AE). Two observations led to the hypothesis that I sK of Xenus oocytes was formed from channels formed by association of minK with subunits expressed as unidentified components. Initially, the amount of I Ks saturated after injection of a very small amount of minK cRNA (FIG. 11D), suggesting that limited amounts of endogenous components are required for functional expression (Wang and Goldstein, 1995; Cui et al., 1994). Second, heterologous expression of minK in mammalian cells does not induce a detectable current (Lesage et al., 1993) (FIG. 9C), suggesting that minK is not sufficient to form a functional channel. It has been assumed that this unidentified subunit may be a homologue of KVLQT1. To test this hypothesis, Xenofus oocyte cDNA library (Clontech) was screened with KVLQT1 cDNA clones expanded to the S3-S5 domain. 1.6 kb partial clone (XKVLQT1, FIG. 8A) was isolated. XKVLQT1 is 88% identical in amino acid concentration with the corresponding region of KVLQT1 (FIG. 8A). This data suggests that I sK is formed from the co-aggregation of XKVLQT1 and minK proteins.

KVLQT1 및 hminK가 함께 회합하여 심장 IKs채널을 형성한다는 결론이 지어졌다. 2가지의 지연 정류기 K+전류, IKr및 IKs는 심장 근세포에서 작용 전위 기간을 조절한다(Li et al., 1996; Sanguinetti and Jurkiewicz, 1990). 예전의 보고에서는 장기 QT 증후군에 IKr채널의 이상을 관련시켰다(Sanguinetti et al., 1995; Curran et al., 1995; Sanguinetti et al., 1996). KVLQT1 돌연변이가 또한 이 질환을 야기시킨다는 관찰(Wang et al., 1996) 및 KVLQT1이 IKs및 채널의 일부를 형성한다는 발견은 두 심장 지연 정류기 K+채널의 이상이 심부정맥의 급사의 위험에 기여한다는 것을 나타낸다.It was concluded that KVLQT1 and hminK associate together to form a cardiac I Ks channel. Two delayed rectifiers K + currents, I Kr and I Ks , regulate the duration of action potentials in cardiomyocytes (Li et al., 1996; Sanguinetti and Jurkiewicz, 1990). Previous reports have associated abnormalities in I Kr channels with long-term QT syndrome (Sanguinetti et al., 1995; Curran et al., 1995; Sanguinetti et al., 1996). The observation that KVLQT1 mutations also cause this disease (Wang et al., 1996) and the finding that KVLQT1 forms part of I Ks and channels suggests that abnormalities in both cardiac delayed rectifier K + channels contribute to the risk of sudden cardiac arrhythmias Indicates that

실시예 12Example 12

여섯 대가족에서 LQT와 KVLQT1 미스센스 돌연변이의 동시 분리Simultaneous Isolation of LQT and KVLQT1 Missense Mutations from Six Large Families

KVLQT1이 LQT1이라는 가설을 시험하기 위해, 단일 가닥 형태 다형화 (SSCP) 분석을 이용하여 염색체 11에 연결을 나타낸 가장 큰 LQT 가족인 K1532의 이환된 구성원을 기능적 돌연변이에 대해 스크리닝하였다. SSCP는 예전에 설명된 바와 같이 실시하였다(Wang et al., 1995a; Wang et al., 1995b). 정상 및 이상 SSCP 생성물을 분리하고 문헌(Wang and Keating, 1994)에 기재된 바와 같이 직접 서열화하거나 또는 T-벡터 방법(Marchuk et al., 1990)을 이용하여 pBluescript(SK+; Stratagene)로 서브클로닝시켰다. 후자의 방법을 이용할 때, 시쿼나아제(Sequenase)(등록상표) 버전 2.0(United States Biochemicals, Inc.)을 이용하여 디데옥시 연쇄 종결 방법에 의해 수개의 클론을 서열화하였다. 분석은 S2와 S6 사이의 영역에 집중되었는데 그 이유는 이 영역이 KVLQT1 기능에 대해 중요하기 때문이다. 본 발명자는 cDNA 서열을 기초로 한 올리고뉴클레오티드 프라이머를 설계하였고 KVLQT1-함유 P1, 18B12와의 사이클 서열화 반응에 이 프라이머를 사용하였다(Wang and Keating, 1994). 이 실험은 S2-S6를 코딩하는 인트론 서열 플랭킹 엑손을 한정하였다. 그후에, 추가의 프라이머가 이러한 인트론 서열로부터 발생되었고 SSCP 분석에 사용하였다(표 2).To test the hypothesis that KVLQT1 is LQT1, affected members of K1532, the largest LQT family showing linkage to chromosome 11, were screened for functional mutations using single strand morphology polymorphism (SSCP) analysis. SSCP was performed as previously described (Wang et al., 1995a; Wang et al., 1995b). Normal and abnormal SSCP products were isolated and sequenced directly as described in Wang and Keating, 1994 or subcloned with pBluescript (SK +; Stratagene) using the T-vector method (Marchuk et al., 1990). When using the latter method, several clones were sequenced by dideoxy chain termination method using Sequenase® version 2.0 (United States Biochemicals, Inc.). The analysis was concentrated in the area between S2 and S6 because this area is important for KVLQT1 function. We designed oligonucleotide primers based on cDNA sequences and used these primers for cycle sequencing reactions with KVLQT1-containing P1, 18B12 (Wang and Keating, 1994). This experiment defined intron sequence flanking exons encoding S2-S6. Subsequently, additional primers were generated from this intron sequence and used for SSCP analysis (Table 2).

SSCP 분석은 K1532의 70 이환된 구성원에서 변칙 이형태체를 확인하였다(도 5). 이러한 이상 이형태체는 이 가계의 147 이환되지 않은 구성원에서 또는 200 이상의 비관련 대조 개체로부터 얻은 게놈 DNA에서 관찰되지 않았다(Q. Wang, 비공개 데이터). 이러한 이형 및 LQT 사이의 연결에 대한 2 포인트 LOD 스코어는 재조합율 0에서 14.19였다(표 1). KVLQT1과 LQT1 사이에서는 재조합이 관찰되지 않았는데, 이는 이 자리가 완전히 결합되어 있다는 것을 나타낸다. 정상 및 이상 SSCP 이형태체의 DNA 서열 분석은 코돈 Val-125의 처음 뉴클레오티드에서 단일 염기 치환, G에서 A로의 전이를 나타내었다(도 5 및 표 3). 이러한 돌연변이 결과 S4와 S5 사이의 예측된 세포내 도메인에서 발린의 메티오닌으로의 치환이 일어난다.SSCP analysis identified anomalous isoforms in 70 affected members of K1532 (FIG. 5). Such aberrant isoforms were not observed in 147 unaffected members of this family or in genomic DNA obtained from 200 or more unrelated control individuals (Q. Wang, private data). The two point LOD score for the link between this variant and LQT was 14.19 at recombination rate (Table 1). No recombination was observed between KVLQT1 and LQT1, indicating that this site is fully bound. DNA sequence analysis of normal and abnormal SSCP isoforms showed a single base substitution, G to A transition from the first nucleotide of codon Val-125 (FIG. 5 and Table 3). This mutation results in the substitution of valine for methionine in the predicted intracellular domain between S4 and S5.

KVLQT1의 돌연변이는 LQT를 야기시킨다는 가설을 더 시험하기 위하여, 추가의 큰 다섯 LQT 가계의 이환된 구성원으로부터의 DNA 시료을 연구하였다. 이 영역으로부터의 다형화 마커에 의한 연결 분석 결과는 이 질환 표현형이 이들 가족에서 염색체 11에 연결되어 있다는 것을 나타내었다(Q. Wang, 비공개 결과). 이상 SSCP 이형태체는 K1723, K2605, K1807 (도 5), K161 및 K162(Q. Wang, 비공개 결과)의 이환된 구성원에서 확인되었다. K161 및 K162에서 확인된 SSCP 이형은 K1807에서 관찰된 것과 동일하였다(Q. Wang, 비공개 결과). 이상 SSCP 이형태체는 이들 가계의 이환되지 않은 구성원 또는 200 이상의 비관련 대조 개체로부터 얻은 DNA 시료에서 관찰되지 않았다(도 5; Q. Wang, 비공개 데이터). 각 가족에서 확인된 정상 및 이상 이형태체를 서열화하였다. 뉴클레오티드 변화, 코딩 효과 및 각 돌연변이의 위치를 표 3에 요약하였다.To further test the hypothesis that mutations in KVLQT1 cause LQT, DNA samples from affected members of an additional large five LQT family were studied. Linkage analysis by polymorphic markers from this region indicated that the disease phenotype is linked to chromosome 11 in these families (Q. Wang, undisclosed results). The above SSCP isoforms were identified in affected members of K1723, K2605, K1807 (FIG. 5), K161 and K162 (Q. Wang, closed results). SSCP variants identified in K161 and K162 were the same as those observed in K1807 (Q. Wang, closed results). No abnormal SSCP isoforms were observed in DNA samples obtained from unaffected members of these families or more than 200 unrelated control individuals (FIG. 5; Q. Wang, Private Data). Normal and abnormal isoforms identified in each family were sequenced. Nucleotide changes, coding effects and the location of each mutation are summarized in Table 3.

KVLQT1 돌연변이를 한정하는데 사용되는 PCR 프라이머PCR primers used to define KVLQT1 mutations 프라이머primer 서열order 증폭된 영역Amplified area 서열 번호Sequence number 1One S2-S3S2-S3 33 22 44 33 S3-S4S3-S4 55 44 66 55 S4S4 77 66 88 77 S5-공극S5-void 99 88 1010 99 공극-S6Air gap-S6 1111 1010 1212 1111 S6S6 1313 1212 1414

KVLQT1 돌연변이의 요약Summary of KVLQT1 Mutants 코돈Codon 뉴클레오티드 변화Nucleotide changes 코딩 효과Coding effect 돌연변이Mutation 영역domain 가계ancestry 이환된 수Affected numbers 38-3938-39 ΔTCGΔTCG 결실fruition F38W/G39ΔF38W / G39Δ S2S2 K13216K13216 1One 4949 GCC에서 CCCGCC to CCC 미스센스Miss Sense A49PA49P S2-S3S2-S3 K13119K13119 1One 6060 GGG에서 AGGGGG to AGG 미스센스Miss Sense G60RG60R S2-S3S2-S3 K2557K2557 33 6161 CGG에서 CAGCGG to CAG 미스센스Miss Sense R61QR61Q S2-S3S2-S3 K15019K15019 22 125125 GTG에서 ATGATG to GTG 미스센스Miss Sense V125MV125M S4-S5S4-S5 K1532K1532 7070 144144 CTC에서 TTCCTC to TTC 미스센스Miss Sense L144FL144F S5S5 K1777K1777 22 177177 GGG에서 AGGGGG to AGG 미스센스Miss Sense G177RG177R 공극air gap K20926K20926 1One 183183 ACC에서 ATCACC to ATC 미스센스Miss Sense T1831T1831 공극air gap K20925K20925 1One 212212 GCG에서 GAGGAG to GCG 미스센스Miss Sense A212EA212E S6S6 K1723K1723 66 212212 GCG에서 GAGGAG to GCG 미스센스Miss Sense A212EA212E S6S6 K2050K2050 22 212212 GCG에서 GTGGTG to GCG 미스센스Miss Sense A212VA212V S6S6 K1807K1807 66 212212 GCG에서 GTGGTG to GCG 미스센스Miss Sense A212VA212V S6S6 K161K161 1818 212212 GCG에서 GTGGTG to GCG 미스센스Miss Sense A212VA212V S6S6 K162K162 1818 212212 GCG에서 GTGGTG to GCG 미스센스Miss Sense A212VA212V S6S6 K163K163 33 212212 GCG에서 GTGGTG to GCG 미스센스Miss Sense A212VA212V S6S6 K164K164 22 216216 GGG에서 GAGGGG to GAG 미스센스Miss Sense G216EG216E S6S6 K2605K2605 1111

실시예 13Example 13

소가족 및 산발적 경우에서 LQT와 관련된 KVLQT1 유전자내 결실 및 9개의 미스센스 돌연변이KVLQT1 Gene Deletion and Nine Missense Mutations Associated with LQT in Small Family and Sporadic Cases

KVLQT1에서의 LQT 관련 돌연변이를 추가로 확인하기 위하여, SSCP 분석을 작은 가계 및 산발적 경우에 대해 실시하였다. SSCP는 가계 13216에서 이상 이형태체를 밝혀냈다(도 6). 200 이상의 비관련 대조 개체의 분석은 이러한 이형을 나타내지 않았다(Q. Wang, 비공개 데이터). 이상 이형태체를 클로닝시키고 서열화한 결과, 코돈 38 및 39를 포함하는 세 염기쌍 결실을 나타내었다. 이 돌연변이는 추정 S2 도메인에서 페닐알라닌에서 트립토판으로의 치환 및 글리신의 결실이 일어난 것이다(표 3).To further identify LQT related mutations in KVLQT1, SSCP analysis was performed on small household and sporadic cases. SSCP found abnormal heteromorphs in the household 13216 (FIG. 6). Analysis of 200 or more unrelated control subjects did not show this heterogeneity (Q. Wang, Private Data). Cloning and sequencing the above heterologs revealed three base pair deletions, including codons 38 and 39. This mutation resulted in the substitution of phenylalanine for tryptophan and deletion of glycine in the putative S2 domain (Table 3).

이상 SSCP 이형태체는 추가의 아홉 가계의 이환된 구성원에서 확인되었다: K1777, K20925, K13119, K20926, K15019(도 6), K2050, K163 및 K164(Q. Wang, 비공개 데이터). K2050에서 확인된 이상 SSCP 이형태체는 K1723에서 관찰된 것과 동일하였고, K163 및 K164에서 확인된 이상 이형태체는 K1807에서 관찰된 것과 동일하였다. 200 이상의 대조 개체로부터 얻은 DNA 시료에서는 이상 이형태체가 관찰되지 않았다(Q. Wang, 비공개 데이터). 각 경우에, 정상 및 이상 이형태체를 서열화하였다. 이 데이터는 도 6에 나타내었고 표 3에 요약하였다. 전체적으로, 16 가족 또는 산발적 경우에서 LQT와 관련된 KVLQT1 돌연변이가 확인되었고(도 7), 이것은 KVLQT1의 돌연변이가 LQT의 염색체 11-연결된 형태를 야기시킨다는 강한 분자 유전학적 증거를 제공하는 것이다.The above SSCP isoforms have been identified in affected members of an additional nine families: K1777, K20925, K13119, K20926, K15019 (Figure 6), K2050, K163 and K164 (Q. Wang, Private Data). The aberrant SSCP isoforms identified in K2050 were the same as those observed in K1723, and the aberrant isomers identified in K163 and K164 were the same as those observed in K1807. Abnormal isoforms were not observed in DNA samples from more than 200 control subjects (Q. Wang, Private Data). In each case, normal and abnormal isoforms were sequenced. This data is shown in FIG. 6 and summarized in Table 3. Overall, KVLQT1 mutations associated with LQT in 16 family or sporadic cases were identified (FIG. 7), providing strong molecular genetic evidence that mutations in KVLQT1 result in chromosome 11-linked forms of LQT.

실시예 14Example 14

KVLQT1에 대한 폴리클로날 항체의 형성Formation of Polyclonal Antibodies to KVLQT1

KVLQT1 코딩 서열 단편을 이. 콜리에서 융합 단백질로서 발현시켰다. 과도 발현된 단백질을 겔 용출에 의해 정제하고, 그것을 이용하여 문헌(Harlow and Lane, 1988)에 기재된 것과 유사한 절차에 따라 토끼와 마우스를 면역화시켰다. 이 절차는 다양한 다른 단백질에 대해 Abs를 발생시키는 것으로 나타났다(예를 들면, Kraemer et al., 1993).KVLQT1 coding sequence fragment as E. coli. It was expressed as a fusion protein in Collie. Overexpressed proteins were purified by gel elution and using them to immunize rabbits and mice following procedures similar to those described in Harlow and Lane, 1988. This procedure has been shown to generate Abs for a variety of different proteins (eg, Kraemer et al., 1993).

간단하게는, KVLQT1 코딩 서열 스트레치를 플라스미드 PET5A에서 융합 단백질로서 클로닝시켰다(Novagen, Inc., Madison, WI). IPTG로 유도한 후에, 예상된 분자량을 가진 융합 단백질의 과도 발현을 SDS/PAGE에 의해 입증하였다. 융합 단백질을 전기 용리에 의해 겔로부터 정제하였다. KVLQT1 융합 생성물로서의 단백질의 확인은 N-말단에서의 단백질 서열화에 의해 입증되었다. 다음에, 정제된 단백질을 토끼에서 면역원으로서 사용하였다. 토끼를 완전 프로인트 보조액 중의 단백질 100 ㎍으로 또한 3주 간격으로 2회, 처음에는 불완전 프로인트 보조액 중의 면역원 100 ㎍으로, 이어서 PBS 중의 면역원 100 ㎍을 추가 접종시켜 면역화시켰다. 항체 함유 혈청을 그로부터 2주 후에 모았다.Briefly, KVLQT1 coding sequence stretch was cloned as fusion protein in plasmid PET5A (Novagen, Inc., Madison, Wis.). After induction with IPTG, overexpression of the fusion protein with the expected molecular weight was verified by SDS / PAGE. Fusion proteins were purified from gels by electroelutation. Identification of the protein as a KVLQT1 fusion product was demonstrated by protein sequencing at the N-terminus. Next, purified protein was used as immunogen in rabbits. Rabbits were immunized with 100 μg of protein in complete Freund's supplement and twice at three week intervals, initially with 100 μg of immunogen in incomplete Freund's supplement, followed by 100 μg of immunogen in PBS. Antibody containing serum was collected two weeks thereafter.

이 절차를 반복하여 KVLQT1 유전자의 돌연변이 형태에 대한 항체를 형성시켰다. 이 항체를 야생형 KVLQT1에 대한 항체와 함께 이용하여 다양한 조직 및 생물학적 유체에서 돌연변이 형태의 존재 및 상대 농도를 검출하였다.This procedure was repeated to form antibodies against the mutant form of the KVLQT1 gene. This antibody was used in conjunction with an antibody against wild type KVLQT1 to detect the presence and relative concentration of mutant forms in various tissues and biological fluids.

실시예 15Example 15

KVLQT1에 대해 특이적인 모노클로날 항체의 형성Formation of Monoclonal Antibodies Specific for KVLQT1

다음 절차에 따라 모노클로날 항체를 형성시켰다. 마우스를 당업계에 잘 알려진 바와 같은 글루타르알데히드 또는 EDC를 이용하여 키홀 임펫 헤모시아닌에 콘쥬게이트된 완전한 KVLQT1 또는 KVLQT1 펩티드(야생형 또는 돌연변이)로 이루어진 면역원으로 면역화시켰다.Monoclonal antibodies were formed according to the following procedure. Mice were immunized with an immunogen consisting of complete KVLQT1 or KVLQT1 peptide (wild type or mutant) conjugated to keyhole impetus hemocyanin using glutaraldehyde or EDC as is well known in the art.

면역원을 보조액과 혼합하였다. 각 마우스에게 면역원 10 내지 100 ㎍을 4회 주사하고, 네 번재 주사후에 혈액 시료을 마우스로부터 취하여 혈청이 면역원에 대한 항체를 함유하는지를 확인하였다. 혈청 역가는 ELISA 또는 RIA에 의해 결정하였다. 면역원에 대한 항체의 존재를 나타내는 혈청을 가진 마우스를 하이브리도마 생성을 위해 선택하였다.Immunogen was mixed with adjuvant. Each mouse was injected four times with 10-100 μg of immunogen, and after the fourth injection, blood samples were taken from the mice to confirm that the serum contained antibodies to the immunogen. Serum titers were determined by ELISA or RIA. Mice with sera indicating the presence of antibodies to the immunogen were selected for hybridoma production.

면역 마우스로부터 비장을 제거하고 단일 세포 현탁액을 제조하였다(Harlow and Lane, 1988). 거의 문헌(Kohler and Milstein, 1975)에 기재된 바와 같이 세포 융합을 실시하였다. 간단하게는, P3.65.3 골수종 세포(American Type Culture Collection, Rockville, MD)를 문헌(Harlow and Lane, 1988)에 기재된 바와 같이 폴리에틸렌 글리콜을 이용하여 면역 비장 세포와 융합시켰다. 세포를 96 웰 조직 배양 플레이트에서 2 x 105세포/웰의 밀도로 플레이팅시켰다. 개개의 웰을 성장에 대해 검사하고, 성장된 웰의 상징액에 대해 야생형 또는 돌연변이 KVLQT1 표적 단백질을 이용하여 ELISA 또는 RIA에 의해 KVLQT1 특이적 항체의 존재를 시험하였다. 포지티브 웰 중의 세포를 팽창시키고 서브클로닝시켜 모노클로날 형성을 확인하였다.Spleens were removed from immune mice and single cell suspensions were prepared (Harlow and Lane, 1988). Cell fusion was performed as almost described (Kohler and Milstein, 1975). Briefly, P3.65.3 myeloma cells (American Type Culture Collection, Rockville, MD) were fused with immune spleen cells using polyethylene glycol as described in Harlow and Lane, 1988. Cells were plated at a density of 2 × 10 5 cells / well in 96 well tissue culture plates. Individual wells were examined for growth and the presence of KVLQT1 specific antibodies was tested by ELISA or RIA using wild type or mutant KVLQT1 target proteins against the supernatant of grown wells. Cells in positive wells were expanded and subcloned to confirm monoclonal formation.

원하는 특이성을 가진 클론을 팽창시키고 마우스에서 또는 중공 섬유 시스템에서 복수증으로서 성장시켜 특징화 및 분석 개발을 위해 충분량의 항체를 형성시켰다.Clones with the desired specificity were expanded and grown as ascites in mice or hollow fiber systems to form sufficient antibodies for characterization and assay development.

실시예 16Example 16

KVLQT1에 대한 샌드위치 분석Sandwich Analysis for KVLQT1

모노클로날 항체를 플레이트, 관, 비드 또는 과립과 고체 표면에 부착시켰다. 바람직하게는, 항체를 96-웰 ELISA 플레이트의 웰 표면에 부착시켰다. KVLQT1 펩티드/단백질(야생형 또는 돌연변이)을 함유하는 100 ㎕ 시료(예를 들면, 혈청, 뇨, 조직 사이토졸)을 고상 항체에 첨가하였다. 이 시료을 실온에서 2시간 동안 배양시켰다. 다음에, 시료 유체를 따라내고, 고상을 완충액으로 세척하여 비결합 물질을 제거하였다. 제2 모노클로날 항체(KVLQT1 펩티드/단백질 상의 다른 유전소에 대한 것) 100 ㎕를 고상에 첨가하였다. 이 항체를 검출 분자(예를 들면, 125-I, 효소, 형광단 또는 발색단)로 표지화시키고, 제2 항체를 가진 고상을 실온에서 2시간 동안 배양시켰다. 제2 항체를 따라내고 고상을 완충액으로 세척하여 비결합 물질을 제거하였다.Monoclonal antibodies were attached to plates, tubes, beads or granules and solid surfaces. Preferably, the antibody is attached to the well surface of a 96-well ELISA plate. 100 μl samples (eg serum, urine, tissue cytosol) containing KVLQT1 peptide / protein (wild type or mutant) were added to the solid antibody. This sample was incubated for 2 hours at room temperature. The sample fluid was then decanted and the solid phase was washed with buffer to remove unbound material. 100 μl of the second monoclonal antibody (for other genes on the KVLQT1 peptide / protein) was added to the solid phase. This antibody was labeled with a detection molecule (eg 125-I, enzyme, fluorophore or chromophore) and the solid phase with the second antibody was incubated for 2 hours at room temperature. The second antibody was decanted and the solid phase was washed with buffer to remove unbound material.

시료 중에 존재하는 KVLQT1 펩티드/단백질의 양에 비례한, 결합 표지의 양을 정량화하였다. 야생형 KVLQT1에 대해 특이적인 모노클로날 항체 및 KVLQT1에서 확인된 각 돌연변이에 특이적인 모노클로날 항체를 이용하여 개별 분석을 실시하였다.The amount of binding label was quantified in proportion to the amount of KVLQT1 peptide / protein present in the sample. Individual analyzes were performed using monoclonal antibodies specific for wild type KVLQT1 and monoclonal antibodies specific for each mutation identified in KVLQT1.

실시예 17Example 17

KVLQT1 및 minK K+채널에 영향을 미치는 스크리닝 약물 분석Screening Drug Analysis Influencing KVLQT1 and minK K + Channels

이제는, KVLQT1 및 minK가 함께 회합하여 심장 IKs칼륨 채널을 형성한다는 지식을 갖고 이러한 채널에 효과를 가질 약물을 스크리닝하는 분석을 발명할 수 있다. 2개의 유전자, KVLQT1 및 minK를 난모세포 또는 포유동물 세포로 동시 형질감염시키고 상기한 바와 같이 동시 발현시켰다. 동시 형질감염은 야생형 또는 특이적으로 돌연변이된 KVLQT1 및 minK의 임의의 배합을 이용하여 실시하였다. 동시 형질감염에 사용된 유전자 중의 하나가 LQT를 야기시키는 돌연변이를 함유할 때, 유도된 전류 변화는 야생형 유전자 만에 의한 동시 형질감염과 비교하면 알 수 있다. 약물 후보를 형질감염된 세포의 배쓰 용액에 첨가하여 유도 전류에 대한 약물 후보의 효과를 시험하였다. 야생형 KVLQT1 및 minK로 동시 형질감염된 세포로 알 수 있는 전류와 더 가까워지도록 유도 전류를 변화시키는 약물 후보가 LQT를 치료하는데 유용하다.Now, with the knowledge that KVLQT1 and minK associate together to form a cardiac I Ks potassium channel, one can invent an assay that screens for drugs that will have an effect on these channels. Two genes, KVLQT1 and minK, were cotransfected into oocytes or mammalian cells and co-expressed as described above. Cotransfection was carried out using any combination of wild type or specifically mutated KVLQT1 and minK. When one of the genes used for co-transfection contains a mutation that causes LQT, the induced current change can be seen compared to co-transfection with only the wild-type gene. Drug candidates were added to bath solutions of transfected cells to test the effect of drug candidates on induced currents. Drug candidates that change the induced current to be closer to the current known by cells co-transfected with wild type KVLQT1 and minK are useful for treating LQT.

본 발명이 바람직한 실시태양을 참고로 하여 이 특허 출원으로 개시되었지만, 그 설명은 제한된 의미가 아니라 예시적인 것으로서 본 발명의 취지 및 첨부된 청구 범위의 영역내에서 당업계의 숙련인에 의해 쉽게 변형될 것으로 기대된다.Although the present invention has been disclosed in this patent application with reference to preferred embodiments, the description is not to be taken in a limiting sense, but as an example, and is easily modified by those skilled in the art within the spirit of the invention and the scope of the appended claims. It is expected to be.

참고 문헌references

유럽 특허 출원 공보 제0332435호European Patent Application Publication No. 0332435

유럽 특허 출원 공보 제225,807호European Patent Application Publication No. 225,807

Hitzeman 등의 EP73,675AEP73,675A to Hitzeman et al.

특허 및 특허 출원Patents and patent applications

PCT 출원 공개 제WO93/07282호PCT Application Publication WO 93/07282

미국 특허 제4,376,110호U.S. Patent 4,376,110

미국 특허 제4,486,530호U.S. Patent 4,486,530

미국 특허 제4,868,105호U.S. Patent 4,868,105

미국 특허 제5,252,479호U.S. Patent 5,252,479

〈서열표〉<Sequence table>

(1) 일반적 정보 :(1) General Information:

(i) 출원인: 유니버시티 오브 유타 리써치 파운데이션(i) Applicant: University of Utah Research Foundation

(ii) 발명의 명칭: KVLQT1 - minK와 회합하여 심장 IKS칼륨 채널을 형성하는 KVLQT1을 코딩하는 장기 QT 증후군 유전자(ii) Name of the Invention: Long-term QT syndrome gene encoding KVLQT1, which associates with KVLQT1-minK to form a heart I KS potassium channel

(iii) 서열수: 26(iii) SEQ ID NO: 26

(iv) 통신 주소:(iv) communication address:

(A) 수신인: 베너블, 배티어, 하워드 & 시빌레티, 엘엘피(A) Recipients: Venable, Battier, Howard & Savileti, Ellp

(B) 거리: 스위트 1000 엔.더블유. 뉴욕 에비뉴 1201(B) Street: Suite 1000 yen. New York Avenue 1201

(C) 도시: 워싱톤(C) City: Washington

(D) 주: 디씨(D) Note: DC

(E) 국가: 미국(E) Country: United States

(F) 우편번호: 20005(F) ZIP Code: 20005

(v) 컴퓨터 판독 형태(v) computer-readable form

(A) 매체 유형: 플로피 디스켓(A) Media Type: Floppy Diskette

(B) 컴퓨터: 아이비엠 피씨 호환형(B) Computer: IBM PC compatible

(C) 작동 시스템: PC-DOS/MS-DOS(C) working system: PC-DOS / MS-DOS

(D) 소프트웨어: 윈도우용 워드 6.0(D) Software: Word 6.0 for Windows

(vi) 현출원 데이타:(vi) Current application data:

(A) 출원번호: -미정-(A) Application number: -Undecided-

(B) 출원일: 1996. 12. 20(B) Application date: December 20, 1996

(C) 분류:(C) Classification:

(vii) 변호사/대리인 정보:(vii) Attorney / Agent Information:

(A) 성명: 이넨, 제프리 엘.(A) Statement: Inen, Jeffrey L.

(B) 등록 번호: 28,957(B) registration number: 28,957

(C) 참조/사건 번호: 19780-116871-WO(C) Reference / Event No .: 19780-116871-WO

(ix) 통신 정보:(ix) Communications Information:

(A) 전화: 202-962-4800(A) Phone: 202-962-4800

(B) 팩스: 206-962-8300(B) Fax: 206-962-8300

(2) 서열 1에 대한 정보:(2) Information about SEQ ID NO: 1

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 17 염기쌍(A) Length: 17 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "Synthetic Oligomer"(A) Description: / desc = "Synthetic Oligomer"

(xi) 서열 설명: 서열 1:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 1

(2) 서열 2에 대한 정보:(2) Information about SEQ ID NO:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 17 염기쌍(A) Length: 17 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "Synthetic Oligomer"(A) Description: / desc = "Synthetic Oligomer"

(xi) 서열 설명: 서열 2:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 2

(2) 서열 3에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 22 염기쌍(A) Length: 22 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 3:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 3:

(2) 서열 4에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 21 염기쌍(A) Length: 21 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 4:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 4

(2) 서열 5에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 20 염기쌍(A) Length: 20 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 5:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 5:

(2) 서열 6에 대한 정보:(2) Information about SEQ ID NO:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 22 염기쌍(A) Length: 22 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 6:(xi) Sequence description: SEQ ID NO: 6:

(2) 서열 7에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 7

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 20 염기쌍(A) Length: 20 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 7:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 7:

(2) 서열 8에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 8:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 20 염기쌍(A) Length: 20 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 8:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 8

(2) 서열 9에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 9:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 22 염기쌍(A) Length: 22 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 9:(xi) Sequence description: SEQ ID NO: 9:

(2) 서열 10에 대한 정보:(2) Information about SEQ ID NO: 10:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 22 염기쌍(A) Length: 22 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 10:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 10:

(2) 서열 11에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 22 염기쌍(A) Length: 22 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 11:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 11:

(2) 서열 12에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 12:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 20 염기쌍(A) Length: 20 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 12:(xi) SEQ ID NO: 12:

(2) 서열 13에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 21 염기쌍(A) Length: 21 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 13:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 13:

(2) 서열 14에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO: 14:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 24 염기쌍(A) Length: 24 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 기타 핵산(ii) molecular form: other nucleic acids

(A) 설명: /desc = "PCR primer"(A) Description: / desc = "PCR primer"

(xi) 서열 설명: 서열 14:(xi) SEQ ID NO: SEQ ID NO: 14

(2) 서열 15에 대한 정보:(2) Information about SEQ ID NO: 15:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 2633 염기쌍(A) Length: 2633 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: cDNA(ii) Molecular Form: cDNA

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(iv) 안티센스: 아님(iv) antisense: no

(vi) 공급원:(vi) source:

(A) 생물체: 호모 사피엔스(A) Creature: Homo sapiens

(ix) 특징:(ix) Features:

(A) 명칭/기호: CDS(A) Name / symbol: CDS

(B) 위치: 2..1642(B) Location: 2..1642

(xi) 서열 설명: 서열 15:(xi) SEQ ID NO: 15:

(2) 서열 16에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 16:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 547 아미노산(A) Length: 547 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 단백질(ii) Molecular Form: Protein

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(xi) 서열 설명: 서열 16:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 16:

(2) 서열 17에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 17:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 26 아미노산(A) Length: 26 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 펩티드(ii) molecular form: peptide

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(xi) 서열 설명: 서열 17:(xi) SEQ ID NO: 17:

(2) 서열 18에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 18:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 61 아미노산(A) Length: 61 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 펩티드(ii) molecular form: peptide

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(xi) 서열 설명: 서열 18:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 18

(2) 서열 19에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 19:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 137 아미노산(A) Length: 137 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 펩티드(ii) molecular form: peptide

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(xi) 서열 설명: 서열 19:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 19:

(2) 서열 20에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO: 20:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 66 아미노산(A) Length: 66 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 펩티드(ii) molecular form: peptide

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(xi) 서열 설명: 서열 20:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 20:

(2) 서열 21에 대한 정보:(2) information about SEQ ID NO: 21:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 123 아미노산(A) Length: 123 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 펩티드(ii) molecular form: peptide

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(xi) 서열 설명: 서열 21:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 21:

(2) 서열 22에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 22:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 58 아미노산(A) Length: 58 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 펩티드(ii) molecular form: peptide

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(xi) 서열 설명: 서열 22:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 22:

(2) 서열 23에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 23:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 376 아미노산(A) Length: 376 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 단백질(ii) Molecular Form: Protein

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(iv) 공급원:(iv) Source:

(A) 생물체: 크세로퍼스(A) Creature: Xeropherus

(xi) 서열 설명: 서열 23:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 23:

(2) 서열 24에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 24:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 581 아미노산(A) Length: 581 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(C) 가닥수: 단일(C) strands: single

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 단백질(ii) Molecular Form: Protein

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(iv) 공급원:(iv) Source:

(A) 생물체: 호모 사피엔스(A) Creature: Homo sapiens

(xi) 서열 설명: 서열 24:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 24:

(2) 서열 25에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 25:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 2821 염기쌍(A) Length: 2821 base pairs

(B) 유형: 핵산(B) Type: nucleic acid

(C) 가닥수: 이중(C) strands: double

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: DNA (게놈)(ii) Molecular Form: DNA (Genome)

(iii) 가상: 아님(iii) hypothetical: no

(iv) 안티센스: 아님(iv) antisense: no

(vi) 공급원:(vi) source:

(A) 생물체: 호모 사피엔스(A) Creature: Homo sapiens

(ix) 특징:(ix) Features:

(A) 명칭/기호: CDS(A) Name / symbol: CDS

(B) 위치: 88..1830(B) Location: 88..1830

(xi) 서열 설명: 서열 25:(xi) SEQ ID NO: 25:

(2) 서열 26에 대한 정보:(2) information for SEQ ID NO: 26:

(i) 서열 특징:(i) Sequence Features:

(A) 길이: 581 아미노산(A) Length: 581 amino acids

(B) 유형: 아미노산(B) Type: Amino Acid

(D) 토폴로지: 선형(D) topology: linear

(ii) 분자 형태: 단백질(ii) Molecular Form: Protein

(xi) 서열 설명: 서열 26:(xi) sequence description: SEQ ID NO: 26:

Claims (30)

인간 minK를 코딩하는 DNA로 형질감염된 세포.Cells transfected with DNA encoding human minK. 인간 minK를 코딩하는 DNA에 상보적인 RNA로 형질감염된 세포.Cells transfected with RNA complementary to DNA encoding human minK. 제1항에 있어서, 인간 KVLQT1을 코딩하는 DNA로 추가로 형질감염된 세포.The cell of claim 1 further transfected with DNA encoding human KVLQT1. 제1항에 있어서, 돌연변이 인간 KVLQT1을 코딩하는 DNA로 추가로 형질감염된 세포.The cell of claim 1 further transfected with DNA encoding a mutant human KVLQT1. 제2항에 있어서, 인간 KVLQT1을 코딩하는 DNA에 상보적인 RNA로 추가로 형질감염된 세포.The cell of claim 2, further transfected with RNA complementary to DNA encoding human KVLQT1. 제2항에 있어서, 돌연변이 인간 KVLQT1을 코딩하는 DNA에 상보적인 RNA로 추가로 형질감염된 세포.The cell of claim 2, further transfected with RNA complementary to DNA encoding a mutant human KVLQT1. 돌연변이 인간 minK를 코딩하는 DNA로 형질감염된 세포.Cells transfected with DNA encoding the mutant human minK. 돌연변이 인간 minK를 코딩하는 DNA에 상보적인 RNA로 형질감염된 세포.Cells transfected with RNA complementary to DNA encoding mutant human minK. 제7항에 있어서, 인간 KVLQT1을 코딩하는 DNA로 추가로 형질감염된 세포.The cell of claim 7 further transfected with DNA encoding human KVLQT1. 제8항에 있어서, 인간 KVLQT1을 코딩하는 DNA에 상보적인 RNA로 추가로 형질감염된 세포.The cell of claim 8 further transfected with RNA complementary to DNA encoding human KVLQT1. a) 전류를 측정하기 위해서 제3항 또는 5항의 세포를 배쓰(bathing) 용액에 도입하는 단계;a) introducing the cells of claim 3 or 5 into a bathing solution to measure current; b) 단계 (a)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + current induced in the cells of step (a); c) 전류를 측정하기 위해서 제4항 또는 6항의 세포를 배쓰 용액에 도입하는 단계;c) introducing the cells of claim 4 or 6 into a bath solution to measure current; d) 단계 (c)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the cells of step (c); e) 단계 (d)의 배쓰 용액에 약물을 첨가하는 단계;e) adding the drug to the bath solution of step (d); f) 단계 (e)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;f) measuring the K + current induced in the cells of step (e); g) 약물이, 약물 부재 하에 야생형 minK 및 돌연변이 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계g) the drug is more or less similar to the induced K + current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 compared to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and mutant KVLQT1 in the absence of drug. Measuring whether or not to induce current 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 치료에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for treating long-term QT syndrome, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. a) 전류를 측정하기 위해서 제3항 또는 5항의 세포를 배쓰 용액에 도입하는 단계;a) introducing the cells of claims 3 or 5 into the bath solution to measure current; b) 단계 (a)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + current induced in the cells of step (a); c) 전류를 측정하기 위해서 제9항 또는 10항의 세포를 배쓰 용액에 도입하는 단계;c) introducing the cells of claim 9 or 10 into the bath solution to measure current; d) 단계 (c)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the cells of step (c); e) 단계 (d)의 배쓰 용액에 약물을 첨가하는 단계;e) adding the drug to the bath solution of step (d); f) 단계 (e)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;f) measuring the K + current induced in the cells of step (e); g) 약물이, 약물 부재 하에 돌연변이 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계g) Currents that are more or less similar to the induced K + currents measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 when compared to currents measured in cells cotransfected with mutations minK and KVLQT1 in the absence of drug. Measuring whether or not 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 치료에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for treating long-term QT syndrome, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. a) 전류를 측정하기 위해서 제3항 또는 5항의 세포를 배쓰 용액에 도입하는 단계;a) introducing the cells of claims 3 or 5 into the bath solution to measure current; b) 단계 (a)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + current induced in the cells of step (a); c) 전류를 측정하기 위해서 제4항 또는 6항의 세포를 배쓰 용액에 도입하는 단계;c) introducing the cells of claim 4 or 6 into a bath solution to measure current; d) 단계 (c)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the cells of step (c); e) 단계 (d)의 배쓰 용액에 약물을 첨가하는 단계;e) adding the drug to the bath solution of step (d); f) 단계 (e)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;f) measuring the K + current induced in the cells of step (e); g) 약물이, 약물 부재 하에 야생형 minK 및 돌연변이 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계g) the drug is more or less similar to the induced K + current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 compared to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and mutant KVLQT1 in the absence of drug. Measuring whether or not to induce current 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 예방에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for long-term QT syndrome prevention, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. a) 전류를 측정하기 위해서 제3항 또는 5항의 세포를 배쓰 용액에 도입하는 단계;a) introducing the cells of claims 3 or 5 into the bath solution to measure current; b) 단계 (a)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + current induced in the cells of step (a); c) 전류를 측정하기 위해서 제9항 또는 10항의 세포를 배쓰 용액에 도입하는 단계;c) introducing the cells of claim 9 or 10 into the bath solution to measure current; d) 단계 (c)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the cells of step (c); e) 단계 (d)의 배쓰 용액에 약물을 첨가하는 단계;e) adding the drug to the bath solution of step (d); f) 단계 (e)의 세포에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;f) measuring the K + current induced in the cells of step (e); g) 약물이, 약물 부재 하에 돌연변이 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계g) Currents that are more or less similar to the induced K + currents measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 when compared to currents measured in cells cotransfected with mutations minK and KVLQT1 in the absence of drug. Measuring whether or not 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 예방에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for long-term QT syndrome prevention, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. 제11항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세포가 포유동물 세포인 방법.The method of claim 11, wherein the cell is a mammalian cell. 제11항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세포가 CHO 세포인 방법.The method of claim 11, wherein the cell is a CHO cell. 야생형 인간 minK를 포함하는, 인간을 제외한 유전자도입(transgenic) 동물.Transgenic animals other than humans, including wild type human minK. 제17항에 있어서, 인간 KVLQT1을 더 포함하는 동물.The animal of claim 17, further comprising human KVLQT1. 제17항에 있어서, 돌연변이 인간 KVLQT1을 더 포함하는 동물.The animal of claim 17, further comprising a mutant human KVLQT1. 돌연변이 인간 minK를 포함하는, 인간을 제외한 유전자도입 동물.A transgenic animal other than human, comprising a mutant human minK. 제20항에 있어서, 인간 KVLQT1을 더 포함하는 동물.The animal of claim 20, further comprising human KVLQT1. a) 제18항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;a) measuring the K + current induced in the transgenic animal of claim 18; b) 제21항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + current induced in the transgenic animal of claim 21; c) 단계 (b)의 유전자도입 동물에 약물을 투여하는 단계;c) administering the drug to the transgenic animal of step (b); d) 단계 (c)의 약물 처리 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the drug treated animal of step (c); e) 약물이, 약물 부재 하에 돌연변이 minK 및 돌연변이 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계e) the drug is more or less similar to the induced K + current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 compared to the current measured in cells co-transfected with mutant minK and mutant KVLQT1 in the absence of drug. Measuring whether or not to induce current 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 치료에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for treating long-term QT syndrome, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. a) 제18항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;a) measuring the K + current induced in the transgenic animal of claim 18; b) 제19항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + currents induced in the transgenic animal of claim 19; c) 단계 (b)의 유전자도입 동물에 약물을 투여하는 단계;c) administering the drug to the transgenic animal of step (b); d) 단계 (c)의 약물 처리 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the drug treated animal of step (c); e) 약물이, 약물 부재 하에 야생형 minK 및 돌연변이 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계e) the drug is more or less similar to the induced K + current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 compared to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and mutant KVLQT1 in the absence of the drug. Measuring whether or not to induce current 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 치료에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for treating long-term QT syndrome, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. a) 제18항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;a) measuring the K + current induced in the transgenic animal of claim 18; b) 제21항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + current induced in the transgenic animal of claim 21; c) 단계 (b)의 유전자도입 동물에 약물을 투여하는 단계;c) administering the drug to the transgenic animal of step (b); d) 단계 (c)의 약물 처리 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the drug treated animal of step (c); e) 약물이, 약물 부재 하에 minK 및 돌연변이 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계e) A current that is more or less similar to the induced K + current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 compared to the current measured in cells co-transfected with minK and mutant KVLQT1 in the absence of drug. Measuring whether or not 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 예방에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for long-term QT syndrome prevention, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. a) 제18항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;a) measuring the K + current induced in the transgenic animal of claim 18; b) 제19항의 유전자도입 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;b) measuring the K + currents induced in the transgenic animal of claim 19; c) 단계 (b)의 유전자도입 동물에 약물을 투여하는 단계;c) administering the drug to the transgenic animal of step (b); d) 단계 (c)의 약물 처리 동물에서 유도된 K+전류를 측정하는 단계;d) measuring the K + currents induced in the drug treated animal of step (c); e) 약물이, 약물 부재 하에 야생형 minK 및 돌연변이 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류와 비교할 때 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 유도된 K+전류에 보다 유사하거나 보다 유사하지 않은 전류를 유도하는지의 여부를 측정하는 단계e) the drug is more or less similar to the induced K + current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1 compared to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and mutant KVLQT1 in the absence of the drug. Measuring whether or not to induce current 로 이루어지는, 야생형 minK 및 KVLQT1로 동시 형질감염된 세포에서 측정되는 전류에 보다 유사한 전류를 발생시키는, 장기 QT 증후군 예방에 유용한 약물의 스크리닝 방법.A method for screening a drug useful for long-term QT syndrome prevention, comprising: generating a current more similar to the current measured in cells co-transfected with wild-type minK and KVLQT1. 서열 23에 기재한 아미노산 서열을 갖는 크세노퍼스(Xenopus) KVLQT1 폴리펩티드를 코딩하는 단리된 핵산 또는 그의 상보체.An isolated nucleic acid or complement thereof encoding a Xenopus KVLQT1 polypeptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23. 서열 23에 기재한 아미노산 서열을 갖는 단리된 야생형 크세노퍼스 KVLQT1 폴리펩티드.An isolated wild type Xenopus KVLQT1 polypeptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 23. 인간 평가 대상의 조직 시료로부터 단리된 minK 유전자 또는 그의 발현 생성물의 서열을 야생형 minK 유전자 또는 그의 발현 생성물과 비교함으로써, 상기 평가 대상에 대하여 장기 QT 증후군의 위험의 지표가 되는 평가 대상의 서열 내의 minK 유전자의 돌연변이를 스크리닝하는 것으로 이루어지는, 장기 QT 증후군에 대한 인간 평가 대상의 위험의 평가 방법.By comparing the sequence of the minK gene or its expression product isolated from a tissue sample of human assessment with the wild-type minK gene or its expression product, the minK gene in the sequence of evaluation to be indicative of the risk of long-term QT syndrome for the evaluation subject. A method of assessing the risk of a human assessment target for long-term QT syndrome, which comprises screening for mutations in the. 제28항에 있어서, 상기 발현 생성물이 minK 유전자의 mRNA 및 minK 유전자에 의해 코딩된 minK 폴리펩티드로 이루어진 군에서 선택된 것인 방법.The method of claim 28, wherein said expression product is selected from the group consisting of mRNA of minK gene and minK polypeptide encoded by minK gene. 제28항 또는 29항에 있어서,The method of claim 28 or 29, (a) 비변성 폴리아크릴아미드 겔 상에서 상기 시료로부터의 단일 가닥 DNA의 전기영동법의 이동도 변화를 관찰하고,(a) observe the change in mobility of electrophoresis of single stranded DNA from the sample on an unmodified polyacrylamide gel, (b) minK 유전자 프로브를 상기 시료로부터 단리된 게놈 DNA에 혼성화시키기 적합한 조건하에서 상기 프로브를 상기 DNA에 혼성화시키고,(b) hybridizing the probe to the DNA under conditions suitable to hybridize minK gene probe to genomic DNA isolated from the sample, (c) 상기 시료로부터 단리된 게놈 DNA에 대한 대립유전자 특이적 프로브의 혼성화를 측정하고,(c) measuring hybridization of allele specific probes to genomic DNA isolated from the sample, (d) 상기 시료로부터 단리된 minK 유전자의 전부 또는 일부를 증폭시켜 증폭된 서열을 형성하고 증폭된 서열을 서열화하고,(d) amplifying all or part of the minK gene isolated from the sample to form an amplified sequence and sequencing the amplified sequence, (e) 상기 시료내의 특이적 minK 돌연변이 대립유전자의 존재를 핵산 증폭에 의해 측정하고,(e) the presence of specific minK mutant alleles in the sample is determined by nucleic acid amplification, (f) 상기 시료로부터 단리된 minK 유전자의 전부 또는 일부를 분자 클로닝시켜 클로닝된 서열을 형성하고 클로닝된 서열을 서열화하고,(f) molecular cloning all or part of the minK gene isolated from the sample to form a cloned sequence and sequencing the cloned sequence, (g) 분자 (1) 상기 시료로부터 단리된 minK 유전자 게놈 DNA 또는 minK mRNA, 및 (2) 인간 야생형 minK 유전자 DNA에 상보적인 핵산 프로브가 서로 혼성화되어 이중체를 형성할 때 분자 (1)과 (2) 사이에 미스매치가 있는지를 측정하고,(g) the molecule (1) and the molecule (1) when the minK gene genomic DNA or minK mRNA isolated from the sample, and (2) nucleic acid probes complementary to the human wild type minK gene DNA hybridize with each other to form a duplex; 2) measure if there is a mismatch between them, (h) 상기 시료내의 minK 유전자 서열을 증폭시키고 야생형 minK 유전자 서열로 이루어진 핵산 프로브에 상기 증폭된 서열을 혼성화시키고,(h) amplifying the minK gene sequence in the sample and hybridizing the amplified sequence to a nucleic acid probe consisting of wild type minK gene sequence, (i) 상기 조직내의 minK 유전자 서열을 증폭시키고 돌연변이 minK 유전자 서열로 이루어진 핵산 프로브에 상기 증폭된 서열을 혼성화시키고,(i) amplifying the minK gene sequence in the tissue and hybridizing the amplified sequence to a nucleic acid probe consisting of a mutant minK gene sequence, (j) 결실 돌연변이에 대해 스크리닝하고,(j) screen for deletion mutations, (k) 포인트 돌연변이에 대해 스크리닝하고,(k) screen for point mutations, (l) 삽입 돌연변이에 대해 스크리닝하고,(l) screening for insertion mutations, (m) minK 유전자 서열 또는 돌연변이 minK 유전자 서열로 이루어진 하나 이상의 핵산 프로브와 상기 시료 내의 minK 유전자의 계내 혼성화를 측정하고,(m) measuring in situ hybridization of the minK gene sequence or the minK gene in the sample with one or more nucleic acid probes consisting of a mutant minK gene sequence, (n) 면역블롯팅하고,(n) immunoblotting, (o) 면역세포화학 처리하고,(o) immunocytochemical treatment, (p) minK 돌연변이 대립유전자의 폴리펩티드 발현 생성물에 특이적으로 결합할 수 있는 결합 파트너 및(또는) minK 폴리펩티드에 대한 결합 파트너와 상기 조직으로부터 단리된 minK 유전자 단백질 사이의 결합 상호작용에 대해 분석하고,(p) assay for binding interactions between binding partners capable of specifically binding to polypeptide expression products of minK mutant alleles and / or binding partners for minK polypeptides and minK gene proteins isolated from the tissue, (q) 상기 결합 파트너의 생화학적 활성의 억제에 대해 분석하는(q) assaying for inhibition of biochemical activity of said binding partner 절차를 하나 이상 수행하는 방법.How to perform one or more procedures.
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