KR20140073710A - Nucleotide sequence to promote translation efficiency in plants - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a DNA fragment, which is synthesized for the enhancement of translation efficiency, and to a recombinant vector comprising the same. More particularly, the present invention relates to a DNA fragment and to a recombinant vector comprising the DNA fragment, wherein the DNA fragment is composed of 21 base sequences expressed by the sequence number 1, and can enhance the translation efficiency of target protein. The DNA fragment according to the present invention can be inserted to an upstream of the target protein, thereby being constructed as the recombinant vector. As a result, a plant which is transformed using the recombinant vector can improve the translation of the target protein, and allow the target protein to be stably accumulated by inducing the targeting of the target protein to a particular location in the plant. Thus, the present invention has an effect of mass-producing the target protein from the plant.

Description

식물체에서 목적 단백질의 번역 효율을 증진시키기 위한 염기서열{Nucleotide sequence to promote translation efficiency in plants}[0001] The present invention relates to a nucleotide sequence for promoting translation efficiency of a target protein in plants,

본 발명은 식물체에서 목적 단백질을 대량으로 생산하기 위하여 유전자의 번역 효율을 증진시킬 수 있는 신규한 염기서열에 관한 것이다.The present invention relates to a novel nucleotide sequence capable of enhancing the translation efficiency of a gene to produce a target protein in a large amount in a plant.

현재까지 이용되는 많은 생의약품은 대부분 동물세포, 박테리아, 곰팡이 등을 이용해 생산되어 왔다(Granz PR 외, 1996; Ma JK 외, 1999; Pen J, 1996). 그러나 미생물 시스템을 이용한 재조합 단백질의 생산은 대량 생산이 쉽다는 장점이 있는 반면 단백질의 적절한 접힘, 및 당화과정(glycosylation)과 같은 단백질 합성 후 변형과정(post translational modification)이 일어나지 않는 문제점이 있어 당단백질의 생성에는 적합하지 않다. 상기 문제점은 동물세포를 이용함으로써 해결되었으나, 동물세포가 인체 감염 가능한 바이러스에 감염될 수 있다는 문제와 대량 생산을 위한 설비확충에 큰 비용이 소요되는 것이 해결되어야 할 또 다른 문제점으로 대두되었다.Many of the live medicines currently used have been produced using animal cells, bacteria, fungi, etc. (Granz PR et al., 1996; Ma JK et al., 1999; Pen J, 1996). However, production of recombinant protein using microorganism system has advantages in that it is easy to mass-produce, but there is a problem that proper folding of protein and post-translational modification after protein synthesis such as glycosylation do not occur, . ≪ / RTI > The above problem has been solved by using animal cells, but the problem that animal cells can be infected with viruses capable of infecting with human beasts and the cost for expanding the facilities for mass production has become another problem to be solved.

식물세포의 경우, 동물세포와 달리 인체에 감염 가능한 바이러스에 감염될 가능성이 없고, 과거부터 현재까지 전해져 온 재배, 수확과 관련된 경험과 기반 시설이 잘 구축되어 있어 대량 생산을 위한 경작면적만 확보하면 언제나 대량 생산이 가능하므로 대량 생산을 위한 비용 설비 투자가 상대적으로 저렴한 장점이 있다.In the case of plant cells, unlike animal cells, there is no possibility of being infected with a virus capable of infecting the human body, and the experience and infrastructure related to cultivation and harvest from the past to the present are well established and only the cultivation area for mass production is secured Since mass production is possible at all times, it is advantageous that the cost of equipment investment for mass production is relatively low.

그러나 이러한 장점에도 식물에서 단백질 생산에 걸림돌이 되고 있는 문제점 중의 하나는 식물체 또는 식물세포에서 단백질을 발현시켰을 때, 식물에서 생산 가능한 단백질 발현 수준이 상업적 규모만큼 이루어지지 않아 아직까지 잘 이용되지 않았다.However, one of the obstacles to the production of proteins in plants by these advantages is that, when proteins are expressed in plants or plant cells, the level of protein expression that can be produced in plants is not as high as that of commercial scale.

단백질의 생성은 mRNA를 생성하는 전사(transcription)단계와 번역(translation) 단계를 거쳐 단백질을 생성한다. 단백질의 발현을 조절하는 방법에는 크게 전사량을 상승시키는 방법과 번역 효율을 올리는 방법이 있다. 그러나 유용 단백질을 식물체 내에서 효과적으로 발현시키기 위해 전사(transcription)단계 효율을 개선하여 mRNA의 생산을 증대하여도 생산된 mRNA가 모두 번역에 이용되지 않을 뿐만 아니라 경우에 따라 mRNA 생산을 저해하는 경우가 발생한다고 보고되어 있다(Napoli C 외, 1990; van der Krol AR 외, 1990).Protein production generates proteins through the transcription and translation stages of mRNA production. Methods for controlling the expression of proteins include a method of increasing the transfer amount and a method of increasing translation efficiency. However, in order to efficiently express the useful protein in the plant, the efficiency of the transcription step is improved to increase the production of mRNA. In addition, not only the mRNA produced is not used for translation but occasionally inhibits mRNA production (Napoli C et al., 1990; van der Krol et al., 1990).

아울러 유전자로부터 최종적으로 합성되어지는 단백질의 양은 전사 단계 보다는 번역 단계에서의 조절이 더 중요한 작용을 하고 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 효과적인 유용 단백질의 대량생산을 위해서는 전사 단계가 아닌 번역 단계에서 단백질 발현을 조절할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.In addition, it has been found that the amount of the finally synthesized protein from the gene plays a more important role in the translation step than in the transcription step. Therefore, in order to mass-produce an effective protein efficiently, It is necessary to develop a controllable technology.

이에 본 발명자들은 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여, 번역 단계에서 단백질의 합성을 증진시켜 유용단백질을 식물체로부터 대량생산할 수 있는 방법을 연구하던 중 번역개시 코돈의 인접한 상부에 존재하는 5' UTR의 염기서열에 주목하고, 인위적으로 5' UTR 염기서열을 합성함으로써 본 발명을 완성하였다.Therefore, in order to overcome the problems of the prior art, the inventors of the present invention have been studying a method for mass-producing a useful protein from a plant by promoting the synthesis of the protein in the translation step, The present inventors completed the present invention by artificially synthesizing the 5 ' UTR base sequence.

따라서 본 발명의 목적은 단백질의 번역 효율을 증진시킬 수 있는 DNA 단편 및/또는 상기 DNA 단편을 포함하는 재조합 벡터를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a DNA fragment capable of promoting translation efficiency of a protein and / or a recombinant vector comprising the DNA fragment.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 DNA 단편으로, 상기 DNA 단편은 식물세포 내에서 그 하류에 위치한 목적 단백질의 번역(translation)을 증진시키는 것을 특징으로 하는 번역 효율 증진용 DNA 단편을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention as described above, the present invention provides a DNA fragment comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the DNA fragment promotes translation of the target protein located downstream in the plant cell And a DNA fragment for promoting translation efficiency.

또한, 본 발명은 상기 번역 효율 증진용 DNA 단편을 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides a recombinant vector comprising the DNA fragments for promoting translation efficiency.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 재조합 벡터는 프로모터, 번역 효율 증진용 DNA 단편, 및 목적 단백질을 암호화하는 유전자가 순차적으로 작동 가능하게 연결된 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the recombinant vector may be one in which a promoter, a DNA fragment for promoting translation efficiency, and a gene encoding a target protein are sequentially operatively linked.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 재조합 벡터는 식물 세포에서 소포체(ER)로 목적 단백질을 타겟팅(targeting) 및 유지(retention)할 수 있는 염기서열이 추가적으로 작동가능하게 연결된 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the recombinant vector may further be operably linked to a base sequence capable of targeting and retention of a target protein to an endoplasmic reticulum (ER) in a plant cell.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 식물 세포에서 소포체(ER)로 목적 단백질을 타겟팅(targeting)할 수 있는 염기서열은 BiP(chaperone binding protein) 단백질을 암호화하는 서열번호 3으로 표시되는 염기서열이고, 상기 목적 단백질을 유지(retention)할 수 있는 염기서열은 HDEL(His-Asp-Glu-Leu) 또는 KDEL(Lys-Asp-Glu-Leu) 펩타이드를 암호화하는 염기서열인 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the base sequence capable of targeting a target protein from the plant cell to the endoplasmic reticulum (ER) comprises a base sequence (SEQ ID NO: 3) encoding a BiP (chaperone binding protein) , And the base sequence capable of retention of the target protein may be a nucleotide sequence encoding an HDEL (His-Asp-Glu-Leu) or KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu) peptide.

본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 재조합 벡터는 셀룰로오스-결합 도메인(cellulose-binding domain: CBD)을 암호화하는 서열번호 4의 염기서열이 추가적으로 작동 가능하게 연결된 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the recombinant vector may additionally be operably linked to a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 encoding a cellulose-binding domain (CBD).

이에 더하여, 본 발명은 재조합 벡터를 식물체에 도입하는 단계를 포함하는 식물체로부터 목적 단백질을 대량 생산하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for mass-producing a target protein from a plant, which comprises introducing a recombinant vector into a plant.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 재조합 벡터를 식물체에 도입하는 단계는 PEG 침전법(Polyethylen glycol), 아그로박테리움(Agrobacterium sp.)-매개에 의한 방법, 입자 총 충격법(particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커법(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리법(sonication), 및 전기천공법(electroporation)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법을 사용하여 이루어지는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of introducing the recombinant vector into a plant may be carried out by a method such as PEG precipitation method (Polyethylen glycol), Agrobacterium sp. -Mediated method, particle gun bombardment method, , Silicon carbide whiskers, sonication, and electroporation. [0034] The present invention is not limited to the above-described embodiments.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 식물은 애기장대, 대두, 담배, 가지, 고추, 감자, 토마토, 배추, 무, 양배추, 상추, 복숭아, 배, 딸기, 수박, 참외, 오이, 당근, 및 샐러리로 이루어진 군으로부터 선택되는 쌍자엽 식물; 또는 벼, 보리, 밀, 호밀, 옥수수, 사탕수수, 귀리, 및 양파로 이루어진 군으로부터 선택되는 단자엽 식물일 수 있다.In another embodiment of the present invention the plant is selected from the group consisting of Arabidopsis, soybean, tobacco, eggplant, pepper, potato, tomato, cabbage, radish, cabbage, lettuce, peach, pear, strawberry, watermelon, melon, Dicotyledonous plants selected from the group consisting of celery; Or a terminal plant selected from the group consisting of rice, barley, wheat, rye, maize, sorghum, oats, and onions.

본 발명에 따른 DNA 단편은 목적 단백질의 상류에 첨가되어 재조합 벡터로 제작됨으로써, 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 식물체는 목적 단백질의 번역을 향상시킬 수 있고, 식물체 내의 특정 장소로 타겟팅을 유도하여 목적 단백질이 안정하게 축적될 수 있도록 하며, 이로 인해 식물체로부터 목적 단백질을 대량으로 생산할 수 있는 효과가 있다.Since the DNA fragment according to the present invention is added to the upstream of the target protein to produce a recombinant vector, the plant transformed with the recombinant vector can improve translation of the target protein and induce targeting to a specific site in the plant, So that the target protein can be produced in large quantities from the plant.

도 1은 애기장대의 원형질체에서 융합단백질 GFP의 발현을 위하여, a) M17, b) R21이 각각 첨가된 재조합 벡터 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 재조합 벡터로 형질전환된 애기장대 원형질체로부터 GFP의 발현을 웨스턴 분석을 통하여 확인한 것이다. lane 1: Marker, lane 2: M17-GFP, lane 3: R21 GFP, lane 4: Negative control
도 3은 본 발명에 따른 번역효율 증진용 DNA 단편과 소포체로 타켓팅 할 수 있는 신호서열(gBiP), 목적 단백질(GFP) 서열, 셀룰로오스-결합 도메인(CBD), 및 HDEL 서열이 작동가능하게 연결된 재조합 벡터의 모식도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 재조합 벡터로 형질전환된 애기장대 원형질체로부터 목적 단백질인 GFP가 소포체로 타겟팅 되어 적절히 발현하는지 웨스턴 블롯을 이용하여 확인한 것이다.
Brief Description of the Drawings Fig. 1 shows a recombinant vector schematic diagram in which a) M17 and b) R21 are respectively added for the expression of a fusion protein GFP in Arabidopsis protoplasts.
FIG. 2 shows the expression of GFP from Arabidopsis protoplasts transformed with the recombinant vector of FIG. 1 through Western analysis. lane 1: Marker, lane 2: M17-GFP, lane 3: R21 GFP, lane 4: Negative control
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the DNA fragment for promoting translation efficiency according to the present invention and the recombinant signal sequence (gBiP), target protein (GFP) sequence, cellulosic-binding domain (CBD) Fig.
FIG. 4 shows the expression of target protein GFP as an endoplasmic reticulum from the Arabidopsis protoplast transformed with the recombinant vector of FIG. 3 and confirmed by Western blotting.

본 발명자들은 식물체 내에서 목적 단백질을 대량 생산할 수 있는 방법을 찾기 위하여, 유전자의 번역을 증진할 수 있는 5' 비번역 부위(5’UTR: 5’untranslated region) 개발에 주목하고, 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 번역 효율이 우수한 것으로 알려진 리불로스 비스포스페이트 카복시라아제/옥시게나아제(RuBisCo)의 작은 서브유니트(RbcS) 유전자의 5' UTR의 염기서열 기초로 임의적인 5' UTR 염기서열을 합성하였다.The present inventors have to find a way to mass produce the desired protein in plants, the 5 'untranslated region can promote translation of the gene: paying attention to (5'UTR 5'untranslated region) development, Arabidopsis thaliana (Arabidopsis an optional 5 'UTR base sequence was synthesized based on the base sequence of the 5' UTR of the small subunit (RbcS) gene of ribulose bisphosphate carboxylazase / oxygenase (RuBisCo) .

일반적으로 mRNA의 5' 비번역 부위(5' untranslated region: 5' UTR)는 유전자 발현 과정에서 여러 가지 기능을 수행하나 이러한 기능 중, 가장 큰 특징은 mRNA 번역 효율 조절에 관여하는 것이다. 번역개시 코돈의 인접한 상부에 존재하는 5' UTR의 염기서열이 번역 단계의 효율에 영향을 미치는 것으로 보고되어 있으며(Xiong W 외, 2001; Rogozin IB 외, 2001; Gallie DR 외, 1989; Mignone F 외, 2002; Kawaguchi R 외, 2002; Kawaguchi R 외, 2005), 그 대표적인 예가 리불로스 비스포스페이트 카복시라아제/옥시게나아제(RuBisCo)의 작은 서브유니트(subunit; RbcS) 유전자의 5' UTR이다. 이러한 5' UTR의 길이는 백 베이스 (base) 또는 그 이상의 뉴클레오티드로 되어 있고, 3' UTR의 길이는 그보다 더 긴 몇 킬로베이스(kilo base)로 이루어져 있다. 또한, 원핵생물에 5' UTR에 위치한 리보솜 결합 부위 시퀀스로 알려진 샤인-달가노 시퀀스 (Shine-Dalgarno sequence)와 같이 정해진 위치는 아니지만 진핵생물에서도 리보솜 결합 부위 시퀀스라 할 수 있는 5’UTR에 속한 시퀀스들에 관한 연구 결과가 보고된 바 있다(Kozak M, 1987; Hamilton 외, 1987; Yamauchi 외, 1991; Joshi 외, 1997). In general, the 5 'untranslated region (5' UTR) of mRNA performs various functions during gene expression, but the most important feature of these functions is the regulation of mRNA translation efficiency. It has been reported that the nucleotide sequence of the 5 'UTR present in the immediate vicinity of the translation initiation codon affects the efficiency of the translation step (Xiong W et al., 2001; Rogozin IB et al., 2001; Gallie DR et al., 1989; Mignone F et al. , 2002; Kawaguchi R et al., 2002; Kawaguchi R et al., 2005), a representative example of which is the 5 'UTR of the small subunit (RbcS) gene of ribulose bisphosphate carboxylazase / oxigenase (RuBisCo). The length of this 5 'UTR is a hundred bases or more of nucleotides, and the length of the 3' UTR is a few kilobases longer. In addition, a sequence belonging to the 5'UTR, which is not a predetermined site such as a Shine-Dalgarno sequence known as a ribosome binding site sequence located in the 5 'UTR in a prokaryote but can also be referred to as a ribosome binding site sequence in eukaryotes, (Kozak M, 1987; Hamilton et al., 1987; Yamauchi et al., 1991; Joshi et al., 1997) have been reported.

이에 본 발명자들은 목적 단백질을 대량 생산할 수 있는 방법으로, 애기장대의 5' UTR의 서열 가운데 번역 효율이 우수한 것으로 알려진 리불로스 비스포스페이트 카복시라아제/옥시게나아제(RuBisCo)의 작은 서브유니트(RbcS) 유전자의 5' UTR 서열을 기초로 서열번호 1로 표시되는 5' UTR 염기서열을 합성하였고, 상기 서열이 우수한 번역 효율을 가진다는 사실을 확인하였다(실시예 1 참조).Accordingly, the present inventors have found that a small subunit (RbcS) of ribulose bisphosphate carboxylazase / oxygenase (RuBisCo), which is known to have excellent translation efficiency among sequences of 5 'UTR of Arabidopsis thaliana, The 5 'UTR base sequence shown in SEQ ID NO: 1 was synthesized based on the 5' UTR sequence of the gene, and it was confirmed that the above sequence had excellent translation efficiency (see Example 1).

따라서 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 DNA 단편으로, 상기 DNA 단편은 식물세포 내에서 그 하류에 위치한 목적 단백질의 번역(translation)을 증진시키는 것을 특징으로 하는 번역 효율 증진용 DNA 단편을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a DNA fragment comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the DNA fragment promotes translation of a target protein located downstream in the plant cell, to provide.

또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 DNA 단편으로, 상기 DNA 단편은 식물세포 내에서 그 하류에 위치한 목적 단백질의 번역(translation)을 증진시키는 것을 특징으로 하는 번역 효율 증진용 DNA 단편을 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. The present invention also provides a DNA fragment comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the DNA fragment promotes translation of a target protein located downstream in the plant cell. ≪ / RTI >

보다 구체적으로, 상기 재조합 벡터는 단백질 발현에 사용되는 기존의 벡터를 기본 골격으로 하여 프로모터, 단백질의 번역(translation) 효율을 증진시키는 본 발명에 따른 상기 DNA 단편, 및 목적 단백질을 암호화하는 유전자가 순차적으로 작동 가능하게 연결된 재조합 발현 벡터일 수 있다.More specifically, the recombinant vector comprises a DNA fragment according to the present invention, which promotes translation efficiency of a promoter and a protein, with a conventional framework used for protein expression as a basic framework, and a gene encoding a target protein are sequentially Lt; RTI ID = 0.0 > operably linked < / RTI >

본 발명에서 상기 "발현 벡터"라는 용어는 본 발명에 따른 상기 DNA 단편 및 목적 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드 서열이 삽입 또는 도입될 수 있는 당분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 또는 기타 매개체를 의미한다. 본 발명에 따른 상기 DNA 단편 및 목적 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드 서열은 발현 조절 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 작동 가능하게 연결된 유전자 서열과 발현 조절 서열은 선택 마커 및 복제 개시점(replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 발현 벡터 내에 포함될 수 있다. 상기 "작동 가능하게 연결(operably linked)"된다는 것은 적절한 분자가 발현 조절 서열에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결된 유전자 및 발현 조절 서열일 수 있다. "발현 조절 서열(expression control sequence)"이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 폴리뉴클레오티드 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 이러한 조절 서열은 전사를 실시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 암호화하는 서열, 및 전사와 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다.The term "expression vector" in the present invention means plasmids, viruses or other vectors known in the art into which the DNA fragment according to the present invention and a polynucleotide sequence encoding the target protein can be inserted or introduced. The polynucleotide sequence encoding the DNA fragment and the protein of interest according to the present invention may be operably linked to an expression control sequence, wherein the operably linked gene sequence and expression control sequence comprise a selection marker and a replication origin, May also be included in an expression vector containing the same. Said "operably linked" may be a gene and expression control sequence linked in such a way as to enable gene expression when a suitable molecule is coupled to an expression control sequence. "Expression control sequence" means a DNA sequence that regulates the expression of a polynucleotide sequence operably linked to a particular host cell. Such regulatory sequences include promoters for conducting transcription, any operator sequences for regulating transcription, sequences encoding suitable mRNA ribosome binding sites, and sequences controlling transcription and translation termination.

상기 프로모터로는 식물체 내에서 삽입 유전자를 발현시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 이에 한정되는 것은 아니나, CaMV의 35S RNA 및 19S RNA 프로모터; 피크워트 모자이크 비루스(FMV)에서 유래한 전장 전사 프로모터 및 TMV의 코트 단백질 프로모터일 수 있다. 또한 식물 세포 내로 본 발명에 따른 상기 DNA 단편 및 목적 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드 서열을 도입시키기 위한 적합한 벡터로는 Ti 플라스미드 및 식물 바이러스 벡터가 있다. 상기 적합한 벡터의 예로는 이에 한정되지는 않으나, p35S일 수 있다. 당업자라면 본 발명에 따른 상기 DNA 단편 및 목적 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드 서열을 도입시키는데 적합한 벡터를 선택할 수 있으며, 본 발명에서는 본 발명에 따른 상기 DNA 단편 및 목적 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드 서열을 식물 세포내로 도입할 수 있는 벡터라면 모두 사용 가능하다.Examples of the promoter include, but are not limited to, the 35S RNA and 19S RNA promoters of CaMV, as long as they are capable of expressing the inserted gene in plants. May be a full-length transcriptional promoter derived from Peakwort mosaic virus (FMV) and a coat protein promoter of TMV. Suitable vectors for introducing the polynucleotide sequence encoding the DNA fragment and the target protein according to the present invention into a plant cell include a Ti plasmid and a plant virus vector. Examples of suitable vectors include, but are not limited to, p35S. Those skilled in the art can select the DNA fragment according to the present invention and a vector suitable for introducing the polynucleotide sequence encoding the target protein. In the present invention, the DNA fragment according to the present invention and the polynucleotide sequence encoding the target protein are expressed in plant cells Any vector that can be introduced into the vector is available.

또한, 본 발명자들은 목적 단백질의 번역 효율을 증진시킬 수 있는 본 발명의 DNA 단편을 이용하여, 단백질 발현을 증진시킬 뿐 아니라 식물 세포 내의 특정 장소로 목적 단백질의 타겟팅(targeting)을 유도하고 유지(retention)시킬 수 있는 지 알아보기 위해 재조합 발현 벡터를 제작하였다.The present inventors have also found that the use of the DNA fragment of the present invention capable of enhancing the translation efficiency of a target protein not only promotes protein expression but also induces targeting of a target protein to a specific site in a plant cell, ). The recombinant expression vector was constructed.

일반적으로 형질전환 식물체 또는 세포내에서 목적 단백질을 과발현시키는 경우, 단백질이 분해(proteolytic degradation)되는 현상들이 종종 발생한다. 그러나 다양한 세포내 소기관으로 외래 단백질을 타겟팅시킬 경우에는 이들 단백질을 보다 안정적으로 저장할 수 있다. 특히, 목적 단백질을 소포체로 타겟팅 할 경우, 세포질에 존재하는 것 보다 단백질의 분해를 최소화 할 수 있으며, 이러한 예로 담배에서 인간 상피 성장 인자를 소포체로 타겟팅 시켰을 때 단백질의 수율이 약 104배나 증가된다는 것이 알려져 있다(Wirth S 외, 2004). 또한, KDEL 또는 HDEL과 같은 소포체 저장 신호 펩타이드(ER retention signal peptide)를 이용하면 목적 단백질을 소포체내에 머물도록 함으로써 분자 샤페론에 의한 폴딩(folding)과 조합(assembly)이 증가되어 결과적으로 단백질의 분해를 최소화 할 수 있다(Nuttall J 외, 2002). 이러한 예로서, 목적 단백질을 분비 경로로 보냈을 때보다 소포체에 유지(retention) 시킨 경우, 목적 단백질의 수율이 10~100배 정도 증가된다고 알려진 바 있다(Hellwig S 외, 2004). 또한, 식물의 엽록체는 총 수용성 단백질의 40% 이상을 함유하고 있는 거대한 단백질 저장소일 뿐만 아니라 그 수가 많기 때문에 목적 단백질의 저장소로서 좋은 타겟이 되고 있다. 식물의 엽록체 내에는 단백질 프로세싱에 필요한 최소한의 프로테아제(protease)만을 포함하고 있는데, 이것은 목적 단백질을 프로테아제에 의해 분해되는 것을 막음으로써 엽록체 내에 고농도로 저장할 수 있음을 의미한다.In general, when over-expressing a target protein in a transgenic plant or a cell, proteolytic degradation often occurs. However, when targeting foreign proteins with various intracellular organelles, these proteins can be stored more stably. In particular, when the target protein is targeted to the endoplasmic reticulum, degradation of the protein can be minimized as compared with that in the cytoplasm. For example, when the human epithelial growth factor is targeted to the endoplasmic reticulum in the tobacco, the yield of the protein is increased by about 10 4 times (Wirth S et al., 2004). In addition, using an ER retention signal peptide such as KDEL or HDEL allows the target protein to remain in the endoplasmic reticulum, thereby increasing folding and assembly by the molecular chaperone, resulting in degradation of the protein Can be minimized (Nuttall J et al., 2002). As an example, it is known that when the target protein is retentioned in the endoplasmic reticulum rather than the secretory pathway, the yield of the target protein is increased by 10 to 100 times (Hellwig S et al., 2004). In addition, chloroplasts in plants are not only a huge protein reservoir containing more than 40% of the total water soluble protein, but also have a large number of them. In the chloroplast of a plant, only the minimum protease necessary for protein processing is contained. This means that the target protein can be stored at a high concentration in the chloroplast by preventing it from being decomposed by the protease.

따라서 본 발명자들은 프로모터, 단백질의 번역(translation) 효율을 증진시키는 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 본 발명의 DNA 단편, 및 목적 단백질을 암호화하는 유전자가 순차적으로 작동 가능하게 연결된 재조합 발현 벡터에 식물체의 특정 장소, 즉, 소포체 또는 엽록체로 목적 단백질을 타겟팅 할 수 있는 표지 서열을 추가적으로 작동 가능하게 연결된 재조합 벡터를 제조하였다.Therefore, the present inventors have found that a DNA fragment of the present invention comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 promoting the translation efficiency of a promoter and a protein, and a recombinant expression vector in which a gene encoding the target protein is operably linked in sequence, A recombinant vector was additionally operably linked to a specific site of the target protein, e. G., A marker sequence capable of targeting the target protein to the endoplasmic reticulum or chloroplast.

이때, 상기 식물 세포에서 소포체(ER)로 목적 단백질을 타겟팅(targeting) 할 경우에는 BiP (chaperone binding protein) 단백질을 암호화하는 염기서열을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 번역 효율을 증진시키기 위해 BiP의 cDNA 대신 인트론을 포함하는 BiP의 게놈 DNA인 서열번호 3으로 표시되는 염기서열을 사용할 수 있다. 상기 목적 단백질을 유지(retention)시키기 위한 염기서열로는 이에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 HDEL(His-Asp-Glu-Leu) 또는 KDEL(Lys-Asp-Glu-Leu) 펩타이드를 암호화하는 염기서열을 사용할 수 있다. BiP 단백질의 N-말단에는 소포체로의 타겟팅을 결정하는 신호 서열을 함유하고 있어 목적 단백질들을 소포체로 타겟팅 시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 식물 세포에서 엽록체로 목적 단백질을 타겟팅(targeting)할 경우에는 Cab(엽록소 a/b 결합 단백질)을 코팅하는 염기서열을 사용할 수 있다. Cab(엽록소 a/b 결합 단백질)는 N-말단에 엽록체로의 타겟팅에 필요한 트랜지트 펩타이드(transit peptide)를 가지고 있어서, 이 펩타이드를 이용할 경우, 목적 단백질을 정상적으로 엽록체로 타겟팅 할 수 있다(kavanagh TA. 외., 1988).In this case, when targeting the target protein to the endoplasmic reticulum (ER) in the plant cell, a nucleotide sequence encoding a chaperone binding protein (BiP) protein may be used. Preferably, Instead, the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3, which is a genomic DNA of BiP containing an intron, can be used. Although the base sequence for retention of the target protein is not limited thereto, it is preferable that the base sequence encoding HDEL (His-Asp-Glu-Leu) or KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu) Can be used. The N-terminus of the BiP protein contains a signal sequence that determines targeting to the endoplasmic reticulum and can serve to target the target proteins to the endoplasmic reticulum. In addition, when targeting the target protein to the chloroplast in the plant cell, a base sequence coating with Cab (chlorophyll a / b binding protein) can be used. Cab (a chlorophyll a / b binding protein) has a transit peptide necessary for targeting to the chloroplast at the N-terminus, so that when the peptide is used, the target protein can be normally targeted to the chloroplast (kavanagh TA , 1988).

따라서 이러한 BiP의 신호 서열, 소포체 유지 신호 서열 또는 Cab의 트랜지트 펩타이드 등을 이용한 발현 벡터를 사용할 경우, 목적 단백질을 소포체 또는 엽록체로 타겟팅 시킬 수 있을 뿐 아니라 목적 단백질을 높은 수준으로 축적시켜 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.Therefore, when an expression vector using such a BiP signal sequence, an endoplasmic reticulum retention signal sequence, or a trans peptide of Cab is used, target protein can be targeted to an endoplasmic reticulum or chloroplast, and a target protein can be accumulated at a high level There is an effect.

나아가 본 발명은 본 발명에 따른 상기 재조합 벡터를 당분야에 공지된 방법을 사용하여 식물체 내로 도입시킴으로써 형질전환된 식물을 제공한다.Further, the present invention provides a transformed plant by introducing the recombinant vector according to the present invention into plants using methods known in the art.

상기 본 발명의 재조합 벡터를 식물체 내로 도입하는 방법은 이에 제한되지는 않으나, PEG(Polyethylenglycol)에 의한 침전법, 아그로박테리움(Agrobacterium sp.)-매개에 의한 방법, 입자 총 충격법(particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커법(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리법(sonication), 또는 전기천공법(electroporation) 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 PEG(Polyethylenglycol)에 의한 침전법을 사용하여 본 발명의 재조합 벡터로 애기장대를 형질전환시켰다.The method of introducing the recombinant vector of the present invention into a plant is not limited thereto. However, the method of precipitation by PEG (polyethylenglycol), Agrobacterium sp. -Mediated method, particle gun bombardment , Silicon carbide whiskers, sonication, electroporation, or the like can be used. In one embodiment of the present invention, Arabidopsis thaliana was transformed with the recombinant vector of the present invention using a precipitation method using PEG (Polyethylenglycol).

본 발명의 일실시에 에서는 상기 식물체로 애기장대를 사용하였으나, 이는 바람직한 일례일 뿐, 상기 식물체는 쌍자엽 식물 또는 단자엽 식물일 수 있으며, 상기 쌍자엽 식물로는 이에 제한되지는 않으나, 애기장대, 대두, 담배, 가지, 고추, 감자, 토마토, 배추, 무, 양배추, 상추, 복숭아, 배, 딸기, 수박, 참외, 오이, 당근 또는 샐러리 등일 수 있고, 상기 단자엽 식물로는 이에 제한되지는 않으나, 벼, 보리, 밀, 호밀, 옥수수, 사탕수수, 귀리, 또는 양파 등일 수 있다.The plant may be a dicotyledonous plant or a monocotyledonous plant. Examples of the dicotyledonous plant include, but are not limited to, Arabidopsis thaliana, soybean, Such as tobacco, eggplant, pepper, potato, tomato, cabbage, radish, cabbage, lettuce, peach, pear, strawberry, watermelon, melon, cucumber, carrot or celery, Barley, wheat, rye, corn, sorghum, oats, or onions.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 서열번호 1로 구성되는 DNA 단편이 첨가된 재조합 벡터를 식물체에 도입함으로써 식물체로부터 목적 단백질을 대량 생산하는 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a method for mass-producing a target protein from a plant by introducing a recombinant vector to which a DNA fragment consisting of SEQ ID NO: 1 of the present invention is added, into a plant.

상기에서 목적 단백질은 생산하고자 하는 단백질을 의미하는 용어로서, 특정 단백질로 한정되지는 않는다. 또한, 상기 목적 단백질로서 리포터 단백질들이 포함될 수 있는데, 상기 리포터 단백질은 리포터 유전자에 의해 발현된 단백질로서 그 존재에 의해서 세포 내에서의 그의 활성을 알려주는 표지 단백질을 말한다. 본 발명의 일실시예에서는 상기 목적 단백질로 녹색 형광 단백질(GFP)를 사용하였다.The term "target protein" used herein means a protein to be produced, and is not limited to a specific protein. In addition, reporter proteins may be included as the target protein, which is a protein expressed by a reporter gene, and indicates the activity of its activity in the cell by its presence. In one embodiment of the present invention, a green fluorescent protein (GFP) was used as the target protein.

상기 형질전환된 식물체로부터 목적 단백질을 생산하는 방법은 본 발명에 따른 단백질 번역 증진 DNA 단편 및 목적 단백질을 암호화하는 염기서열이 프로모터와 작동 가능하게 연결된 본 발명에 따른 재조합 벡터를 식물체에 도입하거나 또는 상기 재조합 발현 벡터로 세포를 형질전환 시킨 다음, 목적 단백질이 발현되도록 적당한 시간동안 배양한 후, 형질전환된 식물 또는 세포로부터 수득할 수 있다. 이때 상기 목적 단백질을 발현시키는 방법은 당업계에 공지된 방법이라면 모두 사용가능하다. 또한 형질전환된 식물 또는 세포에서 고발현된 목적 단백질의 회수는 당업계에 공지된 다양한 분리 및 정제 방법을 통해 수행할 수 있으며, 통상적으로 세포 조각(cell debris) 등을 제거하기 위하여 상기 세포 용해물을 원심분리한 후, 침전, 예를 들어, 염석(황산암모늄 침전 및 인산나트륨 침전), 용매 침전(아세톤, 에탄올 등을 이용한 단백질 분획 침전)등을 수행할 수 있고, 투석, 전기영동 및 각종 컬럼 크로마토그래피 등을 수행할 수 있다. 상기 크로마토그래피로는 이온교환 크로마토그래피, 겔-침투 크로마토그래피, HPLC, 역상-HPLC, 친화성 컬럼 크로마토그래피, 또는 한외여과 등의 기법을 단독 또는 조합으로 적용시켜 본 발명의 목적 단백질을 정제할 수 있다(Maniatis 외., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.(1982); Sambrook 외., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2d Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989); Deutscher, M., Guide to Protein Purification Methods Enzymology, vol. 182. Academic Press. Inc., San Diego, CA(1990)).The method for producing the desired protein from the transformed plant can be carried out by introducing into the plant a recombinant vector according to the present invention in which the protein translation enhancing DNA fragment according to the present invention and the nucleotide sequence encoding the target protein are operably linked to the promoter, Can be obtained from transformed plants or cells after transforming the cells with a recombinant expression vector and culturing them for a suitable time to express the desired protein. At this time, the method of expressing the target protein may be any method known in the art. In addition, the recovery of the target protein highly expressed in the transformed plant or cell can be carried out through various separation and purification methods known in the art. Usually, in order to remove cell debris and the like, And then precipitating (for example, ammonium sulfate precipitation and sodium phosphate precipitation), solvent precipitation (protein fraction precipitation using acetone, ethanol and the like), and the like can be carried out, and dialysis, electrophoresis, Chromatography, and the like. As the chromatography, the target protein of the present invention can be purified by applying techniques such as ion exchange chromatography, gel-permeation chromatography, HPLC, reversed phase-HPLC, affinity column chromatography, ultrafiltration or the like, alone or in combination Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2d Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, ; Deutscher, M., Guide to Protein Purification Methods Enzymology, vol. 182. Academic Press, Inc., San Diego, Calif. (1990)).

또한, 본 발명에서는 상기 형질전환된 식물체로부터 목적 단백질을 보다 간편하고 빠르게 분리 및 정제하기 위해 앞서 기술한 본 발명의 재조합 벡터에 셀룰라제의 셀룰로오스-결합 도메인(cellulose-binding domain:CBD)을 암호화하는 염기서열, 바람직하게는 서열번호 4로 표시되는 염기서열을 추가적으로 작동 가능하게 연결된 재조합 벡터를 제조하였다.In addition, in the present invention, in order to more easily and rapidly isolate and purify the target protein from the transformed plant, the above-described recombinant vector of the present invention encodes a cellulase-binding domain (CBD) A recombinant vector was additionally operably linked to the nucleotide sequence, preferably the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4.

따라서 본 발명에서는 셀룰로오스-결합 도메인을 포함하는 재조합 벡터를 사용함에 따라 발현된 목적 단백질이 셀룰로오스 결합 도메인과 융합된 형태일 수 있으며, 셀룰로오스 담체를 컬럼으로 이용하는 크로마토그래피를 통하여 용이하게 분리 및 정제할 수 있다. 이렇게 생산된 융합된 형태의 목적 단백질은 적절한 효소 등을 이용하여 셀룰로오스 결합 도메인을 절단한 다음 추가적인 분리 정제 과정을 거쳐서 비융합된 형태의 목적 단백질을 생산할 수 있다.
Therefore, in the present invention, the expressed target protein may be fused with a cellulose binding domain by using a recombinant vector comprising a cellulose-binding domain, and the cell can be easily separated and purified by chromatography using a cellulose carrier as a column have. The fused form of the target protein thus produced can be cleaved to the cellulose-binding domain using an appropriate enzyme and then subjected to further separation and purification to produce a target protein in a non-fusion form.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided to further understand the present invention, but the present invention is not limited by the following examples.

번역효율을 증가시키는 5' The 5 ' UTRUTR 의 개발Development of

목적 단백질의 생산을 증가 시킬 수 있도록 유전자의 번역을 증진할 수 있는 5' UTR을 개발하기 위하여, 애기장대에서 번역 효율이 우수한 것으로 알려진 리불로스 비스포스페이트 카복시라아제/옥시게나아제(RuBisCo)의 작은 서브유니트(RbcS) 유전자의 5' UTR의 염기서열을 기초로 임의적인 5' UTR 염기서열을 개발하여 합성하였다. 합성된 5' UTR을 M17이라 명명하고, RbcS 유전자의 5' UTR을 R21이라 명명하였으며, 각 염기서열을 하기 표 1에 나타내었다.
In order to develop a 5 'UTR capable of promoting translation of a gene so as to increase the production of a target protein, a small amount of ribulose bisphosphate carboxylazase / oxygenase (RuBisCo), which is known to have excellent translation efficiency in Arabidopsis thaliana An arbitrary 5 'UTR base sequence was developed and synthesized based on the base sequence of the 5' UTR of the subunit (RbcS) gene. The synthesized 5 'UTR was named M17, and the 5' UTR of RbcS gene was named R21. The nucleotide sequences of the 5 'UTRs are shown in Table 1 below.

명칭designation 염기서열Base sequence 서열번호SEQ ID NO: M17 5' UTRM17 5 'UTR 5'- GGC GTG TGT GTG TGT TAA AGA -3'5'-GGC GTG TGT GTG TGT TAA AGA -3 ' 1One R21 5' UTRR21 5 'UTR 5'- CAC AAA GAG TAA AGA AGA ACA -3'5'-CAC AAA GAG TAA AGA AGA ACA -3 ' 22

개발된 5' The developed 5 ' UTRUTR 의 식물세포 내에서 발현량 확인Identification of expression levels in plant cells

단백질 발현과정에서 M17 번역 효율이 증가하였는지를 확인하기 위하여, 리포터(report) 유전자로 녹색형광단백질(Green fluorescent protein; GFP)를 사용하였으며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 GFP의 개시코돈 상부에 M17을 설치하고, 대조군으로 RbcS 유래의 5' UTR인 R21을 GFP의 개시코돈 상부에 설치하였다. 그리고 PEG(Polyethylen glycol) 침전법으로 이들을 애기장대의 원형질체(protoplast)에 도입하여 M17이 번역 효율 향상에 효과적인지를 알아보았다.Green fluorescence protein (GFP) was used as a reporter gene in order to confirm whether M17 translation efficiency was increased during protein expression. As shown in Fig. 1, M17 And R21, a 5 'UTR derived from RbcS, was set as a control on the start codon of GFP. And we investigated whether M17 is effective in improving translation efficiency by introducing them into Arabidopsis protoplasts by PEG (polyethylene glycol) precipitation method.

그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 애기장대에서 비교적 높은 발현에 관여하는 것으로 알려진 RbcS 유래의 5' 비번역 염기서열인 R21보다 M17이 설치된 군의 발현 효과가 좋은 것으로 나타났다.As a result, as shown in FIG. 2, the expression effect of M17 was better than that of R21, which is a 5 'untranslated base sequence derived from RbcS, which is known to be involved in relatively high expression in Arabidopsis thaliana.

상기로부터, M17이 목적 단백질의 번역 효율을 증진시켜 발현율을 향상시키는 효과가 있음을 알 수 있다.
From the above, it can be seen that M17 has the effect of improving the expression efficiency by enhancing the translation efficiency of the target protein.

식물 세포 내의 특정 장소에 목적 단백질을 수송 시 개발된 5' When the target protein is transported to a specific place in a plant cell, UTRUTR 번역 효율 분석 Translation efficiency analysis

본 발명자들이 개발한 5' UTR인 M17이 단백질의 안정된 저장 및 수율 증가를 위해, 목적 단백질을 특정장소로 수송할 수 있도록 작성된 벡터에서도 우수한 번역 효율을 보이는지를 조사하였다. 이를 위해, 도 3에 나타낸 바와 같이, 소포체로 목적 단백질을 수송하는 벡터에 M17 5' UTR 및 대조군인 R21 5' UTR을 각각 첨가하였다. 이때, 소포체(endoplasmic reticulum; ER)로 목적 단백질을 수송하기 위하여 제작된 벡터는 소포체 수송에 관여하는 BiP(chaperone binding protein)를 암호화(coding)하는 염기서열, 목적단백질을 소포체에 유지(retention)시키기 위한 HDEL(His-Asp-Glu-Leu)를 암호화하는 염기서열, 그리고 단백질의 정제에 이용되는 셀룰로스-결합 도메인(cellulose-binding domain)을 암호화하는 염기서열로 구성되어 있다. 상기 벡터에서 목적단백질은 리포터(report) 유전자인 녹색형광단백질(Green fluorescent protein; GFP)이 사용되었으며, 이들 벡터를 PEG 침전법을 이용하여 애기장대 원형질체에 도입하고 발현 효율을 비교하였다.In order to achieve stable storage and increase yield of the protein, M17, a 5 'UTR developed by the inventors of the present invention, examined whether the vector exhibited excellent translation efficiency even in a vector prepared to transport the target protein to a specific site. To this end, as shown in Fig. 3, M17 5 'UTR and control R21 5' UTR were added to the vector that transports the target protein into the endoplasmic reticulum. At this time, the vector prepared for transporting the target protein to the endoplasmic reticulum (ER) includes a nucleotide sequence coding for chaperone binding protein (BiP) involved in the transport of the endoplasmic reticulum, retention of the target protein in the endoplasmic reticulum , A nucleotide sequence encoding HDEL (His-Asp-Glu-Leu), and a nucleotide sequence encoding a cellulose-binding domain used for purification of proteins. Green fluorescent protein (GFP), a reporter gene, was used as a target protein in the above vector. These vectors were introduced into Arabidopsis protoplasts using PEG precipitation method and the expression efficiency was compared.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 5' 비번역 부위 M17의 발현이 대조군인 R21의 발현보다 우수한 것으로 나타나, 목적 단백질인 GFP를 소포체로 수송함에 있어서 5' 비번역 부위 M17가 더 효과적인 것을 확인하였다.As a result, as shown in Fig. 4, the expression of the 5'-untranslated region M17 was superior to that of the control group, R21, and it was confirmed that the 5'-untranslated region M17 was more effective in transporting the target protein GFP into the endoplasmic reticulum Respectively.

상기로부터, 번역효율이 우수한 본 발명의 5' 비번역 부위 M17은 목적 단백질을 특정장소로 타겟팅(targeting) 및 유지(retention)하는 데에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.
From the above, it can be seen that the 5 'untranslated region M17 of the present invention having excellent translation efficiency can be effectively used for targeting and retention of a target protein to a specific site.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

<110> POSTECH Academy-industry Foundation <120> Nucleotide sequence to promote translation efficiency in plants <130> PB12-10864 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M17 5' UTR <400> 1 ggcgtgtgtg tgtgttaaag a 21 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana - RbcS 5' UTR <400> 2 cacaaagagt aaagaagaac a 21 <210> 3 <211> 272 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana - BiP <400> 3 atggctcgct cgtttggagc taacagtacc gttgtgttgg cgatcatctt cttcggtgag 60 tgattttccg atcttcttct ccgatttaga tctcctctac attgttgctt aatctcagaa 120 ccttttttcg ttgttcctgg atctgaatgt gtttgtttgc aatttcacga tcttaaaagg 180 ttagatctcg attggtattg acgattggaa tctttacgat ttcaggatgt ttatttgcgt 240 tgtcctctgc aatagaagag gctacgaagt ta 272 <210> 4 <211> 502 <212> DNA <213> Clostridium stercorarium - CBD <400> 4 ttacacatgg catggatgaa ctatacaaat taggaggtgg aggtggaccc cgggcacacc 60 accaccacca ccactttcga agttcaccag tgcctgcacc tggtgataac acaagagacg 120 catattctat cattcaggcc gaggattatg acagcagtta tggtcccaac cttcaaatct 180 ttagcttacc aggtggtggc agcgccattg gctatattga aaatggttat tccactacct 240 ataaaaatat tgattttggt gacggcgcaa cgtccgtaac agcaagagta gctacccaga 300 atgctactac cattcaggta agattgggaa gtccatcggg tacattactt ggaacaattt 360 acgtggggtc cacaggaagc tttgatactt atagggatgt atccgctacc attagtaata 420 ctgcgggtgt aaaagatatt gttcttgtat tctcaggtcc tgttaatgtt gactggtttg 480 tattctcaaa tcaagaactt ag 502 <110> POSTECH Academy-industry Foundation <120> Nucleotide sequence to promote translation efficiency in plants <130> PB12-10864 <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M17 5 'UTR <400> 1 ggcgtgtgtg tgtgttaaag a 21 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana - RbcS 5 'UTR <400> 2 cacaaagagt aaagaagaac a 21 <210> 3 <211> 272 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana - BiP <400> 3 atggctcgct cgtttggagc taacagtacc gttgtgttgg cgatcatctt cttcggtgag 60 tgattttccg atcttcttct ccgatttaga tctcctctac attgttgctt aatctcagaa 120 ccttttttcg ttgttcctgg atctgaatgt gtttgtttgc aatttcacga tcttaaaagg 180 ttagatctcg attggtattg acgattggaa tctttacgat ttcaggatgt ttatttgcgt 240 tgtcctctgc aatagaagag gctacgaagt ta 272 <210> 4 <211> 502 <212> DNA <213> Clostridium stercorarium - CBD <400> 4 ttacacatgg catggatgaa ctatacaaat taggaggtgg aggtggaccc cgggcacacc 60 accaccacca ccactttcga agttcaccag tgcctgcacc tggtgataac acaagagacg 120 catattctat cattcaggcc gaggattatg acagcagtta tggtcccaac cttcaaatct 180 ttagcttacc aggtggtggc agcgccattg gctatattga aaatggttat tccactacct 240 ataaaaatat tgattttggt gacggcgcaa cgtccgtaac agcaagagta gctacccaga 300 atgctactac cattcaggta agattgggaa gtccatcggg tacattactt ggaacaattt 360 acgtggggtc cacaggaagc tttgatactt atagggatgt atccgctacc attagtaata 420 ctgcgggtgt aaaagatatt gttcttgtat tctcaggtcc tgttaatgtt gactggtttg 480 tattctcaaa tcaagaactt ag 502

Claims (9)

서열번호 1의 염기서열로 구성되는 DNA 단편으로, 상기 DNA 단편은 식물세포 내에서 그 하류에 위치한 목적 단백질의 번역(translation)을 증진시키는 것을 특징으로 하는 번역 효율 증진용 DNA 단편.1. A DNA fragment comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, wherein the DNA fragment promotes translation of a target protein located downstream in the plant cell. 제1항의 번역 효율 증진용 DNA 단편을 포함하는 재조합 벡터.A recombinant vector comprising the DNA fragments for promoting translation efficiency according to claim 1. 제2항에 있어서,
상기 재조합 벡터는 프로모터, 번역 효율 증진용 DNA 단편, 및 목적 단백질을 암호화하는 유전자가 순차적으로 작동 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는, 재조합 벡터.
3. The method of claim 2,
Wherein the recombinant vector is operatively linked in sequence with a promoter, a DNA fragment for promoting translation efficiency, and a gene encoding the target protein.
제3항에 있어서,
상기 재조합 벡터는 식물 세포에서 소포체(ER)로 목적 단백질을 타겟팅(targeting) 및 유지(retention)할 수 있는 염기서열이 추가적으로 작동가능하게 연결된 것을 특징으로 하는, 재조합 벡터.
The method of claim 3,
Wherein said recombinant vector is further operably linked to a base sequence capable of targeting and retention of the desired protein from the plant cell to the endoplasmic reticulum (ER).
제4항에 있어서,
상기 식물 세포에서 소포체(ER)로 목적 단백질을 타겟팅(targeting)할 수 있는 염기서열은 BiP(chaperone binding protein) 단백질을 암호화하는 서열번호 3으로 표시되는 염기서열이고, 상기 목적 단백질을 유지(retention)할 수 있는 염기서열은 HDEL(His-Asp-Glu-Leu) 또는 KDEL(Lys-Asp-Glu-Leu) 펩타이드를 암호화하는 염기서열인 것을 특징으로 하는, 재조합 벡터.
5. The method of claim 4,
A nucleotide sequence capable of targeting a target protein to the ER in the plant cell is a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 encoding a BiP (chaperone binding protein) Wherein the base sequence is a nucleotide sequence encoding an HDEL (His-Asp-Glu-Leu) or KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu) peptide.
제4항에 있어서,
상기 재조합 벡터는 셀룰로오스-결합 도메인(cellulose-binding domain: CBD)을 암호화하는 서열번호 4의 염기서열이 추가적으로 작동 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는, 재조합 벡터.
5. The method of claim 4,
Wherein the recombinant vector is further operatively linked to a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 encoding a cellulose-binding domain (CBD).
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항의 재조합 벡터를 식물체에 도입하는 단계를 포함하는 식물체로부터 목적 단백질을 대량 생산하는 방법.A method for mass-producing a target protein from a plant comprising the step of introducing the recombinant vector of any one of claims 2 to 6 into the plant. 제7항에 있어서,
상기 재조합 벡터를 식물체에 도입하는 단계는 PEG 침전법(Polyethylen glycol), 아그로박테리움(Agrobacterium sp .)-매개에 의한 방법, 입자 총 충격법(particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커법(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리법(sonication), 및 전기천공법(electroporation)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 방법.
8. The method of claim 7,
The step of introducing the recombinant vector into a plant may be carried out by a method such as PEG precipitation method (Polyethylen glycol), Agrobacterium sp . A method selected from the group consisting of an atomic method, a particle gun bombardment method, a silicon carbide whisker method, a sonication method, and an electroporation method &Lt; / RTI &gt;
제7항에 있어서,
상기 식물은 애기장대, 대두, 담배, 가지, 고추, 감자, 토마토, 배추, 무, 양배추, 상추, 복숭아, 배, 딸기, 수박, 참외, 오이, 당근, 및 샐러리로 이루어진 군으로부터 선택되는 쌍자엽 식물; 또는 벼, 보리, 밀, 호밀, 옥수수, 사탕수수, 귀리, 및 양파로 이루어진 군으로부터 선택되는 단자엽 식물인 것을 특징으로 하는, 방법.
8. The method of claim 7,
The plant is a dicot plant selected from the group consisting of Arabidopsis, soybean, tobacco, eggplant, pepper, potato, tomato, cabbage, radish, cabbage, lettuce, peach, pear, strawberry, watermelon, melon, cucumber, carrot, ; Or a terminal plant selected from the group consisting of rice, barley, wheat, rye, maize, sorghum, oats, and onions.
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