KR20220139566A - Single guide RNA combination for suppressing the expression of clock gene Period, and use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시계 유전자 Period의 발현을 억제용 단일 가이드 RNA 조합, 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a single guide RNA combination for inhibiting the expression of a clock gene Period, and uses thereof.
모든 생물은 외부 환경에 따라 약 24 시간을 주기로 자율 진동하는 생체 시계를 가지고 있다. 생체 시계는 활동 일주기라고 하는 생물학적인 일주 변동을 일으키고, 수면/각성의 사이클을 비롯하여, 체온 조절, 혈압, 호르몬 분비, 대사, 심신의 활동, 섭식 등의 여러가지 생체 활동의 일주 변동을 조절한다. 최근에 활동일주기의 흐트러짐이 수면장애, 피부질환, 생활습관병, 나아가서는 우울증 등의 신경정신질환 등 여러 가지 심신의 증상 또는 질환의 발병 요인으로서 지적되고 있다. 예를 들면, 항공기 등의 이동에 의한 시차 후유증, 쉬프트 워크(교대 근무) 등에 의한 불규칙한 생활 패턴에 기인한 수면 장해, 야간형 생활(밤샘, 야근 등)에 의한 수면 각성 리듬 등의 변조 등, 생활 환경·노동 환경의 변화 등에 의한 일주기 생체 리듬의 혼란이 일으키는 문제가 많다. 또한, 노화에 따라, 일주기 생체리듬을 조정하는 멜라토닌 등의 호르몬 분비량이 저하되기 때문에, 수면 각성, 체온 조절 등의 다양한 리듬이, 고령자에 있어서는 감쇠하게 된다. 노후의 수면 장해 등에 의한 QOL의 저하도, 최근의 급속한 고령화와 함께, 사회적인 문제로서 우려되고 있다. 이러한 현상을 감안하면, 일주기 생체 리듬의 변조나 감쇠 등을 해소하고, 나아가서는 상기 수면 장애등을 치료, 개선할 수 있는 방법이 요구되고 있지만, 이러한 방법은 아직도 확립되어 있지 않는 상황에 있다.All living things have a biological clock that autonomously vibrates in a cycle of about 24 hours depending on the external environment. The biological clock causes a biological diurnal fluctuation called an activity cycle, and regulates the sleep/wake cycle, as well as the diurnal fluctuation of various biological activities such as temperature control, blood pressure, hormone secretion, metabolism, mental and physical activity, and eating. In recent years, disruption of the circadian rhythm has been pointed out as a cause of various mental and physical symptoms or diseases such as sleep disorders, skin diseases, lifestyle-related diseases, and neuropsychiatric diseases such as depression. For example, jet lag caused by the movement of airplanes, etc., sleep disturbance due to irregular life patterns due to shift work (shift work), etc., modulation of sleep awakening rhythm etc. There are many problems caused by disruption of the circadian rhythm due to changes in the environment and working environment. In addition, since the amount of secretion of hormones such as melatonin that regulates the circadian rhythm decreases with aging, various rhythms such as sleep awakening and body temperature regulation are attenuated in the elderly. The decline in QOL due to sleep disturbance in old age is also concerned as a social problem along with the recent rapid aging of the population. In view of such a phenomenon, there is a need for a method capable of resolving modulation, attenuation, etc. of circadian circadian rhythm, and further, treating and improving the sleep disorders, etc., but such a method has not yet been established.
포유류에서 일주기 생체 리듬은 좌우의 눈의 망막에서부터 뻗은 시신경이 뇌의 시상하부에서 교차하고 있는 시신경 교차 부위(시 교차) 상에 존재하는 시교차상핵(suprachiasmatic nucleus, SCN)에서 제어된다. SCN가 만들어 내고 있는 일주기 생체 리듬은 시계 유전자(Bmal1, Clock, Period, Cryptochrome 등)라고 하는 유전자군에 의해 형성되고 있다. 보다 구체적으로는, 전사 활성화 인자인 BMAL1 및 CLOCK 단백질이 Period 및 Cryptochrome 유전자의 발현을 활성화하고, 이에 따라 전사 번역된 Period(PER1, PER2) 및 Cryptochrome(CRY1, CRY2) 단백질이 BMAL1 및 CLOCK 단백질과 상호작용함에 따라 스스로 전사를 억제하는 음성 피드백을 형성하고 있다. 그 후, PER 및 CRY 단백질은 인산화 및 유비퀴틴화 수식을 받은 후, 프로테아솜(proteasome)으로 분해되기 때문에, 상기 전사 억제제가 해제되게 된다. 그리고, BMAL1 및 CLOCK 단백질에 의한 다음의 사이클이 개시되어 이 사이클의 1주에 약 24시간을 필요로 하는 것이, 일주기 생체 리듬 형성의 분자 메카니즘이다.In mammals, the circadian rhythm is controlled in the suprachiasmatic nucleus (SCN), which is located on the optic nerve junction (optic junction) where the optic nerves extending from the retinas of the left and right eyes intersect in the hypothalamus of the brain. The circadian rhythm created by SCN is formed by a group of genes called clock genes (Bmal1, Clock, Period, Cryptochrome, etc.). More specifically, BMAL1 and CLOCK proteins, which are transcriptional activators, activate the expression of Period and Cryptochrome genes, and thus the transcriptionally translated Period (PER1, PER2) and Cryptochrome (CRY1, CRY2) proteins interact with BMAL1 and CLOCK proteins. As they act, they form a negative feedback that self-represses transcription. After that, the PER and CRY proteins are subjected to phosphorylation and ubiquitination modifications, and then are degraded into the proteasome, so that the transcription inhibitor is released. The molecular mechanism of circadian circadian rhythm formation is that the next cycle is initiated by BMAL1 and CLOCK proteins, requiring about 24 hours per week of this cycle.
이러한 시계 유전자의 피드백 기구는 간장이나 근육, 폐, 심장이라고 하는 말초 조직, 뇌 안의 SCN 이외의 조직에도 존재하고 있어, 해당 기구에 의해 말초 조직 등에 있어서도 일주기 생체 리듬을 형성하는 것이 밝혀지고 있다. 또한, 그 리듬은 제어의 중심인 SCN가 여러가지 조직을 개입시켜 신경 호르몬 등에 의한 시그널에 의해 제어되고 있다. 이러한 일주기 생체 리듬은 시계 유전자의 발현에 의해 제어된다. 따라서 생체 리듬 변화로 발병되는 수면 장애, 우울증, 정신질환 등을 치료할 수 있는 물질을 탐색하기 위해서는 해당 시계 유전자의 발현을 억제하여 일주기 생체 리듬을 변화시킬 수 있는 유전적 방법의 개발이 요구된다.Such a clock gene feedback mechanism also exists in peripheral tissues such as the liver, muscle, lung, and heart, and in tissues other than the SCN in the brain, and it has been found that this mechanism forms a circadian circadian rhythm in peripheral tissues and the like. In addition, the rhythm is controlled by signals from neurohormones and the like through various tissues of the SCN, which is the center of control. These circadian circadian rhythms are controlled by the expression of clock genes. Therefore, in order to search for substances that can treat sleep disorders, depression, and mental disorders caused by circadian rhythm changes, it is required to develop a genetic method capable of changing the circadian circadian rhythm by suppressing the expression of the clock gene.
한편, CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)은 세균에 존재하는 수십 개 염기쌍의 짧은 반복적 서열로서 박테리오파지, 플라스미드 등과 같은 외래 DNA에 대한 획득 면역 기전에 관여한다. CRISPR의 상류에 있는 Cas 유전자 클러스터 중 하나는 외래 DNA에서 PAM (proto-spacer adjacent motif)으로 불리는 특이적 짧은 서열을 인식하고, 그의 상류에서 수십 개의 염기쌍을 절단하여 이들을 CRISPR 영역 내로 삽입한다. 삽입된 표적 서열은 일련의 CRISPR RNA (crRNA) 전구체로서 반복 서열과 함께 전사되고, 반복 서열은 crRNA에 부분적으로 상보적인 트랜스-활성화 crRNA (tracrRNA)의 작용에 의해 절단되어 성숙 crRNA를 제공하며, 성숙 crRNA는 tracrRNA 및 Cas 유전자 클러스터 중 하나로서 이중 가닥 단절-유도 엔도뉴클리아제인 Cas9와 복합체를 형성한다. 상기 복합체는 외래 DNA에서 PAM 서열을 인식하고, 그에 인접한 표적 서열에 결합하고, Cas9 (CRISPR associated protein 9)는 외래 DNA를 절단하고 제거한다. 이러한 일련의 기전은 CRISPR/Cas9 시스템으로 불린다. 인위적으로 특정 유전자를 억제하는데 CRISPR/Cas9을 활용하기 위해서는 타겟이 되는 유전자의 적절한 시퀀스를 대상으로 하여 single guide RNA (sgRNA)를 디자인하는 것이 핵심적이며, 아직까지 sgRNA의 효율을 정확하게 예측할 수 있는 시스템이 존재하지 않기 때문에 실험적으로 유효성을 입증하는 것이 핵심적으로 요구된다.On the other hand, CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) is a short repetitive sequence of several tens of base pairs present in bacteria and is involved in the mechanism of acquired immunity against foreign DNA such as bacteriophages and plasmids. One of the Cas gene clusters upstream of CRISPR recognizes a specific short sequence called a proto-spacer adjacent motif (PAM) in foreign DNA, cleaves dozens of base pairs upstream of it and inserts them into the CRISPR region. The inserted target sequence is transcribed together with the repeat sequence as a series of CRISPR RNA (crRNA) precursors, which are cleaved by the action of a trans-activating crRNA (tracrRNA) partially complementary to the crRNA to provide a mature crRNA, which matures crRNA forms a complex with Cas9, a double-stranded break-inducing endonuclease as one of the tracrRNA and Cas gene clusters. The complex recognizes the PAM sequence in foreign DNA, binds to a target sequence adjacent thereto, and Cas9 (CRISPR associated protein 9) cleaves and removes the foreign DNA. This set of mechanisms is called the CRISPR/Cas9 system. In order to use CRISPR/Cas9 to artificially suppress a specific gene, it is essential to design a single guide RNA (sgRNA) targeting the appropriate sequence of the target gene. Since it does not exist, it is essential to prove its effectiveness experimentally.
본 발명의 목적은 시계 유전자(clock gene)인 Period 1(Per1), 및 Period 2(Per2)의 발현을 동시에 억제할 수 있는 sgRNA 조합 및 이를 포함하는 일주기 리듬 제어용 벡터를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a sgRNA combination capable of simultaneously inhibiting the expression of clock genes, Period 1 (Per1), and Period 2 (Per2), and a vector for circadian rhythm control comprising the same.
본 발명은 시계 유전자(clock gene) Period의 발현 억제용 sgRNA를 제공한다.The present invention provides an sgRNA for suppressing the expression of a clock gene Period.
또한, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA; 및 서열번호 2 또는 3으로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA를 포함하는 포유류의 일주기 리듬 제어용 벡터를 제공한다.In addition, the present invention is sgRNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1; And it provides a vector for controlling the circadian rhythm of a mammal comprising an sgRNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 3.
본 발명에 따르면, 시계 유전자(clock gene)인 Period 1(Per1) 및 Period 2(Per2)의 발현을 동시에 억제할 수 있는 특정 sgRNA 조합을 설계하고, 이를 포함하는 벡터를 이용하여 시교차상핵(suprachiasmatic nucleus, SCN)에서 일주기 분자 시계 진동이 억제되는 것을 확인하고, 상기 벡터를 포함하는 바이러스를 주입한 동물 모델에서 일주일 운동 활성에 운동 활동이 낮아지고 체온 조절 이상이 나타나는 등의 일주기 리듬 억제에 의한 병증이 나타나는 것을 확인함으로써, 상기 sgRNA 및 이를 포함하는 벡터를 일주기 생체 리듬을 변화시킬 수 있는 도구로 제공될 수 있다.According to the present invention, a specific sgRNA combination capable of simultaneously inhibiting the expression of the clock genes, Period 1 (Per1) and Period 2 (Per2), is designed, and using a vector containing the same, suprachiasmatic (suprachiasmatic) nucleus, SCN), and to suppress circadian rhythms such as decreased motor activity and abnormal body temperature control in an animal model injected with the virus containing the vector. By confirming the appearance of the disease caused by the sgRNA and the vector including the sgRNA can be provided as a tool to change the circadian rhythm.
도 1은 일주일 리듬에 관련된 Period 유전자들을 표적으로 하는 단일 가이드 RNA(sgRNA)를 설정한 결과(a), 이를 포함할 벡터(b) 및 상기 벡터의 효율을 확인한 결과(c)이다.
도 2는 일주일 리듬에 관련된 Period 유전자들을 표적으로 하는 다중 sgRNA 발현 카세트를 포함하는 벡터(a) 및 상기 벡터를 이용하여 PERIOD 단백질들의 발현을 억제한 결과(b)이다.
도 3는 동물 모델에서 Period 유전자들을 타겟하는 sgRNA를 포함하는 벡터가 우동 활동 및 체온에 미치는 영향을 평가하기 위해, 상기 벡터를 포함하는 아데노-관련 바이러스(AAV)를 동물의 시교차상핵(suprachiasmatic nucleus, SCN)에 주입하는 모식도(a), 형광 리포터 단백질 사진(b), 및 바이러스 감염 부위(c)를 나타내는 결과이다.
도 4는 동물 모델에서 Period 유전자를 타겟하는 sgRNA를 포함하는 벡터가 동물의 일주일 운동 활성에 미치는 영향을 평가한 결과이다.
도 5은 동물 모델에서 Period 유전자를 타겟하는 sgRNA를 포함하는 벡터가 동물의 일주일 체온 변화에 미치는 영향을 평가한 결과이다.
도 6은 동물 모델에서 Period 유전자를 타겟하는 sgRNA를 포함하는 벡터가 명암 조건에 따른 평균 운동 활동 및 체온 변화를 평가한 결과이다.1 is a result of setting a single guide RNA (sgRNA) targeting Period genes related to the weekly rhythm (a), a vector to include it (b), and a result of confirming the efficiency of the vector (c).
2 is a vector (a) containing multiple sgRNA expression cassettes targeting the Period genes involved in the weekly rhythm (a) and the result of suppressing the expression of PERIOD proteins using the vector (b).
3 is an adeno-associated virus (AAV) containing the vector in order to evaluate the effect of a vector containing sgRNA targeting Period genes on udon activity and body temperature in an animal model in the suprachiasmatic nucleus of an animal. , SCN) is a schematic diagram (a), a photograph of a fluorescent reporter protein (b), and a result showing the site of virus infection (c).
4 is a result of evaluating the effect of a vector including an sgRNA targeting the Period gene on the weekly exercise activity of an animal in an animal model.
5 is a result of evaluating the effect of a vector including an sgRNA targeting the Period gene on changes in body temperature in an animal model in an animal model.
6 is a result of evaluating the average exercise activity and body temperature change according to the light and dark conditions of a vector including sgRNA targeting the Period gene in an animal model.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, which may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.Numerical ranges are inclusive of the values defined in that range. Every maximum numerical limitation given throughout this specification includes all lower numerical limitations as if the lower numerical limitation were expressly written. Every minimum numerical limitation given throughout this specification includes all higher numerical limitations as if the higher numerical limitation were expressly written. All numerical limitations given throughout this specification will include all numerical ranges that are better within the broader numerical limits, as if the narrower numerical limitations were expressly written.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 시계 유전자(clock gene) Period의 발현 억제용 sgRNA를 제공한다.The present invention provides an sgRNA for suppressing the expression of a clock gene Period.
상기 sgRNA는 편집하려는 DNA 위치를 찾아내는 역할을 수행하는 단일 가이드 RNA이며, 상기 sgRNA는 시계 유전자인 Period 1(Per1) 또는 Period 2(Per2)에 특이적으로 결합할 수 있는 염기서열을 갖는 것을 특징으로 한다.The sgRNA is a single guide RNA that serves to find the DNA position to be edited, and the sgRNA has a nucleotide sequence that can specifically bind to the clock gene Period 1 (Per1) or Period 2 (Per2). do.
상기 sgRNA는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA이고, 시계 유전자인 Period 1(Per1)의 발현을 억제할 수 있다. 또한, 상기 sgRNA는 서열번호 2 또는 3으로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA이고, 시계 유전자인 Period 2(Per2)의 발현을 억제할 수 있다.The sgRNA is an sgRNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1, and may inhibit the expression of the clock gene Period 1 (Per1). In addition, the sgRNA is an sgRNA having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 3, and may inhibit the expression of a clock gene Period 2 (Per2).
또한, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA; 및 서열번호 2 또는 3으로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA를 포함하는 포유류의 일주기 리듬 제어용 벡터를 제공한다.In addition, the present invention is sgRNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1; And it provides a vector for controlling the circadian rhythm of a mammal comprising an sgRNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 3.
상기 벡터는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "전달체"는 흔히 "벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용 가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The vector is used when referring to a DNA fragment(s) or nucleic acid molecule that is delivered into a cell. The vector replicates DNA and can be reproduced independently in a host cell. The term "carrier" is often used interchangeably with "vector." The term "expression vector" refers to a recombinant DNA molecule comprising a coding sequence of interest and an appropriate nucleic acid sequence necessary for expression of an operably linked coding sequence in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotes are known.
상기 벡터는 CRISPR/Cas9 기술에 적용이 가능하며, 일반적으로 진행생물에서RNA 서열의 발현을 유도하는 프로모터일 수 있고, 구체적으로 U6 프로모터를 포함하는 발현 벡터일 수 있고, 보다 구체적으로 pAAV-hU6-gRNA-hSyn-mCherry-KASH일 수 있다. 상기 프로모터는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다.The vector can be applied to CRISPR/Cas9 technology, and may be a promoter that induces the expression of an RNA sequence in a living organism in general, and specifically may be an expression vector including a U6 promoter, more specifically pAAV-hU6- gRNA-hSyn-mCherry-KASH. The promoter refers to a region upstream of DNA from a structural gene and refers to a DNA molecule to which RNA polymerase binds to initiate transcription.
상기 벡터는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA, 서열번호 2로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA, 및 서열번호 3으로 표시되는 염기서열을 갖는 sgRNA를 포함하고, Period 단백질의 발현을 억제한다.The vector includes sgRNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1, sgRNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, and sgRNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3, Period protein It suppresses the expression .
또한, 본 발명은 상기 벡터를 포함하는 CRISPR/Cas9 기반 단일 아데노 관련 바이러스(AAV) 벡터 시스템을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 벡터 시스템으로 형질전환된 형질전환체를 제공한다.In addition, the present invention provides a CRISPR/Cas9-based single adeno-associated virus (AAV) vector system comprising the vector. In addition, the present invention provides a transformant transformed with the vector system.
또한 본 발명은 상기 형질전환체에 시험 물질을 처리하는 단계; 및 상기 시험 물질이 처리된 형질전환체의 활동 일주기 리듬 변화를 분석하는 단계를 포함하는 일주기 리듬 개선용 약물 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of treating the transformant with a test substance; And it provides a drug screening method for improving circadian rhythm, comprising the step of analyzing a change in the circadian rhythm of the transformant treated with the test substance.
상기 시험물질은 일주기 리듬 개선 효과를 확인할 물질을 의미하며, 예컨대 추출물, 단백질, 올리고펩티드, 소형 유기분자, 다당류, 폴리뉴클레오티드 및 광범위한 화합물 등의 임의 분자를 포함할 수 있다. 이러한 시험물질은 또한 천연물질뿐 아니라, 합성물질도 포함한다. 상기 활동일주기의 변화는 관련 유전자의 발현을 통해 확인될 수 있으며, 시험물질의 처리에 따른 세포주의 활동일주기의 주기 및 진폭의 변화를 미처리 대조군 및 정상세포와 비교하여 판단될 수 있다.The test substance refers to a substance whose circadian rhythm improvement effect is to be confirmed, and may include any molecule such as extracts, proteins, oligopeptides, small organic molecules, polysaccharides, polynucleotides, and a wide range of compounds. These test substances also include natural as well as synthetic substances. The change in the circadian cycle can be confirmed through the expression of the related gene, and the change in the cycle and amplitude of the circadian cycle of the cell line according to the treatment of the test substance can be determined by comparing it with the untreated control group and normal cells.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실험예 및 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실험예 및 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실험예 및 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실험예 및 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, experimental examples and examples will be described in detail to help the understanding of the present invention. However, the following experimental examples and examples are only to illustrate the content of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the following experimental examples and examples. Experimental examples and examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
<실험예> 실험 재료 및 방법<Experimental example> Experimental material and method
하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다.The following experimental examples are intended to provide experimental examples commonly applied to each embodiment according to the present invention.
1. 동물1. Animals
모든 마우스는 표준 마우스 케이지(16 x 36 x 12.5 cm)에서 태어나고 사육되었으며, 음식과 물을 자율배식하였다. 마우스는 생후 3-4 주에 젖을 뗀 후, 케이지당 최대 4 마리씩 동성 형제/자매와 함께 사육되었다. 마우스는 22±1℃에서 12 시간 명암 주기로 사육되었다. 모든 절차는 대구경북과학기술원(DGIST)의 동물실험 실험윤리 위원회의 승인을 받았다. PER2::LUC knock-in 마우스는 Joseph Takahashi로부터 얻었고, Cas9-표현형 마우스는 Feng Zhang으로부터 제공받았다.All mice were born and housed in standard mouse cages (16 x 36 x 12.5 cm), and were fed with food and water autonomously. Mice were weaned at 3-4 weeks of age and housed together with siblings of the same sex, up to 4 mice per cage. Mice were housed at 22±1° C. on a 12-hour light-dark cycle. All procedures were approved by the Animal Experimentation Ethics Committee of the Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST). PER2::LUC knock-in mice were obtained from Joseph Takahashi, and Cas9-phenotype mice were provided by Feng Zhang.
2. 세포 배양 및 돌연변이 검출2. Cell Culture and Mutation Detection
Neuro2a 및 Neuro2a Cas9-GFP-Hygorres(CSC-RO0033, Genecopeoia, Rockville, MD, USA) 세포들은 1 x 페니실린/스트렙토마이신(Capricorn Scientific, Ebsdorfergrund, Germany), 10 mg/mL hygromycin (H-34274, Merck Millipore, Burlington, MA, USA), 및 10% FBS(fetal bovine serum, Hyclone)를 포함하는 DMEM(Dulbecco's modified Eagle medium, Hyclone, Chicago, IL, USA)에 37℃ 5% CO2 조건으로 배양되었다. Neuro2a-Cas9 세포는 제조사의 지침에 따라 Lipofectamine 2000 형질감염 시약(#11668019, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)을 사용하여 pAAV-U6-sgBMAL-hSyn-mCherry, pAAV-U6-sgCRY-hSyn-mCherry, pAAV-U6-sgPER-hSyn-mCherry, 또는 pAAV-U6-sgLacZ-hSyn-mCherry로 형질 감염되었다. 48 시간 후에 세포를 수집하고, 제조사의 지침에 따라 조직 미니 키트(Cosmo Genetech, Seoul, South Korea)를 사용하여 게놈 DNA를 준비하였다. 제조사의 지침에 따라 Surveyor 돌연변이 검출 분석(Integrated DNA Technologies, Coralville, IA, USA)을 수행하였다. Neuro2a and Neuro2a Cas9-GFP-Hygor res (CSC-RO0033, Genecopeoia, Rockville, MD, USA) cells were treated with 1 x penicillin/streptomycin (Capricorn Scientific, Ebsdorfergrund, Germany), 10 mg/mL hygromycin (H-34274, Merck) Millipore, Burlington, MA, USA), and 10% FBS (fetal bovine serum, Hyclone) containing DMEM (Dulbecco's modified Eagle medium, Hyclone, Chicago, IL, USA) 37
3. 플라스미드 및 벡터 생산3. Plasmid and Vector Production
CHOPCHOP를 사용하여 설계된 sgRNA의 DNA 올리고머는 클로닝용 어댑터를 추가한 후 Bionics(Seoul, South Korea)에서 상업적으로 합성하였다. 어닐링 후, sgRNA를 포함하는 DNA 단편을 sgRNA 발현 벡터인 pAAV-hU6-gRNA-hSyn-mCherry-KASH에 클로닝하였다. U6-sgRNA 발현 카세트는 Goldengate 조립 방법을 사용하여 다중화되어 pAAV-(hU6-gRNA)X3-hSyn-mCherry-KASH에 조립된 3개의 다중화 카세트를 생성하였다. 플라스미드 DNA 서열은 Sanger sequencing (Macrogen, Seoul, South Korea)에 의해 검증되었다. AAV(adeno-associated virus)는 삼중 형질 감염 방법을 사용하여 생산되고, iodixanol 구배 방법으로 정제되었다. 본 실시예에서 투여된 모든 AAV(adeno-associated virus) 벡터는 qPCR에 의해 정량화된 바와 같이, 밀리리터 당 1012 내지 1013 바이러스 게놈 개수(GC/mL)으로 입력하였다: AAV-DJ-hU6-sgLacZ-hSyn-mCherry-KASH 1.8 x 1013 GC/mL; AAV-DJ-CSAC-Pers-hSyn-mCherry-KASH 3.1 x 1013 GC/mL; AAV-2-hSyn-mCherry 4.7 x 1012 GC/mL.DNA oligomers of sgRNA designed using CHOPCHOP were synthesized commercially by Bionics (Seoul, South Korea) after adding an adapter for cloning. After annealing, the DNA fragment containing the sgRNA was cloned into an sgRNA expression vector, pAAV-hU6-gRNA-hSyn-mCherry-KASH. The U6-sgRNA expression cassette was multiplexed using the Goldengate assembly method to generate three multiplexed cassettes assembled in pAAV-(hU6-gRNA)X3-hSyn-mCherry-KASH. The plasmid DNA sequence was verified by Sanger sequencing (Macrogen, Seoul, South Korea). Adeno-associated virus (AAV) was produced using the triple transfection method and purified by the iodixanol gradient method. All adeno-associated virus (AAV) vectors administered in this example were entered as 10 12 to 10 13 virus genome counts per milliliter (GC/mL), as quantified by qPCR: AAV-DJ-hU6-sgLacZ -hSyn-mCherry-KASH 1.8 x 10 13 GC/mL; AAV-DJ-CSAC-Pers-hSyn-mCherry-KASH 3.1 x 10 13 GC/mL; AAV-2-hSyn-mCherry 4.7 x 10 12 GC/mL.
4. 웨스턴 블롯 분석4. Western Blot Analysis
세포를 인산염-완충 식염수(phosphate-buffered saline)로 2 회 세척하고, 방사선 면역 침전 분석 (RIPA) 완충액(#9806, Cell Signaling, Danvers, MA, USA)에서 초음파 처리로 용해하고 얼음 위에서 30분 동안 배양하였다. 용해물은 원심분리하여 Laemmli 샘플 용액(#NP0007, Invitrogen, Waltham, MA, USA)에서 5분 동안 끓인 상층액을 얻었다. 단백질을 TG(Tris-glycine) 완충액(#45101080003-2, SMOBIO, Hsinchu, Taiwan)에 담긴 4-15% TG 겔에서 분리하고, PVDF(polyvinylidene fluoride) 막(#A16646282, GE Healthcare, Chicago, IL, USA)으로 옮겼다. 막을 1% BSA(bovine serum albumin)를 포함하는 TTBS(Tween-20)로 완충된 Tris에서 차단하고, 0.1% BSA 및 하기 1차 항체를 포함하는 TTBS에서 4℃ 조건으로 배양하였다: mPer1 (#AB2201, Merck Millipore), PER2 (#AB2202, Merck Millipore) 및 β-actin-HRP (#SC-47778, Santa Cruz, Dallas, TX, USA). Anti-Rabbit (SKU#31460, Thermo Scientific) 또는 antigoat (Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME, USA) 이차 항체를 사용하였다. enhanced chemiluminescence (ECL) Select Solution (GE healthcare) 및 ECL Pico System (ECL-PS100, Dongin, Seoul, Korea)을 사용하여 단백질 밴드를 검출하였다.Cells were washed twice with phosphate-buffered saline, lysed by sonication in radioimmunoprecipitation assay (RIPA) buffer (#9806, Cell Signaling, Danvers, MA, USA) and left on ice for 30 min. cultured. The lysate was centrifuged to obtain a supernatant that was boiled for 5 minutes in Laemmli sample solution (#NP0007, Invitrogen, Waltham, MA, USA). Proteins were separated on 4-15% TG gels in Tris-glycine (TG) buffer (#45101080003-2, SMOBIO, Hsinchu, Taiwan), and polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes (#A16646282, GE Healthcare, Chicago, IL, USA) was moved. The membrane was blocked in Tris buffered with TTBS (Tween-20) containing 1% BSA (bovine serum albumin), and incubated at 4° C. in TTBS containing 0.1% BSA and the following primary antibody: mPer1 (#AB2201) , Merck Millipore), PER2 (#AB2202, Merck Millipore) and β-actin-HRP (#SC-47778, Santa Cruz, Dallas, TX, USA). Anti-Rabbit (SKU#31460, Thermo Scientific) or antigoat (Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME, USA) secondary antibodies were used. Protein bands were detected using enhanced chemiluminescence (ECL) Select Solution (GE healthcare) and ECL Pico System (ECL-PS100, Dongin, Seoul, Korea).
5. 정위 주입(Stereotaxic injection)5. Stereotaxic injection
수술은 무균 기술을 사용하여 수행되었다. 마우스를 100 mg/kg 케타민(ketamine) 및 10 mg/kg 자일라진(xylazine)의 혼합물로 마취하고, 정위 장치 (RWD Life Science, Shenzhen, China)에 Nanoliter 주입기 시스템(WPI)을 사용하여 0.1 μL/min 이하의 속도로 AAV를 뇌의 SCN 양측에 각각 250 nL씩 주입하였다(AP = -0.8 mm, ML = 브레그마에서 ± 0.22 mm, DV = 뇌 표면에서 5.85 mm).The surgery was performed using aseptic technique. Mice were anesthetized with a mixture of 100 mg/kg ketamine and 10 mg/kg xylazine, and 0.1 μL/kg using a Nanoliter injector system (WPI) in a stereotaxic device (RWD Life Science, Shenzhen, China). AAV was injected at a rate of less than or equal to min. 250 nL each on both sides of the SCN of the brain (AP = -0.8 mm, ML = ± 0.22 mm at the bregma, DV = 5.85 mm at the brain surface).
6. 운동 활동 및 체온 측정6. Motor activity and body temperature measurement
마우스의 운동 활동과 체온은 무선 송신기 기반 원격 측정 시스템(Starr Life Science, Oakmont, PA, USA)인 E-mitter를 사용하여 측정되었다. E-mitter는 복강 내 100 mg/kg 케타민(ketamine) 및 10 mg/kg 자일라진(xylazine) 주사로 유도된 전신 마취 하에서 무균 기술을 사용하여 마우스의 등 피부 아래에 이식되었다. 이식 후, 마우스는 적어도 1 주일 동안 회복하고, 규칙적인 12 시간 명암 주기에 순응되었다. 이식된 센서에서 감지된 활동 및 온도 데이터는 수신기(ER-4000 engergizer receiver, Starr Life Science)로 전송되었다. 데이터 수집 및 디지털 변환은 6분 마다 VitalView software(Starr Life Science)를 사용하여 수행되었다.The motor activity and body temperature of the mice were measured using an E-mitter, a radio transmitter-based telemetry system (Starr Life Science, Oakmont, PA, USA). E-mitter was implanted under the dorsal skin of mice using aseptic technique under general anesthesia induced by intraperitoneal 100 mg/kg ketamine and 10 mg/kg xylazine injections. After implantation, the mice recovered for at least 1 week and were acclimatized to a regular 12 hour light-dark cycle. The activity and temperature data detected by the implanted sensor were transmitted to a receiver (ER-4000 engergizer receiver, Starr Life Science). Data collection and digital conversion were performed every 6 minutes using VitalView software (Starr Life Science).
7. 조직 샘플 준비 및 공초점 현미경7. Tissue Sample Preparation and Confocal Microscopy
바이러스 발현 3 주 후, 마우스를 4% 파라포름알데히드로 심장 내 관류하고, 4℃에서 밤새 고정시켰다. Leica VT1000 S vibratome (Leica, Wetzlar, Germany)를 사용하여 50-μm 두께의 코로나 섹션을 수집하였다. 핵은 DAPI(4'6'-diamidino-2-phnylindole)로 대조 염색하고, Nikon C2+ 공초점 현미경 시스템을 사용하여 이미지를 촬영하고 피지로 선형 조정하였다. Three weeks after virus expression, mice were intracardiac perfused with 4% paraformaldehyde and fixed overnight at 4°C. 50-μm thick coronal sections were collected using a Leica VT1000 S vibratome (Leica, Wetzlar, Germany). Nuclei were counterstained with DAPI (4'6'-diamidino-2-phnylindole), images were taken using a Nikon C2+ confocal microscope system and linearly adjusted with sebum.
8. 데이터 및 통계 분석8. Data and Statistical Analysis
카이-스퀘어 주기도 분석은 R의 xsp 패키지를 사용하여 수행되었다. 실시간 생물 발광은 cosinor 절차에 의해 분석되었다. 그래프는 Prism 8 (GraphPad, SanDiego, CA, USA) 또는 ggplot2를 사용하여 구성되었다. 통계적 유의성에 대한 임계 값은 P <0.05로 설정되었다.Chi-square periodogram analysis was performed using the xsp package of R. Real-time bioluminescence was analyzed by the cosinor procedure. Graphs were constructed using Prism 8 (GraphPad, SanDiego, CA, USA) or ggplot2. The threshold for statistical significance was set at P < 0.05.
실시예 1. 핵심 시계 유전자 계열 구성원을 표적으로 하는 sgRNA의 설계 및 평가Example 1. Design and evaluation of sgRNAs targeting key clock gene family members
일주일 시계의 필수 분자 구성 요소를 제거할 수 있는 단일 가이드 RNA(sgRNA) 세트를 얻기 위해, CRISPR-Cas9에 대한 웹 구현 표적 사이트 선택 알고리즘인 CHOPCHOP를 사용하여 Period 유전자(Per1 및 Per2)를 표적으로 하는 sgRNA를 설계하였다. 도 1a에 나타난 바와 같이, 예측된 sgRNA 중에서 프레임 이동 매개 넌센스 돌연변이의 효과를 극대화하기 위해, 초기 엑손을 타겟으로 하는 3개를 선별하였다. 그 후, 도 1b에 나타난 바와 같이, 개별 sgRNA를 U6 프로모터 구동 sgRNA 발현 벡터에 복제하여 돌연변이 유도 효율을 평가하였다. 각각 sgRNA-발현 플라스미드를 SpCas9-발현 플라스미드로 Neuro2a 신경모세포종 세포주로 형질 감염시켰다. 수확된 게놈 DNA의 돌연변이율은 형질 감염된 세포의 게놈 DNA에서 유도된 가능한 돌연변이를 검출할 수 있는 Surveyor 핵산 불일치 절단 분석(Surveyor nuclease mismatch cleavage assay)을 사용하여 평가되었다.To obtain a single guide RNA (sgRNA) set capable of removing the essential molecular components of the week clock, we used CHOPCHOP, a web-implemented target site selection algorithm for CRISPR-Cas9, to target the Period genes ( Per1 and Per2 ). sgRNA was designed. As shown in Figure 1a, in order to maximize the effect of the frame shift-mediated nonsense mutation among the predicted sgRNAs, three targeting the initial exon were selected. Thereafter, as shown in FIG. 1B , individual sgRNAs were cloned into a U6 promoter-driven sgRNA expression vector to evaluate mutagenesis efficiency. Each sgRNA-expressing plasmid was transfected with the SpCas9 -expressing plasmid into the Neuro2a neuroblastoma cell line. Mutation rates of harvested genomic DNA were assessed using the Surveyor nuclease mismatch cleavage assay, which can detect possible mutations induced in the genomic DNA of transfected cells.
도 1c에 나타난 바와 같이, Per1를 표적으로 하는 sgRNA(sgPer1)를 발현하는 플라스미드로 형질 감염된 Neuro2a 세포의 모든 게놈 DNA는 돌연변이 불일치 절단 분석에서 절단된 DNA 밴드(화살표)를 생성하였다. sgPer2 그룹에서도 유사한 불일치 절단 분석 결과를 얻었다. 단일 AAV는 최대 3개의 sgRNA 발현 카세트를 수용할 수 있으므로, 강력한 돌연변이 유도 효율을 가진 Per1을 표적으로 하는 하나의 sgRNA(서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는 sgPer1-3)와 Per2를 표적으로 하는 2 개의 sgRNA(서열번호 2로 표시되는 염기서열을 갖는 sgPer2-1 및 서열번호 3으로 표시되는 염기서열을 갖는 sgPer2-2)를 조합하여 Per1 및 Per2를 동시에 녹아웃시킬 가능성을 높였다. sgRNA 서열은 하기 표 1과 같다.As shown in Figure 1c, all genomic DNA of Neuro2a cells transfected with a plasmid expressing sgRNA targeting Per1 (sgPer1) produced cleaved DNA bands (arrows) in the mutation mismatch cleavage assay. Similar discordant truncation analysis results were obtained in the sgPer2 group. Since a single AAV can accommodate up to three sgRNA expression cassettes, one sgRNA (sgPer1-3 with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1) targeting Per1 with strong mutagenesis efficiency and Per2 targeting Per2 By combining two sgRNAs (sgPer2-1 having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 and sgPer2-2 having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3), the possibility of simultaneously knocking out Per1 and Per2 was increased. The sgRNA sequence is shown in Table 1 below.
(bp)(bp)
또한, 단백질 발현을 감소시킬 때 다중화된 sgRNA의 게놈 편집 효능을 조사하였다. 단백질 추출물을 분리하고, PER 에 대한 항체를 사용하여 웨스턴 블롯 분석을 수행하기 전에 Cas9:EGFP를 안정적으로 발현하는 Neuro2a 세포(이하, Neuro2a-Cas9 세포라 함)는 도 2a와 같은 다중화된 U6-매개 sgRNA 발현 카세트를 포함하는 플라스미드로 형질감염 되었다. 도 2b에 나타난 바와 같이, sgPer-형질 감염된 그룹에서 PER1 및 PER2 단백질의 높은 수준은 sgLacZ 대조군 그룹의 절반 미만이었다. 일관되게, 형질감염된 세포로부터의 게놈 DNA의 돌연변이 분석 및 웨스턴 블롯 분석은 성공적인 표적 유전자 KO를 나타냈다. 따라서 상기 다중 sgRNA 발현 AAV 벡터 시스템을 이하 실시예에서 CSAC로 명명하였다.In addition, the genome editing efficacy of multiplexed sgRNAs in reducing protein expression was investigated. Before the protein extract was isolated and Western blot analysis was performed using an antibody against PER, Neuro2a cells stably expressing Cas9:EGFP (hereinafter referred to as Neuro2a-Cas9 cells) were multiplexed with U6-mediated sgRNA as shown in FIG. 2A . Transfected with a plasmid containing the expression cassette. As shown in Figure 2b, the high levels of PER1 and PER2 proteins in the sgPer-transfected group were less than half that of the sgLacZ control group. Consistently, mutation analysis and Western blot analysis of genomic DNA from transfected cells indicated successful target gene KO. Therefore, the multiple sgRNA expression AAV vector system was named CSAC in the Examples below.
실시예 2. SCN-주입 CSAC가 운동 활동 및 체온에 미치는 영향Example 2. Effect of SCN-Injected CSACs on Motor Activity and Body Temperature
생체 내에서 CSAC의 유용성을 입증하기 위해, 도 3a에 나타난 바와 같이 Cas9를 구성적으로 발현하는 마우스의 SCN에 CSAC-Per 또는 대조군 AAV를 주입하였다. AAV 전달은 SCN을 포함하는 뇌 섹션의 공 초점 현미경으로 조직학적으로 확인되었다. 도 3c-d에 나타난 바와 같이, SCN을 덮고 있는 바이러스 감염 부위가 마우스에 나타났다.To demonstrate the utility of CSAC in vivo, CSAC-Per or control AAV was injected into the SCN of mice constitutively expressing Cas9 as shown in FIG. 3A . AAV delivery was confirmed histologically by confocal microscopy of brain sections containing the SCN. As shown in Fig. 3c-d, viral infection sites covering the SCN appeared in mice.
깨어 있는 행동 동물에서 일주일 리듬의 행동 및 생리학적 측면에 대한 CSAC의 효과를 결정하기 위해, 원격 측정 기반 방법을 사용하여 운동 활동과 체온을 동시에 기록하였다. 도 4a에 나타난 바와 같이, 일주일 운동 활성은 AAV 발현 형광 단백질이 주입된 대조군 동물에서 정상으로 나타났고, 이는 빛의 단계 동안 빛이 억제된 운동과 빛이 꺼진 지점과 일치되는 뚜렷한 행동 개시를 나타냈다. 일정한 어둠 속에서, 대조군 동물은 C57BL/6J 군의 특징인 24 시간 보다 약간 짧은 기간으로 일주기 각성 및 휴식 주기를 명확하게 보여주었다. 그러나 도 4b에 나타난 바와 같이, CSAC-Per를 주사한 마우스는 일정한 어둠(DD) 하에서 일주기성이 망가진 활동성을 나타냈다. 카이-제곱 주기도 분석은 CSAC가 일주기 운동 활동을 방해한다는 것을 명확하게 나타낸다. 도 4c에 나타난 바와 같이, 대조군 동물에서 평균 Qp 값은 24 시간 전에 유의하게 정점에 이르렀으며, 전형적인 일주기 운동 활동의 전형이다. 도 4d에 나타난 바와 같이, CSAC-Per 그룹의 평균 Qp 값은 어느 시점에서도 유의하지 않는 것으로 나타났다.To determine the effect of CSAC on the behavioral and physiological aspects of circadian rhythm in awake behavioral animals, motor activity and body temperature were simultaneously recorded using a telemetry-based method. As shown in Fig. 4a, weekly locomotor activity was found to be normal in control animals injected with AAV-expressing fluorescent protein, which exhibited light-inhibited locomotion during the light phase and distinct behavioral onset consistent with the light-off point. In constant darkness, control animals clearly showed circadian awakening and resting cycles with a duration slightly shorter than the 24 h characteristic of the C57BL/6J group. However, as shown in FIG. 4b , mice injected with CSAC-Per exhibited disrupted circadian activity under constant darkness (DD). Chi-square periodogram analysis clearly indicates that CSAC interferes with circadian motor activity. As shown in Figure 4c, mean Qp values in control animals peaked significantly before 24 h, typical of circadian motor activity. As shown in Fig. 4d, the mean Qp value of the CSAC-Per group was not significant at any time point.
체온은 실험 동물의 운동 활동과 거의 동일한 패턴으로 나타났다. 도 5a,b에 나타난 바와 같이, 대조군 동물은 LD 및 DD 조건 모두에서 전형적인 일주기 액토그램을 보인 반면, CSAC-Per 군은 가벼운 신호 없이 자유 실행 조건에서 체온의 일주기 변화가 없는 것으로 나타났다. 즉, 도 5c,d에 나타난 바와 같이, 카이-제곱 주기도는 CSAC-Per 군의 마우스와 달리 대조군 동물의 평균 Qp 값이 약 24 시간에 유의성 임계값을 초과하는 결과를 뒷받침한다.Body temperature showed almost the same pattern as the motor activity of the experimental animals. As shown in Figure 5a,b, the control animals showed typical circadian actograms in both LD and DD conditions, whereas the CSAC-Per group showed no circadian changes in body temperature in the free running condition without a light signal. That is, as shown in Fig. 5c, d, the chi-square periodogram supports the result that the mean Qp value of the control animals, unlike the mice in the CSAC-Per group, exceeds the significance threshold at about 24 hours.
또한, SCN에서 일주기 단백질의 CSAC 매개 형질감염이 기준 활동 수준 또는 온도에 영향을 미치는지 평가하기 위해, 각각 평균 활동 및 체온을 계산하였다. 도 6에 나타난 바와 같이, 평균 운동 활동과 체온이 대조군과 CSAC 그룹 사이에 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 상기 결과는 SCN으로의 CSAC 주입이 평균 운동 활동 또는 체온에 영향을 미치지 않고 생체 내에서 일주기 리듬의 생리적 특징을 효율적이고 특이적으로 억제했음을 나타낸다.In addition, to evaluate whether CSAC-mediated transfection of circadian proteins in SCN affected baseline activity levels or temperature, mean activity and body temperature were calculated, respectively. As shown in FIG. 6 , there was no significant difference in average motor activity and body temperature between the control group and the CSAC group. The above results indicate that CSAC injection into the SCN efficiently and specifically inhibited the physiological features of circadian rhythm in vivo without affecting average motor activity or body temperature.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 즉, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, it is clear that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. do. That is, the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.
<110> Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology <120> Single guide RNA combination for suppressing the expression of clock gene Period, and use thereof <130> ADP-2021-0027 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sgPer1-3 <400> 1 ggatgcgctc ggcaatgagt agg 23 <210> 2 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sgPer2-1 <400> 2 ggatggcgag catcaagggc cgg 23 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sgPer2-2 <400> 3 gagcacaacc cctccacgag cgg 23 <110> Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology <120> Single guide RNA combination for suppressing the expression of clock gene Period, and use thereof <130> ADP-2021-0027 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sgPer1-3 <400> 1 ggatgcgctc ggcaatgagt agg 23 <210> 2 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sgPer2-1 <400> 2 ggatggcgag catcaagggc cgg 23 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sgPer2-2 <400> 3 gagcacaacc cctccacgag cgg 23
Claims (9)
상기 시험 물질이 처리된 형질전환체의 활동 일주기 리듬 변화를 분석하는 단계를 포함하는 일주기 리듬 개선용 약물 스크리닝 방법.treating the transformant of claim 8 with a test substance; and
A drug screening method for improving circadian rhythm, comprising the step of analyzing a change in the circadian rhythm of the transformant treated with the test substance.
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BioRxiv Preprint, DOI: HTTPS://DOI.ORG/10.1101/2020.07.02.184119, (2020.07.02.) 1부.* * |
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