KR20230065047A - 소 임신 진단 항체와 이를 이용한 조기 임신 진단키트 개발 - Google Patents
소 임신 진단 항체와 이를 이용한 조기 임신 진단키트 개발 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 소 임신 진단 항체 및 이의 용도에 관한 발명으로 소의 bPAG 단백질 중 특이적 부분을 항원으로 이용한 소 임신 진단 항체 및 이의 용도에 관한 발명으로, 특히 본 발명은 기존의 제품들보다 정확성이 높은 소의 임신 진단키트를 제공함으로서 소의 공태기간 단축에 의한 분만간격을 줄일 수 있어 번식우의 사료비와 경영비, 노동력 및 제경상비 절감은 물론 번식우의 송아지 생산 효율을 기존 3두/5년 생산에서 4두/5년 생산으로 향상시켜 농가의 소득을 증대시킬 수 있다.
Description
본 발명은 소 임신 진단 항체 및 이의 용도에 관한 발명으로, 소의 bPAG 단백질 중 특이적 부분을 항원으로 이용한 소 임신 진단 항체 개발과 개발된 항체를 이용한 소 조기 임신 진단키트의 개발에 관한 발명이다.
소의 임신 진단 특히, 젖소와 한우의 조기 임신 진단은 경제적으로 매우 중요하다. 소에서 우유는 수정과 임신이라는 과정을 거쳐 송아지를 분만해야만 얻을 수 있다. 그러므로 국내는 물론 제외국, 특히 미국에서도 대다수 70% 이상이 인공수정을 통해 송아지를 생산하고 우유를 얻고 있다. 소는 21일 주기의 발정주기를(Estrous cycle)를 가지고 있고, 발정기에 인공수정 혹은 자연교미에 의해 난관에서 정자와 난자가 만나 수정되어 난할을 거친 다음, 수정 후 9일-13일 사이에 수정란이 자궁벽에 착상하여 임신을 하게 된다. 통상 소는 280-285일간의 임신기간을 거쳐 송아지가 분만하게 된다. 이 과정에서 수태에 실패한 소는 1 발정주기(통상 21일)를 지난 다음, 다시 발정이 재귀될 때까지는 재수정이 불가능하게 된다. 이럴 경우 농가에서는 상당한 경제적 손실을 입게 된다. 한 발정기, 즉 21일간의 사료비와 경영비 및 제반 경상비가 소요되게 된다. 다시 말해 전체 경영비가 약 30만원/두 정도 소요된다. 수정에 실패한 번식우가 10두라면 300만원, 100두라면 3천만원의 경영 손실로 이어지게 되는 것이다. 따라서 낙농산업이나 한우산업에서는 번식효율 측정방법 중에서 수태당 수정의 횟수(S/C)를 1.2회까지 줄이는 것이 중요한 목표다. 이는 번식우의 분만간격(CI)을 단축시켜 현재 5년에 3두의 송아지 생산 효율을 5년에 4두의 송아지 생산을 가능하게 하여 농가의 소득 증대에 지대한 공헌을 하게 한다. 본 발명에서는 소의 수태 실패에 따르는 농가의 피해를 최소화하고 최대한 수정 적기에 번식우의 수태를 유도하기 위하여 즉, 다음 발정기에 재수정이 가능하도록 수정된 소를 조기(수정 후 28일-35일)에 임신 여부를 정확하게 진단함으로 임신과 비임신 소를 판별해 내는 것이 주된 발명의 요지이다. 임신 여부를 알 수 없는 개체에서 임신 진단을 조기(수정후 28일 정도)에 실시할 수 있다면 임신(수태)되지 않은 소는 다음 발정기, 즉 수정 21일 이후에 재수정이 가능하다. 그러면 농가의 경제적 손실을 최소화 할 수 있다. 그러나 이 시기에 임신 여부가 정확히 판별되지 않을 경우에는 2회째의 발정주기가 시작되는 약 42일 후, 또는 3회째 발정주기가 시작되는 약 63일 후에 재수정을 해야만 한다. 이렇게 오랜 기간 동안 비 임신이 지속되는 경우 농가의 경제적 손실은 엄청나게 크다.
현재 소 임신 진단의 대부분은 수의사 또는 인공 수정사에 의해 임신 35-60일 사이에 태막촉진법(직장검사법) 혹은 초음파 임신진단법에 의해 이루어지고 있고, 또 다른 방법은 우유 혹은 혈액 내의 프로게스테론을 방사성면역법(radioimmunoassay, RIA)을 이용하여 검사하는 것이다.
프로게스테론은 황체에서 분비되는 임신의 정상적 진행과 유지에 필요한 스테로이드계 호르몬이다. 소가 임신하였을 경우 프로게스테론의 혈중 혹은 우유중의 농도가 증가하고, 비임신의 경우에는 프로게스테론 농도가 감소한다는 원리를 이용한 비임신 진단법이다. 그러나 이러한 진단법은 여러 가지 문제점을 안고 있다.
첫째는 방사성 동위원소를 사용한다는 점이다.
둘째는 고가의 복잡다단한 실험장비를 사용해야 한다는 것이다.
이는 낙농가와 인공수정사 및 수의사 대다수가 임신진단 테스트를 직접 할 수 없다는 점이다.
셋째는 프로게스테론의 양은 정상적인 비임신 소들 사이에서는 물론 발정주기 기간 내의 각각의 소들 내에서 조차 다르기 때문에 각각의 소에 대한 기준선 작업이 필요하고, 임신 확인을 위해 적어도 2회 이상의 실험을 해야 하는 번거로움이 수반된다.
소의 초기 임신 기간 동안에 임신에 관련된 수많은 시그널(signal) 예를 들면, 스테로이드(steroids), 프로스타글란딘(prostaglandins) 및 단백질 등이 생성된다. 많은 수의 이들 호르몬과 단백질은 모태 유래이기 보다는 태아의 태반에서 유래된 것들로서 성공적인 임신 진단은 물론 정상적인 세포와 신생세포(neoplastic cell)의 증식에 또한 필요하다. 그러나, 초기 임신인자(early pregnancy factor: EPF)는 임신뿐만 아니라 다양한 종양을 지닌 동물 및 사람 혈청에서도 발견될 수 있어서 소의 임신 진단 방법을 개발하려는 시도는 많았지만 현재까지 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
가축과 동물에는 여러 가지 임신 관련 단백질들이 보고되어 있다. 현재 말 장막성선자극호르몬(equine chorionic gonadotrophin : ECG)이 말의 임신 진단에 사용되고 있고, 소의 경우는 태반 락토젠(placental lactogen : bPL)과 임신특이단백질 B (Pregnancy specific protein B)로 불리는 태반 당단백질(placental glycoprotein), 그리고 소 임신 관련 당단백질 (bovine pregnancy-associated glycoprotein : bPAG)이 소의 임신 진단에 사용되고 있다. 그러나 bPAG 단백질의 특정 부분만을 이용하여 진단의 정확성을 높인 발명은 여지껏 존재하지 않았다.
본 발명은 소의 bPAG 단백질 중 특이적 부분을 항원으로 이용하여 소의 임신 진단성을 높인 진단키트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 임신된 소의 혈액에서 발현되는 소 임신 진단용 단백질을 제공한다.
또한 본 발명은 아래의 아미노산 서열 1인 것을 특징으로 하는 소 임신 진단용 단백질을 제공한다.
<아미노산 서열 1>
C - Lys Ile Pro Leu Arg Arg Leu Lys Thr Met Arg Asn Val Val Ser Val Lys - N
또한 본 발명은 아래의 아미노산 서열 2인 것을 특징으로 하는 소 임신 진단용 단백질을 제공한다.
<아미노산 서열 2>
C - Ser Lys Asp Glu Arg Glu Gly Ser Val Val Met Phe Gly Gly Val Asp His Arg - N
또한 본 발명은 아미노산 서열 1을 이용한 소 임신 진단용 항체를 제공한다.
또한 본 발명은 아미노산 서열 2를 이용한 소 임신 진단용 항체를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 소 임신 진단용 항체를 이용한 소 임신 진단용 키트를 제공한다.
소의 bPAG 단백질 중 특이적 부분을 항원으로 이용하여 소의 임신 진단성을 높인 진단키트를 제공함으로서 소의 공태기간 단축, 즉 분만간격을 단축함으로서 연간 번식우의 송아지 생산 효율을 증가시켜 농가의 소득을 향상시킬 수 있다.
도면 1은 본 발명에 의한 진단키트와 기존 진단키트 간의 소 임신진단 키트의 정확도를 비교하여 나타낸 것이다.
본 발명에 의한 발명 실시 예에서 임신된 소의 혈액에서 발현되는 소 임신 진단용 단백질을 제공한다.
본 발명에 의한 다른 실시 예에서 아래의 아미노산 서열 1인 것을 특징으로 하는 소 임신 진단용 단백질을 제공한다.
<아미노산 서열 1>
C - Lys Ile Pro Leu Arg Arg Leu Lys Thr Met Arg Asn Val Val Ser Val Lys - N
본 발명에 의한 또 다른 실시 예에서 본 발명은 아래의 아미노산 서열 2인 것을 특징으로 하는 소 임신 진단용 단백질을 제공한다.
<아미노산 서열 2>
C - Ser Lys Asp Glu Arg Glu Gly Ser Val Val Met Phe Gly Gly Val Asp His Arg - N
본 발명에 의한 또 다른 실시 예에서 아미노산 서열 1을 이용한 소 임신 진단용 항체를 제공한다.
본 발명에 의한 또 다른 실시 예에서 아미노산 서열 2을 이용한 소 임신 진단용 항체를 제공한다.
본 발명에 의한 또 다른 실시 예에서 상기 소 임신 진단용 항체를 이용한 소 임신 진단용 키트를 제공한다.
이하, 구체적인 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
소 임신 관련 당단백질 (bovine pregnancy-associated glycoprotein : bPAG)의 아미노산 서열은 다음과 같다.
| 1-16 | Met Lys Trp Leu Val Leu Leu Gly Leu Val Ala Phe Ser Glu Cys Ile |
| 17-32 | Val Lys Ile Pro Leu Arg Arg Leu Lys Thr Met Arg Asn Val Val Ser |
| 33-48 | Gly Lys Asn Met Leu Asn Asn Phe Leu Lys Glu His Ala Tyr Ser Leu |
| 49-64 | Ser Gln Ile Ser Phe Arg Gly Ser Asn Leu Thr Thr His Pro Leu Arg |
| 65-80 | Asn Ile Lys Asp Leu Val Tyr Met Gly Asn Ile Thr Ile Gly Thr Pro |
| 81-96 | Pro Gln Glu Phe Gln Val Val Phe Asp Thr Ala Ser Ser Asp Leu Trp |
| 97-112 | Val Pro Ser Asp Phe Cys Thr Ser Pro Ala Cys Ser Thr His Val Arg |
| 113-128 | Phe Arg His Leu Gln Ser Ser Thr Phe Arg Leu Thr Asn Lys Thr Phe |
| 129-144 | Arg Ile Thr Tyr Gly Ser Gly Arg Met Lys Gly Val Val Val His Asp |
| 145-160 | Thr Val Arg Ile Gly Asn Leu Val Ser Thr Asp Gln Pro Phe Gly Leu |
| 161-176 | Ser Ile Glu Glu Tyr Gly Phe Glu Gly Arg Ile Tyr Asp Gly Val Leu |
| 177-192 | Gly Leu Asn Tyr Pro Asn Ile Ser Phe Ser Gly Ala Ile Pro Ile Phe |
| 193-208 | Asp Lys Leu Lys Asn Gln Arg Ala Ile Ser Glu Pro Val Phe Ala Phe |
| 209-224 | Tyr Leu Ser Lys Asp Glu Arg Glu Gly Ser Val Val Met Phe Gly Gly |
| 225-240 | Val Asp His Arg Tyr Tyr Glu Gly Glu Leu Asn Trp Val Pro Leu Ile |
| 241-256 | Gln Ala Gly Asp Trp Ser Val His Met Asp Arg Ile Ser Ile Glu Arg |
| 257-272 | Lys Ile Ile Ala Cys Ser Asp Gly Cys Lys Ala Leu Val Asp Thr Gly |
| 273-288 | Thr Ser Asp Ile Val Gly Pro Arg Arg Leu Val Asn Asn Ile His Arg |
| 289-304 | Leu Ile Gly Ala Ile Pro Arg Gly Ser Glu His Tyr Val Pro Cys Ser |
| 305-320 | Glu Val Asn Thr Leu Pro Ser Ile Val Phe Thr Ile Asn Gly Ile Asn |
| 321-336 | Tyr Pro Val Pro Gly Arg Ala Tyr Ile Leu Lys Asp Asp Arg Gly Arg |
| 337-352 | Cys Tyr Thr Thr Phe Gln Glu Asn Arg Val Ser Ser Ser Thr Glu Thr |
| 353-368 | Trp Tyr Leu Gly Asp Val Phe Leu Arg Leu Tyr Phe Ser Val Phe Asp |
| 369-380 | Arg Gly Asn Asp Arg Ile Gly Leu Ala Arg Ala Val |
상기 bPAG 아미노산 서열에서 선택된 1차 항원 서열은 다음과 같으며 conjugation을 위하여 N말단에 Cys를 첨가하였다.
C - Lys Ile Pro Leu Arg Arg Leu Lys Thr Met Arg Asn Val Val Ser Val Lys - N
또한, 상기 bPAG 아미노산 서열에서 선택된 2차 항원 서열은 다음과 같으며 conjugation을 위하여 N말단에 Cys를 첨가하였다.
C - Ser Lys Asp Glu Arg Glu Gly Ser Val Val Met Phe Gly Gly Val Asp His Arg - N
상기 1차 및 2차 항원 서열을 이용한 소의 임진 진단 테스트 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에 따르면, 기존 진단키트에 의하여 양성으로 판정된 샘플이 본 발명에 의한 항원을 이용한 테스트에서는 음성으로 나타났고, 초음파를 이용한 판정결과 소는 비임신으로 확인되었는 바, 본 발명이 기존의 진단키트보다 소의 임신 판정에 대한 정확성이 높다는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (6)
- 임신된 소의 혈액에서 발현되는 소 임신 진단용 단백질
- 제1항에 있어서, 상기 소 임신 진단용 단백질은 하기 아미노산 서열 1인 것을 특징으로 하는 소 임신 진단용 단백질
<아미노산 서열 1>
C - Lys Ile Pro Leu Arg Arg Leu Lys Thr Met Arg Asn Val Val Ser Val Lys - N - 제1항에 있어서, 상기 소 임신 진단용 단백질은 하기 아미노산 서열 2인 것을 특징으로 하는 소 임신 진단용 단백질
<아미노산 서열 2>
C - Ser Lys Asp Glu Arg Glu Gly Ser Val Val Met Phe Gly Gly Val Asp His Arg - N - 제2항에 있어서, 아미노산 서열 1을 이용한 소 임신 진단용 항체
- 제3항에 있어서, 아미노산 서열 2을 이용한 소 임신 진단용 항체
- 제4항 및 제5항의 소 임신 진단용 항체를 이용한 소 임신 진단용 키트
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210150843A KR20230065047A (ko) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | 소 임신 진단 항체와 이를 이용한 조기 임신 진단키트 개발 |
| PCT/KR2022/016087 WO2023080500A1 (ko) | 2021-11-04 | 2022-10-20 | 소 임신 진단 항체와 이를 이용한 조기 임신 진단키트 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210150843A KR20230065047A (ko) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | 소 임신 진단 항체와 이를 이용한 조기 임신 진단키트 개발 |
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| KR1020210150843A KR20230065047A (ko) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | 소 임신 진단 항체와 이를 이용한 조기 임신 진단키트 개발 |
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