KR20240108545A - Methods for protecting porcine fetuses from infection with virus - Google Patents

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Abstract

돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스 (PRRSV) 감염으로부터 돼지 태아를 보호하는 방법. 상기 방법은 암컷 돼지 동물을 수컷 돼지 동물과 브리딩시키는 것을 포함한다. 상기 암컷 돼지 동물은 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하되, 상기 변형된 염색체 서열은 그것의 CD163 유전자의 대립 유전자에서 임의의 변형된 염색체 서열을 포함하지 않는 암컷 돼지 동물의 PRRSV 감염에 대한 감수성과 비교하여 PRRSV 감염에 대한 암컷 돼지 동물의 감수성을 감소시킨다. 상기 수컷 돼지 동물은 적어도 하나의 야생형 CD163 대립유전자를 포함한다.How to protect pig fetuses from porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection. The method involves breeding a female porcine animal with a male porcine animal. The female swine animal comprises a modified chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene, wherein the modified chromosomal sequence does not include any modified chromosomal sequence in all alleles of its CD163 gene. Reduces the susceptibility of female swine animals to PRRSV infection compared to the susceptibility of female swine animals to PRRSV infection. The male porcine animal contains at least one wild type CD163 allele.

Description

바이러스에 의한 감염으로부터 돼지 태아를 보호하는 방법{METHODS FOR PROTECTING PORCINE FETUSES FROM INFECTION WITH VIRUS}{METHODS FOR PROTECTING PORCINE FETUSES FROM INFECTION WITH VIRUS}

전자적으로 제출된 서열목록에 대한 참조Reference to electronically submitted sequence listing

서열목록의 공식 사본은 2018년 3월 27일에 형성되고 그 크기가 175.5 킬로바이트인 "SEQ LISTING 18054WO" 명칭의 파일과 함께 ASCII-형식 서열목록으로 EFS-Web을 통해 전자적으로 제출되고, 명세서와 함께 출원되어 있다. 상기 ASCII-형식 문서에 포함된 서열목록은 명세서의 일부이고, 전체적으로 참고로 본원에 포함된다.An official copy of the Sequence Listing will be submitted electronically via EFS-Web as an ASCII-format sequence listing with a file titled "SEQ LISTING 18054WO", formed on March 27, 2018 and having a size of 175.5 kilobytes, together with the specification. It has been applied for. The sequence listing contained in this ASCII-format document is part of the specification and is hereby incorporated by reference in its entirety.

발명의 분야field of invention

본 발명은 돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스 (PRRSV) 감염으로부터 돼지 태아를 보호하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of protecting porcine fetuses from porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection.

발명의 배경Background of the invention

돼지 생식기 호흡기 증후군 (PRRS)은 북미, 유럽 및 아시아에서 경제적으로 가장 중요한 돼지류 질환으로, 북미 생산자에게 연간 대략 6억 달러의 비용이 발생한다 (Holtkamp 등, 2013). 돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스 (PRRSV) 감염으로 인한 임상 질환 증후군은 1987년 미국에서 최초로 보고되었고 (Keffaber, 1989) 이후 1990년 유럽에서 보고되었다 (Wensvoort 등, 1991). PRRSV에 감염되면 기침과 발열을 포함한 호흡기 질환, 임신 후기 동안 생식 장애, 및 성장 능력 감소가 발생한다. 이 바이러스는 또한 평생 무증상 감염을 유지하면서 다양한 다균성 질환 증후군 상호작용에 관여한다 (Rowland 등, 2012). 손실은 어린 돼지의 호흡기 질환, 불량한 성장 능력, 생식 장애 및 자궁 감염의 결과이다 (Keffaber, 1989). Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) is the most economically important swine disease in North America, Europe, and Asia, costing North American producers approximately $600 million annually (Holtkamp et al., 2013). The clinical disease syndrome caused by porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection was first reported in the United States in 1987 (Keffaber, 1989) and later in Europe in 1990 (Wensvoort et al., 1991). Infection with PRRSV causes respiratory illness including cough and fever, reproductive problems during the third trimester, and reduced growth capacity. This virus is also involved in various polymicrobial disease syndrome interactions, maintaining lifelong asymptomatic infection (Rowland et al., 2012). Losses are the result of respiratory disease, poor growth performance, reproductive failure and uterine infection in young pigs (Keffaber, 1989).

상기 질환 중 생식 형태는 유산, 태아 사망 및 신생아의 호흡기 질환으로 인한 손실의 45% 추정치를 차지한다. 가장 심각한 형태의 생식 PRRS는 어미 짐승의 사망률 증가와 더불어 태아/신생아의 90% 사망률을 야기할 수 있다. PRRS의 생식 형태는 임신한 어미 암퇘지 또는 114일의 임신 기간 중 약 90일째 되는 암퇘지의 감염 후 발생한다 (Christianson 등, 1993; Rowland, 2010). 모계 대식세포에서 복제의 초기 단계 후에 상기 바이러스는 태반을 통과하여 태아를 활동적으로 감염시키기 시작한다. 상기 바이러스는 초기에는 단지 적은 수의 태아만을 감염시킨 다음 태아에서 태아로 바이러스를 수평 전파시킨다 (Wilkinson 등, 2016). 상기 바이러스가 태반을 통과하는 정확한 기전은 알려져 있지 않지만, 앞서 락테이트 탈수소효소-증진 바이러스 (LDV)에 대해 설명된 감염된 "트로이 목마" 대식세포와 유사할 수 있다 (Cafruny, 1996). 성인 동물의 폐포 대식세포와 달리, 태아에서 PRRSV 복제의 원발 부위는 가슴샘이다 (Rowland, 2003). 돼지 태아는 임신 약 70일에 면역 능력이 생기기 때문에, PRRSV 감염은 기능적 B 및 T 세포가 포함된 태아 면역 환경에서 발생한다 (Rowland, 2003; Rowland, 2010). The reproductive form of these diseases accounts for an estimated 45% of losses due to miscarriage, fetal death and respiratory disease in newborns. The most severe form of reproductive PRRS can cause up to 90% fetal/neonatal mortality with increased maternal mortality. The reproductive form of PRRS occurs after infection of a pregnant sow or sow at about day 90 of a 114-day gestation period (Christianson et al., 1993; Rowland, 2010). After an initial stage of replication in maternal macrophages, the virus crosses the placenta and begins to actively infect the fetus. The virus initially infects only a small number of fetuses and then horizontally spreads the virus from fetus to fetus (Wilkinson et al., 2016). The exact mechanism by which the virus crosses the placenta is not known, but may be similar to infecting “Trojan horse” macrophages previously described for lactate dehydrogenase-enhancing virus (LDV) (Cafruny, 1996). Unlike alveolar macrophages in adult animals, the primary site of PRRSV replication in the fetus is the thymus (Rowland, 2003). Because pig fetuses become immunocompetent at approximately day 70 of gestation, PRRSV infection occurs in a fetal immune environment containing functional B and T cells (Rowland, 2003; Rowland, 2010).

자궁 감염에서 살아남은 돼지는 다운스트림 생산 단계에서 바이러스의 지속적인 공급원이 되어, 풍토병성으로 감염된 무리를 발생시킨다 (Rowland, 등, 2003). 가장 심각한 형태의 생식 질환은 비정형 PRRSV로 칭해지는 매우 독성이 강한 분리주 그룹과 관련이 있다 (Halbur 등, 1997; Mengeling 등, 1998). 흥미롭게도, 많은 비정형 PRRSV 분리주가 PRRS-백신접종된 농장에서 나왔다 (Key 등, 2001). 2006년에는 고병원성 PRRSV (HP-PRRSV)라고 하는 비정형 바이러스가 중국에 나타났으며, 그 나라의 돼지 개체군을 계속해서 대량으로 살상하고 있다 (Tian 등, 2007). 표준의 상업 사육 시설에는 약 5,000 마리의 암퇘지가 있기 때문에, 사망률이 높은 생식 PRRS가 발생하면 엄청난 영향을 미칠 수 있다. 돼지고기 생산 및 식량 안보의 지속 가능성을 보장하기 위해, 생식 PRRS 제어 솔루션이 우선순위로 남아 있다. 백신은 주로 바이러스의 구조 단백질 내의 유전적 다양성 때문에 질환을 통제할 수 없었다 (Shi 등, 2010). 실제로, 집중적인 생물보안 조치는 번식 무리를 보호하는 수단만을 제공한다.Pigs that survive uterine infection become a persistent source of virus for downstream production steps, creating endemic infected herds (Rowland, et al., 2003). The most severe form of reproductive disease is associated with a group of highly virulent isolates termed atypical PRRSV (Halbur et al., 1997; Mengeling et al., 1998). Interestingly, many atypical PRRSV isolates came from PRRS-vaccinated farms (Key et al., 2001). In 2006, an atypical virus called highly pathogenic PRRSV (HP-PRRSV) appeared in China and continues to decimate the country's pig population (Tian et al., 2007). Since a standard commercial breeding facility has approximately 5,000 sows, an outbreak of reproductive PRRS with high mortality rates could have a devastating impact. To ensure sustainability of pork production and food security, reproductive PRRS control solutions remain a priority. Vaccines have been unable to control the disease primarily due to genetic diversity within the structural proteins of the virus (Shi et al., 2010). In reality, intensive biosecurity measures provide only a means of protecting breeding flocks.

돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스 (PRRSV)는 쥣과 락테이트 탈수소효소-증진 바이러스, 유인원 출혈열 바이러스, 및 말 동맥염 바이러스와 함께 아테리바다에(Arterividae)과에 속한다. 구조적으로 아테리바이러스(arterivirus)는 토가바이러스(togavirus)를 닮았지만, 코로나바이러스(coronavirus)와 유사하며, 공통 리더 및 폴리-A 꼬리를 갖는 서브게놈 mRNA의 내재된 3'-공동-말단 세트를 통해 복제된다. 아테리바이러스는 대식세포에 대한 향성과 심각한 질환 및 지속적인 감염을 유발하는 능력을 포함하여 바이러스 발병과 관련된 중요한 특성을 공유한다 (Plagemann, 1996). 북미 바이러스와 유럽 바이러스 간의 분자 비교는 모든 PRRSV 분리주를 각각 2형 또는 1형의 두 유전자형 중 하나로 배치한다. 두 유전자형이 뉴클레오타이드 수준에서 단지 약 70%의 동일성을 보유하더라도 (Nelsen 등, 1999), 둘 다 CD163-양성 세포에 대한 향성을 공유하고, 장기 감염을 확립하고, 유사한 임상 징후를 생성한다.Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) belongs to the Arterividae family along with murine lactate dehydrogenase-enhanced virus, simian hemorrhagic fever virus, and equine arteritis virus. Structurally, arteriviruses resemble togaviruses, but are similar to coronaviruses and possess an inherent 3'-co-terminal set of subgenomic mRNAs with a common leader and poly-A tail. replicated through Arteriviruses share important characteristics associated with viral pathogenesis, including tropism for macrophages and the ability to cause severe disease and persistent infection (Plagemann, 1996). Molecular comparisons between North American and European viruses place all PRRSV isolates into one of two genotypes, type 2 or type 1, respectively. Although the two genotypes possess only about 70% identity at the nucleotide level (Nelsen et al., 1999), both share a tropism for CD163-positive cells, establish long-term infection, and produce similar clinical signs.

CD163은 막관통 도메인 및 짧은 세포질 꼬리와 함께 9개의 스캐빈저 수용체 시스테인-풍부 (SRCR) 도메인과 2개의 스페이서 도메인으로 구성된 130 kDa의 1형 막 단백질이다 (Fabriek 등, 2005). 돼지 CD163은 펩타이드 신호 서열에 이어서 9개의 SRCR 도메인, 2개의 링커 도메인 (또한 일명 SRCR 6 및 SRCR 9 뒤에 위치한 프롤린 세린 트레오닌 (PST) 도메인), 및 세포질 도메인에 이어서 짧은 세포질 꼬리를 코딩하는 17개의 엑손을 함유한다. CD163의 표면 발현은 단핵구-대식세포 계통의 세포로 제한된다. 바이러스 수용체로 기능하는 것 외에도, CD163은 정상적인 항상성 유지와 관련된 몇 가지 중요한 기능을 나타낸다. 예를 들어, 감염 또는 조직 손상 후에, CD163은 스캐빈저 분자로 기능하여 혈액에서 합토글로빈-헤모글로빈 복합체를 제거한다 (Kristiansen 등, 2001). 그 결과 헴 분해 산물은 관련된 염증 반응을 조절한다 (Fabriek 등, 2005). HbHp 소거는 CD163의 주요 기능이며, SRCR 3에 위치한다 (Madsen 등, 2004). HbHp 분해 후 대식세포에 의해 방출된 대사물은 빌리루빈, CO, 및 유리 철을 포함한다. CD163의 중요한 기능 중 하나는 유리 헤모글로빈으로 인한 산화 독성 예방이다 (Kristiansen 등, 2001; Soares 등, 2009).CD163 is a type 1 membrane protein of 130 kDa consisting of nine scavenger receptor cysteine-rich (SRCR) domains and two spacer domains, along with a transmembrane domain and a short cytoplasmic tail (Fabriek et al., 2005). Porcine CD163 has 17 exons encoding a peptide signal sequence followed by nine SRCR domains, two linker domains (also known as proline serine threonine (PST) domains located behind SRCR 6 and SRCR 9), and a cytoplasmic domain followed by a short cytoplasmic tail. Contains Surface expression of CD163 is restricted to cells of the monocyte-macrophage lineage. In addition to functioning as a viral receptor, CD163 exhibits several important functions related to maintaining normal homeostasis. For example, after infection or tissue damage, CD163 functions as a scavenger molecule, removing haptoglobin-hemoglobin complexes from the blood (Kristiansen et al., 2001). As a result, heme breakdown products regulate the associated inflammatory response (Fabriek et al., 2005). HbHp clearance is the main function of CD163, which is located in SRCR 3 (Madsen et al., 2004). Metabolites released by macrophages after HbHp degradation include bilirubin, CO, and free iron. One of the important functions of CD163 is the prevention of oxidative toxicity caused by free hemoglobin (Kristiansen et al., 2001; Soares et al., 2009).

C163의 다른 중요한 기능으로는 적아세포 접착 (SRCR2), TWEAK (종양 괴사 인자-유사 약한 세포자멸사 유발제) 수용체 (SRCR1-4 및 6-9), 박테리아 수용체 (SRCR5), 및 아프리카 돼지류 바이러스 수용체로서의 기능이 포함된다 (Sanchez-Torres 등 2003). CD163은 또한 면역-조절제로서의 역할을 할 수 있다(Van Gorp 등 2010에서 논의됨).Other important functions of C163 include erythroblast adhesion (SRCR2), TWEAK (tumor necrosis factor-like weak inducer of apoptosis) receptor (SRCR1-4 and 6-9), bacterial receptor (SRCR5), and as African swine virus receptor. functions (Sanchez-Torres et al. 2003). CD163 may also act as an immune-modulator (discussed in Van Gorp et al. 2010).

CD163은 Calvert 등 (2007)에 의해 PRRSV에 대한 수용체로 처음 설명되었다. 유인원, 인간, 갯과 및 마우스를 포함한 다양한 종의 CD163 cDNA로 비-허용 세포주를 형질감염하면 세포가 PRRSV 감염을 허용할 수 있다 (Calvert 등, 2007). CD163 외에도 제2 수용체 단백질인 CD169 (시알로아드헤신 또는 SIGLEC1로도 알려져 있음)는 비리온 표면의 주요 단백질인 GP5-매트릭스 (M) 이종이량체와의 초기 상호작용을 형성하는데 관여하는 주요 PRRSV 수용체로 확인되었다 (Delputte 등, 2002). 이 모델에서, 엔도좀 구획 내 CD163과 GP2, 3, 4 헤테로트리머 사이의 후속적인 상호작용은 바이러스 게놈의 탈외피 및 세포질로의 방출을 매개한다 (Van Breedam 등, 2010, Allende 등, 1999). 폐포 대식세포의 PRRSV 감염을 설명하는 이전 모델에서는 SIGLEC1 (CD169)이 대식세포 표면의 일차 바이러스 수용체로 확인되었지만; SIGLEC1 -/- 돼지를 사용한 이전 연구에서는 야생형 돼지와 비교하여 바이러스 복제에 차이가 없는 것으로 나타났다 (Prather 등, 2013). 이러한 결과는 표면 CD169 및 CD163이 없는 PRRSV-내성 세포주가 CD163 플라스미드로 형질감염 후 바이러스 복제를 지원한다는 것을 보여주는 이전의 시험관내 연구를 뒷받침하였다 (Welch 등, 2010).CD163 was first described as a receptor for PRRSV by Calvert et al (2007). Transfection of non-permissive cell lines with CD163 cDNA from a variety of species, including apes, humans, canines, and mice, allows cells to become permissive to PRRSV infection (Calvert et al., 2007). In addition to CD163, a second receptor protein, CD169 (also known as sialoadhesin or SIGLEC1), is the major PRRSV receptor involved in forming the initial interaction with the GP5-matrix (M) heterodimer, a major protein on the virion surface. confirmed (Delputte et al., 2002). In this model, the subsequent interaction between CD163 and the GP2, 3, 4 heterotrimer in the endosomal compartment mediates unenvelopment of the viral genome and release into the cytoplasm (Van Breedam et al., 2010, Allende et al., 1999). Previous models describing PRRSV infection of alveolar macrophages identified SIGLEC1 (CD169) as the primary viral receptor on the surface of macrophages; A previous study using SIGLEC1 −/− pigs showed no differences in viral replication compared to wild-type pigs (Prather et al., 2013). These results supported previous in vitro studies showing that PRRSV-resistant cell lines lacking surface CD169 and CD163 supported viral replication following transfection with the CD163 plasmid (Welch et al., 2010).

PRRSV 발병 기전 (특히 분자 수준에서) 및 동물유행병학 둘 모두의 많은 특성이 불충분하게 이해되고 있으며, 이로 인해 제어 노력을 어렵게 만든다. 현재, 생산자는 종종 PRRSV에 대해 변형된-생약독화 균주 또는 사멸된 바이러스 백신으로 돼지류에게 백신접종하지만, 현재의 백신은 종종 만족스러운 보호를 제공하지 못한다. 이것은 균주 변동과 면역계의 부적절한 자극 둘 모두 때문이다. 이용가능한 PRRSV 백신의 효능에 관한 우려 외에도, 돼지의 실험적 감염 후 독성 부위 분리주로 입증된 바와 같이 (Rowland 등, 1999), 현재 사용중인 변형 생백신이 개별 돼지 및 돼지류 무리에서 지속되고 돌연변이를 축적할 수 있다는 강력한 증거가 있다 (Mengeling 등 1999). 또한, 백신 바이러스가 백신접종된 수퇘지의 정액에서 배출되는 것으로 나타났다 (Christopher-Hennings 등, 1997). 백신접종의 대안으로 일부 전문가들은 사육중인 무리에서 "검사 및 제거" 전략을 옹호하고 있다 (Dee 등, 1998). 이 전략의 성공적인 사용은 PRRSV에 급성으로 또는 지속적으로 감염된 모든 돼지를 제거한 다음 바이러스의 재도입을 방지하기 위한 엄격한 통제에 달려있다. 이 전략과 관련된 어려움과 많은 비용은 지속적인 PRRSV 감염의 발병기전에 대해 알려진 것이 거의 없으므로 지속적으로 감염된 돼지를 식별하는 신뢰할 수 있는 기술이 없다는 것이다.Many characteristics of both PRRSV pathogenesis (especially at the molecular level) and epidemiology are insufficiently understood, making control efforts difficult. Currently, producers often vaccinate swine with modified-live-attenuated strains or killed virus vaccines against PRRSV, but current vaccines often do not provide satisfactory protection. This is due to both strain variation and inappropriate stimulation of the immune system. In addition to concerns regarding the efficacy of available PRRSV vaccines, it is likely that the modified live vaccines currently in use will persist and accumulate mutations in individual pigs and herds of swine, as demonstrated by virulent site isolates following experimental infection of pigs (Rowland et al., 1999). There is strong evidence that it can (Mengeling et al. 1999). Additionally, the vaccine virus was shown to be shed in the semen of vaccinated boars (Christopher-Hennings et al., 1997). As an alternative to vaccination, some experts are advocating a “check and remove” strategy from breeding flocks (Dee et al., 1998). Successful use of this strategy depends on removal of all pigs acutely or persistently infected with PRRSV and then stringent controls to prevent reintroduction of the virus. The difficulty and high cost associated with this strategy is that little is known about the pathogenesis of persistent PRRSV infection and therefore there are no reliable techniques to identify persistently infected pigs.

알 수 있는 바와 같이, 동물에서 PRRSV 내성을 유발하기 위한 전략의 개발이 당업계에 필요하다. 또한, 자궁에 있는 동안 PRRSV 감염으로부터 태아를 보호하고 모체에서 태아로의 PRRSV 전파를 방지하기 위한 기술이 특히 필요하다.As can be seen, there is a need in the art to develop strategies to induce PRRSV resistance in animals. Additionally, there is a particular need for technologies to protect fetuses from PRRSV infection while in the womb and prevent PRRSV transmission from mother to fetus.

발명의 간략한 요약BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스 (PRRSV) 감염으로부터 돼지 태아를 보호하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 암컷 돼지 동물을 수컷 돼지 동물과 브리딩(breeding)시키는 것을 포함한다. 상기 암컷 돼지 동물은 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하되, 상기 변형된 염색체 서열은 그것의 CD163 유전자의 대립 유전자에서 임의의 변형된 염색체 서열을 포함하지 않는 암컷 돼지 동물의 PRRSV에 의한 감염에 대한 감수성과 비교하여 PRRSV 감염에 대한 암컷 돼지 동물의 감수성을 감소시킨다. 상기 수컷 돼지 동물은 적어도 하나의 야생형 CD163 대립유전자를 포함한다.A method of protecting porcine fetuses from porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection is provided. The method involves breeding a female porcine animal with a male porcine animal. The female swine animal comprises a modified chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene, wherein the modified chromosomal sequence does not include any modified chromosomal sequence in all alleles of its CD163 gene. Reduces the susceptibility of female swine animals to PRRSV infection compared to their susceptibility to infection by PRRSV. The male porcine animal contains at least one wild type CD163 allele.

다른 목적 및 특징은 부분적으로 명백하고 이하에서 부분적으로 지적될 것이다.Other purposes and features will be partly apparent and partly pointed out below.

도면의 간단한 설명
도 1. CD163을 변형시키는데 사용되는 표적화 벡터 및 CRISPR. 패널 A는 CRISPR을 사용한 변형을 위해 표적화된 CD163 유전자의 야생형 엑손 7, 8 및 9를 도시한다. 패널 B는 돼지 엑손 7 (CD163의 돼지 도메인 SRCR5)을 CD163L의 인간 SRCR8을 인코딩하는 DNA로 대체하도록 설계된 표적화 벡터를 보여준다. 이 표적화 벡터는 G418에 의한 약물 선택으로 형질감염에 사용되었다. 장범위, 왼쪽 아암 및 오른쪽 아암 검정을 위한 PCR 프라이머는 1230, 3752, 8791, 7765 및 7775에 대한 화살표로 표시된다. 패널 C는 패널 B에 표시된 것과 동일한 표적화 벡터를 나타내지만 Neo 카세트가 제거되었다. 이 표적화 벡터는 이미 네오마이신 내성이 있는 세포에서 CD163을 표적화하는데 사용되었다. 작은 결실 검정에 사용된 프라이머는 화살표로 표시되고 GCD163F 및 GCD163R로 라벨링된다. 패널 D는 CRISPR이 표적으로 하는 엑손을 강조한다. CRISPR 10, 131, 256 및 282의 위치는 엑손 7에서 아랫쪽을 향한 화살표로 표시된다. CRISPR 번호는 인트론 6과 엑손 7의 인트론-엑손 접합부에서 염기쌍의 수를 나타낸다.
도 2. CD1D를 변형시키는데 사용된 표적화 벡터 및 CRISPR. 패널 A는 CRISPR에 의한 변형을 위해 표적화된 CD1D 유전자의 야생형 엑손 3, 4, 5, 6 및 7을 도시한다. 패널 B는 엑손 3을 선별 마커 Neo로 대체하도록 설계된 표적화 벡터를 보여준다. 이 표적화 벡터는 CD1D를 변형시키기 위해 CRISPR과 조합하여 사용되었다. 장범위, 왼쪽 아암 및 오른쪽 아암 검정을 위한 PCR 프라이머는 3991, 4363, 7373 및 12806에 대한 화살표로 표시된다. 패널 C는 CRISPR이 표적으로 하는 엑손을 도시한다. CRISPR 4800, 5350, 5620 및 5626의 위치는 엑손 3에서 아랫쪽을 향한 화살표로 표시된다. 작은 결실 검정에 사용된 프라이머는 화살표로 표시되고 GCD1DF 및 GCD1DR로 라벨링된다.
도 3. CRISPR/Cas9 및 SCNT에 의한 CD163 및 CD1D 녹아웃 돼지의 생산. A) CRISPR/Cas9 및 공여체 DNA로 형질감염 후 체세포에서 CD163의 표적화된 결실. 야생형 (WT) 유전자형은 6545 염기쌍 (bp) 밴드를 초래한다. 레인 1-6은 Cas9 및 Neo를 함유하는 공여체 DNA와 함께 CRISPR 10을 사용한 단일 형질감염으로부터의 6개의 상이한 콜로니를 나타낸다. 레인 1, 4, 및 5는 1500-2000 bp의 큰 동형접합성 결실을 보여준다. 레인 2는 더 작은 동형접합성 결실을 나타낸다. 레인 3 및 6은 WT 대립유전자 및 작은 결실 또는 두 대립유전자의 이중 대립유전자 변형을 나타낸다. 각 콜로니의 정확한 변형은 SCNT에 사용된 콜로니에 대한 서열분석에 의해서만 결정되었다. 일부 레인에서의 희미한 WT 밴드는 인접한 WT 콜로니로부터의 태아 섬유모세포의 교차-오염을 나타낼 수 있다. NTC = 주형이 없는 대조군(no template control). B) CRISPR/Cas9 및 공여체 DNA로 형질감염 후 체세포에서 CD1D의 표적화된 결실. WT 유전자형은 8729 bp 밴드를 초래한다. 레인 1-4는 CD1D의 500-2000 bp 결실이 있는 콜로니를 나타낸다. 레인 4는 WT 콜로니로 보인다. NTC = 주형이 없는 대조군. C) 연구 동안 SCNT에 의해 생산된 CD163 녹아웃 돼지의 이미지. 이 수컷 새끼돼지는 CD163의 동형접합성 1506 bp 결실을 포함한다. D) 연구 동안 생산된 CD1D 돼지의 이미지. 이 새끼돼지는 CD1D의 1653 bp 결실을 포함한다. E) CD163의 1506 bp 결실을 포함하는 두 SCNT 한배새끼의 유전자형. 레인 1-3 (한배새끼 63) 및 레인 1-4 (한배새끼 64)는 각각의 한배새끼로부터의 각각의 새끼돼지에 대한 유전자형을 나타낸다. Sow는 SCNT 배아를 수령한 암컷을 나타내고 WT는 WT 대조군을 나타낸다. NTC = 주형이 없는 대조군. F) CD1D의 1653 bp 결실을 포함하는 두 SCNT 한배새끼의 유전자형. 레인 1-7 (한배새끼 158) 및 레인 1-4 (한배새끼 159)는 각각의 새끼돼지에 대한 유전자형을 나타낸다.
도 4. 돼지 배아에서 CRISPR/Cas9 시스템의 효과. A) 상이한 농도의 CRISPR/Cas9 시스템을 접합체에 주입한 후 배반포 형성 빈도. CRISPR/Cas9 시스템의 독성은 10 ng/μl에서 가장 낮았다. B) CRISPR/Cas9 시스템은 접합체에 도입될 때 배반포에서 eGFP의 발현을 성공적으로 방해할 수 있다. 최초 배율 X4. C) CRISPR/Cas9 시스템을 사용하여 생성된 eGFP에서의 돌연변이 유형: WT 유전자형 (서열번호:16), #1 (서열번호:17), #2 (서열번호:18), 및 #3 (서열번호:19).
도 5. 돼지 배아에서 CD163을 표적화하는 CRISPR/Cas9 시스템의 효과. A) CRISPR/Cas9 시스템에 의해 CD163에서 생성된 돌연변이의 예: WT 유전자형 (서열번호:20), #1-1 (서열번호:21), #1-4 (서열번호:22), 및 #2-2 (서열번호:23). DNA 서열분석으로 검사된 모든 배아는 CD163에서 돌연변이를 나타냈다 (18/18). CRISPR 131은 굵게 강조 표시된다. B) CRISPR/Cas9 시스템에 의한 동형접합성 결실의 서열분석 판독. 이미지는 CD163의 2bp 결실을 지닌 패널 A의 # 1-4를 나타낸다.
도 6. 두 가지 유형의 CRISPR을 도입했을 때 CRISPR/Cas9 시스템의 효과. A) 접합체로서 CRISPR/ Cas9가 주입된 배반포에서 CD163의 PCR 증폭. 레인 1, 3, 6, 및 12는 두 가지 상이한 CRISPR 간의 설계된 결실을 보여준다. B) 접합체로서 CRISPR/Cas9가 주입된 배반포에서 CD1D의 PCR 증폭. CD1D는 CD163과 비교하여 겔 전기영동에 의해 결정된 바와 같이 더 낮은 결실 빈도를 나타냈으며 (3/23); 레인 1, 8, 및 15는 CD1D에서 명백한 결실을 보여준다. C) CRISPR/Cas9 시스템은 CD163 및 eGFP를 표적화하는 2개의 CRISPR이 시스템에 제공되었을 때 2개의 유전자를 성공적으로 표적화하였다. CD163 및 eGFP의 변형은 다음과 같이 표시된다: CD163 WT (서열번호:24), CD163 #1 (서열번호:25), CD163 #2 (서열번호:26), CD163 #3 (서열번호:27), eGFP WT (서열번호:28), eGFP #1-1 (서열번호:29), eGFP #1-2 (서열번호: 30), eGFP #2 (서열번호:31), 및 eGFP #3 (서열번호:32).
도 7. 접합체에 주입된 CRISPR/Cas9 시스템에 의해 생성된 CD163 녹아웃 돼지. A) 녹아웃 돼지로부터 CD163의 PCR 증폭; 한배새끼 67-2 및 67-4에서 뚜렷한 결실 징후가 감지되었다. B) 대리모와 함께 CD163 녹아웃 돼지의 이미지. 모든 동물은 건강하며 이상 징후를 보이지 않는다. C) CD163 녹아웃 돼지의 유전자형. 야생형 (WT) 서열은 서열번호: 33으로 표시된다. 2마리의 동물 (한배새끼 67-1 (서열번호:34) 및 67-3 (서열번호:37)으로부터의 동물)은 CD163에서 동형접합성 결실 또는 삽입을 지니고 있다. 다른 2마리의 동물 (한배새끼 67-2 및 67-4로부터의 동물)은 CD163의 이중 대립유전자 변형: #67-2 A1 (서열번호:35), #67-2 A2 (서열번호:36), #67-4 A1 (서열번호:38), 및 #67-4 a2 (서열번호:39)을 지니고 있다. 결실은 Cas9 시스템에 2개의 상이한 CRISPR을 도입하여 발생하였다. CD163에 대한 접합체 주입으로부터 얻은 동물은 모자이크 유전자형을 나타내지 않았다.
도 8. 접합체에 주입된 CRISPR/Cas9 시스템에 의해 생성된 CD1D 녹아웃 돼지. A) 녹아웃 돼지로부터 CD1D의 PCR 증폭; 166-1은 CD1D에 대한 모자이크 유전자형을 보여준다. 166-2, 166-3, 및 166-4는 앰플리콘에 대한 크기 변화를 보여주지 않지만, 앰플리콘의 서열분석에서는 변형을 나타냈다. WT FF = 야생형 태아 섬유모세포. B) 장범위 검정의 PCR 증폭은 새끼돼지 166-1 및 166-2에서 1개의 대립유전자의 명확한 결실을 보여주었다. C) 대리모와 함께 CD1D 녹아웃 돼지의 이미지. D) CD1D 녹아웃 돼지의 서열 데이터; WT (서열번호:40), #166-1.1 (서열번호: 41), #166-1.2 (서열번호:42), #166-2 (서열번호:43), #166-3.1 (서열번호:44), #166-3.2 (서열번호:45), 및 #166-4 (서열번호:46). 엑손 3의 atg 시작 코돈은 굵게 또한 소문자로 표시된다.
도 9. 급성 PRRSV 감염 동안의 임상 징후. CD163 +/+ (n=6) 및 CD163 -/- (n=3)에 대한 호흡기 징후의 존재 및 발열에 대한 매일 평가 결과.
도 10. 급성 PRRSV 감염 동안의 폐 조직병리. 야생형 및 녹아웃 돼지의 H 및 E 염색된 조직의 대표적인 현미경사진. 왼쪽 패널은 부종과 단핵 세포의 침윤을 보여준다. 녹아웃 돼지로부터의 오른쪽 패널은 정상 폐의 폐 구조를 보여준다.
도 11. 다양한 유전자형에서의 바이러스혈증. CD163-/-새끼돼지 데이터는 X 축을 따라 놓여 있음에 유의한다.
도 12. null, 야생형 및 특성규명되지 않은 대립유전자 돼지에서 항체 생산.
도 13. 개별 돼지에서 CD163의 세포 표면 발현. 특성규명되지 않은 A, 특성규명되지 않은 B, 및 CD163 +/+ 패널에서 오른쪽을 향하여 나타나는 선은 CD163 항체를 나타내는 반면, 이들 패널의 왼쪽을 향하여 나타나는 선은 항체가 없는 대조군 (배경)이다. CD163-/- 동물에서, CD163 염색은 배경 대조군과 겹치고, 특성규명되지 않은 대립유전자의 CD163 염색은 WT 수준과 배경 사이의 대략 절반 정도라는 점에 유의한다 (또한 이것은 로그 스케일이므로 ~ 10% 미만임에 유의한다).
도 14. 3마리의 대표 돼지 및 항체가 없는 대조군 (FITC 라벨링된 항-CD169)으로부터의 폐포 대식세포에 대한 CD169의 수준.
도 15. 다양한 유전자형에서의 바이러스혈증. Δ43 아미노산 새끼돼지 데이터는 X-축을 따라 놓여 있음에 유의한다.
도 16. 참조 서열로 사용되는 야생형 CD163 엑손 7-10의 게놈 서열 (서열번호: 47). 서열은 엑손 7의 업스트림에서 엑손 10의 마지막 염기까지 3000 bp를 포함한다. 밑줄친 영역은 각각 엑손 7, 8, 9, 및 10의 위치를 보여준다.
도 17. 돼지 폐포 대식세포 (PAM)에서 표면 CD163의 수준으로 측정된 바와 같은 몇 개의 CD163 염색체 변형, 각각의 변형에 대한 예상된 단백질 산물, 각각의 변형에 대한 상대적 대식세포 발현을 보여주는 CD163 변형 다이어그램. 검은색 영역은 인트론을 나타내고 흰색 영역은 엑손을 나타낸다. 빗금친 영역은 돼지 엑손 7의 동족체인 hCD163L1 엑손 11 모방체를 나타낸다. 회색 영역은 PGK Neo 작제물을 갖는 합성된 인트론을 나타낸다.
도 18. 돼지 CD163 단백질 및 유전자 서열의 다이어그램. A) CD163 단백질 SRCR (타원형) 및 PST (정사각형) 도메인과 상응하는 유전자 엑손. B) 돼지 CD163 SRCR 5 (서열번호: 120)와 인간 CD163L1 SRCR 8 (서열번호: 121) 동족체와의 비교.
도 19. 야생형 및 CD163-변형된 돼지의 PAM에서 CD163 및 CD169의 표면 발현에 대한 대표적인 결과. 패널 A-E는 도 17에 설명된 바와 같이 CD163 변형에 대한 결과를 보여준다. d7(1467) 및 d7(1280)에 대한 풀링된 데이터는 패널 D에 표시된다.
도 20. 야생형 및 CD163-변형된 돼지에서 혈청 합토글로빈 수준.
도 21. 2형 PRRSV 분리주에 의한 감염에 대한 야생형 및 HL11m PAM의 상대 허용성.
도 22. 1형 및 2형 PRRSV 분리주에 의한 CD163 변형된 돼지의 감염.
도 23. 2형 바이러스로 감염된 WT 및 CD163-변형된 돼지에 대한 바이러스 부하.
도 24. PRRSV에 의한 모체 감염 후 태아 결과. 왼쪽의 숫자는 각각의 암컷(dam)을 식별한다 ("암컷 번호"; 아래의 표 16 참고). 괄호 안의 각각의 암컷 번호 아래는 반응당 log10 주형으로 측정된 혈청에서 PRRS PCR 결과이다. "N"은 PRRSV 핵산에 대해 음성이다 (Ct> 39). 태아는 각각의 자궁각 내의 수와 상대적 위치로 식별된다. 별표는 복부 유체에서 얻은 태아 PCR 샘플을 식별한다. 각각의 태아 아래의 숫자는 태아 혈청의 PRRS PCR 결과이다 (반응당 log10 주형). 각 원 내의 숫자는 해부학적 병리의 존재를 나타낸다: 1) 정상 태아; 2) 작은 태아; 3) 박리된 태반 및/또는 괴사와 같은 태반 변화; 4) 태변 착색된 태아; 5) 태아 사망 및 괴사. 소문자는 개별 태아의 유전자형을 식별한다 (표 16 참고). 기호 풀이: a, A/A; b, C/A; c, B/A; d, E/A; e, B/C; f, B/D; g, D/C; h, D/D; i, E/C; j, E/D; ND 태아가 괴사했기 때문에 결정되지 않음; nd, 유전자형이 결정되지 않았음.
Brief description of the drawing
Figure 1. Targeting vector and CRISPR used to modify CD163. Panel A depicts wild-type exons 7, 8, and 9 of the CD163 gene targeted for modification using CRISPR. Panel B shows a targeting vector designed to replace porcine exon 7 (SRCR5, the porcine domain of CD163) with DNA encoding human SRCR8 of CD163L. This targeting vector was used for transfection with drug selection by G418. PCR primers for long-range, left arm, and right arm assays are indicated by arrows for 1230, 3752, 8791, 7765, and 7775. Panel C shows the same targeting vector as shown in panel B but with the Neo cassette removed. This targeting vector has already been used to target CD163 in neomycin-resistant cells. Primers used in the small deletion assay are indicated by arrows and labeled GCD163F and GCD163R. Panel D highlights the exons targeted by CRISPR. The positions of CRISPR 10, 131, 256, and 282 are indicated by downward-pointing arrows in exon 7. The CRISPR number indicates the number of base pairs at the intron-exon junction of intron 6 and exon 7.
Figure 2. Targeting vector and CRISPR used to modify CD1D. Panel A shows CD1D targeted for modification by CRISPR. Wild-type exons 3, 4, 5, 6, and 7 of the gene are shown. Panel B shows a targeting vector designed to replace exon 3 with the selection marker Neo . This targeting vector was used in combination with CRISPR to modify CD1D. PCR primers for the long-range, left arm, and right arm assays are indicated by arrows for 3991, 4363, 7373, and 12806. Panel C shows the exons targeted by CRISPR. The positions of CRISPR 4800, 5350, 5620 and 5626 are indicated by downward-pointing arrows in exon 3. Primers used in the small deletion assay are indicated by arrows and labeled GCD1DF and GCD1DR.
Figure 3. Production of CD163 and CD1D knockout pigs by CRISPR/Cas9 and SCNT. A) Targeted deletion of CD163 in somatic cells following transfection with CRISPR/Cas9 and donor DNA. The wild type (WT) genotype results in a 6545 base pair (bp) band. Lanes 1-6 represent six different colonies from a single transfection using CRISPR 10 with donor DNA containing Cas9 and Neo. Lanes 1, 4, and 5 show a large homozygous deletion of 1500-2000 bp. Lane 2 represents the smaller homozygous deletion. Lanes 3 and 6 represent the WT allele and a small deletion or biallelic variant of both alleles. The exact transformation of each colony was determined only by sequencing of the colonies used for SCNT. Faint WT bands in some lanes may indicate cross-contamination of fetal fibroblasts from adjacent WT colonies. NTC = no template control. B) Targeted deletion of CD1D in somatic cells following transfection with CRISPR/Cas9 and donor DNA. The WT genotype results in an 8729 bp band. Lanes 1-4 represent colonies with a 500-2000 bp deletion of CD1D. Lane 4 appears to be a WT colony. NTC = no template control. C) Images of CD163 knockout pigs produced by SCNT during the study. This male piglet contains a homozygous 1506 bp deletion of CD163. D) Images of CD1D pigs produced during the study. This piglet contains a 1653 bp deletion in CD1D. E) Genotype of two SCNT littermates containing a 1506 bp deletion of CD163. Lanes 1-3 (litter 63) and lanes 1-4 (litter 64) represent the genotype for each piglet from each litter. Sow represents females that received SCNT embryos and WT represents WT controls. NTC = no template control. F) Genotypes of two SCNT littermates containing a 1653 bp deletion of CD1D. Lanes 1-7 (Litter 158) and Lanes 1-4 (Litter 159) represent the genotype for each piglet.
Figure 4. Effect of CRISPR/Cas9 system in porcine embryos. A) Frequency of blastocyst formation after injection of different concentrations of CRISPR/Cas9 system into zygotes. The toxicity of the CRISPR/Cas9 system was lowest at 10 ng/μl. B) The CRISPR/Cas9 system can successfully disrupt the expression of eGFP in blastocysts when introduced into the zygote. Initial magnification X4. C) Types of mutations in eGFP generated using the CRISPR/Cas9 system: WT genotype (SEQ ID NO:16), #1 (SEQ ID NO:17), #2 (SEQ ID NO:18), and #3 (SEQ ID NO:18) :19).
Figure 5. Effect of the CRISPR/Cas9 system targeting CD163 in porcine embryos. A) Examples of mutations generated in CD163 by the CRISPR/Cas9 system: WT genotype (SEQ ID NO:20), #1-1 (SEQ ID NO:21), #1-4 (SEQ ID NO:22), and #2 -2 (SEQ ID NO: 23). All embryos tested by DNA sequencing showed mutations in CD163 (18/18). CRISPR 131 is highlighted in bold. B) Sequencing reads of homozygous deletions by the CRISPR/Cas9 system. Images represent #1-4 of panel A with a 2bp deletion of CD163.
Figure 6. Effect of CRISPR/Cas9 system when two types of CRISPR are introduced. A) PCR amplification of CD163 from blastocysts injected with CRISPR/Cas9 as zygotes. Lanes 1, 3, 6, and 12 show the designed deletion between two different CRISPRs. B) PCR amplification of CD1D from blastocysts injected with CRISPR/Cas9 as zygotes. CD1D showed a lower deletion frequency as determined by gel electrophoresis compared to CD163 (3/23); Lanes 1, 8, and 15 show clear deletions in CD1D. C) The CRISPR/Cas9 system successfully targeted two genes when the system was provided with two CRISPR targeting CD163 and eGFP. Modifications of CD163 and eGFP are indicated as follows: CD163 WT (SEQ ID NO:24), CD163 #1 (SEQ ID NO:25), CD163 #2 (SEQ ID NO:26), CD163 #3 (SEQ ID NO:27) , eGFP WT (SEQ ID NO: 28), eGFP #1-1 (SEQ ID NO: 29), eGFP #1-2 (SEQ ID NO: 30), eGFP #2 (SEQ ID NO: 31), and eGFP #3 (SEQ ID NO: Number:32).
Figure 7. CD163 knockout pig generated by the CRISPR/Cas9 system injected into the zygote. A) PCR amplification of CD163 from knockout pigs; Clear signs of deletion were detected in littermates 67-2 and 67-4. B) Image of a CD163 knockout pig with a surrogate mother. All animals are healthy and show no abnormalities. C) Genotype of CD163 knockout pigs. The wild type (WT) sequence is indicated as SEQ ID NO:33. Two animals (from litters 67-1 (SEQ ID NO:34) and 67-3 (SEQ ID NO:37)) carry homozygous deletions or insertions in CD163. The other two animals (from litters 67-2 and 67-4) have biallelic variants of CD163: #67-2 A1 (SEQ ID NO:35), #67-2 A2 (SEQ ID NO:36) , #67-4 A1 (SEQ ID NO: 38), and #67-4 a2 (SEQ ID NO: 39). The deletion was created by introducing two different CRISPRs into the Cas9 system. Animals obtained from zygote injections for CD163 did not show a mosaic genotype.
Figure 8. CD1D knockout pig generated by the CRISPR/Cas9 system injected into the zygote. A) PCR amplification of CD1D from knockout pigs; 166-1 shows a mosaic genotype for CD1D. 166-2, 166-3, and 166-4 do not show size changes to the amplicons, but sequencing of the amplicons show variations. WT FF = wild-type fetal fibroblasts. B) PCR amplification of the long-range assay showed a clear deletion of one allele in piglets 166-1 and 166-2. C) Image of a CD1D knockout pig with a surrogate mother. D) Sequence data from CD1D knockout pigs; WT (SEQ ID NO: 40), #166-1.1 (SEQ ID NO: 41), #166-1.2 (SEQ ID NO: 42), #166-2 (SEQ ID NO: 43), #166-3.1 (SEQ ID NO: 44) ), #166-3.2 (SEQ ID NO:45), and #166-4 (SEQ ID NO:46). The atg start codon in exon 3 is shown in bold and also in lowercase.
Figure 9. Clinical signs during acute PRRSV infection. Results of daily assessment for fever and presence of respiratory signs for CD163 +/+ (n=6) and CD163 -/- (n=3).
Figure 10. Lung histopathology during acute PRRSV infection. Representative photomicrographs of H and E stained tissues from wild-type and knockout pigs. Left panel shows edema and infiltration of mononuclear cells. The right panel from a knockout pig shows the lung structure of a normal lung.
Figure 11. Viremia in various genotypes. Note that CD163-/-piglet data lies along the X-axis.
Figure 12. Antibody production in null, wild-type, and uncharacterized allele pigs.
Figure 13. Cell surface expression of CD163 in individual pigs. The lines toward the right in the Uncharacterized A, Uncharacterized B, and CD163 +/+ panels represent CD163 antibodies, while the lines toward the left of these panels represent the no antibody control (background). Note that in CD163-/- animals, CD163 staining overlaps with background controls, and that CD163 staining of the uncharacterized allele is approximately half-way between WT levels and background (also, this is on a logarithmic scale, so less than ~10%). (Note).
Figure 14. Levels of CD169 on alveolar macrophages from three representative pigs and no antibody control (FITC labeled anti-CD169).
Figure 15. Viremia in various genotypes. Note that the Δ43 amino acid piglet data lies along the X-axis.
Figure 16. Genomic sequence of wild-type CD163 exons 7-10 (SEQ ID NO: 47) used as reference sequence. The sequence includes 3000 bp from upstream of exon 7 to the last base of exon 10. The underlined regions show the positions of exons 7, 8, 9, and 10, respectively.
Figure 17. CD163 variant diagram showing several CD163 chromosomal variants, predicted protein products for each variant, and relative macrophage expression for each variant as measured by levels of surface CD163 in porcine alveolar macrophages (PAM). . Black areas represent introns and white areas represent exons. The hatched region represents the h CD163L1 exon 11 mimic, a homolog of porcine exon 7. The gray area represents the synthesized intron with the PGK Neo construct.
Figure 18. Diagram of porcine CD163 protein and gene sequence. A) CD163 protein SRCR (oval) and PST (square) domains and corresponding gene exons. B) Comparison of porcine CD163 SRCR 5 (SEQ ID NO: 120) and human CD163L1 SRCR 8 (SEQ ID NO: 121) homolog.
Figure 19. Representative results for surface expression of CD163 and CD169 on PAMs of wild-type and CD163-transformed pigs. Panels AE show the results for CD163 modifications as described in Figure 17. Pooled data for d7 (1467) and d7 (1280) are shown in panel D.
Figure 20. Serum haptoglobin levels in wild-type and CD163-transformed pigs.
Figure 21. Relative permissibility of wild-type and HL11m PAMs to infection by type 2 PRRSV isolates.
Figure 22. Infection of CD163 transformed pigs with type 1 and type 2 PRRSV isolates.
Figure 23. Viral load for WT and CD163-transformed pigs infected with type 2 virus.
Figure 24. Fetal outcome after maternal infection with PRRSV. The numbers on the left identify each dam (“Dam Number”; see Table 16 below). Below each female number in parentheses are PRRS PCR results in serum measured in log 10 templates per reaction. “N” is negative for PRRSV nucleic acid (Ct>39). Fetuses are identified by their number and relative position within each uterine horn. Asterisks identify fetal PCR samples obtained from abdominal fluid. Numbers below each fetus are PRRS PCR results of fetal serum (log 10 templates per reaction). Numbers within each circle indicate the presence of anatomical pathology: 1) normal fetus; 2) small fetus; 3) placental changes such as abruption and/or necrosis; 4) meconium-stained fetus; 5) Fetal death and necrosis. Lowercase letters identify the genotype of the individual fetus (see Table 16). Symbol interpretation: a, A/A; b, C/A; c, B/A; d, E/A; e, B/C; f, B/D; g, D/C; h, D/D; i, E/C; j, E/D; ND Not determined because the fetus was necrotic; nd, genotype not determined.

발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

본 발명은 돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스 (PRRSV) 감염으로부터 돼지 태아를 보호하는 방법에 관한 것이다. CD163 유전자의 두 대립유전자 모두에 불활성화 돌연변이가 있는 돼지는 PRRSV 감염에 내성이 있다. CD163-양성 태아 (예를 들어, 1개 또는 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 가진 태아)는 암컷이 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 불활성화 돌연변이를 보유하는 한 자궁에 있는 동안 PRRSV 감염으로부터 보호될 수 있다는 것이 예기치 않게 발견되었다. 따라서, 예를 들어, CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 불활성화 돌연변이를 갖는 암컷은 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 갖는 수컷과 교배될 수 있으며, 그 결과로 생성된 이형접합성 태아는 PRRSV 감염으로부터 보호될 것이다.The present invention relates to a method of protecting porcine fetuses from porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection. Pigs with inactivating mutations in both alleles of the CD163 gene are resistant to PRRSV infection. CD163-positive fetuses (e.g., fetuses with one or two wild-type CD163 alleles) may be protected from PRRSV infection while in utero as long as the female carries an inactivating mutation in both alleles of the CD163 gene. was discovered unexpectedly. Thus, for example, a female carrying an inactivating mutation in both alleles of the CD163 gene could be crossed with a male carrying two wild-type CD163 alleles, and the resulting heterozygous embryos would be protected from PRRSV infection. will be.

정의Justice

본 발명의 요소 또는 이의 바람직한 구현예(들)를 도입할 때, 관사 "a", "an", "the" 및 "상기"는 하나 이상의 요소가 있음을 의미하는 것으로 의도된다.When introducing elements of the invention or preferred embodiment(s) thereof, the articles “a”, “an”, “the” and “the” are intended to mean that there is one or more elements.

용어 "및/또는"은 항목 중 임의의 하나, 항목의 임의의 조합 또는 이 용어와 관련된 모든 항목을 의미한다.The term “and/or” means any one of the items, any combination of items, or all items associated with the term.

본원에 사용된 용어 "브리딩"은 수정이 일어나도록 수컷 및 암컷 배우자의 결합을 의미한다. 그와 같은 결합은 교배 (교미)에 의해 또는 시험관내 또는 생체내 인공 방법에 의해 발생할 수 있다. 그와 같은 인공 방법은, 비제한적으로, 인공 정액주입, 외과적 보조된 인공 정액주입, 시험관내 수정, 세포질내 정자 주입, 투명대 드릴링, 수정된 난모세포의 시험관내 배양, 난소 이식 및 난소 분할을 포함한다. 본원에 사용된 용어 "브리딩"은 또한 수정된 난모세포를 암컷 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함한다.As used herein, the term “breeding” refers to the joining of male and female gametes so that fertilization occurs. Such bonding may occur by mating (mating) or by artificial methods in vitro or in vivo . Such artificial methods include, but are not limited to, artificial semen injection, surgically assisted artificial semen injection, in vitro fertilization, intracytoplasmic sperm injection, zona pellucida drilling, in vitro culture of fertilized oocytes, ovarian transplantation, and ovarian division. Includes. As used herein, the term “breeding” also includes the transfer of fertilized oocytes into the reproductive tract of a female animal.

용어들 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)" 및 "갖는(having)"은 포괄적인 것으로 의도되고 열거된 요소 이외의 추가 요소가 있을 수 있음을 의미한다.The terms “comprising,” “including,” and “having” are intended to be inclusive and mean that there may be additional elements other than those listed.

용어 "CRISPR"은 "클러스터링된 규칙적으로 간격을 둔 짧은 회문 반복"을 나타낸다. CRISPR 시스템은 I형, II형, 및 III형 CRISPR 시스템을 포함한다.The term “CRISPR” stands for “clustered regularly interspaced short palindromic repeats.” CRISPR systems include type I, type II, and type III CRISPR systems.

용어 "Cas"는 "CRISPR 관련된 단백질"을 지칭한다. Cas 단백질은 비제한적으로 Cas9 패밀리 일원 단백질, Cas6 패밀리 일원 단백질 (예를 들어, Csy4 및 Cas6), 및 Cas5 패밀리 일원 단백질을 포함한다. The term “Cas” refers to “CRISPR associated protein.” Cas proteins include, but are not limited to, Cas9 family member proteins, Cas6 family member proteins (e.g., Csy4 and Cas6), and Cas5 family member proteins.

용어 "Cas9"는 일반적으로 야생형 Cas9 폴리펩타이드 (예를 들어, S. 파이오제네스(S. pyogenes)로부터의 Cas9)에 대한 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 서열 동일성 및/또는 서열 유사성을 갖는 폴리펩타이드를 지칭할 수 있다. 예시적인 Cas9 서열은 미국 특허 공보 번호 2016/0046963의 서열번호 1-256 및 795-1346에 의해 제공된다. 미국 특허 공보 번호 2016/0046963의 서열번호 1-256 및 795-1346은 본원에 참고로 편입되어 있다. "Cas9"는 (예를 들어, S. 파이오제네스로부터의) 야생형 Cas9 폴리펩타이드에 대해 최대 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 서열 동일성 및/또는 서열 유사성을 갖는 폴리펩타이드를 지칭할 수 있다. "Cas9"는 아미노산 변화 예컨대 결실, 삽입, 치환, 변이체, 돌연변이, 융합, 키메라, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 Cas9 단백질의 야생형 또는 변형된 형태를 지칭할 수 있다.The term “Cas9” generally refers to at least about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% relative to a wild-type Cas9 polypeptide (e.g., Cas9 from S. pyogenes). , may refer to a polypeptide having 60%, 70%, 80%, 90%, or 100% sequence identity and/or sequence similarity. Exemplary Cas9 sequences are provided by SEQ ID NOs: 1-256 and 795-1346 in US Patent Publication No. 2016/0046963. SEQ ID NOS: 1-256 and 795-1346 of US Patent Publication No. 2016/0046963 are incorporated herein by reference. “Cas9” refers to up to about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% relative to the wild type Cas9 polypeptide (e.g. from S. pyogenes ). , may refer to a polypeptide having 90%, or 100% sequence identity and/or sequence similarity. “Cas9” may refer to a wild-type or modified form of the Cas9 protein containing amino acid changes such as deletions, insertions, substitutions, variants, mutations, fusions, chimeras, or any combination thereof.

용어 "Cas5"는 일반적으로 야생형 예시적인 Cas5 폴리펩타이드 (예를 들어, D. 불가리스(D. vulgaris)로부터의 Cas5)에 대해 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 서열 동일성 및/또는 서열 유사성을 갖는 폴리펩타이드를 지칭할 수 있다. 예시적인 Cas5 서열은 미국 특허 공보 번호 2016/0046963의 도 42에서 제공된다. 미국 특허 공보 번호 2016/0046963의 도 42는 본원에 참고로 편입되어 있다. "Cas5"는 일반적으로 야생형 Cas5 폴리펩타이드 (예를 들어, D. 불가리스로부터의 Cas5)에 대해 최대 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 서열 동일성 및/또는 서열 유사성을 갖는 폴리펩타이드를 지칭할 수 있다. "Cas5"는 아미노산 변화 예컨대 결실, 삽입, 치환, 변이체, 돌연변이, 융합, 키메라, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 Cas5 단백질의 야생형 또는 변형된 형태를 지칭할 수 있다.The term “Cas5” generally refers to at least about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% of the wild-type exemplary Cas5 polypeptide (e.g., Cas5 from D. vulgaris). %, 60%, 70%, 80%, 90%, or 100% sequence identity and/or sequence similarity. An exemplary Cas5 sequence is provided in Figure 42 of US Patent Publication No. 2016/0046963. Figure 42 of US Patent Publication No. 2016/0046963 is incorporated herein by reference. “Cas5” generally refers to up to about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50 % , 60%, 70%, may refer to a polypeptide having 80%, 90%, or 100% sequence identity and/or sequence similarity. “Cas5” may refer to a wild-type or modified form of the Cas5 protein, which may include amino acid changes such as deletions, insertions, substitutions, variants, mutations, fusions, chimeras, or any combination thereof.

용어 "Cas6"은 일반적으로 야생형 예시적인 Cas6 폴리펩타이드 (예를 들어, T. 써모필루스(T. thermophilus)로부터의 Cas6)에 대해 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 서열 동일성 및/또는 서열 유사성을 갖는 폴리펩타이드를 지칭할 수 있다. 예시적인 Cas6 서열은 미국 특허 공보 번호 2016/0046963의 도 41에 제공된다. 미국 특허 공보 번호 2016/0046963의 도 41은 편입된 본원에 참고로 편입되어 있다. "Cas6"은 야생형 Cas6 폴리펩타이드 (예를 들어, T. 써모필루스(T. thermophilus)로부터)에 대해 최대 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 서열 동일성 및/또는 서열 유사성을 갖는 폴리펩타이드를 지칭할 수 있다. "Cas6"은 아미노산 변화 예컨대 결실, 삽입, 치환, 변이체, 돌연변이, 융합, 키메라, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 Cas6 단백질의 야생형 또는 변형된 형태를 지칭할 수 있다.The term “Cas6” generally refers to at least about 5%, 10%, 20%, 30%, 40% relative to a wild type exemplary Cas6 polypeptide (e.g., Cas6 from T. thermophilus). , may refer to a polypeptide having 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, or 100% sequence identity and/or sequence similarity. An exemplary Cas6 sequence is provided in Figure 41 of U.S. Patent Publication No. 2016/0046963. Figure 41 of U.S. Patent Publication No. 2016/0046963 is incorporated herein by reference. “Cas6” refers to up to about 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% , may refer to a polypeptide having 70%, 80%, 90%, or 100% sequence identity and/or sequence similarity. “Cas6” may refer to a wild-type or modified form of the Cas6 protein, which may include amino acid changes such as deletions, insertions, substitutions, variants, mutations, fusions, chimeras, or any combination thereof.

용어들 "CRISPR/Cas9" 또는 "CRISPR/Cas9 시스템"은 Cas9 단백질, 또는 이의 유도체, 및 CRISPR RNA (crRNA)의 기능을 제공할 수 있는 하나 이상의 비-코딩 RNA 및 Cas9에 대한 트랜스-활성화 RNA (tracrRNA)를 포함하는 유전공학을 위한 프로그래밍가능한 뉴클레아제를 지칭한다. crRNA 및 tracrRNA는 개별적으로 사용될 수 있거나 "가이드 RNA" (gRNA)를 생산하기 위해 조합될 수 있다. crRNA 또는 gRNA는 게놈 표적에 대해 상보적인 서열을 제공한다.The terms “CRISPR/Cas9” or “CRISPR/Cas9 system” refer to the Cas9 protein, or derivatives thereof, and one or more non-coding RNAs capable of providing the functions of CRISPR RNA (crRNA) and a trans-activating RNA for Cas9 ( tracrRNA) refers to a programmable nuclease for genetic engineering. crRNA and tracrRNA can be used individually or combined to produce a “guide RNA” (gRNA). crRNA or gRNA provides a complementary sequence to the genomic target.

본원에서 뉴클레오타이드 x에서 뉴클레오타이드 y까지의 뉴클레오타이드 서열의 결실에 대한 언급은 x 및 y를 포함하여 그 범위 내의 모든 뉴클레오타이드가 결실되었음을 의미한다. 따라서, 예를 들어, "서열 번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,137에서 뉴클레오타이드 3,147까지 11개의 염기쌍 결실"이라는 어구는 뉴클레오타이드 3,317 및 3,147을 포함하여 뉴클레오타이드 3,317 내지 3,147 각각이 결실되었음을 의미한다.Reference herein to a deletion of the nucleotide sequence from nucleotide x to nucleotide y means that all nucleotides within that range, including x and y, have been deleted. Thus, for example, the phrase "11 base pair deletion from nucleotide 3,137 to nucleotide 3,147 compared to SEQ ID NO: 47" means that each of nucleotides 3,317 to 3,147, including nucleotides 3,317 and 3,147, is deleted.

질환에 대한 동물의 "내성"은 동물의 특징이며, 여기서 동물은 돼지 동물과 PRRSV 사이의 상호작용과 같은 동물-병원체 상호작용의 결과인 질환 증상을 피한다. 즉, 병원체는 동물 질환 및 관련된 질환 증상이 유발되는 것을 예방하거나, 또는 대안적으로 임상 징후의 발생률 및/또는 중증도를 감소시키거나 임상 증상을 감소시킨다. 당해 분야의 숙련가는 본원에 개시된 방법이 병원체 공격으로부터 동물을 보호하기 위해 당업계에서 이용가능한 다른 조성물 및 방법과 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다.An animal's "resistance" to a disease is a characteristic of the animal, in which the animal avoids disease symptoms that are the result of animal-pathogen interactions, such as the interaction between swine animals and PRRSV. That is, the pathogen prevents the animal disease and associated disease symptoms from occurring, or alternatively reduces the incidence and/or severity of clinical signs or reduces clinical symptoms. Those skilled in the art will understand that the methods disclosed herein can be used in conjunction with other compositions and methods available in the art to protect animals from pathogen attack.

본원에서 사용된 바와 같이, "유전자 편집", "유전적으로 편집된", "유전적으로 편집된" 및 "유전자 편집 효과기"는 일명 "분자 가위", "호밍 엔도뉴클레아제" 또는 "표적화 엔도뉴클레아제"로도 지칭되는 것으로, 자연 발생 또는 인공적으로 조작된 뉴클레아제에 의한 호밍 기술의 이용을 지칭한다. 뉴클레아제는 게놈의 원하는 위치에서 특이적 이중-가닥 염색체 절단 (DSB)을 생성하며, 일부 경우에 세포의 내인성 기전을 활용하여 상동 재조합 (HR) 및/또는 비상동성 말단-결합 (NHEJ)의 자연적 과정에 의해 유도된 절단을 복구한다. 유전자 편집 효과기로는 아연 핑거 뉴클레아제 (ZFN), 전사 활성제-유사 효과기 뉴클레아제 (TALEN), 클러스터링된 규칙적으로 간격을 둔 짧은 회문 반복 (CRISPR) 시스템 (예를 들어, CRISPR/Cas9 시스템), 및 메가뉴클레아제 (예를 들어, 호밍 엔도뉴클레아제로 재-조작된 메가뉴클레아제)가 포함된다. 이 용어는 또한, 예를 들어, 변경이 결실 또는 비교적 작은 삽입 (전형적으로 20nt 미만)이고/이거나 외래 종으로부터 DNA를 도입하지 않는 경우를 포함하여 형질전환 절차 및 기술의 사용을 포함한다. 이 용어는 또한 초기 유전자 편집된 동물에서 성적 교배 또는 무성 브리딩에 의해 생성된 것과 같은 자손 동물을 포함한다.As used herein, “gene editing,” “genetically edited,” “genetically edited,” and “gene editing effector” are also referred to as “molecular scissors,” “homing endonuclease,” or “targeting endonuclease.” Also referred to as "clease", it refers to the use of homing techniques by naturally occurring or artificially engineered nucleases. Nucleases create specific double-stranded chromosome breaks (DSBs) at desired locations in the genome, and in some cases utilize the cell's endogenous mechanisms to initiate homologous recombination (HR) and/or non-homologous end-joining (NHEJ). Repairs amputations induced by natural processes. Gene editing effectors include zinc finger nucleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALENs), and the clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) system (e.g., the CRISPR/Cas9 system). , and meganucleases (e.g., meganucleases re-engineered into homing endonucleases). The term also includes the use of transformation procedures and techniques, including, for example, when the alterations are deletions or relatively small insertions (typically less than 20 nt) and/or do not introduce DNA from a foreign species. The term also includes progeny animals, such as those produced by sexual or asexual breeding from an initial gene-edited animal.

용어들 "게놈 조작", "유전공학", "유전적으로 조작된", "유전적으로 변경된", "유전적 변경", "게놈 변형", "게놈 변형" 및 "게놈 변형된"은 특정 핵산 서열을 결실, 삽입, 돌연변이 또는 치환함으로써 게놈을 변경하는 것을 지칭할 수 있다. 변경은 유전자 또는 위치에 따라 다를 수 있다. 게놈 조작에서는 뉴클레아제를 사용하여 핵산을 절단하여 변경 부위를 생성할 수 있다. 비-게놈 핵산의 조작도 고려된다. 뉴클레아제 도메인을 함유하는 단백질은 핵산-표적화 핵산과 복합체를 형성함으로써 표적 핵산에 결합하여 이를 절단할 수 있다. 일 예에서, 절단은 표적 핵산에 이중가닥 절단을 도입할 수 있다. 핵산은 예를 들어 내인성 비-상동성 말단 연결 (NHEJ) 기구에 의해 복구될 수 있다. 추가 예에서, 핵산 조각을 삽입할 수 있다. 핵산-표적화 핵산 및 부위 지향적 폴리펩타이드의 변형은 게놈 조작에 사용되는 새로운 기능을 도입할 수 있다.The terms “genome manipulation”, “genetic engineering”, “genetically engineered”, “genetically altered”, “genetic alteration”, “genome modification”, “genome modification” and “genome modified” refer to specific nucleic acid sequences. It may refer to altering the genome by deletion, insertion, mutation, or substitution. Changes may vary depending on the gene or location. In genome engineering, nucleases can be used to cleave nucleic acids to create altered sites. Manipulation of non-genomic nucleic acids is also contemplated. A protein containing a nuclease domain can bind to and cleave a target nucleic acid by forming a complex with the nucleic acid-targeting nucleic acid. In one example, cleavage may introduce a double-strand break in the target nucleic acid. Nucleic acids can be repaired, for example, by the endogenous non-homologous end joining (NHEJ) machinery. In a further example, a nucleic acid fragment may be inserted. Nucleic Acid-Targeting Modification of nucleic acids and site-directed polypeptides can introduce new functions for use in genome manipulation.

본원에서 사용된 바와 같이 "호밍 DNA 기술", "호밍 기술" 및 "호밍 엔도뉴클레아제"는 특정 분자가 아연 핑거 (ZF) 단백질, 전사 활성제-유사 효과기 (TALE) 메가뉴클레아제 및 CRISPR 시스템 (예를 들어, CRISPR/Cas9 시스템)을 포함하는 특정 DNA 서열로 표적화되도록 하는 임의의 기전을 포함한다..As used herein, “homing DNA technology,” “homing technology,” and “homing endonuclease” refer to certain molecules being used in the zinc finger (ZF) protein, transcription activator-like effector (TALE) meganuclease, and CRISPR system. (e.g., CRISPR/Cas9 system).

본원의 용어들 "증가된 내성" 및 "감소된 감수성"은, 비제한적으로, 병원체에 의한 감염과 관련된 임상 징후 또는 임상 증상의 발생률 및/또는 중증도의 통계적으로 유의미한 감소를 의미한다. 예를 들어, "증가된 내성" 또는 "감소된 감수성"은 비변형된 염색체 서열을 갖는 대조군 동물과 비교하여 CD163 유전자 단백질에서 변형된 염색체 서열을 포함하는 동물에서 PRRSV에 의한 감염과 관련된 임상 징후 또는 임상 증상의 발생률 및/또는 중증도의 통계적으로 유의미한 감소를 지칭할 수 있다. 용어 "임상 증상의 통계적으로 유의미한 감소"는, 비제한적으로, 변형된 대상체 그룹에서 적어도 하나의 임상 증상의 발생 빈도가 감염원으로 챌린지(challenge) 후 비-변형된 대조군 그룹보다 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 20%, 더 바람직하게는 적어도 30%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 50%, 및 더욱 더 바람직하게는 적어도 70% 더 낮음을 의미한다.The terms “increased resistance” and “reduced susceptibility” herein mean, but are not limited to, a statistically significant reduction in the incidence and/or severity of clinical signs or symptoms associated with infection by a pathogen. For example, “increased resistance” or “reduced susceptibility” refers to clinical signs or symptoms associated with infection by PRRSV in animals containing a chromosomal sequence altered in the CD163 gene protein compared to control animals with unmodified chromosomal sequence. It may refer to a statistically significant reduction in the incidence and/or severity of clinical symptoms. The term “statistically significant reduction in clinical symptoms” includes, but is not limited to, the frequency of occurrence of at least one clinical symptom in a group of transformed subjects of at least 10%, preferably at least 10%, over a non-transformed control group after challenge with an infectious agent. means at least 20% lower, more preferably at least 30% lower, even more preferably at least 50% lower, and even more preferably at least 70% lower.

"넉아웃"은 유전자의 구조 또는 조절 기전의 파괴를 의미한다. 넉아웃은 표적화 벡터, 대체 벡터 또는 히트-앤드-런(hit-and-run) 벡터의 상동 재조합 또는 유전자 트랩 벡터의 랜덤 삽입을 통해 생성되어 유전자 기능의 완전한, 부분적인 또는 조건적 손실을 초래할 수 있다.“Knockout” means disruption of the structure or regulatory mechanism of a gene. Knockouts can be generated through homologous recombination in targeting vectors, replacement vectors, or hit-and-run vectors, or through random insertion in gene trap vectors, resulting in complete, partial, or conditional loss of gene function. there is.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "돌연변이"는 야생형 서열과 비교하여 예를 들어 유전자 또는 코딩 DNA 서열 (CDS)과 같은 폴리뉴클레오타이드의 뉴클레오타이드 서열에서의 변경을 포함한다. 이 용어는, 비제한적으로, 치환, 삽입, 프레임 이동, 결실, 역전, 전좌, 복제, 스플라이스-공여체 부위 돌연변이, 점-돌연변이 및 기타 동종의 것을 포함한다.As used herein, the term “mutation” includes an alteration in the nucleotide sequence of a polynucleotide, such as a gene or coding DNA sequence (CDS), compared to the wild-type sequence. This term includes, but is not limited to, substitutions, insertions, frame shifts, deletions, inversions, translocations, duplications, splice-donor site mutations, point-mutations, and the like.

본원에서, "임상 징후의 발생률 및/또는 중증도의 감소" 또는 "임상 증상의 감소"는, 비제한적으로, 야생형 감염과 비교하여, 그룹 내 감염된 대상체의 수 감소, 감염의 임상 징후를 나타내는 대상체의 수 감소 또는 제거, 또는 하나 이상의 대상체에게 존재하는 임의의 임상 징후의 중증도 감소를 의미한다. 예를 들어, 이들 용어들은 감염, 폐 병리, 바이러스혈증, 항체 생산, 병원체 부하 감소, 병원체 쉐딩, 병원체 전파 감소, 또는 PRRSV의 임의의 임상 징후 증상 감소로 이루어진 임의의 임상 징후를 포함한다. 바람직하게는 이들 임상 징후는 CD163 유전자에 변형이 없고 감염된 대상체와 비교하여 본 발명의 하나 이상의 동물에서 적어도 10% 감소된다. 더 바람직하게는 임상 징후는 본 발명의 대상체에서 적어도 20%, 바람직하게는 적어도 30%, 더 바람직하게는 적어도 40%, 및 더욱 더 바람직하게는 적어도 50% 감소된다.As used herein, “reduction in the incidence and/or severity of clinical signs” or “reduction in clinical signs” includes, but is not limited to, a decrease in the number of infected subjects in a group compared to a wild-type infection, the number of subjects showing clinical signs of infection. means reducing or eliminating the number, or reducing the severity of any clinical signs present in one or more subjects. For example, these terms include any clinical manifestation consisting of a reduction in symptoms of infection, pulmonary pathology, viremia, antibody production, pathogen load reduction, pathogen shedding, reduced pathogen transmission, or any clinical sign of PRRSV. Preferably these clinical signs are reduced by at least 10% in one or more animals of the invention compared to infected subjects without alterations in the CD163 gene. More preferably clinical signs are reduced in the subject of the invention by at least 20%, preferably by at least 30%, more preferably by at least 40%, and even more preferably by at least 50%.

"TALE DNA 결합 도메인" 또는 "TALE"는 하나 이상의 TALE 반복 도메인/단위를 포함하는 폴리펩타이드이다. 반복 도메인은 TALE와 그것의 동족 표적 DNA 서열의 결합에 관여한다. 단일 "반복 단위" (또한 일명 "반복")는 전형적으로 길이가 33-35개 아미노산이고, 자연 발생 TALE 단백질 내의 다른 TALE 반복 서열과 적어도 일부 서열 상동성을 나타낸다. 아연 핑거 및 TALE 결합 도메인은, 예를 들어 자연 발생 아연 핑거 또는 TALE 단백질의 인식 나선 영역의 조작 (하나 이상의 아미노산 변경)을 통해 사전결정된 뉴클레오타이드 서열에 결합하도록 "조작"될 수 있다. 따라서, 조작된 DNA 결합 단백질 (아연 핑거 또는 TALE)은 비-자연 발생 단백질이다. DNA-결합 단백질을 조작하는 방법의 비-제한적인 예는 설계 및 선택이다. 설계된 DNA 결합 단백질은 설계/구성이 주로 합리적인 기준에서 비롯된 자연에서 발생하지 않는 단백질이다. 합리적인 설계 기준으로는 기존 ZFP 및/또는 TALE 설계의 정보와 바인딩 데이터를 저장하는 데이터베이스에서 정보를 처리하기 위한 대체 규칙 및 컴퓨터 알고리즘의 적용이 포함된다. 예를 들어, 미국 특허 번호 6,140,081; 6,453,242; 및 6,534,261을 참고하며; 또한 WO 98/53058; WO 98/53059; WO 98/53060; WO 02/016536 및 WO 03/016496 및 미국 공개 번호 20110301073을 참고한다.A “TALE DNA binding domain” or “TALE” is a polypeptide comprising one or more TALE repeat domains/units. The repeat domain is involved in the binding of the TALE to its cognate target DNA sequence. A single “repeat unit” (also called a “repeat”) is typically 33-35 amino acids in length and exhibits at least some sequence homology to other TALE repeat sequences within naturally occurring TALE proteins. Zinc fingers and TALE binding domains can be “engineered” to bind predetermined nucleotide sequences, for example, through manipulation (altering one or more amino acids) of the naturally occurring zinc fingers or the recognition helix region of the TALE protein. Therefore, engineered DNA binding proteins (zinc fingers or TALEs) are non-naturally occurring proteins. A non-limiting example of a method for manipulating DNA-binding proteins is design and selection. Engineered DNA-binding proteins are proteins that do not occur in nature, whose design/construction is primarily based on rational criteria. Reasonable design criteria include the application of alternative rules and computer algorithms to process information in databases storing information and binding data from existing ZFP and/or TALE designs. See, for example, US Patent No. 6,140,081; 6,453,242; and 6,534,261; See also WO 98/53058; WO 98/53059; WO 98/53060; See WO 02/016536 and WO 03/016496 and US Publication No. 20110301073.

"아연 핑거 DNA 결합 단백질" (또는 결합 도메인)은 구조가 아연 이온의 배위를 통해 안정화되는 결합 도메인 내의 아미노산 서열 영역인 하나 이상의 아연 핑거를 통해 서열-특이적 방식으로 DNA에 결합하는 단백질 또는 더 큰 단백질 내의 도메인이다. 용어 아연 핑거 DNA 결합 단백질은 종종 아연 핑거 단백질 또는 ZFP로 약칭된다.“Zinc finger DNA binding protein” (or binding domain) is a protein that binds DNA in a sequence-specific manner through one or more zinc fingers, which are regions of the amino acid sequence within the binding domain whose structure is stabilized through the coordination of zinc ions or larger proteins. It is a domain within a protein. The term zinc finger DNA binding protein is often abbreviated as zinc finger protein or ZFP.

"선택된" 아연 핑거 단백질 또는 TALE는 자연에서 발견되지 않는 단백질로서, 그의 생산이 파아지 디스플레이, 상호작용 트랩 또는 하이브리드 선택과 같은 경험적 과정에서 주로 발생된다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,789,538; 미국 특허 번호 5,925,523; 미국 특허 번호 6,007,988; 미국 특허 번호 6,013,453; 미국 특허 번호 6,200,759; WO 95/19431; WO 96/06166; WO 98/53057; WO 98/54311; WO 00/27878; WO 01/60970 WO 01/88197, WO 02/099084 및 미국 공개 번호 20110301073을 참고한다. “Selected” zinc finger proteins, or TALEs, are proteins that are not found in nature, whose production primarily occurs in empirical processes such as phage display, interaction traps, or hybrid selection. See, for example, US Patent No. 5,789,538; U.S. Patent No. 5,925,523; U.S. Patent No. 6,007,988; US Patent No. 6,013,453; US Patent No. 6,200,759; WO 95/19431; WO 96/06166; WO 98/53057; WO 98/54311; WO 00/27878; See WO 01/60970 WO 01/88197, WO 02/099084 and US Publication No. 20110301073.

다양한 다른 용어들은 아래에 정의된다.Various other terms are defined below.

PRRSV 감염으로부터 돼지 태아를 보호하는 방법How to Protect Pig Fetuses from PRRSV Infection

돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스 (PRRSV) 감염으로부터 돼지 태아를 보호하는 방법은 제공된다. 상기 방법은 암컷 돼지 동물을 수컷 돼지 동물과 브리딩시키는 것을 포함한다. 암컷 돼지 동물은 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하되, 상기 변형된 염색체 서열은 그것의 CD163 유전자의 대립 유전자에서 임의의 변형된 염색체 서열을 포함하지 않는 암컷 돼지 동물의 PRRSV에 의한 감염에 대한 감수성과 비교하여 PRRSV 감염에 대한 암컷 돼지 동물의 감수성을 감소시킨다. 상기 수컷 돼지 동물은 적어도 하나의 야생형 CD163 대립유전자를 포함한다.Methods for protecting porcine fetuses from porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection are provided. The method involves breeding a female porcine animal with a male porcine animal. The female swine animal comprises a modified chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene, wherein the modified chromosomal sequence does not include any modified chromosomal sequence in all alleles of its CD163 gene. Reduces the susceptibility of female swine animals to PRRSV infection compared to their susceptibility to infection by PRRSV. The male porcine animal contains at least one wild type CD163 allele.

본원에 기재된 방법에서, 변형된 염색체 서열은, PRRSV 감염과 관련된 CD163 단백질 기능이 손상되거나, 감소되거나, 또는 제거되도록 변경된 서열일 수 있다. 따라서, 본원에서 기재된 방법에서 사용된 암컷 돼지 동물은 "넉아웃(knock-out)" 동물로 칭할 수 있다.In the methods described herein, the modified chromosomal sequence may be a sequence that is altered such that CD163 protein function associated with PRRSV infection is impaired, reduced, or eliminated. Accordingly, the female porcine animals used in the methods described herein may be referred to as “knock-out” animals.

수컷 돼지 동물은 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 포함할 수 있다.Male swine animals may contain two wild-type CD163 alleles.

본원에서 사용된 바와 같은 용어 "야생형 CD163 대립유전자"는, CD163 대립유전자의 서열이 자연에서 발견되는 서열이거나, 또는 CD163 대립유전자의 서열이 CD163 활성을 실질적으로 손상시키지 않는 하나 이상의 돌연변이 (예를 들어, 삽입, 결실, 또는 치환)을 함유하는 것을 의미한다. 따라서, 야생형 CD163 대립유전자는, 다형성 또는 돌연변이가 CD163 활성을 실질적으로 손상시키지 않는 한 다형성 및/또는 돌연변이를 함유할 수 있다. As used herein, the term “wild-type CD163 allele” means that the sequence of the CD163 allele is the sequence found in nature, or that the sequence of the CD163 allele has one or more mutations that do not substantially impair CD163 activity (e.g. , insertion, deletion, or substitution). Accordingly, the wild-type CD163 allele may contain polymorphisms and/or mutations as long as the polymorphisms or mutations do not substantially impair CD163 activity.

본원에서 기재된 방법을 사용하여, 태아는 다양한 1형 및 2형 PRRSV 단리물을 포함하는 1형 및 2형 PRRSV 바이러스 둘 모두로부터 보호될 것이다. Using the methods described herein, the fetus will be protected from both type 1 and type 2 PRRSV viruses, including various type 1 and type 2 PRRSV isolates.

따라서, 본원에서 기재된 방법에서, 변형된 염색체 서열은 c1형 PRRSV 바이러스, 2형 PRRSV에 대한, 또는 1형 및 2형 PRRSV 바이러스 둘 모두에 대한 상기 암컷 돼지 동물의 감수성을 감소시킨다.Accordingly, in the methods described herein, the modified chromosomal sequence reduces the susceptibility of the female swine animal to type cl PRRSV virus, type 2 PRRSV, or both type 1 and type 2 PRRSV viruses.

변형된 염색체 서열은 NVSL 97-7895, KS06-72109, P129, VR2332, CO90, AZ25, MLV-ResPRRS, KS62-06274, KS483 (SD23983), CO84, SD13-15, 렐리스타드, 03-1059, 03-1060, SD01-08, 4353PZ, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 PRRSV 단리물에 대한 상기 암컷 돼지 동물의 감수성을 감소시킬 수 있다.The modified chromosome sequences are NVSL 97-7895, KS06-72109, P129, VR2332, CO90, AZ25, MLV-ResPRRS, KS62-06274, KS483 (SD23983), CO84, SD13-15, Lelystad, 03-1059, 03- 1060, SD01-08, 4353PZ, and combinations thereof.

암컷 돼지 동물은 유전적으로 편집된 암컷 돼지 동물을 포함할 수 있다. The female porcine animal may include a genetically edited female porcine animal.

유전적으로 편집된 암컷 돼지 동물은 호밍 엔도뉴클레아제를 사용하여 편집된 동물일 수 있다. 호밍 엔도뉴클레아제는 자연 발생 엔도뉴클레아제일 수 있지만, 바람직하게는 CD163 단백질인 인코딩하는 유전자에서 염색체 서열을 표적으로 하도록 설계된 DNA 인식 서열을 갖는 합리적으로 설계된, 비-자연 발생 호밍 엔도뉴클레아제이다. The genetically edited female swine animal may be an animal edited using a homing endonuclease. The homing endonuclease may be a naturally occurring endonuclease, but is preferably a rationally designed, non-naturally occurring homing endonuclease having a DNA recognition sequence designed to target a chromosomal sequence in the gene encoding the CD163 protein. am.

따라서, 호밍 엔도뉴클레아제는 설계된 호밍 엔도뉴클레아제일 수 있다. 호밍 엔도뉴클레아제는, 예를 들어, 클러스터링된 규칙적 공간사이 짧은 회문성 반복 (CRISPR) 시스템, 전사 활성제-유사 효과기 뉴클레아제 (TALEN), 아연 핑거 뉴클레아제 (ZFN), 재조합효소 융합 단백질, 메가뉴클레아제, 또는 임의의 이들의 조합을 포함할 수 있다.Accordingly, the homing endonuclease may be a designed homing endonuclease. Homing endonucleases include, for example, the clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) system, transcription activator-like effector nucleases (TALENs), zinc finger nucleases (ZFNs), and recombinase fusion proteins. , meganuclease, or any combination thereof.

호밍 뉴클레아제는 바람직하게는 CRISPR 시스템을 포함한다. 본원에 기재된 방법에서 사용하기 위한 암컷 돼지 동물을 만드는데 사용될 수 있는 CRISPR 시스템의 예는, 비제한적으로 CRISPR/Cas9, CRISPR/Cas5, 및 CRISPR/Cas6을 포함한다. 유전적으로 편집된 동물을 생성하기 위한 CRISPR 시스템의 사용은 아래에서 추가로 논의된다.The homing nuclease preferably comprises a CRISPR system. Examples of CRISPR systems that can be used to generate female porcine animals for use in the methods described herein include, but are not limited to, CRISPR/Cas9, CRISPR/Cas5, and CRISPR/Cas6. The use of the CRISPR system to generate genetically edited animals is discussed further below.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 대립 유전다 둘 모두에서 동일한 변형된 염색체 서열을 포함할 수 있다. In any of the methods described herein, the female porcine animal may comprise the same modified chromosomal sequence on both alleles of the CD163 gene.

대안적으로, 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 제1 대립유전자에서 제1 변형된 염색체 서열 및 CD163 유전자의 제2 대립유전자에서 제2 변형된 염색체 서열을 포함할 수 있되, 상기 제1 및 제2 변형된 염색체 서열은 서로 상이하다. Alternatively, the female swine animal may comprise a first modified chromosomal sequence in a first allele of the CD163 gene and a second modified chromosomal sequence in a second allele of the CD163 gene, wherein the first and second modifications The chromosomal sequences are different from each other.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 각각의 대립유전자는 삽입, 결실, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In any of the methods described herein, each allele of the CD163 gene in a female porcine animal may comprise an insertion, deletion, or combination thereof.

예를 들어, 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 적어도 하나의 대립유전자는 결실을 포함할 수 있다.For example, at least one allele of the CD163 gene in a female swine animal may contain a deletion.

적어도 하나의 CD163 유전자의 대립유전자는 인-프레임 결실을 포함할 수 있다.Alleles of at least one CD163 gene may contain an in-frame deletion.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 적어도 하나의 대립유전자는 삽입을 포함할 수 있다. At least one allele of the CD163 gene in the female swine animal may contain the insertion.

본원에서 기재된 방법에서, 변형된 염색체 서열은 바람직하게는, 변형된 염색체 서열이 없는 암컷 돼지 동물에서의 CD163 단백질 생산 또는 활성과 비교하여 CD163 단백질 생산 또는 활성이 감소되도록 한다. In the methods described herein, the modified chromosomal sequence preferably results in reduced CD163 protein production or activity compared to CD163 protein production or activity in a female porcine animal without the modified chromosomal sequence.

바람직하게는, 변형된 염색체 서열은 상기 암컷 돼지 동물에 의해 기능성 CD163 단백질을 실질적으로 생산하지 않는다. "실질적으로 기능성 CD163 단백질 없음"이란, 동물, 자손, 또는 세포에서 CD163 단백질의 수준이 검출불가능하거나, 또는 검출가능하다면, 변형된 염색체 서열을 포함하지 않는 동물, 자손, 또는 세포에서 관측된 수준 보다 적어도 약 90% 미만, 바람직하게는 적어도 약 95% 미만, 더 바람직하게는 적어도 약 98% 미만, 및 더욱 더 바람직하게는 적어도 약 99% 미만인 것을 의미한다.Preferably, the modified chromosomal sequence substantially results in no production of functional CD163 protein by the female porcine animal. “Substantially no functional CD163 protein” means that the level of CD163 protein in the animal, progeny, or cell is undetectable, or, if detectable, is lower than the level observed in the animal, progeny, or cell that does not contain the modified chromosomal sequence. It means at least less than about 90%, preferably less than about 95%, more preferably less than about 98%, and even more preferably less than about 99%.

예를 들어, 본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물은 CD163 단백질을 생산하지 않는다. For example, in any of the methods described herein, the female porcine animal does not produce CD163 protein.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 각각의 대립유전자는 엑손 7에서의 변형, 엑손 8에서의 변형, 엑손 7 또는 엑손 8과 인접한 인트론에서의 변형, 또는 임의의 이들의 조합을 포함할 수 있다.In any of the methods described herein, each allele of the CD163 gene of the female swine animal has a modification in exon 7, a modification in exon 8, a modification in the intron adjacent to exon 7 or exon 8, or any of these. May include combinations.

예를 들어, 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 하나 또는 둘 모두의 대립유전자는 CD163 유전자의 엑손 7에서의 변형을 포함할 수 있다.For example, one or both alleles of the CD163 gene in a female swine animal may include a modification in exon 7 of the CD163 gene.

엑손 7에서의 변형은 결실을 포함할 수 있다.Variations in exon 7 may include deletions.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자가 결실을 포함하는 본원에서 기재된 방법 중 임의의 것에서, 상기 결실은 인-프레임 결실을 포함할 수 있다.In any of the methods described herein wherein the allele of the CD163 gene in the female porcine animal comprises a deletion, the deletion may comprise an in-frame deletion.

엑손 7에서의 변형은 삽입을 포함할 수 있다.Modifications in exon 7 may include insertions.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 하나 또는 둘 모두의 대립유전자에서의 변형된 염색체 서열은 미스코딩을 초래할 수 있다.In any of the methods described herein, altered chromosomal sequences in one or both alleles of the CD163 gene in a female porcine animal may result in miscoding.

변형된 염색체 서열이 CD163 유전자의 대립유전자에서 미스코딩을 초래하는 경우, 상기 미스코딩은 CD163 유전자의 대립유전자에서의 미스코딩의 미성숙 정지 코돈 다운스트림을 초래할 수 있다.If the altered chromosomal sequence results in a miscoding in an allele of the CD163 gene, the miscoding may result in a premature stop codon downstream of the miscoding in the allele of the CD163 gene.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 다음으로 구성된 군으로부터 선택된 변형을 포함한다: 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,137에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 11개의 염기쌍 결실; 동일한 대립유전자 상의 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,573에서 뉴클레오타이드 2,949까지의 377개의 염기쌍 결실과 함께, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,149와 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,024에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 124개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,024에서 뉴클레오타이드 3,146까지의 123개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,147과 3,148 사이의 1개의 염기쌍 삽입; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,030에서 뉴클레오타이드 3,159까지의 130개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,030에서 뉴클레오타이드 3,161까지의 132개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 1,525에서 뉴클레오타이드 3,030까지의 1506개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,148과 뉴클레오타이드 3,149 사이의 7개의 염기쌍 삽입; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,818에서 뉴클레오타이드 4,097까지의 1280개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,724에서 뉴클레오타이드 4,096까지의 1373개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,431에서 뉴클레오타이드 3,897까지의 1467개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 488에서 뉴클레오타이드 2,417까지의 1930개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 488에서 시작하는 12개의 염기쌍 삽입으로 대체되고, 그리고 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,044에서 뉴클레오타이드 3,172까지 엑손 7에서 추가의 129개의 염기쌍 결실이 있는, 상기 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,145에서 뉴클레오타이드 3,172까지의 28개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,145에서 뉴클레오타이드 4,531까지의 1387개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,113에서 뉴클레오타이드 4,494까지의 1382개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 3,113에서 시작하는 11개의 염기쌍 삽입으로 대체되는, 상기 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,440에서 뉴클레오타이드 4,160까지의 1720개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,015에서 뉴클레오타이드 3,466까지의 452개의 염기쌍 결실; 및 이들의 임의 조합.In any of the methods described herein, at least one of the alleles of the CD163 gene in the female swine animal comprises a modification selected from the group consisting of: nucleotides 3,137 to 3,147 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47. 11 base pair deletion; a 377 base pair deletion from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 on the same allele and a 2 base pair insertion between nucleotides 3,149 and 3,150 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; A 124 base pair deletion from nucleotide 3,024 to nucleotide 3,147 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; A 123 base pair deletion from nucleotide 3,024 to nucleotide 3,146 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; 1 base pair insertion between nucleotides 3,147 and 3,148 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 130 base pair deletion from nucleotide 3,030 to nucleotide 3,159 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; A 132 base pair deletion from nucleotide 3,030 to nucleotide 3,161 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; A 1506 base pair deletion from nucleotide 1,525 to nucleotide 3,030 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; 7 base pair insertion between nucleotides 3,148 and 3,149 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 1280 base pair deletion from nucleotide 2,818 to nucleotide 4,097 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 1373 base pair deletion from nucleotide 2,724 to nucleotide 4,096 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 1467 base pair deletion from nucleotide 2,431 to nucleotide 3,897 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 1930 base pair deletion from nucleotide 488 to nucleotide 2,417 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence is replaced by a 12 base pair insertion starting at nucleotide 488, and compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 with an additional 129 base pair deletion in exon 7 from nucleotide 3,044 to nucleotide 3,172; A 28 base pair deletion from nucleotide 3,145 to nucleotide 3,172 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; 1387 base pair deletion from nucleotide 3,145 to nucleotide 4,531 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 1382 base pair deletion from nucleotide 3,113 to nucleotide 4,494 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence is replaced by an 11 base pair insertion starting at nucleotide 3,113; A 1720 base pair deletion from nucleotide 2,440 to nucleotide 4,160 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 452 base pair deletion from nucleotide 3,015 to nucleotide 3,466 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; and any combination thereof.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,137에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 11개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may contain an 11 base pair deletion from nucleotide 3,137 to nucleotide 3,147 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 동일한 대립유전자 상의 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,573에서 뉴클레오타이드 2,949까지의 377개의 염기쌍 결실과 함께, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,149와 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal has a 377 base pair deletion from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 on the same allele, It may contain a two base pair insertion between nucleotides 3,149 and 3,150.

변형이 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,149와 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입을, 동일한 대립유전자 상의 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,573에서 뉴클레오타이드 2,949까지의 377개의 염기쌍 결실과 함께 포함하는 경우, 그리고 상기 2개의 염기쌍 삽입은 디뉴클레오타이드 AG를 포함할 수 있다.The variant comprises a two base pair insertion between nucleotides 3,149 and 3,150 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 along with a 377 base pair deletion from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 on the same allele. If so, the two base pair insertion may include dinucleotide AG.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,024에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 124개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may contain a 124 base pair deletion from nucleotide 3,024 to nucleotide 3,147 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,024에서 뉴클레오타이드 3,146까지의 123개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a 123 base pair deletion from nucleotide 3,024 to nucleotide 3,146 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,147과 3,148 사이의 1개의 염기쌍 삽입을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a 1 base pair insertion between nucleotides 3,147 and 3,148 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

상기 변형이 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,147과 3,148 사이의 1개의 염기쌍 삽입을 포함하는 경우, 상기 1개의 염기쌍 삽입은 단일 아데닌 잔기를 포함할 수 있다.If the modification includes a one base pair insertion between nucleotides 3,147 and 3,148 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47, then the one base pair insertion may include a single adenine residue.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,030에서 뉴클레오타이드 3,159까지의 130개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a 130 base pair deletion from nucleotide 3,030 to nucleotide 3,159 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,030에서 뉴클레오타이드 3,161까지의 132개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a 132 base pair deletion from nucleotide 3,030 to nucleotide 3,161 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 1,525에서 뉴클레오타이드 3,030까지의 1506개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a 1506 base pair deletion from nucleotide 1,525 to nucleotide 3,030 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,148과 뉴클레오타이드 3,149 사이의 7개의 염기쌍 삽입을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may contain a 7 base pair insertion between nucleotides 3,148 and 3,149 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

상기 변형이 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,148과 뉴클레오타이드 3,149 사이의 7개의 염기쌍 삽입을 포함하는 경우, 7개의 염기쌍 삽입은 서열 TACTACT (서열번호: 115)을 포함할 수 있다.If the modification includes a 7 base pair insertion between nucleotides 3,148 and 3,149 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, then the 7 base pair insertion may include the sequence TACTACT (SEQ ID NO: 115).

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,818에서 뉴클레오타이드 4,097까지의 1280개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female porcine animal may contain a 1280 base pair deletion from nucleotide 2,818 to nucleotide 4,097 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,724에서 뉴클레오타이드 4,096까지의 1373개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may contain a 1373 base pair deletion from nucleotide 2,724 to nucleotide 4,096 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,431에서 뉴클레오타이드 3,897까지의 1467개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female porcine animal may contain a 1467 base pair deletion from nucleotide 2,431 to nucleotide 3,897 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 488에서 뉴클레오타이드 2,417까지의 1930개의 염기쌍 결실을 포함하되, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 488에서 시작하는 12개의 염기쌍 삽입으로 대체되고, 그리고 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,044에서 뉴클레오타이드 3,172까지 엑손 7에서의 추가의 129개의 염기쌍 결실이 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal comprises a 1930 base pair deletion from nucleotide 488 to nucleotide 2,417 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence comprises 12 base pairs starting at nucleotide 488. replaced by an insertion and an additional 129 base pair deletion in exon 7 from nucleotide 3,044 to nucleotide 3,172 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

상기 변형이 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 488에서 뉴클레오타이드 2,417까지의 1930개의 염기쌍 결실을 포함하는 경우, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 488에서 시작하는 12개의 염기쌍 삽입으로 대체되고, 그리고 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,044에서 뉴클레오타이드 3,172까지 엑손 7에서의 추가의 129개의 염기쌍 결실이 있고, 상기 12개의 염기쌍 삽입은 서열 TGTGGAGAATTC (서열번호: 116)를 포함할 수 있다.If the modification includes a 1930 base pair deletion from nucleotide 488 to nucleotide 2,417 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, then the deleted sequence is replaced by a 12 base pair insertion starting at nucleotide 488, and the reference sequence sequence There are an additional 129 base pair deletion in exon 7 from nucleotide 3,044 to nucleotide 3,172 compared to number: 47, where the 12 base pair insertion may include the sequence TGTGGAGAATTC (SEQ ID NO: 116).

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,145에서 뉴클레오타이드 3,172까지의 28개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may contain a 28 base pair deletion from nucleotide 3,145 to nucleotide 3,172 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,145에서 뉴클레오타이드 4,531까지의 1387개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may contain a 1387 base pair deletion from nucleotide 3,145 to nucleotide 4,531 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,113에서 뉴클레오타이드 4,494까지의 1382개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 3,113에서 시작하는 11개의 염기쌍 삽입으로 대체되는, 상기 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in female swine animals is a 1382 base pair deletion from nucleotide 3,113 to nucleotide 4,494 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence has an 11 base pair insertion starting at nucleotide 3,113. replaced, may include the base pair deletion.

변형이 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,113에서 뉴클레오타이드 4,494까지의 1382개의 염기쌍 결실을 포함하는 경우, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 3,113에서 시작하는 11개의 염기쌍 삽입으로 대체되고, 11개의 염기쌍 삽입은 서열 AGCCAGCGTGC (서열번호: 117)을 포함할 수 있다.If the variant includes a deletion of 1382 base pairs from nucleotide 3,113 to nucleotide 4,494 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, then the deleted sequence is replaced by an 11 base pair insertion starting at nucleotide 3,113, and the 11 base pair insertion is It may include the sequence AGCCAGCGTGC (SEQ ID NO: 117).

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,440에서 뉴클레오타이드 4,160까지의 1720개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female porcine animal may contain a 1720 base pair deletion from nucleotide 2,440 to nucleotide 4,160 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,015에서 뉴클레오타이드 3,466까지의 452개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.At least one of the alleles of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a 452 base pair deletion from nucleotide 3,015 to nucleotide 3,466 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47.

예를 들어, 암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 다음으로 구성된 군으로부터 선택된 변형을 포함한다: 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,148과 뉴클레오타이드 3,149 사이의 7개의 염기쌍 삽입; 동일한 대립유전자 상의 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,573에서 뉴클레오타이드 2,949까지의 377개의 염기쌍 결실과 함께, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,149와 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,137에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 11개의 염기쌍 결실; 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,113에서 뉴클레오타이드 4,494까지의 1382개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 3,113에서 시작하는 11개의 염기쌍 삽입으로 대체되는, 상기 염기쌍 결실; 및 이들의 임의 조합.For example, in a female swine animal, at least one of the alleles of the CD163 gene comprises a modification selected from the group consisting of: a 7 base pair insertion between nucleotides 3,148 and 3,149 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; a 377 base pair deletion from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 on the same allele and a 2 base pair insertion between nucleotides 3,149 and 3,150 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; An 11 base pair deletion from nucleotide 3,137 to nucleotide 3,147 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47; A 1382 base pair deletion from nucleotide 3,113 to nucleotide 4,494 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence is replaced by an 11 base pair insertion starting at nucleotide 3,113; and any combination thereof.

암컷 돼지 동물에서 CD163 유전자는 본원에 기재된 변형된 염색체 서열의 임의의 조합을 포할 수 있다. The CD163 gene in a female swine animal may contain any combination of the modified chromosomal sequences described herein.

예를 들어, 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,148과 뉴클레오타이드 3,149 사이의 7개의 염기쌍 삽입; 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,573에서 뉴클레오타이드 2,949까지의 377개의 염기쌍 결실과 함께, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,149와 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입을 포함할 수 있다.For example, a female swine animal has in one allele of the CD163 gene a 7 base pair insertion between nucleotides 3,148 and 3,149 compared to the reference sequence SEQ ID NO:47; and in the other allele of the CD163 gene, a 377 base pair deletion from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, together with 2 base pairs between nucleotides 3,149 and 3,150 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47. May contain insertions.

암컷 돼지 동물은 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,113에서 뉴클레오타이드 4,494까지의 1382개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 뉴클레오타이드 3,113에서 시작하는 11개의 염기쌍 삽입으로 대체되는, 상기 염기쌍 결실; 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,573에서 뉴클레오타이드 2,949까지의 377개의 염기쌍 결실과 함께, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,149와 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입을 포함할 수 있다.A female swine animal has a 1382 base pair deletion from nucleotide 3,113 to nucleotide 4,494 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence is replaced by an 11 base pair insertion starting at nucleotide 3,113 in one allele of the CD163 gene. wherein the base pair deletion; and in the other allele of the CD163 gene, a 377 base pair deletion from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, together with 2 base pairs between nucleotides 3,149 and 3,150 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47. May contain insertions.

암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,148과 뉴클레오타이드 3,149 사이의 7개의 염기쌍 삽입; 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,137에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 11개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.Female swine animals have a 7 base pair insertion in one allele of the CD163 gene between nucleotides 3,148 and 3,149 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47; and an 11 base pair deletion from nucleotide 3,137 to nucleotide 3,147 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 in the other allele of the CD163 gene.

암컷 돼지 동물은 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,113에서 뉴클레오타이드 4,494까지의 1382개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 뉴클레오타이드 3,113에서 시작하는 11개의 염기쌍 삽입으로 대체되는, 상기 염기쌍 결실; 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,137에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 11개의 염기쌍 결실을 포함할 수 있다.A female swine animal has a 1382 base pair deletion from nucleotide 3,113 to nucleotide 4,494 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence is replaced by an 11 base pair insertion starting at nucleotide 3,113 in one allele of the CD163 gene. wherein the base pair deletion; and an 11 base pair deletion from nucleotide 3,137 to nucleotide 3,147 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 in the other allele of the CD163 gene.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 80% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.In any of the methods described herein, the allele of the CD163 gene of the female swine animal may comprise a chromosomal sequence having at least 80% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in said chromosomal sequence region outside the insertion or deletion. .

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 85% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The allele of the CD163 gene in a female porcine animal may comprise a chromosomal sequence having at least 85% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in the region of the chromosomal sequence outside the insertion or deletion.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 90% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The allele of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a chromosomal sequence with at least 90% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in the region of the chromosomal sequence outside the insertion or deletion.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 95% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The allele of the CD163 gene in a female porcine animal may comprise a chromosomal sequence having at least 95% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in the region of the chromosomal sequence outside the insertion or deletion.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 98% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The allele of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a chromosomal sequence having at least 98% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in the region of the chromosomal sequence outside the insertion or deletion.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 99% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The allele of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a chromosomal sequence having at least 99% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in the region of the chromosomal sequence outside the insertion or deletion.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 99.9% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The allele of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a chromosomal sequence with at least 99.9% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in the region of the chromosomal sequence outside the insertion or deletion.

암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자는 삽입 또는 결실 외부에 있는 상기 염색체 서열 영역에서 서열번호: 47에 대해 적어도 100% 서열 동일성을 갖는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The allele of the CD163 gene in a female swine animal may comprise a chromosomal sequence having at least 100% sequence identity to SEQ ID NO: 47 in the region of the chromosomal sequence outside the insertion or deletion.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나 또는 둘 모두의 대립유전자에서 서열번호: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 또는 119를 포함하는 염색체 서열을 포함할 수 있다. In any of the methods described herein, the female swine animal has one or both alleles of the CD163 gene SEQ ID NO: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109 , 110, 111, 112, 113, 114, or 119.

예를 들어, 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나 또는 둘 모두의 대립유전자에서 서열번호: 99, 102, 103, 또는 113을 포함하는 염색체 서열을 포함할 수 있다.For example, a female porcine animal may comprise a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 99, 102, 103, or 113 in one or both alleles of the CD163 gene.

암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자는 서열번호: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 또는 119를 포함하는 염색체 서열의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 서열번호: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 또는 119 중 임의의 하나를 포함하는 염색체 서열 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서 서열번호: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 또는 119 중 임의의 하나를 포함하는 염색체 서열을 포함할 수 있다. Alleles of the CD163 gene in female pig animals are SEQ ID NO: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, or 119. It may include any combination of chromosomal sequences comprising. Therefore, female pig animals have SEQ ID NOs: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114 on one allele of the CD163 gene. , or chromosomal sequence comprising any one of 119 and other alleles of the CD163 gene SEQ ID NOs: 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111 , 112, 113, 114, or 119.

예를 들어, 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 서열번호: 99를 포함하는 염색체 서열, 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서 서열번호: 103를 포함하는 염색체 서열을 포함할 수 있다.For example, a female swine animal may comprise a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 99 in one allele of the CD163 gene, and a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 103 in the other allele of the CD163 gene.

암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 서열번호: 113을 포함하는 염색체 서열, 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서 서열번호: 99를 포함하는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The female swine animal may comprise a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 113 in one allele of the CD163 gene, and a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 99 in the other allele of the CD163 gene.

암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 서열번호: 99를 포함하는 염색체 서열, 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서 서열번호: 102를 포함하는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The female swine animal may comprise a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 99 in one allele of the CD163 gene, and a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 102 in the other allele of the CD163 gene.

암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 하나의 대립유전자에서 서열번호: 113을 포함하는 염색체 서열, 및 CD163 유전자의 다른 대립유전자에서 서열번호: 102를 포함하는 염색체 서열을 포함할 수 있다.The female swine animal may comprise a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 113 in one allele of the CD163 gene, and a chromosomal sequence comprising SEQ ID NO: 102 in the other allele of the CD163 gene.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 브리딩은 CD163 유전자의 단일 대립유전자에서 변형된 염색체 서열을 포함하는 하나 이상의 태아를 생산할 것이다. 본원에서 기재된 방법에서 사용된 암컷 돼지 동물이 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하기 때문에, 암컷 돼지 동물을 적어도 하나의 야생형 CD163 대립유전자를 포함하는 수컷 돼지 동물과 브리딩시키는 것은 암컷 돼지 동물로부터의 변형된 염색체 서열을 포함하는 CD163 대립유전자 및 수컷 돼지 동물로부터의 야생형 CD163 대립유전자를 물려받은 태아를 생산할 것이다. 따라서, 브리딩은 변형된 CD163 염색체 서열에 대해 이종접합성인 태아를 생산할 것이다. 수컷 동물이 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 포함하는 경우, 브리딩의 결과로서 생산된 모든 태아는 변형된 CD163 염색체 서열에 대해 이종접합이 될 것이다.In any of the methods described herein, breeding will produce one or more embryos comprising a chromosomal sequence modified in a single allele of the CD163 gene. Because the female porcine animal used in the methods described herein contains altered chromosomal sequences in both alleles of its CD163 gene, the female porcine animal is bred with a male porcine animal containing at least one wild-type CD163 allele. This will produce fetuses that inherit a CD163 allele containing a modified chromosomal sequence from a female swine animal and a wild-type CD163 allele from a male swine animal. Therefore, breeding will produce embryos heterozygous for the modified CD163 chromosomal sequence. If a male animal contains two wild-type CD163 alleles, any embryos produced as a result of breeding will be heterozygous for the modified CD163 chromosomal sequence.

브리딩에 의해 생산된 태아는 야생형 암컷 돼지 동물에서의 자궁내 태아와 비교하여, 자궁 내에 있는 동안 PRRSV 감염에 대한 감수성을 감소시킬 것이다.Fetuses produced by breeding will have reduced susceptibility to PRRSV infection while in utero compared to intrauterine fetuses in wild-type female swine animals.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 브리딩은 암컷 돼지 동물을 수컷 돼지 동물과 교배(교미)시키는 것을 포함할 수 있다.In any of the methods described herein, breeding may include crossing (mating) a female porcine animal with a male porcine animal.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 브리딩은 수컷 동물로부터 얻은 정자로 상기 암컷 동물에게 인공 정자주입하는 것을 포함할 수 있다.In any of the methods described herein, breeding may include artificially injecting the female animal with sperm obtained from a male animal.

본원에 기재된 방법 중 임의의 것에서, 브리딩은 수정된 난모세포를 상기 암컷 돼지 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함할 수 있다. In any of the methods described herein, breeding may include transferring fertilized oocytes into the reproductive tract of the female porcine animal.

브리딩이 수정된 난모세포를 상기 암컷 돼지 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함하는 방법에서, 수정된 난모세포는 수컷 돼지 동물로부터 얻은 정자로 난모세포의 시험관내 수정에 의해 생성될 수 있다.In a method where breeding involves transferring fertilized oocytes into the reproductive tract of the female porcine animal, the fertilized oocytes can be produced by in vitro fertilization of the oocytes with sperm obtained from a male porcine animal.

시험관내 수정은 수컷 돼지 동물로부터 얻은 정자를 난모세포의 세포질내에 주사하는 것을 포함할 수 있다.In vitro fertilization may involve injecting sperm obtained from a male porcine animal into the cytoplasm of an oocyte.

브리딩이 수정된 난모세포를 상기 암컷 돼지 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함하는 경우, 난모세포는 돼지 암컷 동물로부터 유래된 난모세포일 수 있어서, 상기 난모세포는 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함한다. 대안적으로, 난모세포는 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하는 상이한 암컷 돼지 동물로부터 유래된 난모세포일 수 있되, 상기 변형된 염색체 서열은 그것의 CD163 유전자의 대립 유전자에서 임의의 변형된 염색체 서열을 포함하지 않는 암컷 돼지 동물의 PRRSV에 의한 감염에 대한 감수성과 비교하여 PRRSV에 의한 감염에 대한 동물의 감수성을 감소시킨다. 따라서, 예를 들어, CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두 (예를 들어, C163 유전자의 대립유전자 둘 모두의 녹아웃)에서 변형된 염색체 서열을 갖는 임의의 난모세포가 사용될 수 있다.When breeding involves transferring a fertilized oocyte into the reproductive tract of the female porcine animal, the oocyte may be an oocyte derived from a porcine female animal, such that the oocyte has both alleles of its CD163 gene. Contains altered chromosomal sequences. Alternatively, the oocytes may be oocytes derived from a different female porcine animal that contains a modified chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene, wherein the modified chromosomal sequence is a modified chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene. reduces the susceptibility of the animal to infection by PRRSV compared to the susceptibility to infection by PRRSV of female swine animals that do not contain any modified chromosomal sequence. Thus, for example, any oocyte with an altered chromosomal sequence in both alleles of the CD163 gene (e.g., a knockout of both alleles of the C163 gene) can be used.

그러나, 브리딩이 수정된 난모세포를 상기 암컷 돼지 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함하는 경우에, 난모세포는 그것의 CD163 유전자의 대립 유전자에서 임의의 변형된 염색체 서열을 포함할 필요는 없다. 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 함유하는 난모세포가 사용될 수 있다. 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 함유하는 난모세포는 수컷 돼지 동물로부터 수득된 정자로 수정될 수 있되, 상기 정자는 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 함유하는 수정된 난모세포를 만들기 위해 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 포함한다. 그와 같은 수정된 난모세포 (2개의 야생형 CD163 대립유전자 포함)가 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하는 암컷 돼지 동물의 생식관으로 ?グ保嗤?, 생성된 태아는 PRRSV 감염으로부터 보호될 것이다. However, if breeding involves transferring fertilized oocytes into the reproductive tract of the female porcine animal, the oocytes need not contain any modified chromosomal sequence in the alleles of their CD163 gene. Oocytes containing two wild-type CD163 alleles can be used. Oocytes containing two wild-type CD163 alleles can be fertilized with sperm obtained from a male porcine animal, wherein the sperm contains two wild-type CD163 alleles to produce a fertilized oocyte containing two wild-type CD163 alleles. Includes. Such fertilized oocytes (containing two wild-type CD163 alleles) are transferred to the reproductive tract of a female swine animal containing altered chromosomal sequences in both alleles of its CD163 gene, resulting in embryos. will be protected from PRRSV infection.

대안적으로, 브리딩이 수정된 난모세포를 상기 암컷 돼지 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함하는 경우, 수정된 난모세포는 그것의 CD163 유전자의 단일 대립유전자에서 변형된 염색체 서열을 포함할 수 있다. 그와 같은 수정된 난모세포는 또한, 수정된 난모세포를, 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하는 암컷 돼지 동물의 생식관으로 ?ケ? 때 PRRSV 감염으로부터 보호되는 태아를 생산할 것이다. Alternatively, if breeding involves transferring fertilized oocytes into the reproductive tract of the female porcine animal, the fertilized oocytes may contain a modified chromosomal sequence in a single allele of its CD163 gene. Such fertilized oocytes may also be transferred to the reproductive tract of a female porcine animal containing the altered chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene. When producing a fetus that is protected from PRRSV infection.

따라서, 브리딩이 수정된 난모세포를 상기 암컷 돼지 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함하는 경우, 수정된 난모세포는 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열 (예를 들어, 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두의 녹아웃)은 그것의 CD163 유전자의 단 하나의 대립유전자에서 변형된 염색체 서열을 포함할 수 있거나, 또는 야생형 CD163 대립유전자만을 포함할 수 있다.Accordingly, if breeding involves transferring fertilized oocytes into the reproductive tract of the female porcine animal, the fertilized oocytes will have a chromosomal sequence modified in both alleles of its CD163 gene (e.g., its CD163 A knockout of both alleles of a gene) may include a chromosomal sequence altered in only one allele of its CD163 gene, or may include only the wild-type CD163 allele.

친화도 태그Affinity Tag

"친화도 태그"는 펩타이드 친화도 태그 또는 핵산 친화도 태그일 수 있다. 용어 "친화도 태그"는 일반적으로 분자에 의해 결합될 수 있는 (예를 들어, 소분자, 단백질, 또는 공유결합에 의해 결합될 수 있는) 단백질 또는 핵산 서열을 지칭한다. 친화도 태그는 비-천연 서열일 수 있다. 펩타이드 친화도 태그는 펩타이드를 포함할 수 있다. 펩타이드 친화도 태그는 분할 시스템의 일부일 수 있는 것일 수 있다 (예를 들어, 2개의 불활성 펩타이드 단편은 트랜스에서 함께 결합하여 활성 친화도 태그를 형성할 수 있다). 핵산 친화도 태그는 핵산을 포함할 수 있다. 핵산 친화도 태그는 (예를 들어 혼성화를 통해) 알려진 핵산 서열에 선택적으로 결합할 수 있는 서열일 수 있다. 핵산 친화도 태그는 단백질에 선택적으로 결합할 수 있는 서열일 수 있다. 친화도 태그는 천연 단백질에 융합될 수 있다. 친화도 태그는 뉴클레오타이드 서열에 융합될 수 있다.An “affinity tag” may be a peptide affinity tag or a nucleic acid affinity tag. The term “affinity tag” generally refers to a protein or nucleic acid sequence that can be bound by a molecule (e.g., a small molecule, protein, or covalently bound). The affinity tag may be a non-natural sequence. A peptide affinity tag may include a peptide. The peptide affinity tag can be one that can be part of a splitting system (e.g., two inactive peptide fragments can be joined together in trans to form an active affinity tag). Nucleic acid affinity tags can include nucleic acids. A nucleic acid affinity tag may be a sequence capable of selectively binding to a known nucleic acid sequence (e.g., through hybridization). A nucleic acid affinity tag may be a sequence that can selectively bind to a protein. Affinity tags can be fused to native proteins. The affinity tag may be fused to a nucleotide sequence.

때때로, 1, 2, 또는 복수의 친화도 태그는 천연 단백질 또는 뉴클레오타이드 서열에 융합될 수 있다. 친화도 태그는 시험관내 또는 생체내 전사의 방법을 사용하여 핵산-표적화 핵산에 도입될 수 있다. 핵산 친화도 태그는, 예를 들어, 화학 태그, RNA-결합 단백질 결합 서열, DNA-결합 단백질 결합 서열, 친화도-태깅된 폴리뉴클레오타이드에 혼성화가능한 서열, 합성 RNA 압타머, 또는 합성 DNA 압타머를 포함할 수 있다. 화학 핵산 친화도 태그의 예는, 비제한적으로, 바이오틴, 형광 염료, 및 디곡세기닌을 함유하는 리보-뉴클레오트리포스페이트를 포함할 수 있다. 단백질-결합 핵산 친화도 태그의 예는, 비제한적으로, MS2 결합 서열, U1A 결합 서열, 스템-루프 결합 단백질 서열, boxB 서열, eIF4A 서열, 또는 RNA 결합 단백질에 의해 인식된 임의의 서열을 포함할 수 있다. 핵산 친화도-태깅된 올리고뉴클레오타이드의 예는, 비제한적으로, 바이오티닐화된 올리고뉴클레오타이드, 2, 4-디니트로페닐 올리고뉴클레오타이드, 플루오레세인 올리고뉴클레오타이드, 및 일차 아민-접합된 올리고뉴클레오타이드를 포함할 수 있다.Sometimes, one, two, or multiple affinity tags can be fused to a native protein or nucleotide sequence. Affinity tags can be introduced into nucleic acid-targeting nucleic acids using methods of in vitro or in vivo transcription. Nucleic acid affinity tags include, for example, chemical tags, RNA-binding protein binding sequences, DNA-binding protein binding sequences, sequences hybridizable to affinity-tagged polynucleotides, synthetic RNA aptamers, or synthetic DNA aptamers. It can be included. Examples of chemical nucleic acid affinity tags may include, but are not limited to, biotin, fluorescent dyes, and ribo-nucleotriphosphate containing digoxenin. Examples of protein-binding nucleic acid affinity tags may include, but are not limited to, an MS2 binding sequence, a U1A binding sequence, a stem-loop binding protein sequence, a boxB sequence, an eIF4A sequence, or any sequence recognized by an RNA binding protein. You can. Examples of nucleic acid affinity-tagged oligonucleotides include, but are not limited to, biotinylated oligonucleotides, 2, 4-dinitrophenyl oligonucleotides, fluorescein oligonucleotides, and primary amine-conjugated oligonucleotides. You can.

핵산 친화도 태그는 RNA 압타머일 수 있다. 압타머는, 테오필린, 스트렙타비딘, 덱스트란 B512, 아데노신, 구아노신, 구아닌/잔틴, 7-메틸-GTP, 아미노산 압타머 예컨대 아르기닌, 시트룰린, 발린, 트립토판, 시아노코발라민, N-메틸메소포르피린 IX, 플라빈에 결합하는 압타머, NAD에 결합하는 압타머, 및 항생제 압타머 예컨대 토브라마이신, 네오마이신, 리비도마이신, 카나마이신, 스트렙토마이신, 비오마이신, 및 클로르암페니콜에 결합하는 압타머.The nucleic acid affinity tag may be an RNA aptamer. Aptamers include theophylline, streptavidin, dextran B512, adenosine, guanosine, guanine/xanthine, 7-methyl-GTP, amino acid aptamers such as arginine, citrulline, valine, tryptophan, cyanocobalamin, N-methylmesoporphyrin IX. , aptamers that bind to flavin, aptamers that bind to NAD, and aptamers that bind to antibiotic aptamers such as tobramycin, neomycin, libidomycin, kanamycin, streptomycin, viomycin, and chloramphenicol. .

핵산 친화도 태그는 부위 지향적 폴리펩타이드에 의해 결합될 수 있는 RNA 서열을 포함할 수 있다. 부위 지향적 폴리펩타이드는 조건적으로 효소적으로 불활성일 수 있다. RNA 서열은 멤버 of I형, II형, 및/또는 III형 CRISPR 시스템의 멈베에 의해 결합될 수 있는 서열을 포함할 수 있다. RNA 서열은 램프 패밀리 일원 단백질. RNA 서열은 Cas9 패밀리 일원 단백질, Cas6 패밀리 일원 단백질 (예를 들어, Csy4, Cas6)에 의해 결합될 수 있다. RNA 서열은 Cas5 패밀리 일원 단백질 (예를 들어, Cas5)에 의해 결합될 수 있다. 예를 들어, Csy4는 고친화도 (Kd ~50 pM)로 특정 RNA 헤어핀 서열에 결합할 수 있고 헤어핀의 부위 3'에서 RNA를 절단할 수 있다.Nucleic acid affinity tags may include RNA sequences that can be linked by site-directed polypeptides. Site-directed polypeptides may be conditionally enzymatically inactive. The RNA sequence may include a sequence that can be bound by a member of a type I, type II, and/or type III CRISPR system. The RNA sequence is a LAMP family member protein. RNA sequences can be linked by Cas9 family member proteins, Cas6 family member proteins (eg, Csy4, Cas6). RNA sequences can be linked by Cas5 family member proteins (eg, Cas5). For example, Csy4 can bind to specific RNA hairpin sequences with high affinity (Kd ~50 pM) and cleave RNA at the 3' site of the hairpin.

핵산 친화도 태그는 부위 지향적 폴리펩타이드에 의해 결합될 수 있는 DNA 서열을 포함할 수 있다. 부위 지향적 폴리펩타이드는 조건적으로 효소적으로 불활성. DNA 서열은 I형, II형 및/또는 III형 CRISPR 시스템의 멤버에 의해 결합될 수 있는 서열을 포함할 수 있다. DNA 서열은 아르고너트(Argonaut) 단백질에 의해 결합될 수 있다. DNA 서열은 아연 핑거 도메인, TALE 도메인, 또는 임의의 다른 DNA-결합 도메인을 함유하는 단백질에 의해 결합될 수 있다.Nucleic acid affinity tags may include DNA sequences that can be linked by site-directed polypeptides. Site-directed polypeptides are conditionally enzymatically inactive. The DNA sequence may include sequences that can be linked by members of type I, type II, and/or type III CRISPR systems. DNA sequences can be joined by the Argonaut protein. DNA sequences can be bound by proteins containing zinc finger domains, TALE domains, or any other DNA-binding domain.

핵산 친화도 태그는 리보자임 서열을 포함할 수 있다. 적합한 리보자임은 펩티딜 전달효소 23 SrRNA, RnaseP, 그룹 I 인트론, 그룹 II 인트론, GIR1 분지화 리보자임, 리드자임, 헤어핀 리보자임, 헤머헤드 리보자임, HDV 리보자임, CPEB3 리보자임, VS 리보자임, glmS 리보자임, CoTC 리보자임, 및 합성 리보자임을 포함할 수 있다.Nucleic acid affinity tags may include ribozyme sequences. Suitable ribozymes include peptidyl transferase 23 SrRNA, RnaseP, group I intron, group II intron, GIR1 branching ribozyme, leadzyme, hairpin ribozyme, hammerhead ribozyme, HDV ribozyme, CPEB3 ribozyme, and VS ribozyme. , glmS ribozyme, CoTC ribozyme, and synthetic ribozyme.

펩타이드 친화도 태그는 추적 또는 정제를 위해 사용될 수 있는 태그 (예를 들어, 형광 단백질 예컨대 녹색 형광 단백질 (GFP), YFP, RFP, CFP, mCherry, tdTomato; His 태그, (예를 들어, 6XHis 태그); 혈구응집소 (HA) 태그; FLAG 태그; Myc 태그; GST 태그; MBP 태그; 키틴 결합 단백질 태그; 칼모듈린 태그; V5 태그; 스트렙타비딘 결합 태그; 등)을 포함할 수 있다.Peptide affinity tags are tags that can be used for tracking or purification (e.g., fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP), YFP, RFP, CFP, mCherry, tdTomato; His tag, (e.g., 6XHis tag) a hemagglutinin (HA) tag; a GST tag; a chitin binding tag; a streptavidin tag;

핵산 및 펩타이드 친화도 태그 둘 모두는 소분자 태그 예컨대 바이오틴, 또는 디지톡신, 및 형광 표지 태그, 예컨대, 플루오로세인, 로다민, 알렉사 플루오르 염료(Alexa fluor dye), 시아닌3 염료, 시아닌5 염료를 포함할 수 있다.Both nucleic acid and peptide affinity tags include small molecule tags such as biotin, or digitoxin, and fluorescent label tags such as fluorescein, rhodamine, Alexa fluor dye, cyanine3 dye, and cyanine5 dye. can do.

핵산 친화도 태그는 핵산 (예를 들어, 핵산- 표적화 핵산)의 5'에 위치할 수 있다. 핵산 친화도 태그는 핵산의 3'에 위치할 수 있다. 핵산 친화도 태그는 핵산의 5' 및 3'에 위치할 수 있다. 핵산 친화도 태그는 핵산 내에 위치할 수 있다. 펩타이드 친화도 태그는 폴리펩타이드 서열의 N-말단에 위치할 수 있다. 펩타이드 친화도 태그는 폴리펩타이드 서열의 C-말단에 위치할 수 있다. 펩타이드 친화도 태그는 폴리펩타이드 서열의 N-말단 및 C-말단에 위치할 수 있다. 복수의 친화도 태그는 핵산 및/또는 폴리펩타이드 서열에 융합될 수 있다.A nucleic acid affinity tag may be located 5' of a nucleic acid (e.g., a nucleic acid-targeting nucleic acid). The nucleic acid affinity tag may be located 3' to the nucleic acid. Nucleic acid affinity tags can be located 5' and 3' of the nucleic acid. A nucleic acid affinity tag can be located within a nucleic acid. The peptide affinity tag may be located at the N-terminus of the polypeptide sequence. The peptide affinity tag may be located at the C-terminus of the polypeptide sequence. Peptide affinity tags can be located at the N-terminus and C-terminus of the polypeptide sequence. A plurality of affinity tags may be fused to nucleic acid and/or polypeptide sequences.

포획제capture agent

본원에서 사용된 바와 같이, "포획제"는 일반적으로 폴리펩타이드 및/또는 핵산을 정제할 수 있는 제제를 지칭한다. 포획제는 생물학적 활성 분자 또는 물질일 수 있다 (예를 들어 자연에서 또는 합성으로 발견되는 임의의 생물학적 물질, 그리고 세포, 바이러스, 세포하 입자, 항체, 면역글로불린, 항원, 지질단백질, 당단백질, 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질 복합체, (스트렙트)아비딘-바이오틴 복합체, 리간드, 수용체, 또는 소분자를 더 구체적으로는 포함하는 단백질, 압타머, 핵산, DNA, RNA, 펩타이드 핵산, 올리고당, 다당류, 리포폴리사카라이드, 세포 대사물, 합텐, 약리적으로 활성 서브스턴스, 알칼로이드, 스테로이드, 비타민, 아미노산, 및 당류를 비제한적으로 포함한다). 일부 구현예에서, 포획제는 친화도 태그를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 포획제는 관심 표적 폴리펩타이드 또는 핵산에 우선적으로 결합할 수 있다. 포획제는 혼합물에서 자유롭게 부유할 수 있다. 포획제는 입자 (예를 들어 비드, 마이크로비드, 나노입자)에 결합될 수 있다. 포획제는 고체 또는 반고체 표면에 결합될 수 있다. 일부 사례에서, 포획제는 표적에 비가역적으로 결합된다. 다른 사례에서, 포획제는 (예를 들어, 표적이 화학물질 예컨대 이미다졸의 사용에 의해 용출된다면) 표적에 가역적으로 결합된다.As used herein, “capture agent” generally refers to an agent capable of purifying polypeptides and/or nucleic acids. The capture agent can be a biologically active molecule or substance (e.g., any biological material found in nature or synthetically, and cells, viruses, subcellular particles, antibodies, immunoglobulins, antigens, lipoproteins, glycoproteins, peptides). , polypeptides, protein complexes, (strept)avidin-biotin complexes, ligands, receptors, or proteins, including more specifically small molecules, aptamers, nucleic acids, DNA, RNA, peptide nucleic acids, oligosaccharides, polysaccharides, lipopolysaccharides. (including, but not limited to, hydrodes, cellular metabolites, haptens, pharmacologically active substances, alkaloids, steroids, vitamins, amino acids, and saccharides). In some embodiments, the capture agent can include an affinity tag. In some embodiments, a capture agent can preferentially bind to a target polypeptide or nucleic acid of interest. The capture agent can float freely in the mixture. Capturing agents can be bound to particles (e.g. beads, microbeads, nanoparticles). The capture agent may be bound to a solid or semi-solid surface. In some cases, the capture agent is irreversibly bound to the target. In other cases, the capture agent is reversibly bound to the target (eg, if the target is eluted by use of a chemical such as imidazole).

DNA-결합 폴리펩타이드DNA-binding polypeptide

부위-특이적인 통합은, 예를 들어, 숙주 유기체의 게놈에서 특정 뉴클레오타이드 서열을 인식하고 이에 결합할 수 있는 인자를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 많은 단백질은 부위-특이적 방식으로 DNA를 인식하고 이에 결합할 수 있는 폴리펩타이드 도메인을 포함한다. DNA-결합 폴리펩타이드에 의해 인식된 DNA 서열은 "표적" 서열로 칭해질 수 있다. 부위-특이적 방식으로 DNA를 인식하고 이에 결합할 수 있는 폴리펩타이드 도메인은 일반적으로 정확하게 폴딩되고 독립적으로 기능하여 도메인이 본래 단리된 단백질이 아닌 다른 폴리펩타이드에서 발현되는 경우에도 부위-특이적 방식으로 DNA에 결합한다. 유사하게, DNA-결합 폴리펩타이드에 의한 인식 및 결합을 위한 표적 서열은 일반적으로 큰 DNA 구조 (예를 들어, 염색체)에 존재하는 경우에도, 특히 표적 서열이 위치한 부위가 가용성 세포 단백질에 접근가능한 것으로 알려진 부위 (예를 들어, 유전자)인 경우에도 그와 같은 폴리펩타이드에 의해 인식되고 결합될 수 있다.Site-specific integration can be achieved, for example, using factors that can recognize and bind to specific nucleotide sequences in the genome of the host organism. For example, many proteins contain polypeptide domains that can recognize and bind DNA in a site-specific manner. The DNA sequence recognized by the DNA-binding polypeptide may be referred to as the “target” sequence. Polypeptide domains that are capable of recognizing and binding DNA in a site-specific manner are generally correctly folded and function independently, allowing the domain to function in a site-specific manner even when expressed in a polypeptide other than the native isolated protein. binds to DNA. Similarly, target sequences for recognition and binding by DNA-binding polypeptides are generally present on large DNA structures (e.g., chromosomes), especially if the site where the target sequence is located is accessible to soluble cellular proteins. Even known sites (e.g. genes) can be recognized and bound by such polypeptides.

자연에 존재하는 단백질로부터 식별된 DNA-결합 폴리펩타이드는 전형적으로 별개의 뉴클레오타이드 서열 또는 모티프 (예를 들어, 공통 인식 서열)에 결합하지만, 상이한 뉴클레오타이드 서열 또는 모티프를 인식하기 위해 그와 같은 많은 DNA-결합 폴리펩타이드를 변형시키는 방법이 존재하고 당업계에 알려져 있다. DNA-결합 폴리펩타이드는, 예를 들어 및 비제한적으로: 아연 핑거 DNA-결합 도메인; 류신 지퍼; UPA DNA-결합 도메인; GAL4; TAL; LexA; Tet 억제인자; LacI; 및 스테로이드 호르몬 수용체를 포함한다.DNA-binding polypeptides identified from naturally occurring proteins typically bind distinct nucleotide sequences or motifs (e.g., a consensus recognition sequence), but many such DNA-binding polypeptides are used to recognize different nucleotide sequences or motifs. Methods for modifying binding polypeptides exist and are known in the art. DNA-binding polypeptides include, for example and without limitation: a zinc finger DNA-binding domain; leucine zipper; UPA DNA-binding domain; GAL4; TAL; LexA; Tet inhibitor; LacI; and steroid hormone receptors.

예를 들어, DNA-결합 폴리펩타이드는 아연 핑거일 수 있다. 개별 아연 핑거 모티프는 임의의 광범위한 DNA 부위를 표적화하고 특이적으로 결합하도록 설계될 수 있다. 정규 Cys2His2 (및 비-정규 Cys3His) 아연 핑거 폴리펩타이드는 α-나선을 표적 DNA 이중 나선의 주요 홈에 삽입하여 DNA와 결합한다. 아연 핑거에 의한 DNA의 인식은 모듈식이고; 각각의 핑거는 주로 표적에 있는 3개의 연속적인 염기쌍과 접촉하고, 폴리펩타이드 내 몇 개의 핵심 잔기가 인식을 매개한다. 표적화 엔도뉴클레아제에 다수의 아연 핑거 DNA-결합 도메인을 포함함으로써, 표적화 엔도뉴클레아제의 DNA-결합 특이성이 더욱 증가될 수 있다 (따라서 이에 의해 부여되는 임의의 유전자 조절 효과의 특이성이 또한 증가될 수 있다). 예를 들어, Urnov 등 (2005) Nature 435:646-51을 참고한다. 따라서, 하나 이상의 아연 핑거 DNA-결합 폴리펩타이드는 숙주 세포에 도입된 표적화 엔도뉴클레아제가 숙주 세포의 게놈 내에서 고유한 DNA 서열과 상호작용하도록 조작되고 이용될 수 있다.For example, the DNA-binding polypeptide may have zinc fingers. Individual zinc finger motifs can be designed to target and specifically bind to any broad DNA site. Canonical Cys 2 His 2 (and non-canonical Cys 3 His) zinc finger polypeptides bind DNA by inserting an α-helix into the major groove of the target DNA double helix. Recognition of DNA by zinc fingers is modular; Each finger primarily contacts three consecutive base pairs on the target, and several key residues within the polypeptide mediate recognition. By including multiple zinc finger DNA-binding domains in the targeting endonuclease, the DNA-binding specificity of the targeting endonuclease can be further increased (and thus also increases the specificity of any gene regulatory effect conferred thereby). can be). See, for example, Urnov et al. (2005) Nature 435:646-51. Accordingly, one or more zinc finger DNA-binding polypeptides can be engineered and used to allow a targeting endonuclease introduced into a host cell to interact with a unique DNA sequence within the genome of the host cell.

바람직하게는, 아연 핑거 단백질은 선택된 표적 부위에 결합하도록 조작된다는 점에서 비-자연적으로 발생한다. 예를 들어, Beerli 등 (2002) Nature Biotechnol. 20:135-141; Pabo 등 (2001) Ann. Rev. Biochem. 70:313-340; Isalan 등 (2001) Nature Biotechnol. 19:656-660; Segal 등 (2001) Curr. Opin. Biotechnol. 12:632-637; Choo 등 (2000) Curr. Opin. Struct. Biol. 10:411-416; U.S. 특허 번호 6,453,242; 6,534,261; 6,599,692; 6,503,717; 6,689,558; 7,030,215; 6,794,136; 7,067,317; 7,262,054; 7,070,934; 7,361,635; 7,253,273; 및 미국 특허 공보 번호 2005/0064474; 2007/0218528; 2005/0267061을 참고한다.Preferably, the zinc finger protein is non-naturally occurring in the sense that it is engineered to bind to a selected target site. For example, Beerli et al. (2002) Nature Biotechnol. 20:135-141; Pabo et al. (2001) Ann. Rev. Biochem. 70:313-340; Isalan et al. (2001) Nature Biotechnol. 19:656-660; Segal et al. (2001) Curr. Opin. Biotechnology. 12:632-637; Choo et al. (2000) Curr. Opin. Struct. Biol. 10:411-416; U.S. Patent No. 6,453,242; 6,534,261; 6,599,692; 6,503,717; 6,689,558; 7,030,215; 6,794,136; 7,067,317; 7,262,054; 7,070,934; 7,361,635; 7,253,273; and U.S. Patent Publication No. 2005/0064474; 2007/0218528; Please refer to 2005/0267061.

조작된 아연 핑거 결합 도메인은 자연 발생 아연 핑거 단백질과 비교하여 신규한 결합 특이성을 가질 수 있다. 조작 방법은, 비제한적으로, 합리적인 설계 및 다양한 유형의 선택을 포함한다. 합리적인 설계는, 예를 들어, 삼중항 (또는 사중항) 뉴클레오타이드 서열 및 개별 아연 핑거 아미노산 서열을 포함하는 데이터베이스를 사용하는 것을 포함하고, 상기 각각의 삼중항 또는 사중항 뉴클레오타이드 특정한 삼중항 또는 사중항 서열에 결합하는 아연 핑거의 하나 이상의 아미노산 서열과 관련된다. 예를 들어, U.S. 특허 번호 6,453,242 및 6,534,261을 참고한다. Engineered zinc finger binding domains can have novel binding specificities compared to naturally occurring zinc finger proteins. Methods of operation include, but are not limited to, rational design and selection of various types. Rational design includes, for example, using a database containing triplet (or quadruplet) nucleotide sequences and individual zinc finger amino acid sequences, wherein each triplet or quadruplet nucleotide has a specific triplet or quadruplet sequence. It involves one or more amino acid sequences of zinc fingers that bind to. For example, U.S. See Patent Nos. 6,453,242 and 6,534,261.

파아지 디스플레이 및 2-하이브리드 시스템을 포함하는 예시적인 선택 방법은 U.S. 특허 번호 5,789,538; 5,925,523; 6,007,988; 6,013,453; 6,410,248; 6,140,466; 6,200,759; 및 6,242,568; 뿐만 아니라 WO 98/37186; WO 98/53057; WO 00/27878; WO 01/88197 및 GB 2,338,237에 개시되어 있다. 또한, 아연 핑거 결합 도메인에 대한 결합 특이성의 향상은, 예를 들어, WO 02/077227에 기재되었다. Exemplary selection methods including phage display and two-hybrid systems are described in the U.S. Pat. Patent No. 5,789,538; 5,925,523; 6,007,988; 6,013,453; 6,410,248; 6,140,466; 6,200,759; and 6,242,568; as well as WO 98/37186; WO 98/53057; WO 00/27878; Disclosed in WO 01/88197 and GB 2,338,237. Additionally, improvements in binding specificity for zinc finger binding domains have been described, for example, in WO 02/077227.

또한, 이들 및 다른 참고문헌에 개시된 바와 같이, 아연 핑거 도메인 및/또는 다중-핑거 아연 핑거 단백질은 예를 들어, 5개 이상 길이의 아미노산의 링커를 포함하는 임의의 적합한 링커 서열을 사용하여 함께 연결될 수 있다. 또한, U.S. 예시적인 링커 서열 6개 이상 길이의 아미노산에 대해 특허 번호 6,479,626; 6,903,185; 및 7,153,949를 참고한다. 본 명세서에 기재된 단백질은 단백질의 개별 아연 핑거 사이의 적합한 링커의 임의 조합을 포함할 수 있다. Additionally, as disclosed in these and other references, zinc finger domains and/or multi-finger zinc finger proteins may be linked together using any suitable linker sequence, including, for example, a linker of five or more amino acids in length. You can. Additionally, U.S. For exemplary linker sequences six or more amino acids in length, see Patent Nos. 6,479,626; 6,903,185; and 7,153,949. The proteins described herein may include any combination of suitable linkers between the individual zinc fingers of the protein.

표적 부위의 선택: 융합 단백질 (및 이를 인코딩하는 폴리뉴클레오타이드)의 설계 및 구축을 위한 ZFP 및 방법은 당업자에게 알려져 있고 U.S. 특허 번호 6,140,0815; 789,538; 6,453,242; 6,534,261; 5,925,523; 6,007,988; 6,013,453; 6,200,759; WO 95/19431; WO 96/06166; WO 98/53057; WO 98/54311; WO 00/27878; WO 01/60970 WO 01/88197; WO 02/099084; WO 98/53058; WO 98/53059; WO 98/53060; WO 02/016536 및 WO 03/016496에 상세히 기재되어 있다. Selection of Target Site: ZFPs and methods for the design and construction of fusion proteins (and polynucleotides encoding them) are known to those skilled in the art and are available in the U.S. Patent No. 6,140,0815; 789,538; 6,453,242; 6,534,261; 5,925,523; 6,007,988; 6,013,453; 6,200,759; WO 95/19431; WO 96/06166; WO 98/53057; WO 98/54311; WO 00/27878; WO 01/60970 WO 01/88197; WO 02/099084; WO 98/53058; WO 98/53059; WO 98/53060; It is described in detail in WO 02/016536 and WO 03/016496.

또한, 이들 및 다른 참고문헌에 개시된 바와 같이, 아연 핑거 도메인 및/또는 다중-핑거 아연 핑거 단백질은 예를 들어, 5개 이상 길이의 아미노산의 링커를 포함하는 임의의 적합한 링커 서열을 사용하여 함께 연결될 수 있다. 또한, 예시적인 링커 서열 6개 이상 길이의 아미노산에 대해 U.S. 특허 번호 6,479,626; 6,903,185; 및 7,153,949를 참고한다. 본 명세서에 기재된 단백질은 단백질의 개별 아연 핑거 사이의 적합한 링커의 임의 조합을 포함할 수 있다. Additionally, as disclosed in these and other references, zinc finger domains and/or multi-finger zinc finger proteins may be linked together using any suitable linker sequence, including, for example, a linker of five or more amino acids in length. You can. Additionally, for exemplary linker sequences six or more amino acids in length, the U.S. Pat. Patent No. 6,479,626; 6,903,185; and 7,153,949. The proteins described herein may include any combination of suitable linkers between the individual zinc fingers of the protein.

본원에서 기재된 방법에 사용하기 위한 돼지 암컷 동물은 아연-핑거 뉴클레아제를 사용하여 유전자적으로 편집된 경우, 암컷 동물은 표적화된 아연 핑거 뉴클레아제를 인코딩하는 적어도 하나의 RNA 분자 및, 선택적으로, 적어도 하나의 부속 폴리뉴클레오타이드를 배아 또는 세포에 도입하는 포함하는 과정을 사용하여 생성될 수 있다. 상기 방법은 추가로 아연 핑거 뉴클레아제의 발현을 허용하도록 배아 또는 세포를 인큐베이션하는 것을 포함하고, 아연 핑거 뉴클레아제에 의해 표적화된 염색체 서열에 도입된 이중-가닥 절단은 오류유발 비-상동성 말단-결합 DNA 회복 과정 또는 상동성-지향된 DNA 회복 과정에 의해 보수된다. 표적화된 아연 핑거 뉴클레아제 기술을 사용하여 생식계열 발달과 관련된 단백질을 인코딩하는 염색체 서열을 편집하는 방법은 신속하고, 정확하고, 고도로 효율적이다.When a porcine female animal for use in the methods described herein has been genetically edited using a zinc-finger nuclease, the female animal has at least one RNA molecule encoding a targeted zinc finger nuclease and, optionally, , can be produced using a process that includes introducing at least one accessory polynucleotide into the embryo or cell. The method further comprises incubating the embryo or cell to allow expression of the zinc finger nuclease, wherein the double-strand break introduced into the targeted chromosomal sequence by the zinc finger nuclease is error-prone non-homologous. Repaired by end-joining DNA repair process or homology-directed DNA repair process. The method of editing chromosomal sequences encoding proteins involved in germline development using targeted zinc finger nuclease technology is rapid, accurate, and highly efficient.

대안적으로, DNA-결합 폴리펩타이드는 GAL4로부터의 DNA-결합 도메인이다. GAL4는 사카로마이세스 세레비지아에(Saccharomyces cerevisiae)에서 모듈식 교차활성인자이지만, 또한 많은 다른 유기체에서 교차활성인자로서 작동한다. 예를 들어, Sadowski 등 (1988) Nature 335:563-4를 참고한다. 이러한 조절 시스템에서, S. 세레비지아에(S. cerevisiae)에서 갈락토스 대사 경로의 효소를 인코딩하는 유전자의 발현은 이용가능한 탄소원에 의해 엄격하게 조절된다. Johnston (1987) Microbiol. Rev. 51:458-76. 이들 대사 효소의 전사 조절은 양성 조절 단백질인 GAL4와, GAL4가 특이적으로 결합하는 17 bp 대칭 DNA 서열 (업스트림 활성화 서열 (UAS)) 사이의 상호작용에 의해 매개된다. Alternatively, the DNA-binding polypeptide is the DNA-binding domain from GAL4. GAL4 is a modular cross-activator in Saccharomyces cerevisiae , but also acts as a cross-activator in many other organisms. See, for example, Sadowski et al. (1988) Nature 335:563-4. In this regulatory system, the expression of genes encoding enzymes of the galactose metabolic pathway in S. cerevisiae is tightly regulated by the available carbon source. Johnston (1987) Microbiol. Rev. 51:458-76. Transcriptional regulation of these metabolic enzymes is mediated by the interaction between the positive regulatory protein GAL4 and a 17 bp symmetrical DNA sequence (upstream activation sequence (UAS)) to which GAL4 specifically binds.

천연 GAL4는 99 kDa의 분자량을 갖는 881개의 아미노산 잔기로 구성된다. GAL4는 기능적으로 자율적 도메인을 포함하되, 그의 조합된 활성은 생체내에서 GAL4의 활성을 설명한다. Ma 및 Ptashne (1987) Cell 48:847-53); Brent 및 Ptashne (1985) Cell 43(3 Pt 2):729-36. GAL4의 N-말단 65 아미노산은 GAL4 DNA-결합 도메인을 포함한다. Keegan 등 (1986) Science 231:699-704; Johnston (1987) Nature 328:353-5. 서열-특이적 결합은 DNA 결합 도메인이 존재하는 6개의 Cys 잔기에 의해 배위된 2가 양이온의 존재를 필요로 한다. 배위된 양이온-함유 도메인은 DNA 나선의 주요 홈과의 직접 접촉을 위해 17 bp UAS의 각 말단에서 보존된 CCG 삼중항과 상호작용하고 인식한다. Marmorstein 등 (1992) Nature 356:408-14. 단백질의 DNA-결합 기능은 활성화 도메인이 전사를 지시할 수 있도록 프로모터의 부근에서 C-말단 전사 활성화 도메인을 위치시킨다. Native GAL4 consists of 881 amino acid residues with a molecular mass of 99 kDa. GAL4 contains functionally autonomous domains, whose combined activity accounts for the activity of GAL4 in vivo. Ma and Ptashne (1987) Cell 48:847-53); Brent and Ptashne (1985) Cell 43(3 Pt 2):729-36. The N-terminal 65 amino acids of GAL4 contain the GAL4 DNA-binding domain. Keegan et al. (1986) Science 231:699-704; Johnston (1987) Nature 328:353-5. Sequence-specific binding requires the presence of a divalent cation coordinated by the six Cys residues on which the DNA binding domain resides. The coordinated cation-containing domain interacts with and recognizes the conserved CCG triplet at each end of the 17 bp UAS for direct contact with the major groove of the DNA helix. Marmorstein et al. (1992) Nature 356:408-14. The DNA-binding function of the protein positions the C-terminal transcriptional activation domain in the vicinity of the promoter so that the activation domain can direct transcription.

사용될 수 있는 추가의 DNA-결합 폴리펩타이드는, 예를 들어 그리고 비제한적으로, AVRBS3-유도성 유전자로부터의 결합 서열; AVRBS3-유도성 유전자로부터의 공통 결합 서열 또는 이로부터 조작된 합성 결합 서열 (예를 들어, UPA DNA-결합 도메인); TAL; LexA (참고, 예를 들어, Brent & Ptashne (1985), 상동); LacR (참고, 예를 들어, Labow 등 (1990) Mol. Cell. Biol. 10:3343-56; Baim 등 (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88(12):5072-6); 스테로이드 호르몬 수용체 (Ellliston 등 (1990) J. Biol. Chem. 265:11517-121); Tet 억제자 (미국 특허 번호 6,271,341) 및 테트라사이클린 (Tc)의 부재는 아니지만 그 존재에서 tet 작동자 서열에 결합하는 돌연변이된 Tet 억제자; NF-카파B의 DNA-결합 도메인; 및 GAL4, 호르몬 수용체, 및 VP16의 융합을 활용하는, Wang 등 (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91(17):8180-4에 기재된 조절 시스템의 구성요소를 포함한다. Additional DNA-binding polypeptides that can be used include, for example and without limitation, binding sequences from AVRBS3-inducible genes; A consensus binding sequence from an AVRBS3-inducible gene or a synthetic binding sequence engineered therefrom (e.g., UPA DNA-binding domain); TAL; LexA (see, e.g., Brent & Ptashne (1985), supra); LacR (see, e.g., Labow et al. (1990) Mol. Cell. Biol. 10:3343-56; Baim et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88(12):5072-6); Steroid hormone receptor (Ellliston et al. (1990) J. Biol. Chem. 265:11517-121); Tet repressor (U.S. Pat. No. 6,271,341) and a mutated Tet repressor that binds a tet operator sequence in the presence but not in the absence of tetracycline (Tc); DNA-binding domain of NF-kappaB; and Wang et al. (1994) Proc., utilizing a fusion of GAL4, hormone receptor, and VP16. Natl. Acad. Sci. It includes components of the control system described in USA 91(17):8180-4.

본원에 기재된 방법 및 조성물에 사용된 뉴클레아제 중 하나 이상의 DNA-결합 도메인은 자연 발생 또는 조작된 (비-자연 발생) TAL 효과기 DNA 결합 도메인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 공보 번호 2011/0301073을 참고한다.One or more DNA-binding domains of the nucleases used in the methods and compositions described herein may comprise naturally occurring or engineered (non-naturally occurring) TAL effector DNA binding domains. See, for example, US Patent Publication No. 2011/0301073.

대안적으로, 뉴클레아제는 CRISPR 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 뉴클레아제는 CRISPR/Cas 시스템을 포함할 수 있다. Alternatively, the nuclease may include the CRISPR system. For example, nucleases may include the CRISPR/Cas system.

(CRISPR-관련된) 시스템은 바이러스 공격을 방어하기 위한 적응 면역계로서 박테리아와 고세균에서 진화하였다. 바이러스에 노출되면, 바이러스 DNA의 짧은 분절이 CRISPR 유전자좌에 통합된다. RNA는 바이러스 서열을 포함하는 CRISPR 유전자좌의 일부로부터 전사된다. 바이러스 게놈에 상보적인 서열을 함유하는 RNA는 바이러스 게놈의 서열에 대한 Cas 단백질 (예를 들어, Cas9 단백질)의 표적화를 매개한다. Cas 단백질은 절단되어 바이러스 표적을 침묵시킨다. 최근에는, CRISPR/Cas 시스템이 진핵 세포의 게놈 편집에 적용되었다. 부위-특이적 이중 가닥 절단 (DSB)을 도입하면 2개의 내인성 DNA 회복 기전인, 비-상동성 말단-결합 (NHEJ) 또는 상동 지정 복구 (HDR) 중 하나를 통해 표적 서열을 변경할 수 있다. CRISPR/Cas 시스템은 또한 표적 서열을 변경하지 않고 전사 억제 및 활성화를 포함한 유전자 조절에 사용되었다. CRISPR/Cas 시스템에 기초한 표적화된 유전자 조절은, 예를 들어, 효소적으로 불활성 Cas9 (촉매적으로 죽은 Cas9로도 알려져 있음)를 사용할 수 있다.The (CRISPR-related) system evolved in bacteria and archaea as an adaptive immune system to defend against viral attacks. Upon exposure to a virus, a short segment of viral DNA is integrated into the CRISPR locus. RNA is transcribed from the part of the CRISPR locus that contains the viral sequence. RNA containing sequences complementary to the viral genome mediates targeting of Cas proteins (e.g., Cas9 proteins) to sequences in the viral genome. The Cas protein cleaves and silences the viral target. Recently, the CRISPR/Cas system has been applied to genome editing in eukaryotic cells. Introducing a site-specific double strand break (DSB) can alter the target sequence through one of two endogenous DNA repair mechanisms: non-homologous end-joining (NHEJ) or homology directed repair (HDR). The CRISPR/Cas system has also been used for gene regulation, including transcriptional repression and activation, without altering the target sequence. Targeted gene regulation based on the CRISPR/Cas system can, for example, use enzymatically inactive Cas9 (also known as catalytically dead Cas9).

CRISPR/Cas 시스템은 상기 시스템의 RNA 구성요소를 인코딩하는 CRISPR (클러스터링된 규칙적으로 간격을 둔 짧은 회문 반복) 유전자좌 및 단백질을 인코딩하는 Cas (CRISPR-관련된) 유전자좌를 포함한다 (Jansen 등, 2002. Mol. Microbiol. 43: 1565-1575; Makarova 등, 2002. Nucleic Acids Res. 30: 482-496; Makarova 등, 2006. Biol. Direct 1: 7; Haft 등, 2005. PLoS Comput. Biol. 1: e60). 미생물 숙주의 CRISPR 유전자좌는 Cas 유전자의 조합, 및 CRISPR-매개된 핵산 절단의 특이성을 프로그래밍할 수 있는 비-코딩 RNA 요소를 포함한다.The CRISPR/Cas system comprises a CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeat) locus encoding the RNA component of the system and a Cas (CRISPR-related) locus encoding the protein (Jansen et al., 2002. Mol 43: 1565-1575; Nucleic Acids Res. 2006. Haft et al., 2005. . The CRISPR locus of a microbial host contains a combination of Cas genes and non-coding RNA elements that can program the specificity of CRISPR-mediated nucleic acid cleavage.

II형 CRISPR은 가장 잘 특성규명된 시스템 중 하나이며, 4개의 순차적 단계로 자연에서 표적화된 DNA 이중-가닥 절단을 수행한다. 첫째, 2개의 비-코딩 RNA인, pre-crRNA 어레이 및 tracrRNA가 CRISPR 유전자좌로부터 전사된다. 둘째, tracrRNA는 pre-crRNA의 반복 영역에 혼성화하고 pre-crRNA를 개별 스페이서 서열을 포함하는 성숙한 crRNA로 처리하는 것을 매개한다. 셋째, 성숙한 crRNA:tracrRNA 복합체는 표적 인식을 위한 추가의 요건인, crRNA의 스페이서와 프로토스페이서 인접 모티프 (PAM) 옆에 있는 표적 DNA의 프로토스페이서 사이의 왓슨-크릭(Watson-Crick) 염기쌍을 통해 Cas9를 표적 DNA로 유도한다. 마지막으로, Cas9는 표적 DNA의 절단을 매개하여 프로토스페이서 내에서 이중-가닥 절단을 생성한다.Type II CRISPR is one of the best characterized systems and performs targeted DNA double-strand breaks in nature in four sequential steps. First, two non-coding RNAs, a pre-crRNA array and a tracrRNA, are transcribed from the CRISPR locus. Second, tracrRNA hybridizes to the repeat region of pre-crRNA and mediates the processing of pre-crRNA into mature crRNA containing individual spacer sequences. Third, the mature crRNA:tracrRNA complex binds Cas9 via Watson-Crick base pairing between the spacer of the crRNA and the protospacer of the target DNA flanked by a protospacer adjacent motif (PAM), an additional requirement for target recognition. is guided to the target DNA. Finally, Cas9 mediates cleavage of the target DNA, creating a double-strand break within the protospacer.

표적화된 삽입 및 결실을 생성하기 위한 CRISPR/Cas 시스템의 사용을 위해, 2개의 비-코딩 RNA (crRNA 및 TracrRNA)는 가이드 RNA (gRNA)로 칭해지는 단일 RNA로 대체될 수 있다. CRISPR/Cas 시스템의 활동은 다음의 세 단계로 구성된다: (i) "적응"이라는 과정에서 향후 공격을 방지하기 위해 외인성 DNA 서열을 CRISPR 어레이에 삽입, (ii) 관련된 단백질의 발현, 뿐만 아니라 어레이의 발현 및 처리, 이어서 (iii) 외래 핵산에 대한 RNA-매개된 간섭. 박테리아 세포에서 몇 개의 Cas 단백질은 CRISPR/Cas 시스템의 천연 기능에 관여하며 외래 DNA 삽입 등과 같은 기능에 역할을 한다.For use of the CRISPR/Cas system to create targeted insertions and deletions, two non-coding RNAs (crRNA and TracrRNA) can be replaced with a single RNA called a guide RNA (gRNA). The activity of the CRISPR/Cas system consists of three steps: (i) insertion of exogenous DNA sequences into the CRISPR array to prevent future attacks in a process called “adaptation”, (ii) expression of the associated proteins, as well as the array. expression and processing, followed by (iii) RNA-mediated interference with foreign nucleic acids. In bacterial cells, several Cas proteins are involved in the native functions of the CRISPR/Cas system and play a role in functions such as foreign DNA insertion.

Cas 단백질은 자연 발생 Cas 단백질의 "기능적 유도체"일 수 있다. 천연 서열 폴리펩타이드의 "기능적 유도체"는 천연 서열 폴리펩타이드와 공통적인 정성적 생물학적 특성을 갖는 화합물이다. "기능적 유도체"는, 비제한적으로, 천연 서열의 단편 및 천연 서열 폴리펩타이드 및 그것의 단편의 유도체를 포함하지만, 단, 이들은 상응하는 천연 서열 폴리펩티드와 공통적인 생물학적 활성을 갖는다. 본원에서 고려되는 생물학적 활성은 DNA 기질을 단편으로 가수분해하는 기능적 유도체의 능력이다. 용어 "유도체"는 폴리펩타이드의 아미노산 서열 변이체, 공유 변형물 및 이들의 융합물을 모두 포함한다. Cas 폴리펩타이드 또는 이의 단편의 적합한 유도체는 비제한적으로 Cas 단백질 또는 이의 단편의 돌연변이체, 융합물, 공유 변형물을 포함한다. Cas 단백질 또는 이의 단편, 뿐만 아니라 Cas 단백질 또는 이의 단편의 유도체를 포함하는 Cas 단백질은 세포로부터 얻거나 화학적으로 합성되거나 또는 이들 두 절차의 조합에 의해 얻을 수 있다. 세포는 Cas 단백질을 자연적으로 생산하는 세포이거나 Cas 단백질을 자연적으로 생산하고 더 높은 발현 수준에서 내인성 Cas 단백질을 생산하거나 핵산이 내인성 Cas와 동일하거나 상이한 Cas를 인코딩하는 외인성으로 도입된 핵산으로부터 Cas 단백질을 생산하도록 유전적으로 조작된 세포일 수 있다. 일부 경우에, 세포는 자연적으로 Cas 단백질을 생산하지 않고 Cas 단백질을 생산하도록 유전적으로 조작된다.Cas proteins may be “functional derivatives” of naturally occurring Cas proteins. A “functional derivative” of a native sequence polypeptide is a compound that has qualitative biological properties in common with the native sequence polypeptide. “Functional derivatives” include, but are not limited to, fragments of native sequence and derivatives of native sequence polypeptides and fragments thereof, provided that they have a biological activity in common with the corresponding native sequence polypeptide. The biological activity contemplated herein is the ability of the functional derivative to hydrolyze the DNA substrate into fragments. The term “derivative” includes all amino acid sequence variants, covalent modifications, and fusions thereof of a polypeptide. Suitable derivatives of Cas polypeptides or fragments thereof include, but are not limited to, mutants, fusions, and covalent modifications of Cas proteins or fragments thereof. Cas proteins, including Cas proteins or fragments thereof, as well as derivatives of Cas proteins or fragments thereof, can be obtained from cells, chemically synthesized, or obtained by a combination of these two procedures. A cell may be a cell that naturally produces a Cas protein, or may naturally produce a Cas protein and produce an endogenous Cas protein at a higher expression level, or may produce a Cas protein from an exogenously introduced nucleic acid in which the nucleic acid encodes a Cas that is the same or different from the endogenous Cas. It may be a cell that has been genetically engineered to produce In some cases, cells are genetically engineered to produce Cas proteins rather than naturally producing them.

본원에서 기재된 방법에 사용하기 위한 돼지 암컷 동물이 CRISPR 시스템을 사용하여 유전적으로 편집된 경우, CRISPR/Cas9 시스템은 돼지 암컷 동물을 생성하도록 사용될 수 있다. Cas9를 사용하여 게놈 서열을 편집하기 위해 단백질을 세포에 직접 전달할 수 있다. 대안적으로, Cas9를 인코딩하는 mRNA가 세포에 전달될 수 있거나, Cas9를 인코딩하는 mRNA의 발현을 제공하는 유전자가 세포에 전달될 수 있다. 또한, 표적 특이적 crRNA 및 tracrRNA는 세포에 직접 전달될 수 있거나 표적 특이적 gRNA(들)가 세포에 있을 수 있다 (이들 RNA는 대안적으로 이들 RNA를 발현하도록 구성된 유전자에 의해 생성될 수 있다). 표적 부위의 선택 및 crRNA/gRNA의 설계는 당업계에 잘 알려져 있다. gRNA의 구성 및 클로닝에 대한 논의는 http://www.genome-engineering.org/crispr/wp-content/uploads/2014/05/CRISPR-Reagent-Description-Rev20140509.pdf에서 찾을 수 있다.If female porcine animals for use in the methods described herein have been genetically edited using the CRISPR system, the CRISPR/Cas9 system can be used to generate female porcine animals. Cas9 can be used to deliver proteins directly into cells to edit genome sequences. Alternatively, mRNA encoding Cas9 can be delivered to the cell, or a gene that provides for expression of mRNA encoding Cas9 can be delivered to the cell. Additionally, target-specific crRNA and tracrRNA can be delivered directly to the cell or target-specific gRNA(s) can be present in the cell (these RNAs can alternatively be produced by genes configured to express these RNAs). . Selection of target sites and design of crRNA/gRNA are well known in the art. A discussion of gRNA construction and cloning can be found at http://www.genome-engineering.org/crispr/wp-content/uploads/2014/05/CRISPR-Reagent-Description-Rev20140509.pdf.

DNA-결합 폴리펩타이드는 숙주 유기체의 게놈 핵산 내에 포함된 표적 뉴클레오타이드 서열을 특이적으로 인식하고 이에 결합할 수 있다. 표적 뉴클레오타이드 서열의 임의의 수의 개별 사례가 일부 예에서 숙주 게놈에서 발견될 수 있다. 표적 뉴클레오타이드 서열은 유기체의 게놈 내에서 드물게 존재할 수 있다 (예를 들어, 표적 서열의 약 10, 약 9, 약 8, 약 7, 약 6, 약 5, 약 4, 약 3, 약 2, 또는 약 1개 미만의 사본(들)이 게놈에 존재할 수 있다). 예를 들어, 표적 뉴클레오타이드 서열은 유기체의 게놈 내의 고유한 부위에 위치할 수 있다. 표적 뉴클레오타이드 서열은, 예를 들어 및 비제한적으로, 서로에 대해 게놈 전체에 무작위로 분산될 수 있고; 게놈 내의 상이한 연결 그룹에 위치하고; 동일한 연결 그룹에 위치하고; 상이한 염색체에 위치하고; 동일한 염색체에 위치하고; 유기체에서 유사한 조건하에 (예를 들어, 동일한 또는 실질적으로 기능적으로 동일한 조절 인자의 제어하에) 발현되는 부위의 게놈에 위치하고; 게놈에서 서로 밀접하게 위치할 수 있다 (예를 들어, 표적 서열은 게놈 유전자좌에서 연쇄동일서열로 통합된 핵산 내에 포함될 수 있다).DNA-binding polypeptides are capable of specifically recognizing and binding to target nucleotide sequences contained within the genomic nucleic acid of a host organism. Any number of individual instances of the target nucleotide sequence may, in some instances, be found in the host genome. The target nucleotide sequence may be rare within the genome of the organism (e.g., about 10, about 9, about 8, about 7, about 6, about 5, about 4, about 3, about 2, or about Less than 1 copy(s) may be present in the genome). For example, the target nucleotide sequence may be located at a unique site within the organism's genome. Target nucleotide sequences may be randomly distributed throughout the genome, for example and without limitation, with respect to each other; Located in different linkage groups within the genome; located in the same linkage group; located on different chromosomes; located on the same chromosome; is located in the genome at a site where it is expressed under similar conditions in an organism (e.g., under the control of the same or substantially functionally identical regulatory elements); They may be located closely together in the genome (e.g., the target sequences may be comprised within nucleic acids that are concatemerically integrated at a genomic locus).

엔도뉴클레아제의 표적화Targeting of endonucleases

표적 뉴클레오타이드 서열을 특이적으로 인식하고 그 서열에 결합하는 DNA-결합 폴리펩타이드는 특이적 결합을 키메라 폴리펩타이드 상의 표적 서열에 부여하기 위해 키메라 폴리펩타이드 내에 포함될 수 있다. 예에서, 그와 같은 키메라 폴리펩타이드는, 예를 들어 그리고 비제한적으로, 폴리펩타이드가 상기에 기재된 바와 같이 뉴클레아제, 재조합효소, 및/또는 리가제 폴리펩타이드를 포함할 수 있다. DNA-결합 폴리펩타이드 및 뉴클레아제, 재조합효소, 및/또는 리가제 폴리펩타이드를 포함하는 키메라 폴리펩타이드는 또한 다른 기능성 폴리펩타이드 모티프 및/또는 도메인, 예컨대 그리고 비제한적으로 다음을 포함할 수 있다: 키메라 단백질에서 기능성 폴리펩타이드 사이에 자리잡은 스페이서 서열; 리더 펩타이드; 융합 단백질을 소기관 (예를 들어, 핵)으로 표적으로 하는 펩타이드; 세포 효소에 의해 절단된 폴리펩타이드; 펩타이드 태그 (예를 들어, Myc, His, 등); 및 키메라 폴리펩타이드의 기능을 방해하지 않는 다른 아미노산 서열. A DNA-binding polypeptide that specifically recognizes and binds to a target nucleotide sequence may be included within the chimeric polypeptide to confer specific binding to the target sequence on the chimeric polypeptide. In an example, such a chimeric polypeptide may include, for example and without limitation, a nuclease, recombinase, and/or ligase polypeptide, as the polypeptide is described above. Chimeric polypeptides, including DNA-binding polypeptides and nuclease, recombinase, and/or ligase polypeptides, may also include other functional polypeptide motifs and/or domains, such as, but not limited to: A spacer sequence positioned between functional polypeptides in a chimeric protein; leader peptide; peptides that target the fusion protein to an organelle (e.g., the nucleus); polypeptides cleaved by cellular enzymes; Peptide tags (e.g., Myc, His, etc.); and other amino acid sequences that do not interfere with the function of the chimeric polypeptide.

키메라 폴리펩타이드에서의기능성 폴리펩타이드 (예를 들어, DNA-결합 폴리펩타이드 및 뉴클레아제 폴리펩타이드)는 작동가능하게 연결될 수 있다. 키메라 폴리펩타이드의 기능성 폴리펩타이드는 키메라 단백질을 인코딩하는 키메라 유전자를 생성하기 위해 프레임 내에서 서로 결합될 적어도 기능성 폴리펩타이드를 인코딩하는 단일 폴리뉴클레오타이드로부터의 발현에 의해 작동가능하게 연결될 수 있다. 대안적으로, 키메라 폴리펩타이드의 기능성 폴리펩타이드는 다른 수단에 의해, 예컨대 독립적으로 발현된 폴리펩타이드의 교차-연결에 의해 작동가능하게 연결될 수 있다. Functional polypeptides (e.g., DNA-binding polypeptides and nuclease polypeptides) in a chimeric polypeptide can be operably linked. The functional polypeptides of the chimeric polypeptide may be operably linked by expression from a single polynucleotide encoding at least the functional polypeptide to be linked together in frame to generate a chimeric gene encoding the chimeric protein. Alternatively, the functional polypeptides of the chimeric polypeptide may be operably linked by other means, such as by cross-linking of independently expressed polypeptides.

표적 뉴클레오타이드 서열을 특이적으로 인식하고 결합하는 DNA-결합 폴리펩타이드, 또는 가이드 RNA는 천연 단리된 단백질 (또는 이의 돌연변이체) 내에 포함될 수 있되, 상기 천연 단리된 단백질 또는 이의 돌연변이체는 또한 뉴클레아제 폴리펩타이드를 포함한다 (그리고 또한 재조합효소 및/또는 리가제 폴리펩타이드를 포함할 수 있다). 상기 단리된 단백질의 예는 TALEN, 재조합효소 (예를 들어, Cre, Hin, Tre, 및 FLP 재조합효소), RNA-가이드된 CRISPR/Cas9, 및 메가뉴클레아제를 포함한다. A DNA-binding polypeptide, or guide RNA, that specifically recognizes and binds to a target nucleotide sequence may be included in a naturally occurring isolated protein (or a mutant thereof), wherein the naturally isolated protein or a mutant thereof also contains a nuclease. Includes polypeptides (and may also include recombinase and/or ligase polypeptides). Examples of such isolated proteins include TALENs, recombinases (e.g., Cre, Hin, Tre, and FLP recombinases), RNA-guided CRISPR/Cas9, and meganucleases.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "표적화 엔도뉴클레아제"는 DNA-결합 폴리펩타이드 또는 가이드 RNA 및 뉴클레아제 폴리펩타이드를 포함하는 천연 또는 조작된 단리된 단백질 및 이의 돌연변이체, 뿐만 아니라 DNA-결합 폴리펩타이드 또는 가이드 RNA 및 뉴클레아제를 포함하는 키메라 폴리펩타이드를 지칭한다. (예를 들어, 표적 서열이 유전자좌의 천연 서열 내에 포함되기 때문에, 또는 표적 서열이 예를 들어, 재조합에 의해 유전자좌에 도입되었기 때문에) CD163 유전자좌 내에 포함된 표적 뉴클레오타이드 서열을 특이적으로 인식하고 그 서열에 결합되는 DNA-결합 폴리펩타이드 또는 가이드 RNA를 포함하는 임의의 표적화 엔도뉴클레아제는 사용될 수 있다. As used herein, the term “targeting endonuclease” refers to isolated proteins and mutants thereof, natural or engineered, including DNA-binding polypeptides or guide RNAs and nuclease polypeptides, as well as DNA-binding polypeptides. Refers to a polypeptide or a chimeric polypeptide containing a guide RNA and a nuclease. specifically recognizes a target nucleotide sequence contained within the CD163 locus (e.g., because the target sequence is contained within the native sequence of the locus, or because the target sequence has been introduced into the locus, e.g., by recombination) and Any targeting endonuclease comprising a DNA-binding polypeptide or guide RNA that binds to can be used.

적합한 키메라 폴리펩타이드의 일부 예는, 비제한적으로, 다음의 폴리펩타이드의 조합을 포함한다: 아연 핑거 DNA-결합 폴리펩타이드; FokI 뉴클레아제 폴리펩타이드; TALE 도메인; 류신 지퍼; 전사 인자 DNA-결합 모티프; 및 예를 들어 그리고 비제한적으로, TALEN, 재조합효소 (예를 들어, Cre, Hin, RecA, Tre, 및 FLP 재조합효소), RNA-가이드된 CRISPR/Cas9, 메가뉴클레아제로부터 단리된 DNA 인식 및/또는 절단 도메인; 및 당업자에게 알려진 기타. 특정 예는 부위-특이적인 DNA 결합 폴리펩타이드 및 뉴클레아제 폴리펩타이드를 포함하는 키메라 단백질을 포함한다. 키메라 폴리펩타이드는 키메라 폴리펩타이드를 관심 특정 뉴클레오타이드 서열로 표적화하기 위해 키메라 폴리펩타이드 내에 포함된 DNA-결합 폴리펩타이드의 인식 서열을 변경하기 위해 당업자에게 알려진 방법에 의해 조작될 수 있다. Some examples of suitable chimeric polypeptides include, but are not limited to, combinations of the following polypeptides: zinc finger DNA-binding polypeptides; FokI nuclease polypeptide; TALE domain; leucine zipper; transcription factor DNA-binding motif; and, for example and without limitation, recognition of isolated DNA from TALENs, recombinases (e.g., Cre, Hin, RecA, Tre, and FLP recombinases), RNA-guided CRISPR/Cas9, meganucleases, and /or cleavage domain; and others known to those skilled in the art. Specific examples include chimeric proteins comprising site-specific DNA binding polypeptides and nuclease polypeptides. Chimeric polypeptides can be manipulated by methods known to those skilled in the art to alter the recognition sequences of DNA-binding polypeptides contained within the chimeric polypeptide to target the chimeric polypeptide to a specific nucleotide sequence of interest.

키메라 폴리펩타이드는 DNA-결합 도메인 (예를 들어, 아연 핑거, TAL-효과기 도메인, 등) 및 뉴클레아제 (절단) 도메인을 포함할 수 있다. 절단 도메인은 DNA-결합 도메인, 예를 들어 뉴클레아제로부터 아연 핑거 DNA-결합 도메인 및 절단 도메인 또는 상이한 뉴클레아제로부터 TALEN DNA-결합 도메인 및 절단 도메인, 또는 메가뉴클레아제 DNA-결합 도메인 및 절단 도메인에 대해 이종성일 수 있다. 이종성 절단 도메인은 임의의 엔도뉴클레아제 또는 엑소뉴클레아제로부터 수득될 수 있다. 절단 도메인이 유래될 수 있는 예시적인 엔도뉴클레아제는, 비제한적으로, 제한 엔도뉴클레아제 및 호밍 엔도뉴클레아제를 포함한다. 예를 들어, 2002-2003 Catalogue, New England Biolabs, Beverly, Mass.; 및 Belfort 등 (1997) Nucleic Acids Res. 25:3379-3388을 참고한다. DNA를 절단하는 추가 효소가 알려져 있다 (예를 들어, 51 뉴클레아제; 녹두 뉴클레아제; 췌장 DNAse I; 마이크로코칼 뉴클레아제; 효모 HO 엔도뉴클레아제; 또한 Linn 등 (eds.) Nucleases, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1993을 참고한다). 이들 효소 (또는 이의 기능성 단편) 중 하나 이상이 절단 도메인 및 절단 반-도메인의 공급원으로서 사용될 수 있다. The chimeric polypeptide may include a DNA-binding domain (eg, zinc fingers, TAL-effector domain, etc.) and a nuclease (cleavage) domain. The cleavage domain may be a DNA-binding domain, such as a zinc finger DNA-binding domain and a cleavage domain from a nuclease, or a TALEN DNA-binding domain and a cleavage domain from a different nuclease, or a meganuclease DNA-binding domain and a cleavage domain. It may be heterogeneous for the domain. Heterologous cleavage domains can be obtained from any endonuclease or exonuclease. Exemplary endonucleases from which cleavage domains can be derived include, but are not limited to, restriction endonucleases and homing endonucleases. For example, 2002-2003 Catalog, New England Biolabs, Beverly, Mass.; and Belfort et al. (1997) Nucleic Acids Res. See 25:3379-3388. Additional enzymes that cleave DNA are known (e.g., 51 nuclease; mung bean nuclease; pancreatic DNAse I; micrococcal nuclease; yeast HO endonuclease; see also Linn et al. (eds.) Nucleases, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1993). One or more of these enzymes (or functional fragments thereof) can be used as a source of cleavage domains and cleavage hemi-domains.

유사하게, 절단 반-도메인은 절단 활성을 위해 이량체화를 필요로 하는 상기 기재된 임의의 뉴클레아제 또는 또는 그것의 일부로부터 유래될 수 있다. 일반적으로, 융합 단백질이 절단 반-도메인을 포함하는 경우 절단을 위해 2개의 융합 단백질이 필요하다. 대안적으로, 2개의 절단 반-도메인을 포함하는 단일 단백질이 사용될 수 있다. 2개의 절단 반-도메인은 동일한 엔도뉴클레아제 (또는 이의 기능성 단편)로부터 유래될 수 있거나, 각각의 절단 반-도메인은 상이한 엔도뉴클레아제 (또는 이의 기능성 단편)로부터 유래될 수 있다. 또한, 2개의 융합 단백질에 대한 표적 부위는 바람직하게는, 2개의 융합 단백질의 이들의 각각의 표적 부위에 대한 결합이 절단 반-도메인을 서로 공간적 배향으로 배치하여 절단 반-도메인이, 예를 들어, 이량체화에 의해 기능적 절단 도메인을 형성할 수 있도록 서로에 대해 배치된다. 따라서, 표적 부위의 가까운 가장자리는 5-8개 뉴클레오타이드 또는 15-18개 뉴클레오타이드로 분리될 수 있다. 그러나 임의의 정수의 뉴클레오타이드 또는 뉴클레오타이드 쌍 (예를 들어, 2 내지 50개의 뉴클레오타이드 쌍 또는 그 초과)이 두 표적 부위 사이에 개입할 수 있다. 일반적으로, 절단 부위는 표적 부위 사이에 있다.Similarly, the cleavage half-domain may be derived from any of the nucleases described above or portions thereof that require dimerization for cleavage activity. Generally, if the fusion protein contains a cleavage half-domain, two fusion proteins are required for cleavage. Alternatively, a single protein containing two truncated half-domains can be used. The two cleavage half-domains may be derived from the same endonuclease (or functional fragment thereof), or each cleavage half-domain may be derived from a different endonuclease (or functional fragment thereof). Additionally, the target sites for the two fusion proteins are preferably such that binding of the two fusion proteins to their respective target sites places the cleavage half-domains in a spatial orientation relative to each other such that the cleavage half-domains are, for example, , are positioned relative to each other so that they can form functional cleavage domains by dimerization. Therefore, the proximal edge of the target site may be separated by 5-8 nucleotides or 15-18 nucleotides. However, any integer number of nucleotides or nucleotide pairs (e.g., 2 to 50 nucleotide pairs or more) may intervene between the two target sites. Typically, the cleavage site is between target sites.

제한 엔도뉴클레아제 (제한 효소)는 많은 종에 존재하며, DNA (인식 부위)에 서열 특이적으로 결합할 수 있고, 예를 들어, 하나 이상의 외인성 서열 (공여체/이식유전자)이 결합 (표적) 부위에서 또는 그 근처에서 통합되도록 결합 부위에서 또는 그 근처에서 DNA를 절단할 수 있다. 특정 제한 효소 (예를 들어, IIS형)는 인식 부위로부터 제거된 부위에서 DNA를 절단하고 분리가능한 결합 및 절단 도메인을 갖는다. 예를 들어, IIS형 효소 Fok I은 한 가닥의 인식 부위에서 9개 뉴클레오타이드, 및 다른 가닥의 인식 부위에서 13개 뉴클레오타이드에서 DNA의 이중-가닥 절단을 촉매한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,356,802; 5,436,150 및 5,487,994; 뿐만 아니라 Li 등 (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:4275-4279; Li 등 (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:2764-2768; Kim 등 (1994a) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:883-887; Kim 등 (1994b) J. Biol. Chem. 269:31,978-31,982를 참고한다. 따라서, 융합 단백질은 적어도 하나의 IIS형 제한 효소로부터의 절단 도메인 (또는 절단 반-도메인) 및 조작되거나 조작되지 않을 수 있는 하나 이상의 아연 핑거 결합 도메인을 포함할 수 있다.Restriction endonucleases (restriction enzymes) exist in many species and can bind sequence-specifically to DNA (recognition site), e.g. one or more exogenous sequences (donor/transgene) to bind (target). DNA can be cut at or near the binding site to allow integration at or near the site. Certain restriction enzymes (e.g., type IIS) cleave DNA at sites removed from the recognition site and have separable binding and cleavage domains. For example, the type IIS enzyme Fok I catalyzes double-strand breaks in DNA at 9 nucleotides in the recognition site on one strand and 13 nucleotides in the recognition site on the other strand. See, for example, US Patent No. 5,356,802; 5,436,150 and 5,487,994; In addition, Li et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:4275-4279; Li et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:2764-2768; Kim et al. (1994a) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:883-887; Kim et al. (1994b) J. Biol. Chem. See 269:31,978-31,982. Accordingly, the fusion protein may comprise a cleavage domain (or cleavage half-domain) from at least one type IIS restriction enzyme and one or more zinc finger binding domains that may or may not be engineered.

예시적인 IIS형 제한 효소는 그의 절단 도메인이 결합 도메인으로부터 분리가능한 것으로, Fok I이다. 이 특정 효소는 이량체로 활동한다. Bitinaite 등 (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 10,570-10,575. 따라서, 본 개시내용의 목적을 위해, 개시된 융합 단백질에 사용되는 Fok I 효소의 일부는 절단 반-도메인으로 간주된다. 따라서, 아연 핑거-Fok I 융합물을 사용하는 세포 서열의 표적화된 이중-가닥 절단 및/또는 표적화된 대체를 위해, 각각 FokI 절단 반-도메인을 포함하는 2개의 융합 단백질을 촉매적 활성 절단 도메인을 재구성하는데 사용할 수 있다. 대안적으로, DNA 결합 도메인 및 2개의 Fok I 절단 반-도메인을 포함하는 단일 폴리펩타이드 분자도 사용될 수 있다.An exemplary type IIS restriction enzyme, whose cleavage domain is separable from the binding domain, is Fok I. This particular enzyme acts as a dimer. Bitinaite et al. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 10,570-10,575. Accordingly, for the purposes of this disclosure, the portion of the Fok I enzyme used in the disclosed fusion proteins is considered the cleavage half-domain. Therefore, for targeted double-strand cleavage and/or targeted replacement of cellular sequences using zinc finger-FokI fusions, two fusion proteins each containing a FokI cleavage half-domain are combined with a catalytically active cleavage domain. It can be used to reconstruct. Alternatively, a single polypeptide molecule containing a DNA binding domain and two Fok I cleavage half-domains can also be used.

절단 도메인 또는 절단 반-도메인은 절단 활성을 보유하거나, 또는 기능성 절단 도메인을 형성하기 위해 다량체화하는 (예를 들어, 이량체화하는) 능력을 보유하는 단백질의 임의의 부분일 수 있다.A cleavage domain or cleavage half-domain can be any portion of a protein that possesses cleavage activity or the ability to multimerize (e.g., dimerize) to form a functional cleavage domain.

예시적인 IIS형 제한 효소는 미국 특허 공보 번호 2007/0134796에 기재되어 있다. 추가의 제한 효소는 또한 분리가능한 결합 및 절단 도메인을 포함하고, 이들은 본 개시내용에 의해 고려된다. 예를 들어, Roberts 등 (2003) Nucleic Acids Res. 31:418-420을 참고한다. Exemplary Type IIS restriction enzymes are described in US Patent Publication No. 2007/0134796. Additional restriction enzymes also include separable binding and cleavage domains, which are contemplated by this disclosure. For example, Roberts et al. (2003) Nucleic Acids Res. See 31:418-420.

절단 도메인은, 예를 들어, 미국 특허 공보 번호 2005/0064474; 2006/0188987 및 2008/0131962에 기재된 바와 같이 동종이량체화를 최소화하거나 방지하는 하나 이상의 조작된 절단 반-도메인 (또한 일명 이량체화 도메인 돌연변이체)를 포함할 수 있다. Cleavage domains include, for example, US Patent Publication No. 2005/0064474; It may comprise one or more engineered truncated half-domains (also called dimerization domain mutants) that minimize or prevent homodimerization, as described in 2006/0188987 and 2008/0131962.

대안적으로, 뉴클레아제는 소위 "분할-효소" 기술을 사용하여 핵산 표적 부위에서 생체내 조립될 수 있다 (참고 예를 들어 미국 특허 공보 번호 20090068164). 그와 같은 분할 효소의 구성요소는 별도의 발현 작제물 상에서 발현될 수 있거나, 또는 개별 구성요소가 예를 들어, 자가-절단 2A 펩타이드 또는 IRES 서열에 의해 분리되는 하나의 열린 해독틀에서 연결될 수 있다. 구성요소는 개별 아연 핑거 결합 도메인 또는 메가뉴클레아제 핵산 결합 도메인의 도메인일 수 있다. Alternatively, nucleases can be assembled in vivo at nucleic acid target sites using so-called “split-enzyme” techniques (see, for example, US Patent Publication No. 20090068164). Components of such a cleavage enzyme can be expressed on separate expression constructs, or the individual components can be linked in one open reading frame separated by, for example, a self-cleaving 2A peptide or an IRES sequence. . The components may be individual zinc finger binding domains or domains of a meganuclease nucleic acid binding domain.

아연 핑거 뉴클레아제zinc finger nuclease

키메라 폴리펩타이드는 외인성 핵산, 또는 공여체 DNA가 통합될 수 있는 표적화 부위-특이적인 이중-가닥 DNA 절단을 전달하도록 설계된 맞춤-설계된 아연 핑거 뉴클레아제 (ZFN)이다 (참고 US 특허 공보 2010/0257638). ZFN은 제한 엔도뉴클레아제 (예를 들어, FokI)로부터의 비-특이적 절단 도메인 및 아연 핑거 DNA-결합 도메인 폴리펩타이드를 함유하는 키메라 폴리펩타이드이다. 예를 들어, Huang 등 (1996) J. Protein Chem. 15:481-9; Kim 등 (1997a) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:3616-20; Kim 등 (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:1156-60; Kim 등 (1994) Proc Natl. Acad. Sci. USA 91:883-7; Kim 등 (1997b) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:12875-9; Kim 등 (1997c) Gene 203:43-9; Kim 등 (1998) Biol. Chem. 379:489-95; Nahon 및 Raveh (1998) Nucleic Acids Res. 26:1233-9; Smith 등 (1999) Nucleic Acids Res. 27:674-81을 참고한다. ZFN은 비-정식 아연 핑거 DNA 결합 도메인을 포함할 수 있다 (US 특허 공보 2008/0182332를 참고한다). FokI 제한 엔도뉴클레아제는 DNA를 절단하고 이중-가닥 파손을 도입하기 위해 뉴클레아제 도메인을 통해 이량체화되어야 한다. 결과적으로, 그와 같은 엔도뉴클레아제로부터 뉴클레아제 도메인을 함유하는 ZFN은 또한 표적 DNA를 절단하기 위해 뉴클레아제 도메인의 이량체화를 필요로 한다. Mani 등 (2005) Biochem. Biophys. Res. Commun. 334:1191-7; Smith 등 (2000) Nucleic Acids Res. 28:3361-9. ZFN의 이량체화는 2개의 인접한, 반대편의 지향된 DNA-결합 부위에 의해 촉진될 수 있다. Id. Chimeric polypeptides are custom-designed zinc finger nucleases (ZFNs) designed to deliver targeted site-specific double-stranded DNA breaks into which exogenous nucleic acids, or donor DNA, can be incorporated (see US Patent Publication 2010/0257638). . ZFNs are chimeric polypeptides containing a non-specific cleavage domain from a restriction endonuclease (eg, FokI) and a zinc finger DNA-binding domain polypeptide. For example, Huang et al. (1996) J. Protein Chem. 15:481-9; Kim et al. (1997a) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:3616-20; Kim et al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:1156-60; Kim et al. (1994) Proc Natl. Acad. Sci. USA 91:883-7; Kim et al. (1997b) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:12875-9; Kim et al. (1997c) Gene 203:43-9; Kim et al. (1998) Biol. Chem. 379:489-95; Nahon and Raveh (1998) Nucleic Acids Res. 26:1233-9; Smith et al. (1999) Nucleic Acids Res. See 27:674-81. ZFNs may contain non-canonical zinc finger DNA binding domains (see US Patent Publication 2008/0182332). The FokI restriction endonuclease must dimerize through the nuclease domain to cleave DNA and introduce double-strand breaks. As a result, ZFNs containing a nuclease domain from such endonucleases also require dimerization of the nuclease domain to cleave the target DNA. Mani et al. (2005) Biochem. Biophys. Res. Commun. 334:1191-7; Smith et al. (2000) Nucleic Acids Res. 28:3361-9. Dimerization of ZFNs can be promoted by two adjacent, oppositely oriented DNA-binding sites. Id.

외인성 핵산의 숙주의 적어도 하나의 CD163 유전자좌로의 부위-특이적인 통합을 위한 방법은 숙주의 세포로 ZFN을 도입하는 것을 포함하되, 상기 ZFN은 표적 뉴클레오타이드 서열을 인식하고 그 서열에 결합하고, 상기 표적 뉴클레오타이드 서열은 숙주의 적어도 하나의 CD163 유전자좌 내에 포함된다. 특정 예에서, 상기 표적 뉴클레오타이드 서열은 적어도 하나의 CD163 유전자좌 이외의 임의의 다른 위치에서 숙주의 게놈 내에 포함되지 않는다. 예를 들어, ZFN의 DNA-결합 폴리펩타이드는 (예를 들어, CD163 유전자좌를 서열분석함으로써) 적어도 하나의 CD163 유전자좌 내에서 확인된 표적 뉴클레오타이드 서열을 인식하고 그 서열에 결합하기 위해 조작될 수 있다. 숙주의 세포에 ZFN을 도입하는 것을 포함하는 숙주의 적어도 하나의 CD163 성능 유전자좌로 외인성 핵산의 부위-특이적인 통합을 위한 방법은 또한 세포에 외인성 핵산을 도입하는 것을 포함할 수 있고, 외인성 핵산의, 적어도 하나의 CD163 유전자좌를 포함하는 숙주의 핵산으로의 재조합은 부위-특이적인 인식 및 ZFN의 표적 서열으로의 결합 (및 CD163 유전자좌를 포함하는 핵산의 후속적인 절단)에 의해 촉진된다. A method for site-specific integration of an exogenous nucleic acid into at least one CD163 locus of a host includes introducing a ZFN into a cell of the host, wherein the ZFN recognizes and binds to a target nucleotide sequence, and The nucleotide sequence is contained within at least one CD163 locus of the host. In certain instances, the target nucleotide sequence is not contained within the host's genome at any location other than at least one CD163 locus. For example, a DNA-binding polypeptide of a ZFN can be engineered to recognize and bind a target nucleotide sequence identified within at least one CD163 locus (e.g., by sequencing the CD163 locus). A method for site-specific integration of an exogenous nucleic acid into at least one CD163 performance locus of a host comprising introducing a ZFN into a cell of the host may also include introducing the exogenous nucleic acid into the cell, the exogenous nucleic acid comprising: Recombination into a host's nucleic acid containing at least one CD163 locus is facilitated by site-specific recognition and binding of the ZFN to the target sequence (and subsequent cleavage of the nucleic acid containing the CD163 locus).

CD163 유전자좌에서 통합을 위한 선택적인 외인성 핵산Optional exogenous nucleic acid for integration at the CD163 locus

CD163 유전자좌에서 통합을 위한 외인성 핵산은 다음을 포함한다: 적어도 하나의 CD163 유전자좌에서 부위-특이적인 통합을 위한 외인성 핵산, 예를 들어 그리고 비제한적으로, ORF; 표적화 엔도뉴클레아제를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산; 및 전술한 것 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 벡터. 따라서, 특정 핵산은 폴리펩타이드를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열, 구조적 뉴클레오타이드 서열, 및/또는 DNA-결합 폴리펩타이드 인식 및 결합 부위를 포함한다. Exogenous nucleic acids for integration at the CD163 locus include: exogenous nucleic acids for site-specific integration at at least one CD163 locus, including, but not limited to, ORFs; A nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding a targeting endonuclease; and vectors comprising one or both of the foregoing. Accordingly, a particular nucleic acid includes a nucleotide sequence encoding a polypeptide, a structural nucleotide sequence, and/or a DNA-binding polypeptide recognition and binding site.

부위-특이적인 통합을 위한 선택적인 외인성 핵산 분자 Selective exogenous nucleic acid molecules for site-specific integration

전술한 바와 같이, 외인성 서열 (또한 소위 "공여체 서열" 또는 "공여체" 또는 "이식유전자")의 삽입은, 예를 들어 폴리펩타이드의 발현, 돌연변이 유전자의 수정 또는 야생형 유전자의 발현 증가를 위해 제공된다. 공여체 서열은 전형적으로 배치되는 게놈 서열과 동일하지 않다는 것은 쉽게 명백할 것이다. 공여체 서열은 관심 위치에서 효율적인 상동 지정 복구 (HDR)를 허용하기 위해 상동성의 2개의 영역에 의해 측접된 비-상동성 서열을 함유할 수 있다. 추가로, 공여체 서열은 세포 염색질에서 관심 영역에 대해 상동성이 아닌 서열을 함유하는 벡터 분자를 포함할 수 있다. 공여체 분자는 세포 염색질에 대해 상동성의 몇 개의, 불연속 영역을 함유할 수 있다. 예를 들어, 관심 영역에 정상적으로 존재하는 않는 서열의 표적화된 삽입을 위해, 상기 서열은 공여체 핵산 분자에 존재할 수 있고 관심 영역에서 서열에 대한 상동성의 영역에 의해 측접될 수 있다. As mentioned above, the insertion of an exogenous sequence (also called a “donor sequence” or “donor” or “transgene”) provides for, for example, the expression of a polypeptide, modification of a mutant gene or increased expression of a wild-type gene. . It will be readily apparent that the donor sequence is not identical to the genomic sequence from which it is typically placed. The donor sequence may contain non-homologous sequences flanked by two regions of homology to allow efficient homology-directed repair (HDR) at the position of interest. Additionally, the donor sequence may include a vector molecule containing a sequence that is not homologous to the region of interest in cellular chromatin. The donor molecule may contain several, discrete regions of homology to cellular chromatin. For example, for targeted insertion of a sequence that is not normally present in the region of interest, the sequence can be present in a donor nucleic acid molecule and flanked by regions of homology to the sequence in the region of interest.

공여체 폴리뉴클레오타이드는 DNA 또는 RNA, 단일-가닥 또는 이중-가닥일 수 있고, 선형 또는 원형 형태로 세포에 도입될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 공보 번호 2010/0047805, 2011/0281361, 2011/0207221, 및 2013/0326645를 참고한다. 선형 형태로 도입되면, 공여체 서열의 단부는 당업자에게 알려진 방법에 의해 (예를 들어 핵산외부분해 분해로부터) 보호될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 디데옥시뉴클레오타이드 잔기는 선형 분자의 3' 말단에 첨가되고/거나 자가-상보성 올리고뉴클레오타이드는 하나 또는 둘 모두 단부에 결찰된다. 예를 들어, Chang 등 (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:4959-4963; Nehls 등 (1996) Science 272:886-889를 참고한다. 분해로부터 외인성 폴리뉴클레오타이드를 보호하기 위한 추가 방법은, 비제한적으로, 말단 아미노 기(들)의 첨가 및 변형된 뉴클레오타이드간 연결기 예컨대 포스포로티오에이트, 포스포르아미데이트, 및 O-메틸 리보오스 또는 데옥시리보스 잔기의 사용을 포함한다.The donor polynucleotide may be DNA or RNA, single-stranded or double-stranded, and may be introduced into the cell in linear or circular form. See, for example, US Patent Publication Nos. 2010/0047805, 2011/0281361, 2011/0207221, and 2013/0326645. If introduced in linear form, the ends of the donor sequence may be protected (e.g., from exonucleolytic degradation) by methods known to those skilled in the art. For example, one or more dideoxynucleotide residues are added to the 3' end of the linear molecule and/or self-complementary oligonucleotides are ligated to one or both ends. For example, Chang et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:4959-4963; See Nehls et al. (1996) Science 272:886-889. Additional methods for protecting exogenous polynucleotides from degradation include, but are not limited to, addition of terminal amino group(s) and modification of internucleotide linkages such as phosphorothioate, phosphoramidate, and O-methyl ribose or deoxy. Including the use of ribose residues.

폴리뉴클레오타이드는 예를 들어, 복제 기원, 프로모터 및 항생제 내성을 코딩하는 유전자와 같은 추가 서열을 갖는 벡터 분자의 일부로서 세포에 도입될 수 있다. 또한, 공여체 폴리뉴클레오타이드는 제제 예컨대 리포좀 또는 폴록사머와 복합된 핵산과 같은 네이키드 핵산으로서 도입될 수 있거나, 또는 바이러스 (예를 들어, 아데노바이러스, AAV, 헤르페스바이러스, 레트로바이러스, 렌티바이러스 및 인테그라제 결함있는 렌티바이러스 (IDLV))에 의해 전달될 수 있다. The polynucleotide can be introduced into the cell as part of a vector molecule with additional sequences, for example, an origin of replication, a promoter, and genes encoding antibiotic resistance. Additionally, the donor polynucleotide can be introduced as a naked nucleic acid, such as a nucleic acid complexed with an agent such as a liposome or poloxamer, or as a nucleic acid complexed with a virus (e.g., adenovirus, AAV, herpesvirus, retrovirus, lentivirus, and integrase It can be transmitted by defective lentivirus (IDLV).

공여체는 일반적으로, 그것의 발현이 통합 부위에서 내인성 프로모터, 즉 공여체가 통합되는 내인성 유전자의 발현을 유도하는 프로모터 (예를 들어, CD163)에 의해 유도되도록 통합된다. 그러나, 공여체가 프로모터 및/또는 인핸서, 예를 들어 구성적 프로모터 또는 유도성 또는 조직 특이적 프로모터를 포함할 수 있는 것이 명백할 것이다. The donor is generally integrated such that its expression is driven by an endogenous promoter at the site of integration, i.e. a promoter that drives expression of the endogenous gene into which the donor is integrated (e.g., CD163). However, it will be clear that the donor may comprise a promoter and/or enhancer, for example a constitutive promoter or an inducible or tissue specific promoter.

또한, 발현에 필요하지 않지만, 외인성 서열은 또한 전사 또는 번역 조절 서열, 예를 들어, 프로모터, 인핸서, 절연체, 내부 리보솜 유입 부위, 2A 펩타이드를 인코딩하는 서열 및/또는 폴리아데닐화 신호를 포함할 수 있다. Additionally, although not required for expression, exogenous sequences may also include transcriptional or translational control sequences, such as promoters, enhancers, insulators, internal ribosome entry sites, sequences encoding the 2A peptide, and/or polyadenylation signals. there is.

CD163 유전자좌를 변형시키기 위해 부위-특이적인 방식으로 적어도 하나의 CD163 유전자좌로 통합될 수 있는 외인성 핵산은, 예를 들어, 그리고 비제한적으로, 관심 폴리펩타이드를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산; 작물학적 유전자를 포함하는 핵산; RNAi 분자를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산; 또는 CD163 유전자를 파괴하는 핵산을 포함한다. Exogenous nucleic acids that can be integrated into at least one CD163 locus in a site-specific manner to modify the CD163 locus include, for example and without limitation, nucleic acids comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide of interest; Nucleic acids containing agronomic genes; A nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding an RNAi molecule; or a nucleic acid that destroys the CD163 gene.

외인성 핵산은 CD163 유전자좌에서 통합되어, CD163 유전자좌를 변형시킬 수 있되, 상기 핵산은 관심 폴리펩타이드를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하여, 상기 뉴클레오타이드 서열은 CD163 유전자좌로부터의 숙주에서 발현된다. 일부 예에서, 관심 폴리펩타이드 (예를 들어, 외래 단백질)은 관심 폴리펩타이드를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열로부터 상업적 양으로 발현된다. 그와 같은 예에서, 관심 폴리펩타이드는 숙주세포, 조직, 또는 바이오매스로부터 추출될 수 있다. An exogenous nucleic acid can be integrated at the CD163 locus, modifying the CD163 locus, wherein the nucleic acid comprises a nucleotide sequence encoding a polypeptide of interest, such that the nucleotide sequence is expressed in the host from the CD163 locus. In some examples, a polypeptide of interest (e.g., a foreign protein) is expressed in commercial quantities from a nucleotide sequence encoding the polypeptide of interest. In such examples, the polypeptide of interest may be extracted from host cells, tissues, or biomass.

표적화 엔도뉴클레아제를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산 분자Nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding a targeting endonuclease

표적화 엔도뉴클레아제를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열은 표적화 엔도뉴클레아제 내에 포함된 폴리펩타이드를 인코딩하는 천연 뉴클레오타이드 서열의 조작 (예를 들어, 결찰)에 의해 조작될 수 있다. 예를 들어, DNA-결합 폴리펩타이드를 포함하는 단백질을 인코딩하는 유전자의 뉴클레오타이드 서열은 DNA-결합 폴리펩타이드에 상응하는 유전자의 뉴클레오타이드 서열을 식별하기 위해 검사될 수 있고, 그 뉴클레오타이드 서열은 DNA-결합 폴리펩타이드를 포함하는 표적화 엔도뉴클레아제를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 요소로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 표적화 엔도뉴클레아제의 아미노산 서열은, 예를 들어, 유전자 암호의 축퇴에 따라 표적화 엔도뉴클레아제를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 추론하는데 사용될 수 있다.The nucleotide sequence encoding the targeting endonuclease can be engineered by manipulation (e.g., ligation) of the native nucleotide sequence encoding the polypeptide comprised within the targeting endonuclease. For example, the nucleotide sequence of a gene encoding a protein containing a DNA-binding polypeptide can be examined to identify the nucleotide sequence of the gene corresponding to the DNA-binding polypeptide, and that nucleotide sequence may be a DNA-binding polypeptide. It can be used as an element of a nucleotide sequence encoding a targeting endonuclease, including a peptide. Alternatively, the amino acid sequence of the targeting endonuclease can be used to infer the nucleotide sequence encoding the targeting endonuclease, for example, according to the degeneracy of the genetic code.

표적화 엔도뉴클레아제를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 예시적인 핵산 분자에서, 뉴클레아제 폴리펩타이드를 인코딩하는 제1 폴리뉴클레오타이드 서열의 마지막 코돈, 및 DNA-결합 폴리펩타이드를 인코딩하는 제2 폴리뉴클레오타이드 서열의 제1 코돈은, 예를 들어, 인트론 또는 "정지(STOP)"를 코딩하지 않고 임의의 수의 뉴클레오타이드 삼중항에 의해 분리될 수 있다. 마찬가지로, DNA-결합 폴리펩타이드를 인코딩하는 제1 폴리뉴클레오타이드 서열을 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열의 마지막 코돈, 및 뉴클레아제 폴리펩타이드를 인코딩하는 제2 폴리뉴클레오타이드 서열의 제1 코돈도 임의의 수의 뉴클레오타이드 삼중항에 의해 분리될 수 있다. 뉴클레아제 폴리펩타이드를 인코딩하는 제1 폴리뉴클레오타이드 서열 및 DNA-결합 폴리펩타이드를 인코딩하는 제2 폴리뉴클레오타이드 서열의 마지막 코돈 (즉, 핵산 서열에서 3'의 가장 마지막)은 이에 바로 인접하거나 합성 뉴클레오타이드 링커 (예를 들어, 융합을 달성하기 위해 사용될 수 있는 뉴클레오타이드 링커)에 의해 인코딩된 것과 같은 단지 짧은 펩타이드 서열에 의해 이로부터 분리된 추가의 폴리뉴클레오타이드 코딩 서열의 제1 코돈과 위상-레지스터(phase-register)에서 융합될 수 있다. 그와 같은 추가 폴리뉴클레오타이드 서열의 예로는, 예를 들어 및 비제한적으로, 태그, 표적화 펩타이드, 및 효소적 절단 부위가 포함된다. 마찬가지로, 제1 및 제2 폴리뉴클레오타이드 서열의 (핵산 서열에서) 5'의 가장 마지막의 제1 코돈은 이에 바로 인접하거나 단지 짧은 펩타이드 서열에 의해 이로부터 분리된 추가의 폴리뉴클레오타이드 코딩 서열의 마지막 코돈과 위상-레지스터에서 융합될 수 있다.In an exemplary nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding a targeting endonuclease, the last codon of a first polynucleotide sequence encoding a nuclease polypeptide, and a second polynucleotide sequence encoding a DNA-binding polypeptide. The first codon of may be separated by any number of nucleotide triplets, for example, without coding for an intron or “STOP”. Likewise, the last codon of the nucleotide sequence encoding the first polynucleotide sequence encoding the DNA-binding polypeptide, and the first codon of the second polynucleotide sequence encoding the nuclease polypeptide may also be any number of nucleotide triplets. can be separated by The last codon (i.e., 3' last in the nucleic acid sequence) of the first polynucleotide sequence encoding a nuclease polypeptide and the second polynucleotide sequence encoding a DNA-binding polypeptide is either immediately adjacent thereto or is connected to a synthetic nucleotide linker. the first codon of an additional polynucleotide coding sequence separated therefrom by only a short peptide sequence, such as that encoded by (e.g., a nucleotide linker that can be used to effect fusion) and a phase-register ) can be fused in. Examples of such additional polynucleotide sequences include, by way of example and without limitation, tags, targeting peptides, and enzymatic cleavage sites. Likewise, the 5'most (in the nucleic acid sequence) first codon of the first and second polynucleotide sequences is the last codon of an additional polynucleotide coding sequence immediately adjacent thereto or separated therefrom by only a short peptide sequence. Can be fused in phase-register.

표적화 엔도뉴클레아제에서 기능적 폴리펩타이드 (예를 들어, DNA-결합 폴리펩타이드 및 뉴클레아제 폴리펩타이드)를 인코딩하는 폴리뉴클레오타이드 서열을 분리하는 서열은, 예를 들어, 인코딩된 아미노산 서열이 표적화 엔도뉴클레아제의 번역을 유의미하게 변경하지 않도록 하는 임의의 서열로 구성될 수 있다. 알려진 뉴클레아제 폴리펩타이드 및 알려진 DNA-결합 폴리펩타이드의 자율적 특성으로 인해, 개재 서열은 이들 구조의 각각의 기능을 방해하지 않을 것이다.Sequences that separate polynucleotide sequences encoding functional polypeptides (e.g., DNA-binding polypeptides and nuclease polypeptides) from targeting endonucleases include, for example, the amino acid sequence encoded in the targeting endonuclease. It may consist of any sequence that does not significantly alter the translation of the clease. Due to the autonomous nature of known nuclease polypeptides and known DNA-binding polypeptides, intervening sequences will not interfere with the respective functions of these structures.

다른 녹아웃 방법Different knockout methods

당업계에 알려진 다양한 다른 기술을 사용하여 유전자를 불활성화하여 넉아웃 동물을 만들고/만들거나 핵산 작제물을 동물에게 도입하여 시조 동물을 생산하고, 동물 계통을 만들 수 있으며, 여기서 녹아웃 또는 핵산 작제물은 게놈에 통합된다. 그와 같은 기술은, 비제한적으로, 전핵(pronuclear) 미세주입 (미국 특허 번호 4,873,191), 생식 계열로 레트로바이러스 매개된 유전자 전달 (Van der Putten 등 (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82, 6148-1652), 배아 줄기 세포로의 유전자 표적화 (Thompson 등 (1989) Cell 56, 313-321), 배아의 전기천공 (Lo (1983) Mol. Cell. Biol. 3, 1803-1814), 정자-매개된 유전자 전달 (Lavitrano 등 (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 14230-14235; Lavitrano 등 (2006) Reprod. Fert. Develop. 18, 19-23), 및 체세포, 예컨대 난구 세포 또는 유선 세포, 또는 성인, 태아, 또는 배아 줄기 세포의 시험관내 형질전환, 이어서 핵 이식 (Wilmut 등 (1997) Nature 385, 810-813; 및 Wakayama 등 (1998) Nature 394, 369-374)을 포함한다. 전핵 미세주입, 정자 매개된 유전자 전달, 및 체세포 핵전이가 특히 유용한 기술이다. 게놈 변형된 동물은 생식 계열 세포를 포함하여 모든 세포가 변형된 동물이다. 변형된 모자이크 동물을 생산하는 방법이 사용되는 경우, 동물은 근친교배될 수 있고 게놈 변형된 자손이 선택될 수 있다. 예를 들어, 클로닝은 세포가 배반포 상태에서 변형된 모자이크 동물을 만드는데 사용될 수 있으며, 단일-세포가 변형될 때 게놈 변형이 발생할 수 있다. 성적으로 성숙하지 않도록 변형된 동물은 사용되는 특정 접근법에 따라 변형에 대해 동형접합성 또는 이형접합성일 수 있다. 특정 유전자가 녹아웃 변형에 의해 불활성화되는 경우, 일반적으로 동형접합성이 필요할 것이다. 특정 유전자가 RNA 간섭 또는 우세한 음성 전략에 의해 불활성화되는 경우, 이형접합성이 종종 적절하다.Various other techniques known in the art can be used to inactivate genes to create knockout animals and/or to introduce nucleic acid constructs into animals to produce progenitor animals and to create animal lines, wherein the knockouts or nucleic acid constructs are generated. is integrated into the genome. Such techniques include, but are not limited to, pronuclear microinjection (US Pat. No. 4,873,191), retroviral mediated gene transfer to the germ line (Van der Putten et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82 , 6148-1652), gene targeting to embryonic stem cells (Thompson et al. (1989) Cell 56, 313-321), electroporation of embryos (Lo (1983) Mol. Cell. Biol. 3, 1803-1814), sperm -Mediated gene transfer (Lavitrano et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 14230-14235; Lavitrano et al. (2006) Reprod. Fert. Develop. 18, 19-23), and somatic cells, such as cumulus cells. or in vitro transformation of mammary cells, or adult, fetal, or embryonic stem cells, followed by nuclear transfer (Wilmut et al. (1997) Nature 385, 810-813; and Wakayama et al. (1998) Nature 394, 369-374). do. Pronuclear microinjection, sperm-mediated gene transfer, and somatic cell nuclear transfer are particularly useful techniques. A genome-modified animal is one in which all cells, including germ line cells, have been modified. When methods are used to produce modified mosaic animals, the animals can be inbred and genomically modified progeny selected. For example, cloning can be used to create mosaic animals in which cells are modified in the blastocyst state, and genomic modifications can occur when a single cell is modified. Animals modified to fail to reach sexual maturity may be homozygous or heterozygous for the modification, depending on the specific approach used. If a specific gene is inactivated by a knockout variant, homozygosity will generally be required. When a specific gene is inactivated by RNA interference or dominant negative strategies, heterozygosity is often appropriate.

전형적으로, 배아/접합체 미세주입에서, 핵산 작제물 또는 mRNA는 수정란에 도입되고; 1 또는 2개의 세포 수정란은 정자 머리의 유전 물질을 포함하는 핵 구조로 사용되며 상기 수정란은 원형질 내에서 보인다. 전핵 단계 수정란은 시험관내 또는 생체내 (즉, 공여체 동물의 난관으로부터 수술로 회수됨)에서 얻을 수 있다. 시험관내 수정란은 다음과 같이 생산될 수 있다. 예를 들어, 돼지류 난소는 도축장에서 수집되어 운송 중에 22-28℃에서 유지될 수 있다. 난소를 세정하고 여포 흡인을 위해 단리할 수 있으며, 4-8 mm 범위의 여포는 진공하에 18 게이지 니들을 사용하여 50 mL 원추형 원심관으로 흡인될 수 있다. 여포액과 흡인된 난모세포는 상업적 TL-HEPES (Minitube, Verona, Wis.)를 사용하여 프리-필터를 통해 헹굴 수 있다. 조밀한 난구세포 덩어리로 둘러싸인 난모세포를 선택하고, 가습 공기에서 38.7℃. 및 5% CO2에서 대략 22시간 동안 0.1 mg/mL 시스테인, 10 ng/mL 표피 성장 인자, 10% 돼지 여포액, 50 μM 2-머캅토에탄올, 0.5 mg/ml cAMP, 임신한 암말 혈청 고나도트로핀 (PMSG) 및 인간 융모막 고나도트로핀 (hCG) 각각 10 IU/mL가 보충된 TCM-199 난모세포 성숙 배지 (Minitube, Verona, Wis.)에 두었다. 그 후, 난모세포를 cAMP, PMSG 또는 hCG가 포함되는 신선한 TCM-199 성숙 배지로 옮기고 추가 22 시간 동인 인큐베이션할 수 있다. 성숙된 난모세포는 0.1% 히알루로니다제에서 1분 동안 와동하여 난구 세포를 박리할 수 있다.Typically, in embryo/zygote microinjection, a nucleic acid construct or mRNA is introduced into a fertilized egg; A one or two cell fertilized egg serves as the nuclear structure that contains the genetic material of the sperm head and the fertilized egg is visible within the protoplasm. Pronuclear stage fertilized eggs can be obtained in vitro or in vivo (i.e., surgically retrieved from the oviduct of a donor animal). In vitro fertilized eggs can be produced as follows. For example, porcine ovaries may be collected from slaughterhouses and maintained at 22-28°C during transport. Ovaries can be cleaned and isolated for follicular aspiration, and follicles ranging from 4-8 mm can be aspirated into a 50 mL conical centrifuge tube using an 18 gauge needle under vacuum. Follicular fluid and aspirated oocytes can be rinsed through a pre-filter using commercial TL-HEPES (Minitube, Verona, Wis.). Select oocytes surrounded by a dense mass of cumulus cells and incubate at 38.7°C in humidified air. and 0.1 mg/mL cysteine, 10 ng/mL epidermal growth factor, 10% porcine follicular fluid, 50 μM 2-mercaptoethanol, 0.5 mg/ml cAMP, pregnant mare serum for approximately 22 hours at 5% CO 2 . were placed in TCM-199 oocyte maturation medium (Minitube, Verona, Wis.) supplemented with 10 IU/mL each of ropinene (PMSG) and human chorionic gonadotropin (hCG). Oocytes can then be transferred to fresh TCM-199 maturation medium containing cAMP, PMSG or hCG and incubated for an additional 22 hours. Mature oocytes can be vortexed in 0.1% hyaluronidase for 1 min to dissociate cumulus cells.

돼지류의 경우, 성숙한 난모세포는 미니튜브 5-웰 수정 접시 내 500 μl 미니튜브 PORCPRO IVF 배지 시스템 (Minitube, Verona, Wis.)에서 수정될 수 있다. 시험관내 수정 (IVF)을 위한 준비로 새롭게-수집되거나 냉동된 수퇘지 정액을 세정하고 PORCPRO IVF 배지에서 정자 400,000개까지 재현탁시킬 수 있다. 정자 농도는 컴퓨터 보조된 정액 분석 (SPERMVISION, Minitube, Verona, Wis.)으로 분석될 수 있다. 최종 시험관내 정액주입은 수퇘지에 따라 대략 40개의 운동성 정자/난모세포의 최종 농도에서 10 μl 부피로 수행될 수 있다. 모든 수정된 난모세포를 5.0% CO2 분위기에서 38.7 ℃에서 6시간 동안 인큐베이션할 수 있다. 정액주입 6시간 후 추정 접합체를 NCSU-23에서 2회 세정하고 0.5 mL의 동일한 배지로 옮길 수 있다. 이 시스템은 10-30%의 다정자수정 정액주입 비율로 대부분의 수퇘지에서 통상적으로 20-30%의 배반포를 생산할 수 있다.For porcines, mature oocytes can be fertilized in 500 μl minitube PORCPRO IVF medium system (Minitube, Verona, Wis.) in minitube 5-well fertilization dishes. In preparation for in vitro fertilization (IVF), freshly-collected or frozen boar semen can be cleaned and resuspended up to 400,000 sperm in PORCPRO IVF medium. Sperm concentration can be analyzed by computer-assisted semen analysis (SPERMVISION, Minitube, Verona, Wis.). The final in vitro semen injection can be performed in a 10 μl volume at a final concentration of approximately 40 motile sperm/oocytes depending on the boar. All fertilized oocytes can be incubated for 6 hours at 38.7°C in a 5.0% CO 2 atmosphere. Six hours after semen injection, the putative zygote can be washed twice in NCSU-23 and transferred to 0.5 mL of the same medium. This system can typically produce 20-30% blastocysts in most boars at a polysperm insemination semen injection rate of 10-30%.

선형화된 핵산 작제물 또는 mRNA는 전핵 중 하나 또는 세포질에 주입될 수 있다. 그 다음 주입된 수정란은 수령체 암컷 (예를 들어, 수령체 암컷의 난관)으로 전달되고 수령체 암컷에서 발달하여 형질전환 또는 유전적으로 편집된 동물을 생산할 수 있다. 특히, 시험관내 수정된 배아를 15,000 x g에서 5분 동안 원심분리하여 지질을 침전시켜 전핵이 가시화될 수 있다. 에펜도르프 FEMTOJET 인젝터를 사용하여 배아를 주입할 수 있으며, 배반포가 형성될 때까지 배양할 수 있다. 배아 절단 및 배반포 형성 비율 및 품질을 기록할 수 있다.Linearized nucleic acid constructs or mRNA can be injected into either the pronucleus or the cytoplasm. The injected fertilized eggs can then be transferred to the recipient female (e.g., in the oviduct of the recipient female) and develop in the recipient female to produce transgenic or genetically edited animals. In particular, the pronucleus can be visualized by centrifuging in vitro fertilized embryos at 15,000 xg for 5 minutes to precipitate lipids. Embryos can be injected using an Eppendorf FEMTOJET injector and cultured until blastocysts are formed. The rate and quality of embryo excision and blastocyst formation can be recorded.

배아는 비동시적인 수령체의 자궁으로 수술로 옮겨질 수 있다. 전형적으로, 5.5-인치 TOMCAT® 카테터를 사용하여 100-200개 (예를 들어, 150-200개)의 배아를 난관의 팽대-지협 접합부에 침착시킬 수 있다. 수술 후, 실시간 임신 초음파 검사를 수행할 수 있다.Embryos can be surgically transferred to the uterus of an asynchronous recipient. Typically, 100-200 (e.g., 150-200) embryos can be deposited at the ampullary-isthmus junction of the oviduct using a 5.5-inch TOMCAT® catheter. After surgery, a real-time pregnancy ultrasound can be performed.

체세포 핵전이에서, 상기에 기재된 핵산 작제물을 포함하는 배아 할구, 태아 섬유모세포, 성체 귀 섬유모세포, 또는 과립막 세포와 같은 형질전환 또는 유전자 편집된 세포를 제핵된 난모세포에 도입하여 조합된 세포를 확립할 수 있다. 난모세포는 극체 근처에서 부분적인 투명대 절개에 이어서 절개 영역에서 세포질을 밀어냄으로써 제핵될 수 있다. 전형적으로, 급격히 경사진 팁이 있는 주입 피펫을 사용하여 감수분열 2에서 정지된 제핵된 난모세포에 형질전환 또는 유전적으로 편집된 세포를 주입한다. 일부 관례에서, 감수분열-2에서 정지된 난모세포를 수정란이라고 한다. 돼지 또는 소 배아를 생성한 후 (예를 들어, 난모세포를 융합하고 활성화함으로써), 배아는 활성화 후 약 20 내지 24시간 후에 수령체 암컷의 난관으로 옮겨진다. 예를 들어, Cibelli 등 (1998) Science 280, 1256-1258 및 미국 특허 번호 6,548,741, 7,547,816, 7,989,657, 또는 6,211,429를 참고한다. 돼지의 경우, 수령체 암컷은 배아 이식 후 대략 20-21일 후에 임신 여부를 확인할 수 있다.In somatic cell nuclear transfer, transformed or gene-edited cells, such as embryonic blastomeres, fetal fibroblasts, adult otic fibroblasts, or granulosa cells, containing the nucleic acid constructs described above, are introduced into the enucleated oocyte to combine the cells. can be established. Oocytes can be enucleated by partial zona pellucida incision near the polar body followed by extrusion of the cytoplasm from the incision area. Typically, an injection pipette with a sharply beveled tip is used to inject transformed or genetically edited cells into enucleated oocytes arrested in meiosis 2. In some conventions, an oocyte arrested in meiosis-2 is called a zygote. After generating pig or bovine embryos (e.g., by fusing and activating oocytes), the embryos are transferred to the oviduct of a recipient female approximately 20 to 24 hours after activation. See, for example, Cibelli et al. (1998) Science 280, 1256-1258 and US Patent Nos. 6,548,741, 7,547,816, 7,989,657, or 6,211,429. In pigs, female recipients can be tested for pregnancy approximately 20-21 days after embryo transfer.

초기 이형접합성 시조 동물로부터 불활성화된 유전자에 대해 동형접합성인 동물을 만들기 위해 표준 브리딩 기술이 사용될 수 있다. 그러나 동형접합성은 필요하지 않을 수 있다. 본원에 기재된 유전자 편집된 돼지는 다른 관심 돼지와 함께 사육될 수 있다.Standard breeding techniques can be used to generate animals homozygous for the inactivated gene from an initially heterozygous progenitor animal. However, homozygosity may not be necessary. Gene-edited pigs described herein can be housed with other pigs of interest.

유전자 편집된 동물이 생성되면, 표준 기술을 사용하여 내인성 핵산의 불활성화를 평가할 수 있다. 초기 스크리닝은 불활성화가 발생했는지 여부를 결정하기 위해 서던 블랏 분석에 의해 수행될 수 있다. 서던 분석에 대한 설명은 Sambrook 등, 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, second edition, Cold Spring Harbor Press, Plainview; N.Y의 섹션 9.37-9.52를 참고한다. 중합효소 연쇄 반응 (PCR) 기술이 또한 초기 스크리닝에 사용될 수 있다. PCR은 표적 핵산이 증폭되는 절차 또는 기술을 지칭한다. 일반적으로, 관심 영역의 끝 또는 그 너머의 서열 정보는 증폭될 주형의 반대 가닥과 서열이 동일하거나 유사한 올리고뉴클레오타이드 프라이머를 설계하는데 사용된다. PCR은 전체 게놈 DNA 또는 전체 세포 RNA의 서열을 비롯하여, DNA 뿐만 아니라 RNA의 특정 서열을 증폭하는데 사용될 수 있다. 프라이머는 전형적으로 길이가 14 내지 40개의 뉴클레오타이드이지만, 길이가 10개 뉴클레오타이드에서 수백 개의 뉴클레오타이드까지 다양할 수 있다. PCR은, 예를 들어 PCR Primer: A Laboratory Manual, ed. Dieffenbach and Dveksler, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1995에 기재되어 있다. 핵산은 또한 리가제 연쇄 반응, 가닥 치환 증폭, 자가-지속된 서열 복제에 의해 증폭될 수 있거나, 핵산 서열-기반으로 증폭될 수 있다. 예를 들어, Lewis (1992) Genetic Engineering News 12,1; Guatelli 등 (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:1874; 및 Weiss (1991) Science 254:1292를 참고한다. 배반포 단계에서, 배아는 PCR, 서던 혼성화 및 스프링커렛(splinkerette) PCR 분석을 위해 개별적으로 처리될 수 있다 (참고, 예를 들어, Dupuy 등 Proc Natl Acad Sci USA (2002) 99:4495).Once gene-edited animals are generated, inactivation of endogenous nucleic acids can be assessed using standard techniques. Initial screening can be performed by Southern blot analysis to determine whether inactivation has occurred. For descriptions of Southern analysis, see Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, second edition, Cold Spring Harbor Press, Plainview; See sections 9.37-9.52 of N.Y. Polymerase chain reaction (PCR) technology can also be used for initial screening. PCR refers to the procedure or technique by which target nucleic acids are amplified. Generally, sequence information at or beyond the end of the region of interest is used to design oligonucleotide primers that are identical or similar in sequence to the opposite strand of the template to be amplified. PCR can be used to amplify specific sequences of RNA as well as DNA, including sequences of total genomic DNA or total cellular RNA. Primers are typically 14 to 40 nucleotides in length, but can vary from 10 nucleotides to several hundred nucleotides in length. PCR is described, for example, in PCR Primer: A Laboratory Manual, ed. Dieffenbach and Dveksler, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1995. Nucleic acids may also be amplified by ligase chain reaction, strand displacement amplification, self-sustained sequence replication, or may be nucleic acid sequence-based. For example, Lewis (1992) Genetic Engineering News 12,1; Guatelli et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:1874; and Weiss (1991) Science 254:1292. At the blastocyst stage, embryos can be processed individually for PCR, Southern hybridization and splinkerette PCR analysis (see, e.g., Dupuy et al. Proc Natl Acad Sci USA (2002) 99:4495).

간섭 RNA interfering RNA

다양한 간섭 RNA (RNAi) 시스템이 알려져 있다. 이중-가닥 RNA (dsRNA)는 상동성 유전자 전사체의 서열-특이적 분해를 유도한다. RNA-유도된 침묵 복합체 (RISC)는 dsRNA를 작은 21-23-뉴클레오타이드 작은 간섭 RNA (siRNA)로 대사한다. RISC는 이중가닥 RNAse (dsRNAse, 예를 들어, Dicer) 및 ssRNAse (예를 들어, Argonaut 2 또는 Ago2)를 포함한다. RISC는 안티센스 가닥을 가이드로 사용하여 절단가능한 표적을 찾는다. siRNA 및 microRNA (miRNA) 둘 모두 알려져 있다. 유전적으로 편집된 동물에서 유전자를 불활성화하는 방법은 표적 유전자 및/또는 핵산의 발현이 감소되도록 표적 유전자 및/또는 핵산에 대한 RNA 간섭을 유도하는 것을 포함한다.A variety of interfering RNA (RNAi) systems are known. Double-stranded RNA (dsRNA) induces sequence-specific degradation of homologous gene transcripts. The RNA-induced silencing complex (RISC) metabolizes dsRNA into small 21-23-nucleotide small interfering RNAs (siRNAs). RISC includes double-stranded RNAse (dsRNAse, e.g. Dicer) and ssRNAse (e.g. Argonaut 2 or Ago2). RISC uses the antisense strand as a guide to find cleavable targets. Both siRNA and microRNA (miRNA) are known. Methods for inactivating genes in genetically edited animals include inducing RNA interference to target genes and/or nucleic acids such that expression of the target genes and/or nucleic acids is reduced.

예를 들어 외인성 핵산 서열은 폴리펩타이드를 인코딩하는 핵산에 대한 RNA 간섭을 유도할 수 있다. 예를 들어, 표적 DNA에 상동성인 이중-가닥 작은 간섭 RNA (siRNA) 또는 작은 헤어핀 RNA (shRNA)를 사용하여 그 DNA의 발현을 감소시킬 수 있다. siRNA를 위한 작제물은, 예를 들어, 하기에 기재된 바와 같이 생산될 수 있다: Fire 등 (1998) Nature 391:806; Romano 및 Masino (1992) Mol. Microbiol. 6:3343; Cogoni 등 (1996) EMBO J. 15:3153; Cogoni 및 Masino (1999) Nature 399:166; Misquitta 및 Paterson (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96:1451; 및 Kennerdell 및 Carthew (1998) Cell 95:1017. shRNA를 위한 작제물은 McIntyre 및 Fanning (2006) BMC Biotechnology 6:1에 기재된 바와 같이 생산될 수 있다. 일반적으로, shRNA는 어닐링하여 짧은 헤어핀을 형성하는 상보적 영역을 포함하는 단일-가닥 RNA 분자로 전사된다.For example, an exogenous nucleic acid sequence can induce RNA interference with the nucleic acid encoding the polypeptide. For example, double-stranded small interfering RNA (siRNA) or small hairpin RNA (shRNA) homologous to the target DNA can be used to reduce expression of that DNA. Constructs for siRNA can be produced, for example, as described in Fire et al. (1998) Nature 391:806; Romano and Masino (1992) Mol. Microbiol. 6:3343; Cogoni et al. (1996) EMBO J. 15:3153; Cogoni and Masino (1999) Nature 399:166; Misquitta and Paterson (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96:1451; and Kennerdell and Carthew (1998) Cell 95:1017. Constructs for shRNA can be produced as described in McIntyre and Fanning (2006) BMC Biotechnology 6:1. Typically, shRNA is transcribed as a single-stranded RNA molecule containing complementary regions that anneal to form short hairpins.

특정 유전자에 대한 단일 개별 기능적 siRNA 또는 miRNA를 찾을 확률이 높다. 예를 들어, siRNA의 특정 서열에 대한 예측가능성은 약 50%이지만 간섭 RNA 중 적어도 하나가 효과적일 것이라는 확신을 가지고 수많은 간섭 RNA를 만들 수 있다.The probability of finding a single individual functional siRNA or miRNA for a specific gene is high. For example, although the predictability of a particular sequence in siRNA is about 50%, numerous interfering RNAs can be made with confidence that at least one of them will be effective.

CD163을 인코딩하는 유전자를 겨냥하는 RNAi를 발현시키는 시험관내 세포, 생체내 세포, 또는 유전적으로 편집된 동물 예컨대 가축 동물이 사용될 수 있다. RNAi는, 예를 들어, siRNA, shRNA, dsRNA, RISC 및 miRNA로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. In vitro cells expressing RNAi targeting the gene encoding CD163, in vivo cells, or genetically edited animals such as domestic animals can be used. RNAi may be selected from the group consisting of, for example, siRNA, shRNA, dsRNA, RISC and miRNA.

유도성 시스템inductive system

유도성 시스템을 사용하여 CD163 유전자를 불활성화할 수 있다. 유전자 불활성화의 공간적 및 시간적 제어를 가능하게 하는 다양한 유도성 시스템이 알려져 있다. 몇몇은 돼지 동물의 생체내에서 기능하는 것으로 입증되었다.The CD163 gene can be inactivated using an inducible system. A variety of inducible systems are known that allow spatial and temporal control of gene inactivation. Several have been demonstrated to function in vivo in porcine animals.

유도성 시스템의 예는 핵산의 전사를 조절하기 위해 사용될 수 있는 테트라사이클린 (tet)-온(on) 프로모터 시스템이다. 이 시스템에서, 돌연변이된 Tet 억제인자 (TetR)는 단순 포진 바이러스 VP 16 트랜스-활성화 단백질의 활성화 도메인에 융합되어 tet 또는 독시사이클린 (dox)에 의해 조절되는 테트라사이클린-제어된 전사 활성제 (tTA)를 생성한다. 항생제가 없으면 전사가 최소화되지만, tet 또는 dox의 존재하에 있는 동안에는 전사가 유도된다. 대안적인 유도성 시스템으로는 엑디손 또는 라파마이신 시스템이 포함된다. 엑디손은 엑디손 수용체의 이종이량체, 및 울트라스피라클(ultraspiracle) 유전자 (USP) 산물에 의해 생산이 제어되는 곤충 탈피 호르몬이다. 발현은 엑디손 또는 엑디손 유사체 예컨대 뮤리스테론 A로 처리하여 유도된다. 유도성 시스템을 촉발시키기 위해 동물에게 투여되는 제제를 유도 제제로 칭한다.An example of an inducible system is the tetracycline (tet)-on promoter system, which can be used to regulate transcription of nucleic acids. In this system, a mutated Tet repressor (TetR) is fused to the activation domain of the herpes simplex virus VP 16 trans-activator protein to generate a tetracycline-controlled transcriptional activator (tTA) that is regulated by tet or doxycycline (dox). do. In the absence of antibiotics, transcription is minimal, but in the presence of tet or dox, transcription is induced. Alternative inducible systems include the ecdysone or rapamycin systems. Ecdysone is an insect molting hormone whose production is controlled by a heterodimer of the ecdysone receptor, and the ultraspiracle gene (USP) product. Expression is induced by treatment with ecdysone or an ecdysone analog such as muristerone A. Agents administered to animals to trigger the inducible system are called inducing agents.

보다 통상적으로 사용되는 유도성 시스템 중에는 테트라사이클린-유도성 시스템 및 Cre/loxP 재조합효소 시스템 (구성적 또는 유도성)이 있다. 테트라사이클린-유도성 시스템은 테트라사이클린-제어된 교차활성인자 (tTA)/역 tTA (rtTA)를 포함한다. 생체내에서 이들 시스템을 사용하는 방법은 두 계통의 유전적으로 편집된 동물을 생성하는 것을 포함한다. 한 동물 계통은 선택된 프로모터의 제어하에 활성제 (tTA, rtTA, 또는 Cre 재조합효소)를 발현한다. 또 다른 동물 계통은 수용체를 발현하는데, 여기서 관심 유전자 (또는 변경될 유전자)의 발현은 tTA/rtTA 교차활성인자에 대한 표적 서열의 제어하에 있다 (또는 loxP 서열에 측접되어 있음). 두 동물을 교미하면 유전자 발현이 제어된다.Among the more commonly used inducible systems are the tetracycline-inducible system and the Cre/loxP recombinase system (constitutive or inducible). Tetracycline-inducible systems include tetracycline-controlled cross-activator (tTA)/reverse tTA (rtTA). Methods for using these systems in vivo involve generating two strains of genetically edited animals. An animal strain expresses an activator (tTA, rtTA, or Cre recombinase) under the control of a selected promoter. Another animal strain expresses the receptor, where the expression of the gene of interest (or the gene to be altered) is under the control of a target sequence for a tTA/rtTA crossactivator (or flanked by a loxP sequence). When two animals mate, gene expression is controlled.

테트라사이클린-의존적 조절 시스템 (tet 시스템)은 2개의 구성요소, 즉, 테트라사이클린-의존 방식으로 다운스트림 cDNA의 발현을 제어하는 tTA/rtTA-의존적 프로모터 및 테트라사이클린-제어된 교차활성인자 (tTA 또는 rtTA)에 의존한다. 테트라사이클린 또는 그것의 유도체 (예컨대 독시사이클린)가 없는 경우 tTA는 tetO 서열에 결합하여 tTA-의존적 프로모터의 전사 활성화를 가능하게 한다. 그러나, 독시사이클린이 있는 경우 tTA는 그것의 표적과 상호작용할 수 없으며, 전사가 발생하지 않는다. tTA를 사용하는 tet 시스템은 테트라사이클린 또는 독시사이클린이 전사 하향-조절을 가능하게 하기 때문에 tet-OFF라고 한다. 테트라사이클린 또는 그것의 유도체의 투여는 생체내에서 이식유전자 발현의 시간적 제어를 가능하게 한다. rtTA는 독시사이클린이 없으면 기능하지 않지만 상호활성화를 위한 리간드의 존재를 필요로 하는 tTA의 변이체이다. 따라서 이러한 tet 시스템을 tet-ON이라고 한다. tet 시스템은, 예를 들어, 리포터 유전자, 종양유전자, 또는 신호전달 캐스케이드에 관여된 단백질을 인코딩하는 몇 개의 이식유전자의 유도성 발현을 위해 생체내에서 사용되었다.The tetracycline-dependent regulatory system (tet system) consists of two components: a tTA/rtTA-dependent promoter that controls the expression of downstream cDNA in a tetracycline-dependent manner and a tetracycline-controlled cross-activator (tTA or rtTA). In the absence of tetracycline or its derivatives (such as doxycycline), tTA binds to the tetO sequence, allowing tTA-dependent transcriptional activation of the promoter. However, in the presence of doxycycline, tTA cannot interact with its target, and transcription does not occur. The tet system using tTA is called tet-OFF because tetracycline or doxycycline enables transcriptional down-regulation. Administration of tetracycline or its derivatives allows temporal control of transgene expression in vivo . rtTA is a variant of tTA that does not function in the absence of doxycycline but requires the presence of a ligand for co-activation. Therefore, this tet system is called tet-ON. The tet system has been used in vivo for the inducible expression of several transgenes encoding, for example, reporter genes, oncogenes, or proteins involved in signaling cascades.

Cre/lox 시스템은 2개의 떨어져 있는 Cre 인식 서열, 즉, loxP 부위 사이의 교차에 의해 부위-특이적인 재조합을 촉매하는 Cre 재조합효소를 사용한다. 2개의 loxP 서열 사이에 도입된 DNA 서열 (일명 플록싱된 DNA)은 Cre-매개된 재조합에 의해 절단된다. 공간 제어 (조직 특이적 또는 세포 특이적 프로모터 사용) 또는 시간 제어 (유도성 시스템 사용)를 사용하여 형질전환 및/또는 유전적으로 편집된 동물에서 Cre 발현을 제어하면 2개의 loxP 부위 사이의 DNA 절개가 제어된다. 한 가지 적용은 조건적 유전자 불활성화 (조건적 녹아웃)를 위한 것이다. 또 다른 접근법은 단백질 과발현을 위한 것으로, 프로모터 서열과 관심 DNA 사이에 플록싱된 정지 코돈이 삽입된다. 유전적으로 편집된 동물은 Cre가 발현될 때까지 이식유전자를 발현하지 않아 플록싱된 정지 코돈이 절개된다. 이 시스템은 B 림프구에서 조직-특이적 종양형성 및 제어된 항원 수용체 발현에 적용되었다. 유도성 Cre 재조합효소도 개발되었다. 유도성 Cre 재조합효소는 외인성 리간드의 투여에 의해서만 활성화된다. 유도성 Cre 재조합효소는 원래 Cre 재조합효소 및 특정 리간드-결합 도메인을 포함하는 융합 단백질이다. Cre 재조합효소의 기능적 활성은 융합 단백질에서 이러한 특정 도메인에 결합할 수 있는 외부 리간드에 따라 달라진다.The Cre/lox system uses Cre recombinase to catalyze site-specific recombination by crossover between two separate Cre recognition sequences, the loxP site. DNA sequences introduced between two loxP sequences (aka floxed DNA) are cleaved by Cre-mediated recombination. Controlling Cre expression in transgenic and/or genetically edited animals using spatial control (using tissue-specific or cell-specific promoters) or temporal control (using an inducible system) allows for DNA incision between two loxP sites. It is controlled. One application is for conditional gene inactivation (conditional knockout). Another approach is for protein overexpression, in which a floxed stop codon is inserted between the promoter sequence and the DNA of interest. Genetically edited animals do not express the transgene until Cre is expressed, thereby excising the floxed stop codon. This system has been applied to tissue-specific tumorigenesis and controlled antigen receptor expression in B lymphocytes. Inducible Cre recombinase was also developed. Inducible Cre recombinase is activated only by administration of exogenous ligand. Inducible Cre recombinase is a fusion protein comprising the original Cre recombinase and a specific ligand-binding domain. The functional activity of Cre recombinase depends on external ligands that can bind to this specific domain in the fusion protein.

유도성 시스템의 제어하에 CD163 유전자를 포함하는 시험관내 세포, 생체내 세포, 또는 유전적으로 편집된 동물 예컨대 가축 동물이 사용될 수 있다. 동물의 염색체 변형은 게놈 또는 모자이크일 수 있다. 유도성 시스템은, 예를 들어, Tet-On, Tet-Off, Cre-lox, 및 Hif1 알파로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. In vitro cells containing the CD163 gene under the control of an inducible system, in vivo cells, or genetically edited animals such as domestic animals can be used. Chromosomal alterations in animals can be genomic or mosaic. The inducible system may be selected from the group consisting of, for example, Tet-On, Tet-Off, Cre-lox, and Hif1 alpha.

벡터 및 핵산Vectors and Nucleic Acids

다양한 핵산은 녹아웃 목적으로, 유전자의 불활성화를 위해, 유전자의 발현을 얻기 위해, 또는 다른 목적을 위해 세포에 도입될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 핵산은 DNA, RNA, 및 핵산 유사체, 및 이중-가닥 또는 단일-가닥 (즉, 센스 또는 안티센스 단일 가닥)인 핵산을 포함한다. 핵산 유사체는 염기 모이어티, 당 모이어티, 또는 포스페이트 골격에서 변형되어 개선하다, 예를 들어, 핵산의 안정성, 혼성화, 또는 용해도를 개선할 수 있다. 염기 모이어티에서의 변형은 데옥시티미딘에 대한 데옥시우리딘, 및 데옥시시티딘에 대한 5-메틸-2'-데옥시시티딘 및 5-브로모-2'-옥시시티딘을 포함한다. 당 모이어티의 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-O-알릴 당류를 형성하도록 리보오스 당의 2’하이드록실의 변형을 포함한다. 데옥시리보스 포스페이트 골격은 변형되어 모폴리노 핵산를 생성할 수 있고, 각각의 염기 모이어티은 6개의 원, 모폴리노 고리, 또는 펩타이드 핵산엥 연결되고, 상기 데옥시포스페이트 골격은 유사펩타이드 골격에 의해 대체되고 4개의 염기는 유지된다. Summerton 및 Weller (1997) Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 7(3):187; 및 Hyrup 등 (1996) Bioorgan. Med. Chem. 4:5를 참고한다. 또한, 데옥시포스페이트 골격은, 예를 들어, 포스포로티오에이트 또는 포스포로디티오에이트 골격, 포스포로아미다이트, 또는 알킬 포스포트리에스테르 골격으로 대체될 수 있다. Various nucleic acids can be introduced into cells for knockout purposes, to inactivate genes, to achieve expression of genes, or for other purposes. As used herein, the term nucleic acid includes DNA, RNA, and nucleic acid analogs, and nucleic acids that are double-stranded or single-stranded (i.e., sense or antisense single stranded). Nucleic acid analogs can be modified in the base moiety, sugar moiety, or phosphate backbone to improve, for example, the stability, hybridization, or solubility of the nucleic acid. Modifications in the base moiety include deoxyuridine for deoxythymidine, and 5-methyl-2'-deoxycytidine and 5-bromo-2'-oxycytidine for deoxycytidine. do. Modification of the sugar moiety involves modification of the 2'hydroxyl of the ribose sugar to form a 2'-O-methyl or 2'-O-allyl saccharide. The deoxyribose phosphate backbone can be modified to produce a morpholino nucleic acid, wherein each base moiety is linked to a six-membered circle, morpholino ring, or peptide nucleic acid, and the deoxyphosphate backbone is replaced by a pseudopeptide backbone. and 4 bases are maintained. Summerton and Weller (1997) Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 7(3):187; and Hyrup et al. (1996) Bioorgan. Med. Chem. See 4:5. Additionally, the deoxyphosphate backbone can be replaced with, for example, a phosphorothioate or phosphorodithioate backbone, a phosphoroamidite, or an alkyl phosphotriester backbone.

상기 표적 핵산 서열은 조절 영역 예컨대 프로모터에 작동가능하게 연결될 수 있다. 조절 영역은 돼지 조절 영역일 수 있거나 또는 다른 종으로부터의 것일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 작동가능하게 연결된 것은 표적 핵산의 전사를 허용하거나 촉진하는 방식으로 핵산 서열에 대한 조절 영역의 위치결정을 지칭한다.The target nucleic acid sequence can be operably linked to a regulatory region such as a promoter. The regulatory region may be a porcine regulatory region or may be from another species. As used herein, operably linked refers to the positioning of a regulatory region relative to a nucleic acid sequence in a manner that allows or promotes transcription of the target nucleic acid.

임의의 유형의 프로모터는 표적 핵산 서열에 작동가능하게 연결될 수 있다. 프로모터의 예는, 비제한적으로, 조직-특이적 프로모터, 구성적 프로모터, 유도성 프로모터, 및 특정 자극에 반응하거나 반응하지 않는 프로모터를 포함한다. 적합한 조직 특이적 프로모터는 베타 세포에서 핵산 전사체의 우선적인 발현을 초래할 수 있고, 예를 들어, 인간 인슐린 프로모터를 포함한다. 다른 조직 특이적 프로모터는, 예를 들어, 간세포 또는 심장 조직에서 우선적인 발현을 초래할 수 있고 알부민 또는 알파-미오신 중쇄 프로모터, 각각을 포함할 수 있다. 상당한 조직 또는 시간적-특이성 없이 핵산 분자의 발현을 촉진하는 프로모터 (즉, 구성적 프로모터)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 베타-액틴 프로모터 예컨대 닭 베타-액틴 유전자 프로모터, 유비퀴틴 프로모터, miniCAGs 프로모터, 글리세르알데하이드-3-포스페이트 탈수소효소 (GAPDH) 프로모터, 또는 3-포스포글리세레이트 키나제 (PGK) 프로모터가 사용될 수 있을 뿐만 아니라 바이러스 프로모터 예컨대 단순 포진 바이러스 티미딘 키나제 (HSV-TK) 프로모터, SV40 프로모터, 또는 사이토메갈로바이러스 (CMV) 프로모터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 닭 베타 액틴 유전자 프로모터와 CMV 인핸서의 융합은 프로모터로서 사용될 수 있다. 예를 들어, Xu 등 (2001) Hum. Gene Ther. 12:563; 및 Kiwaki 등 (1996) Hum. Gene Ther. 7:821을 참고한다. Any type of promoter can be operably linked to a target nucleic acid sequence. Examples of promoters include, but are not limited to, tissue-specific promoters, constitutive promoters, inducible promoters, and promoters that may or may not respond to specific stimuli. Suitable tissue-specific promoters can result in preferential expression of nucleic acid transcripts in beta cells and include, for example, the human insulin promoter. Other tissue-specific promoters may, for example, result in preferential expression in hepatocytes or cardiac tissue and include the albumin or alpha-myosin heavy chain promoters, respectively. Promoters that promote expression of nucleic acid molecules without significant tissue or temporal-specificity (i.e., constitutive promoters) can be used. For example, beta-actin promoters such as chicken beta-actin gene promoter, ubiquitin promoter, miniCAGs promoter, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) promoter, or 3-phosphoglycerate kinase (PGK) promoter may be used. Additionally, viral promoters such as the herpes simplex virus thymidine kinase (HSV-TK) promoter, SV40 promoter, or cytomegalovirus (CMV) promoter may be used. For example, a fusion of the chicken beta actin gene promoter with the CMV enhancer can be used as the promoter. For example, Xu et al. (2001) Hum. Gene Ther. 12:563; and Kiwaki et al. (1996) Hum. Gene Ther. See 7:821.

핵산 작제물에 유용할 수 있는 추가의 조절 영역은 비제한적으로, 폴리아데닐화 서열, 번역 조절 서열 (예를 들어, 내부 리보솜 entry 분절, IRES), 인핸서, 유도성 요소, 또는 인트론을 포함할 수 있다. 그와 같은 조절 영역은 전사, mRNA의 안정성, 번역 효율 등에 영향을 주어 발현을 증가시킬 수 있지만 필요하지 않을 수 있다. 그와 같은 조절 영역은 세포(들)에서 핵산의 최적의 발현을 얻기 위해 원하는 대로 핵산 작제물에 포함될 수 있다. 그러나 충분한 발현은 때때로 그와 같은 추가의 요소없이 수득될 수 있다. Additional regulatory regions that may be useful in nucleic acid constructs may include, but are not limited to, polyadenylation sequences, translational control sequences (e.g., internal ribosome entry segments, IRES), enhancers, inducible elements, or introns. there is. Such regulatory regions may increase expression by influencing transcription, mRNA stability, translation efficiency, etc., but may not be necessary. Such regulatory regions may be included in the nucleic acid construct as desired to achieve optimal expression of the nucleic acid in the cell(s). However, sufficient expression can sometimes be obtained without such additional elements.

신호 펩타이드 또는 선별 마커를 인코딩하는 핵산 작제물이 사용될 수 있다. 신호 펩타이드는, 인코딩된 폴리펩타이드가 특정 세포 위치 (예를 들어, 세포 표면)로 향하도록 사용될 수 있다. 선별 마커의 비-제한적인 예는 퓨로마이신, 강시클로비르, 아데노신 데아미나제 (ADA), 아미노글리코시드 인산전달효소 (neo, G418, APH), 디하이드로폴레이트 환원효소 (DHFR), 하이그로마이신-B-인산전달효소, 티미딘 키나제 (TK), 및 크산틴-구아닌 포스포리보실전달효소 (XGPRT)를 포함한다. 그와 같은 마커는 배양에서 안정한 형질전환체를 선택하는데 유용하다. 다른 선별 마커는 형광 폴리펩타이드, 예컨대 녹색 형광 단백질 또는 황색 형광 단백질을 포함한다. Nucleic acid constructs encoding signal peptides or selectable markers may be used. Signal peptides can be used to direct the encoded polypeptide to a specific cellular location (e.g., the cell surface). Non-limiting examples of selectable markers include puromycin, ganciclovir, adenosine deaminase (ADA), aminoglycoside phosphatase (neo, G418, APH), dihydrofolate reductase (DHFR), hygro Includes mycin-B-phosphotransferase, thymidine kinase (TK), and xanthine-guanine phosphoribosyltransferase (XGPRT). Such markers are useful for selecting stable transformants in culture. Other selectable markers include fluorescent polypeptides, such as green fluorescent protein or yellow fluorescent protein.

선별 마커를 인코딩하는 서열은 재조합효소 예컨대 Cre 또는 Flp에 대한 인식 서열에 의해 측접될 수 있다. 예를 들어, 선별 마커는, 상기 선별 마커가 작제물로부터 절단될 수 있도록 loxP 인식 부위 (Cre 재조합효소에 의해 인식된 34-bp 인식 부위) 또는 FRT 인식 부위에 의해 측접될 수 있다. Cre/lox 기술의 검토를 위한 Orban, 등, Proc. Natl. Acad. Sci. (1992) 89:6861, 및 Brand 및 Dymecki, Dev. Cell (2004) 6:7을 참고한다. 선별 마커 유전자에 의해 차단된 Cre- 또는 Flp-활성화 이식유전자를 함유하는 트랜스포존은 또한 이식유전자의 조건적 발현을 갖는 동물을 얻기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 마커/이식유전자의 발현을 유도하는 프로모터는 편재성 존재하는 또는 조직-특이적일 수 있는데, 이는 F0 동물 (예를 들어, 돼지)에서 마커의 편재성 또는 조직-특이적 발현을 초래할 수 있다. 이식유전자의 조직 특이적 활성화는, 예를 들어, 마커-중단된 이식유전자를 편재적으로 발현시키는 돼지를 조직-특이적 방식으로 Cre 또는 Flp를 발현시키는 돼지와 교배시키거나, 또는 조직-특이적 방식으로 마커-중단된 이식유전자를 발현시키는 돼지를 Cre 또는 Flp 재조합효소를 편재적으로 발현시키는 돼지와 교배시킴으로써 달성될 수 있다. 이식유전자의 제어된 발현 또는 마커의 제어된 절개는 이식유전자의 발현을 허용한다. Sequences encoding selectable markers may be flanked by recognition sequences for recombinase enzymes such as Cre or Flp. For example, a selectable marker can be flanked by a loxP recognition site (a 34-bp recognition site recognized by Cre recombinase) or an FRT recognition site so that the selectable marker can be cleaved from the construct. Orban, et al., for a review of Cre/lox technology, Proc. Natl. Acad. Sci. (1992) 89:6861, and Brand and Dymecki, Dev. See Cell (2004) 6:7. Transposons containing a Cre- or Flp-activating transgene blocked by a selectable marker gene can also be used to obtain animals with conditional expression of the transgene. For example, the promoter that drives expression of the marker/transgene may be ubiquitous or tissue-specific, which may result in ubiquitous or tissue-specific expression of the marker in F0 animals (e.g., pigs). . Tissue-specific activation of a transgene can be achieved, for example, by crossing a pig ubiquitously expressing a marker-disrupted transgene with a pig expressing Cre or Flp in a tissue-specific manner, or by crossing a pig expressing Cre or Flp in a tissue-specific manner. This can be achieved by crossing a pig expressing the marker-disrupted transgene in this way with a pig expressing ubiquitously Cre or Flp recombinase. Controlled expression of the transgene or controlled excision of the marker allows expression of the transgene.

외인성 핵산은 폴리펩타이드를 인코딩할 수 있다. 폴리펩타이드를 인코딩하는 핵산 서열은 인코딩된 폴리펩타이드의 후속적인 조작을 촉진하기 위해 (예를 들어, 편재화 또는 검출을 촉진하기 위해) 설계된 "태그"를 인코딩하는 태그 서열을 포함한다. 태그 서열은, 인코딩된 태그가 폴리펩타이드의 카복실 또는 아미노 말단에 위치하도록 폴리펩타이드를 인코딩하는 핵산 서열에서 삽입될 수 있다. 인코딩된 태그의 비-제한적인 예는 글루타티온 S-전달효소 (GST) 및 FLAGTMtag (Kodak, New Haven, Conn.)를 포함한다. Exogenous nucleic acids can encode polypeptides. The nucleic acid sequence encoding the polypeptide includes a tag sequence encoding a “tag” designed to facilitate subsequent manipulation of the encoded polypeptide (e.g., to facilitate localization or detection). The tag sequence can be inserted in the nucleic acid sequence encoding the polypeptide such that the encoded tag is located at the carboxyl or amino terminus of the polypeptide. Non-limiting examples of encoded tags include glutathione S-transferase (GST) and FLAG tag (Kodak, New Haven, Conn.).

핵산 작제물은 SssI CpG 메틸화효소 (New England Biolabs, Ipswich, Mass.)를 사용하여 메틸화될 수 있다. 일반적으로, 핵산 작제물은 37℃에서 완충액에서 S-아데노실메티오닌 및 SssI CpG-메틸화효소와 함께 인큐베이션될 수 있다. 과메틸화는 37℃에서 1시간 동안 1 단위의 HinP1I 엔도뉴클레아제와 함께 작제물을 인큐베이팅하고 아가로스 겔 전기영동으로 분석함으로써 확인될 수 있다. Nucleic acid constructs can be methylated using SssI CpG methylase (New England Biolabs, Ipswich, Mass.). Generally, nucleic acid constructs can be incubated with S-adenosylmethionine and SssI CpG-methylase in buffer at 37°C. Hypermethylation can be confirmed by incubating the construct with 1 unit of HinP1I endonuclease for 1 hour at 37°C and analyzing by agarose gel electrophoresis.

핵산 작제물은 다양한 기술을 사용하여, 예를 들어, 생식세포 예컨대 난모세포 또는 난황, 선조 세포, 성인 또는 배아 줄기 세포, 원시 생식세포, 신장 세포 예컨대 PK-15 세포, 소도세포, 베타 세포, 간 세포, 또는 섬유모세포 예컨대 진피 섬유모세포를 포함하는 임의의 유형의 배아, 태아, 또는 성인 동물 세포에 도입될 수 있다. 기술의 비-제한적인 예는 트랜스포존 시스템, 세포를 감염시킬 수 있는 재조합 바이러스, 또는 리포좀 또는 다른 비-바이러스 방법 예컨대, 핵산을 세포에 전달할 수 있는 전기천공, 미세주입, 또는 인산칼슘 침전의 사용을 포함한다. Nucleic acid constructs can be prepared using a variety of techniques, for example, in germ cells such as oocytes or egg yolks, progenitor cells, adult or embryonic stem cells, primordial germ cells, kidney cells such as PK-15 cells, islet cells, beta cells, liver. The cells can be introduced into any type of embryonic, fetal, or adult animal cell, including fibroblasts such as dermal fibroblasts. Non-limiting examples of techniques include the use of transposon systems, recombinant viruses that can infect cells, or liposomes or other non-viral methods such as electroporation, microinjection, or calcium phosphate precipitation that can deliver nucleic acids to cells. Includes.

트랜스포존 시스템에서, 핵산 작제물의 전사 단위, 즉, 외인성 핵산 서열에 작동가능하게 연결된 조절 영역은 트랜스포존의 역반복 서열에 의해 측접된다. 예를 들어, 슬리핑 뷰티 (참고, 미국 특허 번호 6,613,752 및 U.S. 공개 번호 2005/0003542); 프로그 프린스(Frog Prince) (Miskey 등 (2003) Nucleic Acids Res. 31:6873); Tol2 (Kawakami (2007) Genome Biology 8(Suppl.1):S7; 미노스(Minos) (Pavlopoulos 등 (2007) 게놈 생물학 8(Suppl.1):S2); Hsmar1 (Miskey 등 (2007)) Mol Cell Biol. 27:4589); 및 패스포트(Passport)를 포함하는 몇 개의 트랜스포존 시스템은 마우스, 인간, 및 돼지 세포를 포함하는 세포에 핵산을 도입하기 위해 개발되었다. 슬리핑 뷰티 트랜스포존이 특히 유용하다. 전위효소는 단백질로서 전달될 수 있고, 외인성 핵산과 동일한 핵산 작제물 상에서 인코딩될 수 있고, 별도의 핵산 작제물 상에 도입될 수 있거나, 또는 mRNA (예를 들어, 시험관내-전사된 및 캡핑된 mRNA)로서 제공될 수 있다. In a transposon system, the transcription unit of the nucleic acid construct, i.e., the regulatory region operably linked to an exogenous nucleic acid sequence, is flanked by inverted repeat sequences of the transposon. For example, Sleeping Beauty (see, US Patent No. 6,613,752 and US Publication No. 2005/0003542); Frog Prince (Miskey et al. (2003) Nucleic Acids Res. 31:6873); Tol2 (Kawakami (2007) Genome Biology 8(Suppl.1):S7; Minos (Pavlopoulos et al. (2007) Genome Biology 8(Suppl.1):S2); Hsmar1 (Miskey et al. (2007)) Mol Cell Biol 27:4589); Several transposon systems have been developed to introduce nucleic acids into cells, including mouse, human, and porcine cells. Sleeping Beauty transposons are particularly useful. The transposase may be delivered as a protein, encoded on the same nucleic acid construct as the exogenous nucleic acid, introduced on a separate nucleic acid construct, or as mRNA (e.g., in vitro -transcribed and capped). mRNA).

절연체 요소는 또한 외인성 핵산의 발현의 유지하기 위해 그리고 숙주 유전자의 원치않는 전자를 억제하기 위해 핵산 작제물에 포함될 수 있다. 예를 들어, U.S. 공개 번호 2004/0203158을 참고한다. 전형적으로, 절연체 요소는 전사 단위의 각 측면에 측접해 있고, 트랜스포존의 역반복 서열 내부에 있다. 절연체 요소의 비-제한적인 예는 매트릭스 부착 영역-(MAR) 유형 절연체 요소 및 경계-유형 절연체 요소를 포함한다. 예를 들어, U.S. 특허 번호 6,395,549, 5,731,178, 6,100,448, 및 5,610,053, 및 U.S. 공개 번호 2004/0203158를 참고한다. Insulator elements can also be included in nucleic acid constructs to maintain expression of exogenous nucleic acids and to suppress unwanted transcription of host genes. For example, U.S. See publication number 2004/0203158. Typically, insulator elements flank each side of the transcription unit and are located within the inverted repeat sequence of the transposon. Non-limiting examples of insulator elements include matrix attachment region- (MAR) type insulator elements and boundary-type insulator elements. For example, U.S. Patent Nos. 6,395,549, 5,731,178, 6,100,448, and 5,610,053, and U.S. Pat. See publication number 2004/0203158.

핵산은 벡터에 편입될 수 있다. 벡터는 담체에서 표적 DNA로 이동하도록 설계된 임의의 특이적 DNA 분절을 포함하는 넓은 용어이다. 벡터는 발현 벡터, 또는 벡터 시스템로 칭할 수 있고, 이는 DNA를 게놈 또는 다른 표적화된 DNA 서열 예컨대 에피솜, 플라스미드, 또는 심지어 바이러스/파아지 DNA 분절에 삽입하는데 필요한 구성요소의 세트이다. 동물에서 유전자 전달을 위해 사용된 바이러스 벡터 (예를 들어, 레트로바이러스, 아데노-관련 바이러스 및 통합 파아지 바이러스), 및 비-바이러스 벡터 (예를 들어, 트랜스포존)와 같은 벡터 시스템은 2개의 기본 구성요소를 갖는다: 1) DNA (또는 cDNA로 역전사된 RNA)를 포함하는 벡터 및 2) 벡터 및 DNA 표적 서열 둘 모두를 인식하고 벡터를 표적 DNA 서열에 삽입하는 전위효소, 재조합효소, 또는 다른 인테그라제 효소. 벡터는 가장 자주 하나 이상의 발현 조절 서열을 포함하는 하나 이상의 발현 카세트를 함유하고, 발현 조절 서열은 또 다른 DNA 서열 또는 mRNA, 각각의 전사 및/또는 번역을 제어하고 조절하는 DNA 서열이다. Nucleic acids can be incorporated into vectors. Vector is a broad term that includes any specific DNA segment designed to transfer target DNA from a carrier. A vector may be referred to as an expression vector, or vector system, which is a set of components required to insert DNA into a genome or other targeted DNA sequence such as an episome, plasmid, or even a viral/phage DNA segment. Vector systems such as viral vectors (e.g., retroviruses, adeno-associated viruses, and integrated phage viruses), and non-viral vectors (e.g., transposons) used for gene transfer in animals have two basic components: It has: 1) a vector containing DNA (or RNA reverse transcribed into cDNA) and 2) a transposase, recombinase, or other integrase enzyme that recognizes both the vector and the DNA target sequence and inserts the vector into the target DNA sequence. . Vectors most often contain one or more expression cassettes containing one or more expression control sequences, which may be another DNA sequence or mRNA, a DNA sequence that controls and regulates transcription and/or translation, respectively.

많은 상이한 유형의 벡터가 알려져 있다. 예를 들어, 플라스미드 및 바이러스 벡터, 예를 들어, 레트로바이러스 벡터가 알려져 있다. 포유동물 발현 플라스미드는 전형적으로 복제의 기원, 적합한 프로모터 및 선택적 인핸서, 필요한 리보솜 결합 부위, 폴리아데닐화 부위, 스플라이스 공여체 및 수용체 부위, 전사 종결 서열, 및 5' 측접 비-전사된 서열을 갖는다. 벡터의 예는 다음을 포함한다: 플라스미드 (이는 또한 또 다른 유형의 벡터의 담체일 수 있음), 아데노바이러스, 아데노-관련 바이러스 (AAV), 렌티바이러스 (예를 들어, 변형된 HIV-1, SIV 또는 FIV), 레트로바이러스 (예를 들어, ASV, ALV 또는 MoMLV), 및 트랜스포존 (예를 들어, 슬리핑 뷰티, P-엘리먼트(element), Tol-2, 프로그 프린스(Frog Prince), piggyBac).Many different types of vectors are known. For example, plasmids and viral vectors, such as retroviral vectors, are known. Mammalian expression plasmids typically have an origin of replication, suitable promoters and optional enhancers, the necessary ribosome binding sites, polyadenylation sites, splice donor and acceptor sites, transcription termination sequences, and 5' flanking non-transcribed sequences. Examples of vectors include: plasmids (which can also be carriers of another type of vector), adenoviruses, adeno-associated viruses (AAV), lentiviruses (e.g., modified HIV-1, SIV or FIV), retroviruses (e.g., ASV, ALV, or MoMLV), and transposons (e.g., Sleeping Beauty, P-element, Tol-2, Frog Prince, piggyBac).

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 핵산은 예를 들어, cDNA, 게놈 DNA, 합성 (예를 들어, 화학적으로 합성된) DNA를 포함하는 RNA 및 DNA 둘 모두뿐만 아니라 자연 발생 및 화학적으로 변형된 핵산, 예를 들어, 합성 염기 또는 대안적인 골격을 지칭한다. 핵산 분자는 이중-가닥 또는 단일-가닥 (즉, 센스 또는 안티센스 단일 가닥)일 수 있다. As used herein, the term nucleic acid includes both RNA and DNA, including, for example, cDNA, genomic DNA, synthetic (e.g., chemically synthesized) DNA, as well as naturally occurring and chemically modified nucleic acids; For example, it refers to a synthetic base or alternative framework. Nucleic acid molecules can be double-stranded or single-stranded (i.e., sense or antisense single stranded).

본 발명을 상세히 기재하였으므로, 첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 수정 및 변경이 가능함이 명백할 것이다.Having described the invention in detail, it will be apparent that modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

실시예Example

다음의 비제한적인 실시예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공된다.The following non-limiting examples are provided to further illustrate the invention.

실시예 1: 시험관내 유도된 난모세포 및 배아로부터 유전적으로 조작된 돼지를 생산하기 위한 CRISPR/Cas9 시스템의 사용Example 1: Use of the CRISPR/Cas9 system to produce genetically engineered pigs from in vitro derived oocytes and embryos

호밍 엔도뉴클레아제(homing endonuclease), 예컨대 아연-핑거 뉴클레아제(ZFN), 전사 활성제-유사 효과기 뉴클레아제(TALEN), 및 클러스터링된 규칙적으로 간격을 둔 짧은 회문 반복(CRISPR)/CRISPR 관련(Cas9) 시스템 내의 구성요소를 설명하는 최근 보고서들은 돼지의 유전공학(GE)이 이제 더 효율적일 수 있음을 시사한다. 표적화된 호밍 엔도뉴클레아제는 게놈의 특정 위치에서 이중 가닥 절단(double-strand break, DSB)을 유도할 수 있고, 공여체 DNA가 제공되면 비상동 말단 연결(nonhomologous end joining, NHEJ)을 통해 또는 상동 재조합(homologous recombination, HR)의 자극을 통해 무작위 돌연변이를 일으킬 수 있다. HR을 통한 게놈의 표적화된 변형은 공여체 DNA가 표적화된 뉴클레아제와 함께 제공되면 호밍 엔도뉴클레아제를 이용하여 달성될 수 있다. 체세포에 특정 변형을 도입한 후, 이들 세포는 SCNT를 통해 다양한 목적의 GE 돼지를 생산하는 데 사용되었다. 따라서, 호밍 엔도뉴클레아제는 GE 돼지의 생성에서 유용한 도구이다. 상이한 호밍 엔도뉴클레아제 중에서, 방어 메커니즘으로서 사용되는 원핵생물로부터 개조된 CRISPR/Cas9 시스템이 효과적인 접근법인 것으로 보인다. 자연에서, Cas9 시스템은 3가지 구성요소, 즉 표적 서열에 상보적인 영역을 함유하는 RNA(~20개의 염기)(시스-억제된 RNA[crRNA]), crRNA에 상보적인 영역을 함유하는 RNA(트랜스-활성화 crRNA[tracrRNA]), 및 이 복합체에서의 효소 단백질 구성요소인 Cas9를 필요로 한다. 염기쌍을 형성한 crRNA 및 tracrRNA의 역할을 수행하기 위해 단일 가이드 RNA(guide RNA, gRNA)가 제작될 수 있다. gRNA/단백질 복합체는 게놈을 스캔하여 crRNA/gRNA에 상보적인 영역에서 DSB를 촉매할 수 있다. 다른 설계된 뉴클레아제와 달리, 관심 유전자를 표적화하는 데 필요한 시약을 제작하기 위해서는 짧은 올리고머만이 설계될 필요가 있는 반면, ZFN 및 TALEN을 조립하기 위해서는 일련의 클로닝 단계가 필요하다. Homing endonucleases, such as zinc-finger nucleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALENs), and clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-related Recent reports describing components within the (Cas9) system suggest that genetic engineering (GE) of pigs may now be more efficient. Targeted homing endonucleases can induce double-strand breaks (DSBs) at specific locations in the genome, either through nonhomologous end joining (NHEJ) or homologously, when donor DNA is provided. Random mutations can occur through stimulation of homologous recombination (HR). Targeted modification of the genome through HR can be achieved using homing endonucleases if donor DNA is provided with a targeted nuclease. After introducing specific modifications into somatic cells, these cells were used to produce GE pigs for various purposes through SCNT. Therefore, homing endonucleases are useful tools in the generation of GE pigs. Among different homing endonucleases, the CRISPR/Cas9 system adapted from prokaryotes used as a defense mechanism appears to be an effective approach. In nature, the Cas9 system consists of three components: an RNA (∼20 bases) containing a region complementary to the target sequence (cis-repressed RNA [crRNA]), an RNA containing a region complementary to the crRNA (trans). -activating crRNA [tracrRNA]), and Cas9, the enzymatic protein component of this complex. A single guide RNA (guide RNA, gRNA) can be produced to perform the role of base-paired crRNA and tracrRNA. The gRNA/protein complex can scan the genome and catalyze DSBs in regions complementary to the crRNA/gRNA. Unlike other designed nucleases, only short oligomers need to be designed to fabricate the reagents needed to target the gene of interest, whereas a series of cloning steps are required to assemble ZFNs and TALENs.

유전자 파괴를 위한 현재의 표준 방법과 달리, 설계된 뉴클레아제의 사용은 GE를 위한 출발 물질로서 접합자(zygote)를 사용할 기회를 제공한다. 가축에서의 유전자 파괴를 위한 표준 방법은 배양된 세포에서의 HR 및 체세포 핵 이식(somatic cell nuclear transfer, SCNT)에 의한 배아의 후속적인 재구성을 포함한다. SCNT를 통해 생산된 복제 동물은 때때로 발달 결함의 징후를 나타내기 때문에, 창시자(founder) 동물이 실험에 사용되는 경우 발생할 수 있는 교란 SCNT 이상 및 표현형을 피하기 위해 SCNT/GE 창시자의 자손이 일반적으로 연구에 사용된다. 설치류와 비교하여 돼지의 더 긴 임신 기간 및 더 높은 사육 비용을 고려할 때, 브리딩 필요성 감소에 대한 시간 및 비용 이점이 있다. 최근 보고는 ZFN 및 TALEN을 돼지 접합자에 직접 주입하는 것이 내인성 유전자를 파괴하여 원하는 돌연변이를 갖는 새끼 돼지를 생산할 수 있음을 입증하였다. 그러나, 새끼 돼지의 약 10%만이 표적 유전자의 이중대립유전자 변형을 나타내었고, 일부는 모자이크 유전자형을 나타내었다. 최근 기사는 CRISPR/Cas9 시스템이 발달 배아에서 돌연변이를 유도하고, ZFN 또는 TALEN보다 더 높은 효율로 GE 돼지를 생산할 수 있음을 입증하였다. 그러나, CRISPR/Cas9 시스템으로부터 생산된 GE 돼지도 모자이크 유전자형을 가지고 있었다. 또한, 상기 언급된 모든 연구들은 실험을 위해 생체내 유도된 접합자를 사용하였고, 이는 충분한 수의 접합자를 얻기 위해 집중적인 노동과 수많은 암퇘지를 필요로 한다.In contrast to current standard methods for gene disruption, the use of designed nucleases provides the opportunity to use zygotes as starting material for GE. Standard methods for gene disruption in livestock include HR in cultured cells and subsequent reconstitution of the embryo by somatic cell nuclear transfer (SCNT). Because cloned animals produced through SCNT sometimes show signs of developmental defects, progeny of SCNT/GE founders are generally studied to avoid confounding SCNT abnormalities and phenotypes that may arise if founder animals are used in experiments. It is used in Considering the longer gestation period and higher husbandry costs of pigs compared to rodents, there are time and cost advantages in reducing the need for breeding. Recent reports have demonstrated that direct injection of ZFNs and TALENs into pig zygotes can disrupt endogenous genes and produce piglets with desired mutations. However, only about 10% of piglets exhibited biallelic variants of the target genes, and some displayed mosaic genotypes. A recent article demonstrated that the CRISPR/Cas9 system can induce mutations in developing embryos and produce GE pigs with higher efficiency than ZFNs or TALENs. However, GE pigs produced from the CRISPR/Cas9 system also had a mosaic genotype. Additionally, all of the above-mentioned studies used in vivo derived zygotes for experiments, which requires intensive labor and a large number of sows to obtain a sufficient number of zygotes.

본 실시예는 시험관내 유도된 접합자의 주입 및 체세포의 변형 후 SCNT를 통한 GE 돼지 생성에서 CRISPR/ Cas9 시스템을 사용하는 효율적인 접근법을 설명한다. 2개의 내인성 유전자(CD163 및 CD1D) 및 1개의 이식유전자(eGFP)를 표적화하였고, 시험관내 유도된 난모세포 또는 접합자만을 각각 SCNT 또는 RNA 주입에 사용하였다. CD163은 양돈 산업에 상당한 경제적 손실을 초래하는 것으로 알려진 바이러스인 돼지 생식 및 호흡기 증후군 바이러스에 의한 생산적 감염에 필요한 것으로 보인다. CD1D는 비고전적인 주조직 적합성 복합 단백질로 간주되며, 불변 자연 살해 T 세포에 지질 항원을 제시하는 데 관여한다. 이들 유전자가 결핍된 돼지를 농업 및 생물의학을 위한 모델로 설계하였다. eGFP 이식유전자를 예비 개념증명 실험 및 방법의 최적화를 위한 표적으로서 사용하였다.This example describes an efficient approach using the CRISPR/Cas9 system in generating GE pigs via SCNT following injection of in vitro derived zygotes and modification of somatic cells. Two endogenous genes (CD163 and CD1D) and one transgene (eGFP) were targeted, and only in vitro derived oocytes or zygotes were used for SCNT or RNA injection, respectively. CD163 appears to be required for productive infection by porcine reproductive and respiratory syndrome virus, a virus known to cause significant economic losses to the swine industry. CD1D is considered a nonclassical major histocompatibility complex protein and is involved in presenting lipid antigens to invariant natural killer T cells. Pigs lacking these genes were designed as models for agriculture and biomedicine. The eGFP transgene was used as a target for preliminary proof-of-concept experiments and optimization of the method.

물질 및 방법Materials and Methods

화학 및 시약. 달리 언급하지 않는 한, 본 연구에 사용된 모든 화학물질은 시그마(Sigma)로부터 구입하였다. Chemistry and Reagents . Unless otherwise noted, all chemicals used in this study were purchased from Sigma.

특정 CRISPR를 구축하기 위한 gRNA의 설계 Design of gRNA to construct specific CRISPR

CRISPR이 야생형 CD163 내에서는 DSB를 초래하지만 도메인 스왑 표적화 벡터에서는 DSB를 초래하지 않도록 가이드 RNA를 야생형 CD163에 고유하고 도메인 스왑(swap) 표적화 벡터(하기 기재됨)에는 존재하지 않는 CD163의 엑손 7 내의 영역에 대해 설계하였다. 표적화 벡터가 S. 파이오제네스(Spy) 프로토스페이서 인접 모티프(protospacer adjacent motif, PAM)를 변경하는 단일 뉴클레오타이드 다형성(SNP)을 도입할 위치는 단지 4개였다. 다음을 포함하는 4개의 모든 표적을 선택하였다: To ensure that CRISPR results in a DSB in wild-type CD163 but not in the domain swap targeting vector, the guide RNA was placed in a region within exon 7 of CD163 that is unique to wild-type CD163 and not present in the domain swap targeting vector (described below). It was designed for. There were only four positions at which the targeting vector would introduce single nucleotide polymorphisms (SNPs) altering the S. pyogenes ( Spy ) protospacer adjacent motif (PAM). All four targets were selected, including:

(서열번호:1) GGAAACCCAGGCTGGTTGGAgGG (CRISPR 10),(SEQ ID NO: 1) GGAAACCCAGGCTGGTTGGA gGG (CRISPR 10),

(서열번호:2) GGAACTACAGTGCGGCACTGtGG (CRISPR 131), (SEQ ID NO: 2) GGAACTACAGTGCGGCACTG tGG (CRISPR 131),

(서열번호:3) CAGTAGCACCCCGCCCTGACgGG (CRISPR 256) 및 (SEQ ID NO: 3) CAGTAGCACCCCGCCCTGAC gGG (CRISPR 256) and

(서열번호:4) TGTAGCCACAGCAGGGACGTcGG (CRISPR 282). (SEQ ID NO: 4) TGTAGCCACAGCAGGGACGT cGG (CRISPR 282).

PAM은 각각의 gRNA에서 굵은 글꼴에 의해 식별될 수 있다.PAMs can be identified by bold font in each gRNA.

CD1D 돌연변이의 경우, CRISPR 표적에 대한 검색은 일차 전사체의 처음 1000 bp 내의 코딩 가닥에 임의로 제한되었다. 그러나, RepeatMasker[26]("돼지" 반복 라이브러리)는 일차 전사체의 염기 943에서 시작하는 반복 요소를 확인하였다. 이후, CRISPR 표적에 대한 검색은 일차 전사체의 처음 942 bp로 제한되었다. 마지막 Spy PAM이 염기 873에 위치하므로, 검색은 일차 전사체의 처음 873 bp로 추가로 제한되었다. 첫 번째 표적(CRISPR 4800)은 일차 전사체 내의 염기 42에 위치한 시작 코돈과 중복되기 때문에 선택되었다(CCAGCCTCGCCCAGCGACATgGG(서열번호:5)). 2개의 추가의 표적(CRISPR 5620 및 5626)은 임의로 선택된 영역 내의 첫 번째 선택에 가장 멀기 때문에 선택되었다(CTTTCATTTATCTGAACTCAgGG(서열번호:6)) 및 TTATCTGAACTCAGGGTCCCcGG(서열번호:7)). 이들 표적은 중복된다. 시작 코돈과 관련하여, 가장 근접한 Spy PAM은 시각적 평가에 의해 결정된 바와 같이 광범위하게 동종중합체성 서열을 함유하는 단순 서열에 위치하였다. 4번째 표적(CRISPR 5350)은 첫 번째 표적 선택과 관련하여 광범위한 동종중합체성 영역을 함유하지 않는 가장 근접한 표적이었기 때문에 선택되었다(CAGCTGCAGCATATATTTAAgGG(서열번호:8)). 설계된 crRNA의 특이성을 GenBank에서 유사한 돼지 서열을 검색함으로써 확인하였다. 올리고뉴클레오타이드(표 1)를 어닐링하고 2개의 발현 카세트인 인간 코돈 최적화된 S. 파이오제네스(hSpy) Cas9 및 키메라 가이드 RNA를 함유하는 p330X 벡터 내로 클로닝하였다. P330X을 Zhang 실험실 프로토콜(http://www.addgene.org/crispr/zhang/)에 따라 BbsI(New England Biolabs)로 분해하였다. For CD1D mutations, the search for CRISPR targets was arbitrarily restricted to the coding strand within the first 1000 bp of the primary transcript. However, RepeatMasker [26] (“pig” repeat library) identified a repeat element starting at base 943 of the primary transcript. Thereafter, the search for CRISPR targets was limited to the first 942 bp of the primary transcript. Since the last Spy PAM is located at base 873, the search was further restricted to the first 873 bp of the primary transcript. The first target (CRISPR 4800) was selected because it overlaps with the start codon located at base 42 in the primary transcript (CCAGCCTCGCCCAGCGACAT gGG (SEQ ID NO: 5)). Two additional targets (CRISPR 5620 and 5626) were selected because they were furthest from the first choice within the randomly selected region (CTTTCATTTATCTGAACTCA gGG (SEQ ID NO: 6)) and TTATCTGAACTCAGGGTCCC cGG (SEQ ID NO: 7). These targets overlap. With respect to the start codon, the closest Spy PAM was located in a simple sequence containing broadly homopolymeric sequences as determined by visual assessment. The fourth target (CRISPR 5350) was selected because it was the closest target that did not contain an extensive homopolymeric region with respect to the first target selection (CAGCTGCAGCATATATTTAA gGG (SEQ ID NO:8)). The specificity of the designed crRNA was confirmed by searching similar porcine sequences in GenBank. The oligonucleotides (Table 1) were annealed and cloned into the p330X vector containing two expression cassettes: a human codon-optimized S. pyogenes (h Spy ) Cas9 and a chimeric guide RNA. P330X was digested with BbsI (New England Biolabs) according to the Zhang laboratory protocol (http://www.addgene.org/crispr/zhang/).

eGFP를 표적화하기 위해, eGFP 코딩 서열을 표적화하는 2개의 특이적 gRNA를 eGFP 시작 코돈의 처음 60 bp 내에서 설계하였다. eGFP1 및 eGFP2 gRNA는 안티센스 가닥 상에 있었고, eGFP1은 시작 코돈을 직접 표적화하였다. eGFP1 gRNA 서열은 CTCCTCGCCCTTGCTCACCAtGG(서열번호:9)였고, eGFP2 gRNA 서열은 GACCAGGATGGGCACCACCCcGG(서열번호:10)였다. To target eGFP , two specific gRNAs targeting the eGFP coding sequence were designed within the first 60 bp of the eGFP start codon. eGFP 1 and eGFP 2 The gRNA was on the antisense strand, and eGFP1 targeted the start codon directly. The eGFP 1 gRNA sequence was CTCCTCGCCCTTGCTCACCA tGG (SEQ ID NO: 9), and the eGFP 2 gRNA sequence was GACCAGGATGGGCACCACCC cGG (SEQ ID NO: 10).

CD163 및 CD1D 유전자에 대한 공여체 DNA의 합성Synthesis of donor DNA for CD163 and CD1D genes

표적화 벡터 및 형질감염된 세포주 사이의 동종 일치(isogenic match)를 보장하기 위해 이후의 형질감염에 사용될 태아 섬유모세포로부터 단리된 DNA로부터 PCR에 의해 돼지 CD163 및 CD1D 모두를 증폭시켰다. 간략하게, 정방향 프라미어 CTCTCCCTCACTCTAACCTACTT(서열번호:11), 및 역방향 프라이머 TATTTCTCTCACATGGCCAGTC(서열번호:12)를 사용하는 LA taq(Clontech)를 사용하여 CD163의 9538 bp 단편을 증폭시켰다. 단편을 DNA 서열 검증하고, 도메인-스왑 표적화 벡터를 구축하는 데 사용하였다(도 1). 이 벡터는 엑손 11로부터의 인간 CD163L과 동일한 아미노산 서열을 코딩하도록 엑손 7에 33개의 점 돌연변이를 포함하였다. 대체 엑손은 315 bp였다. 또한, 후속 인트론을 Cre-재조합효소(Cre)로 제거할 수 있는 선택 마커 유전자를 포함하고 보유된 loxP 부위를 가질 때 정상적인 스플라이싱을 이전에 입증한 변형된 마이오스타틴 인트론 B로 대체하였다(Wells, 비공개된 결과). 작제물의 긴 아암(arm)은 3469 bp였고, 도메인 스왑 DS 엑손을 포함하였다. 짧은 아암은 1578 bp였고, 엑손 7 및 8을 포함하였다(도 1, 패널 B). 이 플라스미드는 첫 번째 형질감염 실험에서 엑손 7의 코딩 영역을 대체하기 위해 사용되었고, 선택 마커(G418)를 통한 표적화 사건의 선택을 허용하였다. 표적화가 발생하였다면, 마커는 Cre-재조합효소에 의해 결실될 수 있다. 이후, Cre 결실될 수 없는 Neo로 파괴된 SIGLEC1 유전자를 이미 함유한 세포주와 함께 사용하기 위해 CD163 DS-표적화 벡터를 변형하였다. 이 표적화 벡터에서, Neo 카세트, loxP 및 마이오스타틴 인트론 B가 제거되고, DS 엑손만이 WT 긴 및 짧은 아암에 남았다(도 1, 패널 C). To ensure an isogenic match between the targeting vector and the transfected cell line, both porcine CD163 and CD1D were amplified by PCR from DNA isolated from fetal fibroblasts to be used for subsequent transfections. Briefly, a 9538 bp fragment of CD163 was amplified using LA taq (Clontech) using the forward primer CTCTCCCTCACTCTAACCTACTT (SEQ ID NO: 11), and the reverse primer TATTTCTCTCACATGGCCAGTC (SEQ ID NO: 12). The fragment was DNA sequence verified and used to construct a domain-swap targeting vector (Figure 1). This vector contained 33 point mutations in exon 7 to encode the same amino acid sequence as human CD163L from exon 11. The replaced exon was 315 bp. Additionally, the subsequent intron was replaced with a modified myostatin intron B that contains a selectable marker gene that can be removed with Cre-recombinase (Cre) and has previously demonstrated normal splicing when it has a retained loxP site ( Wells, unpublished results). The long arm of the construct was 3469 bp and contained a domain swap DS exon. The short arm was 1578 bp and included exons 7 and 8 (Figure 1, panel B). This plasmid was used to replace the coding region of exon 7 in the first transfection experiment, allowing selection of targeting events through a selection marker (G418). If targeting has occurred, the marker can be deleted by Cre-recombinase. The CD163 DS-targeting vector was then modified for use with cell lines already containing the Neo-disrupted SIGLEC1 gene, which cannot be Cre deleted. In this targeting vector, the Neo cassette, loxP, and myostatin intron B were removed, leaving only the DS exons in the WT long and short arms (Figure 1, panel C).

돼지 CD1D에 대한 게놈 서열을 정방향 프라미어 CTCTCCCTCACTCTAACCTACTT(서열번호:13) 및 역방향 프라이머 GACTGGCCATGTGAGAGAAATA(서열번호:14)를 사용하여 LA taq로 증폭시켜, 8729 bp 단편을 생성하였다. 단편을 DNA 시퀀싱하고, 도 2에 표시된 표적화 벡터를 구축하는 데 사용하였다. Neo 카세트는 포스포글리세롤 키나제(PGK) 프로모터의 제어하에 있으며 선택을 위해 도입된 loxP 서열의 측면에 있다. 작제물의 긴 아암은 4832 bp였고, 짧은 아암은 3563 bp였으며, 엑손 6 및 7을 포함하였다. 성공적인 HR이 발생하면, 엑손 3, 4, 및 5가 제거되어 Neo 카세트로 대체될 것이다. NHEJ 복구가 부정확하게 발생하면, 엑손 3은 파괴될 것이다.The genomic sequence for porcine CD1D was amplified with LA taq using the forward primer CTCTCCCTCACTCTAACCTACTT (SEQ ID NO: 13) and the reverse primer GACTGGCCATGTGAGAGAAATA (SEQ ID NO: 14), generating an 8729 bp fragment. The fragment was DNA sequenced and used to construct the targeting vector shown in Figure 2. The Neo cassette is under the control of the phosphoglycerol kinase (PGK) promoter and is flanked by loxP sequences introduced for selection. The long arm of the construct was 4832 bp and the short arm was 3563 bp and included exons 6 and 7. If successful HR occurs, exons 3, 4, and 5 will be removed and replaced with the Neo cassette. If NHEJ repair occurs incorrectly, exon 3 will be destroyed.

태아 섬유모세포 수집Fetal fibroblast collection

세포주를 생성하기 위해 돼지 태아 조직을 임신 35일에 수집하였다. 2개의 야생형(WT) 수컷 및 암컷 태아 섬유모세포주를 라지 화이트 국내 잡종으로부터 확립하였다. Neo 카세트(SIGLEC1-/- 유전학)를 함유하도록 이전에 변형된 수컷 및 암컷 태아 섬유모세포를 또한 이들 연구에 사용하였다. 태아 섬유모세포를 약간 변형하여 기재된 바와 같이 수집하였다. 각각의 태아로부터의 다진 조직을 38.5℃에서 5시간 동안 20 mL의 소화 배지(200 units/ml 콜라겐분해효소 및 25 Kunitz units/ml DNAseI이 보충된 L-글루타민 및 1 g/L D-글루코스[Cellgro]를 함유하는 둘베코 변형 이글 배지[DMEM])에서 소화시켰다. 소화 후, 태아 섬유모세포를 세척하고 DMEM, 15% 우태아 혈청(FBS), 및 40 μg/ml 겐타마이신과 함께 배양하였다. 밤새 배양 후, 세포를 트립신화하고 10% 디메틸 설폭사이드를 갖는 FBS 중의 분취량으로 -80℃에서 냉동하고 액체 질소에 보관하였다. To generate cell lines, porcine fetal tissue was collected on day 35 of gestation. Two wild type (WT) male and female fetal fibroblast cell lines were established from a Large White domestic hybrid. Male and female fetal fibroblasts previously modified to contain the Neo cassette (SIGLEC1-/- genetics) were also used in these studies. Fetal fibroblasts were collected as described with slight modifications. Minced tissue from each fetus was incubated in 20 mL of digestion medium (L-glutamine and 1 g/L D-glucose supplemented with 200 units/ml collagenase and 25 Kunitz units/ml DNAseI) for 5 h at 38.5°C [Cellgro ] was digested in Dulbecco's modified Eagle's medium [DMEM] containing . After digestion, fetal fibroblasts were washed and cultured with DMEM, 15% fetal bovine serum (FBS), and 40 μg/ml gentamicin. After overnight incubation, cells were trypsinized, frozen at -80°C in aliquots in FBS with 10% dimethyl sulfoxide, and stored in liquid nitrogen.

세포 형질감염 및 유전자형 분석Cell transfection and genotyping

형질감염 조건은 본질적으로 이전에 보고된 바와 같았다. 공여체 DNA는 항상 다양한 양의 CRISPR/Cas9 플라스미드(하기에 열거됨)와 함께 1 μg의 일정량으로 사용하였다. 공여체 DNA를 형질감염 전에 MLUI(CD163)(NEB) 또는 AFLII(CD1D)(NEB)로 선형화하였다. 확립된 세포주의 성별을 형질감염 전에 이전에 기재된 바와 같이 PCR에 의해 결정하였다. 수컷 및 암컷 세포주를 형질감염시키고, 게놈 변형 데이터를 형질감염 사이에 함께 분석하였다. 유사한 계대 횟수(2-4)의 태아 섬유모세포주를 2일 동안 배양하고, 15% FBS, 2.5 ng/ml 염기성 섬유모세포 성장 인자, 및 10 mg/ml 겐타마이신이 보충된 L-글루타민 및 1 g/L D-글루코스(Cellgro)를 함유하는 DMEM에서 75%-85% 컨플루언시(confluency)까지 성장시켰다. 섬유모세포를 인산 완충 식염수(PBS, Life Technologies)로 세척하고, 트립신화하였다. 세포가 탈착되자마자, 세포를 전기천공 배지(75% cytosalt[120 mM KCl, 0.15 mM CaCl2, 10 mM K2HPO4, pH 7.6, 5 Mm MgCl2]) 및 25% Opti-MEM(LifeTechnologies)으로 헹구었다. 세포 농도를 혈구계를 사용하여 정량화하였다. 세포를 600 X g에서 5분 동안 펠렛화하고, 전기천공 배지에 1 X 106의 농도로 재현탁시켰다. 각각의 전기천공은 250 V에서 BTX ECM 2001을 통해 투여된 3개의(1 msec) 방형파 펄스와 함께 2 mm 갭 큐벳 내의 200 μl의 세포를 사용하였다. 전기천공 후, 세포를 상기 기재된 DMEM에 재현탁시켰다. 선택을 위해, 600 μg/ml G418(Life Technologies)을 형질감염 24시간 후에 첨가하고, 배지를 7일째에 교체하였다. 콜로니를 형질감염 후 14일째에 픽킹(picking)하였다. G418 선별이 사용된 경우 태아 섬유모세포를 10,000 세포/플레이트로 플레이팅하고, G418 선별이 사용되지 않은 경우 50 세포/플레이트로 플레이팅하였다. 오토클레이브된 진공 그리스(grease)에 의해 각각의 콜로니 주위에 밀봉된 10 mm 오토클레이브된 클로닝 실린더를 적용함으로써 태아 섬유모세포 콜로니를 수집하였다. 콜로니를 PBS로 헹구고, 트립신을 통해 채취한 다음; DMEM 배양 배지에 재현탁시켰다. 재현탁된 콜로니의 일부(1/3)를 96-웰 PCR 플레이트로 옮기고, 나머지(2/3) 세포를 24-웰 플레이트의 웰에서 배양하였다. 세포 펠렛을 6 μl의 세포용해 버퍼(40 mM 트리스, pH 8.9, 0.9% 트리톤 X-100, 0.4 mg/ml 프로테이나제 K[NEB])에 재현탁시키고, 세포 용해를 위해 65℃에서 30분 동안 인큐베이션한 다음, 85℃에서 10분 동안 인큐베이션하여 프로테이나제 K를 불활성화시켰다. Transfection conditions were essentially as previously reported. Donor DNA was always used at an aliquot of 1 μg along with various amounts of CRISPR/Cas9 plasmid (listed below). Donor DNA was linearized with MLUI (CD163) (NEB) or AFLII (CD1D) (NEB) before transfection. The gender of the established cell lines was determined by PCR as previously described before transfection. Male and female cell lines were transfected and genomic modification data were analyzed together between transfections. Fetal fibroblast cell lines of similar passage number (2-4) were cultured for 2 days and 1 g of L-glutamine supplemented with 15% FBS, 2.5 ng/ml basic fibroblast growth factor, and 10 mg/ml gentamicin. /L grown to 75%-85% confluency in DMEM containing D-glucose (Cellgro). Fibroblasts were washed with phosphate-buffered saline (PBS, Life Technologies) and trypsinized. As soon as the cells were detached, they were permeated with electroporation medium (75% cytosalt [120 mM KCl, 0.15 mM CaCl 2 , 10 mM K 2 HPO 4 , pH 7.6, 5 Mm MgCl 2 ]) and 25% Opti-MEM (LifeTechnologies). rinsed with Cell concentration was quantified using a hemocytometer. Cells were pelleted at 600 Each electroporation used 200 μl of cells in a 2 mm gap cuvette with three (1 msec) square wave pulses administered via BTX ECM 2001 at 250 V. After electroporation, cells were resuspended in DMEM as described above. For selection, 600 μg/ml G418 (Life Technologies) was added 24 h after transfection, and the medium was changed on day 7. Colonies were picked 14 days after transfection. Fetal fibroblasts were plated at 10,000 cells/plate if G418 selection was used and 50 cells/plate if G418 selection was not used. Fetal fibroblast colonies were collected by applying a 10 mm autoclaved cloning cylinder sealed around each colony by autoclaved vacuum grease. Colonies were rinsed with PBS, harvested via trypsin; It was resuspended in DMEM culture medium. A portion (1/3) of the resuspended colonies was transferred to a 96-well PCR plate, and the remaining (2/3) cells were cultured in the wells of a 24-well plate. The cell pellet was resuspended in 6 μl of lysis buffer (40 mM Tris, pH 8.9, 0.9% Triton Proteinase K was inactivated by incubation for 10 minutes, followed by incubation at 85°C for 10 minutes.

DS 및 큰 및 작은 결실에 대한 PCR 스크리닝 PCR screening for DS and large and small deletions

HR 지시 복구(HR-directed repair)의 검출. 장거리(Long-range) PCR을 사용하여 CD163 또는 CD1D 상의 돌연변이를 확인하였다. 3개의 상이한 PCR 분석을 사용하여 HR 사건을 확인하였다: 공여체 DNA 내의 CD163 또는 CD1D 서열부터 좌측 또는 우측의 내인성 CD163 또는 CD1D 서열에 이르는 영역의 PCR 증폭 및 설계된 공여체 DNA를 포함하는 CD163 또는 CD1D의 큰 영역을 증폭하는 장거리 PCR. 외인성 Neo 서열의 부가로 인해 발생하는 1.8 kb(CD1D) 또는 3.5 kb(CD163)의 PCR 산물의 크기 증가는 유전자의 HR 지시 복구의 증거로 간주되었다. 모든 PCR 조건은 95℃에서 2분 간의 초기 변성 후, 94℃에서 30초, 50℃에서 30초, 및 68℃에서 7-10분의 33 사이클을 포함하였다. LA taq를 제조사의 권장에 따라 모든 분석에 사용하였다. 프라이머가 표 2에 나타나 있다. Detection of HR-directed repair . Mutations on CD163 or CD1D were confirmed using long-range PCR. Three different PCR assays were used to confirm HR events: PCR amplification of a region spanning from the CD163 or CD1D sequence in the donor DNA to the endogenous CD163 or CD1D sequence on the left or right and a large region of CD163 or CD1D containing the designed donor DNA. Long-distance PCR to amplify. An increase in the size of the PCR product to 1.8 kb (CD1D) or 3.5 kb (CD163) resulting from the addition of an exogenous Neo sequence was considered evidence of HR-directed repair of the gene. All PCR conditions included an initial denaturation at 95°C for 2 minutes, followed by 33 cycles of 94°C for 30 seconds, 50°C for 30 seconds, and 68°C for 7-10 minutes. LA taq was used in all analyzes according to the manufacturer's recommendations. Primers are shown in Table 2.

작은 결실 분석(NHEJ). 작은 결실을 CRISPR/Cas9 시스템에 의해 도입된 돌출된 절단 부위의 측면에 있는 CD163 또는 CD1D를 PCR 증폭함으로써 결정하였다. 앰플리콘의 크기는 각각 CD163 및 CD1D의 경우 435 bp 및 1244 bp였다. 배아 및 태아 섬유모세포 모두로부터의 용해물을 LA taq로 PCR 증폭하였다. 분석의 PCR 조건은 95℃에서 2분 간의 초기 변성 후, 94℃에서 30초, 56℃에서 30초, 및 72℃에서 1분의 33 사이클이었다. 형질감염된 세포의 유전자형 분석을 위해, 아가로스 겔 전기영동에 의해 PCR 앰플리콘을 분리함으로써 삽입 및 결실(INDEL)을 확인하였다. 배아 유전자형 분석을 위해, 생성된 PCR 산물을 이후에 DNA 시퀀싱하여 PCR에 사용된 정방향 프라미어를 사용하여 작은 결실을 확인하였다. 프라이머 정보가 표 3에 나타나 있다. Small deletion analysis (NHEJ) . Small deletions were determined by PCR amplifying CD163 or CD1D flanking the protruding cleavage site introduced by the CRISPR/Cas9 system. The sizes of the amplicons were 435 bp and 1244 bp for CD163 and CD1D, respectively. Lysates from both embryonic and fetal fibroblasts were PCR amplified with LA taq. PCR conditions for the assay were an initial denaturation at 95°C for 2 minutes, followed by 33 cycles of 94°C for 30 seconds, 56°C for 30 seconds, and 72°C for 1 minute. For genotyping of transfected cells, insertions and deletions (INDELs) were confirmed by separating PCR amplicons by agarose gel electrophoresis. For embryo genotyping, the resulting PCR products were subsequently DNA sequenced to confirm small deletions using the forward primer used in PCR. Primer information is shown in Table 3.

체세포 핵 이식(SCNT)Somatic cell nuclear transfer (SCNT)

SCNT 배아를 생산하기 위해, 지역 도축장으로부터의 암퇘지(sow) 유래의 난모세포(ART, Inc.) 또는 어린 암퇘지(gilt) 유래의 난모세포를 사용하였다. 암퇘지 유래의 난모세포를 성숙 배지(2.9 mM Hepes, 5 μg/ml 인슐린, 10 ng/ml 표피 성장 인자[EGF], 0.5 μg/ml 돼지 난포 자극 호르몬[p-FSH], 0.91 mM 피루베이트, 0.5 mM 시스테인, 10% 돼지 난포액, 및 25 ng/ml 겐타마이신을 갖는 TCM-199)에 밤새 두고, 24시간 후에 새로운 배지로 옮겼다. 40-42시간의 성숙 후, 0.1% 히알루로니다제의 존재하에 볼텍싱하여 난모세포로부터 난구 세포를 제거하였다. 어린 암퇘지 유래의 난모세포를 체외 수정(IVF)을 위해 아래에 기재된 바와 같이 성숙시켰다. 조작 동안, 난모세포를 7.0 μg/ml 사이토칼라신 B가 보충된 조작 배지(0.6 mM NaHCO3, 2.9 mM Hepes, 30 mM NaCl, 10 ng/ml 겐타마이신, 및 3 mg/ml BSA를 갖는 TCM-199[Life Technologies], 305 mOsm의 삼투질농도를 가짐)에 넣었다. 중기 II 판(metaphase II plate)을 함유할 것으로 추정되는 인접한 세포질의 일부와 함께 극체를 제거하고, 공여체 세포를 얇은 유리 모세관을 사용하여 난황주위공간(perivitelline space)에 넣었다. 이후, 재구성된 배아를 BTX 전기 세포 조작기(Harvard Apparatus)를 사용하여 1.2 kV/cm에서 30초 동안 2개의 DC 펄스(1초 간격)로 융합 배지(0.3 M 만니톨, 0.1 mM CaCl2, 0.1 mM MgCl2, 및 0.5 mM Hepes)에서 융합하였다. 융합 후, 융합된 배아를 어두운 곳에서 10분 동안 200 μM 티메로살 및 30분 동안 8 mM 디티오트레이톨을 이용하여 완전히 활성화시켰다. 이후, 이전에 기재된 바와 같이 배아를 히스톤 탈아세틸화효소 억제제인 0.5 μM 스크립타이드(Scriptaid, S7817; Sigma-Aldrich)를 갖는 변형된 돼지 접합자 배지 PZM3-MU1에서 14-16시간 동안 인큐베이션하였다. To produce SCNT embryos, sow-derived oocytes (ART, Inc.) or gilt-derived oocytes from a local slaughterhouse were used. Sow-derived oocytes were cultured in maturation medium (2.9 mM Hepes, 5 μg/ml insulin, 10 ng/ml epidermal growth factor [EGF], 0.5 μg/ml porcine follicle-stimulating hormone [p-FSH], 0.91 mM pyruvate, 0.5 μg/ml TCM-199 with mM cysteine, 10% porcine follicular fluid, and 25 ng/ml gentamicin) overnight and transferred to fresh medium after 24 hours. After 40-42 hours of maturation, cumulus cells were removed from the oocytes by vortexing in the presence of 0.1% hyaluronidase. Oocytes from young sows were matured for in vitro fertilization (IVF) as described below. During manipulation, oocytes were cultured in manipulation medium supplemented with 7.0 μg/ml cytochalasin B (TCM- with 0.6 mM NaHCO 3 , 2.9 mM Hepes, 30 mM NaCl, 10 ng/ml gentamicin, and 3 mg/ml BSA). 199 [Life Technologies], with an osmolality of 305 mOsm). The polar body was removed along with a portion of the adjacent cytoplasm, presumed to contain the metaphase II plate, and the donor cell was placed into the perivitelline space using a thin glass capillary. Afterwards, the reconstituted embryos were incubated with fusion medium (0.3 M mannitol, 0.1 mM CaCl 2 , 0.1 mM MgCl ) with two DC pulses (1 s apart) for 30 s at 1.2 kV/cm using a BTX electric cell manipulator (Harvard Apparatus). 2 , and 0.5 mM Hepes). After fusion, fused embryos were fully activated using 200 μM thimerosal for 10 min and 8 mM dithiothreitol for 30 min in the dark. Embryos were then incubated for 14–16 h in modified porcine zygote medium PZM3-MU1 with 0.5 μM Scriptaid (S7817; Sigma-Aldrich), a histone deacetylase inhibitor, as previously described.

체외 수정(IVF)In vitro fertilization (IVF)

IVF를 위해, 사춘기전 어린 암퇘지의 난소를 도살장(Farmland Foods Inc.)으로부터 수득하였다. 미성숙한 난모세포를 10 ml 주사기에 부착된 18-게이지 피하 주사침을 사용하여 중간 크기(3-6 mm) 난포로부터 흡인하였다. 이후, 고르게 어두운 세포질을 갖는 난모세포 및 온전한 주위 난구 세포를 성숙을 위해 선택하였다. 약 50개의 난구 난모세포 복합체를 가습된 공기 중에서 38.5℃, 5% CO2에서 42-44시간 동안 500 μl의 성숙 배지인 3.05 mM 글루코스, 0.91 mM 피루브산 나트륨, 0.57 mM 시스테인, 10 ng/ml EGF, 0.5 μg/ml 황체형성 호르몬(LH), 0.5 μg/ml FSH, 10 ng/ml 겐타마이신(APP Pharm), 및 0.1% 폴리비닐 알코올을 갖는 TCM-199(Invitrogen)를 함유하는 웰에 넣었다. 성숙 말기에, 0.1% 히알루로니다제의 존재하에 3분 동안 볼텍싱하여 난모세포로부터 주위 난구 세포를 제거하였다. 이후, 시험관내 성숙된 난모세포를 25-30개의 난모세포의 그룹에서 IVF 배지(113.1 mM NaCl, 3 mM KCl, 7.5 mM CaCl2, 11 mM 글루코스, 20 mM Tris, 2 mM 카페인, 5 mM 피루브산 나트륨, 및 2 mg/ml 소 혈청 알부민[BSA]을 함유하는 변형된 트리스 완충 배지)의 50 μl 액적에 넣었다. 1개의 100 μl 냉동된 정액 펠렛을 0.1% BSA가 보충된 3 mL의 Dulbecco PBS에서 해동시켰다. 냉동된 WT 또는 신선한 eGFP 정액을 원심분리에 의해 650 3 g에서 20분 동안 60% Percoll에서 그리고 10분 동안 변형된 트리스 완충 배지에서 세척하였다. 일부 경우에, 이전에 기재된 eGFP 이식유전자에 대해 이종접합성인 새롭게 수집된 정액을 PBS에서 3회 세척하였다. 이후, 정액 펠렛을 IVF 배지를 이용하여 0.5 X 106 세포/ml로 재현탁시켰다. 50 마이크로리터의 정액 현탁액을 난모세포를 갖는 액적에 도입하였다. 배우자(gamete)를 공기 중의 5% CO2의 분위기에서 38.5℃에서 5시간 동안 공동배양하였다. 수정 후, 배아를 공기 중의 38.5℃ 및 5% CO2에서 PZM3-MU1에서 인큐베이션하였다. For IVF, ovaries from prepubescent young sows were obtained from an abattoir (Farmland Foods Inc.). Immature oocytes were aspirated from medium-sized (3-6 mm) follicles using an 18-gauge hypodermic needle attached to a 10 ml syringe. Then, oocytes with evenly dark cytoplasm and intact surrounding cumulus cells were selected for maturation. Approximately 50 cumulus oocyte complexes were incubated in 500 μl of maturation medium containing 3.05 mM glucose, 0.91 mM sodium pyruvate, 0.57 mM cysteine, 10 ng/ml EGF, were placed in wells containing 0.5 μg/ml luteinizing hormone (LH), 0.5 μg/ml FSH, 10 ng/ml gentamicin (APP Pharm), and TCM-199 (Invitrogen) with 0.1% polyvinyl alcohol. At the end of maturation, surrounding cumulus cells were removed from the oocyte by vortexing for 3 min in the presence of 0.1% hyaluronidase. Afterwards, in vitro matured oocytes were cultured in groups of 25-30 oocytes in IVF medium (113.1 mM NaCl, 3 mM KCl, 7.5 mM CaCl2, 11 mM glucose, 20 mM Tris, 2 mM caffeine, 5 mM sodium pyruvate, and modified Tris-buffered medium containing 2 mg/ml bovine serum albumin [BSA]). One 100 μl frozen semen pellet was thawed in 3 mL of Dulbecco's PBS supplemented with 0.1% BSA. Frozen WT or fresh eGFP semen was washed by centrifugation at 650 3 g for 20 min in 60% Percoll and in modified Tris-buffered medium for 10 min. In some cases, freshly collected semen heterozygous for the previously described eGFP transgene was washed three times in PBS. Afterwards, the semen pellet was resuspended at 0.5 Fifty microliters of semen suspension was introduced into the droplet containing the oocytes. Gametes were co-cultured at 38.5°C for 5 hours in an atmosphere of 5% CO 2 in air. After fertilization, embryos were incubated in PZM3-MU1 at 38.5°C and 5% CO 2 in air.

배아 이식embryo transfer

GE CD163 또는 CD1D 돼지를 생산하기 위해 생성된 배아를 첫 번째 발정기 후 1일(SCNT) 또는 6일(주입된 접합자)에 대리모(surrogate) 내로 이식하였다. 6일째 이식을 위해, 접합자를 10 ng/ml ps48(Stemgent, Inc.)의 존재하에 PZM3-MU1에서 추가로 5일 동안 배양하였다. 배아를 대리모의 난관의 팽대부-협부 접합부(ampullary-isthmic junction) 내로 수술로 이식하였다. To produce GE CD163 or CD1D pigs, the resulting embryos were transferred into surrogates 1 day (SCNT) or 6 days (injected zygotes) after the first estrus. For day 6 transplantation, zygotes were cultured for an additional 5 days in PZM3-MU1 in the presence of 10 ng/ml ps48 (Stemgent, Inc.). Embryos were surgically implanted into the ampullary-isthmic junction of the surrogate mother's oviduct.

CRISPR/Cas9 시스템을 위한 RNA의 시험관내 합성In vitro synthesis of RNA for the CRISPR/Cas9 system

시험관내 전사를 위한 주형 DNA를 PCR을 사용하여 증폭하였다(표 4). 세포 형질감염 실험에 사용된 CRISPR/Cas9 플라스미드를 PCR을 위한 주형으로서 사용하였다. 접합자에서 Cas9를 발현하기 위해, mMESSAGE mMACHINE Ultra 키트(Ambion)를 사용하여 Cas9의 mRNA를 생산하였다. 이후, 폴리 A 신호를 폴리(A) 테일링 키트(Ambion)를 사용하여 Cas9 mRNA에 부가하였다. CRISPR 가이드 RNA를 MEGAshortscript(Ambion)에 의해 생산하였다. 합성된 RNA의 품질을 1.5% 아가로스 겔 상에서 시각화한 다음, 10 ng/μl의 최종 농도(gRNA 및 Cas9 모두)로 희석하고 3 μl 분취액으로 분배하였다. Template DNA for in vitro transcription was amplified using PCR (Table 4). The CRISPR/Cas9 plasmid used in cell transfection experiments was used as a template for PCR. To express Cas9 in zygotes, mRNA of Cas9 was produced using the mMESSAGE mMACHINE Ultra kit (Ambion). Then, the poly A signal was added to Cas9 mRNA using a poly(A) tailing kit (Ambion). CRISPR guide RNA was produced by MEGAshortscript (Ambion). The quality of the synthesized RNA was visualized on a 1.5% agarose gel, then diluted to a final concentration of 10 ng/μl (both gRNA and Cas9) and distributed into 3 μl aliquots.

접합자에서 설계된 CRISPR/Cas9 시스템의 미세주입Microinjection of designed CRISPR/Cas9 system in zygotes

Cas9 및 gRNA를 코딩하는 메신저 RNA를 FemtoJet 미세주입기(에펜도르프)를 사용하여 수정후 14시간에 수정된 난모세포(추정 접합자)의 세포질 내로 주입하였다. 미세주입을 니콘 도립 현미경(Nikon Corporation; Tokyo, Japan)의 가열된 재물대(stage) 상에서 조작 배지에서 수행하였다. 이후, 주입된 접합자를 추가 사용 때까지 10 ng/ml ps48을 갖는 PZM3-MU1 내로 옮겼다. Messenger RNA encoding Cas9 and gRNA was injected into the cytoplasm of fertilized oocytes (putative zygotes) at 14 h postfertilization using a FemtoJet microinjector (Eppendorf). Microinjections were performed in engineered medium on a heated stage of a Nikon inverted microscope (Nikon Corporation; Tokyo, Japan). The injected zygotes were then transferred into PZM3-MU1 with 10 ng/ml ps48 until further use.

통계 분석statistical analysis

변형된 게놈을 갖는 콜로니의 수를 1로 분류하고, 게놈이 변형되지 않은 콜로니를 0으로 분류하였다. 차이를 PROC GLM(SAS)을 사용하여 결정하였고, 0.05의 P-값은 유의미한 것으로 간주하였다. 평균은 최소 제곱 평균으로서 계산하였다. 데이터는 수치 평균 ± SEM으로 표시된다. The number of colonies with a modified genome was classified as 1, and the number of colonies with an unmodified genome was classified as 0. Differences were determined using PROC GLM (SAS), and a P-value of 0.05 was considered significant. Means were calculated as least square means. Data are expressed as numerical mean ± SEM.

결과result

체세포에서 CD163 및 CD1D의 CRISPR/Cas9 매개 녹아웃CRISPR/Cas9-mediated knockout of CD163 and CD1D in somatic cells.

CD163을 표적화하는 4개의 상이한 CRISPR 플라스미드(가이드 10, 131, 256, 및 282)의 효율을 2 μg/μl의 공여체 DNA의 양으로 시험하였다(표 5). CRISPR 282는 CRISPR 10 및 256 처리보다 유의하게 더 많은 평균적인 콜로니 형성을 초래하였다(P < 0.05). 상기 기재된 장거리 PCR 분석으로부터, 본래 의도된 HR을 통한 DS 대신에 503 bp부터 1506 bp 범위의 큰 결실이 발견되었다(도 3, 패널 A). 이것은 예상되지 않았는데, 다른 DNA-편집 시스템에 대한 이전의 보고들이 돼지에서 ZFN을 사용하여 6-333 bp의 훨씬 더 작은 결실을 보여주었기 때문이다. CRISPR 10 및 4개의 모든 CRISPR의 혼합물은 CRISPR 256 및 282보다 변형된 게놈을 갖는 더 많은 수의 콜로니를 초래하였다(표 5, P < 0.002). Neo를 함유하지만 CD163과 상동성이 없는 플라스미드 및 CRISPR 10을 이용한 형질감염은 큰 결실을 나타내는 콜로니를 초래하지 않았다. 흥미롭게도, 공여체 DNA가 임의의 CRISPR 없이 도입되었을 때 1개의 단일대립유전자 결실이 또한 검출되었다. 형질감염된 체세포에서 아가로스 겔 상에서 검출될 수 없는 시퀀싱에 의한 임의의 잠재적인 작은 결실이 스크리닝되지 않았기 때문에 이 분석은 돌연변이율의 과소평가를 나타낼 가능성이 높다. The efficiency of four different CRISPR plasmids (guides 10, 131, 256, and 282) targeting CD163 was tested with an amount of 2 μg/μl of donor DNA (Table 5). CRISPR 282 resulted in significantly more average colony formation than CRISPR 10 and 256 treatments (P < 0.05). From the long-range PCR analysis described above, a large deletion ranging from 503 bp to 1506 bp was found instead of the originally intended DS through HR (Figure 3, panel A). This was not expected, because previous reports on other DNA-editing systems showed much smaller deletions of 6-333 bp using ZFNs in pigs. CRISPR 10 and a mixture of all four CRISPRs resulted in a greater number of colonies with modified genomes than CRISPR 256 and 282 (Table 5, P < 0.002). Transfection with plasmids containing Neo but no homology to CD163 and CRISPR 10 did not result in colonies showing large deletions. Interestingly, one monoallelic deletion was also detected when donor DNA was introduced without any CRISPR. This analysis likely represents an underestimate of the mutation rate because transfected somatic cells were not screened for any potential small deletions by sequencing that could not be detected on agarose gels.

초기 목표는 CD163에 대해 HR에 의해 도메인 스왑(DS)-표적화 사건을 얻는 것이었지만, CRISPR은 CD163을 표적화하는 효율을 증가시키지 않았다. 이 표적화 벡터의 다양한 조합이 전통적인 형질감염에 의한 HR에 의해 CD163을 변형하는 데 사용되었고 3399개의 콜로니를 스크리닝한 후 0개의 표적화 사건을 초래하였음에 유의해야 한다(Whitworth and Prather, 미공개 결과). 공여체 DNA로서 CRISPR 10 및 DS-표적화 벡터로 형질감염하여 도입하고자 한 33개의 모든 돌연변이를 함유한 HR로부터 비롯된 전체 DS를 갖는 2마리의 돼지를 수득하였다. The initial goal was to obtain a domain swap (DS)-targeting event by HR against CD163, but CRISPR did not increase the efficiency of targeting CD163. It should be noted that various combinations of these targeting vectors were used to modify CD163 by HR by traditional transfection and resulted in 0 targeting events after screening 3399 colonies (Whitworth and Prather, unpublished results). Transfection with CRISPR 10 and DS-targeting vector as donor DNA yielded two pigs with full DS resulting from HR containing all 33 mutations to be introduced.

다음으로, 약물 선택 없이 CRISPR/Cas9 유도된 돌연변이의 효율을 시험하였다. 이 연구에 사용된 태아 섬유모세포주는 이미 Neo 내성 카세트 및 SIGLEC1의 녹아웃의 통합을 가지고 있었다. CRISPR/Cas9 및 공여체 DNA의 비율이 게놈 변형을 증가시키거나 고농도에서 독성 효과를 초래하는지 여부를 또한 시험하였다. CRISPR 131은 이전 실험에서 많은 수의 총 콜로니 및 변형된 게놈을 갖는 콜로니의 백분율 증가를 초래하였기 때문에 이 시험에 선택하였다. CRISPR 131 DNA의 양을 3:1에서 20:1로 증가시키는 것은 태아 섬유모세포 생존성에 유의미한 영향을 미치지 않았다. NHEJ에 의해 변형된 게놈을 갖는 콜로니의 백분율은 다양한 CRISPR 농도 사이에서 유의미하게 상이하지 않았지만, 10:1 비율에서 가장 높은 수의 NHEJ를 가지고 있었다(표 6, P = 0.33). CRISPR DNA 대 공여체 DNA(20:1)의 가장 높은 비율에서도, HR은 관찰되지 않았다. Next, we tested the efficiency of CRISPR/Cas9-induced mutagenesis without drug selection. The fetal fibroblast cell line used in this study already had integration of the Neo resistance cassette and knockout of SIGLEC1. We also tested whether the ratio of CRISPR/Cas9 and donor DNA increases genomic modifications or results in toxic effects at high concentrations. CRISPR 131 was selected for this test because in previous experiments it resulted in a high number of total colonies and an increased percentage of colonies with modified genomes. Increasing the amount of CRISPR 131 DNA from 3:1 to 20:1 had no significant effect on fetal fibroblast viability. The percentage of colonies with genomes modified by NHEJ was not significantly different between the various CRISPR concentrations, but the 10:1 ratio had the highest number of NHEJs (Table 6, P = 0.33). Even at the highest ratio of CRISPR DNA to donor DNA (20:1), no HR was observed.

이러한 경험에 기초하여, 체세포에서 CD1D의 표적화된 파괴를 시도하였다. 4개의 상이한 CRISPR을 설계하고 수컷 및 암컷 세포 모두에서 시험하였다. CD1D의 변형은 적용된 CRISPR 중 3개로부터 검출될 수 있지만, CRISPR 5350의 사용은 아가로스 겔 전기영동에 의해 검출될 정도로 충분히 큰 결실을 갖는 CD1D의 변형을 초래하지 않았다(표 7). 흥미롭게도, 공여체 DNA가 제공되었음에도 불구하고 HR을 통해 유전적 변화를 얻지 못하였다. 그러나, CD163 녹아웃 실험과 유사한 큰 결실이 관찰되었다(도 3, 패널 B). CRISPR/Cas9가 공여체 DNA와 함께 사용되지 않았을 때 큰 결실을 갖는 CD1D의 표적화된 변형이 검출되지 않았다. CRISPR/Cas9 가이드된 표적화로부터의 CD1D의 변형은 각각 세포의 수컷 및 암컷 콜로니에서 4/121 및 3/28이었다. 아가로스 겔 전기영동에 의해 검출가능한 INDEL만이 형질감염 데이터에 포함되었다. Based on this experience, targeted destruction of CD1D in somatic cells was attempted. Four different CRISPRs were designed and tested in both male and female cells. Although modifications of CD1D could be detected from three of the applied CRISPRs, use of CRISPR 5350 did not result in modifications of CD1D with deletions large enough to be detected by agarose gel electrophoresis (Table 7). Interestingly, no genetic changes were obtained through HR, even though donor DNA was provided. However, large deletions were observed similar to CD163 knockout experiments (Figure 3, panel B). Targeted modification of CD1D with large deletions was not detected when CRISPR/Cas9 was not used with donor DNA. Modification of CD1D from CRISPR/Cas9 guided targeting was 4/121 and 3/28 in male and female colonies of cells, respectively. Only INDELs detectable by agarose gel electrophoresis were included in the transfection data.

GE 세포를 사용한 SCNT를 통한 CD163 및 CD1D 돼지의 생산Production of CD163 and CD1D pigs via SCNT using GE cells

CD163 또는 CD1D의 변형을 나타내는 세포를 SCNT에 사용하여 CD163 및 CD1D 녹아웃 돼지를 생산하였다(도 3). 수령체 어린 암퇘지 내로의 7개의 배아 이식(CD163 표 8), 6개의 배아 이식(CD163-Neo 없음), 및 5개의 배아 이식(CD1D)을 CRISPR/Cas9 시스템을 이용하여 형질감염된 수컷 및 암컷 태아 섬유모세포로부터의 SCNT 배아를 이용하여 수행하였다. 수령체 어린 암퇘지 중 6마리(CD163), 2마리(CD163-Neo 없음), 및 4마리(CD1D)(표 9)는 출산일까지 임신을 유지하여 각각 85.7%. 33.3%, 및 80%의 임신율을 유지하였다. CD163 수령체 중에서, 5마리는 제왕절개에 의해 건강한 새끼 돼지를 출산하였다. 1마리(O044)는 자연분만하였다. 한배새끼 수는 1마리 내지 8마리였다. 4마리의 돼지는 출생 후 성장 장애 때문에 안락사되었다. 1마리의 새끼 돼지는 심한 구개파열(cleft palate)로 인해 안락사되었다. 나머지 모든 새끼 돼지는 건강해 보인다(도 3, 패널 C). 도 3, 패널 B에 기재된 CRISPR 10 및 공여체 DNA로 형질감염된 태아 섬유모세포로부터 생성된 수컷 새끼 돼지의 2개의 한배새끼는 CRISPR 10에 인접한 엑손 7에서 30 bp 결실 및 이전 인트론에서 추가의 1476 bp 결실을 가지고 있었고, 따라서 CD163의 인트론 6/엑손 7 접합부를 제거하였다(도 3, 패널 E). 유전자형 및 예측된 번역이 표 10에 요약되어 있다. 1마리의 수컷 새끼 돼지 및 1개의 암컷 한배새끼(4마리의 새끼 돼지)를 이전에 변형된 SIGLEC1 세포의 CD163-Neo 없음 형질감염으로부터 수득하였다. 5마리의 모든 새끼 돼지는 SIGLEC1 및 CD163에 대한 이중 녹아웃이었다. 수컷 새끼 돼지는 하나의 대립유전자 상의 엑손 7에 28 bp 결실을 갖고 엑손 7의 부분적인 결실 및 엑손 8의 완전한 결실 및 진행하는 인트론을 포함하는 다른 대립유전자 상에 1387 bp 결실을 갖는 CD163의 이중대립유전자 변형을 가지고 있었고, 따라서 인트론 엑손 접합부를 제거하였다. 암컷 새끼 돼지는 하나의 대립유전자 상에 11 bp 삽입과 함께 1382 bp 결실 및 다른 대립유전자 상에 CD163의 1720 bp 결실을 포함하는, CD163의 이중대립유전자 돌연변이를 가지고 있었다. CD163 변형 및 예측된 번역의 요약은 표 10에서 발견될 수 있다. CD1D 변형 및 CRISPR 변형에 의해 예측된 번역은 표 11에서 발견될 수 있다. 간략하게, 1개의 암컷 및 2개의 수컷 한배새끼가 태어나 13마리의 새끼 돼지를 생성하였다. 1마리의 새끼 돼지는 출생 직후 사망하였다. 13마리의 새끼 돼지 중 12마리는 CD1D의 이중대립유전자 또는 동종접합 결실을 함유하였다(도 3, 패널 F). 1마리의 새끼 돼지는 WT였다. Cells expressing alterations in CD163 or CD1D were used for SCNT to produce CD163 and CD1D knockout pigs (Figure 3). Male and female fetal fibers transfected using the CRISPR/Cas9 system for 7 embryo transfers (CD163 Table 8), 6 embryo transfers (no CD163-Neo), and 5 embryo transfers (CD1D) into recipient gilts. This was performed using SCNT embryos from mother cells. Of the recipient gilts, 6 (CD163), 2 (CD163-Neo None), and 4 (CD1D) (Table 9) remained pregnant until parturition date, 85.7% each. The pregnancy rate was maintained at 33.3% and 80%. Among the CD163 recipients, 5 gave birth to healthy piglets by cesarean section. One animal (O044) gave birth naturally. The litter size ranged from 1 to 8. Four pigs were euthanized due to growth failure after birth. One piglet was euthanized due to severe cleft palate. All remaining piglets appear healthy (Figure 3, Panel C). Two litters of male piglets generated from fetal fibroblasts transfected with CRISPR 10 and donor DNA described in Figure 3, panel B, had a 30 bp deletion in exon 7 adjacent to CRISPR 10 and an additional 1476 bp deletion in the previous intron. Therefore, the intron 6/exon 7 junction of CD163 was removed (Figure 3, panel E). Genotypes and predicted translations are summarized in Table 10. One male piglet and one female litter (4 piglets) were obtained from the CD163-Neo no transfection of previously modified SIGLEC1 cells. All five piglets were double knockouts for SIGLEC1 and CD163. Male piglets are biallelic in CD163 with a 28 bp deletion in exon 7 on one allele and a 1387 bp deletion on the other allele containing a partial deletion of exon 7 and a complete deletion of exon 8 and the proceeding intron. It had a genetic mutation, so the intron-exon junction was removed. The female piglet had a biallelic mutation in CD163, comprising a 1382 bp deletion with an 11 bp insertion on one allele and a 1720 bp deletion of CD163 on the other allele. A summary of CD163 modifications and predicted translations can be found in Table 10. Translations predicted by CD1D modifications and CRISPR modifications can be found in Table 11. Briefly, one female and two male litters were born, producing 13 piglets. One piglet died shortly after birth. Twelve of the 13 piglets contained a biallelic or homozygous deletion of CD1D (Figure 3, panel F). One piglet was WT.

돼지 접합자에서 CRISPR/Cas9 시스템의 효율Efficiency of the CRISPR/Cas9 system in pig zygotes

CRISPR/Cas9 시스템을 사용한 체세포에서의 CD163 및 CD1D의 표적화된 파괴에 기초하여, 이 접근법을 돼지 배아발생에 적용하였다. 먼저, 발달하는 배아에서 CRISPR/Cas9 시스템의 유효성을 시험하였다. eGFP를 표적화하는 CRISPR/Cas9 시스템을 eGFP 이식유전자에 대해 이종접합성인 수퇘지의 정액으로 수정된 접합자 내로 도입하였다. 주입 후, eGFP를 발현하는 후속 배아를 모니터링하였다. 다양한 농도의 CRISPR/Cas9 시스템을 시험하였고, 전달된 CRISPR/Cas9 시스템의 세포독성이 관찰되었다(도 4, 패널 A). CRISPR/Cas9 주입 후 배아 발달은 대조군과 비교하여 더 낮았다. 그러나, CRISPR/Cas9 주입된 그룹에서 eGFP 발현을 갖는 배아가 발견되지 않았기 때문에 조사된 CRISPR/Cas9의 모든 농도는 eGFP의 변형을 생성하는 데 효과적이었다(도 4, 패널 B). 주입되지 않은 대조군 배아 중에서, 67.7%는 녹색이었고, 이는 eGFP의 발현을 나타낸다. 개별 배반포(blastocyst)를 유전자형 분석한 경우, CRISPR 결합 부위 근처에서 작은 돌연변이를 확인할 수 있었다(도 4, 패널 C). 독성 및 유효성에 기초하여, 10 ng/μl의 gRNA 및 Cas9 mRNA를 다음 실험에 사용하였다. Based on targeted destruction of CD163 and CD1D in somatic cells using the CRISPR/Cas9 system, this approach was applied to porcine embryogenesis. First, the effectiveness of the CRISPR/Cas9 system was tested in developing embryos. The CRISPR/Cas9 system targeting eGFP was introduced into zygotes fertilized with semen from boars heterozygous for the eGFP transgene. After injection, subsequent embryos expressing eGFP were monitored. Various concentrations of the CRISPR/Cas9 system were tested, and cytotoxicity of the delivered CRISPR/Cas9 system was observed (Figure 4, panel A). Embryonic development after CRISPR/Cas9 injection was lower compared to the control group. However, all concentrations of CRISPR/Cas9 investigated were effective in generating variants of eGFP, as no embryos with eGFP expression were found in the CRISPR/Cas9 injected group (Figure 4, panel B). Among uninjected control embryos, 67.7% were green, indicating expression of eGFP. When individual blastocysts were genotyped, a small mutation was identified near the CRISPR binding site (Figure 4, panel C). Based on toxicity and effectiveness, 10 ng/μl of gRNA and Cas9 mRNA were used in the following experiments.

CD163을 표적화하도록 설계된 CRISPR/Cas9 구성요소가 추정 접합자 내로 도입한 경우, 후속 배반포에서 유전자의 표적화된 편집이 관찰되었다. 개별 배반포를 CD163의 돌연변이에 대해 유전자형 분석한 경우, 모든 배아에서 특정 돌연변이가 발견되었다(100% GE 효율). 더욱 중요하게는, 동종접합성 또는 이중대립유전자 변형을 갖는 배아(각각 8/18 및 3/18)가 발견될 수 있지만(도 5), 모자이크(단일대립유전자 변형) 유전자형이 또한 검출되었다(4/18 배아). 풀(pool)의 일부 배아(8/10)에 2 ng/μl Cas9 및 10 ng/μl CRISPR을 주입하였고, 돌연변이유발 효율에서 차이가 발견되지 않았다. 다음으로, 시험관내 결과에 기초하여, 상이한 gRNA를 나타내는 2개의 CRISPR을 도입하여 배아발생 동안 CD163 또는 CD1D를 파괴하여 표적 유전자의 특이적 결실을 유도하였다. 그 결과, 2개의 가이드를 도입함으로써 CD163 및 CD1D의 설계된 결실을 성공적으로 유도할 수 있었다. 설계된 결실은 도입된 2개의 가이드 사이의 게놈 서열을 제거하는 결실로 정의된다. CD163을 표적화하는 2개의 CRISPR을 받은 배아 중에서, 하나를 제외한 모든 배아는 CD163의 표적화된 변형을 초래하였다. 또한, 5/13 배아는 CD163에서 설계된 결실을 갖는 것으로 밝혀졌고(도 6, 패널 A), 10/13 배아는 동종접합성 또는 이중대립유전자 방식으로 CD163의 변형을 갖는 것으로 나타났다. 모든 배아(23/23)가 CD1D의 변형을 나타내었기 때문에 2개의 CRISPR로 CD1D를 표적화하는 것은 또한 효과적이었다. 그러나, CD1D의 설계된 결실은 2개의 배아(2/23)에서만 발견될 수 있었다(도 6, 패널 B). 모자이크 유전자형을 가진 23개의 배아 중 5개가 또한 발견되었지만, 나머지 배아는 CD1D의 동종접합성 또는 이중대립유전자 변형을 가지고 있었다. 마지막으로, 동일한 배아 내에서 CRISPR/Cas9 시스템에 의해 다수의 유전자가 표적화될 수 있는지 여부를 시험하였다. 이러한 목적을 위해, CD163 및 eGFP 모두의 표적화를 이종접합성 eGFP 정액으로 수정된 접합자에서 수행하였다. 주입된 배아의 배반포를 CD163 및 eGFP에 대해 유전자형 분석한 경우, CD163 및 eGFP는 배아발생 동안 성공적으로 표적화된 것으로 밝혀졌다. 시퀀싱 결과는 Cas9와 함께 다수의 CRISPR을 도입함으로써 다수의 유전자가 표적화될 수 있음을 입증하였다(도 6, 패널 C). When a CRISPR/Cas9 component designed to target CD163 was introduced into a putative zygote, targeted editing of the gene was observed in subsequent blastocysts. When individual blastocysts were genotyped for mutations in CD163, specific mutations were found in all embryos (100% GE efficiency). More importantly, although embryos with homozygous or biallelic variants (8/18 and 3/18, respectively) could be found (Figure 5), mosaic (monoallelic variant) genotypes were also detected (4/ 18 embryos). A subset of embryos (8/10) from the pool were injected with 2 ng/μl Cas9 and 10 ng/μl CRISPR and no differences in mutagenesis efficiency were found. Next, based on the in vitro results, two CRISPRs representing different gRNAs were introduced to disrupt CD163 or CD1D during embryogenesis to induce specific deletion of target genes. As a result, the designed deletion of CD163 and CD1D could be successfully induced by introducing two guides. An engineered deletion is defined as a deletion that removes the genomic sequence between the two introduced guides. Of the two embryos that received CRISPR targeting CD163, all but one resulted in targeted modification of CD163. Additionally, 5/13 embryos were found to have engineered deletions in CD163 (Figure 6, panel A), and 10/13 embryos were found to have alterations in CD163 in a homozygous or biallelic manner. Targeting CD1D with two CRISPRs was also effective, as all embryos (23/23) showed alterations in CD1D. However, the engineered deletion of CD1D could only be detected in two embryos (2/23) (Figure 6, panel B). Five of the 23 embryos with a mosaic genotype were also found, but the remaining embryos had homozygous or biallelic variants of CD1D. Finally, we tested whether multiple genes could be targeted by the CRISPR/Cas9 system within the same embryo. For this purpose, targeting of both CD163 and eGFP was performed in zygotes fertilized with heterozygous eGFP semen. When blastocysts from the injected embryos were genotyped for CD163 and eGFP, CD163 and eGFP were found to be successfully targeted during embryogenesis. Sequencing results demonstrated that multiple genes could be targeted by introducing multiple CRISPRs with Cas9 (Figure 6, panel C).

CRISPR/Cas9 주입된 접합자로부터 CD163 및 CD1D 돌연변이체의 생산Production of CD163 and CD1D mutants from CRISPR/Cas9 injected zygotes

이전의 시험관내 연구로부터의 성공에 기초하여, 일부 CRISPR/Cas9 주입된 접합자를 생산하였고, 수령체당 46-55개의 배반포를 이식하였다(이 개수가 시험관내 유도된 배아로부터 돼지를 생산하는 데 효과적인 것으로 나타났기 때문임). CD163 및 CD1D에 대해 각각 2개씩 4개의 배아 이식을 수행하였고, 각각의 변형에 대해 임신을 얻었다. CD163에 변형을 갖는 4마리의 건강한 새끼 돼지를 생산하였다(표 8). 모든 새끼 돼지, 즉 수령체 암퇘지 ID O083으로부터의 한배새끼 67은 CD163의 동종접합성 또는 이중대립유전자 변형을 나타내었다(도 7). 2마리의 새끼 돼지는 전달된 2개의 CRISPR에 의해 CD163의 설계된 결실을 나타내었다. 모든 새끼 돼지는 건강하였다. CD1D의 경우, 한 번의 임신이 또한 4마리의 새끼 돼지(수령체 암퇘지 식별번호 O165로부터의 한배새끼 166)인 1마리의 암컷 및 3마리의 수컷을 생산하였다(표 9). 1마리의 새끼 돼지(166-1)는 시작 코돈을 함유하는 엑손 3을 완전히 제거한 362 bp 결실을 포함하는 CD1D의 모자이크 돌연변이를 가지고 있었다(도 8). 1마리의 새끼 돼지는 하나의 대립유전자 상에 2 bp 미스매치를 갖는 6 bp 삽입과 다른 대립유전자 상에 큰 결실을 가지고 있었다. 2마리의 추가의 새끼 돼지는 이중대립유전자 단일 bp 삽입을 가지고 있었다. CD163에 대해 모자이크 돌연변이가 검출되지 않았다. Based on success from previous in vitro studies, we produced some CRISPR/Cas9 injected zygotes and implanted 46-55 blastocysts per recipient (this number has been shown to be effective for producing pigs from in vitro derived embryos). Because it appeared). Four embryo transfers were performed, two each for CD163 and CD1D, and pregnancies were obtained for each variant. Four healthy piglets with variants in CD163 were produced (Table 8). All piglets, litter 67 from recipient sow ID O083, exhibited homozygous or biallelic variation of CD163 (Figure 7). Two piglets displayed a designed deletion of CD163 by two CRISPR transfers. All piglets were healthy. For CD1D, one pregnancy also produced 1 female and 3 males with 4 piglets (litter 166 from recipient sow identifier O165) (Table 9). One piglet (166-1) had a mosaic mutation in CD1D containing a 362 bp deletion that completely removed exon 3 containing the start codon (Figure 8). One piglet had a 6 bp insertion with a 2 bp mismatch on one allele and a large deletion on the other allele. Two additional piglets had biallelic single bp insertions. No mosaic mutations were detected for CD163.

논의Argument

GE 돼지 생산의 효율 증가는 농업 및 생물의학을 위한 더 많은 GE 돼지를 제공함으로써 광범위한 영향을 가질 수 있다. 전술한 데이터는 CRISPR/Cas9 시스템을 사용함으로써 특정 돌연변이를 갖는 GE 돼지를 높은 효율로 생산할 수 있음을 보여준다. CRISPR/Cas9 시스템은 체세포 및 이식전 배아 모두에서 유전자를 편집하는 데 성공적으로 적용되었다. Increasing the efficiency of GE pig production could have far-reaching implications by providing more GE pigs for agricultural and biomedical applications. The aforementioned data show that GE pigs with specific mutations can be produced with high efficiency by using the CRISPR/Cas9 system. The CRISPR/Cas9 system has been successfully applied to edit genes in both somatic cells and preimplantation embryos.

CRISPR/Cas9 시스템이 체세포에 도입되는 경우, 그것은 NHEJ에 의해 표적 유전자의 표적화된 파괴를 성공적으로 유도하였지만, HR에 의해 표적화하는 능력을 증가시키지는 않았다. 체세포에서 개별 CRISPR/Cas9의 표적화 효율은 가변적이었고, 이는 가이드의 설계가 표적화 효율에 영향을 미칠 수 있음을 나타내었다. 특히, CRISPR 5350 및 Cas9가 체세포에 도입되는 경우 CD1D의 표적화된 변형을 찾을 수 없었다. 이는 돼지를 생산하기 전에 다수의 gRNA를 설계하고 그의 효율성을 검증하는 것이 유익할 수 있음을 시사한다. 공여체 DNA의 존재시 HR 지시 복구가 부족한 이유는 아직 명확하지 않다. CRISPR 및 공여체 DNA로 형질감염된 886개의 콜로니(CD163 및 CD1D 모두)를 스크리닝한 후, 하나의 콜로니만이 부분적인 HR 사건에 대한 증거를 가지고 있었다. 결과는 CRISPR/Cas9 시스템이 도입된 공여체 DNA와 함께 작동하여 표적 유전자 상에 예상치 못한 큰 결실을 일으키지만 이들 2개의 특정 표적화 벡터에 대한 HR 효율을 증가시키지는 않는다는 것을 입증한다. 그러나, 큰 결실 관찰에 대한 구체적인 메커니즘은 알려져 있지 않다. 본 발명자들의 이전의 보고는 공여체 DNA가 ZFN과 함께 효과적으로 사용되어 HR 지시 복구를 유도할 수 있음을 시사하였다. 유사하게, 공여체 DNA를 CRISPR/Cas9 시스템과 함께 사용하였을 때 표적화 효율의 증가가 관찰되었지만, 완전한 HR 지시 복구는 관찰되지 않았다. ZFN을 사용한 이전의 연구에서, ZFN에 의해 DSB를 유도한 후 도입된 공여체 DNA의 부분적인 재조합이 발견되었기 때문에 표적화된 변형이 HR 및 NHEJ의 조합을 통해 일어날 수 있음이 관찰되었다. 한 가지 설명은 HR 및 NHEJ 경로가 독립적인 것이 아니라 함께 작용하여 DSB가 호밍 엔도뉴클레아제에 의해 유도된 후 복구 과정을 완료할 수 있다는 것일 수 있다. 이들 실험 결과에서 통계적인 차이가 발견되지 않았음에도 불구하고, 더 높은 농도의 CRISPR은 체세포에서 표적화 효율을 개선할 수 있다. 이는 CRISPR이 CRISPR/Cas9 시스템에서 제한 인자이지만, 추가 검증이 필요하다는 것을 시사할 수 있다. 표적화된 세포가 SCNT를 통해 GE 돼지를 생산하는 데 성공적으로 사용되었고, 이는 CRISPR/Cas9의 적용이 클로닝될 세포의 능력에 영향을 미치지 않는다는 것을 나타낸다. 몇몇 새끼 돼지는 건강 문제로 안락사되었지만, 이것은 SCNT 유도된 새끼 돼지에서 흔하다.When the CRISPR/Cas9 system was introduced into somatic cells, it successfully induced targeted destruction of target genes by NHEJ, but did not increase the ability to target by HR. The targeting efficiency of individual CRISPR/Cas9 in somatic cells was variable, indicating that the design of the guide may affect targeting efficiency. In particular, no targeted modification of CD1D was found when CRISPR 5350 and Cas9 were introduced into somatic cells. This suggests that it may be beneficial to design multiple gRNAs and verify their efficiency before producing pigs. The reason for the lack of HR-directed repair in the presence of donor DNA is not yet clear. After screening 886 colonies (both CD163 and CD1D) transfected with CRISPR and donor DNA, only one colony had evidence for a partial HR event. The results demonstrate that the CRISPR/Cas9 system works with introduced donor DNA to produce unexpectedly large deletions on target genes but does not increase HR efficiency for these two specific targeting vectors. However, the specific mechanism for the observation of large deletions is unknown. Our previous report suggested that donor DNA could be effectively used with ZFNs to induce HR-directed repair. Similarly, an increase in targeting efficiency was observed when donor DNA was used with the CRISPR/Cas9 system, but full HR-directed repair was not observed. In previous studies using ZFNs, it was observed that targeted modifications can occur through a combination of HR and NHEJ, since partial recombination of the introduced donor DNA was found after inducing DSBs by ZFNs. One explanation could be that the HR and NHEJ pathways are not independent but act together to complete the repair process after DSBs are induced by homing endonucleases. Although no statistical differences were found in the results of these experiments, higher concentrations of CRISPR may improve targeting efficiency in somatic cells. This may suggest that CRISPR is a limiting factor in the CRISPR/Cas9 system, but further validation is needed. Targeted cells were successfully used to produce GE pigs via SCNT, indicating that application of CRISPR/Cas9 does not affect the ability of the cells to be cloned. Some piglets were euthanized due to health issues, but this is common in SCNT-induced piglets.

CRISPR/Cas9 시스템이 접합자 주입에 의해 발달하는 배아에 도입되는 경우, 거의 100%의 배아 및 돼지가 표적화된 유전자 내에 INDEL을 포함하였고, 이는 상기 기술이 배아발생 동안 매우 효과적이라는 것을 입증한다. 이 연구 동안 관찰된 효율은 배아발생 동안 호밍 엔도뉴클레아제를 이용하는 다른 연구에서 보고된 빈도를 능가한다. 배반포 단계에 도달하는 배아의 수의 감소는 이 연구에서 도입된 CRISPR/Cas9의 농도가 배아에 독성일 수 있음을 시사하였다. 전달 시스템의 추가 최적화는 배아의 생존성을 증가시켜 공정의 전체적인 효율을 개선할 수 있다. 여기서 관찰된 거의 100%의 돌연변이유발율은 돼지의 CRISPR/Cas9 매개된 녹아웃에서의 이전의 보고와 상이하였지만; 연구 간의 효율 차이는 선택된 가이드 및 표적의 조합일 수 있다. 본 연구에서, 더 낮은 농도의 CRISPR/Cas9(각각 10 ng/μl)가 발달하는 배아에서 돌연변이를 생성하고 GE 돼지를 생산하는 데 효과적이었다. 농도는 이전에 돼지 접합자에서 보고된 것(125 ng/μl의 Cas9 및 12.5 ng/μl의 CRISPR)보다 더 낮다. 더 낮은 농도의 CRISPR/Cas9 구성요소는 발달하는 배아에 유익할 수 있는데, 발달하는 배아 내로 과량의 핵산을 도입하는 것이 독성일 수 있기 때문이다. 일부 모자이크 유전자형이 시험관내 분석으로부터 CRISPR/Cas9 주입된 배아에서 관찰되었지만; 상기 접근법을 통해 생산된 1마리의 새끼 돼지만이 모자이크 유전자형을 가지고 있었다. 잠재적으로, CRISPR/Cas9 구성요소를 주입하는 것이 다른 호밍 엔도뉴클레아제를 도입하는 것보다 더 효과적일 수 있는데, 모자이크 유전자형이 접합자에서 CRISPR/Cas9 시스템을 사용하는 주요 장애물로 간주되었기 때문이다. 본 결과에 의해 입증된 CRISPR/Cas9 시스템을 사용하는 또 다른 이점은 CRISPR/Cas9 시스템이 주입된 IVF 유래 접합자로부터 생산된 CD163 녹아웃 돼지는 손실되지 않은 반면, SCNT로부터 비롯된 몇 마리의 새끼 돼지는 며칠 후에 안락사되었다는 것이다. 이는 상기 기술이 녹아웃 돼지를 생성할 때 SCNT의 필요를 우회할 수 있을 뿐만 아니라 SCNT와 관련된 일반적인 건강 문제를 극복할 수 있음을 시사한다. CRISPR/Cas9 mRNA를 접합자에 주입하는 것이 최적화되었으므로, 향후 실험은 또한 공여체 DNA의 공동 주입을 포함할 것이다. When the CRISPR/Cas9 system was introduced into developing embryos by zygote injection, nearly 100% of embryos and pigs contained INDELs within the targeted gene, demonstrating that the technology is highly effective during embryogenesis. The efficiencies observed during this study exceed the frequencies reported in other studies utilizing homing endonucleases during embryogenesis. The decrease in the number of embryos reaching the blastocyst stage suggested that the concentration of CRISPR/Cas9 introduced in this study may be toxic to embryos. Further optimization of the delivery system could improve the overall efficiency of the process by increasing embryo viability. The nearly 100% mutagenicity rate observed here differed from previous reports in CRISPR/Cas9-mediated knockouts in pigs; Differences in efficiency between studies may be due to the combination of guides and targets selected. In this study, lower concentrations of CRISPR/Cas9 (10 ng/μl each) were effective in generating mutations in developing embryos and producing GE pigs. The concentrations are lower than those previously reported in porcine zygotes (125 ng/μl Cas9 and 12.5 ng/μl CRISPR). Lower concentrations of CRISPR/Cas9 components may be beneficial to the developing embryo, as introducing excess nucleic acid into the developing embryo can be toxic. Some mosaic genotypes were observed in CRISPR/Cas9-injected embryos from in vitro assays; Only one piglet produced through this approach had a mosaic genotype. Potentially, injecting CRISPR/Cas9 components may be more effective than introducing other homing endonucleases, as mosaic genotypes have been considered a major obstacle to using the CRISPR/Cas9 system in zygotes. Another advantage of using the CRISPR/Cas9 system demonstrated by our results is that CD163 knockout pigs produced from IVF-derived zygotes injected with the CRISPR/Cas9 system were not lost, whereas several piglets originating from SCNT were lost after a few days. It is said that he was euthanized. This suggests that the technology can not only bypass the need for SCNT when generating knockout pigs, but also overcome common health problems associated with SCNT. Now that injection of CRISPR/Cas9 mRNA into zygotes has been optimized, future experiments will also include co-injection of donor DNA.

본 연구는 접합자에서 Cas9와 함께 2개의 CRISPR을 도입하는 것이 발달하는 배아에서 염색체 결실을 유도할 수 있고 의도된 결실, 즉, 2개의 CRISPR 가이드 사이의 특정 결실을 갖는 돼지를 생산할 수 있음을 입증한다. 이 설계된 결실은 NHEJ에 의해 야기되는 무작위 사건에 의존하지 않고 결실의 크기를 특정할 수 있기 때문에 유익할 수 있다. 특히, 만약 호밍 엔도뉴클레아제에 의해 야기된 3의 배수의 뉴클레오타이드의 삽입/결실이 존재한다면, 프레임 이동이 발생하지 않을 것이기 때문에 돌연변이는 오히려 정상하위대립인자(hypomorphic) 돌연변이를 초래할 수 있다. 그러나, 2개의 CRISPR을 도입함으로써, 비기능성 단백질을 생성할 가능성이 더 높은 더 큰 결실을 유발할 수 있다. 흥미롭게도, CD1D CRISPR은 CD163보다 게놈 내의 더 큰 영역에 걸쳐 설계되었고; CD163 CRISPR 10 및 131 사이에는 124 bp 거리가 있는 반면, CD1D의 경우 CRISPR 4800 및 5350 사이에는 550 bp의 거리가 있었다. CRISPR 사이의 더 긴 거리는 연구에서 나타난 바와 같이 결실을 생성하는데 그다지 효과적이지 않았다. 그러나, 본 연구는 제한된 수의 관찰만을 포함하였고, 본원에서 다루지 않은 개별 CRISPR의 효능을 고려할 필요가 있기 때문에, CRISPR 사이의 거리와 의도된 결실을 유발할 가능성 사이의 관계를 확인하기 위해 추가의 연구가 필요하다.This study demonstrates that introducing two CRISPRs together with Cas9 in the zygote can induce chromosomal deletions in the developing embryo and produce pigs with the intended deletion, i.e., a specific deletion between the two CRISPR guides. . This engineered deletion can be beneficial because it allows the size of the deletion to be specified without relying on random events caused by NHEJ. In particular, if there are insertions/deletions of multiples of 3 nucleotides caused by homing endonucleases, the mutation may actually result in a hypomorphic mutation since no frameshift will occur. However, by introducing two CRISPRs, it is possible to cause larger deletions that are more likely to produce non-functional proteins. Interestingly, CD1D CRISPR was designed to span a larger region within the genome than CD163; There was a 124 bp distance between CD163 CRISPR 10 and 131, while for CD1D there was a 550 bp distance between CRISPR 4800 and 5350. Longer distances between CRISPRs were not as effective in generating deletions as shown in the study. However, because this study included only a limited number of observations and there is a need to consider the efficacy of individual CRISPRs, which are not covered herein, further studies are needed to determine the relationship between the distance between CRISPRs and their likelihood of causing the intended deletion. need.

CRISPR/Cas9 시스템은 또한 동일한 배아 내의 2개의 유전자를 동시에 표적화하는 데 효과적이었고, 유일한 추가의 단계는 crRNA와 함께 하나의 추가의 CRISPR을 도입하는 것이다. 이는 다른 호밍 엔도뉴클레아제와 비교하여 다수의 유전자를 파괴하기 쉽다는 것을 예시한다. 이들 결과는 이 기술이 보상 효과를 가질 수 있는 유전자 클러스터 또는 유전자 계열을 표적화하는 데 사용될 수 있음을 시사하고, 따라서 모든 유전자가 파괴되지 않는 한 개별 유전자의 역할을 결정하기 어렵다는 것을 증명한다. 결과는 CRISPR/Cas9 기술이 체세포에서 유전자 표적화 효율의 증가에 의해 그리고 직접적인 접합자 주입에 의해 GE 돼지를 생성하는 데 적용될 수 있음을 입증한다.The CRISPR/Cas9 system was also effective in simultaneously targeting two genes within the same embryo, with the only additional step being the introduction of one additional CRISPR along with the crRNA. This illustrates that it is easy to destroy multiple genes compared to other homing endonucleases. These results suggest that this technique can be used to target gene clusters or gene families that may have compensatory effects and thus demonstrate that it is difficult to determine the role of individual genes unless all genes are disrupted. The results demonstrate that CRISPR/Cas9 technology can be applied to generate GE pigs by increasing gene targeting efficiency in somatic cells and by direct zygote injection.

실시예 2: CD163 단백질을 코딩하는 유전자 내에 변형된 염색체 서열을 갖는 돼지류에서 PRRSV에 대한 내성 증가Example 2: Increased resistance to PRRSV in swine with a modified chromosomal sequence in the gene encoding the CD163 protein

돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV)는 지난 25년 동안 양돈 산업을 황폐화시켰다. 바이러스 유입 방식에 관한 추측은 SIGLEC1 및 CD163 모두를 포함하였다. SIGLEC1의 녹아웃은 바이러스 공격에 대한 반응에 영향을 미치지 않았지만, 본 실시예에서 CD163 null 동물은 PRRSV 감염의 모든 특징인 감염, 폐 병리, 바이러스혈증 또는 항체 생산의 임상적 징후를 보이지 않는 것으로 나타난다. PRRSV 유입 매개체가 확인되었을 뿐만 아니라; 유사하게 생성된 동물이 식량 공급에 들어가게 된다면, 상당한 경제 손실 및 동물 고통을 방지하기 위한 전략이 기술되었다. Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) has ravaged the swine industry over the past 25 years. Speculation regarding the mode of viral entry included both SIGLEC1 and CD163. Knockout of SIGLEC1 did not affect the response to viral challenge, but in this example CD163 null animals appear to show no clinical signs of infection, lung pathology, viremia or antibody production, all hallmarks of PRRSV infection. Not only has the vector of PRRSV introduction been identified; Strategies have been described to prevent significant economic loss and animal suffering if similarly produced animals were to enter the food supply.

물질 및 방법Materials and Methods

유전자형 분석Genotyping

유전자형 분석은 DNA 시퀀싱 및 mRNA 시퀀싱 모두에 기초하였다. 웅돈(sire)의 유전자형은 하나의 대립유전자에 11 bp 결실을 가지고 있었는데, 이는 번역시 45개의 아미노산을 도메인 5로 예측하여 아미노산 64에서 미성숙 정지 코돈을 초래하였다. 다른 대립유전자에는 엑손 7에 2 bp 부가 및 엑손 7 앞의 인트론에 377 bp 결실이 존재하였는데, 이는 번역시 도메인 5의 처음 49개 아미노산을 예측하여 아미노산 85에 미성숙 정지 코드를 초래하였다. 한 마리의 암퇘지는 하나의 대립유전자에 7 bp 부가를 가지고 있었는데, 이는 번역시 도메인 5의 처음 48개 아미노산을 예측하여 아미노산 70에 미성숙 정지 코돈을 초래하였다. 다른 대립유전자는 특성이 규명되지 않았는데(A), PCR 또는 장거리 6.3 kb PCR에 의해 엑손 7로부터의 밴드가 없었기 때문이었다. 다른 3마리의 암퇘지는 클론이었고, 도메인 5로부터 43개의 아미노산의 결실을 초래할 것으로 예측되는 엑손 7에 129 bp 결실을 가지고 있었다. 다른 대립유전자는 특성이 규명되지 않았다(B). Genotyping was based on both DNA sequencing and mRNA sequencing. The boar (sire) genotype had an 11 bp deletion in one allele, which upon translation predicted 45 amino acids to domain 5, resulting in a premature stop codon at amino acid 64. The other allele contained a 2 bp addition in exon 7 and a 377 bp deletion in the intron preceding exon 7, which upon translation predicted the first 49 amino acids of domain 5, resulting in a premature stop code at amino acid 85. One sow had a 7 bp addition on one allele, which upon translation predicted the first 48 amino acids of domain 5, resulting in a premature stop codon at amino acid 70. The other allele was not characterized (A) because there was no band from exon 7 by PCR or long-range 6.3 kb PCR. The other three sows were clones and had a 129 bp deletion in exon 7, which was predicted to result in a deletion of 43 amino acids from domain 5. The other allele has not been characterized (B).

돼지 감염을 위한 바이러스 접종물의 배양 및 생산에서 PRRSV의 성장은 승인된 IBC 지원 973 하에 커버된다The growth of PRRSV in the culture and production of viral inoculum for swine infection is covered under approved IBC support 973.

PRRSV의 A 유형 균주인 단리물 NVSL 97-7895(GenBank # AF325691 2001-02-11)를 승인된 IBC 프로토콜 973에 기재된 대로 성장시켰다. 이 실험실 단리물은 약 20년 동안 실험 연구에 사용되었다(Ladinig 등, 2015). 두 번째 단리물을 이전에 기재된 바와 같이(Prather 등, 2013) 두 번째 시험 KS06-72109에 사용하였다. Isolate NVSL 97-7895, a type A strain of PRRSV (GenBank # AF325691 2001-02-11), was grown as described in the approved IBC protocol 973. This laboratory isolate has been used in experimental research for approximately 20 years (Ladinig et al., 2015). A second isolate was used in the second test KS06-72109 as previously described (Prather et al., 2013).

PRRSV를 이용한 돼지의 감염Infection of pigs with PRRSV

PRRSV에 대한 표준화된 감염 프로토콜을 돼지 감염에 사용하였다. 3주령 새끼 돼지에 근육내(IM) 및 비강내(IN) 경로에 의해 투여된 대략 104 TCID50의 PRRS 바이러스를 접종하였다. 돼지를 매일 모니터링하였고, 질환 증상을 보이는 돼지는 CMG 수의사의 권고에 따라 치료한다. 심한 고통을 보이고 감염에 굴복할 위험이 있는 돼지는 인도적으로 안락사시키고 샘플을 수집한다. 평가 또는 치료에서 편견을 없애기 위해 스텝 및 수의사는 돼지의 유전적 상태를 알지 못하게 하였다. PRRSV는 감염 동안 체액에 존재하며; 따라서, 혈액 샘플을 수집하고 각 돼지에서 바이러스혈증의 양 또는 정도를 결정하기 위해 측정할 때까지 -80℃에서 보관하였다. 실험 말기에, 돼지의 무게를 재고, 인도적으로 안락사시키고, 조직을 수집하고, 10% 완충된 포르말린에 고정시키고, 파라핀에 포매시키고, 면허가 있는 병리학자가 조직병리학을 위해 처리하였다. A standardized infection protocol for PRRSV was used to infect pigs. PRRS of approximately 10 4 TCID50 administered by intramuscular (IM) and intranasal (IN) routes to 3-week-old piglets. The virus was inoculated. Pigs are monitored daily, and pigs showing disease symptoms are treated according to the recommendations of CMG veterinarians. Pigs showing severe distress and at risk of succumbing to infection are humanely euthanized and samples collected. To eliminate bias in evaluation or treatment, staff and veterinarians were blinded to the pigs' genetic status. PRRSV is present in body fluids during infection; Therefore, blood samples were collected and stored at -80°C until measured to determine the amount or degree of viremia in each pig. At the end of the experiment, pigs were weighed, humanely euthanized, and tissues were collected, fixed in 10% buffered formalin, embedded in paraffin, and processed for histopathology by a licensed pathologist.

시험감염된 돼지의 표현형 점수Phenotypic scores of challenge-infected pigs

돼지의 표현형을 아래와 같이 매일 맹검으로 채점하였다: 돼지의 태도는 어떠한가? 태도 점수: 0: BAR, 1: QAR, 2: 약간 우울함, 3: 우울함, 4: 빈사(Moribund). 돼지의 몸 상태는 어떠한가? 몸 상태 점수: 1: 수척, 2: 마름, 3: 이상적, 4: 살찜, 5: 과잉비만/비만. 돼지의 직장 온도는 얼마인가? 정상 체온 101.6-103.6°F (열은 ≥104°F로 간주됨). 다리를 저는가(등급)? 어느 다리? 관절 종창 및 발굽 병변을 평가함(발굽의 바닥 및 측면 확인). 절뚝거림 점수: 1: 절뚝거림 없음, 2: 걸을 때 약간 고르지 않음, 일부 관절이 뻣뻣해 보이지만 절뚝거림은 없음. 3: 가벼운 절뚝거림, 걸으면서 약간 절뚝거림, 4: 중간 정도의 절뚝거림, 발가락 터칭 절름발이(toe touching lame)를 포함한 명백한 절뚝거림, 5: 심한 절뚝거림, 다리로 체중을 지탱하지 못함, 서고 걷는데 자극이 필요함. 호흡 곤란이 있는가(등급)? 입을 벌리고 호흡하는가? 코 분비물이 있는가(분비물 색, 분비물 양: 약함/중간/심함)? 동물 기침을 알아챘는가? 눈 분비물이 있는가? 호흡 점수: 0: 정상, 1: 스트레스 받을 때(다루어질 때) 약한 호흡곤란 및/또는 빈호흡), 2: 쉴 때 약한 호흡곤란 및/또는 빈호흡, 3: 스트레스 받을 때(다루어질 때) 중간 정도의 호흡곤란 및/또는 빈호흡, 4: 쉴 때 중간 정도의 호흡곤란 및/또는 빈호흡, 5: 스트레스 받을 때(다루어질 때) 심한 호흡곤란 및/또는 빈호흡, 6: 쉴 때 심한 호흡곤란 및/또는 빈호흡. 설사(등급) 또는 구토의 증거가 있는가? 혈액 또는 점액이 있는가? 설사 점수: 0: 보이는 분변이 없음, 1: 정상적인 대변, 2: 무르지만 형태가 있는 대변(소프트 요거트 점도, 소 패티를 생성함), 3: 미립자 분변 물질을 가진 갈색/황갈색의 액체 설사, 4: 미립자 분변 물질이 없는 갈색/황갈색의 액체 설사, 5: 물과 유사해 보이는 액체 설사. The pigs' phenotype was blindly scored daily as follows: What is the pig's attitude? Attitude Score: 0: BAR, 1: QAR, 2: slightly depressed, 3: depressed, 4: moribund. What is the pig's body condition? Body condition score: 1: emaciated, 2: thin, 3: ideal, 4: lean, 5: overweight/obese. What is the rectal temperature of a pig? Normal body temperature 101.6-103.6°F (fever is considered ≥104°F). Are you lame (level)? Which leg? Assess for joint swelling and hoof lesions (check the bottom and sides of the hoof). Limping Score: 1: No limping, 2: Walking is slightly uneven, some joints appear stiff, but no limping. 3: Mild limping, slight limping when walking, 4: Moderate limping, apparent limping including toe touching lame, 5: Severe limping, inability to bear weight on leg, standing and walking. Needs stimulation. Do you have difficulty breathing (grade)? Do you breathe with your mouth open? Is there any nasal discharge (color of discharge, amount of discharge: mild/moderate/severe)? Have you noticed an animal coughing? Is there eye discharge? Breathing Score: 0: normal, 1: mild dyspnea and/or tachypnea when stressed (handled), 2: mild dyspnea and/or tachypnea at rest, 3: moderate dyspnea when stressed (handled) and/or tachypnea, 4: moderate dyspnea and/or tachypnea at rest, 5: severe dyspnea and/or tachypnea when stressed (handled), 6: severe dyspnea and/or tachypnea at rest. Is there evidence of diarrhea (grade) or vomiting? Is there blood or mucus? Diarrhea score: 0: no visible feces, 1: normal stool, 2: soft but formable stool (consistency of soft yogurt, producing cow patties), 3: brown/tan liquid diarrhea with particulate fecal material, 4 : Brown/tan liquid diarrhea without particulate fecal material, 5: Liquid diarrhea that appears similar to water.

이 점수 시스템은 KSU의 메건 니더워더(Megan Niederwerder) 박사에 의해 개발되었으며, 다음의 간행물에 기초한다(Halbur 등, 1995; Merck; Miao 등, 2009; Patience and Thacker, 1989; Winckler and Willen, 2001). 치료로서 유전자형에 기초하여 분리된 ANOVA를 사용하여 점수 및 온도를 분석하였다. This scoring system was developed by Dr. Megan Niederwerder at KSU and is based on the following publications (Halbur et al., 1995; Merck; Miao et al., 2009; Patience and Thacker, 1989; Winckler and Willen, 2001 ). Scores and temperature were analyzed using separate ANOVA based on genotype as treatment.

PRRSV 바이러스혈증의 측정Measurement of PRRSV viremia

바이러스혈증을 두 가지 접근법을 통해 결정하였다. 96 웰-플레이트에서 컨플루언트 MARC-145 세포에 혈청의 연속 1:10 희석액을 첨가하여 바이러스 적정을 수행하였다. 혈청을 이전에 기재된 바와 같이(Prather 등, 2013) 8% 우태아 혈청, 페니실린, 스트렙토마이신, 및 암포테리신 B가 보충된 이글 최소 필수 배지에서 희석하였다. 세포를 4일의 인큐베이션 후 현미경을 사용하여 세포병변 효과의 존재에 대해 조사하였다. 세포병변 효과를 나타내는 최고 희석을 적정 종점으로서 채점하였다. 바이러스 핵산을 측정하기 위해 총 RNA를 Life Technologies MagMAX-96 바이러스 RNA 단리 키트를 사용하여 혈청으로부터 단리하였다. 역전사 중합효소 연쇄 반응을 제조자의 지침에 따라 CFX-96 실시간 PCR 시스템(Bio-Rad) 상에서 Tetracore로부터의 EZ-PRRSV MPX 4.0 키트를 사용하여 수행하였다. 각각의 반응물(25 μl)은 5.8 μl의 혈청으로부터의 RNA를 함유하였다. 표준 곡선을 키트(Tetracore)에 공급된 RNA 대조군의 연속 희석액을 제조함으로써 작성하였다. PCR당 주형의 수를 기록한다.Viremia was determined using two approaches. Virus titrations were performed by adding serial 1:10 dilutions of serum to confluent MARC-145 cells in 96 well-plates. Serum was diluted in Eagle's minimal essential medium supplemented with 8% fetal bovine serum, penicillin, streptomycin, and amphotericin B, as previously described (Prather et al., 2013). Cells were examined for the presence of cytopathic effects using a microscope after 4 days of incubation. The highest dilution showing a cytopathic effect was scored as the titration endpoint. To measure viral nucleic acid, total RNA was isolated from serum using the Life Technologies MagMAX-96 viral RNA isolation kit. Reverse transcription polymerase chain reaction was performed using the EZ-PRRSV MPX 4.0 kit from Tetracore on a CFX-96 real-time PCR system (Bio-Rad) according to the manufacturer's instructions. Each reaction (25 μl) contained 5.8 μl of RNA from serum. A standard curve was created by preparing serial dilutions of the RNA control supplied in the kit (Tetracore). Record the number of templates per PCR.

PAM 세포의 SIGLEC1 및 CD163 염색SIGLEC1 and CD163 staining of PAM cells

폐를 절개하고 이를 ~100 ml 차가운 인산 완충 식염수로 채움으로써 돼지 폐포 대식세포(PAM)를 수집하였다. 인산 완충 식염수 세척물을 회수한 후, 세포를 펠렛화하고, 5 ml 차가운 인산 완충 식염수에 재현탁시키고, 얼음 위에서 보관하였다. 대략 107개의 PAM을 5 mL의 다양한 항체(항-돼지 CD169(클론 3B11/11; AbD Serotec); 5% 우태아 혈청 및 0.1% 아지드화나트륨을 갖는 인산 완충 식염수에서 희석된 항-돼지 CD163(클론 2A10/11; AbD Serotec))에서 30분 동안 얼음 위에서 인큐베이션하였다. 세포를 세척하고 염색 완충액에서 희석된 염소 항-마우스 IgG에 접합된 플루오레세인 이소티오시아네이트(FITC)(life Technologies)의 1/100 희석액에 재현탁시키고, 얼음 위에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 적어도 104개의 세포를 FACSCalibur 유세포측정기 및 Cell Quest 소프트웨어(Becton Dickinson)를 사용하여 분석하였다. Porcine alveolar macrophages (PAMs) were collected by dissecting lungs and filling them with ~100 ml cold phosphate-buffered saline. After recovering the phosphate-buffered saline wash, cells were pelleted, resuspended in 5 ml cold phosphate-buffered saline, and stored on ice. Approximately 10 7 PAMs were incubated in 5 mL of various antibodies (anti-porcine CD169 (clone 3B11/11; AbD Serotec); anti-porcine CD163 diluted in phosphate buffered saline with 5% fetal bovine serum and 0.1% sodium azide. (clone 2A10/11; AbD Serotec)) and incubated on ice for 30 minutes. Cells were washed and resuspended in a 1/100 dilution of fluorescein isothiocyanate (FITC) conjugated to goat anti-mouse IgG (life Technologies) diluted in staining buffer and incubated on ice for 30 min. At least 10 4 cells were analyzed using a FACSCalibur flow cytometer and Cell Quest software (Becton Dickinson).

PRRSV-특이적 Ig의 측정Measurement of PRRSV-specific Ig

PRRSV 특이적 Ig를 측정하기 위해, 재조합 PRRSV N 단백질을 박테리아에서 발현시키고(Trible 등, 2012), 키트(Luminex Corporation)를 사용하여 자성 Luminex 비드에 접합시켰다. N 단백질 결합된 비드를 10% 염소 혈청을 함유하는 인산 완충 식염수에서 2,500 비드/50 μl로 희석하고, 96-웰 둥근바닥 폴리스티렌 플레이트의 웰에 넣었다. 혈청을 10% 염소 혈청을 함유하는 인산 완충 식염수에서 1:400으로 희석하고, 50 μl를 이중 웰에 첨가하고, 실온에서 부드럽게 흔들면서 30분 동안 인큐베이션하였다. 다음으로, 플레이트를 10% 염소 혈청을 함유하는 인산 완충 식염수로 세척(3X)하고, 10% 염소 혈청을 함유하는 인산 완충 식염수에서 2 μg/ml로 희석된 50 μl의 바이오틴-SP-접합된 친화성 정제된 염소 항-돼지류 이차 항체(IgG, Jackson ImmunoResearch) 또는 바이오틴 표지된 친화성 정제된 염소 항-돼지류 IgM(KPL)을 첨가하였다. 플레이트를 30분의 인큐베이션 후 세척(3X)한 다음, 50 μl의 스트렙타비딘 접합된 피코에리트린(10% 염소 혈청을 함유하는 인산 완충 식염수 중의 2 μg/ml(Moss, Inc.))을 첨가하였다. 30분 후 플레이트를 세척하고, 미소구체를 10% 염소 혈청을 함유하는 100 μl의 인산 완충 식염수에 재현탁시키고, MAGPIX 및 Luminex xPONENT 4.2 소프트웨어를 사용하여 분석하였다. 평균 형광 강도(MFI)를 기록한다.To measure PRRSV-specific Ig, recombinant PRRSV N protein was expressed in bacteria (Trible et al., 2012) and conjugated to magnetic Luminex beads using a kit (Luminex Corporation). N protein-bound beads were diluted to 2,500 beads/50 μl in phosphate-buffered saline containing 10% goat serum and placed in wells of a 96-well round-bottom polystyrene plate. Serum was diluted 1:400 in phosphate-buffered saline containing 10% goat serum, and 50 μl was added to duplicate wells and incubated for 30 min with gentle shaking at room temperature. Next, the plate was washed (3 Intracellular purified goat anti-porcine secondary antibody (IgG, Jackson ImmunoResearch) or biotin-labeled affinity purified goat anti-porcine IgM (KPL) was added. Plates were washed (3X) after 30 min of incubation, followed by addition of 50 μl of streptavidin-conjugated phycoerythrin (2 μg/ml in phosphate-buffered saline containing 10% goat serum (Moss, Inc.)). did. After 30 min, the plates were washed, and the microspheres were resuspended in 100 μl of phosphate-buffered saline containing 10% goat serum and analyzed using MAGPIX and Luminex xPONENT 4.2 software. Record the mean fluorescence intensity (MFI).

결과result

CD163의 돌연변이를 실시예 1에서 상기 기재된 바와 같이 CRISPR/Cas9 기술을 사용하여 생성하였다. 접합자 주입 및 체세포 핵 이식으로부터 몇 마리의 창시자 동물을 생산하였다. 이들 창시자 중 일부를 교배하여 연구할 자손을 생성하였다. 단일 창시자 수컷을 2개의 유전자형을 가진 암컷과 교배하였다. 창시자 수컷(67-1)은 하나의 대립유전자 상의 엑손 7에 11 bp 결실 및 다른 대립유전자의 엑손 7에 2 bp 부가(및 이전 인트론에 377 bp 결실)를 가지고 있었고, null 동물(CD163 -/-)인 것으로 예측되었다. 한 마리의 창시자 암컷(65-1)은 하나의 대립유전자 내의 엑손 7에 7 bp 부가 및 특성이 규명되지 않은 상응하는 대립유전자를 가지고 있었고, 따라서 녹아웃(CD163 -/?)에 대해 이종접합성인 것으로 예측되었다. 두 번째 창시자 암컷 유전자형(클론인 3마리의 동물)은 아직 특성이 규명되지 않은 대립유전자 및 엑손 7 내에 129 bp 결실을 갖는 대립유전자를 함유하였다. 이 결실은 도메인 5에서 43개의 아미노산의 결실을 초래할 것으로 예측된다. 이들 동물 간의 교배는 수퇘지로부터 null 대립유전자 및 암퇘지로부터 43개의 아미노산 결실 또는 특성이 규명되지 않은 대립유전자 중 하나를 물려받은 새끼 돼지를 모두 초래하였다. 바이러스 시험감염에 대한 양성 대조군으로서 작용하는 야생형 새끼 돼지 이외에, 이것은 4개의 추가의 유전자형을 생성하였다(표 12).Mutations of CD163 were generated using CRISPR/Cas9 technology as described above in Example 1. Several founder animals were produced from zygote injection and somatic cell nuclear transfer. Some of these founders were crossed to produce offspring to be studied. Single founder males were crossed with females of two genotypes. The founder male (67-1) had an 11 bp deletion in exon 7 on one allele and a 2 bp addition in exon 7 on the other allele (and a 377 bp deletion in the previous intron), and null animals ( CD163 −/− ) was predicted to be. One founder female (65-1) had a 7 bp addition in exon 7 in one allele and an uncharacterized corresponding allele and was therefore heterozygous for the knockout ( CD163 -/? ). It was predicted. The second founder female genotype (three clonal animals) contained an as yet uncharacterized allele and an allele with a 129 bp deletion within exon 7. This deletion is predicted to result in the deletion of 43 amino acids in domain 5. Crosses between these animals resulted in piglets that inherited both a null allele from the boar and either a 43 amino acid deletion or an uncharacterized allele from the sow. In addition to wild-type piglets, which served as positive controls for virus challenge, this resulted in four additional genotypes (Table 12).

이유기에, 유전자 편집된 새끼 돼지 및 야생형 연령 일치된 새끼 돼지를 PRRSV 시험감염을 위해 캔자스 주립 대학교로 이송하였다. PRRSV 시험감염을 이전에 기재된 바와 같이 수행하였다(Prather 등, 2013). 3주령의 새끼 돼지를 시험감염 시설로 옮겨 단일 그룹으로 유지시켰다. 모든 실험은 동물 사용 및 생물안전 위원회의 승인 후 시작하였다. 순응 후, 돼지를 MARC-145 세포 상에서 증식된 PRRSV 단리물인 NVSL 97-7895(Ladinig 등, 2015)로 시험감염시켰다(Kim 등, 1993). 돼지를 대략 105 TCID50의 바이러스로 시험감염시켰다. 접종물의 절반은 근육내로 전달하고, 나머지는 비강내로 전달하였다. 감염된 모든 돼지를 단일 그룹으로 유지시켰고, 이는 감염된 같은 우리 돼지(pen mate)로부터 바이러스의 지속적인 노출을 허용하였다. 혈액 샘플을 감염 후 최대 35일까지의 다양한 일수에 그리고 종결시에 35일에 수집하였다. 돼지를 부검하고, 조직을 10% 완충된 포르말린에 고정시키고, 파라핀에 포매시키고, 조직병리학을 위해 처리하였다. 감염 과정 동안 기록된 PRRSV 관련 임상 징후는 호흡 곤란, 식욕부진, 무기력 및 발열을 포함하였다. 연구 기간 동안의 임상 징후 결과가 도 9에 요약되어 있다. 예상대로, 야생형 Wild Type(CD163+/+) 돼지는 PRRSV 감염의 초기 징후를 나타내었고, 이는 5일 및 14일 사이에 정점에 이르렀고, 연구 나머지 동안 그룹에서 지속되었다. 열성(febrile) 돼지의 백분율은 약 10일에 정점에 이르렀다. 대조적으로, Null(CD163-/-) 새끼 돼지는 전체 연구 기간 동안 임상 징후의 증거를 나타내지 않았다. 급성 PRRSV 감염 동안 호흡 징후는 폐에서 유의미한 조직병리학적 변화에 반영된다(표 9). 야생형 돼지의 감염은 단핵 세포의 침윤과 함께 간질성 부종을 포함하는 PRRS와 일치하는 조직병리학을 나타내었다(도 10). 대조적으로 Null(CD163-/-) 돼지에서는 폐 변화에 대한 증거가 없었다. 다양한 유전자형에 대한 샘플 크기는 작고; 그럼에도 불구하고 평균 점수는 야생형의 경우 3.85(n=7), 특성이 규명되지 않은 A의 경우 1.75(n=4), 특성이 규명되지 않은 B의 경우 1.33(n=3), 및 null(CD163-/-)의 경우 0(n=3)이었다. At weaning, gene-edited piglets and wild-type age-matched piglets were transported to Kansas State University for PRRSV challenge. PRRSV challenge was performed as previously described (Prather et al., 2013). Piglets at 3 weeks of age were transferred to the challenge facility and maintained as a single group. All experiments began after approval from the Animal Use and Biological Safety Committee. After acclimation, pigs were challenged with NVSL 97-7895 (Ladinig et al., 2015), a PRRSV isolate grown on MARC-145 cells (Kim et al., 1993). Pigs were challenged with approximately 10 5 TCID 50 viruses. Half of the inoculum was delivered intramuscularly and the remainder intranasally. All infected pigs were kept in a single group, allowing continued exposure to the virus from infected pen mates. Blood samples were collected at various days up to 35 days post-infection and at termination at 35 days. Pigs were necropsied, and tissues were fixed in 10% buffered formalin, embedded in paraffin, and processed for histopathology. PRRSV-related clinical signs recorded during the course of infection included shortness of breath, anorexia, lethargy, and fever. Clinical sign results during the study period are summarized in Figure 9. As expected, Wild Type ( CD163 +/+ ) pigs showed early signs of PRRSV infection, which peaked between days 5 and 14 and persisted in the group for the remainder of the study. The percentage of febrile pigs peaked at approximately day 10. In contrast, null ( CD163 −/− ) piglets showed no evidence of clinical signs during the entire study period. Respiratory signs during acute PRRSV infection are reflected in significant histopathological changes in the lungs (Table 9). Infection of wild-type pigs showed histopathology consistent with PRRS, including interstitial edema with infiltration of mononuclear cells ( Fig. 10 ). In contrast, there was no evidence of lung changes in null ( CD163 −/− ) pigs. Sample sizes for various genotypes are small; Nonetheless, the mean scores were 3.85 (n=7) for wild type, 1.75 (n=4) for uncharacterized A, 1.33 (n=3) for uncharacterized B, and null (CD163). -/-) was 0 (n=3).

최대 임상 징후는 혈중 PRRSV 수준과 상관관계가 있었다. 바이러스 핵산의 측정을 혈청으로부터 총 RNA의 단리 후 상업적 역전사효소 실시간 PRRSV PCR 시험(Tetracore, Rockville, MD)을 사용한 PRRSV RNA의 증폭에 의해 수행하였다. RT-PCR 키트에 공급된 PRRSV RNA 대조군의 연속 희석액을 제조함으로써 표준 곡선을 작성하고, 결과를 50 μl PCR 반응당 주형 수로서 표준화하였다. PRRSV 단리물은 야생형 CD163+/+ 돼지에서 PRRSV 바이러스혈증의 과정을 따랐다(도 11). 바이러스혈증은 4일째에 뚜렷하였고, 11일째에 정점에 이르렀고, 연구 말기까지 감소하였다. 대조적으로, 바이러스 RNA는 연구 기간 동안 어느 시점에도 CD163 -/- 돼지에서 검출되지 않았다. 바이러스혈증과 일치하게, null 및 특성이 규명되지 않은 대립유전자 돼지에 의한 항체 생산은 14일째에 검출가능하였고, 28일째까지 증가하였다. null 동물에서는 항체 생산이 없었다(도 12). 이와 함께, 이들 데이터는 야생형 돼지가 PRRS와 일치하는 임상 징후의 발생과 함께 PRRSV 복제를 지원한다는 것을 보여준다. 대조적으로, 돼지가 접종되고 감염된 우리 동료에 지속적으로 노출되었음에도 불구하고, 녹아웃 돼지는 바이러스혈증과 임상 징후를 나타내지 않았다. Maximum clinical signs correlated with blood PRRSV levels. Measurement of viral nucleic acid was performed by isolation of total RNA from serum followed by amplification of PRRSV RNA using a commercial reverse transcriptase real-time PRRSV PCR test (Tetracore, Rockville, MD). A standard curve was created by preparing serial dilutions of the PRRSV RNA control supplied in the RT-PCR kit, and the results were normalized to the number of templates per 50 μl PCR reaction. PRRSV isolates followed the course of PRRSV viremia in wild-type CD163 +/+ pigs (Figure 11). Viremia was evident on day 4, peaked on day 11, and declined until the end of the study. In contrast, viral RNA was not detected in CD163 −/− pigs at any time during the study period. Consistent with viremia, antibody production by null and uncharacterized allele pigs was detectable by day 14 and increased until day 28. There was no antibody production in null animals (Figure 12). Together, these data show that wild-type pigs support PRRSV replication with the development of clinical signs consistent with PRRS. In contrast, despite the pigs being inoculated and continuously exposed to infected cage mates, the knockout pigs did not develop viremia and clinical signs.

연구 말기에, 돼지 폐포 대식세포를 폐 세척에 의해 제거하고, 이전에 기재된 바와 같이 SIGLEC1(CD169, 클론 3B11/11) 및 CD163(클론 2A10/11)의 표면 발현을 위해 염색하였다(Prather 등, 2013). 비교적 높은 수준의 CD163 발현이 CD163+/+ 야생형 동물에서 검출되었다(도 13). 대조적으로, CD163-/- 돼지는 배경 수준의 항-CD163 염색만을 나타내었고, 따라서 녹아웃 표현형을 확인하였다. 다른 대식세포 마커 CD169에 대한 발현 수준은 야생형 및 녹아웃 돼지 모두에 대해 유사하였다(도 14). MHC II 및 CD172를 포함하는 다른 대식세포 표면 마커는 두 유전자형에 대해 동일하였다(데이터는 도시되지 않음). At the end of the study, porcine alveolar macrophages were removed by lung lavage and stained for surface expression of SIGLEC1 (CD169, clone 3B11/11) and CD163 (clone 2A10/11) as previously described (Prather et al., 2013). ). Relatively high levels of CD163 expression were detected in CD163 +/+ wild-type animals (Figure 13). In contrast, CD163 −/− pigs showed only background levels of anti-CD163 staining, thus confirming the knockout phenotype. Expression levels for another macrophage marker CD169 were similar for both wild-type and knockout pigs (Figure 14). Other macrophage surface markers, including MHC II and CD172, were identical for both genotypes (data not shown).

샘플 크기는 작았지만, 야생형 돼지는 다른 3개의 유전자형의 돼지(특성이 규명되지 않은 A 1.32 kg ± 0.17, n=4; 특성이 규명되지 않은 B 1.20 kg ± 0.16, n =3; null 1.21 kg ± 0.16, n=3)에 비해 실험 과정 동안 체중이 덜 증가하는 경향이 있었다 (평균 일일 증가 0.81 kg ± 0.33, n=7). Although the sample size was small, wild-type pigs significantly outperformed pigs of the other three genotypes (uncharacterized A 1.32 kg ± 0.17, n = 4; uncharacterized B 1.20 kg ± 0.16, n = 3; null 1.21 kg ± There was a tendency to gain less body weight over the course of the experiment (average daily gain 0.81 kg ± 0.33, n=7) compared to the 0.16, n=3).

두 번째 시험에서, 6마리의 야생형, 6마리의 △43 아미노산, 및 특성이 규명되지 않은 대립유전자(B)를 갖는 6마리의 돼지를 KS06-72109를 사용하여 새끼 돼지를 접종한 것을 제외하고 상기에 기재된 바와 같이 투여시험하였다. NVSL 데이터와 유사하게, 야생형 및 특성이 규명되지 않은 B 새끼 돼지는 바이러스혈증을 발병하였다. 그러나, △43 아미노산 돼지에서는 KS06이 바이러스혈증을 유발하지 않았다(도 15; 표 7). In the second test, six wild-type, six Δ43 amino acid, and six pigs with an uncharacterized allele (B) were inoculated as above except that piglets were inoculated using KS06-72109. The administration test was conducted as described. Similar to the NVSL data, wild-type and uncharacterized B piglets developed viremia. However, KS06 did not cause viremia in Δ43 amino acid pigs (Figure 15; Table 7).

결과 및 결론Results and Conclusion

양돈 산업에 가장 임상적으로 관련된 질환은 PRRS이다. 백신접종 프로그램이 대부분의 돼지류 병원체를 예방하거나 개선하는 데 성공적이었지만, PRRSV는 더 도전해야 하는 것으로 입증되었다. 여기서 CD163이 이러한 바이러스 균주의 유입 매개체로서 확인된다. 창시자 숫퇘지는 CRISPR/Cas9를 접합자에 주입함으로써 생성되었으므로(Whitworth 등, 2014), 이식유전자가 없다. 추가로, 암퇘지(또한 CRISPR/Cas9를 사용하여 생성됨)로부터의 대립유전자 중 하나는 이식유전자를 함유하지 않는다. 따라서 새끼 돼지 #40은 하나의 대립유전자에 7 bp 부가 및 다른 대립유전자에 11 bp 결실을 갖지만, 이식유전자를 갖지 않는다. 이러한 CD163의 바이러스-내성 대립유전자는 돼지류 게놈이 약 28억 bp라는 점을 고려하여 작은 게놈 편집을 나타낸다(Groenen 등, 2012). 유사하게 생성된 동물이 식량 공급에 도입되면, 상당한 경제적 손실을 예방할 수 있다. The most clinically relevant disease in the swine industry is PRRS. Although vaccination programs have been successful in preventing or ameliorating most porcine pathogens, PRRSV has proven to be more challenging. Here, CD163 is identified as an entry vector for this virus strain. Founder sows were created by injecting CRISPR/Cas9 into the zygote (Whitworth et al., 2014) and therefore are transgene-free. Additionally, one of the alleles from the sow (also generated using CRISPR/Cas9) does not contain the transgene. Therefore, piglet #40 has a 7 bp addition on one allele and an 11 bp deletion on the other allele, but does not carry the transgene. This virus-resistant allele of CD163 represents a small genome edit, considering that the porcine genome is approximately 2.8 billion bp (Groenen et al., 2012). If similarly created animals are introduced into the food supply, significant economic losses could be prevented.

실시예 3: 인간 CD163-유사 상동성 SRCR 도메인 8로 대체된 CD163 SRCR 도메인 5를 갖는 돼지류에서 유전자형 1 돼지 생식 및 PRRS 바이러스에 대한 증가된 내성Example 3: Genotype 1 porcine reproduction and increased resistance to PRRS virus in porcines with CD163 SRCR domain 5 replaced by human CD163-like homologous SRCR domain 8

CD163은 돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV)에 대한 주요 수용체로 간주된다. 이 연구에서, 돼지를 다음의 유전자형 중 하나를 갖도록 유전적으로 편집(GE)하였다: CD163의 완전한 녹아웃(KO), CD163 스캐빈저 수용체 시스테인-풍부(SRCR) 도메인 5 내의 결실, 또는 SRCR 도메인 5를 인간 CD163-유사(hCD163L1) SRCR 8 도메인의 동족체를 코딩하는 합성된 엑손으로 대체(도메인 스왑). 돼지 폐포 대식세포(PAM)의 면역표현형분석은 KO 또는 SRCR 도메인 5 결실을 갖는 돼지가 CD163을 발현하지 않았고 PAM이 PRRSV 감염을 지원하지 않았음을 보여주었다. hCD163L1 도메인 8 동족체를 갖는 돼지로부터의 PAM은 CD163을 발현하였고, 2형 유전자형 바이러스의 복제를 지원하였지만, 1형 유전자형 바이러스의 복제는 지원하지 않았다. 대표적인 1형 및 2형 바이러스를 이용한 CD163-변형된 돼지의 감염은 유사한 결과를 생성하였다. 1형 및 2형 바이러스는 수용체로서 CD163의 요건을 포함하여 몇 가지 수준에서 유전적으로 그리고 표현형으로 유사한 것으로 간주되지만, 결과는 CD163 분자의 인식에서 PRRSV 유전자형 사이의 뚜렷한 차이를 입증한다. CD163 is considered the major receptor for porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV). In this study, pigs were genetically edited (GE) to have one of the following genotypes: complete knockout (KO) of CD163, deletion within CD163 scavenger receptor cysteine-rich (SRCR) domain 5, or deletion of SRCR domain 5. Replacement (domain swap) with a synthesized exon encoding a homolog of the human CD163-like (hCD163L1) SRCR 8 domain. Immunophenotyping of porcine alveolar macrophages (PAM) showed that pigs with KO or SRCR domain 5 deletion did not express CD163 and PAM did not support PRRSV infection. hCD163L1 PAM from pigs with a domain 8 homolog expressed CD163 and supported replication of genotype 2 viruses, but not genotype 1 viruses. Infection of CD163 -transformed pigs with representative type 1 and type 2 viruses produced similar results. Although type 1 and 2 viruses are considered genetically and phenotypically similar at several levels, including the requirement for CD163 as a receptor, the results demonstrate marked differences between PRRSV genotypes in recognition of the CD163 molecule.

물질 및 방법Materials and Methods

돼지 CD163 유전자의 게놈 변형Genomic variants in the pig CD163 gene

동물 및 바이러스를 수반하는 실험은 연구 및 교시에서 농업 동물의 관리와 사용을 위한 동물 과학 학회 연합 지침(Federation of Animal Science Societies Guide for the Care and Use of Agricultural Animals in Research and Teaching), USDA 동물 복지법 및 동물 복지규정에 따라 수행하였고, 캔자스 주립 대학교 및 미주리 대학교 동물관리사용 위원회 및 기관 생물안정성 위원회에 의해 승인받았다. 이 연구에 사용된 CD163의 돌연변이를 이전 실시예에 기재된 바와 같이 CRISPR/Cas9 기술을 사용하여 생성하였다. 돌연변이가 도 17에 도식화되어 있다. 도 17에 표시된 도식화된 게놈 영역은 돼지 CD163 유전자의 인트론 6부터 인트론 8까지의 서열을 포함한다. 도 17에 도식화된 인트론 및 엑손은 일정한 척도로 그려진 것은 아니다. 예측된 단백질 산물은 각각의 게놈 구조의 우측에 예시되어 있다. PAM 상의 표면 CD163의 수준에 의해 측정된 바와 같은 상대적 대식세포 발현은 도 17의 맨 우측에 표시되어 있다. 검은색 영역은 인트론을 나타내고, 흰색 영역은 엑손을 나타내며, 빗금 친 영역은 돼지 엑손 7의 동족체인 hCD163L1 엑손 11 모방체를 나타내고, 회색 영역은 도 17에 나타낸 바와 같이 PGK Neo 작제물을 갖는 합성된 인트론을 나타낸다.Experiments involving animals and viruses must be conducted in accordance with the Federation of Animal Science Societies Guide for the Care and Use of Agricultural Animals in Research and Teaching, the USDA Animal Welfare Act, and It was performed in accordance with animal welfare regulations and approved by the Kansas State University and University of Missouri Animal Care and Use Committees and Institutional Biosafety Committees. Mutants of CD163 used in this study were generated using CRISPR/Cas9 technology as described in previous examples. The mutations are schematized in Figure 17. The schematic genomic region shown in Figure 17 includes the sequence from intron 6 to intron 8 of the porcine CD163 gene. The introns and exons schematized in Figure 17 are not drawn to scale. Predicted protein products are illustrated to the right of each genomic structure. Relative macrophage expression as measured by the level of surface CD163 on PAM is shown on the far right of Figure 17. The black region represents the intron, the white region represents the exon, the hatched region represents the hCD163L1 exon 11 mimetic, a homolog of porcine exon 7, and the gray region represents the synthesis with the PGK Neo construct as shown in Figure 17. represents the intron.

도 17에 나타낸 CD163 유전자 작제물 KO-d7(11)은 뉴클레오타이드 3,137부터 뉴클레오타이드 3,147까지의 엑손 7에서의 11개의 염기쌍 결실을 갖는다. CD163 유전자 작제물 KO-i7(2)는 뉴클레오타이드 3,149 및 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입뿐만 아니라 뉴클레오타이드 2,573부터 뉴클레오타이드 2,949까지의 엑손 7의 업스트림에 있는 인트론에 377개의 염기쌍 결실을 갖는다. 이러한 편집은 프레임시프트 돌연변이 및 미성숙 정지 코돈을 유발하여, SRCR 5 및 KO 표현형의 부분적인 번역만을 초래할 것으로 예측된다. 3개의 다른 돌연변이는 엑손 7에서 결실을 생성하였다. 첫 번째 d7(129)는 뉴클레오타이드 3,044부터 뉴클레오타이드 3,172까지의 엑손 7에 129개의 염기쌍 결실을 갖는다. d7(129) 작제물은 또한 엑손 6에서 뉴클레오타이드 488부터 뉴클레오타이드 2,417까지의 결실을 가지며, 여기서 결실된 서열은 12 bp 삽입으로 대체된다. 다른 2개의 결실 작제물인 d7(1467)d7(1280)은 도 17에 예시된 바와 같이 엑손 7 및 8의 완전한 결실을 갖는다. d7(1467)은 뉴클레오타이드 2,431부터 뉴클레오타이드 3,897까지의 1467개의 염기쌍 결실을 갖고, d7(1280)은 뉴클레오타이드 2,818부터 뉴클레오타이드 4,097까지의 1280개의 염기쌍 결실을 갖는다. 이들 결실 작제물의 경우, 다른 CD163 엑손은 온전한 상태를 유지하였다. CD163 gene construct KO-d7(11) , shown in Figure 17, has an 11 base pair deletion in exon 7 from nucleotide 3,137 to nucleotide 3,147. The CD163 gene construct KO-i7 ( 2 ) has a 377 base pair deletion in the intron upstream of exon 7 from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 as well as a 2 base pair insertion between nucleotides 3,149 and 3,150. These edits are predicted to result in frameshift mutations and premature stop codons, resulting in only partial translation of the SRCR 5 and KO phenotypes. Three other mutations produced deletions in exon 7. The first, d7(129 ), has a 129 base pair deletion in exon 7 from nucleotide 3,044 to nucleotide 3,172. The d7(129 ) construct also has a deletion from nucleotide 488 to nucleotide 2,417 in exon 6, where the deleted sequence is replaced by a 12 bp insertion. The other two deletion constructs, d7(1467) and d7(1280) , have complete deletion of exons 7 and 8, as illustrated in Figure 17. d7(1467) has a 1467 base pair deletion from nucleotide 2,431 to nucleotide 3,897, and d7(1280) has a 1280 base pair deletion from nucleotide 2,818 to nucleotide 4,097. For these deletion constructs, other CD163 exons remained intact.

도 17에 나타낸 마지막 작제물인 HL11m을 엑손 7을 결실시키고 이를 인간 CD163-유사 1 단백질의 SRCR 8의 동족체를 코딩한 합성 엑손으로 대체한 표적화 사건을 사용하여 생산하였다(hCD163L1 도메인 8은 hCD163L1 엑손 11에 의해 코딩됨). 돼지 엑손 7 서열에서 33개의 뉴클레오타이드를 변화시킴으로써 SRCR 8 펩타이드 서열을 생성하였다. 변형을 스크리닝할 수 있도록 합성된 엑손에 네오마이신 카세트를 포함시켰다. 서열번호: 118은 참조 서열 서열번호: 47에서의 동일한 영역에 상응하는 영역에서 HL11m 작제물에 대한 뉴클레오타이드 서열을 제공한다. The final construct, HL11m , shown in Figure 17, was produced using a targeting event in which exon 7 was deleted and replaced with a synthetic exon encoding a homolog of SRCR 8 of the human CD163-like 1 protein (hCD163L1 domain 8 is the hCD163L1 exon coded as 11). The SRCR 8 peptide sequence was generated by changing 33 nucleotides in the porcine exon 7 sequence. A neomycin cassette was included in the synthesized exon to enable screening for variants. SEQ ID NO: 118 provides the nucleotide sequence for the HL11m construct in a region corresponding to the same region in the reference sequence SEQ ID NO: 47.

돼지 CD163 단백질 및 유전자의 다이어그램이 도 18에 제공되어 있다. 상응하는 유전자 엑손과 함께 CD163 단백질 SCRC(타원형) 및 PST(정사각형) 도메인이 도 18의 패널 A에 나타나 있다. 돼지 CD163 SRCR 5(서열번호: 120) 및 인간 CD163 SRCR 8 동족체(서열번호: 121)에 대한 펩타이드 서열 비교가 도 18의 패널 B에 나타나 있다. 도면은 GenBank 등록 번호 AJ311716(돼지 CD163) 및 GQ397482(hCD163-L1)에 기초한다.A diagram of the porcine CD163 protein and gene is provided in Figure 18. The CD163 protein SCRC (oval) and PST (square) domains along with the corresponding gene exons are shown in panel A of Figure 18. Peptide sequence comparison for porcine CD163 SRCR 5 (SEQ ID NO: 120) and human CD163 SRCR 8 homolog (SEQ ID NO: 121) is shown in panel B of Figure 18. The figure is based on GenBank accession numbers AJ311716 (porcine CD163) and GQ397482 (hCD163-L1).

바이러스virus

이 실시예에서 사용된 바이러스의 패널이 표 14에 열거되어 있다. 단리물을 증식시키고 MARC-145 세포 상에서 적정하였다(Kim 등, 1993). 적정을 위해, 각각의 바이러스를 7% FBS, Pen-Strep(각각 80 Units/ml 및 80 μg/ml), 3 μg/ml FUNGIZONE(암포테리신 B), 및 25 mM HEPES가 보충된 MEM에서 1:10으로 연속 희석하였다. 희석된 샘플을 96 웰 플레이트에서 컨플루언트 MARC-145 세포에 4중으로 200 μl/웰의 최종 부피로 첨가하고, 5% CO2에서 37℃에서 4일 동안 인큐베이션하였다. 적정 종점은 세포병변 효과(CPE)가 있는 마지막 웰로서 확인하였다. 50% 조직 배양 감염 용량(TCID50/ml)을 앞서 기재된 바와 같은 방법을 사용하여 계산하였다(Reed and Muench 1938).The panel of viruses used in this example is listed in Table 14. Isolates were propagated and titrated on MARC-145 cells (Kim et al., 1993). For titration, each virus was grown in MEM supplemented with 7% FBS, Pen-Strep (80 Units/ml and 80 μg/ml, respectively), 3 μg/ml FUNGIZONE (amphotericin B), and 25 mM HEPES. It was serially diluted with :10. Diluted samples were added in quadruplicate to confluent MARC-145 cells in 96 well plates to a final volume of 200 μl/well and incubated for 4 days at 37°C in 5% CO 2 . The titration endpoint was identified as the last well with cytopathic effect (CPE). The 50% tissue culture infectious dose (TCID 50 /ml) was calculated using the method previously described (Reed and Muench 1938).

폐포 대식세포의 감염Infection of alveolar macrophages

대식세포의 제조 및 감염을 이전에 기재된 바와 같이 수행하였다(Gaudreault 등, 2009 및 Patton 등, 2008). 안락사된 돼지로부터 폐를 제거하고, 100 mL의 차가운 인산 완충 식염수(PBS)를 기관(trachea)에 부어 세척하였다. 기관을 고정하고, 폐를 부드럽게 마사지하였다. 폐포 내용물을 50 ml 원심분리 튜브에 붓고, 얼음 위에서 보관하였다. 돼지 폐포 대식세포(PAM)를 4℃에서 10분 동안 1200 x g에서 원심분리하여 침전시켰다. 펠렛을 재현탁시키고 차가운 멸균 PBS에서 1회 세척하였다. 세포 펠렛을 45% RPMI 1640, 45% 우태아 혈청(FBS), 및 10% 디메틸설폭사이드(DMSO)를 함유하는 동결 배지에 재현탁시키고, 사용할 때까지 액체 질소에 보관하였다. 냉동된 세포를 얼음 위에서 해동하고, 계수하고, 배지(10% FBS, PenStrep, 및 FUNGIZONE이 보충된 RPMI 1640; RPMI-FBS)에서 5x105 세포/ml로 조정하였다. 웰당 대략 103개의 PAM을 96 웰 플레이트에 첨가하고, 5% CO2에서 37℃에서 밤새 인큐베이션하였다. 세포를 부드럽게 세척하여 비부착성 세포를 제거하였다. 바이러스의 연속 1:10 희석액을 삼중 웰에 첨가하였다. 밤새 인큐베이션 후, 세포를 PBS로 세척하고 80% 아세톤으로 10분 동안 고정시켰다. 건조 후, 웰을 1% 생선 젤라틴을 갖는 PBS(PBS-FG; Sigma Aldrich)에서 1:1000으로 희석된 PRRSV N-단백질 특이적 SDOW-17 mAb(Rural Technologies Inc.)로 염색하였다. 37℃에서 30분 인큐베이션 후, 세포를 PBS로 세척하고, PBS-FG에서 1:200으로 희석된 ALEXAFLUOR 488 표지된 항-마우스 IgG(Thermofisher Scientific)로 염색하였다. 플레이트를 어두운 곳에서 37℃에서 30분 동안 인큐베이션하고, PBS로 세척하고, 형광 현미경 하에 관찰하였다. 50% 조직 배양 감염성 용량 (TCID50)/ml을 이전에 기재된 바와 같은 방법에 따라 계산하였다(Reed and Muench 1938). Preparation and infection of macrophages were performed as previously described ( Gaudreault et al., 2009 and Patton et al., 2008 ). The lungs were removed from the euthanized pig and washed by pouring 100 mL of cold phosphate-buffered saline (PBS) into the trachea. The trachea was clamped and the lungs were gently massaged. Alveolar contents were poured into a 50 ml centrifuge tube and stored on ice. Porcine alveolar macrophages (PAM) were sedimented by centrifugation at 1200 x g for 10 min at 4°C. The pellet was resuspended and washed once in cold sterile PBS. The cell pellet was resuspended in freezing medium containing 45% RPMI 1640, 45% fetal bovine serum (FBS), and 10% dimethyl sulfoxide (DMSO) and stored in liquid nitrogen until use. Frozen cells were thawed on ice, counted, and adjusted to 5x10 5 cells/ml in medium (RPMI 1640; RPMI-FBS supplemented with 10% FBS, PenStrep, and FUNGIZONE). Approximately 10 3 PAMs per well were added to a 96 well plate and incubated overnight at 37° C. in 5% CO 2 . Cells were washed gently to remove non-adherent cells. Serial 1:10 dilutions of virus were added to triplicate wells. After overnight incubation, cells were washed with PBS and fixed with 80% acetone for 10 min. After drying, wells were stained with PRRSV N-protein specific SDOW-17 mAb (Rural Technologies Inc.) diluted 1:1000 in PBS with 1% fish gelatin (PBS-FG; Sigma Aldrich). After 30 min incubation at 37°C, cells were washed with PBS and stained with ALEXAFLUOR 488 labeled anti-mouse IgG (Thermofisher Scientific) diluted 1:200 in PBS-FG. Plates were incubated for 30 minutes at 37°C in the dark, washed with PBS, and observed under a fluorescence microscope. The 50% tissue culture infectious dose (TCID 50 )/ml was calculated according to the method previously described (Reed and Muench 1938).

PAM 상에서 CD169 및 CD163 표면 발현의 측정Measurement of CD169 and CD163 surface expression on PAM

CD169 및 CD163의 표면 발현에 대한 염색을 이전에 기재된 바와 같이 수행하였다(Prather 등, 2013). 대략 1X106 개의 PAM을 12 mm x 75 mm 폴리스티렌 유세포측정(FACS) 튜브에 넣고, 10% 정상 마우스 혈청을 갖는 1 mL의 PBS에서 실온에서 15분 동안 인큐베이션하여 Fc 수용체를 차단하였다. 세포를 원심분리에 의해 펠렛화하고, 5 μl의 FITC 접합된 마우스 항-돼지 CD169 mAb(클론 3B11/11; AbD Serotec) 및 5 μl의 PE 접합된 마우스 항-돼지 CD163 mAb(클론: 2A10/11, AbD Serotec)에 재현탁시켰다. 30분 인큐베이션 후, 세포를 1% 소 혈청 알부민(BSA 분획 V; Hyclone)을 함유하는 PBS로 2회 세척하고, FCS Express 5 소프트웨어(De Novo Software)를 갖는 BD LSR Fortessa 유세포측정기(BD Biosciences)에서 즉시 분석하였다. 최소 10,000개의 세포를 각각의 샘플에 대해 분석하였다. Staining for surface expression of CD169 and CD163 was performed as previously described (Prather et al., 2013). Approximately 1×10 6 PAMs were placed in a 12 mm x 75 mm polystyrene flow cytometry (FACS) tube and incubated in 1 mL of PBS with 10% normal mouse serum for 15 minutes at room temperature to block Fc receptors. Cells were pelleted by centrifugation and incubated with 5 μl of FITC-conjugated mouse anti-swine CD169 mAb (clone 3B11/11; AbD Serotec) and 5 μl of PE-conjugated mouse anti-swine CD163 mAb (clone: 2A10/11). , AbD Serotec) was resuspended. After 30 min incubation, cells were washed twice with PBS containing 1% bovine serum albumin (BSA fraction V; Hyclone) and analyzed on a BD LSR Fortessa flow cytometer (BD Biosciences) with FCS Express 5 software (De Novo Software). It was analyzed immediately. A minimum of 10,000 cells were analyzed for each sample.

PRRS 바이러스혈증의 측정Measurement of PRRS viremia

RNA를 제조자의 지침에 따라 Ambion의 MagMAX 96 바이러스 단리 키트(Applied Biosystems)를 사용하여 50 μl의 혈청으로부터 단리하였다. PRRSV RNA를 제조자의 지침에 따라 수행된 EZ-PRRSV MPX 4.0 실시간 RT-PCR 표적 특이적 시약(Tetracore)을 사용하여 정량화하였다. 각각의 플레이트는 RT-PCR 시약과 함께 사용하도록 설계된 Tetracore 정량화 표준 및 대조군 세트를 함유하였다. PCR을 권고된 사이클링 파라미터를 사용하여 96-웰 형식으로 CFX96 터치 실시간 PCR 검출 시스템(Bio-Rad) 상에서 수행하였다. PCR 분석 결과를 50 μl 반응 부피당 log10 PRRSV RNA 복제수로서 보고하였고, 이는 혈청 mL당 복제수에 가깝다. 시간 경과에 따른 바이러스혈증에 대한 곡선하 면적(AUC)을 윈도우용 GraphPad Prism 버전 6.00을 사용하여 계산하였다. RNA was isolated from 50 μl of serum using Ambion's MagMAX 96 virus isolation kit (Applied Biosystems) according to the manufacturer's instructions. PRRSV RNA was quantified using EZ-PRRSV MPX 4.0 real-time RT-PCR target specific reagent (Tetracore) performed according to the manufacturer's instructions. Each plate contained a set of Tetracore quantification standards and controls designed for use with RT-PCR reagents. PCR was performed on a CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad) in 96-well format using recommended cycling parameters. Results of the PCR analysis were reported as log 10 PRRSV RNA copies per 50 μl reaction volume, which is approximately the number of copies per mL of serum. Area under the curve (AUC) for viremia over time was calculated using GraphPad Prism version 6.00 for Windows.

PRRSV 항체의 측정Measurement of PRRSV antibodies

PRRSV 뉴클레오캡시드(N) 단백질에 대한 항체의 검출을 위해 미소구체 형광 면역분석(FMIA)을 이전에 기재된 바와 같이 수행하였다(Stephenson 등, 2015). 재조합 PRRSV N 단백질을 제조자의 지시에 따라 카복실화된 Luminex MAGPLEX 폴리스티렌 미소구체 비드에 결합시켰다. FMIA를 위해, 10% 염소 혈청을 갖는 50 μL PBS(PBS-GS)에 현탁된 대략 2500개의 항원 코팅된 비드를 96-웰 폴리스티렌 둥근 바닥 플레이트의 각 웰에 넣었다. 혈청을 PBS-GS에서 1:400으로 희석하고, 50 μl을 각 웰에 첨가하였다. 플레이트를 호일로 싸고, 부드럽게 흔들면서 실온에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 플레이트를 자석 위에 두고, 비드를 190 μl의 PBS-GS로 3회 세척하였다. IgG의 검출을 위해, 50 μl의 바이오틴-SP 접합된 친화성 정제된 염소 항-돼지류 이차 항체(IgG, Jackson ImmunoReserch)를 PBS-GS 중의 2 μg/ml로 희석하고, 100 μl를 각 웰에 첨가하였다. 플레이트를 실온에서 30분 동안 인큐베이션하고, 3회 세척한 후, 50 μl의 스트렙타비딘 접합된 피코에리트린(PBS-GS 중의 2 μg/ml; SAPE)을 첨가하였다. 30분 후, 미소구체를 세척하고, 100 μl의 PBS-GS에 재현탁시키고, MAGPIX 기구(LUMINEX) 및 LUMINEX xPONENT 4.2 소프트웨어를 사용하여 분석하였다. 평균 형광 강도(MFI)를 최소 100개의 미소구체 비드 상에서 계산하였다. For detection of antibodies against PRRSV nucleocapsid (N) protein, microsphere fluorescence immunoassay (FMIA) was performed as previously described ( Stephenson et al., 2015 ). Recombinant PRRSV N protein was bound to carboxylated Luminex MAGPLEX polystyrene microsphere beads according to the manufacturer's instructions. For FMIA, approximately 2500 antigen-coated beads suspended in 50 μL PBS with 10% goat serum (PBS-GS) were placed in each well of a 96-well polystyrene round bottom plate. Serum was diluted 1:400 in PBS-GS, and 50 μl was added to each well. The plate was wrapped in foil and incubated for 30 minutes at room temperature with gentle shaking. The plate was placed on a magnet and the beads were washed three times with 190 μl of PBS-GS. For detection of IgG, 50 μl of biotin-SP conjugated affinity purified goat anti-porcine secondary antibody (IgG, Jackson ImmunoReserch) was diluted to 2 μg/ml in PBS-GS and 100 μl was added to each well. Added. Plates were incubated for 30 minutes at room temperature, washed three times, and then 50 μl of streptavidin-conjugated phycoerythrin (2 μg/ml in PBS-GS; SAPE) was added. After 30 minutes, microspheres were washed, resuspended in 100 μl of PBS-GS, and analyzed using MAGPIX instruments (LUMINEX) and LUMINEX xPONENT 4.2 software. Mean fluorescence intensity (MFI) was calculated on a minimum of 100 microsphere beads.

합토글로빈(HP)의 측정Measurement of Haptoglobin (HP)

혈청 내의 Hp의 양을 돼지 특이적 Hp ELISA 키트(Genway Biotech Inc.)를 사용하여 측정하고, 제조자의 지침에 따라 단계를 수행하였다. 혈청 샘플을 1X 희석 용액에서 1:10,000으로 희석하고, 미리 코팅된 항-돼지 Hp 96 웰 ELISA 플레이트에서 이중으로 피펫팅하고, 실온에서 15분 동안 인큐베이션한 다음, 3회 세척하였다. 항-Hp-홀스래디쉬 퍼옥시다아제(HRP) 접합체를 각 웰에 첨가하고, 어두운 곳에서 실온에서 15분 동안 인큐베이션하였다. 플레이트를 세척하고, 100 μl 색원체-기질액을 각 웰에 첨가하였다. 어두운 곳에서 10분 동안 인큐베이션 후, 100 μl의 정지 용액을 각 웰에 첨가하였다. 플레이트를 Fluostar 오메가 필터 기반의 마이크로플레이트 판독기(BMG Labtech) 상에서 450 nm에서 판독하였다. The amount of Hp in serum was measured using a porcine-specific Hp ELISA kit (Genway Biotech Inc.), and steps were performed according to the manufacturer's instructions. Serum samples were diluted 1:10,000 in 1X dilution solution, pipetted in duplicate into pre-coated anti-porcine Hp 96 well ELISA plates, incubated for 15 minutes at room temperature, and then washed three times. Anti-Hp-horseradish peroxidase (HRP) conjugate was added to each well and incubated for 15 minutes at room temperature in the dark. The plate was washed, and 100 μl chromogen-substrate solution was added to each well. After incubation in the dark for 10 minutes, 100 μl of stop solution was added to each well. Plates were read at 450 nm on a Fluostar Omega filter based microplate reader (BMG Labtech).

결과result

CD163 변형된 돼지의 PAM의 표현형 특성Phenotypic characteristics of PAM in CD163-transformed pigs.

폐 세척 물질에서의 세포의 전방 및 측면 산란 특성을 사용하여 세포의 단핵 하위집단을 게이팅(gating)하였다. 도 17에 나타낸 상이한 염색체 변형에 대한 대표적인 CD169 및 CD163 염색 결과가 도 19에 제시되어 있다. 도 19의 패널 A에 제시된 대표적인 예에서, WT 돼지로부터의 PAM의 91% 초과는 CD169 및 CD163 모두에 대해 양성이었다. 이 연구에 사용된 12마리의 WT 돼지에 대한 결과는 이중-양성 세포의 85 +/- 8%의 평균을 나타내었다. 도 19의 패널 B에 나타낸 바와 같이, CD163 KO 돼지로부터의 PAM은 CD163의 증거를 나타내지 않았지만, CD169의 정상 표면 수준을 유지하였다. d7(1467) d7(1280) 결실 유전자형으로부터 유래된 CD163 폴리펩타이드는 PAM 표면에 고정된 변형된 CD163 폴리펩타이드를 생산할 것으로 예측되었지만, 면역염색 결과는 CD163의 표면 발현을 나타내지 않았다(도 19, 패널 D 참고). MAb 2A10은 처음 3개의 SRCR 도메인에 위치한 에피토프를 인식하므로, 검출의 부재는 면역반응성 에피토프의 결실의 결과가 아니었다. d7(129) 유전자형은 SRCR 5에 43개의 아미노산 결실을 갖는 것으로 예측되었다(도 17 참고). 도 19의 패널 C에 제시된 예에서, 2.4%의 세포만이 이중-양성 사분면에 속하였다. 이 연구에 사용된 9마리의 d7(129) 돼지로부터의 PAM의 분석은 0% 내지 3.6%(평균 = 0.9%) 범위의 이중-양성 세포의 백분율을 나타내었다. CD169의 표면 발현은 WT PAM과 유사하게 유지되었다. 이 연구의 목적을 위해, KO, d7(1467), d7(1280), d7(129) 유전자형을 갖는 돼지는 모두 CD163-null 표현형을 갖는 것으로 분류하였다. The forward and side scatter properties of cells in lung lavage material were used to gate mononuclear subpopulations of cells. Representative CD169 and CD163 staining results for the different chromosomal alterations shown in Figure 17 are shown in Figure 19. In the representative example shown in panel A of Figure 19, more than 91% of PAMs from WT pigs were positive for both CD169 and CD163. Results for the 12 WT pigs used in this study showed an average of 85 +/- 8% of double-positive cells. As shown in panel B of Figure 19, PAM from CD163 KO pigs showed no evidence of CD163, but maintained normal surface levels of CD169. CD163 polypeptides derived from the d7(1467) and d7(1280) deletion genotypes were predicted to produce modified CD163 polypeptides immobilized on the PAM surface, but immunostaining results did not show surface expression of CD163 (Figure 19, panel (see D). Since MAb 2A10 recognizes epitopes located in the first three SRCR domains, the absence of detection was not a result of deletion of immunoreactive epitopes. The d7(129) genotype was predicted to have a 43 amino acid deletion in SRCR 5 (see Figure 17). In the example shown in panel C of Figure 19, only 2.4% of cells fell into the double-positive quadrant. Analysis of PAM from the nine d7 (129) pigs used in this study showed a percentage of double-positive cells ranging from 0% to 3.6% (mean = 0.9%). Surface expression of CD169 remained similar to WT PAM. For the purpose of this study, KO, d7(1467) , d7(1280) , and pigs with the d7(129) genotype were all classified as having the CD163-null phenotype.

hCD163L1 도메인 8 펩타이드 서열 HL11m을 함유하는 CD163 변형은 PAM 상에서 CD163+ 및 CD169+의 이중 발현을 나타내었다(도 19의 패널 E). 그러나, 이 연구에서 분석된 모든 HL11m 돼지에서, CD163의 표면 발현은 WT PAM과 비교하여 현저하게 감소되었다. CD163의 수준은 검출가능한 CD163이 없는 것부터 중간 수준의 CD163을 갖는 돼지까지, 연속적인 발현으로 떨어졌다. 도 19의 패널 E에 표시된 예에서, 세포의 대략 60%는 이중-양성 사분면에 있는 반면, 세포의 40%는 CD169에 대해서만 염색되었다. 총 24마리의 HL11m 돼지로부터의 PAM의 분석은 PAM 세포의 38 +/- 12%가 CD169에 대해서만 양성이었고 54+/-14%가 이중-양성(CD169+CD163+)이었다는 것을 보여주었다.The CD163 variant containing the hCD163L1 domain 8 peptide sequence HL11m showed dual expression of CD163 + and CD169 + on PAM (panel E of Figure 19). However, in all HL11m pigs analyzed in this study, surface expression of CD163 was significantly reduced compared to WT PAM. Levels of CD163 fell on a continuum of expression, from no detectable CD163 to pigs with intermediate levels of CD163. In the example shown in panel E of Figure 19, approximately 60% of the cells were in the double-positive quadrant, while 40% of the cells stained only for CD169. Analysis of PAM from a total of 24 HL11m pigs showed that 38 +/- 12% of PAM cells were positive for CD169 only and 54 +/- 14% were double-positive (CD169 + CD163 + ).

WT 및 CD163 변형된 돼지에서 순환하는 합토글로빈 수준Circulating haptoglobin levels in WT and CD163 transformed pigs.

스캐빈징 분자로서, CD163은 혈액으로부터 HbHp 복합체를 제거하는 역할을 한다(Fabriek, 등, 2005; Kristiansen 등, 2001; 및 Madsen 등, 2004). 혈청 내 Hp의 수준은 CD163 발현 대식세포의 전체적인 기능적 특성을 결정하는 편리한 방법을 제공한다. WT, HL11m 및 CD163-null 돼지로부터의 혈청 내 Hp 수준을 PRRSV 감염 직전에 3 내지 4주령에 측정하였다. 도 20에 제시된 결과는 WT 돼지로부터의 혈청이 가장 낮은 양의 Hb를 가지고 있었음을 보여주었다(평균 A450=23+/-0.18, n=10). 각 그룹에 대한 평균 및 표준 편차는 WT, 0.23+/-0.18, n=10; HL11m, 1.63+/-0.8, n=11; 및 null 그룹의 경우 2.06 +/-0.57, n=9였다. null 그룹은 CD163을 발현하지 않은 유전자형으로 구성되었다(CD163 null 표현형 돼지). Hp 측정을 단일 ELISA 플레이트 상에서 수행하였다. 같은 문자를 갖는 그룹은 유의미하게 상이하지 않았다(p>0.05, 던넷 사후 시험(Dunnett's post-test)을 갖는 크루스칼-왈리스 일원 ANOVA(Kruskal-Wallis one-way ANOVA)). WT 돼지에 대한 평균 A450 값은 HL11m 및 CD163-null 돼지와 유의미하게 상이하였다(p< 0.05). 평균 A450 값은 CD163-null 그룹과 비교하여 HL11m 그룹에서 더 낮았지만(A450 = 1.6+/-0.8 대 2.1+/-0.6), 차이는 통계적으로 유의미하지 않았다. HbHp 및 CD163 사이의 상호작용은 SRCR 3을 통해 발생하므로(Madsen 등, 2004), WT 돼지와 비교하여 HL11m 돼지에서 순환하는 Hp의 증가는 Hb/Hp에 대한 CD163의 감소된 친화성의 결과가 아니라, 나머지 대식세포 상의 CD163 발현의 감소와 함께 CD163+ 대식세포 수의 감소의 결과일 가능성이 높았다(도 19의 패널 E 참고). As a scavenging molecule, CD163 plays a role in removing HbHp complexes from the blood (Fabriek, et al., 2005; Kristiansen et al., 2001; and Madsen et al., 2004). The level of Hp in serum provides a convenient way to determine the overall functional properties of CD163-expressing macrophages. Hp levels in serum from WT, HL11m and CD163-null pigs were measured at 3 to 4 weeks of age immediately prior to PRRSV infection. Results presented in Figure 20 showed that serum from WT pigs had the lowest amount of Hb (mean A450=23+/-0.18, n=10). Means and standard deviations for each group are: WT, 0.23+/-0.18, n=10; HL11m , 1.63+/-0.8, n=11; and 2.06 +/-0.57 for the null group, n=9. The null group consisted of genotypes that did not express CD163 (CD163 null phenotype pigs). Hp measurements were performed on a single ELISA plate. Groups with the same letter were not significantly different (p>0.05, Kruskal-Wallis one-way ANOVA with Dunnett's post-test). The mean A450 values for WT pigs were significantly different from HL11m and CD163-null pigs (p < 0.05). Mean A450 values were lower in the HL11m group compared to the CD163-null group (A450 = 1.6+/-0.8 vs. 2.1+/-0.6), but the difference was not statistically significant. Because the interaction between HbHp and CD163 occurs through SRCR 3 (Madsen et al., 2004), the increase in circulating Hp in HL11m pigs compared to WT pigs is not a result of reduced affinity of CD163 for Hb/Hp. This was likely the result of a decrease in the number of CD163 + macrophages along with a decrease in CD163 expression on the remaining macrophages (see Panel E of Figure 19).

1형 및 2형 바이러스를 이용한 PAM의 감염Infection of PAM with type 1 and type 2 viruses

PRRSV에 대한 CD163 변형된 돼지의 허용성을 6개의 1형 및 9개의 2형 PRRSV 단리물의 패널을 사용하여 시험관내에서 PAM 세포를 감염시킴으로써 초기에 평가하였다(바이러스의 목록에 대해 표 14 참조). 패널 내의 바이러스는 상이한 유전자형뿐만 아니라 뉴클레오타이드 및 펩타이드 서열의 차이, 발병, 및 단리 연도를 나타낸다. 표 15에 제시된 데이터는 각각의 CD163 유전자형 그룹에 대해 3마리의 돼지로부터의 PAM을 사용한 실험의 결과를 보여준다. 열거된 바이러스는 표 14에 열거된 PRRSV 단리물에 해당한다. 결과는 감염된 PAM의 백분율의 평균 +/- 표준 편차로 표시되어 있다. CD163-null PAM은 d7(129) 대립유전자를 발현하는 돼지로부터 유래되었다(각각 PAM 상의 CD163 유전자 작제물 및 CD163 발현의 경우 도 17 및 19 참고). The permissiveness of CD163 modified pigs to PRRSV was initially assessed by infecting PAM cells in vitro using a panel of six type 1 and nine type 2 PRRSV isolates (see Table 14 for list of viruses). Viruses within the panel represent different genotypes, as well as differences in nucleotide and peptide sequences, onset, and year of isolation. The data presented in Table 15 shows the results of an experiment using PAM from three pigs for each CD163 genotype group. The viruses listed correspond to the PRRSV isolates listed in Table 14. Results are expressed as mean +/- standard deviation of the percentage of infected PAM. CD163-null PAM was derived from pigs expressing the d7(129) allele (see Figures 17 and 19 for CD163 gene constructs and CD163 expression on PAM, respectively).

예상대로, WT PAM은 모든 바이러스에 의해 감염되었다. 대조적으로, CD163-null 표현형 돼지는 모든 바이러스에 의한 감염에 대해 음성이었다. HL11m 돼지로부터의 PAM의 반응에서 현저한 차이가 관찰되었다. 1형 바이러스의 어떠한 것도 HL11m PAM을 감염시킬 수 없는 반면; 2형 패널 내의 모든 바이러스는 WT PAM과 비교하여 훨씬 더 낮은 백분율에도 불구하고 HL11m PAM을 감염시켰다. As expected, WT PAM was infected by all viruses. In contrast, pigs with the CD163-null phenotype were negative for infection by all viruses. Significant differences were observed in the response of PAM from HL11m pigs. While none of the type 1 viruses can infect HL11m PAM; All viruses within the type 2 panel infected HL11m PAM, albeit at much lower percentages compared to WT PAM.

동일한 2형 바이러스에 대해 WT 및 HL11m PAM 사이의 바이러스 적정 종점을 비교함으로써 허용성을 또한 평가하였다. 결과가 2마리의 WT 및 2마리의 HL11m 돼지에 대해 나타나 있다(도 21). log10TCID50 값을 동일한 바이러스 샘플을 이용한 대식세포 배양의 감염에 기초하여 계산하였다. 감염 결과는 각각의 유전자형으로부터의 2개의 상이한 돼지를 나타낸다. 감염에 사용된 바이러스가 표 14에 열거되어 있다. HL11m 돼지로부터의 PAM에 대한 log10TCID50 값은 동일한 바이러스로 감염된 WT PAM과 비교하여 1-3 로그 더 낮았다. 유일한 예외는 변형된 생 바이러스 백신 균주를 이용한 감염이었다. 종합하면, 결과는 HL11m 돼지로부터의 PAM이 2형 바이러스 감염에 대해 감소된 민감성 또는 허용성을 갖는다는 것을 시사한다. Tolerability was also assessed by comparing viral titer endpoints between WT and HL11m PAM for the same type 2 virus. Results are shown for 2 WT and 2 HL11m pigs (Figure 21). Log 10 TCID 50 values were calculated based on infection of macrophage cultures with the same virus sample. Infection results represent two different pigs from each genotype. The viruses used for infection are listed in Table 14. The log 10 TCID 50 values for PAM from HL11m pigs were 1-3 log lower compared to WT PAM infected with the same virus. The only exception was infection with modified live virus vaccine strains. Taken together, the results suggest that PAMs from HL11m pigs have reduced susceptibility or tolerance to type 2 virus infection.

1형 및 2형 바이러스를 이용한 CD163 변형된 돼지의 감염Infection of CD163 modified pigs with type 1 and type 2 viruses

WT(원형), HL11m(정사각형), 및 CD163-null(삼각형) 돼지를 대표적인 1형(SD13-15)(도 22, 패널 A, 좌측 그래프) 및 2형(NVSL 97-7895)(도 22, 패널 A, 우측 그래프) 바이러스로 감염시켰다. null 표현형 돼지는 KO 및 d(1567) 대립유전자로부터 유래되었다(도 17 참고). 동일한 바이러스로 접종된 3개의 유전자형으로부터의 돼지를 하나의 축사에서 함께 혼합하였고, 이는 WT 우리 동료로부터 떨어져 나온 바이러스에 대한 CD163 변형된 돼지의 연속적 노출을 허용하였다. 대표적인 1형 바이러스로 감염된 돼지의 수는 WT(n=4), HL11m(n=5), 및 Null(n=3); 및 2형 바이러스: WT(n=4), HL11m(n=4), 및 Null(n=3)이었다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 1형 또는 2형 바이러스로 감염된 CD163-null 돼지는 모든 시점에 바이러스혈증에 대해 음성이었고, 혈청전환하지 않았다. 예상대로, WT 돼지는 생산적으로 감염되어, 두 바이러스에 대해 감염 후 7일째에 50 μl PCR 반응당 106 주형에 근접한 평균 바이러스혈증 수준을 가지고 있었다. 14일째까지, 모든 WT 돼지는 혈청전환되었다(도 22, 패널 B 참고). PAM 감염 결과(표 15)와 일치하게도, 1형 바이러스로 감염된 5마리의 HL11m 돼지는 바이러스혈증 또는 PRRSV 항체의 증거를 나타내지 않았다. 2형 단리물인 NVSL로 감염된 모든 HL11m 돼지는 감염을 지원하고 혈청전환되었다(도 22, 패널 B). HL11m 돼지의 감소된 허용치의 존재는 불확실하였다. 4마리의 HL11m 돼지 중 3마리에 대한 평균 바이러스혈증은 WT 돼지와 유사하였다. 그러나, 1마리의 HL11m 돼지 #101(도 22에서 개방 사각형, 패널 A 우측 그래프)의 경우, HL11m 유전자형 그룹 내의 다른 돼지와 비교하여 바이러스혈증이 크게 감소하였다. 돼지 #101에 대한 바이러스혈증의 3 내지 4 로그 감소에 대한 설명은 명확하지 않았지만, 일부 HL11m 돼지가 PRRSV에 대해 덜 허용될 수 있음을 시사하였고, 이는 시험관내 PAM 감염 결과를 뒷받침하는 관찰이다(표 15). 모든 돼지에 동량의 바이러스를 접종하고, WT 돼지와 함께 섞은 상태를 유지하였으므로, 돼지 #101의 더 낮은 바이러스혈증은 더 적은 양의 바이러스 또는 적은 노출의 결과는 아니였다. 대식세포의 유세포측정은 돼지 #101에 대한 CD163 발현이 다른 HL11m 돼지와 대등하다는 것을 보여주었다(데이터는 도시되지 않음). 엑손 11 모방 서열에 차이가 없었다. Representative type 1 (SD13-15) (Figure 22, panel A, left graph) and type 2 (NVSL 97-7895) (Figure 22, panel A, left graph) WT (circles), HL11m (squares), and CD163-null (triangles) pigs. Panel A, right graph) were infected with the virus. Null phenotype pigs were derived from the KO and d(1567) alleles (see Figure 17). Pigs from three genotypes inoculated with the same virus were mixed together in one pen, allowing sequential exposure of CD163 modified pigs to viruses shed from WT cage littermates. The numbers of pigs infected with representative type 1 viruses were: WT (n=4), HL11m (n=5), and Null (n=3); and type 2 viruses: WT (n=4), HL11m (n=4), and Null (n=3). As shown in Figure 22, CD163-null pigs infected with type 1 or type 2 virus were negative for viremia at all time points and did not seroconvert. As expected, WT pigs were productively infected, with average viremia levels approaching 10 6 strains per 50 μl PCR reaction at 7 days post-infection for both viruses. By day 14, all WT pigs had seroconverted (see Figure 22, Panel B). Consistent with the PAM infection results (Table 15), the five HL11m pigs infected with type 1 virus showed no evidence of viremia or PRRSV antibodies. All HL11m pigs infected with the type 2 isolate, NVSL, sustained infection and seroconverted (Figure 22, Panel B). The existence of reduced tolerance in HL11m pigs was uncertain. Mean viremia for 3 of 4 HL11m pigs was similar to WT pigs. However, in one HL11m pig #101 (open square in Figure 22, panel A right graph), viremia was significantly reduced compared to other pigs in the HL11m genotype group. The explanation for the 3 to 4 log reduction in viremia for pig #101 was unclear, but suggested that some HL11m pigs may be less permissive to PRRSV, an observation that supports the in vitro PAM infection results (Table 15). Because all pigs were inoculated with equal amounts of virus and remained mixed with the WT pigs, the lower viremia in pig #101 was not the result of a lower amount of virus or less exposure. Flow cytometry of macrophages showed that CD163 expression for pig #101 was comparable to other HL11m pigs (data not shown). There was no difference in the exon 11 mimic sequence.

추가의 바이러스 감염 시험을 2개의 바이러스인 NVSL 97-7895 및 KS06-72109를 사용하여 수행하였다. 결과가 도 23에 나타나 있다. 돼지를 감염 후 35일 동안 추적하고, 데이터를 감염 후 3, 7, 11, 14, 21, 28 및 35일째에 취한 바이러스혈증 측정에 대한 곡선하 면적(AUC)으로서 보고하였다. 도 23에 나타낸 바와 같이, NVSL의 경우, NVSL로 감염된 7마리의 WT 돼지에 대한 평균 AUC 값은 7마리의 HL11m 돼지에 대해 168 +/- 8 대 165 +/- 15였다. KS06의 경우, 6마리의 WT 및 6마리의 HL11m 돼지에 대한 평균 AUC 값은 각각 156 +/- 9 및 163 +/-13이었다. 두 바이러스의 경우, WT 및 HL11m 돼지 사이에 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p> 0.05). 종합하면, 결과는 HL11m 돼지가 1형 PRRSV 감염을 지원하지 못하였지만, 2형 바이러스 감염에 대한 허용성을 유지하였다는 것을 보여주었다. 2형 단리물로 시험관내에서 감염된 HL11m 돼지의 PAM의 PRRSV 허용성의 감소가 있었지만, 이러한 차이는 돼지에게 전달되지 않았다. 도 23에 나타난 결과의 경우, 35일 감염 기간 동안 각각의 돼지에 대해 곡선하 면적(AUC)을 계산함으로써 바이러스 부하를 결정하였다. 감염 후 0, 4, 7, 10, 14, 21, 28 및 35일째에 취한 log10 PCR 바이러스혈증 측정을 사용하여 AUC 계산을 수행하였다. 수평선은 평균 및 표준 편차를 보여준다. 기호: WT = 야생형 돼지, HL11 = HL11m 유전자형 돼지; Null = CD163-null 유전자형.Additional viral infection tests were performed using two viruses, NVSL 97-7895 and KS06-72109. The results are shown in Figure 23. Pigs were followed for 35 days post-infection, and data were reported as area under the curve (AUC) for viremia measurements taken at days 3, 7, 11, 14, 21, 28, and 35 post-infection. As shown in Figure 23, for NVSL, the average AUC value for 7 WT pigs infected with NVSL was 168 +/- 8 versus 165 +/- 15 for 7 HL11m pigs. For KS06, the average AUC values for 6 WT and 6 HL11m pigs were 156 +/- 9 and 163 +/- 13, respectively. For both viruses, there was no statistically significant difference between WT and HL11m pigs (p > 0.05). Taken together, the results showed that HL11m pigs failed to support type 1 PRRSV infection but maintained tolerance to type 2 virus infection. There was a reduction in PRRSV permissibility of PAM from HL11m pigs infected in vitro with type 2 isolates, but this difference was not transmitted to pigs. For the results shown in Figure 23, viral load was determined by calculating the area under the curve (AUC) for each pig over the 35 day infection period. AUC calculations were performed using log 10 PCR viremia measurements taken at days 0, 4, 7, 10, 14, 21, 28, and 35 post infection. Horizontal lines show the mean and standard deviation. Symbols: WT = wild-type pig, HL11 = HL11m genotype pig; Null = CD163-null genotype.

논의Argument

CD163은 혈액으로부터 과잉의 Hb를 제거하고 조직 손상에 반응으로 염증을 조절하는 데 중요한 대식세포 표면 단백질이다. 그것은 또한 바이러스 수용체로서 기능한다. CD163은 전염증 및 항염증 반응 모두에 참여한다(Van Gorp 등, 2010). CD163-양성 대식세포는 대식세포의 대안적으로 활성화된 M2 그룹 내에 위치하며, 이는 일반적으로 높은 식세포성 및 항염증성으로 설명된다. M2 대식세포는 기계적 조직 손상 또는 감염 후 정화 및 복구에 참여한다(Stein 등, 1992). 항염증 능력에서, CD163 발현은 항염증성 단백질, 예컨대 IL-10에 의해 상향조절된다(Sulahian, 등, 2002). 염증 동안, CD163은 혈액으로부터 순환하는 헴의 제거를 통해 산화를 감소시켜 염증을 감소시킨다. 헴 분해 생성물, 예컨대 빌베르딘, 빌리루빈, 및 일산화탄소는 강력한 항염증성 분자이다(Soares and Bach, 2009 및 Jeney 등, 2002). 전염증 능력에서, 항-CD163 항체 또는 박테리아에 의한 대식세포 표면 상의 CD163의 가교는 IL-6, GM-CSF, TNFα 및 IL-1β를 포함하는 전염증 사이토카인의 국소화된 방출을 초래한다(Van den Heuvel 등, 1999 및 Fabriek 등, 2009). CD163 is a macrophage surface protein that is important in removing excess Hb from the blood and controlling inflammation in response to tissue damage. It also functions as a viral receptor. CD163 participates in both pro-inflammatory and anti-inflammatory responses (Van Gorp et al., 2010). CD163-positive macrophages are located within the alternatively activated M2 group of macrophages, which are generally described as highly phagocytic and anti-inflammatory. M2 macrophages participate in clearance and repair after mechanical tissue damage or infection (Stein et al., 1992). In anti-inflammatory capacity, CD163 expression is upregulated by anti-inflammatory proteins such as IL-10 (Sulahian, et al., 2002). During inflammation, CD163 reduces inflammation by reducing oxidation through removal of circulating heme from the blood. Heme breakdown products such as bilverdin, bilirubin, and carbon monoxide are potent anti-inflammatory molecules (Soares and Bach, 2009 and Jeney et al., 2002). In the pro-inflammatory capacity, cross-linking of CD163 on the surface of macrophages by anti-CD163 antibodies or bacteria results in localized release of pro-inflammatory cytokines, including IL-6, GM-CSF, TNFα, and IL-1β (Van den Heuvel et al., 1999 and Fabriek et al., 2009).

CD163이 없는 GE 돼지는 2형 PRRSV 단리물의 복제를 지원하지 못한다(Whitworth 등, 2016). 이 연구에서, 시험관내 감염 시험은 1형 및 2형 PRRSV 단리물의 광범위한 패널에 대한 CD163 null 표현형 대식세포의 내성을 입증하여, 잠재적으로 모든 PRRSV 단리물을 포함하도록 내성을 더 확장시킨다(표 15). 1형 및 2형 바이러스에 대한 CD163-null 표현형 대식세포의 내성을 생체내에서 확인하였다(도 22 및 도 23). 이들 결과에 기초하여, 이전에 문헌(Zhang and Yoo, 2015)에 기재된 다른 PRRSV 수용체의 기여를 배제할 수 있다. 예를 들어, Shanmukhappa 등(2007)은 CD151 플라스미드로 형질감염된 비허용된 BHK 세포가 PRRSV 복제를 지원하는 능력을 획득하였음을 보여주었고, 다클론성 항-CD151 항체와의 인큐베이션은 MARC-145 세포의 감염을 유의하게 감소시킨 것으로 나타났다. 또한, 원래 돼지류 인플루엔자 바이러스를 증식하는 데 사용하기 위해 개발된 유인원 세포주인 SJPL은 이전에 PRRSV 복제를 지원하는 것으로 나타났다(Provost, 등, 2012). SJPL 세포주의 중요한 특성은 CD151의 존재 및 시알로어드헤신(sialoadhesin) 및 CD163의 부재를 포함하였다. 종합해 보면, 이들 데이터는 CD151 존재만으로도 PRRSV 복제를 지원하는 데 충분하다는 설득력 있는 증거를 제공하였다. CD163 null 표현형을 갖는 대식세포 및 돼지에서 PRRSV 감염의 부재는 PRRSV에 대한 대체 수용체로서 CD151이 생물학적으로 무관하다는 것을 나타낸다. GE pigs lacking CD163 are unable to support replication of type 2 PRRSV isolates (Whitworth et al., 2016). In this study, in vitro infection assays demonstrate resistance of CD163 null phenotype macrophages to a broad panel of type 1 and type 2 PRRSV isolates, potentially further expanding resistance to include all PRRSV isolates (Table 15) . Resistance of CD163-null phenotype macrophages to type 1 and type 2 viruses was confirmed in vivo (Figures 22 and 23). Based on these results, the contribution of other PRRSV receptors previously described in the literature (Zhang and Yoo, 2015) can be excluded. For example, Shanmukhappa et al. (2007) showed that non-permissive BHK cells transfected with the CD151 plasmid acquired the ability to support PRRSV replication, and incubation with a polyclonal anti-CD151 antibody resulted in the loss of MARC-145 cells. It was found that infections were significantly reduced. Additionally, SJPL, a simian cell line originally developed for use in propagating porcine influenza viruses, was previously shown to support PRRSV replication (Provost, et al., 2012). Key characteristics of the SJPL cell line included the presence of CD151 and the absence of sialoadhesin and CD163. Taken together, these data provided compelling evidence that the presence of CD151 alone is sufficient to support PRRSV replication. The absence of PRRSV infection in macrophages and pigs with a CD163 null phenotype indicates that CD151 is biologically irrelevant as an alternative receptor for PRRSV.

PRRSV 표면 상에 GP2a, GP3, GP4 이종삼량체 복합체의 일부를 형성하는 바이러스 단백질 GP2a 및 GP4는 GP2 및 GP4 플라스미드로 형질감염된 세포로부터 풀-다운(pull-down) 분석에서 CD163과 함께 공동 침전될 수 있다(Das, 등, 2009). 아마도, GP2 및 GP4는 하나 이상의 CD163 SRCR 도메인과 상호작용을 형성한다. 돼지 SRCR 5 및 hCD163-L1 SRCR 8의 동족체 사이에 도메인 스왑을 함유하는 돼지 CD163 cDNA 골격을 포함하는 시험관내 감염성 분석은 1형 바이러스에 의해 이용되는 영역을 SRCR 5로 추가로 국소화하였다(Van Gorp, 등, 2010). GP2/GP4 및 CD163 사이의 안정적인 상호작용이 SRCR 5를 통해 발생한다고 추측하는 것은 흥미롭다. GP3 및 GP5와 같은 추가의 바이러스 당단백질은 바이러스-수용체 복합체를 추가로 안정화시킬 수 있거나 공동-수용체 분자로서 기능할 수 있다. HL11m 대립유전자를 갖는 대식세포 및 돼지를 감염시킴으로써 SRCR 5에 대한 요건을 이 연구에서 조사하였고, 이는 돼지 엑손 7에서 33 bp 치환을 수행하여 CD163L1 SRCR 8 도메인을 재생성하였다. HL11m 대립유전자는 또한 유전적 변이에 양성인 세포의 선택을 위해 네오마이신 카세트를 포함하였다(도 17). HL11m 돼지는 WT PAM과 비교하여 감소된 수준이긴 하지만 PAM 상에서 CD163을 발현하였다(도 19, 패널 A 및 E 비교). 발현 감소는 엑손 11 모방체 및 다음의 인트론 사이에 위치한 네오마이신 카세트의 존재 때문일 가능성이 높았다. HL11m 돼지는 1형 바이러스 감염을 허용하지 않았고, 이는 SRCR 5의 중요성을 확인시켜 주었다. 그러나, HL11m 대식세포 및 HL11m 돼지는 2형 바이러스 감염을 지원하지 않았다. 바이러스 적정 및 백분율 감염 결과에 기초하여, HL11m 돼지로부터의 PAM은 WT 대식세포와 비교하여 바이러스에 대한 허용성의 전반적인 감소를 나타내었다(표 15 및 도 17). 허용성 감소는 변형된 CD163 단백질에 대한 바이러스의 친화성 감소와 조합된, HL11m 대식세포 상의 CD163의 수준 감소 때문일 수 있다. 2형 바이러스가 SRCR 5의 요구사항을 가지고 있고 L1 SRCR 8이 적합한 대체물로서 기능할 수 있다고 가정하면, 더 낮은 친화성은 인간 SRCR 8 및 돼지 SRCR 5 사이의 펩타이드 서열 차이에 의해 설명될 수 있다(도 18, 패널 B 참고). 그러나, PAM의 허용성 감소는 돼지에게 전달되지 않았다. HL11m 돼지에 대한 평균 바이러스혈증은 WT 돼지와 비교하여 유의하게 상이하지 않았다(도 23). PAM 외에도, 혈관내, 중격 및 림프양 조직 대식세포의 PRRSV 감염은 바이러스혈증에 기여한다(Lawson 등, 1997 및 Morgan 등, 2014). HL11m 돼지에서 전체 바이러스 부하를 유지하는 데 있어서 이들 및 다른 CD163-양성 세포 집단의 잠재적인 기여는 추가 연구할 가치가 있다.The viral proteins GP2a and GP4, which form part of the GP2a, GP3, and GP4 heterotrimeric complex on the PRRSV surface, can co-precipitate with CD163 in a pull-down assay from cells transfected with GP2 and GP4 plasmids. (Das, et al., 2009). Presumably, GP2 and GP4 form interactions with one or more CD163 SRCR domains. In vitro infectivity assays containing a porcine CD163 cDNA scaffold containing domain swaps between porcine SRCR 5 and the homologue of hCD163-L1 SRCR 8 further localized the region utilized by type 1 viruses to SRCR 5 (Van Gorp, et al., 2010). It is interesting to speculate that the stable interaction between GP2/GP4 and CD163 occurs through SRCR 5. Additional viral glycoproteins, such as GP3 and GP5, can further stabilize the virus-receptor complex or function as co-receptor molecules. The requirement for SRCR 5 was investigated in this study by infecting macrophages and pigs with the HL11m allele, which carried out a 33 bp substitution in pig exon 7 to recreate the CD163L1 SRCR 8 domain. The HL11m allele also contained a neomycin cassette for selection of cells positive for the genetic mutation (Figure 17). HL11m pigs expressed CD163 on PAM, albeit at reduced levels compared to WT PAM (Figure 19, compare panels A and E). The decreased expression was likely due to the presence of a neomycin cassette located between the exon 11 mimic and the following intron. HL11m pigs were not permissive to type 1 virus infection, confirming the importance of SRCR 5. However, HL11m macrophages and HL11m pigs did not support type 2 virus infection. Based on virus titration and percent infection results, PAM from HL11m pigs showed an overall reduction in tolerance to virus compared to WT macrophages (Table 15 and Figure 17). Reduced tolerance may be due to reduced levels of CD163 on HL11m macrophages, combined with reduced tropism of the virus for the modified CD163 protein. Assuming that type 2 viruses have a requirement for SRCR 5 and that L1 SRCR 8 can serve as a suitable replacement, the lower affinity may be explained by peptide sequence differences between human SRCR 8 and porcine SRCR 5 (Figure 18, see panel B). However, the reduced tolerability of PAM was not transferred to pigs. Mean viremia for HL11m pigs was not significantly different compared to WT pigs (Figure 23). In addition to PAM, PRRSV infection of intravascular, septal and lymphoid tissue macrophages contributes to viremia (Lawson et al., 1997 and Morgan et al., 2014). The potential contribution of these and other CD163-positive cell populations in maintaining overall viral load in HL11m pigs deserves further study.

SRCR 도메인의 결실을 갖는 CD163 플라스미드는 HEK 세포에서 안정적으로 발현되지만(Van Gorp 등, 2010), d7(1467)d7(1280)에서 엑손 7 및 8의 결실은 CD163의 검출가능한 표면 발현의 결여를 초래하였다(도 19, 패널 D). 유세포분석에 사용된 2A10 mAB는 3개의 N-말단 SRCR 도메인(Van Gorp 등, 2010), 및 아마도 7번째 및 8번째 도메인(Sanchez, 등, 1999)을 인식하므로, 검출의 부재는 돌연변이된 단백질에서 2A10 에피토프의 제거로 인한 것이 아니였다. 소량의 CD163 발현이 일부 d7(129) 돼지로부터의 PAM 상에서 검출될 수 있지만(도 19, 패널 C 참고), 발현된 단백질의 양은 PAM 또는 돼지에서 PRRSV 감염을 지원하기에 충분하지 않았다. 엑손 7 및 8 결실 돌연변이체에서 CD163 발현의 부재는 완전히 이해되지 않지만, mRNA 및/또는 단백질 분해의 결과일 가능성이 높다.CD163 plasmids with deletions of the SRCR domain are stably expressed in HEK cells (Van Gorp et al., 2010), but deletion of exons 7 and 8 in d7(1467) and d7(1280) results in a lack of detectable surface expression of CD163. (Figure 19, Panel D). The 2A10 mAB used for flow cytometry recognizes the three N-terminal SRCR domains (Van Gorp et al., 2010), and possibly the seventh and eighth domains (Sanchez, et al., 1999), so the absence of detection is indicative of the mutated protein. It was not due to removal of the 2A10 epitope. Although small amounts of CD163 expression could be detected on PAMs from some d7(129) pigs (see Figure 19, Panel C), the amount of protein expressed was not sufficient to support PRRSV infection in PAMs or pigs. The absence of CD163 expression in exon 7 and 8 deletion mutants is not fully understood, but is likely the result of mRNA and/or protein degradation.

2003년에, CD163은 아프리카 돼지류 열병 바이러스(ASFV; Sanchez-Torres 등, 2003)에 대한 수용체로서 확인되었다. 이 결론은 감염된 대식세포가 성숙한 CD163-양성 표현형을 갖고, 항-CD163 항체, 예컨대 2A10이 시험관내에서 대식세포의 ASFV 감염을 차단한다는 관찰에 기초하였다. CD163-null 돼지가 ASFV 감염에 내성인지 여부는 아직 결정되지 않았다.In 2003, CD163 was identified as a receptor for African swine fever virus (ASFV; Sanchez-Torres et al., 2003). This conclusion was based on the observation that infected macrophages have a mature CD163-positive phenotype and that anti-CD163 antibodies, such as 2A10, block ASFV infection of macrophages in vitro. Whether CD163-null pigs are resistant to ASFV infection has not yet been determined.

PRRSV 수용체에 대한 변형을 포함하는 세포 배양 모델은 PRRSV 유입, 복제 및 발병의 메커니즘에 대한 귀중한 통찰력을 제공하였다. 이 연구의 한 가지 독특한 측면은 수용체 변형된 돼지를 사용하여 생체내에서 병렬 실험을 수행하는 것이었다. 이 연구는 전세계 양돈 산업이 직면하는 가장 심각한 질환 중 하나에 대한 예방적 치료를 개발하는 타당성에 중요한 영향을 미친다. Cell culture models containing modifications to the PRRSV receptor have provided valuable insight into the mechanisms of PRRSV entry, replication, and pathogenesis. One unique aspect of this study was performing parallel experiments in vivo using receptor-modified pigs. This research has important implications for the feasibility of developing preventative treatments for one of the most serious diseases facing the global swine industry.

실시예 4: 모계 Example 4: Maternal CD163CD163 의 녹아웃은 돼지 생식기 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV) 감염으로부터 태아를 보호한다. Knockout of protects the fetus from porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection.

상기 실시예 1 내지 3은 CD163 유전자의 완전한 녹아웃(KO)을 갖는 돼지가 대식세포 상에서 CD163 발현이 결여되고 PRRSV 감염을 지원하지 못한다는 것을 입증한다(또한 Whitworth 등, 2016; Wells 등, 2017 참고). CD163 발현은 우성 형질이고 고전적인 멘델 방식으로 유전되므로, 정상 CD163 발현 및 기능을 갖는 자손은 KO CD163 -/- 암컷 돼지를 야생형(WT) CD163 +/+ 수컷과 교배함으로써 유래될 수 있다. 이 연구를 위해, 암컷(dam)의 CD163 KO 유전자형의 존재가 PRRSV로 모계 감염 후 태아를 보호하기에 충분할지 여부를 결정하기 위해 CD163 KO 어린 암퇘지를 WT 숫퇘지와 교배하여 이종접합성 CD163 +/- 태아를 생산하였다. 이 연구에서, 임신 109일 또는 모계 감염 후 20일 사이에 회수된 CD163-양성 태아는 CD163 수용체의 완전한 녹아웃을 갖는 암컷에서 PRRSV로부터 완전히 보호되었다. 결과는 농업의 경제적 어려움의 주요 원인인 PRRSV 관련 생식 질환을 제거하는 실용적인 수단을 보여준다.Examples 1 to 3 above demonstrate that pigs with complete knockout (KO) of the CD163 gene lack CD163 expression on macrophages and fail to support PRRSV infection (see also Whitworth et al., 2016; Wells et al., 2017) . Because CD163 expression is a dominant trait and is inherited in classical Mendelian fashion, offspring with normal CD163 expression and function are KO CD163 −/− It can be derived by crossing female pigs with wild type (WT) CD163 +/+ males. For this study, to determine whether the presence of the CD163 KO genotype in the dam is sufficient to protect the fetus after maternal infection with PRRSV, CD163 KO young sows were crossed with WT boars to produce heterozygous CD163 +/- A fetus was produced. In this study, CD163 -positive fetuses recovered between day 109 of gestation or day 20 after maternal infection were fully protected against PRRSV in females with complete knockout of the CD163 receptor. The results demonstrate a practical means of eliminating PRRSV-related reproductive diseases, a major cause of economic hardship in agriculture.

물질 및 방법Materials and Methods

CD163 유전자 편집. 모든 KO 대립유전자를 생성하는 데 사용된 CRISPR/Cas9 방법이 상기 실시예 1-3에 상세히 기재되어 있다. 야생형 동물 및 녹아웃, 또는 실시예 1-3에 기재된 바와 같이 생성되고 표 16에 기재된 대립유전자를 갖는 이종접합성 동물을 본 실시예에 기재된 실험에 사용하였다. 이들 대립유전자 각각은 실시예 1-3 및 PCT 공개 WO 제2017/023570호에 기재되어 있으며, 이는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다. 대립유전자 B, D 및 E에 대한 특정 편집은 또한 Whitworth 등, 2014에 기재되어 있으며, 대립유전자 C에서의 특정 편집(2 bp 삽입)은 Whitworth 등, 2016에 기재되어 있다. 표 16에 기재된 모든 대립유전자를 DNA 시퀀싱에 기초하여 확인하였다. 녹아웃 유전자형을 CD163 발현의 부재에 의해 확인하였고, 이는 상기 실시예 2에 기재된 바와 같이, 폐포 대식세포를 항-CD163 mAb인 2A10으로 염색함으로써 측정하였다. CD163 gene editing. The CRISPR/Cas9 method used to generate all KO alleles is described in detail in Examples 1-3 above. Wild-type animals and knockouts, or heterozygous animals generated as described in Examples 1-3 and carrying the alleles listed in Table 16, were used in the experiments described in this Example. Each of these alleles is described in Examples 1-3 and PCT Publication No. WO 2017/023570, which are incorporated herein by reference in their entirety. Specific edits for alleles B, D and E are also described in Whitworth et al., 2014, and the specific edit in allele C (2 bp insertion) is described in Whitworth et al., 2016. All alleles listed in Table 16 were confirmed based on DNA sequencing. Knockout genotypes were confirmed by the absence of CD163 expression, which was determined by staining alveolar macrophages with the anti-CD163 mAb, 2A10, as described in Example 2 above.

PRRSV 감염. 이 연구에 사용된 PRRSV 균주인 NVSL 97-7895(NVSL)는 PRRS 낙태 폭풍을 겪고 있었던 미국 남동 아이오와의 무리로부터 1997년에 단리된 실험실 균주이다(Halbur 등, 1997). 낮은 계대 단리물로서 유지된 바이러스를 증식시키고 MARC-145 세포에서 적정하였다. 임신 89 내지 91일째에, 어린 암퇘지에게 5 mL의 배양 배지에 희석된 105 TCID50의 바이러스를 접종하였다. 접종물의 절반은 근육내 주사에 의해 투여하고, 나머지는 비강내로 투여하였다. 모든 어린 암퇘지를 감염된 우리 동료에 의해 떨어져 나온 바이러스에 지속적으로 노출되는 환경에 유지시켰다. 감염 전, 접종 후 7일(dpi), 및 안락사 시점에 어린 암퇘지로부터 혈액 샘플을 채혈하였다. 혈청으로부터 총 RNA를 단리한 다음 역전사효소 실시간 PRRSV PCR(Tetracore, Rockville, MD)에 의해 PRRSV 핵산을 측정하였다. 표준 곡선을 RT-PCR 키트에 제공된 정량화 표준을 사용하여 작성하였다. 결과를 25 μl 반응당 log10 주형으로서 보고하며, 이는 혈액 ml당 바이러스 RNA 주형의 수에 가깝다. PRRSV infection. The PRRSV strain used in this study, NVSL 97-7895 (NVSL), is a laboratory strain isolated in 1997 from a herd in southeastern Iowa, USA, that was experiencing a PRRS abortion storm (Halbur et al., 1997). Viruses maintained as low passage isolates were propagated and titrated in MARC-145 cells. On days 89 to 91 of pregnancy, young sows were inoculated with 10 5 TCID 50 virus diluted in 5 mL of culture medium. Half of the inoculum was administered by intramuscular injection and the remainder intranasally. All young sows were kept in an environment where they were continuously exposed to viruses shed by infected pen mates. Blood samples were collected from young sows before infection, 7 days post-inoculation (dpi), and at the time of euthanasia. Total RNA was isolated from serum and PRRSV nucleic acid was measured by reverse transcriptase real-time PRRSV PCR (Tetracore, Rockville, MD). A standard curve was created using the quantification standards provided in the RT-PCR kit. Results in 25 μl Reported as log 10 templates per reaction, which approximates the number of viral RNA templates per ml of blood.

결과result

이 연구에 사용된 녹아웃 대립유전자의 상세한 설명이 상기 표 16에 나타나 있다. 각각의 녹아웃 대립유전자는 mRNA에서 코돈 프레임시프트 이후에 미성숙 정지 코돈을 초래할 것으로 예측되는 엑손 7에 돌연변이를 가지고 있었다. WT 및 CD163 KO 부모 사이의 교배는 표 17에 요약되어 있다. 양성 감염 대조군으로서 역할을 하는 3마리의 암컷의 첫 번째 그룹은 CD163 +/+ 태아를 갖는 CD163 +/+ 암컷(++/++ 그룹)이었다. 두 번째 그룹(- -/+-)은 CD163 +/- 태아를 갖는 CD163 -/- 암컷이었다. 이 그룹에서, CD163 -/- 암컷은 PRRS 복제를 지원할 수 없는 반면, CD163 +/- 태아는 PRRS 감염에 대해 민감성을 유지한다. 그리고, 마지막으로, 세 번째 그룹(- -/- -)은 CD163 -/-- 태아를 갖는 CD163 -/- 암컷으로 구성되었다. 마지막 그룹의 경우, 암컷 및 태아 모두는 감염에 내성이어야 한다.A detailed description of the knockout alleles used in this study is shown in Table 16 above. Each knockout allele had a mutation in exon 7 that was predicted to result in a premature stop codon after a codon frameshift in the mRNA. Crosses between WT and CD163 KO parents are summarized in Table 17. The first group of three females, serving as positive infection controls, was CD163 +/+ CD163 +/+ females carrying fetuses (++/++ group). The second group (- -/+-) is CD163 +/- CD163 -/- carrying fetuses It was female. In this group, CD163 −/− The female PRRS cannot support replication, whereas CD163 +/- The fetus remains susceptible to PRRS infection. And, finally, the third group (- -/- -) is CD163 -/-- CD163 -/- carrying fetuses as a female It was composed. For the last group, both females and fetuses must be resistant to infection.

감염된 야생형(WT) 암컷에서의 임상 징후는 무기력 및 일시적 식욕부진을 포함하였다. KO 암컷은 임상 징후를 나타내지 않았다. 연구 기간 동안, 하나의 WT 암컷 139번은 임신 106일째(15 dpi)에 유산하였다. 7 dpi에 측정된 PRRSV 핵산은 암컷 139에 대해 반응당 5.5 log10 주형의 바이러스혈증 수준을 나타내었고, 이는 생산적인 PRRSV 감염의 존재를 입증한다. 15 및 20 dpi 사이에, 나머지 모든 암컷을 안락사시키고, 자궁각(uterine horn)을 즉시 제거하였다. 각각의 뿔의 끝에서 시작하여, 태아 및 태반을 제거하고 해부학적 병리의 존재에 대해 평가하였다. 각각의 태아로부터 혈액 샘플을 채취하였다. 혈액을 얻을 수 없는 경우, 복강으로부터 체액 샘플을 수집하였다. 각각의 암컷으로부터 회수된 태아의 수가 표 17에 열거되어 있다. CD163 WT 그룹(++/++)(유산한 암컷 포함)의 경우, 태아의 수는 16, 14 및 12마리(평균 =14.0)였다. CD163 +/- 태아를 갖는 CD163 KO 암컷(- -/+- 그룹)은 14, 17 및 11마리의 태아(평균= 13.6)를 생성하였다. CD163 KO 태아를 갖는 CD163 KO 암컷(- -/- - 그룹)의 경우, 태아의 수는 7 및 9마리였다. 태아 바이러스혈증 및 총 병리학 결과가 도 24 및 표 18에 요약되어 있다.Clinical signs in infected wild type (WT) females included lethargy and transient anorexia. KO females showed no clinical signs. During the study period, one WT female, number 139, miscarried on day 106 of pregnancy (15 dpi). PRRSV nucleic acid measured at 7 dpi showed a viremia level of 5.5 log 10 templates per reaction for 139 females, demonstrating the presence of a productive PRRSV infection. Between 15 and 20 dpi, all remaining females were euthanized and the uterine horns were immediately removed. Starting at the tip of each horn, the fetus and placenta were removed and evaluated for the presence of anatomical pathology. Blood samples were collected from each fetus. If blood could not be obtained, fluid samples were collected from the abdominal cavity. The number of fetuses recovered from each female is listed in Table 17. For the CD163 WT group (++/++) (including aborted females), the number of fetuses was 16, 14, and 12 (mean = 14.0). CD163 +/- CD163 KO females carrying fetuses (- -/+- groups) produced 14, 17 and 11 fetuses (mean = 13.6). For CD163 KO females with CD163 KO fetuses (- -/- - group), the number of fetuses was 7 and 9. Fetal viremia and gross pathology results are summarized in Figure 24 and Table 18.

도 24는 PRRSV 모계 감염 후 각각의 태아 결과를 도시한다. 좌측의 숫자는 각각의 암컷을 식별한다. 괄호 안의 각각의 암컷 아래는 반응당 log10 주형으로서 측정된 혈청 내 PRRS PCR의 결과이다. "N"은 PRRSV 핵산에 대해 음성이다(Ct>39). 태아는 각각의 자궁각 내의 수와 상대적 위치에 의해 식별된다. 별표는 복부 유체로부터 수득된 태아 PCR 샘플을 식별한다. 각각의 태아 아래의 숫자는 태아 혈청에서 PRRS PCR 결과이다(반응당 log10 주형). 각각의 원 안의 숫자는 해부학적 병리의 존재를 나타낸다: 1) 정상 태아; 2) 작은 태아; 3) 태반 변화, 예컨대 탈착된 태반 및/또는 괴사; 4) 태변(meconium)으로 얼룩진 태아; 5) 태아가 죽고 괴사됨. 소문자는 개별 태아의 유전자형을 식별한다(표 17 참고). 기호: a, A/A; b, C/A; c, B/A; d, E/A; e, B/C; f, B/D; g, D/C; h, D/D; i, E/C; j, E/D; ND 태아가 괴사했기 때문에 결정되지 않음; nd, 유전자형이 결정되지 않았음.Figure 24 depicts individual fetal outcomes following PRRSV maternal infection. The numbers on the left identify each female. Below each female in parentheses are the results of PRRS PCR in serum measured as log 10 template per reaction. “N” is negative for PRRSV nucleic acid (Ct>39). Fetuses are identified by their number and relative position within each uterine horn. Asterisks identify fetal PCR samples obtained from abdominal fluid. Numbers below each fetus are PRRS PCR results in fetal serum (log 10 templates per reaction). Numbers within each circle indicate the presence of anatomical pathology: 1) normal fetus; 2) small fetus; 3) Placental changes, such as detached placenta and/or necrosis; 4) fetus stained with meconium; 5) The fetus dies and becomes necrotic. Lowercase letters identify the genotype of the individual fetus (see Table 17). Symbol: a, A/A; b, C/A; c, B/A; d, E/A; e, B/C; f, B/D; g, D/C; h, D/D; i, E/C; j, E/D; ND Not determined because the fetus was necrotic; nd, genotype not determined.

해부학적 수준에서, 2개의 CD163 WT(++/++) 암컷 138번 및 140번으로부터 유래된 태아의 50% 및 72%는 정상 태아보다 더 작은 것(모든 태아의 11%), 탈착된 또는 괴사성 태반을 갖는 태아(14%), 태변 얼룩(7%), 및 죽고 괴사된 태아(25%)를 포함하는 어느 정도의 병리를 나타내었다. 병리 관찰은 생식 PRRS의 전형이다. 동일한 한배새끼들은 높은 비율의 PRRSV 감염을 나타내었고, 태아의 92%는 PRRSV 핵산의 존재에 양성을 보였다. WT 암컷으로부터의 태아에 대한 PCR 결과는 태아 PRRSV 감염의 두 가지 중요한 특성을 설명한다. 첫째, 혈청에서 검출된 바이러스의 농도에서 태아 사이에 광범위한 편차가 있었고, 상이한 시간에 감염된 태아의 결과였다. 둘째, 바이러스혈증의 수준이 항상 병리와 상관관계가 있는 것은 아니었다. 예를 들어, 암컷 138번으로부터의 태아 5번은 높은 수준의 바이러스혈증(반응당 7.3 log10 주형)을 가지고 있었지만, 태아는 영향을 받지 않는 것처럼 보였다. 바이러스혈증 및 병리 사이의 차이에 대한 이유는 불확실하다. 한 가지 가능성은 태아 병리가 모계 쪽에서 발생하고 태아 바이러스혈증의 수준과 관련이 없는 조직 손상의 결과라는 것이다. 현장에서, 이러한 정상이지만 감염된 신생 새끼 돼지는 생산 시스템 전반에 PRRSV의 신속한 전파를 촉진하는 "슈퍼전파자(supershedder)"로서 기능할 수 있다. - -/+ -그룹(암컷 84, 87 및 122번)의 경우, 다른 한배새끼보다 작은 2마리의 태아를 제외하고는 모든 태아는 정상으로 보였다. 정상 크기보다 작은 것은 태반의 표면적을 감소시키는 자궁각 내의 밀집 결과일 가능성이 높으며, 따라서 발달하는 태아의 성장을 제한한다. - -/+ - 그룹 내의 모든 암컷 및 태아는 PRRSV 핵산의 존재에 대해 음성이었다. 마지막 그룹 - -/- -의 경우, 가시적인 병리가 없었고, 모든 암컷(86번 및 121번) 및 태아는 PRRSV 핵산에 대해 음성이었다.At the anatomical level, 50% and 72% of fetuses derived from two CD163 WT(++/++) females 138 and 140 were smaller than normal fetuses (11% of all fetuses), detached or Fetuses with necrotic placentas (14%), meconium stains (7%), and dead and necrotic fetuses (25%) exhibited some degree of pathology. Pathological observations are typical of reproductive PRRS. Identical littermates exhibited high rates of PRRSV infection, with 92% of fetuses testing positive for the presence of PRRSV nucleic acid. PCR results for fetuses from WT females illustrate two important characteristics of fetal PRRSV infection. First, there was wide variation between fetuses in the concentration of virus detected in serum, resulting in fetuses being infected at different times. Second, the level of viremia did not always correlate with pathology. For example, fetus 5 from female 138 had high levels of viremia (7.3 log 10 templates per reaction), but the fetus appeared to be unaffected. The reason for the difference between viremia and pathology is unclear. One possibility is that fetal pathology is the result of tissue damage that occurs maternally and is unrelated to the level of fetal viremia. In the field, these normal but infected newborn piglets can function as “supershedders” promoting rapid spread of PRRSV throughout the production system. - In the -/+ -group (females 84, 87, and 122), all fetuses appeared normal except for two fetuses that were smaller than their littermates. The smaller than normal size is likely the result of crowding within the uterine horn, which reduces the surface area of the placenta, thus limiting the growth of the developing fetus. - -/+ - All females and fetuses in the group were negative for the presence of PRRSV nucleic acid. For the last group - -/- -, there was no visible pathology and all females (nos. 86 and 121) and fetuses were negative for PRRSV nucleic acid.

이 연구의 결과는 암컷에서 CD163의 부재가 PRRSV 민감성 태아를 보호하기에 충분하다는 것을 입증한다. CD163 KO 암컷으로부터 유래된 CD163-양성 자손은 출생 직후 바이러스에 취약하지만, 자궁 내에서 PRRSV로부터의 보호는 경제적 손실 및 동물 고통의 주요 원인을 제거하는 수단을 제공한다.The results of this study demonstrate that the absence of CD163 in females is sufficient to protect PRRSV-susceptible fetuses. CD163-positive offspring derived from CD163 KO females are susceptible to the virus immediately after birth, but protection against PRRSV in utero provides a means of eliminating a major cause of economic loss and animal suffering.

본원에 개시된 실시예는 예시로서 제공되며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.The embodiments disclosed herein are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention.

상기에 비추어 볼 때, 본 발명의 몇 가지 목적이 달성되고 다른 유리한 결과가 획득된다는 것을 알 수 있을 것이다. In light of the above, it will be seen that several objectives of the present invention have been achieved and other advantageous results have been obtained.

본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 상기 산물 및 방법에 다양한 변화가 이루어질 수 있으므로, 상기 설명에 포함되고 첨부된 도면에 표시된 모든 사항은 예시적이며 제한하는 의미가 아닌 것으로 해석되어야 한다.Since various changes may be made to the products and methods without departing from the scope of the present invention, all matters included in the above description and shown in the accompanying drawings should be construed as illustrative and not limiting.

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SEQUENCE LISTING <110> Curators of the University of Missouri Prather, Randall Wells, Kevin Whitworth, Kristin <120> METHODS FOR PROTECTING PORCINE FETUSES FROM INFECTION WITH PORCINE REPRODUCTIVE AND RESPIRATORY SYNDROME VIRUS (PRRSV) <130> UMO 18054.WO <160> 121 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 1 ggaaacccag gctggttgga ggg 23 <210> 2 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 2 ggaactacag tgcggcactg tgg 23 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 3 cagtagcacc ccgccctgac ggg 23 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 4 tgtagccaca gcagggacgt cgg 23 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 5 ccagcctcgc ccagcgacat ggg 23 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 6 ctttcattta tctgaactca ggg 23 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 7 ttatctgaac tcagggtccc cgg 23 <210> 8 <211> 23 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 8 cagctgcagc atatatttaa ggg 23 <210> 9 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 9 ctcctcgccc ttgctcacca tgg 23 <210> 10 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 10 gaccaggatg ggcaccaccc cgg 23 <210> 11 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 11 ctctccctca ctctaaccta ctt 23 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 12 tatttctctc acatggccag tc 22 <210> 13 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 13 ctctccctca ctctaaccta ctt 23 <210> 14 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Synthetic oligonucleotide <400> 14 gactggccat gtgagagaaa ta 22 <210> 15 <211> 27767 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 15 atacaagtgc cttttacaga caatctgcac aagttatttg ttagacatat ttgattatag 60 aattaatatt aaaaggggtt ataacaatca agcattgata atttaattat gtttgcctat 120 tttactttag ttttttgaca taactgtgta actattgcga tttttttatt cctaatgtaa 180 ttagttcaaa acaaagtgca gaaatttaaa atattcaatt caacaacagt atataagtca 240 atattccccc cttaaatttt tacaaatctt tagggagtgt ttctcaattt ctcaatttct 300 ttggttgttt catgtcccat atggaagaaa acatgggtgt gaaagggaag cttactcttt 360 tgattacttc ccttttctgg ttgactccac ctccattatg aagcctttct gtatttttgt 420 ggaagtgaaa tgatttttag aattcttagt ggttctcttc ttcaggagaa catttctagg 480 taataataca agaagattta aatggcataa aaccttggaa tggacaaact cagaatggtg 540 ctacatgaaa actctggatc tgcaggtaaa atcttctcat ttattctata tttacctttt 600 aaatagagtg tagcaatatt ccgacagtca atcaatctga tttaatagtg attggcatct 660 ggagaagaag taacagggaa aaaggcaata agctttataa ggggaacttt tatcttccat 720 agactcaaaa ttgaagacgt gactagaaga ttgctagatt tggcatcagt tttgtaaaat 780 tgctgaggtg aaattaagta agggatgaaa attaactaaa ttgtgttgag tatgaaacta 840 gtagttgtta gaaaagatag aacatgaagg aatgaatatt gattgaaagt tgatgaccta 900 gaggacattt agactaacac ctctgagtgt caaagtctaa tttatgattt acatcgatgc 960 gttaaactca tttaacattc ttactttttt cccctcaagc atttaagctg aagtataaca 1020 tttcacatga aagcctggat tataaatgca cagttcagtg acctatctca gaggagtgac 1080 tgccatagca ttttttttgt ctttttgcct tcagagccac agcaacgcgg gatccgaagc 1140 cgcgtctgcg acccacacca cagctcacgg caatgccgga tctttaaccc actgagcgag 1200 gccggggatc gaacccgcag tctcatggtt cctagtagga ttcgttaacc actgcgccac 1260 gacgggaact cctaccatag catttttact tttaagttac tgttggttta gagtaagaag 1320 gagaaatgag agtgatggag cgtttgctat atttggagac aaggtcctat attggaggtt 1380 ctcaaatata aattttgtcg ctttttcctc caatgtattg ttcaactact atttagcagg 1440 ccactgtgcc aggtactggt gaaactggtg aacatgatag atgtaattca ttccctcatg 1500 gaactttcca tctaacaatg tggatcaggt aggcttggag atgagaatgc cagtggttga 1560 ctatgactct gtggctgaag ggagagctac tcacttcgta gtttcatcaa tgtctttttg 1620 gttttccagg ttttaagccc tgctcttgca attcttttcc cttctccaac tttcttctaa 1680 tttctcaccc ctaggatgcc tataaacatg agtattttca aagctacttc actgaggtta 1740 tatgatcctg gtgtgaattt ttcctgcctg acttgccatt tagaaggaag tgtttcctgg 1800 aatttccatt gtggcttggt ggttaaagac cctgcattgt ctctgtgagg atgtgggttc 1860 aatctctggc ctcattcagt 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taacattctc ccattgtacc atggatgggt ccagaaacat 2760 ttctcaaatc ctggcttgaa aaaataaata agtaatctaa agaataataa ttctctactt 2820 gctctttgaa tcttgaccaa ttgctgcatt tacctattgt tacaggagga aaagacaagg 2880 agctgaggct aacgggtggt gaaaacaagt gctctggaag agtggaggtg aaagtgcagg 2940 aggagtgggg aactgtgtgt aataatggct gggacatgga tgtggtctct gttgtttgta 3000 ggcagctggg atgtccaact gctatcaaag ccactggatg ggctaatttt agtgcaggtt 3060 ctggacgcat ttggatggat catgtttctt gtcgagggaa tgagtcagct ctctgggact 3120 gcaaacatga tggatgggga aagcataact gtactcacca acaggatgct ggagtaacct 3180 gctcaggtaa gacatacaca aataagtcaa gcctatacat gaaatgcttt gtgggaaaaa 3240 atgtatagat gagttaaaaa caaaaaggaa ccagttttct ataagtcatc tagtccatgt 3300 ataaaattac ccaatccatt actaaaagac cacttctggt attttacaca tgacaaagcc 3360 catattaaaa aaaaaaaatt cagaagagat tctgaatgct ataataaatg agcaagtgac 3420 tagcttcaat tttatattag gtcattctac cttctacttc tacatgaaaa tatcataatg 3480 tctaagttaa ttccttgtcc cctttcccaa taaagcactg ctttcatgca ctggcctatg 3540 aatcatgaac tttttgccct 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taagttaaga catcagtata tatttttaat ttttgtgttt 4440 tttttttcat acttttacat gaggatcctt tatataagga tgagttaaac aaacttgatt 4500 tttgaagttt atacccctga ggctcaactg cataataata gaaagggatc catagcctct 4560 caaggactta actagtttca tgagttttca gaatctgaat ttctgagatt ctccacccca 4620 attaaagctc aagcctcaga acatatatcc ttctcttggt aaattctatt cttatcacat 4680 gcgtaataat aaaaaagaga gatgttggag acagattttt ttcctcacat tctgtctcta 4740 ctgttttcta ggtgtttgat tctgtgttat ttaacctcag tttgcttatc tgtgaagtag 4800 ggattatggt aataacatat aatgctttat gttgtaaaga ctaaagaaga tagcatatgt 4860 aacacatttg gaacagggaa tgcatatttt gattgtgagc tcttattatt attaccattc 4920 agccctaata aaaatcttgg taagtggaag gctttggatt tcagaacttt taaaatctaa 4980 ttactttttc aaaaaagaac ttcttagggt tttttttttt taaccacaaa gtgtttctat 5040 tttttaggtg tcccaaaatt tcgttccaaa tatctttttc tcagatattt tagtcctcat 5100 agaacaccta gggatagtgg atagagaaaa ttttctttat taaaaagctg ttctttgcta 5160 aaaattgtag caggtacttt tgggaggggg gaaaactttg attcagaaac tgctaagaca 5220 tggagtgttt tgactaattt 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tcactcctct caggtacagc tcttcagttt gcccttattc 6960 ttgtttcctt gtcaatgact tgttttgtgt ccctcttaca gatggagcag acctgaaact 7020 gagagtggta gatggagtca ctgaatgttc aggaagattg gaagtgaaat tccaaggaga 7080 atggggaaca atctgtgatg atggctggga tagtgatgat gccgctgtgg catgtaagca 7140 actgggaggt ccaactgctg tcactgccat tgtcgagtta acgccagtga gggactggac 7200 acattggctc acacacatac agccatgaca cgatctgctc tatggtccga tgattaaagg 7260 gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg 7320 gggggggggg gggggggggg gggggggggg ggggggggag aagagctggt ggacatttct 7380 ggaaaggaac caaaacccgg aagggccttg ttcttcagga tttgggatgg attggggagg 7440 gagaaaattg tttctaatat ttcttggtgg gaattctttt acagttgtga caaatctttc 7500 acatattctt catttgagta gtttggaggg ttgtctgact gttttctata ataaatgtcc 7560 caagtgctat gaggtaccac atttcaaatt ctaattctac ctgaagctcc aaaaagacaa 7620 aatgttatag gtcttttctt tatatctaat ttgcttatgg tttttagcca ttgacaattt 7680 ttttttctta actcttgaaa ctataaccct atttctaacc aaattcatgt tctatactgg 7740 ctcttcaaaa acccaggaga tgggaaagcc agaatctcca gtgtttcagc ttctgggaag 7800 gagcaagttt ttaaaaatac cctctgggag ctaaattcca catgtatcta tggcctaagt 7860 gtatgtttat tttgcagatg gatcagatct ggaactgaga cttaaaggtg gaggcagcca 7920 ctgtgctggg acagtggagg tggaaattca gaaactggta ggaaaagtgt gtgatagaag 7980 ctggggactg aaagaagctg atgtggtttg caggcagctg ggatgtggat ctgcactcaa 8040 aacatcatat caagtttatt ccaaaaccaa ggcaacaaac acatggctgt ttgtaagcag 8100 ctgtaatgga aatgaaactt ctctttggga ctgcaagaat tggcagtggg gtggacttag 8160 ttgtgatcac tatgacgaag ccaaaattac ctgctcaggt aagaatttca atcaatgtgt 8220 taggaaattg cattctactt tcttttacat gtagctgtcc agttttccca gcaccacttg 8280 ttgaagagac tgtcttttct tcatcatata gtcctacatc ctttgtcata aattaattga 8340 ccataggtgt gtgggtttat atctgggctc tctattctgt tcctttgatc tatatgtctg 8400 tttttatgcc agcaccatgc tgttttgatt actatagctt tgtagtatca tctgaagtca 8460 ggaaacatga ttcctccagc tttgttcttc tttctcaaga ttgttttgtc tattcagagt 8520 ttatgttccc atgcagattt aatttttaaa tttatttaat ttttattttt tatttttaat 8580 ttaaattaat ttaaattttt tatttcccaa cgtacagcca agggggccag ggtaaccttt 8640 acatgtatac attaaaaatt tcaggttttt cccccaccca tttctttctg ttggcaagta 8700 aatttttgaa caaagtttcc caatgctttt taaggggaat tcccttgggg gggggggggg 8760 gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg 8820 gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg agacgaaatt gactatattt 8880 tctttgttgg gaatctttta cagttgtgac aaatctttca catattcttc atttgagtag 8940 tttggagggt tgtctgactg ttttctataa taaatgtccc aagtgctatg aggtaccaca 9000 tttcaaattc taattctacc tgaagctcca aaaagacaaa atgttatagg tcttttcttt 9060 atatctaatt tgcttatggt ttttagccat tgacaatttt tttttcttaa ctcttgaaac 9120 tataacccta tttctaacca aattcatgtt ctatactggc tcttcaaaaa cccaggagat 9180 gggaaagcca gaatctccag tgtttcagct tctgggaagg agcaagtttt taaaaatacc 9240 ctctgggagc taaattccac atgtatctat ggcctaagtg tatgtttatt ttgcagatgg 9300 atcagatctg gaactgagac ttaaaggtgg aggcagccac tgtgctggga cagtggaggt 9360 ggaaattcag aaactggtag gaaaagtgtg tgatagaagc tggggactga aagaagctga 9420 tgtggtttgc aggcagctgg gatgtggatc tgcactcaaa acatcatatc aagtttattc 9480 caaaaccaag gcaacaaaca catggctgtt tgtaagcagc tgtaatggaa atgaaacttc 9540 tctttgggac tgcaagaatt ggcagtgggg tggacttagt tgtgatcact atgacgaaac 9600 caaaattacc tgctcaggta agaatttcaa tcaatgtgtt aggaaaattg cattctactt 9660 tcttttacat gtagctgtcc agttttccca gcaccacttg ttgaaaaaac tgtctttttc 9720 ttcatcatat agtcctacat cccttggcca taaattaatt gaccataagg ggtgtgggtt 9780 taatatccgg ggctcctcaa ttcgggtccc ttggatccta aaagccggtt ttataacccg 9840 acacatggcc tgtttttgac taaataaaac ctttggaaaa caatcccgaa ggtcgaggaa 9900 catggaatcc ccccaacaaa ggaccttctt tccccaaaaa tgcggctcag ccaactcaaa 9960 aagattttat gaatcacaaa ccgcacatta tcttcctaaa attactattc ctatgtttta 10020 atttgcaaag tcattccgat atagttggcg cagagtaact catttagata tccaccccac 10080 cagttcctca ctcaagtaag gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg 10140 gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggc 10200 ccccatgtga gattttgtgt gtcctttaag agtggagtct ctatttccca ctgctctctg 10260 gttctcccca aagtaagccc tgctggcttt caaaacttct gggagcttgc cttcttggta 10320 taggactcct gggctaggga gtctaatgtt tggcttagac cccttactgc ttgggaagaa 10380 tctctgcaac tgtaatgaat tatcttccta tttgtgggtt gctgaggata tggtcttaac 10440 tgttctgtgt tctacccctc ctatccatct tgttgtggtt ccttctttat atctttagtt 10500 gtagaaaagt ttttcttatc aacagttgct ctgtaaattg taacttgggt gtacacctag 10560 taggaggtga gctcagggtc ttcctactct gccatcttgg ccatgtcctc taaacatttt 10620 ggtgtatttc actgcaacct ttttaaaaat ctcaaaagtg agctgtgatt ggctagtctt 10680 gtggataatc tctagcattt gatgctaatc atatttatac aaatactttg ttgaaaagtg 10740 atgccttttt aactattatt aaaaaacgta ttgacataac tattgctatt atactgaaaa 10800 gaaagacctt agagaaaata gcataagagc aaaaccatta aacatggaga catctagtca 10860 tagggtggaa attttatgtg gtccatatcc cctaaccagt ggctttacac caggcacatc 10920 ctaactaaga tctgctccca agtgtcttcc ctgatgcttt aaattgtgtt acatggaaac 10980 tatcctttga tgaagaaatg caacctttta aaatacaaca ttgaaacttt tgtgctttaa 11040 ttttgctttt caacattttt tctttttaaa agaagaaatt tatttgtttt tttaaatttt 11100 aatggccacg gcatatggaa gttctcaggc cagggataga attcaagcca caggtgcgac 11160 ccatgccaca actgctgcaa caccagatcc tttaacccac tgcaccaggc cagggattga 11220 agccttgcct tactgacaat ctgagccact tcagtcagat aaagaaattt cttcattaag 11280 cagagtattc acatggttta aacttcaaaa tattaaagtg taaactcttt ccccaccact 11340 gtccccagct caccaactct acttaccaca gacaactgat gtggttaggg tatttaaata 11400 gtaaatccaa gaaaatataa acaaatccgt atatataggt ttcaccccat tttattatcc 11460 taatgttgca tatcatataa actatactgt cccttgggta ttcacttagt aaaatatttt 11520 gatcataatt tcctatcagt atttaaagag ctttctgaaa ttatttctgt ataacatttc 11580 ttttctcatc ggtagggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg 11640 gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg gggggggggg ggggaatggg 11700 aagaaaaaac caccatggtt aatttttttt atccctctac acccgggaaa attacccttg 11760 gggccacact tttctataga aaggggatta tttaaaaggg tctgaaaaag aatttttttt 11820 tcgaaagggg aaatatttgg cctaacttag tcacataagc catgttctct ggcaagttag 11880 gtaacataca tttttgtcat tgggggcaac aaaaacaatt ttccttttgg accttttggg 11940 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DNA <213> Sus scrofa <400> 24 gaaacccagg ctggttggag gggacattcc c 31 <210> 25 <211> 24 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 25 gaaacccagg ctggggacat tccc 24 <210> 26 <211> 13 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 26 aggggacatt ccc 13 <210> 27 <211> 13 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 27 gaaacccatt ccc 13 <210> 28 <211> 31 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 28 ggtcgccacc atggtgagca agggcgagga g 31 <210> 29 <211> 32 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 29 ggtcgccacc atggctgagc aagggcgagg ag 32 <210> 30 <211> 29 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 30 ggtcgccacc atggtgagag ggcgaggag 29 <210> 31 <211> 32 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 31 ggtcgccacc atggttgagc aagggcgagg ag 32 <210> 32 <211> 48 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 32 ggtcgccacc atggtgagca agggcgagga gaacccaggc tggttgga 48 <210> 33 <211> 49 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 33 tgctgtgcag ggaactacag tgcggcactg tggtttccct cctgggggg 49 <210> 34 <211> 38 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 34 tgctgtgcag ggaactctgt ggtttccctc ctgggggg 38 <210> 35 <211> 22 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tatttcagaa gaaaatggtg ttgcctgcat 4140 aggtgagaat cagtgaccaa cctatgaaaa tgatctcaat cctctgaaat gcattttatt 4200 catgttttat ttcctctttg cagggagtgg tcaacttcgc ctggtcgatg gaggtggtcg 4260 ttgtgctggg agagtagagg tctatcatga gggctcctgg ggcaccatct gtgatgacag 4320 ctgggacctg aatgatgccc atgtggtgtg caaacagctg agctgtggat gggccattaa 4380 tgccactggt tctgctcatt ttggggaagg aacagggccc atttggctgg atgagataaa 4440 ctgtaatgga aaagaatctc atatttggca atgccactca catggttggg ggcggcacaa 4500 ttgcaggcat aaggaggatg caggagtcat ctgctcgg 4538 <210> 120 <211> 101 <212> PRT <213> Sus scrofa <400> 120 Pro Arg Leu Val Gly Gly Asp Ile Pro Cys Ser Gly Arg Val Glu Val 1 5 10 15 Gln His Gly Asp Thr Trp Gly Thr Val Cys Asp Ser Asp Phe Ser Leu 20 25 30 Glu Ala Ala Ser Val Leu Cys Arg Glu Leu Gln Cys Gly Thr Val Val 35 40 45 Ser Leu Leu Gly Gly Ala His Phe Gly Glu Gly Ser Gly Gln Ile Trp 50 55 60 Ala Glu Glu Phe Gln Cys Glu Gly His Glu Ser His Leu Ser Leu Cys 65 70 75 80 Pro Val Ala Pro Arg Pro Asp Gly Thr Cys Ser His Ser Arg Asp Val 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Sus scrofa <400> 42 agagagcaga gccagcgact cgcccagcga 30 <210> 43 <211> 50 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 43 agagccagcc tcgcccagca ggggtaccat ggggtacctg ccgtttgtgt 50 <210> 44 <211> 53 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 44 agagagcaga gccagcgact cgcccagcga gcagtgggta cctgccgttt gtg 53 <210> 45 <211> 53 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 45 agagagcaga gccagcgact cgcccagcga tcagtgggta cctgccgttt gtg 53 <210> 46 <211> 53 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 46 agagagcaga gccagcgact cgcccagcga acatggggta cctgccgttt gtg 53 <210> 47 <211> 4990 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 47 tatagatgac aaggctttgt gtctgatagg ggccagcgaa ctcagtaaag agggaagatg 60 agaaagataa tggcaagaat ttatccctga agtgtagttt tgacaaacca gtcacaaaga 120 ggtctaagaa attttggtca caaagttgtt ttgaatccca ggcattttat ttgcaatgat 180 tgcatatgtt ctggaaagga catctgaacc taagaaatag ttcatttgca ttgtgttata 240 ttttactaag gtctgagaaa taatcttgag atgagaatga actctacttc ttcagagtct 300 ggaaggaata aattatgaaa atgtattaat gcttctttaa accatattgt atatttatct 360 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ccatggccat gattgaacag gatggcctgc atgcaggttc 4020 tccagctgcc tgggtggaga gactgtttgg ctatgactgg gcacagcaga ccattggttg 4080 ctctgatgca gcagtgttca gactgtcagc ccagggcagg ccagtcctgt ttgtgaagac 4140 agacctcagt ggggctctca atgagctgca ggatgaggct gccagactct cctggctggc 4200 aacaactggg gtcccctgtg cagctgtcct ggatgtggtc acagaagctg gaagggactg 4260 gctcctgctg ggtgaggtgc ctgggcagga cctcctgtcc tctcacctgg ctccagctga 4320 gaaagtgtca atcatggctg atgccatgag aagactccac accctggacc cagccacctg 4380 cccctttgac caccaggcca agcacaggat tgagagggcc agaaccagga tggaggctgg 4440 cctggtggac caggatgacc tggatgaaga acaccagggc ctggcccctg ctgaactgtt 4500 tgccaggctc aaggcatcca tgccagatgg tgaggacctg gtggtgactc atggggatgc 4560 ctgcctgccc aacatcatgg tggaaaaatgg aaggttctct ggcttcattg actgtggcag 4620 gctgggagtg gctgacaggt accaggacat tgccctggca accagggaca ttgcagaaga 4680 gctgggggga gaatgggcag acaggttcct ggtgctctat ggcattgcag cccctgactc 4740 ccagagaatt gccttctaca gactgctgga tgagttcttc taaatcgatt ataatcagcc 4800 ataccacatt tgtagaggtt ttacttgctt taaaaaacct cccacacctc cccctgaacc 4860 tgaaacataa aatgaatgca atgttgttgt taaacttgtt tattgcagct tataatggtt 4920 acaaataaag caatagcatc acaaatttca caaataaagc atttttttca ctgcattcta 4980 gttgtggttt gtccaaactc atcaatgtgg aaaataacta ccagtttcct aagcttataa 5040 cttcgtatag catacattat acgaagttat aagctagaca aaagtatctt accccaatgg 5100 tagccctgta cccaataaaa gtaggtgttc agtttcatat cctatgaaat accctcttga 5160 tacttttact ttgcatgagg atttagaaga aaaaagtttt actataatcc ttaacttagg 5220 aaattctttt gaattggaaa tgaaacacaa attgcttttc attgatatgc catatgatta 5280 tatgaataaa acatgaaatc ttcatattgg attctagtat atacccaagt aaatattttt 5340 tccctagaag agtgccaagt gtgttaaaac cttttggttt aataaagcag aaaaaaaataa 5400 actctaaaaa tcataattaa aaatgaaatg cttttattta tagcaattaa ctacaacatg 5460 tttagactta catactatta aatataatat atttaagatc ccctcatgat aaatatgttc 5520 attattttgt aggctgttga tgcactaata tgtatgtaga ttactttgtg aattgccctt 5580 aataaaattt aaaactttag gctagtaaac ctgtaacact caacttagtt ctgaactatc 5640 tcactattct tttgcaagaa tttacttagg taatgccaac taatttattc caaggccaaa 5700 aagatgacaa tgtcttatat attataaaaa ctaataaaaa ccattttaaa acctagtata 5760 aatttaaagg tacttgctct tctggttcat ctcttctttt gtttacttct gctttcaaaa 5820 acttattat tgtgaccata ttctttactt ccatttatg ttataattta taagatacta 5880 tacttgcaag caataaatgt tatcttttta gcttttaaat ggtctcattt gaaaagaata 5940 tataattagt aagtcatagc tactttaaat aaaaacttat tctttaagag attaaacact 6000 tctccaagtg atctgttttt ctttaattaa aacgttatta actcccaaaa tgatgttatt 6060 gtttttttat aatcttaaat accaataatt accaggtcta ttttgatttt gatacaggat 6120 aaaaactact attaattact taagaatgtg ttctttttta tatgtaccat tttcatgatc 6180 aaagttggtg atatgactga ggttttgatt attattaaac agatagttaa tatgatatat 6240 tcctcatttt tccaaatgaa aggaaaaatg tcttatatgg aggaaaaagat tggggcaggg 6300 ggattagtaa attattactt aaatatctga ataggaggat ttttcaatga aaggataaag 6360 gaagaatgat tgtatcatct gaatctttcc ctccctttcc tggagtttgt cctttcaacc 6420 cagtatacct accactccct tcatcaccta ctttcccatt acagtcccta tgtgttgggt 6480 ggtaactatt ttgttttggt gttaatatcc aagtttccct taataacacc tagtgaatgg 6540 aggaaggatg agcataccta cccatcagac atatttagcc accatattta atcaacaagc 6600 atgaagaaag gaagctagcc tctccccttc ctttcctcct gcctctctct ctcttctctg 6660 tcctcgctcc ctttcttccc atcaatattt tcagagcacc tcttatgcgc caggcattgg 6720 gatactcaaa ctggaggaaa caagaaaaaaa aaaaaaaaaaa ggcgaagacc tcagggaaat 6780 ttatattgct gctatatttt tttgagccta gtgtaaatta aaattcctta atgctgtgcc 6840 ttttaaaaac acaaataagc aaaatagttt atttcttcaa cagttaaatc cttagggtag 6900 gaaagtgatt caggatctat tgctactatt aactcttctt tcattttcac acaggataca 6960 cacaaatccg cttggtgaat ggcaagaccc catgtgaagg aagagtggag ctcaacattc 7020 ttgggtcctg ggggtccctc tgcaactctc actgggacat ggaagatgcc catgttttat 7080 gccagcagct taaatgtgga gttgcccttt ctatcccggg aggagcacct tttgggaaag 7140 gaagtgagca ggtctggagg cacatgtttc actgcactgg gactgagaag cacatgggag 7200 attgttccgt cactgctctg ggcgcatcac tctgttcttc agggcaagtg gcctctgtaa 7260 tctgctcagg taagagaata agggcagcca gtgatgagcc actcatgacg gtgccttaag 7320 agtgggtgta cctaggagtt cccattgtgg ctcagtggta acaaactcga ctggtatcca 7380 tgagggtatg ggtttgatcc ctggccttgc tcaatgggtt aaggatccag cattgctgtg 7440 agctgtggta taggttgcag actctgctca ggtcccatgt tgctgtgatt gtggtgtagg 7500 ctgactgctg cagcttcaat ttgaccccta gcccgggaat ttccataggc cacacgtgca 7560 gcactaagga aggaaaaaaaa gaaaaaaaaa aaaaaagagt gggtgtgcct atagtgaaga 7620 acagatgtaa aagggaagtg aaagggattc ccccattctg agggattgtg agaagtgtgc 7680 cagaatatta acttcatttg acttgttaca gggaaagtaa acttgacttt cacggacctc 7740 ctagttacct ggtgcttact atatgtcttc tcagagtacc tgattcattc ccagcctggt 7800 tgacccatcc ccctatctct atggctatgt ttatccagag cacatctatc taacactcca 7860 gctgatcttc ctgacacagc tgtggcaacc ctggatcctt taaccaactg tgccaggctg 7920 gagatcaaac ctaagcctct gcagcaaccc aagctgctgc agtcagattt ttaaccccct 7980 gtgccactgt gggtatctcc gatattttgt atcttctgtg actgagtggt ttgctgtttg 8040 cagggaacca gagtcagaca ctatccccgt gcaattcatc atcctcggac ccatcaagct 8100 ctattatttc agaagaaaat ggtgttgcct gcataggtga gaatcagtga ccaacctatg 8160 aaaatgatct caatcctctg aaatgcattt tattcatgtt ttatttcctc tttgcaggga 8220 gtggtcaact tcgcctggtc gatggaggtg gtcgttgtgc tgggagagta gaggtctatc 8280 atgagggctc ctggggcacc atctgtgatg acagctggga cctgaatgat gcccatgtgg 8340 tgtgcaaaca gctgagctgt ggatgggcca ttaatgccac tggttctgct cattttgggg 8400 aaggaacagg gcccatttgg ctggatgaga taaactgtaa tggaaaaagaa tctcatattt 8460 ggcaatgcca ctcacatggt tgggggcggc acaattgcag gcataaggag gatgcaggag 8520 tcatctgctc gg 8532 <210> 119 <211> 4538 <212> DNA <213> Sus scrofa <400> 119 tatagatgac aaggctttgt gtctgatagg ggccagcgaa ctcagtaaag agggaagatg 60 agaaagataa tggcaagaat ttatccctga agtgtagttt tgacaaacca gtcacaaaga 120 ggtctaagaa attttggtca caaagttgtt ttgaatccca ggcattttat ttgcaatgat 180 tgcatatgtt ctggaaagga catctgaacc taagaaatag ttcatttgca ttgtgttata 240 ttttactaag gtctgagaaa taatcttgag atgagaatga actctacttc ttcagagtct 300 ggaaggaata aattatgaaa atgtattaat gcttctttaa accatattgt atatttatct 360 attactaaac aaaaagaagt agctctattt atttatttat ttatttattt atttatgtct 420 tttgtctctt tagggccaca cctgtggcat atggaggttc ccaggctaga ggtccaattg 480 gagatgtagc agccagccta tgccagagcc accgcaacac gggatctgag ccacgtctgt 540 gacttacacc acagctcaca gcaacgcctg atcctcaacc cactgagcga ggccagggat 600 cgaacccatg tcctcatgga tgctagttgg gttcgttaac tgctgagcca tgatgggaac 660 tccaaattaa ttatttctta tatttgttct tcatatattc atttctatag aaagaaataa 720 atacagattc agttaatgat ggcaggtaaa agcttaactt attaatcaaa ggagttaatc 780 caggcacaaa aattcaattc atggctctct gttaaaattt aggtataggt ttagcaggaa 840 gaaaaggtta gtagatgcag actattacat ttagaatgga tggacaatga agtcctacta 900 tacagcacag ggaactatat ccaatctctt gggatagaat atgatggaag acaaaatcag 960 aacaagagag tatatatata tgtgtgtgtg tgtgtgtgtg tgtgtgtgtg tgtgtgtgtg 1020 tgtgtgactg ggtcaccctg cggcacagca gaaattggca gaacattgta aatcaactat 1080 actttaatag gaaaaatact tttaagggct aaatttccaa tattctaacc atgtacacag 1140 agtaaatgtc ataaggatgc cagtctgtgt agagattgat gtgttactag cagattcatg 1200 aaataaaggc tgaggatgta gtccccaagt cacttctgag tggaagaatt tctcctttgt 1260 cctggactca aatattttag gataaaggaa aaaagaagat atttatagaa gggacttgtt 1320 ttcaagtact tgacaaaatt tcaccattaa agagaaattt gtggggagttc ccatcgtggc 1380 tcagtggaaa caaatccaac taggaaccat gaggttgtgg gtttgatccc tggcctcact 1440 cagtgggtta aggatccggt gttgccgtga gctgtggtgt aggttgcaga cacggttctg 1500 atcctgcgtt gctgtggctg tggctgtggt gtaggccagc agcaaacagc tctgattaga 1560 cccctagcct ggaaacctcc atatgccaca ggtgcagccc taaaaagaca aaaaaagaga 1620 aaagacaaaa aaaaaaaaaaa aaaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaaa gaacccccag 1680 aggtattat ttgtttttgc cttttttcac tgactgttct ttgtttgttt gtttgagact 1740 gatctagaag actagagatt acaagaaata tggatttggc tcactctaag aaactgcttt 1800 cattccaagg tttgggtcta tccaaaagtg gaatagaatc atatgaatac tagtttatga 1860 gtatttagtg agaggaattt caagctcaaa taatgattca gcaagattaa attaaggagg 1920 gaattttcct tgtggctgag tgggttaagg acccaatgtt gtctctgtga ggatgtaggt 1980 tccatcctgg gctttgctca ttaggttaag gatctggcat tgctgcagct cagacccagt 2040 gctgccctgg ttgtggctta ggccaaagct gcagctccaa ttcaatctct ggcctgggaa 2100 cctccatgtg ctacaaggtg cggccttaaa aggaaaaaaaa aaaaattaaa tcaaggactc 2160 aagagtcttt cattatttgt gttgtggaag ctatatttgt tttaaagtct tagttgtgtt 2220 tagaaagcaa gatgttcttc aactcaaatt tgggagggaa cttgtttcat acatttttaa 2280 tggataagtg gcaaaatttt catgctgagg tgatctatag tgttgtaatg cagaatatag 2340 tcagatcttg aacattttag gaagttggtg agggccaatt gtgtatctgt gccatgctga 2400 taagaatgtc aagggatcac aagaattcgt gttattgac agcagtcatc tttaaaaggc 2460 atttgagaaa gtccaatttc aaatgcattt cctttcttta aaagataaat tgaagaaaat 2520 aagtctttat ttcccaagta aattgaattg cctctcagtc tgttaaaaga aactcttacc 2580 ttgatgatg cgctcttaac ctggcaaaga ttgtctttaa aatctgagct ccatgtcttc 2640 tgctttattt ctggtgtgcc tttgactcca gattacagta aatggaggac tgagtatagg 2700 gctaaaaagt agagagaatg gatgcatatt atctgtggtc tccaatgtga tgaatgaagt 2760 aggcaaatac tcaaaggaaa gagaaagcat gctccaagaa ttatgggttc cagaaggcaa 2820 agtcccagaa ttgtctccag ggaaggacag ggaggtctag aatcggctaa gcccactgta 2880 ggcagaaaaa ccaagaggca tgaatggctt ccctttctca cttttcactc tctggcttac 2940 tcctatcatg aaggaaaata ttggaatcat attctccctc accgaaatgc tatttttcag 3000 cccacaggaa acccagctca acattcttgg gtcctggggg tccctctgca actctcactg 3060 ggacatggaa gatgcccatg ttttatgcca gcagcttaaa tgtggagttg ccctttctat 3120 cccgggagga gcaccttttg ggaaaggaag tgagcaggtc tggaggcaca tgtttcactg 3180 cactgggact gagaagcaca tgggagattg ttccgtcact gctctgggcg catcactctg 3240 ttcttcaggg caagtggcct ctgtaatctg ctcaggtaag agaataaggg cagccagtga 3300 tgagccactc atgacggtgc cttaagagtg ggtgtaccta ggagttccca ttgtggctca 3360 gtggtaacaa actcgactgg tatccatgag ggtatgggtt tgatccctgg ccttgctcaa 3420 tgggttaagg atccagcatt gctgtgagct gtggtatagg ttgcagactc tgctcaggtc 3480 ccatgttgct gtgattgtgg tgtaggctga ctgctgcagc ttcaatttga cccctagccc 3540 gggaatttcc ataggccaca cgtgcagcac taaggaagga aaaaaagaaa aaaaaaaaaaa 3600 aagagtgggt gtgcctatag tgaagaacag atgtaaaagg gaagtgaaag ggattccccc 3660 attctgaggg attgtgagaa gtgtgccaga atattaactt catttgactt gttacaggga 3720 aagtaaactt gactttcacg gacctcctag ttacctggtg cttactatat gtcttctcag 3780 agtacctgat tcattcccag cctggttgac ccatccccct atctctatgg ctatgtttat 3840 ccagagcaca tctatctaac actccagctg atcttcctga cacagctgtg gcaaccctgg 3900 atcctttaac caactgtgcc aggctggaga tcaaacctaa gcctctgcag caacccaagc 3960 tgctgcagtc agatttttaa ccccctgtgc cactgtgggt atctccgata ttttgtatct 4020 tctgtgactg agtggtttgc tgtttgcagg gaaccagagt cagacactat ccccgtgcaa 4080 ttcatcatcc tcggacccat caagctctat tatttcagaa gaaaatggtg ttgcctgcat 4140 aggtgagaat cagtgaccaa cctatgaaaa tgatctcaat cctctgaaat gcattttatt 4200 catgttttat ttcctctttg cagggagtgg tcaacttcgc ctggtcgatg gaggtggtcg 4260 ttgtgctggg agagtagagg tctatcatga gggctcctgg ggcaccatct gtgatgacag 4320 ctgggacctg aatgatgccc atgtggtgtg caaacagctg agctgtggat gggccattaa 4380 tgccactggt tctgctcatt ttggggaagg aacagggccc atttggctgg atgagataaa 4440 ctgtaatgga aaagaatctc atatttggca atgccactca catggttggg ggcggcacaa 4500 ttgcaggcat aaggaggatg caggagtcat ctgctcgg 4538 <210> 120 <211> 101 <212> PRT <213> Sus scrofa <400> 120 Pro Arg Leu Val Gly Gly Asp Ile Pro Cys Ser Gly Arg Val Glu Val 1 5 10 15 Gln His Gly Asp Thr Trp Gly Thr Val Cys Asp Ser Asp Phe Ser Leu 20 25 30 Glu Ala Ala Ser Val Leu Cys Arg Glu Leu Gln Cys Gly Thr Val Val 35 40 45 Ser Leu Leu Gly Gly Ala His Phe Gly Glu Gly Ser Gly Gln Ile Trp 50 55 60 Ala Glu Glu Phe Gln Cys Glu Gly His Glu Ser His Leu Ser Leu Cys 65 70 75 80 Pro Val Ala Pro Arg Pro Asp Gly Thr Cys Ser His Ser Arg Asp Val 85 90 95 Gly Val Val Cys Ser 100 <210> 121 <211> 100 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 121 Leu Arg Leu Val Asp Gly Asp Ser Arg Cys Ala Gly Arg Val Glu Ile 1 5 10 15 Tyr His Asp Gly Phe Trp Gly Thr Ile Cys Asp Asp Gly Trp Asp Leu 20 25 30 Ser Asp Ala His Val Val Cys Gln Lys Leu Gly Cys Gly Val Ala Phe 35 40 45 Asn Ala Thr Val Ser Ala His Phe Gly Glu Gly Ser Gly Pro Ile Trp 50 55 60 Leu Asp Asp Leu Asn Cys Thr Gly Met Glu Ser His Leu Trp Gln Cys 65 70 75 80 Pro Ser Arg Gly Trp Gly Gln His Asp Cys Arg His Lys Glu Asp Ala 85 90 95 Gly Val Ile Cys 100

Claims (22)

변형된 CD163 유전자를 포함하는 돼지 태아에게 바이러스 유입에 대한 보호를 제공하기 위한 방법으로서, 암컷 돼지 동물을 수컷 돼지 동물과 브리딩하여 변형된 CD163 유전자를 포함하는 돼지 태아를 생산하는 것을 포함하되,
상기 암컷 돼지 동물은 그것의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열을 포함하며, 상기 변형된 염색체 서열은 CD163 유전자의 대립유전자에 변형된 염색체 서열을 포함하지 않는 암컷 돼지 동물과 비교하여 암컷 돼지 동물 내로의 바이러스 유입 감소를 야기하여 돼지 태아에게 바이러스 유입에 대한 보호를 제공하는 것을 포함하는, 방법.
A method for providing protection against viral introduction to a porcine fetus containing a modified CD163 gene, comprising breeding a female porcine animal with a male porcine animal to produce a porcine fetus containing a modified CD163 gene, comprising:
The female swine animal comprises a modified chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene, wherein the modified chromosomal sequence is a female swine animal compared to a female swine animal that does not include the modified chromosomal sequence in both alleles of its CD163 gene. A method comprising causing a reduction in viral entry into the swine animal, thereby providing protection against viral entry into the porcine fetus.
제1항에 있어서, 상기 수컷 돼지 동물은 2개의 야생형 CD163 대립유전자를 포함하는, 방법. The method of claim 1 , wherein the male porcine animal comprises two wild type CD163 alleles. 제1항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물은 CD163 유전자의 제1 대립유전자에서 제1 변형된 염색체 서열 및 CD163 유전자의 제2 대립유전자에서 제2 변형된 염색체 서열을 포함하되, 상기 제1 및 제2 변형된 염색체 서열은 서로 상이한 것인, 방법.2. The method of claim 1, wherein the female swine animal comprises a first modified chromosomal sequence in a first allele of the CD163 gene and a second modified chromosomal sequence in a second allele of the CD163 gene, The method, wherein the modified chromosomal sequences are different from each other. 제1항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 각각의 대립유전자가 삽입, 결실, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein each allele of the CD163 gene of the female swine animal comprises an insertion, deletion, or combination thereof. 제4항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 적어도 하나의 대립유전자가 결실을 포함하는 것인, 방법.5. The method of claim 4, wherein at least one allele of the CD163 gene of the female swine animal comprises a deletion. 제4항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 적어도 하나의 대립유전자가 삽입을 포함하는 것인, 방법.5. The method of claim 4, wherein at least one allele of the CD163 gene of the female swine animal comprises an insertion. 제1항에 있어서, 변형된 염색체 서열이, 변형된 염색체 서열이 없는 암컷 돼지 동물에서의 CD163 단백질 생산 또는 활성과 비교하여 CD163 단백질 생산 또는 활성이 감소되도록 하는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the modified chromosomal sequence results in reduced CD163 protein production or activity compared to CD163 protein production or activity in a female swine animal without the modified chromosomal sequence. 제1항에 있어서, 브리딩으로 CD163 유전자의 단일 대립유전자에서 변형된 염색체 서열을 포함하는 하나 이상의 태아가 생산되는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein breeding produces one or more embryos comprising a chromosomal sequence modified in a single allele of the CD163 gene. 제1항에 있어서, 브리딩이 암컷 돼지 동물을 수컷 돼지 동물과 교배시키는 것을 포함하는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein breeding comprises crossing a female swine animal with a male swine animal. 제1항에 있어서, 브리딩이 수컷 동물로부터 얻은 정자로 암컷 동물에게 인공 정자주입하는 것을 포함하는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein breeding includes artificially injecting sperm into a female animal with sperm obtained from a male animal. 제1항에 있어서, 브리딩이 수정된 난모세포를 암컷 돼지 동물의 생식관으로 옮기는 것을 포함하는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein breeding comprises transferring the fertilized oocytes into the reproductive tract of a female swine animal. 제11항에 있어서, 상기 수정된 난모세포가 수컷 돼지 동물로부터 얻은 정자로 난모세포의 시험관내 수정에 의해 생성된 것인, 방법.12. The method of claim 11, wherein the fertilized oocyte is produced by in vitro fertilization of the oocyte with sperm obtained from a male porcine animal. 제1항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 각각의 대립유전자가 엑손 7에서의 변형, 엑손 8에서의 변형, 엑손 7 또는 엑손 8과 인접한 인트론에서의 변형, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein each allele of the CD163 gene of the female pig animal has a modification in exon 7, a modification in exon 8, a modification in an intron adjacent to exon 7 or exon 8, or any combination thereof. Including, method. 제13항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 하나 또는 둘 모두의 대립유전자가 CD163 유전자의 엑손 7에서의 변형을 포함하는 것인, 방법.14. The method of claim 13, wherein one or both alleles of the CD163 gene in the female porcine animal comprise a modification in exon 7 of the CD163 gene. 제13항에 있어서, 엑손 7에서의 변형이 결실을 포함하는 것인, 방법.14. The method of claim 13, wherein the modification in exon 7 comprises a deletion. 제15항에 있어서, 결실이 인-프레임 결실을 포함하는 것인, 방법.16. The method of claim 15, wherein the deletion comprises an in-frame deletion. 제13항에 있어서, 엑손 7에서의 변형이 삽입을 포함하는 것인, 방법.14. The method of claim 13, wherein the modification in exon 7 comprises an insertion. 제1항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물의 CD163 유전자의 대립유전자 둘 모두에서 변형된 염색체 서열이 미스코딩을 초래하는 것인, 방법.The method of claim 1 , wherein the altered chromosomal sequence in both alleles of the CD163 gene in the female swine animal results in miscoding. 제18항에 있어서, 미스코딩이 CD163 유전자의 대립유전자에서의 미스코딩의 미성숙 정지 코돈 다운스트림을 초래하는 것인, 방법.19. The method of claim 18, wherein the miscoding results in a premature stop codon downstream of the miscoding in an allele of the CD163 gene. 제1항에 있어서, 상기 암컷 돼지 동물에서의 CD163 유전자의 대립유전자 중 적어도 하나는 다음으로 구성된 군으로부터 선택된 변형을 포함하는, 방법:
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,137에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 11개의 염기쌍 결실;
동일한 대립유전자 상의 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,573에서 뉴클레오타이드 2,949까지의 377개의 염기쌍 결실과 함께, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,149와 3,150 사이의 2개의 염기쌍 삽입;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,024에서 뉴클레오타이드 3,147까지의 124개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,024에서 뉴클레오타이드 3,146까지의 123개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,147과 3,148 사이의 1개의 염기쌍 삽입;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,030에서 뉴클레오타이드 3,159까지의 130개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,030에서 뉴클레오타이드 3,161까지의 132개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 1,525에서 뉴클레오타이드 3,030까지의 1506개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,148과 뉴클레오타이드 3,149 사이의 7개의 염기쌍 삽입;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,818에서 뉴클레오타이드 4,097까지의 1280개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,724에서 뉴클레오타이드 4,096까지의 1373개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,431에서 뉴클레오타이드 3,897까지의 1467개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 488에서 뉴클레오타이드 2,417까지의 1930개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 488에서 시작하는 12개의 염기쌍 삽입으로 대체되고, 참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,044에서 뉴클레오타이드 3,172까지 엑손 7에서 추가의 129개의 염기쌍 결실이 있는, 상기 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,145에서 뉴클레오타이드 3,172까지의 28개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,145에서 뉴클레오타이드 4,531까지의 1387개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,113에서 뉴클레오타이드 4,494까지의 1382개의 염기쌍 결실로서, 상기 결실된 서열은 뉴클레오타이드 3,113에서 시작하는 11개의 염기쌍 삽입으로 대체되는, 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 2,440에서 뉴클레오타이드 4,160까지의 1720개의 염기쌍 결실;
참조 서열 서열번호: 47과 비교하여 뉴클레오타이드 3,015에서 뉴클레오타이드 3,466까지의 452개의 염기쌍 결실;
및 이들의 임의 조합.
The method of claim 1, wherein at least one of the alleles of the CD163 gene in the female swine animal comprises a modification selected from the group consisting of:
An 11 base pair deletion from nucleotide 3,137 to nucleotide 3,147 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
a 377 base pair deletion from nucleotide 2,573 to nucleotide 2,949 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 on the same allele and a 2 base pair insertion between nucleotides 3,149 and 3,150 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 124 base pair deletion from nucleotide 3,024 to nucleotide 3,147 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 123 base pair deletion from nucleotide 3,024 to nucleotide 3,146 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
1 base pair insertion between nucleotides 3,147 and 3,148 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 130 base pair deletion from nucleotide 3,030 to nucleotide 3,159 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 132 base pair deletion from nucleotide 3,030 to nucleotide 3,161 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 1506 base pair deletion from nucleotide 1,525 to nucleotide 3,030 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
7 base pair insertion between nucleotides 3,148 and 3,149 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 1280 base pair deletion from nucleotide 2,818 to nucleotide 4,097 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 1373 base pair deletion from nucleotide 2,724 to nucleotide 4,096 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 1467 base pair deletion from nucleotide 2,431 to nucleotide 3,897 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 1930 base pair deletion from nucleotide 488 to nucleotide 2,417 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence is replaced by a 12 base pair insertion starting at nucleotide 488, nucleotides compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47 the base pair deletion, with an additional 129 base pair deletion in exon 7 from 3,044 to nucleotide 3,172;
A 28 base pair deletion from nucleotide 3,145 to nucleotide 3,172 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
1387 base pair deletion from nucleotide 3,145 to nucleotide 4,531 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
A base pair deletion of 1382 base pairs from nucleotide 3,113 to nucleotide 4,494 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47, wherein the deleted sequence is replaced by an 11 base pair insertion starting at nucleotide 3,113;
A 1720 base pair deletion from nucleotide 2,440 to nucleotide 4,160 compared to reference sequence SEQ ID NO: 47;
A 452 base pair deletion from nucleotide 3,015 to nucleotide 3,466 compared to the reference sequence SEQ ID NO: 47;
and any combination thereof.
제1항에 있어서, 상기 변형된 염색체 서열은 1형 PRRSV 바이러스, 2형 PRRSV, 또는 1형 및 2형 PRRSV 바이러스 둘 모두에 대해 암컷 돼지 동물로의 바이러스 유입을 감소시키는, 방법.The method of claim 1 , wherein the modified chromosomal sequence reduces viral entry into the female swine animal for type 1 PRRSV virus, type 2 PRRSV, or both type 1 and type 2 PRRSV viruses. 제21항에 있어서, 상기 변형된 염색체 서열은 NVSL 97-7895, KS06-72109, P129, VR2332, CO90, AZ25, MLV-ResPRRS, KS62-06274, KS483 (SD23983), CO84, SD13-15, 렐리스타드, 03-1059, 03-1060, SD01-08, 4353PZ, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 PRRSV 단리물에 대해 암컷 돼지 동물로의 바이러스 유입을 감소시키는, 방법.The method of claim 21, wherein the modified chromosome sequence is NVSL 97-7895, KS06-72109, P129, VR2332, CO90, AZ25, MLV-ResPRRS, KS62-06274, KS483 (SD23983), CO84, SD13-15, Lelystad , 03-1059, 03-1060, SD01-08, 4353PZ, and combinations thereof.
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