피브로인 H-chain 재조합 단백질 발현시스템을 이용한 녹색형광실크 생산

Abstract

본 연구의 목적은 누에형질전환 기술을 이용하여 녹색형광실크를 개발하는 것으로서, 본 실험에서는 피브로인 H-chain의 N-말단과 C-말단을 이용하여 피브로인 재조합 단백질 발현 시스템을 제작하였고, 종결코돈이 없는 EGFP 유전자를 위의 발현 시스템에 클로닝하여 녹색형광실크를 제작하였다. 누에형질전환체 선발을 위해서는 3xP3 promoter와 DsRed2를 이용하여 선발하였고, 1200 개의 누에알에 microinjection 하여 F1 세대에서 8 bloods의 형질전환체를 선발하였다. 선발된 누에형질전환체는 초기배 단계의 눈과 신경조직, 유충과 번데기 그리고 성충의 눈에서 DsRed2 형광단백질이 발현되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 실크의 피브로인에서 EGFP 단백질이 발현되는 것을 확인하기 위해, F2세대의 누에형질전환체 중에서 5령 3일 유충을 해부하여 견사선을 형광현미경으로 관찰하였고, 중부와 후부 견사선에서 형광단백질이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 F2 세대의 고치와 저온에서 정련한 실크에서도 녹색형광단백질의 발현을 확인할 수 있었고, Western blot 분석에서도 EGFP 재조합 단백질이 피브로인 H-chain과 융합된 형태로 존재하는 것이 확인되었다. 이상의 결과에서 녹색형광실크를 생산하는 누에형질전환체가 성공적으로 제작 되었음을 확인할 수 있었고 이러한 결과를 토대로 새로운 산업소재로서 실크를 활용할 수 있을 것으로 기대한다. To express green fluorescent protein in the cocoon of silkworm, we constructed the fibroin H-chain expression system to produce enhanced green fluorescent protein (EGFP) in the cocoon of transgenic silkworms. The EGFP fusion protein, each with N- and C-terminal sequences of the fibroin H-chain, was designed to be secreted into the lumen of the posterior silk glands. The expression of the EGFP/H-chain fusion gene was regulated by the fibroin H-chain promoter. The use of the 3xP3-driven DsRed2 cDNA as a marker allowed us to rapidly distinguish transgenic silkworm. A mixture of the donor and helper vector was micro-injected into 1,200 eggs of bivoltin silkworms, Baegokjam. We obtained 8 broods. The cocoon displayed strong green fluorescence, proving that the fusion protein was present in the cocoon. Also, the presence of fusion proteins in cocoons was demonstrated by SDS-PAGE and immunoblotting. Accordingly, we suggest that the EGFP fluorescence silk will enable the production of the novel biomaterial based on the transgenic silk.