[go: up one dir, main page]

KR101768770B1 - Positive screening method in yeast for the synthetic genes without frameshift and nonsense mutations - Google Patents

Positive screening method in yeast for the synthetic genes without frameshift and nonsense mutations Download PDF

Info

Publication number
KR101768770B1
KR101768770B1 KR1020150107272A KR20150107272A KR101768770B1 KR 101768770 B1 KR101768770 B1 KR 101768770B1 KR 1020150107272 A KR1020150107272 A KR 1020150107272A KR 20150107272 A KR20150107272 A KR 20150107272A KR 101768770 B1 KR101768770 B1 KR 101768770B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
yeast
gene
synthetic
lexa
synthetic gene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020150107272A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170015607A (en
Inventor
채순기
고선기
송광용
곽준용
이근우
전미향
Original Assignee
배재대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 배재대학교 산학협력단 filed Critical 배재대학교 산학협력단
Priority to KR1020150107272A priority Critical patent/KR101768770B1/en
Publication of KR20170015607A publication Critical patent/KR20170015607A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101768770B1 publication Critical patent/KR101768770B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/80Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
    • C12N15/81Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 단백질 발현을 위한 유전자 합성과정에서 의도하지 않는 해독틀 변형 염기오류, 즉 염기의 결손 및 삽입과 종결코돈의 돌연변이가 포함되지 않는 클론을 선택적으로 선별하기 위한 것이다.
이를 위하여 효모를 이용하여 본 발명에서 제조된 E. coli-Yeast shuttle vector에 존재하는 대장균의 LexA 단백질 중 DNA 결합부위 (LexA DBD, LexA DNA Binding Domain)와 전사활성화 단백질인 VP16 사이에 합성 유전자를 일상적인 제한효소와 리가아제의 사용없이 효모의 in vivo cloning을 통하여 삽입하고, 해독틀 변이 및 종결 돌연변이가 없는 유전자가 존재할 경우에만 VP16이 생성되게 함으로써, 숙주 효모에 존재하며 LexA DBD와 결합하는 operator를 포함하고 있는 HIS3, ADE2의 리포터 유전자들을 발현시켜 히스티딘 및 아데닌 영양요구성 숙주 효모가 최소배지에서 생장할 수 있게 함으로써 합성 유전자의 클로닝과 동시에 해독틀 변이 및 종결코돈 돌연변이가 없는 유전자를 선택적으로 선별하는 방법이다.
The present invention is intended to selectively select clones that do not contain an unintended transcriptional modification base error, that is, base deletion and insertion and termination codon mutation, in gene synthesis for protein expression.
To this end, a synthetic gene was inserted between the DNA binding site (LexA DBD, LexA DNA Binding Domain) of E. coli and the VP16, a transcription activation protein, in the E. coli-Yeast shuttle vector prepared in the present invention, VP16 is produced only in the absence of a restriction enzyme and ligase and in vivo cloning of the yeast and when there is a gene that does not have a transcriptional and termination mutation. Thus, an operator that binds to LexA DBD in the host yeast HIS3 and ADE2 reporter genes, including histidine and adenine auxotrophic host yeasts, can be grown in minimal medium to selectively clone synthetic genes and select genes with no transcriptional and termination codon mutations Method.

Description

효모 및 재조합 벡터를 이용한 해독틀 돌연변이 및 종결 돌연변이가 없는 합성유전자의 선택적 선별방법{POSITIVE SCREENING METHOD IN YEAST FOR THE SYNTHETIC GENES WITHOUT FRAMESHIFT AND NONSENSE MUTATIONS}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method for selective screening of synthetic genes free from a decoy frame mutation and a termination mutation using yeast and a recombinant vector. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 특정한 단백질 발현을 위하여 인공적으로 유전자를 합성하는 과정에서 의도하지 않은 염기의 결손, 삽입 및 종결코돈의 염기변화 오류가 없는 염기서열을 가진 합성 유전자만을 효모를 이용하여 선택적으로 선별(Positive screening)하는 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for selectively synthesizing a synthetic gene having a nucleotide sequence that is free of unintended base deletion, insertion and termination codon error during artificial gene synthesis for specific protein expression using yeast, ). ≪ / RTI >

생명체의 유전정보는 차세대염기서열 분석법이 개발되면서 데이터화 되어 인류의 공동재산으로 누구나 필요한 유전자를 유전공학 기법으로 추출하여 사용할 수 있다. 유전자 합성 기술은 유전자나 유전체 길이의 DNA를 화학적으로 합성하는 기술이며 1 kb 이상 유전자 수준의 DNA를 빠르고 높은 정확도 그리고 저비용으로 합성한다는 면에서 일반 올리고 뉴크레오티드의 합성과는 구분된다. 합성 유전자 기술은 유전자의 확보가 어렵거나, 특정한 부위에 유전자 변이 유도, 키메라 유전자 제작, 특정 제한효소 자리의 도입 및 제거, 프로모터 배열의 최적화, 발현양이 적은 단백질을 발현계의 적합한 코돈으로 변환하여 발현 양을 증가시키고자 하는 경우 등에 유용하게 사용된다.Genetic information of living organisms can be extracted by using genetic engineering techniques as a common property of human beings. Gene synthesis technology is a technique for chemically synthesizing DNA of a gene or a dielectric length. It is distinguished from the synthesis of a common oligonucleotide in that it synthesizes DNA at a gene level of 1 kb or more at a high speed, high accuracy and low cost. Synthetic gene technology is difficult to obtain genes, inducing gene mutation at specific sites, producing chimeric genes, introducing and eliminating specific restriction enzyme sites, optimizing promoter sequences, converting proteins with low expression levels into appropriate codons in the expression system It is useful when the amount of expression is to be increased.

현재 1 kb 이상의 유전자를 생체외(in vitro)에서 인공적으로 합성하기 위해서는 많은 수의 올리고 뉴클레오티드가 필요하다. 올리고 뉴클레오티드는 합성할 유전자의 염기서열에 근거하여 일반적으로 한 개당 약 40~50 개의 염기를 가지고 있다. 또한 인접된 염기서열을 포함하는 올리고 뉴클레오티드는 상호 약 20 개의 서로 상보적인 염기서열을 가지고 있으며, 특히 냉각 복원 온도가 같아야 된다. 유전자 합성에 사용되는 올리고 뉴클레오티드가 상기 조건을 충족하도록 디자인하여 순수화학적 방법으로 제작한다.At present, a large number of oligonucleotides are required for artificially synthesizing genes of 1 kb or more in vitro . Oligonucleotides generally have about 40 to 50 bases per molecule based on the nucleotide sequence of the gene to be synthesized. Also, the oligonucleotides containing the adjacent nucleotide sequences have about 20 mutually complementary nucleotide sequences, and in particular, the cooling restoration temperatures should be the same. Oligonucleotides used in gene synthesis are designed to meet the above conditions and made by pure chemical methods.

올리고 뉴클레오티드를 이용하여 1 kb이상의 인공 합성 유전자는 다양한 방법을 수행하여 이루어질 수 있지만 크게 어셈블리 중합효소연쇄반응(assembly PCR), 융합 중합효소연쇄반응(fusion PCR), 및 DNA 리가아제연결 반응(Ligation chain Reaction) 방법 등이 사용된다.An artificial synthetic gene of 1 kb or more using oligonucleotides can be produced by various methods, but it can be produced by assembly PCR, fusion PCR, and DNA ligase chain reaction Reaction method is used.

많은 경우 인공적인 유전자의 합성에서는 올리고 뉴클레오티드 합성과정에서 발생하는 염기서열 오류 (특히 염기의 결손)와 올리고 뉴클레오티드를 이용하여 수행되는 PCR 과정 중에 발생하는 염기서열 오류로 인해 정확한 염기서열을 가진 합성 유전자는 최종적으로 염기서열 결정을 통해 확인 및 선택하여야 한다. 합성유전자는 한 개의 염기오류가 존재하더라도 사용할 수 없으며, 특히 단백질 발현을 목적으로 하는 유전자 합성의 경우에는 해독틀 (Open Reading Frame)을 변형하는 염기의 결손이나 삽입 및 해독틀 내에 종결코돈을 생성하는 오류의 경우는 합성된 유전자로 정확한 단백질을 생성할 수 없다. In many cases, the synthesis of an artificial gene is based on the error of the nucleotide sequence (especially the base deletion) occurring in the oligonucleotide synthesis process and the nucleotide sequence generated during the PCR process performed using the oligonucleotide, Finally, it should be identified and selected through sequencing. Synthetic genes can not be used even in the presence of a single nucleotide error, especially in the case of gene synthesis aimed at expression of proteins, a lack of nucleotides that modify the open reading frame or a termination codon within the insertion and decoding frame In the case of errors, the synthesized gene can not produce the correct protein.

현재 일반적인 합성유전자의 정확성 확인은 최종 DNA 산물을 클로닝 한 뒤 염기서열 분석에 전적으로 의존하여 진행되며 염기서열이 다른 합성 유전자는 폐기하고, 정확한 염기서열의 합성 유전자가 확보될 때까지 반복적인 합성을 해야 하므로 많은 시간, 비용 및 노력이 필요하다.To confirm the accuracy of current synthetic genes, the final DNA product is cloned and then relies entirely on sequencing analysis. The synthetic genes having different base sequences are discarded, and repeated synthesis is required until the correct nucleotide sequence is obtained. Therefore, much time, cost and effort are required.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 단백질 발현을 목적으로 하는 유전자 합성의 경우에 있어서 해독틀 변형 (염기의 결손 및 삽입) 및 종결코돈으로의 돌연변이를 가지고 있지 않은 합성유전자를 선택적으로 선별하여, 전적으로 많은 수의 염기서열 분석에 의존하여 정확한 합성 유전자를 선별하는 기존의 방식과 차별되게 합성 유전자의 제조에 사용되는 시간, 비용과 노력을 감소시키고자 하는 목적이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for selectively synthesizing a synthetic gene having no deletion mutation (deletion and insertion of a base) It is intended to reduce the time, cost and effort used in the synthesis of the synthetic gene, differentiating it from the conventional method of sorting out the correct synthetic gene by relying entirely on a large number of sequencing analyzes.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 효모 및 재조합 벡터를 이용하여 해독틀 돌연변이(Frameshift Mutation)와 종결 돌연변이 (Nonsense mutation)가 없는 합성유전자의 선택적 선별 방법을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention as described above, the present invention provides a method for selectively selecting a synthetic gene free from a frame mutation and a non-sense mutation using a yeast and a recombinant vector.

또한, 본 발명은 상기 효모의 유전형은 MATa , trp1 -901, leu2 -3, 112, ura3 -52, his3Δ200 , ade2 , LYS2 ::( lexAop )4- HIS3 , URA3 ::( lexAop )8- LacZ , 및 Leu2::(lexAop)8-ADE2 GAL4 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 합성유전자의 선택적 선별 방법을 제공한다.In addition, the invention of the yeast genotype is MATa, trp1 -901, leu2 -3, 112, ura3 -52, his3Δ200, ade2, LYS2: :( lexAop) 4- HIS3, URA3: :( lexAop) 8- LacZ, And Leu2:: (lexAop) 8-ADE2 GAL4 .

또한, 본 발명은 도 4의 벡터 pGS-TRP 인 것을 특징으로 하는, 합성유전자의 선택적 선별 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for selectively screening synthetic genes, which is characterized by being the vector pGS-TRP of FIG.

또한, 본 발명은 상기 벡터가 TRP1, AMPR, ADH1 프로모터, LexA DBD (DNA binding domain), VP16, 상기 LexA 및 VP16 사이에 위치한 제한효소 EcoR1 인식부위, 및 CYC1 터미네이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 합성유전자의 선택적 선별 방법을 제공한다.The present invention is characterized in that said vector contains a TRP1, AMP R, ADH1 promoter, LexA DBD (DNA binding domain), VP16, the located between LexA and VP16 restriction enzyme Eco R1 recognition site, and a CYC1 terminator , And a method for selectively screening synthetic genes.

또한, 본 발명은 상기 벡터를 제한효소 EcoR1으로 절단하는 단계; 상기 절단된 벡터와 직선의 합성 유전자를 상기 효모에 형질전환시키는 단계; 상기 효모를 영양분 트립토판, 히스티딘, 아데닌(WHA)이 포함되지 않은 최소배지에 배양하여 성장하는 콜로니들을 선별하는 단계; 및 상기 형질전환체의 재조합 벡터에서 발현된 단백질의 LexA DBD 부위가 결합할 수 있는 오퍼레이터(operator)를 보유한 LacZ 의 발현을 조사하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 합성 유전자의 선택적 선별 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for producing a vector comprising the steps of: digesting said vector with a restriction enzyme Eco R1; Transforming the truncated vector and a linear synthetic gene into the yeast; Culturing the yeast in a minimal medium containing no nutrient tryptophan, histidine, or adenine (WHA) to select growing colonies; And examining the expression of LacZ having an operator capable of binding to the LexA DBD region of the protein expressed in the recombinant vector of said transformant; And a method for selectively screening a synthetic gene.

이러한 발명으로 단백질 발현을 목적으로 하는 합성 유전자에 염기 결손 (deletion) 및 삽입 (insertion) 으로 해독틀 변형이 발생하였거나 종결코돈이 생성된 경우가 완전히 제거된 합성유전자만을 선택적 선별(Positive screening)할 수 있게 된다.In this invention, it is possible to selectively screen only synthesized genes that have been completely eliminated when a deletion frame has been generated by base deletion and insertion in a synthetic gene for protein expression, or when a termination codon has been generated .

도 1은 유전자 A의 합성에서 assembly PCR로 제조된 4 조각 DNA를 Fusion PCR로 연결하여 제조된 유전자 A 최종 생산물을 확인한 전기영동 결과를 나타낸 것이다. 서로 다른 3 개 중합효소, Dp (Doctor protein사 Pfu DNA polymerase), En (Enzynomic사, npfu-Forte) 그리고 Ta (TaKaRa사 PrimeSTAR HS Premix)를 각각 이용하여 수행된 assembly PCR 및 뒤이은 Fusion PCR의 생성물 (1,851 bp)로 M은 size marker 이다.
도 2는 유전자 A의 합성 모식도를 나타낸 것이다.
도 3은 유전자 A를 3개사의 DNA 중합효소 A) Doctor protein Pfu DNA polymerase, B) Enzynomics npfu-Forte, C) TaKaRa PrimeSTAR HS Premix를 이용하여 합성하고 일상적인 클로닝과 염기서열 결정을 통한 결과의 분석을 나타낸 것이다.
도 4는 pGS-TRP 벡터를 나타낸 것이다.
도 5는 양 끝에 pGS-TRP 벡터와 상보적인 염기서열을 보유한 합성 유전자와 EcoRI으로 직선화한 pGS-TRP 벡터를 효모에 동시 형질전환하여 두 개의 직선 DNA가 Gap repair에 의하여 환영의 DNA로 재조합 되는 모식도를 나타낸 것으로, 상기의 경우에만 형질전환체가 트립토판이 생략된 최소배지에서 생장할 수 있다.
도 6은 숙주효모에 존재하는 LexA 오퍼레이터를 가진 리포터 유전자의 발현을 이용한 히스티딘과 아데닌이 생략되었고 도5의 목적으로 트립토판이 함께 생략된 최소배지에서의 성장여부 및 LexA 오퍼레이터를 가진 LacZ 리포터 발현 여부에 따른 Blue/white 선별을 나타낸 것이다.
A) LexA DBD-합성유전자-VP16의 융합단백질 발현에 따른 숙주 내 리포터 유전자의 전사적 활성 모식도
B) WHA 영양물질이 없으며 X-gal을 포함한 최소배지에서 선별한 형질전환체들
C) 트립토판과 아데닌 그리고 히스티딘이 없으며 1mM 3-AT가 첨가된 최소배지에서의 현질전환체 생장여부와 트립토판이 없으며 X-gal을 첨가한 최소배지에서 LacZ 발현에 따른 형질전환체의 Blue 콜로니 확인
도 7은 개발된 효모 시스템을 이용하여 합성유전자에서 염기 결손 (deletion) 및 삽입 (insertion) 으로 해독틀 변형이 발생하였거나 종결코돈이 생성 합성유전자가 완전히 제거되어 선발되는지를 염기서열 결정을 통해 확인하고 서열의 비교를 나타낸 것이다.
FIG. 1 shows electrophoresis results obtained by confirming the final product of gene A prepared by ligating 4-fragment DNA prepared by assembly PCR in the synthesis of gene A by Fusion PCR. The assembly PCR performed using three different polymerase enzymes, Dp (Doctor protein Pfu DNA polymerase), En (Enzynomic, npfu-Forte) and Ta (TaKaRa's PrimeSTAR HS Premix) and subsequent products of Fusion PCR (1,851 bp) and M is a size marker.
Fig. 2 shows the synthesis scheme of the gene A. Fig.
Figure 3 shows the results of gene cloning and sequencing of gene A using three different DNA polymerase A) Doctor protein Pfu DNA polymerase, B) Enzynomics npfu-Forte, C) TaKaRa PrimeSTAR HS Premix Lt; / RTI >
Figure 4 shows the pGS-TRP vector.
FIG. 5 shows the results of the simultaneous transformation of a synthetic gene having a nucleotide sequence complementary to the pGS-TRP vector at both ends and a pGS-TRP vector linearized with Eco RI into yeast, and two straight DNAs were recombined into a welcome DNA by Gap repair The transformant can be grown on a minimal medium in which tryptophan is omitted.
Figure 6 shows that histidine and adenine using the expression of the reporter gene with the LexA operator present in the host yeast were omitted and for the purposes of Figure 5 whether the growth in the minimal medium with the tryptophan omitted together and the expression of the LacZ reporter with the LexA operator Blue / white screening.
A) Transcriptional activity pattern of reporter gene in host by expression of fusion protein of LexA DBD-synthetic gene-VP16
B) Transformants selected from the minimal medium containing no WHA nutrient and X-gal
C) Blue colonies of transformants according to expression of LacZ in minimal medium supplemented with X-gal and no tryptophan and no transfectant growth on minimal media with no tryptophan, adenine and histidine and 1 mM 3-AT added
FIG. 7 shows the nucleotide sequence of the synthesized gene using the developed yeast system to determine whether the deletion or insertion of the synthetic gene resulted in deletion or insertion of the synthetic gene or that the termination codon was completely removed from the synthetic gene. ≪ / RTI >

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 하Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However,

기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시The embodiments of the present invention are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention,

예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.The present invention is not limited to the examples.

본 발명의 실시예는 하기와 같은 조건 및 방법으로 수행되었다.An embodiment of the present invention was carried out by the following conditions and methods.

인공 유전자합성을 위한 primer 제조Production of primers for artificial gene synthesis

Oligonucleotide는 Primer-BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast) 또는 Gene2oligo (http://berry.engin.umich.edu/gene2oligo/)를 이용하여 디자인하였다.Oligonucleotides were designed using Primer-BLAST ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/ primer-blast) or Gene2oligo (http://berry.engin.umich.edu/gene2oligo/).

PCR 및 Assembly PCRPCR and Assembly PCR

본 연구에 사용된 PCR 기기는 Applied Biosystems사의 Veriti thermal cycler를 사용하였으며, DNA 중합효소는 TaKaRa사의 PrimeSTARⓡ HS Premix (cat# R040A)를 사용하였다. Assembly PCR은 Applied Biosystems의 Veriti thermal cycler를 사용하였으며, DNA polymerase는 TakaRatk의 PrimeSTARⓡ HS Premix (cat# R040A), ㈜Enzynomics사의 nPfu-Forte DNA polymerase (cat# P410) 그리고 Doctor protein사의 Pfu DNA polymerase (cat# DR00402) 제품을 사용하였다.The PCR instrument used in this study was a Veriti thermal cycler from Applied Biosystems. PrimeSTARⓡ HS Premix (cat # R040A) from TaKaRa was used for DNA polymerase. Assembly PCR was performed using Veriti thermal cycler from Applied Biosystems. DNA polymerase was purchased from PrimeStar® HS Premix (cat # R040A) from TakaRatk, nPfu-Forte DNA polymerase (cat # P410) from Enzynomics and Pfu DNA polymerase from Doctor protein # DR00402) were used.

Molecular Cloning 및 염기서열 결정Molecular Cloning and Sequencing

본 연구에 사용된 효소는 ㈜Enzynomics사의 제한효소와 DNA 리가아제 (Cat# DP004S)를 사용하였다. 제한효소를 이용하여 PCR 생산물과 벡터의 MCS의 특이적 인식부위를 절단하였다. 선 형태인 PCR 생산물과 벡터를 DNA 리가아제를 이용하여 환 형태로 연결하여 주고, 전기 충격하여 대장균 (XL1-Blue)에 형질전환을 실시하여 항생제 (ampicillin 0.1 mg/ml)배지에서 선별하였다. 형질전환체는 추가적으로 제한효소를 이용하여 예측되는 크기로 확인하였다.The enzyme used in this study was Enzynomics' restriction enzyme and DNA ligase (Cat # DP004S). Restriction enzymes were used to cleave the PCR product and the specific recognition site of the MCS of the vector. PCR products and vectors in linear form were ligated in the form of a loop using DNA ligase, transformed into E. coli (XL1-Blue) by electrophoresis and screened on an antibiotic (ampicillin 0.1 mg / ml) medium. The transformants were additionally confirmed to be of the size predicted using restriction enzymes.

Gel extraction은 agarose gel에 확인된 PCR 생산물 회수를 위하여 ㈜코스모진텍의 LaboPassTM Gel and PCR kit (cat# CMA0112)를 사용하였다. E. coli 형질전환체로부터 plasmid DNA의 추출을 위하여 ㈜코스모진텍의 LaboPassTM Plasmid Mini kit (cat# CMP0112)를 사용하였다. DNA 염기서열 결정은 (주)코스모진텍에 의뢰를 하였다. Sequencer는 Applied Biosystems의 Automatic Sequencer ABI 3730xl를 사용하였으며, Sequencing 반응에는 Applied Biosystems의 BioDyeTM Terminator version 3.1을 사용하였다.Gel extraction was performed using the LaboPass Gel and PCR kit (cat # CMA0112) from Kosmosingtech Co., Ltd. for the recovery of the PCR products confirmed by agarose gel. For the extraction of plasmid DNA from E. coli transformants, the LaboPass ( TM) Plasmid Mini kit (cat # CMP0112) from Cosmos Tec Co., Ltd. was used. DNA sequence sequencing was commissioned by Cosmosin Tech. The sequencer was Applied Biosystems 'Automatic Sequencer ABI 3730xl and the sequencing reaction was Applied Biosystems' BioDye TM Terminator version 3.1.

효모 형질전환Yeast transformation

본 연구에 사용한 효모는 YPD 액체배지 10 ㎖에 접종하여 진탕 배양한 뒤(30 ℃, 200 rpm, 12 hr) 새로운 YPD 액체배지로 옮겨 OD 600 = 0.6 되도록 배양하였다. 원심분리기로 (1,500 rpm, 5 min) 침전된 균주를 회수하고, 침전물에 멸균된 증류수 (20 배)를 넣어준다. 50 % PEG/1M LiOAc/carrier DNA (240 ㎕ : 36 ㎕ : 25 ㎕)에 균주 100 ㎕ 그리고 직선화된 pGS-TRP vector DNA와 합성유전자 DNA 각 10 ㎍을 넣어 1분간 교반한다. 혼합액은 42 ℃에서 45 분간 반응하였고, 원심분리기로 (1,500 rpm, 5 min) 균주를 침전하고 상층액을 제거하였다. 이곳에 0.9 % NaCl 200 ㎕를 넣어 침전된 균주를 섞고 최소배지에 도말하였다. 이 형질전환체의 선별을 위한 배지는 30 ℃에서 48 시간 배양하였다. 효모의 유전형은 표 1에 나타내었다.The yeast used in this study was inoculated into 10 ml of YPD liquid medium, shake cultured (30 ° C., 200 rpm, 12 hr), transferred to a new YPD liquid medium and cultured to an OD 600 of 0.6. Centrifuge (1,500 rpm, 5 min) to recover the precipitated strain and add sterilized distilled water (20-fold) to the precipitate. Add 100 μl of the strain to 50% PEG / 1M LiOAc / carrier DNA (240 μl: 36 μl: 25 μl), add 10 μg of each of the linearized pGS-TRP vector DNA and synthetic gene DNA, and stir for 1 minute. The mixture was reacted at 42 ° C for 45 minutes and the strain was precipitated with a centrifuge (1,500 rpm, 5 min) and the supernatant was removed. 200 μl of 0.9% NaCl was added thereto, and the precipitated strains were mixed and plated on a minimal medium. The medium for selection of the transformants was cultured at 30 ° C for 48 hours. The genotype of the yeast is shown in Table 1.

이름name 유전형Genotype NMY 51NMY 51 MATa , trp1 -901, leu2 -3, 112, ura3 -52, his3Δ200 , ade2
LYS2 ::( lexAop )4 - HIS3 , URA3 ::( lexAop )8 - LacZ , ADE2 ::( lexAop )8 - ADE2 GAL4
MATa , trp1-901 , leu2-3 , 112, ura3-52 , his3Δ200 , ade2
LYS2: :( lexAop) 4 - HIS3 , URA3: :( lexAop) 8 - LacZ, ADE2: :( lexAop) 8 - ADE2 GAL4

LacZ 발현을 확인하기 위한 X-gal 배지X-gal medium to confirm LacZ expression

증류수 800 ㎖에 YNB 1.7 g, ammonium sulfate 5 g, agar 20 g을 넣고 20X dropout solution 50 ml와 필요에 따라 100X의 특정 아미노산 stock 용액을 첨가하였고 이를 멸균한 후 적당히 식힌 후 10X BU salt 용액 100 ml, 40% glucose 50 ml, X-gal solution 4 ㎖을 최소배지에 첨가하였다.To 800 ml of distilled water, add 1.7 g of YNB, 5 g of ammonium sulfate and 20 g of agar. Add 50 ml of 20X dropout solution and 100 X of stock solution as necessary. After sterilization, 50 ml of 40% glucose and 4 ml of X-gal solution were added to the minimal medium.

X-gal stock 용액 : 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-galactopyranoside (X-gal, USB)를 N,N-dimethyl-formamide (DMF, Sigma)에 20 ㎎/㎖ 농도로 녹인 후, 호일에 싸서 -20℃에 보관하여 사용하였다.X-gal stock solution: After dissolving 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-galactopyranoside (X-gal, USB) in N, N-dimethylformamide (DMF, Sigma) at a concentration of 20 mg / , Wrapped in foil and stored at -20 ° C.

10X BU salt 용액 (pH7.0) : Na2HPO4 30 g, NaH2PO4 70 g을 1 ℓ가 되게 증류수에 녹여 멸균하여 상온에 보관하여 사용하였다.10X BU salt solution (pH 7.0): 30 g of Na 2 HPO 4 and 70 g of NaH 2 PO 4 were sterilized by dissolving in 1 L of distilled water and stored at room temperature.

실시예 1. 1,851bp 길이의 유전자 A 합성Example 1. Synthesis of 1,851 bp long gene A

실시예로 약 1.8 kb의 뉴클레오티드로 구성된 유전자 A의 DNA를 합성하기 위하여 1.8 Kb 목표유전자를 약 500 bp로 구성된 4부위로 나누었고 assembly PCR을 이용하여 4조각의 1차 합성을 각각 실시하였다. As an example, to synthesize the DNA of gene A composed of nucleotides of about 1.8 kb, 1.8 Kb target gene was divided into 4 parts composed of about 500 bp and first synthesis of 4 pieces was performed using assembly PCR.

각 조각별 유전자 합성을 위하여 각 조각에 맞게 제조된 30~50bp의 올리고 뉴크레오티드를 첨가하여 중합효소 연쇄반응을 실시하였다 (pre-denaturation 95 ℃ 3분, denaturation 95 ℃ 30초, annealing 55 ℃ 30초, extension 72 ℃ 30초 과정을 5 cycle 반복 하였으며, final-extension은 72 ℃에서 5분을 하였다). 이 과정에서는 서로 다른 3개 회사로부터 생산된 proof-reading 기능을 가진 DNA polymerase를 사용하여 따로 반응하였다. 이 후 각 조각의 말단부위에 상보적인 올리고 뉴클레오티드 primer set를 이용하여 중합효소 연쇄반응을 실시하였다. 반응은 pre-denaturation 95℃ 3분, denaturation 95℃ 30초, annealing 58℃ 30초, extension 72℃ 30초 과정을 25 cycle 반복하였으며, final-extension은 72℃에서 5분을 하였다. 최종적으로 각 조각의 assembly PCR 생성물을 1% agarose gel에서 확인하였다.For the gene synthesis of each fragment, 30-50 bp oligonucleotides prepared for each fragment were added and PCR was performed (pre-denaturation at 95 ° C for 3 minutes, denaturation at 95 ° C for 30 seconds, annealing at 55 ° C for 30 minutes 5 cycles of extension, 72 ° C and 30 sec extension, and final extension at 72 ° C for 5 min). In this procedure, DNA polymerase with proof-reading function, produced from three different companies, was reacted separately. Then, the oligonucleotide primer set complementary to the end of each fragment was used for polymerase chain reaction. The reactions were pre-denaturation at 95 ° C for 3 minutes, denaturation at 95 ° C for 30 seconds, annealing at 58 ° C for 30 seconds, extension at 72 ° C for 30 seconds, and 25 cycles of final extension at 72 ° C for 5 minutes. Finally, the assembly PCR products of each fragment were confirmed on 1% agarose gel.

Assembly PCR로 합성된 각 조각별 4개의 생산물은 이웃하는 조각부위와 말단 부위가 동일한 염기서열은 가지고 있으며, 이 네 조각을 연결하여 1.8 Kb의 유전자 A를 합성하기 위하여 유전자 A의 5' 말단과 3' 말단에 상보적인 올리고 뉴클레오티드 primer set를 이용하여 fusion PCR을 수행하였다. 이때 fusion PCR은 pre-denaturation 95℃ 3분, denaturation 95℃ 30초, annealing 58℃ 30초, extension 72℃ 2분 과정을 25 cycle 반복 하였으며, final-extension은 72℃에서 5분을 하였다. Fusion PCR의 최종 생성물을 1% agarose gel에서 확인하였고 도 1에 나타내었다. 1.8 kb 유전자 A의 합성을 위한 모식도는 도 2에 제시하였다. The four products of each fragment synthesized by Assembly PCR have the same nucleotide sequence in the adjacent fragment and terminal region. To synthesize the gene A of 1.8 Kb by connecting these four fragments, the 5 'end of gene A and 3 'Fusion PCR was performed using complementary oligonucleotide primer set. For fusion PCR, 25 cycles of pre-denaturation at 95 ° C for 3 minutes, denaturation at 95 ° C for 30 seconds, annealing at 58 ° C for 30 seconds, extension at 72 ° C for 2 minutes, and final extension at 72 ° C for 5 minutes. The final product of Fusion PCR was confirmed on 1% agarose gel and is shown in FIG. A schematic diagram for the synthesis of 1.8 kb gene A is shown in Fig.

실시예 2. 합성된 유전자 A의 일상적인 클로닝과 염기서열 결정Example 2. Routine cloning and sequencing of the synthesized gene A

실시예 1의 결과로 합성된 유전자 A 생성물을 pBluescript II-SK(pBS)를 제한효소 (XbaI /BamHI)를 이용하여 각각의 말단이 서로 상보적인 염기를 가진 선형으로 만들어 준다. 이후 DNA 리가아제 반응으로 연결하고, 전기 충격으로 대장균에 형질전환하였다. pBS의 항생제 저항 유전자인 Ampr을 이용하여 앰피실린 항생제가 포함된 배지에서 형질전환체를 선별하였고, 제한효소 EcoRI을 처리한 뒤 1% agarose gel에서 확인하였다.The gene A product synthesized as a result of Example 1 is linearized with pBluescript II-SK (pBS) using a restriction enzyme ( Xba I / Bam HI) with bases complementary to each other. Then, DNA ligase reaction was performed, and E. coli was transformed by electric shock. Transformants were selected on the medium containing Ampicillin antibiotics using Amp r , the antibiotic resistance gene of pBS, and the transformants were screened with 1% agarose gel after restriction enzyme Eco RI treatment.

염기서열 확인은 sequencing primer T3과 T7을 이용하여 (주)코스모진텍에 의뢰를 하였다. 염기서열 결과의 분석은 온라인 툴인 ClustalW2 (http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/)를 이용하여 분석하였다. 분석결과 Doctor protein Pfu DNA polymerase, Enzynomics npfu-Fort 그리고 TaKaRa PrimeSTAR HS Premix의 3개 회사 DNA 중합효소를 이용한 유전자 A의 합성에서 염기 오류의 종류 및 오류율을 표 2에 나타내었다. 오류율은 오류염기수/총 염기수로 계산되어 진다.Sequencing primers T3 and T7 were used to identify the nucleotide sequences. Analysis of the nucleotide sequence results was analyzed using the online tool ClustalW2 (http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/). Table 2 shows the types of base errors and the error rates in the synthesis of gene A using DNA polymerase from three companies, Doctor protein Pfu DNA polymerase, Enzynomics npfu-Fort and TaKaRa PrimeSTAR HS Premix. The error rate is calculated as error base / total base number.

Figure 112015073811516-pat00001
Figure 112015073811516-pat00001

실시예Example 3 : 효모를 이용한  3: Using yeast in in vivovivo cloning과 동시에  cloning 해독틀Decipherment frame 변이 및 종결코돈 돌연변이가 Mutation and termination codon mutation 없는 클론의 선택적 선별과 염기서열 결정Selective cloning and sequencing of missing clones

본 실시예에서는 효모를 이용한 합성유전자의 in vivo cloning과 동시에 해독틀 변형과 종결코돈으로의 오류가 포함되지 않은 합성유전자의 선택적 선별을 수행하였다.In this example, in vivo cloning of a synthetic gene using yeast was performed, and selection of a synthetic gene that did not include a deletion conformational error and a termination codon error was performed simultaneously.

이를 위하여 pGS-TRP 벡터를 제조하였고, pGS-TRP는 효모의 영양요구성 표지인 TRP1과 대장균에서 항생제 저항성 표지인 Amp r 을 가지며, 효모 복제 origin으로 2u을 포함하여 효모 세포 안에서 자가 복제가 가능하다. 그리고 대장균 LexA의 DNA 결합부위(LexA DBD)와 전사활성화를 유도할 수 있는 VP16 단백질이 융합하여 발현될 수 있도록 LexA DBD::VP16을 삽입하였고 이는 ADH1 promoter와 CYC1 terminator에 의해 발현이 조절되게 하였다. pGS-TRP의 직선화를 위하여 또한 LexA DBD와 VP16 사이에 합성유전자를 삽입하기 위하여 제한효소 EcoRI 인식 부위를 삽입하였다. pGS-TRP 벡터는 도 4에 나타내었다.Was it produced the pGS-TRP vector in order, pGS-TRP has an Amp r of antibiotic resistance markers in the yeast auxotrophic marker TRP1 as E. coli, including 2u the yeast replication origin is self allow replication in yeast cells . LexA DBD :: VP16 was inserted so that the DNA binding site (LexA DBD) of E. coli LexA and the VP16 protein capable of inducing transcriptional activation could be fused and expressed, which was regulated by the ADH1 promoter and the CYC1 terminator. For straightening of the pGS-TRP also it was inserted into the Eco RI restriction enzyme recognition site in order to insert the synthetic gene between the LexA DBD and VP16. The pGS-TRP vector is shown in Fig.

실시예 1에서 합성유전자 제작에 있어 fusion PCR을 수행할 시 pGS-TRP 벡터의 EcoRI을 기준으로 양쪽 근처의 염기서열을 기준으로 상보적인 약 25개의 염기서열을 양끝의 primer에 각각 추가하여 최종 유전자 A의 산물에 pGS-TRP와 상보적인 염기서열을 합성한 유전자 A 양쪽 말단에 보유하도록 제조하였다.When the fusion PCR was carried out in the production of the synthetic gene in Example 1, about 25 base sequences complementary to each other based on the EcoRI of the pGS-TRP vector were added to the primers at both ends, Was prepared so as to have both ends of the gene A synthesized with pGS-TRP and a complementary base sequence.

제한효소 EcoRI으로 절단된 pGS-TRP와 직선의 인공 합성유전자를 효모에 동시에 형질 전환하여, 두 생산물의 상동 염기서열을 이용하여 gap repair를 유도한다. 재조합은 두 개 직선의 DNA가 다시 환형으로 연결되어 효모 내에서 안정화를 이루어 pGS-TRP 벡터에 존재하는 TRP1 유전자의 발현으로 최소배지에서 자라게 된다. 이의 모식도를 도 5에 나타내었다.The pGS-TRP digested with restriction enzyme Eco RI and the artificial synthetic gene of a straight line are simultaneously transformed into yeast, and gap repair is induced by using homologous base sequence of two products. The recombination is stabilized in the yeast by ligating two linear DNAs in a loop, and grows in the minimal medium due to the expression of the TRP1 gene present in the pGS-TRP vector. A schematic diagram thereof is shown in Fig.

합성유전자 DNA PCR product와 EcoRI으로 직선화된 pGS-TRP vector를 효모 숙주로 동시에 LiAc 방법으로 형질전환하여 트립토판(W), 아데닌 (A) 및 히스티딘 (H)이 들어있지 않은 최소배지에 배양하여 성장하는 colony들을 선별하였다. The pGS-TRP vector, which was linearized with the synthetic gene DNA product and Eco RI, was transformed with the yeast host by the LiAc method at the same time and cultured in a minimal medium containing no tryptophan (W), adenine (A) and histidine Were selected.

형질전환체들이 최소배지에서 자라기 위해서는 i) 형질전환시 넣어준 직선화된 두 개의 DNA가 상동재조합에 의하여 환형의 재조합 DNA로 변경되어 효모 내에서 안정화 되어 pGS-TRP의 선별표지인 TRP1 유전자의 발현이 있어야 하며, ii) 재조합된 합성유전자에 해독틀 돌연변이가 포함되어 있지 않아서 LexA DBD-합성유전자-VP16의 융합단백질이 정상적으로 만들어 져야 한다.In order for the transformants to grow on the minimal medium, i) two DNAs that are linearized in transformation are converted into circular recombinant DNA by homologous recombination and stabilized in the yeast to express the TRP1 gene, which is a selectable marker of pGS-TRP And ii) the recombinant synthetic gene does not contain a translation frame mutation, so that the fusion protein of LexA DBD-synthetic gene-VP16 should be made normally.

LexA DBD-합성유전자-VP16의 융합단백질은 효모 내에 삽입된 LexA가 결합할 수 있는 오퍼레이터를 보유한 reporter 유전자인 ADE2 및 HIS3의 발현을 유도할 수 있어 영양분 WHA가 제외된 최소배지에서 성장하게 된다. 특히 숙주의 히스티딘 영양요구성 돌연변이의 leaky한 형질을 보완하고 false positive가 선별되는 것을 억제하기 위하여 1 mM 3-AT (3-Amino- 1,2,4-triazole)가 첨가된 최소배지를 이용하였다. 형질전환체는 LexA DBD-합성유전자-VP16의 융합단백질을 발현하고 이 단백질이 결합할 수 있는 또 다른 reporter인 LacZ (β-갈락토시드 가수분해효소)의 발현을 조사하여 false positive를 제거하였다. LacZ reporter 유전자의 발현은 배지에 첨가된 X-gal을 이용한 blue/white 선별이 가능하며, X-gal을 분해하여 blue color를 띄게 한다. 위 과정은 도 6에 나타내었다.The fusion protein of LexA DBD-synthetic gene-VP16 is able to induce the expression of the reporter genes ADE2 and HIS3, which have an operator capable of binding to LexA inserted in the yeast, and grow on the minimal medium with nutrient WHA excluded. In particular, a minimal medium supplemented with 1 mM 3-AT (3-Amino-1,2,4-triazole) was used to supplement the leaky traits of host histidine auxotrophic mutations and to prevent false positive selection . The transfectants expressed the fusion protein of LexA DBD-synthetic gene-VP16 and eliminated false positives by investigating the expression of LacZ (β-galactosidase), another reporter to which this protein could bind. Expression of the LacZ reporter gene can be screened in blue / white using X-gal added to the medium, and degrades X-gal to blue color. The above procedure is shown in Fig.

상기 방법으로 선발된 효모 형질전환체에 포함된 합성유전자의 염기서열 확인은 primer SeqF와 SeqR를 이용하였고, 총 50개의 유전자 A 염기서열 분석을 (주)코스모진텍에 의뢰를 하였다. 분석은 온라인 툴인 ClustalW2 (http://www.ebi.ac.uk/Tools/ msa/clustalw2/)를 이용하여 분석하였고 이를 도 7에 나타내었다. The nucleotide sequences of the synthetic genes contained in the selected yeast transformants were determined using the primers SeqF and SeqR, and a total of 50 gene A nucleotide sequences were analyzed by Cosmogin Tech. The analysis was performed using the online tool ClustalW2 (http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/) and is shown in FIG.

오류 율은 오류 염기수/총 염기수로 계산된다. 실시예 2에 제시한 일상적인 클로닝에 의한 합성유전자 확인에서는 46, 575개중 40개의 오류로 8.6×10-4의 오류율을 보이고, 실시예 3에서 효모를 이용하여 본 연구에서 개발된 인공 합성유전자 오류제거 시스템은 92,550개중 16개의 오류로 1.7×10-4의 오류율을 확인하였다. The error rate is calculated as the error base / total base number. Synthetic gene identification by routine cloning as shown in Example 2 showed an error rate of 8.6 × 10 -4 with 40 errors out of 46, 575, and the error rate of artificial synthetic gene error developed in this study using yeast in Example 3 The elimination system confirmed the error rate of 1.7 × 10 -4 with 16 errors out of 92,550.

실시예 2에서 일상적인 클로닝에 의하여 선별된 합성유전자 클론 중에 포함된 염기 오류는 올리고 합성에서 가장 문제가 되는 결손 및 삽입 오류가 많이 포함되어 있는 반면에 개발된 효모를 이용한 시스템을 사용하여 선별된 합성유전자 클론들에는 결손과 삽입의 오류와 nonsense mutation은 한 건도 확인되지 않았다.The base errors included in the clones synthesized by routine cloning in Example 2 include many defects and insertion errors that are the most problematic in oligosynthesis, while the synthetic synthesis using the developed yeast system No genetic clones were identified for deletion, insertion errors and nonsense mutations.

염기서열 결정 군집수(Colony)를 기준으로 인공 합성 유전자의 성공률을 계산하였다. 성공률은 성공클론/확인클론으로 계산하였다. 일상적인 클로닝에 의하여 선별된 합성유전자 클론은 총 25개중 5개가 오류가 없는 클론으로 20%의 성공률을 보였고, 개발된 효모를 이용한 새로운 인공 합성유전자 클론은 총 50개중 38개가 오류가 없는 클론으로 76%의 성공률을 보였고, 개발된 효모 시스템을 이용한 의한 합성유전자 오류 분석 및 비교를 표 3에 나타내었다.Sequence determination The success rate of the synthetic gene was calculated based on the number of clones (Colony). The success rate was calculated as a success / confirm clone. Five out of 25 synthetic clones selected by routine cloning showed a 20% success rate with error-free clones, and 38 of the 50 synthetic clones synthesized using the developed yeast were clones with no errors %, And analysis and comparison of synthetic gene errors using the developed yeast system are shown in Table 3.

Figure 112015073811516-pat00002
Figure 112015073811516-pat00002

Claims (5)

효모 및 재조합 벡터를 이용한 해독틀 돌연변이 (Frameshift Mutation) 및 종결 돌연변이 (Nonsense mutation)가 없는 합성유전자의 선택적 선별 방법으로서,
상기 효모의 유전형은 MATa, trp1-901, leu2-3, 112, ura3-52, his3Δ200, ade2, LYS2::(lexAop)4 -HIS3, URA3::(lexAop)8 -LacZ, 및 ADE2::(lexAop)8 -ADE2 GAL4 를 포함하고, 및
상기 재조합 벡터는 TRP1, AMPr, ADH1 프로모터, LexA, VP16, 상기 LexA 및 VP16 사이에 위치한 제한효소 EcoR1 인식부위, 및 CYC1 터미네이터를 포함하는, 합성 유전자의 선택적 선별 방법.
As a selective screening method for a synthetic gene without a frame mutation (Frameshift mutation) and a nonsense mutation using a yeast and a recombinant vector,
The genotype of the yeast is MATa, trp1-901, leu2-3, 112, ura3-52, his3Δ200, ade2, LYS2 :( lexAop) 4-HIS3, URA3: lexAop) 8-ADE2 GAL4, and
Wherein said recombinant vector comprises a TRP1, AMP r , ADH1 promoter, LexA, VP16, a restriction enzyme EcoR1 recognition site located between LexA and VP16, and a CYC1 terminator.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 벡터는 도 4의 pGS-TRP 인 것을 특징으로 하는, 합성유전자의 선택적 선별 방법.
The method according to claim 1,
Wherein said vector is pGS-TRP of FIG. 4.
제1항에 있어서,
상기 합성유전자의 선택적 선별 방법은
상기 재조합 벡터를 제한효소 EcoR1으로 절단하는 단계;
상기 절단된 벡터와 직선의 합성 유전자를 상기 효모에 형질 전환시키는 단계;
상기 효모를 트립토판(W), 아데닌(A) 및 히스티딘(H)의 영양분이 포함되지 않은 최소배지에 배양하여 콜로니들을 성장시키는 단계; 및
상기 형질전환체에서 발현된 단백질과 결합능력이 있는 LacZ 의 발현을 조사하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는,
합성유전자의 선택적 선별 방법.
The method according to claim 1,
The selective selection of the synthetic gene
Digesting the recombinant vector with a restriction enzyme Eco R1;
Transforming the truncated vector and a linear synthetic gene into the yeast;
Culturing the yeast in a minimal medium containing no nutrients of tryptophan (W), adenine (A) and histidine (H) to grow colonies; And
Examining the expression of LacZ capable of binding to the protein expressed in said transformant; ≪ / RTI >
Selective selection of synthetic genes.
KR1020150107272A 2015-07-29 2015-07-29 Positive screening method in yeast for the synthetic genes without frameshift and nonsense mutations Active KR101768770B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150107272A KR101768770B1 (en) 2015-07-29 2015-07-29 Positive screening method in yeast for the synthetic genes without frameshift and nonsense mutations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150107272A KR101768770B1 (en) 2015-07-29 2015-07-29 Positive screening method in yeast for the synthetic genes without frameshift and nonsense mutations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170015607A KR20170015607A (en) 2017-02-09
KR101768770B1 true KR101768770B1 (en) 2017-08-18

Family

ID=58154324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150107272A Active KR101768770B1 (en) 2015-07-29 2015-07-29 Positive screening method in yeast for the synthetic genes without frameshift and nonsense mutations

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101768770B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6682885B1 (en) 1996-10-09 2004-01-27 Srl, Inc. Method for detecting mutations using an URA3 reporter gene
US20100297642A1 (en) 2007-11-02 2010-11-25 Geneart Ag Method for determining frameshift mutations in coding nucleic acids
WO2010143871A2 (en) 2009-06-08 2010-12-16 한국생명공학연구원 Method for screening and quantifying various enzyme activities using a genetic enzyme screening system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6682885B1 (en) 1996-10-09 2004-01-27 Srl, Inc. Method for detecting mutations using an URA3 reporter gene
US20100297642A1 (en) 2007-11-02 2010-11-25 Geneart Ag Method for determining frameshift mutations in coding nucleic acids
WO2010143871A2 (en) 2009-06-08 2010-12-16 한국생명공학연구원 Method for screening and quantifying various enzyme activities using a genetic enzyme screening system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Am. J. Pathol., Vol. 159, No. 4, pp. 1239-1245 (2001.10.)*
Protein Expr Purif. 2013 Apr;88(2):235-42

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170015607A (en) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102061438B1 (en) A method for converting monocot genome sequences in which a nucleic acid base in a targeting DNA sequence is specifically converted, and a molecular complex used therein.
KR101906491B1 (en) Composition for Genome Editing comprising Cas9 derived from F. novicida
Akhmetov et al. Single-step precision genome editing in yeast using CRISPR-Cas9
JP4361971B2 (en) In vitro translocation system using modified TN5 transposase
DK173186B1 (en) Yeast promoter, vector containing such a promoter, yeast transformed with such vector and method of preparation
US8865468B2 (en) Homologous recombination in an algal nuclear genome
WO2004093645A2 (en) Tn5 transposase mutants and the use thereof
Snustad et al. Maize glutamine synthetase cDNAs: isolation by direct genetic selection in Escherichia coli.
WO2019185751A1 (en) Inhibitors of crispr-cas associated activity
US6900370B2 (en) Method for generating hypermutable plants
CN112481309B (en) Application of Ago protein, composition and gene editing method
JP4575338B2 (en) Cloning and expression method of target gene by homologous recombination
DE69838681T2 (en) ESCHERICHIA COLI HIGH EXPRESSION VECTOR
JP2008519602A (en) Ladder assembly and system for creating diversity
KR101768770B1 (en) Positive screening method in yeast for the synthetic genes without frameshift and nonsense mutations
CN106399348B (en) A kind of novel gene clone's T- carrier and its construction method and application
CN114008070A (en) Genome-wide rationally engineered mutations leading to increased lysine production in Escherichia coli
CN116003542B (en) Microorganism producing citric acid and its construction method and application
KR20180128864A (en) Gene editing composition comprising sgRNAs with matched 5' nucleotide and gene editing method using the same
AU678813B2 (en) Bi-functional expression system
JP4049364B2 (en) Multi-copy / genomic insertion vector
KR101920036B1 (en) The screening method for gene without frameshift mutation and nonsense mutation using E.coli and ampicillin resistance gene
KR102302827B1 (en) Compositon for inhibiting gene expression using CRISPRi
KR102035654B1 (en) Novel mutant insect cell line producing antimicrobial peptide or a preparation method thereof
AU2015203365B2 (en) Homologous recombination in an algal nuclear genome

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150729

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170117

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20170728

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20170809

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20170809

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200529

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210528

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220527

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230516

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240523

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250526

Start annual number: 9

End annual number: 9