KR20240141041A - Canine influenza virus vaccine composition using self amplifying rna construct - Google Patents
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Abstract
본 발명은 목적 단백질의 발현이 최적화된 자가 증폭 saRNA 컨스트럭트 및 이를 기반으로 제작한 개 인플루엔자 바이러스 백신에 대한 것이다. 본 발명에 의한 엔테로바이러스를 기반으로 하는 최적화된 자가 증폭 RNA는 기존의 mRNA 및 엔테로바이러스 기반 saRNA와 비교하여 목적 단백질의 발현량을 향상시켰다. 또한, 개 인플루엔자 바이러스 H3N2를 효과적으로 발현시켰으며, 발현율도 기존 mRNA와 비교하여 월등히 높았다. 따라서, 본 발명에 의한 자가 증폭 RNA 컨스트럭트는 개 인플루엔자 바이러스 백신에 적용 가능하다.The present invention relates to a self-amplifying saRNA construct in which expression of a target protein is optimized, and a canine influenza virus vaccine produced based thereon. The optimized self-amplifying RNA based on enterovirus according to the present invention improved the expression amount of the target protein compared to existing mRNA and enterovirus-based saRNA. In addition, it effectively expressed canine influenza virus H3N2, and the expression rate was also significantly higher than that of existing mRNA. Therefore, the self-amplifying RNA construct according to the present invention can be applied to a canine influenza virus vaccine.
Description
본 발명은 신규한 자가 증폭 RNA 컨스트럭트를 이용한 개 인플루엔자 바이러스 백신 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a canine influenza virus vaccine composition using a novel self-amplifying RNA construct and its use.
인플루엔자 바이러스는 다양한 아형이 존재하며, 바이러스 종류에 따라 오한, 발열, 근육통 등이 동반되는 호흡기 질환을 일으키기도 한다. 이는 바이러스의 면역원성을 결정하는 단백질인 헤마글루티닌(Hemagglutinin, HA) 및 뉴라미니다아제(Neuraminidase, NA)의 다양성 기인한다. 예를 들어, A형 인플루엔자에 대해서는 HA 18종 및 NA 11종이 존재하며, 이들의 변이가 빈번히 발생한다. 따라서, 백신을 개발하기 위해서는 유행 균주를 미리 예측하고 백신을 제작해야 하는 부담감이 있으며, 유행 균주의 예측에도 불구하고 새로운 변이체의 발생으로 인해 백신 효능이 현저히 떨어지게 되는 등 여러 문제점이 있다. 또한, 이러한 다양성을 극복하기 위해 범용 인플루엔자 바이러스 백신과 같은 백신도 개발되고 있는 실정이다. 그러나, 백신 효능에 대한 이슈로 인해 다양한 백신의 개발이 필요한 실정이다.Influenza viruses have various subtypes, and depending on the type of virus, they can cause respiratory diseases accompanied by chills, fever, and muscle pain. This is due to the diversity of hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA), which are proteins that determine the immunogenicity of the virus. For example, there are 18 types of HA and 11 types of NA for influenza A, and mutations frequently occur. Therefore, in order to develop a vaccine, there is the burden of having to predict the prevalent strains in advance and produce the vaccine, and there are various problems, such as the fact that vaccine efficacy is significantly reduced due to the occurrence of new variants despite the prediction of prevalent strains. In addition, vaccines such as universal influenza virus vaccines are being developed to overcome this diversity. However, due to issues with vaccine efficacy, the development of various vaccines is necessary.
이에 본 발명자들은 신속하고 효율적으로 사용 가능한 saRNA 백신 컨스트럭트를 개발하고자 연구하였다. 그 결과, 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트의 5' 비번역 영역(UTR), 프로테아제(protease) 절단 부위, 종결 코돈 및 폴리 아데노신 꼬리 서열을 변형시켜 항원 단백질의 발현이 최적화된 신규한 saRNA 컨스트럭트를 제작하였다. 또한, 상기 변형된 saRNA 컨스트럭트는 기존 mRNA 및 기존 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트와 비교하여 세포 내에서 항원 단백질의 발현을 현저히 증가시킬 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였고, 이를 개 인플루엔자 바이러스 백신에 적용한 결과 효과적으로 항체가 제조됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventors of the present invention studied to develop a saRNA vaccine construct that can be used rapidly and efficiently. As a result, a novel saRNA construct optimized for expression of an antigen protein was produced by modifying the 5' untranslated region (UTR), protease cleavage site, stop codon, and polyadenosine tail sequence of an enterovirus-based saRNA construct. In addition, the modified saRNA construct was confirmed to significantly increase the expression of an antigen protein in cells compared to existing mRNA and existing enterovirus-based saRNA constructs, thereby completing the present invention. In addition, when this was applied to a canine influenza virus vaccine, it was confirmed that antibodies were effectively produced, thereby completing the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질(non-structural protein); 개 인플루엔자 바이러스 H3N2 변이체 단백질; 및 프로테아제 절단 부위를 포함하는 융합 단백질을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다.To achieve the above object, one aspect of the present invention provides a polynucleotide comprising a nucleic acid sequence encoding a non-structural protein of a self-amplifying virus; a canine influenza virus H3N2 variant protein; and a fusion protein comprising a protease cleavage site.
본 발명의 다른 측면은 상기 폴리뉴클레오티드가 적재된 재조합 벡터를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a recombinant vector loaded with the polynucleotide.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 폴리뉴클레오티드 또는 재조합 벡터를 유효성분으로 포함하는 백신 조성물을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a vaccine composition comprising the polynucleotide or recombinant vector as an active ingredient.
본 발명에 의한 엔테로바이러스를 기반으로 하는 최적화된 자가 증폭 RNA 컨스트럭트는 기존의 mRNA 및 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트와 비교하여 목적 단백질의 발현량을 향상시켰다. 또한, 다중 항원 saRNA 컨스트럭트는 동시에 1개 이상의 목적 단백질을 발현시킬 수 있었으며, 발현율도 기존 mRNA와 비교하여 월등히 높았다. 따라서, 본 발명의 기술을 이용한 개 인플루엔자 바이러스 H3N2 변이체 단백질를 코딩하는 핵산 서열을 포함하는 백신은 반려견의 예방 백신으로 널리 사용될 수 있다.The optimized self-amplifying RNA construct based on enterovirus according to the present invention improved the expression amount of the target protein compared to existing mRNA and enterovirus-based saRNA constructs. In addition, the multi-antigen saRNA construct could simultaneously express more than one target protein, and the expression rate was also significantly higher compared to existing mRNA. Therefore, a vaccine comprising a nucleic acid sequence encoding a canine influenza virus H3N2 variant protein using the technology of the present invention can be widely used as a preventive vaccine for companion dogs.
도 1은 야생형 엔테로바이러스(Enterovirus, 좌측) 및 엔테로바이러스 기반 자가증폭 RNA 컨스트럭트(saRNA, self-amplifying RNA, 우측)의 구조를 모식화한 도면이다.
도 2는 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트에 포함된 2A 프로테아제 절단 부위의 아미노산 서열(상단) 및 각 서열에 따른 목적 단백질의 발현량을 루시퍼라제(luciferase) 시스템을 이용하여 확인한 결과를 나타낸 그래프(하단)이다. *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, n.s:not significant
도 3은 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트에 코작 서열(Kozak sequence)을 삽입하고(상단), 각각의 삽입된 서열에 따른 목적 단백질의 발현량을 루시퍼라제 시스템을 이용하여 확인한 결과를 나타낸 그래프(하단)이다. *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001
도 4는 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트에 폴리 아데노신 꼬리(poly(A) tail)을 삽입하고(상단), 각각의 삽입된 서열에 따른 목적 단백질의 발현량을 루시퍼라제 시스템을 이용하여 세포(하단 우측) 및 동물(하단 좌측) 수준에서 확인한 결과를 나타낸 그래프(하단의 우측)이다. *p<0.05
도 5는 mRNA, 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트 및 상기 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트를 변형하여 최적화시킨 saRNA(변형된 saRNA) 컨스트럭트의 구조를 모식화하여 비교한 도면이다.
도 6은 mRNA, 엔테로바이러스 기반 saRNA(sa luci) 컨스트럭트 및 변형된 saRNA 컨스트럭트에 의한 목적 단백질의 발현 정도를 세포 수준에서 루시퍼라제 시스템을 이용하여 확인한 결과를 나타낸 그래프이다. **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001
도 7은 mRNA, 엔테로바이러스 기반 saRNA(sa luci) 컨스트럭트 및 변형된 saRNA 컨스트럭트에 의한 목적 단백질의 발현 정도를 동물 수준에서 루시퍼라제 시스템을 이용하여 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 구체예에 사용된 중증열성혈소판감소증후군(SFTS, Severe fever with thrombocytopenia syndrome) 바이러스 항원을 목적 단백질로 포함하는 변형된 saRNA 컨스트럭트의 세포 수준에서의 항원 단백질 발현율을 웨스턴 블롯으로 확인한 결과를 나타낸 도면이다. Sa B: SFTS consensus B 항원을 포함하는 saRNA 컨스트럭트, 항원이 들어간 RNA, Sa ABDEF: SFTS consensus ABDEF 항원을 포함하는 saRNA 컨스트럭트, mRNA B: SFTS consensus B 항원을 포함하는 mRNA
도 9는 본 발명의 일 구체예에 사용된 코로나 바이러스(SARS-CoV2)의 스파이크 단백질 항원(좌측) 또는 고병원성 조류 인플루엔자(HPAI, Highly pathogenic avian influenza) 바이러스 항원(H5N8, 우측)을 목적 단백질로 포함하는 변형된 saRNA 컨스트럭트의 세포 수준에서의 항원 단백질 발현율을 웨스턴 블롯으로 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 10은 다중 항원을 포함하는 변형된 saRNA 컨스트럭트의 구조를 모식화한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 구체예에서 2종류의 개 인플루엔자(Canine influenza) 바이러스 항원(H3N2 및 H3N8)을 목적 단백질로 포함하는 변형된 saRNA 컨스트럭트의 모식도(상단) 및 세포 수준에서의 항원 단백질 발현 정도를 웨스턴 블롯으로 확인한 결과를 나타낸 도면이다. Ma saRNA: H3N2 및 H3N8을 포함하는 변형된 saRNA 컨스트럭트, single saRNA: H3N2를 포함하는 변형된 saRNA 컨스트럭트, P.C WT virus: 야생형 개 인플루엔자 바이러스
도 12는 세포 및 마우스 적응형 콕사키바이러스 B5를 제작하기 위한 방법을 모식화한 도면이다.
도 13은 야생형(WT-B5), 세포 적응형(Vp8-B5), 및 세포 및 마우스 적응형(Vp8Mp24-B5) 콕사키바이러스 B5의 역가를 측정하여 비교한 결과를 나타낸 도면(좌측) 및 그래프(우측)이다. ***p<0.001
도 14는 본 발명의 일 구체예에서 증식율이 증대된 콕사키바이러스 B5의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 구체예에서 최적화된 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 사용된 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트 형태의 clone 벡터의 구조를 모식화한 도면이다.
도 17은 H3N2 개 인플루엔자 HA (hemagglutinin) 발현을 위한 유전자를 디자인한 모식도이다.
도 18은 H3N2 개 인플루엔자 HA의 항원성 증가를 위한 모식도이다.
도 19a는 야생형 엔테로바이러스(Enterovirus)의 구조를 모식화한 도면이다.
도 19b는 엔테로바이러스 기반 자가증폭 RNA 컨스트럭트(saRNA, self-amplifying RNA, 우측)의 구조를 모식화한 도면이다.
도 20은 saRNA 컨스트럭트의 발현 정도를 세포 수준에서 웨스턴 블롯을 통해 확인한 것이다.
도 21은 개 인플루엔자 자가 증폭 RNAP를 개에게 접종하는 실험에 대한 모식도 및 개 인플루엔자 자가 증폭 RNA-LNP를 시험관내에서 항원 발현을 확인한 것이다.
도 22a 내지 도 22c는 2차 백신이 완료된 후 중화항체가 생성된 것을 확인한 것이다.Figure 1 is a schematic diagram of the structures of wild type enterovirus (Enterovirus, left) and enterovirus-based self-amplifying RNA construct (saRNA, self-amplifying RNA, right).
Figure 2 is a graph showing the amino acid sequence of the 2A protease cleavage site included in the enterovirus-based saRNA construct (top) and the results of confirming the expression level of the target protein according to each sequence using the luciferase system (bottom). *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ns:not significant
Figure 3 is a graph showing the results of inserting a Kozak sequence into an enterovirus-based saRNA construct (top) and confirming the expression level of the target protein according to each inserted sequence using a luciferase system (bottom). *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001
Figure 4 is a graph showing the results of inserting a poly(A) tail into an enterovirus-based saRNA construct (top) and confirming the expression level of the target protein according to each inserted sequence at the cell (bottom right) and animal (bottom left) levels using a luciferase system (bottom right). *p<0.05
Figure 5 is a schematic diagram comparing the structures of mRNA, an enterovirus-based saRNA construct, and an optimized saRNA (modified saRNA) construct obtained by modifying the enterovirus-based saRNA construct.
Figure 6 is a graph showing the results of confirming the expression level of the target protein by mRNA, enterovirus-based saRNA (sa luci) construct, and modified saRNA construct at the cellular level using the luciferase system. **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001
Figure 7 is a diagram showing the results of confirming the expression level of the target protein by mRNA, enterovirus-based saRNA (sa luci) construct, and modified saRNA construct at the animal level using a luciferase system.
Figure 8 is a drawing showing the results of Western blot analysis of the antigen protein expression rate at the cellular level of a modified saRNA construct containing a severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) virus antigen as a target protein used in one specific example of the present invention. Sa B: saRNA construct containing SFTS consensus B antigen, RNA containing the antigen, Sa ABDEF: saRNA construct containing SFTS consensus ABDEF antigen, mRNA B: mRNA containing SFTS consensus B antigen
FIG. 9 is a drawing showing the results of confirming the antigen protein expression rate at the cellular level of a modified saRNA construct containing the spike protein antigen of coronavirus (SARS-CoV2) (left) or highly pathogenic avian influenza (HPAI) virus antigen (H5N8, right) as a target protein used in one specific example of the present invention, by Western blot.
Figure 10 is a schematic diagram of the structure of a modified saRNA construct containing multiple antigens.
Figure 11 is a schematic diagram (top) of a modified saRNA construct containing two types of canine influenza virus antigens (H3N2 and H3N8) as target proteins in one specific example of the present invention, and a drawing showing the results of confirming the level of antigen protein expression at the cellular level by Western blot. Ma saRNA: modified saRNA construct containing H3N2 and H3N8, single saRNA: modified saRNA construct containing H3N2, PC WT virus: wild-type canine influenza virus
Figure 12 is a schematic diagram illustrating a method for producing cell- and mouse-adapted coxsackievirus B5.
Figure 13 is a drawing (left) and graph (right) comparing the titers of wild-type (WT-B5), cell-adapted (Vp8-B5), and cell and mouse-adapted (Vp8Mp24-B5) Coxsackievirus B5. ***p<0.001
Figure 14 is a schematic diagram showing a Coxsackievirus B5 with an increased proliferation rate according to one specific example of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram showing an optimized enterovirus-based saRNA construct according to one specific example of the present invention.
Figure 16 is a schematic diagram of the structure of a clone vector in the form of an enterovirus-based saRNA construct used in the present invention.
Figure 17 is a schematic diagram designing a gene for expression of H3N2 canine influenza HA (hemagglutinin).
Figure 18 is a schematic diagram for increasing the antigenicity of H3N2 canine influenza HA.
Figure 19a is a schematic diagram of the structure of a wild type enterovirus.
Figure 19b is a schematic diagram of the structure of an enterovirus-based self-amplifying RNA construct (saRNA, self-amplifying RNA, right).
Figure 20 shows the expression level of the saRNA construct confirmed at the cellular level through Western blot.
Figure 21 is a schematic diagram of an experiment in which a dog was inoculated with a canine influenza self-amplifying RNAP and the antigen expression of the canine influenza self-amplifying RNA-LNP was confirmed in vitro.
Figures 22a to 22c show that neutralizing antibodies were produced after the second vaccination was completed.
폴리뉴클레오티드 컨스트럭트Polynucleotide construct
비구조 단백질nonstructural protein
본 발명의 일 측면은 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질(non-structural protein); 제1 목적 단백질; 및 프로테아제 절단 부위를 포함하는 융합 단백질을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. 이때, 상기 폴리뉴클레오티드는 DNA 또는 RNA일 수 있다. 또한, 상기 자가 증폭 바이러스는 피코나바이러스과(Picornaviridae) 바이러스일 수 있다. 구체적으로 상기 자가 증폭 바이러스는 엔테로바이러스(Enterovirus)속 바이러스일 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명에서 상기 비구조 단백질은 엔테로바이러스 유래 비구조 단백질일 수 있다. 바람직하게, 콕사키바이러스(Coxsackievirus) 유래 비구조 단백질일 수 있다.One aspect of the present invention provides a polynucleotide comprising a nucleic acid sequence encoding a nonstructural protein of a self-amplifying virus; a first target protein; and a fusion protein comprising a protease cleavage site. At this time, the polynucleotide may be DNA or RNA. In addition, the self-amplifying virus may be a virus of the family Picornaviridae. Specifically, the self-amplifying virus may be a virus of the genus Enterovirus. More specifically, in the present invention, the nonstructural protein may be a nonstructural protein derived from Enterovirus. Preferably, it may be a nonstructural protein derived from Coxsackievirus.
이때, 상기 제1 목적 단백질은 개 인플루엔자 바이러스 유래의 항원 단백질 일 수 있다. 구체적으로, 사기 바이러스는 인플루엔자 바이러스 A, B 또는 C 일 수 있다. 또한, 상기 항원 단백질은 H3N2 또는 이의 변이체 일 수 있다. 또한, 상기 H3N2는 Arg-Gly 서열이 Val-Gly 서열로 변이된 형태일 수 있다. 구체적으로, 상기 H3N2 변이체는 서열번호 109의 아미노산 서열을 가질 수 있다.At this time, the first target protein may be an antigen protein derived from a canine influenza virus. Specifically, the canine virus may be influenza virus A, B or C. In addition, the antigen protein may be H3N2 or a variant thereof. In addition, the H3N2 may be a form in which the Arg-Gly sequence is mutated into a Val-Gly sequence. Specifically, the H3N2 variant may have an amino acid sequence of SEQ ID NO: 109.
본 명세서에서 사용된 용어, "폴리뉴클레오티드"는 각각의 뉴클레오티드 상의 3' 및 5' 말단이 포스포다이에스터 결합에 의해 연결된, 뉴클레오티드의 단일 또는 이중 가닥 공유결합된 서열을 의미한다. 폴리뉴클레오티드는 데옥시리보뉴클레오티드 염기(DNA) 또는 리보뉴클레오티드 염기(RNA)로 구성될 수 있다. As used herein, the term "polynucleotide" means a single or double stranded covalent sequence of nucleotides in which the 3' and 5' termini of each nucleotide are linked by phosphodiester bonds. A polynucleotide may be composed of deoxyribonucleotide bases (DNA) or ribonucleotide bases (RNA).
본 명세서에서 상기 폴리뉴클레오티드는 DNA 및 RNA를 포함하고, 시험관 내에서 합성에 의해 제조되거나, 또는 천연 공급원으로부터 단리될 수 있다. 폴리뉴클레오티드의 크기는 전형적으로 이중 가닥 폴리뉴클레오티드의 경우 염기 쌍(bp)의 수로, 또는 단일 가닥 폴리뉴클레오티드의 경우에는 뉴클레오티드(nt)의 수로 표현된다. 1,000 bp 또는 nt는 킬로베이스(kb)와 같다. 약 40개 미만 뉴클레오티드 길이의 폴리뉴클레오티드는 전형적으로 '올리고뉴클레오티드'로 불린다. The polynucleotide herein includes DNA and RNA, and may be produced synthetically in vitro or isolated from natural sources. The size of the polynucleotide is typically expressed in the number of base pairs (bp) for double-stranded polynucleotides, or in the number of nucleotides (nt) for single-stranded polynucleotides. 1,000 bp or nt is equal to one kilobase (kb). Polynucleotides less than about 40 nucleotides in length are typically referred to as 'oligonucleotides'.
본 명세서에서 상기 핵산 서열은 폴리뉴클레오티드와 동일한 의미로 사용되며, DNA 또는 RNA일 수 있다. 이때, RNA는 mRNA를 포함할 수 있다. 또한, 상기 핵산 서열은 변형된 DNA 또는 RNA, 예를 들어, 메틸화된 DNA 또는 RNA, 또는 번역 후 변형, 절단 및 폴리아데닐화와 같은 3' 가공, 및 스플라이싱으로 처리된 RNA를 추가로 포함할 수 있다. 핵산은 또한 합성 핵산(XNA), 헥시톨 핵산(HNA), 사이클로헥센 핵산(CeNA), 트레오스 핵산(TNA), 글리세롤 핵산(GNA), 잠금 핵산(LNA) 및 펩타이드 핵산(PNA)을 포함할 수 있다.In this specification, the nucleic acid sequence is used in the same sense as polynucleotide, and may be DNA or RNA. In this case, RNA may include mRNA. In addition, the nucleic acid sequence may further include modified DNA or RNA, for example, methylated DNA or RNA, or RNA processed by post-translational modification, 3' processing such as cleavage and polyadenylation, and splicing. The nucleic acid may also include synthetic nucleic acid (XNA), hexitol nucleic acid (HNA), cyclohexene nucleic acid (CeNA), threose nucleic acid (TNA), glycerol nucleic acid (GNA), locked nucleic acid (LNA), and peptide nucleic acid (PNA).
본 명세서에 기재된 폴리뉴클레오티드, 핵산 서열 또는 염기서열에 대한 상동성은 단순히 100% 서열 동일성으로 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 2개의 서열은 서열이 적어도 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 약 96% 이상, 약 97% 이상, 약 98% 이상, 약 99% 또는 약 100% 유사성을 갖는다는 것으로 "실질적으로 유사한" 서열을 의미한다. 마찬가지로, 두 서열에 관련하여 서열이 염기와 완전히 상보적이거나, 염기의 적어도 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 약 96% 이상, 약 97% 이상, 약 98% 이상 또는 약 99% 이상 상보적인 서열은 "실질적으로 상보적인" 서열이라 한다. 즉, 혼성화고자 하는 서열의 염기 사이에서 미스매치(mismatch)가 발생할 수 있으며, 이는 적어도 약 1% 이하, 약 5% 이하, 약 10% 이하, 약 20% 이하 또는 최대 약 30% 이하의 염기 사이에서 발생할 수 있다. Homology with respect to the polynucleotides, nucleic acid sequences or base sequences described herein is not limited to mere 100% sequence identity. In this regard, two sequences are said to be "substantially similar" if the sequences have at least about 70% or more, about 80% or more, about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more, about 98% or more, about 99% or more or about 100% similarity. Likewise, with respect to two sequences, sequences are said to be "substantially complementary" if the sequences are completely complementary base by base, or at least about 70% or more, about 80% or more, about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more, about 98% or more or about 99% or more of the bases. That is, mismatches may occur between bases of the sequences to be hybridized, and these may occur between bases in at least about 1% or less, about 5% or less, about 10% or less, about 20% or less, or at most about 30% or less.
본 명세서에서 사용된 용어, "엔테로바이러스"는 피코나바이러스과 엔테로바이러스속에 속하며, 24~30 ㎚ 크기의 막(envelope)을 갖지 않는 바이러스이다. 정이십면체의 형태를 가지며, 약 7.2~7.5 kb 크기의 단일 가닥 양성 가닥(single stranded positive sense) RNA를 유전물질로 포함한다. 엔테로바이러스는 3가지 혈청형의 폴리오바이러스(Poliovirus, PV: 1~3); 23가지 혈청형의 콕사키바이러스(Coxsackievirus) A군(CVA: 1~22, 24); 6가지 혈청형의 콕사키바이러스(Coxsackievirus) B군(CVB: 1~6); 28가지 혈청형의 에코바이러스(Echovirus)군(ECV: 1~7, 9, 11~21, 24~27, 29~33) 및 기타 인간 엔테로 바이러스(Human Enterovirus, EV: 68~116)로 구성되어 있다.The term "enterovirus" as used herein refers to a virus that belongs to the genus Enterovirus in the family Picornavirus and does not have an envelope, measuring 24 to 30 nm. It has an icosahedral shape and contains a single-stranded positive sense RNA measuring about 7.2 to 7.5 kb as its genetic material. Enteroviruses include three serotypes of Poliovirus (PV: 1 to 3); 23 serotypes of Coxsackievirus group A (CVA: 1 to 22, 24); and six serotypes of Coxsackievirus group B (CVB: 1 to 6); It consists of 28 serotypes of echovirus (ECV: 1–7, 9, 11–21, 24–27, 29–33) and other human enteroviruses (EV: 68–116).
상기 엔테로바이러스는 숙주 세포로 침입(entry)한 후, 세포질로 RNA를 방출한 뒤, 스스로 mRNA로 기능하여 5' 비번역 영역(untranslated region, UTR)의 IRES(internal ribosomal entry site)에서 번역을 개시함으로써 거대 다단백질(polyprotein)의 생산을 유도한다. 상기 엔테로바이러스의 유전물질은 하나의 ORF(open reading frame)와 5' 및 3' 말단에 단백질로 발현되지 않는 비번역 영역(UTR, untranslated region; 또는 NCR, non-coding region)으로 구성되어 있다. 상기 ORF는 전체 유전자의 약 90%를 차지하고 있으며, 하나의 다단백질(polyprotein)로 발현된다. 상기 다단백질은 약 2,185개의 아미노산으로 이루어져 있으며, 바이러스의 단백질 분해 효소에 의해서 여러 개의 각기 다른 단백질로 나누어진다.The above enterovirus, after entering a host cell, releases RNA into the cytoplasm, and then functions as mRNA by itself to initiate translation at the IRES (internal ribosomal entry site) of the 5' untranslated region (UTR), thereby inducing the production of a large polyprotein. The genetic material of the above enterovirus consists of one ORF (open reading frame) and an untranslated region (UTR; or NCR, non-coding region) at the 5' and 3' ends that is not expressed as a protein. The ORF accounts for approximately 90% of the entire gene and is expressed as one polyprotein. The polyprotein consists of approximately 2,185 amino acids and is divided into several different proteins by the protease of the virus.
상기 하나의 다단백질은 P1 도메인, P2 도멘인 및 P3 도메인으로 구분되며, P1 도메인을 구조 단백질, P2 도메인 및 P3 도메인을 비구조 단백질이라고 한다. 상기 다단백질의 P1 도메인은 바이러스의 캡시드 단백질로서 N 말단에서 C 말단 순으로 구성요소인 VP4, VP2, VP3 및 VP1을 암호화하고 있고, 캡시드는 32 mer의 캡소머(capsomer)로 구성되어 있다. P2 도메인은 N 말단에서 C 말단 순으로 2A 프로테아제(2Apro), 2B 및 2C를 순서대로 암호화하고 있으며, P3 도메인은 3A, 3B(VPg 단백질), 3C 프로테아제(3Cpro) 및 3D 폴리머라제(3Dpol)를 순서대로 암호화하고 있다. 상기 2A 프로테아제 및 3C 프로테아제는 단백질 분해 효소로서 바이러스 다단백질 내의 절단 부위를 인식하여 절단함으로써 개별적인 단백질로 프로세싱하는 역할을 한다. 한편, 3D 폴리머라제는 RNA 의존적 RNA 중합효소(RNA-dependent RNA polymerase, RdRp)로서 바이러스 RNA의 자가 복제 시, RNA를 주형으로 상보적인 RNA를 합성하는 역할을 한다.The above polyprotein is divided into a P1 domain, a P2 domain, and a P3 domain, and the P1 domain is called a structural protein, and the P2 domain and the P3 domain are called nonstructural proteins. The P1 domain of the above polyprotein encodes components VP4, VP2, VP3, and VP1 in order from the N-terminus to the C-terminus as a capsid protein of the virus, and the capsid is composed of a 32-mer capsomer. The P2 domain encodes 2A protease (2A pro ), 2B, and 2C in order from the N-terminus to the C-terminus, and the P3 domain encodes 3A, 3B (VPg protein), 3C protease (3C pro ), and 3D polymerase (3D pol ) in order. The above 2A protease and 3C protease is a proteolytic enzyme that recognizes and cleaves the cleavage site within the viral polyprotein, thereby processing it into individual proteins. Meanwhile, 3D The polymerase is an RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) that synthesizes complementary RNA using RNA as a template during viral RNA self-replication.
본 발명에서 상기 엔테로바이러스는 폴리오바이러스(Poliovirus, PV; 1~3), 리노바이러스(Rhinovirus, RV), 엔테로바이러스(A71, A76, A89~A92, A120, B69, B73, B74, B75, B77, B78, B80~B88, B93, B97, B98, B100, B101, B106, C99, C105, C109, C116, D68, D94, D111), 콕사키바이러스(Coxsackievirus; A1~A22, A24, B1~B6, C96), 에코바이러스(Echovirus; E2~E7, E9, E11~E21, E24~E27, E29~E33) 및 기타 인간 엔테로바이러스(Human Enterovirus; 70, 79, 107, C104)일 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 엔테로바이러스는 콕사키바이러스 B5일 수 있다.In the present invention, the enterovirus is poliovirus (PV; 1-3), rhinovirus (RV), enterovirus (A71, A76, A89-A92, A120, B69, B73, B74, B75, B77, B78, B80-B88, B93, B97, B98, B100, B101, B106, C99, C105, C109, C116, D68, D94, D111), Coxsackievirus (A1-A22, A24, B1-B6, C96), echovirus (E2-E7, E9, E11-E21, E24-E27, E29-E33), and other human enteroviruses. 70, 79, 107, C104). Preferably, the enterovirus of the present invention may be Coxsackievirus B5.
본 발명에서 상기 엔테로바이러스 유래 비구조 단백질은 P2 도메인 및 P3 도메인을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 비구조 단백질은 N 말단에서 C 말단 순으로 P2 도메인 및 P3 도메인을 포함할 수 있다.In the present invention, the nonstructural protein derived from the enterovirus may include a P2 domain and a P3 domain. At this time, the nonstructural protein may include a P2 domain and a P3 domain in order from the N terminus to the C terminus.
본 발명에서 상기 P2 도메인은 2A 프로테아제, 2B 및 2C를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 P2 도메인은 콕사키바이러스 B5의 2A 프로테아제, 2B 및 2C를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 P2 도메인은 N 말단에서 C 말단 순으로 2A 프로테아제, 2B 및 2C를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 2A 프로테아제, 2B 및 2C는 각각 서열번호 11, 서열번호 12 및 서열번호 13의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 5' 말단에서 3' 말단 순으로 각각 서열번호 11, 서열번호 12 및 서열번호 13의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열을 포함하거나 이들로 이루어진 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우 5' 말단에서 3' 말단 순으로 각각 서열번호 2, 서열번호 3 및 서열번호 4의 염기서열을 포함하거나 이들로 이루어진 것일 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 5' 말단에서 3' 말단 순으로 서열번호 61, 서열번호 62 및 서열번호 63의 염기서열을 포함하거나 이들로 이루어진 것일 수 있다.In the present invention, the P2 domain may include 2A protease, 2B and 2C. Specifically, the P2 domain of the present invention may include 2A protease, 2B and 2C of Coxsackievirus B5. At this time, the P2 domain may include 2A protease, 2B and 2C in order from the N terminus to the C terminus. In one embodiment, the 2A protease, 2B and 2C may include the amino acid sequences of SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 13, respectively. Accordingly, the polynucleotide in the present invention may include or consist of a nucleic acid sequence encoding the amino acid sequences of SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 13, respectively, in order from the 5' end to the 3' end. In one embodiment of the present invention, if the polynucleotide is DNA, it may include or consist of the base sequences of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, and SEQ ID NO: 4 in order from the 5' end to the 3' end. If the polynucleotide is RNA, it may include or consist of the base sequences of SEQ ID NO: 61, SEQ ID NO: 62, and SEQ ID NO: 63 in order from the 5' end to the 3' end.
또한, 본 발명에서 2A 프로테아제, 2B 및 2C는 동일한 생물학적 기능을 갖거나 염색체 상의 상기 2A 프로테아제, 2B 및 2C를 암호화하는 유전자 위치가 동일한 이상, 하나 또는 몇 개의 아미노산이 첨가, 결실, 치환 및/또는 삽입되는 아미노산 서열로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 2A 프로테아제, 2B 및 2C는 각각 서열번호 11, 서열번호 12 및 서열번호 13의 아미노산 서열과 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100% 동일성(identity)을 갖는 아미노산 서열을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 아미노산의 첨가, 결실, 치환 및/또는 삽입에 의해 원래 아미노산의 폴리펩타이드의 2차 구조(secondary structure) 및 수치료성(hydropathic nature) 등의 특성에 변화가 없는 것일 수 있다. In addition, in the present invention, the 2A protease, 2B and 2C may be composed of an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, substituted and/or inserted, as long as they have the same biological function or the gene positions encoding the 2A protease, 2B and 2C on the chromosome are the same. Specifically, the 2A protease, 2B and 2C may comprise or consist of an amino acid sequence having about 90%, about 91%, about 92%, about 93%, about 94%, about 95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99% or about 100% identity with the amino acid sequences of SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 13, respectively. At this time, the secondary structure and hydropathic nature of the polypeptide of the original amino acid may not change due to addition, deletion, substitution and/or insertion of the amino acid.
본 발명에서 상기 2A 프로테아제는 추가로 변이를 포함하는 것일 수 있다.In the present invention, the 2A protease may additionally comprise a mutation.
본 명세서에서 사용된 용어, "변이"는 야생형(wild type)과 비교하여 아미노산 또는 아미노산을 암호화하는 폴리뉴클레오티드의 일부가 치환된 형태를 의미한다. 본 발명에서 상기 변이를 포함하는 단백질 또는 핵산(폴리뉴클레오티드)을 변이체로 기재할 수 있다. The term "mutant" as used herein means a form in which an amino acid or a part of a polynucleotide encoding an amino acid is substituted compared to the wild type. In the present invention, a protein or nucleic acid (polynucleotide) containing the mutation may be described as a mutant.
즉, 본 발명에서 2A 프로테아제 변이체는 야생형 2A 프로테아제와 다른 아미노산 서열을 가질 수 있다. 그러나, 상기 2A 프로테아제 변이체는 야생형 2A 프로테아제와 동등하거나 유사한 활성 또는 더욱 향상된 활성을 가질 수 있다. 상기 2A 프로테아제 변이체는 야생형과 비교하여 단백질의 발현율이 증가한 것일 수 있다. 여기서, "2A 프로테아제 활성"은 아미노산 서열 내의 절단 부위를 특이적으로 인식하여 절단하는 것을 의미할 수 있다. That is, in the present invention, the 2A protease variant may have a different amino acid sequence from the wild-type 2A protease. However, the 2A protease variant may have an activity equivalent to or similar to the wild-type 2A protease or an activity further improved. The 2A protease variant may have an increased protein expression rate compared to the wild-type. Here, "2A protease activity" may mean specifically recognizing and cleaving a cleavage site within the amino acid sequence.
구체적으로, 상기 2A 프로테아제 변이체는 야생형 2A 프로테아제의 아미노산 일부가 치환된 것일 수 있다. 아미노산 치환에 의한 2A 프로테아제 변이체의 일 구체예로는 서열번호 11의 아미노산 서열에서 87번째 아미노산이 치환된 것일 수 있다.Specifically, the 2A protease variant may be one in which some of the amino acids of the wild-type 2A protease are substituted. One specific example of a 2A protease variant resulting from an amino acid substitution may be one in which the 87th amino acid in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 11 is substituted.
이때, 상기 치환에 의해 도입되는 "다른 아미노산"은 글리신(glycine)을 제외한 알라닌(alanine), 아르기닌(arginine), 아스파라긴(asparagine), 아스파르트산(aspartic acid), 시스테인(cysteine), 글루탐산(glutamic acid), 글루타민(glutamine), 히스티딘(histidine), 이소루신(isoleucine), 루신(leucine), 메티오닌(methionine), 페닐알라닌(phenyl alanine), 프롤린(proline), 세린(serine), 트레오닌(threonine), 트립토판(tryptophan), 티로신(tyrosine) 및 발린(valine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다. At this time, the "other amino acid" introduced by the substitution may be any one selected from the group consisting of alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamic acid, glutamine, histidine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, tyrosine, and valine, excluding glycine.
본 발명의 일 실시예에서 상기 2A 프로테아제 변이체는 서열번호 11의 아미노산 서열에서 87번째 아미노산인 글리신이 세린으로 치환(G87S)된 것일 수 있다. 바람직하게, 서열번호 75의 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명에서 폴리뉴클레오티드는 2A 프로테아제 변이체로서 서열번호 75의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열을 포함하거나 이들로 이루어진 것일 수 있다. 구체적으로 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우 핵산 서열은 서열번호 73의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 상기 핵산 서열은 서열번호 74의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the 2A protease variant may be one in which glycine, the 87th amino acid in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 11, is substituted with serine (G87S). Preferably, it may include the amino acid of SEQ ID NO: 75. Therefore, in the present invention, the polynucleotide may include or consist of a nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 75 as the 2A protease variant. Specifically, when the polynucleotide is DNA, the nucleic acid sequence may include or consist of the base sequence of SEQ ID NO: 73. When the polynucleotide is RNA, the nucleic acid sequence may include or consist of the base sequence of SEQ ID NO: 74.
또한 상기 2A 프로테아제 변이체는 서열번호 75의 아미노산 서열과 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100% 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.Additionally, the 2A protease variant may comprise or consist of an amino acid sequence having about 90%, about 91%, about 92%, about 93%, about 94%, about 95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99% or about 100% identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 75.
본 발명에서 상기 비구조 단백질 P3 도메인은 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 본 발명의 P3 도메인은 콕사키바이러스 B5의 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 P3 도메인은 N 말단에서 C 말단 순으로 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제를 포함할 수 있다.In the present invention, the nonstructural protein P3 domain may include 3A, 3B, 3C protease and 3D polymerase. Specifically, the P3 domain of the present invention may include 3A, 3B, 3C protease and 3D polymerase of Coxsackievirus B5. At this time, the P3 domain may include 3A, 3B, 3C protease and 3D polymerase in order from the N terminus to the C terminus.
일 실시예에서 상기 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제는 각각 서열번호 14, 서열번호 15, 서열번호 16 및 서열번호 17의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 2C의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열의 3' 말단에서 순차적으로 각각 서열번호 14, 서열번호 15, 서열번호 16 및 서열번호 17의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열을 포함하거나 이들로 이루어진 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예로 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 상기 핵산 서열은 2C의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열의 3' 말단에서 순차적으로 각각 서열번호 5, 서열번호 6, 서열번호 7 및 서열번호 8의 염기서열을 포함하거나 이들로 이루어진 것일 수 있으며, RNA인 경우 각각 서열번호 64, 서열번호 65, 서열번호 66 및 서열번호 67의 염기서열을 포함하거나 이들로 이루어진 것일 수 있다.In one embodiment, the 3A, 3B, 3C proteases and 3D polymerases may each comprise amino acid sequences of SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 16 and SEQ ID NO: 17. Accordingly, in the present invention, the polynucleotide may comprise or consist of nucleic acid sequences sequentially encoding amino acid sequences of SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 16 and SEQ ID NO: 17 from the 3' end of the nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of 2C. In one embodiment of the present invention, if the polynucleotide is DNA, the nucleic acid sequence may sequentially include or consist of the base sequences of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, and SEQ ID NO: 8 from the 3' end of the nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of 2C, and if the nucleic acid sequence is RNA, the nucleic acid sequence may sequentially include or consist of the base sequences of SEQ ID NO: 64, SEQ ID NO: 65, SEQ ID NO: 66, and SEQ ID NO: 67.
또한, 상기 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제는 동일한 생물학적 기능을 갖거나 염색체 상의 상기 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제를 암호화하는 유전자 위치가 동일한 이상, 하나 또는 몇 개의 아미노산이 첨가, 결실, 치환 및/또는 삽입되는 아미노산 서열로 구성될 수 있다. 구체적으로, 각각의 서열번호 14 내지 서열번호 17의 아미노산 서열과 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100% 동일성(identity)을 갖는 아미노산 서열을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. In addition, the 3A, 3B, 3C proteases and 3D polymerases may be composed of amino acid sequences in which one or more amino acids are added, deleted, substituted and/or inserted, as long as they have the same biological function or the gene positions encoding the 3A, 3B, 3C proteases and 3D polymerases on the chromosome are the same. Specifically, the amino acid sequences may include or consist of amino acid sequences having about 90%, about 91%, about 92%, about 93%, about 94%, about 95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99% or about 100% identity with the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 14 to 17, respectively.
목적 단백질Target protein
본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 적어도 하나 또는 하나 이상 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 목적 단백질은 프로테아제 절단 부위와 연결된 것일 수 있다.In the present invention, the polynucleotide may include a nucleic acid sequence encoding at least one or more target proteins. In this case, the target protein may be linked to a protease cleavage site.
본 명세서에서 사용된 용어, "목적 단백질"은 의학적 목적 또는 산업적 목적의 다양한 단백질일 수 있으며, 단백질 단편, 펩타이드 및 변이체를 포함할 수 있다. 산업적으로 유용한 목적 단백질에는 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소 저해제, 사이토카인, 응고인자, 수송 단백질, 수용체, 수용체의 단편, 부착단백질, 조절 단백질, 구조 단백질, 독소 단백질, 전사 인자, 항원, 항체, 항체 단편, 단일클론 항체 등이 있다. 바람직하게, 항원일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 항원은 감염 또는 질병에 연관된 임의의 항원성 단백질일 수 있다. 상기 항원의 예로 종양(tumor) 항원, 동물 항원, 초목 항원, 바이러스 항원, 박테리아 항원, 곰팡이 항원 및 원생동물 항원, 자가면역 항원 또는 알레르기 항원 등일 수 있다. 이때, 상기 항원은 각각 종양 세포의 표면 항원(surface antigen) 및 바이러스 병원균, 박테리아 병원균, 곰팡이 병원균 또는 원생동물 병원균의 분비된 형태에서 유래되는 단백질 및 펩타이드일 수 있다.The term "target protein" as used herein may be various proteins for medical or industrial purposes, and may include protein fragments, peptides, and variants. Industrially useful target proteins include hormones, hormone analogs, enzymes, enzyme inhibitors, cytokines, coagulation factors, transport proteins, receptors, receptor fragments, attachment proteins, regulatory proteins, structural proteins, toxic proteins, transcription factors, antigens, antibodies, antibody fragments, monoclonal antibodies, and the like. Preferably, it may be an antigen, but is not limited thereto. The antigen may be any antigenic protein associated with infection or disease. Examples of the antigen may include tumor antigens, animal antigens, plant antigens, viral antigens, bacterial antigens, fungal antigens, and protozoan antigens, autoimmune antigens, or allergy antigens. In this case, the antigen may be a surface antigen of a tumor cell, and a protein and peptide derived from a secreted form of a viral pathogen, a bacterial pathogen, a fungal pathogen, or a protozoan pathogen, respectively.
본 발명에서 상기 바이러스 병원균은 예를 들어, 필로바이러스(Filovirus), 아데노바이러스(Adenovirus), 엔테로바이러스(Enterovirus), 증증역성혈소판감소증후군 바이러스(Severe fever with thrombocytopenia syndrome virus, SFTSV; 버냐바이러스, Bunyavirus), 아르보바이러스(Arbovirus), 아스트로바이러스(Astrovirus), 코로나바이러스(Coronavirus), 콕사키 바이러스(Coxsackie virus), 사이토메갈로바이러스(Cytomegalovirus), 뎅기 바이러스(Dengue virus), 엡스타인-바 바이러스(Epstein-Barr virus), 간염 바이러스(Hepatitis virus), 헤르페스바이러스(Herpesvirus), 인간 면역결핍 바이러스(Human immunodeficiency virus), 인간 파필로마 바이러스(Human papilloma virus), 인간 T림포트로픽 바이러스(Human T-lymphotropic virus), 인플루엔자 바이러스(Influenza virus), 개 인플루엔자 바이러스(Canine influenza virus), 고병원성 조류 인플루엔자(Highly pathogenic avian influenza) 바이러스, JC 바이러스(JC virus), 림프구성 맥락수막염 바이러스(Lymphocytic choriomeningitis virus), 홍역 바이러스(Measles virus), 몰루스쿰 콘타기오숨 바이러스(Molluscum contagiosum virus), 이하선염 바이러스(Mumps virus), 노로바이러스(Norovirus), 파로파이러스(Parovirus), 폴리오바이러스(Poliovirus), 광견병 바이러스(Rabies virus), 호흡기 합포체 바이러스(Respiratory syncytial virus), 리노바이러스(Rhinovirus), 로타바이러스(Rotavirus), 루벨라 바이러스(Rubella virus), 천연두 바이러스(Smallpox virus), 수두 대상 포진 바이러스(Varicella zoster virus), 웨스트나일 바이러스(West nile virus), 지카 바이러스(Zika virus) 등에서 분리되거나 유래되는 것일 수 있다. In the present invention, the viral pathogens include, for example, Filovirus, Adenovirus, Enterovirus, Severe fever with thrombocytopenia syndrome virus (SFTSV; Bunyavirus), Arbovirus, Astrovirus, Coronavirus, Coxsackie virus, Cytomegalovirus, Dengue virus, Epstein-Barr virus, Hepatitis virus, Herpesvirus, Human immunodeficiency virus, Human papilloma virus, Human T-lymphotropic virus, Influenza virus, Canine influenza virus virus), highly pathogenic avian influenza virus, JC virus, Lymphocytic choriomeningitis virus, Measles virus, Molluscum contagiosum virus, Mumps virus, Norovirus, Parovirus, Poliovirus, Rabies virus, Respiratory syncytial virus, Rhinovirus, Rotavirus, Rubella virus, Smallpox virus, Varicella zoster virus, West nile virus, Zika virus, etc.
본 발명에서 박테리아 병원균은 예를 들어, 캄필로박터 제주니(Campylobacter jejuni), 대장균(Escherichia coli), 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 임질균(Neisseria gonorrhoeae), 수막염균(Neisseria meningitides), 살모넬라(Salmonella), 시겔라(Shigella), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 연쇄상구균(Streptococcus) 등에서 분리되거나 유래될 수 있다. 본 발명에서 상기 곰팡이 병원균은 예를 들어, 콕시디오이데스 이미티스(Coccidioides immitis), 블라스토미세스 더마티티디스(Blastomyces dermatitidis), 크립토코커스 네오포르만스(Cryptococcus neoformans), 칸디다(Candida) 종, 아스퍼질러스(Aspergillus) 종 등에서 분리되거나 유래된 것일 수 있다. In the present invention, the bacterial pathogen may be isolated from or derived from, for example, Campylobacter jejuni, Escherichia coli, Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitides, Salmonella, Shigella, Staphylococcus aureus, Streptococcus, etc. In the present invention, the fungal pathogen may be isolated from or derived from, for example, Coccidioides immitis, Blastomyces dermatitidis, Cryptococcus neoformans, Candida species, Aspergillus species, etc.
본 발명에서 상기 원생동물 병원균은 예를 들어, 말라리아원충(Plasmodium), 리슈마니아(Leishmania), 트리파노소마(Trypanosome), 크립토스포리듐 속(Cryptosporidiums), 아이소스포라(Isospora), 파울러자유아메바(Naegleria fowleri), 가시아메바(Acanthamoeba), 발라무티아 만드릴라리스(Balamuthia mandrillaris), 톡소플라즈마 곤디(Toxoplasma gondii), 폐포자충(Pneumocystis carinii) 등에서 분리되거나 유래된 것일 수 있다. In the present invention, the protozoan pathogen may be isolated from or derived from, for example, Plasmodium, Leishmania, Trypanosome, Cryptosporidiums, Isospora, Naegleria fowleri, Acanthamoeba, Balamuthia mandrillaris, Toxoplasma gondii, Pneumocystis carinii, etc.
본 발명에서 상기 종양 항원은 방광염, 유방암, 결장 및 직장암, 자궁내막암, 신장암, 백혈병, 폐암, 흑색종, 비호즈킨성 림프종, 췌장암, 전립선암, 감상선암 등에서 분리되거나 유래된 것일 수 있다. 예를 들어, 5T4, 707-AP, 9D7, AFP, AlbZIP HPG1, α-5-β-1-integrin, α-5-β-6-integrin, α-actinin-4/m, α-methylacyl-coA racemase, ART-4, ARTC1/m, B7H4, BAGE-1, BCL-2, bcr/abl, β-catenin/m, BING-4, BRCA1/m, BRCA2/m, CA 15-3/CA 27-29, CA 19-9, CA72-4, CA125, calreticulin, CAMEL, CASP-8/m, cathepsin B, cathepsin L, CD19, CD20, CD22, CD25, CDE30, CD33, CD4, CD52, CD55, CD56, CD80, CDC27/m, CDK4/m, CDKN2A/m, CEA, CLCA2, CML28, CML66, COA-1/m, coactosin-like protein(COTL1), collagen type XXIII, COX-2, CT_9/BRD6, Cten, cycline B1, cyclin D1, cyp-B, CYPB1, DAM-10, DAM-6, DEK-CAN, EFTUD2/m, EGFR, ELF2/m, EMMPRIN, EpCam, EphA2, EphA3, ErbB3, ETV6-AML1, EZH2, FGF-5, FN, Frau-1, G250, GAGE-1, GAGE-2, GAGE-3, GAGE-4, GAGE-5, GAGE-6, GAGE7b, GAGE-8, GDEP, GnT-V, gp100, GPC3, GPNMB/m, HAGE, HAST-2, hepsin, Her2/neu, HERV-K-MEL, HLA-A*0201-R17I, HLA-A11/m, HLA-A2/m, HNE, NKX3.1, HOM-TES-14/SCP-1, HOM-TES-85, HPV-E6, HPV-E7, HSP70-2M, HST-2, hTERT, iCE, IGF-1R, IL-13Ra2, IL-2R, IL-5, immature laminin Receptor, kallikrein-2(KLK2), kallikrein-4(LKL4), Ki67, KIAA0205, KIAA0205/m, KK-LC-1, K-Ras/m, LAGE-A1, LDLR-FUT, MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A6, MAGE-A9, MAGE-A10, MAGE-A12, MAGE-B1, MAGE-B2, MAGE-B3, MAGE-B4, MAGE-B5, MAGE-B6, MAGE-B10, MAGE-B16, MAGE-B17, MAGE-C1, MAGE-C2, MAGE-C3, MAGE-D1, MAGE-D2, MAGE-D4, MAGE-E1, MAGE-E2, MAGE-F1, MAGE-H1, MAGEL2, mammaglobin-A, MART-1/melan-A, MART-2, MART_2/m, matrix protein 22, MC1R, M-CSF, ME1/m, mesothelin, MG50/PXDN, MMP11, MN/CA IX-antigen, MRP-3, MUC-1, MUC-2, MUM-1/m, MUM-2/m, MUM-3/m, myosin class I/m, NA88-A, N-acetylglucosaminyltransferase-V, Neo-PAP, Neo-PAP/m, NFYC/m, NGEP, NMP22, NPM/ALK, N-Ras/m, NSE, NY-ESO-1, NY-ESO-B, OA1, OFA-iLRP, OGT, OGT/m, OS-9, OS-9/m, osteocalcin, osteopontin, p15, p190 minor bcr-abl, p53, p53/m, PAGE-4, PAI-1, PAI-2, PART-1, PATE, PDEF, Pim-1-kinase, Pin-1, Pml/PARalpha, POTE, PRAME, PRDX5/m, prostein, proteinase-3(PR3), PSA, PSCA, PSGR, PSM, PSMA, PTPRK/m, RAGE-1, BAF600/m, RHAMM/CD168, RU1, RU2, S-100, SAGE, SART-1, SART-2, SART-3, SCC, SIRT2/m, Sp17, SSX-1, SSX_2/HOM-MEL-40, SSX-4, STAMP-1, STEAP, survivin, survivin-2B, SYT-SSX-1, SYT-SSX-2, TA-90, TAG-72, TARP, TEL-AML1, TGFβ, TGFβRII, TGM-4, TPI/m, TRAG-3, TRG, TRP-1, TRP-2/6b, TRP/INT2, TRP-p8, tyrosinase, UPA, VEGF, VEGFR-2/FLK-1 및 WT1등 일 수 있다.In the present invention, the tumor antigen may be isolated from or derived from cystitis, breast cancer, colon and rectal cancer, endometrial cancer, renal cancer, leukemia, lung cancer, melanoma, non-Hodgkin's lymphoma, pancreatic cancer, prostate cancer, thyroid cancer, etc. For example, 5T4, 707-AP, 9D7, AFP, AlbZIP HPG1, α-5-β-1-integrin, α-5-β-6-integrin, α-actinin-4/m, α-methylacyl-coA racemase, ART-4, ARTC1/m, B7H4, BAGE-1, BCL-2, bcr/abl, β-catenin/m, BING-4, CA1/m, BRCA2/m, CA 15-3/CA 27-29, CA 19-9, CA72-4, CA125, calreticulin, CAMEL, CASP-8/m, cathepsin B, cathepsin L, CD19, CD20, CD22, CD25, CDE30, CD33, CD4, CD52, CD55, CD56, CD80, CDC27/m, CDK4/m, CDKN2A/m, CEA, CLCA2, CML28, CML66, COA-1/m, coactosin-like protein (COTL1), collagen type XXIII, COX-2, CT_9/BRD6, Cten, cycline B1, cyclin D1, cyp-B, CYPB1, DAM-10, DAM-6, DEK-CAN, m, EGFR, ELF2/m, EMMPRIN, EpCam, EphA2, EphA3, ErbB3, ETV6-AML1, EZH2, FGF-5, FN, Frau-1, G250, GAGE-1, GAGE-2, GAGE-3, GAGE-4, GAGE-5, GAGE-6, GAGE7b, GAGE-8, GDEP, GnT-V, gp100, GPC3, GPNMB/m, HAGE, HAST-2, hepsin, Her2/neu, HERV-K-MEL, HLA-A*0201-R17I, HLA-A11/m, HLA-A2/m, HNE, NKX3.1, HOM-TES-14/SCP-1, HOM-TES-85, HPV-E6, HPV-E7, HSP70-2M, HST-2, h TERT, iCE, IGF-1R, IL-13Ra2, IL-2R, IL-5, immature laminin Receptor, kallikrein-2(KLK2), kallikrein-4(LKL4), Ki67, KIAA0205, KIAA0205/m, KK-LC-1, K-Ras/m, LAGE-A1, LDLR-FUT, MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A6, MAGE-A9, MAGE-A10, MAGE-A12, MAGE-B1, MAGE-B2, MAGE-B3, MAGE-B4, MAGE-B5, MAGE-B6, MAGE-B10, MAGE-B16, MAGE-B17, MAGE-C1, MAGE-C2, MAGE-C3, 1, MAGE-D2, MAGE-D4, MAGE-E1, MAGE-E2, MAGE-F1, MAGE-H1, MAGEL2, mammaglobin-A, MART-1/melan-A, MART-2, MART_2/m, matrix protein 22, MC1R, M-CSF, ME1/m, mesothelin, MG50/PXDN, MMP11, MN/CA IX-antigen, MRP-3, MUC-1, MUC-2, MUM-1/m, MUM-2/m, MUM-3/m, myosin class I/m, NA88-A, N-acetylglucosaminyltransferase-V, Neo-PAP, Neo-PAP/m, NFYC/m, NGEP, NMP22, NPM/ALK, N-Ras/m, NSE, NY-ESO-1, NY-ESO-B, OA1, OFA-iLRP, OGT, OGT/m, OS-9, OS-9/m, osteocalcin, osteopontin, p15, p190 minor bcr-abl, p53, p53/m, PAGE-4, PAI-1, PAI-2, PART-1, PATE, PDEF, Pim-1-kinase, Pin-1, Pml/PARalpha, POTE, PRAME, PRDX5/m, prostein, proteinase-3 (PR3), PSA, PSCA, PSGR, PSM, PSMA, PTPRK/m, RAGE-1, BAF600/m, RHAMM/CD168, RU1, RU2, S-100, SAGE, SART-1, SART-2, SART-3, SCC, SIRT2/m, Sp17, SSX-1, SSX_2/HOM-MEL-40, , STAMP-1, STEAP, survivin, survivin-2B, SYT-SSX-1, SYT-SSX-2, TA-90, TAG-72, TARP, TEL-AML1, TGFβ, TGFβRII, TGM-4, TPI/m, TRAG-3, TRG, TRP-1, TRP-2/6b, TRP/INT2, TRP-p8, tyrosinase, UPA, These may include VEGF, VEGFR-2/FLK-1, and WT1.
본 명세서에서 상기 폴리뉴클레오티드가 하나의 목적 단백질을 포함하는 경우, 상기 목적 단백질은 "제1 목적 단백질"과 혼용하여 기재될 수 있다. In the present specification, when the polynucleotide comprises one target protein, the target protein may be described interchangeably with the “first target protein”.
본 발명에서 제1 목적 단백질은 비구조 단백질 P2 도메인의 N 말단에 위치할 수 있다. 구체적으로 비구조 단백질 P2 도메인의 2A 프로테아제의 N 말단에 위치할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제1 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열은 상기 폴리뉴클레오티드에서 2A 프로테아제의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열의 5' 말단에 위치할 수 있다. In the present invention, the first target protein may be located at the N-terminus of the nonstructural protein P2 domain. Specifically, it may be located at the N-terminus of the 2A protease of the nonstructural protein P2 domain. Accordingly, in the present invention, the nucleic acid sequence encoding the first target protein may be located at the 5'-terminus of the nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of the 2A protease in the polynucleotide.
본 발명의 일 구체예로 제1 목적 단백질은 바이러스 항원일 수 있다. 일 실시예에서 상기 바이러스 항원은 중증열성혈소판감소증후군(SFTS, severe fever with thrombocytopenia syndrome) 바이러스 항원, SARS-CoV2의 스파이크 단백질(COVID) 항원, 고병원성 조류 인플루엔자(HPAI, Highly pathogenic avian influenza) 바이러스 항원 또는 개 인플루엔자(Canine influenza) 항원일 수 있다. 따라서, 본 발명에서 폴리뉴클레오티드는 2A 프로테아제의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열의 5' 말단에 서열번호 45, 서열번호 85, 서열번호 48, 서열번호 105, 서열번호 53 또는 서열번호 56의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 상기 핵산 서열은 서열번호 43, 서열번호 83, 서열번호 46, 서열번호 106, 서열번호 51 또는 서열번호 54의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 상기 핵산 서열은 서열번호 44, 서열번호 84, 서열번호 47, 서열번호 107, 서열번호 52 또는 서열번호 55의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. In one specific example of the present invention, the first target protein may be a viral antigen. In one embodiment, the viral antigen may be a severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) virus antigen, a spike protein of SARS-CoV2 (COVID) antigen, a highly pathogenic avian influenza (HPAI) virus antigen, or a canine influenza antigen. Accordingly, in the present invention, the polynucleotide may include a nucleic acid sequence encoding an amino acid sequence of SEQ ID NO: 45, SEQ ID NO: 85, SEQ ID NO: 48, SEQ ID NO: 105, SEQ ID NO: 53, or SEQ ID NO: 56 at the 5' end of a nucleic acid sequence encoding an amino acid sequence of 2A protease. In one embodiment of the present invention, when the polynucleotide is DNA, the nucleic acid sequence may include or consist of a base sequence of SEQ ID NO: 43, SEQ ID NO: 83, SEQ ID NO: 46, SEQ ID NO: 106, SEQ ID NO: 51, or SEQ ID NO: 54. When the polynucleotide is RNA, the nucleic acid sequence may include or consist of a base sequence of SEQ ID NO: 44, SEQ ID NO: 84, SEQ ID NO: 47, SEQ ID NO: 107, SEQ ID NO: 52, or SEQ ID NO: 55.
바람직하게는 상기 제1 목적 단백질은 개 인플루엔자 바이러스의 H3N2 단백질일 수 있다. 또한, 상기 H3N2 단백질의 변이체를 항원으로 사용할 수 있으며, 이는 서열번호 109의 아미노산 서열을 포함할 수 있다.Preferably, the first target protein may be an H3N2 protein of a canine influenza virus. Additionally, a variant of the H3N2 protein may be used as an antigen, which may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 109.
또한, 상기 SFTS 항원, COVID 항원, 고병원성 조류 인플루엔자 또는 개 인플루엔자 항원은 동일한 생물학적 기능을 갖거나 염색체 상의 SFTS 항원, COVID 항원, 고병원성 조류 인플루엔자 또는 개 인플루엔자 항원을 암호화하는 유전자 위치가 동일한 이상, 하나 또는 몇 개의 아미노산이 첨가, 결실, 치환 및/또는 삽입되는 아미노산 서열로 구성될 수 있다. 구체적으로, 서열번호 45, 서열번호 85, 서열번호 48, 서열번호 105, 서열번호 53 또는 서열번호 56의 아미노산 서열과 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100% 동일성(identity)을 갖는 아미노산 서열을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. In addition, the SFTS antigen, COVID antigen, highly pathogenic avian influenza or canine influenza antigen may be composed of an amino acid sequence having the same biological function or having the same gene location encoding the SFTS antigen, COVID antigen, highly pathogenic avian influenza or canine influenza antigen on the chromosome, or having one or more amino acids added, deleted, substituted and/or inserted. Specifically, the SFTS antigen may include or consist of an amino acid sequence having about 90%, about 91%, about 92%, about 93%, about 94%, about 95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99% or about 100% identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 45, SEQ ID NO: 85, SEQ ID NO: 48, SEQ ID NO: 105, SEQ ID NO: 53 or SEQ ID NO: 56.
본 발명에서 사용된 용어, "프로테아제 절단 부위"는 단백질 분해 효소에 의해 특이적으로 절단되는 부위를 의미한다. 본 발명에서 제1 목적 단백질과 연결된 프로테아제 절단 부위는 상기 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질에서 유래한 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 이때, 상기 자가 증폭 바이러스는 엔테로바이러스속 바이러스일 수 있다. 바람직하게, 콕사키바이러스 B5일 수 있다. 본 발명의 일 구체예로 상기 프로테아제 절단 부위는 엔테로바이러스의 2A 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 이때, 프로테아제 절단 부위는 제1 목적 단백질 및 비구조 단백질 P2 도메인의 2A 프로테아제 사이에 위치할 수 있다.The term "protease cleavage site" used in the present invention means a site specifically cleaved by a proteolytic enzyme. In the present invention, the protease cleavage site linked to the first target protein may be a site cleaved by a protease derived from a nonstructural protein of the self-amplifying virus. At this time, the self-amplifying virus may be a virus of the genus Enterovirus. Preferably, it may be Coxsackievirus B5. In one specific example of the present invention, the protease cleavage site may be a site cleaved by a 2A protease of the Enterovirus. At this time, the protease cleavage site may be located between the first target protein and the 2A protease of the nonstructural protein P2 domain.
본 명세서에서 사용된 용어, "엔테로바이러스의 2A 프로테아제"는 엔테로바이러스의 RNA가 하나의 다단백질로 번역된 후 가장 먼저 작동하는 단백질 분해 효소로서, 다단백질을 구조 단백질과 비구조 단백질로 절단하는 역할을 한다. 이때, 2A 프로테아제는 P1 도메인의 VP1의 C 말단 아미노산 중 Tyr, Ala, Thr, Val, Phe 및 Arg으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 및 P2 도메인의 2A 프로테아제의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. 본 발명의 일 구체예로 2A 프로테아제는 Tyr 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Ala 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Thr 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Val 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Phe 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Arg 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 바람직하게, P1 도메인의 VP1의 C 말단 아미노산 중 Tyr 및 P2 도메인의 2A 프로테아제의 N 말단 아미노산 중 Gly 사이를 절단할 수 있다. As used herein, the term "2A protease of enterovirus" is a protein decomposition enzyme that operates first after enterovirus RNA is translated into a single polyprotein, and plays a role in cleaving the polyprotein into structural proteins and nonstructural proteins. At this time, the 2A protease can cleave between any one amino acid selected from the group consisting of Tyr, Ala, Thr, Val, Phe, and Arg among the C-terminal amino acids of VP1 of the P1 domain and Gly, which is the N-terminal amino acid of the 2A protease of the P2 domain. In one specific example of the present invention, the 2A protease can cleave between Tyr and Gly. In one specific example, it can cleave between Ala and Gly. In one specific example, it can cleave between Thr and Gly. In one specific example, it can cleave between Val and Gly. In one specific example, it can cleave between Phe and Gly. In one specific example, it can cleave between Arg and Gly. Preferably, it can cleave between Tyr among the C-terminal amino acids of VP1 in the P1 domain and Gly among the N-terminal amino acids of 2A protease in the P2 domain.
따라서, 본 발명에서 상기 2A 프로테아제 절단 부위는 VP1의 C 말단 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. Therefore, in the present invention, the 2A protease cleavage site may include the C-terminal amino acid sequence of VP1.
또한, 상기 2A 프로테아제 절단 부위는 VP1의 C 말단 아미노산 서열 및 2A 프로테아제의 N 말단 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다.Additionally, the 2A protease cleavage site may comprise the C-terminal amino acid sequence of VP1 and the N-terminal amino acid sequence of 2A protease.
구체적으로, 본 발명에서 상기 2A 프로테아제 절단 부위는 VP1의 C 말단으로부터 1개 내지 26개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. Specifically, in the present invention, the 2A protease cleavage site may include 1 to 26 consecutive amino acids from the C-terminus of VP1.
보다 구체적으로, 상기 2A 프로테아제 절단 부위는 서열번호 70의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 연속되는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개, 15개, 16개, 17개, 18개, 19개, 20개, 21개, 22개, 23개, 24개, 25개 또는 26개의 아미노산을 포함하는 것일 수 있다.More specifically, the 2A protease cleavage site may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 or 26 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 70.
또한, 상기 2A 프로테아제 절단 부위는 VP1의 C 말단으로부터 1개 내지 13개의 연속되는 아미노산 서열 및 VP1의 N 말단으로부터 1개 내지 13개의 연속되는 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. Additionally, the 2A protease cleavage site may comprise 1 to 13 consecutive amino acid sequences from the C-terminus of VP1 and 1 to 13 consecutive amino acid sequences from the N-terminus of VP1.
보다 구체적으로, 서열번호 70의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 연속되는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개 또는 13개의 아미노산 및 서열번호 11의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 연속되는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개 또는 13개의 아미노산을 포함하는 것일 수 있다.More specifically, it may include 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 70 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 11.
본 발명의 일 실시예에서 상기 2A 프로테아제 절단 부위는 서열번호 18(T) 내지 서열번호 23에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 제1 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열의 3' 말단 및 2A 프로테아제를 암호화하는 핵산 서열의 5' 말단 사이에 서열번호 18 내지 서열번호 23에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게, 서열번호 22의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 서열번호 24(ACC) 내지 서열번호 29에서 선택되는 어느 하나의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. 바람직하게, 서열번호 28의 염기서열을 포함하는 것일 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 서열번호 24 및 서열번호 30 내지 서열번호 34에서 선택되는 어느 하나의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. 바람직하게, 서열번호 33의 염기서열을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the 2A protease cleavage site may include any one amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 18(T) to SEQ ID NO: 23. Accordingly, the polynucleotide of the present invention may include a nucleic acid sequence encoding any one amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 18 to SEQ ID NO: 23 between the 3' end of the nucleic acid sequence encoding the first target protein and the 5' end of the nucleic acid sequence encoding the 2A protease. Preferably, it may include a nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22. In one embodiment of the present invention, when the polynucleotide is DNA, it may include or consist of any one base sequence selected from SEQ ID NO: 24(ACC) to SEQ ID NO: 29. Preferably, it may include the base sequence of SEQ ID NO: 28. When the polynucleotide is RNA, it may include or consist of any one base sequence selected from SEQ ID NO: 24 and SEQ ID NO: 30 to SEQ ID NO: 34. Preferably, it may contain a base sequence of sequence number 33.
또한, 상기 2A 프로테아제 절단 부위는 동일한 생물학적 기능을 갖거나 염색체 상의 2A 프로테아제 절단 부위를 암호화하는 유전자 위치가 동일한 이상, 하나 또는 몇 개의 아미노산이 첨가, 결실, 치환 및/또는 삽입되는 아미노산 서열로 구성될 수 있다. 구체적으로, 서열번호 18 내지 서열번호 23에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열과 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100% 동일성(identity)을 갖는 아미노산 서열을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. In addition, the 2A protease cleavage site may be composed of an amino acid sequence having one or more amino acids added, deleted, substituted and/or inserted, as long as the location of the gene encoding the 2A protease cleavage site on the chromosome is the same or has the same biological function. Specifically, the 2A protease cleavage site may comprise or consist of an amino acid sequence having about 90%, about 91%, about 92%, about 93%, about 94%, about 95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99% or about 100% identity with any one amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 18 to SEQ ID NO: 23.
본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 목적 단백질 암호화하는 핵산 서열을 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 상기 폴리뉴클레오티드가 1개 이상의 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 경우, 상기 목적 단백질은 제1 목적 단백질 및 제2 목적 단백질로 나누어 기재할 수 있다. 이때, 제2 목적 단백질은 제1 목적 단백질 N 말단에 위치할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제2 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열은 상기 폴리뉴클레오티드에서 제1 목적 단백질의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열의 5' 말단에 위치할 수 있다. 목적 단백질 및 제1 목적 단백질은 상술한 바와 동일하다.In the present invention, the polynucleotide may additionally include a nucleic acid sequence encoding a target protein. In the present specification, when the polynucleotide includes a nucleic acid sequence encoding one or more target proteins, the target proteins may be described as a first target protein and a second target protein. At this time, the second target protein may be located at the N-terminus of the first target protein. Accordingly, in the present invention, the nucleic acid sequence encoding the second target protein may be located at the 5'-terminus of the nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence of the first target protein in the polynucleotide. The target protein and the first target protein are the same as described above.
본 발명의 일 구체예에서 제1 목적 단백질 및 제2 목적 단백질은 바이러스 항원일 수 있다. 일 실시예에서 상기 바이러스 항원은 개 인플루엔자(Canine influenza)의 아형(subtype)인 H3N2 및 H3N8일 수 있다. 이때, 제1 목적 단백질은 H3N2 또는 H3N8일 수 있으며, 제2 목적 단백질은 H3N2 또는 H3N8일 수 있다. 상기 제1 및 제2 목적 단백질은 서로 동일한 것일 수도 있고, 서로 상이한 것일 수도 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우 상기 제1 목적 단백질은 서열번호 51 또는 서열번호 54의 염기서열로 이루어진 것일 수 있고, RNA인 경우, 서열번호 52 또는 서열번호 55의 염기서열로 이루어진 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 목적 단백질은 H3N8로 서열번호 56의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있고, 제2 목적 단백질은 H3N2로 서열번호 53의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 따라서 상기 폴리뉴클레오티드의 제1 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열은 서열번호 54 또는 서열번호 55의 염기서열을 포함하는 것일 수 있고, 제2 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열은 서열번호 51 또는 서열번호 52의 염기서열을 포함하는 것일 수 있다.In one specific embodiment of the present invention, the first target protein and the second target protein may be viral antigens. In one embodiment, the viral antigens may be H3N2 and H3N8, which are subtypes of canine influenza. In this case, the first target protein may be H3N2 or H3N8, and the second target protein may be H3N2 or H3N8. The first and second target proteins may be the same or different from each other. Accordingly, in one embodiment of the present invention, when the polynucleotide is DNA, the first target protein may be composed of a base sequence of SEQ ID NO: 51 or SEQ ID NO: 54, and when the polynucleotide is RNA, the first target protein may be composed of a base sequence of SEQ ID NO: 52 or SEQ ID NO: 55. In one embodiment of the present invention, the first target protein may be H3N8 and include an amino acid sequence of SEQ ID NO: 56, and the second target protein may be H3N2 and include an amino acid sequence of SEQ ID NO: 53. Therefore, the nucleic acid sequence encoding the first target protein of the polynucleotide may include the base sequence of SEQ ID NO: 54 or SEQ ID NO: 55, and the nucleic acid sequence encoding the second target protein may include the base sequence of SEQ ID NO: 51 or SEQ ID NO: 52.
상기 제1 목적 단백질 및 제2 목적 단백질 사이에 프로테아제 절단 부위가 존재할 수 있다. 이때, 프로테아제 절단 부위는 상기 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질에서 유래한 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 상기 자가 증폭 바이러스는 피코나바이러스과 바이러스일 수 있으며, 구체적으로 엔테로바이러스속 바이러스일 수 있다. 바람직하게, 콕사키바이러스 B5일 수 있다. 본 발명의 일 구체예로 상기 프로테아제 절단 부위는 엔테로바이러스의 2A 프로테아제, 3CD 프로테아제 또는 3C 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 보다 구체적으로, 콕사키바이러스 B5의 2A 프로테아제, 3CD 프로테아제 또는 3C 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 여기서 프로테아제 절단 부위, 2A 프로테아제 및 2A 프로테아제 절단 부위는 상술한 바와 동일하다.A protease cleavage site may exist between the first target protein and the second target protein. At this time, the protease cleavage site may be a site cleaved by a protease derived from a nonstructural protein of the self-amplifying virus. The self-amplifying virus may be a virus of the family Picornavirus, and specifically, a virus of the genus Enterovirus. Preferably, it may be Coxsackievirus B5. In one specific example of the present invention, the protease cleavage site may be a site cleaved by 2A protease, 3CD protease, or 3C protease of Enterovirus. More specifically, it may be a site cleaved by 2A protease, 3CD protease, or 3C protease of Coxsackievirus B5. Here, the protease cleavage site, the 2A protease, and the 2A protease cleavage site are the same as described above.
본 발명에서 "엔테로바이러스의 3C 프로테아제"는 엔테로바이러스의 RNA가 하나의 다단백질로 번역된 후 두 번째로 작동하는 단백질 분해 효소이다. 상기 "3CD 프로테아제(3CDpro)"는 3C 프로테아제의 전구체로서, P3 도메인이 3C 프로테아제에 의해 각각의 개별 단백질로 프로세싱 되는 중간 단계에서 생성되는 단백질이다. 이때, 3CD 프로테아제도 프로테아제 활성을 갖는다. 상기 3C 프로테아제 및 3CD 프로테아제는 2A 프로테아제에 의해 구조 단백질(P1 도메인) 및 비구조 단백질(P2 도메인 및 P3 도메인)로 절단된 다단백질을 각각의 개별 단백질(VP0, VP3, VP1, 2A 프로테아제, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제)로 절단하는 역할을 한다. 이때, "VPO"는 추가적으로 VP4 및 VP2로 프로세싱되는 중간체 단백질이다. In the present invention, "3C protease of enterovirus" is a protein decomposition enzyme that operates second after enterovirus RNA is translated into one polyprotein. The "3CD protease (3CD pro )" is a precursor of 3C protease and is a protein produced in an intermediate step in which the P3 domain is processed into each individual protein by the 3C protease. At this time, the 3CD protease also has protease activity. The 3C protease and 3CD protease play a role in cleaving the polyprotein, which is cleaved into a structural protein (P1 domain) and a nonstructural protein (P2 domain and P3 domain) by the 2A protease, into each individual protein (VP0, VP3, VP1, 2A protease, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C protease and 3D polymerase). At this time, "VPO" is an intermediate protein that is additionally processed into VP4 and VP2.
3C 프로테아제는 각각의 개별 단백질(VP3, VP1, 2A 프로테아제, 2B, 2C, 3A, 3B 및 3C 프로테아제)의 C 말단 아미노산 중 Gln, Glu, Ile 및 Thr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 및 개별 단백질(VP1, 2A 프로테아제, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제)의 N 말단 아미노산 중 Gly, Asn, Ser, Ala, Val, Cys, Trp 및 Met으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 사이를 절단할 수 있다. 본 발명의 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Ser 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Ala 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Val 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Cys 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Gln 및 Met 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Ser 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Ala 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Val 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Cys 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Glu 및 Met 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Ser 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Ala 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Val 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Cys 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Ile 및 Met 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Ser 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Ala 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Val 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Cys 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 3C 프로테아제는 Thr 및 Met 사이를 절단할 수 있다. 바람직하게, 각각의 개별 단백질의 C 말단 아미노산 중 Gln 및 N 말단 아미노산 중 Gly 사이를 절단할 수 있다.3C protease can cleave between any one amino acid selected from the group consisting of Gln, Glu, Ile, and Thr among the C-terminal amino acids of each individual protein (VP3, VP1, 2A protease, 2B, 2C, 3A, 3B, and 3C protease) and any one amino acid selected from the group consisting of Gly, Asn, Ser, Ala, Val, Cys, Trp, and Met among the N-terminal amino acids of each individual protein (VP1, 2A protease, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C protease, and 3D polymerase). In one specific embodiment of the present invention, 3C protease can cleave between Gln and Gly. In one specific embodiment, 3C protease can cleave between Gln and Asn. In one specific embodiment, 3C protease can cleave between Gln and Ser. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Gln and Ala. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Gln and Val. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Gln and Cys. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Gln and Trp. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Gln and Gly. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Gln and Met. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Gly. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Asn. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Ser. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Ala. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Val. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Cys. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Trp. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Gly. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Glu and Met. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Gly. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Asn. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Ser. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Ala. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Val. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Cys. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Trp. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Gly. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Ile and Met. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Gly. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Asn. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Ser. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Ala. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Val. In one embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Cys. In one specific embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Trp. In one specific embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Gly. In one specific embodiment, the 3C protease can cleave between Thr and Met. Preferably, the cleavage can be between Gln among the C-terminal amino acids and Gly among the N-terminal amino acids of each individual protein.
구체적으로 본 발명에 따른 3C 프로테아제는 콕사키바이러스 B5의 VP3의 C 말단 아미노산인 Gln 및 VP1의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. 2A 프로테아제의 C 말단 아미노산인 Gln 및 2B의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. 2B의 C 말단 아미노산인 Gln 및 2C의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. 2C의 C 말단 아미노산인 Gln 및 3A의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. 3A의 C 말단 아미노산인 Gln 및 3B의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. 3B의 C 말단 아미노산인 Gln 및 3C 프로테아제의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. 3C 프로테아제의 C 말단 아미노산인 Gln 및 3D 폴리머라제의 N 말단 아미노산인 Gly 사이를 절단할 수 있다. Specifically, the 3C protease according to the present invention can cleave between Gln, the C-terminal amino acid of VP3 of Coxsackievirus B5, and Gly, the N-terminal amino acid of VP1. It can cleave between Gln, the C-terminal amino acid of 2A protease, and Gly, the N-terminal amino acid of 2B. It can cleave between Gln, the C-terminal amino acid of 2B, and Gly, the N-terminal amino acid of 2C. It can cleave between Gln, the C-terminal amino acid of 2C, and Gly, the N-terminal amino acid of 3A. It can cleave between Gln, the C-terminal amino acid of 3A, and Gly, the N-terminal amino acid of 3B. It can cleave between Gln, the C-terminal amino acid of 3B, and Gly, the N-terminal amino acid of 3C protease. It can cleave between Gln, the C-terminal amino acid of 3C protease, and Gly, the N-terminal amino acid of 3D polymerase.
따라서, 본 발명에서 상기 3C 프로테아제 절단 부위는 VP3, 2A 프로테아제, 2B, 2C, 3A, 3B 및 3C 프로테아제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 단백질의 C 말단 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. Therefore, in the present invention, the 3C protease cleavage site may include the C-terminal amino acid sequence of any one protein selected from the group consisting of VP3, 2A protease, 2B, 2C, 3A, 3B and 3C protease.
또한, 본 발명에서 상기 프로테아제 절단 부위는 VP3의 C 말단 및 VP1의 N 말단, 2A 프로테아제의 C 말단 및 2B의 N 말단, 2B의 C 말단 및 2C의 N 말단, 2C의 C 말단 및 3A의 N 말단, 3A의 C 말단 및 3B의 N 말단, 3B의 C 말단 및 3C 프로테아제의 N 말단, 3C 프로테아제의 C 말단 및 3D 폴리머라제의 N 말단의 아미노산 서열로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다.In addition, in the present invention, the protease cleavage site may include any one amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequences of the C-terminus of VP3 and the N-terminus of VP1, the C-terminus of 2A protease and the N-terminus of 2B, the C-terminus of 2B and the N-terminus of 2C, the C-terminus of 2C and the N-terminus of 3A, the C-terminus of 3A and the N-terminus of 3B, the C-terminus of 3B and the N-terminus of 3C protease, the C-terminus of 3C protease and the N-terminus of 3D polymerase.
구체적으로, 본 발명에서 상기 3C 프로테아제 절단 부위는 VP3, 2A 프로테아제, 2B, 2C, 3A, 3B 및 3C 프로테아제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 단백질의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개 내지 22개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. Specifically, in the present invention, the 3C protease cleavage site may include 1 to 22 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of any one protein selected from the group consisting of VP3, 2A protease, 2B, 2C, 3A, 3B and 3C protease.
보다 구체적으로, 상기 3C 프로테아제 절단 부위는 서열번호 80, 서열번호 11, 서열번호 12, 서열번호 13, 서열번호 14, 서열번호 15 및 서열번호 16으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 연속되는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개, 15개, 16개, 17개, 18개, 19개, 20개, 21개 또는 22개의 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. More specifically, the 3C protease cleavage site may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 or 22 consecutive amino acids from the C-terminus of any one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 80, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15 and SEQ ID NO: 16.
또한, 본 발명에서 상기 3C 프로테아제 절단 부위는 VP3의 C 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개 및 VP1의 N 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 2A 프로테아제의 C 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개 및 2B의 N 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 2B의 C 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개 및 2C의 N 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 2C의 C 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개 및 3A의 N 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 3A의 C 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개 및 3B의 N 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 3B의 C 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개 및 3C 프로테아제의 N 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 3C 프로테아제의 C 말단의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개 및 3D 폴리머라제의 N 말단의 아미노산 서열의 아미노산 서열로부터 1개 내지 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. In addition, in the present invention, the 3C protease cleavage site may include 1 to 11 consecutive amino acids from the C-terminal amino acid sequence of VP3 and 1 to 11 consecutive amino acids from the N-terminal amino acid sequence of VP1. It may include 1 to 11 consecutive amino acids from the C-terminal amino acid sequence of 2A protease and 1 to 11 consecutive amino acids from the N-terminal amino acid sequence of 2B. It may include 1 to 11 consecutive amino acids from the C-terminal amino acid sequence of 2B and 1 to 11 consecutive amino acids from the N-terminal amino acid sequence of 2C. It may include 1 to 11 consecutive amino acids from the C-terminal amino acid sequence of 2C and 1 to 11 consecutive amino acids from the N-terminal amino acid sequence of 3A. It may include 1 to 11 consecutive amino acids from the C-terminal amino acid sequence of 3A and 1 to 11 consecutive amino acids from the N-terminal amino acid sequence of 3B. It may include 1 to 11 consecutive amino acids from the C-terminal amino acid sequence of 3B and 1 to 11 consecutive amino acids from the N-terminal amino acid sequence of 3C protease. It may include 1 to 11 consecutive amino acids from the C-terminal amino acid sequence of 3C protease and 1 to 11 consecutive amino acids from the amino acid sequence of the N-terminal amino acid sequence of 3D polymerase.
보다 구체적으로, 상기 3C 프로테아제 절단 부위는 서열번호 80의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개 및 서열번호 70의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 11의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개 및 서열번호 12의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 12의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개 및 서열번호 13의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 13의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개 및 서열번호 14의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 14의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개 및 서열번호 15의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 15의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개 및 서열번호 16의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 16의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개 및 서열번호 17의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 11개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. More specifically, the 3C protease cleavage site may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 80 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 70. It may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 11 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12. It may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13. It may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14. It may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15. It may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 16. It may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 16 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17.
3CD 프로테아제는 VP0 및 VP3 사이를 절단할 수 있다. 구체적으로 VP0의 C 말단 아미노산 중 Gln, Lys, Tyr 및 Met으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 및 VP3의 N 말단 아미노산 중 Gly, Trp, Tyr 및 Asn으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 사이를 절단할 수 있다. 본 발명의 일 구체예로 3CD 프로테아제는 Gln 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Gln 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Gln 및 Tyr 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Gln 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Lys 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Lys 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Lys 및 Tyr 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Lys 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Thr 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Thr 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Thr 및 Tyr 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Thr 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Met 및 Gly 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Met 및 Trp 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Met 및 Tyr 사이를 절단할 수 있다. 일 구체예로 Met 및 Asn 사이를 절단할 수 있다. 바람직하게, VP0의 C 말단 아미노산 중 Gln 및 VP3의 N 말단 아미노산 중 Gly 사이를 절단할 수 있다.3CD protease can cleave between VP0 and VP3. Specifically, it can cleave between any one amino acid selected from the group consisting of Gln, Lys, Tyr, and Met among the C-terminal amino acids of VP0 and any one amino acid selected from the group consisting of Gly, Trp, Tyr, and Asn among the N-terminal amino acids of VP3. In one specific example of the present invention, 3CD protease can cleave between Gln and Gly. In one specific example, it can cleave between Gln and Trp. In one specific example, it can cleave between Gln and Tyr. In one specific example, it can cleave between Gln and Asn. In one specific example, it can cleave between Lys and Gly. In one specific example, it can cleave between Lys and Trp. In one specific example, it can cleave between Lys and Tyr. In one specific example, it can cleave between Lys and Asn. In one specific example, it can cleave between Thr and Gly. In one specific example, it can cleave between Thr and Trp. In one specific example, it can cleave between Thr and Tyr. In one specific example, it can cleave between Thr and Asn. In one specific example, it can cleave between Met and Gly. In one specific example, it can cleave between Met and Trp. In one specific example, it can cleave between Met and Tyr. In one specific example, it can cleave between Met and Asn. Preferably, it can cleave between Gln among the C-terminal amino acids of VP0 and Gly among the N-terminal amino acids of VP3.
따라서, 본 발명에서 상기 3CD 프로테아제 절단 부위는 VP2의 아미노산 서열의 C 말단 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. Therefore, in the present invention, the 3CD protease cleavage site may include the C-terminal amino acid sequence of the amino acid sequence of VP2.
또한, 상기 3CD 프로테아제 절단 부위는 VP2의 C 말단 아미노산 서열 및 VP3의 N 말단 아미노산 서열을 포함할 수 있다.Additionally, the 3CD protease cleavage site may include the C-terminal amino acid sequence of VP2 and the N-terminal amino acid sequence of VP3.
구체적으로, 본 발명에서 상기 3CD 프로테아제 절단 부위는 VP2의 C 말단으로부터 1개 내지 40개의 연속되는 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. Specifically, in the present invention, the 3CD protease cleavage site may include 1 to 40 consecutive amino acids from the C-terminus of VP2.
보다 구체적으로, 상기 3CD 프로테아제 절단 부위는 서열번호 79의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 연속되는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개, 15개, 16개, 17개, 18개, 19개, 20개, 21개, 22개, 23개, 24개, 25개 26개, 27개, 28개, 29개, 30개, 31개, 32개, 33개, 34개, 35개, 36개, 37개, 38개, 39개 또는 40개의 아미노산을 포함하는 것일 수 있다. More specifically, the 3CD protease cleavage site may comprise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 or 40 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 79.
또한, 상기 3CD 프로테아제 절단 부위는 VP2의 C 말단으로부터 1개 내지 20개의 연속되는 아미노산 서열 및 VP1의 N 말단으로부터 1개 내지 20개의 연속되는 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. Additionally, the 3CD protease cleavage site may comprise 1 to 20 consecutive amino acid sequences from the C-terminus of VP2 and 1 to 20 consecutive amino acid sequences from the N-terminus of VP1.
보다 구체적으로, 서열번호 79의 아미노산 서열의 C 말단으로부터 연속되는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개, 15개, 16개, 17개, 18개, 19개 또는 20개의 아미노산 및 서열번호 80의 아미노산 서열의 N 말단으로부터 연속되는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개, 15개, 16개, 17개, 18개, 19개 또는 20개의 아미노산을 포함하는 것일 수 있다.More specifically, it may include 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 consecutive amino acids from the C-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 79 and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 consecutive amino acids from the N-terminus of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 80.
본 발명의 일 구체예에서 상기 프로테아제 절단 부위는 상기 2C의 아미노산 서열의 C 말단의 아미노산 서열로부터 연속되는 6개의 아미노산 및 3A의 N 말단의 아미노산 서열로부터 연속되는 6개의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다.In one specific embodiment of the present invention, the protease cleavage site may include a sequence of 6 amino acids continuous from the C-terminal amino acid sequence of the amino acid sequence of 2C and a sequence of 6 amino acids continuous from the N-terminal amino acid sequence of 3A.
본 발명의 일 실시예에서 상기 3C 프로테아제 절단 부위는 서열번호 50의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 상기 3C 프로테아제 절단 부위를 암호화하는 핵산 서열은 각각 서열번호 49 또는 서열번호 57의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the 3C protease cleavage site may comprise an amino acid sequence of SEQ ID NO: 50. Accordingly, in one embodiment of the present invention, the nucleic acid sequence encoding the 3C protease cleavage site may comprise or consist of a base sequence of SEQ ID NO: 49 or SEQ ID NO: 57, respectively.
또한, 상기 3C 프로테아제 절단 부위 및 3CD 프로테아제 절단 부위는 동일한 생물학적 기능을 갖거나 염색체 상의 3C 프로테아제 절단 부위를 암호화하는 유전자 위치가 동일한 이상, 하나 또는 몇 개의 아미노산이 첨가, 결실, 치환 및/또는 삽입되는 아미노산 서열로 구성될 수 있다. 구체적으로, 서열번호 50의 아미노산 서열과 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 또는 약 100% 동일성(identity)을 갖는 아미노산 서열을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. In addition, the 3C protease cleavage site and the 3CD protease cleavage site may be composed of an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, substituted and/or inserted, as long as they have the same biological function or the same genetic location encoding the 3C protease cleavage site on the chromosome. Specifically, the amino acid sequence may include or consist of an amino acid sequence having about 90%, about 91%, about 92%, about 93%, about 94%, about 95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99% or about 100% identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 50.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 제1 및 제2 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열은 비구조 단백질의 2A 프로테아제 단백질을 암호화하는 핵산 서열의 5' 말단의 위치에, 5' 말단에서 3' 말단 순으로 서열번호 53, 서열번호 50, 서열번호 56 및 서열번호 22의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 5' 말단에서 3' 말단 순으로 서열번호 54, 서열번호 49, 서열번호 51 및 서열번호 28의 염기서열을 포함하거나 이들의 서열로 이루어진 것일 수 있다. 본 발명의 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 상기 핵산 서열은 5' 말단에서 3' 말단 순으로 서열번호 55, 서열번호 57, 서열번호 52 및 서열번호 33의 염기서열을 포함하거나 이들의 서열로 이루어진 것일 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the polynucleotide of the present invention may include a nucleic acid sequence encoding the first and second target proteins, in the order of the 5' to 3' end, a nucleic acid sequence encoding the amino acid sequences of SEQ ID NO: 53, SEQ ID NO: 50, SEQ ID NO: 56 and SEQ ID NO: 22, at the 5' end of the nucleic acid sequence encoding the 2A protease protein of the nonstructural protein. Accordingly, when the polynucleotide is DNA, it may include or consist of the base sequences of SEQ ID NO: 54, SEQ ID NO: 49, SEQ ID NO: 51 and SEQ ID NO: 28, in the order of the 5' to the 3' end. When the polynucleotide of the present invention is RNA, the nucleic acid sequence may include or consist of the base sequences of SEQ ID NO: 55, SEQ ID NO: 57, SEQ ID NO: 52 and SEQ ID NO: 33, in the order of the 5' to the 3' end.
또한, 본 발명에서 상기 제2 목적 단백질이 하나 이상의 목적 단백질을 포함하는 경우, 제2 목적 단백질은 하나 이상의 동일하거나 상이한 목적 단백질로 구성될 수 있고, 각각의 목적 단백질 사이에 프로테아제 절단 부위가 위치할 수 있다. 이때, 프로테아제 절단 부위는 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질 유래의 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 구체적으로 피코나바이러스과 바이러스 유래의 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 보다 구체적으로 엔테로바이러스의 2A 프로테아제, 3CD 프로테아제 또는 3C 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 바람직하게, 콕사키바이러스 B5의 2A 프로테아제, 3CD 프로테아제 또는 3C 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 상기 제2 목적 단백질은 항원일 수 있다. 또한, 상기 프로테아제 절단 부위, 2A 프로테아제, 3CD 프로테아제, 3C 프로테아제, 2A 프로테아제 절단 부위, 3CD 프로테아제 절단 부위 및 3C 프로테아제 절단 부위는 상술한 바와 동일하다.In addition, when the second target protein in the present invention comprises one or more target proteins, the second target protein may be composed of one or more identical or different target proteins, and a protease cleavage site may be located between each target protein. At this time, the protease cleavage site may be a site cleaved by a protease derived from a nonstructural protein of a self-amplifying virus. Specifically, it may be a site cleaved by a protease derived from a picornavirus. More specifically, it may be a site cleaved by 2A protease, 3CD protease, or 3C protease of enterovirus. Preferably, it may be a site cleaved by 2A protease, 3CD protease, or 3C protease of coxsackievirus B5. The second target protein may be an antigen. Additionally, the protease cleavage site, 2A protease, 3CD protease, 3C protease, 2A protease cleavage site, 3CD protease cleavage site and 3C protease cleavage site are the same as described above.
종결 코돈Termination codon
본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 상기 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질을 암호화하는 핵산 서열의 3' 말단에 적어도 1개의 종결 코돈(stop codon)을 추가로 포함할 수 있다.In the present invention, the polynucleotide may additionally include at least one stop codon at the 3' end of the nucleic acid sequence encoding the nonstructural protein of the self-amplifying virus.
본 명세서에서 사용된 용어, "종결 코돈"은 mRNA에서 아미노산으로의 번역을 중단하기 위한 신호 서열로, 일반적으로 종결 코돈 또는 정지 코돈의 서열을 의미한다. 종결 코돈에는 대응하는 tRNA가 없고 대신 '종결 인자'라는 단백질이 결합하며, 번역 과정에서 종결 코돈에 도달하면 리보솜의 두 단위체가 분리되어 번역이 종결된다. 일반적으로 DNA의 종결 코돈의 서열은 TAG, TAA 또는 TGA이고, RNA의 종결 코돈의 서열은 UAG, UAA 또는 UGA이다. The term "termination codon" as used herein is a signal sequence for stopping translation of mRNA into amino acids, and generally refers to the sequence of a termination codon or stop codon. There is no corresponding tRNA at a termination codon, but instead a protein called a "termination factor" binds, and when the termination codon is reached during the translation process, the two units of the ribosome separate, thereby terminating translation. Generally, the sequence of the termination codon of DNA is TAG, TAA, or TGA, and the sequence of the termination codon of RNA is UAG, UAA, or UGA.
구체적으로 본 발명의 상기 폴리뉴클레오티드는 한 개 내지 세 개의 종결 코돈을 포함하는 것일 수 있다.Specifically, the polynucleotide of the present invention may include one to three stop codons.
보다 구체적으로, 상기 폴리뉴클레오티드는 한 개의 종결 코돈을 포함할 수 있다. 일 구체예에서 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 상기 종결 코돈은 TAG, TAA 및 TGA으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 상기 종결 코돈은 UAG, UAA 및 UGA로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 것일 수 있다.More specifically, the polynucleotide may comprise one stop codon. In one specific embodiment, when the polynucleotide is DNA, the stop codon may be any one selected from the group consisting of TAG, TAA, and TGA. When the polynucleotide is RNA, the stop codon may be any one selected from the group consisting of UAG, UAA, and UGA.
보다 구체적으로, 상기 폴리뉴클레오티드는 연속적으로 위치한 상이한 두 개의 종결 코돈을 포함할 수 있다. More specifically, the polynucleotide may comprise two different stop codons located consecutively.
본 발명의 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 일 구체예로 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우 상기 종결 코돈은 5' 말단에서 3' 말단으로 TAG 및 TAA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 TAG 및 TGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 TAA 및 TGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 본 발명의 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 일 구체예로 5' 말단에서 3' 말단으로 UAG 및 UAA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 UAG 및 UGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 UAA 및 UGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다.If the polynucleotide of the present invention is DNA, in one specific example, if the polynucleotide is DNA, the stop codon may be positioned in the order of TAG and TAA from the 5' end to the 3' end. In one specific example, it may be positioned in the order of TAG and TGA. In one specific example, it may be positioned in the order of TAA and TGA. If the polynucleotide of the present invention is RNA, in one specific example, it may be positioned in the order of UAG and UAA from the 5' end to the 3' end. In one specific example, it may be positioned in the order of UAG and UGA. In one specific example, it may be positioned in the order of UAA and UGA.
보다 구체적으로, 상기 폴리뉴클레오티드는 연속적으로 위치한 상이한 세 개의 종결 코돈을 포함할 수 있다. More specifically, the polynucleotide may comprise three different stop codons located sequentially.
본 발명의 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 일 구체예로 5' 말단에서 3' 말단으로 상기 종결 코돈은 TAG, TAA 및 TGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 TAG, TGA 및 TAA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 TAA, TAG 및 TGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 TAA, TGA 및 TAG의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 TGA, TAG 및 TAA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 TGA, TAA 및 TAG의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 종결 코돈은 서열번호 9(TGATAATAG)의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. 본 발명의 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 일 구체예로 5' 말단에서 3' 말단으로 UAG, UAA 및 UGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 UAG, UGA 및 UAA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 UAA, UAG 및 UGA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 UAA, UGA 및 UAG의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 UGA, UAG 및 UAA의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 일 구체예로 UGA, UAA 및 UAG의 순으로 위치하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 종결 코돈은 서열번호 68(UGAUAAUAG)의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. When the polynucleotide of the present invention is DNA, in one specific example, the stop codon may be positioned in the order of TAG, TAA, and TGA from the 5' end to the 3' end. In one specific example, the stop codon may be positioned in the order of TAG, TGA, and TAA. In one specific example, the stop codon may be positioned in the order of TAA, TAG, and TGA. In one specific example, the stop codon may be positioned in the order of TAA, TGA, and TAG. In one specific example, the stop codon may be positioned in the order of TGA, TAG, and TAA. In one specific example, the stop codon may be positioned in the order of TGA, TAA, and TAG. In one embodiment of the present invention, the stop codon may include or consist of the base sequence of SEQ ID NO: 9 (TGATAATAG). When the polynucleotide of the present invention is RNA, in one specific example, the stop codon may be positioned in the order of UAG, UAA, and UGA from the 5' end to the 3' end. In one specific example, it may be positioned in the order of UAG, UGA, and UAA. In one specific example, it may be positioned in the order of UAA, UAG, and UGA. In one specific example, it may be positioned in the order of UAA, UGA, and UAG. In one specific example, it may be positioned in the order of UGA, UAG, and UAA. In one specific example, it may be positioned in the order of UGA, UAA, and UAG. In one embodiment of the present invention, the stop codon may include or consist of the base sequence of SEQ ID NO: 68 (UGAUAAUAG).
5' 비번역 영역5' untranslated area
본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 5' 말단에 비번역 영역(5' untranslated region, 5' UTR)을 추가로 포함할 수 있다. In the present invention, the polynucleotide may additionally include a 5' untranslated region (5' UTR) at the 5' end.
본 명세서에서 사용된 용어, "비번역 영역"은 전사되지만 아미노산 서열로 번역되지 않는 RNA 분자 내의 영역을 의미한다. 비번역 영역은 개시 코돈의 상류(5' UTR) 및 종결 코돈의 하류(3' UTR)에 존재할 수 있다. 5' UTR은 전사의 번역의 조절하는 부위로서 바이러스, 원핵 생물 및 진핵 생물에서 서로 상이한 메커니즘을 통해 전사 조절 작용을 한다. 일반적으로 번역되지 않은 부위로 알려져 있지만, 때때로 단백질 생성물로 번역되어 mRNA의 번역(translation)을 조절하는 것으로 알려져 있다. As used herein, the term "untranslated region" refers to a region within an RNA molecule that is transcribed but not translated into an amino acid sequence. The untranslated region may be upstream of the start codon (5' UTR) and downstream of the stop codon (3' UTR). The 5' UTR is a region that regulates the translation of transcription and acts to regulate transcription through different mechanisms in viruses, prokaryotes, and eukaryotes. Although generally known as an untranslated region, it is sometimes known to be translated into a protein product and to regulate the translation of mRNA.
진핵 생물 및 원핵 생물의 5' UTR의 요소는 크게 다르다. 원핵 생물 5' UTR은 샤인-달가노 배열(SD seuquence)로도 알려진 리보솜 결합 부위(RBS, ribosome binding site)를 포함하고 있으며, 일반적으로 개시 코돈으로부터 상류에 3-10개의 염기쌍이 이에 해당한다. 대조적으로, 진핵 생물 5' UTR은 개시 코돈을 함유하는 코작 컨센서스 배열(Kozak consensus sequence, 이하 "코작 서열"로 기재함)을 포함한다. The elements of the 5' UTRs of eukaryotes and prokaryotes differ significantly. Prokaryotic 5' UTRs contain a ribosome binding site (RBS), also known as the Shine-Dalgarno sequence (SD sequence), which is typically located 3-10 base pairs upstream of the start codon. In contrast, eukaryotic 5' UTRs contain a Kozak consensus sequence (hereinafter referred to as the "Kozak sequence") that contains the start codon.
본 발명에 의한 폴리뉴클레오티드의 5' 비번역 영역은 내부 리보솜 진입 부위(IRES, internal ribosomal entry site)를 포함할 수 있다.The 5' untranslated region of the polynucleotide according to the present invention may include an internal ribosomal entry site (IRES).
본 명세서에서 사용된 용어, "내부 리보솜 진입 부위(IRES)"는 일반적으로 RNA 바이러스의 5' UTR에 위치하여 캡(cap) 비의존적 방식으로 RNA의 번역을 유도할 수 있는 염기서열이다. 본 발명에서 상기 5' UTR은 목적 단백질의 번역과 관련된 번역개시복합체(translational initiation complex)가 결합하는 영역이며, IRES는 2차 및 3차 구조를 복잡하게 형성하여 목적 단백질의 번역을 유도하는 cis-acting 염기서열이다. The term "internal ribosome entry site (IRES)" as used herein is a base sequence that is generally located in the 5' UTR of an RNA virus and can induce translation of RNA in a cap-independent manner. In the present invention, the 5' UTR is a region where a translational initiation complex associated with translation of a target protein binds, and the IRES is a cis-acting base sequence that induces translation of a target protein by forming complex secondary and tertiary structures.
본 발명에서 상기 IRES는 바이러스(바이러스성) 또는 진핵세포(진핵세포성)에서 유래한 IRES의 염기서열을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 5' UTR은 상기 IRES가 유래한 바이러스성 또는 진핵세포성 IRES를 포함하는 5' UTR 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 일 구체예로 상기 5' UTR 및 IRES는 상기 비구조 단백질과 동일한 자가 증폭 바이러스에서 유래한 것일 수 있다. 피코나바이러스속 바이러스에서 유래한 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 5' UTR 및 IRES 엔테로바이러스에서 유래한 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 5' UTR은 서열번호 1(DNA) 또는 서열번호 60(RNA)의 핵산 서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있으며, 이때, 상기 IRES는 서열번호 58(DNA) 또는 서열번호 59(RNA)의 핵산 서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다. In the present invention, the IRES may include a base sequence of an IRES derived from a virus (viral) or a eukaryotic cell (eukaryotic). At this time, the 5' UTR may have a 5' UTR structure including a viral or eukaryotic IRES derived from the IRES. In one specific example of the present invention, the 5' UTR and the IRES may be derived from the same self-amplifying virus as the nonstructural protein. They may be derived from a virus of the genus Picornavirus. More specifically, the 5' UTR and the IRES may be derived from an enterovirus. In one embodiment of the present invention, the 5' UTR may include or consist of a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 1 (DNA) or SEQ ID NO: 60 (RNA), and at this time, the IRES may include or consist of a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 58 (DNA) or SEQ ID NO: 59 (RNA).
상기 IRES는 변이를 포함하는 것일 수 있다. 여기서 변이는 상술한 바와 동일하다.The above IRES may contain a mutation, wherein the mutation is the same as described above.
구체적으로, 상기 IRES의 변이체는 야생형 IRES의 염기서열의 일부가 다른 염기서열로 치환된 것일 수 있다. Specifically, the mutant of the IRES may have a portion of the base sequence of the wild-type IRES replaced with a different base sequence.
보다 구체적으로, 상기 폴리뉴클레오티드가 DNA인 경우, 서열번호 58의 염기서열에서 236번째, 386번째 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 뉴클레오티드가 서열번호 58의 염기서열과 상이한 뉴클레오티드로 치환된 것일 수 있다. 일 구체예로 서열번호 58의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드가 A, T 또는 G로 치환된 것일 수 있다. 일 구체예로 서열번호 58의 염기서열에서 386번째 뉴클레오티드가 A, T 또는 C로 치환된 것일 수 있다. 일 구체예로 서열번호 58의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드가 A, T 또는 G로 치환되고, 386번째 뉴클레오티드가 A, T 또는 C로 치환된 것일 수 있다. 바람직하게 서열번호 58의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드인 C가 T로 치환(C236T)된 것일 수 있다. 서열번호 58의 염기서열에서 386번째 뉴클레오티드인 G가 A로 치환(G386A)된 것일 수 있다. 보다 바람직하게 서열번호 58의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드인 C가 T로 치환(C236T)되고, 386번째 뉴클레오티드인 G가 A로 치환(G386A)된 것일 수 있다.More specifically, when the polynucleotide is DNA, any one nucleotide selected from the group consisting of the 236th, 386th, and a combination thereof in the base sequence of SEQ ID NO: 58 may be substituted with a nucleotide different from the base sequence of SEQ ID NO: 58. As a specific example, the 236th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 58 may be substituted with A, T, or G. As a specific example, the 386th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 58 may be substituted with A, T, or C. As a specific example, the 236th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 58 may be substituted with A, T, or G, and the 386th nucleotide may be substituted with A, T, or C. Preferably, the 236th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 58 may be substituted with T (C236T). In the base sequence of sequence number 58, G at the 386th nucleotide may be substituted with A (G386A). More preferably, in the base sequence of sequence number 58, C at the 236th nucleotide may be substituted with T (C236T), and G at the 386th nucleotide may be substituted with A (G386A).
상기 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 서열번호 59의 염기서열에서 236번째, 386번째 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 뉴클레오티드가 서열번호 59의 염기서열과 상이한 뉴클레오티드로 치환된 것일 수 있다. 일 구체예로 서열번호 59의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드가 A, U 또는 G로 치환된 것일 수 있다. 일 구체예로 서열번호 59의 염기서열에서 386번째 뉴클레오티드가 A, U 또는 C로 치환된 것일 수 있다. 일 구체예로 서열번호 59의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드가 A, U 또는 G로 치환되고, 386번째 뉴클레오티드가 A, U 또는 C로 치환된 것일 수 있다. 바람직하게 서열번호 59의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드인 C가 U로 치환(C236U)된 것일 수 있다. 서열번호 59의 염기서열에서 386번째 뉴클레오티드인 G가 A로 치환(G386A)된 것일 수 있다. 보다 바람직하게 서열번호 59의 염기서열에서 236번째 뉴클레오티드인 C가 U로 치환(C236U)되고, 386번째 뉴클레오티드인 G가 A로 치환(G386A)된 것일 수 있다.When the above polynucleotide is RNA, any one nucleotide selected from the group consisting of the 236th, 386th, and a combination thereof in the base sequence of SEQ ID NO: 59 may be substituted with a nucleotide different from the base sequence of SEQ ID NO: 59. As a specific example, the 236th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 59 may be substituted with A, U, or G. As a specific example, the 386th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 59 may be substituted with A, U, or C. As a specific example, the 236th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 59 may be substituted with A, U, or G, and the 386th nucleotide may be substituted with A, U, or C. Preferably, C, which is the 236th nucleotide in the base sequence of SEQ ID NO: 59, may be substituted with U (C236U). In the base sequence of sequence number 59, G at the 386th nucleotide may be substituted with A (G386A). More preferably, in the base sequence of sequence number 59, C at the 236th nucleotide may be substituted with U (C236U), and G at the 386th nucleotide may be substituted with A (G386A).
본 발명의 일 실시예에서 상기 IRES의 변이체는 서열번호 81 또는 서열번호 82의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the variant of the IRES may comprise or consist of the base sequence of SEQ ID NO: 81 or SEQ ID NO: 82.
코작 서열Cossack sequence
본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 코작 서열을 추가로 포함할 수 있다.In the present invention, the polynucleotide may additionally include a Kozak sequence.
본 명세서에서 사용된 용어, "코작 서열(Kozak sequence)"는 진핵세포의 mRNA가 단백질로 번역이 시작되는 개시 코돈의 상류에 위치한 염기서열로서, 개시 코돈의 인식 및 단백질 합성을 개시하는데 중요한 역할을 한다.The term "Kozak sequence" as used herein refers to a base sequence located upstream of the initiation codon at which translation of eukaryotic mRNA into protein begins, and plays an important role in recognizing the initiation codon and initiating protein synthesis.
본 발명에서 상기 코작 서열은 목적 단백질(제1 목적 단백질 또는 제2 목적 단백질)을 암호화하는 핵산 서열의 5' 말단에 위치할 수 있다. 본 발명에서 상기 코작 서열은 서열번호 35 내지 서열번호 37에서 선택되는 어느 하나의 염기서열을 포함할 수 있다. 바람직하게 서열번호 35의 염기서열을 포함하거나 상기 염기서열로 이루어진 것일 수 있다. In the present invention, the Kozak sequence may be located at the 5' end of a nucleic acid sequence encoding a target protein (a first target protein or a second target protein). In the present invention, the Kozak sequence may include any one base sequence selected from SEQ ID NO: 35 to SEQ ID NO: 37. Preferably, it may include the base sequence of SEQ ID NO: 35 or consist of the base sequence.
3' 비번역 영역3' untranslated area
본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 3' UTR을 추가로 포함하는 것일 수 있다. 이때, 3' UTR은 종결 코돈의 3' 말단에 위치할 수 있다. 3' UTR은 5' UTR과 함께 목적 단백질 및 비구조 단백질을 암호화하는 핵산 서열에 기능적으로 연결되어, 목적 단백질 및 비구조 단백질, 또는 이들의 전사체의 번역 효율을 향상시킨다. 또한, 전사체인 mRNA가 세포 내에서 파괴되지 않고 안정적으로 유지되는데 중요한 역할을 한다. In the present invention, the polynucleotide may additionally include a 3' UTR. At this time, the 3' UTR may be located at the 3' end of the stop codon. The 3' UTR is functionally linked to a nucleic acid sequence encoding a target protein and a non-structural protein together with the 5' UTR, thereby improving the translation efficiency of the target protein and the non-structural protein, or their transcripts. In addition, it plays an important role in ensuring that the transcript, mRNA, is not destroyed within the cell and is stably maintained.
본 발명에서 상기 3' UTR은 전술한 IRES 염기서열을 가지는 바이러스성 및/또는 진핵세포성 유래의 5' UTR과 동일한 바이러스 또는 진핵세포 유래의 3' UTR을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구체예로 상기 3' UTR 은 5' UTR이 유래한 비구조 단백질과 동일한 자가 증폭 바이러스에서 유래한 것일 수 있다. 구체적으로 5' UTR과 동일한 피코나바이러스속 바이러스에서 유래한 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 5' UTR과 동일한 엔테로바이러스에서 유래한 것일 수 있다. 바람직하게, 콕사키바이러스 B5에서 유래한 것일 수 있다.In the present invention, the 3' UTR may use a 3' UTR derived from a virus or eukaryotic cell that is identical to the 5' UTR derived from a virus and/or eukaryotic cell having the IRES base sequence described above. In one specific example of the present invention, the 3' UTR may be derived from the same self-amplifying virus as the nonstructural protein derived from the 5' UTR. Specifically, it may be derived from a virus of the genus Picornavirus identical to the 5' UTR. More specifically, it may be derived from the same enterovirus as the 5' UTR. Preferably, it may be derived from Coxsackievirus B5.
본 발명의 일 실시예에서 상기 3' UTR은 서열번호 10(DNA) 또는 서열번호 69(RNA)의 염기서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the 3' UTR may include or consist of the base sequence of SEQ ID NO: 10 (DNA) or SEQ ID NO: 69 (RNA).
본 발명에서 상기 폴리뉴클레오티드는 폴리 아데노신 꼬리(poly(A) tail) 서열을 추가로 포함할 수 있다. 상기 폴리 아데노신 꼬리 서열은 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질을 암호화하는 핵산 서열의 3' 말단에 위치할 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드가 종결 코돈을 포함하는 경우, 폴리 아데노신 꼬리 서열은 종결 코돈의 3' 말단에 위치할 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드가 3' UTR을 포함하는 경우, 상기 폴리 아데노신 꼬리 서열은 3' UTR의 염기서열의 3' 말단에 위치할 수 있다. 상기 폴리 아데노신 꼬리 서열은 전사된 핵산 분자를 안정화시키면서, 목적 단백질의 번역 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 폴리 아데노신 꼬리 서열은 약 10개 내지 약 500개의 아데노신(A) 뉴클레오티드를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 약 10개 내지 약 500개, 약 50개 내지 약 400개, 약 100개 내지 약 300개 또는 약 100개 내지 약 200개의 아데노신 뉴클레오티드로 이루어진 핵산 서열일 수 있다. 바람직하게는 약 120개의 아데노신 뉴클레오티드로 이루어진 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 폴리 아데노신 꼬리 서열은 서열번호 38 내지 서열번호 40의 염기서열을 포함하거나 상기 염기서열로 이루어진 것일 수 있다. 바람직하게, 서열번호 40의 염기서열로 이루어진 것일 수 있다.In the present invention, the polynucleotide may additionally include a poly(A) tail sequence. The poly(A) tail sequence may be located at the 3' end of a nucleic acid sequence encoding a nonstructural protein of a self-amplifying virus. When the polynucleotide includes a stop codon, the poly(A) tail sequence may be located at the 3' end of the stop codon. When the polynucleotide includes a 3' UTR, the poly(A) tail sequence may be located at the 3' end of the base sequence of the 3' UTR. The poly(A) tail sequence may stabilize a transcribed nucleic acid molecule and further improve the translation efficiency of the target protein. The poly(A) tail sequence may include about 10 to about 500 adenosine (A) nucleotides. Specifically, it may be a nucleic acid sequence consisting of about 10 to about 500, about 50 to about 400, about 100 to about 300, or about 100 to about 200 adenosine nucleotides. Preferably, it may consist of about 120 adenosine nucleotides. In one embodiment of the present invention, the poly adenosine tail sequence may include or consist of a base sequence of SEQ ID NO: 38 to SEQ ID NO: 40. Preferably, it may consist of a base sequence of SEQ ID NO: 40.
폴리뉴클레오티드의 구조Structure of polynucleotide
본 발명의 폴리뉴클레오티드는 5' 말단에서 3' 말단 순으로 하기의 구조식 (I)로 이루어진 것일 수 있다:The polynucleotide of the present invention may be composed of the following structural formula (I) in order from the 5' end to the 3' end:
5'-B-C(1)-D-3' (I)5'-B-C(1)-D-3' (I)
5' 및 3'은 각각 폴리뉴클레오티드의 5' 말단 및 3' 말단이고,5' and 3' are the 5' and 3' ends of the polynucleotide, respectively,
B는 제1 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열이고,B is a nucleic acid sequence encoding the first target protein,
C(1)은 프로테아제 절단 부위를 암호화하는 핵산 서열이고,C(1) is a nucleic acid sequence encoding a protease cleavage site,
D는 자기 증폭 바이러스의 비구조 단백질을 암호화하는 핵산 서열이다.D is a nucleic acid sequence encoding a nonstructural protein of a self-amplifying virus.
보다 구체적으로 상기 폴리뉴클레오티드는 5' 말단에서 3' 말단 순으로 하기의 구조식 (II)로 이루어진 것일 수 있다:More specifically, the polynucleotide may be composed of the following structural formula (II) in order from the 5' end to the 3' end:
5'-U-K-[B'-C(2)]n-B-C(1)-D-S-U'-P-3' (II)5'-U-K-[B'-C(2)]n-B-C(1)-D-S-U'-P-3' (II)
5' 및 3'은 각각 폴리뉴클레오티드의 5' 말단 및 3' 말단이고,5' and 3' are the 5' and 3' ends of the polynucleotide, respectively,
U는 5' 비번역 영역의 핵산 서열이고,U is the nucleic acid sequence of the 5' untranslated region,
K는 코작 서열이며, K is the Cozak sequence,
B'는 제2 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열이고,B' is a nucleic acid sequence encoding a second target protein,
B는 제1 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열이고,B is a nucleic acid sequence encoding the first target protein,
D는 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질을 암호화하는 핵산 서열이고,D is a nucleic acid sequence encoding a nonstructural protein of a self-amplifying virus,
S는 종결 코돈이며,S is the stop codon,
U'는 3' 비번역 영역의 핵산 서열이며,U' is the nucleic acid sequence of the 3' untranslated region,
P는 폴리 아데노신 꼬리이며,P is a polyadenosine tail,
C(1) 및 C(2)는 각각 독립적으로 프로테아제 절단 부위를 암호화하는 핵산 서열이고,C(1) and C(2) are each independently a nucleic acid sequence encoding a protease cleavage site,
n은 [B'-C(2)]의 갯수를 나타내는 것으로서, 0 내지 10의 정수이며, n represents the number of [B'-C(2)] and is an integer from 0 to 10.
n이 2 내지 10인 경우 B'는 각각 동일하거나 또는 다른 목적 단백질을 암호화하는 핵산 서열이며, C(2)도 각각 동일하거나 또는 다른 프로테아제 절단 부위를 암호화하는 핵산 서열이다. When n is 2 to 10, B' is a nucleic acid sequence encoding the same or different target protein, and C(2) is also a nucleic acid sequence encoding the same or different protease cleavage site.
이때, C(1)은 2A 프로테아제 절단 부위이며, C(2)는 2A 프로테아제, 3CD 프로테아제 또는 3C 프로테아제 절단 부위일 수 있다.At this time, C(1) is a 2A protease cleavage site, and C(2) can be a 2A protease, 3CD protease or 3C protease cleavage site.
상기 5' 비번역 영역, 목적 단백질, 제1 목적 단백질, 제2 목적 단백질, 비구조 단백질, 종결 코돈, 3' 비번역 영역, 폴리 아데노신 꼬리, 프로테아제 절단 부위, 2A, 3CD 및 3C 프로테아제 절단 부위는 상술한 바와 동일하다.The 5' untranslated region, target protein, first target protein, second target protein, nonstructural protein, stop codon, 3' untranslated region, polyadenosine tail, protease cleavage site, 2A, 3CD and 3C protease cleavage sites are the same as described above.
본 발명에 따른 상기 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 상기 폴리뉴클레오티드(이하, "RNA 컨스트럭트"와 혼용됨)는 자가 증폭 RNA(saRNA)일 수 있다. 상기 RNA 컨스트럭트는 이중-가닥 또는 단일-가닥일 수 있고, 바람직하게는 단일-가닥일 수 있다.When the polynucleotide according to the present invention is RNA, the polynucleotide (hereinafter, interchangeably used with "RNA construct") may be self-amplifying RNA (saRNA). The RNA construct may be double-stranded or single-stranded, and preferably single-stranded.
본 명세서에서 사용된 용어, "레플리콘(replicon)"은 자가 복제 가능한 핵산 서열을 의미하는 것으로, 본 발명에서 상기 RNA 레플리콘은 RNA 의존성 RNA 중합효소에 의해 복제될 수 있는 RNA 분자를 의미한다. 상기 RNA 레플리콘은 DNA 중간체 없이 하나 또는 다수의 동일하거나 실질적으로 유사한 RNA 레프리콘의 복사본을 생성할 수 있다. 이하, 본 발명에서 상기 saRNA 바이러스 벡터, RNA 레플리콘, saRNA, saRNA 컨스트럭트는 혼용하여 기재할 수 있다.The term "replicon" as used herein refers to a self-replicating nucleic acid sequence, and in the present invention, the RNA replicon refers to an RNA molecule that can be replicated by an RNA-dependent RNA polymerase. The RNA replicon can produce one or more identical or substantially similar copies of an RNA replicon without a DNA intermediate. Hereinafter, the saRNA virus vector, RNA replicon, saRNA, and saRNA construct may be described interchangeably in the present invention.
재조합 벡터Recombinant vector
본 발명의 다른 측면은, 상기 폴리뉴클레오티드가 적재된 재조합 벡터를 제공한다. 여기서 폴리뉴클레오티드는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a recombinant vector loaded with the polynucleotide, wherein the polynucleotide is the same as described above.
본 명세서에서 사용된 용어, 재조합"은 '유전자 조작을 통해 만들다'라는 의미로, 자연적으로 발생하지 않는 것을 의미한다.The term "recombinant" as used herein means "created through genetic manipulation," meaning something that does not occur naturally.
본 명세서에 사용된 용어, "벡터(vector)"는 숙주세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있는 발현 벡터(또는 재조합 벡터)로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동 가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 말한다. 상기 "작동 가능하게 연결된(operably linked)"은 일반적 기능을 수행하도록 핵산 발현 조절 서열과 목적하는 단백질을 암호화하는 핵산 서열이 기능적으로 연결되어 있는 것을 말한다. 상기 벡터와의 작동적 연결은 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 유전자 재조합 기술을 이용하여 수행될 수 있으며, 부위-특이적 DNA 절단 및 연결은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 알려진 효소 등을 사용하여 용이하게 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 재조합 벡터는 폴리머라제 연쇄 반응(PCR)에 의해 시험관내 증폭되었거나, 클로닝에 의해 재조합적으로 생산되거나 절단 및 겔-전기천공 분획화에 의해 정제되거나, 화학 합성법에 의해 합성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.As used herein, the term "vector" refers to a genetic construct that is an expression vector (or recombinant vector) capable of expressing a target protein in a host cell, and includes essential regulatory elements that are operably linked so that a gene insert is expressed. The term "operably linked" refers to a nucleic acid expression regulatory sequence and a nucleic acid sequence encoding a target protein being functionally linked so as to perform a general function. The operably linked vector can be performed using a genetic recombination technique well known in the art to which the present invention pertains, and the site-specific DNA cleavage and ligation can be easily performed using enzymes generally known in the art to which the present invention pertains. Specifically, the recombinant vector can be amplified in vitro by polymerase chain reaction (PCR), recombinantly produced by cloning, purified by cleavage and gel-electroporation fractionation, or synthesized by a chemical synthesis method, but is not limited thereto.
본 발명에서 상기 재조합 벡터는 본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드를 운반 및 발현시키기 위한 유전자 전달체로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 폴리뉴클레오티드는 적합한 발현 벡터 내에 적재하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용될 수 있는 적합한 발현 벡터는 프로모터, 개시 코돈, 종결 코돈 같은 발현 조절 엘리먼트 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 시그널 서열을 포함할 수 있다. 개시 코돈 및 종결 코돈은 일반적으로 면역원성 표적 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 서열의 일부로 간주되며, 유전자 작제물이 투여되었을 때 개체에서 반드시 작용을 나타내야 하며 코딩 서열과 인프레임(in frame)에 있어야 한다. In the present invention, the recombinant vector can be used as a gene delivery vehicle for transporting and expressing the polynucleotide according to the present invention. Therefore, it is preferable that the polynucleotide is loaded into a suitable expression vector. A suitable expression vector that can be used in the present invention can include a signal sequence for membrane targeting or secretion in addition to expression control elements such as a promoter, an initiation codon, and a termination codon. The initiation codon and the termination codon are generally considered to be part of a nucleotide sequence encoding an immunogenic target protein, and must necessarily exhibit function in a subject when the genetic construct is administered, and must be in frame with the coding sequence.
본 명세서에서 사용된 용어, "프로모터(promoter)"는 RNA 중합효소에 대한 인식 및 결합 부위를 제공함으로써, 전사체, 예를 들어 코딩 서열을 포함하는 전사체의 합성을 제어하는 핵산 서열을 말한다. 일반 프로모터는 구성적 또는 유도성일 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 폴리뉴클레오티드에 작동 가능하게 연결된 프로모터는 바람직하게는 동물세포, 보다 바람직하게는 포유동물 세포에서 작동하여 상기 폴리뉴클레오티드의 전사를 조절할 수 있는 것일 수 있다. 상기 프로모터는 바이러스로부터 유래된 프로모터, 포유동물 세포의 게놈으로부터 유래된 프로모터 또는 박테리오파지에서 유래한 프로모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, CMV(cytomegalo virus) 프로모터, 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, HSV의 tk 프로모터, 94 프로모터, T3 프로모터, SM6 프로모터, RSV 프로모터, EF1α 프로모터, 메탈로티오닌(metallothionein) 프로모터, 베타-액틴(β-actin) 프로모터, 암세포 특이적 프로모터(예를 들어, TERT 프로모터, PSA 프로모터, PSMA 프로모터, CEA 프로모터, E2F 프로모터 및 AFP 프로모터) 및 조직 특이적 프로모터(예를 들어, 알부민 프로모터)를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. The term "promoter" as used herein refers to a nucleic acid sequence that controls the synthesis of a transcript, for example a transcript comprising a coding sequence, by providing a recognition and binding site for RNA polymerase. A typical promoter may be constitutive or inducible. In the present invention, the promoter operably linked to the polynucleotide is preferably one that can operate in an animal cell, more preferably a mammalian cell, to control transcription of the polynucleotide. The promoter may include a promoter derived from a virus, a promoter derived from the genome of a mammalian cell, or a promoter derived from a bacteriophage. For example, it can include, but is not limited to, the cytomegalovirus (CMV) promoter, the adenovirus late promoter, the vaccinia virus 7.5K promoter, the SV40 promoter, the tk promoter of HSV, the 94 promoter, the T3 promoter, the SM6 promoter, the RSV promoter, the EF1α promoter, the metallothionein promoter, the β-actin promoter, cancer cell-specific promoters (e.g., the TERT promoter, the PSA promoter, the PSMA promoter, the CEA promoter, the E2F promoter, and the AFP promoter), and tissue-specific promoters (e.g., the albumin promoter).
본 발명의 일 실시예에서 상기 폴리뉴클레오티드는 적합한 발현 벡터에 적재된 뒤, 시험관내 전사(in vitro transcription, IVT)를 통하여 RNA 형태의 핵산 분자(saRNA 컨스트럭트, RNA 레플리콘)로 전사되기 위한 주형으로 사용될 수 있다. 이때, 프로모터는 선형화된 DNA로부터 RNA로의 전사를 위해서 상기 폴리뉴클레오티드의 5' 말단에 위치할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polynucleotide may be loaded into a suitable expression vector and then used as a template for transcription into a nucleic acid molecule in the form of RNA (saRNA construct, RNA replicon) through in vitro transcription (IVT). At this time, a promoter may be located at the 5' end of the polynucleotide for transcription from linearized DNA into RNA.
상기 "시험관 내 전사"는 RNA, 특히 mRNA가 무세포 시스템에서 시험관내 합성되는 프로세스를 의미한다. 이때, 클로닝 벡터가 전사체의 생성에 적용될 수 있다. 이들 클로닝 벡터들은 일반적으로 전사 벡터로서 설계되며, 본 발명에서 "재조합 벡터"에 포함된다. 본 발명에서, 상기 폴리뉴클레오티드가 RNA인 경우, 상기 RNA는 시험관내 전사된 RNA(IVT-RNA)인 것일 수 있으며, 적절한 DNA 주형을 이용하여 시험관내 전사에 의해 수득될 수 있다. 이때, 전사를 조절하기 위한 프로모터는 RNA 중합효소의 임의의 프로모터일 수 있다. 또한, 시험관내 전사를 위해 사용한 DNA 주형은 핵산, 특히 cDNA의 클로닝(본 발명의 폴리뉴클레오티드), 및 이를 시험관내 전사를 위한 적절한 벡터 내로 도입(본 발명의 폴리뉴클에오티드를 적재한 재조합 벡터)함으로써 수득할 수 있다. 상기 핵산(본 발명의 폴리뉴클레오티드)가 RNA인 경우, 역전사에 의해 cDNA가 얻어질 수 있다.The above "in vitro transcription" refers to a process in which RNA, particularly mRNA, is synthesized in vitro in a cell-free system. At this time, a cloning vector can be applied to the production of a transcript. These cloning vectors are generally designed as transcription vectors and are included in the "recombinant vector" in the present invention. In the present invention, when the polynucleotide is RNA, the RNA may be in vitro transcribed RNA (IVT-RNA) and may be obtained by in vitro transcription using an appropriate DNA template. At this time, the promoter for regulating transcription may be any promoter of RNA polymerase. In addition, the DNA template used for in vitro transcription can be obtained by cloning a nucleic acid, particularly a cDNA (a polynucleotide of the present invention), and introducing it into an appropriate vector for in vitro transcription (a recombinant vector loaded with the polynucleotide of the present invention). When the nucleic acid (the polynucleotide of the present invention) is RNA, cDNA can be obtained by reverse transcription.
구체적으로, 상기 RNA는 T7 RNA 중합효소와 같은 DNA 의존적 RNA 중합효소를 이용하여 합성될 수 있으며, 이때 상기 발현 벡터는 적재된 폴리뉴클레오티드의 5' 말단에 T7 프로모터를 포함할 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드가 적재된 발현 벡터를 주형으로 사용하여 IVT 시 다른 RNA 중합효소, 예를 들어 SP6 또는 T3 RNA 중합효소를 사용하는 경우, 상기 벡터는 SP6 또는 T3 프로모터를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 RNA 중합효소는 T7 RNA 중합효소일 수 있으며, 상기 재조합 벡터는 T7 프로모터를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 재조합 벡터는 본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드의 5' 말단 상류에 서열번호 94의 핵산 서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 프로모터를 포함할 수 있다. Specifically, the RNA can be synthesized using a DNA-dependent RNA polymerase such as T7 RNA polymerase, and at this time, the expression vector can include a T7 promoter at the 5' end of the loaded polynucleotide. When another RNA polymerase, for example, SP6 or T3 RNA polymerase, is used in IVT using the expression vector loaded with the polynucleotide as a template, the vector can include an SP6 or T3 promoter. In one embodiment of the present invention, the RNA polymerase can be T7 RNA polymerase, and the recombinant vector can include a T7 promoter. Specifically, the recombinant vector can include a promoter including or consisting of the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 94 at the 5' end upstream of the polynucleotide according to the present invention.
상기 saRNA 컨스트럭트를 합성하는데 주형으로 사용될 수 있는 벡터는 예를 들어, 플라스미드(plasmid), 코스미드(cosmid), 파아지(phage), 바이러스 벡터 등일 수 있다. 이때 상기 폴리뉴클레오티드 서열은 DNA 서열일 수 있으며, 바람직하게 플라스미드 DNA일 수 있다.A vector that can be used as a template for synthesizing the above saRNA construct may be, for example, a plasmid, a cosmid, a phage, a viral vector, etc. In this case, the polynucleotide sequence may be a DNA sequence, and preferably, may be plasmid DNA.
상기 "플라스미드"는 일반적으로 염색체 외 유전자 물질의 구조물, 대체로 염색체 DNA와 무관하게 복제될 수 있는, 원형 DNA 듀플렉스(duplex)를 의미한다. The above "plasmid" generally refers to a structure of extrachromosomal genetic material, usually a circular DNA duplex that can replicate independently of chromosomal DNA.
또한, 본 발명에서 상기 재조합 벡터는 숙주세포 내에서 자발적으로 복제할 수 있다. 이때, 상기 벡터는 숙주세포에 도입되어 숙주세포 유전체 내로 재조합 및 삽입되어 숙주 세포의 유전체와 함께 복제될 수 있다. In addition, in the present invention, the recombinant vector can replicate spontaneously within a host cell. At this time, the vector can be introduced into a host cell, recombined and inserted into the host cell genome, and replicated together with the host cell genome.
이때, 상기 재조합 벡터는 적재된 폴리뉴클레오티드의 발현을 제어하기 위한 프로모터 또는 조절자(regulator), 또는 인핸서(enhancer)를 추가로 포함할 수 있다.At this time, the recombinant vector may additionally include a promoter, regulator, or enhancer for controlling the expression of the loaded polynucleotide.
또한, 상기 플라스미드는 항생제 내성 유전자와 같은 선별 마커를 포함할 수 있고, 플라스미드를 유지하는 숙주 세포는 선택적인 조건하에서 배양될 수 있다.Additionally, the plasmid may contain a selection marker, such as an antibiotic resistance gene, and the host cell harboring the plasmid may be cultured under selective conditions.
형질전환된 숙주 세포Transformed host cells
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주 세포를 제공한다. 재조합 벡터는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a host cell transformed with the recombinant vector. The recombinant vector is the same as described above.
본 명세서에서 사용된 용어, "형질전환"은 DNA를 숙주 세포로 도입하여 DNA가 염색체의 인자로서 또는 염색체 통합 완성에 의해 복제 가능하게 되는 것으로 외부의 DNA를 세포 내로 도입하여 인위적으로 유전적인 변화를 일으키는 현상을 의미한다.The term "transformation" as used herein means the phenomenon of artificially causing genetic changes by introducing external DNA into a cell, such that the DNA becomes replicable as a chromosomal element or by completion of chromosomal integration by introducing the DNA into the host cell.
상기 "숙주 세포"는 다른 미생물 또는 유전자를 기생시켜 영양을 공급하는 세포로, 벡터가 숙주 세포에 형질전환됨으로써 숙주 세포 내에서 다양한 유전적 또는 분자적 영향을 미치게 되는 세포를 의미한다. 숙주 세포는 외부 DNA를 받아들일 수 있는 수용성(competence) 상태에서, 벡터와 같은 외부 DNA가 삽입될 수 있는데, 벡터가 숙주 세포에 성공적으로 도입되면, 해당 벡터의 유전형질을 숙주 세포에 제공하게 된다. 상기 숙주 세포는 원핵세포(예를 들어, 대장균) 또는 진핵세포(예를 들어 효모 세포 및 곤충 세포)를 포함할 수 있으며, 인간, 마우스, 햄스터, 돼지, 염소, 영장류로부터의 유래된 세포와 같은 포유동물 세포를 포함할 수 있다.The above "host cell" refers to a cell that supplies nutrition by parasitizing other microorganisms or genes, and a cell in which a vector exerts various genetic or molecular effects within the host cell by transforming the host cell. The host cell is in a state of competence that can accept external DNA, and external DNA such as a vector can be inserted, and when the vector is successfully introduced into the host cell, the genetic characteristics of the vector are provided to the host cell. The host cell may include a prokaryotic cell (e.g., E. coli) or a eukaryotic cell (e.g., yeast cell and insect cell), and may include a mammalian cell such as a cell derived from a human, mouse, hamster, pig, goat, or primate.
상기 형질전환은 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 형질전환 방법은 CaCl2 침전법, CaCl2 침전법에 DMSO(dimethyl sulfoxide)라는 환원물질을 사용함으로써 효율을 높인 Hanahan 방법, 전기천공법(electroporation), 인산칼슘 침전법, 원형질 융합법, 실리콘 카바이드 섬유를 이용한 교반법, 아그로박테리아 매개된 형질전환법, PEG를 이용한 형질전환법, 덱스트란 설페이트, 리포펙타민(lipofectamine) 및 건조/억제 매개된 형질전환 방법 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 플라스미드를 형질전환시키기 위한 방법은 상기 예들에 국한되지 않으며, 당업계에서는 통상적으로 사용되는 형질전환 방법이 제한 없이 사용될 수 있다.The above transformation can be performed by various methods. Specifically, the transformation method may be a CaCl 2 precipitation method, a Hanahan method that increases efficiency by using a reducing substance called DMSO (dimethyl sulfoxide) in the CaCl 2 precipitation method, electroporation, a calcium phosphate precipitation method, a protoplast fusion method, a stirring method using silicon carbide fibers, an Agrobacterium-mediated transformation method, a transformation method using PEG, dextran sulfate, lipofectamine, and a drying/inhibition-mediated transformation method. The method for transforming the plasmid of the present invention is not limited to the above examples, and a transformation method commonly used in the art may be used without limitation.
본 발명에서 형질전환된 숙주 세포는 본 발명의 목적 단백질을 생산하는 방법에 이용될 수 있다. 상기 방법은 숙주 세포의 배양 및 생산된 목적 단백질을 회수하는(recovering) 공정을 포함할 수 있다. 회수된 목적 단백질 또는 펩타이드는 배양 상등액으로부터 정제할 수 있다. The transformed host cell of the present invention can be used in a method for producing the target protein of the present invention. The method can include a process of culturing the host cell and recovering the produced target protein. The recovered target protein or peptide can be purified from the culture supernatant.
RNA 레플리콘 제조 방법Method for producing RNA replicons
본 발명의 또 다른 측면은, i) 본 발명에 의한 폴리뉴클레오티드가 적재된 재조합 벡터를 제작하는 단계; 및 ii) 상기 재조합 벡터에서 RNA를 합성하는 단계;를 포함하는 RNA 레플리콘을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 폴리뉴클레오티드, 재조합 벡터 및 RNA 레플리콘은 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a method for producing an RNA replicon, comprising the steps of: i) producing a recombinant vector loaded with a polynucleotide according to the present invention; and ii) synthesizing RNA from the recombinant vector. The polynucleotide, the recombinant vector, and the RNA replicon are the same as those described above.
상기 RNA 레플리콘은 재조합 벡터의 DNA를 주형으로 하여 시험관내 전사에 의해 수득될 수 있다. 일반적으로 폴리 아데노신 꼬리 서열은 DNA 주형상의 폴리-(dT) 서열에 의해 암호화된다. 본 발명에서 상기 폴리 아데노신 꼬리 서열은 전사 후에 효소를 이용하여 첨가될 수 있다. 또한, 본 발명에서 폴리 아데노신 꼬리 서열을 재조합 벡터로부터 전사될 수 있다. 바람직하게, 재조합 벡터로부터 전사되는 것일 수 있다.The above RNA replicon can be obtained by in vitro transcription using the DNA of the recombinant vector as a template. Generally, the poly adenosine tail sequence is encoded by a poly-(dT) sequence on the DNA template. In the present invention, the poly adenosine tail sequence can be added using an enzyme after transcription. In addition, in the present invention, the poly adenosine tail sequence can be transcribed from a recombinant vector. Preferably, it can be transcribed from a recombinant vector.
시험관내 전사의 적합한 방법은 본 기술분야에 잘 알려져 있으며, 본 기술분야의 기술자에게 알려져 있다. 예를 들면, [Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd edition. (1989) editor C Nolan, Cold Spring Harbor Laboratory Press]에 기술되어 있다. 또한, 다양한 시험관내 전사 키트가 상업적으로 이용 가능하다. Suitable methods for in vitro transcription are well known in the art and are known to those skilled in the art. For example, see [Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd edition. (1989) editor C Nolan, Cold Spring Harbor Laboratory Press]. In addition, a variety of in vitro transcription kits are commercially available.
백신 조성물Vaccine composition
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 본 발명의 폴리뉴클레오티드 또는 재조합 벡터를 유효성분으로 포함하는 백신 조성물을 제공한다. 여기서, 폴리뉴클레오티드 및 재조합 벡터는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a vaccine composition comprising the polynucleotide or recombinant vector of the present invention as an active ingredient. Here, the polynucleotide and the recombinant vector are the same as described above.
본 명세서에서 사용된 용어, "백신"은 질병에 대한 예방의 목적으로 생유기물을 사용하여 면역 시스템을 자극시키는데 사용되는 약제를 의미한다. 면역 활성화는 체내에서 항체 생성, T 세포의 자극 또는 다른 면역세포(예: 대식세포, 자연살해세포)를 자극하여 항원을 효율적으로 제거하기 위한 과정을 의미한다. 상기에 대한 자세한 면역학의 개관은 당업계의 통상의 기술자들은 쉽게 이해된다(Barrett, J.T., Textbook of Immunology, 1983). 본 명세서에서 "백신" 또는 "백신 조성물"은 혼용될 수 있다. The term "vaccine" as used herein refers to a drug that uses a living organism to stimulate the immune system for the purpose of preventing disease. Immune activation refers to the process of efficiently removing antigens by producing antibodies, stimulating T cells, or stimulating other immune cells (e.g., macrophages, natural killer cells) in the body. A detailed overview of immunology on the above is readily understood by those skilled in the art (Barrett, J.T., Textbook of Immunology, 1983). The terms "vaccine" and "vaccine composition" may be used interchangeably herein.
본 발명에서 상기 백신 조성물은 원생동물, 진균, 박테리아 또는 바이러스 감염을 치료하기 위한 것일 수 있다. 본 발명에서 상기 백신 조성물은 암을 치료하기 위한 것일 수 있다.In the present invention, the vaccine composition may be for treating protozoan, fungal, bacterial or viral infections. In the present invention, the vaccine composition may be for treating cancer.
상기 백신 조성물에서 유효성분인 폴리뉴클레오티드 또는 재조합 벡터는 전형적인 면역 반응을 유도하기에 충분한 양으로 포함될 수 있다. 상기 백신 조성물에서 상기 유효성분은 약 0.0001 ㎍ 내지 약 1000 ㎍으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 약 0.0001 ㎍ 내지 약 1000 ㎍, 약 0.001 ㎍ 내지 약 100 ㎍ 또는 약 0.01 ㎍ 내지 약 10 ㎍으로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the above vaccine composition, the active ingredient, a polynucleotide or recombinant vector, may be included in an amount sufficient to induce a typical immune response. In the above vaccine composition, the active ingredient may be included in an amount of about 0.0001 ㎍ to about 1000 ㎍. Specifically, it may be included in an amount of about 0.0001 ㎍ to about 1000 ㎍, about 0.001 ㎍ to about 100 ㎍, or about 0.01 ㎍ to about 10 ㎍, but is not limited thereto.
본 발명의 백신 조성물에서 상기 유효성분은 전형적인 면역 반응을 유도하기에 충분한 양, 용도, 제형, 배합 목적 등에 따라 임의의 양(유효량)으로 포함될 수 있다. 통상적으로 유효량은 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때, 0.001 중량% 내지 20.0 중량% 범위 내에서 결정될 수 있다. 여기서 "유효량"이란 백신 조성물이 백신의 전형적인 면역 반응을 유도하기에 충분한 유효성분인 재조합 미생물의 양을 말한다. 이러한 유효량은 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 실험적으로 결정될 수 있다.In the vaccine composition of the present invention, the effective ingredient may be included in any amount (effective amount) depending on the amount, use, formulation, compounding purpose, etc. sufficient to induce a typical immune response. Typically, the effective amount may be determined within the range of 0.001 wt% to 20.0 wt% based on the total weight of the composition. Here, the "effective amount" refers to the amount of the recombinant microorganism, which is an effective ingredient, sufficient for the vaccine composition to induce a typical immune response of the vaccine. This effective amount can be experimentally determined within the normal ability range of a person skilled in the art.
또한, 상기 백신 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체 또는 희석제를 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물에 사용된 담체는 약제학적으로 허용되는 담체, 보조제 및 비히클을 포함하며 총괄적으로 "약제학적으로 허용되는 담체"라고 한다. 여기서 "약제학적으로 허용되는" 의미는 상기 유효성분의 활성을 억제하지 않으면서 적용(처방) 대상이 적응 가능한 이상의 독성을 지니지 않는다는 의미이다. 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 약제학적으로 허용되는 담체로는 이들로 한정되는 것은 아니지만 이온 교환, 알루미나, 알루미늄 스테아레이트, 레시틴, 혈청 단백질(예, 사람 혈청 알부민), 완충 물질(예, 여러 인산염, 글리신, 소르브산, 칼륨 소르베이트, 포화 식물성 지방산의 부분적인 글리세라이드 혼합물), 물, 염 또는 전해질(예, 프로타민 설페이트, 인산수소이나트륨, 인산수소칼륨, 염화나트륨 및 아연 염), 교질성 실리카, 마그네슘 트리실리케이트, 폴리비닐 피롤리돈, 셀룰로즈-계 기질, 폴리에틸렌 글리콜, 나트륨 카르복시메틸셀룰로즈, 폴리아릴레이트, 왁스, 폴리에틸렌-폴리옥시프로필렌-차단 중합체, 폴리에틸렌 글리콜 및 양모지 등이 포함될 수 있다.In addition, the vaccine composition may include a pharmaceutically acceptable carrier or diluent. The carrier used in the composition of the present invention includes pharmaceutically acceptable carriers, adjuvants, and vehicles, and is collectively referred to as a "pharmaceutically acceptable carrier." Here, "pharmaceutically acceptable" means that it does not inhibit the activity of the active ingredient and does not have toxicity that is more than the target of application (prescription) can adapt to. Pharmaceutically acceptable carriers that may be used in the compositions of the present invention include, but are not limited to, ion exchange, alumina, aluminum stearate, lecithin, serum proteins (e.g., human serum albumin), buffering substances (e.g., various phosphates, glycine, sorbic acid, potassium sorbate, partial glyceride mixtures of saturated vegetable fatty acids), water, salts or electrolytes (e.g., protamine sulfate, disodium hydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, sodium chloride, and zinc salts), colloidal silica, magnesium trisilicate, polyvinyl pyrrolidone, cellulose-based matrices, polyethylene glycol, sodium carboxymethylcellulose, polyarylates, waxes, polyethylene-polyoxypropylene-blocked polymers, polyethylene glycol, and wool fat.
한편, 본 발명의 백신 조성물은 "치료학적으로 유효한 양"으로 투여할 수 있다. "치료학적 유효량"은 질환의 종류, 환자의 연령, 체중, 건강, 성별, 환자의 약물에 대한 민감도, 투여 경로, 투여 방법, 투여 횟수, 치료 기간, 배합 또는 동시 사용되는 약물 등 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 통상의 기술자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. Meanwhile, the vaccine composition of the present invention can be administered in a "therapeutically effective amount." The "therapeutically effective amount" can be easily determined by a person skilled in the art based on factors well known in the medical field, such as the type of disease, the patient's age, weight, health, sex, the patient's sensitivity to drugs, the route of administration, the method of administration, the number of administrations, the treatment period, and drugs used in combination or simultaneously.
본 명세서에서 사용된 용어 "투여"는 적절한 방법으로 개체에게 소정의 물질을 도입하는 것을 의미하며, 상기 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 백신이 항체를 생성함에 있어 효과적이기 위해서는, 항원성 물질이 백신 처리된 대상의 항체-생성 기전이 실현될 수 있도록 체내로 유입되어야 한다. 따라서 면역반응을 위해서는 본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드 또는 재조합 벡터가 체내에 우선 도입되어야 한다. The term "administration" as used herein means introducing a given substance into a subject in an appropriate manner, and the route of administration of the composition may be administered through any common route as long as it can reach the target tissue. In order for a vaccine to be effective in producing antibodies, the antigenic substance must be introduced into the body so that the antibody-producing mechanism of the subject treated with the vaccine can be realized. Therefore, in order to induce an immune response, the polynucleotide or recombinant vector according to the present invention must first be introduced into the body.
본 발명에 의한 폴리뉴클레오티드 또는 재조합 벡터를 개체에 투여하는 경우, 지질 나노입자(LNP, lipid nanoparticle)로 캡슐화하거나 지질로 코팅하여 리포좀(liposome) 또는 소포(vesicle)의 형태로 투여할 수 있다. 이때, 상기 지질-캡슐화된 산물은 지질 응집체(lipid aggregate) 또는 마이셀(micelle)의 형태로 존재할 수 있다. 상기 LNP는 기술분야에 주지의 방법을 사용하여 제조될 수 있다.When administering the polynucleotide or recombinant vector according to the present invention to a subject, it may be encapsulated as a lipid nanoparticle (LNP) or coated with lipid and administered in the form of a liposome or vesicle. At this time, the lipid-encapsulated product may exist in the form of a lipid aggregate or micelle. The LNP may be manufactured using a method known in the art.
본 발명에서 상기 백신 조성물에 의해 제시되는 항원에 의한 바람직한 반응을 자극하기 위해서는 비경구 투여를 통해 전신 투여될 수 있다. 비경구 투여는 비내, 비강내, 구강, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 피내, 복강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장 투여 형태로 투여될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게, 피하 또는 근육내 투여될 수 있다. In order to stimulate a desirable response by the antigen presented by the vaccine composition of the present invention, it can be administered systemically through parenteral administration. Parenteral administration can be administered in the form of intranasal, intranasal, oral, intravenous, intramuscular, intraarterial, intramedullary, intrathecal, intracardiac, transdermal, subcutaneous, intradermal, intraperitoneal, enteral, topical, sublingual or rectal administration, but is not limited thereto. Preferably, it can be administered subcutaneously or intramuscularly.
본 발명에 의한 백신 조성물의 투여대상은 예를 들면, 인간, 소, 말, 돼지, 개, 양, 염소, 또는 고양이 등의 포유동물일 수 있으며, 바람직하게는 인간일 수 있다.The subject of administration of the vaccine composition according to the present invention may be a mammal such as a human, cow, horse, pig, dog, sheep, goat, or cat, and preferably a human.
상기 백신 조성물의 바람직한 투여량은 투여대상의 제제화 방법, 투여 방식, 투여대상의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인에 따라 다양하게 처방될 수 있고, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 투여대상에게 적합한 투여량은 유전자 생성물의 항원성에 따라 변하며 존재하는 백신의 전형적인 면역 반응을 유도하기에 충분한 양이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 투여량은 일상적 실험 과정을 거쳐 필요량을 쉽게 판단할 수 있다. 전형적인 초기의 백신 용량은 약 0.001 ㎍/kg 내지 약 10 mg/kg 또는 약 0.01 ㎍/㎏ 내지 약 1 ㎎/㎏의 항원일 수 있으며, 바람직한 수준의 보호를 제공하기에 필요에 따라 양을 증가하거나 다중 용량을 사용할 수 있다. 상기 백신 조성물은 1일 1회 투여될 수 있고, 매일, 격일, 매주 또는 격주로 투여될 수 있다. 이러한 투여량은 어떠한 측면으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다.The preferred dosage of the above vaccine composition can be prescribed in various ways depending on factors such as the formulation method of the subject of administration, the method of administration, the age, weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, and response sensitivity of the subject of administration, and can be appropriately selected by a person skilled in the art. The dosage suitable for the subject of administration varies depending on the antigenicity of the gene product and is not particularly limited as long as it is an amount sufficient to induce a typical immune response of the existing vaccine. The dosage can be easily determined through routine experimental procedures. A typical initial vaccine dose can be about 0.001 μg/kg to about 10 mg/kg or about 0.01 μg/kg to about 1 mg/kg of antigen, and the amount can be increased or multiple doses can be used as needed to provide a desired level of protection. The vaccine composition can be administered once a day, daily, every other day, weekly, or every other week. Such dosage should not be construed as limiting the scope of the present invention in any way.
상기 백신 조성물은 예를 들면, 분말, 정제, 캡슐, 액체, 연고, 크림, 겔, 히드로겔, 에어로졸, 스프레이, 미셀 용액, 경피 패치, 리포좀 현탁액, 폴리플렉스, 에멀전, (표면에 RNA를 갖거나 캡슐화된) 지질 나노입자(LNP)의 형태 또는 치료 또는 백신화를 필요로 하는 인간 또는 포유동물에게 투여될 수 있는 임의의 다른 적합한 형태로 제조될 수 있다. The above vaccine composition may be prepared in the form of, for example, a powder, a tablet, a capsule, a liquid, an ointment, a cream, a gel, a hydrogel, an aerosol, a spray, a micellar solution, a transdermal patch, a liposomal suspension, a polyplex, an emulsion, a lipid nanoparticle (LNP) (having RNA on its surface or encapsulated therein) or any other suitable form which can be administered to a human or mammal in need of treatment or vaccination.
상기 백신 조성물이 비내 또는 비경구 투여될 경우에는 스프레이(spray) 또는 에어로졸(aerosol) 형태로의 투여, 또는 흡입(inhalation) 투여될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 비내 또는 비강내 투여용 조성물은 약제의 분야에 잘 알려진 기술에 따라 제조하며 벤질 알코올 또는 다른 적합한 보존제, 생체이용율을 증강시키기 위한 흡수 촉진제, 플루오로카본 및/또는 기타 본 분야에 알려진 가용화제 또는 분산제를 사용하여 염수중의 용액으로서 제조할 수 있다.When the above vaccine composition is administered intranasally or parenterally, it may be administered in the form of a spray or aerosol, or by inhalation, but is not limited thereto. The composition for intranasal or intranasal administration is prepared according to techniques well known in the pharmaceutical field, and may be prepared as a solution in saline using benzyl alcohol or other suitable preservatives, absorption promoters for enhancing bioavailability, fluorocarbons, and/or other solubilizers or dispersants known in the art.
본 발명에 따른 백신 조성물은 비경구 투여되는 경우, 멸균 주사용 수성 또는 유성 현탁액으로서 멸균 주사용 제제의 형태로 제조될 수 있다. 상기 현탁액은 적합한 분산제 또는 습윤제(예, 트윈 80) 및 현탁화제를 사용하여 본 분야에 공지된 기술에 따라 제형될 수 있다. 멸균 주사용 제제는 또한 무독성의 비경구적으로 허용되는 희석제 또는 용매중의 멸균 주사용액 또는 현탁액(예, 1,3-부탄디올중의 용액)일 수 있다. 허용적으로 사용될 수 있는 비히클 및 용매로는 만니톨, 물, 링겔 용액 및 등장성 염화나트륨 용액이 있다. 또한, 멸균 불휘발성 오일이 통상적으로 용매 또는 현탁화 매질로서 사용된다. 이러한 목적을 위해, 합성 모노 또는 디글리세라이드를 포함하여 자극성이 적은 어떠한 불휘발성 오일도 사용할 수 있다. 올레산 및 이의 글리세라이드 유도체와 같은 지방산이 약제학적으로 허용되는 천연 오일(예, 올리브유 또는 피마자유), 특히 이들의 폴리옥시에틸화된 것과 마찬가지로 주사 제제에 유용하다.The vaccine composition according to the present invention, when administered parenterally, may be prepared in the form of a sterile injectable preparation as a sterile aqueous or oily suspension for injection. The suspension may be formulated according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents (e.g., Tween 80) and suspending agents. The sterile injectable preparation may also be a sterile injectable solution or suspension in a nontoxic, parenterally acceptable diluent or solvent (e.g., a solution in 1,3-butanediol). Acceptable vehicles and solvents include mannitol, water, Ringer's solution, and isotonic sodium chloride solution. In addition, sterile fixed oils are commonly used as solvents or suspending media. For this purpose, any fixed oil having little irritation, including synthetic mono- or diglycerides, may be used. Fatty acids such as oleic acid and its glyceride derivatives are useful in injectable preparations, as are pharmaceutically acceptable natural oils (e.g., olive oil or castor oil), especially their polyoxyethylated forms.
상기 제제화와 관련하여서는 당업계에 공지되어 있으며, 구체적으로 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)] 등을 참조할 수 있다. 상기 문헌은 본 명세서의 일부로서 간주된다.With regard to the above formulation, it is known in the art, and specifically, reference can be made to the literature [Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)], etc. The above literature is considered to be a part of this specification.
본 발명의 백신 조성물은 백신의 면역원성을 증강시킬 수 있도록 면역증강제(adjuvant)를 추가로 포함할 수 있다. 면역증강제 등의 보조 성분들은 항원 종류 및 백신 조성물의 적응증에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.The vaccine composition of the present invention may additionally include an adjuvant to enhance the immunogenicity of the vaccine. Auxiliary components such as an adjuvant may be appropriately selected and used depending on the type of antigen and the indication of the vaccine composition.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 폴리뉴클레오티드, 재조합 벡터 또는 백신 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 질환의 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다. 이때, 백신 조성물 및 투여는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a method for preventing or treating a disease, comprising administering to a subject the polynucleotide, recombinant vector or vaccine composition. In this case, the vaccine composition and administration are the same as described above.
본 명세서에서 사용된 용어, "치료"는 치료학적 처리 및 예방적 처리를 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 이때, "예방"은 개체의 병리학적 상태 또는 질환을 완화시키거나 감소시키는 의미로 사용될 수 있다. 상기 치료는 인간을 포함한 포유류에서 질환을 치료하기 위한 적용이나 어떠한 형태의 투약을 모두 포함한다. 또한, 상기 용어는 질환의 진행을 억제하거나 늦추는 것을 포함하며; 손상되거나, 결손된 기능을 회복시키거나, 수리하여, 질환을 부분적이거나 완전하게 완화시키거나, 또는 비효율적인 프로세스를 자극하거나, 심각한 질환을 완화하는 의미를 포함한다.The term "treatment" as used herein can be used to mean both therapeutic treatment and preventive treatment. In this case, "prevention" can be used to mean alleviating or reducing a pathological condition or disease of an individual. The treatment includes all applications or any form of medication for treating a disease in mammals, including humans. In addition, the term includes inhibiting or slowing the progression of a disease; restoring or repairing damaged or defective functions, partially or completely alleviating a disease, or stimulating an ineffective process, or alleviating a serious disease.
상기 질환은 원생동물, 진균, 박테리아 또는 바이러스에 의한 감염성 질환일 수 있고, 암 질환일 수 있다. The above disease may be an infectious disease caused by protozoa, fungi, bacteria or viruses, or may be a cancer disease.
상기 개체는 상기 질환을 앓거나 앓을 가능성이 있는 포유 동물일 수 있으며, 바람직하게 인간일 수 있다. The subject may be a mammal suffering from or capable of suffering from the disease, preferably a human.
상기 투여량은 제제화 방법, 투여방식, 환자의 연령, 체중, 성별, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. The above dosage may be prescribed in various ways depending on factors such as formulation method, administration method, patient's age, weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, and response sensitivity.
본 발명의 또 다른 측면은 서열번호 22의 아미노산 서열을 포함하는 엔테로바이러스 유래의 비구조 단백질 2A 프로테아제 절단 부위를 제공한다. 상기 엔테로바이러스, 비구조 단백질 및 2A 프로테아제 절단 부위는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a nonstructural protein 2A protease cleavage site derived from enterovirus comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22. The enterovirus, the nonstructural protein and the 2A protease cleavage site are the same as described above.
본 발명의 또 다른 측면은 서열번호 50의 아미노산 서열을 포함하는 엔테로바이러스 유래의 비구조 단백질 3C 프로테아제 절단 부위를 제공한다. 상기 엔테로바이러스, 비구조 단백질 및 3C 프로테아제 절단 부위는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a nonstructural protein 3C protease cleavage site derived from enterovirus comprising an amino acid sequence of SEQ ID NO: 50. The enterovirus, the nonstructural protein and the 3C protease cleavage site are the same as described above.
본 발명의 또 다른 측면은 서열번호 81 또는 서열번호 82의 핵산 서열을 포함하는 IRES 변이체를 제공한다. 상기 IRES 변이체는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides an IRES variant comprising a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 81 or SEQ ID NO: 82. The IRES variant is as described above.
본 발명의 또 다른 측면은 서열번호 86 또는 서열번호 87의 핵산 서열을 포함하는 5' 비번역 영역 변이체를 제공한다. 상기 5' 비번역 영역 변이체는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a 5' untranslated region variant comprising the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 86 or SEQ ID NO: 87. The 5' untranslated region variant is the same as described above.
본 발명의 또 다른 측면은 서열번호 35의 핵산 서열을 포함하는 코작 서열을 제공한다. 상기 코작 서열은 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a Kozak sequence comprising a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 35. The Kozak sequence is identical to that described above.
본 발명의 또 다른 측면은 서열번호 75의 아미노산 서열를 포함하는 엔테로바이러스 유래의 비구조 단백질 2A 프로테아제를 제공한다. 상기 2A 프로테아제는 상술한 바와 동일하다.Another aspect of the present invention provides a nonstructural protein 2A protease derived from enterovirus comprising an amino acid sequence of SEQ ID NO: 75. The 2A protease is the same as described above.
본 발명의 또 다른 측면은 서열번호 45 또는 서열번호 85의 아미노산 서열을 포함하는 중증열성혈소판감소증후군(SFTS) 바이러스 항원을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) virus antigen comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 45 or SEQ ID NO: 85.
본 발명에서 사용된 용어, "중증열성혈소판감소증후군"은 고열 및 혈소판감소를 주증으로 하는 질병을 지칭하는 것으로, SFTS 바이러스에 감염되어 질병이 유발된다. SFTS는 SFTS 바이러스를 매개하는 후기문진드기목 참진드기과(Ixodidae), 작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis)에 의해 전파되며, 흡혈과정에서 진드기가 보균하고 있는 바이러스가 체내로 유입되어, 증식하여 발병된다.The term "severe fever with thrombocytopenia syndrome" used in the present invention refers to a disease with high fever and thrombocytopenia as its main symptoms, and is caused by infection with the SFTS virus. SFTS is transmitted by the Haemaphysalis longicornis tick of the Ixodidae family of the Ixodiformes order, which vectors the SFTS virus, and the virus carried by the tick enters the body during blood sucking, multiplies, and causes the disease.
본 발명의 또 다른 측면은 목적 단백질 및 프로테아제 절단 부위를 포함하는 융합 단백질을 제공한다. 상기 융합 단백질 내 목적 단백질은 제1 목적 단백질일 수 있고, 제2 목적 단백질일 수 있으며, 제1 및 제2 목적 단백질을 모두 포함하는 것일 수 있다. 상기 목적 단백질이 제1 목적 단백질인 경우 상기 프로테아제 절단 부위는 엔테로바이러스의 비구조 단백질 유래의 2A 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 이때, 2A 프로테아제는 제1 목적 단백질의 C 말단에 위치할 수 있다. 상기 목적 단백질이 제2 목적 단백질인 경우, 상기 프로테아제 절단 부위는 엔테로바이러스의 비구조 단백질 유래의 2A, 3CD 프로테아제 또는 3C 프로테아제에 의해 절단되는 부위일 수 있다. 이때, 2A, 3CD 또는 3C 프로테아제 절단 부위는 제2 목적 단백질의 C 말단에 위치할 수 있다. 상기 목적 단백질이 제1 및 제2 목적 단백질을 모두 포함하는 경우, 제2 목적 단백질은 제1 목적 단백질의 N 말단에 위치할 수 있으며, 상기 두 목적 단백질은 엔테로바이러스의 비구조 단백질 유래의 2A 프로테아제, 3CD 프로테아제 또는 3C 프로테아제 절단 부위를 통해 연결되는 것일 수 있다. 이때, 제1 목적 단백질의 C 말단으로 2A 프로테아제가 위치할 수 있다. 또한, 상기 제2 목적 단백질은 1개 이상의 동일하거나 상이한 목적 단백질로 이루어진 것일 수 있으며, 이때, 상기 단백질들은 2A, 3CD 및 3CD 프로테아제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 프로테아제 절단 부위를 통해 연결된 것일 수 있다. 상기 프로테아제 절단 부위는 서로 동일한 것일 수 있고, 상이한 것일 수 있다.Another aspect of the present invention provides a fusion protein comprising a target protein and a protease cleavage site. The target protein in the fusion protein may be a first target protein, a second target protein, or may include both the first and second target proteins. When the target protein is the first target protein, the protease cleavage site may be a site cleaved by a 2A protease derived from a nonstructural protein of an enterovirus. In this case, the 2A protease may be located at the C-terminus of the first target protein. When the target protein is the second target protein, the protease cleavage site may be a site cleaved by a 2A, 3CD protease or 3C protease derived from a nonstructural protein of an enterovirus. In this case, the 2A, 3CD or 3C protease cleavage site may be located at the C-terminus of the second target protein. When the above target protein includes both the first and second target proteins, the second target protein may be located at the N-terminus of the first target protein, and the two target proteins may be linked via a 2A protease, 3CD protease or 3C protease cleavage site derived from a nonstructural protein of an enterovirus. At this time, the 2A protease may be located at the C-terminus of the first target protein. In addition, the second target protein may be composed of one or more identical or different target proteins, and at this time, the proteins may be linked via a protease cleavage site selected from the group consisting of 2A, 3CD and 3CD proteases. The protease cleavage sites may be identical or different.
여기서 상기 목적 단백질, 제1 목적 단백질, 제2 목적 단백질, 엔테로바이러스 비구조 단백질, 및 2A, 3CD 및 3C 프로테아제 절단 부위는 상술한 바와 동일하다.Here, the target protein, the first target protein, the second target protein, the enterovirus nonstructural protein, and the 2A, 3CD and 3C protease cleavage sites are the same as described above.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are only intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
I. 최적화된 자가 증폭 RNA 제작I. Production of optimized self-amplifying RNA
제조예 1. 엔테로바이러스 기반 saRNA를 포함하는 벡터 제작 Manufacturing Example 1. Production of a vector containing enterovirus-based saRNA
본 발명에서 최적화된 자가 증폭 RNA 컨스트럭트 제작 시 기본 백본으로 사용될 루시퍼라제가 목적 단백질로 삽입되어 있는 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트 형태의 clone 벡터를 제작하였다.In the present invention, a clone vector in the form of an enterovirus-based saRNA construct with luciferase inserted as a target protein, which is used as a basic backbone in the production of an optimized self-amplifying RNA construct, was produced.
본 발명에서 사용된 clone 벡터는 pUC19-CMV/T7(Addgene, plasmid #50005) 벡터에 콕사키바이러스 B5 유전자(서열번호 99)를 "Development of a Universal Cloning System for Reverse Genetics of Human Enteroviruses"(WS Choi, et al., Microbiol Spectr. 18;e0316722)에 기재된 방법과 동일한 방법으로 적재하여 감염성 클론을 제작하였다. 상기 클론에 In-fusion cloning(In-Fusion®HD Cloning Kit, Takara) 방법을 이용하여 P1 도메인(구조 단백질, VP)을 목적 단백질(루시퍼라제, 서열번호 41)로 치환하여 saRNA 컨스트럭트 형태의 clone 벡터를 제작하였다(도 16).The clone vector used in the present invention was constructed by loading the Coxsackievirus B5 gene (SEQ ID NO: 99) into the pUC19-CMV/T7 (Addgene, plasmid #50005) vector using the same method described in "Development of a Universal Cloning System for Reverse Genetics of Human Enteroviruses" (WS Choi, et al., Microbiol Spectr. 18; e0316722) to produce an infectious clone. Using the In-fusion cloning (In-Fusion®HD Cloning Kit, Takara) method, the P1 domain (structural protein, VP) of the clone was replaced with the target protein (luciferase, SEQ ID NO: 41) to produce a clone vector in the form of a saRNA construct (Fig. 16).
실시예 1. 자가 증폭 RNA의 2A 프로테아제 절단 부위 서열 선별Example 1. Selection of 2A protease cleavage site sequences of self-amplifying RNA
본 발명에 따른 목적 단백질의 발현율이 최적화된 변형된 자가 증폭 RNA(self-amplifying RNA, saRNA) 컨스트럭트를 제작하기 위하여, 먼저 엔테로바이러스의 비구조 단백질인 2A 프로테아제의 절단 부위의 아미노산 서열에 따른 목적 단백질의 발현량을 확인하였다.In order to produce a modified self-amplifying RNA (saRNA) construct with an optimized expression rate of the target protein according to the present invention, the expression level of the target protein was first confirmed according to the amino acid sequence of the cleavage site of 2A protease, a nonstructural protein of enterovirus.
실시예 1.1. 2A 프로테아제 절단 부위 서열 종류별 saRNA 컨스트럭트 제작Example 1.1. Production of saRNA constructs by 2A protease cleavage site sequence type
구체적으로, 제조예 1의 방법으로 자체 제작한 루시퍼라제가 목적 단백질로 삽입되어 있는 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트 형태의 clone 벡터의 2A 프로테아제의 절단 부위에 공지된 mutagenesis 방법을 이용하여 1개(VP1-1a.a, 서열번호 18), 5개(VP1-5a.a, 서열번호 19), 10개(VP1-10a.a, 서열번호 20), 15개(VP1-15a.a, 서열번호 21), 20개(VP1-20a.a, 서열번호 22) 또는 25개(VP1-25a.a, 서열번호 23)의 아미노산 서열이 포함되도록 각각 서열번호 24 내지 서열번호 29의 염기서열을 삽입하여 라이브러리 벡터를 제작하였다. 상기 벡터 DNA에 BsmbI(NEB) 제한 효소를 첨가하고 55℃에서 1 내지 6시간 반응시켜 선형화시킨 뒤, 80℃에서 20분간 반응시켜 제한 효소를 불활성화 하였다. 상기 DNA는 0.9% 한천 겔(agarose gel)에서 전기영동 하여 선형 DNA인 것을 확인한 후, 하기의 정제하였다.Specifically, a library vector was produced by inserting the base sequences of SEQ ID NOs: 24 to 29 into the cleavage site of the 2A protease of an enterovirus-based saRNA construct clone vector having a luciferase produced in-house by the method of Manufacturing Example 1 inserted as a target protein using a known mutagenesis method so that 1 (VP1-1a.a, SEQ ID NO: 18), 5 (VP1-5a.a, SEQ ID NO: 19), 10 (VP1-10a.a, SEQ ID NO: 20), 15 (VP1-15a.a, SEQ ID NO: 21), 20 (VP1-20a.a, SEQ ID NO: 22), or 25 (VP1-25a.a, SEQ ID NO: 23) amino acid sequences were included. BsmbI (NEB) restriction enzyme was added to the above vector DNA, and linearized by reaction at 55°C for 1 to 6 hours, and then the restriction enzyme was inactivated by reaction at 80°C for 20 minutes. The DNA was confirmed to be linear DNA by electrophoresis on a 0.9% agarose gel, and then purified as follows.
정제된 선형화 DNA를 주형으로 Invitrogen™MEGAscript™T7 Transcription Kit를 사용하여 37℃에서 3시간 반응시켜 시험관내 전사(IVT, in vitro transcription)를 수행하였다. DNase를 처리하여 잔여 DNA 주형을 제거한 뒤, 리튬클로라이드(LiCl)침전법으로 생성된 RNA를 정제하였다(표 1).In vitro transcription (IVT) was performed using the purified linearized DNA as a template using the Invitrogen™MEGAscript™T7 Transcription Kit at 37°C for 3 hours. After treatment with DNase to remove residual DNA template, the produced RNA was purified using lithium chloride (LiCl) precipitation (Table 1).
실시예 1.2. 2A 프로테아제 절단 부위 서열에 따른 saRNA 컨스트럭트의 발현율 비교Example 1.2. Comparison of expression rates of saRNA constructs according to 2A protease cleavage site sequences
실시예 1.1의 방법으로 제작된 saRNA 컨스트럭트를 293T 세포에 형질감염시켜 발현정도를 확인하였다. The saRNA construct produced by the method of Example 1.1 was transfected into 293T cells and the expression level was confirmed.
구체적으로, 293T 세포를 6-웰 플레이트에 5×105 세포/웰로 접종한 뒤, 밤새 배양한 뒤, 형질감염 4시간 전 세포의 배지를 우태아혈청(FBS)이 첨가되지 않은 배지로 배양액을 교체하여 세포를 준비하였다. Specifically, 293T cells were seeded at 5 × 10 5 cells/well in a 6-well plate, cultured overnight, and then the cell medium was replaced with medium without fetal bovine serum (FBS) 4 hours before transfection to prepare the cells.
상기 정제된 각각의 RNA는 웰당 5 ㎍씩 Lipofectamine®2000 Transfection Reagent(Invitrogen)을 이용하여 각각 세포에 형질감염 시켰다. 형질감염 12시간 뒤, 세포를 수거하여 원심분리(12,000 rpm, 3분)하여 세포를 침전시켜 Luciferase Cell Culture Lysis 1× Reagent를 첨가(100 ㎕)하고 실온에서 30분간 반응시켰다. 반응이 끝난 뒤, 반응액을 재원심분리(12,000 rpm, 1분)하고, 상층액(20 ㎕)의 루시퍼라제 활성을 Luciferase Assay System reagent(Promega)를 이용하여 측정하였다.Each of the purified RNAs above was transfected into cells at 5 μg per well using Lipofectamine®2000 Transfection Reagent (Invitrogen). 12 hours after transfection, cells were harvested, centrifuged (12,000 rpm, 3 minutes) to precipitate the cells, and Luciferase Cell Culture Lysis 1× Reagent was added (100 μl) and reacted at room temperature for 30 minutes. After the reaction was complete, the reaction solution was centrifuged again (12,000 rpm, 1 minute), and the luciferase activity of the supernatant (20 μl) was measured using Luciferase Assay System reagent (Promega).
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, VP1의 C 말단의 20개의 아미노산을 삽입한 saRNA 컨스트럭트(VP1-20a.a) 처리군에서 루시퍼라제의 발광이 가장 높은 것으로 나타났다.As a result, as shown in Fig. 2, the luminescence of luciferase was found to be the highest in the group treated with the saRNA construct (VP1-20a.a) into which 20 amino acids at the C-terminus of VP1 were inserted.
따라서, 본 발명의 발현율이 최적화된 변형된 saRNA 컨스트럭트의 2A 프로테아제 절단 부위로 VP1의 C 말단의 20개의 아미노산 서열(서열번호 22)을 사용하였다.Therefore, the 20 amino acid sequence (SEQ ID NO: 22) at the C-terminus of VP1 was used as the 2A protease cleavage site of the modified saRNA construct with optimized expression rate of the present invention.
실시예 2. 코작 서열 및 종결 코돈 선별Example 2. Selection of Kozak sequence and stop codon
실시예 2.1. 코작 서열 및 종결 코돈 종류별 saRNA 컨스트럭트 제작Example 2.1. Production of saRNA constructs by Kozak sequence and stop codon type
본 발명에서 목적 단백질의 발현율이 최적화된 변형된 saRNA 컨스트럭트를 제작하기 위하여, 코작 서열 및 종결 코돈에 따른 목적 단백질의 발현량을 확인하였다.In order to produce a modified saRNA construct with an optimized expression rate of the target protein in the present invention, the expression level of the target protein according to the Kozak sequence and stop codon was confirmed.
실시예 1.1과 동일한 방법으로 saRNA 컨스트럭트가 제작되었으며, 이때, 재조합 벡터는 5' UTR의 3' 말단에 Kozak 1(서열번호 35, CCACC), Kozak 2(서열번호 36, GCCACC) 또는 Kozak 4(서열번호 37, AAG)의 코작 서열이 삽입되었다. 종결 코돈은 3' UTR의 5' 말단에 연속된 서로 다른 3개의 종결 코돈으로 이루어진 서열(3× stop)(서열번호 9, TGATAATAG)을 사용하였다(표 2).The saRNA construct was produced in the same manner as in Example 1.1, and at this time, the recombinant vector had a Kozak sequence of Kozak 1 (SEQ ID NO: 35, CCACC), Kozak 2 (SEQ ID NO: 36, GCCACC), or Kozak 4 (SEQ ID NO: 37, AAG) inserted at the 3' end of the 5' UTR. The stop codon used was a sequence consisting of three different stop codons in succession at the 5' end of the 3' UTR (3× stop) (SEQ ID NO: 9, TGATAATAG) (Table 2).
(TGATAATAG)Sequence number 9
(TGATAATAG)
(UGAUAAUAG)Sequence number 68
(UGAUAAUAG)
실시예 2.2. 코작 서열 및 종결 코돈에 따른 saRNA 컨스트럭트 발현율 비교Example 2.2. Comparison of saRNA construct expression rates according to Kozak sequence and stop codon
실시예 2.1의 방법으로 제작된 각각의 saRNA 컨스트럭트의 발현을 실시예 1.2와 동일한 방법으로 293T 세포에서 Luciferase assay reagent(Progmega)를 이용하여 측정하였다. 이때, 대조군으로 콕사키바이러스 B5로부터 자체 제작한 클론벡터(original P.C)를 사용하였다.The expression of each saRNA construct produced by the method of Example 2.1 was measured in 293T cells using Luciferase assay reagent (Progmega) in the same manner as in Example 1.2. At this time, a clone vector (original P.C) produced in-house from Coxsackievirus B5 was used as a control.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, Kozak 4의 코작 서열이 삽입된 saRNA 컨스트럭트(Kozak 4)에서 루시퍼라제의 활성이 가장 높게 나타났다. 또한, 대조군과 비교하여 서열번호 68(DNA의 경우 서열번호 9)의 종결 코돈이 삽입된 saRNA 컨스트럭트에서 루시퍼라제의 활성이 유의적으로 증가하였다.As a result, as shown in Fig. 3, the luciferase activity was highest in the saRNA construct (Kozak 4) into which the Kozak sequence of Kozak 4 was inserted. In addition, compared to the control group, the luciferase activity significantly increased in the saRNA construct into which the stop codon of sequence number 68 (sequence number 9 for DNA) was inserted.
따라서, 본 발명의 발현율이 최적화된 변형된 saRNA 컨스트럭트의 코작 서열은 서열번호 42의 서열을 사용하였고, 종결 코돈은 서열번호 68(DNA의 경우 서열번호 9)의 3× stop을 사용하였다.Therefore, the Kozak sequence of the modified saRNA construct with optimized expression rate of the present invention used the sequence of SEQ ID NO: 42, and the stop codon used the 3× stop of SEQ ID NO: 68 (SEQ ID NO: 9 in the case of DNA).
실시예 3. 폴리 아데노신 꼬리 서열 선별Example 3. Selection of polyadenosine tail sequences
실시예 3.1. 폴리 아데노신 꼬리 서열 종류별 saRNA 컨스트럭트 제작Example 3.1. Production of saRNA constructs by polyadenosine tail sequence type
본 발명의 목적 단백질의 발현율이 최적화된 변형된 saRNA 컨스트럭트를 제작하기 위하여, 폴리 아데노신 꼬리(poly(A) tail) 서열에 따른 목적 단백질의 발현량을 확인하였다.In order to produce a modified saRNA construct with an optimized expression rate of the target protein of the present invention, the expression level of the target protein according to the poly adenosine tail (poly(A) tail) sequence was confirmed.
실시예 1.1과 동일한 방법으로 saRNA 컨스트럭트가 제작되었으며, 이때, 재조합 벡터는 3' UTR의 3' 말단에 poly(A)를 50개(50× poly(A), 서열번호 38), 100개(100× poly(A), 서열번호 39) 또는 120개(120× poly(A), 서열번호 40) 삽입하여 제작하였다(표 3).The saRNA construct was produced in the same manner as in Example 1.1, and at this time, the recombinant vector was produced by inserting 50 (50× poly(A), SEQ ID NO: 38), 100 (100× poly(A), SEQ ID NO: 39), or 120 (120× poly(A), SEQ ID NO: 40) poly(A) units into the 3' end of the 3' UTR (Table 3).
실시예 3.2. 폴리 아데노신 꼬리 서열에 따른 saRNA 컨스트럭트 발현율 비교Example 3.2. Comparison of saRNA construct expression rates according to polyadenosine tail sequences
실시예 3.1의 방법으로 제작된 각각의 saRNA 컨스트럭트의 발현을 실시예 1.2와 동일한 방법으로 293T 세포에서 Luciferase assay reagent(Progmega)를 이용하여 측정하였다. The expression of each saRNA construct produced by the method of Example 3.1 was measured in 293T cells using Luciferase assay reagent (Progmega) in the same manner as in Example 1.2.
또한, 상기 saRNA 컨스트럭트를 지질 나노파티클(LNP, lipid nanoparticle) 생체 전달 시스템(ALC-0315(MEC, HY-138170)/콜레스테롤(Sigma, C8667)/DMG-PEG 2000(Avanti Polar Lipids, 880151P)/DOPE(Avanti Polar Lipids, 850725P)를 이용하여 NanoAssemblr®Ignite(Precision NanoSystems)에서 캡슐화하여 마우스에 투여하여 동물 수준에서의 발현량을 확인하였다. 이때, 마우스는 5~6주령의 암컷 BLAB/c를 사용하였고(n=3), 각각의 saRNA 컨스트럭트를 마우스당 1 ㎍씩 근육 내에 투여하였다. 투여 4시간 뒤 마우스의 정맥 내로 루시페린(luciferin)을 마우스당 150 mg/kg의 농도로 투여하여 마우스 내에서의 루시퍼라제 활성을 IVIS Spectrum (Perkin Elmer)을 통해 관찰하였다. In addition, the saRNA construct was encapsulated using a lipid nanoparticle (LNP) biodelivery system (ALC-0315 (MEC, HY-138170)/cholesterol (Sigma, C8667)/DMG-PEG 2000 (Avanti Polar Lipids, 880151P)/DOPE (Avanti Polar Lipids, 850725P) in NanoAssemblr®Ignite (Precision NanoSystems) and administered to mice to confirm the expression level at the animal level. At this time, female BLAB/c mice of 5 to 6 weeks of age were used (n=3), and 1 ㎍ of each saRNA construct was administered intramuscularly to each mouse. Four hours after administration, luciferin was administered intravenously to the mice at a concentration of 150 mg/kg per mouse, and the luciferase activity in the mice was measured using IVIS Spectrum (Perkin Observed through Elmer).
그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 세포 및 동물 수준에서 모두 120× poly(A) tail이 삽입된 saRNA 컨스트럭트에서 루시퍼라제의 활성이 가장 높게 나타났다. As a result, as shown in Fig. 4, the luciferase activity was highest in the saRNA construct with a 120× poly(A) tail inserted at both the cellular and animal levels.
따라서, 본 발명의 발현율이 최적화된 변형된 saRNA 컨스트럭트의 폴리 아데노신 꼬리는 서열번호 40의 서열을 사용하였다.Therefore, the poly adenosine tail of the modified saRNA construct with optimized expression rate of the present invention used the sequence of SEQ ID NO: 40.
II. 최적화된 자가 증폭 RNA를 이용한 항원 발현II. Antigen expression using optimized self-amplifying RNA
실시예 4. 최적화된 자가 증폭 RNA 제작Example 4. Production of optimized self-amplifying RNA
실시예 1 내지 3에서 선별된 2A 프로테아제 절단 부위(VP1-20a.a, 서열번호 28), 코작 서열(Kozak1, 서열번호 35), 폴리 아데노신 꼬리(120Х poly(A), 서열번호 40)의 염기서열을 포함하는 재조합 벡터로부터 최적화된 saRNA 컨스트럭트를 실시예 1.1과 동일한 방법으로 제작하였다(표 4). An optimized saRNA construct was produced from a recombinant vector containing the base sequence of the 2A protease cleavage site (VP1-20a.a, SEQ ID NO: 28), the Kozak sequence (Kozak1, SEQ ID NO: 35), and the poly adenosine tail (120Х poly(A), SEQ ID NO: 40) selected in Examples 1 to 3 using the same method as in Example 1.1 (Table 4).
변형된 saRNA 컨스트럭트의 발현율 향상 정도를 비교하기 위하여, mRNA 및 기존 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트(saRNA)로 함께 제작하여 실험군으로 사용하였다(도 5). 이때, mRNA는 목적 단백질을 인간 글로불린(human globulin) 유래의 5' 및 3' UTR을 사용하여 5' UTR(서열번호 95)-목적 단백질(서열번호 41)-3' UTR(서열번호 97)-폴리 아데노신 꼬리(50X poly(A), 서열번호 38)의 구조로 클로닝하여 선형화한 뒤, 이를 주형 DNA로하여 MESSAGE mMACHINE™ T7 Transcription Kit(Invitrogen)를 사용하여 37℃에서 6시간 반응시킨 뒤, saRNA 컨스트럭트와 동일한 방법으로 정제하여 준비하였다(표 4).In order to compare the degree of improvement in the expression rate of the modified saRNA construct, mRNA and existing enterovirus-based saRNA constructs (saRNA) were produced together and used as an experimental group (Fig. 5). At this time, mRNA was cloned using the 5' and 3' UTR of the target protein derived from human globulin into the structure of 5' UTR (SEQ ID NO: 95) - target protein (SEQ ID NO: 41) - 3' UTR (SEQ ID NO: 97) - poly adenosine tail (50X poly(A), SEQ ID NO: 38), linearized, and then used as template DNA to react at 37°C for 6 hours using the MESSAGE mMACHINE™ T7 Transcription Kit (Invitrogen), and then purified in the same way as the saRNA construct (Table 4).
(루시퍼라제)Sequence number 41
(Luciferase)
(루시퍼라제)Sequence number 42
(Luciferase)
(루시퍼라제)Sequence number 41
(Luciferase)
(루시퍼라제)Sequence number 42
(Luciferase)
실시예 4.2. 최적화된 자가 증폭 RNA의 발현율 확인Example 4.2. Confirmation of expression rate of optimized self-amplifying RNA
실시예 4.1의 방법으로 제작된 변형된 saRNA 컨스트럭트의 발현 정도는 세포 및 동물 수준에서 확인하였다. 세포 수준에서의 확인을 위해 293T 세포를 사용하였고, 형질감염 전날 12-웰 플레이트에 접종(2.5×105 세포/웰)한 뒤 밤새 배양하였다. The expression level of the modified saRNA construct produced by the method of Example 4.1 was confirmed at the cellular and animal levels. For confirmation at the cellular level, 293T cells were used and seeded in 12-well plates (2.5 × 10 5 cells/well) the day before transfection and then cultured overnight.
형질감염 및 루시퍼라제 활성 측정은 실시예 1.2와 동일한 방법으로 수행하였다. 형질감염 시, RNA는 0.01 ㎍, 0.1 ㎍, 0.5 ㎍ 또는 1 ㎍의 농도로 처리하였다.Transfection and luciferase activity measurement were performed in the same manner as in Example 1.2. During transfection, RNA was treated at a concentration of 0.01 μg, 0.1 μg, 0.5 μg, or 1 μg.
그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 모든 농도의 RNA에서 본 발명의 변형된 saRNA 컨스트럭트 처리군의 루시퍼라제 활성이 가장 높게 나타났다.As a result, as shown in Fig. 6, the luciferase activity of the modified saRNA construct treatment group of the present invention was the highest at all concentrations of RNA.
동물 수준에서의 발현 확인을 위하여 상기 mRNA, saRNA 컨스트럭트 또는 변형된 saRNA 컨스트럭트를 실시예 3.2와 동일한 방법으로 LNP 생체전달시스템(ALC-0315/cholesterol/PEG/DOPE)을 이용하여 NanoAssemblr®Ignite(Precision NanoSystems)에서 캡슐화한 뒤, 마우스의 근육 내에 투여하였다. 이때, RNA는 마우스 한 마리당 각각 0.01 ㎍, 0.1 ㎍ 또는 1 ㎍의 농도로 투여하였다. 투여 4시간 뒤 마우스의 정맥 내로 luciferin을 마우스당 150 mg/kg의 농도로 투여하여 마우스 내에서의 루시퍼라제 활성을 IVIS Spectrum(Perkin Elmer)을 통해 관찰하였다. To confirm expression at the animal level, the mRNA, saRNA construct or modified saRNA construct was encapsulated in NanoAssemblr®Ignite (Precision NanoSystems) using an LNP biodelivery system (ALC-0315/cholesterol/PEG/DOPE) in the same manner as in Example 3.2 and then administered intramuscularly to mice. At this time, RNA was administered at a concentration of 0.01 ㎍, 0.1 ㎍ or 1 ㎍ per mouse, respectively. Four hours after administration, luciferin was administered intravenously to the mice at a concentration of 150 mg/kg per mouse, and the luciferase activity in the mice was observed using IVIS Spectrum (Perkin Elmer).
그 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 변형된 saRNA 컨스트럭트 투여군에서 가장 높은 루시퍼라제 활성이 관찰되었다. 특히, 상기 활성은 0.01 ㎍ 투여군에서도 뚜렷이 관찰되었으며, 동일 농도의 mRNA 및 엔테로바이러스 기반 기존 saRNA 컨스트럭트 투여군에서는 루시퍼라제 활성이 관찰되지 않았다.As a result, as shown in Fig. 7, the highest luciferase activity was observed in the modified saRNA construct administration group of the present invention. In particular, the activity was clearly observed even in the 0.01 ㎍ administration group, and no luciferase activity was observed in the mRNA and enterovirus-based existing saRNA construct administration groups at the same concentration.
실시예 5.1. 항원을 포함하는 최적화된 자가 증폭 RNA 컨스트럭트 제작Example 5.1. Production of optimized self-amplifying RNA constructs containing antigens
실시예 4.1의 최적화 변형된 saRNA 컨스트럭트에서 루시퍼라제 대신 목적 단백질을 중증열성혈소판감소증후군(SFTS, Severe fever with thrombocytopenia syndrome) 바이러스 항원, SARS-CoV2의 스파이크 단백질 항원, 고병원성 조류 인플루엔자(HPAI, Highly pathogenic avian influenza) 바이러스 항원 또는 개 인플루엔자 바이러스 항원(Canine influenza)으로 교체하여 재조합 벡터를 제작하고, 상기 재조합 벡터로부터 최적화된 saRNA 컨스트럭트를 실시예 1.1과 동일한 방법으로 제작하였다(표 5 내지 표 7). 이때, 중증열성혈소판감소증후군 바이러스 항원은 SFTS B 항원(서열번호 45)을 암호화하는 핵산 서열(서열번호 43) 및 SFTS ABDEF 항원(서열번호 85)을 암호화하는 핵산 서열(서열번호 83)을 이용하였다. SARS-CoV2의 스파이크 단백질 항원(서열번호 48)을 암호화하는 핵산 서열(서열번호 46)를 각각 이용하였다. 고병원성 조류 인플루엔자 바이러스 항원은 H5N8 항원(서열번호 105)을 암호화하는 핵산 서열(서열번호 106)을 사용하였다. vector DNA의 선형화를 위하여 BsmBI(NEB) 제한 효소를 55℃에서 6시간 반응시켰고, 80℃에서 10분 동안 불활성화시켰다.In the optimized modified saRNA construct of Example 4.1, instead of luciferase, the target protein was replaced with a severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) virus antigen, a spike protein antigen of SARS-CoV2, a highly pathogenic avian influenza (HPAI) virus antigen, or a canine influenza virus antigen, thereby producing a recombinant vector, and an optimized saRNA construct was produced from the recombinant vector in the same manner as in Example 1.1 (Tables 5 to 7). At this time, the severe fever with thrombocytopenia syndrome virus antigen used was a nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 43) encoding SFTS B antigen (SEQ ID NO: 45) and a nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 83) encoding SFTS ABDEF antigen (SEQ ID NO: 85). The nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 46) encoding the spike protein antigen (SEQ ID NO: 48) of SARS-CoV2 was used, respectively. The nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 106) encoding the H5N8 antigen (SEQ ID NO: 105) was used as the highly pathogenic avian influenza virus antigen. For linearization of vector DNA, BsmBI (NEB) restriction enzyme was reacted at 55°C for 6 hours, and inactivated at 80°C for 10 minutes.
변형된 saRNA 컨스트럭트의 발현율 향상 정도를 비교하기 위하여, mRNA도 함께 제작하여 실험군으로 사용하였다. 이때, mRNA는 목적 단백질을 인간 글로불린(human globulin) 유래의 5' 및 3' UTR을 사용하여 5' UTR-목적 단백질-3' UTR-폴리 아데노신 꼬리(50개)의 구조로 클로닝하여 선형화한 뒤, 이를 주형 DNA로하여 MESSAGE mMACHINE™ T7 Transcription Kit(Invitrogen)를 사용하여 37℃에서 6시간 반응시킨 뒤, saRNA 컨스트럭트와 동일한 방법으로 정제하여 준비하였다(표 5 내지 표 7).In order to compare the degree of improvement in the expression rate of the modified saRNA construct, mRNA was also produced and used as an experimental group. At this time, mRNA was linearized by cloning the target protein into the structure of 5' UTR-target protein-3' UTR-poly adenosine tail (50) using 5' and 3' UTR derived from human globulin, and then using this as template DNA, it was reacted at 37℃ for 6 hours using MESSAGE mMACHINE™ T7 Transcription Kit (Invitrogen), and then purified in the same way as the saRNA construct (Tables 5 to 7).
실시예 5.2. 최적화된 자가 증폭 RNA의 발현율 확인Example 5.2. Confirmation of expression rate of optimized self-amplifying RNA
실시예 5.1의 방법으로 제작된 변형된 saRNA 컨스트럭트의 발현 정도는 세포 수준에서 웨스턴 블롯을 통해 확인하였다. 이때, SFTS 바이러스 항원을 포함하는 RNA를 이용하여 세포 전달 시스템(LNP 생체전달 시스템, lipofectamine)에 대한 효율도 함께 확인하였다(도 8). The expression level of the modified saRNA construct produced by the method of Example 5.1 was confirmed at the cellular level through Western blot. At this time, the efficiency for the cell delivery system (LNP biodelivery system, lipofectamine) using RNA containing the SFTS virus antigen was also confirmed (Fig. 8).
먼저 LNP-RNA 실험군 준비를 위하여 상기 각각의 RNA(SFTS 항원을 포함하는 RNA)를 LNP 생체전달시스템(ALC-0315/Cholesterol적용/PEG/DOPE)을 이용하여 NanoAssemblr®Ignite(Precision NanoSystems)에서 캡슐화하였다. 상기 캡슐화된 RNA(LNP-RNA)를 2%(v/v) Triton X-100(Sigma Aldrich)가 포함된 1×TE(Tris-EDTA) 완충액(buffer)에 10배 희석한 뒤 마이크로플레이트 판독기(BMG LABTECH, UK)를 이용하여 485 nm(excitation) 및 528 nm(emission) 파장에서 LNP-RNA의 형광을 측정하였다. 이때, 형광값에 해당하는 RNA 농도도 함께 측정하였다.First, to prepare the LNP-RNA experimental group, each of the above RNAs (RNA containing SFTS antigen) was encapsulated using the LNP biodelivery system (ALC-0315/Cholesterol application/PEG/DOPE) in NanoAssemblr®Ignite (Precision NanoSystems). The encapsulated RNA (LNP-RNA) was diluted 10-fold in 1× TE (Tris-EDTA) buffer containing 2% (v/v) Triton X-100 (Sigma Aldrich), and the fluorescence of LNP-RNA was measured at wavelengths of 485 nm (excitation) and 528 nm (emission) using a microplate reader (BMG LABTECH, UK). At this time, the RNA concentration corresponding to the fluorescence value was also measured.
상기와 같이 준비된 LNP-RNA 또는 각각의 RNA를 농도별로 세포에 처리하여 형질감염 하였다. 이때, 각각의 RNA는 Lipofectamine®2000 Transfection Reagent(Invitrogen)을 이용하여 실시예 1.2와 동일한 방법으로 형질감염을 실시하였다. 또한, 세포는 형질감염 전날 6-웰 플레이트에 1×106 세포/웰의 농도로 접종한 뒤, 형질감염 4시간 전 우태아혈청이 포함되지 않은 배지로 교체하여 배양하여 준비하여 형질감염을 수행하였다. As prepared above, LNP-RNA or each RNA was treated and transfected into cells at different concentrations. At this time, each RNA was transfected in the same manner as Example 1.2 using Lipofectamine®2000 Transfection Reagent (Invitrogen). In addition, the cells were seeded in a 6-well plate at a concentration of 1 × 10 6 cells/well the day before transfection, and then cultured by replacing the medium with one that did not contain fetal bovine serum 4 hours before transfection, and then transfection was performed.
형질감염 4시간 뒤 배지를 교체하고, 24시간 추가배양 하였다. 24시간 뒤 원심분리(12,000 rpm, 1분)하여 세포를 수득하고 Cell Lysis buffer를 첨가(1 ㎖)하고 볼텍싱하여 세포를 용해시켰다. 10분 동안 실온에서 반응시킨 뒤, 단백질 농도를 측정하여, 10 ㎍ 단백질을 2× 샘플 버퍼(단백질과 동일한 부피(volume)의 SDS sample buffer)와 혼합하고 95℃에서 7분간 반응시켜 단백질 샘플을 준비하였다. 각각의 단백질 샘플을 SDS-PAGE에서 전기영동 하고, 멤브레인으로 트랜스퍼(transfer)한 뒤, 5% 지단백 용액으로 blocking한 후 1차 항체를 첨가하여 4℃에서 16시간 반응시켰다. 1차 항체로 각각의 항원에 대하여 항-Gc 항체(Novusbio, NBP2-41153, 1:2000) 및 항-Spike 항체(Sino Biological, 40591-MM42, 1:2000)를 각각 사용하였다.The medium was replaced 4 hours after transfection, and the culture was continued for an additional 24 hours. After 24 hours, the cells were harvested by centrifugation (12,000 rpm, 1 minute), Cell Lysis buffer was added (1 mL), and the cells were lysed by vortexing. After incubation at room temperature for 10 minutes, the protein concentration was measured, and 10 μg of protein was mixed with 2× sample buffer (SDS sample buffer having the same volume as the protein) and incubated at 95°C for 7 minutes to prepare protein samples. Each protein sample was electrophoresed on SDS-PAGE, transferred to a membrane, blocked with a 5% lipoprotein solution, and then primary antibodies were added and reacted at 4°C for 16 hours. Anti-Gc antibody (Novusbio, NBP2-41153, 1:2000) and anti-Spike antibody (Sino Biological, 40591-MM42, 1:2000) were used for each antigen as primary antibodies, respectively.
1차 항체 반응 후, 멤브레인을 TBS-T 완충액으로 10분씩 5번 세척한 뒤, 2차 항체를 첨가하여 1시간 내지 2시간 실온에서 반응시켰다. 2차 항체는 항-래빗-HRP 항체(abcam, ab205718, 1:2000) 및 항-마우스-HPR 항체(Invitrogen,62-6520, 1:5000)를 사용하였다. 2차 항체 반응 후, 각각의 멤브레인을 TBS-T로 10분씩 5번 세척한 뒤 HRP reagent(Millipore)를 이용하여 detection 하였다.After the primary antibody reaction, the membrane was washed five times for 10 minutes each with TBS-T buffer, and then the secondary antibody was added and reacted at room temperature for 1 to 2 hours. The secondary antibodies used were anti-rabbit-HRP antibody (abcam, ab205718, 1:2000) and anti-mouse-HPR antibody (Invitrogen, 62-6520, 1:5000). After the secondary antibody reaction, each membrane was washed five times for 10 minutes each with TBS-T and then detected using HRP reagent (Millipore).
그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, LNP를 사용한 RNA가 lipofectamine을 사용하여 형질감염 시킨 RNA보다 더 높은 발현율을 나타냈다(상단). 또한, mRNA와 비교하여 SFTS(도 8) 항원 또는 SARS-CoV2(도 9) 항원을 포함하는 본 발명의 최적화 변형된 saRNA 컨스트럭트에서 항원 발현이 현저히 높은 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Fig. 8, RNA using LNP showed a higher expression rate than RNA transfected using lipofectamine (top). In addition, it was confirmed that antigen expression was significantly higher in the optimized modified saRNA construct of the present invention including SFTS (Fig. 8) antigen or SARS-CoV2 (Fig. 9) antigen compared to mRNA.
III. 다중 항원 자가증폭 RNA 제작III. Production of multi-antigen self-amplifying RNA
실시예 6.1. 다중 항원 자가증폭 RNA 제작Example 6.1. Production of multi-antigen self-amplifying RNA
낮은 용량으로 2개의 항원 발현이 가능한 백신을 제작하기 위하여 엔테로바이러스 기반 saRNA 컨스트럭트에 2개의 항원을 삽입하고, 상기 항원 사이에 3C 프로테아제 절단 부위 아미노산 서열(서열번호 50)을 삽입하여 상기 실시예 1.1 및 4.1과 동일한 방법으로 다중 항원 saRNA 컨스트럭트를 제작하였다. 이때, 항원으로 개 인플루엔자(Canine influenza)의 아형(subtype)인 H3N2 및 H3N8을 사용하였다(표 8, 도 10 및 도 11의 상단).To produce a vaccine capable of expressing two antigens at a low dose, two antigens were inserted into an enterovirus-based saRNA construct, and a 3C protease cleavage site amino acid sequence (SEQ ID NO: 50) was inserted between the antigens to produce a multi-antigen saRNA construct using the same method as in Examples 1.1 and 4.1. At this time, H3N2 and H3N8, subtypes of canine influenza, were used as antigens (Table 8, Figures 10 and 11, top).
또한, H3N2 항원만을 포함하는 saRNA 컨스트럭트 및 mRNA도 함께 제작하여 사용하였다. 이때, mRNA는 목적 단백질을 인간 글로불린(human globulin) 유래의 5' 및 3' UTR을 사용하여 5' UTR-목적 단백질-3' UTR-폴리 아데노신 꼬리(50개)의 구조로 클로닝하여 선형화한 뒤, 이를 주형 DNA로하여 MESSAGE mMACHINE™ T7 Transcription Kit(Invitrogen)를 이용하여 실시예 4.1과 동일한 방법으로 제작하였다.In addition, saRNA constructs and mRNA containing only H3N2 antigens were also produced and used. At this time, mRNA was linearized by cloning the target protein into the structure of 5' UTR-target protein-3' UTR-polyadenosine tail (50) using 5' and 3' UTR derived from human globulin, and then using this as template DNA, it was produced in the same manner as Example 4.1 using the MESSAGE mMACHINE™ T7 Transcription Kit (Invitrogen).
실시예 6.2. 다중 항원 자가증폭 RNA의 항원 발현 확인Example 6.2. Confirmation of antigen expression of multi-antigen self-amplified RNA
실시예 6.1의 방법으로 제작된 다중 항원 saRNA 컨스트럭트의 발현 정도는 세포 수준에서 웨스턴 블롯을 통해 확인하였다. 각각의 RNA는 Lipofectamine®2000 Transfection Reagent(Invitrogen)을 이용하여 실시예 1.2와 동일한 방법으로 형질감염을 실시하였다. 이때, 각각의 RNA는 각 웰당 0.1 ㎍, 1 ㎍ 또는 5 ㎍의 농도로 처리하였다. 형질감염 4시간 뒤 배지를 교체하고, 24시간 추가 배양하였다. 이때, 대조군으로 P.C WT virus를 사용하였다. 이때, P.C WT virus는 개 인플루엔자(Canine influenza) 바이러스(A/canine/Korea/AS-06/2012)이다. The expression level of the multi-antigen saRNA construct produced by the method of Example 6.1 was confirmed at the cellular level through Western blot. Each RNA was transfected in the same manner as Example 1.2 using Lipofectamine®2000 Transfection Reagent (Invitrogen). At this time, each RNA was treated at a concentration of 0.1 ㎍, 1 ㎍, or 5 ㎍ per well. The medium was replaced 4 hours after transfection and cultured for an additional 24 hours. At this time, P.C WT virus was used as a control. At this time, P.C WT virus is canine influenza virus (A/canine/Korea/AS-06/2012).
상기 형질감염된 세포는 실시예 5.2와 동일한 방법을 샘플링하여 웨스턴 블롯을 통해 항원의 발현을 확인하였다. 이때, 1차 항체인 항-H3N2 항체는 자체제작한 항체를 1:2000으로 희석하여 사용하였고, 2차 항체는 항-마우스-HRP 항체(Invitrogen,62-6520, 1:20000)를 사용하였다. 이때, 항-H3N2 항체는 하기의 방법으로 무세포성 백신을 제작하여 사용하였다. 먼저, 0.1 ㎍/㎕ 농도의 H3N2 헤마글루티닌 정제 단백질(Mybiosource, 32-5658) 50 ㎕ 및 아쥬번트(AddaVax, Invivogen)를 1:1 비율로 혼합하여 마우스의 근육 내에 투여하였다. 첫번째 투여 후, 2주 간격으로 3번 추가 접종한 뒤, 혈액에서 직접 분리하여 항체를 제작하였다. The above transfected cells were sampled using the same method as in Example 5.2, and the expression of the antigen was confirmed through Western blotting. At this time, the primary antibody, anti-H3N2 antibody, was used by diluting a self-produced antibody at 1:2000, and the secondary antibody was anti-mouse-HRP antibody (Invitrogen, 62-6520, 1:20000). At this time, the anti-H3N2 antibody was used by producing an acellular vaccine using the following method. First, 50 ㎕ of purified H3N2 hemagglutinin protein (Mybiosource, 32-5658) at a concentration of 0.1 ㎍/㎕ and adjuvant (AddaVax, Invivogen) were mixed at a 1:1 ratio and administered intramuscularly to mice. After the first administration, three additional vaccinations were performed at two-week intervals, and then antibodies were produced by directly separating from the blood.
그 결과, 도 11에 나타낸 바와 같이, mRNA 처리군과 비교하여 saRNA 컨스트럭트 처리군에서 항원 발현이 현저히 증가한 것을 확인할 수 있었다(하단 좌측). 다중 항원 saRNA 컨스트럭트 처리군은 단일 항원을 포함하는 saRNA 컨스트럭트와 비교하여 다소 발현율이 낮은 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 다중 항원 saRNA 컨스트럭트 처리군에서 2종류의 항원이 융합된 형태 및 분리된 형태로 관찰되었다(하단 우측). As a result, as shown in Fig. 11, it was confirmed that antigen expression was significantly increased in the saRNA construct treatment group compared to the mRNA treatment group (bottom left). It was observed that the multi-antigen saRNA construct treatment group had a somewhat lower expression rate compared to the saRNA construct containing a single antigen. In addition, in the multi-antigen saRNA construct treatment group, two types of antigens were observed in a fused form and a separated form (bottom right).
상기 결과를 통해, 다중 항원 saRNA 컨스트럭트는 2개의 항원을 동시에 발현시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.Through the above results, it was confirmed that the multi-antigen saRNA construct can simultaneously express two antigens.
IV. 증식율이 향상된 최적화된 자가 증폭 RNA 제작IV. Production of optimized self-amplifying RNA with improved proliferation rate
실시예 7. 바이러스 증식율 증대를 위한 바이러스 세포 및 동물 적응 실험Example 7. Virus cell and animal adaptation experiments for increasing virus proliferation rate
실시예 7.1. 세포 적응형 콕사키바이러스 B5 제작Example 7.1. Production of cell-adapted coxsackievirus B5
야생형 콕사키바이러스 B5를 베로 세포(vero cell)에 감염시켜 세포 적응형 바이러스를 제작하였다(도 12의 Vp8-B5). 이때, 콕사키바이러스 B5는 무균성 뇌수막염을 보이는 유아의 뇌척수액을 수득하여 계대 배양 후에 분리하다. 베로 세포는 10% 우태아혈청이 함유된 DMEM(Gibco, cat. No.12430-054)에 배양하였고, 감염 전날 6-웰 플레이트에 1×106 세포/웰의 농도로 접종하여 준비하였다. A cell-adapted virus was produced by infecting Vero cells with wild-type Coxsackievirus B5 (Vp8-B5 in Fig. 12). At this time, Coxsackievirus B5 was isolated after passage from the cerebrospinal fluid of an infant showing aseptic meningitis. Vero cells were cultured in DMEM (Gibco, cat. No. 12430-054) containing 10% fetal bovine serum, and were seeded in 6-well plates at a concentration of 1 × 10 6 cells/well the day before infection. Prepared by vaccination.
감염 당일에 바이러스를 생리식염수로 세척한 뒤, 우태아혈청이 함유되지 않은 DMEM(Gibco, cat. No.12430-054)에 1:100으로 희석하여 세포에 처리하였다. 처리 후 2시간 배양한 뒤 배양액을 2% 우태아혈청(FBS)이 함유된 DMEM으로 배지로 교체하고 2~4일 동안 추가 배양하며 세포 병변을 확인하였다.On the day of infection, the virus was washed with saline, diluted 1:100 in DMEM (Gibco, cat. No. 12430-054) containing no fetal bovine serum, and treated with the cells. After treatment, the culture medium was replaced with DMEM containing 2% fetal bovine serum (FBS), and the medium was cultured for 2 to 4 days, and cell lesions were checked.
감염된 세포 중 80~90%의 세포에서 모양 변형이 관찰되면 세포를 수거하여 원심분리(1200 rpm, 3분)한 뒤, 세포 펠렛을 냉동 및 해동 과정을 3회 반복하여 세포로부터 바이러스를 추출하였다. 상기 추출된 바이러스는 다음 감염때까지 -80℃에서 보관하였다. 상기 과정을 8번 반복 수행하였다. When morphological deformation was observed in 80-90% of the infected cells, the cells were collected and centrifuged (1200 rpm, 3 minutes), and the cell pellet was frozen and thawed three times to extract the virus from the cells. The extracted virus was stored at -80℃ until the next infection. The above process was repeated eight times.
그 결과, 야생형 콕사키바이러스 B5와 비교하여 계대배양을 거친 콕사키바이러스 B5는 감염된 세포 내 바이러스 증식율이 증가하여 세포 모양 변형이 점점 빠르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. As a result, compared to wild-type Coxsackievirus B5, it was confirmed that the subcultured Coxsackievirus B5 showed an increased rate of virus replication within infected cells, resulting in faster cell shape deformation.
실시예 7.2. 마우스 적응형 콕사키바이러스 B5 제작Example 7.2. Production of mouse-adapted Coxsackievirus B5
상기 실시예 7.1과 동일한 방법을 통해 수득된 세포 적응형 콕사키바이러스 B5를 3-4 주령의 암컷 BALB/c 마우스(SAMTACO)의 복강 내에 마리 당 5.5 TCID/200 ㎕의 농도로 투여하였다. 투여 후 7일 동안 체중 변화를 관찰하여 바이러스가 마우스에 병원성을 일으키는지 확인하였다. 그 결과, 감염 후 3~4일이 경과하였을 시 체중이 감소하는 것을 확인하였다. 마우스의 체중 감소가 관찰되는 감염 4일 뒤, 마우스의 경추를 탈골시켜 희생시킨 뒤, 장을 분리하였다. 분리한 장을 튜브로 옮긴 뒤 500 ㎕의 배양액 첨가하여 균질화시켰다. 균질화된 장 조직을 12000 rpm에서 3분 동안 원심분리한 뒤 상층액을 수거하였다. 상층액을 사용하여 바이러스 농도를 측정하고 상기와 동일한 방법으로 다른 마우스에 감염시켰다. 상기의 감염 과정을 총 24번 진행하였다(도 12의 VP8Mp24-B5-B5). The cell-adapted Coxsackievirus B5 obtained by the same method as in Example 7.1 was administered intraperitoneally to 3-4 week-old female BALB/c mice (SAMTACO) at a concentration of 5.5 TCID/200 μl per mouse. The body weight change was observed for 7 days after administration to determine whether the virus caused pathogenicity in the mice. As a result, it was confirmed that the body weight decreased 3-4 days after infection. Four days after infection when the body weight loss was observed, the mice were sacrificed by dislocating the cervical vertebrae, and the intestines were separated. The separated intestines were transferred to a tube, and 500 μl of culture medium was added to homogenize them. The homogenized intestinal tissues were centrifuged at 12,000 rpm for 3 minutes, and the supernatant was collected. The supernatant was used to measure the virus concentration, and other mice were infected using the same method as above. The above infection process was performed a total of 24 times (VP8Mp24-B5-B5 in Figure 12).
실시예 7.3. 세포 및 마우스 적응형 콕사키바이러스 B5의 증가율 평가Example 7.3. Evaluation of growth rate of cell- and mouse-adapted coxsackievirus B5
상기 실시예 7.1 및 실시예 7.2와 동일한 방법을 통해 수득된 콕사키바이러스 B5의 증식율 변화를 확인하기 위하여 베로 세포를 이용하여 중간 조직 배양 감염량(TCID 50) 실험을 실시하였다.In order to confirm the change in the proliferation rate of Coxsackievirus B5 obtained through the same method as in Examples 7.1 and 7.2 above, a medium tissue culture infectious dose (TCID 50) experiment was conducted using Vero cells.
구체적으로, 바이러스는 세포 적응형 콕사키바이러스 B5(VP8-B5), 세포 및 마우스 적응형 콕사키바이러스(VP8M24-B5) 및 야생형 콕사키바이러스 B5(WT-B5)를 사용하였다. 베로 세포는 감염 전날, 96-웰 플레이트에 1×106 세포/웰의 농도로 접종하여 준비하였다. 각각의 바이러스는 원액으로부터 1/10씩 총 7번 연속희석(serial dilution)하여 준비하였다.Specifically, the viruses used were cell-adapted Coxsackievirus B5 (VP8-B5), cell- and mouse-adapted Coxsackievirus (VP8M24-B5), and wild-type Coxsackievirus B5 (WT-B5). Vero cells were prepared by inoculating 96-well plates at a concentration of 1 × 10 6 cells/well the day before infection. Each virus was prepared by serially diluting 7 times, 1/10 at a time, from the original solution.
상기와 같이 준비된 베로 세포를 생리식염수로 세척한 뒤, 각각의 준비된 농도의 바이러스를 처리(50 ㎕/웰)하고 2시간 후에 2% FBS가 포함된 DMEM 배지로 교체하여 추가 배양하였다. 감염 3일 후, 80~90%의 세포 모양 변형이 관찰되었을 시 각 세포에 10% 포르말린을 처리하고 20분간 반응시켜 세포를 고정하였다. 그리고 1.25% 크리스탈 바이올렛 염색 시약으로 세포를 30분간 염색한 뒤 증류수로 세척하여 각 웰에 남아있는 세포를 관찰하였다. 또한, 상기 결과를 Reed-Muench 방법을 통해 정량화하였다.The Vero cells prepared as above were washed with saline, and then treated with the prepared concentrations of viruses (50 ㎕/well) and, after 2 hours, replaced with DMEM medium containing 2% FBS and further cultured. Three days after infection, when 80-90% cell shape deformation was observed, each cell was treated with 10% formalin and reacted for 20 minutes to fix the cells. Then, the cells were stained with 1.25% crystal violet staining reagent for 30 minutes, washed with distilled water, and the cells remaining in each well were observed. In addition, the results were quantified using the Reed-Muench method.
그 결과, WT-B5와 비교하여 VP8-B5 또는 VP8M24-B5 처리군에서 바이러스의 역가가 유의적으로 향상된 것을 확인할 수 있었다(도 13).As a result, it was confirmed that the virus titer was significantly improved in the VP8-B5 or VP8M24-B5 treatment groups compared to WT-B5 (Fig. 13).
실시예 7.4. 마우스 적응형 콕사키바이러스 B5의 핵산 서열 분석Example 7.4. Nucleic acid sequence analysis of mouse-adapted coxsackievirus B5
상기 실시예 7.2와 동일한 방법으로 수득된 마우스 적응형 콕사키바이러스 5의 염기서열을 분석하였다.The base sequence of mouse-adapted coxsackievirus 5 obtained by the same method as in Example 7.2 above was analyzed.
구체적으로, 상기 바이러스에서 RNA를 추출하여 cDNA를 제작한 뒤, 범용 프라이머(universal primer)(서열번호 108, 서열번호 109)를 이용하여 바이러스 전체 유전자를 증폭시켰다. 상기 과정을 통해 수득된 PCR 산물을 이용하여 생어 염기서열 분석(Sanger sequencing)을 실시하였다. Specifically, RNA was extracted from the virus to produce cDNA, and then the entire viral genome was amplified using universal primers (SEQ ID NO: 108, SEQ ID NO: 109). Sanger sequencing was performed using the PCR product obtained through the above process.
그 결과, 야생형 콕사키바이러스 B5와 비교하여 마우스 적응형 콕사키바이러스 B5의 핵산 서열 중 5' UTR(2 군데) 및 2A 프로테아제(2 군데)에서 염기서열의 변이를 확인할 수 있었다(표 9 및 도 14). 하기 표에서 변이된 서열은 밑줄로 표시하였다.As a result, we were able to confirm mutations in the base sequences of the 5' UTR (2 sites) and 2A protease (2 sites) of the nucleic acid sequence of the mouse-adapted coxsackievirus B5 compared to the wild-type coxsackievirus B5 (Table 9 and Figure 14). The mutated sequences are underlined in the table below.
따라서, 본 발명의 엔테로바이러스를 기반으로 하는 최적화된 자가 증폭 RNA 컨스트럭트는 하기 표 10 및 표 11의 구성 요소를 포함할 수 있다(도 15).Therefore, the optimized self-amplifying RNA construct based on the enterovirus of the present invention may include the components of Tables 10 and 11 below (Fig. 15).
V. 개 인플루엔자 바이어스 백신 제작V. Production of a Canine Influenza Virus Vaccine
실시예 8. H3N2 개 인플루엔자 항원 발현 유전자 디자인Example 8. Design of H3N2 canine influenza antigen expression gene
도 17은 H3N2 개 인플루엔자 HA (hemagglutinin) 발현을 위한 유전자를 디자인한 모식도이다. 현재 미국에서 시판되고 있는 개 인플루엔자 바이러스 백신주는 A/Canine/Illinois/12191/2015이다. 본 발명에서는 H3N2 바이러스의 HA 항원 유전자를 2006년~2021년도까지 분석하였다.Figure 17 is a schematic diagram designing a gene for expression of H3N2 canine influenza HA (hemagglutinin). The canine influenza virus vaccine strain currently commercially available in the United States is A/Canine/Illinois/12191/2015. In the present invention, the HA antigen gene of the H3N2 virus was analyzed from 2006 to 2021.
2015년도부터 H3N2 바이러스의 HA 항원 유전자에 돌연변이가 지속적으로 일어나고 있다. 2015년도부터 현재까지의 H3N2 바이러스의 HA 항원 유전자를 분석하여 돌연변이를 포함한 최신 순환 H3N2 바이러스의 HA의 가장 상동성을 가진 유전자를 제작하였다.Since 2015, mutations have been continuously occurring in the HA antigen gene of H3N2 viruses. By analyzing the HA antigen gene of H3N2 viruses from 2015 to the present, we created a gene that is most homologous to the HA of the latest circulating H3N2 virus, including mutations.
도 18은 H3N2 개 인플루엔자 HA의 항원성 증가를 위한 모식도이다. 인플루엔자 바이러스의 HA 단백질은 숙주세포내에서 H1 유닛에 있는 Arg와 H2 유닛의 Gly사이에 유전자의 절단이 일어나며 본 발명에서 제작한 H3N2 상동성 유전자의 Arg를 Val으로 치환하여 유전자 절단을 억제했다. 유전자 절단을 억제하면 완전한 HA의 단백질 발현이 유도되며, 목적 동물인 개에서의 발현성을 높이기 위해 코돈 최적화를 진행하였다.Figure 18 is a schematic diagram for increasing the antigenicity of H3N2 canine influenza HA. In the HA protein of the influenza virus, gene cleavage occurs between Arg in the H1 unit and Gly in the H2 unit within the host cell, and gene cleavage was suppressed by replacing Arg in the H3N2 homologous gene produced in the present invention with Val. Suppression of gene cleavage induces complete protein expression of HA, and codon optimization was performed to increase the expressibility in the target animal, the dog.
실시예 9. H3N2 개 인플루엔자 자가 증폭 RNA 구조체 모식도Example 9. Schematic diagram of the H3N2 canine influenza self-amplifying RNA structure.
도 19a는 야생형 엔테로바이러스(Enterovirus)의 구조를 모식화한 도면이다. 또한, 도 19b는 엔테로바이러스 기반 자가증폭 RNA 컨스트럭트(saRNA, self-amplifying RNA)의 구조를 모식화한 도면이다. 본 발명에서 사용된 clone 벡터는 pUC19-CMV/T7(Addgene, plasmid #50005) 벡터에 콕사키바이러스 B5 유전자(서열번호 99)를 "Development of a Universal Cloning System for Reverse Genetics of Human Enteroviruses"(WS Choi, et al., Microbiol Spectr. 18;e0316722)에 기재된 방법과 동일한 방법으로 적재하여 감염성 클론을 제작하였다. 상기 클론에 In-fusion cloning(In-Fusion®HD Cloning Kit, Takara) 방법을 이용하여 P1 도메인(구조 단백질, VP)을 목적 단백질인 개 인플루엔자 (canine influenza) 바이러스 항원 (H3N2) 교체해 saRNA 컨스트럭트 형태의 clone 벡터를 제작하였다.FIG. 19a is a schematic diagram of the structure of a wild type Enterovirus. In addition, FIG. 19b is a schematic diagram of the structure of an Enterovirus-based self-amplifying RNA construct (saRNA, self-amplifying RNA). The clone vector used in the present invention is a pUC19-CMV/T7 (Addgene, plasmid #50005) vector that contains the Coxsackievirus B5 gene (SEQ ID NO: 99) as described in "Development of a Universal Cloning System for Reverse Genetics of Human Enteroviruses" (WS Choi, et al., Microbiol Spectr. 18;e0316722) was loaded in the same manner as described in the previous publication to produce an infectious clone. Using the In-fusion cloning (In-Fusion®HD Cloning Kit, Takara) method, the P1 domain (structural protein, VP) of the clone was replaced with the target protein, canine influenza virus antigen (H3N2), to produce a clone vector in the form of a saRNA construct.
실시예 10. H3N2 개 인플루엔자 자가 증폭 RNA 시험관 내 항원 발현 확인Example 10. Confirmation of in vitro antigen expression of H3N2 canine influenza self-amplifying RNA
saRNA 컨스트럭트의 발현 정도는 세포 수준에서 웨스턴 블롯을 통해 확인하였다(도 20). 이때, H3N2 개 인플루엔자 바이러스 항원을 포함하는 RNA를 이용하여 세포 전달 시스템(LNP 생체전달 시스템, lipofectamine)에 대한 효율도 함께 확인하였다.The expression level of the saRNA construct was confirmed at the cellular level through Western blot (Fig. 20). At this time, the efficiency of the cell delivery system (LNP biodelivery system, lipofectamine) using RNA containing the H3N2 canine influenza virus antigen was also confirmed.
먼저 LNP-RNA 실험군 준비를 위하여 RNA(H3N2 항원을 포함하는 RNA)를 LNP 생체전달시스템(ALC-0315/Cholesterol적용/PEG/DOPE)을 이용하여 NanoAssemblr®Ignite(Precision NanoSystems)에서 캡슐화하였다. 상기 캡슐화된 RNA(LNP-RNA)를 2%(v/v) Triton X-100(Sigma Aldrich)가 포함된 1ХTE(Tris-EDTA) 완충액(buffer)에 10배 희석한 뒤 마이크로플레이트 판독기(BMG LABTECH, UK)를 이용하여 485 nm(excitation) 및 528 nm(emission) 파장에서 LNP-RNA의 형광을 측정하였다. 이때, 형광값에 해당하는 RNA 농도도 함께 측정하였다.First, to prepare the LNP-RNA experimental group, RNA (RNA containing H3N2 antigen) was encapsulated using the LNP biodelivery system (ALC-0315/Cholesterol application/PEG/DOPE) in NanoAssemblr®Ignite (Precision NanoSystems). The encapsulated RNA (LNP-RNA) was diluted 10-fold in 1ХTE (Tris-EDTA) buffer containing 2% (v/v) Triton X-100 (Sigma Aldrich), and the fluorescence of LNP-RNA was measured at wavelengths of 485 nm (excitation) and 528 nm (emission) using a microplate reader (BMG LABTECH, UK). At this time, the RNA concentration corresponding to the fluorescence value was also measured.
상기와 같이 준비된 LNP-RNA 또는 각각의 RNA를 농도별로 세포에 처리하여 형질감염 하였다. 이때, 각각의 RNA는 Lipofectamine®2000 Transfection Reagent(Invitrogen)을 이용하여 제작된 saRNA 컨스트럭트를 293T 세포에 형질감염시켜 발현정도를 확인하였다. 구체적으로, 293T 세포를 6-웰 플레이트에 1Х106 세포/웰로 접종한 뒤, 밤새 배양한 뒤, 형질감염 4시간 전 세포의 배지를 우태아혈청(FBS)이 첨가되지 않은 배지로 배양액을 교체하여 세포를 준비하였다. As prepared above, LNP-RNA or each RNA was treated and transfected into cells at various concentrations. At this time, each RNA was transfected into 293T cells with the saRNA construct produced using Lipofectamine®2000 Transfection Reagent (Invitrogen) to confirm the expression level. Specifically, 293T cells were seeded at 1Х10 6 cells/well in a 6-well plate, cultured overnight, and then 4 hours before transfection, the cell medium was replaced with a medium not supplemented with fetal bovine serum (FBS) to prepare the cells.
형질감염 4시간 뒤 배지를 교체하고, 24시간 추가배양 하였다. 24시간 뒤 원심분리(12,000 rpm, 1분)하여 세포를 수득하고 Cell Lysis buffer를 첨가(1 ㎖)하고 볼텍싱하여 세포를 용해시켰다. 10분 동안 실온에서 반응시킨 뒤, 단백질 농도를 측정하여, 10 ㎍ 단백질을 2Х 샘플 버퍼(단백질과 동일한 부피(volume)의 SDS sample buffer)와 혼합하고 95℃에서 7분간 반응시켜 단백질 샘플을 준비하였다. 각각의 단백질 샘플을 SDS-PAGE에서 전기영동 하고, 멤브레인으로 트랜스퍼(transfer)한 뒤, 5% 지단백 용액으로 blocking한 후 1차 항체를 첨가하여 4℃에서 16시간 반응시켰다. 1차 항체인 항-H3N2 항체는 자체제작한 항체를 1:2,000으로 희석하여 사용하였다.The medium was replaced 4 hours after transfection, and the culture was continued for an additional 24 hours. After 24 hours, the cells were harvested by centrifugation (12,000 rpm, 1 minute), and Cell Lysis buffer was added (1 mL) and vortexed to lyse the cells. After incubation at room temperature for 10 minutes, the protein concentration was measured, and 10 ㎍ of protein was mixed with 2Х sample buffer (SDS sample buffer having the same volume as the protein) and incubated at 95°C for 7 minutes to prepare protein samples. Each protein sample was electrophoresed on SDS-PAGE, transferred to a membrane, blocked with 5% lipoprotein solution, and then primary antibodies were added and reacted at 4°C for 16 hours. The primary antibody, anti-H3N2 antibody, was a self-produced antibody diluted 1:2,000 and used.
이때, 항-H3N2 항체는 하기의 방법으로 무세포성 백신을 제작하여 사용하였다. 먼저, 0.1 ㎍/㎕ 농도의 H3N2 헤마글루티닌 정제 단백질(Mybiosource, 32-5658) 50 ㎕ 및 아쥬번트(AddaVax, Invivogen)를 1:1 비율로 혼합하여 마우스의 근육 내에 투여하였다. 첫번째 투여 후, 2주 간격으로 3번 추가 접종한 뒤, 혈액에서 직접 분리하여 항체를 제작하였다. At this time, anti-H3N2 antibodies were produced using an acellular vaccine by the following method. First, 50 ㎕ of purified H3N2 hemagglutinin protein (Mybiosource, 32-5658) at a concentration of 0.1 ㎍/㎕ and adjuvant (AddaVax, Invivogen) were mixed in a 1:1 ratio and administered intramuscularly to mice. After the first administration, three additional vaccinations were administered at two-week intervals, and antibodies were produced by directly separating from the blood.
1차 항체 반응 후, 멤브레인을 TBS-T 완충액으로 10분씩 5번 세척한 뒤, 2차 항체를 첨가하여 1시간 내지 2시간 실온에서 반응시켰다. 2차 항-마우스-HPR 항체(Invitrogen,62-6520, 1:5000)를 사용하였다. 2차 항체 반응 후, 각각의 멤브레인을 TBS-T로 10분씩 5번 세척한 뒤 HRP reagent(Millipore)를 이용하여 detection 하였다.After the primary antibody reaction, the membrane was washed five times for 10 minutes each with TBS-T buffer, and then the secondary antibody was added and reacted at room temperature for 1 to 2 hours. Secondary anti-mouse-HRP antibody (Invitrogen, 62-6520, 1:5000) was used. After the secondary antibody reaction, each membrane was washed five times for 10 minutes each with TBS-T, and then detected using HRP reagent (Millipore).
그 결과, 도 20에 나타낸 바와 같이, LNP를 사용한 RNA가 lipofectamine을 사용하여 형질감염시킨 RNA보다 더 높은 발현율을 나타냈다.As a result, as shown in Fig. 20, RNA transfected using LNP showed a higher expression rate than RNA transfected using lipofectamine.
실시예 11. H3N2 개 인플루엔자 자가 증폭 RNA-LNP 목적동물 접종 실험Example 11. H3N2 canine influenza self-amplifying RNA-LNP target animal inoculation experiment
상기 실시예 10에서 기술된 방법으로 제작된 H3N2 강아지 인플루엔자 자가 증폭 RNA-LNP를 강아지에게 접종하였다. 각 농도 별 25ug 2마리, 10ug 3마리, 5ug 4마리를 근육내 투여 방법으로 접종하였으며, 대조군으로 P.C 중앙백신 연구소에서 시판되고 있는 백신(Fluvax H3N2, 중앙백신연구소)을 사용하여 2마리에 접종하였고, N.C 항원이 들어있지 않은 PBS를 1마리에게 접종하였다(도 21). The H3N2 canine influenza self-amplifying RNA-LNP produced by the method described in Example 10 was vaccinated into puppies. Two puppies were vaccinated with 25 ug of each concentration, three puppies with 10 ug, and four puppies with 5 ug by intramuscular administration. As a control group, two puppies were vaccinated with a vaccine commercially available from the P.C. Central Vaccine Research Institute (Fluvax H3N2, Central Vaccine Research Institute), and one pup was vaccinated with PBS containing no N.C antigen (Fig. 21).
1차 접종 뒤 2주차, 4주차의 개의 혈액에서 직접 분리하여 혈청을 얻었으며, 4주차에는 상기 실시예 10에서 기술된 방법으로 자가 증폭 RNP-LNP 제작 뒤 2차 접종 하였다. 2차 접종 뒤 2주차(총 6주차)의 개의 혈액에서 직접 분리하여 혈청을 얻은 뒤 중화 항체 형성 평가를 진행 하였다.Serum was obtained by directly isolating from the blood of dogs in the 2nd and 4th weeks after the 1st vaccination, and in the 4th week, the second vaccination was performed after producing self-amplified RNP-LNP using the method described in Example 10 above. Serum was obtained by directly isolating from the blood of dogs in the 2nd week (total of 6 weeks) after the 2nd vaccination, and then neutralizing antibody formation was evaluated.
실시예 12. H3N2 개 인플루엔자 자가 증폭 RNA-LNP 목적 동물 중화항체 형성 평가Example 12. Evaluation of neutralizing antibody formation in animals using H3N2 canine influenza self-amplifying RNA-LNP
상기 실시예 11에서 설명한 바와 같이 분리된 2주차, 4주차, 6주차의 혈청을 56℃에서 1시간 반응시켜 불활화 시킨 뒤에 중화항체 형성 평가를 하였다. 중화항체 형성 평가는 두가지 시험법으로 진행이 되었는데, 혈구 응집 억제 반응과 세포를 이용하여 실험을 진행하였다. As described in Example 11 above, the sera from weeks 2, 4, and 6 were inactivated by reacting at 56°C for 1 hour, and then neutralizing antibody formation was evaluated. The neutralizing antibody formation evaluation was conducted using two test methods: a blood cell agglutination inhibition reaction and an experiment using cells.
혈구 응집 억제 반응 시험법은 96-웰 바닥이 둥근 플레이트에서 분리된 혈청들을 우태아혈청(FBS) 이 첨가되지 않은 배지에 원액으로부터 1/10씩 총 11번 연속 희석(serial dilution)하여 준비하였고, 개 인플루엔자(Canine influenza) 바이러스(A/canine/Korea/AS-06/2012)를 혈구 응집 반응을 하여 HAU 4-8(HA unit)으로 맞춘 뒤 바이러스와 30분 실온에서 반응시켰다. 반응 뒤 터키 적혈구 희석액 0.5%를 1:1로 넣어 30분 실온에서 반응 시켜 중화 항체 값을 확인 하였다. 목적 동물이 중화항체를 형성하였다면, 항체가 바이러스와 결합하여 바이러스와 적혈구가 결합하는 것을 억제한다. 세포를 이용한 방법 (Serum neutralization test)은 상기 동일한 방법으로 혈청들을 단계별 희석하여 바이러스와 반응시킨 뒤 MDCK cell에 감염시켜 확인하는 방법이다. For the hemagglutination inhibition reaction test, the sera separated from a 96-well round-bottom plate were serially diluted 11 times, each 1/10, in a medium not containing fetal bovine serum (FBS), and the canine influenza virus (A/canine/Korea/AS-06/2012) was subjected to a hemagglutination reaction to adjust the HAU to 4-8 (HA unit), and the virus was reacted for 30 minutes at room temperature. After the reaction, 0.5% turkey red blood cell dilution was added in a 1:1 ratio and the reaction was performed for 30 minutes at room temperature to confirm the neutralizing antibody value. If the target animal has formed neutralizing antibodies, the antibodies bind to the virus and inhibit the binding of the virus to the red blood cells. The method using cells (serum neutralization test) is a method in which the sera are diluted stepwise in the same way as above, reacted with the virus, and then infected with MDCK cells to confirm.
구체적으로 MDCK (Madin-Darby canine kidney cells)를 96-웰 플레이트에 1Х106 세포/웰로 접종한 뒤, 밤새 37℃에서 배양하고, 사용 전에 PBS로 2번 세척 후에 사용하였다. 바이러스는 개 인플루엔자(Canine influenza) 바이러스(A/canine/Korea/AS-06/2012)를 TCID 100 으로 희석한 뒤 사용하였으며, 희석된 혈청과 1:1 로 넣어 37℃에서 1시간 반응시킨 뒤에 전날에 준비한 MDCK cell 에 1시간 37℃에서 감염시켰다. 우태아혈청(FBS) 이 첨가되지 않은 배양액과 TPCK treated trypsin을 1X 로 희석 시켜 준비 하고, 감염 1시간 뒤 준비된 배양액으로 교체 해주었다. 감염 48시간 뒤 세포병변 효과를 확인하고, 혈구 응집 반응 시험을 진행하여 중화된 항체 농도를 확인하였다. 적혈구는 터키의 혈액에서 분리하였으며, PBS에 적혈구를 0.5% 농도로 희석하여 실험에 사용하였다.Specifically, MDCK (Madin-Darby canine kidney cells) were seeded at 1Х10 6 cells/well in a 96-well plate, cultured overnight at 37°C, and washed twice with PBS before use. The virus was diluted to TCID 100 using canine influenza virus (A/canine/Korea/AS-06/2012), added 1:1 with diluted serum, reacted at 37°C for 1 hour, and infected with MDCK cells prepared the previous day at 37°C for 1 hour. Culture medium without fetal bovine serum (FBS) and TPCK treated trypsin were diluted 1X and prepared, and replaced with the prepared culture medium 1 hour after infection. The cytopathic effect was confirmed 48 hours after infection, and a hemagglutination reaction test was performed to confirm the concentration of neutralized antibodies. Red blood cells were isolated from Turkish blood and diluted to a concentration of 0.5% in PBS for use in the experiment.
그 결과, 2차 백신 완료된 25ug, 10ug, 5ug 모든 실험군 에서 중화항체가 형성이 되는 것을 확인 하였고, 1차 백신만으로도 중화항체가 형성되는 것을 확인하였다. 또한 시중에서 판매되고 있는 대조군 중앙백신 단백질 백신보다도 높은 중화항체 형성 값을 확인하였다(도 22a 내지 도 22c).As a result, it was confirmed that neutralizing antibodies were formed in all experimental groups that completed the second vaccination (25ug, 10ug, 5ug), and it was confirmed that neutralizing antibodies were formed with only the first vaccine. In addition, a higher neutralizing antibody formation value was confirmed than that of the central vaccine protein vaccine, a control group sold on the market (Fig. 22a to Fig. 22c).
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Claims (24)
개 인플루엔자 바이러스 H3N2 변이체 단백질; 및
프로테아제 절단 부위를 포함하는 융합 단백질을 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드.Non-structural protein of self-amplifying virus;
Canine influenza virus H3N2 variant protein; and
A polynucleotide comprising a nucleic acid sequence encoding a fusion protein comprising a protease cleavage site.
상기 개 인플루엔자 바이러스 H3N2 변이체 단백질은 서열번호 109의 아미노산 서열을 가지는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
A polynucleotide having the amino acid sequence of sequence number 109, wherein the above-mentioned influenza virus H3N2 variant protein.
상기 비구조 단백질은 피코나바이러스과(Picornaviridae) 바이러스의 비구조 단백질에서 유래한 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
The above nonstructural protein is a polynucleotide derived from a nonstructural protein of a Picornaviridae virus.
상기 비구조 단백질은 엔테로바이러스(Enterovirus)의 P2 도메인 및 P3 도메인을 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the third paragraph,
A polynucleotide wherein the nonstructural protein comprises a P2 domain and a P3 domain of Enterovirus.
상기 P2 도메인은 2A 프로테아제, 2B 및 2C를 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In paragraph 4,
A polynucleotide wherein the above P2 domain comprises 2A protease, 2B and 2C.
상기 2A 프로테아제는 서열번호 11의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하고,
2B는 서열번호 12의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하고,
2C는 서열번호 13의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In paragraph 5,
The above 2A protease comprises a base sequence encoding an amino acid sequence of sequence number 11,
2B contains a base sequence encoding the amino acid sequence of sequence number 12,
2C is a polynucleotide comprising a base sequence encoding an amino acid sequence of sequence number 13.
상기 2A 프로테아제는 변이를 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In paragraph 5,
A polynucleotide comprising the above 2A protease mutation.
상기 변이는 서열번호 11의 아미노산 서열에서 87번째 위치의 아미노산이 치환된 것인, 폴리뉴클레오티드.In Article 7,
The above mutation is a polynucleotide in which the amino acid at position 87 in the amino acid sequence of sequence number 11 is substituted.
상기 P3 도메인은 3A, 3B, 3C 프로테아제 및 3D 폴리머라제를 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the third paragraph,
A polynucleotide wherein the above P3 domain comprises 3A, 3B, 3C protease and 3D polymerase.
상기 3A는 서열번호 14의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하고,
3B는 서열번호 15의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하고,
3C 프로테아제는 서열번호 16의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하고,
3D 폴리머라제는 서열번호 17의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드. In Article 9,
The above 3A contains a base sequence encoding an amino acid sequence of sequence number 14,
3B contains a base sequence encoding the amino acid sequence of sequence number 15,
3C protease comprises a base sequence encoding the amino acid sequence of sequence number 16,
A polynucleotide comprising a base sequence encoding an amino acid sequence of SEQ ID NO: 17.
상기 프로테아제 절단 부위는 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질에서 유래한 프로테아제에 의해 절단되는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
A polynucleotide wherein the protease cleavage site is cleaved by a protease derived from a nonstructural protein of a self-amplifying virus.
상기 프로테아제 절단 부위는 엔테로바이러스의 2A 프로테아제에 의해 절단되는 것인, 폴리뉴클레오티드.In Article 11,
A polynucleotide wherein the protease cleavage site is cleaved by 2A protease of enterovirus.
상기 프로테아제 절단 부위는 서열번호 22의 아미노산 서열을 암호화하는 염기서열을 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In Article 12.
A polynucleotide wherein the protease cleavage site comprises a base sequence encoding an amino acid sequence of SEQ ID NO: 22.
상기 폴리뉴클레오티드는 자가 증폭 바이러스의 비구조 단백질을 암호화하는 핵산 서열의 3' 말단에 적어도 1개의 종결 코돈(stop codon)을 추가로 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
A polynucleotide, wherein the polynucleotide further comprises at least one stop codon at the 3' end of a nucleic acid sequence encoding a nonstructural protein of a self-amplifying virus.
상기 종결 코돈은 서열번호 9 또는 서열번호 68의 염기서열을 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In Article 14,
A polynucleotide wherein the termination codon comprises a base sequence of SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 68.
상기 폴리뉴클레오티드는 5' 말단에 비번역 영역(5' untranslated region, 5' UTR)을 추가로 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
A polynucleotide, wherein the polynucleotide additionally comprises a 5' untranslated region (5' UTR) at the 5' end.
상기 5' 비번역 영역은 IRES(internal ribosomal entry site)를 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In Article 16,
A polynucleotide wherein the above 5' untranslated region comprises an internal ribosomal entry site (IRES).
상기 IRES는 서열번호 58 또는 서열번호 59의 염기서열을 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In Article 17,
A polynucleotide wherein the above IRES comprises a base sequence of SEQ ID NO: 58 or SEQ ID NO: 59.
상기 폴리뉴클레오티드의 3' 말단에 비번역 영역(3' UTR)을 추가로 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
A polynucleotide further comprising a non-translated region (3' UTR) at the 3' end of the polynucleotide.
상기 폴리뉴클레오티드는 폴리 아데노신 꼬리(poly(A) tail) 서열을 추가로 포함하는 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
A polynucleotide, wherein the polynucleotide further comprises a poly(A) tail sequence.
상기 폴리뉴클레오티드는 5' 말단에서 3' 말단 순으로 하기의 구조식 (I)로 이루어진 것인, 폴리뉴클레오티드:
5'-B-C(1)-D-3' (I)
5' 및 3'은 각각 폴리뉴클레오티드의 5' 말단 및 3' 말단이고,
B는 개 인플루엔자 바이러스 H3N2 변이체 단백질를 암호화하는 핵산 서열이고,
C(1)은 프로테아제 절단 부위를 암호화하는 핵산 서열이고,
D는 자기 증폭 바이러스의 비구조 단백질을 암호화하는 핵산 서열이다.In the first paragraph,
The above polynucleotide is a polynucleotide having the following structural formula (I) in order from the 5' end to the 3' end:
5'-BC(1)-D-3' (I)
5' and 3' are the 5' and 3' ends of the polynucleotide, respectively,
B is a nucleic acid sequence encoding a canine influenza virus H3N2 variant protein,
C(1) is a nucleic acid sequence encoding a protease cleavage site,
D is a nucleic acid sequence encoding a nonstructural protein of a self-amplifying virus.
상기 폴리뉴클레오티드는 DNA 또는 RNA인 것인, 폴리뉴클레오티드.In the first paragraph,
A polynucleotide, wherein the polynucleotide is DNA or RNA.
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