Transformation-associated recombination cloning에 의한 유전자 분리에 사용되는 target hook에 대한 GC content의 영향

Effect of GC Content on Target Hook Required for Gene Isolation by Transformation-Associated Recombination Cloning

Transformation-associated recombination (TAR) 클로닝법은 목적 유전자를 포함한 게놈 DNA와 그 유전자의 5' 또는 3' 말단 서열을 포함하고 있는 선형의 TAR vector를 동시에 출아효모의 spheroplast내로 co-penetration 시켜 상동부위에서 일어나는 재조합에 의해 환형의 Yeast Artification Chromosome(YAC)으로 분리되는 방법이다. 일반적으로 TAR 클로닝법에 의한 목적의 single-copy 유전자 분리 빈도는 전체 형질전환체의 0.01~1% 정도이다. 이러한 TAR 클로닝법을 개선하기 위하여 Tg.AC transgenic mouse를 모델계로 사용하여 유전자 분리에 대한 target hook 내의 GC content 가 미치는 영향을 조사하였다. 이러한 목적으로 한쪽에는 다양한 GC content(18~45%)를 지닌 transgene 특이적 hook을 포함하고 다른 한쪽은 B1 반복서열을 가지는 radial TAR vector를 사용하여 transgene 분리 빈도를 측정하였다. 그 결과 target hook의 GC content는 23% 이하의 경우, ~40%인 경우에 비해 두 배 정도 클로닝 빈도가 감소하였다. 따라서 TAR vector를 제작할 때, 유전자 분리에 이용되는 target hook의 GC content는 약 40% 일때 가장 적정한 것으로 나타났다. 또한 높은 target hook 내의 GC content(65%)위치분포에 의한 차이는 클로닝 빈도에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

Transformation-associated recombination (TAR) cloning is based on co-penetration into yeast spheroplasts of genomic DNA along with TAR vector DNA that contains 5'- and 3'-sequences (hooks) specific for a gene of interest, followed by recombination between the vector and the human genomic DNA to establish a circular YAC. Typically, the frequency of recombinant insert capture is 0.01-1% for single-copy genes by TAR cloning. To further refine the TAR cloning technology, we determined the effect of GC content on target hooks required for gene isolation utilizing the $Tg\cdot\AC$ mouse transgene as the targeted region. For this purpose, a set of vectors containing a B1 repeated hook and Tg AC-specific hooks of variable GC content (from 18 to 45%) was constructed and checked for efficiency of transgene isolation by radial TAR cloning. Efficiency of cloning decreased approximately 2-fold when the TAR vector contained a hook with a GC content ～${\leq}23$% versus ～40%. Thus, the optimal GC content of hook sequences required for gene isolation by TAR is approximately 40%. We also analyzed how the distribution of high GC content (65%) within the hook affects gene capture, but no dramatic differences for gene capturing were observed.