EPG가 형질 도입된 근육세포와 IONPs에 전자기장 자극에 의한 세포내 칼슘 이온 조절 / Activation of Electromagnetic Perceptive Gene in Muscle Cell using Iron Oxide Nanoparticles for the Electromagnetic field of Calcium Ion regulation
- Resource Type
- Dissertation/ Thesis
- Authors
- 이성준 / Lee, Sung Jun
- Source
- Subject
- Language
- Korean
생체 내에서 세포의 기능을 비침습적으로 제어할 수 있는 합성 생물학적 장치를 개발하는 것은 잠재적으로 근육 질환 치료 분야에 좋은 결과를 가져올 수 있다. 우리는 전자기장 반응 유전자(EPG)를 생물 공학적인 "스위치"를 설계했다. (1) EPG와 (2) 산화철 나노입자(IONP)가 있는 Mouse myoblast(C2C12). (3) 전자기력까지 해서 세 부분으로 생물 공학적인 장치를 만들었다. 우리는 EPG를 Kryptopterus bicirrhis (유리 메기)에서 복제했다. EPG는 전자기력에 반응하는 막 관련 단백질을 암호화 한다. 이 유전자의 주요 작용 기전은 전자기장 자극을 통해 세포 내 칼슘 수치를 높이는 역할을 한다. 외부 전자기력을 통해 IONP에 의한 EPG 활성화로 세포내 칼슘 이온을 세포 밖에서 세포 내로 이동할 수 있도록 조절하는 시스템을 개발했다. 그 결과는 체외 전자기장 자극과EPG-IONP가 표적 단백질을 발현하기 위한 칼슘 이온 스위치로 사용될 수 있음을 증명하였다. 이 기술은 근육 질환 치료에 있어 유전자 치료 기법의 도입과 더불어 나노기술을 접목하여 기존의 한계를 극복할 수 있을 것이다.
Developing synthesis biological devices to allow the noninvasive control of cell function, in vivo can potentially revolutionize the field of muscle disease treatment. we designed an artificial biological engineering “switch” that consists of three parts: (1) the electromagnetic perceptive gene (EPG). (2) mouse myoblast cell line with pcDNA3.1-EPG_RFP and iron oxide nanoparticles (IONPs) (3) Electromagnetic force. Our group has recently cloned the EPG from the Kryptopterus bicirrhis (glass catfish). The EPG gene encodes a putative membrane-associated protein that responds to electromagnetic force. This gene’s primary mechanism of action is to raise the intracellular calcium levels or change in flux through electromagnetic stimulation. Here, we developed a system for the remote regulation of intracellular Calcium ion using IONPs through electromagnetic force. The results demonstrated that the EPG-IONP can be used as a molecular calcium ion switch to express target proteins. This technology has the potential for controlled gene expression, in vitro treatment, drug developments and treatment of muscle disease like muscular dystrophy.