JP4883532B2 - Gene amplification method using recombinant enzyme - Google Patents

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Description

本発明は、遺伝子組換え技術に関する。より詳細には、組換え酵素Creと変異型loxP配列とを用いた、宿主細胞における遺伝子の組換え方法に関する。本発明を用いれば、動物細胞の染色体上で、目的遺伝子の増幅を行うことができる。本発明は、動物細胞又はトランスジェニック動物を利用した、組換えタンパク質の大量生産のために有用である。   The present invention relates to a gene recombination technique. More specifically, the present invention relates to a gene recombination method in a host cell using the recombination enzyme Cre and a mutant loxP sequence. If this invention is used, amplification of the target gene can be performed on the chromosome of an animal cell. The present invention is useful for mass production of recombinant proteins using animal cells or transgenic animals.

遺伝子組換え動物細胞を用いて、治療用抗体をはじめとするバイオ医薬品などの物質生産を行う際、目的遺伝子を細胞のゲノム染色体に挿入して安定形質転換体を樹立する必要がある。一般に動物細胞への遺伝子導入では、ウイルスベクターを用いる場合を除いて、導入遺伝子がゲノムに組み込まれる効率は低く、薬剤耐性遺伝子や核酸生合成酵素遺伝子を選択マーカーとして用いることによって、偶然に目的遺伝子が組み込まれた細胞を、導入遺伝子の働きによる選抜培地中での生存によってスクリーニングを行うため、染色体への導入部位もランダムである。物質生産を目的とした遺伝子組換え動物細胞では、さらに生産性を上げるために目的遺伝子のコピー数を染色体上で増幅させるために、遺伝子増幅処理が行われる(非特許文献1、2)。これは、選択マーカーとして用いた薬剤耐性遺伝子や核酸生合成酵素遺伝子に対応したスクリーニング用薬剤を培養期間中に段階的に濃度をあげることによって、結果的に導入遺伝子のコピー数が増幅された細胞を選抜するものである。この方法は、生産性の高い細胞株の樹立に必須であるが、ランダムにおこる現象に期待するため、確実性に欠けるとともに選抜に長期間を要することが問題となっている。   When using genetically engineered animal cells to produce substances such as therapeutic drugs and other biopharmaceuticals, it is necessary to establish stable transformants by inserting the target gene into the genome chromosome of the cells. In general, in gene transfer into animal cells, the efficiency of integrating the transgene into the genome is low, except when a viral vector is used. By using a drug resistance gene or a nucleic acid biosynthetic enzyme gene as a selectable marker, the target gene is accidentally generated. Since the cells into which is incorporated are screened by survival in a selective medium by the action of the transgene, the site of introduction into the chromosome is also random. In genetically engineered animal cells for the purpose of substance production, gene amplification processing is performed in order to amplify the copy number of the target gene on the chromosome in order to further increase productivity (Non-patent Documents 1 and 2). This is because cells that have been amplified in the number of copies of the transgene as a result of increasing the concentration of the screening drug corresponding to the drug resistance gene or nucleic acid biosynthetic enzyme gene used as a selectable marker during the culture period. Is to be selected. This method is indispensable for the establishment of a highly productive cell line. However, in order to expect a phenomenon to occur at random, there is a problem that it lacks certainty and requires a long time for selection.

一方で、細胞レベルでの遺伝子導入に限らず、遺伝子治療やトランスジェニック動物作製など様々な局面においてゲノム染色体の特定の位置に目的遺伝子を導入する方法の開発が望まれている(非特許文献3)。こういった目的においては従来、相同組換えによる遺伝子置換による目的遺伝子の導入が行われてきた。これは、目的遺伝子断片の両側を導入したい染色体部位の遺伝子配列ではさんだものを用意し細胞に導入することで、宿主細胞の遺伝子修復メカニズムの作用によって、ある頻度で導入遺伝子が目的染色体部位に挿入されることを利用した方法である(非特許文献4)。この方法も細胞側の複雑なメカニズムに依存しているため、導入する細胞に大きく依存するとともに、組込効率の低さが問題となっている。   On the other hand, development of a method for introducing a target gene into a specific position of a genomic chromosome is desired in various aspects such as gene therapy and transgenic animal production, as well as gene introduction at a cellular level (Non-patent Document 3). ). For these purposes, the introduction of a target gene by gene replacement by homologous recombination has been conventionally performed. This is because the gene sequence sandwiched between the chromosomal sites to be introduced on both sides of the target gene fragment is prepared and introduced into the cell, and the transgene is inserted into the target chromosomal site at a certain frequency by the action of the host cell's gene repair mechanism. This is a method using this (Non-Patent Document 4). Since this method also depends on a complicated mechanism on the cell side, it greatly depends on the cell to be introduced, and low integration efficiency is a problem.

宿主細胞の遺伝子修復メカニズムに依存した受動的な相同組換えによる遺伝子導入とは対照的に、配列特異的な組換え酵素(リコンビナーゼ)を用いた、より積極的な配列特異的遺伝子導入システムが、動物細胞の染色体工学において種々検討されるようになっている(非特許文献5、6)。そういった組換え酵素の代表的なものに、バクテリオファージP1由来Cre(非特許文献7)、酵母由来Flp(非特許文献8)、バクテリオファージΦC31由来インテグラーゼ(非特許文献9)がある。これらの組換え酵素は、組換えターゲットサイトと呼ばれる明確な配列モチーフ(それぞれ、loxP, FRT及びattB/attPと呼ばれる)を認識し、これに作用して効率的な遺伝子断片の再配列を触媒するものである。 In contrast to gene transfer by passive homologous recombination that depends on the gene repair mechanism of the host cell, a more aggressive sequence-specific gene transfer system using a sequence-specific recombinase (recombinase) Various studies have been made on chromosome engineering of animal cells (Non-Patent Documents 5 and 6). Representative examples of such recombinant enzymes include bacteriophage P1-derived Cre (non-patent document 7), yeast-derived Flp (non-patent document 8), and bacteriophage ΦC31-derived integrase (non-patent document 9). These recombinases recognize distinct sequence motifs (called loxP , FRT, and attB / attP , respectively) called recombination target sites and act on them to catalyze the efficient rearrangement of gene fragments Is.

第1世代の組換え酵素の利用による遺伝子導入制御は、Cre-loxPやflp-FRTシステムを用いた導入遺伝子の削除であった。これらの組換え酵素は、それぞれ対応するターゲットサイトへの組込み反応を触媒しうるが、逆反応である削除反応も触媒し、反応平衡は、むしろ削除反応に大きくかたよっていることによる。この方法は、現在でもコンディショナルノックアウト法として繁用されている。 Control of gene transfer by using the first generation recombinase was deletion of the transgene using Cre- loxP or flp- FRT system. Each of these recombinant enzymes can catalyze the incorporation reaction into the corresponding target site, but also catalyzes a deletion reaction which is a reverse reaction, and the reaction equilibrium is rather largely due to the deletion reaction. This method is still frequently used as a conditional knockout method.

第2世代の組換え酵素による遺伝子導入制御は、遺伝子カセット交換法としての利用である。これは、2種類のお互い同士組換え反応をしないターゲットサイト用いることで、それらのターゲットサイトではさまれた領域の組換え置換反応をおこさせるものである。ΦC31インテグラーゼのシステムでは、もともとの組換えシステムとして不可逆的な置換反応を触媒することができるが、Cre-loxPやflp-FRTシステムでも、いくつかの変異ターゲットサイトが開発されたことにより利用できるようになった(非特許文献10〜14)。特に、lox66/lox71(非特許文献15〜17)では不可逆的な組込み反応も可能となっており、Cre-loxPでは多くの変異loxPが報告されるにいたっている(非特許文献18)。 The gene transfer control by the second generation recombinant enzyme is used as a gene cassette exchange method. In this method, by using two types of target sites that do not undergo recombination reaction with each other, a recombination replacement reaction is performed in a region sandwiched between these target sites. The ΦC31 integrase system can catalyze an irreversible substitution reaction as the original recombination system, but it can also be used with the development of several mutation target sites in the Cre- loxP and flp- FRT systems. (Non-patent Documents 10 to 14). In particular, and led to lox66 / lox71 (Non-Patent Document 15 to 17) in which a possible irreversible incorporation reaction, Cre-loxP in many mutations loxP is reported (Non-Patent Document 18).

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これまで、スペーサーの変異を有するターゲットサイト(例えば、lox511, lox2272)(前掲非特許文献10〜12)では、独立した組換え反応が行えることが知られ、アームの変異を有するターゲットサイト(例えば、lox66, lox71)(前掲非特許文献15〜17)では、反応後に両方のアームに変異が入ったものが生成することで不可逆的な挿入反応が促進されることが知られているが、双方を組み合わせて用いることは検討されていない。 Until now, it has been known that an independent recombination reaction can be performed at a target site having a spacer mutation (for example, lox511 , lox2272 ) (Non-Patent Documents 10 to 12), and a target site having an arm mutation (for example, lox66 , lox71 ) (Non-Patent Documents 15 to 17), it is known that the irreversible insertion reaction is promoted by the generation of a mutation in both arms after the reaction. Use in combination has not been studied.

他方、染色体上に組み込まれた目的遺伝子が増幅できれば、組換えタンパク質等の生産においてさらに有用であることはいうまでもないが、現在の薬剤耐性を利用した遺伝子増幅技術、すなわち目的遺伝子とともに薬剤耐性遺伝子を染色体に導入し、環境における薬剤濃度を上げることによって遺伝子の増幅が起こった組換え体を選抜する方法では、長い時間と多大な労力が必要であり、また効率が悪いという問題があった。   On the other hand, if the target gene integrated on the chromosome can be amplified, it goes without saying that it is further useful in the production of recombinant proteins and the like. However, gene amplification technology utilizing the current drug resistance, that is, drug resistance together with the target gene. The method of selecting a recombinant in which gene amplification has occurred by introducing a gene into a chromosome and increasing the concentration of a drug in the environment requires a long time and a great amount of labor, and has a problem that it is inefficient. .

本発明は、組換え酵素Creと変異loxP配列とを用い、染色体への目的遺伝子の導入を繰り返し行うことができる、換言すれば、染色体上での目的遺伝子の増幅を行うことができるシステムを提供する。本発明においては、アーム変異とスペーサー変異が組み合わせて使用される。 The present invention provides a system capable of repeatedly introducing a target gene into a chromosome using a recombination enzyme Cre and a mutant loxP sequence, in other words, capable of amplifying the target gene on the chromosome. To do. In the present invention, arm mutation and spacer mutation are used in combination.

本発明は、具体的には以下のものを提供する:
(1)組換え酵素Creと、
スペーサー領域、並びにその左右にそれぞれ配置された左アーム領域及び右アーム領域からなる、Creのターゲットサイトと
を用いる遺伝子組換え方法であって:
(A) スペーサー領域1、変異のある一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるターゲットサイト1であって、宿主染色体に導入されたもの;
(B) 遺伝子1、及び遺伝子1の両側にそれぞれ連結されたターゲットサイト2及びターゲットサイト3を含む組込カセットであって、
このときターゲットサイト2は、スペーサー領域1、及び変異のある、ターゲットサイト1とは反対側であって、かつ遺伝子1に近い側である一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなり、そして
ターゲットサイト3は、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び変異のある、ターゲットサイト1と同じ側であって、かつ遺伝子1に近い側である一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるもの;及び
(C) 遺伝子2、遺伝子2の両側にそれぞれ連結されたターゲットサイト4及びターゲットサイト5を含む置換カセットであって、
このときターゲットサイト4は、スペーサー領域2、及び変異のある、ターゲットサイト1とは反対側であって、かつ遺伝子2に近い側の一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるもの
このときターゲットサイト5は、スペーサー領域3(但し、スペーサー領域3は、スペーサー領域1と同じか、又はスペーサー領域1及び2各々とは独立して機能可能なものである。)、及び変異のある、ターゲットサイト1と同じ側であって、かつ遺伝子2に近い側の一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるもの
を準備し;
(1) ターゲットサイト1と組込カセットとを、Creによって反応させ、反応生成物を得る工程;そして
(2) 該反応生成物と置換カセットとを、Creよって反応させる
工程を含む、染色体上で2以上の組換えを行うための、遺伝子組換え方法。
The present invention specifically provides the following:
(1) Recombinant enzyme Cre;
A gene recombination method using a spacer region and a Cre target site comprising a left arm region and a right arm region respectively arranged on the left and right sides thereof:
(A) Target site 1 consisting of spacer region 1, one arm region with mutation, and the other arm region that is wild-type, which has been introduced into the host chromosome;
(B) an integration cassette comprising a target site 2 and a target site 3 linked to both sides of gene 1 and gene 1, respectively.
At this time, the target site 2 is from the spacer region 1 and one arm region on the opposite side of the target site 1 that is mutated and close to the gene 1 and the other arm region that is a wild type. And the target site 3 is a spacer region 2 that can function independently of the spacer region 1, and one arm region that is mutated and is on the same side as the target site 1 and close to the gene 1 And consisting of the other arm region that is wild type; and
(C) a replacement cassette comprising a target site 4 and a target site 5 respectively linked to both sides of gene 2 and gene 2,
At this time, the target site 4 is composed of the spacer region 2, one arm region on the side opposite to the target site 1 having mutation and close to the gene 2, and the other arm region that is a wild type. In this case, the target site 5 is the spacer region 3 (however, the spacer region 3 is the same as the spacer region 1 or can function independently of each of the spacer regions 1 and 2), and the mutation site. Preparing one arm region on the same side as the target site 1 and close to the gene 2 and the other arm region that is a wild type;
(1) reacting the target site 1 and the embedded cassette with Cre to obtain a reaction product; and
(2) A gene recombination method for carrying out two or more recombination on a chromosome, comprising a step of reacting the reaction product with a replacement cassette by Cre.

(2)ターゲットサイト1が、配列番号:2のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト2が、配列番号:4のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト3が、配列番号:3のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
ターゲットサイト4が、配列番号:5のヌクレオチド配列からなるものである、(1)に記載の、遺伝子組換え方法。
(2) Target site 1 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2;
Target site 2 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4;
The gene recombination method according to (1), wherein the target site 3 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and the target site 4 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.

(3)組換え酵素Creを用いる遺伝子組換えにおいて、
野生型左アーム領域、スペーサー領域1、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト1;
変異型左アーム領域、スペーサー領域1、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト2;
野生型左アーム領域、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト3;及び
変異型左アーム領域、スペーサー領域2、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト4
を組み合わせて使用する方法。
(3) In genetic recombination using the recombinant enzyme Cre,
A target site 1 consisting of a wild-type left arm region, a spacer region 1, and a mutant right arm region;
A target site 2 consisting of a mutant left arm region, a spacer region 1, and a wild type right arm region;
Target site 3 consisting of wild type left arm region, spacer region 2 that can function independently of spacer region 1, and mutant right arm region; and mutant left arm region, spacer region 2, and wild type right arm region Target site 4 consisting of
How to use in combination.

(4)ターゲットサイト1が、配列番号:2のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト2が、配列番号:4のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト3が、配列番号:3のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
ターゲットサイト4が、配列番号:5のヌクレオチド配列からなるものである、(3)に記載の、使用方法。
(4) Target site 1 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2;
Target site 2 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4;
The use method according to (3), wherein the target site 3 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and the target site 4 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.

(5)下記から選択される1以上を含む、組換え酵素Creを用い、2以上の組換えを行うためのキット:
野生型左アーム領域、スペーサー領域1、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト1;
変異型左アーム領域、スペーサー領域1、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト2;
野生型左アーム領域、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト3;及び
変異型左アーム領域、スペーサー領域2、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト4。
(5) A kit for performing two or more recombination using the recombination enzyme Cre including one or more selected from the following:
A target site 1 consisting of a wild-type left arm region, a spacer region 1, and a mutant right arm region;
A target site 2 consisting of a mutant left arm region, a spacer region 1, and a wild type right arm region;
Target site 3 consisting of wild type left arm region, spacer region 2 that can function independently of spacer region 1, and mutant right arm region; and mutant left arm region, spacer region 2, and wild type right arm region Target site 4 consisting of:

(6)ターゲットサイト1が、配列番号:2のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト2が、配列番号:4のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト3が、配列番号:3のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
ターゲットサイト4が、配列番号:5のヌクレオチド配列からなるものである、(5)に記載の、キット。
(6) Target site 1 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2;
Target site 2 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4;
The kit according to (5), wherein the target site 3 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and the target site 4 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.

(7)下記のいずれかである、Creのターゲットサイト:
配列番号:2からなる、ポリヌクレオチド;
配列番号:3からなる、ポリヌクレオチド;
配列番号:4からなる、ポリヌクレオチド;及び
配列番号:5からなる、ポリヌクレオチド。
(7) One of the following Cre target sites:
A polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 2;
A polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 3;
A polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 4; and a polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 5.

(8)2以上の遺伝子組換えを行うための、Creターゲットサイトにおけるアーム変異と、2以上の各々独立して機能するスペーサー変異との組み合わせ使用。
本発明においては、組換え酵素Cre、及びCreによって認識可能なターゲットサイトを用いる。Creは38kDaの分子量をもつタンパク質で、loxPと呼ばれる34 bpのターゲットサイトを認識して組換え反応を行う(図1)。ターゲットサイトは、Cre単量体の結合部位として機能する、13 bpの回文配列からなる2つのアーム領域(左アーム領域、及び右アーム領域)とそれらにはさまれた8 bpの配列からなるスペーサー領域からなる。本明細書で「ターゲットサイト」というときは、特別な場合を除き、Creによって認識可能なものを指す。ターゲットサイトは、2本鎖DNAであり得る。
(8) Use of a combination of an arm mutation at the Cre target site and two or more independently functioning spacer mutations to perform two or more gene recombination.
In the present invention, the recombination enzyme Cre and a target site recognizable by Cre are used. Cre is a protein with a molecular weight of 38 kDa and recognizes a 34 bp target site called loxP for recombination (Figure 1). The target site consists of two arm regions consisting of a 13 bp palindromic sequence (left arm region and right arm region) that function as a Cre monomer binding site and an 8 bp sequence sandwiched between them. It consists of a spacer region. In this specification, “target site” refers to something that can be recognized by Cre, except in special cases. The target site can be double stranded DNA.

本発明においてはまた、変異のある左アーム領域を有するターゲットサイトと変異のある右アーム領域を有するターゲットサイトとを組み合わせて用いる。各々の変異は、ターゲットサイトの片側のアームにのみにある場合にはCreによる挿入反応を起こすことができるが、挿入反応の結果、両方のアームに変異のあるサイトが生じたときは、削除反応が起こらないという、不可逆的な挿入反応を促進するようなものであればよい。変異のある左アーム領域の配列の例は、lox 66(配列番号:9)であり、変異のある右アーム領域の配列の例は、lox 71(配列番号:12)である。 In the present invention, a target site having a mutated left arm region and a target site having a mutated right arm region are also used in combination. If each mutation is only in one arm of the target site, Cre can cause an insertion reaction, but if the insertion reaction results in a site with mutations in both arms, the deletion reaction Anything that promotes an irreversible insertion reaction that does not occur. An example of the sequence of the left arm region with mutation is lox 66 (SEQ ID NO: 9), and an example of the sequence of the right arm region with mutation is lox 71 (SEQ ID NO: 12).

また、下記のものも、変異のある左アーム領域又は変異のある右アーム領域として、本発明に用いることができる:
(a) 配列番号:9又は配列番号:12のヌクレオチド配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:9又は12からなるアーム領域と同じ機能(すなわち、ターゲットサイトの片側のアームにのみ変異がある場合、Creによる挿入反応を起こすことができるが、挿入反応の結果、両方のアームに変異あるサイトが生じたときは、削除反応が起こらないという、不可逆的な挿入反応を促進することができる機能)を有するポリヌクレオチド;
(b) 配列番号:9又は配列番号:12のヌクレオチド配列と高い同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:9又は12からなるアーム領域と同じ機能を有するするポリヌクレオチド。
(c) 配列番号:9又は配列番号:12のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ配列番号:9又は12からなるアーム領域と同じ機能を有するポリヌクレオチド;
なお、本明細書でいうポリヌクレオチドには、特別な場合を除き、DNA、RNAが含まれ、一本鎖、二本鎖のものが含まれる。
The following can also be used in the present invention as the left arm region with mutation or the right arm region with mutation:
(a) It consists of a nucleotide sequence in which one or several bases are substituted, deleted, inserted and / or added in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 12, and consists of SEQ ID NO: 9 or 12 The same function as the arm region (i.e., if there is a mutation in only one arm of the target site, an insertion reaction with Cre can occur, but when the insertion reaction results in a site with a mutation in both arms, A polynucleotide having a function capable of promoting an irreversible insertion reaction in which no deletion reaction occurs;
(b) A polynucleotide comprising a nucleotide sequence having high identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 12, and having the same function as the arm region consisting of SEQ ID NO: 9 or 12.
(c) Hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 12, and has the same function as the arm region comprising SEQ ID NO: 9 or 12 A polynucleotide having
In the present specification, the polynucleotide includes DNA and RNA, except for special cases, and includes single-stranded and double-stranded ones.

また、本明細書において`「1若しくは複数の塩基が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたヌクレオチド配列」というときの置換等されるヌクレオチドの個数は、その塩基配列からなるポリヌクレオチドが所望の機能を有する限り特に限定されないが、1〜9個又は1〜4個程度でありうる。このようなヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドを調製するための手段は、当業者にはよく知られている。   In addition, in this specification, the number of nucleotides to be substituted when referred to as “a nucleotide sequence in which one or more bases are substituted, deleted, inserted, and / or added” refers to the number of nucleotides that comprise the base sequence. Although it does not specifically limit as long as it has a desired function, 1-9 pieces or about 1-4 pieces may be sufficient. Means for preparing a polynucleotide comprising such a nucleotide sequence are well known to those skilled in the art.

また、本明細書においてヌクレオチド配列に関し、高い同一性とは、50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の配列の同一性を指す。ポリヌクレオチド配列の同一性に関する検索・解析は、当業者には周知のアルゴリズム又はプログラム(例えば、BLASTN、BLASTP、BLASTX、ClustalW)により行うことができる。プログラムを用いる場合のパラメーターは、当業者であれば適切に設定することができ、また各プログラムのデフォルトパラメーターを用いてもよい。これらの解析方法の具体的な手法もまた、当業者には周知である。   Further, in the present specification, regarding nucleotide sequences, high identity means 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more. Refers to sex. Search / analysis regarding the identity of polynucleotide sequences can be carried out by algorithms or programs well known to those skilled in the art (for example, BLASTN, BLASTP, BLASTX, ClustalW). Those skilled in the art can appropriately set parameters when using a program, and the default parameters of each program may be used. Specific techniques for these analysis methods are also well known to those skilled in the art.

また、本明細書において「ストリンジェントな条件」というときは、特別な場合を除き、6M尿素、0.4% SDS、0.5×SSCの条件又はこれと同等のハイブリダイゼーション条件を指し、さらに必要に応じ、本発明には、よりストリンジェンシーの高い条件、例えば、6M尿素、0.4% SDS、0.1×SSC又はこれと同等のハイブリダイゼーション条件を適用してもよい。それぞれの条件において、温度は約40℃以上とすることができ、よりストリンジェンシーの高い条件が必要であれば、例えば約50℃、さらに約65℃としてもよい。   In addition, the term “stringent conditions” in the present specification refers to the conditions of 6M urea, 0.4% SDS, 0.5 × SSC or a hybridization condition equivalent thereto unless otherwise specified, and if necessary, In the present invention, conditions with higher stringency, for example, 6M urea, 0.4% SDS, 0.1 × SSC or equivalent hybridization conditions may be applied. Under each condition, the temperature can be about 40 ° C. or higher, and if higher stringency conditions are required, for example, about 50 ° C. or about 65 ° C. may be used.

本発明においては、野生型左アーム領域、及び野生型右アーム領域も使用されるが、これらを構成する配列の例は、それぞれ配列番号:8及び13である。
また、下記のものも、本明細書でいう「野生型」の範疇に含まれ、本発明に使用することができる:
(d) 配列番号:8又は配列番号:13のヌクレオチド配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:8又は13からなるアーム領域と同じ機能(すなわち、Creによる挿入反応を起こすことができるが、逆反応である削除反応も促進することができる機能)を有するポリヌクレオチド;
(e) 配列番号:8又は配列番号:13のヌクレオチド配列と高い同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:8又は13からなるアーム領域と同じ機能を有するするポリヌクレオチド。
(f) 配列番号:8又は配列番号:13のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ配列番号:8又は13からなるアーム領域と同じ機能を有するポリヌクレオチド;
本発明においてはさらに、複数の、各々独立して機能可能なスペーサー領域を組み合わせて用いる。スペーサー領域は、2種のみならず、それより多く(例えば、3種又は4種)を組み合わせて使用することができる。スペーサー領域の配列の例は、配列番号:10及び11である。
In the present invention, a wild-type left arm region and a wild-type right arm region are also used. Examples of sequences constituting these are SEQ ID NOs: 8 and 13, respectively.
The following are also included in the category of “wild type” in the present specification and can be used in the present invention:
(d) consisting of a nucleotide sequence in which one or several bases are substituted, deleted, inserted and / or added in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 13, and consisting of SEQ ID NO: 8 or 13 A polynucleotide having the same function as an arm region (ie, a function capable of causing an insertion reaction by Cre but also promoting a deletion reaction which is a reverse reaction);
(e) a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having a high identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 13, and having the same function as an arm region consisting of SEQ ID NO: 8 or 13.
(f) The same function as the arm region consisting of SEQ ID NO: 8 or 13 and hybridizing under stringent conditions with a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 13. A polynucleotide having:
In the present invention, a plurality of spacer regions that can function independently are used in combination. The spacer region can be used in combination of not only two types but also more (for example, three or four types). Examples of spacer region sequences are SEQ ID NOs: 10 and 11.

また、下記のものも、スペーサー領域として、本発明に使用することができる:
(g) 配列番号:10又は配列番号:11のヌクレオチド配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:10又は11からなるスペーサー領域と同じ機能(すなわち、Creによる挿入反応を起こすことができ、かつ他のスペーサー領域とは各々独立して機能可能である)を有するポリヌクレオチド;
(h) 配列番号:10又は配列番号:11のヌクレオチド配列と高い同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:10又は11からなるスペーサー領域と同じ機能を有するするポリヌクレオチド。
(i) 配列番号:10又は配列番号:11のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ配列番号:10又は11からなるスペーサー領域と同じ機能を有するポリヌクレオチド;
本明細書でスペーサー領域に関し「(各々)独立して機能可能」というときは、特別な場合を除き、ターゲットサイト中にそれぞれを用いた場合に、それぞれのターゲットサイトが互いに組換え反応をしないことをいう。
The following can also be used in the present invention as spacer regions:
(g) consisting of a nucleotide sequence in which one or several bases are substituted, deleted, inserted and / or added in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11, and consisting of SEQ ID NO: 10 or 11 A polynucleotide having the same function as the spacer region (ie, capable of causing an insertion reaction by Cre and functioning independently of the other spacer regions);
(h) a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having high identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11, and having the same function as the spacer region comprising SEQ ID NO: 10 or 11.
(i) The same function as the spacer region consisting of SEQ ID NO: 10 or 11 and hybridizing with a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11 under stringent conditions A polynucleotide having:
In this specification, when “(each) can function independently” with respect to the spacer region, the target sites should not recombine with each other when used in the target site, except in special cases. Say.

ターゲットサイト1の例は、野生型左アーム領域、スペーサー領域1、及び変異型右アーム領域からなる。このような場合、ターゲットサイト2は、変異型左アーム領域、スペーサー領域1、及び野生型右アーム領域からなることとすればよく;ターゲットサイト3は、野生型左アーム領域、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び変異型右アーム領域からなることとすればよく;そしてターゲットサイト4は、変異型左アーム領域、スペーサー領域2、及び野生型右アーム領域からなることとすればよい。ターゲットサイト5を用いる場合、これは野生型左アーム領域、スペーサー領域3、及び変異型右アーム領域からなることとすればよい。   An example of the target site 1 includes a wild type left arm region, a spacer region 1, and a mutant type right arm region. In such a case, the target site 2 may be composed of a mutated left arm region, a spacer region 1, and a wild type right arm region; the target site 3 is defined as a wild type left arm region and a spacer region 1. The target region 4 may consist of a spacer region 2 that can function independently, and a mutated right arm region; and the target site 4 may consist of a mutated left arm region, a spacer region 2, and a wild type right arm region. do it. When the target site 5 is used, it may be composed of a wild type left arm region, a spacer region 3, and a mutant type right arm region.

より具体的には、ターゲットサイト1として、配列番号:2のヌクレオチド配列からなるものを用いることができ;ターゲットサイト2として、配列番号:4のヌクレオチド配列からなるものを用いることができ;ターゲットサイト3として、配列番号:3のヌクレオチド配列からなるものを用いることができ;そしてターゲットサイト4として、配列番号:5のヌクレオチド配列からなるものを用いることができる。   More specifically, the target site 1 can be composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2; the target site 2 can be composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4; target site As the target site 4, one consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 can be used. As the target site 4, one consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 can be used.

また、下記のものも、ターゲットサイトとして、本発明に使用することができる:
(j) 配列番号:2〜5のいずれか一のヌクレオチド配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:2〜5のいずれか一からなるターゲットサイトと同じ機能を有するポリヌクレオチド;
(k) 配列番号:2〜5のいずれか一のヌクレオチド配列と高い同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつ配列番号:2〜5のいずれか一からなるターゲットサイトと同じ機能を有するするポリヌクレオチド。
(l) 配列番号:2〜5のいずれか一のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ配列番号:2〜5のいずれか一からなるターゲットサイトと同じ機能を有するポリヌクレオチド;
ターゲットサイト1において、上述の例とは逆に、変異型左アーム領域及び野生型右アーム領域を用いる場合は、ターゲットサイト2は、野生型左アーム領域、スペーサー領域1、及び変異型右アーム領域からなることとすればよく;ターゲットサイト3は、変異型左アーム領域、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び野生型右アーム領域からなることとすればよく;そしてターゲットサイト4は、野生型左アーム領域、スペーサー領域2、及び変異型右アーム領域からなることとすればよい。ターゲットサイト5を用いる場合、これは変異型左アーム領域、スペーサー領域3、及び野生型右アーム領域からなることとすればよい。
The following can also be used in the present invention as target sites:
(j) consisting of a nucleotide sequence in which one or several bases are substituted, deleted, inserted, and / or added in any one of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 2 to 5; A polynucleotide having the same function as any one of the target sites;
(k) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence having high identity with any one nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 2 to 5 and having the same function as the target site consisting of any one of SEQ ID NOs: 2 to 5 .
(l) It hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence complementary to any one nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 2 to 5, and consists of any one of SEQ ID NOs: 2 to 5 A polynucleotide having the same function as the target site;
In the target site 1, contrary to the above example, when the mutant type left arm region and the wild type right arm region are used, the target site 2 includes the wild type left arm region, the spacer region 1, and the mutant type right arm region. Target site 3 may consist of a mutant left arm region, a spacer region 2 that can function independently of spacer region 1, and a wild type right arm region; and target The site 4 may be composed of a wild type left arm region, a spacer region 2, and a mutant right arm region. When the target site 5 is used, it may be composed of a mutated left arm region, a spacer region 3, and a wild type right arm region.

本発明においてはまた、組込カセット及び置換カセットを組み合わせて用いる。各々のカセットは、プラスミド(環状DNA)の形態であり得る。各々のカセットにおいては、目的遺伝子(染色体に組込もうとする遺伝子)の両側に、ターゲットサイトが連結されるが、連結は、ターゲットサイトが機能可能であり、かつ目的遺伝子が宿主内で発現可能であるように行われる。各々のカセットはさらに、Cre反応後に必要のない領域が削除されるような配列を含んでもよい。例えば、組込カセットは、目的遺伝子の下流に連結されたターゲットサイトのさらに下流に、野生型の左右アーム領域及び所定のスペーサー領域からなるターゲットサイトを含むことができる。なお、組込カセットは、遺伝子の組込を目的として使用されるのみならず、遺伝子の組込及び削除(置換)又は入替のために用いられることもあり、また置換カセットは、置換又は入替を目的として使用されるのみならず、組込のために用いられることもある。   In the present invention, a built-in cassette and a replacement cassette are used in combination. Each cassette can be in the form of a plasmid (circular DNA). In each cassette, the target site is linked to both sides of the target gene (gene to be incorporated into the chromosome), but the target site can function and the target gene can be expressed in the host. Done to be. Each cassette may further include a sequence such that unnecessary regions are deleted after the Cre reaction. For example, the integration cassette can include a target site consisting of a wild-type left and right arm region and a predetermined spacer region further downstream of the target site linked downstream of the target gene. The integration cassette is used not only for gene integration, but also for gene integration and deletion (replacement) or replacement, and the replacement cassette can be replaced or replaced. In addition to being used for purposes, it may also be used for integration.

各々のカセットの目的遺伝子は、同じでもよく、異なっていてもよい。目的遺伝子の例としては、医薬として利用される有用タンパク質、例えば抗体、エリスロポエチン、組織プラスミノーゲンアクチベータ、腫瘍壊死因子、ウロキナーゼ、インターフェロン、インターロイキン、B型肝炎ワクチン、コロニー刺激因子があげられる。   The target gene of each cassette may be the same or different. Examples of target genes include useful proteins used as pharmaceuticals, such as antibodies, erythropoietin, tissue plasminogen activator, tumor necrosis factor, urokinase, interferon, interleukin, hepatitis B vaccine, and colony stimulating factor.

各々のカセットはまた、目的遺伝子以外に、他の遺伝子、例えば、クロラムフェニコール、テトラサイクリン又はアンピシリン等の薬剤に対する耐性を付与する遺伝子を含んでもよい。   Each cassette may also contain a gene that confers resistance to other genes, for example, a drug such as chloramphenicol, tetracycline, or ampicillin, in addition to the target gene.

本発明の遺伝子組換え方法を染色体上において実施するに際しては、所定のターゲットサイトが予め宿主染色体に組み込まれるが、この宿主染色体へのターゲットサイトの組込は、当業者であれば公知の技術を用いて適宜行いうる。例えば、CHO細胞において行う場合は、適切な遺伝子導入試薬を用いて、ターゲットサイト及び薬剤耐性遺伝子を含むプラスミドをトランスフェクションし、薬剤耐性を利用して染色体に組換えの生じた細胞株を選抜し、必要に応じ細胞株からゲノムDNAを抽出し、ターゲットサイトの存在をPCRにより確認すればよい。より詳細な条件は、本明細書の実施例を参照することができる。   When carrying out the genetic recombination method of the present invention on a chromosome, a predetermined target site is previously incorporated into the host chromosome. The integration of the target site into this host chromosome can be carried out by those skilled in the art using a known technique. Can be used as appropriate. For example, when using CHO cells, a suitable gene transfer reagent is used to transfect a plasmid containing the target site and drug resistance gene, and a cell line that has undergone recombination on the chromosome using drug resistance is selected. If necessary, genomic DNA can be extracted from the cell line and the presence of the target site can be confirmed by PCR. For more detailed conditions, the examples in this specification can be referred to.

また、本発明の遺伝子組換え方法の実施に際しては、組換え酵素Creが用いられるが、Creは宿主動物細胞内で発現させてもよく、Creタンパク質自体を細胞内に導入してもよい。Creを宿主動物細胞内で発現させるためには、Cre遺伝子を宿主細胞内で機能可能な発現ベクターに挿入したものを、組込カセット又は置換カセットと共に宿主細胞に供与すればよい。   In carrying out the gene recombination method of the present invention, the recombination enzyme Cre is used. Cre may be expressed in a host animal cell, or the Cre protein itself may be introduced into the cell. In order to express Cre in a host animal cell, the Cre gene inserted into an expression vector that can function in the host cell may be supplied to the host cell together with the integration cassette or the replacement cassette.

本発明の遺伝子組換え方法により、動物細胞の染色体上での遺伝子組換えや遺伝に増幅が好適に実施可能である。宿主動物細胞は、培養細胞であっても、動物個体であってもよい。なお、本発明の方法は、染色体上のみならず、プラスミド上での遺伝子操作にも用いることができる。   According to the gene recombination method of the present invention, gene recombination or inheritance on the chromosome of animal cells can be suitably performed. The host animal cell may be a cultured cell or an individual animal. The method of the present invention can be used not only on chromosomes but also for gene manipulation on plasmids.

本発明の方法の原理を、2種の独立して機能可能なスペーサー領域を用いて実施する場合の染色体上での遺伝子増幅を例に説明すると(図2A)、まずスペーサー1を有し、片側にアーム変異があるターゲットサイト(loxS1-Rとする)を予め細胞ゲノムに導入しておく。プラスミド(環状DNA)上に目的遺伝子(遺伝子1)をはさんで、スペーサー1を有し、先ほどと反対側(かつ目的遺伝子側)にアーム変異を有するターゲットサイト(loxS1-L)と、スペーサー2を有し、loxS1-Rと同じ側(かつ目的遺伝子側)にアーム変異を有するターゲットサイト(loxS2-R)を配置したものを用意し(プラスミド1)、先ほどの細胞ゲノムに組み込んだloxS1-RとCreによって反応させると、スペーサー1をもつもの同士が反応しゲノム上での挿入反応がおこる。反応生成物において、スペーサー1を有する片側のターゲットサイトでは、両方のアーム変異が生成する(loxS1-X)ため、削除反応が起こらなくなり、挿入状態が安定化される(もう1つの生成したスペーサー1を有するターゲットサイトはアームの変異がないものである; loxS1)。次に、プラスミド(環状DNA)上に目的遺伝子(遺伝子2)をはさんで、スペーサー2を有し、loxS2-Rと反対側(かつ目的遺伝子側)にアーム変異を有するターゲットサイト(loxS2-L)と、loxS1-R(アーム変異が目的遺伝子側にある)を配置したものを用意し(プラスミド2)、Creによって反応させると、今度は、スペーサー2をもつもの同士が反応しゲノム上での挿入反応がおこるとともに、プラスミド2のloxS1-Rとゲノム上で先の反応で生成したloxS1とが削除反応をおこし、結果としてターゲットサイトではさまれた領域間での入替反応がおきる。スペーサー2を有するターゲットサイトでは、両方のアーム変異が生成する(loxS2-X)ため削除反応が起こらなくなり、挿入状態が安定化される。これら2種類のプラスミドによる2回の組込反応によって、2種類の目的遺伝子を挿入可能であり、反応性のloxS1-Rのみが残ることになる。残ったloxS1-Rは、はじめに細胞に導入しておいたものと同じであるため、また一連の反応を繰り返し行うことが可能であり、反応のたびに目的遺伝子を挿入することができる。 The principle of the method of the present invention will be described with reference to an example of gene amplification on a chromosome in the case of carrying out using two types of independently functionable spacer regions (FIG. 2A). A target site (referred to as loxS1-R ) having an arm mutation is introduced into the cell genome in advance. A target site ( loxS1-L ) having a spacer 1 with a target gene (gene 1) sandwiched between a plasmid (circular DNA) and an arm mutation on the opposite side (and target gene side), and spacer 2 Prepared by placing a target site ( loxS2-R ) with an arm mutation on the same side (and target gene side) as loxS1-R (plasmid 1), and loxS1-R integrated into the previous cell genome When they are reacted with Cre, those with spacer 1 react with each other and an insertion reaction on the genome occurs. In the reaction product, at one target site having spacer 1, both arm mutations are generated ( loxS1-X ), so that the deletion reaction does not occur and the insertion state is stabilized (another generated spacer 1). Target sites with no arm mutation; loxS1 ). Next, a target site ( loxS2-L ) that has a target gene (gene 2) on a plasmid (circular DNA), has a spacer 2, and has an arm mutation on the opposite side of loxS2-R (and the target gene side) ) And loxS1-R (arm mutation is on the target gene side) prepared (plasmid 2) and reacted with Cre, this time, those with spacer 2 react with each other on the genome As the insertion reaction occurs, the loxS1-R of plasmid 2 and the loxS1 generated in the previous reaction on the genome undergo a deletion reaction, resulting in a replacement reaction between the regions sandwiched at the target site. At the target site having spacer 2, both arm mutations are generated ( loxS2-X ), so that the deletion reaction does not occur and the insertion state is stabilized. By two integration reactions with these two types of plasmids, two types of target genes can be inserted, leaving only reactive loxS1-R . Since the remaining loxS1-R is the same as that introduced into the cell first, a series of reactions can be repeated, and the target gene can be inserted for each reaction.

本発明の方法を、3種の各々独立して機能可能なスペーサー領域を用いて実施する場合を、図2B及び図2Cに示した。   The case where the method of the present invention is carried out using three types of spacer regions that can function independently is shown in FIGS. 2B and 2C.

本システムの有効性を証明するために、プラスミドを用いた試験管内でのCre反応によるプラスミド上での遺伝子増幅と、あらかじめloxS1-Rを導入した細胞を用いて、染色体上での遺伝子増幅を試みた。 In order to prove the effectiveness of this system, we attempted gene amplification on a plasmid by Cre reaction in vitro using a plasmid and gene amplification on a chromosome using cells into which loxS1-R had been introduced in advance. It was.

本実験で用いた変異loxP配列を表1にまとめて示す。   The mutant loxP sequences used in this experiment are summarized in Table 1.

図2AのloxS1-RloxS2-RloxS1-LloxS2-Lに相当するものがそれぞれloxP1loxP2loxP3loxP4である。図3に、反応の進行を確認するためのシステムを示した。ここでは、図2の目的遺伝子1として緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子を用い、目的遺伝子2として赤色蛍光タンパク質(DeRed)遺伝子を用いた。組込反応を目的遺伝子の発現によって確認するために、組み込まれる側のプラスミド(アクセプタープラスミド;ここではP1)に動物細胞で働くプロモーター(CMVプロモーター)をターゲットサイトのすぐ上流に配置した。GFP遺伝子やDsRed遺伝子をIRES配列と同時に、決められたターゲットサイトではさんで、遺伝子を供与する側のプラスミド(ドナープラスミド;ここではP2又はP3)に導入することで、Cre依存的にターゲットサイトで組込反応がおこった場合のみ、プロモーター下流に目的遺伝子が配置し生成した転写産物から目的タンパク質が翻訳・生産される。反応の進行の確認は、試験管内で精製Creタンパク質を使って組込/置換反応を行わせた後、生成したプラスミドから特異的なプラーマーを使ったPCR法によって特異的な遺伝子産物の増幅がみられるかによって評価するとともに、大腸菌へ形質導入し大量生産させた後、遺伝子配列解析によっておこなった。また、Cre発現ベクターを用いて、動物細胞内でも反応の進行を目的タンパク質の発現によって評価するとともに、ゲノムDNAを抽出してPCR法によっても行った。 LoxP1 , loxP2 , loxP3 , and loxP4 correspond to loxS1-R , loxS2-R , loxS1-L , and loxS2-L in FIG. 2A, respectively. FIG. 3 shows a system for confirming the progress of the reaction. Here, a green fluorescent protein (GFP) gene was used as the target gene 1 in FIG. 2, and a red fluorescent protein (DeRed) gene was used as the target gene 2. In order to confirm the integration reaction by the expression of the target gene, a promoter that works in animal cells (CMV promoter) was placed immediately upstream of the target site in the plasmid to be integrated (acceptor plasmid; here, P1). By introducing the GFP gene and DsRed gene into the plasmid (donor plasmid; here P2 or P3) that donates the gene at the same time as the IRES sequence at the determined target site, Cre is dependent on the target site. Only when the integration reaction occurs, the target protein is translated and produced from the transcription product generated by placing the target gene downstream of the promoter. Confirmation of the progress of the reaction was carried out by carrying out an integration / replacement reaction using purified Cre protein in a test tube, and then amplifying specific gene products from the resulting plasmid by PCR using specific primers. The gene was analyzed by gene sequence analysis after transduction into E. coli and mass production. In addition, the progress of the reaction was evaluated by expression of the target protein in animal cells using the Cre expression vector, and genomic DNA was extracted and PCR was performed.

[1.実験材料の作製]
1.1.pCEP4/NCreの作製(図4)
SV40由来の核移行シグナル配列を有するCreリコンビナーゼ遺伝子を、pxCANCre (Riken,Tsukuba)を鋳型としてプライマー5’-ATCGGCTAGCAGCGGCCCTCCAAAAAAG-3’(配列番号:14)及び5-ATCCAAGCTTGTTAATGGCTAATCGCCATCTTCC-3’(配列番号:15)(下線部は制限酵素NheI及びHindIII)を用いてPCRにより増幅した(DNA ポリメラーゼ;KOD-plus-、Toyobo, Osaka、94℃, 15秒、60℃, 30秒、68℃, 70秒:30サイクル)。このDNA断片を制限酵素NheI及びHindIIIで消化したpET28a (Takara, Otsu)に連結し(DNA Ligation Kit , Takara)、pET28a/NCreを作製した。
[1. Preparation of experimental materials]
1.1. Preparation of pCEP4 / NCre (Figure 4)
A Cre recombinase gene having a nuclear translocation signal sequence derived from SV40 was prepared using pxCANCre (Riken, Tsukuba) as a template and primers 5'-ATCG GCTAGC AGCGGCCCTCCAAAAAAG-3 '(SEQ ID NO: 14) and 5-ATCC AAGCTT GTTAATGGCTAATCGCCATCTTCC-3' (sequence Number: 15) (underlined parts are restriction enzymes Nhe I and Hin dIII) amplified by PCR (DNA polymerase; KOD-plus-, Toyobo, Osaka, 94 ° C, 15 seconds, 60 ° C, 30 seconds, 68 ° C) , 70 seconds: 30 cycles). This restriction DNA fragment enzymes Nhe I and pET28a that had been digested with Hin dIII (Takara, Otsu) linked to (DNA Ligation Kit, Takara), was prepared pET28a / NCRE.

導入したDNA配列は遺伝子配列解析により確認した。制限酵素XbaI及びXhoIで消化したpET28a/NCre由来のCre遺伝子断片を制限酵素NheI及びXhoIで消化したpCEP4 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)に連結し、pCEP4/NCreを作製した。 The introduced DNA sequence was confirmed by gene sequence analysis. The Cre gene fragment derived from pET28a / NCre digested with restriction enzymes Xba I and Xho I was ligated to pCEP4 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) digested with restriction enzymes Nhe I and Xho I to prepare pCEP4 / NCre.

1.2.pcDNA4/loxP1 (P1) の作製(図5)
変異loxP配列(loxP1)に対応する2つの化学合成した一本鎖ポリヌクレオチド5’-GGCCGCATAACTTCGTATAGTATAGTATATACGAACGGTAT-3’(配列番号:16)及び5’-CTAGATACCGTTCGTATATACTATACTATACGAAGTTATGC-3’(配列番号:17)(下線部は制限酵素NotI及びXbaI)を、70℃、2分間の熱処理後、室温に戻すことによってアニーリングした。制限酵素NotI及びXbaIで消化したpBluescript KS(-) (Toyobo)及びpcDNA4/TO/myc-His A (Invitrogen)に連結し、それぞれpBlue/loxP1及びpcDNA4/loxP1(P1) を作製した。
1.2. pcDNA4 / loxP1 (P1) production (Figure 5)
Two chemically synthesized single-stranded polynucleotides 5'- GGCCGC ATAACTTCGTATAGTATAGTATATACGAACGGTA T- 3 '(SEQ ID NO: 16) and 5'- CTAGA TACCGTTCGTATATACTATACTATACGAAGTTAT GC- 3' (SEQ ID NO: 17) corresponding to the mutant loxP sequence ( loxP1 ) (Underlined parts are restriction enzymes Not I and Xba I) After heat treatment at 70 ° C. for 2 minutes, annealing was performed by returning to room temperature. PBluescript KS (-) (Toyobo) and pcDNA4 / TO / myc-His A (Invitrogen) digested with restriction enzymes Not I and Xba I were prepared to prepare pBlue / loxP1 and pcDNA4 / loxP1 (P1), respectively.

1.3.pBlue/loxP2-IRES-EGFP-loxP3 (P2) の作製(図6)
変異loxP配列(loxP2)に対応する2つの化学合成した一本鎖ポリヌクレオチド5’-GGCCGCATAACTTCGTATAGGCTATAGTATACGAACGGTAT-3’(配列番号:18)及び5’-CTAGATACCGTTCGTATACTATAGCCTATACGAAGTTATGC-3’(配列番号:19)(下線部は制限酵素NotI及びXbaI)を、70℃、2分間の熱処理後、室温に戻すことによってアニーリングした。その後、制限酵素NotI及びXbaIで消化したpBluescript KS(-)に連結し、pBlue/loxP2を作製した。
1.3. Preparation of pBlue / loxP2-IRES-EGFP-loxP3 (P2) (Figure 6)
Two chemically synthesized single-stranded polynucleotides 5'- GGCCGC ATAACTTCGTATAGGCTATAGTATACGAACGGTA T- 3 '(SEQ ID NO: 18) and 5'- CTAGA TACCGTTCGTATACTATAGCCTATACGAAGTTAT GC- 3' (SEQ ID NO: 19) corresponding to the mutant loxP sequence ( loxP2 ) (Underlined parts are restriction enzymes Not I and Xba I) After heat treatment at 70 ° C. for 2 minutes, annealing was performed by returning to room temperature. Then, it was ligated to pBluescript KS (−) digested with restriction enzymes Not I and Xba I to prepare pBlue / loxP2.

変異loxP配列(loxP3)に対応する2つの化学合成した一本鎖ポリヌクレオチド5’-AGCTTTACCGTTCGTATAGTATAGTATATACGAAGTTATC-3’(配列番号:20)及び5’-TCGAGATAACTTCGTATATACTATACTATACGAACGGTAA3’(配列番号:21)、(下線部は制限酵素HindIII及びXhoI)を、70℃、2分間の熱処理後、室温に戻すことによってアニーリングした。制限酵素HindIII及びXhoIで消化したpBluescript KS(-) に連結し、pBlue/loxP3を作製した。 Two chemically synthesized single-stranded polynucleotides 5′- AGCTT TACCGTTCGTATAGTATAGTATATACGAAGTTAT C- 3 ′ (SEQ ID NO: 20) and 5′- TCGAG ATAACTTCGTATATACTATACTATACGAACGGTA A 3 ′ (SEQ ID NO: 21) corresponding to the mutant loxP sequence ( loxP3 ), the (the underlined restriction enzymes Hin dIII and Xho I), 70 ° C., after heat treatment for 2 minutes, and annealed by returning to room temperature. Restriction enzymes Hin dIII and Xho I digested was pBluescript KS (-) connected to, to prepare a pBlue / loxP3.

pMSCV/ΔAWGA-IRES-EGFPを制限酵素ClaIで消化した後、制限酵素断片の平滑化を行った(DNA blunting kit, Takara)。次にBamHIで消化することにより得られたIRES-EGFP遺伝子断片を、制限酵素BamHI及びEcoRVで消化したpBlue/loxP3に連結し、pBlue/IRES-EGFP-loxP3を作製した。制限酵素BamHI及びXhoIで消化したpBlue/IRES-EGFP-loxP3由来のIRES-EGFPloxP3遺伝子断片を、制限酵素BamHI及びXhoIで消化したpBlue/loxP2に連結し、pBlue/loxP2-IRES-EGFP-loxP3(P2) を作製した。 After digesting pMSCV / ΔAWGA-IRES-EGFP with the restriction enzyme Cla I, the restriction enzyme fragment was blunted (DNA blunting kit, Takara). Then the IRES-EGFP gene fragment obtained by digestion with Bam HI, ligated into pBlue / loxP3 digested with restriction enzymes Bam HI and Eco RV, was prepared pBlue / IRES-EGFP-loxP3. The restriction enzymes Bam HI and Xho I digested with IRES-EGFPloxP3 gene fragment from pBlue / IRES-EGFPloxP3 was was ligated into pBlue / loxP2 digested with restriction enzymes Bam HI and Xho I, pBlue / loxP2-IRES -EGFP -loxP3 (P2) was created.

1.4.pBlue/loxP1-IRES-DsRed-loxP4 (P3) の作製(図7)
変異loxP配列(loxP4)に対応する2つの化学合成した一本鎖ポリヌクレオチド5’-AGCTTTACCGTTCGTATAGGCTATAGTATACGAAGTTATC-3’(配列番号:22)及び5’-TCGAGATAACTTCGTATACTATAGCCTATACGAACGGTAA-3’(配列番号:23)(下線部は制限酵素HindIII及びXhoI)を、70℃、2分間の熱処理後、室温に戻すことによってアニーリングした。制限酵素HindIII及びXhoIで消化したpBluescript KS(-) に連結し、pBlue/loxP4を作製した。
1.4. Preparation of pBlue / loxP1-IRES-DsRed-loxP4 (P3) (Figure 7)
Two chemically synthesized single-stranded polynucleotides 5'- AGCTT TACCGTTCGTATAGGCTATAGTATACGAAGTTAT C- 3 '(SEQ ID NO: 22) and 5'- TCGAG ATAACTTCGTATACTATAGCCTATACGAACGGTA A- 3' (SEQ ID NO: 23) corresponding to the mutant loxP sequence ( loxP4 ) the (the underlined restriction enzymes Hin dIII and Xho I), 70 ° C., after heat treatment for 2 minutes, and annealed by returning to room temperature. Restriction enzymes Hin dIII and Xho I digested was pBluescript KS (-) connected to, to prepare a pBlue / loxP4.

制限酵素BamHI及びDraIで消化したpIRES2-DsRed Express (Clontech, Palo Alto, CA, USA)由来のIRES-DsRed遺伝子断片を、制限酵素BamHI及びEcoRVで消化したpBlue/loxP4に連結し、pBlue/IRES-DsRed-loxP4を作製した。制限酵素BamHI及びXhoIで消化したpBlue/IRES-DsRed-loxP4由来のIRES-DsRed-loxP4遺伝子断片を、制限酵素BamHI及びXhoIで消化したpBlue/loxP1に連結し、pBlue/loxP1-IRES-DsRed-loxP4(P3)を作製した。 IRES-DsRed gene fragment from pIRES2-DsRed Express (Clontech, Palo Alto, CA, USA) digested with restriction enzymes Bam HI and Dra I was ligated to pBlue / loxP4 digested with restriction enzymes Bam HI and Eco RV, pBlue / IRES-DsRed-loxP4 was prepared. The restriction enzymes Bam HI and Xho I digested with IRES-DsRed-loxP4 gene fragment from pBlue / IRES-DsRed-loxP4 was was ligated into pBlue / loxP1 digested with restriction enzymes Bam HI and Xho I, pBlue / loxP1-IRES -DsRed-loxP4 (P3) was produced.

1.5.pBlue/loxP2-IRES-EGFP-loxP3-loxP5 (P2’)の作製(図8)
変異loxP配列(loxP5)に対応する2つの化学合成した一本鎖ポリヌクレオチド5’-TCGAGATAACTTCGTATAGGCTATAGTATACGAAGTTATGGTAC-3’(配列番号:24)及び5’-CATAACTTCGTATACTATAGCCTATACGAAGTTATC-3’(配列番号:25)(下線部は制限酵素XhoI及びKpnI)を、上記と同様にアニーリングした。この遺伝子断片と制限酵素BamHIおよびXhoIで消化したpBlue/IRES-EGFP-loxP3由来のIRES-EGFPloxP3遺伝子断片を、制限酵素BamHIおよびKpnIで消化したpBlue/loxP2に連結し、pBlue/loxP2-IRES-EGFP-loxP3-loxP5(P2’) を作製した。
1.5. Preparation of pBlue / loxP2-IRES-EGFP-loxP3-loxP5 (P2 ') (Figure 8)
Two chemically synthesized single-stranded polynucleotides 5'- TCGAG ATAACTTCGTATAGGCTATAGTATACGAAGTTAT GGTAC- 3 '(SEQ ID NO: 24) and 5'- C ATAACTTCGTATACTATAGCCTATACGAAGTTAT C- 3' (SEQ ID NO: 25) corresponding to the mutant loxP sequence ( loxP5 ) (Underlined portions are restriction enzymes Xho I and Kpn I) were annealed in the same manner as described above. This gene fragment and the IRES-EGFPloxP3 gene fragment derived from pBlue / IRES-EGFP-loxP3 digested with restriction enzymes Bam HI and Xho I were ligated to pBlue / loxP2 digested with restriction enzymes Bam HI and Kpn I, and pBlue / loxP2 -IRES-EGFP-loxP3-loxP5 (P2 ') was prepared.

1.6.pBlue/loxP2-IRES-EGFP-loxP3-Cm-loxP5 (P2’Cm) の作製(図8)
クロラムフェニコール耐性遺伝子発現用ユニットを、705-Cre (Gene Bridges, Dresden, Germany)を鋳型としてプライマー5’-CCGCTCGAGCCGAAAAGTGCCACCTG-3’(配列番号:26)及び5’-CCGCTCGAGGGCGTTTAAGGGCACC-3’(配列番号:27)(下線部は制限酵素XhoI)を用いてPCRにより増幅した(DNA ポリメラーゼ ;KOD-plus-、94℃, 15秒、51℃, 30秒、68℃, 60秒:30サイクル)。このDNA断片を制限酵素XhoIで消化したpBlue/loxP2-IRES-EGFP-loxP3-loxP5(P2’)に連結し、pBlue/loxP2-IRES-EGFP-loxP3-Cm-loxP5(P2’Cm) を作製した。
1.6. Construction of pBlue / loxP2-IRES-EGFP-loxP3-Cm-loxP5 (P2'Cm) (Figure 8)
A chloramphenicol resistance gene expression unit was prepared using primers 5'-CCG CTCGAG CCGAAAAGTGCCACCTG-3 '(SEQ ID NO: 26) and 5'-CCG CTCGAG GGCGTTTAAGGGCACC-3 using 705-Cre (Gene Bridges, Dresden, Germany) as a template. '(SEQ ID NO: 27) (underlined is the restriction enzyme Xho I) (DNA polymerase; KOD-plus-, 94 ° C, 15 seconds, 51 ° C, 30 seconds, 68 ° C, 60 seconds) 30 cycles). This DNA fragment was ligated to pBlue / loxP2-IRES-EGFP-loxP3-loxP5 (P2 ') digested with restriction enzyme Xho I to produce pBlue / loxP2-IRES-EGFP-loxP3-Cm-loxP5 (P2'Cm) did.

1.7.pBlue/loxP1-Kan-loxP4 (P3Kan) の作製(図9)
カナマイシン耐性遺伝子発現用ユニットを、pMW219 (Nippon Gene, Toyama)を鋳型としてプライマー5’-CCCAAGCTTAGAACGCTCATGTTTGACAG-3’(配列番号:28)及び5’-CGGGATCCGTTCGGTGTAGGTCGTTCG-3’(配列番号:29)(下線部は制限酵素HindIII及びBamHI)を用いてPCRにより増幅した(DNA ポリメラーゼ;KOD-plus-、94℃, 15秒、52.5℃, 30秒、68℃, 60秒:30サイクル)。このDNA断片を制限酵素HindIII及びBamHIで消化したP3に連結し、pBlue/loxP1-Kan-loxP4(P3Kan)を作製した。
1.7. Preparation of pBlue / loxP1-Kan-loxP4 (P3Kan) (Figure 9)
A kanamycin resistance gene expression unit was prepared using pMW219 (Nippon Gene, Toyama) as a template and primers 5'-CCC AAGCTT AGAACGCTCATGTTTGACAG-3 '(SEQ ID NO: 28) and 5'-CG GGATCC GTTCGGTGTAGGTCGTTCG-3' (SEQ ID NO: 29). (underlined restriction enzymes Hin dIII and Bam HI) were amplified by PCR using the (DNA polymerase; KOD-plus-, 94 ℃, 15 seconds, 52.5 ° C., 30 sec, 68 ° C., 60 seconds: 30 cycles). This DNA fragment was ligated to the P3 digested with restriction enzymes Hin dIII and Bam HI, to produce a pBlue / loxP1-Kan-loxP4 ( P3Kan).

1.8.pBlue/loxP1-Neo-IRES-DsRed-loxP4 (P3Neo) の作製(図9)
ネオマイシン耐性遺伝子を、pIRES2-DsRed-Expressを鋳型としてプライマー5’-CGGGATCCATGATTGAACAAGATGGATTGC-3’(配列番号:30)及び5’-CGGGATCCTCAGAAGAACTCGTCAAGAAGG-3’(配列番号:31)(下線部は制限酵素BamHI)を用いてPCRにより増幅した(DNA ポリメラーゼ;KOD-plus-、94℃, 15秒、54℃, 30秒、68℃, 60秒:30サイクル)。このDNA断片を制限酵素BamHIで消化したpBlue/loxP1-IRES-DsRed-loxP4(P3)に連結し、pBlue/loxP1-Neo-IRES-DsRed-loxP4(P3 Neo) を作製した。
1.8. Preparation of pBlue / loxP1-Neo-IRES-DsRed-loxP4 (P3Neo) (Figure 9)
Neomycin resistance gene, primers 5'-CG GGATCC ATGATTGAACAAGATGGATTGC-3 '(SEQ ID NO: 30) and 5'-CG GGATCC TCAGAAGAACTCGTCAAGAAGG-3' (SEQ ID NO: 31) (underlined part is limited) using pIRES2-DsRed-Express as a template Amplified by PCR using the enzyme Bam HI) (DNA polymerase; KOD-plus-, 94 ° C., 15 seconds, 54 ° C., 30 seconds, 68 ° C., 60 seconds: 30 cycles). This DNA fragment was digested with restriction enzymes Bam HI pBlue / loxP1-IRES- DsRed-loxP4 linked to (P3), to prepare a pBlue / loxP1-Neo-IRES- DsRed-loxP4 (P3 Neo).

1.9.pcDNA4/loxP6-loxP2(mP12)の作製(図10)
変異loxP配列(loxP6)に対応する2つの化学合成した一本鎖ポリヌクレオチド5’-AGCTTATAACTTCGTATAGTATAGTATATACGAAGTTATCGAT-3’(配列番号:32)及び5’-CGATAACTTCGTATATACTATACTATACGAAGTTATA-3’(配列番号:33)(下線部は制限酵素HindIII及びPvuI)を、70℃、2分間の熱処理後、室温に戻すことによってアニーリングした。このloxP6断片と制限酵素PvuI及びEcoRIで消化したpBlue/loxP2由来のloxP2断片を制限酵素HindIII及びEcoRIで消化したpcDNA4 (Invitrogen)に連結し、pcDNA4/loxP6-loxP2 (mP12) を作製した。
1.9. Production of pcDNA4 / loxP6-loxP2 (mP12) (Figure 10)
Two chemically synthesized single-stranded polynucleotides 5'- AGCTT ATAACTTCGTATAGTATAGTATATACGAAGTTAT CGAT- 3 '(SEQ ID NO: 32) and 5'- CG ATAACTTCGTATATACTATACTATACGAAGTTAT A- 3' (SEQ ID NO: 33) corresponding to the mutant loxP sequence ( loxP6 ) the (the underlined restriction enzymes Hin dIII and Pvu I), 70 ° C., after heat treatment for 2 minutes, and annealed by returning to room temperature. Ligated into pcDNA4 was digested LoxP2 fragment from pBlue / loxP2 digested with this LoxP6 fragment with restriction enzymes Pvu I and Eco RI restriction enzymes Hin dIII and Eco RI (Invitrogen), producing a pcDNA4 / loxP6-loxP2 (mP12) did.

2.実験結果
2.1.プラスミド上での遺伝子増幅(試験管内での反応)
(1)P1とP2又はP2’の反応によるP12の生成
P1とP2を反応させてP12が生成するかを確認した。反応は、100 ng のP1 、100 ng のP2、10 ngのCreリコンビナーゼ(Clontech)を、1 μg/mlの BSA (Clontech) 及びCre 反応バッファー (Clontech)中で全量を15 μlとし、30℃、16時間行った。
2. Experimental results 2.1. Gene amplification on plasmid (in vitro reaction)
(1) Generation of P12 by reaction of P1 and P2 or P2 '
It was confirmed whether P12 was produced by reacting P1 and P2. The reaction was carried out with 100 ng P1, 100 ng P2, 10 ng Cre recombinase (Clontech) in a total volume of 15 μl in 1 μg / ml BSA (Clontech) and Cre reaction buffer (Clontech) at 30 ° C. I went for 16 hours.

反応液 2 μlを鋳型として、プライマー5’-AACGAGAAGCGCGATCAC-3’(配列番号:34)及び5’-ACAGTGGGAGTGGCACCTT-3’(配列番号:35)(P2及びP2’Cm)、5’-GCTCGTTTAGTGAACCGTCAG-3’(配列番号:36)及び5’-CAACAGACCTTGCATTCCTT-3’(配列番号:37)(P2’Cm)を用いてPCR反応を行った(DNAポリメラーゼ;G-Taq, Hokkaido system science、95℃, 20秒、60℃, 40秒、72℃, 30秒:25サイクル)。   Using 5 μl of the reaction solution as a template, primers 5′-AACGAGAAGCGCGATCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 34) and 5′-ACAGTGGGAGTGGCACCTT-3 ′ (SEQ ID NO: 35) (P2 and P2′Cm), 5′-GCTCGTTTAGTGAACCGTCAG-3 PCR reaction was performed using '(SEQ ID NO: 36) and 5'-CAACAGACCTTGCATTCCTT-3' (SEQ ID NO: 37) (P2'Cm) (DNA polymerase; G-Taq, Hokkaido system science, 95 ° C, 20 Seconds, 60 ° C, 40 seconds, 72 ° C, 30 seconds: 25 cycles).

図11の下段左側の電気泳動結果にみられるように、Creを添加した場合にのみ、326 bpの期待される遺伝子断片が増幅された。また、反応より得られたプラスミドDNAを大腸菌DH5α株に形質転換し、1時間培養後抗生物質を含有したLB寒天培地に塗布することで形質転換体のコロニーを形成させた。この形質転換体クローンを抗生物質含有のLB液体培地で増殖させた後、集菌後プラスミド抽出を行うことでCreによる組換え反応後のプラスミドを得た。このプラスミドを制限酵素PvuII及びHindIIIにより消化し切断パターンを解析したところ、目的のP12のものと一致した。さらに、このプラスミド上のloxP配列は期待されるP12のものと全く同じであった(図12)。 As can be seen from the electrophoresis result on the lower left side of FIG. 11, the expected gene fragment of 326 bp was amplified only when Cre was added. Moreover, the plasmid DNA obtained from the reaction was transformed into E. coli DH5α strain, and after culturing for 1 hour, it was applied to an LB agar medium containing antibiotics to form transformant colonies. This transformant clone was grown in an antibiotic-containing LB liquid medium, and after plasmid collection, plasmid extraction was performed to obtain a plasmid after a recombination reaction with Cre. The plasmid was analyzed by digesting cleavage patterns by restriction enzymes Pvu II and Hin dIII, were consistent with the P12 purposes. Furthermore, the loxP sequence on this plasmid was exactly the same as that of the expected P12 (FIG. 12).

同様のことを、Cre反応後にドナープラスミドの組込みにおいて必要のない領域を削除できるように設計されたP2’に、さらにクロラムフェニコール耐性遺伝子を有するP2’Cmを使って行ったところ、PCRによる検定において予測される組込み反応がおこっていることが確認でき(図13)、さらに大腸菌への形質転換によって得られたプラスミドは、目的の生成プラスミドP12’Cmと同じ制限酵素切断パターン、及びターゲットサイトの配列(図14)を有しており、期待される反応生成物を取得することができた。   The same thing was done using P2'Cm, which has a chloramphenicol resistance gene, and P2 'designed so that regions unnecessary for donor plasmid integration can be deleted after Cre reaction. It can be confirmed that the integration reaction predicted in the assay has occurred (FIG. 13), and the plasmid obtained by transformation into E. coli has the same restriction enzyme cleavage pattern and target site as the target production plasmid P12'Cm. The expected reaction product could be obtained.

(2)P1+P2+P3の反応によるP123の生成
P1とP2を反応させた後、引き続きP3の反応をさせることで、P123の生成がみられるかを確認した。反応は、100 ngのP1、100 ng のP2、10 ngの Creリコンビナーゼ、1 μg/ml のBSA及びCre 反応バッファー中で全量を15 μlとし、30℃、16時間行った。引き続き100 ng のP3を制限酵素NotI及びXhoIで消化することにより生じたDNA断片(loxP1-IRES-DsRed-loxP4)及び10 ng のCreリコンビナーゼを加え、30℃、16時間行った。
(2) Generation of P123 by the reaction of P1 + P2 + P3
After reacting P1 and P2, it was confirmed that the production of P123 was observed by continuing the reaction of P3. The reaction was carried out at 30 ° C. for 16 hours in a total volume of 15 μl in 100 ng P1, 100 ng P2, 10 ng Cre recombinase, 1 μg / ml BSA and Cre reaction buffer. Subsequently, 100 ng of P3 was digested with restriction enzymes Not I and Xho I, and a DNA fragment (loxP1-IRES-DsRed-loxP4) and 10 ng of Cre recombinase were added, followed by 30 ° C. for 16 hours.

反応液2μlを鋳型として、プライマー5’-GCTCGTTTAGTGAACCGTCAG-3’(配列番号:36)及び5’-CAACAGACCTTGCATTCCTT-3’(配列番号:37)を用いてPCR反応を行った(DNAポリメラーゼ;G-Taq、95℃, 20秒、60℃, 40秒、72℃, 30秒:25サイクル)。図15の下段左側の電気泳動結果にみられるように、Creを添加した場合にのみ、870 bpの期待される遺伝子断片が増幅された。さらに、PCRによる増幅遺伝子断片を制限酵素NotIを用いて消化して電気泳動にて切断パターンを解析したところ(図15の下段右側)、期待される693 bpと177 bpの大きさに分断され、P123の生成反応がおこっていることが確認できた。 PCR reaction was performed using 2 μl of the reaction solution as a template and primers 5′-GCTCGTTTAGTGAACCGTCAG-3 ′ (SEQ ID NO: 36) and 5′-CAACAGACCTTGCATTCCTT-3 ′ (SEQ ID NO: 37) (DNA polymerase; G-Taq 95 ° C, 20 seconds, 60 ° C, 40 seconds, 72 ° C, 30 seconds: 25 cycles). As can be seen from the electrophoresis result on the lower left side of FIG. 15, the expected gene fragment of 870 bp was amplified only when Cre was added. Furthermore, when the amplified gene fragment by PCR was digested with restriction enzyme Not I and the cleavage pattern was analyzed by electrophoresis (lower right side of FIG. 15), it was divided into the expected size of 693 bp and 177 bp. , P123 formation reaction was confirmed.

同様のことを図14で取得したプラスミドP12’CmとP3KanをCreにより反応させたところ、PCRによる検定において予測される組込み反応がおこっていることが確認でき、さらに大腸菌への形質転換によって得られたプラスミドは、目的の生成プラスミドP123Kanと同じ制限酵素切断パターン、及びターゲットサイトの配列(図16)を有しており、期待される反応生成物を取得することができた。   Similarly, when the plasmids P12'Cm and P3Kan obtained in FIG. 14 were reacted with Cre, it was confirmed that the integration reaction predicted in the PCR assay was occurring, and further obtained by transformation into E. coli. The plasmid had the same restriction enzyme cleavage pattern as the target production plasmid P123Kan and the sequence of the target site (FIG. 16), and the expected reaction product could be obtained.

(3)mP12+P3+P2の反応による2サイクル目の第1段反応の確認
P12と同じターゲットサイトを有するmP12とP3を反応させた後、引き続きP2の反応をおこなわせることで、1サイクル目で生成したターゲットサイトが2サイクル目でも反応に供しうるかを確認した。反応は100 ng のmP12、100 ng のP3を制限酵素NotI及びXhoIで消化することにより生じたDNA断片(loxP1-IRES-DsRed-loxP4)、10 ng のCreリコンビナーゼ、1 μg/ml のBSA及びCre 反応バッファー中で全量を15 μlとし、30℃、16時間行った。引き続き150 ng のP2及び10 ngの Creリコンビナーゼを加え、30℃、16時間行った。反応液2 μlを鋳型として、プライマー5’-AACGAGAAGCGCGATCAC-3’(配列番号:34)及び5’-CACCTTGAAGCGCATGAAC-3’(配列番号:38)を用いてPCR反応を行った(DNAポリメラーゼ;G-Taq、95℃, 20秒、60℃, 40秒、72℃, 30秒:25サイクル)。図17の下段左側の電気泳動結果にみられるように、Creを添加した場合にのみ、792 bpの期待される遺伝子断片が増幅された。さらに、PCRによる増幅遺伝子断片を制限酵素BamHIを用いて消化して電気泳動にて切断パターンを解析したところ(図17の下段右側)、期待される641 bpと151 bpの大きさに分断され、2サイクル目の反応がおこることが確認できた。
(3) Confirmation of the first stage reaction in the second cycle by the reaction of mP12 + P3 + P2
After reacting mP12 and P3 having the same target site as P12, P2 was subsequently reacted to confirm whether the target site generated in the first cycle could be used in the second cycle. The reaction was performed by digesting 100 ng mP12, 100 ng P3 with restriction enzymes Not I and Xho I (loxP1-IRES-DsRed-loxP4), 10 ng Cre recombinase, 1 μg / ml BSA The total volume was 15 μl in Cre reaction buffer, and the reaction was performed at 30 ° C. for 16 hours. Subsequently, 150 ng of P2 and 10 ng of Cre recombinase were added, followed by 30 ° C. for 16 hours. PCR reaction was performed using 2 μl of the reaction solution as a template and primers 5′-AACGAGAAGCGCGATCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 34) and 5′-CACCTTGAAGCGCATGAAC-3 ′ (SEQ ID NO: 38) (DNA polymerase; G- Taq, 95 ℃, 20 seconds, 60 ℃, 40 seconds, 72 ℃, 30 seconds: 25 cycles). As can be seen from the electrophoresis result on the left side of the lower part of FIG. 17, the expected gene fragment of 792 bp was amplified only when Cre was added. Furthermore, when the amplified gene fragment by PCR was digested with the restriction enzyme Bam HI and the cleavage pattern was analyzed by electrophoresis (lower right side of FIG. 17), it was divided into the expected size of 641 bp and 151 bp. It was confirmed that the second cycle reaction occurred.

2.2.細胞染色体上での遺伝子増幅(動物細胞内での反応)
(1)P1及びP2のトランスフェクションによる組換え反応(挿入反応)
動物細胞としては、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO-K1細胞)を用いた。CHO細胞は1.2 x 105 cells/wellで24穴プレートに播種した。翌日、遺伝子導入試薬(Lipofectamine 2000; Invitrogene) を用いて、400 ngのP1、400 ngのP2、及びCreの動物細胞での発現ベクターであるpCEP4/NCre を0、5、10、15、25、35、50 ngと変化させたものを細胞にコトランスフェクションした。48時間後目的遺伝子である緑色蛍光タンパク質(GFP)発現細胞を計数したところ(図18:左)、Cre発現ベクターを添加しなかったときにはほとんどGFP発現細胞がみられなかったが、Cre発現ベクターを添加することでGFP発現細胞が劇的に増加した。また、pCEP4/NCreを35 ngと固定し、全量800 ngのP1及びP2を1:4、1:2、1:1、2:1、4:1と比を変化させてコトランスフェクションした際には、1:1で最もGFP発現細胞の数が多くなった(図18:右)。
2.2. Gene amplification on cell chromosomes (reaction in animal cells)
(1) Recombination reaction by P1 and P2 transfection (insertion reaction)
As animal cells, Chinese hamster ovary cells (CHO-K1 cells) were used. CHO cells were seeded in 24-well plates at 1.2 × 10 5 cells / well. The next day, using a gene transfer reagent (Lipofectamine 2000; Invitrogene), 400 ng P1, 400 ng P2, and Cre animal cell expression vector pCEP4 / NCre was transferred to 0, 5, 10, 15, 25, The cells were co-transfected with 35 and 50 ng. 48 hours later, when the cells expressing green fluorescent protein (GFP), which is the target gene, were counted (FIG. 18: left), almost no GFP-expressing cells were seen when the Cre expression vector was not added. The addition of GFP-expressing cells dramatically increased. When pCEP4 / NCre was fixed at 35 ng and P1 and P2 in a total amount of 800 ng were co-transfected at a ratio of 1: 4, 1: 2, 1: 1, 2: 1, 4: 1 The number of GFP-expressing cells was the highest at 1: 1 (FIG. 18: right).

(2)P12又はmP12とP3のトランスフェクションによる組換え反応(置換反応)
1サイクル目の第2段目の反応が動物細胞内でおこるかを確認した。CHO細胞は1.2 x 105 cells/wellで24穴プレートに播種した。翌日、LF2000を用いて、400 ngのP12又はmP12、400 ngのP3及び35 ngのpCEP4/NCreを細胞にコトランスフェクションした。48時間後目的遺伝子である赤色蛍光タンパク質(DsRed) 発現細胞を観察したところ、P12とmP12のいずれを使った場合にも、Cre依存的にDsRed発現細胞出現することが確認できた(図19)。
(2) Recombination reaction (replacement reaction) by transfection of P12 or mP12 and P3
It was confirmed whether the second-stage reaction in the first cycle occurred in animal cells. CHO cells were seeded in 24-well plates at 1.2 × 10 5 cells / well. The next day, cells were cotransfected with 400 ng P12 or mP12, 400 ng P3 and 35 ng pCEP4 / NCre using LF2000. After 48 hours, when the cells expressing the target gene red fluorescent protein (DsRed) were observed, it was confirmed that DsRed expressing cells appeared in a Cre-dependent manner when either P12 or mP12 was used (FIG. 19). .

(3)P1を組み込んだCHO細胞株での組込み反応
上の結果から、動物細胞内でも一連の組込み反応がおこることがわかったので、実際に染色体上での増幅反応を確かめるため、P1をゲノム中に組込んだ安定細胞株を樹立した。方法としては、CHO細胞を1.2 x 105 cells/wellで24穴プレートに播種し、翌日、遺伝子導入試薬を用いて、細胞に800 ngのP1をトランスフェクションした。48時間後、60 mm 培養皿に細胞を播種し、250 μg/mlのゼオシン (Invitrogen) を含む培地で培養した。その後、限界希釈法によりP1を染色体に組込んだ安定細胞株を樹立した (CHO/P1)。loxP1が含まれている細胞株の判別は、細胞株からゲノムDNAを抽出しPCRにより行い、P1をゲノムに組み込んだと思われる6つのクローンを得ることができた。そこでます、このCHO/P1細胞を使って、P2又はP2’のトランスフェクションによる染色体上での組換え反応を確認した。
(3) Integration reaction in a CHO cell line incorporating P1 From the above results, it was found that a series of integration reactions occur in animal cells. Therefore, in order to confirm the amplification reaction on the chromosome, P1 was A stable cell line incorporated into it was established. As a method, CHO cells were seeded in a 24-well plate at 1.2 × 10 5 cells / well, and the next day, the cells were transfected with 800 ng of P1 using a gene transfer reagent. After 48 hours, cells were seeded in a 60 mm culture dish and cultured in a medium containing 250 μg / ml zeocin (Invitrogen). Thereafter, a stable cell line in which P1 was integrated into the chromosome was established by limiting dilution (CHO / P1). The cell line containing loxP1 was identified by extracting genomic DNA from the cell line and performing PCR to obtain six clones that seem to have incorporated P1 into the genome. Therefore, this CHO / P1 cell was used to confirm the recombination reaction on the chromosome by P2 or P2 ′ transfection.

樹立したCHO/P1細胞株から2つの細胞株(F11とH6)を選択して、細胞を1.2 x 105 cells/wellで24穴プレートに播種し、翌日、遺伝子導入試薬を用いて、800 ngのP2及びpCEP4/NCreを 0、0.5、1.0、2.5、5.0、10、15 ngと変化させて細胞にトランスフェクトした。48時間後、GFP発現細胞を計数したところ、Cre発現ベクターの添加に依存してGFP発現細胞が出現した(図20、21)。また、800 ngのP2’及び10 ng のpCEP4/NCreをコトランスフェクションした場合も同様にGFP発現細胞がえられた。その後、緑色蛍光を指標にして限界希釈法により、染色体上での組込み反応が行われた細胞株(CHO/P12又はCHO/P12’)を樹立した。 Two cell lines (F11 and H6) were selected from the established CHO / P1 cell lines, and the cells were seeded in a 24-well plate at 1.2 x 10 5 cells / well, and the next day, 800 ng using a gene transfer reagent. The cells were transfected with P2 and pCEP4 / NCre of 0, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 10, 15 ng. After 48 hours, GFP-expressing cells were counted, and GFP-expressing cells appeared depending on the addition of the Cre expression vector (FIGS. 20 and 21). Similarly, GFP-expressing cells were obtained when co-transfected with 800 ng of P2 ′ and 10 ng of pCEP4 / NCre. Thereafter, a cell line (CHO / P12 or CHO / P12 ′) that had undergone the integration reaction on the chromosome was established by the limiting dilution method using green fluorescence as an index.

(4)CHO/P1細胞でのP2及びP3のトランスフェクションによる染色体上での組込み反応の確認
染色体上での組込み反応を確認するために、PCRによって組み込まれた遺伝子の特異的な増幅を試みた。CHO/P1細胞を1.2 x 105 cells/wellで24穴プレートに播種し、翌日、遺伝子導入試薬を用いて、800 ngのP2及び5 ng のpCEP4/NCreを細胞にトランスフェクトした。24-72時間後に800 ngのP3及び5 ng のpCEP4/NCreを細胞にトランスフェクトした。始めのトランスフェクションから96時間後細胞を回収し、ゲノムDNAを抽出した(Mag Extractor -Genome-, Toyobo) 。抽出したゲノムDNAを鋳型としてプライマー5’-TACACCATCGTGGAGCAGTA-3’(配列番号:39)及び5’-ACCACCCGGTGAACAG-3’(配列番号:40)、及び5’-AACGAGAAGCGCGATCAC-3’(配列番号:34)及び5’-CACCTTGAAGCGCATGAAC-3’(配列番号:38)を用いてPCR反応を行った(DNAポリメラーゼ;G-Taq、95℃, 20秒、57℃, 40秒、72℃, 30秒:35サイクル)。図22の電気泳動結果にみられるように、一段目の組込み反応の進行を確かめるためのプライマーセット(primer2/3)によって特異的な遺伝子断片の増幅が確認できた(図22:左)。また、P3を添加した場合には、二段目の置換反応が進行した際に増幅されるプライマーセット(primer6/7)を使用したPCRで、特異的な遺伝子断片の増幅が確認できた(図22:右)。
(4) Confirmation of integration reaction on the chromosome by transfection of P2 and P3 in CHO / P1 cells In order to confirm the integration reaction on the chromosome, specific amplification of the gene integrated by PCR was attempted. . CHO / P1 cells were seeded in a 24-well plate at 1.2 × 10 5 cells / well, and the following day, cells were transfected with 800 ng P2 and 5 ng pCEP4 / NCre using a gene transfer reagent. 24-72 hours later, cells were transfected with 800 ng P3 and 5 ng pCEP4 / NCre. Cells were collected 96 hours after the first transfection, and genomic DNA was extracted (Mag Extractor-Genome-, Toyobo). Primers 5′-TACACCATCGTGGAGCAGTA-3 ′ (SEQ ID NO: 39), 5′-ACCACCCGGTGAACAG-3 ′ (SEQ ID NO: 40), and 5′-AACGAGAAGCGCGATCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 34) using the extracted genomic DNA as a template And 5′-CACCTTGAAGCGCATGAAC-3 ′ (SEQ ID NO: 38) (DNA polymerase; G-Taq, 95 ° C., 20 seconds, 57 ° C., 40 seconds, 72 ° C., 30 seconds: 35 cycles) ). As can be seen from the electrophoresis results in FIG. 22, amplification of specific gene fragments could be confirmed by the primer set (primer2 / 3) for confirming the progress of the first-stage integration reaction (FIG. 22: left). In addition, when P3 was added, amplification of specific gene fragments could be confirmed by PCR using a primer set (primer6 / 7) that was amplified when the second-stage substitution reaction proceeded (Fig. 22: Right).

(5)CHO/P12’細胞でのP3又はP3Neoのトランスフェクションによる染色体上での組換え反応
P1を組み込んだCHO細胞(CHO/P1細胞)に、CreによってP2’を組み込んでGFPを発現するようになった細胞(CHO/P12’細胞)をクローニングし、この細胞にP3を反応させることで、染色体上で2段目の置換反応がおこるかを確認した。このため、CHO/P12’細胞を1.2 x 105 cells/wellで24穴プレートに播種し、翌日、遺伝子導入試薬を用いて、800 ngのP3又はP3Neo及び5 ng のpCEP4/NCreを細胞にコトランスフェクションした。48時間後に DsRed発現細胞を計数したところ、Cre発現ベクターの添加に依存してDsRed発現細胞が出現した(図23)。
(5) Recombination reaction on chromosome by transfection of P3 or P3Neo in CHO / P12 'cells
By cloning P2'-incorporated P2 'cells and expressing GFP (CHO / P12' cells) into P1-incorporated CHO cells (CHO / P1 cells), and reacting P3 with these cells It was confirmed whether the second-stage substitution reaction occurred on the chromosome. Therefore, CHO / P12 'cells were seeded in 24-well plates at 1.2 x 10 5 cells / well, and the next day, 800 ng P3 or P3Neo and 5 ng pCEP4 / NCre were copied into the cells using a gene transfer reagent. Transfected. When 48 hours later, DsRed expressing cells were counted, DsRed expressing cells appeared depending on the addition of the Cre expression vector (FIG. 23).

図1は、Cre-loxP遺伝子組換えシステムを示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a Cre- loxP gene recombination system. 図2Aは、組換え酵素を用いた遺伝子増幅の原理を示した図である。FIG. 2A is a diagram showing the principle of gene amplification using a recombinant enzyme. 図2Bは、独立して機能するスペーサーが3種類の場合(組込型)の遺伝子増幅の例を示した図である。FIG. 2B is a diagram showing an example of gene amplification when there are three types of independently functioning spacers (integrated type). 図2Cは、独立して機能するスペーサーが3種類の場合(入替型)の遺伝子増幅の例を示した図である。FIG. 2C is a diagram showing an example of gene amplification when there are three types of spacers that function independently (replacement type). 図3は、反応の進行を確認するためのシステムを示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a system for confirming the progress of the reaction. 図4は、pCEP4/NCreの作製を示した図である。FIG. 4 shows the production of pCEP4 / NCre. 図5は、P1の作製を示した図である。FIG. 5 shows the production of P1. 図6は、P2の作製を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the production of P2. 図7は、P3の作製を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing the production of P3. 図8は、P2'及びP2'Cmの作製を示した図である。FIG. 8 shows the production of P2 ′ and P2′Cm. 図9は、P3Kan及びP3Neoの作製を示した図である。FIG. 9 shows the production of P3Kan and P3Neo. 図10は、mP12の作製を示した図である。FIG. 10 shows the production of mP12. 図11は、遺伝子挿入反応のPCRによる確認(P1+P2反応)を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing confirmation of the gene insertion reaction by PCR (P1 + P2 reaction). 図12は、P1+P2反応後の生成物を大腸菌に形質導入してえられたプラスミドP12の制限酵素切断による確認と変異loxPの配列解析を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing confirmation by restriction enzyme cleavage of plasmid P12 obtained by transducing the product after P1 + P2 reaction into E. coli and sequence analysis of mutant loxP. 図13は、遺伝子挿入反応のPCRによる確認(P1+P2'Cm)を示した図である。FIG. 13 shows the confirmation of gene insertion reaction by PCR (P1 + P2′Cm). 図14は、P1+P2'Cm反応後の生成物を大腸菌に形質導入してえられたプラスミドP12’Cmの制限酵素切断による確認と変異loxPの配列解析を示した図である。FIG. 14 is a diagram showing confirmation by restriction enzyme cleavage of plasmid P12′Cm obtained by transducing the product after the P1 + P2′Cm reaction into E. coli and sequence analysis of mutant loxP. 図15は、遺伝子挿入/置換反応のPCRによる確認(P1+P2+P3反応)を示した図である。FIG. 15 is a view showing confirmation of a gene insertion / replacement reaction by PCR (P1 + P2 + P3 reaction). 図16は、P12’Cm+P3Kan反応後の生成物を大腸菌に形質導入してえられたプラスミドP123Kanの制限酵素切断による確認と変異loxPの配列解析を示した図である。FIG. 16 is a diagram showing confirmation by restriction enzyme cleavage of plasmid P123Kan obtained by transducing the product after the P12′Cm + P3Kan reaction into Escherichia coli and sequence analysis of the mutant loxP. 図17は、組換え酵素による連続的な遺伝子挿入/置換反応(mP12+P3+P2)を示した図である。FIG. 17 is a diagram showing a continuous gene insertion / substitution reaction (mP12 + P3 + P2) by a recombinant enzyme. 図18は、CHO細胞における遺伝子挿入反応(プラスミド上)の結果を示したグラフである。FIG. 18 is a graph showing the results of gene insertion reaction (on a plasmid) in CHO cells. 図19は、遺伝子組換え置換反応(プラスミド上)後のCHO細胞の写真である。A)P12+P3、B)mP12+3FIG. 19 is a photograph of CHO cells after the gene recombination replacement reaction (on the plasmid). A) P12 + P3, B) mP12 + 3 図20は、CHO/P1細胞株における遺伝子挿入反応効率(Cre発現ベクターの量の変化)を示したグラフである。FIG. 20 is a graph showing gene insertion reaction efficiency (change in the amount of Cre expression vector) in the CHO / P1 cell line. 図21は、染色体上でのP2挿入反応後のCHO/P1(F11)細胞の写真である。FIG. 21 is a photograph of CHO / P1 (F11) cells after P2 insertion reaction on the chromosome. 図22は、PCR法によるCHO/P1(F11)細胞での挿入/置換反応の確認を示した頭である。FIG. 22 is a head showing confirmation of insertion / replacement reaction in CHO / P1 (F11) cells by PCR. 図23は、染色体上でのP3組換え反応後のCHO/P12'細胞の写真である。FIG. 23 is a photograph of CHO / P12 ′ cells after P3 recombination reaction on the chromosome.

Claims (7)

組換え酵素Creと、
スペーサー領域、並びにその左右にそれぞれ配置された左アーム領域及び右アーム領域からなる、Creのターゲットサイトと
を用いる遺伝子組換え方法であって:
(A) スペーサー領域1、変異のある一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるターゲットサイト1であって、宿主染色体に導入されたもの;
(B) 遺伝子1、及び遺伝子1の両側にそれぞれ連結されたターゲットサイト2及びターゲットサイト3を含む組込カセットであって、
このときターゲットサイト2は、スペーサー領域1、及び変異のある、ターゲットサイト1とは反対側であって、かつ遺伝子1に近い側である一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなり、そして
ターゲットサイト3は、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び変異のある、ターゲットサイト1と同じ側であって、かつ遺伝子1に近い側である一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるもの;及び
(C) 遺伝子2、遺伝子2の両側にそれぞれ連結されたターゲットサイト4及びターゲットサイト5を含む置換カセットであって、
このときターゲットサイト4は、スペーサー領域2、及び変異のある、ターゲットサイト1とは反対側であって、かつ遺伝子2に近い側の一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるもの
このときターゲットサイト5は、スペーサー領域3(但し、スペーサー領域3は、スペーサー領域1と同じか、又はスペーサー領域1及び2各々とは独立して機能可能なものである。)、及び変異のある、ターゲットサイト1と同じ側であって、かつ遺伝子2に近い側の一方のアーム領域、及び野生型である他方のアーム領域からなるもの
を準備し;
(1) ターゲットサイト1と組込カセットとを、Creによって反応させ、反応生成物を得る工程;そして
(2) 該反応生成物と置換カセットとを、Creよって反応させる
工程を含む、染色体上で2以上の組換えを行うための、遺伝子組換え方法であって、
スペーサー領域1及び2の一方が、
配列番号:10のヌクレオチド配列からなり
スペーサー領域1及び2の他方が、
配列番号:11のヌクレオチド配列からなり
変異のある左アーム領域が
列番号:9からなるものであり;
変異のある右アーム領域が、
列番号:12からなるものであり;
野生型左アーム領域が、配列番号:8のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
野生型右アーム領域が、配列番号:13のヌクレオチド配列からなるものである、方法。
Recombinant enzyme Cre,
A gene recombination method using a spacer region and a Cre target site comprising a left arm region and a right arm region respectively arranged on the left and right sides thereof:
(A) Target site 1 consisting of spacer region 1, one arm region with mutation, and the other arm region that is wild-type, which has been introduced into the host chromosome;
(B) an integration cassette comprising a target site 2 and a target site 3 linked to both sides of gene 1 and gene 1, respectively.
At this time, the target site 2 is from the spacer region 1 and one arm region on the opposite side of the target site 1 that is mutated and close to the gene 1 and the other arm region that is a wild type. And the target site 3 is a spacer region 2 that can function independently of the spacer region 1, and one arm region that is mutated and is on the same side as the target site 1 and close to the gene 1 And consisting of the other arm region that is wild type; and
(C) a replacement cassette comprising a target site 4 and a target site 5 respectively linked to both sides of gene 2 and gene 2,
At this time, the target site 4 is composed of the spacer region 2, one arm region on the side opposite to the target site 1 having mutation and close to the gene 2, and the other arm region that is a wild type. In this case, the target site 5 is the spacer region 3 (however, the spacer region 3 is the same as the spacer region 1 or can function independently of each of the spacer regions 1 and 2), and the mutation site. Preparing one arm region on the same side as the target site 1 and close to the gene 2 and the other arm region that is a wild type;
(1) reacting the target site 1 and the embedded cassette with Cre to obtain a reaction product; and
(2) A gene recombination method for carrying out two or more recombination on a chromosome, comprising a step of reacting the reaction product with a replacement cassette by Cre,
One of the spacer regions 1 and 2 is
SEQ ID NO: consists of 10 of the nucleotide sequence,
The other of the spacer regions 1 and 2 is
SEQ ID NO: consists of 11 of the nucleotide sequence;
Left arm area of the mutation,
SEQ ID NO: 9 or is in Ranaru thing;
The right arm region with the mutation
SEQ ID NO: are those 1 2 or Ranaru;
The method wherein the wild type left arm region consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8; and the wild type right arm region consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13.
ターゲットサイト1が、配列番号:2のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト2が、配列番号:4のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト3が、配列番号:3のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
ターゲットサイト4が、配列番号:5のヌクレオチド配列からなるものである、請求項1に記載の、遺伝子組換え方法。
Target site 1 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2;
Target site 2 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4;
The gene recombination method according to claim 1, wherein the target site 3 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and the target site 4 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
組換え酵素Creを用いる遺伝子組換えにおいて、
野生型左アーム領域、スペーサー領域1、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト1;
変異型左アーム領域、スペーサー領域1、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト2;
野生型左アーム領域、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト3;及び
変異型左アーム領域、スペーサー領域2、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト4
を組み合わせて使用する方法であって、
スペーサー領域1及び2の一方が、
配列番号:10のヌクレオチド配列からなり
スペーサー領域1及び2の他方が、
配列番号:11のヌクレオチド配列からなり
変異のある左アーム領域が
列番号:9からなり;
異のある右アーム領域が
列番号:12からなり
野生型左アーム領域が、配列番号:8のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
野生型右アーム領域が、配列番号:13のヌクレオチド配列からなるものである、方法。
In genetic recombination using the recombinase Cre,
A target site 1 consisting of a wild-type left arm region, a spacer region 1, and a mutant right arm region;
A target site 2 consisting of a mutant left arm region, a spacer region 1, and a wild type right arm region;
Target site 3 consisting of wild type left arm region, spacer region 2 that can function independently of spacer region 1, and mutant right arm region; and mutant left arm region, spacer region 2, and wild type right arm region Target site 4 consisting of
Are used in combination,
One of the spacer regions 1 and 2 is
SEQ ID NO: consists of 10 of the nucleotide sequence,
The other of the spacer regions 1 and 2 is
SEQ ID NO: consists of 11 of the nucleotide sequence;
Left arm area of the mutation,
Consists of 9;: SEQ ID NO
Right arm area of the mutation is,
SEQ ID NO: consists of 12;
The method wherein the wild type left arm region consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8; and the wild type right arm region consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13.
ターゲットサイト1が、配列番号:2のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト2が、配列番号:4のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト3が、配列番号:3のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
ターゲットサイト4が、配列番号:5のヌクレオチド配列からなるものである、請求項3に記載の、使用方法。
Target site 1 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2;
Target site 2 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4;
The method of use according to claim 3, wherein the target site 3 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and the target site 4 is composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
下記から選択される1以上を含む、組換え酵素Creを用い、2以上の組換えを行うためのキット:
野生型左アーム領域、スペーサー領域1、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト1からなるポリヌクレオチド;
変異型左アーム領域、スペーサー領域1、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト2からなるポリヌクレオチド;
野生型左アーム領域、スペーサー領域1とは独立して機能可能なスペーサー領域2、及び変異型右アーム領域からなるターゲットサイト3からなるポリヌクレオチド;及び
変異型左アーム領域、スペーサー領域2、及び野生型右アーム領域からなるターゲットサイト4からなるポリヌクレオチドであって、
スペーサー領域1及び2の一方が、
配列番号:10のヌクレオチド配列からなり
スペーサー領域1及び2の他方が、
配列番号:11のヌクレオチド配列からなり
変異のある左アーム領域が
列番号:9からなり
変異のある右アーム領域が
列番号:12からなり
野生型左アーム領域が、配列番号:8のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
野生型右アーム領域が、配列番号:13のヌクレオチド配列からなるものである、キット。
A kit for carrying out two or more recombination using a recombination enzyme Cre including one or more selected from the following:
A polynucleotide comprising the target site 1 consisting of a wild-type left arm region, a spacer region 1, and a mutant right arm region;
A polynucleotide comprising a target site 2 consisting of a mutant left arm region, a spacer region 1, and a wild type right arm region;
A polynucleotide comprising a wild-type left arm region, a spacer region 2 capable of functioning independently of the spacer region 1, and a target site 3 comprising a mutated right arm region; and a mutated left arm region, a spacer region 2 and wild A polynucleotide comprising a target site 4 comprising a type right arm region,
One of the spacer regions 1 and 2 is
SEQ ID NO: consists of 10 of the nucleotide sequence,
The other of the spacer regions 1 and 2 is
SEQ ID NO: consists of 11 of the nucleotide sequence;
Left arm area of the mutation,
Consists of 9;: SEQ ID NO
The right arm region with the mutation
SEQ ID NO: consists of 12;
The kit, wherein the wild type left arm region consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8; and the wild type right arm region consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13.
ターゲットサイト1が、配列番号:2のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト2が、配列番号:4のヌクレオチド配列からなるものであり;
ターゲットサイト3が、配列番号:3のヌクレオチド配列からなるものであり;そして
ターゲットサイト4が、配列番号:5のヌクレオチド配列からなるものである、請求項5に記載の、キット。
Target site 1 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2;
Target site 2 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4;
The kit according to claim 5, wherein the target site 3 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and the target site 4 consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
下記のいずれかである、Creのターゲットサイトからなるポリヌクレオチド:
配列番号:2からなる、ポリヌクレオチド;
配列番号:3からなる、ポリヌクレオチド;
配列番号:4からなる、ポリヌクレオチド;及び
配列番号:5からなる、ポリヌクレオチド。
A polynucleotide consisting of a Cre target site that is either:
A polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 2;
A polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 3;
A polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 4; and a polynucleotide consisting of SEQ ID NO: 5.
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