CS227002B2 - Method of preparing vectors for transferring deoxyribonuclec acid - Google Patents
Method of preparing vectors for transferring deoxyribonuclec acid Download PDFInfo
- Publication number
- CS227002B2 CS227002B2 CS343578A CS343578A CS227002B2 CS 227002 B2 CS227002 B2 CS 227002B2 CS 343578 A CS343578 A CS 343578A CS 343578 A CS343578 A CS 343578A CS 227002 B2 CS227002 B2 CS 227002B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- dna
- insulin
- cdna
- mrna
- nucleotide sequence
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 92
- 239000013598 vector Substances 0.000 title claims description 58
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 3
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 161
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 claims description 74
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 56
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 55
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 claims description 51
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 claims description 39
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 claims description 33
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 33
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 claims description 32
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 claims description 31
- 102000006382 Ribonucleases Human genes 0.000 claims description 18
- 108010083644 Ribonucleases Proteins 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 102000012410 DNA Ligases Human genes 0.000 claims description 10
- 108010061982 DNA Ligases Proteins 0.000 claims description 10
- ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N guanidinium thiocyanate Chemical compound SC#N.NC(N)=N ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 claims description 6
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 claims description 6
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FRGKKTITADJNOE-UHFFFAOYSA-N sulfanyloxyethane Chemical compound CCOS FRGKKTITADJNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 101710141795 Ribonuclease inhibitor Proteins 0.000 claims description 4
- 229940122208 Ribonuclease inhibitor Drugs 0.000 claims description 4
- 102100037968 Ribonuclease inhibitor Human genes 0.000 claims description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000003161 ribonuclease inhibitor Substances 0.000 claims description 4
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 91
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 81
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 79
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 40
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 40
- 102100031780 Endonuclease Human genes 0.000 description 38
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 33
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 33
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 33
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 29
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 27
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 24
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 20
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 17
- 238000009739 binding Methods 0.000 description 16
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 16
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 16
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 15
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 14
- 108010092799 RNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 13
- 239000001226 triphosphate Substances 0.000 description 13
- 235000011178 triphosphate Nutrition 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 12
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 11
- 101000976075 Homo sapiens Insulin Proteins 0.000 description 11
- 210000004153 islets of langerhan Anatomy 0.000 description 11
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 11
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 10
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- PBGKTOXHQIOBKM-FHFVDXKLSA-N insulin (human) Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H]1CSSC[C@H]2C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CSSC[C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3NC=NC=3)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC1=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O)=O)CSSC[C@@H](C(N2)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CN)[C@@H](C)CC)[C@@H](C)CC)[C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)C1=CN=CN1 PBGKTOXHQIOBKM-FHFVDXKLSA-N 0.000 description 10
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 9
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 9
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 9
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 9
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 8
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 238000010804 cDNA synthesis Methods 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 8
- -1 guanylguanidino Chemical compound 0.000 description 8
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 8
- 125000002264 triphosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])OP(=O)(O[H])OP(=O)(O[H])O* 0.000 description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 7
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 7
- 238000012869 ethanol precipitation Methods 0.000 description 7
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 6
- 101000868151 Rattus norvegicus Somatotropin Proteins 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000003196 chaotropic effect Effects 0.000 description 6
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 6
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 6
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108010054576 Deoxyribonuclease EcoRI Proteins 0.000 description 5
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 5
- 229920005654 Sephadex Polymers 0.000 description 5
- 239000012507 Sephadex™ Substances 0.000 description 5
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 5
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 5
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 5
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 5
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 5
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 5
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 5
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 5
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 5
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 5
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 5
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241001131785 Escherichia coli HB101 Species 0.000 description 4
- 102000018997 Growth Hormone Human genes 0.000 description 4
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010076181 Proinsulin Proteins 0.000 description 4
- 241000251539 Vertebrata <Metazoa> Species 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 4
- 239000000122 growth hormone Substances 0.000 description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 4
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 3
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 3
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 3
- 229920001917 Ficoll Polymers 0.000 description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010051696 Growth Hormone Proteins 0.000 description 3
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N Guanine Natural products O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010000521 Human Growth Hormone Proteins 0.000 description 3
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 108020004566 Transfer RNA Proteins 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 3
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 3
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Natural products NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003398 denaturant Substances 0.000 description 3
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 150000004713 phosphodiesters Chemical class 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 3
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 3
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 3
- 108010066381 preproinsulin Proteins 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 3
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N triphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000713838 Avian myeloblastosis virus Species 0.000 description 2
- 108010092265 CCWGG-specific type II deoxyribonucleases Proteins 0.000 description 2
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 2
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 2
- 102000004533 Endonucleases Human genes 0.000 description 2
- 241000701959 Escherichia virus Lambda Species 0.000 description 2
- 108010012003 GGCC-specific type II deoxyribonucleases Proteins 0.000 description 2
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012981 Hank's balanced salt solution Substances 0.000 description 2
- 108090000144 Human Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000003839 Human Proteins Human genes 0.000 description 2
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 2
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 2
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 2
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 2
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 2
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 2
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 2
- RZCIEJXAILMSQK-JXOAFFINSA-N TTP Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 RZCIEJXAILMSQK-JXOAFFINSA-N 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 2
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 2
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 2
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 2
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 2
- SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N dATP Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 2
- SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N dATP Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1CC(O)C(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J dCTP(4-) Chemical compound O=C1N=C(N)C=CN1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)C1 RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J 0.000 description 2
- HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N dGTP Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(N)=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N 0.000 description 2
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000007901 in situ hybridization Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 2
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- GMKMEZVLHJARHF-UHFFFAOYSA-N (2R,6R)-form-2.6-Diaminoheptanedioic acid Natural products OC(=O)C(N)CCCC(N)C(O)=O GMKMEZVLHJARHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHJLVAABSRFDPM-UHFFFAOYSA-N 1,4-dithiothreitol Chemical compound SCC(O)C(O)CS VHJLVAABSRFDPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 1-[6-[4-(5-chloro-6-methyl-1H-indazol-4-yl)-5-methyl-3-(1-methylindazol-5-yl)pyrazol-1-yl]-2-azaspiro[3.3]heptan-2-yl]prop-2-en-1-one Chemical compound ClC=1C(=C2C=NNC2=CC=1C)C=1C(=NN(C=1C)C1CC2(CN(C2)C(C=C)=O)C1)C=1C=C2C=NN(C2=CC=1)C AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKBGVTZYEHREMT-UHFFFAOYSA-N 2'-deoxyguanosine Natural products C1=2NC(N)=NC(=O)C=2N=CN1C1CC(O)C(CO)O1 YKBGVTZYEHREMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOUAQYXWVJDEQY-QENPJCQMSA-N 33017-11-7 Chemical compound OC(=O)CC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)NCC(=O)NCC(=O)NCC(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N1[C@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(O)=O)CCC1 VOUAQYXWVJDEQY-QENPJCQMSA-N 0.000 description 1
- 208000030090 Acute Disease Diseases 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N Adenosine Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000006439 Aspergillus oryzae Species 0.000 description 1
- 235000002247 Aspergillus oryzae Nutrition 0.000 description 1
- 101001011741 Bos taurus Insulin Proteins 0.000 description 1
- 241000208199 Buxus sempervirens Species 0.000 description 1
- 108010075254 C-Peptide Proteins 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000017667 Chronic Disease Diseases 0.000 description 1
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 241000557626 Corvus corax Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 1
- 102000004594 DNA Polymerase I Human genes 0.000 description 1
- 108010017826 DNA Polymerase I Proteins 0.000 description 1
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 108060002716 Exonuclease Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 208000003098 Ganglion Cysts Diseases 0.000 description 1
- COVXELOAORHTND-LSJOCFKGSA-N Gly-Ile-Val Chemical compound NCC(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(O)=O COVXELOAORHTND-LSJOCFKGSA-N 0.000 description 1
- MKIAPEZXQDILRR-YUMQZZPRSA-N Gly-Ser-His Chemical compound C1=C(NC=N1)C[C@@H](C(=O)O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CN MKIAPEZXQDILRR-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- SQSPRWMERUQXNE-UHFFFAOYSA-N Guanylurea Chemical compound NC(=N)NC(N)=O SQSPRWMERUQXNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000606768 Haemophilus influenzae Species 0.000 description 1
- 241000193159 Hathewaya histolytica Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- YVKSMSDXKMSIRX-GUBZILKMSA-N Leu-Glu-Asn Chemical compound [H]N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O YVKSMSDXKMSIRX-GUBZILKMSA-N 0.000 description 1
- JGKHAFUAPZCCDU-BZSNNMDCSA-N Leu-Tyr-Leu Chemical compound CC(C)C[C@H]([NH3+])C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C([O-])=O)CC1=CC=C(O)C=C1 JGKHAFUAPZCCDU-BZSNNMDCSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 241000237852 Mollusca Species 0.000 description 1
- MDSUKZSLOATHMH-UHFFFAOYSA-N N-L-leucyl-L-valine Natural products CC(C)CC(N)C(=O)NC(C(C)C)C(O)=O MDSUKZSLOATHMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 101800001442 Peptide pr Proteins 0.000 description 1
- GOUWCZRDTWTODO-YDHLFZDLSA-N Phe-Val-Asn Chemical compound [H]N[C@@H](CC1=CC=CC=C1)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O GOUWCZRDTWTODO-YDHLFZDLSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 108010021757 Polynucleotide 5'-Hydroxyl-Kinase Proteins 0.000 description 1
- 102000008422 Polynucleotide 5'-hydroxyl-kinase Human genes 0.000 description 1
- 108010005991 Pork Regular Insulin Proteins 0.000 description 1
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091034057 RNA (poly(A)) Proteins 0.000 description 1
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 description 1
- 108091028664 Ribonucleotide Proteins 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 208000005400 Synovial Cyst Diseases 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- AUYYCJSJGJYCDS-LBPRGKRZSA-N Thyrolar Chemical class IC1=CC(C[C@H](N)C(O)=O)=CC(I)=C1OC1=CC=C(O)C(I)=C1 AUYYCJSJGJYCDS-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 101710162629 Trypsin inhibitor Proteins 0.000 description 1
- 229940122618 Trypsin inhibitor Drugs 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTCBPRXHVPZNHB-VQFZJOCSSA-N [[(2r,3s,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] phosphono hydrogen phosphate;(2r,3r,4s,5r)-2-(6-aminopurin-9-yl)-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O.C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O CTCBPRXHVPZNHB-VQFZJOCSSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000000376 autoradiography Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- IXIBAKNTJSCKJM-BUBXBXGNSA-N bovine insulin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H]1CSSC[C@H]2C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CSSC[C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3NC=NC=3)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC1=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O)=O)CSSC[C@@H](C(N2)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CN)[C@@H](C)CC)C(C)C)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)C1=CN=CN1 IXIBAKNTJSCKJM-BUBXBXGNSA-N 0.000 description 1
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229960005091 chloramphenicol Drugs 0.000 description 1
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 210000001608 connective tissue cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 125000000309 desoxyribosyl group Chemical class C1(C[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 102000038379 digestive enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108091007734 digestive enzymes Proteins 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 102000013165 exonuclease Human genes 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003862 glucocorticoid Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 206010022498 insulinoma Diseases 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000001926 lymphatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- GMKMEZVLHJARHF-SYDPRGILSA-N meso-2,6-diaminopimelic acid Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CCC[C@@H]([NH3+])C([O-])=O GMKMEZVLHJARHF-SYDPRGILSA-N 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000001817 pituitary effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000002264 polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 108010005636 polypeptide C Proteins 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002336 ribonucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000002652 ribonucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229940037128 systemic glucocorticoids Drugs 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 239000005495 thyroid hormone Substances 0.000 description 1
- 229940036555 thyroid hormone Drugs 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 239000003656 tris buffered saline Substances 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 239000002753 trypsin inhibitor Substances 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001515965 unidentified phage Species 0.000 description 1
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- 108700026220 vif Genes Proteins 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
(54) Způsob výroby vektoru pro přenos DNA(54) A method for producing a DNA transfer vector
Vynález se týká způsobu výroby vektoru pro přenos ĎNA, zejména izolace specifického sledu nukleotidů, který obsahuje genetický informační kód pro specifickou bílkovinu, syntézy DNA, která obsahuje tento specifický sled nukleotidů a přenosu této DNA na mikroorganismus, v němž je možno tuto DNA pomnožit. Vynález se dále týká izolace inzulínového genu, čištění těchto látek, jejich přenosu a jejich množení v mikrobiálním hostiteli a zjištění jejich vlastností. Způsobem podle vynálezu je možno vyrobit celou řadu nových produktů. Tyto produkty v sobě zahrnují i rekombinantní plasmid, obsahující specifický sled nukleotidů, odvozený z vyššího organismu a nový mikroorganismus, který obsahuje jako část svého genetického seskupení specifický sled nukleotidů, odvozený od vyššího organismu.The invention relates to a method for producing a DNA transfer vector, in particular to isolate a specific nucleotide sequence comprising a genetic information code for a specific protein, to synthesize DNA comprising the specific nucleotide sequence, and to transfer the DNA to a microorganism in which the DNA can be propagated. The invention further relates to the isolation of the insulin gene, the purification of these substances, their transfer and their multiplication in a microbial host and the detection of their properties. A number of new products can be produced by the process of the invention. These products also include a recombinant plasmid containing a specific nucleotide sequence derived from a higher organism and a novel microorganism containing, as part of its genetic grouping, a specific nucleotide sequence derived from a higher organism.
V průběhu přihlášky jsou užívány zkratky, uvedené v následující tabulce:The following abbreviations are used during the application:
DNA — kyselina desoxyribonukleováDNA - desoxyribonucleic acid
RNA — kyselina ribonukleová cDNA — komplementární DNA (enzymaticky syntetizovaná ze sledu mRNA) mRNA — RNA účastnící se přenosu („messenger RNA“) tRNA — přenesená RNA („transfer RNA“) dATP — desoxyadenosintrifosfát dGTP — desoxyguanosintrifosfát dCTP — desoxycytidirttrifosfátRNA - ribonucleic acid cDNA - complementary DNA (enzymatically synthesized from mRNA sequence) mRNA - RNA involved in messenger RNA tRNA - transfer RNA dATP - desoxyadenosine triphosphate dGTP - desoxyguanosine triphosphate dCTP - desoxycytidirttriphosphate
A — adeninA - adenine
T — thyminT-thymine
G — guaninG - guanine
C — cyťosinC - Cytosine
Tris — 2-amino-2-hydroxyethyl-l,3-propandiolTris-2-amino-2-hydroxyethyl-1,3-propanediol
EDTA — kyselina ethylendiamintetraoctová ATP — adenosintrifosfát TTP — thymidintrifosfátEDTA - ethylenediaminetetraacetic acid ATP - adenosine triphosphate TTP - thymidine triphosphate
Biologický význam základní sekvence DNA spočívá v tom, že v něm je uložena genetická informace. Je známo, že sled bází v DNA se užívá jako kód, který určuje sled aminokyselin ve všech bílkovinách, které buňka vyrábí. Mimoto se část tohoto sledu užívá k regulačním účelům, zejména k řízení doby a množství výroby jednotlivých bílkovin. Povaha tohoto řízení je zatím jen částečně objasněna. Konečně se užívá sekvence bází v každém řetězci jako základ pro obnovování DNA, jakož i pro množení DNA, které doprovází každé buněčné dělení.The biological importance of the basic DNA sequence is that it stores genetic information. It is known that the base sequence in DNA is used as a code that determines the amino acid sequence in all proteins that a cell produces. In addition, part of this sequence is used for regulatory purposes, in particular to control the time and amount of production of individual proteins. The nature of these proceedings has so far been only partially clarified. Finally, the base sequence in each strand is used as a basis for DNA renewal as well as for DNA multiplication that accompanies each cell division.
Způsob, jímž se základní informace o sledu bází v DNA užívá k určení sledu aminokyselin v bílkovinách je základním procesem, který je v širším smyslu univerzální pro všechny živé organismy. Bylo prokázán no, že každá aminokyselina, která se nachází v bílkovinách je určena jedním nebo větším počtem sledů trinukleotidů. Z toho vyplývá, že pro každou bílkovinu je možno zjistit odpovídající segment DNA, který obsahuje sekvenci tripletů, která odpovídá sledu aminokyselin v dané bílkovině. Genetický kód je znázorněn v následující tabulce.The way that basic DNA sequence information is used to determine the amino acid sequence of proteins is a fundamental process that is broadly universal for all living organisms. It has been shown that each amino acid found in proteins is determined by one or more sequences of trinucleotides. It follows that for each protein it is possible to detect a corresponding DNA segment that contains a triplet sequence that corresponds to the amino acid sequence of the protein. The genetic code is shown in the following table.
Biologický způsob přeměny sekvence nukleotidů jako informace do sledu aminokyselin v první stupni spočívá v tom, že lokální segment DNA se sledem, který určuje strukturu bílkoviny, která má být vyrobena se nejprve změní ve svou kopii pomocí RNA. RNA je polynukleotid, který je podobný DNA s tím rozdílem, že ribóza je nahrazena desoxyribózou a je užito uracilu místo thyminu. Báze RNA se mohou dostat do týchž vztahů jako v DNA. V důsledku toho je možno vytvořit v RNA komplement ke sledu nukleotidů DNA. Takto modifikovaná RNA se nazývá mRNA, protože je intermediárním článkem mezi genetickou soustavou a soustavou pro syntézu bílkovin v buňce.The biological way of converting the nucleotide sequence as information into the amino acid sequence in the first step is that the local DNA segment with the sequence that determines the structure of the protein to be produced is first transformed into its copy by RNA. RNA is a polynucleotide that is similar to DNA except that ribose is replaced by desoxyribose and uracil is used instead of thymine. RNA bases can get into the same relationships as in DNA. As a result, it is possible to create a complement in the RNA to the DNA nucleotide sequence. This modified RNA is called mRNA because it is an intermediate link between the genetic system and the protein synthesis system in the cell.
V buňce se užívá mRNA v komplexních procesech, včetně enzymů a organel, jejichž činností dochází k syntéze určitého specifického sledu aminokyselin. Tento způsob se nazývá translací mRNA.The cell uses mRNA in complex processes, including enzymes and organelles, to synthesize a specific sequence of amino acids. This method is called mRNA translation.
V řadě případů jsou nutné ještě další stupně, jichž je zapotřebí k přeměně syntetizovaného sledu aminokyselin na funkční bílkoviny. Jako příklad bude uveden inzulín. Genetický kód fenylalanin (Phe) TTK leucin (Leu) XTY isoleucin (Ile) ATM methionin (Met] ATG valin (Valj GTL serin (Ser) ORS prolin (Pro) CCL threonin (Thrj ACL alanin (Ala) GCL tyrosin (Tyrj TAK.In many cases, additional steps are required to convert the synthesized amino acid sequence into functional proteins. Insulin will be exemplified. Genetic code phenylalanine (Phe) TTK leucine (Leu) XTY isoleucine (Ile) ATM methionine (Met) ATG valine (Valj GTL serine (Ser) ORS proline (Pro) CCL threonine (Thrj ACL alanine (Ala) GCL tyrosine (Tyrj TAK.
terminační signál TAJ terminační signál TGA histidin (His) CAK glutamin (Gin) CAJ asparagin (Asn) AAK lysin (Lys) AAJ kyselina asparagovvá (Asp) GAK kyselina glutamová (Glu) CAJ cystein (Cys) TGK tryptofan (Try) TGG arginin (Arg) WGZ glycin (Gly) GGLtermination signal TAJ termination signal TGA histidine (His) CAK glutamine (Gln) CAJ asparagine (Asn) AAK lysine (Lys) AAJ aspartic acid (Asp) GAK glutamic acid (Glu) CAJ cysteine (Cys) TGK tryptophan (Try) TGG arginine ( Arg) WGZ glycine (Gly) GGL
Klíč: Každá skupina tří písmen znamená trinukleotid DNA s 5‘ na levé straně a 3‘ na pravé straně. Jednotlivá písmena znamenají purinové nebo pyrimidinové zásady, které tvoří sled nukleotidů.Key: Each group of three letters represents a DNA trinucleotide with 5 ‘on the left and 3‘ on the right. Single letters mean purine or pyrimidine bases that form a nucleotide sequence.
A = adenin G = guanin C = cytosin T = thyminA = adenine G = guanine C = cytosine T = thymine
X = T nebo C, je-li Y a nebo G X = C, je-li Y, C nebo TX = T or C when Y and or G X = C when Y, C or T
Y = A, G, C nebo T, je-li X CY = A, G, C or T when X is C
Y = A nebo G, je-li X TY = A or G when X is T
W = C nebo A, je-11 Z A nebo G W = C, je-li Z C nebo T Z - A, G, C nebo T, je-li W C Z = A nebo G, je-li W A QŘ = TC, je-li S A, G, C nebo T QR = AG, je-li S T nebo G S = A, G, C nebo T, je-li QR TC S = T nebo C, je-li QR AGW = C or A, -11 ZA or GW = C, if ZC or TZ - A, G, C or T, if WCZ = A or G, if WA QØ = TC, if SA, G, C or T QR = AG if ST or GS = A, G, C or T if QR TC S = T or C if QR AG
J — A nebo GJ - A or G
Κ = T nebo C L = A, T, C nebo G M = A, C nebo TΚ = T or C L = A, T, C or G M = A, C or T
Místo pro působení enzymu Alu I — sled AG i CT, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Alu I.Alu I treatment site - A sequence of AG and CT, specifically cleaved at the arrow site by Alu I endonuclease.
Místo pro působení enzymu Bam HI — sled G i GATCC, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Bam HI.Bam HI treatment site - G and GATCC sequence, specifically cleaved at the arrow site by Bam HI endonuclease.
Místo pro působení enzymu Bgl I — sled GCCNNNN i NGGC, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Bgl I (N znamená jakýkoliv nukleotid).Bgl I treatment site - a sequence of GCCNNNN and NGGC, specifically cleaved at the arrow site by Bgl I endonuclease (N stands for any nucleotide).
Místo pro působení enzymu Eco RI — sled G i AATTC, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Eco RI.Eco RI site - G and AATTC sequence specifically cleaved at the arrow site by Eco RI endonuclease.
Místo pro působení endonukleázy Eco RII — sled i CCAGG nebo j CCTGG, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Eco RII.Eco RII endonuclease site - CCAGG or CCTGG sequence specifically cleaved at the arrow site by Eco RII endonuclease.
Místo pro působení endonukleázy Hae II — -— sled AGCGC i T nebo AGCGC ; C nebo GGCGC i T nebo GGCGC *- C, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Hae II.Hae II endonuclease treatment site - sequence of both AGCGC and T or AGCGC; C or GGCGC and T or GGCGC * - C, specifically cleaved at the arrow site by Hae II endonuclease.
Místo pro působení endonukleázy Hinc II — sled GTTAAC nebo GTCAAG nebo GTCGAC, specificky štěpený endonukleázou Hinc II.Hinc II Endonuclease Treatment Site - GTTAAC or GTCAAG or GTCGAC sequence, specifically cleaved by Hinc II endonuclease.
Místo pro působení endonukleázy Pst I— — sled GTGCA j G, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Pst I.Pst I endonuclease site - GTGCA β sequence specifically cleaved at the arrow site by Pst I endonuclease
Místo pro působení endonukleázy Sal I — — sled G j. TCGAC, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Sal I.Sal I endonuclease site - G sequence TCGAC, specifically cleaved at the arrow site by Sal I endonuclease
Místo pro působení endonukleázy Sst I — — sled GAGCT p , specificky štěpený v místě šipky endonuklázou Sst I.Sst I endonuclease site - GAGCT β sequence, specifically cleaved at the arrow site by Sst I endonuclease
Bezprostředním prekursorem insulinu je polypeptid, nazývaný proinsulin, který obsahuje dva insulinové řetězce A a B, spojené mezi sebou dalším peptidem C, jak bylo popsáno v publikacích Steiner, D. F., Cunningham D., Spigelman L. a Eten B., ScienceThe immediate precursor of insulin is a polypeptide called proinsulin, which contains two insulin chains A and B linked together by another peptide C as described by Steiner, D. F., Cunningham D., Spigelman L. and Eten B., Science.
SWITH
157, 697 (1967). V poslední době byly podány zprávy o tom, že počátečním translačním produktem insulinové mRNA není vlastní proinsulin, nýbrž preproinsulin, který obsahuje ještě více než 20 dalších aminokyselin na aminovém konci proinsulinu, jak bylo popsáno v publikaci Cahn S. J., Keitm P. a Steiner F. D„ Proč. Nati. Acad. Sci. USA 73, 1964 (1976) a v publikaci Lomedico Ρ. T. a Saunders G. F., Nucl. Acids Res. 3, 381 (1976). Strukturu molekuly preproinsulinu je možno schematicky znázornit jako157, 697 (1967). Recently, it has been reported that the initial translation product of insulin mRNA is not inherent proinsulin but preproinsulin which contains more than 20 additional amino acids at the amino terminus of proinsulin as described by Cahn SJ, Keitm P. and Steiner F. D “Why. Nati. Acad. Sci. USA 73, 1964 (1976) and in Lomedico Ρ. T. and Saunders G.F., Nucl. Acids Res. 3, 381 (1976). The structure of the preproinsulin molecule can be schematically represented as
NH2- (prepeptid)-řetězec B- (C-peptid)-řetězec A-COOH.NH2- (prepeptide) -B- (C-peptide) -A-COOH-chain.
V buňkách vyšších organismů, například obratlovců je možno nalézt mnohé bílkoviny, které mají lékařský význam nebo význam pro výzkum. Jde například o hormon insulinu, další hormony peptidové povahy, například růstový hormon, bílkoviny, které působí při řízení krevního tlaku a různé druhy enzymů s průmyslovým, lékařským nebo výzkumným významem. Je často velmi obtížné získat tyto bílkoviny v použitelném množství extrakcí z organismů, tento problém je zvláště tíživý v případě lidských bílkovin. Je proto nutné nalézt způsob, kterým by bylo možno tyto bílkoviny získat mimo původní organismus v dostatečném množství. V některých případech je možné získat příslušné buněčné linie, které je pak možno udržovat jako tkáňové kultury. Růst buněk ve tkáňových kulturách je však pomalý, růstové prostředí je velmi drahé, podmínky při pěstování musí být přesně zachovávány a výtěžky jsou poměrně nízké. Často je velmi obtížné udržet buněčnou linii s žádanými vlastnostmi.In proteins of higher organisms, such as vertebrates, many proteins can be found that are of medical or research interest. These include, for example, insulin hormone, other peptide-like hormones, such as growth hormone, blood pressure-controlling proteins, and various enzymes of industrial, medical or research interest. It is often very difficult to obtain these proteins in a usable amount by extraction from organisms, this problem being particularly troublesome in the case of human proteins. It is therefore necessary to find a way in which these proteins can be obtained in sufficient quantities outside the original organism. In some cases, appropriate cell lines can be obtained and maintained as tissue cultures. However, cell growth in tissue cultures is slow, the growth environment is very expensive, the growing conditions must be accurately maintained and yields are relatively low. Often it is very difficult to maintain a cell line with the desired properties.
Naproti tomu je možno snadno pěstovat mikroorganismus, například bakterie v chemicky definovaných živných prostředích. Fermentační způsoby jsou vysoce propracované a je možno je dobře řídit. Růst organismů je rychlý a je možno získat vysoké výtěžky. Mimoto jsou některé mikroorganismy přesně geneticky definovány a jsou tak vlastně jedněmi z nejlépe definovaných organismů vůbec.In contrast, microorganisms such as bacteria can be easily grown in chemically defined nutrient media. The fermentation processes are highly sophisticated and can be well controlled. The growth of organisms is rapid and high yields can be obtained. Moreover, some microorganisms are precisely genetically defined and are actually one of the best defined organisms ever.
Z těchto důvodů je vysoce žádoucí dosáhnout přenosu genetického kódu pro bílkoviny s lékařským významem z organismu, v němž se tato bílkovina běžně produkuje na příslušný mikroorganismus. Tímto způsobem by bylo možno dosáhnout toho, že uvedená bílkovina by byla produkována mikroorganismem řízených podmínek růstu, takže by bylo možno ji získat v žádaném množství. Je také možné tímto způsobem podstatně snížit náklady na výrobu této bílkoviny. Mimoto by možnost izolace a přenosu genetického sledu, který určuje produkci určité bílkoviny na mikroorganismus s dobře definovanou genetickou strukturou měla velkou cenu pro výzkum způsobu, kterým se řídí syntéza této bílkoviny a pro vý1 zkum chování této bílkoviny po syntéze. Mimoto by bylo možno izolovaný genetický sled měnit na kód pro různé bílkoviny se změněnými léčebnými nebo funkčními vlastnostmi.For these reasons, it is highly desirable to have a genetic code transfer for proteins of medical importance from the organism in which the protein is normally produced to the microorganism in question. In this way, it would be possible for said protein to be produced by microorganism-controlled growth conditions so that it could be obtained in the desired amount. It is also possible in this way to substantially reduce the cost of producing this protein. In addition, the possibility of isolating and transferring a genetic sequence that determines the production of a protein to a microorganism with a well-defined genetic structure would be of great value to investigate the way the protein is synthesized and to investigate the protein's post-synthesis behavior. In addition, the isolated genetic sequence could be converted to code for different proteins with altered therapeutic or functional properties.
Způsobem podle vynálezu je možno uvedeného cíle dosáhnout. Způsob podle vynálezu v sobě zahrnuje celou řadu reakcí, včetně enzymaticky katalyzovaných reakcí. Povaha těchto enzymatických reakcí, pokud je známá, je současně vždy popsána.The method according to the invention achieves this objective. The process of the invention involves a variety of reactions, including enzymatically catalyzed reactions. The nature of these enzymatic reactions, if known, is always described at the same time.
Reverzní transkriptáza katalyzuje syntézu DNA za přítomnosti modifikované RNA, oligodesoxynukleotidu a čtyř desoxynukleosidtrifosfátů, dATP, dGTP, dCTP a TTP. Reakce začíná na nekovalentní vazbě olidodesoxynukleotidu, který se váže na polohu 3‘ mRNA, načež se postupně váží příslušné desoxynukleottdy, jak je to stanoveno při tvorbě nukleotidového sledu mRNA, a to na polohu 3‘ rostoucího řetězce. Výsledná molekula obsahuje původní RNA spolu s komplementárním DNA, která je vázána jednoduchou smyčkou DNA. Reverzní transkriptáza může rovněž katalyzovat podobnou reakci při použití modifikované DNA, v tomto případě je výsledným produktem sloučenina s dvěma řetězci DNA, které jsou spolu spojeny smyčkou, tvořenou jediným. řetězcem DNA. Tyto postupy byly popsány v publikaci Aviv H. a Leder P., Proč. Nati. Acad. Sci. USA 69, 1408 (1972) a Efstratiadis A., Kafotos, F. C., Maxam A. F. a Maniatis T., Cell 7, 279 (1976).Reverse transcriptase catalyzes DNA synthesis in the presence of modified RNA, oligodesoxynucleotide and four desoxynucleoside triphosphates, dATP, dGTP, dCTP and TTP. The reaction begins with the non-covalent binding of the olidodesoxynucleotide, which binds to the 3 ‘mRNA position, followed by sequential binding of the respective desoxynucleotides, as determined by the nucleotide sequence of the mRNA, to the 3‘ position of the growing chain. The resulting molecule contains the original RNA together with complementary DNA that is bound by a single DNA loop. Reverse transcriptase can also catalyze a similar reaction using modified DNA, in which case the resulting product is a compound with two strands of DNA joined together by a single loop. with the DNA strand. These procedures have been described in Aviv H. and Leder P., Proc. Nati. Acad. Sci. USA 69, 1408 (1972) and Efstratiadis A., Kafotos, F. C., Maxam A. F. and Maniatis T., Cell 7, 279 (1976).
RestrikČní endonukleázy jsou enzymy, které jsou schopny hydrolyzovat fosfodiesterové vazby ve dvojitém řetězci DNA, čímž dojde k přerušení kontinuity řetězce DNA. V případě, že DNA má formu uzavřené smyčky, mění se tato smyčka na lineární strukturu. Základní vlastností enzymu tohoto typu je skutečnost, že k hydrolytickému působení dochází pouze v místě, kde se nachází specifický sled nukleotidů. Toto místo má základní význam pro působení restrikční endonukleázy. Enzymy tohoto typu byly Izolovány z různých zdrojů a byly charakterizovány místem svého působení v nukleotidovém řetězci.Restriction endonucleases are enzymes that are capable of hydrolyzing phosphodiester bonds in the double strand of DNA, thereby disrupting DNA continuity. When the DNA is in the form of a closed loop, it turns into a linear structure. An essential characteristic of this type of enzyme is that the hydrolytic action occurs only at the site where the specific nucleotide sequence is located. This site is essential for the action of a restriction endonuclease. Enzymes of this type have been isolated from various sources and have been characterized by their site of action in the nucleotide chain.
Některé restrikční endonukleázy hydrolyzují fosfodiesterové vazby v obou řetězcích v tomtéž místě, jiné enzymy tohoto typu katályzují bydrolýzu vazeb, které jsou od sebe odděleny pouze několika nukleotidy, takže vznikají volné části jednotlivých řetězců, které jsou odštěpeny od základní molekuly. Koncové části těchto řetězců se mohou doplňovat a mohou být užity k tomu, aby byla znovu vybudována hydrolyzovaná DNA. Protože každá DNA, kterou je možno vystavit štěpení tímto enzymem, musí obsahovat místo jeho působení, dochází ke vzniku stejných koncových částí, takže tímto způsobem je možno propojit heterologní řetězce DNA, které byly uvolněny svrchu uvedeným enzymem. Tyto postupy byly popsány v publikaci Roberts, R. J., Crit. Rev,Some restriction endonucleases hydrolyze phosphodiester linkages in both chains at the same site, other enzymes of this type catalyze bydrolysis of linkages that are separated by only a few nucleotides, leaving free portions of individual chains that are cleaved from the parent molecule. The terminal portions of these strands may be complementary and may be used to rebuild the hydrolyzed DNA. Since each DNA that can be subjected to digestion with this enzyme must contain a site of action, the same terminal portions are formed so that heterologous DNA strands that have been released by the above enzyme can be joined in this way. These procedures have been described in Roberts, R. J., Crit. Roar,
Biochem. 4, 123 (1976). Místa, v nichž uvedené enzymy mohou působit, se přirozeně vyskytují poměrně vzácně, použitelnost těchto enzymů však byla zvýšena chemickou syntézou dvojitého řetězce oligonukleotidů, které nesou místa, vhodná pro působení enzymu. Tímto způsobem je možno spojit téměř jakýkoli segment DNA s jiným segmentem tak, že se prostě naváže další nukleotid, v němž se nachází místo vhodné pro působení restrikční endonukleázy na některý konec molekuly a vzniklý produkt se pak podrobí hydrolýze příslušnou restrikční endonukleázou, čímž vznikají odpovídající zakončení, jak bylo popsáno v publikacích Heyneker H. L., Shine J., Goodman Η. M., BoyerBiochem. 4, 123 (1976). The sites in which the enzymes may act naturally occur relatively rarely, but the usefulness of these enzymes has been increased by chemical synthesis of the double-stranded oligonucleotides carrying the enzyme-appropriate sites. In this way, almost any DNA segment can be joined to another segment by simply linking another nucleotide with a restriction endonuclease site at either end of the molecule and then hydrolyzing the resulting product with the appropriate restriction endonuclease to produce the corresponding end as described by Heyneker HL, Shine J., Goodman. M. Boyer
H. W., Rosenberg J., Dickerson R. E., NarangH. W., Rosenberg J., Dickerson R. E., Narang
S. A., Itakura K., Lín S. a Riggs A. D., Nátuře 263, 748 (1976) a Scheller R. H., Dickerson R. E., Boyer H. W., Riggs A. D. a Itakura K., Science 196, 177 (1977).S. A., Itakura K., Lin S. and Riggs A. D., Nature 263, 748 (1976) and Scheller R. H., Dickerson R. E., Boyer H. W., Riggs A. D. and Itakura K., Science 196, 177 (1977).
Sl-endonukleáza je enzym, který vysoce specificky hydrolyzuje fosfodiesterové vazby v DNA s jednoduchým řetězcem nebo jednoduché kličky DNA, která jinak obsahuje dva řetězce, jak bylo popsáno v publikaci Vogt, V. M., Eur. J. Biochem. 33, 192 (1973).S1-endonuclease is an enzyme that highly specifically hydrolyzes phosphodiester bonds in single-stranded DNA or single-stranded DNA that otherwise contains two strands, as described in Vogt, V. M., Eur. J. Biochem. 33, 192 (1973).
DNA ligáza je enzym, který je schopen katalyzovat tvorbu fosfodiesterové vazby mezi dvěma segmenty DNA s 5* fosfátem a 3‘ hydroxylovou skupinou, tak jak se mohou vytvořit ze dvou fragmentů DNA. Normální funkcí tohoto enzymu je patrně připojit jednoduchý řetězec nebo část řetězce v molekule DNA s dvěma řetězci. Za příslušných podmínek však může DNA ligáza katalyzovat spojeni volných konců kovalentním způsobem, jak bylo popsáno v publikaci Sgaramella V., Van de Sande J. H., a Khorana H.DNA ligase is an enzyme that is able to catalyze the formation of phosphodiester linkage between two DNA segments with 5 * phosphate and 3 ‘hydroxyl groups as they can be formed from two DNA fragments. The normal function of this enzyme is to attach a single strand or part of a strand in a double stranded DNA molecule. However, under appropriate conditions, the DNA ligase can catalyze the joining of the free ends in a covalent manner as described by Sgaramella V, Van de Sande JH, and Khorana H.
G., Proč. Nati. Acad. Sci. USA 67, 1468 (1970).G., Why. Nati. Acad. Sci. USA 67, 1468 (1970).
Alkalická fosfatáza je enzym, jehož obecnou schopností je buď hydrolyzovat estery fosfátu včetně 5‘-terminálního fosfátu DNA.Alkaline phosphatase is an enzyme whose general ability is to either hydrolyze phosphate esters including 5‘-terminal phosphate DNA.
Dalším stupněm, který je nutno popsat, je včleněni specifického fragmentu DNA do vektoru, jako je například plasmid. Plasmid je termín, kterým se nazývá autonomní replikační jednotka DNA, tak jak je ji možno nalézt v mikrobiální buňce, odlišná od genomu vlastní hostitelské buňky. Plasmid není geneticky vázán na chromozom hostitelské buňky. DNA plasmid existuje jaiko kruhová molekula s dvojitým řetězcem a molekulovou hmotností řádu několika miliónů i když hmotnost některých molekul je vyšší než 108, molekuly tohoto typu obvykle tvoří pouze malý podíl celkové DNA buňky. DNA plasmid je možno obvykle, oddělit od DNA buňky hostitele vzhledem k velkému rozdílu ve velikosti molekuly. Plasmidy se mohou množit nezávisle na rychlosti buněčného dělení buněk hostitele a v některých případech je jejich množení možno řídit změnami růstových podmínek. Přestože plasmid existuje ve formě uzavřeného kruhu, je možno uměle zavést do plasmidu segment DNA, takže se vytvoří rekombinanta plasmidu s větší molekulou, aniž by byla ovlivněna rozmnožovací schopnost plasmidu nebo jiná jeho schopnost. Plasmid proto slouží jako vhodný vektor pro přenos segmentu DNA do buňky hostitele. Plasmidy, kterých se užívá při tvorbě rekombinant DNA typicky obsahují geny, které mohou být vhodné pro selekční účely, například geny na odolnost proti určitým látkám.The next step to be described is to incorporate a specific DNA fragment into a vector, such as a plasmid. A plasmid is a term called an autonomous DNA replication unit, as found in a microbial cell, distinct from the genome of the host cell itself. The plasmid is not genetically linked to the host cell chromosome. A DNA plasmid exists as a double-stranded circular molecule with a molecular weight of several millions, although although the weight of some molecules is greater than 10 8 , molecules of this type usually make up only a small proportion of the total DNA of a cell. The DNA plasmid can usually be separated from the DNA of the host cell due to the large difference in the size of the molecule. Plasmids may proliferate independently of the cell division rate of the host cells, and in some cases their proliferation may be controlled by changes in growth conditions. Although the plasmid exists in the form of a closed ring, it is possible to artificially introduce a DNA segment into the plasmid so that a larger molecule recombinant plasmid is formed without affecting the reproductive capacity of the plasmid or its other ability. The plasmid therefore serves as a suitable vector for transferring a DNA segment into a host cell. The plasmids used to produce recombinant DNA typically contain genes that may be suitable for selection purposes, for example, genes for resistance to certain substances.
Aby bylo možno blíže popsat způsob podle vynálezu, bude tento způsob znázorněn na izolaci a přenosu insulinového genu krysy. Insulin byl zvolen pro svůj velký význam v klinickém lékařství a také proto, že jeho metabolismus a struktura jsou v základním výzkumu dobře propracovány. Popsaný postup je použitelný i pro izolaci insulinového genu jiných organismů včetně člověka každým odborníkem.In order to describe the method of the invention in more detail, the method will be illustrated for the isolation and transfer of the rat insulin gene. Insulin was chosen for its great importance in clinical medicine and also because its metabolism and structure are well developed in basic research. The procedure described is also applicable to the isolation of the insulin gene of other organisms, including man, by any person skilled in the art.
Insulin byl poprvé izolován v roce 1922. V současné době je použití tohoto hormonu pro léčbu cukrovky dobře známo. Běžným zdrojem insulinu je slinivka břišní Skotu a vepře, přesto však vzniká nedostatek tohoto hormonu, protože množství lidí, nemocných cukrovkou na ceiém světě stoupá. Mimoto řada těchto nemocných postupem času vyvíjí alergické reakce proti hovězímu a vepřovému insulinu s příslušnými nepříznivými důsledky. Bylo by proto žádoucí získat v dostatečném množství lidský insulin. Výroba lidského insulinu v bakteriálních kulturách by byla dobrým řešením tohoto problému. Zatím však byly všechny pokusy o toto pěstování brzděny skutečností, že až dosud nebylo možno včlenit insulinový gen do bakteriální buňky. Způsob podle vynálezu toto včlenění umožňuje.Insulin was first isolated in 1922. At present, the use of this hormone for the treatment of diabetes is well known. A common source of insulin is the pancreas of cattle and pigs, but there is a lack of this hormone as the number of people with diabetes in the world is rising. In addition, many of these patients develop allergic reactions against bovine and porcine insulin over time, with the corresponding adverse consequences. It would therefore be desirable to obtain human insulin in sufficient quantities. Production of human insulin in bacterial cultures would be a good solution to this problem. So far, however, all attempts at this cultivation have been hampered by the fact that until now it has not been possible to incorporate the insulin gene into a bacterial cell. The method according to the invention enables this incorporation.
Možnost získat DNA se specifickým sledem, který je zároveň genetickým kódem pro specifickou bílkovinu, umožňuje modifikovat sled nukleotidu chemicky nebo biologicky tak, že produkovaná specifická bílkovina je rovněž modifikována. Tímto způsobem je například možno vyrobit modifikovaný insulin pro určité lékařské účely. Genetická schopnost vyrobit jakýkoli řetězec aminokyselin, vhodný pro včlenění do insulinového řetězce nebo mající základní funkční vlastnosti insulinu může být přenesena na mikroorganismus. Podobné podmínky je možno zajistit i v případě růstového hormonu.The ability to obtain DNA with a specific sequence that is also the genetic code for a specific protein makes it possible to modify the nucleotide sequence chemically or biologically so that the specific protein produced is also modified. In this way, for example, it is possible to produce modified insulin for certain medical purposes. The genetic ability to produce any amino acid chain suitable for incorporation into the insulin chain or having the essential functional properties of insulin can be transferred to the microorganism. Similar conditions can be provided for growth hormone.
Schopnost přenést genetický kód pro specifickou bílkovinu, nutnou pro normální metabolismus určitého vyššího organismu na mikroorganismus, například bakterii, otvírá možnost pěstovat tuto bílkovinu ve formě běžné kultury. Tím je také otevřena možnost získat větší množství těchto bílkovin a postupně je vůbec nahradit bílkovinami, produkovanými mikroorganismy v každém případě, kdy schopnost vyššího organismu k normální výrobě těchto bílkovin selhává. Tímto způsobem by například bylo možno také vytvořit symbiotické vztahy mezi mikroorganismy, modif kovanými způsobem podle vynálezu a lidmi s akutním nebo chronickým onemocněním, přičemž geneticky podmíněný mikroorganismus by mohl být implantován nebo jiným způsobem spojen s lidským organismem za účelem kompenzace pathologického metabolického stavu nemocného člověka.The ability to transfer the genetic code for a specific protein necessary for the normal metabolism of a particular higher organism to a microorganism, such as a bacterium, opens up the possibility of culturing that protein in the form of a conventional culture. This also opens up the possibility of obtaining more of these proteins and gradually replacing them with the proteins produced by the microorganisms in any case where the ability of a higher organism to produce these proteins normally fails. In this way, for example, it would also be possible to establish symbiotic relationships between the microorganisms modified by the method of the invention and humans with acute or chronic disease, whereby the genetically determined microorganism could be implanted or otherwise associated with the human organism to compensate for the pathological metabolic state of the sick person.
Vynález se tedy týká způsobu izolace specifického sledu nukleotidů, který obsahuje genetickou informaci, syntézy DNA se specifickým sledem nukleotidů a přenosu této DNA na hosťtelský mikroorganismus.The invention therefore relates to a method of isolating a specific nucleotide sequence comprising genetic information, synthesizing DNA with a specific nucleotide sequence, and transferring the DNA to a host microorganism.
Předmětem vynálezu je tedy způsob výroby vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro insulin, takže se izolují buňky s obsahem mRNA, která js kódem pro insulin, z těchto buněk se extrahuje mRNA, načež se čistí a z této mRNA se syntetizuje cDNA za vzniku cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro insulin a takto získaná cDNA se uvede v reakci s vektorem pro přenos DNA za vzniku vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro insulin, vyznačující se tím, že se z buněk s obsahem mRNA, která je kódem pro insulin extrahuje tato mRNA, homogenizací buněk za přítomnosti inhibitoru ribonukleázy, který obsahuje guanidiniumthiokyanát a ^-merkaptoethanol při pH 5,0 až 8,0, čímž se brání degradaci mRNA působením ribonukleázy, načež se cDNA uvede v reakci s vektorem pro přenos DNA ve dvou stupních, přičemž v prvním stupni se enzymaticky hydrolyzuje vektor pro přenos DNA působením restrikční endonukleázy ze skupiny H'nd III nebo Hsu I za vzniku vektoru pro přenos DNA s reaktivními zakončeními, která jsou schopna vzájemného spojení nebo spojení s cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro insulin a ve druhém stupni se enzymaticky spojí vektor pro přenos DNA a cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro insulin při použití DNA-ligázy za přítomnosti adenosintrifosfátu a za vzniku vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro insulin.Accordingly, the present invention provides a method for producing a DNA encoding a nucleotide sequence coding for insulin, so that cells containing the mRNA coding for insulin are isolated, mRNA is extracted from the cells, and purified and cDNA is synthesized from the mRNA. to form a cDNA having a nucleotide sequence coding for insulin, and the cDNA thus obtained is reacted with a DNA transfer vector to produce a DNA transfer vector with a nucleotide sequence coding for insulin, characterized in that from cells with a containing the mRNA coding for insulin extracts the mRNA by homogenizing the cells in the presence of a ribonuclease inhibitor containing guanidinium thiocyanate and β-mercaptoethanol at pH 5.0 to 8.0, thereby preventing the degradation of the mRNA by ribonuclease, whereupon the cDNA is reacted with a DNA transfer vector in two steps, wherein in the first step the DNA transfer vector is enzymatically hydrolyzed by donulases of the H'nd III or Hsu I family to produce a DNA transfer vector with reactive ends capable of interconnecting or linking to a cDNA with a nucleotide sequence coding for insulin and, in a second step, enzymatically linking the DNA transfer vector, and cDNA with a nucleotide sequence coding for insulin using a DNA ligase in the presence of adenosine triphosphate to produce a DNA transfer vector with a nucleotide sequence coding for insulin.
Příkladem přenosu DNA se specifickým sledem nukleotidů na bakterie může být gen krysího preproinsulinu, gen krysího růstového hormonu a gen lidského růstového hormonu. Je zřejmé, že způsob podle vynálezu by bylo možno přizpůsobit pro přenos jakéhokoliv žádaného sledu DNA z vyššího organismu, například obratlovce na jakýkoli mikroorganismus. Vyšší organismus je v tomto případě definován jako eukaryotický organismus s diferencovanými tkáněmi, to znamená, že jde například o hmyz, měkkýše, rostliny, obratlovce, včetně savců, jde tedy například i o skot, vepře, primáty a člověka. Mikroorganismem se rozumí jakýkoli mikroskopický mikroorganismus, a to prokariotický nebo eukariotický včetně bakterií, prvoků, řas a hub včetně kvasinek. Při provádění způsobu podle vynálezu se nejprve izoluje zlepšeným způsobem vybraná buněčná populace. Neporušené mRNA se z těchto buněk extrahuje novým způsobem, jímž se současně potlačí veškerá aktivita ribonukleázy. Neporušená mRNA se čistí z extraktu chromatografií na sloupci a pak se podrobí působení enzymu reverzní transkriptázou, která působí na přítomnosti čtyř desoxynukleosidtrifosfátů, jichž je zapotřebí k syntéze doplňkového řetězce cDNA. Produkt první reakce s použitím reverzní transkriptázy se pak zpracovává tak, že se selektivně odstraní ribonukleotidová sekvence. Zbývající sled desoxynukleotidů, který je komplementární vzhledeml k původní mRNA se inkubuje v průběhu druhé reakce za použití reverzní transkriptázy nebo DNA polymerázy za přítomnosti čtyř desoxynukleosidtrifosfátu. Výsledným produktem je dvojitá struktura cDNA, jejíž komplementární řetězce jsou spolu spojeny na jednom konci kličkou, tvořenou jediným řetězcem. Tento produkt se pak uvede v reakci se specifickou nukleázou, která uvedenou kličku odštěpí. Výsledná cDNA s dvojím řetězcem se pak nastaví na obou koncích tak, že se naváže specifická DNA, která obsahuje místa, na n;chž může působit restrikční enzym. Tato adice se katalyzuje enzymem DNA ligázou. Výsledný produkt se pak podrobí působení restrikční endonukleázy, takže vznikají řetězce s volnými konci, které se mohou navzájem doplňovat.Examples of transfer of DNA with a specific nucleotide sequence to bacteria are the rat preproinsulin gene, the rat growth hormone gene, and the human growth hormone gene. It will be understood that the method of the invention could be adapted to transfer any desired DNA sequence from a higher organism, for example a vertebrate, to any microorganism. A higher organism in this case is defined as a eukaryotic organism with differentiated tissues, that is, for example, insects, molluscs, plants, vertebrates, including mammals, such as cattle, pigs, primates and humans. Micro-organism means any micro-organism, either prokariotic or eukariotic, including bacteria, protozoa, algae and fungi, including yeast. In carrying out the method of the invention, a selected cell population is first isolated in an improved manner. Intact mRNA is extracted from these cells in a new manner, which simultaneously suppresses all ribonuclease activity. Intact mRNA is purified from the extract by column chromatography and then treated with the enzyme reverse transcriptase, which acts in the presence of the four desoxynucleoside triphosphates required to synthesize the cDNA complementary strand. The product of the first reaction using reverse transcriptase is then processed by selectively removing the ribonucleotide sequence. The remaining sequence of desoxynucleotides, which is complementary to the original mRNA, is incubated during the second reaction using reverse transcriptase or DNA polymerase in the presence of four desoxynucleoside triphosphates. The resulting product is a double cDNA structure whose complementary strands are linked together at one end by a single strand loop. This product is then reacted with a specific nuclease that cleaves the loop. The resulting double stranded cDNA is then set up at both ends by binding specific DNA that contains the sites to n ; where the restriction enzyme can act. This addition is catalyzed by the enzyme DNA ligase. The resulting product is then treated with a restriction endonuclease to produce free-ended chains that can complement each other.
Působení téhož enzymu se podrobí DNA-plasmid, který obsahuje místa, vhodná pro působení téže restrikční endonukleázy, takže dojde k odštěpení polynukleotidového řetězce a vznikají obdobné volné konce, schopné vzájemného' navázání na terminálním konci 5‘. 5‘-fosfátoivé skupiny se odstraní, aby plasmid nemohl vytvořit prstencovitou strukturu, která by měnila buňku hostitele. Pak se svrchu připravená cDNA a DNA-plasmid spolu inikubují za přítomnosti DNA-ligázy. Za svrchu popsaných reakčních podmínek dojde k tvorbě životaschopných uzavřených kruhů DNA-plasmidu jenom v tom případě, že je přítomna cDNA s příslušnými volnými konci. Takto pozměněný plasmid se pak včlení do vhodné hostitelské buňky, které přijaly takto pozměněný životaschopný plasmid, je nutno zjistit tvorbou kolonií se změněnými vlastnostmi, například s odolností proti určitým chemickým látkám. Čisté bakteriální kmeny, které obsahují rekombinantní plasmid, se pak pěstují a rekombinantní plasmid se znovu izoluje.The same enzyme is treated with a DNA plasmid that contains sites suitable for the same restriction endonuclease to cleave the polynucleotide strand and produce similar free ends capable of binding to the 5 'terminal end. The 5‘-phosphating groups are removed so that the plasmid cannot form an annular structure that changes the host cell. Then the cDNA prepared above and the DNA plasmid are incubated together in the presence of DNA ligase. Under the reaction conditions described above, viable closed circles of the DNA plasmid will only be formed if cDNA with the appropriate free ends is present. The altered plasmid is then inserted into a suitable host cell that has received the altered viable plasmid, which is to be determined by the formation of colonies with altered properties, such as resistance to certain chemicals. Pure bacterial strains containing the recombinant plasmid are then grown and the recombinant plasmid isolated again.
Tímto způsobem je možno připravit velká množství rekombinantního plasmidu a tím i znovu izolovat specifický sled cDNA štěpením příslušným restrikčním enzymem.In this way, large amounts of the recombinant plasmid can be prepared and thus the specific sequence of cDNA can be isolated again by digestion with the appropriate restriction enzyme.
Základním způsobem podle vynálezu je možno izolovat a přenést na hostitelský mikroorganismus jakýkoli žádaný sled nukleotidů, získaných z vyššího- organismu včetně člověka. Způsob je vhodný pro pře227002 nos genetického kódu pro specifickou bílkovinu s lékařským nebo průmyslovým významem a pro mikrobiologickou syntézu takové bílkoviny. Při znázornění způsobu podle vynálezu byla popsána izolace genetického kódu pro insulin krysy, který byl pak přenesen na bakterie a pomnožen. Obdobným* způsobem byl izolován i nukleotidový sled pro krysí růstový hormon a tento sled byl rovněž přenesen a pomnožen v bakteriích. Způsob podle vynálezu je možno aplikovat i na přenos sledu nukleotidů, izolovaného z člověka, včetně lidského insulinu, růstového hormonu a dalších hormonů polypeptidové povahy.Any desired sequence of nucleotides derived from a higher organism, including humans, can be isolated and transferred to the host microorganism by the basic method of the invention. The method is suitable for carrying the genetic code for a specific protein of medical or industrial importance and for the microbiological synthesis of such a protein. In illustrating the method of the invention, isolation of the genetic code for rat insulin was described, which was then transferred to bacteria and propagated. In a similar manner, the nucleotide sequence for rat growth hormone was isolated and this sequence was also transferred and expanded in bacteria. The method of the invention may also be applied to the transfer of a nucleotide sequence isolated from a human, including human insulin, growth hormone and other hormones of a polypeptide nature.
Způsob podle vynálezu předpokládá způsob Izolace molekuly DNA se specifickým sledem nukleotidů, přenos tohoto materiálu na mikroorganismus a v důsledku toho pomnožení tohoto' sledu nukleotidů v uvedeném mikroorganismu.The method of the invention envisages a method of isolating a DNA molecule having a specific nucleotide sequence, transferring this material to a microorganism, and consequently multiplying the nucleotide sequence in said microorganism.
Sled stupňů, které v sobě způsob podle vynálezu zahrnuje, je možno popsat ve čtyřech základních skupinách.The sequence of steps encompassed by the process of the invention can be described in four basic groups.
1. Izolace žádané kopulace buněk z vyššího organismu1. Isolation of the desired cell coupling from a higher organism
Existují dva potenciální zdroje genetického kódu pro specifickou bílkovinu. Jde 0' DNA organismu a mimoto o modifikovanou RNA tohoto organismu. Podle běžných bezpečnostních předpisů, přijatých National Institutes of Health, je nutno postupovat tak, že lidské geny jakéhokoli druhu je možno* zpracovat na rekombinantu DNA a pak přenést na bakterie pouze v tom případě, že geny byly předtím důkladně čištěny na stanoveném! zařízení. (Federal Register, sv. 41, č. 131, 7. července 1967, str. 27 902 až 27 943. To* znamená, že pro jakýkoli způsob, který by bylo možno1 použít k výrobě lidských bílkovin, je vhodnější izolovat specifickou mRNA se sledem nukleotidů, který je genetickým kódem pro žádanou bílkovinu. Tento' postup má tu další výhodu, že mRNA se snáze čistí než DNA, extrahovaná přímo z buněk. Zvláště pak je možno výhodně využít skutečnost, že u výše diferencovaných organismů, například obratlovců, je možno nalézt specifickou populaci buněk na specifickém místě v organismu, přičemž základní funkcí všech těchto buněk je právě produkce žádané bílkoviny. Může také dojít k tomu, že uvedená populace buněk existuje pouze po přechodnou vývojovou dobu organismu. V těchto' buněčných populacích bude mít i velká část mRNA, izolované z buňky, žádaný sled nukleotidů. Je proto možné volit výhodnou buněčnou populaci a výhodný způsob izolace z hlediska počáteční čistoty izolované mRNA.There are two potential sources of genetic code for a specific protein. It is an O 'DNA of the organism and, moreover, a modified RNA of the organism. According to the common safety regulations adopted by the National Institutes of Health, human genes of any kind can be processed into recombinant DNA and then transferred to bacteria only if the genes have been thoroughly purified previously as specified. equipment. (Federal Register, vol. 41, no. 131, July 7, 1967, pg. 27 902 to 27 943. * This means that any process which could be used to produce one human protein, it is preferable to isolate specific mRNA This procedure has the additional advantage that mRNA is easier to purify than DNA extracted directly from cells, and in particular, it is beneficial to take advantage of the fact that, in the above differentiated organisms, such as vertebrates, it is possible to find a specific population of cells at a specific site in the body, the essential function of which is to produce the desired protein, and the population of cells may only exist for a transient developmental period of the organism. a large portion of the mRNA isolated from the cell, the desired nucleotide sequence, it is therefore possible to select a preferred cell population and good isolation method in terms of initial purity of the isolated mRNA.
Ve většině tkání, žláz a dalších orgánů jsou buňky spojovány obvykle fibrózní sítí pojivové tkáně, která zásadně sestává z kolagenu, avšak může obsahovat ještě další látky, například bílkoviny, polysacharidy nebo anorganické látky v závislosti na druhu tkáně. Izolace buněk z dané tkáně vyžaduje techniku, která uvolní buňky z matrice pojivové tkáně. Izolace a čištění specificky diferencovaného buněčného typu tedy spočívá ve dvou hlavních stupních, a to oddělení buněk z pojivové tkáně a oddělení buněk žádaného typu od dalších buněk dané tkáně. Způsobem! podle vynálezu je možno izolovat různé druhy buněk z různých druhů tkání. Příkladem může být izolace Langerhansových ostrůvků ze slinivky břišní, která je nutná pro* izolaci mRNA pro insulin.In most tissues, glands and other organs, cells are usually associated with a fibrous connective tissue network, which essentially consists of collagen, but may contain other substances, such as proteins, polysaccharides or inorganic substances, depending on the type of tissue. Isolation of cells from a given tissue requires a technique that releases cells from the connective tissue matrix. Thus, the isolation and purification of a specifically differentiated cell type consists of two main steps, namely the separation of cells from connective tissue and the separation of cells of the desired type from other cells of the tissue. Way! According to the invention, different cell types can be isolated from different tissue types. An example is the isolation of the islets of Langerhans from the pancreas, which is necessary for isolation of insulin mRNA.
Buňky, schopné produkovat insulin je možno získat z dalších zdrojů, například z nezralé slinivky břišní telete nebo z tkáňové kultury nádorů těchto buněk. Izolace čistých buněk ostrůvků je v těchto případech daleko* jednodušší, zvláště v případě tkáňové kultury. Nebude tedy vždy nutno \ izolovat buňky přímo ze slinivky břišní, v některých případech je to však výhodné.Insulin-producing cells can be obtained from other sources, such as the immature pancreas of the calf or from a tissue culture of the tumors of these cells. Isolation of pure islet cells is much easier in these cases, especially in the case of tissue culture. Thus, it will not always be necessary to isolate cells directly from the pancreas, but in some cases this is advantageous.
Často je možno prokázat, že lze zvýšit podíl žádané mRNA zevními vlivy. Například působením! hormonu může dojít ke zvýšené produkci žádané mRNA. Další způsoby jsou například pěstování při určité teplotě, dodání určité živiny nebo jiné chemické látky. Při izolaci mRNA krysího růstového hormonu bylo- možno podstatně zvýšit žádaný podíl mRNA pro růstový hormon tak, že se na buňky hypofýzy krysy pěstované ve tkáňové kultuře působilo současně hormonem* štítné žlázy a glukokortikoidy.It can often be shown that the proportion of the desired mRNA can be increased by external influences. For example, by the action! hormone may produce increased production of the desired mRNA. Other methods are, for example, growing at a certain temperature, supplying a certain nutrient or other chemical. By isolating rat growth hormone mRNA, the desired proportion of growth hormone mRNA could be substantially increased by treating rat pituitary cells grown in tissue culture simultaneously with thyroid hormone * and glucocorticoids.
2. Extrakce mRNA2. Extraction of mRNA
Důležitým! úkolem způsobu podle vynálezu je pokud možno úplné odstranění účinnosti ribonukleázy v buněčném extraktu.Important! The object of the method according to the invention is, as far as possible, to completely remove the activity of the ribonuclease in the cell extract.
Je totiž nutno extrahovat mRNA s jediným polynukleo-tidovým řetězcem bez dalšího komplementárního řetězce. Z toho vyplývá, že hydrolytické štěpení jediné fosfodiesterové vazby v řetězci by způsobilo nepoužitelnost celé molekuly pro přenos neporušeného genetického sledu na mikroorganismus, Jak již bylo uvedeno, enzym ribonukleáza je velmi rozšířený, účinný a výjimečně stálý. Je možno- jej nanést na kůži, beze škody přečká běžné postupy, užívané při mytí nádobí a často je látkou, která znečišťuje skladované organické chemické sloučeniny. Obtíže jsou zvláště zřejmé v případě, že jde o extrakt buněk ze slinivky břišní, protože tato žláza je zdrojem trávicích enzymů a je proto na ribonukleázu bohatá. Problém tohoto enzymu je však spojen* se všemi tkáněmi, a proto je také na všechny tkáně aplikovatelný způsob odstranění účinnosti ribonukleázy podle vynálezu. Výjimečná účinnost tohoto způsobu bude znázorněna na úspěšné izolaci neporušené mRNA buněk Langerhansových ostrůvků.Indeed, it is necessary to extract mRNA with a single polynucleotide strand without the additional complementary strand. This implies that hydrolytic cleavage of a single phosphodiester linkage in the chain would render the entire molecule unusable for transferring intact genetic sequences to the microorganism. As noted, the ribonuclease enzyme is widespread, potent and exceptionally stable. It can be applied to the skin, it can withstand the usual washing-up procedures without damage and is often a pollutant for stored organic chemical compounds. The difficulties are particularly evident when it comes to extracting cells from the pancreas, since this gland is a source of digestive enzymes and is therefore rich in ribonuclease. However, the problem of this enzyme is associated with all tissues, and therefore the method of removing the ribonuclease activity of the invention is also applicable to all tissues. The exceptional efficacy of this method will be illustrated in the successful isolation of intact Langerhans islet cell mRNA.
Při způsobu podle vynálezu se užívá v průběhu rozrušení buněk a v průběhu všech postupů, žádaných k izolaci RNA, prosté bílkovin, kombinace chaotropického aniontu, chaotropického kationtů a činidla, které rozrušuje disulf idické vazby. Účinnost současného* působení všech svrchu uvedených činidel byla prokázána při jejich použití k izolaci neporušené mRNA v dobrém výtěžku z izolovaných buněk krysích Langerhansových ostrůvků.The method of the invention uses a protein-free combination of chaotropic anion, chaotropic cation, and an agent that disrupts disulfide bonds during cell disruption and all procedures required to isolate RNA. The efficacy of the simultaneous action of all of the above agents has been demonstrated when used to isolate intact mRNA in good yield from isolated islets of rat islets.
Volba vhodných chaotropických iontů je založena na jejich rozpustnosti ve vodném prostředí a na jejich dostupnosti. Vhodnými chaotropickými kationty jsou například ionty guanidinové, karbamoylguanidinové, guanylguanidinoivé, lithné apod. Vhodnými chaotropickými anionty jsou například aniont jodidový, chloristanový, thiokyanátový, diodosalicylátový apod. Relativní účinnost solí, tvořených kombinací uvedených kationtů a aniontů, se stanoví částečně jejich rozpustností. Například diodsalicylát lithný je účinnější než guanidiniumthiokyanát, jeho rozpustnost je však pouze 0,1 N a mimoto je poměrně drahý. Guanidiniumthiokyanát je výhodnou kombinací katlontu a aniontu, protože je snadno* dostupný a vysoce rozpustný ve vodných prostředích do koncentrace 5 M.The choice of suitable chaotropic ions is based on their solubility in aqueous media and their availability. Suitable chaotropic cations are, for example, guanidine, carbamoylguanidine, guanylguanidino, lithium, and the like. Suitable chaotropic anions are iodide, perchlorate, thiocyanate, diodosalicylate, and the like. For example, lithium diodsalicylate is more effective than guanidinium thiocyanate, but its solubility is only 0.1 N and, moreover, is relatively expensive. Guanidinium thiocyanate is the preferred combination of cation and anion because it is readily available and highly soluble in aqueous media up to a concentration of 5 M.
Je známo, že thiolové sloučeniny, například (3-merkaptoethanol, rozrušují intramolekulární disulfidové vazby v bílkovinách podvojnou záměnou. Je známo, že v tomto smyslu je účinná celá řada thiolových sloučenin, například (3-merkaptoethanol, dithiotreitol, cystein, propanoldimerkaptan apod. Látky musí být rozpustné ve vodě, protože je nutno* je užít ve velkém přebytku vzhledem k počtu intramolekulárních disulíidových vazeb, aby bylo možno dovršit podvojnou záměnu. Nejvýhodnější látkou v tomto smyslu je (á-merkaptoethanol, protože je snadno dostupný a poměrně velmi levný.Thiol compounds such as (3-mercaptoethanol) are known to disrupt intramolecular disulfide bonds in proteins by a double exchange, and a number of thiol compounds, such as (3-mercaptoethanol, dithiotreitol, cysteine, propanoldimercaptan and the like) are known to be effective. they must be soluble in water, since they have to be used in large excess with respect to the number of intramolecular disulphide bonds in order to complete the double substitution, and the most preferred substance in this sense is (? -mercaptoethanol, since it is readily available and relatively very cheap).
Při inhibici ribonukleázy v průběhu extrakce RNA z buněk nebo tkání je účinnost dané chaotropické soli přímo závislá na její koncentraci. Nejvýhodnější koncentrace je proto současně nejvyšší použitelná koncentrace. Úspěch způsobu podle vynálezu při uchování neporušené mRNA v průběhu extrakce závisí na rychlosti, s níž se podaří denaturovat ribonukleázu a mimoto na stupni této denaturace. To je patrně příčinou výhodnosti použití guanidiniumthiokyanátu ve srovnání s hydrochloridem, přestože jinak je hydrochlorid jen o málo méně účinný jako denaturační činidlo. Účinnost denaturačního činidla se definuje jako prahová koncentrace, jíž je nutno dosáhnout k úplné denaturaci bílkoviny. Na druhé straně závisí stupeň denaturace celé řady bílkovin na koncentraci denaturačního* činidla, kterou je někdy nutno zvýšit 5x až lOx. Tyto vztahy byly popsány v publikaci Tamtord C. A., Adv. Prot. Chem. 23, 121 (1968). Kvalitativně tedy tento vztah uvádí, že denaturační činidlo, které je jen o* málo účinnější než guanidimumhydrochlorid, může denaturovat bílkovinu několikrát rychleji při téže koncentraci. Vztahy mezi kinetiikou denaturace ribonuklázy a uchováním mRNA v průběhu extrakce z buněk dosud nebyly poznány ani využity. V případě, že jsou svrchu uvedené vztahy správné, znamená toi, že výhodným denaturačním prostředkem je prostředek s nízkou prahovou koncentrací a vysokou rozpustností ve vodě. Z tohoto důvodu je výhodnější guanidiumthiokyanát než diodsalicylát lithný, přestože druhá z těchto látek je daleko účinnějším denaturačním činidlem, a to z toho důvodu, že rozpustnost guanidiniumthiokyanátu je daleko vyšší a proto je možno tuto látku užít v koncentraci, která dovoluje rychlejší inaktivaci ribonukleázy. Svrchu uvedená analýza účinku jednotlivých činidel rovněž poskytuje odpověď nato, proč je výhodnější guanldiniumithiokyanát než poměrně stejně rozpustný hydrochlorid; důvod spočívá v tom, že první z těchto látek je o něco silnějším denaturačním činidlem.In inhibiting ribonuclease during RNA extraction from cells or tissues, the efficacy of a given chaotropic salt is directly dependent on its concentration. Therefore, the most preferred concentration is at the same time the highest available concentration. The success of the method of the invention in maintaining intact mRNA during extraction depends on the rate at which the ribonuclease is denatured and, moreover, the degree of denaturation. This appears to give the advantage of using guanidinium thiocyanate over hydrochloride, although otherwise hydrochloride is only slightly less effective as a denaturing agent. The efficiency of a denaturing agent is defined as the threshold concentration to be achieved to completely denature the protein. On the other hand, the degree of denaturation of many proteins depends on the concentration of denaturing agent, which sometimes needs to be increased 5x to 10x. These relationships have been described in Tamtord C.A., Adv. Prot. Chem. 23, 121 (1968). Qualitatively, this relationship states that a denaturing agent that is only slightly more effective than guanidime hydrochloride can denature a protein several times faster at the same concentration. Relationships between kinetics of ribonuclease denaturation and mRNA preservation during cell extraction have not been identified or exploited. When the above relationships are correct, the preferred denaturing agent is a low threshold concentration and high water solubility composition. For this reason, guanidium thiocyanate is preferable to lithium diodsalicylate, although the latter is a much more effective denaturant, because the solubility of guanidinium thiocyanate is much higher and therefore can be used at a concentration that allows more rapid inactivation of ribonuclease. The above analysis of the effect of each agent also provides an answer to why guanldinium thiocyanate is preferable to the relatively equally soluble hydrochloride; the reason is that the first of these is a slightly stronger denaturant.
Činidlo, které rozrušuje disulfidové vazby, se užívá ve směsi s denaturačním činidlem* proto*, že má potencujíeí účinek na denaturaci ribonukleázy. Thiolová sloučenina brání tomu, aby došlo k rychlé denaturaci, k níž může dojít v případě, že intramolekulární disulfidové vazby zůstanou neporušeny. Mimoto se dosahuje toho*, že jakákoli další ribonukleáza, zbývající v izolovaném RNA, by zůstala neúčinná i v nepřítomnosti denaturačního činidla. Thiolové sloučeniny, rozrušující disulfidové vazby, jsou účinné v jakékoli koncentraci, i když je výhodnější užít velký přebytek thiolových skupin vzhledem k intramolekulárním disulfidovým vazbám, aby bylo- možno* zajistit úspěšný průběh reakce ve smyslu intramolekulárního štěpení. Na druhé straně je nutno uvážit, že řada thiolových sloučenin má nepříjemný zápach zejména ve vyšších koncentracích, takže vlastně z praktického hlediska existuje horní možná hranice jejich koncentrace. Při použití já-merkaptoethanolu jsou účinné koncentrace v rozmezí 0,05 až 1,0 M, optimální koncentrace je pro* izolaci neporušené RNA z krysí slinivky břišní 0,2 M.The disulfide-disrupting agent is used in admixture with a denaturing agent * because it has a potentiating effect on ribonuclease denaturation. The thiol compound prevents rapid denaturation, which can occur if intramolecular disulfide bonds remain intact. In addition, it is achieved that any additional ribonuclease remaining in the isolated RNA would remain ineffective even in the absence of the denaturant. Disulfide-disrupting thiol compounds are effective at any concentration, although it is preferable to use a large excess of thiol groups relative to the intramolecular disulfide bonds in order to ensure a successful intramolecular cleavage reaction. On the other hand, it has to be considered that many thiol compounds have an unpleasant odor, especially at higher concentrations, so that in practice there is an upper limit of their concentration. When using β-mercaptoethanol, effective concentrations are in the range of 0.05 to 1.0 M, the optimal concentration for isolation of intact RNA from rat pancreas is 0.2 M.
Prostředí, v němž se provádí extrakce -mRNA z buněk, má mít pH v rozmezí 5,0 až 8,0.The medium in which the extraction of -mRNA from the cells is performed should have a pH in the range of 5.0 to 8.0.
Po rozrušení buněk se RNA oddělí od DNA a ostatních buněčných bílkovin. K tomuto účelu byla vyvinuta řada způsobů, které jsou všechny použitelné a v literatuře popsány. Běžným způsobem je srážení ethano-lem, při němž se selektivně vysráží RNA. Výhodným způsobem pro použití při provádění způsobu podle vynálezu je vynechat srážecí stupeň a navrstvit honiogeuát přímo na roztok 5,7 M chloridu cezného ve zkumavce odstředivky s následným odstře227002 děním způsobem, popsaným v publikaci Glisin, V., Crkvenjakov R., a Byus C., Biochemlstry 13, 2633 (1974). Tento způsob je nejvýhodnější, protože se trvale udržuje prostředí, nepříznivé pro ribonukleázu a je tedy možno získat RNA o vysokém výtěžku, •prostou DNA a bílkovin.After cell disruption, RNA is separated from DNA and other cellular proteins. A number of methods have been developed for this purpose, all of which are useful and described in the literature. A common method is ethanol precipitation, where RNA is selectively precipitated. A preferred method for use in carrying out the process of the invention is to omit the precipitation step and superimpose the honiogeneate directly onto a 5.7M precision chloride solution in a centrifuge tube followed by centrifugation as described by Glisin, V., Crkvenjakov R., and Byus C. Biochemistry 13, 2633 (1974). This method is most advantageous because it maintains a ribonuclease-unfavorable environment and thus obtains high-yield, RNA-free and protein-free RNA.
Svrchu uvedeným způsobem' je možno získat čištěnou RNA z buněčného hornogenátu. Pouze část této RNA je žádaná mRNA. Aby bylo možno dále čistit žádaný podíl, využije se s výhodou skutečnosti, že v buňkách vyšších organismů je mRNA po svém vzniku dále pomnožována buňkou navázáním polyamidové kyseliny. Tento podíl mRNA, který obsahuje sled kyseliny polyadenylové, je možno selektivně izolovat chromatografii na sloupci celulózy, na níž je navázán oligochymidylát způsobem, popsaným v publikaci Aviv H. a Leder P., tak jak byla svrchu uvedena. Svrchu uvedené postupy dostačují pro získání čisté, neporušené mRNA ze zdrojů, bohatých na ribonukleázu. Další čištění tohoto podílu a další postupy in vitro je možno· provádět v podstatě stejně pro jakýkoli typ mRNA bez ohledu na zdroj.The above method can be used to obtain purified RNA from cellular hornogenate. Only part of this RNA is the desired mRNA. In order to further purify the desired fraction, it is advantageous to take advantage of the fact that in the cells of higher organisms, mRNA is further expanded by the cell by polyamide acid binding upon its formation. The mRNA portion containing the polyadenylic acid sequence can be selectively isolated by column chromatography of the cellulose to which the oligochymidylate is bound as described in Aviv H. and Leder P., supra. The above procedures are sufficient to obtain pure, intact mRNA from ribonuclease-rich sources. Further purification of this portion and other in vitro procedures can be performed essentially the same for any type of mRNA regardless of source.
Za určitých okolností, například v případě, že zdrojem mRNA je tkáňová kultura, může být znečištění ribonukleázou tak nízké, že není nutné užít svrchuuvedený způsob inhibice ribonukleázy. V těchto případech stačí běžné metody, užívané pro snížení aktivity ribonukleázy.In certain circumstances, for example where the source of mRNA is a tissue culture, ribonuclease contamination may be so low that it is not necessary to use the above-described method of ribonuclease inhibition. In these cases, conventional methods used to reduce ribonuclease activity are sufficient.
3. Tvorba cDNA3. Generation of cDNA
Na obr. 1 je schematicky znázorněn postup, který se týká zbývajících stupňů způsobu podle vynálezu. Prvním stupněm je tvorba sledu komplementární DNA k čištěné mRNA. Enzymem, který se pro· tuto reakci užívá, je obvykle reverzní traskryptáza, přestože v zásadě je možno užít jakéhokoli enzymu, kterým je možno vytvořit komplementární řetězec DNA při použití mRNA jako podkladu. Reakci je možno provádět za podmínek, popsaných ve známé literatuře, přičemž jako základu se užije mRNA a směsi čtyř desoxynukleosidtrifosfátů jako prekursoru řetězce DNA. Je výhodné, užije-li se jeden z desoxynukleosidtrifosfátů ve formě, značené 32P v poloze a, aby bylo možno sledovat průběh reakce a včas izolovat produkt po oddělení balastních látek například chromatografii nebo elektroforézou. Značení radioaktivním fosforem je výhodné také pro kvantitativní stanovení výtěžku, jak by10' popsáno' i ve svrchu uvedené publikaci Efstratiadis A., a další.FIG. 1 schematically illustrates a process relating to the remaining steps of the process of the invention. The first step is to generate a sequence of complementary DNA to the purified mRNA. The enzyme used for this reaction is usually reverse transcryptase, although in principle any enzyme can be used to generate a complementary DNA strand using mRNA as a support. The reaction can be carried out under conditions described in the known literature using mRNA and a mixture of four desoxynucleoside triphosphates as a precursor of the DNA strand. It is preferred that one of the desoxynucleoside triphosphates be used in a 32 P-labeled form in order to monitor the progress of the reaction and isolate the product in a timely manner after separation of the ballasts, for example by chromatography or electrophoresis. Radioactive phosphorus labeling is also advantageous for quantitative determination of yield as described in Efstratiadis A., et al., Supra.
Jak Je dále uvedeno v obr. 1, je produktem reakce s použitím reverzní transkryptázy struktura s dvojím řetězcem tvaru vlásenky, s nekovalentní vazbou mezi řetězcem RNA a řetězcem DNA.As further shown in Fig. 1, the product of the reverse transcryptase reaction is a double strand hairpin structure with a non-covalent bond between the RNA strand and the DNA strand.
Produkt reakce s použitím reverzní transkryptázy struktura s dvojím řetězcem tvaru vlásenky, s nekovalentní vazbou mezi řetězcem RNA a řetězcem DNA.The product of the reaction using a reverse transcryptase structure has a double strand hairpin shape, with a non-covalent bond between the RNA strand and the DNA strand.
Produkt reakce s použitím reverzní transkryptázy se odstraní z reakční směsi běžným způsobem. Bylo zjištěno, že je výhodné užít kombinaci extrakce fenolem, chromatografie na Sephadexu G-100 (Pharmacia lne., Uppsala, Švédsko) a; srážení ethanolem.The reaction product using reverse transcryptase is removed from the reaction mixture by conventional means. It has been found advantageous to use a combination of phenol extraction, Sephadex G-100 chromatography (Pharmacia Inc, Uppsala, Sweden) and ; ethanol precipitation.
Jakmile dojde k enzymatické syntéze cDNA, je možno odstranit základní RNA. V literatuře je známa celá řada způsobů pro selektivní degradaci RNA za přítomnosti DNA. Výhodným způsobem je alkalická hydrolýza, která je vysoce selektivní a je možno ji snadno řídit úpravou pH.Once enzymatic cDNA synthesis has occurred, the base RNA can be removed. A variety of methods for selectively degrading RNA in the presence of DNA are known in the literature. The preferred method is alkaline hydrolysis, which is highly selective and can be easily controlled by adjusting the pH.
Po alkalické hydrolýze s následnou neutralizací je popřípadě možno· koncentrovat cDNA, značenou 52P vysrážením ethanolem.Optionally, after alkaline hydrolysis followed by neutralization, 52 P-labeled cDNA can be concentrated by ethanol precipitation.
Syntéza cDNA s dvojím řetězcem tvaru vlásenky se dovrší použitím příslušného enzymu, například DNA polymerázy nebo reverzní transkriptázy. Užije se reakčních podmínek, které jsou obdobné svrchu popsaným podmínkám včetně použití nukleosidtrifosfátu, značeného v poloze a radioaktivním fosforem. Reverzní transkriptázu je možno získat z celé řady zdrojů. Vhodným a běžným zdrojem je virus ptačí myeloblastózy. Tento' virus je možno získat od Dr.Hairpin-shaped double-stranded cDNA synthesis is accomplished using an appropriate enzyme, such as DNA polymerase or reverse transcriptase. Reaction conditions similar to those described above are used, including the use of a position-labeled nucleoside triphosphate and radioactive phosphorus. Reverse transcriptase can be obtained from a variety of sources. A suitable and common source is avian myeloblastosis virus. This virus can be obtained from Dr.
D. J. Beard, Life Sciences Incorporated, St. Petersburg, Florida, kde se produkuje tento virus ve spolupráci s National Institutes of Health.Beard, Life Sciences Incorporated; St. Petersburg, Florida, where the virus is produced in collaboration with the National Institutes of Health.
Po tvorbě cDNA se strukturou vlásenky může být žádoucí získat z reakční směsi čištěnou DNA. Jak již bylo svrchu uvedeno, je výhodné užít extrakci fenolem, chromatografii na sloupci Sephadexu G-100 a srážení ethanolem, čímž je možno získat čištěnou DNA prostou znečišťujících bílkovin.After formation of the hairpin cDNA, it may be desirable to recover purified DNA from the reaction mixture. As mentioned above, it is advantageous to use phenol extraction, Sephadex G-100 column chromatography and ethanol precipitation to obtain purified protein-free DNA.
Strukturu tvaru vlásenky je možno převést na běžnou strukturu DNA s· dvojitým řetězcem odstraněním jednoduché smyčky, která spojuje .oba konce komplementárních řetězců. K tomuto účelu je možno· užít celou řadu enzymů, které jsou schopné hydrolytlcky odštěpit jednoduché řetězce DNA. Vhodným enzymem tohoto použití je SI nukleáza, izolovaná z Aspergillus oryzae. Tento enzym je možno získat od Miles Research Products, Elkhart, Indiana. Působením SI nukleázy na DNA strukturu tvaru vlásenky se ve vysokém výtěžku získá molekula cDNA s odpovídajícím zakončením. Po extrakci, chromiatografii a svrchu popsaném srážení ethanolem se získá čištěný produkt. Použití reverzní transíkriptázy a SI nukleázy při syntéze cDNA s dvojím řetězcem jako struktury, odpovídající mRNA bylo popsáno ve svrchu uvedené publikaci Efstraitiadise a dalších.The hairpin-like structure can be converted to a conventional double-stranded DNA structure by removing a single loop connecting the ends of the complementary strands. A variety of enzymes capable of hydrolytically cleaving single DNA strands can be used for this purpose. A suitable enzyme of this use is SI nuclease isolated from Aspergillus oryzae. This enzyme is available from Miles Research Products, Elkhart, Indiana. Treatment of the hairpin-shaped DNA structure with SI nuclease in a high yield yields a cDNA molecule with the appropriate end. After purification, chromatography and ethanol precipitation as described above, the purified product is obtained. The use of reverse transcriptase and SI nuclease in the synthesis of double-stranded cDNA as a structure corresponding to mRNA has been described in Efstraitiadise et al., Supra.
Je-li to' žádoucí, může být zvýšen podíl molekuly cDNA s odpovídajícími konci použitími DNA-polymerázy I z E. coli za přítomnosti čtyř desoxynukleosidtrifosfátů.If desired, the proportion of cDNA molecule with corresponding ends can be increased by using E. coli DNA polymerase I in the presence of four desoxynucleoside triphosphates.
Kombinace exonukleázového a polymerázového účinku tohoto enzymu má za následek, že se odstraní volná zakončení 3‘ a vznikne vazba na všech zakončeních 5‘. Tím se zajistí maximální účast molekuly cDNA v následných vazebných reakcích.The combination of the exonuclease and polymerase activity of this enzyme results in the 3 3 free ends being removed and binding at all 5 zakon ends. This ensures maximum participation of the cDNA molecule in subsequent binding reactions.
Další stupeň způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se na zakončení takto získané cDNA působí tak, aby bylo· možno· získat sledy, které obsahují místa vhodného účinku restrikční endonukleázy. Volba fragmentu DNA, který se váže na uvedená zakončení, závisí na reakčních možnostech. Sled, který se má na tyto zakončení navázat, se volí podle zvolené restrikční endonukleázy a volba tohoto enzymu dále závisí na volbě DNA-vektoru, který je určen pro rekambinaci cDNA. Zvolený plasmid by měl obsahovat alespoň jedno místo, v němž může působit restrikční endonukleáza. Například plasmid pMB9 obsahuje jedno místo, v němž může působit restrikční enzym HindA further step of the method according to the invention is to treat the end of the cDNA thus obtained so as to obtain sequences which contain sites of suitable restriction endonuclease action. The choice of the DNA fragment that binds to these ends depends on the reaction possibilities. The sequence to be attached to these ends is selected according to the restriction endonuclease chosen, and the choice of this enzyme further depends on the choice of the DNA vector to be used for the recombination of cDNA. The selected plasmid should contain at least one site at which a restriction endonuclease may act. For example, plasmid pMB9 contains one site in which the restriction enzyme Hind can act
III. Hind III se izoluje z Hemophilus influenzae a čistí se způsobem, popsaným v publikaci Smith H. O. a Wilcox K. W., J. Mol. Biol. 51, 379 (1S70). Obdobný enzym Hae III z Hemophilus aegypticus se čistí způsobem, popsaným v publikaci Middleton J. H., Edgell Μ. H. a Hutchison III, C. A., J. Virot. 10, 42 (1972). Enzym z Hemophilus suis, označený Hsu I, katalyzuje specificky hydrolýzou na tomtéž místě jako Hind IIí. Tyto dva enzymy je tedy, pokud je o funkci, možno zaměnit.III. Hind III is isolated from Hemophilus influenzae and purified according to the method of Smith H. O. and Wilcox K. W., J. Mol. Biol. 51, 379 (IS70). A similar Hae III enzyme from Hemophilus aegypticus is purified as described by Middleton, J. H., Edgell. H. and Hutchison III, C.A., J. Virot. 10, 42 (1972). The enzyme from Hemophilus suis, designated Hsu I, catalyzes specifically by hydrolysis at the same site as HindIII. Thus, the two enzymes may be interchanged as far as function is concerned.
Je výhodné užít chemicky syntetizovaný dekanukleotid s dvojitým řetězcem, který obsahuje místo, v němž může působit Hind III, a tento řetězec navázat na konce cDNA. Dekanukleotid s dvojím řetězcem má sled, který je znázorněn na obr. 1 a byl popsán v publikaci Heyneker H. L. a další a Scheller R. H. a další. K dispozici je celá řada podobných sledů, které obsahují místo, v němž může restrikční enzym působit, takže je možno obsadit zakončení dvojitého· řetězce DNA tak, aby výsledná látka byla citlivá na jakoukoli zvolenou restrikční endonukleázu.It is preferred to use a chemically synthesized double stranded decanucleotide that contains a site where Hind III can act and to bind the strand to the ends of the cDNA. The double stranded decanucleotide has the sequence shown in Figure 1 and has been described by Heyneker H. L. et al. And Scheller R. H. et al. A variety of similar sequences are available which contain a site where the restriction enzyme can act so that the double stranded DNA ends can be filled so that the resulting substance is sensitive to any restriction endonuclease selected.
Navázání svrchu uvedených sledů s místy, citlivými na restrikční endonukleázu na konce cDNA může být provedeno jakýmkoli známým způsobem. Velmi výhodným způsobem je metoda, katalyzovaná DNA-ligázou, čištěnou způsobem,, popsaným v publikaci Panet A. a další, Biochemistry 12, 5045 (1973,). Vazebná reakce byla popsána ve svrchu uvedené publikaci Sgaramellově. Produkt této· reakce mezi cDNA a velkým molárním přebytkem dekanukleotidu s dvojitým řetězcem s obsahem míst, vhodných pro působení restrikční endonukleázy Hind III je cDNA s uvedenými řetězci na každém konci. V případě, že se na tento reakční produkt působí enzymem Hind III, dojde ke štěpení na svrchu uvedených místech za tvorby jednoduchého řetězce se zakončeními 5‘, která se mohou navzájem doplňovat, jak je zřejmé z obr. 1.Coupling of the above sequences with restriction endonuclease sensitive sites to the ends of the cDNA can be accomplished by any known method. A highly preferred method is a DNA ligase-catalyzed method purified according to the method described by Panet A. et al., Biochemistry 12, 5045 (1973). The binding reaction was described in Sgarellell, supra. The product of this reaction between the cDNA and the large molar excess of the double-stranded decanucleotide containing sites suitable for Hind III restriction endonuclease is cDNA with the indicated strands at each end. When treated with Hind III, this reaction product cleaves at the above sites to form a single 5 řetězce chain that can complement each other, as shown in Figure 1.
4. Tvorba vektoru pro přenos rekombinanty4. Generation of recombinant transfer vector
DNADNA
V zásadě je možno užít velké množství DNA z virů a plasmidů k tvorbě rekombinant s cDNA, připravené popsaným způsobem. Zásadní požadavky spočívají v tom, aby zvolený vektor pro přenos DNA bylo možno včlenit do buňky hostitele, aby jej bylo možnou v této buňce pomnožit, a aby tento· vektor obsahoval genetickou determinantu, s jejíž pomocí by bylo možno oddělit ty buňky hostitele, které vektor obsahují. Z bezpečnostního hlediska je nutno omezit volbu těchto vektorů tak, aby vektory odpovídaly požadavkům National Institutes ot Health (NIH). Seznam povolených vektorů pro přenos DNA se stále rozšiřuje· s objevem nových vektorů a podléhá schválení instituce NIH Recombinant DNA Safety Committee, přičemž vynález předpokládá možné použití jakýchkoli DNA virového nebo· Iplasmidového původu s potřebnými schopnostmi včetně těch, které budou NIH teprve později povoleny. Vhodné vektory, které již povoleny jsou, zahrnují v sobě celou řadu derivátů bakteriofágu lambda (Blattner, F. R., Williams B. G., Blechl A.In principle, large amounts of virus and plasmid DNA can be used to generate recombinant cDNAs prepared as described above. Essential requirements are that the selected DNA transfer vector can be incorporated into the host cell to be multiplied in the cell, and that the vector contains a genetic determinant to separate those host cells that the vector contain. From a safety point of view, it is necessary to limit the choice of these vectors so that the vectors meet the requirements of the National Institutes ot Health (NIH). The list of permitted DNA transfer vectors is continually expanding with the discovery of new vectors and subject to approval by the NIH Recombinant DNA Safety Committee, the invention contemplating the possible use of any DNA of viral or plasmid origin with the necessary capabilities, including those that will only be allowed by the NIH. Suitable vectors that are already allowed include a variety of lambda bacteriophage derivatives (Blattner, F. R., Williams B. G., Blechl A.
E., Denniston-Thompson K., Faber Η. E., Furlong L, A., Gruinwald D. J., Riefer D. O., Moore D. D., Schumm J. W., Sheldon E. L. a Smithies O., Science 196, 161 [1977] a deriváty plasmidů col El, popsané například v publikaci Rodriguez R. L., Bolivar S., Goodman Η. M., Boyer H. W. a Betlach Μ. N. ICN-UCLA Symposium· on Molecular Mechanisme· In The Control ot Gene Expression, D. P. Nierlich, W. J. Rutter, C. F. Fox, Eds. (Academie Press, NY, 1976), str. 471 až 477. Plasmidy, odvozené od col El jsou poměrně malé, jejich molekulární hmotnost je řádu několika miliónů a mají tu vlastnost, že počet kopií DNA plasmidů v jediné hostitelské buňce je možno zvýšit z běžných 20 až 40 na 1000 i více tak, že se na hostitelskou buňku působí chloramfenikolem. Schopnost zvýšit množství genu v hostitelské buňce umožňuje za určitých podmínek přinutit hostitelskou buňku k výrobě primárních bílkovin, jejichž kódy jsou neseny geny, obsaženými v plasmidů. Tyto deriváty col El jsou proto výhodnými vektory pro· použití při provádění způsobu podle vynálezu. Vhodné deriváty col El jsou například plasmidy pMB9, nesoucí gen pro· odolnost proti tetracyklinu a plasmidy pBR-313, pBR-315, pBR-316, pBR-317 a pBR-322, které .obsahují kromě genu pro rezistenci proti tetracyklinu ještě gen pro rezistenci proti ampicilinu. Přítomnost genů pro odolnost proti těmto látkám je výhodnou vlastností pro rozeznání buněk, které byly úspěšně infikovány plasmidem, protože kolonie tako227002 vých buněk porostou i za přítomnosti uvedené látky, kdežto buňky, které plasmld neobsahují, zahynou. Ve svrchu popsaných pokusech i v dále uvedených příkladech byl užit plasmid, odvozený .od col El, který obsahoval kromě genu pro· odolnost proti určité látce také místo pro- působení enzymu Hind III.E., Denniston-Thompson, K., Faber Η. E., Furlong L, A., Gruinwald DJ, Riefer DO, Moore DD, Schumm JW, Sheldon EL and Smithies O., Science 196, 161 [1977], and col E1 plasmid derivatives, as described, for example, in Rodriguez RL, Bolivar S ., Goodman Η. M., Boyer HW and Betlach Μ. N. ICN-UCLA Symposium on Molecular Mechanisms In The Control ot Gene Expression, D.P. Nierlich, W.J. Rutter, C.F. Fox, Eds. (Academic Press, NY, 1976), pp. 471-477. Col E1-derived plasmids are relatively small, have a molecular weight of several million, and have the property that the number of plasmid DNA copies in a single host cell can be increased from 20 to 40 per 1000 or more by treating the host cell with chloramphenicol. The ability to increase the amount of gene in a host cell allows, under certain conditions, to force the host cell to produce primary proteins, the codes of which are carried by the genes contained in the plasmids. These col E1 derivatives are therefore preferred vectors for use in carrying out the process of the invention. Suitable col E1 derivatives are, for example, plasmids pMB9 carrying the tetracycline resistance gene and plasmids pBR-313, pBR-315, pBR-316, pBR-317 and pBR-322, which contain, in addition to the tetracycline resistance gene, a gene for ampicillin resistance. The presence of resistance genes is an advantageous feature for recognizing cells that have been successfully infected with the plasmid, since colonies of such227002 cells will grow in the presence of the substance, whereas cells that do not contain the plasmid will die. In the above experiments and in the examples below, a plasmid derived from col E1 was used, which contained, in addition to the gene for resistance to a particular substance, a Hind III enzyme site.
Stejně jako je tomu při volbě plasmidu, je možno volit hostitelskou buňku z poměrně široké škály možností, t-o-to- množství však bylo nutno zúžit z bezpečnostních důvodů.As in the plasmid selection, the host cell can be selected from a relatively wide range of options, but this has to be narrowed for safety reasons.
Plasmid pBR-322 byl podobně popsán v publikaci Bolivar F. a další, Gene, 2, 95 (1977), kde se popisuje syntéza i vlastnosti tohoto plasmidu. Plasmid pBR-322 má molekulární hmotnost 2,7 χ 106 daltonů. (kontrolováno, Bolivar F., Gene, 4, 121 [1978]) a nese gen pro odolnost proti ampicilinu (ApR) a gen pro odolnosti proti tetracyklinu (TcR). Nese jediné místo pro působení restrikční endonukleázy Pst I v genu ApR. Nese jediné místo pro působení endonukleázy Hind III, Sal I a Bam HI v oblasti genu TcR. Kromě toh nese plasmid pBR-322 jediné místa pro působení enzymu Eco RI, dvě místa pro působení Hinc II, pět míst pro působení Eco RII,· tři místa pro působení Bgl I, dvanáct míst pro· působení Alu I, dvanáct míst pro působení Hae II a sedmnáct míst pro působení Hae III. Podrobný popis těchto míst v plasmidu pBR-322 je uveden na straně 103 první citace. V případě, že dojde k štěpení plasmidu pBR-322, dojde ke ztrátě genu ApR, do místa pro působení restrikční endonukleázy Pst I je pak možno včlenit DNA. Obdobně v případě, že plasmid pBR-322 je štěpen restrikční endonukleázou Hind III nebo Sal I nebo Bam HI s včleněním DNA, dojde ke ztrátě genu TcR. V případě, že se do místa pro působení Pst I včlení DNA, je možno najít rekombi-nantní molekuly při selekci na kolonie, které jsou senzitivní na ampicilin (Aps) a mají TcR. Obdobně v případě, že. se včlení DNA do místa pro působení Hind III, Sal I nebo Bam HI, je možno nalézt rekombinantní molekuly při selekci kolonií, které jsou ApR a Tcs. Vektor, který obsahuje cizorodou DNA, včleněnou na kterékoliv z uvedených čtyř míst, je možno charakterizovat vzhledem k odolnosti proti antibiotikům jako ApsTcR nebo ApRTcs. Vektor je -možno- dále charakterizovat odstraněním včleněné DNA a stanovením molekulové hmotnosti obou produktů při srovnání s molekulovou hmotností výchozích materiálů. Další charakterizaci je možno- provést sestrojením úplné mapy míst pro působení restrikčních endonukleáz v tomto vektoru. Je také možno stanovit sled včleněné DNA.Plasmid pBR-322 was similarly described in Bolivar F. et al., Gene, 2, 95 (1977), which describes the synthesis and properties of this plasmid. Plasmid pBR-322 has a molecular weight of 2.7 χ 10 6 daltons. (controlled by Bolivar F., Gene, 4, 121 [1978]) and carries the ampicillin resistance (Aβ R ) gene and the tetracycline resistance (Tc R ) gene. It carries a single restriction endonuclease Pst I site in the Aβ R gene. It carries the only endonuclease site of Hind III, Sal I and Bam HI in the region of the Tc R gene. In addition, plasmid pBR-322 carries single Eco RI sites, two Hinc II sites, five Eco RII sites, three Bgl I sites, twelve Alu I sites, twelve Hae sites II and seventeen seats for Hae III. A detailed description of these sites in plasmid pBR-322 is given on page 103 of the first reference. When the pBR-322 plasmid is digested, the Aβ R gene is lost, and DNA can be inserted into the Pst I restriction endonuclease site. Similarly, when the plasmid pBR-322 is digested with the restriction endonuclease Hind III or Sal I or Bam HI with the insertion of DNA, the Tc R gene is lost. When DNA is introduced into the Pst I site, recombinant molecules can be found in selection for ampicillin (Ap s ) sensitive colonies having Tc R. Similarly, if:. by incorporating DNA into a Hind III, Sal I or Bam HI treatment site, recombinant molecules can be found in the selection of colonies that are Aβ R and Tc s . A vector containing foreign DNA inserted at any of the four sites can be characterized with respect to antibiotic resistance such as Aβ with Tc R or Aβ R with Tc s . The vector can be further characterized by removing the inserted DNA and determining the molecular weight of both products as compared to the molecular weight of the starting materials. Further characterization can be accomplished by constructing a complete restriction endonuclease site map in this vector. It is also possible to determine the sequence of the inserted DNA.
Rovněž plasmid pBR-323 byl podrobně popsán. Syntéza a vlastnosti tohoto plasmidu byly popsány v publikaci Bolivar F. a další, Gene 2, 75 (1977). Plasmid pBR-313 má molekulární hmotnost 5,8 χ 106 daltonů a obsahuje gen pro odolnost proti ampicilinu (ApR) a gen pro- odolnost proti tetracyklinu (TcR). Tento- -plasmid obsahuje jediné místo pro1 působení restrikční endonukleázy Hind III, Sal I -a Bam- HI v oblasti genu TcR. Byla provedena úplná analýza plasmidu pBR-313 a byla sestrojena mapa míst pro působení re-strikčních endonukleáz, tato- mapa je uvedena na straně 84 s-vrchu uvedené publikace. Při včlenění cizorodé DNA d-o kteréhokoliv místa pro působení Hind III, Sal I nebo Bam HI dochází ke ztrátě TcR. Je tedy možno nalézt rekonmblnantní molekuly při selekci kmenů s ApR a Tcs. Vektor je -možno- charakterizovat odolností proti antibiotikům, sledem DNA a molekulární hmotností.Also plasmid pBR-323 has been described in detail. The synthesis and properties of this plasmid have been described by Bolivar F. et al., Gene 2, 75 (1977). Plasmid pBR-313 has a molecular weight of 5.8 χ 10 6 daltons and contains the ampicillin resistance gene (Ap R ) and the tetracycline resistance gene (Tc R ). Will sense -plasmid contains only one site for restriction endonuclease recognition site Hind III, Sal I -a Bam- HI in the Tc R gene. A full analysis of plasmid pBR-313 was performed and a map of restriction endonuclease sites was constructed as shown on page 84 of this publication. Incorporation of foreign DNA into any Hind III, Sal I or Bam HI treatment site results in the loss of Tc R. Thus, reconstituting molecules can be found in the selection of strains with Aβ R and Tc s . The vector can be characterized by antibiotic resistance, DNA sequence, and molecular weight.
Třetím plasmideim, -který byl podrobně popsán, je pMB 9. Tento plasmid je miožno připravit podle publikace Rodriguez R. L. a další, tak jak bylo- svrchu uvedeno-, a Bolivar F. a další, Gene, 2 75 (1977). Pla-smic pMB 9 má molekulární hmotnost 3,5 χ 106 daltonů a obsahuje gen pro odolnost proti tetracyklinu TcR. Má jediné místo pro- působení každé z endonuleáz Eco RI, Hind III, Sal I nebo- Bam- HI. Místo- pro- působení posledních tří endonukleáz se nachází v genu TcR. V případě, že se včlení cizorodá DNA do- -místa pro působení Hind III, Sal I nebo- Bam- HI, dochází ke ztrátě TcR. Vektor s obsahem cizorodé DNA v jednom z těchto míst j-e -možno- charakterizovat tcxuto vlastností. Tento- vektor je dále možno charakterizovat analýzou sledu DNA včleněné části, -srovnáním molekulární hmotnosti analýzou míst pro- působení endonukleáz.The third plasmid described in detail is pMB 9. This plasmid can be prepared according to Rodriguez RL et al., Supra, and Bolivar F. et al., Gene, 2775 (1977). The plasmic pMB 9 has a molecular weight of 3.5 χ 10 6 daltons and contains a gene for resistance to tetracycline Tc R. It has a single site of action for each of the endonucleases Eco RI, Hind III, Sal I or Bam-HI. The last three endonucleases are located in the Tc R gene. When foreign DNA is inserted into the Hind III, Sal I, or BamHI site, Tc R is lost. A vector containing foreign DNA at one of these sites can be characterized by this property. This vector can further be characterized by analyzing the DNA sequence of the incorporated portion, by comparing the molecular weight by analyzing the endonuclease sites.
Plasmid pS-101 byl rovněž podrobně popsán. V publikaci Cohen S. H. a další, Pro-c. Nat. Aca-d. Sci. USA, 70, 1293 (1973) se popisuje syntéza a vlastnosti tohoto- plasmidu. Další vlastnosti plasmidu je možno- nalézt v publikacích Co-he S. N. a další, P-roc. Nat. Aca-d. Sci. USA, 70, 3240 (1973), Bo-yer H. W. a další, Recomhinant Molecules, Beers R.Plasmid pS-101 has also been described in detail. Cohen S. H. et al., Pro-c. Nat. Aca-d. Sci. USA, 70, 1293 (1973) describes the synthesis and properties of this plasmid. Further plasmid properties can be found in Co-he S. N. et al., P-roc. Nat. Aca-d. Sci. USA, 70, 3240 (1973), Boerer H. W. et al., Recomhinant Molecules, Beers R.
F. a Basset, E. G., Ed-s, Raven Press, New York na str. 13 (1977) a Cohen S. N. a další, Recombinant Molecules, na str. 91. Plasmld pS-101 má molekulární hmotnost 5,8 x χ 106 dalt-onu a obsahuje gen pro odolnost proti tetracyklinu TcR. V oblasti tohoto- genu o-bsahuje jediné místo- pro působení každé v endonukleáz Hind III, Sal I a Bam HI. Kromě to-h-o obsahuje jediné místo pro působení Eco RI, jedno místo pro- působení Hpa I, jedno- místo pro působení Srna I a čtyři místa pro- působení Hinc II. V případě, že tento- plasmld se štěpí enzymem Hind III, dochází ke ztrátě TcR. Totéž platí pro štěpení v místě Sal I nebo Bam- HI, při včlenění DNA do- některého- z těchto míst je možno nalézt při selekci rekombinační -molekuly. Vektor s obsahem cizorodé DNA v některém z těchto míst je m-ožno charakterizovat ztrátou odolnosti proti antibiotiku. Vektor je možno dále chrakteriz-ovat (aj odstraněním včleněné DNA a stanovením a srovnáním molekulární hmotnosti, (b) sestrojením mapy míst pro působení endomukleáz a (c) stanovením sledu včleněné DNA.F. and Basset, EG, Eds, Raven Press, New York on page 13 (1977) and Cohen SN et al., Recombinant Molecules, on page 91. Plasmld pS-101 has a molecular weight of 5.8 x χ 10 6 contains dalt-one and contains a gene for resistance to tetracycline Tc R. In the region of this gene it contains a single site for the action of each of the endonucleases Hind III, Sal I and Bam HI. In addition, it contains a single Eco RI site, one Hpa I site, one Sr I site, and four Hinc II sites. When this plasmid is digested with Hind III, the Tc R is lost. The same is true for the cleavage at the Sal I or Bam HI site, when the DNA is inserted into one of these sites can be found in the selection of the recombinant molecule. A vector containing foreign DNA at any of these sites can be characterized by a loss of antibiotic resistance. The vector can be further characterized (including by removing the inserted DNA and determining and comparing the molecular weight), (b) constructing a map of sites for endonuclease treatment, and (c) determining the sequence of the inserted DNA.
Fágy pro vektory obsahují například deriváty fágu lambda, který se nazývá Charon, zejména Charon 3A, Charon 4A a Charon 16A. Tyto fágy byly podrobně popsány. Blatner a další ve svrchu uvedené publikaci popisují syntézu a vlastnosti těchto fágů. Tyto fágy byly také zmapovány včetně míst pro působení endonukleáz, jak je uvedeno· na straně 161 svrchu uvedené publikace. Genotyp každého fágu je uveden na straně 164 současně s výsledkem štěpení v různých místech. Například při včlenění cizorodé DNA do· místa pro působení Eco Rl ve fágu Charon 16A způsobí ztrátu genu lac5. Růst rekombinačního fágu na bakteriích lac- má za následek tvorbu bezbarvých kolonií. To znamená, že vektor s obsahem cizorodé DNA v příslušném místě je možno charakterizovat genetickými vlastnostmi, například bezbarvými skvrnami na bakteriích lac“. Vektor je možno· dále charakterizovat odstraněním včleněné DNA a stanovením molekulové hmotnosti obou produktů za současného srovnání s molekulovou hmotností výchozích produktů. Další charakterizaci je možno provést sestrojením mapy míst pro působení endonukleáz ve vektoru. Je také možno zjistit sled včleněné DNA.For example, the phage for vectors include derivatives of phage lambda, which is called Charon, particularly Charon 3A, Charon 4A, and Charon 16A. These phages have been described in detail. Blatner et al., Supra, describe the synthesis and properties of these phages. These phages have also been mapped, including endonuclease sites, as shown on page 161 of the above publication. The genotype of each phage is shown on page 164 together with the result of cleavage at different sites. For example, incorporating foreign DNA into the EcoRI site of Charon 16A will result in the loss of the lac5 gene. Growth of recombinant phage on bacteria Lac - results in the formation of colorless colonies. This means that the vector containing the foreign DNA at the appropriate site can be characterized by genetic properties, such as colorless spots on lac bacteria. The vector can be further characterized by removing the inserted DNA and determining the molecular weight of both products while comparing to the molecular weight of the starting products. Further characterization can be accomplished by constructing a map of endonuclease sites in the vector. It is also possible to detect the sequence of the inserted DNA.
Stejně dobře byl popsán AgtWES . ΛΒ, derivát bakteriofágu lambda. Syntéza a základní vlastnosti tohoto fágu byly popsány v publikaci Tremeier D. a další, Nátuře 263, 526 (1976). Další vlastnosti tohoto fágu byly popsány v publikaci Leder P. a další, Science, 196, 175 (1977). Genotyp tohoto fágu byl identifikován v obou publikacích. Druhá z publikací také identifikuje uložení obou míst pro· působení restrikčních endonukleáz Eco Rl a Sst I. Tento fág obsahuje čtyři místa pro působení Bam HI, čímž je možno získat fragmenty v délce 5,4 χ 103,AgtWES has been described as well. ΛΒ, a bacteriophage lambda derivative. The synthesis and basic properties of this phage have been described in Tremeier D. et al., Nature 263, 526 (1976). Other properties of this phage have been described in Leder P. et al., Science, 196, 175 (1977). The genotype of this phage has been identified in both publications. The second publication also identifies the placement of both Eco Rl and Sst I restriction endonuclease sites. This phage contains four Bam HI sites to yield 5.4 χ 10 3 fragments.
19,3 χ 103, 3,8 χ 103 a 11,4 χ 103 párů bází. Analýza míst pro· působení restrikčních endonukieáz je uvedena na straně 527 svrchu uvedené publikace. Fragment lambda B je odstraněn působením enzymu Eco Rl a štěpen enzymem Sst I. Tím je možno zabránit rekombinaci s fragmentem lambda B. Je také možno včlenit cizorodou DNA s místy pro· štěpení enzymem Eco· Rl do fágu v místě štěpení enzymem Eco Rl. Fágy je miožno klonovat hybridizací in sítu, jak bylo popsáno v publikaci Benton W. D. a Davis R. W., Science, 196, 180 (1977). Vektor je možno charakterizovat (a) odstraněním včleněné DNA a stanovením a srovnáním molekulových hmotností, (b) analýzou míst pro působení restrikčních endonukleáz a (c) stanovením sledu včleněné DNA.19.3 χ 10 3 , 3.8 χ 10 3, and 11.4 χ 10 3 base pairs. The analysis of restriction endonuclease sites is shown on page 527 of the above publication. The lambda B fragment is removed with Eco R1 and digested with Sst I. This prevents recombination with lambda B. It is also possible to incorporate foreign DNA with Eco · R1 cleavage sites into the phage at the Eco R1 cleavage site. Phages can be cloned by in situ hybridization as described by Benton WD and Davis RW, Science, 196, 180 (1977). The vector may be characterized by (a) removing the inserted DNA and determining and comparing molecular weights, (b) analyzing restriction endonuclease sites, and (c) determining the sequence of the inserted DNA.
Byl vyvinut kmen E. coli, označený X-1776 a bylo dosaženo· schválení NIH pro použití tohoto kmene a při současném použití zařízení P2, jak bylo· popsáno v publikaci Curtiss, III, R., Ann. Rev. Microbiol., 30, 507 (1976). E. coli RR-1 je vhodný v případě, že je možno užít zařízení typu P3. Stejně jako v případě plasmidů je zřejmé, že se předpokládá použití jakéhokoli kmene hostitelských buněk při provádění způsobu podle vynálezu, pokud je tento kmen schopen přenášet zvolený vektor, a to včetně hostitelů odlišných od bakterií, jako jsou například kvasinky, v případě, že tyto kmeny budou v budoucnosti povoleny NIH.An E. coli strain, designated X-1776, has been developed and NIH approval has been obtained for the use of this strain and using the P2 apparatus as described in Curtiss, III, R., Ann. Roar. Microbiol., 30, 507 (1976). E. coli RR-1 is suitable when a P3 type device can be used. As in the case of plasmids, it is understood that any host cell strain is contemplated in the practice of the method of the invention if the strain is capable of transmitting the selected vector, including non-bacterial hosts such as yeast, if such strains NIH will be allowed in the future.
Rekombinantní plasmidy se tvoří smísením plasmidů DNA, na nějž bylo působeno restrikční endonukleázou a cDNA s odpovídajícím způsobem zpracovanými koncovými skupinami. Aby bylo· možno na co nejmenší míru omezit vazbu cDNA navzájem·, přidává se plasmid ve velkém molárním přebytku. V dříve popsaných způsobech mělo přidání plasmidů ve velkém přebytku obvykle za následek vazbu plasmidových řetězců do kruhu, aniž by současně došlo· ke včlenění fragmentu cDNA. Takto zpracované buňky obsahovaly obvykle převážně plasmid bez rekombinanty cDNA. V důsledku toho byl celý postup velice náročný na čas. Byly proto činěny pokusy získat DNA vektory s místem· pro působení restrikční endonukleázy uprostřed zvoleného genu, takže včlenění rekombinanty rozdělí gen a tím způsobí ztrátu funkce, jejímž kódem je uvedený gen.Recombinant plasmids are generated by mixing restriction endonuclease-treated DNA plasmids and cDNA with appropriately processed end groups. In order to minimize cDNA binding to each other, the plasmid is added in a large molar excess. In the previously described methods, the addition of the plasmids in large excess usually resulted in the binding of the plasmid chains to the ring without simultaneously incorporating the cDNA fragment. The cells so treated usually contained predominantly a plasmid without recombinant cDNA. As a result, the process was very time consuming. Attempts have therefore been made to obtain DNA vectors with a restriction endonuclease site in the middle of the selected gene, so that incorporation of the recombinants divides the gene, thereby causing a loss of function encoded by said gene.
S výhodou se užívá způsobu, jímž je možno snížit počet kolonií, které je nutno sledovat v případě, že se užije rekombinantní plasmid. Tento způsob spočívá v tom, že se na plasmid, na nějž se nejprve působí restrikční endonukleázou, zpracuje ještě alkalickou foisfatázou, která je dostupná z několika zdrojů, například Worthington Biochemical Corporation, Freehodl, New Jersey. Alkalická fosfatáza odstraní 5‘-terminální fosfátové skupiny ze zakončení plasmidu po působení endonukleázy a tím· zabrání vzájemnému navázání koncových částí plasmidů DNA. V důsledku toho tvorba kruhu závisí na včlenění fragmentu DNA s obsahem 5‘-termlnáIních fosfátových skupin. Svrchu uvedeným, způsobem je možno snížit relativní frekvenci transformace bez rekomblnace na méně než 1 až 10+4.Preferably, a method is used to reduce the number of colonies to be monitored when a recombinant plasmid is used. The method consists in treating the plasmid first treated with a restriction endonuclease with alkaline foisphatase, which is available from several sources, for example, Worthington Biochemical Corporation, Freehodl, New Jersey. Alkaline phosphatase removes the 5'-terminal phosphate groups from the end of the plasmid after endonuclease treatment, thereby preventing the end portions of the DNA plasmids from binding together. As a result, the formation of the ring depends on the incorporation of a DNA fragment containing 5'-terminal phosphate groups. As described above, can be decreased relative frequency transformation without rekomblnace to less than 1-10 +4.
Vynález je založen na skutečnosti, že reakce, katalyzovaná DNA-ligázou je provedena mezi 5‘-fosfátovou koncovou skupinou DNA a 3‘-hydroxylovými koncovými skupinami DNA. V případě, že se termimální 5‘-fosfátové skupiny odstraní, k reakci nedojde. V případě, že se váže DNA s dvojitým řetězcem, může dojít ke třem typům situací, jak je znázorněno· v tabulce I.The invention is based on the fact that the DNA ligase catalyzed reaction is carried out between the 5 'phosphate end group of the DNA and the 3' hydroxyl end groups of the DNA. The reaction does not occur if the 5‘-phosphate groups are removed. When double-stranded DNA binds, three types of situations can occur as shown in Table I.
PřípadCase
TABULKA I Reakční složkyTABLE I Reagents
Produkt poi použití ligázyProduct using ligase
I 3‘I 3 ‘
-----OH----- OH
4“4 "
-----OPO3H2----- OPO3H2
5‘5 ‘
5‘ 3‘ 5‘5 ‘3‘ 5 ‘
H2O3PO-----Q— P—O--HO-----O—P—O-3* 5‘ 3‘ + 2 H2OH2O3PO ----- Q— P — O - HO ----- O — P — O-3 * 5 ‘3‘ + 2 H2O
II 3‘II 3 ‘
------OH------ OH
------OH------ OH
5‘5 ‘
5* 3‘ 5‘5 * 3 * 5 *
II/O3P—O-----OÍ—P—O-+II / O3P — O ----- OI — P — O- +
HO-----OH HO-3‘ 5‘ 3* + HzOHO ----- OH HO-3 ‘5‘ 3 * + H 2 O
III 3‘III 3 ‘
---------OH +--------- OH +
5‘ b5 ‘b
HO----O reakceHO ---- O reactions
HO-----3‘HO ----- 3 ‘
V tabulce I je DNA s dvojitým řetězcem schematicky znázorněna plnými paralelními čarami, odpovídající 5‘- a 3‘-koncavé skupiny jsou označeny hydroxylovým nebo fosfátovým, zbytkem podle své povahy. V případě I se nachází 5‘-fosfát na ob.ou zakončeních, v důsledku toho dochází ke kovalentní vazbě obou těchto řetězců. V případě II má pouze jeden řetězec terminální 5‘-fosfátovou skupinu, takže po kovalentní vazbě zůstává diskontinuita na dalším, řetězci. Řetězec, který není kovalentně vázán, zůstává spojen s navázanou molekulou vodíkovými vazbami, k nimž dochází mezi oběma řetězci, jak je z literatury známo. V případě III nedochází k vazbě na žádném ze zakončení, protože z nich neobsahuje 5‘-fosfátovou skupinu.In Table I, the double-stranded DNA is schematically represented by solid parallel lines, the corresponding 5‘- and 3‘-end groups being labeled with a hydroxyl or phosphate residue according to their nature. In case I, 5‘-phosphate is present at both ends, resulting in covalent bonding of both chains. In case II, only one chain has a terminal 5‘-phosphate group, so that after covalent bonding the discontinuity remains on the other chain. A chain that is not covalently bonded remains linked to the bound molecule by hydrogen bonds that occur between the two chains, as is known in the literature. In case of III, there is no binding at any of the termini, since they do not contain a 5‘-phosphate group.
Nežádoucím vazebným reakcím je možno bránit tak, že se ze zakončení, na nichž nemá dojít k vazbě, odstraní 5‘-f.osfátcvé skupiny. K tomuto účelu je možno užít jakéhokoli způsobu pro odstranění 5‘-fosfátových skupin, pokud nedojde k porušení struktury DNA. Výhodným postupem je hydrolýza, katalyzovaná enzymem alkalické fosfatázy.Undesirable binding reactions can be avoided by removing 5 f-phosphate groups from the non-bonded termini. Any method for removing 5 způsobu-phosphate groups can be used for this purpose as long as the DNA structure is not disrupted. A preferred procedure is an alkaline phosphatase catalyzed hydrolysis.
K znázornění svrchu uvedených postupů byla izolována cDNA pro krysí insulin a podrobena rekombinaci s plasmidem, DNA-molekuly byly užity k přeměně E. coli X-1'776. Transformované buňky byly podrobeny selekci růstem na živném prostředí, které obsahovalo tetracyklln. Jedna rekombinanta plasmidu DNA, získaná z takto transformovaných buněk obsahovala DNA-fragment, obsahující přibližně 410 nukleotidů. Mimoto byly získány a izolovány podobným způsobem další rekombinanty, které byly rovněž analyzovány. Fragmenty byly uvolněny z plasmidu použitím enzymu Hind III nebo Hsu I a pak byly podrobeny analýze na sled DNA způsobem, popsaným v publikaci Maxam A. M. a Gilbert W., Proč.To illustrate the above procedures, the rat insulin insulin cDNA was isolated and recombined with the plasmid, the DNA molecules used to convert E. coli X-1776. Transformed cells were selected by growth on a culture medium containing tetracycline. One recombinant DNA plasmid obtained from the transformed cells contained a DNA fragment containing approximately 410 nucleotides. In addition, other recombinants were obtained and isolated in a similar manner, which were also analyzed. The fragments were released from the plasmid using Hind III or Hsu I, and then subjected to DNA sequence analysis as described by Maxam A. M. and Gilbert W., Proc.
Nati. Acad. Sci. USA 74, 560 (1977). Sekvence nukleotidů v DNA fragmentu se překrývá a .obsahovala úplný kódovací sled pro krysí prolnsulin I a rovněž 13 z 23 aminokyselin prepeptidového sledu. Byla zjištěna úplná nukleotidová sekvence pro svrchu uvedený produkt.Nati. Acad. Sci. USA 74,560 (1977). The nucleotide sequence in the DNA fragment overlaps and contained the complete coding sequence for rat prolnsulin I as well as 13 of the 23 amino acids of the prepeptide sequence. The complete nucleotide sequence for the above product was determined.
Obdobným způsobem byl izolován i cDNA-kód pr.o krysí růstový hormon, tento produkt byl rekomhinován s plasmidem a přenesen do' buněk E. coli. Tímto způsobem bylo možno znovu izolovat sled nukleotidů .Oi počtu přibližně 800 nukleotidů po úspěšném pomnožení v buňkách E. coli, přičemž tento sled obsahoval celý kód pro krysí růstový hormon včetně částí peptidového prekursoiru a část 5‘-oblasti, která nebyla přenesena.In a similar manner, the cDNA code for rat growth hormone was isolated, recombined with the plasmid, and transferred to E. coli cells. In this way, it was possible to re-isolate a nucleotide sequence of approximately 800 nucleotides after successful growth in E. coli cells, which sequence contained all of the code for rat growth hormone including portions of the peptide precursor and a portion of the 5 'region that was not transferred.
Svrchu popsaný způsob je obecně možno použít pro izolaci a čištění jakéhokoli genu z vyššího organismu, včetně lidských genů a pro přenos a pomnožení těchto genů v buňkách mikroorganismů. Nové rekomibinantní plasmidy obsahují celý izolovaný gen nebo pouze jeho> část, jak bylo svrchu popsáno. Byly rovněž popsány nové mikroorganismy, dosud neznámé, jejichž genetický systém je pozměněn tak, že obsahuje i geny z vyššího organismu. Dále budou popsány specifické příklady, v nichž bude podrobně popsán každý stupeň způsobu podle vynálezu, pokud jde o izolaci, čištění a přenos genu krysího insulinu do buněk E. coli, čímž bude blíže objasněna použitelnost způsobu podle vynálezu. V následujících příkladech jsou také blíže charakterizovány rekombinantní plaismidy, které obsahují část genu pro krysí insulin, genu pro; krysí růstový hormon, gen pro lidský insulin a gen pro lidský růstový hormon.The method described above can generally be used to isolate and purify any gene from a higher organism, including human genes, and to transmit and multiply these genes in cells of microorganisms. The novel recomibinant plasmids contain all or part of the isolated gene as described above. New microorganisms, as yet unknown, have also been described whose genetic system has been altered to include genes from a higher organism. Specific examples will now be described in which each step of the method of the invention will be described in detail with respect to the isolation, purification and transfer of the rat insulin gene to E. coli cells, thereby explaining in more detail the applicability of the method of the invention. The following examples also characterize recombinant plaismides that contain a portion of the rat insulin gene, the gene for ; rat growth hormone, the human insulin gene and the human growth hormone gene.
Vynález bude osvětlen následujícími příklady.The invention will be illustrated by the following examples.
Příklad 1Example 1
Popsané postupy osvětlují extrakci a izolaci mRNA pro krysí insulin, syntézu komplementární DNA a popis vlastností komplementární DNA. Čištěné buňky krysích Langerhansových ostrůvků je možno získat tak, že se slinivka břišní anestetizované krysy podrobí infúzí Hanksovým roztokem retrográdní infúzí vývodem této žlázy. Haniksův roztok je standardní směs solí, je znám a je možno jej získat od řady výrobců, například od Grand Island Biological Supply Company, Grand Island, New York. Slinivka se pak odstraní, rozdrtí v Hanksově roztoku při 0 °C a natráví kolagenázou a sójovým trypsinem. Všechny postupy se provádí při teplotě 0 až 4 °C, není-li uvedeno jinak. Zvláště je nutno zachovávat tyto podmínky při netrávení žlázy. Dvě krysí slinivky břišní v 8 ml Hanksova prostředí se uloží do skleněné zkumavky o objemu 30 ml. Všechny skleněné zkumavky byly předem zpracovány pomocí silikonu. K tomuto účelu bylo užito přípravku Siliclad, (Ciay-Adaims Division, Becton-Dickinson Inc., Persippany, New Jersey. Inkubační směs obsahovala 12 mg kolagenázy, tj. enzymu, připraveného z Clostridium histolyticum způsobem, popsanými v publikaci Mandl I., Mackennan J. D. a Howes E. L., J. Clin. Invest. 32, 1323 (1943], bylo užito typu CLS IV (Worthington Biochemical Corporation, Freehold, New Jersey) a 1 mg inhibitoru trypsinu ze sójových bobů, (Sigma Chemical Company, St. Louis, Missouri). Inkubaci je nutno' provádět při teplotě 37 °C po dobu 25 minut za stálého třepání při 90 výkyvech za minutu. Směs je nutno stále pozorovat, aby bylo možno zajistit, že natrávení kolagenázou se provádí do optimálního rozsahu. V případě, že inkubace je příliš krátká, nedojde k úplnému uvolnění buněk Langerhansových ostrůvků, naproti tomu v případě, že je inkubace příliš dlouhá, dochází k rozrušení těchto buněk. Po inkubaci se zkumavka odstřeďuje 1 minutu při 200 g. Supernatant se slije a segment se pr.omyje Hanksovým roztokem a postup se 5krát opakuje. Po posledním odstředění se sediment uvede v suspenzi v 15 ml přípravku Ficoll (Pharmacia Chemical Company, Uppsala, Švédsko) o hustotě 1,085. Pak se přidá vrstva přípravku Ficoll o hustotě 1,080 a vrstva 5 ml přípravku Ficoll o hustotě 1,060, načež se zkumavka odstřeďuje 5 minut při 500 g a pak ještě 5 minut při 2000 g. V důsledku tohoto postupu zůstanou buňky acinů na dně zkumavky a buňky ostrůvků vytvoří vrstvu mezi dvěma horními vrstvami přípravku. Pás buněk ostrůvků .obsahuje ještě gangliové buňky, lymfatické buňky a buňky pojivové tkáně. Velké fragmenty však byly odstraněny. Takto získané buňky se umístí pod mikroskop, pod nímž je možu,oi odstranit viditelné znečištěniny ručně při použití mikropipety. Pak se buňky zředí Hanksovým roztokem a znovu se odstředí, Supernatant se slije a sediment se skladuje v kaplném dusíku.The described procedures illustrate the extraction and isolation of rat insulin insulin mRNA, the synthesis of complementary DNA and the description of the properties of complementary DNA. Purified rat islets of Langerhans is obtained by infusing the pancreas of anesthetized rats with Hanks solution with a retrograde infusion of the gland. Haniks' solution is a standard mixture of salts, is known and can be obtained from a number of manufacturers, for example, the Grand Island Biological Supply Company, Grand Island, New York. The pancreas is then removed, crushed in Hanks' solution at 0 ° C and digested with collagenase and soybean trypsin. All procedures are performed at 0-4 ° C unless otherwise noted. In particular, it is necessary to maintain these conditions when the gland is not digested. Two rat pancreas in 8 ml Hanks medium are placed in a 30 ml glass tube. All glass tubes were pretreated with silicone. Siliclad (Ciay-Adaims Division, Becton-Dickinson, Inc., Persippany, New Jersey) was used for this purpose, and the incubation mixture contained 12 mg of collagenase, an enzyme prepared from Clostridium histolyticum as described in Mandl I., Mackennan. JD and Howes EL, J. Clin Invest., 32, 1323 (1943), used type CLS IV (Worthington Biochemical Corporation, Freehold, New Jersey) and 1 mg soybean trypsin inhibitor, (Sigma Chemical Company, St. Louis). Incubation should be carried out at 37 ° C for 25 minutes with constant shaking at 90 oscillations per minute, and the mixture should be observed at all times to ensure that collagenase digestion is to the optimum extent. If the incubation is too short, Langerhans islet cells are not completely released, but if the incubation is too long, the cells will be disrupted. and centrifuged at 200 g for 1 minute. The supernatant is decanted and the segment is washed with Hanks' solution and the procedure is repeated 5 times. After the last centrifugation, the sediment is suspended in 15 ml of Ficoll (Pharmacia Chemical Company, Uppsala, Sweden) at a density of 1.085. A 1.080 Ficoll layer and a 1.060 Ficoll layer of 5 ml are then added, after which the tube is centrifuged for 5 minutes at 500 g and then for 5 minutes at 2000 g. As a result, the acine cells remain at the bottom of the tube and a layer between the two upper layers of the formulation. The islet cell band also contains ganglion cells, lymphatic cells and connective tissue cells. However, large fragments were removed. The cells thus obtained are placed under a microscope under which visible contaminants can be removed manually using a micropipette. The cells are then diluted with Hanks solution and centrifuged again, the supernatant is decanted and the sediment is stored in chapped nitrogen.
Buňky ostrůvků z 200 krys se společně homogenizují v 4 M guanidiniumthiokyanátu (přípravek Tridom, Fluka AG Chemische Fabrik, Buchs, Švýcarsko) s obsahem 1M jS-merkaptoethanolu a pufru, který udržuje pH roztoku na hodnotě 5,0 při teplotě 4 °C. Homogenát se navrství na 1,2 ml roztoku chloridu česného- o koncentraci 5,7 M s obsahem 100 mM EDTA a roztok se odstřeďuje 18 hodin při 37 000 otáčkách za minutu v SW 50,1 rotoru ultraodstředivky při teplotě 15 °C. (Beckman Ultracentrifuge Instrument Comipany, Fullerton, California). Při odstředění se RNA dostává na dno zkumavky.Islet cells from 200 rats are co-homogenized in 4 M guanidinium thiocyanate (Tridom, Fluka AG Chemische Fabrik, Buchs, Switzerland) containing 1 M β-mercaptoethanol and a buffer to maintain the pH of the solution at 5.0 at 4 ° C. The homogenate is layered on 1.2 ml of 5.7 M cesium chloride solution containing 100 mM EDTA and centrifuged at 37,000 rpm for 18 hours in a SW 50.1 ultra-centrifuge rotor at 15 ° C. (Beckman Ultracentrifuge Instrument Comipany, Fullerton, Calif.). When centrifuged, RNA reaches the bottom of the tube.
RNA s polyadenylátovými skupinami se izoluje chromatografií veškeré RNA na oligo-(dT)-celulóze způsobem, popsaným ve svrchu uvedené publikaci Aviv H. a Leder P.RNA with polyadenylate groups is isolated by chromatography of all RNA on oligo- (dT) -cellulose as described in Aviv H. and Leder P, supra.
Reverzní transkriptáza z viru ptačí myeloblastózy (D. J. Beard, Life Science Inc., St. Petersburg, Florida) se pak užije k přenosu struktury celé polyadenylátové RNA z krysích ostrůvků do cDNA. Reakce se provádí v 50 mM trts-pufru s kyselinou chlorovodíkovou o- pH 8,3 s obsahem 9 mM MgClz 30 mM NaCl, 20 mM (S-merkaptoethanolu, 1 mM každého z 3 neradioaktivních desoxyribonukleoeidtrifosfátů, 250 ,«M čtvrtého desoxynukleosidtrifosfátu, značeného· v poloze a a radioaktivním fosforem' se specifickou aktivitou 50 až 200 curie v 1 molu, 20 pg/ml oligo-dTi2_i8 (Collaborative Research, Waltham, Massachussetts), 100 ^g/ml polyadenylované RNA a 200 jednotek/ml reverzní transkriptázy. Směs se inkubuje 15 minut při teplotě 45 °C. Pak se přidá sodná sůl kyseliny ethylendiamintetraoctové do koncentrace 25 mM a roztok se extrahuje stejným objemem fenolu, nasyceného vodou, načež se vodná fáze chromatografie na sloupci o rozměrech 0,3 x 10 cm s obsahem Sephadex G-100 v 10 mM tris-pufru s kyselinou chlorovodíkovou o pH 9,0 s obsahem 100 mM NaCl a 2 mM EDTA. Nukleová kyselina se vysráží ethanolem po přidání octanu amonného při pH 6,0 do koncentrace 0,25 M. Sraženina se oddělí odstředěním·, sediment se rozpustí v 50 μ\ čerstvě připveného 0,1 M roztoku hydroxidu sodného· a inkubuje při teplotě 70 °C po dobu 20 minut k hydroiýze RNA. Pak. se směs neutralizuje přidáním 1 M octanu sodného při pH 4,5 a 32P-cDNA se vysráží ethanolem a znovu rozpustí ve vodě. Podíly cDNA s jednoduchým, řetězcem se analyzují na polyakrylamidovém gelu způsobem popsaným v publikaci. Dingman C. W. a Peacock A. C., Biochemistry 7, 659 (1968). Gel se suší a 32P-cDNA se zjistí autoradiografií na filmu Kodak No-Screen NS-2T (Eastman Kodat Gorporalion, Rochester, New York). Materiál byl heterodisperzní, jak bylo možno usoudit z elektroforézy. Obsahoval alespoň jeden hlavní druh cDNA se 450 nukleotidy, jak bylo možno prokázat srovnáním se známým standardem.Reverse transcriptase from avian myeloblastosis virus (DJ Beard, Life Science Inc., St. Petersburg, Florida) is then used to transfer the entire islet polyadenylate RNA structure from rat islets to cDNA. The reaction is carried out in 50 mM trts-buffered hydrochloric acid at pH 8.3 containing 9 mM MgCl 2, 30 mM NaCl, 20 mM (S-mercaptoethanol, 1 mM each of 3 nonradioactive deoxyribonucleoeide triphosphates, 250 µM fourth labeled desoxynucleoside triphosphate). · in position aa radioactive phosphorus' specific activity 50-200 curies of 1 mol, 20 ug / ml oligo-dTi 2 _i8 (Collaborative Research, Waltham, Massachusetts), 100 ug / ml polyadenylated RNA and 200 units / ml reverse transcriptase The mixture is incubated for 15 minutes at 45 DEG C. Sodium ethylenediaminetetraacetic acid is then added to a concentration of 25 mM and the solution is extracted with an equal volume of water-saturated phenol, after which the aqueous phase of the column is 0.3 x 10 cm. containing Sephadex G-100 in 10 mM hydrochloric acid tris buffer, pH 9.0 containing 100 mM NaCl and 2 mM EDTA, and the nucleic acid is precipitated with ethanol after addition of ammonium acetate at pH 6.0 to a concentration of The precipitate is separated by centrifugation, the sediment is dissolved in 50 μl of freshly attached 0.1 M sodium hydroxide solution, and incubated at 70 ° C for 20 minutes for RNA hydrolysis. Then. The mixture was neutralized by addition of 1 M sodium acetate at pH 4.5 and 32 P-cDNA was ethanol precipitated and redissolved in water. Single-stranded cDNA fractions were analyzed on a polyacrylamide gel as described. Dingman CW and Peacock AC, Biochemistry 7, 659 (1968). The gel was dried and 32 P-cDNA was detected by autoradiography on a Kodak No-Screen NS-2T film (Eastman Kodat Gorporalion, Rochester, New York). The material was heterodisperse as judged by electrophoresis. It contained at least one major species of 450 nucleotides cDNA, as evidenced by comparison with a known standard.
Přiklad 2Example 2
V tomto příkladu bude popsána syntéza s vlastnostmi cDNA s dvojitým řetězcem a s obsahem sledu krysího insulinu, tak jak byl svrchu popsán. Na cDNA s jednoduchým řetězcem z příkladu 1 se působí reverzní transkriptázou, čímž dojde k syntéze komplementárního řetězce. Reakční směs obsahuje 50 mM tris-pufru s kyselinou chlorovodíkovou o pH 8,3, 9 mM MgCIa, 10 miM dithiothreitolu, 50 mM každého· ze tří neznačených desoKyrihonukleosid-trifosfátů, 1 mM nukleosidtrifosfátu značeného v poloze a radioaktivním fosforem při specifické aktivitě 1 až 10. curie na mM, 50 ,«g/ml cDNA a 220 jednotek/ml reverzní transkriptázy. Reakční směs se inkubuje 120 minut při teplotě 45 °C. Reakce se zastaví přidáním sodné soli EDTA do množství 25 mM, směs se extrahuje fenolem a chromatografuje na přípravku Sephadex G-100, načež se vysráží ethanolem. Podíl reakčního produktu 500 až 1000 cpm se analyzuje elektroforézou na gelu, jak bylo popsáno v příkladu 1. Bylo možno- prokázat heterodisperzní pás o délce 450 nukleotidů, srovnáním se -standardními vzorky. Podíly reakčních produktů DNA z příkladu 1 a příkladu 2 byly pak nezávisle na sobě nat-ráveny přebytkem- restrikční endonukleázy Hae III a analyzovány elektroforézou na gelu. Oba produkty byly uvedeno-u endonukleázou rozštěpeny, takže při elektrof-oréze na gelu bylo možno pozorovat dva radioaktivní pásy. Pás, který vznikl štěpením cDNA se dvěma řetězci měl přibližně produkty táto délky jako pás, který vznikl v důsledku štěpení cDNA s jediným: řetězcem.In this example, the synthesis with the properties of the double-stranded cDNA containing the sequence of rat insulin as described above will be described. The single strand cDNA of Example 1 is treated with reverse transcriptase to synthesize the complementary strand. The reaction mixture contains 50 mM hydrochloric acid tris buffer, pH 8.3, 9 mM MgCl 2, 10 mM dithiothreitol, 50 mM each of the three unlabeled desoCyrihonucleoside triphosphates, 1 mM labeled nucleoside triphosphate and radioactive phosphorus at specific activity 1 to 10. curie per mM, 50 µg / ml cDNA and 220 units / ml reverse transcriptase. The reaction mixture was incubated at 45 ° C for 120 minutes. The reaction is stopped by adding 25 mM sodium EDTA, the mixture is extracted with phenol and chromatographed on Sephadex G-100 and then precipitated with ethanol. The reaction product fraction of 500-1000 cpm was analyzed by gel electrophoresis as described in Example 1. A heterodisperse band of 450 nucleotides in length could be detected by comparison with standard samples. Aliquots of the DNA reaction products of Example 1 and Example 2 were then independently coated with excess restriction endonuclease Hae III and analyzed by gel electrophoresis. Both products were cleaved by the endonuclease, so that two radioactive bands were observed during gel electrophoresis. The band produced by the digestion of the double stranded cDNA had approximately the same length as the band produced by the cleavage of the single strand cDNA.
Příklad 3Example 3
V tomto příkladu bude popsána vazba dekanukleotidových řetězců po- zpracování enzymem Hind III na krysí cDNA s dvojím řetězcem s Langenhansových ostrůvků, tak jak byla popsána v příkladu 2. Reakční produkt z příkladu 2 s dvojitým řetězcem v koncentraci 2 až 5 /zg/ml se uvede v reakci s 30 jednotkami SI nukleázy s aktivitou 1200 jednotek/ml (Miles Laboratories, Elkha-rt, Indiana) v 0,03 M octanu sodném při pH 4,6 s 0,3 M chloridu sodného a 4,5 mM chloridu zmečnatého při te-plotě 22 °C po dobu 30 minut, pak se směs dále inkubuje ještě 15 minut při teplotě 10 °C. Reakce byla postavena tak, že byl přidán tri-s-pufr do koncentrace 0,1 M, EDTA do koncentrace 25 m-M a tRNA z E. coli, připravená způsobem podle publikace Ehrenstein G., Methods in Enzymol-ogy, S. P. Co-lowick a N. O. Kaplan, Eds., sv. 12A, str. 588 (1967) do množství 40 ,ug/ml. Reakční směs se extrahuje fenolem, chromatografuje se na přípravku Sephadex G-100 a značené 32P-cDNA se vysráží ethanolem. Tímto způsobem se získají ve vysokém výtěžku molekuly cDNA s párovými konci, kterých je zapotřebí k vazbě chemicky syntetizovaných dekanukleotidů. Dekamery Hind III byly připraveny způsobem, popsaným v publikaci Schelle-r R. H., Dickerson R. E., Boye-r H. W., Riggs A. D. a Itakura K., Science 196, 177 (1977). Vazba dekamerů Hind III na cDNA se provádí inkubací při teplotě 14 °C v 60 mM tris-pufru s kyselinou chlorovodíkovou o pH 7,6 za přítomnosti 6,6 mM chloridu horečnatého, 1 mM ATP, 10 mM dithiothreitolu, 3 mM dekamerů Hind III o 105 cpm/pmol a T4 DNA ligázy v množství přibližně 500 jednotek/ml po: dobu 1 hodiny reakční směs se pak zahřívá na teplotu 65 0 Celsia na 5 minut k inaktivaci ligázy. Přidá se chlorid draselný do koncentrace 50 mmolů, (3-merkaptoethanol do koncentrace 1 mM a EDTA do- koncentrace 0,1 mM, načež se směs natráví 150 jednotkami/ml Hsu I nebo Hind III endonukleázou po dobu 2 hodin při teplotě 37 °C. Endonukleázy Hind III a Hae III je možno běžně získat (New Wngland Biol-Labs, Beverly, Massachusetts). Reakční produkt se analyzuje elektroforézou na gelu stejným způsobem jako v příkladu 1, přičemž je možno- prokázat vrchol, který odpovídá sledu přibližně 450 nukleotidů a mimoto- fragmenty -odštěpených dekamerů Hind III.In this example, the binding of the Hind III-treated decanucleotide chains to the rat double-stranded cDNA of Langenhans islets as described in Example 2. The reaction product of Example 2, with a double-strand at a concentration of 2-5 µg / ml, was described. reacted with 30 units of SI nuclease with an activity of 1200 units / ml (Miles Laboratories, Elkhar, Indiana) in 0.03 M sodium acetate at pH 4.6 with 0.3 M sodium chloride and 4.5 mM magnesium chloride at a temperature of 22 ° C for 30 minutes, then the mixture is further incubated for 15 minutes at 10 ° C. The reaction was constructed by adding tri-s-buffer to a concentration of 0.1 M, EDTA to a concentration of 25 mM and tRNA from E. coli, prepared according to the method of Ehrenstein G., Methods in Enzymology, SP Co-lowick and NO Kaplan, Eds., Vol. 12A, p. 588 (1967) to an amount of 40 µg / ml. The reaction mixture was extracted with phenol, chromatographed on Sephadex G-100, and 32 P-cDNA labeled with ethanol. In this way, the paired-ended cDNA molecules required to bind chemically synthesized decanucleotides are obtained in high yield. Hind III decamers were prepared as described by Schelle-RH, Dickerson RE, Boyer-HW, Riggs AD, and Itakura K., Science 196, 177 (1977). Binding of Hind III decamers to cDNA is performed by incubation at 14 ° C in 60 mM Tris-buffered saline pH 7.6 in the presence of 6.6 mM magnesium chloride, 1 mM ATP, 10 mM dithiothreitol, 3 mM Hind III decamers 500 cpm / pmol and T4 DNA ligase at about 500 units / ml for 1 hour. The reaction mixture is then heated at 65 ° C for 5 minutes to inactivate the ligase. Potassium chloride is added to a concentration of 50 mmol, (3-mercaptoethanol to a concentration of 1 mM and EDTA to a concentration of 0.1 mM, and the mixture is digested with 150 units / ml of Hsu I or Hind III endonuclease for 2 hours at 37 ° C. Hind III and Hae III endonucleases are commercially available (New Wngland Biol-Labs, Beverly, Massachusetts), and the reaction product is analyzed by gel electrophoresis in the same manner as in Example 1, showing a peak of approximately 450 nucleotides in sequence. and, in addition, fragments of the cleaved decamers of Hind III.
Příklad 4Example 4
V tomto příkladu bude po-psána tvorba rekombinanty plasmidu a po-pis vlastností této rsk-o-mbinanty po pomnožení. Odštěpí se plasmid pMB-9 DNA, připravený způsobem podle publikace Rodriguez R. L., Boliver F., Goodman Η. M., Boyer H. W. a Betlach M., v ICN-UCLA Symposimu on Molecula-r and Cellular Biology, D. P. Wierlich, W. J. Rutter a C. F. Fox, Eds., (Academie Pre-ss, New York 1976) str. 471 až 477, v mí-stě působení enzymu Hind III, přičemž se užije endonukleázy Hsu I, načež se směs podrobí působení alkalické fosfatázy typu BAPF (Wo-rthington Viochemical Corporation, Freeh-old, New Jersey). Enzym je přítomen v reakční směsi v množství 0,1 jednotky/mikrogram DNA, reakční směs se inkubuje v 25 -mM tris-pufru s kyselino-u chlorovodíkovou o pH 8 po d-obu 30 mi-nut při teplotě 65 °C a pak se extrahuje fenolem k odstranění fosfatázy. Po vysrážení ethanolem se takto získaný plasmid DNA přidá k cDNA s obsahem zakončení Hind III v molárním- poměru 3 moly plasmidu na 1 mol cDNA. Směs se inkubuje v tris-pufru o koncentraci 66 mM při -pH 7,6, směs obsahuje dále 6,6 mM chloridu horečnatého, 10 m-M dithiothreitolu a 1 mM ATP. Inkubace trvá hodinu při teplotě 14 °C za přítomnosti 50 jednotek/ml T4 DNA ligázy.In this example, the formation of the plasmid recombinant and the properties of the rsk-o-mbinant after propagation will be described. The plasmid pMB-9 DNA was prepared according to the method of Rodriguez R. L., Boliver F., Goodman. M., Boyer HW and Betlach M., in ICN-UCLA Symposim on Molecular and Cellular Biology, DP Wierlich, WJ Rutter and CF Fox, Eds., (Academic Pres, New York 1976) pp. 471-477 in place of Hind III, using Hsu I endonuclease, and then treated with BAPF-type alkaline phosphatase (Worththington Viochemical Corporation, Freehand, New Jersey). The enzyme is present in the reaction mixture in an amount of 0.1 unit / microgram of DNA, the reaction mixture is incubated in 25 mM tris buffer with hydrochloric acid pH 8 for 30 min at 65 ° C and then is extracted with phenol to remove phosphatase. After ethanol precipitation, the thus obtained plasmid DNA is added to a cDNA containing Hind III ends in a molar ratio of 3 moles of plasmid per mole of cDNA. The mixture was incubated in 66 mM Tris buffer at -pH 7.6, the mixture further containing 6.6 mM magnesium chloride, 10 µM dithiothreitol and 1 mM ATP. Incubation is continued for one hour at 14 ° C in the presence of 50 units / ml T4 DNA ligase.
Výsledná směs se přidá přímo k suspenzi buněk E. coli X-1776, které byly připraveny následujícím způsobem: Buňky byly pěstovány až od hustoty 2 χ 108 buněk/ml v 50 ml prostředí, které obsahovalo 10 g/litr Tryptonu, 5 g/litr extraktu z kvasnic, 10 g/ /litr chloridu sodného, 2 mM hydroxidu sodného, 100 /zg/ml kyseliny diaminopimelové a 40 ^g/ml thyminu při teplotě 37 °C. Buňky byly izolovány odstředěním 5 minut při 5000 g a ipři teplotě 5 °C, pak se znovu uvedou v suspenzi ve 20 ml chladného chloridu sodného o koncentraci 10 mM, znovu se odstředí a uvedou v suspenzi ve 20 ml pufru, který obsahuje 75 mM chloridu vápenatého, 140 mM chloridu sodného a 10 mM tris-pufru o pH 7,5, načež se buňky nechají stát 5 minut na ledu a pak se odstředí a znovu uvedou v suspenzi v 0,5 ml téhož pufru. Transformace se pak provádí tak, že se smísí 100 μΐ uvedené buněčné suspenze s 50 μΐ rekombinanty DNA o koncentraci 1 ^g/ml. Směs se inkubuje při 0 CC po dobu 15 minut, pak při 25 °C po dobu 4 minuty a při 0 °C po dobu 30 minut. Pak se buňky přenesou na agarové plotny pro další pěstování.The resulting mixture was added directly to a suspension of E. coli X-1776 cells prepared as follows: The cells were grown to a density of 2 x 10 8 cells / ml in a 50 ml medium containing 10 g / liter of Trypton, 5 g / ml. liter of yeast extract, 10 g / liter of sodium chloride, 2 mM sodium hydroxide, 100 µg / ml diaminopimelic acid and 40 µg / ml thymine at 37 ° C. Cells were harvested by centrifugation for 5 minutes at 5000 g and at 5 ° C, then resuspended in 20 ml cold 10 mM sodium chloride, centrifuged again, and resuspended in 20 ml buffer containing 75 mM calcium chloride. , 140 mM sodium chloride and 10 mM tris buffer pH 7.5, after which the cells were allowed to stand on ice for 5 minutes and then centrifuged and resuspended in 0.5 ml of the same buffer. The transformation is then carried out by mixing 100 μΐ of said cell suspension with 50 μ DNA of 1 µg / ml recombinant DNA. The mixture is incubated at 0 ° C for 15 minutes, then at 25 ° C for 4 minutes and at 0 ° C for 30 minutes. The cells are then transferred to agar plates for further growth.
Studium rekombinantních plasmidů se provádí při koncentraci tetracyklinu 5 μξ/ /ml, zvolená rekomibinanta, označená pAU-1 se izoluje a surový plasmid s 2 až 5 μξ DNA, izolované z pAU-1 se natráví přebytkem endomukleázy Hsu I. Pak se přidá sodná sůl EDTA do koncentrace 10 mM a 10% sacharózy (hmot. %/objemová %) a směs se dělí za 8% polyakrylamidovém gelu. DNA má přibližně 410 párovaných bází. V obdobném pokuse bylo užito jako vektoru plasmidu pBR-322. Všechny podmínky odpovídaly svrchu uvedeným· podmínkám s tím rozdílem, že konečná selekce rekombinantných klonů byla prováděna na plotnách, které obsahovaly ampicilin v koncentraci 20 μ%1 /ml.Study of recombinant plasmids is performed at a concentration of tetracycline of 5 μξ / / ml, the selected recomibinant, designated pAU-1, is isolated and the crude plasmid with 2-5 μξ DNA isolated from pAU-1 is digested with excess Hsu I endonuclease. EDTA to a concentration of 10 mM and 10% sucrose (w / v) and the mixture is separated into an 8% polyacrylamide gel. The DNA has approximately 410 base pairs. In a similar experiment, plasmid pBR-322 was used. All conditions corresponded to the above conditions except that the final selection of recombinant clones was performed on plates containing ampicillin at a concentration of 20 μ% 1 / ml.
Příklad 5Example 5
DNA z pAU-1 z příkladu 4 se dále čistí elektroforézou na 6% polyakrylamidovém gelu. Po vymytí z gelu se DNA značí inkubací s gama-32P-ATP a s enzymem, polynukleotidkinázou za podmínek, popsaných ve svrchu uvedené publikaci Maxama a Gilberta. Enzym' katalyzuje účinnost svrchu uvedené skupiny radioaktivního' fosfátu na 5‘-zaikončení DNA. Enzym se získává z E. coli způsobem, popsaným v publikaci Panet A. a další, Biochemistry 12, 5045 (1973). Takto značená DNA se štěpí endonukleázou Hae III způsobem, popsaným v příkladu 2 a dva značené fragmenty obsahující 265 a 135 bází se oddělí na polyakrylamidovém gelu za podmínek, uvedených v příkladu 1. Takto izolované fragmenty se podrobí specifickému štěpení a analýze sledu bází způsobem, popsaným ve svrchu uvedené publikaci Maxam a Gilbert. Sled, uvedený v následující tabulce 1 je založen na výsledku ze svrchu uvedených pokusů a na výsledcích obdobných pokusů, které byly provedeny při použití cDNA a vektorů, odvozených od col El, například pMB-9 a pBR-322. Pokud jde o 5‘-zakončení, zůstává neurčený sled o délce přibližně 50 až 120 nukleotidů a poly-dA segment na 3‘-zakončení má různou délku. Tento sled je zatím nejpodrobnější dosažitelnou informací, je samozřejmé, že v průběhu příštích pokusů bude možná zapotřebí provést něteré malé změny nebo budou objasněny další části řetězce. Odpovídající sled aminokyselin krysího· proinsulinu I začíná na tripletu, který je označen 1 a končí na tripletu, označeném 86. Nejasnosti zůstávají stále v té oblasti sledu, která je podtržena přerušovanou čarou.The DNA of pAU-1 of Example 4 was further purified by 6% polyacrylamide gel electrophoresis. After elution from the gel, the DNA is labeled by incubation with gamma- 32 P-ATP and with the enzyme polynucleotide kinase under the conditions described in Maxama and Gilbert, supra. The enzyme catalyses the activity of the above-mentioned group of radioactive phosphate on the 5'-DNA closure. The enzyme is obtained from E. coli as described in Panet A. et al., Biochemistry 12, 5045 (1973). The labeled DNA was digested with Hae III endonuclease as described in Example 2, and the two labeled fragments containing 265 and 135 bases were separated on a polyacrylamide gel under the conditions described in Example 1. The thus isolated fragments were subjected to specific digestion and base sequence analysis as described. Maxam and Gilbert, supra. The sequence shown in Table 1 below is based on the results of the above experiments and the results of similar experiments performed using cDNA and col E1 derived vectors, for example pMB-9 and pBR-322. With respect to the 5'-end, an unspecified sequence of approximately 50 to 120 nucleotides remains, and the poly-dA segment at the 3'-end is of variable length. This sequence is the most detailed information available so far, it goes without saying that in the course of future experiments some small changes may be necessary or other parts of the chain will be clarified. The corresponding amino acid sequence of rat proinsulin I starts at the triplet indicated by 1 and ends at the triplet indicated by 86. The uncertainties remain in the region of the sequence that is underlined by the dashed line.
(nestanoveno)--GCC CTG CTC GTC CTC TGG GAG CCC AAG CCT GCT CAG GCT TTT GTC AAA CAG CAC CTT TGT o(not set) - GCC CTG CTC GTC CTC TGG GAG CCC AAG CCT GCT CAG GCT TTT
COWHAT
H OHIM
CO OCO O
CO EhCO Eh
EhEh
OO
COWHAT
OO
O σO σ
« o <«O <
o co ωabout what ω
<<
o <o <
co owhat about
<<
co <tí owhat <those about
HH
HH
OO
H <CH <C
O oO o
o oo o
o <o <
co owhat about
EhEh
O < < O LO 03 Q <O <<LO 03 Q <
O O < yO O <y
Ho^O om o Eh <C h o oHo ^ O o m o Eh <C Hoo
EhEh
HH
OO
HH
OO
COWHAT
COWHAT
Eh co oEh what about
EhEh
CJCJ
Eh <Eh <
COWHAT
O <O <
co owhat about
<<
>, o>, o
ft ύft ύ
co <co <
cowhat
Eh <Eh <
COWHAT
ΗΗ
EhEh
Eh CO O co co oEh WHAT WHAT WHAT
O O EhO O Eh
EhEh
OO
O <O <
<<
OO
O O o co M Eh O EhOO o co M Eh O Eh
OO
EhEh
OO
CO <cCO <c
EhEh
CO Eh O , Eh 'CO Eh O, Eh '
CJCJ
O co <About <
oO
CO tH oCO tH o
co Eh O LO ω < owhat Eh O LO ω <o
EhEh
COWHAT
OO
EhEh
CO oCO o
<c o<c o
oO
EH coEH co
OO
COWHAT
EhEh
COWHAT
O <c co coO <c what what
EHEH
COWHAT
C cC c
co <co <
co , LO 1 COco, LO 1 CO
ΗΗ
CO <CO <
CO co co co co <WHAT WHAT WHAT WHAT <
co co cowhat what what
EhEh
CO < _ CO >- EH <1 co coCO <_ CO> - EH <1 co
EhEh
COWHAT
HH
H <H <
COWHAT
COWHAT
COWHAT
EhEh
COWHAT
CO co <WHAT <
<<
co <co <
cowhat
CO co co co co coWHAT WHAT WHAT WHAT WHAT
CO < co,WHAT <what,
Eh Eh com^ EhEh Eh co m ^ Eh
CO <CO <
<<
co co cowhat what what
EhEh
COWHAT
COWHAT
CO <CO <
<<
<<
Eh <Eh <
<<
COWHAT
Eh <Eh <
<<
COWHAT
COWHAT
EhEh
COWHAT
EhEh
COWHAT
COWHAT
CO <c aCO <c a
cowhat
Eh <Eh <
COWHAT
COWHAT
COWHAT
COWHAT
EhEh
Eh <Eh <
<d co<d co
Eh <d <Eh <d <
cowhat
EhEh
EhEh
CO <CO <
COWHAT
EhEh
CO <CO <
<<
CO coWHAT co
EhEh
CO <CO <
EhEh
CO <CO <
<<
Příklad laExample 1a
Opakuje se způsob podle příkladu 1, avšak koncentrace /3-merkaptoeth-anolu se mění při homogenizaci buněk ostrůvků. Užité koncentrace jS-merkapto-ethano-lu byly 0,05 M, 0,2 M, 0,6 M a 0,8 M. Při všech použitých koncentracích (S-merkaptoethanolu bylo- dosaženo týchž výsledků, to jest degradace mRNA ribonukleázou byla vyloučena.The method of Example 1 is repeated, but the concentration of β-mercaptoethanol varies with islet cell homogenization. The concentrations of β-mercaptoethanol used were 0.05 M, 0.2 M, 0.6 M and 0.8 M. At all concentrations used (S-mercaptoethanol, the same results were obtained, i.e. degradation of the mRNA by ribonuclease. excluded.
Příklad lbExample 1b
Opakuje se způsob podle příkladu 1 a la, avšak mění se pH guanidiniumthiokyanátu a /S-me-rkaptoethanolu při homogenizací buněk ostrůvků. Bylo- užito- pH 6,0, 7,0 a 8,0. Při všech těchto hodnotách bylo dosaženo- týchž výsledků, to- znamená, že bylo možno- zabránit degradaci mRNA ribonukleáz-o-u.The method of Examples 1 and 1a is repeated, but the pH of guanidinium thiocyanate and β-mercaptoethanol are varied by homogenizing islet cells. PH 6.0, 7.0 and 8.0 were used. At all of these values, the same results were obtained, i.e. the degradation of the ribonuclease-mRNA was prevented.
Příklad 3aExample 3a
Dekanukleotidy pro vazbu v místě působení Eco- Rl se naváží na cDNA z příkladu 2 způsobem, popsaným: v příkladu 3. Dekamery do místa působení Eco Rl se připraví způsobem, popsaným ve svrchu uvedené publikaci Schellerově a dalších a mají sled 5‘-CCGAATTCGG-3‘. Po vazbě se produkt podrobí působení enzym-u Eco- Rl za týchž reakčních podmínek, jaké byly popsány pro Hsu I nebo Hind III. Enzym Eco Rl je možno běžně získat (New England Biolabs.j. Reakční produkt byl analyzován elekt-ro-fo-rézou na gelu stejným, způsobem jako- v příkladu 1 a bylo- možno- pozorovat vrchol, -odpovídající sledu přibližně 450 nukleotidů kro-mě fragmentů odštěpených dekamerů.Eco-R1 site decanucleotides were ligated to the cDNA of Example 2 as described in Example 3. Eco R1 site decamers were prepared as described in Scheller et al., Supra, and have the sequence 5'-CCGAATTCGG- 3 '. After coupling, the product is treated with Eco-R1 under the same reaction conditions as described for Hsu I or Hind III. The Eco R1 enzyme was commercially obtainable (New England Biolabs). The reaction product was analyzed by gel electrophoresis in the same manner as in Example 1 and a peak corresponding to a sequence of approximately 450 nucleotides steps was observed. - fragments of cleaved decamers.
Příklad 4aExample 4a
i) Opakuje se způsob podle příkladu 4 při použití plasmidu pBR-322, připraveného podle publikace Bolivar a další, Gene 2, 95, (1977) -místo plasmidu pMB-9 DNA. Všechny podmínky byly zachovány s výjimkou závěrečné selekce rekombinantních klonů, která se provádí na plotnách s obsahem 20 /íg/ml tetracyklinu. Včleněná část se odstraní svrchu popsaným způsobem, čímž se získá DNA se 410 párem bází se sledem, uvedeným v tabulce 1.i) The procedure of Example 4 was repeated using plasmid pBR-322 prepared according to Bolivar et al., Gene 2, 95, (1977) instead of plasmid pMB-9 DNA. All conditions were maintained except for the final selection of recombinant clones, which was carried out on plates containing 20 µg / ml tetracycline. The incorporated portion was removed as described above to yield 410 base pair DNA of the sequence shown in Table 1.
ii) Opakuje se způsob podle příkladu 4 při použití plasmidu pBR-313 DNA, připraveného podle publikace Bolivar a další, Gene 2, 75 (1977) místo plasmidu pMB-9 DNA. Všechny podmínky zůstávají zachovány s výjimkou konečné selekce rekombinantních klonů, která se provádí svrchu uvedeným způsobem, získá se DNA o 410 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 1.ii) The procedure of Example 4 was repeated using plasmid pBR-313 DNA prepared according to Bolivar et al., Gene 2, 75 (1977) instead of plasmid pMB-9 DNA. All conditions were retained except for the final selection of recombinant clones, as described above, to obtain 410 base pair DNA with the sequence shown in Table 1.
iii) Opakuje se postup podle příkladu 4 při -použití plasmidu pSC-101 DNA, připraveného způsobem podle publikace Co-hen a další, Proč. Nat. Sci., USA, 70, 1293 (1973) místo- plasmidu pMB-9 DNA. Všechny podmínky jsou zachovány včetně selekce rekombinantních klonů. Včleněná část se odstraní svrchu uvedených způsobem, získá se DNA o 410 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 1.iii) The procedure of Example 4 was repeated using the plasmid pSC-101 DNA prepared by the method of Co-hen et al., Proc. Nat. Sci., USA, 70, 1293 (1973) instead of plasmid pMB-9 DNA. All conditions are maintained including selection of recombinant clones. The incorporated portion was removed as described above to obtain 410 bp DNA with the sequence shown in Table 1.
Příklad 4bExample 4b
Opakuje se postup podle příkladu 4 a 4a s- tím ro-zdílem, že se užije E. coli RRI nebo E. coli HB-101 místo E. coli X-1776. Všechny podmínky jso-u jinak zachovány a bylo- dosaženo týchž výsledků.The procedure of Examples 4 and 4a was repeated except that E. coli RRI or E. coli HB-101 was used instead of E. coli X-1776. All conditions were otherwise maintained and the same results were obtained.
Příklad 4cExample 4c
i) Jako- vektor pro přenos se užije Ohavou 16A DNA, připravený způsobem podle svrchu uvedené Blattnerovy publikace. Zakončení se spojí inkubací při teplotě 42 °C na 60 minut v 0,1 M tris-HCl, pH 8,0 a 10 mM chloridu hořečnatého. Vektor se štěpí endonukleázo-u Eco- Rl v místě jejího působení a pak se zpracovává působením alkalické fosfatázy jako v příkladu 4. P-o vysrážení ethano-lem. se vekto-r cDNA, zpracovaný fosfatázo-u přidá k cDNA s obsahem zakončení po štěpení enzymem Eco Rl v molárními poměru 2 moly vektoru na 1 -mol cDNA. Směs se váže působením: T4 DNA ligázy jako- v příkladě 4. Směs se přímo přidá k buněčné suspenzi E. coli X-1776, připravené způsobem podle příkladu 4 a transformace -se provádí rovněž způsobem podle příkladu 4. Izolují se rekombinantní fágy a pěstují se na lac bakteriích na plotnách s obsahem 80 ,ug/mli) The transfer vector used was an Ohava 16A DNA prepared according to the method of Blattner, supra. The terminations were combined by incubation at 42 ° C for 60 minutes in 0.1 M tris-HCl, pH 8.0 and 10 mM magnesium chloride. The vector was digested with Eco-R1 endonuclease at its site of treatment and then treated with alkaline phosphatase as in Example 4. Ethanol precipitation. The phosphatase-treated cDNA was added to the cDNA containing the Eco Rl-terminated cDNA at a molar ratio of 2 moles of vector per mole of cDNA. The mixture is bound by treatment with: T4 DNA ligase as in Example 4. The mixture is directly added to the E. coli X-1776 cell suspension prepared according to Example 4 and the transformation is also carried out according to Example 4. Recombinant phages are isolated and grown. was on lac bacteria on plates containing 80 µg / ml
5-chlor-4-brom-3-indolyl-j3-D-galaktosidu (X6), izolují se rekombinantní fágy, které obsahují cDNA, včleněnou do místa pro působení Eco Rl Ch-aronu 16A a jsou příčinou vzniku bezbarvých plaků. Rekombinanta po selekci se izoluje a podrobí působení přebytku endonukleázy Eco Rl a směs se analyzuje způsobem podle příkladu 4 a 5. Získá se DNA o 410 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 1. Směs je také možno užít ke tvorbě rekombinantních fágů i-n vitro-, jak bylo· popsáno v publikaci Sternberg N. a další, Gene 1, 255 (1977). Vlastnosti rekombinantních fágů je možno prokázat -také hybridizací in sítu, která byla popsána v publikaci Benton W. D. a Davis R. W., Science 136, 180 (1977).5-chloro-4-bromo-3-indolyl-β-D-galactoside (X6), recombinant phages containing the cDNAs incorporated into the Eco R1 Ch-Aaron 16A treatment site are isolated and give rise to colorless plaques. The recombinant after selection is isolated and treated with an excess of Eco R1 endonuclease, and the mixture is analyzed as in Examples 4 and 5. The 410 bp DNA is obtained with the sequence shown in Table 1. The mixture can also be used to generate recombinant phages in vitro. as described in Sternberg N. et al., Gene 1, 255 (1977). Recombinant phage properties may also be demonstrated by in situ hybridization as described by Benton W. D. and Davis R. W., Science 136, 180 (1977).
ii) Charo-n 3A DNA, připravený způsobem po-dle svrchu uvedené Blattnero-vy publikace, se užije jako vektor místo Charonu 16A DNA. Jinak jsou zachovány podmínky, popsané pro Charon 16A DNA. Selekce rekombinantních fágů se provádí pěstováním fágů na lac+ bakteriích na plotnách s obsahem X6 s izolací bezbarvých plaků a pak hybridizací nebo- zpracováním pomocí restrlkční endonukleázy, jak bylo rovněž popsáno ve svrchu uvedené Blattne-rově publikaci. Včle227002 něná část se odstraní svrchu uvedeným způsobem, čímž se získá DNA o 410 párech bází se sledem, uvedeným, v tabulce 1.ii) Charon-3A DNA, prepared as described in Blattner ' s publication, is used as a vector instead of Charon 16A DNA. Otherwise, the conditions described for Charon 16A DNA are retained. Selection of recombinant phages is performed by culturing phages on lac + bacteria on X6-containing plates with colorless plaque isolation and then hybridizing or restriction endonuclease treatment as also described in the above-mentioned Blattner publication. The 227002 portion was removed as described above to obtain 410 base pair DNA with the sequence shown in Table 1.
lil) AgtWES.AB DNA, připravený způsobem podle svrchu uvedené publikace Tiemier a další, se užije jako vektor místo Charonu 16A. Všechny podmínky jsou jinak stejné jako v případě Charonu 16A. Selekce rekomhinantních fágů se provádí hybridizací podle svrchu uvedené punblikace Bentona a Davise. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o· 410 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 1.III) AgtWES.AB DNA, prepared as described by Tiemier et al., is used as a vector instead of Charon 16A. All conditions are otherwise the same as Charon 16A. The selection of recombinant phages is carried out by hybridization according to the above-mentioned Benton and Davis puncturing. The insert is removed to give 410 base pairs DNA with the sequence shown in Table 1.
Příklad 4dExample 4d
Opakuje se způsob podle příkladu 4c, avšak použije se E. coli RRB, E. coli HB-101, E. coli DP-50 nebo E. coli DP-50 SupF místo E. coli X-1776. Všechny podmínky jsou jinak stejné a získají se i stejné výsledky.The method of Example 4c is repeated, but using E. coli RRB, E. coli HB-101, E. coli DP-50 or E. coli DP-50 SupF instead of E. coli X-1776. All conditions are otherwise the same and the same results are obtained.
P ř í k 1 a d 6Example 1 a d 6
Popisuje se izolace a čištění DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro lidský insulin a syntéza vektoru, obsahujícího' DNA i vznik kmene mikroorganismů, který obsahuje tuto DNA jako část své genetické informace.Disclosed is the isolation and purification of DNA with a nucleotide sequence coding for human insulin and the synthesis of a vector containing both DNA and the formation of a microorganism strain that contains this DNA as part of its genetic information.
Buňky ostrůvků se izolují z lidské slinivky břišní způsobem podle příkladu 1. Tato tkáň se získá ze zemřelých lidí nebo z insulinomů. Buňky ostrůvků, smíšené z několika slinivek, se homogenizují ve 4 M guanidiniumthioikyanátu s obsahem 0,2 M (S-merkaptoethanolu při pH 5,0, jak bylo· popsáno v příkladu 1. Polyadenylovaná RNA se izoluje chromatograficky podle svrchu uvedené publikace Aviva a Ledera. Pak se připraví cDNA s jedním řetězcem použitím reverzní transkriptázy a hydrolyzovaná cDNA způsobem podle příkladu 1. Připraví se cDNA s dvojitým řetězcem podle příkladu 2 a natráví se nukleázou SI způsobem podle příkladu 3. Podle téhož příkladu se přidají k cDNA s dvojitým řetězcem lidského· insulinu látky, umožňující vazbu na zakončení při natrávení enzymem Hind III. Produkt se podrobí působení enzymu Hind III nebo Hsu I a analyzuje se způsobem, popsaným v příkladu 3. Je možno pozorovat vrchol odpovídající sledu 450 nukleotidů kromě fragmentů odštěpených dekám,erů v místě působení Hind III. 'Pak se do' plasmidu pMB-9 včlení cDNA lidského insulinu s obsahem zakončení, schopných vazby v místě působení enzymu Hind III. Tento postup se provádí podle příkladu 4 stejně jako transformace E. coli X-1776 a selekce rekombinantních plasrnidů. Včleněná část se odstraní působením Hsu I a analyzuje podle příkladu 4. Získá se DNA o 450 nukleotidech. Je možno, prokázat klonovaný lidský insulin, který obsahuje nukleotidy, které jsou kódem pro celý sled aminokyselin lidského insulinu. Sled aminokyselin v řetězci A je tento:Islet cells are isolated from human pancreas by the method of Example 1. This tissue is obtained from deceased humans or from insulinomas. Islet cells, mixed from several pancreas, are homogenized in 4 M guanidinium thiocyanate containing 0.2 M (S-mercaptoethanol at pH 5.0 as described in Example 1. Polyadenylated RNA is isolated by chromatography as described above by Aviva and Leder. Single-stranded cDNA was prepared using reverse transcriptase and hydrolyzed cDNA according to the method of Example 1. Double-stranded cDNA according to Example 2 was prepared and digested with the nuclease SI according to Example 3. According to the same example, human double-stranded cDNAs were added. The product is treated with Hind III or Hsu I and analyzed as described in Example 3. A peak corresponding to a sequence of 450 nucleotides can be observed except for fragments cleaved at the site of treatment. Hind III The human cDNA was then inserted into plasmid pMB-9 This procedure is carried out according to Example 4 as well as the transformation of E. coli X-1776 and the selection of recombinant plasmids. The insert is removed with Hsu I and analyzed according to Example 4. DNA of 450 nucleotides is obtained. It is possible to demonstrate cloned human insulin which contains nucleotides that code for the entire amino acid sequence of human insulin. The amino acid sequence of chain A is as follows:
Gly—Ile—Val—Glu—Gin—Cys—Cys—Gly — Ile — Val — Glu — Gin — Cys — Cys—
Thr—Ser—Ile—Cys—Ser—Leu—Tyr—Flu— 20Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Flu-20
Leu—Glu—Asn—Tyr—Cys—AsmLeu — Glu — Asn — Tyr — Cys — Asm
Aminokyseliny v řetězci B mají následující sled:The amino acids in chain B have the following sequence:
Phe—Val—Asn—Glu—His—Leu—Cys—Phe — Val — Asn — Glu — His — Leu — Cys—
Gly—Ser—His—Leu—Val—Glu—Ala—Gly — Ser — His — Leu — Val — Glu — Ala—
Leu—Tyr—Leu—Val—Cys—Gly—Glu—Leu — Tyr — Leu — Val — Cys — Gly — Glu—
Arg—Gly—Phe—Tyr—Thr—Pro—Lys—Thr.Arg-Gly-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-Thr.
Sled aminokyselin je číslován od zakončení, na němž se nachází volná aminoskupina,The amino acid sequence is numbered from the end at which the free amino group is located,
Příklad 6a ij Opakuje se příklad 6 s tím rozdílem, že se užije plasmid pBR-322 místo plasmidu pMB-9 DNA. Všechny podmínky jsou jinak totožné s podmínkami v příkladu 4a(i). Včleněná část se odstraní a získá se DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.Example 6a ij Example 6 was repeated except that plasmid pBR-322 was used instead of plasmid pMB-9 DNA. All conditions are otherwise identical to those in Example 4a (i). The insert is removed to obtain 450 nucleotide DNA with the sequence described in Example 6.
iij Opakuje se postup z příkladu 6, avšak užije se plasmid pBR-313 DNA místo plasmidu pMB-9 DNA. Všechny podmínky jsou totožné jako v příkladu 4a(ii). Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.The procedure of Example 6 was repeated except that plasmid pBR-313 DNA was used instead of plasmid pMB-9 DNA. All conditions are the same as in Example 4a (ii). The insert is removed to give 450 nucleotide DNA with the sequence described in Example 6.
iii} Opakuje se postup z příkladu 6 při použití plasmidu pSC-101 DNA místo plasmidu pMB-9 DNA. Všechny podmínky jsou jinak stejné jako v příkladu 4a(iiij. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.iii} The procedure of Example 6 was repeated using plasmid pSC-101 DNA instead of plasmid pMB-9 DNA. All conditions are otherwise the same as in Example 4a (iiij. The insertion portion is removed to give 450 nucleotide DNA with the sequence described in Example 6.
Příklad 6bExample 6b
Opakuje se postup podle příkladů 6 a 6a s tím, rozdílem, že se užije E. coli RRI nebo E. coli HB-101 místo E. coli X-1776. Všechny podmínky jsou totožné a totožné jsou i získané výsledky.The procedure of Examples 6 and 6a was repeated except that E. coli RRI or E. coli HB-101 was used instead of E. coli X-1776. All conditions are identical and the results obtained are identical.
Příklad 6cExample 6c
Způsobem podle příkladu 6 se připraví cDNA lidského insulinu a zpracuje se chemicky syntetizovanými řetězci, navázanými v místě působení Eco Rl podle příkladu 3a.Using the method of Example 6, human insulin cDNA was prepared and treated with chemically synthesized chains bound at the Eco R1 site of Example 3a.
i) Včlení se cDNA lidského insulinu Ecoi) Incorporate human insulin Eco cDNA
Rl do místa působení Eco Rl Charonu 1ΘΑ podle příkladu 4c(iJ. Izolují se rekombinantní fágy a včleněná část se odstraní podle příkladu 4c(i). Získá se DNA o 450 nu227002 kleotidech se sledem, popsanými v příkladu 6.Recombinant phages were isolated and the insert was removed according to Example 4c (i) to obtain DNA of 450 nu227002 cleotides with the sequence described in Example 6.
ii) Včlení se cDNA lidského- insulinu se zakončeními pro vazbu v místě působení Eco Rl do- vektoru Charonu 3A p.odle příkladu 4c (ii). Reko-mbinantní fágy se izolují a analyzují podle příkladu 4c (ii), čímž se získá DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným, v příkladu 6.ii) Incorporating human-insulin cDNAs with Eco Rl-binding sites into the Charon 3A vector of Example 4c (ii). The recombinant phages were isolated and analyzed according to Example 4c (ii) to obtain 450 nucleotide DNA with the sequence described in Example 6.
iii) Plasmid AgtWES.AB se užije jako vektor pro přenos cDNA lidského insulinu po zpracování Ec-o Rl způsobem' podle příkladu 4c (iii). Izolují -a analyzují se rekombinantní fágy. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o- 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.iii) The plasmid AgtWES.AB was used as a vector for transfer of human insulin cDNA after treatment with Ec-o R1 as described in Example 4c (iii). Recombinant phages were isolated and analyzed. The insert is removed to give DNA of 450450 nucleotides with the sequence described in Example 6.
Příklad 6dExample 6d
Opakuje se příklad 6c, užije se E. coli RRI, E. coli HB-101, E. coli DP-50 nebo E. coli DP-50 SupF místo E. co-li X-1776. Užije se týchž podmínek a získají se tytéž výsledky.Example 6c is repeated, using E. coli RRI, E. coli HB-101, E. coli DP-50 or E. coli DP-50 SupF instead of E. coli X-1776. The same conditions are used and the same results are obtained.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS783435A CS227013B2 (en) | 1977-05-27 | 1981-02-23 | Method of preparing vectors for transferring deoxyribonucleic acid |
| CS82535A CS227032B2 (en) | 1977-05-27 | 1982-01-26 | Microorganism cultivating method |
| CS783435A CS227033B2 (en) | 1977-05-27 | 1982-01-28 | Method of cultivating microorganisms with content and replication of vectors for dna transfer |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US80134377A | 1977-05-27 | 1977-05-27 | |
| US05/898,887 US4264731A (en) | 1977-05-27 | 1978-04-21 | DNA Joining method |
| US89900278A | 1978-04-26 | 1978-04-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS227002B2 true CS227002B2 (en) | 1984-04-16 |
Family
ID=27419974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS343578A CS227002B2 (en) | 1977-05-27 | 1978-05-26 | Method of preparing vectors for transferring deoxyribonuclec acid |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT371836B (en) |
| CS (1) | CS227002B2 (en) |
-
1978
- 1978-05-26 CS CS343578A patent/CS227002B2/en unknown
- 1978-05-26 AT AT385678A patent/AT371836B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT371836B (en) | 1983-08-10 |
| ATA385678A (en) | 1982-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4440859A (en) | Method for producing recombinant bacterial plasmids containing the coding sequences of higher organisms | |
| FI64640B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN KOMBINATIONS-DNA-MOLEKYLSOM INNEHAOLLER EN FOER INSULIN KODANDE NUCLEOTIDSEKVENS HOCSOM KAN ANVAENDAS VID FRAMSTAELLNING AV EN INSULIN PRODU RCENDE MICROORGANISM | |
| KR870000701B1 (en) | The human growth hormone preparing method | |
| US4652525A (en) | Recombinant bacterial plasmids containing the coding sequences of insulin genes | |
| EP0020147B1 (en) | A dna transfer vector for human pre-growth hormone, a microorganism transformed thereby, and a method of cloning therefor | |
| JP2637393B2 (en) | Human gene having proinsulin and preproinsulin producing code | |
| US4322499A (en) | Adrenocorticotropin-lipotropin precursor gene | |
| EP0067026A1 (en) | Process for cloning bovine hormone gene, and plasmids and plasmid hosts for use therein | |
| EP0259891B1 (en) | [Leu 13] motilin, DNAs coding for same and methods for producing same | |
| CS235069B2 (en) | Method of cdna fragment cleaning with specific nucleotide sequence | |
| CS227002B2 (en) | Method of preparing vectors for transferring deoxyribonuclec acid | |
| CS227032B2 (en) | Microorganism cultivating method | |
| CS227033B2 (en) | Method of cultivating microorganisms with content and replication of vectors for dna transfer | |
| FI75185C (en) | DNA transfer vector, which contains a nucleotide coding sequence for insulin. | |
| FI74732C (en) | DNA-OEVERFOERINGSVEKTOR, VILKEN INNEHAOLLER EN NUCLEOTIDSEKVENS SOM KODAR FOER TILLVAEXTHORMON. | |
| Shuai et al. | Purification and characterization of an endo-exonuclease from adult flies of Drosophila melanogaster | |
| CA1156166A (en) | Recombinant bacterial plasmids containing the coding sequences of insulin genes | |
| FI65446C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN BAKTERIE SOM INNEHAOLLEREN FOER INSULIN KODANDE NUCLEOTIDSEKVENS | |
| FI65447C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN BAKTERIE SOM INNEHAOLLEREN FOER TILLVAEXTHORMON KODANDE NUCLEOTIDSEKVENS | |
| KR840001441B1 (en) | Recombinant dna transfer vector containing a gene from a higher organism | |
| JPS62226998A (en) | Human calcitonin precursor peptide and production thereof | |
| IE47274B1 (en) | Recombinant dna transfer vector and micro-organism containing a gene from a higher organism | |
| Naoko et al. | α-Amino-ε-caprolactam racemase for L-lysine production | |
| PL142369B1 (en) | Process for manufacturing recombinated bacterial plasmid,containing nucleotides sequence coding the growth hormone | |
| CA1302321C (en) | Preparation of polypeptides |