CS227013B2 - Method of preparing vectors for transferring deoxyribonucleic acid - Google Patents

Method of preparing vectors for transferring deoxyribonucleic acid Download PDF

Info

Publication number
CS227013B2
CS227013B2 CS783435A CS128281A CS227013B2 CS 227013 B2 CS227013 B2 CS 227013B2 CS 783435 A CS783435 A CS 783435A CS 128281 A CS128281 A CS 128281A CS 227013 B2 CS227013 B2 CS 227013B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
dna
cdna
growth hormone
sequence
plasmid
Prior art date
Application number
CS783435A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
William J Rutter
Raymond L Pictet
Peter H Seeburg
Howard M Goodman
Axel Ullrich
John Shine
John M Chirgwin
Original Assignee
Univ California
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/898,887 external-priority patent/US4264731A/en
Priority claimed from CS343578A external-priority patent/CS227002B2/en
Application filed by Univ California filed Critical Univ California
Priority to CS783435A priority Critical patent/CS227013B2/en
Publication of CS227013B2 publication Critical patent/CS227013B2/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby vektoru pro přenos DNA, 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 genu růstového hormonu, 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 growth hormone 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 (enzmaticky syntetizovaná ze sledu mRNAj mRNA — RNA účastnící se přenosu („messenger RNA“) tRNA — přenesená RNA („transfer RNA“) dATP — desoxyadanosintrifosfát dGTP — desoxyguanosintrifosfát dCTP — desoxycytidintrifosfátRNA - ribonucleic acid cDNA - complementary DNA (enzymatically synthesized from a sequence of mRNAj mRNA - RNA involved in messenger RNA) tRNA - transferred RNA (transfer RNA) dATP - desoxyadanosine triphosphate dGTP - desoxyguanosine triphosphate dCTP - desoxycytidine triphosphate

A — adeninA - adenine

T — thyminT-thymine

G — guaninG - guanine

C — cytosinC - cytosine

Tris — 2-amino-2-hydroxyethyl-l,3-propandiolTris-2-amino-2-hydroxyethyl-1,3-propanediol

EDTA — kyseliny ethylendiamintetraoctová ATP — adenosintrifosfát TTP — thymidintrifosfátEDTA - ethylenediaminetetraacetic acids 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 určeni sledu aminokyselin v bílkovinách je základním procesem, který je v širším smyslu univerzální pro všechny živé organismy. Bylo prokázáno, 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 in which basic sequence information in DNA is used to determine the sequence of amino acids in 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 prvním 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 polynujkleotld, 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 which 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 insulin. Genetický kód fenylalanin (Phe) TTK leucin (Leu) XTY isoleucin (Ile) ATM methlonin (Met) ATG valin (Val) GTL serin (Ser) ORS prolin (Pro) CCL threonin (Thr) ACL alanin (Ala) GCL tyr osin (Tyr) TAK terminační signál TAJ termlnační signál TGA histidin (His) CAK glutamin (Gin) CAJ asparagin (Asn) AAK lysin (Lys) AAJ kyselina asparagová (Asp) CAK kyselina glutamová (Glu) CAJ cystein (Cys) TGK tryptofan (Try) TGG arginin (Arg) WGZ glycin (Gly) GGLIn 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 (Val) GTL serine (Ser) ORS proline (Pro) CCL threonine (Thr) ACL alanine (Ala) GCL tyr osine ( Tyr) TAK termination signal TAJ termination signal TGA histidine (His) CAK glutamine (Gln) CAJ asparagine (Asn) AAK lysine (Lys) AAJ aspartic acid (Asp) CAK glutamic acid (Glu) CAJ cysteine (Cys) TGK tryptophan (Try) TGG arginine (Arg) WGZ glycine (Gly) GGL

Klíč:Key:

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,Each group of three letters represents a DNA trinucleotide with 5 ‘on the left and 3‘ on the right. Individual letters mean purine or pyrimidine bases that form a sequence of nucleotides,

A = adeninA = adenine

G = guaninG = guanine

C -- cytísonC-cytisone

T = thyminT = thymine

X = T nebo C je-li Y nebo GX = T or C when Y or G

X = C, je-li Y C nebo TX = C when Y is 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-li Z A nebo GW = C or A when Z is A or G

W = C, je-li Z C nebo TW = C when Z is C or T

Z = A, G, C nebo T, je-li W CZ = A, G, C or T when W is C

Z — A nebo C, je-li W AZ - A or C when W is A

QR = TC, je-li S A, G, C nebo TQR = TC when S is A, G, C or T

QR = AG, je-li S T nebo CQR = AG if S is T or C

S = A, G, C nebo T, je-li QR TCS = A, G, C or T if QR is TC

S = T nebo C, je-li QR AGS = T or C when QR AG

J = A nebo GJ = A or G

Κ = T nebo CΚ = T or C

L = A, T, C nebo GL = A, T, C or G

M = A, C nebo TM = A, C or T

Místo pro působení enzymu Alu I — sled AG 1 CT, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Alu I.Alu I treatment site - sequence AG 1 CT, specifically cleaved at the arrow site by Alu I endonuclease

Miste pro působeni enzymu Bam HI — sled G * GATCC, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Bam HI.Bam HI treatment sites - G * GATCC sequence, specifically cleaved at the arrow site by Bam HI endonuclease.

Místo pro působení enzymu Bgl I — sled GCCNNNN 4 NGGG, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Bgl I (N znamená jakýkoliv nukletid).Bgl I treatment site - sequence GCCNNNN 4 NGGG, specifically cleaved at the arrow site by Bgl I endonuclease (N means any nuclide).

..........

Místo pro působení enzymu Eco Rl — sled G t AATTC, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Eco RLEco R1 site - G t AATTC sequence, specifically cleaved at the arrow site by Eco RL endonuclease

Místo pro působení endonukleázou Eco RII — sled 1 CCAGG nebo 1 CCTGG, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Eco RII.Eco RII endonuclease treatment site - sequence 1 CCAGG or 1 CCTGG, specifically cleaved at the arrow site by Eco RII endonuclease.

Místo pro působení endonukleázy Hae II — sled AGCGC 4 T nebo AGCGC 4 C nebo GGCGT 1 T nebo GGCGC i C, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Hae II.Hae II endonuclease treatment site - sequence of AGCGC 4 T or AGCGC 4 C or GGCGT 1 T or GGCGC i 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 CTGCA 4 G, specificky štepený v místě šipky endonukleázou Pst I.Pst I endonuclease site - CTGCA 4 G sequence, specifically cleaved at the arrow site by Pst I endonuclease

Místo pro působení endonukleázy Sal I — sled G t TCGAC, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Sal I.Sal I endonuclease site - Gt TCGAC sequence, specifically cleaved at the arrow site by Sal I endonuclease

Místo pro působení endonukleázy Sst I — sled GAGCT 4 C, specificky štěpený v místě šipky endonukleázou Sst I.Sst I endonuclease site - GAGCT 4 C sequence, specifically cleaved at the arrow site by Sst I endonuclease

V buňkách vyšších organismů, například obratlovců je možno nalézt mnohé bílkoví227013 ny, které mají lékařský význam nebo význam pro výzkum. Jde například o hormon insulin, 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 použivatelném 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 the cells of higher organisms, such as vertebrates, many proteinaceous proteins of medical or research interest can be found. These include, for example, the hormone insulin, other hormones of a peptide nature, such as growth hormone, proteins that act to control blood pressure, and various types of enzymes of industrial, medical or research interest. It is often very difficult to obtain these proteins in usable amounts by extraction from organisms, this problem is particularly burdensome 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 získají vysoké výtěžky. Mimoto jsou některé organismy 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. In addition, some organisms 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 zařízených 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 výzkum 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-treated 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 the genetic sequence that determines the production of a protein to a microorganism with a well-defined genetic structure would be of great value for research into the way the protein is synthesized and for post-synthesis behavior of that protein. 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 method of the invention. it 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 desoxynukleosidtrifosfátu, dATP, dGTP, dCTP a TTP. Reakce začíná na nekovalentní vazbě olidodesoxynukleotidu, který se váže na polohu 3‘ mRNA, načež se postupně váží příslušné desoxynukleotidy, 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 řetězcemi 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 j a Efstratiadis A., Kafotos, F. C., Maxam A. F. a Maniatis T., Cell 7, 279, (1979).Reverse transcriptase catalyzes DNA synthesis in the presence of modified RNA, oligodesoxynucleotide and four desoxynucleoside triphosphate, dATP, dGTP, dCTP, and TTP. The reaction begins with the non-covalent binding of the olidodesoxynucleotide, which binds to the 3 ‘mRNA position, then sequentially binds the corresponding 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 DNA strands joined together by a single DNA strand loop. 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, (1979).

Restrikční endonukleázy jsou enzymy, které jsou schopny hydrolyzovat fosfodiesterové vazby ve dvojitém řettězci 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 resitrikční endonukleázy. Enzymy tohoto typu byly izolovány z různých zdrojů a byly charakterizovány místem svého působení v nukleotidovním řetězci.Restriction endonucleases are enzymes that are capable of hydrolyzing phosphodiester bonds in the double strand of DNA, thereby breaking the continuity of the DNA strand. 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 the resitrative 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 katalyzují hydrolýzu 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. 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 hydroiýze příslušnou restrikční endonukleázou, čímž vznikají odpovídající zakončení, jak bylo popsáno v publikacích Heyneker Η. B., Shrne J., Goodman Η. M., Boyer H. W., Rosengerb J.,Some restriction endonucleases hydrolyze phosphodiester linkages in both chains at the same site, other enzymes of this type catalyze the hydrolysis of bonds that are separated by only a few nucleotides, leaving free portions of the 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 its action, the same terminal portions are formed so that heterologous DNA strands released by the above-mentioned enzyme can be joined in this way. These procedures have been described in Roberts, R. J., Crit. Roar. Biochem. 4, 123 (1976). The sites at 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 segment of DNA can be joined to another segment by simply linking another nucleotide with a restriction endonuclease site at either end of the molecule and then subjecting the product to hydrolysis with the appropriate restriction endonuclease to produce the corresponding end as described in Heyneker Η. B., Shrne J., Goodman Η. M., Boyer HW, Rosengerb J.,

Dickerson R. E., Narang S. A., Itakurs K., Lin S. a Riggs A. D., Nátuře 263, 748 [1976) a Scheller R. H., Dickerson R. E., Voyer H. W., Riggs A. D. a Itakura K., Science 196, 177 (1977).Dickerson, R. E., Narang, S. A., Itakurs, K., Lin, S., and Riggs, A. D., Nature 263, 748 [1976] and Scheller, R., Dickerson, R., Voyer, H., Riggs, A., and Itakura, K., Science 196, 177 (1977).

Sl-endonukleáza je enzym, který vysoce specificky hydrolyzuje foafodiesterové vazby v DNA s jednoduchým řetězcem nebo jednoduché kličky DNA, které 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 foafodiester 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 katalyztovat tvorbu fosfodiesterové vazby mezi dvěma segmenty DNA s 5‘ fosfátem a 3‘ hydroxylovou skupinou, tak jak se mohou vytvořit ze dvou fregmentů 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 spojení volných konců kovalentním způsobem, jak bylo popsáno v publikaci Sgaramella V., Van de Sande H. J., a Khorana H. G., Proč. Netl. Acad. Sci. USA 67 1468 (1970).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 H. J., and Khorana H. G., Proc. Netl. 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 včlenění specifického fragmentu DNA do vektoru DNA, jako je například plasmid. Plasmld 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 jako kruhová molekula s dvojitým řetězcem a molekulovou hmotností řádu několika miliónu, 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. Plasmldy, kterých se užívá při tvorbě rekombinant DNA typicky obsahují geny, které mohou býit 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 DNA vector, such as a plasmid. Plasmid is a term called 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. The DNA plasmid exists as a double-stranded circular molecule with a molecular weight of the order of several million, 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 the cell. The DNA plasmid can usually be separated from the host cell DNA due to the large size difference 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.

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 býit 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 may be transferred to a 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 možností 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, modifikovanými způsobem podle vynálezu s lidmi s akutním nebo chronickým onemocněním, přičemž geneticky podmíněný mikroorganismus by mohl být implantován nebo jiným způsobem spojen s lidským organismem za účelem kompenzace patologického 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. It is also open to the possibility of obtaining more of these proteins and gradually replacing them with proteins produced by 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 with 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 hostitelský mikroorganismus.Accordingly, the invention 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 růstový hormon tak, že se izolují buňky s obsahem mRNA, která je kódem pro růstový hormon, mRNA se z těchto buněk extrahuje a čistí, načež se z této mRNA syntetizuje cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon a tato cDNA se uvede v reakci s vektorem pro přenos DNA za vzniku vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon, vyznačující se tím, že se extrahuje mRNA z buněk, které obsahují mRNA s kódem pro růstový hormon homogenizací buněk za přítomnosti inhibitoru ribonukleázy s obsahem guanidiniumthiokyanátu a (3-merkaptoethanolu při pH 5,0 až 8,0 k zábraně degradace mRNA rlbonukleázou a cDNA se uvádí v reakci s vekitorem pro přenos DNA tak, že se nejprve enzymaticky hydrolyzuje vektor pro přenos DNA restrikční endonukleázou ze skupiny Hind III, Hsu I nebo Eco Rl za vzniku vektoru pro přenos DNA s reaktivními zakončeními, schopnými vzájemné vazby nebo vazby s cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon a pak se enzymaticky spojí uvedený vektor pro přenos DNA s cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon působě227013 ním DNA-ligázy za přítomnosti ATP za vzniku vektoru pro přenos DNA ss sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon.Accordingly, the present invention provides a method for producing a DNA transfer vector having a nucleotide sequence encoding growth hormone by isolating cells containing growth hormone-encoding mRNA, extracting and purifying the mRNA therefrom, The mRNA synthesizes a growth hormone-encoded nucleotide sequence cDNA, and the cDNA is reacted with a DNA transfer vector to produce a growth hormone-encoded DNA sequence vector, characterized in that the mRNA is extracted of cells containing growth hormone-encoding mRNA by homogenizing cells in the presence of a ribonuclease inhibitor containing guanidinium thiocyanate and (3-mercaptoethanol at pH 5.0 to 8.0 to prevent degradation of mRNA by rlonuclease and cDNA is reported in reaction with a DNA transfer vector by first enzymatically hydrolyzing the DNA transfer vector with a restriction endonuclease from the Hind III, Hsu I or Eco R1 group to form to a DNA transfer vector having reactive ends capable of binding to each other or to a cDNA having a nucleotide sequence coding for growth hormone and then enzymatically linking said DNA transfer vector to a cDNA having a nucleotide sequence coding for growth hormone DNA ligases in the presence of ATP to form a DNA transfer vector with a nucleotide sequence coding for growth hormone.

Je zřejmé, že způsob podle vynálezu by bylo možno přizpůsobit pro přenos jakéhokoli 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. Mikroorganismus se rozumí jakýkoli mikroskopický mikroorganismus, a to profcaryotický nebo eukaryotický 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 exitraktu chromatografií na sloupci a pak se podrobí působení enzymu reverzní transkryptázou, 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 ss selektivně odstraní ribonukleotidová sekvence. Zbývající sled desoxynnkleotldů, který je komplementární vzhledem 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 nichž 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 návzájem doplňovat.It is 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, whether profcaryotic or eukaryotic, 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 exit extract by column chromatography and then treated with the enzyme reverse transcryptase, 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 so ? by ss 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 sites where a 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 po^nukleotidového řetězce a vznikají obdobné volné konce, schopné vzájemného navázání na terminálním konci 5‘. 5‘-fosfátové skupiny se odstraní, aby plasmid nemohl vytvořit prstencovitou strukturu, která by měnila buňku hostitele. Pak se svrchu připravená cDNA a DNA-plasmid spolu inkubují za přítomnosti DNA-ligázy. Za svrchu popsaných reakčních podmínek dojde ke tvorbě životaschopných uzavřených kruhů DNA-plasmidu jenom v tom případě, že je přítomna cDNA s příslušnými volnými konci.The same enzyme is treated with a DNA plasmid that contains sites suitable for the same restriction endonuclease to cleave down the nucleotide chain and produce similar free ends capable of binding to the 5 'terminal end. The 5‘-phosphate groups are removed so that the plasmid cannot form an annular structure that would alter the host cell. Then, the above-prepared cDNA and 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.

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. Tímto způsobem je možno připravit velká množství rekombinantníhoi plasmidu a tím i znovu izolovat specifický sled cDNA štěpením příslušným restrikčním enzymem.The altered plasmid is then inserted into a suitable host cell that has received the altered viable plasmid by the formation of colonies with altered properties, e.g., resistance to certain chemicals. Pure bacterial strains that contain the recombinant plasmid are then grown and the recombinant plasmid isolated again. In this way, large quantities 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.

Základní 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 přenos genetického kódu pro specifickou bílkovinu s lékařským nebo průmyslovým významem a pro mikrobiologickou syntézu takové bílkoviny.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 transferring the genetic code for a specific protein of medical or industrial importance and for the microbiological synthesis of such a protein.

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.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 mikroorganismu 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 zahrinuje, 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 o DNA organismus 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 tomto případě, že geny byly předtím důkladně čištěny na stanoveném zařízení. (Federal Register, sv. 41, č. 131, 7. července 1967, strana 27 902 až 27 943.) To znamená, že pro jakýkoli způsob, který by bylo možno 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 vý227013 še 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, izolovaná 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 a DNA organism and, moreover, a modified RNA of that organism. According to the usual 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 on a designated device before. (Federal Register, Vol. 41, No. 131, July 7, 1967, pages 27 902 to 27 943.) This means that for any method that could be used to produce human proteins, it is preferable to isolate specific nucleotide sequence mRNAs. , which is the genetic code for the desired protein. This procedure has the additional advantage that mRNA is easier to purify than DNA extracted directly from cells. In particular, it is advantageous to use the fact that in differentiated organisms, such as vertebrates, a specific population of cells can be found at a specific location in the organism, the essential function of all these cells being the production of the desired protein. It may also occur that said cell population exists only for a transient developmental period of the organism. In these cell populations, a large portion of the mRNA isolated from the cell will have the desired nucleotide sequence. it is therefore possible to choose a preferred cell population and a preferred method of isolation in terms of the 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 izolací 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. By the method of the invention, different cell types can be isolated from different tissue types. An example is the isolation of Langerhans islets from the pancreas, which is necessary for the 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 zvášené 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, hormone treatment may result in increased production of the desired mRNA. Other methods are, for example, growing at a certain temperature, supplying a certain nutrient or other chemical. In the isolation of rat growth hormone mRNA, it was possible to substantially increase the desired proportion of growth hormone mRNA 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. Je totiž nutno extrahovat mRNA s jediným polynukleotidovým řetězcem bez dalšího komplementárního řetězce. Z tohoto 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 Langerhasových ostrůvků.An important object of the method according to the invention is, as far as possible, to completely eliminate ribonuclease activity in the cell extract. 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 bond in the chain would render the entire molecule unusable for transferring the intact genetic sequence 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 a method of removing the ribonuclease activity of the invention is also applicable to all tissues. The exceptional efficacy of this method will be demonstrated in the successful isolation of intact Langerhas 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 disulfidické 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.In the method of the invention, a protein-free combination of chaotropic anion, chaotropic cation and an agent disrupting disulfide bonds is used during cell disruption and during all procedures required for RNA isolation. The efficacy of the simultaneous action of all of the above agents has been demonstrated by their use to isolate intact mRNA in good yield from isolated islets of rat Langerhans islets.

Volba vhodných chaatropických iontů je založena na jejich rozpustnosti ve vodném prostředí a na jejich dostupnosti. Vhodnými chaotropickými kationty jsou například ionty guanidinové, karbamoylanidinové, guanylguanidinové, lithné apod. Vhodnými chaotropickými anionty jsou například aniont jedidový, chloristanový, thiokyanátový, diodosalicylátový apod. Relativní účinnost solí, tvořených kombinací uvedených kationtů a aniontů se stanoví částečně jejich rozpustností. Například diodsalicylát lithný je účinnější než guanidiniamtihiokyanát, jeho rozpustnost je však pouze 0,1 N a mimoto je poměrně drahý. Guanidiniumthiokyanát je výhodnou kombinací kationtů a aniontu, protože je snadno dostupný a vysoce rozpustný ve vodných prostředích do koncentrace 5 M.The choice of suitable chaatropic ions is based on their solubility in aqueous media and their availability. Suitable chaotropic cations are, for example, guanidine ions, carbamoylanidine, guanylguanidine, lithium and the like. Suitable chaotropic anions are, for example, the anionic ion, 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 cations and anions because it is readily available and highly soluble in aqueous media up to a concentration of 5 M.

Je známo, že thiolové sloučeniny, například β-merkaptoethanol, rozrušují intramolekulární disulfidové vazby v bílkovinách podvojnou záměnou. Je známo, že v tomto smyslu je účinná celé řada thiolových sloučenin, například j3-merkaptoethanol, dithiotreitol, cystein, propanoldimerkaptan apod. Látky musí být rozpustné ve vodě, protože je nutno je užít ve velkém přebytku vzhledem k počtu intramolekulární disulfidových vazeb, aby bylo možno dovršit podvojnou záměnu. Nejvýhodnější látkou v tomto smyslu je (S-merkaptoethanol, protože je snadno dostupný a poměrně velmi levný.Thiol compounds, such as β-mercaptoethanol, are known to disrupt intramolecular disulfide bonds in proteins by double-swapping. A variety of thiol compounds are known to be effective in this regard, for example .beta.-mercaptoethanol, dithiotreitol, cysteine, propanoldimercaptan and the like. Substances must be water soluble because they need to be used in large excess relative to the number of intramolecular disulfide bonds to double substitution can be completed. The most preferred substance in this sense is (S-mercaptoethanol, because 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 kon227013 centrace. Úspěch způsobu podle vynálezu při uchování neporušené mRNA v průběhu extrakce závisí na rychlosti, s níž se podaří denaturovaí ribonukleázu a mimoto na stupni této denaturace. To je patrně příčinou výhodnosti použití guanidiniumthiokyanáto 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 sttraně závisí stupeň denaturace celé řady bílkovin na koncentraci denaturačního činidla, kterou je někdy nutno zvýšit 5 až 10krát. Tyto vztahy byly popsány v publikaci Tanford C. A., Adv., Prot. Chem. 23 121 (1968). Kvalitativně tedy tento vztah uvádí, že denaturační činidlo, které je jen o málo účinnější než guanidiniumhydrochlorid může denaturovat bílkovinu několikrát rychleji při téže koncentraci. Vztahy mezi kinetikou denaturace ribonukleázy a uchováním mRNA v průběhu extrakce z buněk dosud nebyly poznány ani využity. V případě, že jsou svrchu uvedené vztahy správné, znamená to, že výhodným denaturačním prostředkem je prostředek s nízkou prahovou koncentrací a vysokou rozpustností ve vodě. Z tohoto důvodu je výhodnější guanidiumthiokyanát než diodsalicylát lithný, přesto 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 na to, proč je výhodnější guanidiniumthikyanáit než poměrně stejně rozpustný hydrochorid, 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 con227013 centration. The success of the method of the invention in maintaining intact mRNA during extraction depends on the rate at which the denaturing ribonuclease is managed 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 the denaturant, which sometimes needs to be increased 5 to 10 times. These relationships have been described in Tanford C.A., Adv., Prot. Chem. 23, 121 (1968). Qualitatively, this relationship states that a denaturing agent that is only slightly more effective than guanidinium hydrochloride can denature a protein several times faster at the same concentration. The relationships between kinetics of ribonuclease denaturation and mRNA preservation during cell extraction have not been identified or exploited. If the above relationships are correct, this means that the preferred denaturant is a low threshold concentration and high water solubility. For this reason, guanidium thiocyanate is preferable to lithium diodsalicylate, yet the latter is a far more effective denaturing agent because the solubility of guanidinium thiocyanate is much higher and therefore can be used at a concentration that allows for faster inactivation of ribonuclease. The above analysis of the effect of each agent also provides an answer to why guanidinium thicyanate is preferable to relatively equally soluble hydrochloride, the reason being that the former is a slightly stronger denaturant.

Činidlo, které rozrušuje disulfidové vazby se užívá ve směsi s denaturačním činidlem proto, že má potencující účinek na denaturaci ribonukleázy. Thiolová sloučenina brání tomu, aby došlo k rychlé denaturaci, k níž může dojít v případě, že intramulekulární 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 použiití /3-merkaptoethanolu jsou účinné koncentrace v rozmezí 0,05 až 1,0 M, optimální koncentrace je pro Izolaci neporušené RNA krysí slinivky břišní 0,2 M.An agent that disrupts disulfide bonds is used in admixture with a denaturing agent because it has a potentiating effect on the denaturation of the ribonuclease. The thiol compound prevents rapid denaturation, which can occur if the intramulecular disulfide bonds remain intact. Furthermore, 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 intramolecular disulfide bonds 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 rat pancreas RNA 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 mRNA is extracted from the cells 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 ethanolem, při němž se selektivně vysráží RNA. Výhodným způsobem pro použití při provádění způsobu podle vynálezu je vynechat srážecí stupeň a navrstvit homogenát přímo na roztok 5,7 M chloridu česného ve zkumavce odstředivky s následným odstředěním způsobem, popsaným v publikaci Clisin, V., Crkvenjakov R. a Byus C., Biochemistry 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 the process of the invention is to omit the precipitation step and layer the homogenate directly onto a 5.7 M cesium chloride solution in a centrifuge tube followed by centrifugation as described by Clisin, V., Crkvenjakov R. and Byus C., Biochemistry. 13, 2633 (1974). This method is most advantageous because it maintains a ribonuclease unfavorable environment and thus yields high yield RNA free of DNA and protein.

Svrchu uvedeným způsobem je možno získat čištěnou RNA z buněčného homogenátu. 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 polyadenylové kyseliny. Tento podíl mRNA, který obsahuje sled kyseliny polyadenylové je možno selektivně izolovat chromatografií 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 a cell homogenate. 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 polyadenylic acid binding upon its formation. This portion of the mRNA 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 nízká, že není nutné užít svrchu uvedený 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 transkriptáza, 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 výhod227013 né, 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 chromatografií nebo elektroforézou. Značení radioaktivním fosforem je výhodné také pro kvantitativní stanovení výtěžku, jak bylo posáno 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 transcriptase, 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 in the 32 P-labeled form be used to monitor the progress of the reaction and isolate the product in time 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 a použitím reverzní transkriptázy, struktura s dvojím řetězcem tvaru vlásenky s nekovalemtní vazbou mezi řetězcem RNA a řetězcem DNA.As further shown in Fig. 1, the reaction product and the use of reverse transcriptase is a double stranded hairpin structure with a non-covalent bond between the RNA strand and the DNA strand.

Produkt reakce s použitím reverzní transkriptázy se odstraní z reakční směsi běžným způsobem. Bylo zjištěno, že je výhodné užít kombinaci extrakce fenolem, chromatografie na Sephadexu S-100 (Pharmacia lne., Uppsala, Švédsko) a srážení ethanolem.The reaction product using reverse transcriptase is removed from the reaction mixture by conventional means. It has been found advantageous to use a combination of phenol extraction, Sephadex S-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 )e možno je 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 32P vysrážením ethanolem.Optionally, after alkaline hydrolysis followed by neutralization, 32 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 nukleosidrifosfátu, značeného v poloze « 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. D. J. Beard, Life Sciences Incorporated, St. Petersburg, Florida, kde se produkuje tento virus ve spolupráci s National Institutes of Health.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, including the use of nucleoside triphosphate labeled in the radioactive phosphorus position, are used. 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. 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 obtain purified DNA from the reaction mixture. As mentioned above, it is preferred 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.The hairpin-like structure can be converted to a conventional double-stranded DNA structure by removing a single loop that connects the two ends of the complementary strands.

K tomuto účelu je možno užít celou řadu enzymů, které jsou schopné hydrolytlcky odštěpit jednoduché řetězce DNA. Vhodným enzymem tohoto použití je SI nukleáza, izolované z Aspergillus cryzae. Tento enzym je možno získat od Miles Research Products, Wlkhart, Indiana. Působením SI nukleázy pa PNA strukturu tvaru vlásenky se ve vy16 sokém výtěžku získá molekula cDNA s odpovídajícím zakončením. Po extrakci chromatografii a svrchu popsaném srážení ethanolem se získá čištěný produkt. Použití reverzní transkriptázy a SI nukleázy při syntéze cDNA s dvojím řetězcem jako struktury, odpovídající mRNA bylo popsáno ve svrchu uvedené publikaci Efstratiadise a dalších.A variety of enzymes that are 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 cryzae. This enzyme is available from Miles Research Products, Wlkhart, Indiana. By treatment with SI nuclease p and the PNA hairpin-like structure, a cDNA molecule with the corresponding ending is obtained in high yield. Extraction by chromatography and ethanol precipitation as described above gave the purified product. 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 Efstratiadis et al., Supra.

Je-li to žádoucí, může být zvýšen podíl molekuly cDNA s odpovídajícími konci použitím DNA-polymerázy I z E. coli za přítomnosti čtyř desoxynukleosidtrifosfátů. 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.If desired, the proportion of the corresponding end-cDNA molecule can be increased using E. coli DNA polymerase I in the presence of four desoxynucleoside triphosphates. 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 fregmentu DNA, který se váže na uvedená zakončení závisí na reakčních možnostech. Sled, který se má na tato zakončení navázat se volí podle zvolené restrikční endonukleázy a volba tohoto enzymu dále závisí na volbě DNA-vektoru, který je určen pro rekombinaci 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 Hind III. Hind III se izoluje z Hemophilus influenzae a čistí se způsobem., popsaným v publikaci Smith H. O., a WilcoxA further step of the method of the invention is to treat the end of the cDNA so obtained in order to obtain sequences which contain sites of appropriate 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 recombined for 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 III can act. Hind III was isolated from Hemophilus influenzae and purified according to the method of Smith H. O. and Wilcox.

K. W., J. Mol. Biol. 51 379 (1970). Obdobný enzym Hae III z Hemophilus aegypticus se čistí způsobem, popsaným v publikaci Middleton J. H., Edgell N. H. a Hutchison III,K. W., J. Mol. Biol. 51, 379 (1970). A similar Hae III enzyme from Hemophilus aegypticus is purified as described by Middleton J. H., Edgell N. H. and Hutchison III.

C. A., J. Virol. 10, 42 (1972J. Enzym z Hemophilus suis, označený Hsu I, katalyzuje specificky hydrolýzou na tomtéž místě jako Hind III. Tyto dva enzymy je tedy pokud jde o funkci, možno zaměnit.C.A., J. Virol. 10, 42 (1972J.) The enzyme from Hemophilus suis, designated Hsu I, catalyzes specifically by hydrolysis at the same site as Hind III.These two enzymes are therefore interchangeable in function.

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 s 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 itak, 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 in which Hind III can act and 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. With 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 occupied 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, katalyzována DNA-ligá227013 zou, čištěnou způsobem, popsaným v publikaci Patent A a další Biochamistry 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 zakončením 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 catalyzed by the DNA ligand 227013 purified according to the method described in Patent A et al. Biochamistry 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 the sites suitable for Hind III restriction endonuclease is cDNA with said strands at each end. When treated with Hind III, this reaction product cleaves at the above sites to form a single 5 5 chain that can complement each other as shown in Figure 1.

4. Tvorba vektoru pro přenos rekombinanty DNA4. Construction of vector for recombinant DNA transfer

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 možno 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 of 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 plasmidového 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. H., Williams B. G., Blechl A. E., Denniston-Thompson, K., Faber Η. E., FurlongIn 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, be multiplied within the host cell, and that the vector contains a genetic determinant to separate those host cells that contain the vector. 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 of Health (NIH). The list of permitted DNA transfer vectors is continually expanded with the discovery of new vectors and subject to approval by the NIH Recombinant DNA Safety Committee, and the invention contemplates the possible use of any DNA of viral or plasmid origin with the necessary capabilities, including those that will only be allowed later. Suitable vectors that are already allowed include a variety of lambda bacteriophage derivatives (Blattner, F. H., Williams B. G., Blechl A. E., Denniston-Thompson, K., Faber, E., Furlong.

L. A., Grunwald D. J., Kiefar D. O., HooreL.A., Grunwald D.J., Kiefar D.O., Hoore

D. D., Schumm, J. W., Sheldon E. L. a Smithies O., Science 19B, 161 /1977/J, a deriváty plasmidů col El, popsané například v publikaci Rodrigeuez R. L., Bolivar S., Goodmen Η. M., Boyer, II. W. a Betlach Μ. N. ICN-UCLA Symposium on Molecular Mechanismus In The Control of Cene Expression, D. F. 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 mPR-313, pBR-315, pBR-316, pBR-317 a pBR-322, které obsahují kromě genu pro resistenci proti tetracyklinu ještě gen pro resistenci proti ampicilinu. Přítomnost genů pro odolnost proti těmto látkám je výhodnou vlastností pro rozeznání buněk, které byly úspěšně infikovány plasmidem, protože kolonie takových buněk porostou i za přítomnosti uvedené látky, kdežto buňky, které plasmid 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.D. D., Schumm, J. W., Sheldon, E. L. and Smithies, O., Science 19B, 161 (1977), and col E1 plasmid derivatives, as described, for example, in Rodrigeuez R. L., Bolivar S., Goodmen. M. Boyer II. W. and Betlach Μ. N. ICN-UCLA Symposium on Molecular Mechanism In The Control of Price Expression, DF Nierlich, WJ Rutter, CF Fox, Eds (Academic Press, NY, 1976), pp. 471-477. Col E1 derived plasmids are relatively small their molecular weight is of the order of several million and has the property that the copy number of plasmid DNA in a single host cell can be increased from the conventional 20 to 40 to 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 a tetracycline resistance gene and plasmids mPR-313, pBR-315, pBR-316, pBR-317 and pBR-322, which contain, in addition to the tetracycline resistance gene, a resistance gene ampicillin. The presence of resistance genes is an advantageous feature for recognizing cells that have been successfully infected with the plasmid, since colonies of such cells will grow in the presence of the substance, whereas cells that do not contain the plasmid will die. In the experiments described above 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 site.

Stejně jako je tomu při volbě plasmidů, je možno volit hostitelskou buňku z poměrně široké škály možností, toto množství však bylo nutno zúžit z bezpečnostních důvodů.As with plasmid selection, the host cell can be selected from a relatively wide range of options, but this has been 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 plasmidů. Plasmid pBR-322 má molekulární hmotnost 2,7 X 106 daltonů (kontrolováno, Bolivar F. Gene, 4, 121 /1978/) a nese gen pro odolnost proti ampicilinu (ApR) a gen pro odolnost proti tetracyklinu (TcR). Nese jediné místo pro působení restrikční endonukleázy Pst I v genu ApR. Nese jediné místo pro působení endonukleázy Hind III, Dal I a Bam HI v oblasti genu TcR. Kromě toho nese plasmid pBR-322 jediné místo 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 AIu I, dvanáct míst pro působení Hae II a sedmnáct míst pro působení Hae III. Podrobný popis těchto míst v plasmidů pBR-322 je uveden na straně 103 první citace. V případě, že dojde ke štěpení plasmidů 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 rekombinantní molekuly při selekci na kolonie, které jsou senzitivní na ampicilin (Aps) a mají I’cR. Obdobně v případě, že se včlení DNA do místa pro působení Hind III, Dal 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 DMA a stanovením molekulové hmotnosti obou produk227013 tů 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 X 10 6 daltons (controlled, Bolivar F. Gene, 4, 121 (1978)) and carries the ampicillin resistance (Ap 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 a single endonuclease site for Hind III, Dal I and Bam HI in the Tc R gene region. In addition, plasmid pBR-322 carries a single Eco RI site, two Hinc II sites, five Eco RII sites, three Bgl I sites, twelve AIu I sites, twelve Hae II sites, and seventeen seats for Hae III. A detailed description of these sites in pBR-322 is given on page 103 of the first reference. When the pBR-322 plasmids are cleaved, 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 incorporated into the Pst I site, recombinant molecules can be found in selection for ampicillin (Ap s ) sensitive colonies having I'c R. Similarly, when DNA is inserted into a Hind III, Dal I or Bam HI 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 removal of the incorporated DMA and determination of the molecular weight of both 227013 products 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-313 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 X 106 daltonů a obsahuje gen pro odolnost proti ampicilinu (ApRJ a gen pro odolnost proti tetracyklinu (TcRJ. Tento plasmid obsahuje jediné místo pro působení restrlkční 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 restrikčních endonukleáz, tato mapa je uvedena na straně 84 svrchu uvedené publikace. Při včlenění cizorodé DNA, do kteréhokoli místa pro působení Hind III, Sal I nebo Bam HI, dochází ke ztrátě TcR. Je tedy možno nalézt rekombinantní molekuly při selekci kmenů s ApR a Tcs. Vektor je možno charakterizovat odolností proti antibiotikům, sledem DNA a molekulární hmotností.Also plasmid pBR-313 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 X 10 6 daltons and contains an ampicillin resistance gene (Ap R J and a tetracycline resistance gene (Tc R J). This plasmid contains a single Hind III restriction endonuclease site, Sal I and Bam HI in the region of the Tc R gene. A full analysis of the plasmid pBR-313 was performed and a map of restriction endonuclease sites was constructed as shown on page 84. Incorporating foreign DNA into any Hind III site Sal I or Bam HI results in the loss of Tc R. Thus, recombinant 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 plasmidem, který byl podrobně popsán, je pMB 9. Tento plasmid je možno připravit podle publikace Rodriguez, R. L. a další, tak jak bylo svrchu uvedeno a Bolivar F. a další, Gene 2, 75 (1977). Plasmid pMB 9 má molekulární hmotnost 3,5 X 10® daltonů a obsahuje gen pro odolnost proti tetracyklinu TcR. Má jediné místo pro působení každé z endonukleáz Eco Rl, Hind III, Dal 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 Tc. Vektor s obsahem cizorodé DNA v jednom z těchto míst je možno charakterizovat touto vlastností. Tento vektor je dále možno chrakterizovat analýzou sledu DNA včleněné části, srovnáním molekulární hmotnosti a 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 2, 75 (1977). Plasmid pMB 9 has a molecular weight of 3.5 X 10® Daltons and contains a gene for resistance to tetracycline Tc R. It has a single site for action of each of the EcoRI, Hind III, Dal I, or Bam HI endonucleases. The site of action of the last three endonucleases is found in the Tc R gene. When foreign DNA is inserted into the Hind III, Sal I or Bam HI treatment site, Tc is lost. A vector containing foreign DNA at one of these sites can be characterized by this property. This vector can also be characterized by analyzing the DNA sequence of the inserted portion, comparing the molecular weight, and analyzing the sites for action of endonucleases.

Plasmid pSCIOl byl rovněž podrobně popsán. V publikaci Cohen S. H. a další Proč. Nat. Acad. Sci. USA, 70, 1293 (1973) se popisuje syntéza a vlastnosti tohoto plasmidu. Další vlastnosti plasmidu je možno nalézt v publikacích Cohe, S. N., a další Proč. Nat. Acad. Sci. USA, 70, 3240 (1973), Boyer, J. W. a další, Recombinant Molecules, Beers, R. F. a Basset, E. G., Eds, Raven Press, New York na str. 13 (1977) a Cohen S. N. a další, Recombinant Molecules, na str. 91. Plasmid pSCIOl má molekulární hmotnost 5,8 X X 106 daltonů a obsahuje gen pro odolnost proti tetracyklinu TcR. V oblasti tohoto genu obsahuje jediné místo pro působení každé z endonukleáz Hind III, Sal I a Bam HI. Kromě toho obsahuje jediné místo pro působení Eco Rl, jedno místo pro působení Hpa I, jedno místo pro působení Srna I a čtyři místa pro působení Hinc II. V případě, že tento plasmid 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 rekombinantní molekuly. Vektor s obsahem cizorodé DNA v některém z těchto míst je možno charakterizovat ztrátou odolnosti proti antibiotiku. Vektor je možno dále charakterizovat (a) odstraněním včleněné DNA a stanovením a srovnáním molekulární hmotnosti, (b) sestrojením mapy míst pro působení endonukleáz a (cj stanovením sledu včleněné DNA.Plasmid pSCIO1 has also been described in detail. Cohen SH et al. Nat. Acad. Sci. USA, 70, 1293 (1973) describes the synthesis and properties of this plasmid. Additional plasmid properties can be found in Cohe, SN, and others Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 70, 3240 (1973), Boyer, JW et al., Recombinant Molecules, Beers, RF and Basset, EG, Eds, Raven Press, New York on page 13 (1977) and Cohen SN et al., Recombinant Molecules, et al. The plasmid pSCIO1 has a molecular weight of 5.8 XX10 6 daltons and contains a gene for resistance to tetracycline Tc R. In the region of this gene it contains a single site for action of each of the endonucleases Hind III, Sal I and Bam HI. In addition, it contains a single Eco Rl 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 applies to cleavage at the Sal I or Bam HI site, when the DNA is inserted at any of these sites, can be found in the selection of the recombinant molecule. A vector containing foreign DNA at any of these sites may be characterized by a loss of antibiotic resistance. The vector may be further characterized by (a) removing the inserted DNA and determining and comparing the molecular weight, (b) constructing a map of endonuclease sites and (cj determining the sequence of the inserted DNA).

Fágy pro vektory obsahují například deriváty tágu lambda, který se nazývá Charon, zejména Charon 3A, Charon 4A a Charon 16A. Tyto tágy byly podrobně popsány. Blatner a další ve svrchu uvedené publikaci popisují syntézu a vlastnosti těchto fágů. Tyto tágy byly také zmapovány včetně míst pro působení endonukleáz, jak je uvedeno na straně 161 svrehu uvedené publikace. Genotyp každého tágu je uveden na straně 164 současně s výsledkem štěpení v různých místech. Například při včlenění cizorodé DNA do místa pro působení Eco Rl ve tágu Charon 16A způsobí ztrátu genu lac 5. Růst rekombinančního tágu 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 ze 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 contain derivatives of a lambda tag called Charon, particularly Charon 3A, Charon 4A, and Charon 16A. These tags have been described in detail. Blatner et al., Supra, describe the synthesis and properties of these phages. These tags were also mapped, including endonuclease sites, as shown on page 161 of the abovementioned publication. The genotype of each tag is shown on page 164 together with the result of cleavage at different sites. For example, incorporating foreign DNA into the Eco R1 site of the Charon 16A tag causes loss of the lac 5 gene. Growth of the recombinant tag on lac bacteria results in the formation of colorless colonies. That is, a vector containing foreign DNA at a particular site can be characterized by genetic properties, for example, colorless spots on lac bacteria. The vector can be further characterized by removal of the inserted DNA and determination of the molecular weight of both products from a simultaneous comparison with 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 tágu byly popsány v publikaci Tremeier D. a další, Nátuře 263,AgtWES has been described as well. ΛΒ, a bacteriophage lambda derivative. The synthesis and basic properties of this tag have been described in Tremeier D. et al., Nature 263,

526 (1976). Další vlastnosti tohoto tágu byly popsány v publikaci Leder P., a další, Science, 196, 175 (1977). Genotyp tohoto tágu byl Identifikován v obou publikacích. Druhá z publikací také indentifikuje uložení obou míst pro působení restrikačních endonukleáz Eco Rl a Sst I. Tento fág obsahuje čtyři místa pro působení Bam HI, čímž je možno získat fragmenty v délce 5,4 X X 103, 19,3 X 103, 3,8 X 103 a 11,4 X 103 párů bází. Analýza míst pro působení restrikčních endonukleáz je uvedena na straně526 (1976). Other features of this tag have been described in Leder P., et al., Science, 196, 175 (1977). The genotype of this tag 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 X 10 3 , 19.3 X 10 3 , 3 fragments. , 8 X 10 3 and 11.4 X 10 3 base pairs. The analysis of restriction endonuclease sites is shown on page

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 cyzorodou DNA s místy pro štěpení enzymem Eco Rl do fá227013 gu v místě štěpení enzymem Eco RI. Fágy je možno kolonovat hybridizací in šitu, jak bylo popsáno v publikaci Benton W. D. a Davis R. W., Science, 19S, 189 (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.527 of the aforementioned publication. The lambda B fragment is removed with Eco R1 and digested with Sst I. This can prevent recombination with the lambda B fragment. It is also possible to incorporate the Eco RI digestion DNA into a pha 227013gu site at the Eco R1 cleavage site. Phages can be colonized by in situ hybridization as described by Benton W. D. and Davis R. W., Science, 19S, 189 (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 PR-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 přivádění 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, was developed, and NIH approval was obtained for the use of this strain and using the P2 apparatus as described by Curtiss, III, R., Ann. Roar. Microbiol., 30, 507 (1976). E. coli PR-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 delivery 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 a 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 plas22 mid 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 produced by mixing plasmids with DNA that has been treated with restriction endonuclease and cDNA and appropriately treated 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 plas22 mid 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 gene of choice, 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 neprve působí restrikční endonukleázou zpracuje ještě alkalickou fosfatázou, která je dostupná z několika zdrojů, například Worthington Biochemical Corporation, Freehoid, New Jersey. Alkalická fosfatáza odstraní 5‘-terminální fosfátové skupiny ze zakončení plasmidů po působení endonukleázy a tím zabrání vzájemnému navázání koncových částí plasmidu DNA. V důsledku toho tvorba kruhu závisí na včlenění fragmentu DNA s obsahem S^terminálních fosfátových skupin. Svrchu uvedeným způsobem je možno snížit relativní frekvenci transformace bez rekombinace na méně než 1 až ICH4.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 which is first treated with a restriction endonuclease with an alkaline phosphatase which is available from several sources, for example Worthington Biochemical Corporation, Freehoid, New Jersey. Alkaline phosphatase removes the 5'-terminal phosphate groups from the ends of the plasmids after endonuclease treatment, thereby preventing the terminal portions of the plasmid DNA from binding together. As a result, ring formation depends on the incorporation of a DNA fragment containing S 2 terminal phosphate groups. In the above manner, the relative frequency of transformation without recombination can be reduced to less than 1 to ICH 4 .

Vynález je založen na skutečnosti, že reakce, katalyzovaná DNA-ligázou je provedena mezi 5l-fosfátovou koncovou skupinou DNA a 3‘-hydroxylovými koncovými skupinami DNA. V případě, že se terminální 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 reaction catalyzed by DNA ligase is made between 5 l DNA -phosphates end group and the 3'-hydroxyl end groups of the DNA. If the terminal 5'-phosphate groups are removed, the reaction does not occur. When double-stranded DNA binds, three types of situations can occur as shown in Table I.

Tabulka ITable I

Případ Reakční složky Produkt po použití ligázyCase Reagent Product after use of ligase

I AND 3‘ OH 3 ‘ OH 5* H2O3PO HO 3‘ 5 * H2O3PO HIM 3 ‘ 3‘ 0—P—0 0—P—0 5‘ 3 ‘ 0 — P — 0 0 — P — 0 5 ‘ 5‘ + 2 H2O 3‘ 5 ‘ + 2 H2O 3 ‘ OPO3H2 5‘ OPO3H2 5 ‘ + + II II 3‘ 3 ‘ 5‘ 5 ‘ 3‘ 3 ‘ 5‘ 5 ‘ OH OH H2O3P—O H2O3P — O 0—P—0 0 — P — 0 + + + H2O + H2O OH OH HO HIM OH OH OH OH 5* 5 * 3‘ 3 ‘ 5‘ 5 ‘ 3‘ 3 ‘ Iíl Iíl 3‘ 3 ‘ 5‘ 5 ‘ OH OH HO HIM + + 0 reakce 0 reaction OH OH 5‘ 5 ‘ 3‘ 3 ‘

V tabulce I je DNA s dvojitým řetězcem schematicky znázorněna plnými paralelními čárami, odpovídající 5‘- a 3‘- koncové skupiny jsou označeny hydroxylovým nebo fosfátovým zbytkem podle své povahy. V případě I se nachází 5‘-fosfát na obou 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 of I, 5 fosf-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‘-fosfátové 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‘-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.

Obdobným způsobem byl izolován i cDNA-kód pro krysí růstový hormon, tento produkt byl rekombinován s plasmidem a přenesen do buněk E. coli. Tímto způsobem bylo možno znovu izolovat sled nukleotidů o počtu přibližně 800 nukleotidů po úspěštento sled obsahoval celý kód pro krysí růstový hormon, včetně částí peptidového prekursoru a část 5‘-oblasti, která nebyla přenesena.Similarly, 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 the 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 popsaným způsobem 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 rekombinantní 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 buněkIn general, the above method can be used to isolate and purify any gene from a higher organism, including human genes, and to transmit and multiply these genes in the cells of microorganisms. The novel recombinant 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 be described below in which each step of the method of the invention will be described in detail regarding the isolation, purification and transfer of the rat insulin insulin gene into cells.

E. coli, čímž bude blíže objasněna použitelnost způsobu podle vynálezu. V následujících příkladech jsou také blíže charakterizovány rekombinantní plasmidy, které obsahují část genu pro krysí insulin, genu pro krysí růstový hormon, gen pro lidský insulin a gen pro lidský růstový hormon.E. coli, thereby clarifying the applicability of the method of the invention. The following examples also characterize recombinant plasmids that comprise a portion of the rat insulin gene, the rat growth hormone gene, 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 infúzi Hanksovým roztokem ném pomnožení v buňkách E. coli, přičemž retrográdní ínfúzí vývodem této žlázy. Hanksův 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 natrávení žlázy. Dvě krysí slinivky břišní v 8 ml Hanksově prostředí se uloží do skleněné zkumavky o objemu 30 ml. Všechny skleněné zkumavky byly předem zpracovány pomocí silikonu. K tomu účelu bylo užito přípravku Siliclad, (Clyy-Edams Division, Becton-Dickinson lne., Persippany, New Jersey. Inkubační směs obsahovala 12 miligramů kolagenázy, tj. enzymu, připraveného z Clostridium histolyticum způsobem popsaným v publikaci Handl Y., Mackennan J. D. a Howes E. L., J. Clin. Invest. 32, 1323 (1943], bylo užito typu CLS IV (Torthington Biochemical Corporation, Freehold, New Jersey] a 1 mg inhibitoru trypsinu ze sójových bobů, (Sigma Chemical Company, St. Louis, Missourij. 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 uvolněni buněk Langerhansových ostrůvků, naproti tomu v případě, že je inkubace příliš dlouhá, dochází k rozrušení těchto buněk. Po inkubaci se zkumavka odstreďuje 1 minutu při 200 g. Supernatant se slije a segment se promyje Hanksovým roztokem a postup se 5 X opakuje. Po posledním odstředění se sediment uvede v suspenzi v 15 ml přípravku Ficoll (Pharmacie Chemical Company, Uppsala, Švédsko] o hustotě 1,085. Pak se přidá vrstva přípravku Fixoll 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 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 možno 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 kapalném 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 the Complementary DNA. Purified rat islets of Langerhans is obtainable by infusing the pancreas of anesthetized rats with Hanks' solution to expand in E. coli cells by retrograde infusion through the gland duct. Hanks' solution is a standard salt mixture, known and available 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 digesting the gland. Two rat pancreas in 8 ml Hanks medium are placed in a 30 ml glass tube. All glass tubes were pretreated with silicone. Siliclad (Clyy-Edams Division, Becton-Dickinson Inc., Persippany, New Jersey) was used for this purpose. and Howes EL, J. Clin. Invest. 32, 1323 (1943), used type CLS IV (Torthington 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 continuous shaking at 90 oscillations per minute, and the mixture should be observed at all times to ensure that collagenase digestion is at optimal levels. too short, it does not completely release the islets of Langerhans islets, on the other hand, if the incubation is too long, the cells are disrupted. The supernatant is decanted and the segment is washed with Hanks' solution and the procedure is repeated 5 times. After the final centrifugation, the sediment is suspended in 15 ml of Ficoll (Pharmacie Chemical Company, Uppsala, Sweden) at a density of 1.085, then a 1.080 density Fixoll layer and a 1.0 ml of Ficoll 1.060 layer are added and the tube is centrifuged. As a result, the acine cells remain at the bottom of the tube and the cells form a layer between the two upper layers of the preparation.The islet cell belt still contains ganglion cells, lymphatic cells and connective tissue cells. The cells thus obtained are placed under a microscope under which visible contaminants can be removed manually using a micropipette, then the cells are diluted with Hanks' solution and centrifuged again, and the supernatant is decanted and the sediment is stored in liquid nitrogen,

Buňky ostrůvků z 200 krys se společně homogenizují v 4 N guanidiniumthiokyanátu (přípravek Tridom, Fluka AB Chemische Fabrik, Buchs, Švýcarsko) s obsahem 1 M (3-merkaptoethanolu a pufru, který udržuje pH 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 ADTA a roztok se odstřeďuje 18 hodin při 37 000 otáčkách za minutu v SWIslet cells from 200 rats are co-homogenized in 4 N guanidinium thiocyanate (Tridom, Fluka AB Chemische Fabrik, Buchs, Switzerland) containing 1 M (3-mercaptoethanol and buffer which maintains a pH of 5.0 at 4 ° C). The homogenate is layered on 1,2 ml of 5.7 M cesium chloride solution containing 100 mM ADTA and the solution is centrifuged at 37,000 rpm for 18 hours.

50,1 rotoru ultraodstředivky při teplotě 15 stupňů Celsia. (Beckman Ultracentrifuge Instrument Company, Fullerton, California.) Při odstředění se RNA dostává na dno zkumavky.50.1 rotor of an ultra-centrifuge at a temperature of 15 degrees Celsius. (Beckman Ultracentrifuge Instrument Company, 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 LederRNA with polyadenylate groups is isolated by chromatography of all RNA on oligo- (dT) -cellulose as described in Aviv H., and Leder, supra.

F.F.

Reverzní transkriptáza z viru ptačí mycloblastózy (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 tris-pufru s kyselinou chlorovodíkovou o pH 8,3 s obsahem 9 mM MgClz, 30 mM NaCl, 20 mM β-merkaptoethanolu, 1 mM každého z 3 neradioaktivních desoxyribonukleosidtrifosfátů, 250 čtvrtého desoxynukleosidtrifosfátu, značeného v poloze a radioaktivním fosforem se specifickou aktivitou 50 až 200 curie v 1 molu, 20 /zg/ml oligo-dTi2-i8 (Collaborative Research, Waltham, Massachusetts), 100 μ%! /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 chromatografuje na sloupci o rozměrech 0,3 X 10 centimetrů 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 0,0 do koncentrace 0,25 M. Sraženina se oddělí odstředěním, sediment se rozpustí v 50 μ\ čerstvě připraveného 0,1 N 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 (Hustman Kodat Corporation, 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. Příklad 2Reverse transcriptase from avian mycloblastosis 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 performed in 50 mM hydrochloric acid tris buffer, pH 8.3 containing 9 mM MgCl 2, 30 mM NaCl, 20 mM β-mercaptoethanol, 1 mM each of 3 nonradioactive desoxyribonucleoside triphosphates, 250 fourth labeled and radioactive labeled desoxynucleoside triphosphates. phosphorus with a specific activity of 50 to 200 curie per mole, 20 µg / ml oligo-dTi 2 -18 (Collaborative Research, Waltham, Massachusetts), 100 µ%! / ml polyadenylated RNA and 200 units / ml reverse transcriptase. The mixture was incubated for 15 minutes at 45 ° 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, then the aqueous phase is chromatographed on a 0.3 X 10 centimeter column containing Sephadex G-100 in 10 mM Tris buffer. hydrochloric acid pH 9.0 containing 100 mM NaCl and 2 mM EDTA. The nucleic acid is precipitated with ethanol after addition of ammonium acetate at pH 0.0 to a concentration of 0.25 M. The precipitate is collected by centrifugation, the sediment is dissolved in 50 μl of freshly prepared 0.1 N sodium hydroxide solution and incubated at 70 ° C for 20 minutes for RNA hydrolysis. The mixture was then neutralized by addition of 1 M sodium acetate at pH 4.5 and 32 P-cDNA was precipitated with ethanol and redissolved in water. Single chain cDNA fractions were analyzed on polyacrylamide gel as described by 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 (Hustman Kodat Corporation, 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. Example 2

V tomto příkladu bude popsána syntéza a vlastnosti cDNA s dvojitým řetězcem a s obsahem sledu krysího insulinu, tak jak byl svrchu popsán. Na cDNA s jednoduchým řetězcem a 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 MgClz, 10 mM dithiothreitolu, 50 mM každého ze tří neznačených desoxyribonukleosid-trifosfátů, 1 mM nukleosidtrifosfátu značeného v poloze « 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 heterodiaporézní pás o délce 450 nukleotidů, srovnáním se standardními vzorky. Rozdíly reakčních produktů DNA z příkladu 1 a příkladu 2 byly pak nezávisle na sobě netráveny přebytkem restrikční endonukleázy Hae III a analyzovány elektroforézou na gelu. Oba produkty byly uvedenou endonukleázou rozštěpeny, takže při elektroforéze na gelu bylo možno pozorovat dva radioaktivní pásy. Pás, který vznikl štěpením cDNA se dvěma řetězci měl přibližně produkty této délky jako pás, který vznikl v důsledku štěpení cDNA s jediným řetězcem.In this example, the synthesis and properties of the double-stranded cDNA containing the sequence of rat insulin as described above will be described. The single strand cDNA and Example 1 were 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 desoxyribonucleoside triphosphates, 1 mM radio-phosphorus labeled nucleoside triphosphate at a specific activity of 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 heterodiaporous band of 450 nucleotides was detected by comparison with standard samples. The differences in the DNA reaction products of Example 1 and Example 2 were then independently digested with excess Hae III restriction endonuclease and analyzed by gel electrophoresis. Both products were cleaved by said endonuclease so that two radioactive bands were observed during gel electrophoresis. The band resulting from the cleavage of the double stranded cDNA had approximately the products of this length as the band that resulted from 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 a Langerhansových ostrůvků, tak jak byla popsána v příkladu 2. Reakční produkt z příkladu 2 s dvojitým řetězcem v koncentraci 2 až 5 jUg/ml se uvede v reakci s 30 jednotkami Sl nukleázy s aktivitou 1200 jednotek/ml (miles Laboratories, Elkhart, Indiana) v 0,03 M octanu sodném při pHIn this example, the binding of decanucleotide chains after Hind III treatment to double-stranded rat and cDNA islets as described in Example 2. The reaction product of Example 2, double-stranded at a concentration of 2-5 µg / ml is reported in reaction with 30 units of S1 nuclease with activity of 1200 units / ml (miles Laboratories, Elkhart, Indiana) in 0.03 M sodium acetate at pH

4,6 až 0,3 M chloridu sodného a 4,5 mM chloridu zinečnatého při teplotě 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 tris-pufr do koncentrace 0,1 M, EDTA do koncentrace 25 mM a tRNA z E. coli, připravená způsobem podle publikace Ehrenstein G., Methods in Enzycology, S. P. Colowick a N. O. Kaplan, Eds., sv. 12A, str. 588 (1967J do množství 40 (Wg/ml. Reakční směs se extrahuje fenolem, chromatografuje se na přípravku4.6 to 0.3 M sodium chloride and 4.5 mM zinc chloride at 22 ° C for 30 minutes, then the mixture is further incubated for 15 minutes at 10 ° C. The reaction was constructed by adding tris-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 Enzycology, SP Colowick and NO Kaplan, Eds. , St. 12A, p. 588 (1967J to 40 (Wg / ml). The reaction mixture is extracted with phenol, chromatographed on

Sephadex G-100 a značné 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 Scheller R. H., Dickerson R. E., Boyer 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 hořečnatého, 1 mM ATP, 10 mM dithiothreitolu, 3 mM dekameru 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 °C na 5 minut k inaktivaci ligázy. Přidá se chlorid draselný do koncentrace 50 mmolů, β-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 England Bio]-Labs, Beverly, Masschusetts). 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. Příklad 4Sephadex G-100 and substantial 32 P-cDNA are precipitated 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 Scheller RH, Dickerson RE, Boyer HW, Riggs AD, and Itakura K., Science 196, 177 (1977). The binding of Hind III decamers to cDNA is carried out 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 decamer 500 cpm / pmol and T4 DNA ligase at about 500 units / ml for 1 hour. The reaction mixture is then heated to 65 ° C for 5 minutes to inactivate the ligase. Potassium chloride was added to a concentration of 50 mmol, β-mercaptoethanol to a concentration of 1 mM and EDTA to a concentration of 0.1 mM, and the mixture was digested with 150 units / ml Hsu I or Hind III endonuclease for 2 hours at 37 ° C. Hind III and Hae III endonucleases are commercially available (New England Bio] Labs, Beverly, Masschusetts). The reaction product was analyzed by gel electrophoresis in the same manner as in Example 1, which showed a peak corresponding to a sequence of approximately 450 nucleotides and, in addition, fragments of the Hind III digested decamers. Example 4

V tomto příkladu bude popsána tvorba rekombinanty plasmidu a popis vlastností této rekombinanty po pomnožení. Odštěpí se plasmid pMB 9 DNA, připravený způsobem podle publikace Rodriguez R. L., Bolivar F., Goodman Η. M., Boyer H. W. a Betlach M., v ICN-UCLA, Symposium on Moiecular and Cellular Biology, D. P. Wierlich, W. J. Rutter a C. F. Fox, Eds., (Academie Press, New York 1976} str. 471 až 477, v místě působení enzymu Hind III, přičemž se užije endonukleázy Hsu I, načež se směs podrobí alkalické fosfatázy typu BAPF (Worthington Biochemical Corporation, Freehold, 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 kyselinou chlorovodíkovou o pH 8 po dobu 30 minut při teplotě 65 °C a pak se extrahuje fenolem k odstranění fosfatázy. Po vysráženi 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 hořečnatého, 10 mM 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 recombinant after propagation will be described. The plasmid pMB 9 DNA was prepared according to the method of Rodriguez R. L., Bolivar F., Goodman. M., Boyer HW and Betlach M., in ICN-UCLA, Symposium on Moecular and Cellular Biology, DP Wierlich, WJ Rutter, and CF Fox, Eds., (Academic Press, New York 1976), pp. 471-477, at treatment with Hind III using Hsu I endonuclease followed by BAPF-type alkaline phosphatase (Worthington Biochemical Corporation, Freehold, New Jersey) The enzyme is present in the reaction mixture at 0.1 unit / microgram DNA, Incubate in 25 mM Tris buffer with pH 8 hydrochloric acid for 30 minutes at 65 ° C and then extract with phenol to remove phosphatase, and after ethanol precipitation, the plasmid DNA thus obtained is added to cDNA containing Hind III ends at a molar ratio. 3 mole of plasmid per mole of cDNA, incubated in 66 mM Tris buffer at pH 7.6, the mixture further containing 6.6 mM magnesium chloride, 10 mM dithiothreitol and 1 mM ATP for one hour at 14 ° C. C for present 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 do hustoty 2X 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 ,ug/ml kyseliny diaminopimelové a 40 (Ug/ml thyminu při teplotě 37 °C. Buňky byly izolovány odstředěním 5 minut při 5000 g a při 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 μ\ uvedené buněčné suspenze a 50 /.il rekombinanty DNA o koncentraci 1 jug/ml. Směs se inkubuje při 0 °C 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: 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 at 5 ° C. 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, then centrifuged and resuspended in 0.5 ml of the same buffer, transformed by mixing 100 .mu.l of the cell suspension and 50 .mu.l. DNA recombinants at a concentration of 1 µg / ml 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 ^g/ml, zvolená rekombinanta, označená pAU-1 se izoluje a surový plasmid s 2 až 5 /zg DNA, izolované z pAU-1 se natráví přebytkem endonukleázy Hsu I. Pak se přidá sodná sůl EDTA do koncentrace 10 mM a 10% sacharózy (hmot. %/ob'jemová %) a směs se dělí na 8% polyakrylamidovém gelu. DNA má přibližně 410 párových bází. V obdobném pokuse bylo užito jako vektoru plasmidu pBR322. Všechny podmínky odpovídaly svrchu uvedeným podmínkám s tím rozdílem, že konečná selekce rekombinantních klonů byla prováděna na plotnách, které obsahovaly ampicilin v koncentraci 20 ^zg/ml. Příklad 5Study of recombinant plasmids is performed at a tetracycline concentration of 5 µg / ml, the selected recombinant, designated pAU-1, is isolated and the crude plasmid with 2-5 µg of DNA isolated from pAU-1 is digested with excess Hsu I endonuclease. EDTA salt to a concentration of 10 mM and 10% sucrose (w / v%) and the mixture is separated on an 8% polyacrylamide gel. The DNA has approximately 410 base pairs. In a similar experiment, plasmid pBR322 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 µg / ml. Example 5

DNA z pAU-1 z příkladu 4 se dále čistí elelktroforézou 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!-zakončení 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 výsled227013 cích obdobných pokusů, které byly provedeny při použití cDNA a vektorů, odvozených od col El, například pMB 9 a pBR322. 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 některé 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 čárou.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 polynucleotide kinase enzyme under the conditions described in Maxama and Gilbert, supra. The enzyme catalyzes the activity of the above-mentioned group of radioactive phosphate to 5% . - DNA termination. 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 on the result of 227013 similar experiments using cDNA and col E1 derived vectors, for example pMB 9 and pBR322. Regarding the 5'-terminus sequence remains undetermined length of about 50 to 120 nucleotides and poly-dA segment at the 3! -the ending has different length. This sequence is the most detailed information available so far, it goes without saying that in the course of future experiments some minor 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.

Příklad 7Example 7

V tomto příkladu bude popsána izolace a čištění DNA s úplným sledem genu pro krysí růstový hormon spolu se syntézou vektoru, který rovněž úplnou strukuru tohoto genu obsahuje a spolu s modifikací kmene mikroorganismu tak, aby tento mikroorganismus obsahoval gen krysího růstového hormonu jako součást svého genetického systému.This example will describe the isolation and purification of DNA with the full-length rat growth hormone gene, along with the synthesis of a vector that also contains the full-length structure of the gene and a modification of the microorganism strain to contain the rat growth hormone gene as part of its genetic system .

V případě, že jde o geny odlišného původu než lidského, nepožaduje se podle závazných bezpečnostních opatření izolace cDNA s tak vysoikou čistotou jako u lidského cDNA. Z tohoto důvodu bylo možné izolovat cDNA s obsahem úplné struktury genu krysího růstového hormonu elektroforetickou izolací DNA očekávané dálky, tj. přibližně 800 párových bází, což je známá délka aminokyselinového řetězce krysího růstového hormonu. Zdrojem. mRNA pro krysí růstový hormon byla kultura buněk krysí hypofýzy a po subklon buněčné linie GH-1 (ATCC), jak bylo popsáno v publikaci Tashjian A. H., a další Endocrinólogy 82, 342 (1968), V těchto buňkách při pěstování za normálních podmínek je růstový hormon a jeho mRNA obsažena pouze v množství 1 až 3 % celkového množství poly-A-RNA. Bylo však možno zvýšit podíl žádané mRNA a energickým působením hormonu štítné žlázy a glukokortikoidů. RNA byla získána z 5 X 108 buněk v suspenzi kultury a produkce růstového hormonu byla indukována přidáním 1 mM dexamethazonu a 10 nM 1-trijodthryoninu do živného prostředí čtyři dny před izolací buněk. Z frakce cytoplasmatické membrány byla izolována polyadenylovaná RNA, například způsobem podle publikace MartialIn the case of genes of non-human origin, cDNA isolation of the same high purity as human cDNA is not required by mandatory safety measures. For this reason, it was possible to isolate cDNAs containing the complete structure of the rat growth hormone gene by electrophoretic isolation of DNA of the expected distance, i.e., about 800 base pairs, a known length of the amino acid chain of the rat growth hormone. Source. Rat growth hormone mRNA was a culture of rat pituitary cells and a subclone of the GH-1 cell line (ATCC) as described by Tashjian AH, and other Endocrinologs 82, 342 (1968). hormone and its mRNA contained only in an amount of 1 to 3% of the total amount of poly-A-RNA. However, it was possible to increase the proportion of the desired mRNA and the vigorous action of the thyroid hormone and glucocorticoids. RNA was obtained from 5X10 8 cells in culture suspension and growth hormone production was induced by adding 1 mM dexamethasone and 10 nM 1-triiodotryonine to the culture medium four days prior to cell isolation. Polyadenylated RNA was isolated from the cytoplasmic membrane fraction, for example according to the method of Martial

J. A., Baxter, J. D., Goodman Η. M. a Seeburg P.JA, Baxter, JD, Goodman Η. M. and Seeburg P.

H., Proč. Nat. Acad. Sci. USA 74, 1816 (1977) a Baneroft F. C., Wu G a Zuhay C., Proč. Nat. Acad. Sci. USA 70, 3646 (1973). Takto získaná mRNA byla dále čištěna a její struktura byla přenesena do cDNA s dvojitým řetězcem způsobem, popsaným v příkladě 1, 2 a 3. Pa frakcinaci elektroforézou na gelu bylo možno prokázat slabý, avšak zřetelný pás, odpovídající DNA o délce 800 bází.H., Why. Nat. Acad. Sci. USA 74, 1816 (1977) and Baneroft F. C., Wu G and Zuhay C., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 70, 3646 (1973). The mRNA thus obtained was further purified and its structure transferred to double stranded cDNA as described in Examples 1, 2 and 3. A weak but distinct band corresponding to 800 bases DNA was detected by gel electrophoresis.

Takto získaná cDNA se strukturou, přenesenou z uvedená mRNA byla štěpena endonukleázou ITha I, čímž byly získány dva větší fragmenty DNA po dělení elektroforézou, přičemž tyto fragmenty obsahovaly přibližně v případě fragmentu A 320 nukleotidů a v případě fragmentu B 240 nukleotidů. Sled nukleotidů a jeho analýza pro fragmenty A a B byla popsána v příkladu 5 a prokázala, že tyto fragmenty jsou ve skutečnosti částmi kódovací oblasti pro krysí růstový hormon, jak je možno posoudit ze sledu aminokyselin a ve srovnání se sledy jiných známých růstových hormonů, které byly popsány například v publikacích Wellis M. a Davies R. V. N., Crowth Hormone And Related Peptides (Eds., Copecila, A. a Muller E., e.j, str. 1 až 14 (Elsevier, New York, 1976) a Dayhoff M. O., Atlas of Protein Sequence and Structure, 5, sv. 2, str. 120 až 121 (National Biomedical Research Foundation, Washington, D. C., (1976). V případě, že elektroforeticky izolovaná cDNA s dvojitým řetězcem a s 800 párovanými bázemi byla podrobena působení endonukleázy Hha I, byly hlavními produkty tohoto štěpení dva fragmenty, které svou délkou odpovídaly délce fragmentů A a B.The cDNA thus obtained from the mRNA was digested with ITha I to obtain two larger DNA fragments after electrophoresis, containing approximately 320 nucleotides for fragment A and 240 nucleotides for fragment B, respectively. The nucleotide sequence and its analysis for fragments A and B were described in Example 5 and showed that these fragments are in fact part of the coding region for rat growth hormone, as judged by the amino acid sequence and compared to the sequences of other known growth hormones that have been described, for example, by Wellis M. and Davies RVN, Crowth Hormone and Related Peptides (Eds., Copecila, A. and Muller E., ej, pp. 1-14 (Elsevier, New York, 1976) and Dayhoff MO, Atlas of Protein Sequence and Structure, 5, Vol 2, pp 120-121 (National Biomedical Research Foundation, Washington, DC, (1976)) When double stranded and 800 base pair electrophoretically isolated cDNA was treated with Hha endonuclease I, the main products of this cleavage were two fragments, the length of which corresponded to the lengths of fragments A and B.

Protože tento produkt s přibližně 800 párovými bázemi nebyl čištěn tak, aby mohl být přímo podroben působení restrikční endonukleázy, bylo nezbytné působit na DNA tak, aby bylo možno odstranit nepárové zakončení. Prakticky to bylo provedeno tak, že odstranění nepárových konců bylo prováděno před elektroforézou v roztoku 25 μΐ 60 mM tris-pufru s kyselinou chlorovodíkovou o pH 7,5 s 8 mM chloridu hořečnatého, 10 mM ;3-merkaptoethanolu, 1 mM ATP a 200 μΜ každé ze zásad dATP, dTTP, dGTP a dCTP. Směs byla inkubována s jednou jednotkou DNA polymerázy I s E. coli při teplotě 10 °C po dobu 10 minut, v důsledku tohoto působení bylo možno exonukleolyticky odstranit 3‘-zakončení a vyplnit 5‘-zakončení. DNA polymeráza I se běžně dodává (Boehringer-Mannheim Biochemicals, Indianapolis, Indiana).Since this approximately 800 base pair product was not purified to be directly exposed to restriction endonuclease, it was necessary to treat the DNA to remove the unpaired end. Practically this was done by removing the unpaired ends before electrophoresis in a solution of 25 μΐ 60 mM hydrochloric acid tris buffer pH 7.5 with 8 mM magnesium chloride, 10 mM; 3-mercaptoethanol, 1 mM ATP and 200 μΜ. each of the dATP, dTTP, dGTP, and dCTP policies. The mixture was incubated with one unit of E. coli DNA polymerase I at 10 ° C for 10 minutes, as a result of which the 3‘-end was exonucleolytically removed and the 5‘-end was filled in. DNA polymerase I is commercially available (Boehringer-Mannheim Biochemicals, Indianapolis, Indiana).

cDNA krysího růstového hormonu s přibližně 800 párovými bázemi byla dále zpracovávána působením chemicky syntetizovaného Hind III s navázaným řetězcem, jak bylo popsáno v příkladu 3. Plasmid pBR-322, který obsahuje gen pro odolnost proti ampicilinu a jediné místo pro působení enzymu Hind III, umístěné uprostřed genů pro odolnost proti tetracyklinu se nejprve zpracovává působením endonukleázy Hind III a alkalické fosfatázy, jak bylo popsáno v příkladu 4. Takto zpracovaný plasmid se pak naváže na cDNA krysího růstového hormonu s 800 párovými bázemi pomocí DNA Πgázy způsobem, popsaným v příkladu 3. Tato reakce se užívá k přeměně suspenze bu227013 něk E. coli X-1776, která se zpracovává způsobem, popsaným v příkladu 3. Kolonie s obsahem rekombinanty se odliší růstem na plotnách s obsahem ampicilinu a neschopností růstu na plotnách s obsahem 20 jUg/ml tetracyklinu. Bylo získáno 10 kolonií, z nichž všechny obsahovaly plasmid s 800 párovanými bázemi, tak jak byl uvolněn po štěpení enzymem Hind III.The rat growth hormone cDNA of approximately 800 base pairs was further processed with the chemically synthesized Hind III chain-linked Hind III as described in Example 3. Plasmid pBR-322, which contains the ampicillin resistance gene and a single Hind III site, located in the middle of the tetracycline resistance genes, it is first treated with Hind III endonuclease and alkaline phosphatase as described in Example 4. The treated plasmid is then ligated to 800 bp rat growth hormone cDNA by DNA βase in the manner described in Example 3. This The reaction was used to convert a suspension of bu227013 into some E. coli X-1776, which was processed as described in Example 3. Recombinant colonies were distinguished by growth on ampicillin-containing plates and inability to grow on plates containing 20 µg / ml tetracycline. 10 colonies were obtained, all of which contained a plasmid with 800 base pairs, as released after digestion with Hind III.

DNA pro krysí růstový hormon s 800 párovými bázemi byla izolována v preparativním množství z klonu pRGI-I-1 (klon, obsahující rekombinantu pro růstový hormon) a byl stanoven sled nukleotidů způsobem popsaným v příkladu 5. V tomto případě sled nukleotidů obsahoval částí 5‘-nepřenesené oblasti krysího růstového hormonu a minoto sled 26 aminokyselin, který se vyskytuje v bílkovině, která je prekursorem růstového hormonu před jeho sekrecí. Sled mRNA, který je možno odvodit ze sledu uTa vedeného genu je znázorněn v tabulce 2. Tento sled je v dobré shodě s předpokládaným výsledkem aminokyselin s výjimkou polohy 1 a 8. Jako podkladu bylo užito sledu aminokyselin v krysím růstovém hormonu, tak jak byl popsán ve svrchu uvedené publikaci Wallise a Dávíce, tento sled obsahuje zbytky 1 až 43, 65 až 69, 108 až 113, 133 až 143 a 150 až 190.The 800 bp rat growth hormone DNA was isolated in preparative amount from clone pRGI-I-1 (a clone containing growth hormone recombinant) and the nucleotide sequence was determined as described in Example 5. In this case, the nucleotide sequence contained a 5 'portion non-transferred regions of rat growth hormone and, in addition, a sequence of 26 amino acids that occurs in a protein that is a precursor of growth hormone prior to its secretion. The sequence of mRNA that can be derived from the uTa leader gene sequence is shown in Table 2. This sequence is in good agreement with the predicted amino acid result except for positions 1 and 8. The amino acid sequence in rat growth hormone as described was used as a basis in Wallis and David, supra, the sequence comprises residues 1 to 43, 65 to 69, 108 to 113, 133 to 143 and 150 to 190.

V tabulce 2 je znázorněn sled nukleotidů v jednom z řetězců DNA, přičemž tento řetězec obsahuje úplný kód pro prysí růstový hormon. Jsou znázorněny i odpovídající aminokyseliny a jejich poloha, vzhledem k zakončení, na němž se nachází volná aminoskupina. Aminokyseliny se záporným číslem jsou aminokyseliny, které náleží ke sledu prekursoru růstového hormonu. Odpovídající sekvence mRNA je stejná, až na to, že v mRNA je T nahrazeno U.Table 2 shows the sequence of nucleotides in one of the DNA strands, which strand contains the complete code for the growth hormone. Corresponding amino acids and their position relative to the terminal at which the free amino group is located are also shown. Negative number amino acids are amino acids that belong to the growth hormone precursor sequence. The corresponding mRNA sequence is the same except that in mRNA, T is replaced by U.

bulka 1bulka 1

-GTGGACAGATCACTGAGTGGCG -GTGGACAGATCACTGAGTGGCG -26 Met ATG -26 Met ATG Trp TGC Trp TGC Leu CTC Leu CTC Leu ;CTG Leu CTG Thr ACC Thr ACC Phe TTC Phe TTC Ser AGC Ser AGC Leu CTG Leu CTG Glu GAG Glu GAG Ala GCT Ala GCT Gly GGT Gly GGT Ais GCT Ais GCT 1 Leu TTA 1 Leu TTA Pro CCT For CCT Ais CCC Ais CCC Ala GCT Ala GCT Asn AAT Asn AAT Ala GCT Ala GCT Val GTG Wall GTG Leu CTC Leu CTC Arg CGA Arg CGA Ala CCC Ala CCC Ala GCT Ala GCT Asp GAC Asp GAC Thr ACC Thr ACC Tyr TAC Tyr TRAY Lys AAA Lys AAA Glu GAG Glu GAG Phe TTC Phe TTC 40 Gly Gin GGA CAG 40 Gly Gin GGA CAG Arg CCC Arg CCC Tyr TAT Tyr MELT Ser TCC Ser TCC Ile ATT Ile ATT Gin CAG Gin CAG Phe TTC Phe TTC Ser TCA Ser TCA Glu GAG Glu GAG Thr ACC Thr ACC 60 Ile Pro ATG CCA 60 Ile Pro ATG CCA Ais CCC Ais CCC Gin CAG Gin CAG Gin CAG Gin CAG Arg AGA Arg AGA Thr ACT Thr ACT Asp GAC Asp GAC Met ATG Met ATG Glu GAA Glu GAA Leu CTG Leu CTG Ile ATC Ile ATC Gin GAC Gin GAC Ser TCA Ser TCA Trp TGG Trp TGG Leu CTG Leu CTG Gly GGG Gly GGG Ile ATG Ile ATG Phe TTT Phe TTT Thr ACC Thr ACC Asn AAC Asn AAC 100 Ser Leu AGC CTG 100 ALIGN! Ser Leu AGC CTG Met ATG Met ATG Tyr TAT Tyr MELT Glu GAG Glu GAG Lys AAA Lys AAA Leu CTG Leu CTG Lys AAG Lys AAG Asp GAC Asp GAC Leu CTG Leu CTG Met ATG Met ATG Gin CAG Gin CAG Gin CAG Gin CAG Leu CTG Leu CTG Glu GAA Glu GAA Asp GAG Asp GAG Gly GGC Gly GGC

Ais Ais Ala Ala Asp Asp Ser Ser Gin Gin Thr Thr Pro For GCT GCT GCA GCA GAC GAC T.CT T.CT CAG CAG ACT ACT CCC CCC Leu Leu Cys Cys Leu Leu Leu Leu Trp Trp Pro For Gin Gin CTG CTG TGC TGC CTG CTG CTG CTG TGG TGG CCT CCT CAA CAA Met Met Pro For Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Leu Phe Phe ATG ATG 'CCC 'CCC TTG TTG TCC TCC AGT AGT GUG GUG TTT TTT

Gin CAG Gin CAG His CAC His CAC Leu CTG Leu CTG His CAC His CAC Gin CAG Gin CAG Leu CTG Leu CTG Ala GCT Ala GCT Glu CAG Glu CAG Arg CGT Arg CGT Ala GCG Ala GCG Tyr TAC Tyr TRAY Ile ATT Ile ATT Pro CCC For CCC Glu GAG Glu GAG Asn AAT Asn AAT Ais CCC Ais CCC Gin CAG Gin CAG Ala GCT Ala GCT Ala GCT Ala GCT Phe TTC Phe TTC Cys TCC Cys TCC Pro CCC For CCC Thr ACC Thr ACC Gly GGC Gly GGC Lys AAG Lys AAG Glu GAG Glu GAG Glu GAG Glu GAG Ala CCC Ala CCC

Leu Leu Leu Leu Arg Arg Phe Phe Ser Ser Leu Leu Leu Leu TTG TTG CTT CTT CGC CGC TTC TTC TCG TCG CTG CTG CTG CTG Pro For Val Wall Gin Gin Phe Phe Leu Leu Ser Ser Arg Arg CCC CCC GTC GTC CAC CAC TTT TTT CTC CTC AGC AGC ACG ACG Phe Phe Gly Gly Thr Thr Ser Ser Asp Asp Arg Arg Val Wall TTT TTT GGT GGT ACC ACC TCG TCG GAC GAC CCC CCC GTC GTC

120120

Glu Glu Glu Glu Gly Gly Ile Ile Gin Gin Ala Ala Leu Leu GAA GAA GAG GAG GGC GGC ATC ATC CAG CAG GCT GCT GTG GTG Ser Ser Pro For Arg Arg Ile Ile Gly Gly Gin Gin Ile Ile AGC AGC CCC CCC CGT CGT ATT ATT GGG GGG CAG CAG ATC ATC

140140

Leu CTC Leu CTC Lys AAG Lys AAG Gin Thr Gin Thr Tyr TAT Tyr MELT Asp GAC Asp GAC Lys AAG Lys AAG Phe TTT Phe TTT Asp GAC Asp GAC Ala GCC Ala GCC Asn Met Asn Met Arg CGC Arg CGC Ser AGC Ser AGC CAA CAA ACC ACC AAC AAC ATG ATG Asp Asp Asp Asp Ala Ala Leu Leu Leu Leu Lys Lys Asn Asn Tyr Tyr 160 Gly Leu 160 Gly Leu Leu Leu Ser Ser Cys Cys Phe Phe GAT GAT GAC GAC GCT GCT CTG CTG CTG CTG AAA AAA AAC AAC TAT MELT GGG GGG CTG CTG CTG CTG TCC TCC TGC TGC TTC TTC

Lys Lys Lys Lys Asp Lys Asp Lys Asp Leu Asp Leu His His Lys Lys Ala Ala Glu Glu Thr Thr Tyr Tyr Leu Leu Arg Arg AAG AAG AAG AAG AAG AAG AAG AAG GAG CTGCAG GAG CTGCAG AAG AAG GCA GCA GAG GAG ACC ACC TAG TAG CTG CTG CGG CGG 180 180 Val Met Val Met Lys Cys Lys Cys Arg Arg Arg Arg Phe Phe Ala Ala Glu Glu Ser Ser Ser Ser Cys Cys Ala Ala Phe Phe GTC ATG GTC ATG AAG TGT AAG TGT CGC CGC CGC CGC TTT TTT GCG GCG GAA GAA ACC ACC ACC ACC TGT TGT GCT GCT TTC TTC

TAG GCACACACTGGTGTCTCTGCGGCACTCCGCCCGTTACCCCCTGTACTCTGGCAACTGCCA CCCCTACATAG GCACACACTGGTGTCTCTGCGGCACTCCGCCCGTTACCCCCTGTACTCTGGCAACTGCCA CCCCTACA

CTTTGTCCTAATAAAATTAATGATGCATCATATC póly (A) —-3‘CTTTGTCCTAATAAAATTAATGATGCATCATATC poles (A) —-3 ‘

Příklad 8Example 8

V tomto příkladu byla popsána izolace a čištění úplného kódu genu lidského růstového hormonu, syntéze rekombinanty plasmidu, který rovněž obsahuje úplnou strukturu genu růstového hormonu a modifikace mikroorganismů tak, aby obsahoval úplnou strukturu genu pro lidský růstový hormon jako část svého genetického systému.This example described the isolation and purification of the full-length code of the human growth hormone gene, the synthesis of the plasmid recombinant, which also contains the full structure of the growth hormone gene, and modification of microorganisms to contain the full structure of the human growth hormone gene as part of its genetic system.

Izolace mRNA lidského růstového hormonu se provádí v podstatě způsobem podle příkladu 7, s tím rozdílem, že biologickým zdrojem materiálu je nádor lidské hypofýzy. Bylo užito 5 benigních nádorů lidské hypofýzy, které byly po chirurgickém odstranění rychle zmrazený v kapalném dusíku, váha nádoru byla 0,4 až 1,5 g po rozmražení byly nádory homogenizovány v 4 M guanidiniumthiokyanátu s obsahem 1 M merkaptoethanolu za přítomnosti pufru o pH 5,0 při teplotě 4 °C. Homogenát byl navrstven naThe isolation of human growth hormone mRNA is carried out essentially as described in Example 7, except that the biological source of the material is a human pituitary tumor. Five benign human pituitary tumors were used, which were rapidly frozen in liquid nitrogen after surgical removal, the tumor weight was 0.4-1.5 g after thawing, the tumors were homogenized in 4 M guanidinium thiocyanate containing 1 M mercaptoethanol in the presence of a buffer of pH 5 At 0 ° C. The homogenate was layered on

1,2 ml 5,7 M chloridu česného s obsahem 100 mM ADTA a odstřeďován 18 hodin při 37 000 otáčkách za minutu v rotoru SW 50.1 ultraodstředivky (Beckman Instrument Company, Fullerton, California] při teplotě 15 °C. RNA se usazuje na dně zkumavky. Další čištění při použití sloupce s obsahem oligo-dTa sacharózy bylo prováděno způsobem, popsaným v příkladech 1, 2 a 3. Přibližně 10% takto izolované RNA obsahovalo kód pro růstový hormon, jak bylo možno prokázat včleněním radioaktivně značeného aminokyselinového prekursoru do materiálu v bezbuněčném systému, získaném s pšeničných klíčků s obsahem látky, působící proti růstovému hormonu, jak bylo popsáno v publikaci Roberts Β. E. a Patterson Β. M., Proč. Nat. Acad. Sci. USA 70, 2330 (1973). Přípravek cDNA pro lidský růstový hormon se provádí způsobem podle příkladu 7 frakcionací elektroforézou na gelu s migrací materiálu do polohy, která odpovídá délce 800 nukleotidů s následnou selekcí pro klonování. Zvolená frakce se zpracovává působením DNA polymerázy I, jak bylo popsáno v příkladu 6, načež se navazují řetězce, které obsahují místa, vhodná pro působení enzymu Hind III. Pak se cDNA podrobí rekombinaci s plasmidem pBR-322, předem zpracovaného alkalickou fosfatázou při použití DNA ligázy. Rekombinantou DNA se pak transformuje E. coli X-1776 a selekcí se izoluje kmen, který obsahuje DNA pro lidský růstový hormon.1.2 ml of 5.7 M cesium chloride containing 100 mM ADTA and centrifuged for 18 hours at 37,000 rpm in a SW 50.1 ultra centrifuge rotor (Beckman Instrument Company, Fullerton, Calif.) At 15 ° C. The RNA settles on the bottom Further purification using an oligo-dTa sucrose column was carried out as described in Examples 1, 2 and 3. Approximately 10% of the RNA thus isolated contained a code for growth hormone as evidenced by incorporating a radiolabeled amino acid precursor into the a cell-free system obtained from wheat germ containing a growth hormone counteractant as described by Roberts, E. and Patterson, M., Proc. Natl Acad. Sci. Human growth hormone cDNA was performed as in Example 7 by gel fractionation by gel electrophoresis with the material migrating to a position corresponding to a length of 800 nuclei The selected fraction was treated with DNA polymerase I as described in Example 6, followed by ligating containing sites suitable for Hind III. The cDNA is then recombined with plasmid pBR-322, pretreated with alkaline phosphatase, using DNA ligase. Recombinant DNA is then transformed with E. coli X-1776 and the strain containing DNA for human growth hormone is isolated by selection.

Kmen, který tuto DNA obsahuje se dále pěstuje, DNA pro lidský růstový hormon se z tohoto kmene izoluje a stanoví se sled nukleotidů. Klonovaná DNA pro lidský růstový hormon obsahuje kód pro úplnou sekvenci aminokyselin v lidském růstovém hormonu. Prvních 23 aminokyselin lidského růstového hormonu vytváří sledThe strain containing this DNA is further grown, the DNA for human growth hormone is isolated from the strain and the nucleotide sequence determined. The cloned DNA for human growth hormone contains the code for the complete amino acid sequence in human growth hormone. The first 23 amino acids of human growth hormone form a sequence

HzN-Phe-Pro-Thr-Ile-Pro-Leu-Ser-Arg-Leu-Phe-Asp20HzN-Phe-Th-Thr-Ile-Th-Leu-Ser-Arg-Leu-Phe-Asp20

-Asn-Ala-Met-Leu-Arg-Ala-His-Arg-Leu-His-Gln-Leu-.-Asn-Ala-Met-Leu-Arg-Ala-His-Arg-Leu-His-Gln-Leu-.

Zbytek tohoto sledu je znázorněn v tabulce 3.The rest of this sequence is shown in Table 3.

V tabulce 3 je znázorněn sled nukleotidů jednoho řetězce DNA lidského růstového hormonu. Číslování odpovídá sledu aminokyselin v lidském růstovém hormonu, číslováno od konce, na němž se nachází volná aminokyselina. Sled DNA odpovídá sledu mRNA pro lidský růstový hormon s tím rozdílem, že v mRNA je T nahrazeno U.Table 3 shows the nucleotide sequence of a single strand of human growth hormone DNA. The numbering corresponds to the amino acid sequence in human growth hormone, numbered from the end at which the free amino acid is located. The DNA sequence corresponds to the human growth hormone mRNA sequence except that T is replaced by U in the mRNA.

3434

Tabulka 2Table 2

5‘—-G 5 ‘—- G Ala Phe GCC TTT Ala Phe GCC TTT Asp Thr GAC ACC Asp Thr GAC ACC Tyr Gin TAC CAS Tyr Gin TAC CAS Glu Phe GAG TTT Glu Phe Gag TTT Glu Glu GAA GAA Glu Glu GAA Ala Tyr GCC TAT Ala Tyr GCC TAT Ile ATC Ile ATC Pro CCA For CCA Lys AAG Lys AAG Glu GAA Glu GAA 40 Gin Lys CAG AAG 40 GIN LYS CAG AAG 43 Tyr Ser TAT TCA 43 Tyr Ser TAT TCA Phe TTC Phe TTC Leu CTG Leu CTG Gin GAG Gin GAG Asn AAC Asn AAC Pro CCC For CCC Gin CAG Gin CAG Thr ACC Thr ACC Ser TCC Ser TCC Leu CTC Leu CTC Cys TGR Cys TGR Phe RRC Phe RRC Ser TCA Ser TCA Glu GAG Glu GAG Ser TCT Ser TCT Ue ATT Ue ATT Pro CCG For CCG 60 Thr Pro ACA CCC 60 Thr Pro ACA CCC Ser TCC Ser TCC Aan AAC Aan AAC Asg AGG Asg AGG Glu CAG Glu CAG Glu GAA Glu GAA Thr ACA Thr ACA Cln GAA Cln GAA Sin CAC Hall CAC Lys AAA Lys AAA Ser TCC Ser TCC Asn AAC Asn AAC Leu CTA Leu CTA Glu GAG Glu GAG Leu CTG Leu CTG Leu ctc Leu ctc Arg CCC Arg CCC Ile ATC Ile ATC Ser TCC Ser TCC 80 Leu Leu CTG CTG 80 Leu Leu CTG CTG Leu CTC Leu CTC Ile ATC Ile ATC Gin CAG Gin CAG Ser TCG Ser TCG Trp TGG Trp TGG Leu CTG Leu CTG Glu CAG Glu CAG Pro CCC For CCC Val GTG Wall GTG Gin GAG Gin GAG Phe TIC Phe TIC Leu CTC Leu CTC Arg AGG Arg AGG Ser AGT Ser AGT Val GTC Wall GTC Phe TTC Phe TTC Ala GCC Ala GCC Asn AAC Asn AAC 100 Asn Leu AAC CTG 100 ALIGN! Asn Leu AAC CTG Val CTG Wall CTG Tyr TAC Tyr TRAY , Gly GGG ., Gly GGG Ala GCC Ala GCC Ser TGT Ser TGT Asp CAC Asp CAC Ser AGC Ser AGC Asn AAC Asn AAC Val GTC Wall GTC Tyr TAT Tyr MELT Asp GAC Asp GAC Leu CTC Leu CTC Leu CTA Leu CTA Lys AAC Lys AAC Asp GAC Asp GAC Leu CTA Leu CTA Glu GAG Glu GAG Glu CAA Glu CAA

120120

Gly GCC Gly GCC Ile ATC Ile ATC Gin CAA Gin CAA Thr ACC Thr ACC Leu CTG Leu CTG Met ATG Met ATG Gly GGG Gly GGG Arg AGG Arg AGG Leu CTG Leu CTG Glu CAA Glu CAA Asp CAC Asp CAC Gly GGC Gly GGC Ser AGC Ser AGC Pro CCC For CCC Arg Arg Thr Thr Gly Gly Gla Gla Ile Ile Phe Phe 140 Lys Gin 140 Lys Gin Thr Thr Tyr Tyr Ser Ser Lys Lys Phe Phe Asp Asp CGG CGG AGT AGT GGG GGG CAG CAG ATG ATG TIC TIC AAG AAG CAG CAG ACC ACC TAC TRAY AGC AGC AAG AAG TIC TIC GAC GAC

160160

Thr ACA Thr ACA Asn AAC Asn AAC Ser TCA Ser TCA His CAC His CAC Asn His AAC GAT Asn His AAC GAT Asp GAC Asp GAC Ala GCA Ala GCA Leu CTA Leu CTA Leu CTC Leu CTC Lys AAG Lys AAG Asn AAC Asn AAC Tyr TAC Tyr TRAY Gly GGG Gly GGG Leu CTG Leu CTG Leu CTG Leu CTG Tyr TAG Tyr TAG Cys TGC Cys TGC Phe Arg TIC AGG Phe Arg TIC AGG Lys AAG Lys AAG Asp GAC Asp GAC Met ATG Met ATG Asp GAC Asp GAC Lye AAC Lye AAC Val GTC Wall GTC Glu GAG Glu GAG Thr ACA Thr ACA Phe TTC Phe TTC Leu CTG Leu CTG Arg CGC Arg CGC Ile ATO Ile AND IT 180 Val Gin CTG CAG 180 Val Gin CTG CAG Cys TGC Cys TGC Arg CGC Arg CGC Ser TCT Ser TCT Val CTG Wall CTG Glu GAG Glu GAG Gly GGG Gly GGG Ser AGC Ser AGC Cys TGT Cys TGT

191191

Gly Phe GGC TTCGly Phe GGC TTC

TAG CTCCCCGTGGCATCCCTGTGACCCCTCCCCAGTGCCTCTCCTGGG — -3‘TAG CTCCCCGTGGCATCCCTGTGACCCCTCCCCAGTGCCTCTCCTGGG - -3 ‘

Příklad laExample 1a

Opakuje se způsob podle příkladu 1, a však koncentrace /3-merkaptoethanolu se mění při homogenizaci buněk ostrůvků. Užité koncentrace /3-rnerkaptoethanolu byly 0,05 M, 0,2 M, 0,6 M a 0,8 M. Při všech použitých koncentracích /3-merkaptoethanolu bylo dosaženo týchž výsledků, to jest degradace mRNA ribonukleázou byla vyloučena,The method of Example 1 is repeated, a however, the β-mercaptoethanol concentration varies when islet cells are homogenized. The concentrations of β-mercaptoethanol used were 0.05 M, 0.2 M, 0.6 M and 0.8 M, respectively.

Příklad lbExample 1b

Opakuje se způsob podle příkladu 1 a la, avšak mění se pH guanidinium thiokyanátu a /3-merkaptoethanolu při. homogenizaci 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 ribonukleázou,The procedure of Examples 1 and 1a is repeated, but the pH of guanidinium thiocyanate and β-mercaptoethanol is changed at. homogenization of islet cells. PH 6.0, 7.0 and 8.0 were used. At all these values, the same results were achieved, that is, it was possible to prevent mRNA degradation by ribonuclease,

Příklad 3aExample 3a

Dekanukleotidy pro vazbu v místě působení Eco RI se naváží na cDNA z příkladu 2 způsobem, popsaným v příkladu 3. Dekamery do místa působení Eco RI se připraví způsobem, popsaným ve svrchu uvedené publikaci Schellerově a dalších a mají sled 5‘-CCGAATTCGG-31. Po vazbě se produkt podrobí působení enzymu Eco RI za týchž reakčních podmínek, jaké byly popsány pro Hsu I nebo Hind III. Enzym Eco RI je možno běžně získat (New England Biolabs). Reakční produkt byl analyzován elektroforézou na gelu stejným způsobem jako v příkladu 1 a bylo možno pozorovat vrchol, odpovídající sledu přibližně 450 nukleotidů, kromě fragmentů odštěpených dekamerů.Eco RI site decanucleotides bind to the cDNA of Example 2 as described in Example 3. Eco RI site decamers are prepared as described in Scheller et al., Supra, and have the sequence 5'-CCGAATTCGG-3 . . After coupling, the product is treated with Eco RI under the same reaction conditions as described for Hsu I or Hind III. Eco RI is commercially available (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 was observed, except for the fragments of the cleaved decamer.

Příklad 4aExample 4a

i) Opakuje se způsob podle příkladu 4 při použití plasmidů pBR322, připraveného podle publikace Bolivar a další, Gene 2, 95, (1977J místo plasmidu pMB 9 DNA.i) The procedure of Example 4 was repeated using plasmids pBR322, prepared according to Bolivar et al., Gene 2, 95, (1977J) instead of plasmid pMB 9 DNA.

Všechny podmínky byly zachovány s výjimkou závěrečné selekce rekombinantních klonů, která se provádí na plotnách s obsahem 20 jug/ml tetracyklinu. Včleněná část se odstraní svrchu popsaným způsobem, čímž se získá DNA se 410 páry bází se sledem;, uvedeným v tabulce 1.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 pBR322 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, které se provádí svrchu uvedeným způsobem, získá se DNA o 410 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 1.ii) The method of Example 4 was repeated using plasmid pBR322 DNA prepared according to Bolivar et al., Gene 2, 75 (1977) instead of plasmid pMB 9 DNA. All conditions are retained except for the final selection of recombinant clones, as described above, to obtain 410 bp DNA with the sequence shown in Table 1.

iii) Opakuje se postup podle příkladu 4 při použití plasmidu pSCIOl DNA, připraveného způsobem podle publikace Cohen a další, Proč. Nat. Acad. Sci. USA, 70, 1293 (1973) místo plasmidu pMB 9 DNA. Všechny podmínky jsou zachovány včetně selekce rekombinantních klonů. Včleněná část se odstraní svrchu uvedeným 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 pSCIO1 DNA prepared by the method of Cohen et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 70, 1293 (1973) instead of plasmid pMB 9 DNA. All conditions are maintained including selection of recombinant clones. The insert is 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 rozdílem, že se užije E. coli RR1 nebo E. coli HB101 místo E. coli X-1776. Všechny podmínky jsou jinak zachovány a bylo dosaženo týchž výsledků.The procedure of Examples 4 and 4a was repeated except that E. coli RR1 or E. coli HB101 was used instead of E. coli X-1776. All conditions are otherwise maintained and the same results have been achieved.

Příklad 4cExample 4c

i) Jako vektor pro přenos se užije Charon 15A DNA, připravený způsobem podle svrchu uvedené Blattoerovy publikace. Zakončení se spojí inkubací při teplotě 42 °C na minut v 0,1 M tris-HCl, pH 8,0 a 10 mM chloridu horečnatého. Vektor se štěpí endonukleázou Eco RI v místě jejího působení a pak se zpracovává působením alkalické fosfatázy jako v příkladu 4. Po vysrážení ethanolem se vektor cDNA, zpracovaný fosfatázou přidá k cDNA s obsahem zakončení po štěpení enzymem Eco RI v molárním 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 («g/'ml 5-chlor-4-brom-3-indolyl-/3-D-gaíaktosidu (X6), izolují se rekombinantní fágy, které obsahují cDNA, včleněnou do místa pro působení Eco RI Charonu 16A a jsou příčinou vzniku bezbarvých plaků. Rekombinanta po selekci se izoluje a podrobí působení přebytku endonukleázy Eco RI a směs se analyzuje způsobem podle příkladu 4 ai) Charon 15A DNA prepared as described in the above-mentioned Blattoer publication is used as the transfer vector. The terminations were combined by incubation at 42 ° C for minutes in 0.1 M tris-HCl, pH 8.0 and 10 mM magnesium chloride. The vector was digested with Eco RI at the site of treatment and then treated with alkaline phosphatase as in Example 4. After ethanol precipitation, the phosphatase treated cDNA vector was added to the cDNA containing the Eco RI digestion at a 2 molar ratio of 2 moles of vector per 1 mol cDNA. The mixture was ligated with T4 DNA ligase as in Example 4. The mixture was directly added to the E. coli X-1776 cell suspension prepared as described in Example 4 and transformed also as described in Example 4. Recombinant phages were isolated and grown to lac Of bacteria on plates containing 80 ( g / ml of 5-chloro-4-bromo-3-indolyl- [beta] -D-galactoside (X6), recombinant phages containing cDNA inserted into the Eco treatment site were isolated RI of Charon 16A and give rise to colorless plaques The recombinant after selection is isolated and treated with an excess of Eco RI endonuclease and the mixture analyzed according to Example 4 and

5. Získá se DNA o 410 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 1. Směs je také možno užít ke tvorbě rekombinantních fágů in 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 198, 180 (1977).5. The 410 bp DNA was obtained with the sequence shown in Table 1. The mixture can also be used to generate recombinant phages in vitro as described by Sternberg N. et al., Gene 1, 255 (1977). Recombinant phage properties can also be demonstrated by in situ hybridization as described by Benton W. D. and Davis R. W., Science 198: 180 (1977).

ii) Charon 3A DNA, připravený způsobem podle svrchu uvedené Blattnerovy publikace se užije jako vektor místo Charonu 16A DNA. Jinak jsou zachovány podmínky, popsané pro Charon 16A DNA.ii) Charon 3A DNA, prepared according to the above Blattner publication, is used as a vector instead of Charon 16A DNA. Otherwise, the conditions described for Charon 16A DNA are retained.

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 restrikční endonukleázy, jak bylo rovněž popsáno ve svrchu uvedené Blattnerově publikaci. Včleněná část se odstraní svrchu uvedeným způsobem, čímž se získá DNA o 410 párech bází se sledemi, uvedeným v tabulce 1.Recombinant phage selection is performed by culturing phage 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 incorporated portion was removed as described above to obtain 410 bp DNA with the sequences shown in Table 1.

iii) gtWES. B 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 rekombinantních fágů se provádí hybridizací podle svrchu uvedené publikace Bentona a Davise. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o 410 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 1.(iii) gtWES. B DNA, prepared as described in Tiemier et al., Is used as a vector instead of Charon 16A. All conditions are otherwise the same as Charon 16A. Selection of recombinant phages is performed by hybridization according to Benton and Davis, supra. The insert is removed to give 410 bp DNA with the sequence shown in Table 1.

Příklad 4dExample 4d

Opakuje se způsob podle příkladu 4c, avšak použije se E. coli RRI, E. coli HB101,The procedure of Example 4c is repeated, but using E. coli RRI, E. coli HB101,

E. coli DP50 nebo E. coli DP50SupF místoAn E. coli DP50 or E. coli DP50SupF site

E. coli X-1776. Všechny podmínky jsou jinak stejné a získají se i stejné výsledky.E. coli X-1776. All conditions are otherwise the same and the same results are obtained.

Příklad 6Example 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 DNA as well as the generation 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, smísené z několika slinivek se homogenizují ve 4 M guanidinium thiokyanátu a obsahem 0,2 M /J-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 Sl 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. Produk 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 dekamerů 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 plasmidů. Včleněná část se odstraní působením Hsu I a analyzuje se podle příkladu 4. t Získá se DNA o 450 nukleotidech. Je možno prokázat klonovaný lidský insulin, který obsahuje nukleotidy, které jsou kódem pro celý sled aminokyselin lidského Insulinu.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 and containing 0.2 M / N-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 then prepared using reverse transcriptase and hydrolyzed cDNA according to Example 1. Double stranded cDNA was prepared according to Example 2 and digested with nuclease S1 according to Example 3. According to the same example, human insulin cDNA was added to the cDNA. allowing binding to the Hind III digestion. The product was treated with Hind III or Hsu I and analyzed as described in Example 3. A peak corresponding to the 450 nucleotide sequence was observed, except for the fragments of the cleaved decamers at the Hind III site. Then, human insulin cDNA containing the Hind III-binding sites were inserted into plasmid pMB9. This procedure was carried out according to Example 4 as well as transformation of E. coli X-1776 and selection of recombinant plasmids. The insert is removed by Hsu I and analyzed as described in Example 4. t A DNA of 450 nucleotides. Cloned human insulin can be detected which contains nucleotides that code for the entire amino acid sequence of human Insulin.

Sled aminokyselin v řetězci A je tento:The amino acid sequence of chain A is as follows:

10 Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys2010 Gly-Ile-Val-Glu-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys

-Ser-Leu-Tyr-Flu-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn.-Ser-Leu-Tyr-Flu-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn.

Aminokyseliny v řetězci B mají následující sled:The amino acids in chain B have the following sequence:

10 Phe-Val-Asn-Glu-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu20Phe-Val-Asn-Glu-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu

-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu30Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu30

-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 6aExample 6a

i) Opakuje se příklad 6 s tím rozdílem, že se užije plasmid pBR322 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.i) Example 6 was repeated except that plasmid pBR322 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 BR313 DNA místo plasmidu pMB 9 DNA. Všechny podmínky jsou totožné * jako v příkladu 4a (iij. 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 BR313 DNA was used instead of plasmid pMB 9 DNA. All conditions are the same as in Example 4a (iij. The insert is removed to give 450 nucleotide DNA with the sequence described in Example 6).

iiij Opakuje se postup z příkladu 6 při použití plasmidu pSCIOl DNA místo plasmidu pMB 9 DNA. Všechny podmínky jsou jinak totožné jako v příkladu 4a(iiij. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.iiij The procedure of Example 6 was repeated using plasmid pSCIO1 DNA instead of plasmid pMB 9 DNA. All conditions are otherwise the same as in Example 4a (iiij. The insertion portion is removed to yield 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 HB101 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 HB101 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 RI podle příkladu 3a.Using the method of Example 6, human insulin cDNA was prepared and treated with chemically synthesized chains bound at the Eco RI site of Example 3a.

ij Včlenění se cDNA lidského insulinu po působení Eco RI do místa působení Eco RI Charonu 16A podle příkladu 4c(i). Izolují se rekombinantní fágy a včleněná část se odstraní podle příkladu 4x(i). Získá se DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.Incorporation of Eco RI treated human insulin cDNA into the Eco RI treatment site of Charon 16A according to Example 4c (i). Recombinant phages were isolated and the incorporated portion removed as in Example 4x (i). DNA of 450 nucleotides was obtained with the sequence described in Example 6.

ii) Včlenění se cDNA lidského insulinu se zakončeními pro vazbu v místě působení Eco RI do vektoru Charonu 3A podle příkladu 4c (ii). Rekombinantní fágy se izolují a analyzují podle příkladu 4c (ii), čímž se získá DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.ii) Incorporation of human insulin cDNA with Eco RI-binding sites into the Charon 3A vector of Example 4c (ii). Recombinant phages were isolated and analyzed according to Example 4c (ii) to obtain 450 nucleotide DNA with the sequence described in Example 6.

iiij Plasmid gtWES. B se užije jako vektor pro přenos cDNA lidského insulinu po zpracování Eco RI způsobem podle příkladu 4c (iiij. Izolují a analyzují se rekombinantní fágy. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o 450 nukleotidech se sledem, popsaným v příkladu 6.iiij Plasmid gtWES. B is used as a vector for the transfer of human insulin cDNA after Eco RI treatment according to Example 4c (iiij). Recombinant phages are isolated and analyzed. The insert is removed to obtain 450 nucleotide DNA with the sequence described in Example 6.

Příklad 6dExample 6d

Opakuje se příklad 6c, užije se E. coli RRI,Example 6c is repeated, using E. coli RRI,

E. coli HB101, E. coli DP50 nebo E. coli DP50SupF místo' E. coli X-1776. Užije se týchž podmínek a získají se tytéž výsledky.E. coli HB101, E. coli DP50 or E. coli DP50SupF instead of E. coli X-1776. The same conditions are used and the same results are obtained.

Příklad 7aExample 7a

i) Opakuje se způsob podle příkladu 7 při použití plasmidu pMB 9 DNA, připraveného způsobem podle svrchu uvedené publikace Rodrigueze a dalších. Všechny podmínky jsou jinak stejné s výjimkou selekce a analýzy, která se provádí způsobem podle příkladu 4. Včleněná část se odstraní a získá se DNA o 800 párech bází se sledem uvedeným v tabulce 2.i) The procedure of Example 7 was repeated using plasmid pMB 9 DNA prepared by the method of Rodrigez et al., supra. All conditions are otherwise the same except for the selection and analysis performed according to the method of Example 4. The insert is removed to obtain 800 base pair DNA with the sequence shown in Table 2.

ii) Opakuje se způsob podle příkladu 7, s tím rozdílem, že se užije plasmidu pSC101 DNA, připraveného podle publikace Cohen a další, Proč. Nati. Acad. Sci. USA 70, 1293 (1973) místo plasmidu pBR322 DNA. Jinak jsou všechny podmínky totožné, včetně selekce a analýzy. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o 800 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 2.ii) The procedure of Example 7 was repeated except that plasmid pSC101 DNA prepared according to Cohen et al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA 70, 1293 (1973) instead of plasmid pBR322 DNA. Otherwise, all conditions are identical, including selection and analysis. The insert is removed to obtain 800 base pair DNA with the sequence shown in Table 2.

iiij Opakuje se postup podle příkladu 7, s tím rozdílem, že se užije plasmid pBR313 DNA, připravený podle publikace Bolivar a další, Gene 2, 75 (1977) místo plasmidu pBR322 DNA. Všechny podmínky včetně konečné selekce jsou totožné. Včleněná část se odstraní, získá se DNA o 800 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 2.iiij The procedure of Example 7 was repeated except that plasmid pBR313 DNA prepared according to Bolivar et al., Gene 2, 75 (1977) was used instead of plasmid pBR322 DNA. All conditions including final selection are identical. The insert is removed to obtain 800 bp DNA with the sequence shown in Table 2.

Příklad 7bExample 7b

Opakují se příklady 7 a 7a, avšak užije se E. coli RRI a E. coli HB101 místo E. coli X-1776. Všechny podmínky jsou totožné a dosáhne se týchž výsledků.Examples 7 and 7a are repeated, but E. coli RRI and E. coli HB101 are used instead of E. coli X-1776. All conditions are identical and the same results are obtained.

Příklad 7cExample 7c

RGH-cDNA, připravená podle příkladu 7 se zpracuje chemicky získanými sledy v místě Eco RI způsobem podle příkladu 3a.The RGH-cDNA prepared according to Example 7 was treated with chemically obtained sequences at the Eco RI site as described in Example 3a.

i) Charon 16A DNA, připravený podle svrchu uvedené Blattnerovy publikace se užije jako vektor. RGH-cDNA po zpracování enzymem Eco RI se včlení do místa působení pro Eco RI v Charonu 16A způsobem podle příkladu 4c(ij. Rekombinantní fágy se izoluji a analyzují podle příkladu 4c(i). Včleněná část se odstraní způsobem podle příkladu 4c(i), čímž se získá DNA o přibližně 800 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 2.i) Charon 16A DNA prepared according to the above Blattner publication is used as a vector. The Eco RI-treated RGH-cDNA was inserted into the Eco RI treatment site at Charon 16A by the method of Example 4c (ij. Recombinant phages were isolated and analyzed according to Example 4c (i). to obtain DNA of approximately 800 base pairs with the sequence shown in Table 2.

ii) Charon 3A DNA, připravený podle svrchu uvedené Blattnerovy publikace se užije jako vektor. RGH-cDNA se po působení ent zymem Eco RI včlení do Charonu 3A, rekombinantní fágy se izolují a analyzují a včleněná část se odstraní podle příkladu 4c (ii).ii) Charon 3A DNA prepared according to the above Blattner publication is used as a vector. RGH-cDNA is treated with Eco RI into Charon 3A, recombinant phages are isolated and analyzed, and the insert is removed according to Example 4c (ii).

, Získá se DNA o 800 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce 2.DNA of 800 base pairs was obtained with the sequence shown in Table 2.

iii) AgtWES. λ B DNA, připravený podle svrchu uvedené Tiemierovy publikace se užije jako vektor. RGH-cDNA po působení Eco RI se včlení do vektoru, rekombinantní fágy se izolují a analyzují a včleněná část se odstraní způsobem podle příkladu 4c(i). Izoluje se DNA o přibližně 800 párech bází se sledem, uvedeným v tabulce II.(iii) AgtWES. The λ B DNA prepared according to the above-mentioned Tiemier publication is used as a vector. Eco RI-treated RGH-cDNA was incorporated into the vector, recombinant phages were isolated and analyzed, and the insert was removed as in Example 4c (i). DNA of approximately 800 base pairs was isolated with the sequence shown in Table II.

Příklad 7dExample 7d

Opakuje se příklad 7c, avšak místo E. coli X-1776 se užije E. coli RRI, E. coli HB101, E. coli DP50 nebo E. coli DO50SupF. Jinak jsou podmínky totožné a získají se také totožné výsledky.Example 7c is repeated, but instead of E. coli X-1776, E. coli RRI, E. coli HB101, E. coli DP50 or E. coli DO50SupF is used. Otherwise, the conditions are identical and identical results are also obtained.

Příklad 8aExample 8a

i) Opakuje se příklad 8 při použití plasmidu pMB 9 DNA připraveného podle svrchu uvedené publikace Rodriguezovy místo plasmidu pBR322. Všechny podmínky jsou jinak totožné s výjimkou konečné selekce a analýzy, která se provádí podle příkladu 4. Včleněná část se izoluje a získá se DNA o 800 párech bází se sledem, popsaným v příkladu 8.i) Example 8 is repeated using plasmid pMB 9 DNA prepared according to the above-mentioned Rodriguez site of plasmid pBR322. All conditions are otherwise identical except for the final selection and analysis according to Example 4. The insert is isolated to obtain 800 bp DNA with the sequence described in Example 8.

iij Opakuje se způsob podle příkladu 8, avšak užije se plasmid pSCIOl DNA, připravený podle publikace Cohen a další, Proč. Nati. Acad. Sci. USA 70, 1293 (1973) místo plasmidu pBR322 DNA. Všechny podmínky byly jinak stejné jako pro plasmid pMB 9. Včleněná část se odstraní, čímž se získá DNA o 800 párech bází se sledem, popsaným v příkladu 8.The procedure of Example 8 was repeated except that the plasmid pSCIO1 DNA prepared according to Cohen et al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA 70, 1293 (1973) instead of plasmid pBR322 DNA. All conditions were otherwise the same as for plasmid pMB 9. The insert was removed to yield 800 bp DNA with the sequence described in Example 8.

iii) Opakuje se způsob podle příkladu 8, při použití plasmidu pBR313 DNA, připraveného způsobem podle publikace Bolivar a další, Gene 2, 75 (1977) místo plasmidu pBR322 DNA. Všechny podmínky jsou jinak totožné. Včleněná část se odstraní svrchu uvedeným způsobem. Získá se DNA o 800 párech bází se sledem, popsaným v příkladuiii) The procedure of Example 8 was repeated using plasmid pBR313 DNA prepared by the method of Bolivar et al., Gene 2, 75 (1977) instead of plasmid pBR322 DNA. All conditions are otherwise identical. The incorporated portion is removed as described above. 800 bp DNA was obtained with the sequence described in the example

8.8.

Příklad 8bExample 8b

Opakuje se způsob podle příkladů 8 a 8a s tím rozdílem, že se užije E. coli RRI nebo E. coli HB101 místo E. coli X-1776. Všechny podmínky jsou jinak totožné a získají se také totožné výsledky.The procedure of Examples 8 and 8a was repeated except that E. coli RRI or E. coli HB101 was used instead of E. coli X-1776. All conditions are otherwise identical and identical results are also obtained.

Příklad 8cExample 8c

HGH-cDNA, připravený podle příkladu 8 se zpracovává působením chemicky syntetizovaných řetězců v místě působení Eco RI podle příkladu 3a.The HGH-cDNA prepared according to Example 8 was treated with the chemically synthesized strands at the Eco RI site of Example 3a.

i) HGH-cDNA po působení Eco RI se včlení do Charonu 16A DNA způsobem podle příkladu 7c(ij. Rekombinantní fágy se izolují a analyzují podle příkladu 7c(i). Včleněná část se odstraní podle příkladu 7c(i), získá se DNA o 800 párech bází se sledem, popsaným v příkladu 8.(i) Eco RI-treated HGH-cDNA was inserted into Charon 16A DNA by the method of Example 7c (ij. Recombinant phages were isolated and analyzed according to Example 7c (i). 800 base pairs with the sequence described in Example 8.

iij HGH-cDNA po působení enzymu EcoThe HGH-cDNA was treated with Eco

RI se včlení do Charonu 3A DNA způsobem popsaným v příkladu 7c (ii). Izolují se rekombinantní fágy a analyzují se a včleněná část se odstraní způsobem podle příkladu 7c(ii]. Získá se DNA o 800 párech bází se sledem, popsaným v příkladu 8.The RI is inserted into Charon 3A DNA as described in Example 7c (ii). Recombinant phages were isolated and analyzed, and the insert was removed as described in Example 7c (ii) to obtain 800 base pair DNA with the sequence described in Example 8.

iii] HGH-cDNA po působení Eco Rl se včlení do λ gtWES. λ B DNA způsobem, popsaným v příkladu 7c(iii). Izolují a analyzují se rekombinantní fágy podle příkladu 7c(iii). Včleněná část se odstraní podle příkladu 7c(iiiJ, čímž se získá DNA o 800 párech bází se sledem, popsaným v příkladu 8.iii] HGH-cDNA treated with Eco R1 was incorporated into λ gtWES. λ B DNA as described in Example 7c (iii). Recombinant phages according to Example 7c (iii) were isolated and analyzed. The insert was removed as in Example 7c (iiiJ) to obtain 800 base pair DNA with the sequence described in Example 8.

Příklad 8dExample 8d

Opakuje se způsob podle příkladu 8c, avšak užije se E. coli RRI, E. coli HB101, E. co-li DP50 nebo E. coli DP50SupF místo F. coli X-1776. Jinak jsou podmínky totožné a totožné jsou také získané výsledky.The method of Example 8c is repeated, but using E. coli RRI, E. coli HB101, E. coli DP50 or E. coli DP50SupF instead of F. coli X-1776. Otherwise, the conditions are identical and the results obtained are identical.

Claims (5)

1. Způsob výroby vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon Itak, že se izolují buňky se obsahem miRNA, která je kódem pro růstový hormon, mRNA se z těchto buněk extrahuje a čistí, načež se z této mRNA syntetizuje cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon a tato cDNA se uvede v reakci s vektorem pro přenos DNA za vzniku vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon, vyznačující se tím, že se extrahuje mRNA z buněk, které obsahují mRNA s kódem pro růstový hormon homogenizací těchto buněk za přítomnosti inhibitoru ribonukleázy s obsahem guanidiniumthiokyanátu a /5-merkaptoethanolu při pH 5,0 až 8,0 k zábraně degradace mRNA ribonukleázou a cDNA se uvádí v reakci s vektorem pro přenos DNA tak, že se nejprve enzymaticky hydrolyzuje vektor pro přenos DNA restrikční endonukleázou ze skupiny Hind III, Hsu I nebo Eco Rl za vzniku vektoru pro přenos DNA s reaktivními zakončeními, schopnými vzájemné vazby nebo vazby s cDNA sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon a pak se enzymaticky spojí uvedený vektor pro přenos DNA s cDNA se sleynAlezu dem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon působením DNA-ligázy za přítomnosti ATP za vzniku vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon.1. A method for producing a DNA transfer vector with a nucleotide sequence coding for growth hormone. By isolating cells containing a miRNA containing the code for growth hormone, the mRNA is extracted and purified from these cells, and synthesized from the mRNA. Growth hormone-coding DNA cDNA, and said cDNA is reacted with a DNA transfer vector to produce a growth hormone-encoding DNA sequence, characterized in that the mRNA is extracted from the cells which contain mRNAs encoding growth hormone by homogenizing these cells in the presence of a ribonuclease inhibitor containing guanidinium thiocyanate and β-mercaptoethanol at pH 5.0 to 8.0 to prevent the degradation of the mRNA by ribonuclease and cDNA is reacted with a DNA transfer vector by first enzymatically hydrolyzing the DNA transfer vector with a restriction endonuclease from the Hind III, Hsu I or Eco R1 group to form a vector for p transfer of DNA with reactive ends capable of binding to each other or cDNA sequence of nucleotides coding for growth hormone and then enzymatically joining said DNA transfer vector with cDNA with sleynAleza dem nucleotides coding for growth hormone by DNA ligase the presence of ATP to produce a DNA transfer vector with a nucleotide sequence that encodes growth hormone. 2. Způsob podle bodu 1 pro výrobu vektoru pro přenos DNA se sledem nukleotidů, který je kódem, pro růstový hormon, vyznačující se tím, že se za prvním stupněm zpracování zařadí ještě další stupeň, v němž se enzymaticky hydrolyzuje jakákoli 5;-fosfátová koncová skupina vektoru pro přenos DNA s reaktivními konci za vzniku předem zpracovaného vektoru pro přenos DNA se zakončeními, která nejsou schopna spojení s cDNA se sledem nukleotidů, který je kódem pro růstový hormon.2. The method of item 1 for producing a DNA transfer vector having a nucleotide sequence coding for growth hormone, characterized in that after the first step of processing a further step is provided in which any 5 is enzymatically hydrolyzed ; a phosphate end-group of a DNA-transferring vector with reactive ends to form a pre-processed DNA-transferring vector with terminations that are incapable of associating with cDNA with a nucleotide sequence coding for growth hormone. 3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že inhibitor ribonukleázy obsahuje 4 N guanidiniumthiokyanáty a 0,05 až 1,0 M /3-merkaptoethanolu.3. The method of claim 1 wherein the ribonuclease inhibitor comprises 4 N guanidinium thiocyanates and 0.05 to 1.0 M / 3-mercaptoethanol. 4. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že inhibitor obsahuje 0,2 M /S-merkaptoethanolu.4. The method of claim 3, wherein the inhibitor comprises 0.2 M / S-mercaptoethanol. 5. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že enzymatická hydrolýza se provádí alkalickou fosfatázou.5. The process according to claim 2, wherein the enzymatic hydrolysis is carried out by alkaline phosphatase.
CS783435A 1977-05-27 1981-02-23 Method of preparing vectors for transferring deoxyribonucleic acid CS227013B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS783435A CS227013B2 (en) 1977-05-27 1981-02-23 Method of preparing vectors for transferring deoxyribonucleic acid

Applications Claiming Priority (5)

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
CS343578A CS227002B2 (en) 1977-05-27 1978-05-26 Method of preparing vectors for transferring deoxyribonuclec acid
CS783435A CS227013B2 (en) 1977-05-27 1981-02-23 Method of preparing vectors for transferring deoxyribonucleic acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS227013B2 true CS227013B2 (en) 1984-04-16

Family

ID=27430102

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS82535A CS227032B2 (en) 1977-05-27 1982-01-26 Microorganism cultivating method

Country Status (1)

Country Link
CS (2) CS227013B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS227032B2 (en) 1984-04-16

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
US4363877A (en) Recombinant DNA transfer vectors
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
US4407948A (en) Purification of nucleotide sequences suitable for expression in bacteria
EP0067026A1 (en) Process for cloning bovine hormone gene, and plasmids and plasmid hosts for use therein
CS235069B2 (en) Method of cdna fragment cleaning with specific nucleotide sequence
US4447538A (en) Microorganism containing gene for human chorionic somatomammotropin
CS227013B2 (en) Method of preparing vectors for transferring deoxyribonucleic acid
GB2067574A (en) Microbiologically prepared polypeptide with the amino acid sequence of proinsulin of a primate, DNA and plasmids which code for this sequence, microorganisms which contain this genetic information, and processes for their preparation
CS227033B2 (en) Method of cultivating microorganisms with content and replication of vectors for dna transfer
CS227002B2 (en) Method of preparing vectors for transferring deoxyribonuclec acid
FI75185B (en) DNA-OEVERFOERINGSVEKTOR, VILKEN INNEHAOLLER EN FOER INSULIN KODANDE NUCLEOTIDSEKVENS.
Shuai et al. Purification and characterization of an endo-exonuclease from adult flies of Drosophila melanogaster
FI74732C (en) DNA-OEVERFOERINGSVEKTOR, VILKEN INNEHAOLLER EN NUCLEOTIDSEKVENS SOM KODAR FOER TILLVAEXTHORMON.
FI65447C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN BAKTERIE SOM INNEHAOLLEREN FOER TILLVAEXTHORMON KODANDE NUCLEOTIDSEKVENS
FI65446C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN BAKTERIE SOM INNEHAOLLEREN FOER INSULIN KODANDE NUCLEOTIDSEKVENS
KR840001441B1 (en) Recombinant dna transfer vector containing a gene from a higher organism
CA1156166A (en) Recombinant bacterial plasmids containing the coding sequences of insulin genes
IE47274B1 (en) Recombinant dna transfer vector and micro-organism containing a gene from a higher organism
HU193866B (en) Process for preparing plasmid and e.coli bakterium comprising dna sequence and coding humane growth hormone
CA1302321C (en) Preparation of polypeptides