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Technisches Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft ein Gen, das ein IgG-Fc-Region-bindendes Protein
[nachstehend bezeichnet als FcγBP
(Fcγ-Bindungsprotein)
oder IgG-Fc-BP] codiert, welches ein speziell an die Fc-Region von
Immunglobulin G (IgG) bindendes Protein ist, ein rekombinanter Vektor,
der dieses Gen enthält,
durch diesen rekombinanten Vektor transformierte Wirtszellen, ein
Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten Proteins, welches
durch Inkubation dieser Wirtszellen erhalten wird, und ein Protein,
das rekombinante IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität aufweist, das durch das vorstehend
erwähnte
Verfahren erhalten wird.
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Stand der Technik
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Ein
Makrophage nimmt als immunkompetente Zelle über Phagozytose einen fremden
Eindringling, oder einen Immunglobulin G (IgG) Komplex davon, in
der Zelle auf und verdaut ihn anschließend. Er ist auch im Stande
einen Antigenpräsentierenden
Effekt auszuüben,
um so die Produktion eines Antikörpers
durch Lymphozyten zu induzieren. Der wichtigste Zugang dieser Phagozytose
ist ein Fc-Rezeptor
[FcγR (Fcγ-Rezeptor)]
von IgG, welcher auf der Oberfläche
der Makrophagenzelle lokalisiert ist. Die inhärente Funktion dieses Fcγ-Rezeptors,
der ein an der Bindung der Fc-Region von IgG teilhabender Rezeptor
ist, ist die Eliminierung eines Pathogens oder eines Antigen-IgG-Immunkomplexes,
der mit IgG überzogen
ist (Opsonisation).
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Es
ist bekannt gewesen, dass Fcγ-Rezeptoren
grob in drei Typen klassifiziert werden können, einschließlich RI,
RII und RIII [J.V. Ravetch und J.-P. Kinet, Annu. Rev. Immunol.
(1991), 9:457-492]. Die cDNA von jedem dieser Rezeptoren ist erfolgreich
cloniert worden. Darüber
hinaus fanden verschiedene Gruppen von Forschern von 1990 bis 1991
Proteine, die mit diesen Fc-Rezeptoren in Zusammenhang standen und
für die
Initiation der Inkorporierung der bindenden Anteile durch Fcγ-Rezeptoren
benötigt
wurden und welche dadurch einen Hinweis zur Klärung des Wechselmechanismus
bereitstellten [L.L. Lanier, G. Yu und J.H. Phillips, Nature (1989),
342:803-805; T. Kurosaki und J.V. Ravetch, Nature (1989), 342:805-807;
D.G. Orioff, C. Ra, S.J. Frank, R.D. Klausner und J.-P. Kinet, Nature
(1989), 347:189-191; P. Anderson, M. Caligiuri, C. O'Brien, T. Manley,
J. Ritz und S.F. Schlossman. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1990),
87:2274-2278; T. Kurosaki, I. Gander und J.V. Ravetch, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA (1991), 88:3837-3841; L. Azzoni, M. Kamoun, T.W.
Salcedo, P. Kanakaraj und B. Perussia, J. Exp. Med. (1992), 176:1745-1750;
A.T. Ting, L.M. Karnitz, R.A. Schoon, R.T. Abraham und P.J. Leibson,
J. Exp. Med. (1992), 176:1751-1755].
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Andererseits
berichteten Kobayashi et al., von einem Protein-Fcγ-BP, welches
spezifisch an die Fc-Region von IgG binden konnte und verschieden
zu den herkömmlich
bekannten Fcγ-Rezeptoren
war, die in menschlichen intestinalen und Colon-Epithelzellen, insbesondere
in Becherzellen, vorkommen. Die spezifische Bindung dieses Proteins
an die IgG-Fc-Region wurde unter Verwendung von mit Meerrettich-Peroxydase markierten
Substanzen bestätigt.
Nämlich
FcγBP, welches
ausschließlich
an die Fc-Region von IgG gebunden war, aber nicht an IgGFab, IgA
oder IgM. Ferner ist FcγBP
keine Kreuzreaktion mit Antikörpern
der Fcγ-Rezeptoren
I, II und III eingegangen [K. Kobayashi, M.J. Blaser und W.R. Brown,
J. Immunol. (1989), 143:2567-2574].
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Weiterhin
reinigten sie FcγBP
teilweise von menschlichen Kolon-Epithelzellen und konstruierten Maus-monoclonale
Antikörper
unter Verwendung dieses Proteins als einem Antigen. Auf diese Weise
wurde bestätigt,
dass FcγBP
nicht nur an diese Antikörper
bindet, sondern auch an Maus-IgG [K. Kobayashi, Y. Hamada, M.J.
Blaser und W.R. Brown, J. Immunol. (1991), 146:68-74].
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Das
teilweise gereinigte FcγBP
wurde mit SDS (Natrium-Dodecyl-Sulfat) einer Elektrophorese und dann
unter Verwendung der monoclonalen Antikörper einem Western-Blot unterzogen.
Als Ergebnis davon wurde herausgefunden, dass FcγBP ein Assoziat von 200 kDa
oder darüber
bildete, welche ein Protein von 78 kDa enthielt [K. Kobayashi, Y.
Hamada, M.J. Blaser und W.R. Brown, J. Immunol. (1991), 146:68-74].
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Das
vorstehend erwähnte
FcγBP ist
zu den Fc-Rezeptoren in dem Punkt identisch, dass es im Stande ist
die Fc-Region von IgG zu binden. Die Stabilität und Struktur von FcγBP als ein
Protein und seine in vivo Rolle bleiben jedoch nach wie vor unbekannt.
Es ist daher höchst
interessant FcγBP
zu analysieren, um seine Struktur und Funktion zu klären.
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Wie
nachstehend beschrieben, wird angenommen, dass FcγBP zusammen
mit Schleim auf Schleimhäuten
abgesondert wird und Krankheitserreger oder Viren einfängt, welche
in den Körper über die
Schleimhaut eindringen, um dadurch die Ausscheidung dieser Eindringliche
zu erleichtern und auf diese Weise am Schutzmechanismus gegen Infektion
beteiligt ist. Ein Autoantikörper,
der in einer an Entzündung
leidenden Schleimhaut im Überschuss
erzeugt wird, aktiviert das Komplementsystem oder erzeugt Cytotoxizität durch Makrophagen
usw. und verschlimmert somit die Entzündung. Es wird angenommen,
dass FcγBP
die Fc-Region eines
solchen Autoantikörpers
blockiert, um dadurch das Fortschreiten der Entzündung zu hemmen. Da FcγBP diese
Funktionen aufweist, könnte
es für
Arzneimittel einsetzbar sein, zum Beispiel als Wirkstoffe zum Schütz gegen
Infektion, entzündungshemmende
(antiphlogistische) Wirkstoffe oder diagnostische Arzneimittel für Autoimmunerkrankungen
wie zum Beispiel entzündliche
Colitis und Crohn-Krankheit usw.
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Um
FcγBP für diese
medizinischen Zwecke einzusetzen, ist es notwendig FcγBP in einer
großen
Menge und in einem einheitlichen Zustand zu erhalten. In einem einheitlichen
Zustand kann FcγBP
jedoch kaum in einer großen
Menge durch das Verfahren erhalten werden, worin FcγBP von einem
tierischen Gewebe an sich oder einem Kulturüberstand von FcγBP-erzeugenden
Zellen isoliert wird. Es ist daher nötig FcγBP durch Verwendung von Genrekombinationstechniken
in einer großen
Menge zu erzeugen.
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Die
gegenwärtigen
Erfinder identifizierten die Basensequenz eines FcγBP-codierenden Gens
erfolgreich durch Clonierung der cDNA, unter Verwendung von monoclonalen
Antikörpern
gegen FcγBP.
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Diese
cDNA wurde in einen geeigneten Vektor inseriert und Wirtszellen
wurden durch den so erhaltenen Expressionsvektor transformiert.
Dann wurde die erhaltene Transformante inkubiert und das so erzeugte Zielprotein
wurde aufbereitet und gereinigt. Als Ergebnis wurde herausgefunden,
dass das auf diese Weise erzeugte Protein eine spezifische Bindungseigenschaft
für menschlichen
IgG aufwies. Die gegenwärtigen
Erfinder haben auf diese Weise verdeutlicht, dass FcγBP in einer
großen
Menge und in einem einheitlichen Zustand hergestellt werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgemäß stellt
die vorliegende Erfindung ein Gen bereit, welches FcγBP, wie in
den Ansprüchen charakterisiert,
codiert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt darüber
hinaus einen rekombinanten Vektor bereit, welcher ein Gen enthält, das
FcγBP codiert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt darüber
hinaus prokaryontische und eukaryontische Wirtszellen bereit, welche
durch einen rekombinanten Vektor transformiert sind, der ein Gen
enthält,
das FcγBP
codiert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt darüber
hinaus ein Verfahren zur Herstellung von FcγBP bereit, welches Inkubation
der Wirtszellen, die durch einen rekombinanten Vektor transformiert
sind, der ein Gen enthält, das
FcγBP codiert
und Auftrennung und Reinigung des auf diese Weise hergestellten
Proteins umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung stellt darüber
hinaus ein Protein bereit, welches IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität zeigt,
welches durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt darüber
hinaus ein Verfahren zur Verwendung einen Gens bereit, welches FcγBP oder einen
Teil davon als Sonde im Northern-Blot oder in der in situ Hybridisierung
zur Identifizierung des Gewebes, welches FcγBP-mRNA synthetisiert.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
ein Elektrophorogramm, welches die Ergebnisse der Hybridisierung
von FcγBP-mRNA
zeigt, durchgeführt
unter der Verwendung von Sonde Q.
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2 zeigt
die Beziehungen zwischen der partiellen cDNA (etwa 7,8 kbp), eingesetzt
in der Expression von FcγBP
und der Clone NZ4, C72, Y1, X1 und V11.
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3 stellt
morphologische Photos bereit, welche die Expression des Proteins
in COS7-Zellen bereitstellen, transformiert durch Verwendung des
Vektors pNV11-SR.
Als der primäre
Antikörper
wurde in A der den K9 monoclonalen Antikörper erzeugende Hybridom-Kulturüberstand
verwendet, während
der den K17 monoclonalen Antikörper
erzeugende Hybridom-Kulturüberstand
in B verwendet wurde. In C wurde kein primärer Antikörper hinzugefügt (d.h.
im Kontrollfall). In jedem Fall wurde das mit Meerrettich-Peroxydase
markierte Ziege-anti-Maus-IgG (H+L) F(ab')2-Fragment
als der sekundäre
Antikörper
hinzugefügt.
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4 stellt
morphologische Photos bereit, welche die Fähigkeit des Proteins zeigen
an menschliches IgG zu binden, welches in COS7-Zellen exprimiert
worden ist, die unter Verwendung des Vektors pNV11-SR transformiert
wurden. In jedem Fall wurde das mit Meerrettich-Peroxydase markierte
menschliche IgG als der primäre
Antikörper
eingesetzt. Die als die Antagonisten verwendeten sekundären Antikörper sind
wie folgt; A: keiner (d.h. der Kontrollfall), B: eine menschliche
IgG-Fraktion, gereinigt durch Chromatographie, und C: eine menschliche
IgG-Fraktion, gereinigt durch Chromatographie.
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5 stellt
morphologische Photos bereit, welche die Fähigkeit des Proteins zeigen
an menschliches IgG zu binden, welches in COS7-Zellen exprimiert
worden ist, die unter Verwendung des Vektors pNV11-SR transformiert
wurden. In jedem Fall wurde das mit Meerrettich-Peroxydase markierte
menschliche IgG als der primäre
Antikörper
eingesetzt. Die als die Antagonisten verwendeten sekundären Antikörper sind
wie folgt; D: eine menschliche IgG F(ab')2-Fraktion,
gereinigt durch Chromatographie, E: eine menschliche IgM-Fraktion, gereinigt
durch Chromatographie, F: menschliches Serum IgA gereinigt durch
Chromatographie und G: menschlicher Sekretions-IgA, gereinigt durch
Chromatographie.
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6 ist
eine Elektrophorogramm von einem Northern-Blot, welches die Spezifität der Expression
von FcγBP-mRNA
in menschlichen Geweben zeigt.
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7 ist
ein Elektrophorogramm, welches eine Northern-Blot-Analyse von FcγBP-mRNA in
Kolonsschleimhaut-Epithelzellen zeigt, wobei die Sonden Q, A und
Y verwendet wurden.
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8 zeigt
die Struktur der Volllängen-cDNA
von FcγBP.
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9 stellt
morphologische Photos bereit, welche die Fähigkeit von COS7-Zellen zeigen, die
unter Verwendung der Plasmide piF-A53 und piF-A8 transformiert worden
sind, an ein Gemisch aus den monoclonalen Antikörpern K9/K17 zu binden. A:
piF-A53 und B: piF-A8.
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10 zeigt einen Vergleich zwischen den Basensequenzen
des Exon/Intron-Übergangsbereichs
von FcγBP.
Die eingerahmten Großbuchstaben
zeigen Exons, während
die Kleinbuchstaben Introns zeigen. Die unterstrichenen Teile zeigen
hochkonservierte Sequenzen. R: Purin, und Y: Pyrimidin.
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11 zeigt die Basensequenz in der Nachbarschaft
der Startstelle auf der 5'-Seite der genomischen DNA
von FcγBP,
wobei Großbuchstaben
Exons zweigen, während
Kleinbuchstaben Intron zeigen. Die unterstrichenen Teile sind mit
der Sequenz der cDNA identisch. Die schattierten dicken Buchstaben
zeigen das TGA-Stopp-Codon
im Leserahmen und das ATG-Codon, von welchem angenommen wird, dass
es die Startstelle ist. Basen in den Exons werden ausschließlich nummeriert,
indem das 5'-Ende
des cDNA-Clons NZ4 als +1 bezeichnet wird.
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12 zeigt die Struktur des menschlichen FcγBP und die
Stellen darin, welche den Clonen entsprechen, die in der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden.
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13 stellt morphologische Photos bereit, welche
CHO-Zellen zeigen, die das FcγBP-Fragment
darin exprimieren. Die Probe (A) ist mit 6,4 μM Methotrexat, aber ohne Natrium-Butyrat
behandelt worden, während
Probe (B) mit 6,4 μM
Methotrexat und 5 mM Natrium-Butyrat behandelt worden ist.
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Genaue Beschreibung der
Erfindung
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Die
FcγBP codierende
cDNA kann zum Beispiel durch Produktion der mRNA von Zellen erhalten
werden, welche FcγBP
produzieren und durch Umwandlung der mRNA in die doppelsträngige cDNA
durch ein bekanntes Verfahren. Obwohl menschliche Kolonschleimhaut-Epithelzellen
in der vorliegenden Erfindung als die mRNA-Quelle eingesetzt werden,
kann von Gewebehomogenisaten Gebrauch gemacht werden, in welchen FcγBP ohne Einschränkung verteilt
ist (zum Beispiel menschlichem Dünndarm,
Zwölffingerdarm,
Magen, Unterkieferdrüse,
Unterzungendrüse,
allgemeiner Gallengang, Bronchie usw.). Es ist auch bekannt, dass
eine Zelllinie HT-29-18-N2, welche aus menschlichen Kolonkrebszellen
stammt und ihre Unterarten FcγBP
produzieren. Diese Zelllinien können
daher als die mRNA-Quelle verwendet werden.
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In
der vorliegenden Erfindung wird ein verändertes AGPC-Verfahren (P.
Chomczynski et al., Analytical Biochem., 162:156-159, 1987) angewandt,
um die mRNA zu erzeugen. Alternativ können alle RNAs gemäß dem Verfahren
von Chirgwin et al. (Biochemistry 18:5294-5299, 1979) erzeugt werden.
Es ist auch möglich
die mRNA durch Verfahren herzustellen, die in der Clonierung der
Gene von andern physiologisch aktiven Proteinen eingesetzt wurden,
zum Beispiel die Behandlung mit einem Tensid in der Anwesenheit
eines Ribonuclease-Inhibitors (zum Beispiel einem Vanadium-Komplex)
oder Behandlung mit Phenol.
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Um
die doppelsträngige
DNA von der so erlangten mRNA zu erhalten, wird Reverse-Transkription
unter Verwendung der mRNA als Matrize und einem Oligo(dT) oder einem
zufälligen
Primer durchgeführt,
der komplementär
zu der polyA-Kette am 3'-Ende
ist oder einem synthetischen Oligonucleotid als einem Primer, welches
einem Teil der Aminosäuresequenz
von FcγBP
entspricht, um dadurch eine DNA zu synthetisieren, die komplementär zu der
mRNA ist (d.h. die cDNA).
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In
der vorliegenden Erfindung wird die cDNA durch reverse Transkription
von der polyadenylierten RNA in Übereinstimmung
mit dem veränderten
Gubler & Hoffman-Verfahren
unter Verwendung eines cDNA-Synthese-Kits, hergestellt von Amersham
oder InVitrogen und zufälligen
Primern konstruiert.
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Ein
Adapter wird dann an diese cDNA ligiert, gefolgt durch die Insertion
in die EcoRI-Stelle des λgt11-Vektors.
Die auf diese Weise konstruierte cDNA-Bank wird unter Verwendung
eines in vitro Gigapack II Gold Verpackungs-Kits, hergestellt von
Stratagene, in den λ-Phagen
verpackt und in Escherichia coli exprimiert. Das so exprimierte
cDNA-Protein wird unter Verwendung von monoclonalen Antikörpern als
Sonde durchmustert.
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Als
die in der vorstehend erwähnten
Clonierung verwendeten Antikörper
werden jene, die im Stande sind FcγBP im Western-Blot nachzuweisen,
unter 3 monoclonalen Antikörpern
(K9, K10 und K17) ausgewählt, welche
die Bindung von IgGFc an FcγBP
inhibieren können
(Kobayashi et al., J. Immunology, 146:68-74, 1991; Kobayashi et
al., J. Immunology, 143:2567-2574, 1989). Wenn nämlich der Antiköper K9 verwendet
wird, wird unter nicht-reduzierenden Bedingungen eine Bande beobachtet,
die größer als
etwa 200 kDa ist. Wenn der Antiköper
K17 verwendet wird, werden andererseits unter reduzierenden Bedingungen
Banden bei 70-80 kDa und 130-140 kDa beobachtet. Basierend auf diesen
Ergebnissen werden jene monoclonalen Antikörper in der Clonierung eingesetzt,
die im Stande sind 2 verschiedene Epitope zu erkennen.
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Als
ein Ergebnis dieser Durchmusterung wird von etwa 1.000.000 Clone
unter Verwendung des Antikörpers
K9 ein Clon erhalten, der als Sonde Q (600 bp) bezeichnet wird,
während
7 Clone von etwa 600.000 Clonen unter Verwendung des Antikörpers K17
erhalten werden, unter welchen ein DNA-Fragment von 700 bp als Sonde
A bezeichnet wird und ein anderes DNA-Fragment von 600 bp als Sonde
B bezeichnet wird.
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Durch
Verwendung dieser Sonde Q, wird die Größe der FcγBP-mRNA durch Vergleich mit
den mRNAs von bekannten Proteinen berechnet. Als Ergebnis wird geschätzt, dass
das FcγBP-mRNA-Molekül eine Größe von etwa
17 kbp (1) hat.
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Als
Nächstes
wird die zweite cDNA-Bank in λgt10
verpackt und wird unter Verwendung der Sonden Q, A und B durchmustert.
Zuerst werden die mit einer der Sonden Q, A und B hybridisierbaren
Clone aufgetrennt. Unter diesen Clonen wird einer erhalten, der
ausschließlich
mit der Sonde A hybridisierbar ist. Das Ende dieses Clons, auf der
gegenüberliegenden
Seite von A, wird als Probe X bezeichnet (etwa 700 bp) und ein mit
dieser Sonde X hybridisierbarer cDNA-Clon wird abgetrennt. Der erhaltene
Clon, der in der Mitte ein X aufweist und den A-B-Bereich an einem
Ende, wird als X1 bezeichnet. Anschließend wird ein Teil (etwa 800
bp) dieses Clons X1, gegenüber
dem A-B-Bereich als Sonde Y bezeichnet und die cDNA-Bank wird wieder
durchmustert. So wird ein mit dieser Sonde Y hybridisierbarer cDNA-Clon
erhalten und als Y1 bezeichnet. Dieser Clon Y1 weist an einem Ende
einen Teil des X-Bereichs und den Y-Bereich in der Mitte auf. Ein
Teil (etwa 150 bp) dieses Clons Y1, am gegenüberliegenden Ende zum X-Bereich,
wird als Sonde Y150 bezeichnet. Durch Verwendung dieser Sonde Y150,
wird die cDNA-Bank nochmals durchmustert. Auf diese Weise wird ein
Clon ausgewählt und
als Clon C72 bezeichnet, der die längste Ausdehnung auf der gegenüberliegenden
Seite zu dem Y150-Bereich zeigt. Anschließend wird ein Teil (etwa 450
bp) dieses Clons C72 in der Nachbarschaft des gegenüberliegenden
Endes zum Y150-Bereich als Sonde Z bezeichnet und cDNA-Clone, die mit dieser
Sonde Z hybridisierbar sind, werden abgetrennt. Von diesen Clonen
wird einer abgetrennt und als Clone NZ4 bezeichnet, der den längsten nicht
mit Clon C72 überlappenden
Teil aufweist.
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Von
den cDNA-Clonen, die mit jedem der Clone A, B und Q hybridisierbar
waren wurde andererseits einer ausgewählt und als Clon V11 bezeichnet,
der im A-B-Bereich
die gleiche Basensequenz aufwies, wie der A-B-Bereich im Clon X1.
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Dann
werden die Basensequenzen dieser 5 Clone (X1, Y1, C72, NZ4 und V11)
identifiziert und die Aminosäuresequenzen
der Proteine bestätigt.
Auf diese Weise wird ein offener Leserahmen mit ATG als Startcodon
gefunden (2).
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Ferner
wird eine partielle cDNA (etwa 7,8 kbp), die FcγBP codiert von diesen Clonen
erhalten und ihre Basensequenz wird identifiziert (SEQ ID NR: 6
zeigt die Basensequenz und die Aminosäuresequenz).
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Darüber hinaus
wird jeder der mittels Durchmusterung über Hybridisierung unter Verwendung
der vorstehend erwähnten
Sonde A, B oder Q erhaltenen cDNA-Clone in Escherichia coli amplifiziert
und durch Verwendung der Sonden A, B und Q kartiert. Als Ergebnis
davon wird angenommen, dass die cDNA von FcγBP eine Struktur von 16,4 kbp
in der Gesamtlänge,
mit einer Einheit von 3,5 kbp aufweist, wobei Sequenzen, die jeweils
mit den Sonden A, B und Q homolog sind, in der Reihenfolge von A→B→Q miteinander
verbunden und hintereinander wiederholt sind.
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In
dem cDNA-Clon, der mit der Sonde B hybridisierbar ist, wird ein
Teil der Basensequenz der Sonde durch PCR amplifiziert und die Basensequenz
des auf diese Weise erhaltenen Fragments wird analysiert. Auf diese
Weise wird geklärt,
dass die Volllängen-cDNA
von FcγBP
die in 8 gezeigte Struktur aufweist
und die im Sequenzprotokoll durch SEQ ID NR: 7 dargestellte Basensequenz
und Aminosäuresequenz.
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Durch
Integration des auf diese Weise clonierten FcγBP-codierenden Gens in den entsprechenden Vektor,
können
prokaryontische oder eukaryontische Wirtszellen transformiert werden.
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Darüber hinaus
kann ein geeigneter Promotor oder eine mit der phenotypischen Expression
in Zusammenhang stehende Sequenz in einen solchen Vektor eingeführt werden,
um dadurch das Gen in Wirtszellen zu exprimieren. Es ist auch möglich, dass
das Zielgen mit einem zusätzlichen
Gen ligiert wird, das ein anderes Polypeptid codiert und auf diese
Weise als ein Fusionsprotein exprimiert wird, um die Reinigung zu
erleichtern oder die Expressionsausbeute zu erhöhen. Das Zielprotein kann außerdem durch
Ausführung
einer geeigneten Behandlung im Reinigungsverfahren entfernt werden.
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Man
ist allgemein der Ansicht, dass ein eukaryontisches Gen, wie im
Falle von jenem für
menschliches Interferon, Polymorphismus zeigt. Infolge dieses Polymorphismus
sind daher in manchen Fällen
eine oder mehrere Aminosäuren
ersetzt oder jede Aminosäure
bleibt in anderen Fällen
ungeachtet der Veränderungen in
der Basensequenz unverändert.
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Folglich
wird manchmal beobachtet, dass ein Polypeptid, welches die Deletion,
Addition oder den Austausch von einer oder mehreren Aminosäuren in
der Aminosäuresequenz
aufweist, die durch SEQ ID NR: 6 oder SEQ ID NR: 7 im Sequenzprotokoll
oder einem Teil davon dargestellt wird, die Bindungsaktivität der IgG-Fc-Region
aufweist. Zum Beispiel ist allgemein bekannt, dass wenn die Basensequenz,
welche im menschlichen Interleukin 2 (IL-2)-Gen einem Cystein entspricht,
in eine andere Basensequenz umgewandelt wird die Serin entspricht,
das so erhaltene Polypeptid seine IL-2-Aktivität dennoch beibehält (Wang
et al., Science, 224:1431, 1984).
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Wenn
Polypeptide in eukaryontischen Zellen exprimiert werden, findet
in vielen Fällen
Glycosylierung statt. Die Glycosylierung kann durch Umwandlung einer
oder mehrerer Aminosäuren
reguliert werden. In einem solchen Fall hat das erhaltene Polypeptid
manchmal die IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität. Wenn das FcγBP-Gen der
vorliegenden Erfindung künstlich
modifiziert wird und die so erhaltenen Polypeptide die IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität aufweisen,
sind daher alle diese Polypeptide codierenden Gene im Rahmen der
vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
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Die
vorliegende Erfindung schließt
ferner Gene ein, welche Polypeptide codieren, die IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität aufweisen
und mit den im Sequenzprotokoll durch SEQ ID NR: 6 oder SEQ ID NR:
7 dargestellten Genen oder einem Teil davon hybridisierbar sind.
Die Hybridisierung kann unter den herkömmlich in Sonden-Hybridisierung
angewandten Bedingungen durchgeführt
werden (Bezug nehmend auf zum Beispiel an Molecular Cloning: A Laboratory
Manual, Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989).
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Wie
vorstehend beschrieben ist es klar, dass die vorliegende Erfindung
nicht nur Basensequenzen einschließt, die Aminosäuresequenzen
codieren, die im Sequenzprotokoll durch SEQ ID NR: 6 und SEQ ID
NR: 7 dargestellt sind, sondern auch verschiedene modifizierte DNAs,
solange sie im Stande sind, Proteine zu exprimieren, die spezifisch
an die Fc-Region von Immunglobulin (IgG) binden.
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Außerdem fallen
DNA-Fragmente, welche die vorstehend erwähnten Funktionen aufweisen
in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.
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Der
Expressionsvektor der vorliegenden Erfindung schließt eine
Replikationsursprung, einen selektiven Marker, einen Promotor, eine
RNA-Spleißstelle,
ein Polyadenylierungssignal, usw. ein.
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Beispiele
der prokaryontischen Wirtszellen, die in dem Expressionssystem der
vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, schließen Escherichia
coli, Bacillus subtilis, usw. ein. Beispiele von eukaryontischen Wirtszellen,
die hierin verwendbar sind schließen Hefen und Schleimpilze
ein. Insektenzellen wie zum Beispiel Sf9, können auch als die Wirtszellen
verwendet werden. Ferner schließen
Beispiel von Wirtszellen, welche aus tierischen Zellen stammen COS-,
CHO-, C127- und 3T3-Zellen ein.
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Die
Wirtszellen werden daher durch das Gen transformiert, welches das
Ziel-FcγBP codiert
und die daraus resultierende Transformante wird inkubiert. Das auf
diese Weise produzierte Protein, das IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität aufweist,
kann dann intrazellulär
oder extrazellulär
aufgetrennt und gereinigt werden.
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Die
Verfahren für
die Auftrennung und Reinigung des Proteins, welches IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität aufweist,
nämlich
das Zielprotein der vorliegenden Erfindung, sind nicht auf jene
beschränkt,
die nachstehend in den Beispielen angewandt werden, sondern können beliebig
aus den herkömmlich
in der Auftrennung und Reinigung von Proteinen angewandten Verfahren
ausgewählt
werden. Zum Beispiel verschiedene chromatographische Verfahren,
Ultrafiltration, Aussalzen, Dialyse usw. können daher entsprechend ausgewählt und
kombiniert werden.
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Es
wird dann untersucht, ob das auf diese Weise erhaltene rekombinante
Protein die Aktivität
zur Bindung an menschliches IgG, ähnlich zu dem nativen FcγBP aufweist
oder nicht. Als Ergebnis wird bewiesen, dass dieses rekombinante
Protein spezifisch an menschliches IgGFc bindet.
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Wie
vorstehend beschrieben weist die Volllängen-cDNA von FcγBP der vorliegenden
Erfindung die in 8 gezeigte Struktur und die
im Sequenzprotokoll durch SEQ ID NR: 7 dargestellte Basensequenz
und Aminosäuresequenz
auf. Ferner wurde in der folgenden Weise nochmals bestätigt, dass
eine Reihe von in der vorliegenden Erfindung eingesetzten cDNAs,
aus einer einzelnen mRNA stammte.
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Das
heißt,
cDNA-Fragmente in einer sich wiederholenden Struktur, unterschiedlich
von pNV11SR, einschließlich
der in der Expression eingesetzten 5'-Ende-cDNA, werden exprimiert und mit
den monoclonalen Antikörpern
K9 und K17 umgesetzt, welche FcγBP
erkennen. Als Ergebnis wird bestätigt,
dass diese cDNA-Produkte durch einen oder beide von K9 und K17 erkannt
werden.
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Ferner
wird die Gewebsspezifität
der Expression der mRNA von FcγBP
untersucht. Auf diese Weise wird herausgefunden, dass dieses Protein
in der menschlichen Plazenta exprimiert wird. Folglich ist es möglich unter
Verwendung des Gens der vorliegenden Erfindung, das FcγBP codiert
oder eines Teils davon als Sonde, durch Northem-Blot oder in situ
Hybridisierung ein Gewebe zu identifizieren, welches die FcγBP-mRNA synthetisiert.
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Darüber hinaus
kann das Vorkommen des Polymorphismus auf dem Chromogen von FcγBP durch Verwendung
von Restriktionsenzymen bewiesen werden.
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Die
folgenden Beispiele werden angeführt,
um einen Verfahren zum Erhalt des FcγBP-codierenden Gens der vorliegenden
Erfindung, einen rekombinanten Vektor, der dieses Gen enthält, eine
Transformante, die diesen Vektor enthält, das Zielprotein, welches
durch Inkubieren dieser Transformante erhalten wird und ein Verfahren
zur Herstellung eines jeden davon, zu erläutern. Es ist jedoch selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung nicht derart beschränkt ist.
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Beispiele
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Beispiel 1: Clonierung
von partieller cDNA, welche FcγBP
codiert unter Verwendung von monoclonalem Antikörper (A: Konstruktion einer
cDNA-Bank)
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(1) Aufbereitung von menschlichen
Kolonschleimhaut-Epithelzellen
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Ein
menschliches Kolongewebestück
wurde mit RPMI-Medium, das 10% fötales
Rinderserum enthält, gründlich gewaschen
und mechanisch von der muskulären
Schleimhaut heruntergelöst,
um dadurch die Epithelzellen von der Lamina propria mucosae abzutrennen.
Als Nächstes
wurde es am Stab fixiert und mit einem Rührer in 10% fötales Rinderserum/5
mM EDTA/PBS (-) für
90 Minuten auf Eis energisch gerührt,
um dadurch die Epithelzellen abzutrennen. Die die Epithelzellen
enthaltende Lösung
wurde dann für
10 Minuten bei 1.500 UpM zentrifugiert, um dadurch einen Zellniederschlag
zu ergeben.
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(2) Reinigung von mRNA
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Alle
RNAs wurden von den Schleimhaut-Epithelzellen durch ein modifiziertes
AGPC-Verfahren extrahiert (P. Chomczynski et al., Analytical Biochem.,
162:156-159, 1987).
Und zwar wurden zu 1 ml Zellpellets 9 ml einer Denaturierungslösung hinzugefügt [4 M
Guanidin-Thiocyanat, 25 mM Natrium-Citrat (pH-Wert 7), 0,5% Sarkosyl,
0,1 M 2-Mercaptoethanol]. Nach dem Lysieren der Zellen wurden hierzu
nacheinander 1 ml 2 M Natriumacetat (pH-Wert 4), 10 ml einer gesättigten
wässrigen
Phenol-Lösung
und 2 ml Chlorophorm/Isoamylalkohol (49:1) hinzugefügt. Das
Gemisch wurde für
10 Sekunden gerührt,
für 15
Minuten eisgekühlt
und dann bei 10.000 × g
für 15
Minuten zentrifugiert und der Überstand
wurde aufgenommen. Zu 8 ml dieses Überstands wurden 0,8 ml Natriumacetat,
8 ml Wasser-gesättigtes
Phenol und 1,6 ml Chloroform/Isoamylalkohol in ähnlicher Weise hinzugefügt. Das
Gemisch wurde dann für
10 Sekunden durchgemischt, für
15 Minuten eisgekühlt
und bei 10.000 × g
für 15
Minuten zentrifugiert und der Überstand
wurde aufgenommen. Zu 7 ml dieses Überstands wurde die gleiche
Menge an Chlorophorm/Isoamylalkohol hinzugefügt und das erhalte Gemisch wurde
gerührt
und zentrifugiert, um dadurch den Überstand zu ergeben. Zum erhaltenen Überstand
wurde die gleiche Menge an Isopropanol hinzugefügt und das Gemisch wurde bei –20°C für 30 Minuten
gekühlt
und dann bei 10.000 × g
für 15
Minuten zentrifugiert, um dadurch den Niederschlag aller RNAs zu
gewinnen.
-
Zu
einer Lösung
von 1 mg aller RNAs wurde ein Elutionspuffer [10 mM Tris-HCl (pH-Wert 7,5),
1 mM EDTA, 0,1 % SDS] hinzugefügt,
um so das Gesamtvolumen auf 1 ml anzugleichen. Dann wurde 1 ml OligoTex-dT30 <Super> (hergestellt von Takara
Shuzo) hinzugefügt
und das Gemisch wurde für
5 Minuten auf 65°C erhitzt
und auf Eis für
3 Minuten abgeschreckt. Nach Hinzufügen von 0,2 ml 5 M NaCl und
Aufrechterhalten bei 37°C
für 10
Minuten, wurde das Gemisch für
3 Minuten bei 15.000 UpM zentrifugiert und der Überstand wurde vorsichtig entfernt.
Die Pellets wurden in 2,5 ml Waschpuffer suspendiert [10 mM Tris-HCl
(pH-Wert 7,5), 1 mM EDTA, 0,5 M NaCl, 0,1% SDS] und bei 15.000 UpM
für 3 Minuten
zentrifugiert und der Überstand
wurde vorsichtig entfernt. Die Pellets wurden in 1 ml sterilisiertem
Wasser suspendiert, für
5 Minuten auf 65°C
erhitzt und dann für
3 Minuten auf Eis abgeschreckt. Dann wurden sie für 3 Minuten
bei 15.000 UpM zentrifugiert und der Überstand wurde aufgenommen.
Zum Überstand
wurden 50 μl
auf 5 M NaCl und 2,5 ml Ethanol hinzugefügt und das Gemisch wurde bei –20°C für 30 Minuten
gekühlt
und zentrifugiert (3.000 UpM, 4°C).
Der Niederschlag der polyadenylierten RNA wurde dann gewonnen.
-
(3) Synthese von DNA
-
Von
der mRNA, wurde cDNA durch ein modifiziertes Verfahren von Gubler
und Hoffman [U. Gubler und B.J. Hoffman (1983), Gene, 25:263] unter
Verwendung eines cDNA-Synthese-Kits, hergestellt von Amersham oder
InVitrogen, synthetisiert. Und zwar wurden 5 μg der polyadenylierten RNA,
hergestellt von den Colonschleimhaut-Epithelzellen bei 42°C für 90 Minuten
in 50 μl
eines Puffers (hergestellt von Amersham) inkubiert, welcher 50 U
menschlichen Plazenta-Ribonucleaseinhibitor,
1 mM dATP, 1 mM dGTP, 1 mM dCTP, 0,5 mM dTTP, 100 U AMV-Reverse-Transkriptase
und Natriumpyrophosphat zusammen mit 750 ng zufälligen Hexanucleotiden oder
4 μg Oligo(dT)-Primer
enthält.
50 μl dieses
Reaktionsgemisches wurden in einem Puffer, der 4.0 U Escherichia
coli Ribonuclease H und 115 U Escherichia coli DNA-Polymerase I
enthielt nacheinander bei 12°C
für 60
Minuten und bei 22°C
für 60
Minuten erfolgreich umgesetzt (hergestellt von Amersham) und dann
bei 70°C
für 10
Minuten inkubiert. Nach dem Zurückstellen
auf Eis wurden dazu 10 U T4 DNA-Polymerase hinzugefügt und bei
37°C für 10 Minuten
inkubiert. Als Nächstes
wurde die Reaktion durch Hinzufügen von
10 μl 0,25
M EDTA (pH-Wert 8) beendet. Zu 250 μl des Reaktionsgemisches wurde
die gleiche Menge an 7,5 M Ammoniumacetat und viermal so viel Ethanol
hinzugefügt.
Nach dem Rühren
wurde das Gemisch für
30 Minuten auf –20°C abgekühlt und
zentrifugiert, um dadurch cDNA zu sammeln. Die cDNA wurde in 10 μl sterilisiertem
Wasser aufgelöst
und 1 μl
dieser Lösung
wurde auf einem 0,8% Agarosegel einer Elektrophorese unterzogen,
um die Synthese zu bestätigen
und die Konzentration zu bestimmen.
-
(4) Ligation des Adaptors
-
Zu
der vorstehend in (3) synthetisierten cDNA wurde in Mol zehnmal
so viel von einem Adaptor (EcoRI-NotI-BamHI-Adaptor, hergestellt
von Takara Shuzo) hinzugefügt.
Dann wurde eine Ligationslösung
A (Ligations-Kit, hergestellt von Takara Shuzo), in einer achtmal
höheren
Menge als das Gesamtgemisch und eine Ligationslösung B (Ligations-Kit, hergestellt
von Takara Shuzo), in der gleichen Menge wie das Gesamtgemisch,
hinzugefügt.
Nach gründlichem
Rühren
wurde das daraus resultierende Gemisch bei 16°C für 30 Minuten inkubiert, um
dadurch den Adaptor an die cDNA zu ligieren.
-
Dieses
Reaktionsgemisch wurde auf einem 1 % Agarosegel mit niedrigem Schmelzpunkt
in einem TAE-Puffersystem (einer Elektrophorese unterzogen (Sea
Plaque Agarose, hergestellt von Takara Shuzo) und auf diese Weise
wurde eine Gelenthaltende cDNA-Fraktion von 0,5 kbp oder darüber gewonnen.
Durch dieses Verfahren wurde gleichzeitig der nicht and die cDNA
ligierte Adaptor entfernt. Dann wurde dazu TE-Puffer in der zweifachen
Menge als das Nassgewicht des vorstehend gewonnenen Gels hinzugefügt und das
Gemisch wurde für
10 Minuten auf 65°C
gehalten. Dem auf diese Weise aufgelösten Agarosegel, wurde dann
Tris-gesättigtes
Phenol, in der gleichen Menge wie das Gesamtgemisch, hinzugefügt. Dann
wurde das resultierende Gemisch gründlich gerührt, eisgekühlt und zentrifugiert. Die
wässrige
Phase wurde dann aufgenommen und nochmals mit der gleichen Menge
an Tris-gesättigtem
Phenol behandelt. Nach der Zentrifugation wurde die wässrige Phase
aufgenommen und es wurde dazu die gleiche Menge an Chloroform hinzugefügt. Das
Gemisch wurde gründlich
gerührt
und zentrifugiert. Als Nächstes
wurde die wässrige
Phase aufgenommen und es wurden dazu in einer 1/10-fachen Menge
davon 3 M Natriumacetat, 20 μg
Glykogen (hergestellt von Boehringer-Mannheim) und in einer 2,5-fachen Menge
davon, Ethanol hinzugefügt.
Nach Abkühlen
bei –20°C für 30 Minuten
wurde das Gemisch bei 15.000 UpM für 10 Minuten bei 4°C zentrifugiert,
um dadurch einen Niederschlag der cDNA zu ergeben.
-
(5) Konstruktion der λgt11-Bank
-
Die
vorstehend in (4) erhaltene cDNA, zu welcher der Adaptor ligiert
worden war, wurde in 96 μl
einer Lösung
aufgelöst,
die 500 mM Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 100 mM MgCl2,
10 mM DTT und 10 mM ATP umfasst. Nach Hinzufügen von 40 U Polynucleotidkinase,
wurde das Gemisch bei 37°C
für 60
Minuten inkubiert, um dadurch das 5'-Ende des Adaptors zu phosphorylieren.
Nach Abschluss der Reaktion wurden dazu nacheinander 200 μl TE-Puffer
und 300 μl
mit Tris gesättigtem
Phenol hinzugefügt.
Das erhaltene Gemisch wurde gerührt
und zentrifugiert (15.000 UpM, Raumtemperatur, 2 Minuten) und der Überstand
wurde aufgenommen. Auf ähnliche
Weise wurde durch aufeinander folgende Verwendung einer mit Tris gesättigten
Phenol/Chloroform (1:1)-Lösung
und eine Chloroform-Lösung,
die 2% Isoamylalkohol enthält,
Zentrifugationen durchgeführt, um
dadurch schlussendlich 250 μl
des Überstands
zu ergeben. Zu diesem Überstand
wurden 250 μl
einer 4 M Ammoniumacetatlösung
und 1.250 μl
Ethanol hinzugefügt.
Das erhaltene Gemisch wurde für
30 Minuten auf –20°C abgekühlt und
dann zentrifugiert (15.000 UpM, 4°C,
10 Minuten), um dadurch den Niederschlag zu erhalten. Zu dem cDNA-Niederschlag
wurde 1 μg
EcoRI-gespaltener, dephosphorylierter λgt11-Arm (#234211, hergestellt
von Stratagene) hinzugefügt
und in 5 μl
einer Lösung
aufgelöst,
die 100 mM (die Endkonzentration) Tris-HCl (pH-Wert 7,6), 5 mM MgCl2 und 300 mM NaCl enthält. Dann wurden 5 μl der Ligationslösung B (DNA-Ligationskit,
hergestellt von Takara Shuzo) hinzugefügt und das Gemisch gründlich durchgemischt
und dann bei 26°C
für 10
Minuten umgesetzt. Um die cDNA in den λ-Phagen zu verpacken wurden
4 μl des
Ligationsgemisches, welches die cDNA enthält, zu 10 μl Freeze/Thaw-Extrakt (Gigapack
II gold, hergestellt von Stratagene) hinzugefügt. Gleich danach wurde dazu
Sonic-Extrakt (Gigapack II gold) hinzugefügt und das daraus resultierende
Gemisch wurde langsam gerührt.
Nach Inkubation bei 22°C
für 2 Stunden
wurden 500 μl
einer Lösung
zur Verdünnung
des Phagen hinzugefügt
[5 g NaCl, 2g MgSO4·7H2O,
50 ml 1 M Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 5 ml 2% Gelatin pro Liter] und
10 μl Chloroform
hinzugefügt
und auf diese Weise war die in vitro Verpackungsreaktion abgeschlossen.
Diese Phagenlösung
wurde bei 4°C
gelagert und in der Durchmusterung eingesetzt.
-
Beispiel 2: Clonierung
partieller FcγBP
codierender cDNA unter Verwendung eines monoclonalen Antikörpers (B:
Durchmusterung der cDNA-Bank unter Verwendung des Antikörpers)
-
(1) Durchmusterung
-
1 × 104 Pfu (200 μl) der in den λ-Phagen verpackten
cDNA-Bank von den Kolonschleimhaut-Epithelzellen, welche im vorstehenden
Beispiel 1 erzeugt worden ist, wurde mit 200 μl eines Escherichia coli Stamms Y1090γ-,
der über
Nacht inkubiert worden ist, gemischt und dann bei 37°C für 15 Minuten
inkubiert. 0,8% Top-Agarosegel
wurden gesondert mit LB-Medium gemischt, darin aufgelöst und auf
55°C gehalten.
Dann wurden 5 ml dieses Materials zu der Vorinkubation des Phagen
mit Escherichia coli hinzugefügt
und homogen gemischt. Das erhaltene Gemisch wurde einheitlich auf
eine 1,5% LB-Agaroseplatte (10 × 14
cm) aufgetragen und in einem Inkubator bei 42°C für 3,5 Stunden gelagert. Nach
der Bestätigung,
dass sich kleine Plaques gebildet hatten, wurde ein mit Nylon verstärkter Nitrozellulosefilter
(#BAS85, hergestellt von Schleicher & Schuell), welcher mit IPTG imprägniert und
luftgetrocknet worden war, wurde auf die Platte gelegt, gefolgt
von Lagerung bei 37°C
für 3,5
Stunden. Dann wurde der Filter von der Platte abgezogen und in einer
Waschflüssigkeit [0,05%
Tween-20, 25 mM Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 150 mM NaCl, 3 mM KCl] bei
Raumtemperatur für
30 Minuten geschüttelt.
Anschließend
wurde er zur Blockierung in PBS (-), der 5% Magermilch enthielt,
bei Raumtemperatur für
30 Minuten geschüttelt
und dann mit der Waschflüssigkeit
zweimal für
20 Minuten gewaschen. Dann wurde die Nitrozellulosemembran in 5
ml eines Hybridom-Kulturüberstands,
der den Maus-monoclonalen Antikörper
K9 oder K17 enthielt, welcher in Colonschleimhaut-Epithelzellen
gegen FcγBP
erzeugt wurde, eingetaucht [Kobayashi et al., J. Immunology (1991),
146:68-74; Kobayashi et al., J. Immunology (1989), 143:2567-2574].
Nach dem Schütteln
bei Raumtemperatur für
2 Stunden, wurde die Membran mit der Waschflüssigkeit zweimal für 20 Minuten
gewaschen. Als Nächstes
wurde sie in mit Meerrettich-Peroxydase markiertem Ziege-anti-Maus
IgG (H+L)-Antiserum (hergestellt von Zymed), welches 1.000-fach
mit der Waschflüssigkeit
verdünnt
worden war, bei Raumtemperatur für
1 Stunde geschüttelt
und mit der Waschflüssigkeit
zweimal für
20 Minuten gewaschen. Nach dem Waschen mit einer TBS-Lösung ohne
Tween-20 für
10 Minuten, wurde sie in einem Gemisch aus einer 50 ml Diaminobenzidin-Lösung [1
mg/ml 0,1 M Tris-HCl (pH-Wert 7,2)], 50 ml einer 0,02% Lösung von
H2O2 und 50 μl einer 8%
Lösung
von NiCl2 getaucht, um dadurch die positiven Plaques
nachzuweisen.
-
(2) Extraktion von λDNA
-
Beim
Screening unter Verwendung des monoclonalen Antikörpers K9
wurde unter etwa 1.000.000 Plaques ein Clon erhalten, der ein cDNA-Insert
von etwa 600 bp enthält.
Dieser Plaque wurde mit einem Zahnstocher entnommen und der λ-Phage wurde in 200 μl eines Mediums
(LB-Medium, das 20 mM MgSO4, 0,2% Maltose
und 5 μl
der Suspension einer Übernacht-Kultur
des Escherichia coli Stammes Y1090γ- enthält), bei 37°C für 4 Stunden
inkubiert. 2 μl
(1 × 107 ptu/μl)
des Kulturmediums, welches den Phagen enthält, wurde zu 10 ml LB-Medium
hinzugefügt
(das 20 mM MgSO4 und 0,25 ml der Suspension
einer Übernacht-Kultur des Escherichia
coli Y1090γ- Stammes enthält), welcher auf diese Weise
damit infiziert wurde. Dann wurde der λ Phage durch Inkubation bei
37°C für 5 Stunden
unter Schütteln
vermehrt.
-
Nach
Inkubation für
5 bis 6 Stunden und Bestätigung
des Eintritts der Bakteriolyse, wurden 50 μl Chloroform und 2 ml 5 M NaCl
hinzugefügt,
gefolgt von Schütteln
bei 37°C
für 10
Minuten. Dann wurde das Gemisch bei 3.500 UpM für 15 Minuten zentrifugiert.
Zu dem auf diese Weise erhaltenen Überstand wurde Polyethylenglycol
6000 in einer solchen Menge hinzugefügt, um so eine Konzentration
von 10% zu ergeben. Das resultierende Gemisch wurde für 30 bis
60 Minuten auf Eis zu stehen gelassen und dann wurde es bei 4.000 UpM
für 15
Minuten bei 4°C
zentrifugiert, um den Phagen dadurch auszufällen. Der Niederschlag wurde
in 1 ml Puffer A suspendiert [0,5% NP-40, 30 mM Tris-HCl (pH-Wert
7,5), 5 mM MgCl2, 125 mM KCl, 3,6 mM CaCl2, 0,5 mM EDTA, 0,25% Natrium-Desoxycholat, 60
mM Mercaptoethanol] und zusammen mit 100 μg/ml RNase A und 20 μg/ml DNase
I bei 37°C
für 30
Minuten inkubiert. Dann wurde dazu Chloroform in der gleichen Menge wie
Puffer A hinzugefügt
und das Gemisch wurde verrührt
und bei 15.000 UpM für
2 Minuten bei Raumtemperatur zentrifugiert, gefolgt von der Wiedergewinnung
des Überstands.
Dann wurde wieder die gleiche Menge Chloroform hinzugefügt und das
Gemisch wurde in der gleichen Weise zentrifugiert, gefolgt von der
Wiedergewinnung des Überstands.
Zum Überstand
wurden 50 mM Tris-HCl (pH-Wert 8), 20 mM EDTA, 0,5% SDS und 100 μl/ml Proteinase
K und das resultierende Gemisch wurde bei 55°C für 60 Minuten inkubiert. Um
die λ-DNA
zu reinigen wurden Behandlungen mit Phenol, Phenol/Chloroform und
Chloroform, jede in der herkömmlichen
Weise, durchgeführt,
um die DNAse, Protease, usw. zu inaktivieren. Dann wurden dazu 1/20-fach so
viel 5 M NaCl und einmal so viel Isopropanol hinzugefügt. Auf
diese Weise wurde ein Niederschlag der λ-DNA erhalten, welche das cDNA-Fragment
darin inseriert hatte.
-
(3) Konstruktion von Sonden-DNA
-
Von
der λ-DNA,
welche das vorstehend (2) gereinigte Fragment aufweist wurde das
DNA-Insert unter Verwendung der BamHI-Restriktionsenzymstelle herausgeschnitten
und als eine Sonde zum Durchmustern der zweiten cDNA-Bank (diese
Sonde wurde Sonde Q genannt) verwendet.
-
Durch
das gleiche Verfahren wurden DNA-Sonden von 700 bp und 600 bγ mit BamHI
von dem Clon herausgeschnitten, der das längste Insert (etwa 1.300 bp)
unter den 7 λ-Clonen
aufwies, die durch Verwendung des monoclonalen Antikörpers K17
erhalten wurden. In diesen Sonden wurde das DNA-Fragment von 700
bp, welches anscheinend die cDNA enthält, die das Epitop des Antikörpers K17
codiert, als Sonde A bezeichnet, während ein anderes Fragment
von 600 bγ als
Sonde B bezeichnet wurde. Diese Sonden wurden in der Durchmusterung
der zweiten cDNA-Bank
eingesetzt.
-
(4) Northern-Blotting
-
Es
wurde durch Northern-Blotting bestätigt, dass die Sonden A und
Q, die beim Screening unter Verwendung der Antikörper erhalten wurden, mit der
gleichen mRNA hybridisierbar waren.
-
15 μg aller aus
Kolonschleimhaut-Epithelzellen durch das AGPC-Verfahren extrahierten
RNAs wurden in 4,5 μl
sterilisiertem Wasser aufgelöst,
dann mit 2 μl
5 × MOPS-Puffer,
3,5 μl Formaldehyd
und 10 μl
Formamid vermischt und durch Wärme
bei 60°C
für 15
Minuten denaturiert. Als Nächstes
wurde das denaturierte Produkt auf einem 1 % Agarosegel in der Anwesenheit
von Formaldehyd einer Elektrophorese unterzogen. Nach der Beendigung
der Elektrophorese wurden die RNAs durch das Kapillarverfahren über Nacht
auf eine Nylonmembran (Biodyne A, hergestellt von Pall Corp.) transferiert.
Nach dem Fixieren der RNAs auf der Nylonmembran durch UV-Crosslinking, wurde
die Vorhybridisierung in 10 ml einer Hybridisierungslösung (5 × SSPE,
5 × Denhardt-Lösung, 50%
Formamid, 0,5% SDS, 100 μg/ml
thermisch denaturierte Lachssperma-DNA) bei 42°C für 8 Stunden durchgeführt.
-
Anschließend wurden
die durch Antikörperscreening
erhaltenen Sonden A und Q jeweils unter Verwendung von α[32P]dCTP durch den Megaprime-Labeling-Kit
(hergestellt von Amersham) mit Radioisotopen markiert. 1 × 108 dpm von jeder Sonde wurden zusammen mit
5 ml der Hybridisierungslösung
zu der Nylonmembran hinzugefügt,
die vorhybridisiert worden war. Nach dem Verschweißen wurde
die Hybridisierung bei 42°C über Nacht
durchgeführt.
Die Nylonmembran wurde in einer 0,2 × SSC und 0,2% SDS enthaltenden
Lösung
bei 65°C
dreimal für
40 Minuten gewaschen. Dann wurde die Nylonmembran getrocknet und
einem Röntgenfilm über Nacht
ausgesetzt.
-
Auf
diese Weise wurde eine Bande von etwa 17 kbp durch Verwendung von
jeder der Proben A und Q nachgewiesen, was bewiesen hat, dass diese
2 Sonden vom Standpunkt des Molekulargewichts mit der gleichen mRNA
hybridisierbar waren.
-
Beispiel 3: Zweite Clonierung
von FcγBP
codierender cDNA
-
(A: Konstruktion der cDNA-Bank)
-
(1) Aufbereitung menschlicher
Kolonschleimhaut-Epithelzellen
-
Ein
Gewebestück
von menschlichem Kolon wurde gründlich
mit RPMI-Medium,
das 10% fötales
Rinderserum enthält
gewaschen und mechanisch von der muskulären Schleimhaut abgezogen,
um dadurch die Epithelzellen von der Lamina-Propria-Mucosae abzutrennen. Als Nächstes wurde
es am Stab fixiert und mit einem Rühren energisch in 10% fötales Rinderserum/5
mM EDTA/PBS (1) für
90 Minuten auf Eis gerührt,
um dadurch die Epithelzellen abzutrennen. Dann wurde die die Epithelzellen
enthaltende Lösung
bei 1.500 UpM für
10 Minuten zentrifugiert, um dadurch einen Zellniederschlag zu erhalten.
-
(2) Aufreinigung der mRNA
-
Alle
RNAs werden von den Schleimhaut-Epithelzellen durch ein modifiziertes
AGPC-Verfahren [P.Chomczynski et al., Analytical Biochem., (1987)
162:156-159] extrahiert. Und zwar wurden zu 1 ml der Zellpellets
9 ml einer Denaturierungslösung
[4 M Guanidin-Thiocyanat, 25 mM Natrium-Citrat (pH-Wert 7), 0,5% Sarkosyl,
0,1 M 2-Mercaptoethanol] hinzugefügt. Nach dem Lysieren der Zellen
wurden dazu 1 ml 2 M Natriumacetat (pH-Wert 4), 10 ml einer gesättigten
wässrigen
Phenol-Lösung
und 2 ml von Chloroform/Isoamylalkohol (49:1) nacheinander hinzugefügt. Dann
wurde das Gemisch für
10 Sekunden gerührt,
für 15
Minuten eisgekühlt
und dann bei 10.000 × g
für 15
Minuten zentrifugiert und der Überstand
wurde dann aufgenommen. Zu 8 ml dieses Überstands wurden in ähnlicher
Weise 0,8 ml Natriumacetat, 8 ml Wasser-gesättigtes Phenol und 1,6 ml Chloroform/Isoamylalkohol
hinzugefügt.
Dann wurde das Gemisch für
10 Sekunden gerührt,
für 15 Minuten
eisgekühlt
und dann bei 10.000 × g
für 15
Minuten zentrifugiert und der Überstand
wurde aufgenommen. Zu 7 ml dieses Überstands wurde die gleiche
Menge an Chloroform/Isoamylalkohol hinzugefügt und das erhaltene Gemisch
wurde gerührt
und zentrifugiert, um dadurch den Überstand zu erhalten. Zu dem
erhaltenen Überstand
wurde die gleiche Menge Isopropanol hinzugefügt und das Gemisch wurde für 30 Minuten
auf –20°C gekühlt und
dann bei 10.000 × g
für 15
Minuten zentrifugiert, um dadurch den Niederschlag aller RNAs zu
gewinnen.
-
Zu
einer Lösung
von 1 mg aller RNAs wurde ein Elutionspuffer [10 mM Tris-HCl (pH-Wert 7,5),
1 mM EDTA, 0,1% SDS] hinzugefügt,
um das Gesamtvolumen so auf 1 ml einzustellen. Dann wurde dazu 1
ml OligoTex-dT30 <Super> (hergestellt von Takara
Shuzo) hinzugefügt
und das Gemisch wurde bei 65°C
für 5 Minuten
erhitzt und für
3 Minuten auf Eis abgeschreckt. Nach dem Hinzufügen von 0,2 ml an 5 M NaCl
und 10 Minuten Stehenlassen bei 37°C wurde das Gemisch für 3 Minuten
bei 15.000 UpM zentrifugiert und der Überstand wurde vorsichtig entfernt.
Die Pellets wurden in 2,5 ml eines Waschpuffers [10 mM Tris-HCl
(pH-Wert 7,5), 1 mM EDTA, 0,5 mM NaCl, 0,1% SDS] suspendiert und
für 3 Minuten
bei 15.000 UpM zentrifugiert und der Überstand wurde vorsichtig entfernt.
Die Pellets wurden in 1 ml sterilisiertem Wasser suspendiert, bei
65°C für 5 Minuten
erhitzt und dann für
3 Minuten auf Eis abgeschreckt. Dann wurde es für 3 Minuten bei 15.000 UpM
zentrifugiert und der Überstand
wurde aufgenommen. Zum Überstand
wurden 50 μl
5 M NaCl und 2,5 ml Ethanol hinzugefügt und das Gemisch wurde für 30 Minuten
bei –20°C gekühlt und
zentrifugiert (3.000 UpM, 4°C).
Dann wurde der polyadenylierte RNA-Niederschlag gewonnen.
-
(3) Synthese von cDNA
-
Von
der mRNA wurde durch ein verändertes
Verfahren von Gubler und Hoffman unter Verwendung eines cDNA-Synthese-Kits,
hergestellt von Amersham oder InVitrogen, cDNA synthetisiert. Und
zwar wurden 5 μg
der polyadenylierten RNA, hergestellt von Kolonschleimhaut-Epithelzellen
bei 42°C
für 90
Minuten in 50 μl
eines Puffers (hergestellt von Amersham) inkubiert, der 50 U von
menschlichem Placenta-Ribonuclease-Inhibitor, 1 mM dATP, 1 mM dGTP,
1 mM dCTP, 0,5 mM dTTP, 100 U AMV-reverse-Transkriptase und Natriumpyrophosphat
zusammen mit 750 ng zufälligen
Hexanucleotide oder 4 μg
oligo(dT)-Primer enthält.
50 μl dieses Reaktionsgemisches
wurden nacheinander bei 12°C
für 60
Minuten und bei 22°C
für 60
Minuten und dann bei 70°C
für 10
Minuten in einem Puffer (hergestellt von Amersham) umgesetzt, der
4.0 U Escherichia coli Ribonuclease H und 115 U Escherichia coli
DNA-Polymerase I enthielt. Nach dem Zurückstellen auf Eis, wurden dazu
10 U T4 DNA-Polymerase hinzugefügt
und bei 37°C
für 10
Minuten umgesetzt. Als Nächstes
wurde die Reaktion durch Hinzufügen
von 10 μl
0,25 M EDTA (pH-Wert 8) beendet. Zu 250 μl des Reaktionsgemisches wurde
die gleiche Menge an 7,5 M Ammoniumacetat und viermal so viel Ethanol
hinzugefügt.
Nach dem Rühren
wurde das Gemisch bei –20°C für 30 Minuten
gekühlt
und zentrifugiert, um dadurch die cDNA zu ernten. Die cDNA wurde
in 10 μl
sterilisiertem Wasser aufgelöst
und 1 μl
dieser Lösung
wurde einer Elektrophorese auf einem 0,8% Agarosegel unterzogen,
um die Synthese zu bestätigen
und die Konzentration zu bestimmen.
-
(4) Ligation des Adaptors
-
Zu
der vorstehend (3) synthetisierten cDNA wurde an Mol zehnmal so
viel Adaptor (EcoRI-NotI-BamH-Adaptor, hergestellt von Takara Shuzo)
hinzugefügt.
Dann wurde dazu eine Ligationslösung
A (Ligationskit, hergestellt von Takara Shuzo) in einer achtfachen
Menge des Gesamtgemischs und eine Ligationslösung B (Ligationskit, hergestellt
von Takara Shuzo) in der gleichen Menge wie das Gesamtgemisch hinzugefügt. Nach
gründlichem
Rühren
wurde das Gemisch bei 16°C
für 30
Minuten inkubiert, um dadurch den Adaptor an die cDNA zu ligieren.
-
Dieses
Reaktionsgemisch wurde auf einem 0,8% Agarosegel mit niedrigem Schmelzpunkt
(Sea Plaque Agarose Gel, hergestellt von Takara Shuzo) in einem
TAE-Puffersystem einer Elektrophorese unterzogen und so wurde eine
Gel gewonnen, das eine cDNA-Fraktion von etwa 4 kbp oder darüber enthielt.
Durch dieses Verfahren wurde gleichzeitig der nicht an die cDNA
ligierte Adaptor eliminiert. Dann wurde TE-Puffer in der doppelten
Menge wie das Nassgewicht des vorstehend gewonnenen Gels hinzugefügt und das
Gemisch wurde für
10 Minuten auf 65°C
gehalten. Nachdem das Agarosegel auf diese Weise aufgelöst wurde,
wurde in der gleichen Menge wie das Gesamtgemisch, Tris-gesättigtes
Phenol hinzugefügt.
Das resultierende Gemisch wurde gründlich gerührt, eisgekühlt und zentrifugiert. Die
wässrige
Phase wurde aufgenommen und nochmals mit der gleichen Menge an Trisgesättigtem
Phenol behandelt. Nach dem Zentrifugieren wurde die wässrige Phase
aufgenommen und dazu wurde die gleiche Menge an Chloroform hinzugefügt. Das
Gemisch wurde gründlich
gerührt
und zentrifugiert. Als Nächstes
wurde die wässrige
Phase aufgenommen und dazu 1/10-mal soviel 3 M Natriumacetat, 20 μg Glykogen
(hergestellt von Boehringer-Mannheim) und 2,5 mal so viel Ethanol
hinzugefügt.
Nach dem Kühlen
bei –20°C für 30 Minuten,
wurde das Gemisch bei 15.000 UpM für 10 Minuten bei 4°C zentrifugiert,
um dadurch einen Niederschlag der cDNA zu ergeben.
-
(5) Konstruktion der λgt11-Bank
-
Die
vorstehend in (4) erhaltene cDNA, zu welcher der Adaptor ligiert
worden war, wurde in 96 μl
einer Lösung
aufgelöst,
die 500 mM Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 100 mM MgCl2,
10 mM DTT und 10 mM ATP enthielt. Nach Hinzufügen von 40 U Polynucleotid-Kinase,
wurde das Gemisch bei 37°C
für 60
Minuten inkubiert, um dadurch das 5'-Ende des Adaptors zu phosphorylieren.
Nach Abschluss der Reaktion wurden dazu nacheinander 200 μl TE-Puffer
und 300 μl
Tris-gesättigtes
Phenol hinzugefügt.
Das erhaltene Gemisch wurde gerührt und
zentrifugiert (15.000 UpM, Raumtemperatur, 2 Minuten) und der Überstand
wurde aufgenommen. Auf ähnliche
Weise wurde die Zentrifugation durch aufeinander folgende Verwendung
einer Tris-gesättigten
Phenol/Chloroform (1:1)-Lösung
und einer Chloroform-Lösung,
die 2% Isoamylalkohol enthält
durchgeführt,
um dadurch schließlich
250 μl des Überstands
zu ergeben. Zu diesem Überstand
wurden 250 μl
einer 4 M Ammoniumacetatlösung
und 1.250 μl
Ethanol hinzugefügt.
Das erhaltene Gemisch wurde bei –20°C für 30 Minuten gekühlt und
zentrifugiert (15.000 UpM, 4°C,
10 Minuten), um dadurch den Niederschlag zu gewinnen. Zu dem cDNA-Niederschlag
wurde 1 μg
EcoRI-gespaltener dephosphorylierter λgt10-Arm (#233211, hergestellt
von Stratagene) hinzugefügt
und in 5 μl
einer Lösung
aufgelöst,
die 100 mM (Endkonzentration) Tris-HCl (pH-Wert 7,6), 5 mM MgCl2 und 300 mM NaCl enthält. Dann wurden 5 μl der Ligationslösung B (DNA-Ligationskit,
hergestellt von Takara Shuzo) hinzugefügt und das Gemisch wurde gründlich gerührt und
dann bei 26°C
für 10 Minuten
umgesetzt. Um die cDNA in den λ-Phagen
zu verpacken, wurden 4 μl
des die cDNA enthaltenden Ligationsgemisches zu 10 μl Freeze/Thaw-Extrakt
(Gigapack II Gold, hergestellt von Stratagene) hinzugefügt. Sofort
danach wurde dazu das Sonic-Extrakt (Gigapack II Gold) hinzugefügt und das
resultierende Gemisch wurde langsam gerührt. Nach Inkubation bei 22°C für 2 Stunden
wurden 500 μl
einer Lösung
zur Verdünnung des
Phagen [5 g NaCl, 2 g MgSO4·7H2O, 50 ml 1 M Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 5 ml
2% Gelatin pro Liter] und 10 μl
Chloroform hinzugefügt
und so wurde die in vitro Verpackungsreaktion abgeschlossen. Diese
Phagenlösung wurde
bei 4°C
gelagert und für
das Screening eingesetzt.
-
Beispiel 4: Clonierung
der Gesamtlängen
cDNA, die FcγBP
codiert
-
(B: Screening der cDNA-Bank
durch Verwendung einer DNA-Sonde)
-
(1) Blotting
-
200 μl eines Escherichia
coli Stammes c600hf1, welcher über
Nacht inkubiert worden war, wurde mit der Kolonschleimhaut-Epithelzell-cDNA
(2 × 104 pfu) in den λ-Phagen verpackt und dann bei 37°C für 15 Minuten
gehalten. Nach Hinzufügen
eines bei 55°C
gehaltenen 0,8% Top-Agarose/LB-Mediums wurde das Gemisch sofort
auf eine LB-Platte ausgestrichen (10 × 14 cm) und bei 37°C für 12 Stunden
inkubiert. Sobald der Durchmesser eines Plaques 1 mm erreichte,
wurde eine Nylonmembran (Biodyne A, Porengröße: 0,2 μm hergestellt von Pall Corp.)
darauf gelegt, gefolgt von Kühlung
bei 4°C
für 10
Minuten. Dann wurde die Nylonmembran von der Platte abgezogen und
mit der Blottinglösung
I (0,5 M NaOH, 1,5 M NaCl), der Blottinglösung II [1 M Tris-HCl (pH-Wert
7,4)] und der Blottinglösung
III [0,5 M Tris-HCl
(pH-Wert 7,4), 1,5 M NaCl] jeweils 5 Minuten behandelt. Dann wurde
die DNA unter Verwendung eines UV-Crosslinkinggeräts (UV Stratalinker
2400, hergestellt von Stratagene) bei 1.200 μJ auf der Nylonmembran fixiert.
-
(2) Hybridisierung
-
Zu
einer Nylonmembran, auf der die λ-DNA
fixiert war, wurden 10 ml einer Hybridisierungslösung hinzugefügt (5 × SSPE,
5 × Denhardt-Lösung, 50%
Formamid, 0,5% SDS, 100 μg/ml
durch Hitze denaturierte Lachssperma DNA). Als Nächstes wurde das Gemisch in
einen Hybridisierungsbeutel eingeschweißt und bei 42°C für 8 Stunden
einer Vorhybridisierung unterzogen. Anschließend wurde jede der durch die
Antikörperscreening
erhaltenen Sonden Q, A und B unter Verwendung von α[32P]dCTP durch das Random-Priming-Verfahren
mit einem Radioisotop markiert. 1 × 108 dpm
von jeder Sonde wurden zusammen mit 5 ml der Hybridisierungslösung zu
der Nylonmembran hinzugefügt,
welche der Vorhybridisierung unterzogen wurde. Nach dem Einschweißen wurde
die Hybridisierung über
Nacht bei 42°C
durchgeführt.
Sobald die Hybridisierung abgeschlossen war, wurde die Nylonmembran
dreimal bei 65°C
für 40
Minuten in einer Lösung
gewaschen, die 0,2 × SSC
und 0,2% SDS enthielt. Die Nylonmembran wurde dann getrocknet und über Nacht
einem Röntgenfilm
ausgesetzt.
-
Bei
dem vorstehend erwähnten
Screening wurden 69 λ-Clone
erhalten, welche mit einer oder mehreren der Sonden A, B und Q hybridisierbar
waren. Von jedem dieser Clone wurde durch das vorstehend beschriebe
Verfahren λ-DNA
erzeugt, mit einem Restriktionsenzym EcoRI behandelt und einer Elektrophorese unterzogen,
um dadurch die Größe des DNA-Inserts
zu bestätigen.
-
Beispiel 5: Schätzung der
FcγBP-mRNA
Größe
-
Durch
Verwendung der in Beispiel 2 erhaltenen Sonde Q wurde die molekulare
Größe der mRNA
von FcγBP
bewertet. Zum Vergleich wurden die mRNAs von bekannten Proteinen
benutzt, d.h. Dystrophin-mRNA mit 14.0 kbp [M. Koenig et al., (1988),
Cell 53:219-288] und Ryanodin-Receptor-mRNA mit 15,2 kbp [F. Zarzato et
al., (1990), J. Biol. Chem., 265:2244-2256]. Als cDNA-Sonden für diese
Vergleichs-mRNAs, wurden synthetische Sonden erzeugt, welche jeweils
die im Literaturhinweis angezeigte Basensequenz aufwiesen und in
der Polymerase-Kettenreaktion
(PCR) eingesetzt, um dadurch die Sonden DYS bzw. RDR zu erhalten.
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Die
Dystrophin mRNA und Ryanodin-Rezeptor-mRNA stammten aus polyadenylierten
RNA aus menschlichem Skelettmuskel (hergestellt von Clontech).
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2 μg der aus
Kolonschleimhaut-Epithelzellen erhaltenen polyadenylierten RNA,
1 μg der
polyadenylierten RNA aus der menschlichen Skelettmuskulatur oder
ein Gemisch davon wurde in der gleichen Weise, wie der in Beispiel
2 (4) beschrieben einer Elektrophorese unterzogen und so auf eine
Nylonmembran transferiert. Diese Nylonmembran wurde dann unter Verwendung
von Sonde Q einer Hybridisierung unterzogen, gefolgt vom Nachweis
durch Autoradiographie.
-
Um
die Hybridisierung der Vergleichs-RNAs auf der gleichen Membran
durchzuführen,
wurde diese Nylonmembran bei 70°C
für 1 Stunde
zusammen mit 20 ml einer Lösung
inkubiert, die 50 mM Tris-HCl-Puffer (pH-Wert 7,5), 1,25 mM EDTA,
3 × SSC,
1 × Denhardt-Lösung, 1
% SDS und 50% Formamid enthält.
Anschließend
wurde sie zweimal bei Raumtemperatur für 10 Minuten durch Schütteln in
einer Waschflüssigkeit
gewaschen, die 0,2 × SSC
und 0,1% SDS enthält.
Dann wurde die Nylonmembran einer Autoradiographie unterzogen und
auf diese Weise wurde bestätigt,
dass die Bande verschwunden war (Dehybridisierung).
-
Als
Nächstes
wurde unter Verwendung der Sonde DYS in der vorstehend beschriebenen
Weise die Hybridisierung durchgeführt, gefolgt vom Nachweis durch
Autoradiographie. Diese Nylonmembran wurde durch das gleiche Verfahren
wie das vorstehend beschriebene der Dehybridisierung unterzogen
und es wurde bestätigt,
dass die Bande verschwunden war. Schließlich wurde die Hybridisierung
in der gleichen Weise mit der Sonde RDR durchgeführt, gefolgt vom Nachweis der
Bande durch Autoradiographie.
-
Basierend
auf den so erlangten Ergebnissen, wurden die Mobilitäten der
Banden der Dystrophin mRNA und Ryanodin-Rezeptor-mRNA jeweils gegen
die molekulare Größe aufgetragen,
um dadurch eine Standardkurve zu ergeben. Auf diese Weise wurde
die Größe der mRNA
von FcγBP
anhand ihrer Mobilität
als etwa 17 kbp berechnet (1).
-
Beispiel 6: Identifizierung
der Basensequenz der cDNA, die FcγBP
codiert (1)
-
Um
die Basensequenz des Bereichs zu identifizieren, der die Aminosäuresequenz
des Proteins codiert, das die IgG-Fc-Teil-Bindeaktivität aufweist,
wurden durch die folgenden Verfahren 5 notwendige Clone unter den
im vorstehenden Beispiel 4 erhaltenen 69 λ-Clonen ausgewählt. Dann
wurde die Basensequenz unter Verwendung eines DNA-Sequenziergeräts (Model
373A, hergestellt von Applied Biosystems) identifiziert.
-
(1) Clon X1
-
Unter
den durch das Screening mittels Hybridisierung mit den Sonden A,
B und Q erhaltenen cDNA-Clonen wurde eine erhalten, welche nicht
mit den Sonden Q und B, sondern mit der Sonde A alleine hybridisierbar
war. Dann wurde ein Fragment von etwa 700 bp gewonnen, welches mit
EcoRI und SmaI am gegenüberliegenden
Ende zur Sonde A im cDNA-Inserts dieses Clons herausgeschnitten
und als Sonde X bezeichnet wurde. Als Nächstes wurde die cDNA-Bank
durch das gleiche Verfahren wie dem von Beispiel 3 unter Verwendung
dieser Sonde X gescreent. Auf diese Weise wurde ein Clon X1 erhalten,
der mit den Sonden X, A und B hybridisierbar war. Das cDNA-Insert
dieses Clons X1 wurde mit EcoRI gespalten und auf einem Agarosegel
einer Elektrophorese unterzogen, um dadurch eine DNA von etwa 3.300 bp
abzutrennen und zu gewinnen. Diese DNA wurde dann in die EcoRI-Stelle
eines Plasmidvektors pBlueskript SK(+) inseriert. Anschließend wurde
die Restriktionskarte erstellt und die Basensequenz wurde identifiziert.
-
(2) Clon Y1
-
Ein
Fragment von etwa 800 bp, welches mit EcoRI und SacI an der gegenüberliegenden
Seite des Bereichs herausgeschnitten wurde, der Sonde B in der cDNA
des Clons X1 enthält,
wurde gewonnen und als Sonde Y bezeichnet. Als Nächstes wurde die cDNA-Bank
durch das gleiche Verfahren wie dem von Beispiel 3 unter Verwendung
dieser Sonde Y gescreent. Von den auf diese Weise erhaltenen Clonen
war Clon Y1 der, der die längste
cDNA aufwies. Das cDNA-Insert dieses Clons Y1 wurde mit EcoRI gespalten
und auf einem Agarosegel einer Elektrophorese unterzogen, um dadurch
eine DNA von etwa 1.900 bp abzutrennen und zu gewinnen. Dann wurde
diese DNA in die EcoRI-Stelle eines pBlueskript SK(+) Plasmidvektors
inseriert. Anschließend
wurde die Restriktionskarte erstellt und die die Basensequenz wurde
identifiziert.
-
(3) Clon C72
-
Ein
Fragment von etwa 150 bp, das mit SacI und SphI auf der gegenüberliegenden
Seite der Region herausgeschnitten wurde, die die Sonde X in der
cDNA des Clons Y1 enthält,
wurde gewonnen und als Sonde Y150 bezeichnet. Als Nächstes wurde
die cDNA-Bank (cDNA-Größe, die
sich von 2 bis 4 kbp erstreckte) durch das gleiche Verfahren wie
dem von Beispiel 3 unter Verwendung dieser Sonde Y150 gescreent,
um dadurch 9 Clone zu ergeben. Von den cDNA-Inserts der auf diese Weise erhaltenen
Clone wurde eine cDNA erhalten und als Clon C72 bezeichnet, welche
die längste
Ausdehnung auf der gegenüberliegenden
Seite zum Y-Bereich von Y150 zeigte und Y150 enthielt. Das cDNA-Insert
dieses Clons C72 wurde mit EcoRI gespalten und auf einem Agarosegel
einer Elektrophorese unterzogen, um dadurch eine DNA von etwa 1.200
bp abzutrennen und zu gewinnen. Dann wurde diese DNA in die EcoRI-Stelle
eines pBlueskript SK(+) Plasmidvektors inseriert. Anschließend wurde
die Restriktionskarte erstellt und die Basensequenz wurde identifiziert.
-
(4) Clon NZ4
-
Ein
Fragment von etwa 450 bp, welches mit EcoRI und SacI auf der gegenüberliegenden
Seite der Region herausgeschnitten wurde, die die Sonde Y150 in
der cDNA des Clons C72 enthält,
wurde gewonnen und als Sonde Z bezeichnet. Durch Verwendung der
inkubierten Zelllinie HT-29-18-N2, die von menschlichem Kolonkrebs
abstammt, wurde durch das gleiche Verfahren, wie das in Beispiel
3 (2) bis (5) beschriebene, eine λgt10-cDNA-Bank
konstruiert. Dann wurde diese Genbank durch das gleiche Verfahren,
wie in Beispiel 3, unter Verwendung der vorstehend erwähnten Sonde
Z gescreent, um dadurch 4 Clone zu ergeben.
-
Von
den auf diese Weise erhaltenen Clonen wurde einer ausgewählt und
als Clon NZ4 bezeichnet, der den längsten mit C27 nicht überlappenden
Teil aufwies. Das cDNA-Insert dieses Clons NZ4 wurde mit NotI gespalten
und auf einem Agarosegel einer Elektrophorese unterzogen, um dadurch
eine DNA von etwa 900 bp abzutrennen und zu gewinnen. Dann wurde
diese DNA in die EcoRI-Stelle eines pBlueskript SK(+)-Plasmidvektors
inseriert. Anschließend
wurde die Restriktionskarte erstellt und die die Basensequenz wurde
identifiziert.
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(5) Clon V11
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Die
Basensequenz der Clone, die mit allen Sonden A, B und Q in dem Screening
unter Verwendung dieser Sonden hybridisierbar waren, wurden analysiert,
um dadurch einen Clon zu ergeben, welcher die gleiche Basensequenz
wie der von der A-B-Region aufweist, der auf der terminalen Seite
des Clons X1 liegt und der vorher sequenziert worden ist. Dieser
Clon wurde als Clon V11 bezeichnet. Das cDNA-Insert dieses Clons V11
wurde mit EcoRI gespalten und auf einem Agarosegel einer Elektrophorese
unterzogen, um dadurch eine DNA von etwa 3.700 bp abzutrennen und
zu gewinnen. Dann wurde diese DNA in die EcoRI-Stelle eines pBluescript
SK(+)-Plasmidvektors inseriert. Anschließend wurde die Restriktionskarte
erstellt und die Basensequenz identifiziert.
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Beispiel 7: Annahme bezüglich der
Anwesenheit von Clon NZ4 in der Nachbarschaft des 5'-Endes der FcyBP-mRNA
-
Die
in Beispiel 6 erhaltenen 5 Clone wurden in der Reihenfolge von NZ4-C72-Y1-X1-V11 in Richtung des
5'-Endes oder des
3'-Endes verlängert. Wenn
die Basensequenz dieser Clone in Aminosäuren translatiert wurde, wurde
angenommen, dass sie in Richtung des 5'-Endes verlängert wurden. Eine durch zufälliges Priming
konstruierte Genbank wurde daher unter Verwendung der DNA von Clon-NZ4
gescreent, welche momentan am äußersten
Ende des Sequenzverlaufs gelegen war. Als ein Ergebnis wurden 13
unabhängige
Clone erhalten, aber keiner wurde 5'-stromaufwärts von
NZ4 verlängert.
Wenn die Basensequenz von NZ4 in Aminosäuren translatiert wurde, war
das dem Methionin entsprechende ATG-Codon, welches ähnlich der
Kozak-Regel scheinbar am äußersten
5'-Ende des Sequenzverlaufs
im offenen Leserahmen gelegen war, was darauf hindeutet, dass dieses
ATG das Startmethionin sein könnte.
Das erste A in diesem ATG-Codon tauchte jedoch früh in dem
Clon NZ4 auf (d.h. an der 9-Position lokalisiert) und in den vorausgehenden
9 Basen war im Leserahmen kein Stopp-Codon vorhanden. Es konnte
daher nicht bestritten werden, dass die cDNA-Sequenz nicht nur im
Transkriptionsprodukt, sondern auch auf dem Translationsniveau in
Richtung auf das 5'(N)-Ende
verlängert
werden könnte.
Es wurde daher der folgende Versuch durchgeführt, um die Stelle des Transkriptionsstarts
zu untersuchen und die Translationsstartstelle durch das Primer-Extentionsverfahren
vorauszusagen.
-
(1) Erzeugung aller RNAs
und polyadenylierter RNA
-
Zwei
Primer, d.h. Primer 1 (GCTGATAGTTCTGCAGGAAGGCTGT GAGGAATTCCTCTCTGCCAGTGTT-50
mer) und Primer 2 (GCTCCAGCCCAG AGTATCCACCAGCTCCATAGG-33 mer) wurden
mit einem DNA-Synthesegerät
(Modell 394, hergestellt von Applied Biosystems) synthetisiert und
mit einer OPC-Säule (hergestellt
von Applied Biosystems) gereinigt. 100 pmol von jedem Primer wurden
mit γ[32P]ATP unter Verwendung von T4 Polynucleotidkinase
markiert und mit einer MicrospinTM S-200HR-Säule (hergestellt von
Pharmacia) gereinigt. In jeder Reaktion wurden 0,5 pmol jedes Primers
verwendet.
-
(3) Primer-Anlagerung
und Verlängerungsreaktion
-
Alle
RNAs (20 μg)
und polyadenylierte RNA (2,5 μg),
die aus menschlichen Kolonschleimhaut-Epithelzellen stammten und
HT-29-18-N2 wurden jeweils mit den Primern in einem Annealingpuffer
[10 mM Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 1 mM EDTA, 250 mM KCl] gemischt und
durch Erwärmen
bei 95°C
für 5 Minuten
hitzedenaturiert.
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Dann
wurde die Hybridisierung durch Inkubation bei 58°C für 1 Stunde und dann bei Raumtemperatur oder
37°C für 1,5 Stunden
durchgeführt.
Anschließend
wurde die Verlängerungsreaktion
in der folgenden Weise durchgeführt.
Eine Annealingprobe wurde aus Ethanol ausgefällt und der erhaltene Niederschlag
wurde in RTase-Puffer aufgelöst
[33 mM Tris-HCl (pH-Wert 8,3), 20 mM KCl, 13,3 mM MgCl2,
13,3 mM DTT, 0,33 mM dNTPs, 50 μg/ml
Actinomycin D]. Nach Hinzufügen
von 20 U einer reversen Transkriptase (RNaseH-freie MMLV RTase,
hergestellt von Toyobo), wurde das Gemisch bei 42°C für 1 Stunde
inkubiert. Nach Abschluss der Reaktion wurde das Gemisch für 3 Minuten
bei 95°C
behandelt, um dabei die RTase zu inaktivieren. Dann wurde RNase
A hinzugefügt,
um eine Konzentration von 10 μg/ml
zu ergeben und das Gemisch wurde für 30 Minuten bei 37oC inkubiert,
um dadurch die Matritzen-RNA abzubauen. Nach der schrittweisen Extraktion
mit Phenol/Chloroform und Chloroform und Ethanolfällung, wurde
der Niederschlag auf einem 5% Sequenzgel einer Elektrophorese unterzogen.
Nach der Beendigung der Elektrophorese wurde das Gel mit einer Fixierungslösung (10%
Essigsäure,
15% Methanol) behandelt, getrocknet und dann einer Autoradiographie
unterzogen. Als ein Marker wurde M13mp18 verwendet, welcher mit
dem Sequenase-Version-2.0 DNA-Sequenzierungskit (hergestellt von
Toyobo) umgesetzt worden war.
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So
wurden die folgenden Ergebnisse erhalten. Als ein Ergebnis der Verlängerung
mit dem Primer 1 unter Verwendung aller RNA-Proben als eine Matrize,
wurde ungefähr
bei der Base an der Position 118 vom Primer eine starke Bande festgestellt.
Als das Ergebnis der Verlängerung
mit dem Primer 1 unter Verwendung jeder der polyadenylierten RNA-Proben
als Matrize, wurde ungefähr
bei der Base an Position 157 eine schwache Verlängerungsbande festgestellt,
zusätzlich
zu einer um Position 118. Das 5'-Ende
von NZ4 von dem angenommen wird, dass es am äußersten 5'-Ende des Sequenzverlaufs liegt, wurde
der Einfachheit halber als +1 bezeichnet. Dann entsprachen diese
Banden jeweils +27 und –13.
Die Verlängerung
war bei dieser Position +27 beendet. Das ist anscheinend aufgrund
einer Palindromstruktur was darauf hinweist, dass es zur Bildung einer
Sekundärstruktur
um das 5'-Ende von
NZ4 kommen könnte.
Im Fall von Primer 2, welcher 5'-stromaufwärts gelagert
war und der konstruiert wurde, um die Bildung einer solchen Sekundärstruktur
zu minimieren, wurde tatsächlich
eine breite Bande von –10
bis –16
beobachtet und eine schwache Einzelbande wurde ferner bei der Position
nachgewiesen, die –23
entspricht. Keine Bande wurde stromaufwärts von –23 entdeckt.
-
Diese
Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Transkriptionsstartstelle
10 bis 20 Basen stromaufwärts vom
5'-Ende von NZ4
liegt. Wenn kein ATG-Codon im Leserahmen in diesem Bereich eingeschlossen
ist, gibt es eine starke Möglichkeit,
dass das ATG-Codon, welches momentanen am äußersten 5'-Ende des Sequenzverlaufs liegt, die
Translationsstartstelle sein würde.
Diese Tatsachen machen deutlich, dass der Clon NZ4, in der Reihenfolge
von NZ4-C72-Y1-X1-V11, äußerst nahe
dem N-Ende liegt.
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Beispiel 8: Konstruktion
eines Expressions-cDNANektorsystems
-
(A: Erzeugung von partieller
cDNA, eingesetzt in der Expression)
-
Zur
Expression des Proteins wurden die λ-DNA-Clone (#NZ4, #C72, #Y1,
#X1 und #V11), die partielle cDNA von FcγBP darin inseriert aufwiesen,
mit EcoRI oder NotI gespalten und die cDNA-Inserts wurden in ein zyklisches
pBlueskript SK(+) Plasmid subcloniert. Die auf diese Weise erhalten
Plasmide wurden jeweils als pNZ4, pC72, pY1, pX1 und pV11 bezeichnet.
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(1) pNZ4
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Der λ-Clon (#NZ4)
wurde vollständig
mit NotI gespalten. Dann wurde das Insert von etwa 900 bp durch Agarosegelelektrophorese
abgetrennt und gereinigt und dann in die NotI-Stelle von pBlueskript
SK(+) ligiert. Dann wurde ein Clon ausgewählt, in welchem die 5'-3'-Richtung des Protein-codierenden
Strangs der cDNA in der entgegengesetzten Richtung zum IacZ-Gen
des Plasmids inseriert worden war. Die gesamte Basensequenz des
Inserts wird in SEQ ID NO: 1 gezeigt.
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Im
Sequenzprotokoll der vorliegenden Erfindung werden Basensequenzen,
die aus cDNAs stammen als Großbuchstaben
angeführt,
jene die aus pBlueskript SK(+) stammen, werden als Kleinbuchstaben
angeführt
und jene, die aus synthetischen Adaptoren und synthetischen Oligonucleotiden
stammen, werden als unterstrichene Kleinbuchstaben angeführt.
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Jede
im Sequenzprotokoll angeführte
Aminosäuresequenz
ist eine, die auf Grund der Basensequenz des universellen Codes
angenommen wurde, während
das ATG, welches mit der Kozak-Sequenz übereinstimmt, als das Startcodon
bezeichnet wird.
-
(2) pC72
-
Der λ-Clon (#C72)
wurde vollständig
mit EcoRI gespalten. Dann wurde das Insert von etwa 1.300 bp durch
Agarosegelelektrophorese abgetrennt und gereinigt und dann in die
EcoRI-Stelle von pBlueskript SK(+) ligiert. Dann wurde ein Clon
ausgewählt,
in welchem die 5'-3'-Richtung der cDNA
in der entgegengesetzten Richtung zum lacZ-Gen des Plasmids inseriert
worden war. Die gesamte Basensequenz des Inserts wird in SEQ ID
NR: 2 gezeigt.
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(3) pY1
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Der λ-Clon (#Y1)
wurde vollständig
mit EcoRI gespalten. Dann wurde das Insert von etwa 1.900 bp durch
Agarosegelelektrophorese abgetrennt und gereinigt und dann in die
EcoRI-Stelle von pBlueskript SK(+) ligiert. Dann wurde ein Clon
der gleichen Größe ausgewählt. Die
gesamte Basensequenz des Inserts wird in SEQ ID NR: 3 gezeigt.
-
(4) pX1
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Der λ-Clon (#X1)
wurde vollständig
mit EcoRI gespalten. Dann wurde das Insert von etwa 3.300 bp durch
Agarosegelelektrophorese abgetrennt und gereinigt und dann in die
EcoRI-Stelle von pBlueskript SK(+) ligiert. Dann wurde ein Clon
der gleichen Größe ausgewählt. Die
gesamte Basensequenz des Inserts wird in SEQ ID NR: 4 gezeigt.
-
(5) pV11
-
Der λ-Clon (#V11)
wurde vollständig
mit EcoRI gespalten. Dann wurde das Insert von etwa 3.700 bp durch
Agarosegelelektrophorese abgetrennt und gereinigt und dann in die
EcoRI-Stelle von pBlueskript SK(+) ligiert. Dann wurde ein Clon
der gleichen Größe ausgewählt. Die
gesamte Basensequenz des Inserts wird in SEQ ID NR: 5 gezeigt.
-
Beispiel 9: Konstruktion
des Expressions-cDNA/Vektorsystems
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(B: Ligation von partieller
cDNA für
die Expression des Proteins)
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(1) Erzeugung von pNZC7
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Das
Plasmid pNZ4 (5 μg),
welches den cDNA-Clon darin inseriert hat, wurde vollständig mit
den Restriktionsenzymen XhoI und BgIII (jeweils 50 U) gespalten
und auf einem Agarosegel mit niedrigem Schmelzpunkt einer Elektrophorese
unterzogen. Dann wurde ein Fragment von etwa 400 bp abgetrennt,
welches das 5'-Ende
der cDNA von FcγBP
enthielt, mit Phenol extrahiert und durch Ausfällung aus Ethanol (Fragment
1) gewonnen. Als Nächstes
wurde das zweite Plasmid pC72 (5μg)
vollständig
mit XhoI und BgIII gespalten. Dann wurde ein Fragment von etwa 4,2
kbp, welches den Vektorteil enthielt, durch Elektrophorese in der
gleichen Weise wie das eine vorstehend beschriebene (Fragment 2)
isoliert. Die Fragmente 1 und 2 wurden dann jeweils in 10 μl TE-Puffer
aufgelöst.
2 μl Anteile
dieser Lösungen
wurden mit 16 μl
der Lösung
A (DNA-Ligationskit, hergestellt von Takara Shuzo) und 4 μl der Lösung B gemischt
und bei 16°C
für 30
Minuten inkubiert, um dadurch die Ligation durchzuführen. Durch
5 μl dieses
Gemischs wurden 100 μl
kompetente E. coli (XL1-Blue) transformiert,
die dann auf einer LB-Platte, die 100 μg/ml Ampicillin enthielt, bei
37°C über Nacht
inkubiert wurden. Von den so gebildeten Kolonien wurde die Plasmid-DNA
gereinigt, um dadurch ein Plasmid pNZC7 zu ergeben, worin das Fragment
1 an das Fragment 2 ligiert worden war.
-
(2) Erzeugung von Framgent
5
-
pNZC7
(5μg) wurde
vollständig
mit 50 U-Anteilen an XhoI und BstI gespalten und ein Fragment von etwa
1.300 bp (Fragment 3) wurde durch Elektrophorese gewonnen. Das dritte
Plasmid pY1 (5 μg)
wurde vollständig
mit 50 U-Anteilen an BstXI und HincII gespalten und ein Fragment
(Fragment 4) von etwa 420 bp wurde durch Elektrophorese gewonnen.
Dann wurden diese Fragmente 3 und 4 durch das gleiche Verfahren,
welches vorstehend beschriebenen wurde, mit DNA-Ligase aneinander
ligiert und einer Elektrophorese unterworfen. So wurde ein Fragment
von etwa 1.750 bp gewonnen (Fragment 5), in welchem sich die vorstehenden Fragmente
(jeweils 1 Mol) an der BstX1-Stelle verbunden hatten.
-
(3) Erzeugung von pXV2
-
Das
vierte Plasmid pX1 (5 μg)
wurde mit 50 U-Anteilen an HincII und BamHI vollständig gespalten
und ein Fragment (Fragment 6) von etwa 2.780 bp wurde durch Elektrophorese
gewonnen. Das fünfte
Plasmid pV11 (5 μg)
wurde mit 50 U BamHI vollständig
gespalten und ein Fragment (Fragment 7) von etwa 3.350 bp wurde
durch Elektrophorese gewonnen. Dann wurden diese Fragmente 6 und
7 mit DNA-Ligase, durch das gleiche Verfahren, welches vorstehend
beschrieben wurde, aneinander ligiert und einer Elektrophorese unterzogen.
So wurde ein Fragment von etwa 6.100 bp gewonnen (Fragment 8), in
welchem die vorstehenden Fragmente (jeweils 1 Mol) aneinander gebunden
hatten. Dieses Fragment 8 wurde dann mit DNA-Ligase an pBlueskript
SK(+) ligiert, welcher mit HincII und BamHI gespalten worden war
und kompetente E. coli wurden dann dadurch transformiert. Von den
so erhaltenen Transformanten wurden Plasmide gewonnen und die Basensequenzen
von jedem Plasmid wurden identifiziert. So wurde ein Plasmidclon
erhalten, der Fragment 8 enthält, in
welchem die Fragmente 6 und 7 in der richtigen Ausrichtung ligiert
worden waren. Der eine, in welchem die 5'-3'-Richtung
von Fragment 8 in der entgegengesetzten Richtung zum IacZ-Gen des
Plasmids inseriert worden war, wurde als pXV2 bezeichnet.
-
(4) Erzeugung von pNV11
-
pXV2
wurde vollständig
mit XhoI und HincII gespalten und ein Fragment (etwa 9,1 kbp), welches
den Vektor enthielt, wurde durch Elektrophorese gewonnen (Fragment
9). Dieses Fragment 9 wurde unter Verwendung von DNA-Ligase an das
vorstehend erwähnte
Fragment 5 ligiert und dann wurden kompetente E. coli (XL1-Blue) damit transformiert.
Von den so erhaltenen Transformanten wurde Plasmid pNV11 (etwa 10,8
kbp) erhalten, welches eine cDNA von etwa 7,8 kbp (Fragment 10)
enthält.
-
(5) Synthese des Oligonucleotidadaptors,
der ein Stopp-Codon (übereinstimmend
mit UAG) enthält.
-
Unter
Verwendung eines DNA-Synthesegeräts
(Model 394, hergestellt von Applied Biosystems) wurden die folgenden
Oligonucleotide synthetisiert, welche drei TAG die sich im Leserahmen
unterscheiden sowie an beiden Enden NotI und SpeI-Stellen aufwiesen:
(1) 5'-CTA GTT AGT
TAG TTA GGG TAC CGC-3';
und (2) 5'-GGC CGC GGT ACC CTA
ACT AAC TAA-3'.
10 nMol-Anteile der Oligonucleotide 1 und 2 wurden zusammen gemischt
(146 μl
insgesamt), bei 95°C
für 1 Minute
und bei 85°C
für 10
Minuten erhitzt und dann schrittweise, bei einer Rate von 0,33°C/Minute
auf 40°C
abgekühlt,
um dadurch einen Adaptor zu erzeugen, der das Stopp-Codon (TA-III
Adaptor) enthält.
Dann wurde das 5'-Ende
dieses Adaptors (2,1 nMol) durch das Standardverfahren unter Verwendung
von ATP und Polynucleotid-Kinase phosphoryliert.
-
0,83
pMol des pBlueskript SK(+)-Vektors wurden mit NotI und SpeI vollständig gespalten
und dann mit 250 pmol des phosphorylierten TA-III Adaptors gemischt
und durch Inkubation bei 1.6°C
für 30
Minuten unter Verwendung eines DNA-Ligationskits daran ligiert.
Nach Ethanolfällung
wurde der Niederschlag in 50 μl
des Reaktionsvolumens in einer solchen Weise vollständig mit
NotI gespalten, um so die Adaptorsequenz einmal zu ergeben. Als
Nächstes
wurde eine Bande von etwa 3 kbp durch Elektrophorese in einem Agarosegel
mit niedrigem Schmelzpunkt gewonnen, mit Phenol extrahiert und mit
Ethanol ausgefällt.
Der so erhaltene Niederschlag wurde unter Verwendung eines DNA-Ligationskits
einer Autoligation unterzogen und dann wurden kompetente E.coli
(XL1-Blue) dadurch transformiert. Unter den Plasmiden, die von den
durch Inkubation der Transformanten auf einer Ampicillinenthaltenden
Platte über
Nacht gebildeten Kolonien erhalten wurden, wurde ein Plasmid ausgewählt in welches
der TA-III Adaptor inseriert worden war (pBLS/TAIII).
-
(6) Erzeugung von pNV11-ST
-
5μg des Plasmids
pNV11 wurden vollständig
mit SpeI gespalten und ein Fragment von etwa 7,8 kbp wurde durch
Elektrophorese gewonnen und in 10 μl TE-Puffer aufgelöst (Fragment 11). 2 μg des Plasmids (pBLS/TAIII)
wurden mit SpeI vollständig
gespalten und seine Enden wurden mit bakterieller alkalischer Phosphatase
(2U) dephosphoryliert. Dann wurde es zweimal mit Phenol/Chloroform
behandelt und mit Ethanol ausgefällt.
Der Niederschlag wurde in 10 μl
TE-Puffer (Fragment 12) aufgelöst.
Als Nächstes
wurden 2 μl
-Anteile der Fragmente 10 und 11 zusammengemischt und unter Verwendung
eines DNA-Ligationskits (hergestellt von Takara Shuzo) ligiert.
Dann wurden kompetente E. coli (XL1-Blue) dadurch transformiert
und auf einer LB-Platte die Ampicillin enthält über Nacht inkubiert. Unter
den so gebildeten Kolonien wurde durch Analyse der Restriktionskarte
und der Basensequenz eine ausgewählt,
in welcher der TA-III Adaptor an die 3'-Seite der inserierten cDNA ligiert
worden war. Auf diese Weise wurde der Clon pNV11-ST erhalten.
-
Der
E. coli-Stamm, welcher das vorstehend erwähnte Plasmid pNV-ST enthielt,
wurde als Escherichia coli XL1-Blue [pNV11-ST] am National Institute
of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Science
and Technology (1-3 Higashi 1-chome, Tsukuba, Ibaragi) unter der
Hinterlegungsnummer FERM BP- 4625
in Übereinstimmung
mit dem Budapester Abkommen seit 1. April 1994 hinterlegt.
-
2 zeigt
das Verhältnis
zwischen der partiellen cDNA (Clon pNV11-ST; etwa 7,8 kbp) eingesetzt
in der Expression von FcγBP
und den Clonen NZ4, C72, Y1, X1 und V11, die in Beispiel 6 beschrieben
und zu dessen Konstruktion eingesetzt wurden.
-
Beispiel 10: Konstruktion
des Expressions-cDNA/Vektorsystems
-
(C: Integration in einen
Protein-Expressionsvektor)
-
(1) Herstellung des pcDL-SRα/NOT-Vektors
-
Um
die Integration der cDNA zu ermöglichen
wurden die Restriktionsschnittstellen des Vektors pcDL-SRa296 (freundlicherweise
gestattet durch Dr. Yutaka Takebe, National Institute of Health;
nachstehend einfach manchmal als SRα bezeichnet) geändert. Zuerst
wurden 2 μg
SRα vollständig mit
EcoRI verdaut und mit Ethanol ausgefällt. Der Niederschlag wurde
dann in Klenow-Pufter
[70 mM Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 1 mM EDTA, 200 mM NaCl, 70 mM MgCl2, 1 mM Anteile an dATP, dCTP, dGTP und dTTP]
aufgelöst
und mit 0,4 U Klenow-Fragment
bei 37°C
für 15
Minuten inkubiert, um dadurch das Plasmid mit glatten Enden zu versehen. Nach
der Ethanolfällung
wurde der Niederschlag in TE-Puffer aufgelöst und ein NotI-Linker, der
am 5'-Ende phosphoryliert
worden war, wurde unter Verwendung eines DNA-Ligationskits daran
ligiert. Nach der Ethanolfällung
wurde der Niederschlag vollständig
mit NotI gespalten und auf einem Agarosegel einer Elektrophorese unterworfen.
So wurde eine DNA von etwa 3,7 kbp herausgeschnitten und durch Extraktion
mit Phenol gewonnen. Die auf diese Weise gewonnene DNA wurde durch
Verwendung eines DNA-Ligationskits der Autoligation unterzogen und
dann wurden dadurch kompetente E. coli (XL1-Blue) transformiert.
Als Nächstes
wurde das Zielplasmid (pcDL-SRα/NOT)
selektiert, welches nicht mit EcoRI sondern mit NotI gespalten wurde.
-
(2) Insertion der Expressions-cDNA
-
Der
Protein-Expressionsvektor (pcDL-SRα/NOT) wurde mit NotI und KpnI
vollständig
gespalten und ein Fragment von etwa 3,7 kbp wurde durch Elektrophorese
gewonnen (Fragment A).
-
Der
cDNA-Insertionsvektor (pNV11-ST) wurde vollständig mit NotI und KpnI gespalten
und ein Fragment von etwa 7,8 kbp wurde durch Elektrophorese gewonnen
(Fragment 13). Die gesamte Basensequenz dieses Fragments 13 wird
in SEQ ID NR: 6 gezeigt.
-
Diese
Basensequenz und die davon abgeleitete Aminosäuresequenz wurden mit GenBank
Rel. 80 wiedergefunden. So wurde bestätigt, dass die Basensequenz
und die Aminosäuresequenz
beide neu sind.
-
Das
Fragment A und das Fragment 13 wurden unter Verwendung eines DNA-Ligationskits ligiert
und dann wurden dadurch kompetente E. coli (XL1-Blue) transformiert.
Aus den durch Inkubation der Transformanten auf einer LB-Platte,
die 100 μg/ml
Ampicillin enthält,
gebildeten Kolonien, wurde durch Spaltung mit Restriktionsenzymen
ein Plasmid ausgewählt,
welches Fragment 13 darin inseriert aufwies. So wurde der Clon pNV11-SR
erhalten.
-
Beispiel 11: Expression
von partieller cDNA von FcγBP
in COS7-Zellen
-
(1) Gewinnung des Expressions-cDNA/Vektors
von Escherichia coli
-
Der
in Beispiel 10 erhaltene, durch das FcγBP-cDNA-Expressionsplasmid (pNV11-SR)
transformierte Escherichia coli wurde unter Schütteln über Nacht bei 37°C in 10 ml
LB-Medium inkubiert. Als Nächstes
wurde Kulturmedium zu 500 ml LB-Medium
hinzugefügt
und das Schütteln
wurde fortgesetzt, bis eine OD600 von 0,8 erreicht
war. Sobald eine OD600 von 0,8 erreicht
war, wurden dazu 2,5 ml einer Chloramphenicol-Lösung (34 mg/ml) hinzugefügt und das
Gemisch wurde über
Nacht inkubiert. Nach Abtrennung der Zellen durch Zentrifugation
wurde die Plasmid-DNA
durch das Alkaliverfahren in der herkömmlichen Weise erzeugt. Das
Plasmid wurde durch Ultrazentrifugation (90.000 UpM, 3 Stunden)
unter einem Dichtegradienten von Cäsiumchlorid zweimal gereinigt
und gegen TE-Puffer dialysiert und dann in der Expression des Proteins
eingesetzt.
-
(2) Transfektion in COS7-Zellen
-
Die
Transfektion wurde in der folgenden Weise durchgeführt, um
die Eigenschaften des Proteins durch vorläufige Expression des Plasmidvektors
(pNV11-SR) in COS7-Zellen
zu untersuchen, welche die partielle cDNA (etwa 7,8 kbp) von FcγBP darin
integriert hatte. 2 × 107 COS7-Zellen wurden zu einer Schale mit
35 mm Durchmesser hinzugefügt
und in RPMI 1640-Medium (0,2% Natrium- Hydrogencorbonat, 10 U/ml Penicillin, 0,01
% Streptomycin), welches 10% fötales
Rinderserum enthielt, über
Nacht inkubiert.
-
Nach
Erreichen von 40-60% Konfluenz, wurden die Zellen zweimal mit serumfreien
RPMI 1640-Medium gewaschen.
-
10 μl von in
250 μl RPMI
1640-Medium aufgelöstem
Plasmid pNV11-SR wurden mit 10 μl
eines Lipofektinreagens (Transfectam, hergestellt von Sepracor)
gemischt, welches in 250 μl
RPMI 1640-Medium aufgelöst
war und das erhaltene Gemisch wurde sofort auf die COS7-Zellen gegeben.
Nach Inkubation bei 37°C
für 6 Stunden
wurde das Medium entfernt, gefolgt von der Zugabe von 2 ml RPMI
1640-Medium, welches
10% Serum enthielt. Dann wurde die Inkubation bei 37°C unter 5%
CO2 für
2 Tage durchgeführt.
-
(3) Bestätigung von
exprimiertem Protein
-
Die
Schale (Durchmesser: 35 mm), worin die mit pNV11-SR transformierten
COS7-Zellen inkubiert worden waren, wurden zweimal mit 2 ml PBS
(-) gewaschen. Dann wurden 2 ml 99,5% Ethanol hinzugefügt und die
Zellen wurden bei Raumtemperatur für 5 Minuten fixiert und dann
zweimal mit 2 ml PBS (-) gewaschen. 1 ml Anteil des Kulturüberstands
der Hybridome wurden hinzugefügt,
welche die monoclonalen Antikörper
(K9 und K17) gegen FcγBP
produzierten, die beim Screening des λ-Phagen eingesetzt wurden. Jedes
so erhaltene Gemisch wurde bei Raumtemperatur für 1 Stunde inkubiert und dreimal
mit PBS (-) gewaschen. Dann wurde dazu mit Meerrettich-Peroxydase
markiertes Ziege-anti-Maus IgG (N+L) F(ab')2-Fragment
(hergestellt von Zymed) hinzugefügt,
gefolgt von Inkubation bei Raumtemperatur für 30 Minuten. Nach dreimaligem
Waschen mit 2 ml PBS (-) wurde eine 0,036% wässrige Lösung an Hydrogenperoxid und
eine 0,1 % Lösung
an Diaminobenzidin in 0,1 M Tris-HCl (pH-Wert 7,2) in einem Verhältnis von
1:1 hinzugefügt,
um Farbentwicklung zu erreichen (Raumtemperatur, 10 Minuten). So
wurden die Zellen in welchen das Protein exprimiert wurde bestätigt. Als
Kontrolle wurde eine Probe verwendet, zu welcher kein primärer Antikörper, aber
mit Meerrettich-Peroxydase markiertes Ziege-anti-Maus IgG (N+L)
F(ab')2-Fragment
alleine, als sekundärer
Antikörper
hinzugefügt
wurde.
-
3 zeigt
die Ergebnisse. Wenn der Kulturüberstand
der Hybridome, die den monoclonalen Antikörper K9 (3,
A) produzierten oder jener, der Hybridome die den monoclonalen Antikörper K17
(3, B) produzierten hinzugefügt wurde, wurden in jedem Fall
Zellen beobachtet, welche spezifisch damit reagierten. Andererseits
wurden in der Kontrolle (3, C)
keine reaktiven Zellen beobachtet.
-
Beispiel 12: Nachweis
der Fähigkeit
des rekombinanten Proteins an menschliches IgG zu binden und seine Eigenschaften
-
(1) Bestätigung der
Bindung von menschlichem IgG
-
Die
mit dem Plasmid pNV11-SR transfizierten COS7-Zellen (in einer Schale
von 35 mm Durchmesser), in welchem die partielle cDNA von FcγBP integriert
worden war, wurden zweimal mit PBS (-) gewaschen. Dann wurden dazu
2 ml 99,5% Ethanol hinzugefügt
und die Zellen wurden bei Raumtemperatur für 5 Minuten fixiert und dann
zweimal mit 2 ml PBS (-) gewaschen. Als Nächstes wurde eine durch Affinitäts-Chromatographie
gereinigte menschliche IgG-Fraktion (hergestellt von Cappel) mit
RPMI 1640-Medium, welches 10% fötales
Rinderserum enthielt verdünnt,
um so eine Konzentration von 10 μg/ml
zu ergeben. 1 ml der erhaltenen Verdünnung wurde zu der Schale hinzugefügt und bei
Raumtemperatur für
1 Stunde inkubiert. Nach dem dreimaligen Waschen mit 2 ml PBS (-)
wurde sie mit einer mit Meerrettich-Peroxydase-markieren Ziege-anti-Maus
IgG F(ab')2-Fraktion (#109-D36-088, hergestellt von Cosmo Bio) bei
Raumtemperatur für
30 Minuten inkubiert. Nach dreimaligem Waschen mit 2 ml PBS (-)
wurde ein Gemisch (1:1) einer 0,036% wässrigen Lösung aus Wasserstoffperoxyd
und einer 0,1% Lösung
aus Diaminobenzidin in 0,1 M Tris-HCl (pH-Wert 7,2) hinzugefügt, um so
die Farbentwicklung zu erreichen (Raumtemperatur, 10 Minuten). Auf
diese Weise wurde die Bindung von IgG an das exprimierte Protein
bestätigt.
-
(2) Spezifische Bindung
von IgG
-
Die
mit pNV11-SR transfizierten COS7-Zellen (in einer Schale von 35
mm Durchmesser) wurden zweimal mit 2 ml PBS (-) gewaschen. Dann
wurden dazu 2 ml 99,5% Ethanol hinzugefügt und die Zellen wurden bei
Raumtemperatur für
5 Minuten fixiert und dann zweimal mit 2 ml PBS (-) gewaschen.
-
Als
Nächstes
wurde mit Meerrettich-Peroxydase markierte, durch Affinitätschromatographie
gereinigte, menschliche IgG-Fraktion (#55902, hergestellt von Cappel)
mit RPMI 1640-Medium verdünnt,
welches 10% fötales
Rinderserum enthielt, um so eine Konzentration von 10 μg/ml zu ergeben
(Lösung
1). Zu dieser Lösung wurden
die folgenden Immunglobuline (50 μg/ml)
als kompetitiver Inhibitor hinzugefügt.
- (1)
Menschliche IgG-Fraktion, gereinigt durch Chromatographie
(#55908,
hergestellt von Cappel).
- (2) Menschliche IgG-Fraktion, gereinigt durch Chromatographie
(#55911,
hergestellt von Cappel).
- (3) Menschliche IgG F(ab')2-Fraktion, gereinigt durch Chromatographie
(#55910,
hergestellt von Cappel).
- (4) Menschliche IgM-Fraktion, gereinigt durch Chromatographie
(#55916,
hergestellt von Cappel).
- (5) Menschlicher Serum-IgA, gereinigt durch Chromatographie
(#55906,
hergestellt von Cappel).
- (6) Menschlicher Sekretor-IgA, gereinigt durch Chromatographie
(#55905,
hergestellt von Cappel).
-
Die
vorstehenden kompetitiven Inhibitoren (1) bis (6) wurden getrennt
zu der Lösung
1 hinzugefügt.
1 ml von jeder auf diese Weise erhaltenen Lösung wurde zu der Schale hinzugefügt, in welcher
die Zellen fixiert worden waren, gefolgt von Inkubation bei Raumtemperatur
für 1 Stunde.
Nach dreifachem Waschen mit 2 ml PBS (-) wurde ein Gemisch (1:1)
einer 0,036% wässrigen
Lösung
von Wasserstoffperoxyd und einer 0,1 % Lösung von Diaminobenzidin in
0,1 M Tris-HCl (pH-Wert 7,2) hinzugefügt, um so die Farbentwicklung
zu erreichen (Raumtemperatur, 10 Minuten). Auf diese Weise wurde
die Bindung von IgG an das exprimierte Protein untersucht. Lösung 1,
die keinen kompetitiven Inhibitor enthielt, wurde als eine Kontrolle
genutzt.
-
4 und 5 zeigen
die Ergebnisse. Wenn kein kompetitiver Inhibitor hinzugefügt wurde
(d.h. die Kontrolle), waren die Zellen gefärbt (4, A).
Wenn die gereinigte menschliche IgG-Fraktion (4,
B) und die gereinigte menschliche IgG-Fc-Fraktion (4, C)
hinzugefügt
wurden, waren die Zellen jedoch nicht gefärbt. Andererseits konnte die
Zugabe der IgG F(ab')2-Fraktion (5, D)
der menschlichen IgM-Fraktion (5, E),
des menschlichen Serum-IgA (5, F)
und des menschlichen Sekretor-IgA (5, G)
die Bindung des mit Meerrettich-Peroxydase
markiertem menschlichem IgG nicht hemmen. Diese Tatsachen weisen darauf
hin, dass FcγBP
spezifisch an IgG-Fc in menschlichen Antikörpern bindet.
-
Beispiel 13: Gewebsspezifität der Expression
von FcγBP-mRNA
-
Um
die Spezifität
der Expression von FcγBP
in menschlichen Geweben zu untersuchen, wurde die Expression der
mRNA durch einen Northem-Blot untersucht. Eine Nylonmembran, auf
welche 2 μg-Anteile
an polyadenylierten RNAs übertragen
worden waren (menschliche mehrfache Northern Blots #7706-1, hergestellt von
Clontech), die aus dem menschlichen Herz, Gehirn, Plazenta, Lunge,
Leber, Skelettmuskel, Niere und Pankreas gereinigt waren, wurde
unter den gleichen Bedingungen wie jenen, die in Beispiel 2 (4)
angewandt wurden, einer Vorhybridisierung unterzogen, gefolgt durch
Hybridisierung unter Verwendung der mit [32P]
markierten Sonde Y. Nach dem Waschen wurden die Banden durch Autoradiographie
nachgewiesen. Nach Durchführen
der Autoradiographie bei –80°C für 2 Tage
wurde eine Bande von etwa 17 kbp in der Plazenta (6) nachgewiesen,
während
die anderen Gewebe negative Ergebnisse zeigten. Es wurde daher angenommen, dass
das FcγBP-Protein
in der Plazenta exprimiert worden war.
-
Beispiel 14: Northern-Blot-Analyse
mit 3 verschiedenen Sonden
-
Die
von Kolonschleimhaut-Epithelzellen extrahierte mRNA wurde unter
Verwendung der in Beispiel 2 (3) erhaltenen Sonden Q und A und der
in Beispiel 6 (2) erhaltenen Sonde Y einem Northern-Blot unterzogen, um
zu bestätigen,
dass diese Sonden mit der gleichen mRNA hybridisierbar waren.
-
15 μg von allen
RNAs, welche von Kolonschleimhaut-Epithelzellen durch das AGPC-Verfahren
extrahiert wurden, wurden in 4,5 μl
sterilisiertem Wasser aufgelöst,
mit 2 μl
5 × MOPS-Puffer,
3,5 μl Formaldehyd und
10 μl Formamid
gemischt und dann durch Hitze bei 60°C für 15 Minuten denaturiert, gefolgt
von Elektrophorese auf einem 1 % Agarosegel in der Gegenwart von
Formaldehyd. Nach Abschluss der Elektrophorese wurden die RNAs über Nacht
durch das Kapillarverfahren auf eine Nylonmembran transferiert (Biodyne
A, hergestellt von Pall Corp.). Nach Fixieren der RNAs durch UV-Crosslinking
auf der Nylonmembran, wurde die Vorhybridisierung in 10 ml einer
Hybridisierungslösung
(5 × SSPE,
5 × Denhardt-Lösung, 50%
Formamid, 0,5% SDS, 100 μg/ml
thermisch denaturierter Lachssperma-DNA) bei 42°C für 8 Stunden durchgeführt.
-
Anschließend wurde
jede der Sonden A, Q und Y unter Verwendung des Megaprime-Labelingkits
(hergestellt von Amersham) mit α[32P] dCTP radioaktiv markiert. 1 × 108 dpm von jeder Sonde wurden zusammen mit
5 ml der Hybridisierungslösung
zu der Nylonmembran hinzugefügt,
welche der Vorhybridisierung unterzogen worden war. Nach Verschweißen wurde über Nacht
bei 42°C
die Hybridisierung durchgeführt.
Die Nylonmembran wurde dann dreimal bei 65°C für 40 Minuten in einer Lösung gewaschen,
die 0,2 × SSC
und 0,2% SDS enthielt. Dann wurde die Nylonmembran getrocknet und über Nacht
auf einem Röntgenfilm
exponiert.
-
Als
Ergebnis davon wurde eine Bande von ungefähr 17 kbp durch Verwendung
jeder der Sonden A, Q und Y nachgewiesen, was beweist, dass diese
3 Sonden, vom Standpunkt des Molekulargewichts, mit der gleichen
mRNA hybridisierbar sind (7).
-
Beispiel 15: Identifizierung
der Basensequenz der FcγBP-codierenden
cDNA (2)
-
Beispiele
4 und 6 stellen die Identifizierung der partiellen Basensequenz
[d.h. etwa 7,8 kbp (7.826 Basen) beginnend vom 5'-Ende] der cDNA dar, welche die Aminosäuresequenz
des Proteins codiert, das im Stande ist an die Fc-Region von IgG
zu binden. Nun wird das Verfahren zur Identifizierung der restlichen
Basensequenz (etwa 8,6 kbp) erläutert.
-
(1) Struktur und Klassifizierung
der cDNA
-
Die
durch Screening über
Hybridisierung unter Verwendung der Sonde A, B oder Q in Beispiel
4 erhaltenen cDNA-Clone, wurden jeweils in Escherichia coli amplifiziert
und dann unter Verwendung der Sonden A, B und Q kartiert. Als ein
Ergebnis wurde festgestellt, dass jeder dieser Clone mit mindestens
einer der 3 Sonden hybridisierbar war und die mit diesen Sonden
homologen Stellen wurden in der Reihenfolge von A→B, B→Q oder Q→A auf den
cDNAs ausfindig gemacht.
-
Basierend
auf diesen Ergebnissen wurde angenommen, dass das FcγBP-Gen eine
Struktur aufweist, worin eine Einheit, bestehend aus den homologen
Sequenzen mit den in der Reihenfolge von A→B→Q miteinander verbunden Sonden
A, B und Q, in Tandem wiederholt ist.
-
In
cDNA-Clonen, die mit der Sonde B hybridisierbar waren, wurde ein
Teil (etwa 280 bp) dieser Basensequenzen der Sonde B durch PCR unter
Verwendung der folgenden Primer hybridisiert.
Primer (P-1):
5'-GCC TGC GTG CCC
ATC CAG-3'.
Primer
(P-2):
5'-CTC
ATA GTT GGG CAG CGAC-3'.
-
Die
durch PCR amplifizierten Fragmente wurden durch Agarose-Gelelektrophorese
abgetrennt und aus dem Gel gewonnen, gefolgt von der Analyse der
Basensequenz. Basierend auf diesen Basensequenzen wurden die cDNA-Clone,
die mit der Sonde B hybridisierbar waren, in die folgenden 3 Gruppen
eingeteilt, während
die cDNA-Clone, die nicht mit der Sonde B hybridisierbar waren,
als Gruppe 4 bezeichnet wurden.
-
Gruppe
1: cDNA-Clone, welche die gleiche Sequenz aufweisen wie jene, die
vom Fragment des Clons V11 amplifiziert wurden.
-
Gruppe
2: jene, die verglichen mit der Sequenz von Gruppe 1, den Austausch
von 5 Basen erleiden und keine HincII-Stelle im Fragment aufweisen.
-
Gruppe
3: jene, die verglichen mit der Sequenz von Gruppe 1, den Austausch
von 7 Basen erleiden und keine HincII-Stelle im Fragment aufweisen.
-
Gruppe
4: jene, die nicht mit der Sonde B hybridisierbar sind.
-
(2) Clon T5
-
Um
die cDNA zu isolieren, welche auf der 3'-Seite einen poly-A-Rest aufweist, wurde
die in Beispiel 3 konstruierte cDNA-Bank unter Verwendung des oligo-dT-Primers, durch Verwenden
der Sonde A, B oder Q in der gleichen Weise wie jener gescreent,
die in Beispiel 4 beschrieben ist. Als Ergebnis fand die Hybridisierung ausschließlich mit
der Sonde Q statt. Unter den so erhaltenen cDNA-Clonen, wurde der
eine, der das längste cDNA-Insert
aufwies, als Clon T5 bezeichnet.
-
Das
cDNA-Insert des Clons T5 wurde mit EcoRI gespalten und durch Agarose-Gelelektrophorese
aufgetrennt und gereinigt, gefolgt von der Insertion in die EcoRI-Stelle
des Plasmidvektors pBluescript SK(+). Anschließend wurde die Restriktionskarte
von T5 gebildet und die gesamte Basensequenz davon wurde identifiziert.
-
Im
cDNA-Insert des Clons T5 wurde ein Bereich von etwa 550 bp zwischen
der BamHI-Stelle, etwa 1 bp abseits des Poly-(A+)
auf der 5'-Stelle
und der PstI-Stelle,
etwa 1,6 kbp abseits vom Poly-(A+) auf der
5'-Seite, als Sonde
V bezeichnet. Diese Sonde V war mit den Clonen NZ4, C72, Y1, X1,
V11, A53, A40 und A31 nicht hybridisierbar, sondern für T5 spezifisch.
-
(3) Clon A43
-
Die
mit den Sonden A, B oder Q hybridisierbaren cDNA-Clone wurden unter
Verwendung der Sonde V, in der gleichen Weise wie jener in Beispiel
4 (2) beschriebenen, der Hybridisierung unterzogen, um dadurch einen
Clon zu ergeben, welcher nicht mit den Sonden A und B, sondern mit
den Sonden V und Q, hybridisierbar war. Das cDNA-Insert dieses Clons
wurde mit EcoRI gespalten und durch Agarosegelektrophorese aufgetrennt
und gereinigt, gefolgt von Insertion in die EcoRI-Stelle des Plasmidvektors
pBlueskript SK(+). Anschließend
wurde die Restriktionskarte gebildet und die gesamte Basensequenz
davon wurde identifiziert.
-
Als
Ergebnis der Analyse der Basensequenz wurde bestätigt, dass die Sequenz von
etwa 2 kbp, welche den Bereich enthielt, der mit der Sonde Q hybridisierbar
war, mit der Sequenz des mit T5 überlappenden Teils übereinstimmte.
-
(4) Clon A8
-
Um
eine cDNA zu erhalten, die gegen das 5'-Ende des Clons A43 verlängert war,
wurde eine Synthese der folgenden Primer durchgeführt, durch
welche die Basensequenz (etwa 240 bp) um das 5'-Ende des Clons A43 amplifiziert werden
konnte.
Primer (P-3):
5'-TGT TGG GAC GAA TGT CGG-3'.
Primer (P-4):
5'-TCA CAG CCA ACC
TGT GCC-3'.
-
Die
wie in Beispiel 15 (1) klassifizierten cDNA-Clone der Gruppen 1,
2 und 3 wurden unter Verwendung der vorstehend erwähnten Primer
(P-3) und (P-4) einer PCR unterzogen. Die durch PCR amplifizierten
Fragmente wurden durch Agarose-Gelelektrophorese
aufgetrennt und daraus gewonnen, gefolgt von der Analyse der Basensequenz.
Auf diese Weise wurde, wie in Beispiel 15 (1) eingeteilt, ein cDNA-Clon unter den cDNA-Clonen
der Gruppe 3 ausgewählt,
welcher ein PCR-Fragment der gleichen Basensequenz, wie jenes von A43
aufweist. Dieser Clon wurde als Clon A8 bezeichnet. Die gesamte
Basensequenz des Clons A8 wurde analysiert und es wurde auf diese
Weise bestätigt,
dass die Basensequenz auf der 3'-Seite
völlig
identisch mit der überlappenden
Sequenz auf der 5'-Seite
von A43 war.
-
(5) Clone A53 und A40
-
Unter
den in die Gruppe 2 fallenden Clonen, wurden 2 unterschiedliche
Clone basierend auf den Restriktionskarten ausgewählt, die
einen Bereich aufwiesen, der mit den Sonden Q und A auf der 5'-Seite hybridisierbar
war. Unter diesen so ausgewählten
Clonen wurde einer, der den längeren
die 3'-Seite des
Clons C11 überlappenden
Bereich aufwies, als Clon A53 bezeichnet, während der andere, welche den
kürzeren
Bereich aufwies, als Clon A40 bezeichnet wurde.
-
Die
gesamte Basensequenz der Clone A53 und A40 wurde analysiert. Auf
diese Weise wurde bestätigt,
dass ein Bereich auf der 3'-Seite
des Clons A53 (etwa 2,4 kbp) und ein Bereich auf der 5'-Seite des Clons A40,
die einander überlappten,
die gleiche Basensequenz aufwiesen. Ferner deutete ein Vergleich
zwischen einer Region (etwa 1,8 kbp) auf der 3'-Seite von V11 und einem Bereich auf
der 5'-Seite von
A53, die einander überlappen,
darauf hin, dass die Basensequenzen dieser Bereiche, mit Ausnahme
einer Base (d.h. der Base an Position 6273: A in V11, G in A53),
völlig
miteinander übereinstimmten.
-
(6) Clon A31
-
Um
eine cDNA zu screenen, welche gegen das 3'-Ende von Clon A40 verlängert war,
wurde der folgende Vorgang durchgeführt. In den Clonen A53 und
A40 waren die Basensequenzen der durch die Primer (P-3) und (P-4)
amplifizierten Fragmente weder mit der Sequenz von V11 der Gruppe
1 noch der Sequenz von A8 der Gruppe 3 identisch. Das Screening
wurde daher in der folgenden Weise unter Verwendung dieser Sequenzen
als Indikatoren durchgeführt.
Und zwar wurden cDNA-Clone, die mit der Sonde A, B oder Q hybridisierbar
waren, von den cDNA-Clonen
(gesamt 69) anders als jenen, die zu den Gruppen 1 und 3 gehörten, unter
Verwendung der Primer (P-3) und (P-4) einer PCR unterzogen und die
Basensequenzen der auf diese Weise amplifizierten Fragmente wurden
identifiziert. Dann wurden die cDNA-Clone ausgewählt, welche die gleiche Basensequenz
wie jene der Clone A53 und A40 aufwiesen. Aus diesen Clonen wurde
einer ausgewählt und
als Clon A31 bezeichnet, der die PCR-amplifizierte Sequenz auf der
5'-Seite aufwies
und zum 3'-Ende
hin verlängert
war.
-
Durch
Analysieren der gesamten Basensequenz des Clons A31 wurde bestätigt, dass
die Sequenz auf der 5'-Seite
von A31 identisch mit dem überlappenden
Bereich auf der 3'-Seite
des Clons A40 war, während
die Sequenz auf der 3'-Seite
von A31 mit dem überlappenden
Bereich auf der 5'-Seite
von Clon A8 identisch war.
-
Beispiel 16: Identifikation
der Basensequenz der FcγBP-codierenden
cDNA (3)
-
Die
cDNA von FcγBP
hatte in der gesamten Länge
eine Struktur von 16,4 kbp, in welcher eine Sequenz bestehend aus
einer Einheit von 3,5 kbp (umfassend die mit den Sonden A, B und
Q homologen Bereiche) dreimal in Tandem wiederholt war und die wiederholten
Sequenzen eine Homologie von mindestens 95% miteinander aufwiesen
(8).
-
Wie
vorstehend beschrieben sind die in der Identifikation der Basensequenzen
in dieser wiederholten Struktur eingesetzten cDNAs abhängig von
der starken Reaktivität
mit den Sonden A, B und Q cloniert worden. Durch Vergleichen dieser
Basensequenzen miteinander wurde bestätigt, dass die Basensequenzen
von überlappenden
Bereichen identisch waren und die Beziehungen unter der cDNA wurden
so geklärt.
Infolgedessen wurde bewiesen, dass eine Reihe von DNA-Fragmenten von einer
einzelnen mRNA (Gen) abstammten. Um diese Tatsache nochmals zu bestätigen wurde
ein cDNA-Fragment in einer wiederholenden Struktur, die unterschiedlich
von pNV11 war und die 5'-terminale
cDNA enthielt, welche schon in der Expression eingesetzt worden
war, dazu veranlasst Proteinexpression durchzumachen. Dann wurde
untersucht ob, das auf diese Weise exprimierte Protein durch die
monoclonalen Antikörper
K9 und K17 erkannt wird, welche im Stande sind FcyBP zu erkennen,
oder nicht.
-
(1) Synthese eines Adaptors,
der ein Startcodon enthält
-
Um
jede cDNA, die in voller Länge
in einen Vektor vom 5'-Ende
inseriert werden soll, zu exprimieren, ist es notwendig das Startcodon
(ATG) an das 5'-Ende
der cDNA zu ligieren. Um die Translation des Proteins innerhalb
des gleichen Leserahmens wie jenem von FcγBP zu erreichen, ist es darüber hinaus
erforderlich, den Leserahmen zwischen dem Startcodon (ATG) und dem
5'-Ende der cDNA
zu regulieren. Es wurden daher Oligonucleotide für einen Adaptor synthetisiert,
welche die folgenden Bedingungen erfüllten.
-
Jedes
synthetische Oligonucleotid enthält
eine Basensequenz bestehend aus 7 Basen (GCCATGG), welche die gleiche
Sequenz wie die des Initiationsbereichs von pNV11 SR, welche das
inhärente
Startcodon (ATG) von FcγBP
umfasst und mit der Kozak-Regel übereinstimmt.
-
Um
die Insertion in den Vektor zu erleichtern wurde die HindIII und
EcoRI-Stelle jeweils
zu der 5'-Seite und
3'-Seite dieses
Oligonucleotids hinzugefügt.
Um den Leserahmen zu regulieren wurden die folgenden 3 Oligonucleotide
(FR-1S, FR-2S, FR-3S)
konstruiert. Darüber
hinaus wurden die Oligonucleotide FR-1A, FR-2A und FR-3A synthetisiert,
die jeweils komplementär
zu den vorstehend erwähnten
Oligonucleotiden waren. Oligonucleotide
für den
Adaptor:
-
Jedes
Oligonucleotid wurde unter Verwendung eines DNA-Synthesegeräts (Modell
1395, hergestellt von ABI) synthetisiert und gereinigt.
-
Als
Nächstes
wurden FR-1S, FR-2S und FR-3S, in der gleichen Weise wie in Beispiel
9 (5) beschrieben, jeweils an FR-1A, FR-2A, und FR-3A angelagert,
gefolgt von der Phosphorylierung der Nucleotide am 5'-Ende. Die so gebildeten
Adaptoren wurden jeweils als Adaptoren FR-1, FR-2 und FR-3 bezeichnet.
-
(2) Änderung des TAIII/SK-Vektors
-
Die
XbaI-Stelle wurde zu dem das Stoppcodon enthaltenden Vektor pBLS/TAIII
hinzugefügt,
der in Beispiel 9 (5) in der folgenden Weise konstruiert wurde.
-
Und
zwar wurde pBLS/TAIII vollständig
mit dem Restriktionsenzym XhoI durch das gleiche Verfahren wie dem
in Beispiel 10 (1) gespalten und dann mit glatten Enden versehen.
Nachdem ein XbaI-Linker, welcher phosphorylierte Enden aufweist,
daran ligiert wurde, wurde er nochmals mit XbaI gespalten und dann
mit sich selbst ligiert. Dann wurden kompetente E. coli dadurch
transformiert und so wurde ein Vektor pBLS/TAIII 2 erhalten, der
eine XbaI-Stelle inseriert in die XhoI-Stelle von pBLS/TAIII aufweist.
-
(3) Insertion des Oligonucleotids,
welches das Startcodon enthält
-
pBLS/TAIII
2 wurde vollständig
mit EcoRI und HindIII gespalten und auf einem Agarosegel einer Elektrophorese
unterzogen, um dadurch einen Vektoranteil von etwa 3 kbp zu gewinnen.
Dann wurden die Adaptoren FR-1, FR-2 und FR-3, in der gleichen Weise
wie in Beispiel 9 (5), jeweils in den vorstehend erwähnten pBLS/TAIII2
inseriert. Durch Analysieren der Basensequenzen wurden Plasmide
erhalten, die jeweils einen Adaptor (FR-1, FR-2 oder FR-3) richtig
darin inseriert hatten, und jeweils als Fr1-SK2, Fr2-SK2 und Fr3-SK2 bezeichnet.
-
(4) Insertion des cDNA-Fragments
von FcγBP
-
Um
den cDNA-Clon A53 im gleichen Leserahmen wie jenem von FcγBP zu exprimieren,
wurde der cDNA-Anteil von A53 mit EcoRI herausgeschnitten und in
die EcoRI-Stelle von Fr3-SK2 inseriert. Dann wurde ein Plasmid ausgewählt, in
welchem das 5'-Ende
der cDNA auf der Seite des Startcodons lag, und als piF-A53 bezeichnet.
-
In ähnlicher
Weise wurde das cDNA-Insert des Clons A8 in Fr2-SK2 inseriert, um
dadurch piF-A8 zu ergeben.
-
Die
so erhaltenen piF-A53 und piF-A8 wurden in der gleichen Weise wie
beschrieben in Beispiel 11 (1) gereinigt und dann in einem Proteinexpressions-Experiment eingesetzt.
-
(5) Expression von piF-A53
und piF-A8
-
piF-A53
und piF-A8 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11-(2) in
COS7-Zellen transfiziert. Nach Inkubation für 2 Tage wurden die Zellen
unter Verwendung der monoclonalen Antikörper (K9/K17-Gemisch) durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 11 (3) gefärbt, um dadurch die vorläufig exprimierten
Proteine nachzuweisen. Als Ergebnis wurden die mit piF-A53 transfizierten
Zellen sowie jene, die mit piF-A8 transfiziert waren, beide mit
den monoclonalen Antikörpern
gefärbt,
was darauf hindeutete, dass diese cDNAs irgendeinen Teil des Proteins
codierten, welches durch einen oder beide monoclonalen Antikörper K9
und K17 erkannt wurde (9A und B).
Es ist daher bewiesen worden, dass A53 und A8 jeweils ein Teil der
wiederholten Sequenz der gesamten cDNA von FcγBP darstellen. Beispiel 17:
Annahme der Anwesenheit von Clon NZ4 in der Nachbarschaft des 5'-Endes der FcγBP-mRNA (2)
-
Basierend
auf den Ergebnissen der in Beispiel 7 durchgeführten Primer-Extension wurde angenommen,
dass die Transkriptionsstartstelle innerhalb von etwa 20 Basen stromaufwärts des
Clons NZ4 gelagert sein könnte,
welche momentan am äußersten
5'-Ende des Sequenzverlaufs
gelagert war; und dass das ATG auf Position 9 in NZ4 die Translationsstartstelle
sein könnte.
Das FcγBP-Gen
wurde deshalb von der genomischen DNA-Bank isoliert, um zu untersuchen,
ob das ATG im Leserahmen war oder nicht, oder das Stoppcodon stromaufwärts von
NZ4 lokalisiert war und seine partielle Basensequenz wurde identifiziert.
-
(1) Genomische DNA-Bank
-
Als
Genbank wurde eine im Handel erhältliche
verwendet, die aus menschlichen Leukozyten (Vektor, EMBL3 SP6/T7,
hergestellt von Clontech) stammt.
-
(2) Sonde
-
Als
die Sonden, die zum Screening eingesetzt werden sollten, wurde eine
verwendet, die durch Herausschneiden des cDNA-Clons NZ4 vom Vektor
mit BamHI erzeugt wurde und das in Beispiel 7 eingesetzte synthetische
Oligonucleotid, (Primer 2: (GCTCCAGCCCAGAGTATCCACCAGCTCCATAGG-33
mer) Markiert mit α[32P]dCTP bzw. γ[32P]ATP
durch zufällige
Primer-Markierung (NZ4) oder Endmarkierung (Primer 2).
-
(3) Screening
-
Das
Screening mit der Sonde NZ4 wurde in Übereinstimmung mit dem Verfahren
zum Screening einer cDNA-Bank, wie beschrieben in Beispiel 3, durchgeführt. Beim
Screening mit der synthetischen Oligonucleotidsonde wurde andererseits
die Formamid-Konzentration der Hybridisierungslösung auf 20% eingestellt und das
Waschen wurde fünfmal
bei 45°C
für 30
Minuten in einer Lösung
wiederholt, die 0,3 × SSC/0,1
% SDS enthielt.
-
Mit
jeder Sonde wurde eine Genbank von 1.000.000 Clonen durchmustert.
Als Ergebnis wurden 2 positive Plaques unter Verwendung der Sonde
NZ4 erhalten, während
1 positiver Plaque unter Verwendung des synthetischen Oligonucleotidsonde
erhalten wurde. Jede Durchmusterung wurde wiederholt, bis alle Plaques positiv
wurden.
-
(4) Extraktion der λDNA
-
Jeder
positive Clon wurde unter Verwendung von Escherichia coli LE392
als Wirt in Übereinstimmung mit
dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren vermehrt und dann wurde
die DNA extrahiert.
-
(5) Partielle Kartierung
und Sequenzierung
-
Die
vorstehend in (4) erhaltenen λ-DNAs
(GHFc-1, 2 und 3) wurden vollständig
mit Restriktionsenzymen (ApaI, BamHI, EcoRI, HindIII, KpnI, NcoI,
PstI, SacI, ScaI, SmaI, SpeI, SphI, StuI, XbaI und Xhol) gespalten,
auf einem 1 Agarosegel einer Elektrophorese und dann einem Southern-Blot
unterzogen. Dann wurde jedes Gel für 30 Minuten in 0,25 N HCl
getränkt
und weiter zweimal unter Schütteln
in einem Denaturierungspuffer (0,4 N NaOH/1,5 M NaCl) bei Raumtemperatur
für 15
Minuten stehen gelassen. Anschließend wurde es ferner zweimal
unter Schütteln
in einem Neutralisierungspuffer (1 M NH4OAc/0,02
N NaOH) bei Raumtemperatur für
15 Minuten stehen gelassen. Als Nächstes wurde jedes Gel auf
2 Nylonmembranen (bidirektionaler Transfer) transferiert und diese
2 Membranen wurden der Hybridisierung mit der Sonde NZ4 bzw. der
synthetischen Oligonucleotidsonde unterzogen.
-
Positive
Fragmente von GHFc-1, 2 (ApaI, EcoRI, SacI und XhoI) und GHFc-3
(BamHI, EcoRI und XbaI) wurden in einen pBlueskript-Vektor (hergestellt
von Toyobo) subcloniert und einer teilweisen Sequenzierung unterzogen.
Die Sequenzierung wurde in Übereinstimmung
mit dem Verfahren von Beispiel 6 durchgeführt.
-
(6) Ergebnis
-
Als
Ergebnis der partiellen Kartierung und Sequenzierung wurde herausgefunden,
dass die Clone GHFc-1, 2 und 3 unabhängige Clone waren, die Inserts
von etwa 15 kb (GHFc-1 und 2) und 13 kb (GHFc-3) aufwiesen und GHFc-1 überlappte
teilweise mit GHFc-2. Introns, welche die GTiAG-Regel erfüllten, waren
zwischen den Basen an den Positionen 63 und 64 gelegen und jene
an den Positionen 1311 und 1312 der cDNA von FcγBP (10)
und die Basensequenz der Exon-Region bis zur Position 1311, waren
völlig
identisch mit jener der cDNA (11).
Ferner war die Sequenz, welche 5'stromaufwärts des
cDNA-Clons NZ4 lag, in GHFc-3 enthalten und das Stoppcodon (TGA)
im Leserahmen war 87 Basen stromaufwärts vom angenommenen Tranlationsstartcodon
ATG, beschrieben in Beispiel 7 (d.h. 79 Basen stromaufwärts vom
5'-Ende von NZ4, dargestellt
durch SEQ ID NR:1) gelagert. Sonst wurde kein anderes ATG im Leserahmen
beobachtet. Diese Ergebnisse untermauern stark die Möglichkeit,
dass das ATG im Clon NZ4, welches von der Base an der 9-Position
startet, das Translationsstart-ATG des FcγBP-Gens ist.
-
Beispiel 18: Korrelation
zwischen Struktur von menschlichem FcγBP und der Bindungsaktivität der IgG
Fc-Region
-
Die
bis jetzt erhaltene Proteinstruktur, welche die Aminosäuresequenz
von der gesamten Basensequenz der cDNA von FcγBP angenommen wird, aufweist,
ist eine, die eine einmalige Sequenz aufweist, in welcher eine Einheit
bestehend aus etwa 400 Aminosäureresten
im Gesamten 12-Mal wiederholt wird (R1-R12-Domäne) und eine Sequenz, bestehend
aus 450 Aminosäuren
(H-Domäne)
und einer anderen Sequenz, bestehend aus etwa 200 Aminosäuren (T-Domäne) liegen
vor und nach dem R1-R12-Teil. Wie 12 zeigt
haben unter den Wiederholungs-Einheiten in der R-Domäne, die
Einheiten R3, R6 und R9 eine Homologie von mindestens 95% miteinander.
In ähnlicher
Weise haben die Einheiten R4/R7/R10 und R5/R8/R11 jeweils eine Homologie
von mindestens 95%. Andererseits haben die Einheiten R1 bis R5 eine
Homologie von etwa 40% miteinander. Um die Funktion dieser Proteindomänen zu diskutieren
wurden mutierte Clone, die einige Defekte in den cDNAs aufwiesen,
abgetrennt und in COS-Zellen exprimiert. So wurden die Funktionen, einschließlich Bindungsaktivität an IgG
usw. untersucht.
-
Wie 12 zeigt, setzte sich das partielle cDNA-Plasmid
pNV11, welches in tierischen Zellen exprimiert worden war, um die
Fc-Bindungsaktivität
zu bestimmen, aus H, R1, R2, R3, R4, R5 und einem Teil von R6 zusammen.
Das folgende Experiment wurde durchgeführt, um klarzustellen welche
Einheit die Fc- Bindungsaktivität aufweist.
Und zwar wurden cDNA-Fragmente in einen Expressionsvektor SRα inseriert,
von welchen ein Teil von NV11 deletierf worden war durch Spaltung
und/oder neuer Bindung mit Restriktionsenzymen oder durch Ligation
entsprechender Clone miteinander, um so einen passenden Aminosäureleserahmen
zu erhalten, und dann wurde dadurch E. Coli XL-1 transformiert.
Tabelle 1 zeigt die Sequenzen nach der Deletion eines Teils von
NV11, ausgedrückt
in den DNA-Basenzahlen.
In der cDNA von NV11 wird die erste Base, von welcher die Translation
in das Protein initiiert wird, als Nr. 1 bezeichnet, während die
letzte Base als No. 7776 bezeichnet wird.
-
Der
Expressionsvektor, welcher jedes cDNA-Fragment enthält, wurde
von Escherichia coli gereinigt, vorläufig in COS7-Zellen in der
gleichen Weise wie in Beispiel 11 exprimiert und dann mit der menschlichen IgG-Fc-Region
und den für
FcγBP spezifischen
monoclonalen Antikörpern
K9 und K17 gefärbt.
-
Ferner
wurde die folgende Färbung
durchgeführt,
um die Hemmung der Bindung an die IgG-Fc-Region durch die monoclonalen
Antikörper
zu untersuchen. Die COS7-Zellen, welche die cDNA darin vorläufig exprimiert
hatten, wurden mit Ethanol fixiert. Dann wurde durch Hitze denaturierter
menschlicher IgG mit dem Hybridom-Kulturüberständen verdünnt, welche einen der beiden
inhibierenden Antikörper
K9 und K17 oder antiFcγRIII
(ein Kontrollantikörper)
enthielten, um so eine Konzentration von 1 μg/ml zu ergeben. Dann wurden die
fixierten Zellen gemeinsam mit jedem Überstand inkubiert. Nachdem
sie für
1 Stunde bei Raumtemperatur stehen gelassen wurden, wurden die Zellen
weiter zusammen mit Meerrettich-Peroxydase-markiertem anti-Mensch-IgG
(N+L)-Antikörper
F(ab7)2-Fragment
inkubiert und dann wurde die Bindung des denaturierten IgGs nachgewiesen.
-
Die
Ergebnisse sind wie folgt. Um zu untersuchen ob das Genexpressionsprodukt
IgG-Fc-Region-Bindungsaktivität
aufwies oder nicht, wurde menschlicher IgG als der primäre Antikörper eingesetzt,
während
der mit Meerrettich-Peroxydase
markierte anti-Mensch IgG-Antikörper
als der sekundäre
Antikörper
eingesetzt wurde. IgG-Bindungsaktivität wurde in den Clonen festgestellt,
welche die gesamte Sequenz der H-Domäne und darüber hinaus den gesamten Bereich
von mindestens einer R-Einheit (NV11, NX, NZCY, ΔBssH, ΔTth, ΔSp1, ΔBssH/Tth, NXΔBssH und NZCV11) aufwiesen.
Die Stärke
der Färbung,
die auf die IgG- Bindungsaktivität hindeutete,
neigte dazu mit einer Erhöhung
der Zahl der in dem Clon enthaftenden R-Einheiten stärker zu werden.
Die Clone von denen die H-Domäne vollständig oder
teilweise deletiert worden war (ΔHinc, ΔHinc/BssH,
V11 und X1) und der Clon, der nur einen Teil einer R-Einheit aufwies
(NZC), zeigten jedoch keine IgG-Bindungsaktivität.
-
Bezüglich der
Färbung
der Genprodukte mit den monoclonalen Antikörpern, wurden andererseits
die Clone, welche die gesamte oder teilweise Sequenz von R5 aufwiesen
(NV11, ΔHinc, ΔBssH, ΔTth, ΔSp1, ΔBssH/Tth, ΔHinc/BssH,
NZCV11 und V11) mit dem monoclonalen Antikörper K9 gefärbt, während die Clone, welche die
gesamte oder einen Teil der Sequenz von R3 oder R6 aufwiesen (alle
Clone außer
NZCY und NZC) mit dem monoclonalen Antikörper K17 angefärbt wurden.
Diese Ergebnisse zeigen, dass in den Clonen, welchen die H-Domäne fehlt
(ΔHinc/BssH,
V11 und X1), keine IgG-Bindungsaktivität erreicht werden konnte, obwohl
darin die mit den FcγBP-spezifischen
Antikörpern
reagierenden Proteine produziert wurden. Es wird daher vorgeschlagen,
dass die H-Domäne
eine Funktion aufweisen würde,
die für
Verleihung der IgG-Bindungsaktivtät an die Produkte der R-Domäne unbedingt
benötigt
wird. Der Clon NZC zeigte keine IgG-Bindungsaktivität und war
in der K9/K17-Färbung
negativ, was darauf hindeutet, dass die R-Einheiten (R1 bis R5)
der IgG-Bindungsstelle entsprechen.
-
Nachfolgend
wird von den Ergebnissen der Inhibierung der IgG-Bindung durch die
monoclonalen Antikörper
K9 und K17 berichtet werden. Tabelle 1 fasst die inhibierenden Effekte
auf jeden Klon zusammen.
- (1) Die IgG-Bindungsaktivitäten der
Clone, welche mindestens eine R-Einheit zusätzlich zu R3 und R5 (NV11, ΔTth und NZCV11)
aufweisen, wurden bis zu einem gewissen Grad durch K9 und K17 inhibiert. Wenn
diese Antikörper
zusammen gegeben wurden, war die Inhibierung verstärkt, obwohl
keine vollständige
Inhibierung stattfand.
- (2) Die IgG-Bindungsaktivität
des Clons, der mindestens eine R-Einheit zusätzlich zu R3 (NX) aufweist, wurde
durch K17 nicht vollständig
aber bis zu einem gewissen Grad inhibiert. Die Aktivität dieses
Clons wurde nie durch K9 inhibiert.
- (3) Die IgG-Bindung des Clons, der R3 alleine enthält (NXΔBssH), wurde
durch K17 vollständig
inhibiert. Im Gegensatz dazu wurde die Bindung durch K9 nicht beeinflusst.
- (4) Die IgG-Bindung des Clons, der R5 alleine enthält (ΔBssH/Tth)
wurde von K9 vollständig
inhibiert. Im Gegensatz dazu wurde die Bindung durch K 17 nicht
beeinflusst.
- (5) Sowohl K9 als auch K17 haben die IgG-Bindung des Clons,
der weder R3 noch R5 enthielt (NZCY), nicht inhibiert.
- (6) Die Inhibierung der IgG-Bindung durch den Kontrollantikörper (antiFcγRIII-Antikörper) wurde
in keinem der Clone beobachtet.
- Basierend auf diesen Ergebnissen wurde angenommen, dass die
IgG-Fc-Bindungsstellen
im R1-R5-Bereich, einschließlich
R3 und R5, liegen und dass jeder R-Bereich unabhängig an IgG binden kann. Es
wird außerdem
die Möglichkeit
aufgezeigt, dass 2 oder mehrere IgGs an die cDNA-Clone gebunden
sein können,
die 2 oder mehr R-Einheiten aufweisen (NV11, usw.). Diese Tatsachen
deuten darauf hin, dass jede von R1 bis R12 bei Berücksichtigung
der Homologie in den Aminosäuresequenzen,
die IgG-Bindungsstelle aufweisen kann.
-
-
Beispiel 19: Partielle
Analyse des FcγBP-Genomgens
-
(Bestimmung der Transkriptionsstartstelle)
-
Basierend
auf den Ergebnissen der in Beispiel 7 durchgeführten Primer-Extension, wurde
angenommen, dass die Transkriptionsstartstelle innerhalb von 20
Basen stromaufwärts
von Clon NZ4 gelegen sein könnte,
der momentan am äußersten
5'-Ende des Sequenzverlaufs
gelegen war; und dass das ATG an der Position 9 im NZ4 die Translationsstartstelle
sein könnte.
Um zu überprüfen ob das
ATG im Leserahmen vorlag oder nicht, oder ob das Stoppcodon stromaufwärts von
NZ4 gelegen war, wurde daher das FcγBP-Gen von der genomischen DNA-Bank
isoliert und seine partielle Basensequenz wurde identifiziert.
-
Ferner
wurde die Transkriptionsstartstelle durch S1-Kartierung genauer
bestimmt.
-
(1) Genomische DNA-Bank
-
Als
Genbank wurde von einer im Handel erhältlichen Gebrauch gemacht,
die ihren Ursprung in menschlichen Leukocyten hatte (Vektor, EMBL3
SP6/T7, hergestellt von Clontech).
-
(2) Sonde
-
Als
Sonde für
das Screening wurde von einer Gebrauch gemacht, die durch Herausschneiden
des cDNA-Clons NZ4 mit BamHI aus dem Vektor erzeugt wurde und dem
in Beispiel 7 angewandten synthetischen Oligonucleotid (Primer 2:
(GCTCCAGCCCAGAGTATCCACCAGCTCGATAGG-33 mer), markiert jeweils mit α[32P]dCTP und γ[32P]ATP
durch zufällige
Primermarkierung (NZ4) oder Endmarkierung (Primer 2).
-
(3) Screening
-
Das
Screening mit der Sonde NZ4 wurde, wie in Beispiel 4 beschrieben,
gemäß dem Verfahren
zum Screening einer cDNA-Bank durchgeführt. Beim Screening mit der
synthetischen Oligonucleotidsonde wurde die Formamid-Konzentration der
Hybridisierungslösung
andererseits auf 20% eingestellt und das Waschen wurde bei 45°C jeweils
für 30
Minuten 5 mal in einer Lösung
wiederholt, die 0,3 × SSC/0,1%
SDS enthielt.
-
Mit
jeder Sonde wurde eine Genbank von 1.000.000 Clonen durchmustert.
Als ein Ergebnis wurden 2 positive Plaques durch die Verwendung
der Sonde NZ4 erhalten, während
1 positiver Plaque durch Verwendung der synthetischen Oligonucleotidsonde
erhalten wurde. Jedes Screening wurde wiederholt, bis alle Plaques
positiv waren.
-
(4) Extraktion der λ-DNA
-
Jeder
positive Clon wurde unter Verwendung von Escherichia coli LE392
als Wirt in Übereinstimmung mit
dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren vermehrt und dann wurde
die DNA extrahiert.
-
(5) Partielle Kartierung
und Sequenzierung
-
Die
vorstehend in (4) erhaltenen λDNAs
(GHFc-1, 2, und 3) wurden vollständig
mit den Restriktionsenzymen (ApaI, BamHI, EcoRI, HindIII, KpnI,
NcoI, PstI, SacI, ScaI, SmaI, SpeI, SphI, StuI, XbaI und XhoI) gespalten,
auf einem 1 Agarosegel einer Elektrophorese und dann einem Southern-Blot
unterzogen. Dann wurde jedes Gel mit 0,25 N HCl, 0,4 N NaOH/1,5
M NaCl und 1 M NH4Ac/0,02 N NaOH jeweils
zweimal für
15 Minuten behandelt. Als Nächstes
wurde jedes Gel auf 2 Nylonmembranen transferiert (bidirektionaler
Transfer) und diese beiden Membranen wurden einer Hybridisierung
mit der Sonde NZ4 bzw. der synthetischen Oligonucleotidsonde unterzogen.
-
Positive
Fragmente von GHFc-1, 2 (Apal, EcoRI, SacI und XhoI) und GHFc-3
(BamHI, EcoRI und XhoI) wurden in einen pBlueskript-Vektor (hergestellt
von Toyobo) subcloniert und einer partiellen Sequenzierung unterzogen.
Die Sequenzierung wurde gemäß dem Verfahren
von Beispiel 6 ausgeführt.
-
(6) S1-Kartierung
-
Einzelsträngige DNA
wurde als eine Matrize zur Konstruktion der S1-Sonde verwendet,
die durch Subclonierung des EcoRI/SacI-Fragments (entsprechend etwa
2 kb stromaufwärts
von NZ4 im cDNA-Clon) des Clons GHFc-3 in pBluescript SK+ erzeugt wurde und mit einem Helferphagen
VCSM13 behandelt wurde. An diese Matrize wurde der in der Primer-Extention
verwendete markierte Primer 2 angelagert, gefolgt von der Synthese
mit BcaBEST-Polymerase (hergestellt durch Takara) bei 65°C für 10 Minuten.
Dann wurde das Syntheseprodukt mit BamHI gespalten, mit Hitze denaturiert
und durch Verwendung eines 7,5% Polyacrylamidgels, das 8 M Harnstoff
enthielt, aufgetrennt. Dann wurde das Zielgel herausgeschnitten.
Das auf diese Weise herausgeschnittene Gel wurde in G-Puffer (1
M NH4AC, 20 mM Mg(OAc)2,
0,1 M EDTA, 0,2% SDS, 10 μg/ml Hefe-tRNA)
bei 37°C über Nacht
inkubiert, um dadurch die Sonde zu eluieren. Diese S1-Sonde (1 × 105 cpm) wurde mit 40 μg aller RNAs, die aus nicht-menschlichen
Colon-Epithelzellen stammen und 1,5 μg polyA +RNA gemischt.
Nach Ausfällung
aus Ethanol wurde der Niederschlag in 20 μl einer S1-Hybridisierungslösung aufgelöst (80%
Formamid, 40 mM PIPES, 400 mM NaCl, 1 mM EDTA). Nach der Behandlung
bei 80°C
für 10 Minuten
wurde er bei 42°C über Nacht
einer Hybridisierung unterzogen. Dann wurden dazu 200 μl einer S1-Lösung hinzugefügt [30 mM
NaOAc (pH-Wert 4,6), 280 mM NaCl, 1 mM ZnSO4,
1 mg/ml einzelsträngige
DNA, 150 U S1-Nuclease], gefolgt von Spaltung bei 37°C für 40 Minuten.
Als Nächstes
wurde sie auf einem 6% Sequenzgel einer Elektrophorese unterzogen
und das Gel wurde fixiert, getrocknet und einer Autoradiographie unterzogen.
-
Ergebnisse und Diskussion
-
Als
Ergebnisse der partiellen Kartierung und Sequenzierung wurde herausgefunden,
dass die Clone GHFc-1, 2 und 3 unabhängige Clone waren, welche Inserts
von etwa 15 kb (GHFc-1 und 2) und 13 kb (GHFc-3) aufweisen und GHFc-1 überlappte
GHFc-2 teilweise. Introns, welche der GT/AG-Regel entsprachen lagen
zwischen den Basen an der Position 63 und 64 und jenen, an den Positionen
1311 und 1312 der cDNA von FcγBP
und die Basensequenz des Exon-Bereichs bis zur Position 1311 war
vollkommen identisch mit jener der cDNA (10 und 11).
Ferner war die Sequenz 5'-stromaufwärts vom
cDNA-Clon NZ4 in GHFc-3 enthalten und das Stoppcodon (TGA) lag im
Laserahmen 87 Basen stromaufwärts
von dem in Beispiel 7 beschriebenen vermuteten Translationsstartcodon
ATG (d.h. 79 Basen stromaufwärts
vom 5'-Ende von
NZ4). Sonst wurde kein anderes ATG im Leserahmen beobachtet. Diese
Ergebnisse untermauern stark die Möglichkeit, dass das ATG, welches
von der Base an Position 9 im Clon NZ4 beginnt, das Translationsstart-ATG
des FcγBC-Gens
ist. Ferner war kein typisches Promotormotiv (TATA/CCAAT usw.) innerhalb
von etwa 2 kbp 5'-stromaufwärts vom
NZ4 vorhanden. Die Ergebnisse der S1-Kartierung deuteten darauf
hin, dass die Banden der entsprechenden Längen 8, 9 und 10 Basen stromaufwärts von
diesem ATG beobachtet wurden. Unter diesen Banden zeigte die eine
des A-Rests auf Position 10 das stärkste Signal, was darauf hindeutet,
dass die Transkription von diesem A-Rest initiiert werden würde.
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Beispiel 20: Analyse des
Polymorphismus des FCγBP-Gens
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Als
ein Ergebnis der Sequenzierung der cDNA von FcγBP wurde darauf hingewiesen,
dass der Polymorphismus an spezifischen Stellen im codierenden Bereich
stattfand. Und zwar wurde die Sequenz CCCGGG an den SmaI-Stellen,
die an den Positionen 5120, 8723 und 12326 in der cDNA von FcγBP lag, durch
CCTGGG im gleichen Bereich des Clons A52 ersetzt. Die Genbank, die
zum Screening der cDNA eingesetzt wurde, stammte nicht aus Genen
einer einzelnen Person, sondern aus verschiedenen Testpersonen. Demgemäß wurde
das folgende Experiment durchgeführt,
um zu bestätigen,
ob der vorstehend erwähnte
Basenaustausch unter Individuen beobachtet wurde, oder in der Haupt-Wiederholungssequenz
(dreimal) pro haploidem Genom in einem einzelnen Individuum.
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Die
folgenden 2 Primer wurden als die Primer auf der Vorwärts-Seite
synthetisiert:
BC1: ACCACTCCTTCCATGGCC, und
GS1: ACCTGTAACTATGTGCTGGC.
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Andererseits
wurden die folgenden 4 Primer als Primer der Reversen-Seite synthetisiert:
GS2:
TGGTGGTGACGGTGAAGGG,
GS3: ACAGCAGGTTGCCCCGG,
GS4: TGGTGCCGAGGGCAGCCACG,
BC2:
TGGGTCACTGAAATCCG.
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Ferner
wurden Leukocyten von 6 gesunden Testpersonen und Kolon-Epithelzellen von
normalen Teilen von 4 Patienten mit Krebs aufgetrennt und die DNAs
wurden davon durch das Verfahren von Nelson et al. extrahiert. Zu
20 ng von jeder DNA wurden die Primersets BC1/BC2, BC1/GS3, BC1/GS4,
GS1/GS3 und GS1/GS4 hinzugefügt,
um eine Endkonzentration von 20 pmol zu erzeugen. Dann wurde PCR
in einem PCR-Puffer [10 mM Tris-HCl (pH-Wert 8,3), 50 mM KCl, 1,5
mM MgCl2, 200 μM dNTPs, 0,001 % Gelatin, 2,5 U
Taq-Polymerase] in 30 Zyklen durchgeführt, jeder Zyklus bestand aus
94°C für 1 Minute,
60°C für 1,5 Minuten
und 72°C
für 2,5
Minuten. Die PCR-Produkte wurden mit SmaI gespalten, einer Elektrophorese
auf einem 2% Agarosegel unterzogen und dann mit Ethidiumbromid gefärbt.
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Als
Ergebnis der SmaI-Behandlung der PCR-Produkte für die Primersets wurde festgestellt,
dass in jedem der Primersets, außer in BC1/BC2 Polymorphismus
beobachtet wurde.
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Und
zwar war unter den 10 DNA-Proben eine vollständig mit SmaI gespalten. Demgemäß hatte
diese Probe die SmaI-Stellen zumindest in allen der 6 Wiederholungseinheiten,
welche die Allele umfassten. Im Gegensatz dazu wurden die SmaI-gespaltenen
und die nicht-gespaltenen Produkte in verschiedenen Verhältnissen
in anderen Proben beobachtet. Im Gegensatz dazu war keine dieser
10 Proben frei von irgendeiner SmaI-Stelle. Darüber hinaus wurde RT-PCR in
HT-29N2-Zellen unter
Verwendung des gleichen Primersets durchgeführt, gefolgt von Spaltung mit
SmaI. Als Ergebnis enthielten alle diese Proben die Stellen.
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Die
Primer BC1/BC2 zeigten keinen Polymorphismus. Das ist anscheinend,
weil das PCR-Produkt eine Kettenlänge von etwa 1,8 kbp hatte
und daher kein Intron (etwa 1,6 kbp) zwischen dem GS4 Primer und dem
BC2 Primer vorhanden war und die SmaI-Stelle am 5'-Ende dieses Introns
lag. Daher wurde angenommen, dass kein Polymorphismus nachgewiesen
wurde, da die vorstehend erwähnte
Stelle überaus
nahe an der Ziel-SmaI-Stelle lag, die Polymorphismus zeigte und
sich das BC1/BC2-Amplifikationsprodukt in der Kettenlänge kaum
vom SmaI-Spaltungsprodukt
unterschied.
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Beispiel 21: Trennung
der induzierbaren Hoch-Expressions-CHO-Zelllinie und Nachweis von
FcγBP
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Um
eine Zelllinie zu etablieren, die im Stande ist eine große Menge
des in Beispiel 11 beschriebenen FcγBP-Fragments in einem stabilen
Zustand zu exprimieren, wurde NV11 St (d.h. die partielle FcγBP-cDNA) unter
Verwendung von pMSXND, eines Expressionsvektors für tierische
Zellen, exprimiert. Der pMSXND Vektor weist einen Metallothionein-Promotor
als ein Expressionspromotor auf, der die Expression eines Proteins mit
Natrium-Butyrat usw. induzieren kann und der in einer solchen Weise
konstruiert ist, dass er das dhfr-Gen aufweist, welches nach der
Integration in chromosomale DNA Genamplifikation ermöglicht.
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(1) Änderung des Vektors pMSXND
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Zuerst
wurde das Plasmid entsprechend der cDNA-Clonierungsstelle von pMSXND,
vollständig
mit XhoI gespalten. Anschließend
wurde es durch Behandlung mit 0,4 U Klenow-Fragment für 15 Minuten
mit glatten Enden versehen.
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Als
Nächstes
wurde der NotI-Linker (5'-pGCGGCCGC-3') an den Vektor ligiert,
gefolgt von einer vollständigen
Spaltung mit NotI. Nach der Beendigung der Autoligation wurden dadurch
kompetente E. coli XL1-B transformiert. Die auf diese Weise erhaltenen
Klone wurden analysiert, um dadurch ein Plasmid pMSXND-NOT zu ergeben,
in welchem der NotI-Linker in die XhoI-Stelle von pMSXND inseriert
war.
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(2) Insertion von cDNA
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pMSND-NOT
wurde vollkommen mit NotI gespalten und dann durch Behandlung mit
alkalischer Phosphatase dephosphoryliert. Als Nächstes wurde das Plasmid pNV11-ST,
das im Beispiel 6-(6) erzeugt wurde und darin die FcγBP-cDNA integriert
hatte, vollständig
mit NotI gespalten und einer Elektrophorese auf einem Agarosegel
unterzogen, um dadurch ein cDNA-Fragment von 8 kbp abzutrennen und
zu gewinnen. Diese Expressionsvektoren wurden an das cDNA-Insert
ligiert und kompetente E. coli (XL1-B) wurde dadurch transformiert.
Von den durch Inkubation der Transformanten auf einer Ampicillin-enthaltenden
LB-Platte gebildeten Kolonien wurde ein Plasmid ausgewählt, in
welchem die cDNA in der Sense-Richtung
zum Metallothionein-Promotor inseriert worden war und als pNV11-MSX
bezeichnet.
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(3) Expression von partieller
cDNA der IgG-FcBP-Region in CHO-Zellen
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Die
Plasmid pNV11-MSX enthaltenden Escherichia coli wurden in gleicher
Weise wie in Beispiel 11 beschrieben inkubiert und das so amplifizierte
Plasmid wurde gereinigt. Dann wurden 10 μl dieses Plasmids, aufgelöst in 250 μl F-12-Medium (Nucleotide
enthaltend), mit 10 μl
eines Lipofektamin-Reagens (Transfectum, hergestellt von Sepacor),
das in 250 μl
F-12-Medium aufgelöst
war gemischt und das resultierende Gemisch wurde sofort auf CHO-Zellen
(dhfr-defiziente
Linie) gegeben. Nach Inkubation bei 37°C für 6 Stunden wurde das Medium
durch F-12-Medium ersetzt, das 10% Serum enthielt und die Inkubation
wurde für
3 Tage fortgesetzt. Als Nächstes
wurde das Medium durch α-MEM-Medium
ersetzt (Nucleotid-frei, hergestellt von Gibco), das 1 mg/ml G418
und 10% fötales
Rinderserum enthielt. Dann wurde die Inkubation für 14 Tage
durchgeführt während das
Medium in Intervallen von 3 Tagen ersetzt wurde. Als Nächstes wurden
Zellen ausgewählt,
die ein Plasmid darin inseriert hatten. Die Zellen wurden auf diese
Weise durch die limitierende Verdünnungsanalyse von einer Schale
cloniert in welcher sich mehrere Dutzend Kolonien gebildet hatten.
Unter den so erhaltenen Zellclonen wurden jene ausgewählt, die
Expression des Plasmids mit hoher Fc-Bindungsaktiviät zeigten. Anschließend wurde
Genamplifizierung durchgeführt,
um die Expressionsausbeute zu erhöhen.
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(4) Genamplifikation
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Das
integrierte Gen wurde durch Behandlung mit Methotrexat amplifiziert,
um so die Expressionsausbeute des Proteins durch den Zellclon zu
erhöhen,
der pNV11-MSX integriert
in das Chromosom von CHO-Zellen aufwies und in der Lage war das
FcγBP-Fragment
stabil zu exprimieren.
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Und
zwar wurde der vorstehend erwähnte
Zellclon, der stabile Expression zeigte, für 3 bis 4 Wochen in α-MEM-Medium
(Nucleotid-frei) inkubiert, das 0,005 μM Methotrexat und 500 μg/ml G418
enthielt und die auf diese Weise gezüchteten Zellen wurden ausgewählt. Als
Nächstes
wurde die Methotrexat-Konzentration 4-fach erhöht (0,02 μM) und die Inkubation wurde
in der gleichen Weise für
weitere 3 bis 4 Wochen fortgesetzt. Das Verfahren der 4-fachen Erhöhung der
Methotrexat-Konzentration,
gefolgt von Inkubation, wurde wiederholt, um dadurch schließlich Zellen
zu ergeben, die sich in der Anwesenheit von 6,4 bis 25 μM Methotrexat vermehrten.
Diese Zellen wurden durch die limitierte Verdünnungsanalyse cloniert, um
dadurch eine Zelllinie mit hoher Expression des FcγBP-Fragments
zu ergeben. Ähnlich
zu den Beispielen 11 und 12 wurde die Erhöhung der Expressionsausbeute
durch das primäre
Beurteilen mittels histochemischer Färbung mit den monoclonalen
Antikörpern
K9/K17 bestimmt oder durch den Nachweis der IgG-Bindungsaktivität.
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(5) Erzeugung der Zellprobe
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5 × 105 Zellen der CHO-Zelllinie, die das FcγBP-Fragment
stabil mit hohem Ertrag exprimieren konnten, wurden in eine Schale
transferiert (Durchmesser: 100 mm) und in α-MEM-Medium inkubiert, das 6,4 μM Methotrexat
und 1 mg/ml G418 enthielt. Wenn notwendig, wurde Natriumbutyrat
in einer Menge hinzugefügt, um
eine Endkonzentration von 5 mM zu ergeben, und dadurch die Expression
des Proteins zu induzieren. Nach 3 Tagen wurde der Kulturüberstand
(SUP1) gewonnen. Dann wurde SUP1 bei 100.000 × g für 60 Minuten zentrifugiert,
um dadurch Zellstücke
davon zu entfernen und der Überstand
(SUP2) wurde gewonnen. Die Zellen wurden in 500 μl eines Cytolysepuffers aufgelöst [50 mM
Tris-HCl (pH-Wert 7,5), 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 mM PMSF, 10 mM
Monoiodo-Acetamind, 10 μg/ml
Approtinin, 10 μg/ml
Leupeptin] und der Ultraschallbehandlung (30 Sekunden × 3 mal)
und Zentrifugation bei 10.000 × g
für 10
Minuten bei 4°C
unterzogen. Nach der Beendigung der Zentrifugation wurde der Überstand
(Lys1) eliminiert. Zu diesem Rückstand
wurden 400 μl
des Cytolysepuffers hinzugefügt,
der 1 % NP-40 enthält,
gefolgt von Ultraschallbehandlung und Zentrifugation. Nach Gewinnung
des Überstands
(LYS2) wurde der Rückstand
in 200 μl
Cytolysepuffer aufgelöst,
der 1 % NP-40, 0,1% SDS und 0,5% Natrium-Desoxycholat enthält, gefolgt
von Ultraschallbehandlung und Zentrifugation. Nach Gewinnung des Überstands
(LYS3) wurde der Rückstand
in 100 μl
des Cytolysepuffers aufgelöst (LYS4).
Als eine Kontrolle wurden die Lösungen
von Kolon-Epithelzellen (verdünnt
100- bis 3.200-fach)
verwendet.
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(6) Sandwich ELISA
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Um
das so erzeugte FcγBP-Fragment
quantitativ nachzuweisen, wurde unter Verwendung der monoclonalen
Antikörper
K9 und K17 ein Sandwich-ELISA-System entwickelt, das spezifisch
für FcγBP war. Der
Antikörper
K9, der durch Affinitätschromatographie
gereinigt war, wurde in einem 0,05 M Carbonatpuffer (pH-Wert 9,2) in einer
derartigen Weise aufgelöst,
um eine Konzentration von 5 μg/ml
zu ergeben und zu einer ELISA-Platte (PRO-BIND, hergestellt von
Falcon) in einem Verhältnis
von 50 μl/Vertiefung
hinzugefügt.
Nach dem Stehenlassen bei 4°C über Nacht,
wurden die Vertiefungen mit einer Waschflüssigkeit dreimal gewaschen [PBS
(-) enthaltend 0,05% Tween-20]. Dann wurde 50 μl/Vertiefung einer Blockierungslösung (RPIM
1640-Medium, enthaltend 10% Serum) hinzugefügt und die Platte wurde bei
Raumtemperatur für
60 Minuten stehen gelassen.
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Nach
Eliminierung der Blockierungslösung
wurden 50 μl
Anteile der vorstehend in (5) erzeugten Proben hinzugefügt und die
Platte wurde bei Raumtemperatur für 2 Stunden stehen gelassen.
Nach dreimaligem Waschen mit der Waschflüssigkeit wurden 50 μl an mit
Meerrettich-Peroxydase markiertem K17-Antikörper hinzugefügt, der
mit der Blockierungslösung
verdünnt
worden war, um eine Konzentration von 4 mg/ml zu ergeben und die
Platte wurde bei Raumtemperatur für 1 Stunde zu stehen gelassen.
Dann wurde sie dreimal mit der Waschflüssigkeit gewaschen und 50 μl einer Farbentwicklungslösung [20
mg O-Phenylendiamin
und 80 μl N2O2 (30%) aufgelöst in 50
ml Citratpuffer] wurden hierzu hinzugefügt, gefolgt von Farbentwicklung
bei Raumtemperatur für
3 Minuten. Anschließend
wurde die Reaktion durch Hinzufügen
von 50 μl
einer 2,5 M H2SO4-Lösung beendet und die Absorption
bei 492 nm gemessen.
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[Ergebnis]
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(i) Eine vorstehend erhaltene
typische CHO-Zelllinie, die FcγBP-Expression
zeigt
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Nach
Inkubation in der Anwesenheit von Methotrexat, wahlweise gefolgt
von der Behandlung mit Natriumbutyrat, wurde die Expressionsausbeute
des FcγBP-Fragments nach 3
Tagen durch das Zellfärbeverfahren
unter Verwendung der monoclonalen Antikörper K9/K17 nachgewiesen. Auf
diese Weise konnte, wie in 13 gezeigt,
eine Zelllinie mit einer hohen Expressionsausbeute isoliert werden.
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(ii) Ergebnisse der Bestimmung
des FcγBP-Fragments
durch ELISA
-
Die
von der Zelllinie erhaltenen Proben mit einer hohen Expressionsausbeute
an FcγBP-Fragment wurden
einem Sandwich-ELISA unterzogen. Als Resultat davon enthielten die
Cytolyse-Lösungen (LYS1-LYS4)
das FcγBP-Fragment
in größeren Mengen
als die Kulturüberstände (SUP1-SUP2),
wie gezeigt in den in der folgenden Tabelle aufgeführten Absorptionen.
Diese Tatsache weist darauf hin, dass das so exprimierte FcγBP-Fragment
nicht in den Zellen akkumulierte, sondern davon abgesondert wurde. Tabelle
2
[Sequenzprotokoll]