JP2000517183A - Cd95調節遺伝子配列と転写因子 - Google Patents
Cd95調節遺伝子配列と転写因子Info
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Abstract
(57)【要約】
アポトーシスにおける助けとなる、CD95遺伝子のコードする部分の転写を抑制及び増強する調節DNA配列が開示されている。サイレンサー調節配列及びエンハンサー調節配列に結合する蛋白質性の転写因子がまた開示されており、そしてこれらはCD95又は他の蛋白質の発現を調節するのに有用である。アポトーシスの調節法は、ガン、ウイルス性およびレトロウイルス性の感染、神経の退化性疾病、免疫システムの逆機能、及び他の疾病を含む、いろいろの疾病に関して治療上および予防上の用途を有する。
Description
【発明の詳細な説明】
CD95調節遺伝子配列と転写因子発明の分野
本発明は、アポトーシス又はプログラムによる細胞死において重要な役割を演
じる、CD95受容体(レセプター)をコード化する遺伝子発現調節に一般的に
関する。更に具体的には、本発明はCD95遺伝子上の調節部位の同定を通して
のCD95遺伝子発現調節、CD95調節部位に結合する蛋白質性の転写因子、
及びCD95遺伝子転写及び発現を調節する方法に関する。発明の背景
アポトーシスは、防御、発育、ホメオスタシス及び老化の目的で生理学上の細
胞死を調節するために多細胞生物によって用いられる細胞自殺機構である。アポ
トーシスはそれ自身の調節系統と遺伝学によって調節された活性プロセスであり
、細胞とその隣接する細胞との接触の欠如、クロマチン縮合、膜水疱(bleb
bing)、細胞質縮合、DNA分解、及び最後には隣の細胞によって貧食され
膜に納められるアポトーシス体の発生を含む形態学上の変化によって一般に特徴
づけられる。
CD95(Fas又はAPO−1としても言及される)はアポトーシスにおけ
る重要な受容体である。アポトーシスによる細胞死は、CD95受容体とそのリ
ガンドであるCD95Lとの相互作用によって誘発される。CD95は細胞表面
蛋白質の腫瘍壊痕(ネクローゼ)因子(TNF)受容体ファミリーの一員であり
、そしてCD9
5Lは膜及び分泌した蛋白質のTNFファミリーの一員である。CD95は、多
種多様の細胞の型に基づいて構成的に又は誘導的に発現される。CD95は例え
ば活性化されたT及びB細胞上て発現し、そしてそのmRNAは胸腺、脾臓、肝
臓、卵巣、肺及び心臓を含む他の組織中で検出されている。
CD95は、末梢の免疫システムにおいて非特有T−細胞・細胞毒性と活性化
で誘発された細胞死(AICD)との間をとりもつことにかかわりをもっている
。アポトーシスが抗原受容体を通して活性化によってT細胞中で誘発されるとき
は、信号が細胞中を通過し、このことが細胞の活性化とc−mycの発現へと導
く。この細胞はCD95とCD95Lの両方をアップレギュレートし、そしてそ
の細胞表面上にこれらを発現する。これらの分子はそれからオートクリン(自己
分泌)又はパラクリン様式で互いに反応し、細胞死を誘発する信号を送る通路を
開始する。ドメインに信号を送るCD95受容体の過剰発現はその結果アポトー
シスと細胞死となる。
アポトーシスを調節することは、アポトーシスが、アルツハイマー病やパーキ
ンソン氏病及び多発性硬化症のような慢性的な神経退化病、免疫抑圧疾病、遺伝
的及び後天的のものを含む病状を引き起こす疾患と治療上及び/又は予防上の関
係を有する。同様に、アポトーシスを調節することは、アポトーシスが脳卒中や
狭心症のような障害の結果として生じる状況の下では治療上の利益を有しうる。
アポトーシスを妨害する試剤が、細胞内のアポトーシスの応答を妨害することに
よって、狭心症、脳卒中又は再灌流傷害のような虚血の状態を処置する際に有用
でありうる。アポトーシスの病状の抑圧は、腫瘍疾患やウイルスの感染において
重要な因子であると思われ
る。アポトーシスは、例えば腫瘍細胞を増殖する際に抑圧される。HIV/AI
DS感染は、免疫システムの最も重要な防御物、即ちCD−4細胞内において調
節されていなくて、且つ不適切なタイミングのアポトーシスを生じさせる。更に
、アポトーシスの調節は、ストレスとなる化学療法及び放射線療法の試剤のよう
な薬剤に対する耐性を増大させうるが、アポトーシスの機構が存在しない場合に
は細胞を殺せないこともありうる。アポトーシスの調節は、またインビトロでの
細胞の成長や維持と関係をもちうるし、またもっと強い細胞系統を作り、且つ組
換え(型)蛋白質の産生を増大させるために使用されうる。
アポトーシスの調節が重要な役割を演じうるような無数の用途が、CD95受
容体の発現のもっと完全な理解を発展させることの重要さを強調している。CD
95遺伝子の調節配列の同定は、そのような調節配列と結びついている転写因子
と同様に、この重要な受容体の転写と発現を調節するための手段を提供し、それ
によってアポトーシスを調節する手段を提供するであろう。発明の開示
一面において、本発明はCD95受容体及び類似の調節性能を有するその変種
の転写調節に係わりをもつ新規で単離、精製されたポリヌクレオチドを提供する
。CD95プロモータからの転写を高めたり抑えたりするのに役割を演じるポリ
ヌクレオチドが開示されている。本発明の調節ポリヌクレオチドはCD95遺伝
子のコード部所から約1kb上方に向かう70bp領域に位置している。CD9
5プロモータからの転写の増強において調節要素として機能する、
現在好ましいポリヌクレオチドは、配列番号1及び37に記載されている。配列
番号1として同定されるポリヌクレオチドは、調節活性を高める性能を発揮する
が、エンハンサーとサイレンサーの両方の調節要素を含んでいる。調節活性を高
める性能を発揮するが抑制する性能を発揮しない配列番号37として同定される
ポリヌクレオチドは、活性を高める調節要素として特に好ましい。CD95プロ
モータからの転写を抑制する際に調節要素として機能する、現在好ましいポリヌ
クレオチドは配列番号2に記載されている。
他の面において、本発明はCD95プロモータからの転写を調節する転写因子
を結びつける部位を提供する、新規で単離、精製されたポリヌクレオチドを開示
する。配列番号1と2に記載されたポリヌクレオチド配列の全部又は一部がCD
95遺伝子のコード部所の転写を調節する転写因子の結合部位を提供する。CD
95プロモーターからの転写を増強する転写因子の結合部位を提供する、現在好
ましいポリヌクレオチド配列コンセンサスモチーフが配列番号3に記載されてい
る。CD95プロモータからの転写を増強する転写因子の結合のための部位を提
供する、その他の好ましいポリヌクレオチドは配列番号4,5,6及び37に述
べられている。CD95プロモータからの転写を抑制する転写因子を結合する部
位を提供する、その他の好ましいポリヌクレオチドは配列番号7と36に述べら
れている。
本発明の更に他の面は、CD95遺伝子の転写を増強し、又は阻害する、上に
述べたCD95のエンハンサー又はサイレンサー領域に特異的に結合する蛋白質
性の結合分子又はポリペプチド(これらは転写因子として言及される)に関する
。エンハンサー転写因子が
エンハンサー調節領域に結合することはCD95発現を刺激し、サイレンサー転
写因子がサイレンサー調節領域に結合することはCD95発現を阻害する。ここ
に使用されているような「CD95転写因子」なる用語は、CD95の転写及び
/又は発現を調節するポリヌクレオチドに結合できる一連のポリペプチドの任意
のものについて言及している。他の哺乳類の種類と同様に人間から、及び部分的
に又は全体的に合成されたポリペプチドより入手されるCD95転写因子は本発
明の範囲内である。
上に述べられた、エンハンサー調節配列(配列番号1,3〜6及び37)に対
応するポリヌクレオチド・プローブに結合する転写因子が、約59kDa、11
3kDa及び200〜300kDaの分子量を有する独特のDNA/ポリペプチ
ド複合体を形成する。CD95エンハンサー調節ポリヌクレオチドに結合できる
転写因子は二本鎖の結合活性を発揮することが、実験による証拠によって論証さ
れている。サイレンサー調節ポリヌクレオチド配列(配列番号2,7及び36)
の全部又は一部に対応するポリヌクレオチドプローブに結合する転写因子が、約
47kDa、77kDa及び100kDaの分子量を有する独特のDNA/ポリ
ペプチド複合体を形成する。CD95サイレンサー調節ポリヌクレオチドに結合
することのできる転写因子は一本鎖の結合活性を発揮することが、実験による証
拠によって論証されている。
CD95調節ポリヌクレオチドに結合し、そしてそれによってCD95の発現
を調節する、幾つかの特定の転写因子が実験によって同定されている。CD95
サイレンサー調節ポリヌクレオチド配列に結合するポリペプチド転写因子はヒト
YB−1(EMBL受託番
号M24070、SWISS−PROT受託番号P16990);ラットYB−
1(EMBL受託番号M57299、SWISS−PROT受託番号P2256
8);ラットPurα(配列番号:38,39,41及び42);及びラットPu
rα状蛋白質(配列番号;40及び43)である。CD95サイレンサー調節ポ
リヌクレオチドへのこれらのサイレンサー転写因子の結合は、CD95の発現を
阻害し、そしてそれによってアポトーシスによる細胞死を阻害する傾向にある。
CD95エンハンサー調節ポリヌクレオチド配列番号11に結合するポリペプチ
ド転写因子は、ヒトYB−1及びヒトhnRNP Dを含む。CD95エンハン
サー調節ポリヌクレオチドへのこのエンハンサー転写因子の結合は、CD95の
発現を刺激し、そしてそれによってアポトーシスによる細胞死を刺激する傾向に
ある。
YB−1はCD95サイレンサーフローブ(配列番号2)をもってサウスウエ
スタンUV−架橋分析によって観察される47kD蛋白種である。YB−1はま
た以下のものとして知られている:
ヒトのdbpB又はCCAAT−結合転写因子1サブユニットA(CBF−A
)又はEF1a又はMDR NF−1(EMBL受託番号M24070;SWI
SS−PROT受託番号P16990);ウシEFIA#1(EMBL受託番号M
95793;SWISS−PROT受託番号P16990);ラットのdbpB又
はEF1a又はCBF−A(EMBL受託番号M57299;SWISS−PR
OT受託番号P22568);ネズミのCBF−A又はMUSY1又はMSY1又
はMUSYB(EMBL受託番号M60419;SWISS−PROT受託番号
P27817)又はMYB−1A(EMBL受託番号U33196;SWISS
−PROT受託番号Q60
950)又はMYB−1B(EMBL受託番号U33197;SWISS−PR
OT受託番号Q60951);ウサギMRNP p50(EMBL受託番号U16
821;SWISS−PROT受託番号Q28618);鳥類のEF1a又はR
SV−EF−1(EMBL受託番号L13032;SWISS−PROT受託番
号Q06066)又はpYBα(EMBL受託番号U43513;SWISS−
PROT受託番号Q90376);及びカエルFRGY1(EMBL受託番号M5
9453;SWISS−PROT受託番号P21573)、またYB−1は42
−50kD蛋白質として記載されている。YB−1は、蛋白質のY−ボックス・
ファミリーとして知られる低温ショック領域を含む、高度に保護された核酸に結
合するポリペプチドファミリーの一員である。Y−ボックス核酸に結合するポリ
ペプチドファミリーの低温ショック領域は、66アミノ酸領域として同定されて
おり、またDNAに結合する領域であると信じられていて、且つ高度に保護され
ている。これらの蛋白質は、ウォルフ(Wolffe)他(1992)、Y−ボ
ックス因子;人に対して大腸菌から保存されたポリペプチドと結合する核酸のフ
ァミリー、New Biol.4、280〜298頁に記載されている。
低温ショック領域を含む、結合蛋白質のY−ボックスファミリーの他のメンバ
ーには、以下のものが含まれる。
ヒトのdbpA(EMBL受託番号M24069;SWISS−PROT受託
番号P16989);ヒトのdbpA状蛋白質(EMBL受託番号X95325;
SWISS−PROT受託番号Q14121)、ヒトのdbpB状蛋白質(EMB
L受託番号L28809;SWISS−PROT受託番号P16990)、ヒト
のNSEP−1
(EMBL受託番号M83234;SWISS−PROT受託番号Q14972)
、及び蛋白−1に結合するヒトのヌクレアーゼ感受性要素(EMBL受託番号M
85234;SWISS−PROT受託番号Q15325);ラットのYB−2
(EMBL受託番号U22893;SWISS−PROT受託番号Q62764
)及びラットのRYB−a;ネズミのdbpA(EMBL受託番号D14485
;SWISS−PROT受託番号Q61478);カエルFRGY2又はp56又
はMRNP4又はYB−2(EMBL受託番号M59454;SWISS−PR
OT受託番号P21574)及びカエルp54又はMRNP3(EMBL受託番
号M80257、SWISS−PROT受託番号P45441);及びバクテリア
のcspA及びcspB。低級生物由来の蛋白質のような低温ショック領域を有
する、核酸結合Yボックス・ポリペプチド・ファミリーの他の多くのメンバーも
また相同を示し、旦つ本発明の調節ポリヌクレオチドに結合するであろう。ヒト
のYB−1(EMBL受託番号M24070;SWISS−PROT受託番号P
16990)の低温ショック領域に対して少なくとも95%そして好ましくは少
なくとも98%の同一性を有する低温ショック領域をもつポリペプチドが、結合
するポリペプチドのY−ボックス・ファミリーのメンバーであると考えられ、且
つ本発明の構成及び方法において用いられるのに特に好ましい。
YB−1は、優先的に一本鎖のDNAに結合することが示されているけれども
、二本鎖と一本鎖のDNAの両方に結合する。DNA中で一本鎖構造を誘発する
か、又は安定化することも示されている。YB−1は沢山の遣伝子のための転写
因子として記載されており、
そして、特に、表皮の成長因子(EGF)受容体遺伝子、増殖する細胞核の抗原
(PCNA)/サイクリン遺伝子を含む、沢山の成長関連遺伝子の賦活体として
記載されている。YB−1はまたヒトの多薬品に耐えるポンプ(mdrl)遺伝
子の賦活体として示されている。YB−1はまたMHC分類II遺伝子の抑制因子
として、且つヒトのT−細胞リンパ趨向性のウイルス−1(HTVL−1)とヒ
トの免疫不全ウイルス−1(HIV−1)の両方のLTRsの転写を刺激するこ
とが示されている。多くの腫瘍細胞は非常に高い水準のCD95L mRNAと
、無視しうるほどの水準のCD95 mRNA(例えば肺、結腸、肝臓及び皮膚
癌)をもつ。これらの水準は非悪性の細胞に見られるものの逆である。CD95
発現の欠損があると、腫瘍がCD95Lの発現を通して細胞溶解のT−細胞から
のがれることができ、その結果、活性化されたT−細胞のアポトーシスを誘発す
ると信じられている。更にmdr及び/又はPCNA及び/又はEGF受容体m
RNAsの水準は非悪性細胞よりも腫瘍細胞において、しばしばもっと高い。Y
B−1はこれらの遺伝子の全ての発現を活性化し、且つ同時にCD95遺伝子転
写を抑制する。このことは、YB−1及び蛋白質のY−ボックスファミリーが悪
性腫瘍(癌)の生物学に連累されることを示唆している。同定されたCD95サ
イレンサーポリヌクレオチドに対するY−ボックス蛋白質の結合を調節すること
を通して、CD95遺伝子転写の調節は、活性化されたT−細胞がアポトーシス
を受けにくくし、そして同時に細胞毒の薬に対する耐性を授与する。CD95の
発現の調節は、また自動的に誘発された、又はT−細胞がとりなす機構によって
悪性の細胞のアポトーシスを増強するようにも使われうる。
ssCRE−BP又はSPSF Iとしても知られるPurαは、一本鎖のD
NA−結合活性を有する34−42kD蛋白質である。ヒトのPurα(EMB
L受託番号M96684:SWISS−PROT受託番号Q00577)及びネ
ズミのPurα(EMBL受託番号U02098;SWISS−PROT受託番
号P42669)は完全に配列されている。ヒト、ネズミ及びラットのPurα
は高度に保護されている;ヒトとネズミのPurαは99.3%同一である。P
urαはしばしばダイマー又はオリゴマーを生成する。
発明者によって単離され且つ同定されたラットのPurα転写因子の第5’部
分は、配列番号38として同定されたポリヌクレオチドによってコード化されて
おり、また発明者によって単離され、且つ同定されたラットのPurαの転写因
子の第3’部分は、配列番号39として同定されたポリヌクレオチドによってコ
ード化されている。配列番号38と39で説明されたポリヌクレオチドによって
コード化されたポリペプチドは、それぞれ配列番号41と42において同定され
ている。ヒトのPurα(EMBL受託番号M96684;SWISS−PRO
T受託番号Q00577)に対して少なくとも95%の同一性、好ましくは少な
くとも98%の同一性を有するポリペプチドは、本発明の構成と方法に使用する
のに好ましい。配列番号41と42において同定されるポリペプチドは、また“
Purα”なる用語の範囲内に包含され、そして配列番号41と42において同
定されるポリペプチドを含んでなる転写因子もまた、本発明の構成と方法におい
て用いられるのに好ましい。
PurαはDNAの複製及びまた転写の細胞周期制御に連累される因子である
ことが示されている。YB−1 mRNAと同様に、P
urα mRNAは試験された各組織中に発見されている。転写因子として、P
urαは2つの異なったレトロウイルス、即ちヒトのポリオーマウイルス(JC
V)とラウス肉腫ウイルス(v−src)によって活性化された遺伝子の転写の
制御に関係している。PurαはYB−1と相互に作用してJCVエンハンサー
の配列と結合する。そしてこのことが早いウイルスの遺伝子転写から遅いウイル
スの遺伝子転写への移行を誘発すると信じられている。Purαはまたヒトの免
疫不全ウイルス−1(HIV−1)Tat蛋白質と相互作用しJCVの転写を活
性化することが示されている。TatはHIV−1に感染した人達のCD4+T
細胞のCD95によってとりなされるアポトーシスを調節することに関係してい
る。このように、TatとPurαとの相互作用は、HIV−1患者におけるC
D95の発現を調節することに転写のレベルで寄与しうる。Purαはまた、腫
瘍サプレッサー遺伝子によってコード化されている網膜芽種蛋白質(Rb)と関
係することが示されている。
“Purαのような転写因子”して言及される32kDの分子量を有する他の
CD95サイレンサー結合ポリペプチドが同定されている。Purαのようなポ
リペプチドをコード化するポリヌクレオチドの第5’部分は、配列番号40にお
いて提供される。配列番号40として同定されるポリヌクレオチドによってコー
ド化されるPurαのような転写因子のN−末端アミノ酸配列は配列番号43に
おいて提供される。これは新規なポリペプチド転写因子であると信じられている
。配列番号43に於いて同定されるポリペプチドを含んでなる転写因子及び1配
列番号43に於いて同定されるポリペプチドに対して少なくとも95%、好まし
くは少なくとも98%の同
一性を有する蛋白質が“Purαのような転写因子”なる用語の意味内容に包含
され、そしてこれらは本発明の構成及び方法に用いられるのに好ましい。
CD95エンハンサー調節配列に結合し、そしてそれによってCD95発現を
調節する2つのポリペプチド転写因子;ヒトのYB−1とヒトのhnRNPD(
EMLB受託番号D55672;SWISS−PROT受託番号Q14101と
Q14103)が同定された。ヒトのYB−1は上に述べられている。HnRN
P DはまたhnRNP D0及びAUF1(EMBL受託番号A54601;S
WISS−PROT受託番号Q12772)として知られており、そして33k
Dの分子量を有する不均一な核のリボヌクレオプロテインである。ヒトのhnR
NP D(EMBL受託番号D55672;SWISS−PROT受託番号Q1
4101とQ14103)に対して少なくとも95%そして好ましくは少なくと
も98%同一性を有するポリペプチドが、本発明の構成及び方法に用いられるの
に好ましい。HnRNP DはUUAG−特異性RNA結合蛋白質として記載さ
れている。他の不均一な核のリボヌクレオプロテイン、hnRNP Kは、最近
c−myc遺伝子プロモーターの発現を活性化する転写因子であることが示され
ている。
本発明の他の面は、CD95以外の遺伝子と同様、CD95遺伝子の転写を調
節するための、調節ポリヌクレオチド及び/又は本発明の転写因子の使用に関す
る。CD95遺伝子の転写の調節作用は、例えばエンハンサー又はサイレンサー
調節領域に転写因子が結合するのを阻止することによって、或いは1又はそれ以
上の転写因子の発現を調節することによって、成いは1又はそれ以上の転写因子
の
結合活性を調節することによって、或いは1つ又はそれ以上の転写因子の機能的
活性を調節することによって達成されうる。CD95遺伝子の転写の調節作用は
、アポトーシスによる細胞死を選択的に刺激したり成いは阻害したりすることに
よって、いろいろの健康状態や疾患の状態を治療するために実施されうる。
CD95調節領域への転写因子の結合を阻止することは、例えば転写因子の結
合を妨げることによって遺伝子発現を制御するために特定のCD95調節配列を
標的とするオリゴデオキシリボヌクレオチド、合成ポリアミド類、又はその他の
低分子といった低分子を導入することによって達成されうる。具体的には、転写
因子の結合を阻害するために配列番号1〜7,36及び39として同定される調
節配列を標的として結合する、又はそれでなければ協同する低分子の導入が好ま
しい。好適な低分子の同定や開発については、例えばカイ(Cai)等(199
6)、転写を調節する医薬品;機構と選択性、Curr.Opin.Biote chnno.
、7(6):608〜615頁や、ゴッテスフェルト(Gotte
s feld)等(1997)、低分子による遺伝子発現の調節、Nature
387(6629)202〜205頁、に記載されている。
CD95調節領域に転写因子が結合するのを阻止することは、追加的に、又は
二者択一的に、例えばオリゴヌクレオチド指向の三重ラセン体を用いることで達
成されうる。このような方法を用いることは、例えはマーエル(Maher)、
L.J.(1992)、DNA三重ラセン体:人工的な遺伝子抑制因子へのアプロ
ーチ、Bioessays 14(12):807〜815頁や、チャン(Cha
n)等(1997)、三重のDNA:遺伝子治療の基礎、進歩及び潜在的
な応用、J.Mol.Med.75(4)267〜282頁、で裏付けられてい
る。
代わりとして、転写因子は過剰の1又はそれ以上のポリヌクレオチド、具体的
には配列番号1〜7,36及び37として同定される調節された配列からなるポ
リヌクレオチドを導入することによって、CD95調節領域に結合するのを阻害
されうる。過剰のポリヌクレオチドは、当業界でよく知られた様々の技術を使っ
て導入されうる。細胞中で配列(配列番号2又は36)に結合するYB−1転写
因子を含んでなるポリヌクレオチドを過剰に発現することは、例えば内因性のY
B−1が導入されたポリヌクレオチドに結合するという結果になるであろう。そ
の結果としてCD95サイレンサー調節領域に結合する不充分な内因性のYB−
1があり、そして、このことはCD95の転写の活性化という結果になるであろ
う。
転写因子の発現を調節することは、例えば関連した転写因子の翻訳を阻害する
ことで達成されうる。関連した転写因子の翻訳は、例えばアンチセンス発現ベク
ターを導入することで、又はアンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチドもし
くはアンチセンスホスホロチオエートオリゴデオキシリボヌクレオチドを導入す
ることで、又はアンチセンスオリゴリボヌクレオチドもしくはアンチセンスホス
ホロチオエートオリゴリボヌクレオチドを導入することで、又は当業界でよく知
られた他の手段によって阻害することができる。アンチセンスポリヌクレオチド
が関係した技術を使用することは、当業界でよく知られており、そして例えばロ
ビンソン−ベニオン(Robinson−Benion)等(1995)、アンチ
センス技術、Methods in Enzymol.254(23):363
〜
375頁、やカワサキ(kawasaki)等(1996)、Artific.O rgans
20(8):836〜848頁、に記載されている。
望ましい転写因子は、代わりの方法として望ましい転写因子の集合体を大きく
するための望ましいエンハンサー又はサイレンサー転写因子をコードするDNA
構造物を導入することによって過剰発現されうる。好適なDNA構造物は、関連
した転写因子をコード化するポリヌクレオチドと適当なプロモーター及びターミ
ネーター配列を含んでなる。具体的には、このようなDNA構造物に使用する好
ましいポリヌクレオチドの例としては、結合する蛋白質のY−ボックスファミリ
ーの一員をコード化するポリヌクレオチド、配列番号38と39を含む、Pur
α蛋白質をコード化するポリヌクレオチド、配列番号40を含む、Purαのよ
うな蛋白質をコード化するポリヌクレオチド及びhnRNP D蛋白質をコード
化するポリヌクレオチドが挙げられる。このようなDNA構造物をつくり、導入
し、且つ発現する方法は、当業界でよく知られている。
CD95遺伝子の転写とCD95の発現は、あるいは1以上の転写因子の活性
又は機能を調節することによって調節されうる。このことは、例えば、それらの
結合活性又は機能を阻害または活性化する転写因子と相互作用する医薬品を導入
することで達成されうる。
上記の方法によるCD95以外の遺伝子の調節は、例えば、選択された遺伝子
の暗号部分が本発明の調節ポリヌクレオチド及び適当なプロモーターと一緒に操
作しうるように連結されているDNA構造物をつくることによって達成されうる
。適切な転写因子はインビトロで、又はインビボで導入されうるし、また選択さ
れた遺伝子の
転写と発現を調節する役割を演じる。同様に、CD95の発現を調節するための
上記の技術のいずれもが、本発明の調節配列と操作しうるように連結した他の遺
伝子の発現を調節するために採用されうる。この型の機能的DNA構造物を合成
するための技術はよく知られている。
本発明の更に他の面は、CD95転写の開始部位の同定に関する。そのような
部位の幾つかが以下に明らかにされている。
本発明の調節ポリヌクレオチドと転写因子には、沢山の用途と応用がある。そ
のようなポリヌクレオチドと転写因子は、例えばCD95転写の調節の研究や、
CD95遺伝子又は他の遺伝子のコード部分の転写と発現を調節するのを、上に
述べたようにインビトロで、及びインビボの双方で行うのに有用である。
本発明の調節ポリヌクレオチドとCD95転写因子とは、インビトロ及びイン ビボ
の双方においてCD95の調節を研究するのに有用てある。例えば、調節ポ
リヌクレオチドとCD95転写因子は、調節能力を増強する及び/又は抑制する
CD95転写を有する細胞型と集合体を同定するのに有用である。沢山の技術が
使用できる。プローブとしてCD95調節ポリヌクレオチドを使って、例えば、
いろいろの細胞源からの核の抽出物は、それぞれのDNA/ポリペプチド複合体
の存在又は不存在に関して、電気泳動移動度分析(EMSA)によって、ふるい
わけされうる。そのようなプローブに結合することができる転写因子の発現は、
それらのcDNAの部分を増幅することによって、例えばポリメラーゼ連鎖反応
(“PCR”)によって、又はノーザーン分析法又はRNase保護分析のよう
な、DNA/RNA又はRNA/RNAハイブリダイゼーション技術を
使い、これらの因子のmRNAを検出することによって、直接に分析できる。C
D95サイレンサー及びエンハンサーポリヌクレオチドは、クロラムフェニコー
ルアセチルトランスフェラーゼ遺伝子、ベータガラクトシダーゼ遺伝子、ホタル
のルシフェラーゼ遺伝子、レニラ(renilla)ルシフェラーゼ遺伝子、又
は緑の蛍光蛋白質遺伝子のような、いろいろのよく確立したリポーター遺伝子の
発現のような細胞転写システムにおいて、それぞれの調節因子の存在及び/又は
活性に関して、ふるいにかけるために使用されうる。CD95調節因子を含む、
細胞型と集合体の同定は、治療及び病気の予防の薬を開発する上で重大な影響を
有する。
本発明のポリヌクレオチドはまた、CD95転写を調節するもの(肯定的に又
は否定的に調節するもの)の同定に関しての適用がある。スクリーニング分析法
では、例えば、CD95転写を評価するために本発明の調節ポリヌクレオチドか
らなる、一時時に又は安定的に移入されたリポーター構造物を使用しうる。上に
記載されたように、調節サイレンサー及び/又はエンハンサー配列を、上述のリ
ポーター遺伝子の1つの発現を制御する適切なプロモーターに融合させうる。そ
のようなリポーター構造物は、例えばリポフェクション、エレクトロポレーショ
ン、DEAEデキストラン又はCa−ホスフェート共沈殿法によって、適切な細
胞系統又は一次細胞に一時的に移入されうる。リポーター活性は、化学発光、蛍
光、ELISAに基づく、又は酵素による方法(放射性又は非放射性の方法)に
よって測定できる。そのようなスクリーニング分析法は、CD95受容体の蛋白
質の折りたたみを測定する分析法と比較して優れている。
本発明の他の面に従って、CD95遺伝子の調節され、誘導された転写を模写
した、本発明の調節ポリヌクレオチドを移入された真核の宿主細胞を使うことで
、CD95転写の生理学上の増強剤と抑制剤の効力を同定し、テストすることが
できる。
本発明のポリヌクレオチドはまた、CD95遺伝子の調節部分に結合すること
ができ、そしてそれによってCD95遺伝子の転写を調節することができる分子
を同定するスクリーニング分析法において有用である。ポリヌクレオチド・プロ
ーブを使用しての、結合分子を同定するための分析は、当業界においてよく知ら
れており、そして例えば、ビオチン化された結合配列とともに形成された特異的
なDNA/ポリペプチド複合体をストレプトアビジン・マトリックスに捕獲する
ことを用いる、又は活性化されたアガロース又はセファロースのような適当なカ
ラム・マトリックスに、結合部位を含むポリヌクレオチドを共有結合させるアフ
ィニティー精製を含む。CD95調節ポリヌクレオチドは、またいろいろの生化
学的及び/又は生物物理学的な分画食療法による処置の後、適当な由来の核の又
は全細胞の抽出物の個々の断片の特異的な結合活性を監視するのに使われうる。
CD95調節ポリヌクレオチドはまた、酵母ワン−ハイブリッド機能的クローニ
ングシステムにおいて使用されうる。調節ポリヌクレオチドは、生合成の標識、
又は同族の転写因子のDNA結合ドメイン(cDNAライブラリーによって提供
され、且つ他の適切な転写因子の活性化ドメインと共にハイブリッドとして第2
のベクター中で発現される)が少なくともこの配列に結合するときに発現される
生存遺伝子の転写を活性化するために、酵母シャトルベクター中でクローン化さ
れうる。そのような結合分子の同定、単
離及び精製は、CD95遺伝子のコード化された部分の転写をインビトロ及びイ ンビボ
の両方で調節するための機構を提供する。
同様に、本発明のCD95転写因子は、機能的に協同する調節ポリペプチドの
同定と精製に有用である。転写因子それ自身、又はそれらに対抗するために生じ
たモノクロナール抗体が、このような調節ポリペプチドを含む細胞型の同定のた
めに使われうる。モノクロナール抗体を生じさせるために、よく知られた技術が
使用されうる。
CD95遺伝子の調節部分に対応する本発明のポリヌクレオチド、又はそのよ
うなポリヌクレオチドの部分は、他の種から、対応するゲノムの領域を同定し、
単離するためのプローブとして使用されうる。そのような領域の同定は、保存機
能もまた発揮しうる、構造的に保護された特定物を同定する際の助けになる。保
存された調節要素の同定は、ヒト以外の由来の実験データよりヒトのCD95遺
伝子の発現を推定するための重要な予言要素である。
本発明の調節ポリヌクレオチドは、また同定された配列に対して相同性を発揮
する、ヒト以外の由来のポリヌクレオチドを同定するスクリーニングの目的のた
めに有用である。CD95調節ポリヌクレオチドの同定と単離は、サイレンサー
又はエンハンサー調節領域に欠ける、修飾されたCD95遺伝子構造を有する遺
伝形質転換性哺乳類種の開発を可能にする。相同組換えやノックアウト戦略のよ
うな技術がよく知られている。このような哺乳類種は、CD95遺伝子調節やア
ポトーシスをインビボで研究するのにモデルとして有用である。レポーター遺伝
子に融合した本発明の調節配列を有するCD95プロモーター又は非相同プロモ
ーターの部分をもつ遺伝形質転換種は、例えば、同定されたポリヌクレオチドモ
チーフの交雑
種調節活性をインビボで分析するのに使用されうる。遺伝形質転換種はまた、C
D95発現の固有の調節物質を組織用に選択するためのインビボのモデルとして
も役に立ちうる。サイレンサー配列と共に、又はそれなしに、CD95プロモー
ター及びエンハンサーによって調節される、ベーターガラクトシダーゼ等のレポ
ーター遺伝子を発現する遺伝形質転換種は、またCD95発現の特異的な調節物
質を組織用に選択するインビボのモデルとして役立ちうる。そのような遺伝形質
転換種に引きわたされる化合物は、異なった構造物中のレポーター遺伝子の転写
に関するそれらのインビボの効果について分析が行われうる。全身性自己免疫の
1つのネズミモデルにおいて、lpr同形接合のネズミ、例えば、キー異常(奇
形)はCD95遺伝子の不完全な発現である(アブルケー・アバス(Abul K
.Abbas)、“Die and Let Live:危険なリンパ球を取除
くこと”、Cell 84:655〜657頁、1996年)。
CD95遺伝子及びCD95転写因子の調節部分に対応するポリヌクレオチド
はまた、沢山の治療に応用できる。CD95エンハンサーとサイレンサーポリヌ
クレオチドは例えば、標的/作動因子遺伝子を天然CD95やアポトーシスを受
ける標的細胞と共に、共同発現させるために使用されうる。天然CD95遺伝子
プロモーター又は異形のプロモーターの正面においてクローン化したCD95調
節ポリヌクレオチドは、CD95を発現する細胞型であって、その幾らかはまた
活性化で誘発される細胞死を受けやすいものにおいて、アポトーシスの抑制剤又
は刺激剤の調節された共同発現のために使われうる。CD95アポトーシスの抑
制剤の例としては、CrmA、アポトーシスに連累されるICE類似のシステイ
ンプロテアーゼの
生体の抑制剤、及びCD95と協同したプロテインFADDの優性ネガティブ突
然変異体が挙げられる。野生型FADDの発現はアポトーシスを誘発するのに使
用されうる。
本発明のポリヌクレオチドはまた、CD95発現を増強し、又は抑制するため
の遺伝子治療の応用に使用できる。例えば、CD95cDNAに融合した(自然
な発現を要求する)hCD95プロモーター中のヌクレオチド位置−1032か
ら−1を含みうるCD95最小の調節配列からなるミニ遺伝子は、遺伝子療法を
通じてCD95転写と発現を高めるのに有用である。このようなミニ遺伝子は、
例えば、CD95の不足している自己免疫患者における機能形成遺伝子療法にお
いて導入されうる。CD95突然変異又は発現欠陥をもった自己免疫患者の適当
な細胞型において野生型CD95の調節された発現を再構成するために、患者又
は適合性のある供与者からの粗骨髄細胞(又はリンパ球に関して豊富化された細
胞分画)は、ウイルス性の、又は非ウイルス性のベクター中でクローン化された
CD95ミニ遺伝子を導入されうる。そして、これらの細胞は、放射線及び/又
は化学療法によって、患者の残りの導入されていない骨髄細胞の破壊の後に患者
に再注入される。他の適切な遺伝子及び/又は細胞治療アプローチは当業界にお
いて知られている。
ここに開示されたエンハンサー又はサイレンサー調節配列の全部又は一部を含
むポリヌクレオチドは、またCD95遺伝子上の調節結合部位用の内因性結合蛋
白質又は転写因子との競争相手として治療上の応用がある。適切なデリバリー技
術は当業界で知られている。CD95発現はこの技術を使ってインビトロ又はイ ンビボ
で調節されうる。
同様に、転写因子が、CD95発現を調節するために、競争的又はアンチセン
ス戦略を使用して、用いられうる。サイレンサー及び/又はエンハンサー配列を
含む、減成安定化されたホスホールチオデートオリゴヌクレオチドは、リポソー
ムの中へ被膜で覆うように入れられ、そして標的部位へ直接に又は静脈内に注射
を打つことによって患者へ運び込まれうる。代わりに、レトロウイルス性又はア
デノウイルス性のベクター、又はエンハンサー及び/又はサイレンサー転写因子
のアンチセンスRNAを発現する裸のDNAが、インビトロの患者の細胞に、又
は適切なルートでインビボの患者に直接に運び込まれうる。適切な技術が当業者
で知られている。
ここで使用されるような“ポリヌクレオチド”なる語は、ヌクレオチドの重合
の集まりを意味し、センス及びアンチセンス鎖両方のDNA及びRNAを含み、
且つcDNA、ゲノムのDNA、及び全面的に又は部分的に合成されたポリヌク
レオチドを包含する。操作しうるアンチセンスポリヌクレオチドは全ての配列の
断片からなりうること、そして“ポリヌクレオチド”の定義はそれ故に全てのそ
のような操作しうるアンチセンス断片を含むことが理解されるであろう。ヒトの
ゲノムのDNA及び異形種DNAsの同定は、適当にきびしい条件の下で、適当
なライブラリーを選択するプローブとしてcDNA配列の全部または一部を使っ
て、標準のDNA/DNAハイブリッド化技術によって達成されうる。代わりに
、公知のゲノムのDNA、cDNA及び蛋白質配列に基づいてデザインされたオ
リゴヌクレオチドプライマーを使うPCR技術は、ゲノムとcDNAの配列を増
幅し、Hつ同定するために使用されうる。同定された配列及び変種に対応する合
成DNAsが慣用の合成法によって製造
されうる。ここに述べられるポリヌクレオチドの全てが単離され、且つ精製され
る。
ポリヌクレオチドとの関連において、ここで使用される“変種”なる語は、特
異的に同定された配列とは異なるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドで
あって、且つこの同定された配列の調節活性の明らかな損失なしに、1以上のヌ
クレオチドが削除もしくは置換され、又は1以上のヌクレオチドが加えられてい
るものを包含する。ポリヌクレオチド変種は、天然に存在している対立形質の変
種であってもよいし、或いは天然には存在していない変種であってもよい。変種
ポリヌクレオチドは好ましくは、同定された調節配列及びcDNA配列に対して
少なくとも50%、より好ましくは少なくとも70%、そして最も好ましくは少
なくとも90%の同一性を発揮する。変種ポリヌクレオチドは、同定された調節
配列の任意の8ヌクレオチド隣接部分及び同定されたcDNA配列の任意の50
ヌクレオチド隣接部分に対して、より好ましくは少なくとも70%、そして最も
好ましくは少なくとも90%の同一性を発揮する。更により好ましくは、変種ポ
リヌクレオチドは5ヌクレオチド又はそれより少ない置換、欠失又は付加によっ
て、同定された調節又はcDNA配列と異なる。ポリヌクレオチドの同定は、例
えば、cDNA比較用のFASTA又はBLAST調査プロクラム(GCGソフ
トウエアパッケージ、ウィシコンシン大学)及びトランスファック(Trans
fac)データベース(GBF、ブラウンシュベイッヒ(Brannschwe
ig)、ドイツ)を調査するためのTFSEARCH(アキヤマユタカ、京都大
学)のようなプログラムからのアルゴリズム、又は調節配列を比較するためにT
ESSデータベースに
於いて使用される調査アルゴリズムを使って配列を比較することによって決定さ
れうる。
ここに使用される“ポリペプチド”なる語は、完全な長さの蛋白質を含む任意
の長さのアミノ鎖であって、アミノ酸残基同士が共有ペプチド結合によって連結
されているものを包含する。本発明のポリペプチドは、天然に精製された産生物
であってもよいし、また部分的に又は全体的に組換え技術を使って産生されても
よい。このようなポリペプチドは、哺乳類の又は他の真核生物の炭水化物でグリ
コシル化されていてもよいし、又はグリコシル化されてなくてもよい。
調節ポリヌクレオチドと転写因子は、調節ポリヌクレオチド配列と適当なプロ
モーターに適当に結合したCD95遺伝子又は他の遺伝子のコード部分の転写を
“増強すること”又は“抑制すること”に連累する活性に関してここで述べられ
ている。そのような調節活性は、インビトロおよびインビボの両方で観察され、
評価されうる。異なった発展段階及び生理学的な又はインビトロの条件における
細胞と同様に、異なった型の生体や細胞が実質的に異なった転写活性を発揮しう
ることが理解されよう。“増強する”又は“抑制する”活性を有するとしてここ
に述べられている調節ポリヌクレオチドは、CD95基底プロモーター(−42
1/−1−CAT)又はHSVtkプロモーターを有するCD95遺伝子の転写に
関して記載される。転写活性は、CD95基底プロモーター又はHSV tkプロ
モーターの存在下、実質的に同じ条件の下で測定された転写活性に比べて、調節
ポリヌクレオチドの存在下の転写活性のレベルに少なくとも50%、そしてさら
に好ましくは少なくとも100%の変動が
あるときに、“増強される”又は“抑制される”と判断される。同様に、転写活
性は、転写因子又はポリヌクレオチド/転写因子がないだけで実質的に同じ条件
下で測定された転写活性に比べて、転写因子又はポリヌクレオチド/転写因子複
合体の存在下での転写活性のレベルに少なくとも50%、そしてさらに好ましく
は少なくとも100%の変動があるときに、“増強される”又は“抑制される”
と判断される。
ポリペプチド転写因子は、おおよその分子量に関してここに記載される。“お
およその”分子量は、50kDaまでの所定の分子量の5%までの変動;51k
Daから100kDaまでの所定の分子量の10%までの変動;及び101から
300kDaの所定の分子量の25%までの変動を予期している。ポリペプチド
転写因子のポリヌクレオチドへの結合、及びDNA/ポリペプチド複合体の形成
は、以下に述べる標準的なEMSA技術を使用してインビトロで、又はCD95
遺伝子もしくは、調節ポリヌクレオチド及び適切なプロモーターに適当に連結し
た他の遺伝子からの転写の増強又は抑制を測定することによってインビボで、評
価しうる。
ここで使用されている“単離された”、及び“精製された”なる語句および他
の用語は、これらの技術で認知された意味に従って使用されている。
図面の簡単な説明
出願人の発明の好ましい態様が図面を引用して以下に記載される。この図面に
おいて、図1は、CATレポーター構造物の一時的な移入によるhCD95遺伝
子5’−フランキング領域の機能的分析の
結果を示している。このhCD95遺伝子の5’−フランキング領域は、以下の
ような略語:H,Hind III;P,PstI;及びS,SacIIを使って同定
されたサブクローニングに関係した制限部位と共に図の上面に図示されている。
個々のリポーター構造物が、hCD95遺伝子のサブクローン化された領域のヌ
クレオチドの位置に言及する構造物名と共に図示されている。HeLaとCOS
−7細胞への一時的な導入の結果が、それぞれBとCのレーンに図示されている
。これらの結果は、hCD95プロモーターからの転写を増強する(E1;−1
007から−964まで)及び抑制する(S1;−1035から−1008まで
)hCD95遺伝子における領域を同定している。
図2は、ジュルカット(Jurkut)細胞(レーン1)、ラットの肺細胞(レ
ーン2)及びラットの小腸細胞(レーン3)からの全RNAに関するプライマー
伸長分析による、hCD95遺伝子用の転写開始部位の同定を図示している。
図3は、hCD95エンハンサー領域中に存在する、配列番号5(IR2)に
おいて同定される、ヘキサマーの転化された繰返し配列がジュルカット細胞核抽
出物における転写因子の配列固有結合を仲介することを論証する電気泳動移動度
分析(EMSA)の結果を図示している。明瞭なDNA/ポリペプチド複合体が
矢と矢じりによって印をつけられている。レーンの上に示されるような、配列番
号5において同定されるヘキサマーの転化された繰返し配列の突然変異の精査が
、結合への個々のヌクレオチド位置の寄与をはっきりと規定し、且つ配列番号3
において同定される変質したエンハンサーコンセンサスモチーフポリペプチド配
列を確証した。
図4は、新規なDNA/ポリペプチド複合体が配列の特異的な方法で形成され
ることを論証するEMSA分析の結果を図示している。1bpと4bpによって
行間をあけたhCD95エンハンサー領域モチーフで形成された複合体が開いた
矢じりで印をつけられている。このデータは、同じ結合モチーフであることはわ
かるが、異なった面間隔(スペーシング)要件を有する、関係する転写因子のフ
ァミリーの存在を示唆している。
図5は、新規なDNA/ポリペプチド複合体がhCD95サイレンサー領域プ
ローブとエンハンサープローブと共に形成されたことを論証するEMSA分析の
結果を図示している。この実験の研究から、配列番号7又は36として同定され
るポリヌクレオチドヘプタマーモチーフが転写因子との相互作用を仲介すること
が示唆された。
図6は、1本線プローブ同士が複合体形成に関して競争し、サイレンサー領域
における配列番号7又は36として同定されるヘプタマーモチーフの妨害が、そ
のプローブが複合体形成に関して野生型サイレンサープローブと競争する能力を
脱落させることを論証するEMSA分析の結果を図示している。ポリヌクレオチ
ドヘプタマーモチーフは、このように調節抑制機能に関して重要である。プロー
ブ配列の配列番号は、レーンの上に示されている。
図7は、UV−架橋分析の結果を図示している。図7AはネズミのL929細
胞からの核の抽出物を二本鎖のhCD95エンハンサー領域プローブ(配列番号
1)と一緒に使ったUV−架橋を示している。約59と113kDAの明瞭なD
NA/ポリペプチド複合体、そして約200〜300kDaの高分子複合体が同
定されている。図7Bは、約47,77及び100kDaのDNA/ポリペプチ
ド
複合体を同定するために、ジュルカットとL929細胞からの核の抽出物を一本
鎖のhCD95サイレンサー領域プローブ(配列番号2)と一緒に使ったUV−
架橋の結果を示している。
図8は、サウスウェスタン分析の結果を図示している。図8Aは、ジュルカッ
トとラットの真皮乳頭(rDP)細胞からの核の抽出物を二本鎖のhCD95エ
ンハンサー領域プローブ(配列番号11)と一緒に用いたサウスウエスタン分析
の結果を示している。約113kDa(ジュルカットとrDPに於ける)と約5
9kDa(rDPに於ける)の明瞭なDNA/ポリペプチド複合体が同定された
。図8Bは、ジュルカット細胞からの核の抽出物を一本鎖のサイレンサー領域プ
ローブ(配列番号2)と一緒に用いたサウスウエスタン分析の結果を示している
。約47kDaと100kDaの明瞭なDNA/ポリペプチド複合体が同定され
た。
図9は、いろいろのhCD95エンハンサー及びサイレンサー領域ポリヌクレ
オチドを含むCATレポーター構造物の一時的な移入の結果を示している。IR
2−tk−CAT(配列番号11)、mIR2−tk−CAT(配列番号19)、I
R1−tk−CAT(配列番号4)、IR4−tk−CAT(配列番号6)及びS
1−tk−CAT(配列番号2)として呼称されるものを含む、個々のレポータ
ー構造物が、hCD95エンハンサー及び/又はサイレンサー領域ポリヌクレオ
チドに関連する構造物名と一緒に図示されている。HeLaとCOS−7細胞へ
の一時的な導入の結果はそれぞれBとCのレーンに図示されている。hCD95
エンハンサーポリヌクレオチドたるものは、サイレンサー領域がない場合にだけ
、異形のtkプロモーターからの転写を自発的に増強する。これらの結果は、同
定されたhCD95エンハンサー及びサイレンサー領域のインビボでの機能性を
論証している。
発明の詳細な説明
ヒトのCD95(hCD95)遺伝子のためのゲノムのクローンが単離され、
そしてhCD95遺伝子5’−フランキング領域の2.3kb領域が塩基配列決
定された。hCD95ポリヌクレオチド配列は、EMBLデータベースにおいて
受託番号X87625と定められている。CATレポーター構造物と一時的な導
入を使った初期の機能的分析によって、hCD95遺伝子のヌクレオチド位置−
1,781と−1,007の間に存在する転写サイレンサー活性と、ヒトのCD
95遺伝子のヌクレオチド位置−1,007と−425の間に存在する強い転写
エンハンサー活性とが、同定された。この実験の研究は、エフ.ルダート(F.
Rudert)等、“ヒトのCD95(Fas/APO−1)遺伝子におけるサ
イレンサー、エンハンサー、及び基底プロモーター領域の同定”、DNA AN
D CELL BIOLOGY、14巻、11号、931〜937頁(1995
年)に記載されている。更なる機能的な分析によって、エンハンサーとサイレン
サー領域の輪郭が更に画かれた。E1(配列番号1)と名付けられた、転写エン
ハンサー領域はhCD95遺伝子中のヌクレオチド位置−1007と−964の
間に存在し、そしてS1(配列番号2)と名付けられた、転写サイレンサー領域
はhCD95遺伝子中のヌクレオチド位置−1035と−1008の間に存在す
る。これらの領域は、活性化で誘発される細胞死中に、細胞型−特異性の且つ活
性化状態依存性の転写調節を仲介する。
更なる実験による研究で、幾つかの哺乳類の細胞系統において存在する核の因
子の配列固有の結合を仲介し、エンハンサー領域(E1)に存在する、ヘキサマ
ーの転化された繰返し結合配列(IR2)(配列番号5)が同定された。個々の
ヌクレオチド位置の結合への寄与が評価され、そして変質したエンハンサーコン
センサスモチーフ結合配列(配列番号3)が同定された。エンハンサー領域(E
1)コンセンサスモチーフ結合配列の面間隔誘導体(配列番号4と6において同
定された)もまた、哺乳類の核の抽出物と新規な複合体を形成した。このデータ
は、同じエンハンサーモチーフ結合配列であることがわかるが、異なった面間隔
要件を有するファミリーの存在を示唆している。エンハンサー領域(E1)結合
配列は、サイレンサー領域の不存在下でのみ異形のHSVチミジンキナーゼ(“
tk”)プロモーターからの転写を自発的に増強した。このことは調節配列モチ
ーフのインビボの機能性を論証している。hCD95エンハンサー及びサイレン
サー領域中にあって、且つ核の因子がこのサイレンサーS1領域に結合するのを
仲介しうる同一のコピー中に存在する、ヘプタマーモチーフ結合配列(配列番号
7と36)もまた同定された。
CD95調節ポリヌクレオチドに結合する蛋白質性の転写因子もまた同定され
ている。hCD95サイレンサープローブ(配列番号2)を用いたUV架橋分析
によって、ヒト及びげっ歯類動物の核の抽出物と共に約47及び77及び100
kDaの架橋したDNA/ポリペプチド複合体が示された。ジュルカット細胞の
核の抽出物のサウスウエスタンブロットを一本鎖サイレンサープローブで精査し
た結果として、前記の47及び100kDa複合体は単一核の蛋白
質に対応することが教唆された。一本鎖サイレンサープローブ(配列番号2)に
対し補足的であるが、プローブDNA鎖(配列番号13)に対応する競争体では
ない、ヘプタマー含有サイレンサー配列プローブ競争体(配列番号12)が、4
7及び100kDa種の結合に関して競争した。このことは、サイレンサーDN
A/ポリペプチド複合体が一本鎖DNAと好ましく、或いは排他的に形成される
こと、及び結合領域での、或いは結合領域近くでのDNAの2本鎖がサイレンサ
ーの複合体形成を阻害すること、を教唆するEMSA実験からの結果と関係して
いる。この補足的な競争体(配列番号12)は、サイレンサー結合部位(配列番
号7)を含み、且つ一本鎖サイレンサープローブ(配列番号2)と直接競争する
か、又は2本鎖形成によってサイレンサー因子結合を阻害する。エンハンサープ
ローブ(配列番号1)とネズミの細胞抽出物を用いたUV−架橋分析は、約11
3kDa及び59kDaの分子量を有する架橋したDNA/ポリペプチド複合体
、及び約200〜300kDaの架橋した高分子DNA/ポリヌクレオチド複合
体を同定した。
本発明は、以下のような実験のプロトコルと調節ポリヌクレオチド及び転写因
子を同定する結果とに言及することによって説明される。この実験のプロトコル
と結果は、本明細書と請求の範囲を支持するものであって、請求の範囲に記載し
た発明をいかなる方法においても制限するように解釈されてはならない。
hCD95調節ポリヌクレオチドの同定 ヒトのCD95に関するゲノムのクローンを単離することと 配列決定をすること
胎盤からのヒトのゲノムのファージライブラリーのクローン(5×105)が
hCD95(EMBLデータベース、受託番号x87625)のコード領域に対
応するcDNAプローブでもって選択された。λファージが大腸菌タップ90(
E.coli Tap90)上で生育させられ、且つハイボンド(Hybond
)N+ナイロンフィルター(Amersham)上でレプリカ平板法が適用され
た。DNAの変性と定着の後、フィルターが40%ホルムアミド、1MNaCl
、1% NaDodSO4、10x Denhards、50mM Tris
HCl pH7.5、2mM EDTA、200μg変性したサケの精子DNA
の中において、ランダムに感作されたプローブでもって42℃で一晩中ハイブリ
ッド化された。フィルターは、2×SSPE/0.1% NaDodSO4中に
おいて65℃で洗浄された。ポジティブファージクローンがオートラジオグラフ
ィーの後、単離され、そしてCD95プローブを用いて2度、プラーク精製され
た。精製されたファージDNAの部分的なHind III分解物からの3.7−k
b Hind III断片が、hCD95 cDNA(イトウ(Itoh)等、“ヒ
トの細胞表面抗原ファス(fas)に関するcDNAによってコード化されたポ
リペプチドはアポトーシスを仲介しうる”、Cell 66:233〜243頁
、1991年)における位置−205から−184に対応するオリゴヌクレオチ
ドFR257(配列番号8)を使ったサウザーン分析によって同定され、そして
pBS SKII+(ストラタジーン)中でサブクローン化され、且つ部分的に配
列決定された。この配列は、32P標識のプライマーか、又は蛍光標識のジデオキ
シヌクレオチドのどちらかと、型式373A自動配列決定機(アプライド バ
イオシステムズ)を使ったPCRサイクル塩基配列決定法によって決定された。
初期のヒトのCD95遺伝子レポーター構造物のクローン化
位置−1781と−425の間にあるヒトのCD95遺伝子の5’−の脇に存
在する領域の5’削除のパネルが、上に述べたゲノムのhCD95クローンから
PCR増幅によって発生させられた。数種のレポーター構造物が、レポータープ
ラスミドpBLCAT8+(クライン−ヒットパス(Klein−Hitpas
s)等、“13bpパリンドロームは機能的エストロゲン感受性要素であり、そ
してエストロゲン受容体と特異的に相互作用をする”、Nucleie Aci
ds Res.16、647〜663頁、1988年)中で、クロラムフェニコ
ールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)遺伝子の前においてhCD95遺伝
子の選択されたセグメントをクローン化することによってつくられた。−178
1/−67−tk−CATは、始めにHind III/Bam HI−消化された
pBL CAT8+のHind III部位に1.7−kb Hind III−SacI
I断片を固定し、それからSac IIとBam HI部位をうめ、連結することに
よって構成された。−1007/−1−tk−CATと−1007/−1−CA
Tは、それぞれHind III/Bam HI−及びHind III/Bg/II−消
化されたpBLCAT8+中に、Hind III/BgI II−消化されたPCR断
片(プライマーFR283:配列番号9とFR290:配列番号10)を挿入す
ることによって発生させた。−1781/−1−CATは、−1007/−1−
CATからの425−bpPst I−Bg/II断片をpst I/Bg/II消
化された−1781/−67−tk−CATヘクロ
ーン化することによって構成された。−1781/−67−CATは、−178
1/−67−tk−CATをPst I/Bg/IIで切断し、末端をうめ、そし
てベクターを再び結合することによって構成された。−425/−1−CATは
、Hind III/Pst Iで消化し、末端をうめ、そして残りのベクターの再
結合によって、−1007/−1−CATから誘導された。PCRの条件は、5
0pモルの各プライマー、各々200μM dNTPs、2mM MgCl2、
10mM Tris HCl pH8.3、50mM KCl、及び2.5ユッ
トのTaqポリメラーゼ(ボエーリンガー(Boehringer))であった。
増幅が94℃1分間、55℃1分間及び72℃1.5分間の30サイクルで行わ
れた。
追加のヒトのCD95遺伝子レポーター構造物のクローン化
−1781から−425の間の位置にあるヒトのCD95遺伝子の5’−の脇
に存在する領域の5’削除の追加パネルが、上記の遺伝子のhCD95クローン
からPCR増幅によって発生させられ、HSVチミジンキナーゼ(tk)プロモ
ーターに欠けるレポータープラスミドpBLCAT8+中でCAT遺伝子の前で
クローン化された。以下のようなCATレポーター構造物がクローン化された:
−1781/−1−CAT;−1687/−1−CAT;−1513/−1−C
AT;−1340/−1−CAT;−1299/−1−CAT;−1261/−
1−CAT;−1219/−1−CAT;−1175/−1−CAT;−111
5/−1−CAT;−1071/−1−CAT;−1035/−1−CAT;−
1007/−1−CAT;−963/−1−CAT;−924/−1−CAT;
−
874/−1−CAT;−802/−1−CAT;−606/−1−CAT;及
び−425/−1−CAT。
削除構造物が、付属したBg/II部位をもった、配列番号9において同定され
る固定された下流のプライマーと、Hind III部位を含む以下のようなそれぞ
れ上流のプライマーとを用いてPCR増幅によって発生させられた: Hind III/Bg/II−消化されたPCR断片が、ゲル精製され、pBLC
AT8+の対応部位にクローン化された。−1781/−1−CAT、−100
7/−1−CAT及び−425/−1−CATレポーター構造物の構成が上記に
記載されている。付加構造物が、配列番号4,6,11,19、又は配列番号2
に対応した5’伸長をもった同じ配列を有する2本鎖のオリゴヌクレオチドであ
って、これらのオリゴヌクレオチドの大部分は、またHind III適合5’張出
しを含むものを、Hind III−消化されたpBLCAT8+に結合させること
によって発生させられた。
全ての構造物は、自動配列決定機(アプライド バイオシステムズ)を用いた
配列決定により確認された。
CATレポーター構造物の一時的導入
COS−7(シノモロガス サルのじん臓)及びHeLa(ヒトの頚管癌)細
胞が5%牛胎児血清、ペニシリン、ストレプトマイシン、グルタミン、及びB−
メルカプトエタノール(2−ME)で補充された、標準ダルベコ(Dullbe
cco)の修飾されたイーグル(Eagle)の培地(DMEM)中で培養され
た。5×105細胞が10−cmのプラスチック製の培養皿(ファルコン)中で
、導入前24時間、培養された。細胞がCaPO4法によって、5ugの上記初
期および追加のレポータープラスミド、細胞内制御として1.5ugのβ−ガラ
クトシダーゼ(β−Gal)発現ベクターpCH110(ファーマシア)、及び
キャリヤーDNAとして8ugのpBS(ストラタジーン)でもって導入された
。導入から18時間後に、細胞が1回DMEMで洗浄され、新鮮な培養培地が添
加された。この細胞が更に24時間、培養された。その後、細胞は、10mM
Tris HCl pH7.5、1mM EDTA、150mM NaCl中て
集菌され、スパンダウンされ、250mM Tris HCl pH7.5、1
mM EDTA、15%クリセロール中に再懸濁され、そして抽出物が冷凍と溶
解を繰返すことによって調製された。β−Gal発現に関して標準化された、ク
ロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)分析が、ゼレント(
Zelent)等、“クローン化及びネズミのα,βレチノイン酸受容体及び皮
膚中に優先的に発現される新規な受容体γ”、Na ture
339:715〜717頁(1989年)に記載されているうよに、
0.5mMアセチルCoA(ボエーリンガー(Boehringer))及び0.
2μCi〔14C〕クロラムフェニコール(sp.act.54mCi/mmol
、アマーシャム(Amersham))を用いてなされた。反応産生物はCHCl3
/メタノール(95:5)中で薄層クロマトグラフィーによって分離された。
CD95遺伝子配列の機能分析
上記記載のCATレポーター構造物が、一時的移入効能検査においてhCD9
5遺伝子の5’−フランキングに存在する領域を機能的に分析するために使用さ
れた。tkプロモーターに欠けるpBLCAT8+(これを1とする)と比較した
、CAT転化の百分率と平均ヒダ刺激が、COS−7及びHeLa細胞への初期
のレポーター構造物の導入に関して以下に示されている。 テストされた最大の構造物(−1781/−1−CAT)は、C
OS−7及びHeLa細胞において非常に弱い活性だけを示した。その3’末端
のところに67−bp欠失をもつ同じ構造物(−1781/−67−CAT)は
COS−7細胞に於ける−1781/−1−CATとほとんど同じ応答を与え、
HeLa細胞において約2倍の増加を与えた。異形のHSV tk プロモータ
ーと一緒にテストされたときには、同じ断片(−1781/−67−tk−CA
T)は、COS−7及びHeLa細胞の両方に於いてこのtkプロモーターだけ
で観測された値に比べて、更なる転写活性を全く示さなかった。しかしながら、
−1781/−1−CATの5’−末端での764bp(−1007/−1−C
AT)の切断は転写活性をCOS−7及びHeLa細胞におけるバックグランド
水準より上に、それぞれ19倍と60倍増大させた。同様のアップレギュレーシ
ョンが両方の細胞系統に於いて、tkプロモーターを含有する同一の構造物(−
1007/−1−tk−CAT)についてみられた。これらのデータは、サイレ
ンサーがヒトのCD95遺伝子の5’−の脇のところに存在する領域において、
−1,781位と−1,007位との間にあることを示唆している。レポーター
−1007/−1−CATの5’末端における582bpの更なる切断は、そ
の構造物についてみられた強い活性を著しく減少させたが、−425/−1−C
ATは−1781/−1−CAT及び−1781/−67−CATについて観測
された値より上の基底プロモーター活性を維持した。これらの結果は、hCD9
5遺伝子の5’−フランキングに存在する領域にある−1,007と−425の
間にエンハンサーが存在することを論証しており、そしてhCD95調節領域の
最初の425bPに於いて基底プロモーター活性を示した。基底プロ
モーター活性はtkプロモーターのそれに匹敵する基準に到達した。このように
、hCD95プロモーターが比較的強いとみなされた。
更なるCATレポーター構造物の一時的移入による、hCD95遺伝子の5’
−の脇のところに存在する領域の機能的分析が図1に図示されている。個々のレ
ポーター構造物が、hCD95遺伝子のサブクローン化された領域のヌクレオチ
ド位置に関係した構造物名と共に図示されている。HeLa及びCOS−7細胞
への一時的な移入の結果は、それそれBとCのレーンに図示されている。薄層ク
ロマトグラムが、それそれのレポーター構造物から発現したCAT酵素の水準に
よって発生したアセチル化14C−クロラムフェニコール置換体の量を示しており
、ここでスポットの強度は転写の活性化の水準と互いに関連している。これらの
データは、CD95プロモーターからの転写を増強する(E1;−1007から
−964)又は抑制する(S1;−1035から−1008)hCD95遺伝子
における領域を更に描写している。移入分析からの結果から、HSV tkプロ
モーターのそれに類似した転写活性を有するCD95基底プロモーター(−42
5/−1−CAT)についてみられるよりも、約3倍少ないレベルにCD95サ
イレンサーが転写を抑制することが暗示される。CD95エンハンサーは、CD
95基底プロモーターからの転写を約2〜4倍、そしてHSV tkプロモータ
ーからの転写を約5〜10倍、その細胞の型に依存して増大させる。
更なる調節ポリヌクレオチドの描写が転写因子の同定と関連づけて以下に記載
される。
hCD95転写開始部位の決定 プライマー伸長分析
ジュルカット細胞、ラットの肺細胞、及びラットの小腸細胞からの全RNAが
、コムツインスキー(Chomczynski)とサクチ(Sacchi)、“
酸グアニジニウムチオシアネート−フェノール−クロロホルム抽出物によるRN
A単離の単一工程法”、Anal.Bio−Chem、162;156〜159
貞、1987年に従って抽出された。その後の全工程は、ジエチルピロカーボネ
ート処理したH2Oを使って遂行された。プライマーアニーリングに関しては、
10μgの全RNAが5pモルのγ−32Pで標識されたプライマーFR257(
配列番号8、3×105cpm)と一緒に、ハイブリッド化緩衝液(150mM
KCl、10mM TrisHCl pH8.3、1mM EDTA)中で、
15μlの全体積において65℃で5分間保温され、そしてこの混合物はそれか
らゆっくりと1.5時間かけて、室温にまで冷やされた。この混合物に、30μ
lのプライマー伸長緩衝液〔30mM Tris HCl pH8.3、15m
M MgCl2、8mM DTT、0.22mg/mlアクチノマイシンD、2
20μM dNTPs、200単位のMMLV逆転写酵素(BRL)〕が添加され
、逆転写が42℃で1時間行われた。それから、105μlのRNAse分解緩衝
液〔20μg/mlのDNaseなしのRNaseA(BRL)、100μg/mlの音
波破砕したサケの精子DNA(シグマ(Sigma))、100mM NaCl、1
0mM Tris HCl pH7.5、1mM EDTA〕が添加され、更に
その後、37℃で15分間分解が行われた。3M酢酸ナトリウム15μlが添加
され、試料がフェノール/CHCl3で抽出された。そしてDNAがエタノール
で沈殿
させられた。伸長産生物はホルムアミド充填緩衝液中に再懸濁させ、熱変性させ
、そして6%塩基配列決定法用ゲル上で分離された。
転写開始部位の同定
ジュルカット細胞において、多重推定転写開始部位がhCD95遺伝子上に−
54から−128(図2A,B、レーン1)までに群らがって同定された。これ
らは5’RACE PCRを使ってヒトの脾臓で検出される(ベールマン(Be
hrman)等、“ヒトのAPO−1遺伝子の構造”、Eur.J.Immun ol
.24:3057〜3062頁、1994年)転写開始部位の大部分とマッ
チしている。実質上同じ伸長産生物がラットの肺(図2A,B、レーン2)から
抽出されたRNAと一緒に得られ、hCD95に於けるATGを測定するプライ
マーFR257(配列番号8)がラットのCD95mRNAにハイブリッド化し
うることを示しており、そして或る開始部位がヒトとラットのCD95遺伝子中
で保護されていることを示唆している。ラットの小腸からのRNAが使用された
ときは、ジュルカット細胞やラットの肺には見られなかった更なる伸長産生物が
得られた(図2A,B、レーン3)。これらの新しい推定の開始部位の幾つかは、
ヒトのT−細胞系統CEM−6及びMolt−4(チェン(Cheng)等、“
ヒトのファス遺伝子の特徴”、J.Immunol.154:1239〜124
5頁、1995年)において、プライマー伸長分析をまた使用して同定されたh
CD95遺伝子開始部位に対して極く接近して存在する。
調節hCD95ポリヌクレオチドに結合する転写因子の同定 電気泳動移動度分析(EMSA)プロトコル
核の抽出物が、抗生物質と5%牛胎児血清で補充されたRPMI1640培地
の中で生育されたジュルカット(ヒトのTリンパ球細胞)とMP−1(ヒトのE
BV−転換B細胞)から調製された。また、これらはアンドリュース(Andr
ews)とフォーラー(Faller)、“限定された数の哺乳類細胞からのDN
A−結合蛋白質の抽出のための迅速な微量調製技術”、Nucleic Aci
ds Research、19巻9号、1991年の方法に従って、抗生物質と
5%牛胎児血清で補充されたDMEM培地中での10%CO2の下で生長したH
eLa、COS−7、CV−1(COS−7誘導体)及びL929(ネズミの線
維芽細胞)から調製された。他に指示されなければ、結合反応は5μgの核の抽
出物(結合反応において40mM NaClの等しい添加を与えるように調整さ
れた)、150mM(又は100mM)KCl、2μgの特異的でない競争体D
NA(指示されたようなポリ〔d(1−C)〕又はポリ〔d(A−T)〕、12%グ
リセロール、12mM Hepes pH7.9、4mM Tris−HCl
pH7.9、1mM EDTA、1mMジチオトレイトール、20fモルの〔γ
−32P〕ATP−標識プローブ(指示されるように2本鎖又は1本鎖)を含んだ
。指定された量の競争体オリゴヌクレオチドが核の抽出物の添加前に加えられ、
この反応が室温で30分間保温された。3μlの充填緩衝液(12%グリセロー
ル、12mM Hepes pH7.9、4mM Tris−HCl pH7.
9、1mM EDTAN、1mMジチオトレイトール、0.1%ブロモフェノー
ル ブルー)が添加され、この反応物は予備泳動された(150Vで2時間)非
変性4%ポリ
アクリルアミドゲル(アクリルアミド:ビスアクリルアミド、30:1)上に充
填されていた。このゲルは50nM Tris−HCl(pH8.5)、380m
M グリシン、2mM EDTA中て150V(一定圧力)において、水冷しな
がら泳動された。ゲルは乾燥され1〜4日間オートラジオグラフにかけられた。
この分析及びその変形は、“標準EMSA分析プロトコル”としてこれに言及さ
れている。
hCD95エンハンサー領域に結合する転写因子の同定
E1 2本鎖プローブ(E1プローブ、配列番号11)とジュルカット細胞の
核の抽出物を用いたEMSA分析から、配列番号5で同定され、E1中に存在す
る、ヘキサマーの転化された繰返しヌクレオチドが核の因子の配列の特異的な結
合を仲介することが明らかになった。実験結果が図3に示されている。ここにお
いて転写因子として呼ばれる、核の因子とともに形成された明瞭なDNA/ポリ
ヌクレオチド複合体が、矢と矢じりで印されている。配列番号5として同定され
るエンハンサー領域ヘキサマーの転化した繰返し(IR2)に結合する転写因子
がまた、ネズミのL929細胞や、HeLa、MP−1、COS−7を含む他の
霊長類動物やげっ歯類動物の細胞やラットの真皮乳頭(γDP)細胞中にも存在
する。
野性型エンハンサープローブ(配列番号1、図3を参照)と一緒にEMSA分
析において、それぞれのレーン(配列番号11の誘導体)の上に指し示された1
本鎖ヌクレオチド置換を含む50倍モル過剰の2本鎖競争体オリゴヌクレオチド
を使った、配列番号5として同定されるエンハンサー領域ヘキサマーの転化され
た繰返しの突
然変異体の選択は結合に関して個々のヌクレオチドの重要性を確認しており、そ
して配列番号3において同定される変質ElコンセンサスモチーフをhCD95
エンハンサー領域(El)結合部位として定義している。
EMSA分析においてネズミのL929細胞からの核の抽出物を使って、エン
ハンサー領域結合部位IR2複合体とは異った、新しいDNA/ポリペプチド複
合体の配列特異の形成が、1bp(IR1;配列番号4)と4bp(IR4;配
列番号6)によって間隔をあけたエンハンサー領域配列モチーフでもって論証さ
れた。実験結果が図4に示されている。エンハンサープローブ(IR2;配列番
号11)を含む、ヘキサマーの転化した繰返し(配列番号5)に結合する核の転
写因子によって形成される複合体が矢及び矢じりによって印されている。開いた
矢じりは、エンハンサー領域の間隔をとった誘導体(IR1;配列番号4とIR
4;配列番号6)によって形成される複合体の存在を示している。エンハンサー
領域IR1,IR2及びIR4要素は、配列特異の方法においてそれぞれのDN
A/ポリペプチド複合体の形成に関して交叉競争した。これらの結果は、同じC
D95エンハンサー領域結合モチーフであると認識されるか異なった間隔をあけ
る要件を有する関連した転写因子のファミリーの存在を示唆している。
コンカタマー化されたエンハンサー(配列番号11)配列が、シング(Sin
gh)等、“認識部位プローブを使った配列特異のDNA結合蛋白質の分子クロ
ーニング”、BioTechniques、7(3)、252〜261頁(198
9年)に発表された方法に従って、cDNA発現ライブラリーを選択するための
プローブとして使
用された。HeLa発現ライブラリーを選択するために一本鎖3xE1(3x
配列番号11)プローブを使って、以下のようなDNA−結合蛋白質をコード化
するクローンが単離された;ヒトのYB−1(EMBL受託番号M24070;
SWISS−PROT受託番号P16990);及びヒトのhnRNP D(EM
BL受託番号D55672;SWISS−PROT受託番号Q14101及びQ
14103)。
hCD95サイレンサー領域に結合する転写因子の同定
新規なDNA/ポリペプチド複合体が、サイレンサー領域プローフ(配列番号
2)を用いて、そしてEMSA分析において非特異性の競争体DNAとしてポリ
dIdCの替りにポリdAdTを用いるときにはエンハンサー領域IR2プロー
ブ(配列番号11)を用いて形成された。その結果が、図5にレーンの上に示さ
れたサイレンサープローブの同定と新規な複合体を指し示す二つの矢じりととも
に示されている。この因子はまた、一本鎖のサイレンサープローブに結合し、或
いは一本鎖のサイレンサー及びエンハンサープローブによって競争させられた。
更に、EMSA分析が、配列番号2と14〜18を有するサイレンサープロー
ブを用いて、図6に説明されている。それぞれのDNA/ポリペプチド複合体が
、サイレンサー領域ヘプタマー配列を含む一本鎖サイレンサー領域プローブ(配
列番号12)と共に形成され、このプローブの補充物(配列番号13)と共に形
成されたのではないことから、S1とE1領域における同一のコピー中に存在す
るサイレンサー領域ヘプタマーモチーフ(配列番号7又は36)が
転写因子との相互作用を仲介すると思われる。サイレンサー領域にヘプタマーモ
チーフの中断を有し、配列番号15〜18において同定される、全ヘプタマーモ
チーフより少なく含む両DNA鎖からのサイレンサー領域プローブが野性型S1
プローブと複合体形成を争う能力に関して非常におとろえたことを示した。
コンカタマー化されたサイレンサー(配列番号2)配列が、シング等、“認識
部位プローブを使った配列特異のDNA結合蛋白質の分子クローニング”、Bi oTechniques
、7(3)、252〜261頁(1989年)に発表され
た方法に従って、cDNA発現ライブラリーを選択するためのプローブとして使
用された。HeLa及びラットの真皮乳頭発現ライブラリーを選択するための一
本鎖3XS1(3x配列番号2)プローブを用いて、以下のようなDNA−結合
蛋白質をコード化するクローンが単離された:ヒトのYB−1(EMBL受託番
号M24070;SWISS−PROT受託番号P16990);ラットのYB
−1(EMBL受託番号M57299;SWISS−PROT受託番号P225
68);ラットのPurα(配列番号:38,39,41及び42);及び新規な
ラットPurαのような蛋白質(配列番号40と43)。
YB−1がCD95サイレンサー複合体の成分であることを確認するために、
マクドナルド(Macdonald)等、“転写調節蛋白質、YB−1がDRA
プロモーターにおける一本鎖領域をプロモートする”、J.Biol.Chem
.,270(8):3527〜3533頁(1995年)に記載のスーパー・シフ
ト手法を使って、YB−1抗体が核の抽出物とサイレンサー調節配列(配列番号
2)とともに保温された。この抗体と一緒にした保温は、YB−1がサ
イレンサー複合体の成分であることを示すスーパー・シフトを引き起こした。
UV架橋によるサイレンサー/エンハンサー領域 に関する転写因子の特徴
UV架橋がミヤモト(Miyamoto)等、Methods Enzymol .
254、633〜641頁(1995年)に記載されているように、本質的に
遂行された。長さにおいて44と28の塩基のオリゴヌクレオチドが、上記のE
MSA反応におけるように末端標識をつけられた。二本鎖DNAプローブが、末
端標識をつけたオリゴヌクレオチドをアニーリングし、且つ〔γ−32P〕dAT
P、〔γ−32P〕dCTP、〔γ−32P〕dGTP(800Ci/mmol)及
びクレノウ(Klenow)(ミヤモト等(1995年))を用いる5−ブロモ−
2’dUTPで充填することによって調製された。
標準EMSA結合反応が平底微量滴定プレートにおいて40mlの全体積中で
、40fmolのプローブと10μgの核抽出物+/−4pmolの競争体DN
Aでもって行われた。このプレートをサランナップで覆い、氷の上に置いた。こ
の反応物が、照明器具が微量滴定プレートから5cm以内にあるように、305
nmのUVトランスイルミネーターを逆にすることによって60分間照射された
。この反応物はそれから2つに分割された。1つのアリコートが前述の4%非変
性ゲル上で泳動され、そして第2のアリコートが14Cで標識を付けたプロテイン
・マーカーと一緒に10%減じたSDS−PAGEゲル上で泳動された。このゲ
ルは乾燥され、それから1〜
3日間、強化スクリーンのついたオートラジオグラフィーを施された。
末端標識を付けた一本鎖S1プローブ(配列番号2)を使った図7Bに示され
たUV−架橋分析の結果から、ジュルカット及びL929細胞中の約47,77
及び100kDaの架橋したDNA/ポリペプチド複合体の存在が明らかにされ
た。1本鎖のS1プローブ(配列番号2)をもったジュルカット細胞核抽出物の
サウスウエスターンブロットをプローブした結果から、47kDa及び100k
Da複合体は単一核蛋白質に対応することが示唆された。図7Aに示される、2
本鎖Elプローブ(配列番号1)とのUV−架橋から、L929細胞中に約59
kDa、113kDaの架橋したDNA/ポリペプチド複合体と、約200〜3
00kDaの高分子複合体の存在が明らかにされた。
サウスウエスターン分析によるサイレンサー/エンハンサー領域の 転写因子の特徴づけ
上記のように調製された、ジュルカット、L929及びラットの真皮乳頭(γ
DP)細胞からの核の抽出物20〜40μgが、14Cで標識を付けたプロテイン
・マーカーでもって、8〜10%減じたSDS−PAGEゲル上で電気泳動にか
けられた。このゲルは、リー(Li)、M.とデシデリオ(Desiderio)、
S.,付録1、“転写因子:実際的なアプローチ”(D.S.ラッチマン(Lat
chman)、編集)IRLプレス、オクスフォード、187〜196頁(19
93年)に記載されているように、0.2mmのニトロセルロース・フィルター
にエレクトロブロットするに先立ってトラン
スファ緩衝液に予め浸された。ニトロセルロース・フィルターは2.5%(w/
v)乾燥ミルクパウダー、25mM Hepes(pH8)、1mM DTT、1
0%(v/v)グリセロール、50mM NaCl、1mM EDTA中で4℃
18時間、ブロックされた。これらのフィルターは、SW−結合緩衝液(12%
(v/v)グリセロール、12mM Hepes(pH8)、4mM Tris−
HCl(pH8)、1mM EDTA、1mM DTT、40mM NaCl、1
00mM KCl)、1pmol/ml32Pで標識を付けたDNAプローブ(上記
のように末端標識された、又は充填された)、10μg/ml非特異的競争体D
NA(即ち、ポリ〔dl−dC〕又はポリ〔dA−dT〕)及び+/−100pm
ol/ml競争体DNA中で、60分室温においてハイブリッド化された。これ
らのフィルターは、増感スクリーンと一緒に3日間オートラジオグラフィーにか
ける前に4℃で4×7分間SW−結合緩衝液で洗浄された。
二本鎖エンハンサー・プローブ(配列番号11)を使った、ジュルカットとr
DPの核の抽出物についてのサウスウエスターン分析結果が図8Aに図示される
。これらの結果は、2本鎖エンハンサープローブが結合する約59kDa(rD
P)と113kDa(ジュルカットとrDP)の分子量を有する蛋白種の存在を立
証している。1本鎖サイレンサープローブ(配列番号2)を使った、ジュルカッ
トの核の抽出物についてのサウスウエスターン分析の結果が図8Bに図示される
。これらの結果は1本線サイレンサープローブが結合する、約47kDa及び1
00kDaの分子量を有する蛋白質種の存在を立証している。これらの蛋白質へ
のサイレンサープローブの結合は、プローブ鎖に補完的な、ヘプタマー(配列番
号7)−含有
競争体(配列番号12)(プローブ鎖に対応する同等の競争体(配列番号13)
ではない)の存在下では非常に減じられるか、又は存在しない。これらのサウス
ウエスターンの結果は、上記のプローブと競争体について得られたUV−架橋及
びEMSAの結果と矛盾しない。
転写因子の機能的分析
CD95サイレンサー(配列番号2)、エンハンサー(配列番号11)及びプロ
モーター断片(配列番号27)がレポーター・プラスミドpBLCAT8+中で
、HSV tkプロモーターとCAT遺伝子の前でクローン化された。YB−1
、Purα、Purαのような、及びhnRNP D蛋白質をコード化する構造
物がベクターpCDNA3にクローン化された。これらの構造物は、CD95プ
ロモーター−CATレポーター構造物の両方とともにHeLa細胞において過剰
発現された。センスYB−1の過剰発現がCD95プロモーターの転写を7倍抑
制し、アンチセンスYB−1の発現はCD95プロモーターの転写を2倍増強し
た。センスPurαの過剰発現は、CD95プロモーターの転写を4倍抑制し、
アンチセンスPurαの発現はCD95プロモーターの転写を1.5倍増強した
。このことは、YB−1とPurαの両方かインビボにおいてCD95プロモー
ターの抑制に役割を演じていることを示唆している。
hnRNP D蛋白質をコード化する構造物も、ベクターpCDNA3中でク
ローン化された。この構造物は、上記したCD95プロモーター−CATレポー
ター構造物とともにHeLa細胞中で過剰発現された。サイレンサー/DNAとエンハンサー/DNA複合体の EMSA分析
上記のプロトコルを使ったEMSAゲル移動度分析がサイレンサー/DNA(
配列番号2)及びエンハンサー/DNA(配列番号11)複合体の幾つかの特徴
を決定した。サイレンサー/DNA及びエンハンサー/DNA複合体の半減期は
、約1時間である。エンハンサー/DNA複合体は300mM未満のKCl中に
おいてのみ安定であり、そしてエンハンサー/DNA複合体の形成には二価のカ
チオンの存在が必要であった。30%のサイレンサー/DNA複合体が2M K
Cl中において安定であった。サイレンサー/DNA複合体の形成には、二価の
カチオンの存在が必要でなかった。そして、サイレンサー/DNA錯体は、AT
P依存蛋白質を含んでいる。
これらの実験結果は、サイレンサー/DNA複合体は非常に安定であり、そし
てエンハンサー/DNA複合体は遙かに、安定性に乏しいことを示す。このこと
は、予想されるインビボ活性と矛盾していない。即ち、サイレンサー/DNA複
合体は、殆どの時間、形成されCD95の発現が抑制される。ATP依存性は、
転写因子が結合する一本鎖立体配座を提供するように、CD95サイレンサー調
節領域をほぐす(unwind)ためにATPが使用されることを示唆している
。
hCD95サイレンサー及びエンハンサー領域の プロモータ関連とは独立した機能の論証
CD95エンハンサー結合部位配列IR1(配列番号4)、IR2
(配列番号11)、変異したIR2(配列番号19)、及びIR4(配列番号6)が
、レポータープラスミドpBLCAT8+において、HSV tkプロモーター及
びCAT遺伝子の前で、上流のサイレンサー領域(配列番号2)を伴って、又は
伴わないで、クローン化された。S1/mIR2−tk−CAT構造物はmIR2
領域に追加の塩基を有し、配列番号35に於いて記述される。レポーター構造物
及び、HeLa(B)及びCOS−7(C)細胞へのこれらのCATレポーター
構造物の一時的導入検定の結果が、図9に示されている。この実験結果は、IR
1,IR2及びIR4におけるエンハンサー領域要素が、サイレンサー領域ポリ
ヌクレオチドの存在下ではなく、その不存在下においてだけ、異形のプロモータ
ーからいろいろの程度に転写を自発的に増強したことを示している。そして、こ
のことは、同定されたサイレンサー及びエンハンサーポリヌクレオチド配列のイ ンビボ
の機能性を論証している。
ここで参照した全ての文献および他のマテリアルは、その全体において参照し
て本明細書の記載の一部となす。以上の本明細書において本発明が、いくつかの
好ましい実施態様に関係して記載されており、また多くの詳細な説明が図示の目
的で記述されているけれども、本発明が更なる他の実施態様についても適用可能
であり、且つここに詳細に記載された事項は、本発明の基本原理から離れること
なしに、種々変更されうることは当業者にとって明らかであろう。
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C07K 14/47 C07K 14/705
// C07K 14/705 A61K 37/02
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
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UA,UG,UZ,VN,YU,ZW
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.配列番号1−6,11,12,14,36及び37からなるグループから 選ばれる単離されたポリヌクレオチド。 2.請求項1のポリヌクレオチドに対し少なくとも70%の同一性を有するポ リヌクレオチド。 3.cDNA分子である請求項2のポリヌクレオチド。 4.ゲノムDNA分子である請求項2のポリヌクレオチド。 5.全体的に又は部分的に化学合成されたポリヌクレオチドである請求項2の ポリヌクレオチド。 6.アンチセンス配向している請求項2のポリヌクレオチド。 7.ポリペプチド転写因子に結合してCD95遺伝子の転写を調節する複合体 を形成できる請求項2のポリヌクレオチド。 8.請求項1のポリヌクレオチドの任意の8ヌクレオチド隣接部分に対し少な くとも90%の同一性を有するDNA配列を含んでなるポリヌクレオチド。 9.5ヌクレオチド又はそれより少ない置換、欠失又は付加によって請求項1 のポリヌクレオチドとは異なるポリヌクレオチド。 10.請求項2のポリヌクレオチドとともにDNA/ポリペプチド複合体を形成 できる、単離されたポリペプチド転写因子。 11.転写因子とDNA/ポリペプチド複合体を形成でき、それによってDNA /ポリペプチド複合体がCD95遺伝子のコードする部分の転写を調節できる、 単離されたポリヌクレオチド。 12.転写因子と、約47、77又は100kDaの分子量を有するDNA/ポ リペプチド複合体を形成でき、それによってそのDNA/ポリペプチド複合体が CD95遺伝子のコードする部 分の転写を抑制できる、請求項11による単離されたポリヌクレオチド。 13.転写因子と、約59、113又は200〜300kDaの分子量を有する DNA/ポリペプチド複合体を形成でき、それによってそのDNA/ポリペプチ ド複合体がCD95遺伝子のコードする部分の転写を増強できる、請求項11に よる単離されたポリヌクレオチド。 14.ポリヌクレオチドとDNA/ポリペプチド複合体を形成でき、それによっ てそのDNA/ポリペプチド複合体がCD95遺伝子のコードする部分の転写を 調節する、単離された転写因子。 15.ポリヌクレオチドと、約47、77又は110kDaの分子量を有するD NA/ポリペプチド複合体を形成でき、それによってそのDNA/ポリペプチド 複合体がCD95遺伝子のコードする部分の転写を抑制できる請求項14の単離 された転写因子。 16.ポリヌクレオチドと、約59、113又は200〜300kDaの分子量 を有するDNA/ポリペプチド複合体を形成でき、それによってそのDNA/ポ リペプチド複合体がCD95遺伝子のコードする部分の転写を増強できる請求項 14の単離された転写因子。 17.配列番号38、39及び40からなる群から選ばれる単離されたポリヌク レオチド。 18.請求項17のポリヌクレオチドに対して少なくとも70%の同一性を有す るポリヌクレオチド。 19.配列番号41、42又は43において同定されるアミノ酸配 列を含んでなるポリペプチド。 20.請求項2又は18のDNA配列を含んでなる単離されたポリヌクレオチド 。 21.ヒトYB−1(EMBL受託番号M24070;SWISS−PROT受 託番号P16990)の低温ショック領域に対し少なくとも95%の同一性を有 する低温ショック領域を有するポリペプチドが、請求項2のポリヌクレオチドに 結合するのを調節することを含んでなるアポトーシスによる細胞死を調節する方 法。 22.ヒトPurα(EMBL受託番号M96684:SWISS−PROT受 託番号Q00577)に対し少なくとも95%の同一性を有するポリペプチドが 、請求項2のポリヌクレオチドに結合するのを調節することを含んでなるアポト ーシスによる細胞死を調節する方法。 23.請求項18のポリヌクレオチドによってコード化されるポリペプチドに対 して少なくとも95%の同一性を有するポリペプチドが、請求項2のポリヌクレ オチドに結合するのを調節することを含んでなるアポトーシスによる細胞死を調 節する方法。 24.ヒトhnRNP D(EMBL受託番号D55672;SWISS−PR OT受託番号Q14101及びQ14103)に対して少なくとも95%の同一 性を有するポリペプチドが、請求項2のポリヌクレオチドと結合するのを調節す ることを含んでなるアポトーシスによる細胞死を調節する方法。 25.ヒトYB−1(EMBL受託番号M24070;SWISS−PROT受 託番UP16990)の低温ショック領域に対し 少なくとも95%の同一性を有する低温ショック領域を有するポリペプチドが、 請求項2のポリヌクレオチドに結合するのを調節することによってCD95発現 を調節する方法。 26.ヒトPurα(EMBL受託番号M96684;SWISS−PROT受 託番号Q00577)に対し少なくとも95%の同一性を有するポリペプチドが 、請求項2のポリヌクレオチドに結合するのを調節することによってCD95発 現を調節する方法。 27.請求項18のポリヌクレオチドによってコード化されるポリペプチドに対 し少なくとも95%の同一性を有するポリペプチドが、請求項2のポリヌクレオ チドに結合するのを調節することによってCD95発現を調節する方法。 28.ヒトhnRNP D(EMBL受託番号D55672;SWISS−PR OT受託番号Q14101とQ14103)に対し少なくとも95%の同一性を 有するポリペプチドが、請求項2のポリヌクレオチドに結合するのを調節するこ とによってCD95発現を調節する方法。
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