JP2001333787A - 動物型糖鎖付加機能をもつ植物細胞 - Google Patents

動物型糖鎖付加機能をもつ植物細胞

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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動物型の糖鎖を有する植物細胞を提供する。 【解決手段】 動物型糖鎖付加機能をもつ植物細胞であ
って、糖タンパク質に含まれる糖鎖の還元末端アセチル
グルコサミン残基にフコース残基を転移し得る、動物由
来の酵素をコードする遺伝子が導入された、植物細胞。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動物型糖鎖付加機
能をもつ植物細胞、該植物細胞から再生された植物体、
該植物細胞を生産する方法、該植物細胞を用いて動物型
糖タンパク質を生産する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】植物細胞を、従来の古典的な育種法によ
り改良するのではなく、遺伝子操作技術により植物細胞
を改良し、さらに、新たな形質または有用形質をも付与
することが可能となった。例えば、これまでに、耐病
性、除草剤耐性、日持ちなどが改良された植物体が創製
され、そして利用されている。また、従来、動物細胞、
酵母、大腸菌などの微生物を用いて生産されてきた有用
タンパク質が、植物細胞または植物体で生産できるよう
になってきた。
【0003】現在までに、植物細胞または植物体におけ
る単純タンパク質または糖タンパク質を発現した例とし
て以下の報告がある。
【0004】α−1−アンチトリプシンについて、Ap
pl Microbiol Biotechnol 1
999 Oct;52(4):516−23 Teras
hima M,Murai Y,Kawamura
M,Nakanishi S,Stoltz T,Ch
en L,Drohan W,Rodriguez R
L,Katoh S;α−アミラーゼについて、Bio
technology(N Y) 1992 Mar;
10(3):292−6 Pen J,Molendi
jk L,Quax WJ,Sijmons PC,v
an Ooyen AJ,van den Elzen
PJ,Rietveld K,Hoekema A;
ヘモグロビンについて、Nature 1997 Ma
r 6;386(6620):29−30 Diery
ck W,Pagnier J,Poyart C,M
arden MC,Gruber V,BouRNAt
P,Baudino S,Merot B;キシラナー
ゼについて、Nat Biotechnol 1999
May;17(5):466−9 Producti
on of recombinant protein
s in plant root exudates.
Borisjuk NV,Borisjuk LG,L
ogendra S,Petersen F,Gleb
a Y,Raskin I;抗体について、Eur J
Biochem 1999 Jun;262(3):
810−6 Fischer R,Schumann
D,Zimmermann S,Drossard
J,Sack M,Schillberg S、J I
mmunol Methods 1999 Jun 2
4;226(1−2):1−10 Fischer
R,Liao YC,Drossard J.Curr
Top Microbiol Immunol199
9;236:275−92 Ma JK, Vine
ND、J Immunol Methods 1998
Nov 1;220(1−2):69−75 Ver
ch T,Yusibov V,Koprowski
H;フィターゼについて、Biochem Bioph
ys Res Commun 1999 Oct 1
4;264(1):201−6 Characteri
zation of recombinant fun
gal phytase (phyA) expres
sed in tobacco leaves. Ul
lah AH,Sethumadhavan K,Mu
llaney EJ,Ziegelhoffer T,
Austin−Phillips S、Plant P
hysiol 1997 Jul;114(3):11
03−11 Secretion of active
recombinant phytase from
soybean cell−suspension
cultures. Li J,Hegeman C
E,Hanlon RW,LacyGH,Denbow
MD,Grabau EA;ヒト血清アルブミンにつ
いて、Biotechnology (NY) 199
0 Mar;8(3):217−21 Product
ion of correctly processe
d human serum albumin in
transgenicplants. Sijmons
PC,Dekker BM,Schrammeije
r B,Verwoerd TC,van den E
lzen PJ,Hoekema A;ヒトラクトアル
ブミンについて、J Biochem(Tokyo)
1998 Mar;123(3):440−4 Exp
ression of human alpha−la
ctalbumin intransgenic to
bacco.Takase K,HagiwaraK;
ヒトインターフェロンについて、J Interfer
on Res 1992 Dec;12(6):449
−53 Edelbaum O,Stein D,Ho
lland N,Gafni Y,Livneh O,
Novick D,Rubinstein M,Sel
a I;ヒトイドウロニナーゼについて、Curr T
op Microbiol Immunol 199
9;240:95−118 Transgenic p
lants for therapeutic pro
teins: linking upstream a
nd downstream strategies.
Cramer CL,Boothe JG,Oishi
KK;GM−CSFについて、CMAJ 1995
Aug 15;153(4):427−9 Robin
son A;ヒルジンについて、Plant Mol
Biol 1995 Dec;29(6):1167−
80 Production of biologic
allyactive hirudin in pla
nt seeds usingoleosin par
titioning. Parmenter DL,B
oothe JG,van Rooijen GJ,Y
eung EC,Moloney MM;ヒトラクトフ
ェリンについて、Protein Expr Puri
f 1998 Jun;13(1):127−35 P
roduction of human lactof
errin in transgenictobacc
o plants.Salmon V,Legrand
D,Slomianny MC,el Yazidi
I,Spik G,Gruber V,BouRNA
t P,Olagnier B,Mison D,Th
eisen M,Merot B Plant Phy
siol 1994 Nov;106(3):977−
81 Expression of a human
lactoferrin cDNA in tobac
co cellsproduces antibact
erial protein(s).Mitra A,
Zhang Z;アンジオテンシン転移酵素阻害ペプチ
ドについて(トマトおよびタバコ)、Biotechn
ology (N Y) 1993Aug;11
(8):930−2 Hamamoto H,Sugi
yamaY,Nakagawa N,Hashida
E,Matsunaga Y,Takemoto S,
Watanabe Y,Okada Y;ポリヒドロキ
シブチレンについて、Nat Biotechnol
1999 Oct;17(10):1011−6 Me
tabolic engineering ofAra
bidopsis and Brassica for
poly(3−hydroxybutyrate−c
o−3−hydroxyvalerate) copo
lymer production.Slater
S,Mitsky TA,Houmiel KL,Ha
o M,Reiser SE,Taylor NB,T
ran M,Valentin HE,Rodrigu
ezDJ,Stone DA,Padgette S
R,Kishore G,Gruys KJ Plan
ta 1999 Oct;209(4):547−50
Poly(beta−hydroxybutyrat
e) production in oilseed
leukoplasts of brassica n
apus.Houmiel KL,Slater S,
BroylesD,Casagrande L,Col
burn S,Gonzalez K,Mitsky
TA,Reiser SE,Shah D,Taylo
r NB,Tran M,Valentin HE,G
ruys KJ;グルコセレブロシダーゼについて、A
nn N Y Acad Sci 1996 May2
5;792:62−71 Bioproduction
of humanenzymes in trans
genic tobacco.CramerCL,We
issenborn DL,Oishi KK,Gra
bau EA,Bennett S,Ponce E,
Grabowski GA,Radin DN Cur
r Top Microbiol Immunol 1
999;240:95−118 Transgenic
plants for therapeutic p
roteins: linking upstream
and downstream strategie
s.Cramer CL, Boothe JG, O
ishi KK;グルクロニダーゼについて、Adv
Exp Med Biol 1999;464:127
−47 Molecular farming of
industrial proteins from
transgenic maize.Hood EE,
Kusnadi A,Nikolov Z,Howar
d JA BiotechnolBioeng 199
8 Oct 5;60(1):44−52、Proce
ssing of transgenic corn
seed and its effect on th
e recovery of recombinant
beta−glucuronidase.Kusna
di AR,Evangelista RL,Hood
EE,Howard JA,Nikolov ZL;
エリスロポエチンについて、Plant Mol Bi
ol 1995 Mar;27(6):1163−72
Matsumoto S,Ikura K,Ueda
M,Sasaki R Biosci Biotec
hnol Biochem 1993 Aug;57
(8):1249−52 Matsumoto S,I
shii A,Ikura K,Ueda M,Sas
aki R glutamic acid decar
boxylase Nat Med 1997 Ju
l;3(7):793−6 Ma SW,ZhaoD
L,Yin ZQ,Mukherjee R,Sing
h B,Qin HY,Stiller CR,Jev
nikar AM Adv Exp MedBiol
1999;464:179−94 Ma S,Jevn
ikarAM、など。
【0005】有用タンパク質の生産のために、植物細胞
または植物体を宿主として用いる利点は、それがタンパ
ク質に糖鎖を付加する機能を有することである。
【0006】遺伝子組換えタンパク質生産に一般的に用
いられている大腸菌には糖鎖付加機能はない。酵母は糖
鎖付加機能を有するが、動物とは異なる構造の糖鎖を付
加する。また動物においても、その種によって異なる構
造の糖鎖が付加される。さらに、動物の同一個体におい
てさえ、組織により、また発生および分化の段階などに
依存して、付加される糖鎖構造が大きく変わることが知
られている。
【0007】一般に、糖タンパク質の糖鎖構造は、その
結合様式により2種類に分類される。1つは、タンパク
質のアスパラギン残基に結合するN−結合型糖鎖であっ
て、他方は、タンパク質のセリンあるいはスレオニンに
結合するO−結合型糖鎖である。このうちN−結合型糖
鎖について注目すると、動物、植物、昆虫、酵母などで
は高マンノース型糖鎖、複合型糖鎖、およびそのハイブ
リッド型糖鎖が存在する。
【0008】糖タンパク質糖鎖はコア構造(コア糖鎖)
を有している。コア糖鎖は、細胞の小胞体において、ま
ず脂質との複合体の形態で合成され、タンパク質に転移
する(Annu Rev Biochem 1985;
54:631−64 Kornfeld R, Kor
nfeld S)。そして、転移したコア糖鎖を有する
タンパク質は、小胞体からゴルジ体に輸送され、そこ
で、コア糖鎖にさらに糖が付加されて糖鎖が伸長してい
く。コルジ体におけるこの糖鎖の伸長は、末端部糖鎖合
成と呼ばれ、生物種に依存して大きく異なることが知ら
れている。
【0009】さらに、コア糖鎖内の還元末端部位に存在
するN-アセチルグルコサミン残基に付加するフコース
残基の結合様式も生物種により異なることから知られて
いる(Biochim Biophys Acta 1
999 Dec 6;1473(1):216−36
Staudacher E,Altmann F,Wi
lson IB,Marz L)。
【0010】上記のように、植物は、動物と同様に糖鎖
付加機構を有しているので、有用糖タンパク質の生産宿
主として使用される可能性を持っている。しかし、生産
しようとするタンパク質が生理活性タンパク質である場
合、これらタンパク質の翻訳後修飾、特に糖鎖付加が首
尾良く行われなければ、生理活性タンパク質本来の活性
を示さないタンパク質もある。また、植物には、動物、
特にヒトの糖鎖付加機構と異なる機構も存在するため、
本来の糖タンパク質とは異なる構造の糖鎖が付加され、
得られた糖タンパク質がヒトに対して抗原性を示す可能
性が指摘されている(Glycobiology 19
99 Apr;9(4):365−72Cabanes
−Macheteau M,Fitchette−La
ineAC,Loutelier−Bourhis
C,Lange C,VineND,Ma JK,Le
rouge P,Faye L)。
【0011】植物糖鎖の特徴的な構造は、コア糖鎖内の
還元末端部位に存在するN-アセチルグルコサミン残基
に付加するフコース残基の結合様式である。フコース残
基の結合様式は、これまでに、生物種により異なること
が報告されている(Biochim Biophys
Acta 1999 Dec 6;1473(1):2
16−36 Staudacher E,Altman
n F,WilsonIB,Marz L)。植物では
α1,3−結合が(Biosci Biotechno
l Biochem 1999 Jan;63(1):
35−9 Palacpac NQ,Kimura
Y,Fujiyama K,Yoshida T,Se
ki T;Biosci Biotechnol Bi
ochem 1997 Nov;61(11):186
6−71 Kimura Y,Ohno A,Taka
gi S;Eur J Biochem 1991 J
ul 1;199(1):169−79 Sturm
A)、ヒトやマウスなどの哺乳類ではα1,6−結合が
(Glycobiology 1991 Sep;1
(4):337−46 Takeuchi M,Kob
ata A)それぞれ報告されている。図9に、植物と
動物の複合型糖鎖構造を示す。昆虫細胞ではα1,3−
結合とα1,6−結合の両方が見出されている(Gly
coconjJ 1998 Nov;15(11):1
055−70 Wilson IB,Altmann
F;Eur J Biochem 1991 Aug
1;199(3):745−51 Staudache
r E,Altmann F,Glossl J,Ma
rz L,Schachter H,Kamerlin
g JP,Hard K, Vliegenthart
JF)。
【0012】植物や昆虫に由来する糖タンパク質のα
1,3−結合を含む糖鎖部分は、ヒトに対する抗原性を
示す可能性がある(Glycoconj J 1998
Nov;15(11):1055−70 Wilso
n IB,Altmann F;Int Arch A
llergy Immunol 1999 Feb−A
pr;118(2−4):411−3 Peterse
n A,Grobe K,Schramm G,Vie
ths S,Altmann F,Schlaak
M,Becker WM;Int Arch Alle
rgy Immunol 1999 Sep;120
(1):30−42 Fotisch K,Altma
nn F,Haustein D,Vieths
S)。
【0013】N−アセチルグルコサミン残基にフコース
残基を付加する酵素の遺伝子として、植物では、ヤエナ
リ(mung bean)からα1,3−フコシルトラ
ンスフェラーゼcDNAがクローニングされている(J
Biol Chem 1999 Jul 30;27
4(31):21830−9 Leiter H,Mu
cha J,Staudacher E,Grimm
R,Glossl J,Altmann F)。哺乳類
では、ヒトおよびブタからα1,6−フコシルトランス
フェラーゼcDNAがクローニングされている(J B
iochem(Tokyo) 1997 Mar;12
1(3):626−32 Yanagidani S,
Uozumi N,Ihara Y,Miyoshi
E,Yamaguchi N,Taniguchi
N; J Biol Chem1996 Nov 1;
271(44):27810−7 Uozumi N,
Yanagidani S,Miyoshi E,Ih
ara Y,Sakuma T,Gao CX,Tes
hima T,Fujii S,ShibaT,Tan
iguchi N)。
【0014】シロイズナズナ(Arabidopsis
thaliana)においては、N-アセチルグルコ
サミン転移酵素I遺伝子の変異株が取得された。この変
異株では、N-アセチルグルコサミン転移酵素I以降の
糖鎖プロセシングが停止していた(Plant Phy
siol 1993 Aug;102(4):1109
−18 von Schaewen A,Sturm
A,O’NeillJ,Chrispeels M
J)。この変異株にヒト由来のN-アセチルグルコサミ
ン転移酵素IcDNAを導入すると、N-アセチルグル
コサミン転移酵素活性が回復した(Proc Natl
Acad Sci USA 1994Mar 1;9
1(5):1829−33 Gomez L,Chri
speels MJ)。これとは逆に、Arabido
psis thaliana由来のN−アセチルグルコ
サミン転移酵素IcDNAをN-アセチルグルコサミン
転移酵素活性のないCHO細胞変異株Lec1に導入す
ると、CHO細胞のN−アセチルグルコサミン転移酵素
活性を回復できた(Biochem Biophys
Res Commun 1999 Aug 11;26
1(3):829−32 Bakker H,Lomm
en A,Jordi W,Stiekema W,B
osch D)。
【0015】さらに、窒素固定菌Rhizobium
sp.NGR234のnodファクター生合成に関わる
遺伝子のうち、nodZ遺伝子がフコース転移酵素をコ
ードすることが示された(J Bacteriol 1
997 Aug;179(16):5087−93 Q
uesada−Vincens D,FellayR,
Nasim T,Viprey V,Burger
U,Prome JC,Broughton WJ,J
abbouri S)。
【0016】また、Olsthoornらは、Meso
rhizobium lotiNZP2213では、α
1,3−フコシルトランスフェラーゼが、nodファク
ター生合成に関与することを示した(Biochemi
stry 1998 Jun23;37(25):90
24−32 Olsthoorn MMA,Lopez
−Lara IM,Petersen BO,Bock
K,Haverkamp J,Spaink HP,
Thomas−Oates JE)。Mesorhiz
obium loti由来のNodZタンパク質は、G
DP−β−フコースのフコース残基を、キチンオリゴ糖
の還元末端N-アセチルグルコサミン残基のC6位に転
移する(Proc Natl Acad Sci U
S A1997 Apr 29;94(9):4336
−41 Quinto C,Wijfjes AHM,
Bloemberg GV,Blok−Tip L,L
opez−Lara IM,Lugtenberg B
J,Thomas−Oates JE,Spaink
HP)。このNodZタンパク質は、動物由来α1,6
-フコシルトランスフェラーゼと同じ酵素活性を持つ
が、アミノ酸配列レベルでの相同性はほとんどない(G
lycobiology 1991 Dec;1
(6):577−84 Macher BA,Holm
es EH,Swiedler SJ,Stults
CL,Srnka CA;Histochem J 1
992 Nov;24(11):761−70 de
VriesT,van den Eijnden D
H)。
【0017】さらに、α1,6-フコシルトランスフェ
ラーゼ活性を持つM. loti由来NodZタンパク
質を、受精したゼブラフィッシュにマイクロインジェク
ションすると胚発生や、胴体と尻尾の奇形が生じた(P
roc Natl AcadSci USA 1997
Jul 22;94(15):7982−6 Bak
kers J,Semino CE,Stroband
H,Kijne JW,Robbins PW,Sp
aink HP;Ann N Y AcadSci 1
998 Apr 15;842:49−54 Semi
no CE,Allende ML,Bakkers
J,Spaink HP,Robbins PP)。
【0018】また、植物細胞にヒト由来β1,4−ガラ
クトース転移酵素遺伝子cDNAをタバコ培養細胞に導
入すると、植物細胞内でガラクトース残基を転移した糖
鎖構造が得られ、ヒト由来糖転移酵素遺伝子を導入する
ことで、植物細胞内糖鎖プロセシング経路をリモデリン
グできることが示されている(Proc NatlAc
ad Sci USA 1999 Apr 13;96
(8):4692−7 Palacpac NQ,Yo
shida S,Sakai H,Kimura Y,
Fujiyama K,Yoshida T,Seki
T)。
【0019】さらに、Steinkellner は、
タバコよりクローニングしたN-アセチルグルコサミン
転移酵素IcDNAを用いて、アンチセンス遺伝子サプ
レッション法あるいは転写後ジーンサイレンス法により
N-アセチルグルコサミン転移酵素遺伝子発現を抑制し
たり、発現量を減少させることができることを示してい
る(International Molecular
Farming Conference,Londo
n,Ontario,Canada,Aug.29 S
ept.1,1999,Abstract Book,
W79,p.46,Steinkellner H)。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
ような生物における異なる糖鎖付加機能の存在に起因す
る問題を鋭意研究し、本発明を完成するに至った。本発
明は、植物細胞に元来存在しなかったフコース転移酵素
の遺伝子を導入することにより、上記従来の課題を解決
し、動物型糖鎖付加機能をもつ植物細胞、該植物細胞か
ら再生された植物体、該植物細胞を生産する方法、該植
物細胞を用いて動物型糖タンパク質を生産する方法を提
供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は、動物型糖鎖付
加機能をもつ植物細胞に関し、この植物細胞は、糖タン
パク質に含まれる糖鎖の還元末端アセチルグルコサミン
残基にフコース残基を転移し得る、動物由来の酵素をコ
ードする遺伝子が導入されている。
【0022】好ましくは、上記動物由来の酵素は、α
1,6−フコシルトランスフェラーゼである。
【0023】本発明は、1つの局面で、上記植物細胞か
ら再生された植物体に関する。
【0024】本発明は、1つの局面で、動物型糖鎖付加
機能をもつ植物細胞の生産方法に関し、この方法は、植
物細胞に、糖タンパク質に含まれる糖鎖の還元末端アセ
チルグルコサミン残基へのフコース残基の転移反応を行
い得る、動物由来の酵素をコードする遺伝子を導入する
工程を包含する。
【0025】本発明は、1つの局面で、動物型糖鎖をも
つ糖タンパク質の生産方法に関し、この方法は、植物細
胞に、糖タンパク質に含まれる糖鎖の還元末端アセチル
グルコサミン残基にフコース残基を転移し得る、動物由
来の酵素をコードする遺伝子および異種糖タンパク質を
コードする遺伝子を導入して形質転換植物細胞を得る工
程、および得られた形質転換植物細胞を培養する工程を
包含する。
【0026】本発明はまた、上記方法によって得られた
動物型糖鎖をもつ糖タンパク質に関する。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0028】本発明においては、他に特定されない限
り、当該分野で公知である、タンパク質の分離および分
析法、ならびに免疫学的手法が採用され得る。これらの
手法は、市販のキット、抗体、標識物質などを使用して
行い得る。より詳細には、後述の−材料および方法−の
セクションこれら手法を記載する。
【0029】本発明の方法は、動物型糖鎖付加機能をも
つ植物細胞に関する。本明細書において、「動物型糖
鎖」とは、コア糖鎖内の還元末端部分に存在するN−ア
セチルグルコサミン残基に、フコース残基が、α1,6
−結合により結合している糖鎖を意味する。好ましく
は、上記フコース残基は、コア糖鎖の最内部にある、つ
まり、タンパク質のアスパラギン酸残基に結合するN−
アセチルグルコサミン残基に結合する。
【0030】植物細胞は、任意の植物細胞であり得る。
植物細胞は、培養細胞、培養組織、培養器官、または植
物体のいずれの形態であってもよい。好ましくは、培養
細胞、培養組織、または培養器官であり、より好ましく
は培養細胞である。本発明の生産方法に使用され得る植
物種は、遺伝子導入を行い得る任意の植物種であり得
る。 本発明の生産方法に使用され得る植物種の例とし
ては、ナス科、イネ科、アブラナ科、バラ科、マメ科、
ウリ科、シソ科、ユリ科、アカザ科、セリ科の植物が挙
げられる。
【0031】ナス科の植物の例としては、Nicoti
ana、Solanum、Datura、Lycope
rsion、またはPetuniaに属する植物が挙げ
られ、例えば、タバコ、ナス、ジャガイモ、トマト、ト
ウガラシ、ペチュニアなどを含む。
【0032】イネ科の植物の例としては、Oryza、
Hordenum、Secale、Scccharu
m、Echinochloa、またはZeaに属する植
物が挙げられ、例えば、イネ、オオムギ、ライムギ、ヒ
エ、モロコシ、トウモロコシなどを含む。
【0033】アブラナ科の植物の例としては、Raph
anus、Brassica、Arabidopsi
s、Wasabia、またはCapsellaに属する
植物が挙げられ、例えば、大根、アブラナ、シロイヌナ
ズナ、ワサビ、ナズナなどを含む。
【0034】バラ科の植物の例としては、Orunu
s、Malus、Pynus、Fragaria、また
はRosaに属する植物が挙げられ、例えば、ウメ、モ
モ、リンゴ、ナシ、オランダイチゴ、バラなどを含む。
【0035】マメ科の植物の例としては、Glycin
e、Vigna、Phaseolus、Pisum、V
icia、Arachis、Trifolium、Al
phalfa、またはMedicagoに属する植物が
挙げられ、例えば、ダイズ、アズキ、インゲンマメ、エ
ンドウ、ソラマメ、ラッカセイ、クローバ、ウマゴヤシ
などを含む。
【0036】ウリ科の植物の例としては、Luffa、
Cucurbita、またはCucumisに属する植
物が挙げられ、例えば、ヘチマ、カボチャ、キュウリ、
メロンなどを含む。
【0037】シソ科の植物の例としては、Lavand
ula、Mentha、またはPerillaに属する
植物が挙げられ、例えば、ラベンダー、ハッカ、シソな
どを含む。
【0038】ユリ科に属する植物の例としては、All
ium、Lilium、またはTulipaに属する植
物が挙げられ、例えば、ネギ、ニンニク、ユリ、チュー
リップなどを含む。
【0039】アカザ科の植物の例としては、Spina
ciaに属する植物が挙げられ、例えば、ホウレンソウ
を含む。
【0040】セリ科の植物の例としては、Angeli
ca、Daucus、Cryptotaenia、また
はApitumに属する植物が挙げられ、例えば、シシ
ウド、ニンジン、ミツバ、セロリなどを含む。
【0041】本発明の生産方法に用いられる植物は、好
ましくはタバコ、トマト、ジャガイモ、イネ、トウモロ
コシ、ダイコン、ダイズ、エンドウ、ウマゴヤシ、およ
びホウレンソウであり、より好ましくは、タバコ、トマ
ト、ジャガイモ、トウモロコシ、およびダイズである。
【0042】「還元末端アセチルグルコサミン残基にフ
コース残基を転移し得る酵素」とは、植物細胞内の糖タ
ンパク質のタンパク質部分の合成後、糖鎖付加の際に生
じる還元末端アセチルグルコサミン残基にフコース残基
を転移し得る酵素である。このような酵素の例として
は、α1,6−フコシルトランスフェラーゼが挙げられ
る。この酵素は、GDP−フコースを糖供与体として、
糖タンパク質のN結合型糖鎖の最もペプチド鎖に近いN
−アセチルグルコサミンにα1,6−結合でフコースを
連結させる酵素である。この酵素は、任意の動物種に由
来し得るが、哺乳動物に由来することが好ましく、ヒト
に由来することがより好ましい。
【0043】好ましくは、この酵素は、細胞内小器官に
局在化する酵素である。本発明者らは、特定の理論に拘
束されることは意図しないが、この酵素が細胞内小器官
(例えば、小胞体、ゴルジ体など)に存在することによ
って、植物細胞において異種タンパク質の還元末端部分
に存在するN−アセチルグルコサミン残基にフコース残
基がα1,6−結合により付加されるものと考えられ
る。
【0044】「還元末端アセチルグルコサミン残基にフ
コース残基を転移し得る酵素の遺伝子」は、この酵素を
コードすることが知られているヌクレオチド配列を用い
て任意の動物細胞から単離してもよいし、市販のものを
購入してもよいし、これらを植物での発現に適切なよう
に改変して用いてもよい。このような方法は当業者に周
知である。
【0045】例えば、哺乳類では、ヒトおよびブタから
α1,6−フコシルトランスフェラーゼcDNAがクロ
ーニングされ(J Biochem(Tokyo) 1
997 Mar;121(3):626−32 Yan
agidani S,Uozumi N,Ihara
Y,Miyoshi E,Yamaguchi N,T
aniguchi N;特開平10−84975、特開
平10−4959;JBiol Chem 1996
Nov 1;271(44):27810−7 Uoz
umi N,Yanagidani S,Miyosh
i E,Ihara Y,Sakuma T,Gao
CX,Teshima T,Fujii S,Shib
a T,Taniguchi N;特開平10−496
9、特開平9−201191)その構造が明らかにされ
ている。
【0046】本明細書では、「遺伝子」とは、構造遺伝
子部分をいう。遺伝子には、植物での発現に適切なよう
に、プロモーター、オペレーター、およびターミネータ
ーなどの制御配列が連結され得る。
【0047】「異種糖タンパク質」とは、本発明に用い
られる植物において本来発現されない糖タンパク質をい
う。異種糖タンパク質の例としては、酵素、ホルモン、
部位カイン、抗体、ワクチン、レセプター、血清タンパ
ク質などが挙げられる。酵素の例としては、西洋ワサビ
ペルオキシダーゼ、キナーゼ、グルコセレブロシダーゼ
(glucocerebrosidase)、アルファ
−ガラクトシダーゼ、フィターゼ、TPA(tissu
e−type plasminogen activa
tor)、HMG−CoAレダクターゼ(HMG−Co
A reductase)などが挙げられる。ホルモン
およびサイトカインの例としては、エンケファリン、イ
ンターフェロンアルファ、GM−CSF、G−CSF、
絨毛性性腺刺激ホルモン、インターロイキン−2、イン
ターフェロン−ベータ、インターフェロン−ガンマ、エ
リスロポイエチン、血管内皮細胞増殖因子(vascu
lar endothelial growth fa
ctor)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(HCG)、黄
体形成ホルモン(LH)、甲状腺刺激ホルモン(TS
H)、プロラクチン、卵胞刺激ホルモンなどが挙げられ
る。抗体の例としては、IgG、scFvなどが挙げら
れる。ワクチンの例としては、B型肝炎表面抗原、ロタ
ウイルス抗原、大腸菌エンテロトキシン、マラリア抗
原、狂犬病ウイルスrabies virusのGタン
パク質、HIVウイルス糖タンパク質(例えば、gp1
20)などが挙げられる。レセプターおよびマトリック
スタンパク質の例としては、EGFレセプター、フィブ
ロネクチン、α1−アンチトリプシン、凝固因子VII
Iなどが挙げられる。血清タンパク質の例としては、ア
ルブミン、補体系タンパク質、プラスミノーゲン、コル
チコステロイド結合グロブリン(corticoste
roid−binding globulin)、スロ
キシン結合グロブリン(Throxine−bindi
ng globulin)、プロテインC(prote
in C)などが挙げられる。
【0048】「異種糖タンパク質の遺伝子」は、目的の
異種糖タンパク質をコードすることが知られているヌク
レオチド配列を用いて任意の細胞から単離してもよい
し、市販のものを購入してもよいし、これらを植物での
発現に適切なように改変して用いてもよい。
【0049】還元末端アセチルグルコサミン残基にフコ
ース残基を転移し得る酵素および異種糖タンパク質の遺
伝子は、当該分野で公知の方法により、植物細胞へ導入
される。これらの遺伝子は、別々に導入してもよいし、
同時に導入してもよい。植物細胞への遺伝子の導入方法
の例としては、アグロバクテリウム法、エレクトロポレ
ーション法、金粒子法などが挙げられる。
【0050】遺伝子が導入された植物細胞は、当該分野
で公知の方法により、導入された遺伝子の発現が確認さ
れ得る。このような確認方法としては、銀染色、ウェス
タンブロッティング、ノザンハイブリダイゼーション、
酵素活性の検出などが挙げられる。導入された遺伝子を
発現する細胞は、形質転換細胞である。
【0051】還元末端アセチルグルコサミン残基にフコ
ース残基を転移し得る酵素および異種糖タンパク質を発
現する形質転換細胞は、動物型の糖鎖を有する異種糖タ
ンパク質を発現する。つまり、このようにして得られた
形質転換植物は、動物型の糖鎖付加機能を有する。形質
転換細胞を培養することにより、動物型の糖タンパク質
が大量に生産され得る。動物型の糖タンパク質は、コア
糖鎖および外部糖鎖を含み、このコア糖鎖は、少なくと
も1つのマンノースおよび1つ以上のアセチルグルコサ
ミンから本質的になる。得られる糖タンパク質の外部糖
鎖は、非還元末端糖鎖部分を含む。外部糖鎖は、直鎖状
構造をもっていても分岐状構造をもっていてもよい。分
岐糖鎖部分が、モノ、バイ、トリ、またはテトラ構造の
いずれかであり得る。形質転換細胞により生産される糖
タンパク質は、好ましくは、糖タンパク質糖鎖のN−結
合型糖鎖の最もペプチド鎖に近いN−アセチルグルコサ
ミンにα1,6−結合するフコース残基を含む。
【0052】得られた形質転換植物細胞は、培養細胞の
状態で維持されてもよいし、特定の組織または器官へと
分化させてもよいし、完全な植物体に再生させてもよ
い。あるいは、完全な植物体から得られる、種子、果
実、葉、根、茎、花などの部分であってもよい。
【0053】形質転換植物細胞により生産された、動物
型の糖鎖をもつ糖タンパク質は、植物細胞から単離また
は抽出されてもよい。糖タンパク質の単離方法は、当該
分野で公知である。あるいは、本発明の糖タンパク質
は、形質転換細胞中に含まれたままの状態で食用に供さ
れ得る。本発明の植物細胞が産生する糖タンパク質は、
動物型の糖鎖を有するので、動物特にヒトに対して抗原
性を有さず、それゆえ、ヒトを含む動物への投与に適し
ている。
【0054】
【実施例】実施例で用いた材料、試薬、操作手順は、後
述の−材料および方法−のセクションにまとめて記載す
る。
【0055】(実施例1:タバコ培養細胞へのα1,6
−フコシルトランスフェラーゼ(以下α1,6−FTと
記載する)遺伝子の導入)タバコ培養細胞への遺伝子の
導入は、植物細胞感染能を持つアグロバクテリウムを利
用した。A.tumefaciensは、双子葉植物の
形質転換に頻用されている。最近では、腫瘍形成にはT
iプラスミド上に存在するvir領域にコードされた遺
伝子群が関与していることが明らかとなっている。植物
感染に際し、アグロバクテリウムは双子葉植物の分泌す
るフェノール系物質を感染シグナルとして受け取るとv
ir遺伝子群の転写は活性化され、その結果vir遺伝
子にコードされた数個のタンパク質がT−DNA遺伝子
の切り出し、移行、組み込みに機能することが知られて
いる。また、T−DNAとvir領域は、それぞれ単独
では腫瘍形成能を持たないが、それぞれ別のレプリコン
上にあっても同一のアグロバクテリウム中に存在すれば
腫瘍形成能を示す。バイナリーベクターを用いた外来遺
伝子の導入はこの性質を利用したものである。
【0056】本実施例では、糖転移酵素ヒト由来α1,
6−FT(配列番号2)のcDNA(配列番号1)(α
1,6−FT遺伝子がサブクローニングされたpBlu
escript−FTは大阪大学医学部、谷口直之先生
より贈与された)をT−DNA領域内に挿入したバイナ
リーベクターpGPTV−HPT−FT、pGPTV−
DHFR−FT、pGPTV−BAR−FTを構築して
用いた。これらのバイナリーベクター構築のスキームを
図1と図2に示す。
【0057】まず、pBluescript−FTを鋳
型としてPCRにより増幅したα1,6−FT遺伝子断
片を制限酵素処理し、同様にPCRによって制限酵素部
位を改変したpBI221ベクター(CLONTECH
Laboratries,Inc.)に挿入してpB
I221−FTベクターを作製した(図1)。プライマ
ーの作製にあたっては Yanagidaniらの報告
(J Biochem(Tokyo) 1997 Ma
r;121(3):626−32 Yanagidan
i S,Uozumi N,Ihara Y,Miyo
shi E,Yamaguchi N,Taniguc
hi N; J Biol Chem1996 Nov
1;271(44))を参照した。
【0058】さらにpBI221−FTベクターから、
カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター遺伝
子、α1,6−FTとノパリンシンターゼターミネータ
ー遺伝子を含むXbaI-EcoRI断片を切り出し、
3種の植物形質転換用バイナリーベクターpGPTV−
HPT(ATCC77389としてATCC(アメリカ
ン タイプカルチャー コレクション(アメリカ合衆国
メリーランド 20852、ロックビル、パークロー
ン ドライブ 12301)より入手)、pGPTV−
DHFR(ATCC77390としてATCCより入
手)、pGPTV−BAR(ATCC77391として
ATCCより入手)に組み込んだ(図2)。この3種の
バイナリーベクターのT−DNA領域にはそれぞれ異な
る薬剤耐性遺伝子が存在し、形質転換体植物細胞を取得
する際、異なる薬剤において選択が可能である。
【0059】pGPTV−HPT−FT、pGPTV−
DHFR−FT、pGPTV−BAR−FTと異なる薬
剤耐性遺伝子を含む3種の発現用ベクターを作製したの
は、形質転換細胞の選抜に用いた薬剤と導入した糖転移
酵素とが細胞に与える影響が未知数であるためである。
どの薬剤において確実に選抜がなされるのか不明であっ
たため、予め3種のα1,6−FT発現用ベクターを構
築した。また今後、複数の異種遺伝子を同一のクローン
に導入する際、作用機構の異なる選択マーカーをコード
する発現ベクターは有利であるとの観点からも3種のベ
クターを構築した。
【0060】本実施例では作製したこれらの発現用ベク
ターのうち、pGPTV−HPT−FTを用いてタバコ
BY2培養細胞の形質転換を行った。
【0061】アグロバクテリウムの形質転換は、Bev
an.ら,のtriparental mating法
(Bevan,M.,Nucleic Acid Re
s.,12,8711,1984)を用いて行った。p
GPTV系プラスミド(Plant Mol Biol
1992 Dec;20(6):1195−7 Be
cker D, Kemper E, Schell
J, Masterson R)をもつ大腸菌Esch
erichia coli DH5α株(suE44、
ΔlacU169、(φ80lacZΔM15)、hs
dR17)(Bethesda Research L
aboratories Inc.:Focus 8
(2)、9(1986))、およびヘルパープラスミド
pRK2013(Bevan,M., Nucleic
Acid Res.,12,8711,1984)を
もつ大腸菌Escherichia coli HB1
01を、それぞれ12.5mg/lのテトラサイクリ
ン、50mg/lのカナマイシンを含む2×YT培地で
37℃で1晩、アグロバクテリウムAgrobacte
rium tumefaciens EHA101株
(Elizanbeth,E.H.,J.Bacter
iol.,168,1291,1986)を、50mg
/lのカナマイシン、25mg/lのクロラムフェニコ
ールを含む2×YT培地で28℃で2晩培養した。各培
養液1.5mlをエッペンドルフチューブにとり集菌し
た後、LB培地で3回洗浄した。得られた菌体をそれぞ
れ100μlの2×YT培地に懸濁した後、3種類の菌
を混合し、2×YT寒天培地に塗抹し、28℃で培養し
てpGPTV系プラスミドを大腸菌からアグロバクテリ
ウムに接合伝達させた。2日後、2×YT寒天培地上で
一面に増殖した菌体の一部を白金耳でかきとり、50m
g/lのカナマイシン、12.5mg/lのテトラサイ
クリン、25mg/lのクロラムフェニコールを含むL
B寒天培地上に塗布した。28℃で2日間培養した後、
単一コロニーを選択した。
【0062】タバコ培養細胞の形質転換は、An,
G.,Plant Mol.Bio.Mannual,
A3,1.に記載の方法により行った。テトラサイクリ
ン12.5mg/lを含むLB培地で28℃で48時間
培養したアグロバクテリウム(pGPTV系のプラスミ
ドをもつEHA101株)と培養4日目のタバコ培養B
Y2細胞(Nicotiana tabacum L.
cv.Bright Yellow 2(理化学研究所
ライフサイエンス筑波研究センター、ジーンバンク室植
物細胞開発銀行のカタログ番号RPC1より細胞株名B
Y2として入手))の懸濁液をそれぞれ100μl、4
mlずつシャーレに入れてよく混ぜ、25℃に暗所で静
置した。2日後シャーレの中の培養液を遠心管に移して
遠心分離(1000rpm、5分)により上澄みを除い
た。次に新しい培地を入れて遠心分離し、細胞を、20
mg/lのハイグロマイシン、250mg/lのカルべ
ニシリンの入った改変LS寒天培地のプレートに塗抹
し、25℃暗黒下で静置した。約2〜3週間後にカルス
化した細胞を新しいプレートに移植し、増殖しているク
ローンを選択した。さらに2〜3週間後に、ハイグロマ
シン、カルベニシリンを加えた改変LS培地30mlに
移し、継代培養を行った。ハイグロマイシンによる選抜
の結果、形質転換体カルスの取得には通常の約2倍の期
間(約5週間)を要した。得られた形質転換体カルスは
さらにハイグロマイシンを含む選択培地上で約1ヶ月間
選抜を繰り返した。それらの耐性株の中から無作為に1
2株を選択し(BY2−FT2〜13株)、DNAレベ
ルでの解析に用いた。
【0063】(BY2−FT細胞のDNAレベルでの解
析)得られた形質転換体BY2−FT2〜13株につい
て、それらのカルスから、後述の−材料および方法−の
セクション10に記載の方法に従って、ゲノムDNAを
調製しPCRによる(後述の−材料および方法−のセク
ション12を参照のこと)α1,6−FT遺伝子の組み
込みを調べた。PCRには以下のプライマーを用いた。
FT−Xba:5’−TGGTTCCTGGCGTTG
GATTA(配列番号3)、およびFT−Sal:5’
−GGATATGTGGGGTACTTGAC(配列番
号4)。得られたPCR増幅産物を後述の−材料および
方法−のセクション8に記載の方法に従って電気泳動し
た結果を図3に示す。
【0064】図3に示すようにBY2−FT2,3,
4,5,6,7,8,9,10,11,13株の11株
において1700bp付近にα1,6−FT遺伝子領域
の増幅断片と思われるバンドが確認された。一方、野生
型タバコ培養細胞から調製したゲノムDNAをテンプレ
ートとして用いた場合(図3中右端のWTで示されるレ
ーン)、バンドは見られなかった。このことから、BY
2−FT細胞においてα1,6−FT遺伝子が染色体上
に組み込まれていることが確認された。
【0065】(BY2−FT細胞のRNAレベルでの解
析)PCRによるゲノムDNA解析の結果、α1,6−
FT遺伝子の導入が確認された形質転換体のうち増殖の
速いBY2−FT2,3,4,6の4株について、後述
の−材料および方法−のセクション11に記載の方法に
従ってRNAを調製し、RT−PCRを行った(後述の
−材料および方法−のセクション13を参照のこと)。
結果を図4に示す。上記と同じプライマーを用いてRT
−PCRを行い、得られた増幅産物を上記のDNAと同
様の条件で電気泳動したところ、図4に示すように、4
株とも1700bp付近にα1,6−FT遺伝子の増幅
断片と思われるバンドが確認された。野生型BY2サン
プルにおいてバンドは確認されず(図4中WTで示され
るレーン)、またCaMV 35Sプロモーター配列を
もとに設計したプライマー(CaMV primer)
(配列番号5)とFT−Salプライマーを用いて行っ
たRT−PCRではバンドは見られなかった(図4、レ
ーンA):CaMV primer:5'−CGTCTT
CAAAGCAAGTGGAT(配列番号5)。
【0066】今回、RNAサンプルの調製に用いたキッ
トでは、回収したRNA液中にゲノムDNAのコンタミ
ネーションも考えられたため、回収したRNAサンプル
は全てDNase処理した後、RT−PCRに供した。
DNase処理後のRNAサンプルを鋳型としたPCR
反応ではバンドは確認されず(図4、レーンB)、これ
により得られたバンドはDNAのコンタミネーションに
よる増幅断片ではないことが確認された。 (α1,6−FT酵素活性の確認)今回、α1,6−F
T活性測定に使用したα1,6−FT活性測定キットに
は基質糖鎖として図10の一番に上に示した構造をもつ
蛍光標識糖鎖が含まれている。これは東洋紡(株)にお
いてYazawaら及びSekoらの報告(Glyco
conj J 1998 Sep;15(9):863
−71 Yazawa S, Kochibe N,
Nishimura T, Shima C, Tak
ai I, Adachi M, Asao T, H
ada T,Enoki Y, Juneja LR;
Biochim BiophysActa 1997
Apr 17;1335(1−2):23−32 Se
ko A, Koketsu M, Nishizon
o M, Enoki Y, Ibrahim HR,
Juneja LR, Kim M, Yamamo
to T)を参考に卵黄から、アスパラギン残基が結合
した糖鎖(Gn,Gn−bi−Asn)を調製し、アス
パラギン残基に蛍光物質(4−Fluoro−7−ni
trobenzofurazan (NBD−F,同仁
化学研究所))を付加したもの(Gn,Gn−bi−A
sn−NBD)である。従来、糖転移酵素の活性測定に
は基質糖鎖の還元末端を2−アミノピリジンで蛍光標識
したPA化糖鎖が用いられるが、このPA化糖鎖は還元
末端のN−アセチルグルコサミンが開環構造をとるため
α1,6−FTの基質糖鎖とはなり得ない。そのためα
1,6−FT活性測定には様々なアクセプター糖鎖と手
法が模索されてきた。
【0067】今回、後述の−材料と方法−のセクション
の18.3に示した条件で反応産物のHPLC解析を行
うと、未反応の基質は約9.5分に溶出し(図5の
上)、また以下に示すように調製したα1,6−フコシ
ル化糖鎖標準品は約15分に溶出した(図5の下)。上
記RNAレベルでの解析においてmRNAの発現が確認
されたBY2−FT2,3,4,6株について、後述の
−材料と方法−のセクションの14または18.1に従
い粗酵素液を調製した後、α1,6−FT活性測定キッ
トと酵素反応させた反応液をHPLCにより分析した結
果、BY2−FT3,4,6株から得られた粗酵素液の
反応液において約15分に溶出するピーク成分が確認さ
れた(図6の真中および下、ならびに図7の上)。これ
はα1,6−フコシル化糖鎖標準品の溶出時間と一致す
る。
【0068】また、タバコ培養細胞を含む植物に内在す
るα1,3−フコシルトランスフェラーゼ(α1,3−
FT)について、Studacherらの報告(Gly
coconj J 1995 Dec;12(6):7
80−6 Staudacher E, Dalik
T, Wawra P, Altmann F, Ma
rz L;Glycoconj J 1998 Ja
n;15(1):89−91 Roitinger
A, Leiter H, StaudacherE,
Altmann F)によるとMung bean由
来のα1,3−FTはMn2+やZn2+などの2価の陽イ
オン絶対要求性があり、非存在下では活性を持たない。
今回使用したα1,6−FT活性測定用キットやα1,
6−FT粗酵素液中にも2価の陽イオンは添加しておら
ず、この点からHPLC解析において溶出時間約15分
に見られるピークは、α1,3−フコシル化糖鎖ではな
いことが示唆される。事実、野生型BY2サンプルのH
PLCチャートにおいて、15分の位置にピークは見ら
れなかった(図7の下)。
【0069】(α1,6−フコシルトランスフェラーゼ
比活性の測定)BY2−FT3、4、6株について得ら
れた粗タンパク質抽出液のα1,6−フコシルトランス
フェラーゼ比活性を測定した。比活性は、HPLCのク
ロマトグラムから、後述の−材料と方法−のセクション
の18.4に示した方法で求めた。その結果、形質転換
されていないBY2株(表1中WTで示される)におい
ては検出限界以下であったのに対し、BY2−FT6株
で比活性が最も高く、6.03 U/mgタンパク質で
あった(表1)。ここで、1Uとは1分間あたり1pm
olの基質を変換する酵素量とした。
【0070】
【表1】 (実施例2:α1,6−FTのタバコ培養細胞内糖タン
パク質への影響)アスパラギン結合型糖鎖の還元末端に
存在するN−アセチルグルコサミンにα1,6−結合し
たフコース残基と強く結合するエンドウ豆レクチン(P
SA)を用いて、導入したα1,6−FTのBY2−F
T細胞内糖タンパク質糖鎖に与える影響を調べた。ま
ず、後述の−材料および方法−のセクション14に記載
に従いBY2−FT細胞より粗タンパク質抽出液を調製
し、吸光度A280を測定することで粗タンパク質濃度の
概略値を求めた(−材料および方法−のセクション1
5)。これに基づき後述の−材料および方法−のセクシ
ョン16および17に記載に従い、SDS−PAGEを
行い、そしてレクチン染色を行った。
【0071】その結果、図8に示すように、非形質転換
体BY2株(図中右端のWTで示されるレーン)と比
べ、形質転換体からは細胞内糖タンパク質糖鎖にレクチ
ンが反応したことを示す、約23kDaの大きさの染色
が見られた。このことから、BY2−FT2、3、およ
び4株細胞において、α1,6−フコース残基を持つ糖
タンパク質が存在することが示唆された。非形質転換体
BY2株細胞(WT)についても若干の染色が見られる
が、これは用いたPSAが植物複合型糖鎖に存在するα
1,3−フコース残基を含む他のフコース残基とも親和
性を有するためであると考えられる。なお、図8中Aで
示されるレーンは、ポジテイブコントロールとして用い
たThyroglobulinを泳動したゲルをブロッ
トしたレーンであり、レクチンとの反応が陽性であるこ
とがわかる。
【0072】(実施例3:形質転換タバコ培養細胞が産
生する糖タンパク質の糖鎖構造の解析)細胞増殖が最も
速いBY2−FT3株を選抜し、α1,6FT遺伝子導
入形質転換細胞が産生する糖タンパク質の糖鎖構造を解
析した。
【0073】1.BY2−FT3株の産生する糖タンパ
ク質の調製 7〜10日間培養したタバコ培養細胞BY2−FT3株
の培養細胞(湿重量約3kg)を、ガラスホモジナイザ
ーで処理することによって破砕し細胞溶解液を得た。こ
の細胞溶解液を、12,000rpm、20分間、4℃
で遠心分離することによって糖タンパク質を含む上清を
得た。この上清を、dH2O(脱イオン水)に対して透
析した後(1.5×104倍希釈)凍結乾燥して粉末サ
ンプルを得た。
【0074】2.N結合型糖鎖の調製 次いで、この粉末サンプルを、100℃で10時間ヒド
ラジン分解することによって、糖タンパク質に含まれる
糖鎖を切り出した。このヒドラジン分解物に、過剰のア
セトンを加え、4℃、8,000rpmで20分間遠心
分離することで糖鎖を沈殿させた。得られた沈殿物に、
飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および無水酢酸を添加
し、糖鎖をNアセチル化した。次いで、得られた反応物
を、Dowex 50×2(室町化学工業)を用いて脱
塩処理し、さらに、0.1 Nアンモニア水で平衡化し
たTSK gel TOYO PERAL HW−40
(TOSOH)ゲル濾過カラム(2.5×30cm)を
通すことで、N結合型糖鎖を回収した。
【0075】3.ピリジルアミノ化(PA化)糖鎖の調
製 回収したN結合型糖鎖を2アミノピリジンを用いてPA
化した。PA化糖鎖はは、0.1Nアンモニア水溶液で
平衡化したTSK gel TOYO PERAL H
W−40(TOSOH)ゲル濾過カラム(2.5×30
cm)に通すことによって精製した。
【0076】4.HPLCによるPA化糖鎖の分画と解
析 PA化糖鎖構造は、逆相(reversed−phas
e、RP)およびサイズ分画(size−fracti
onation、SF)HPLCの利用、エキソグリコ
シダーゼ消化による二次元糖鎖マッピング、そしてMA
LDI−TOFMS分析を行うことで解析した。
【0077】HPLC分析には、HITACHI FL
Detector L−7480を備えたHITAC
HI HPLC システムを用い、励起及び蛍光波長を
各々310 nm、380 nmとして蛍光強度を測定
した。 Cosmosil5C18−P column
(6×250mm; ナカライテスク)を用いたRP−H
PLC分析では、流速1.2ml/分の下で0.02%
TFA水溶液中のアセトニトリル濃度を、40分間で
0%から6%に増加させることでPA化糖鎖を溶出させ
た。また、Asahipak NH2P−50 col
umn(4.6×250mm; 昭和電工)を用いたS
F−HPLC分析では、流速0.7ml/分の下でdH
2O−アセトニトリル混合液中のアセトニトリル濃度
を、25分間で26%から50%に上昇させることでP
A化糖鎖を溶出させた。
【0078】逆相(reversed−phase、R
P)およびサイズ分画(size−fractiona
tion、SF)HPLCの両溶出時間を比較する二次
元糖鎖マッピングにより糖鎖構造を推定した。
【0079】5.エキソグリコシダーゼ消化によるPA
化糖鎖の解析 Nアセチルグルコサミニダーゼ(Diplococcu
s pneumoniae; Roche)酵素消化反
応については、各PA化糖鎖を3mUのNアセチルグル
コサミニダーゼを含む50mM酢酸ナトリウム緩衝液
(pH5.45)の下で、37℃で2日間反応させた。
また、α-L-フコシダーゼ(bovinekidne
y;sigma)酵素反応については、10mMのα-
L-フコシダーゼを含む0.1M酢酸ナトリウム緩衝液
(pH5.45)の下で、37℃で2日間反応させた。
各酵素消化反応は100℃で3分間煮沸することで停止
させ、12,000rpmで5分間遠心した後、上清を
HPLCに供した。試料糖鎖の溶出時間を既知の糖鎖の
溶出時間と比較した。
【0080】6.MALDI−TOF MS分析 MALDI−TOF MS分析は、PerSeptiv
e Biosystems Voyager DE R
P Workstationを用いて行った。
【0081】7.BY2−FT3株細胞由来のPA化糖
鎖の構造 BY2−FT3株細胞約3kgより調製したPA化糖鎖
は、RP−HPLCおよびSF−HPLCを利用して精
製した。RP−HPLCで分画した各フラクション(1
〜10)(図11のAにそのクロマトグラムを示す)を
回収した後、それぞれSF−HPLCに供した。RP−
HPLCで分画したフラクション1から9までのピーク
をさらにSF−HPLC分析すると合計55のピークが
得られた(データの一部を図11のBに示す)。これら
ピークのいくつかには、複数種のPA化糖鎖が含まれて
いることがあったので、その場合には、再度SF−HP
LCにより糖鎖を完全に精製した。
【0082】これら55のピークに相当するフラクショ
ンのうち、4D−V、5A−III、5C−III、5
D−II、6B、6F−I、7Eは、フコシダーゼで切
断でき、RP−HPLCにおいて分解産物の溶出時間が
分解前のものと比べて前に移動した(データは示さ
ず)。これは、これらの糖鎖にα1,6−フコースが結
合していることを示している(Glycoconj J
1998 Jan;15(1):89−91 HPL
C method for the determin
ation of Fuc to Asn−linke
d GlcNAc fucosyltransfera
ses. Roitinger A,Leiter
H, Staudacher E, Altmann
F.)。
【0083】各糖鎖を2次元糖鎖マッピング、エキソグ
リコシダーゼ消化、あるいはMALDI-TOF MS
分析に供し、構造解析をした。その結果である糖鎖の構
造を図12〜14にまとめた。
【0084】フラクション4D−V、5C−III、お
よび5D−II中のPA化糖鎖のm/zは1413.5
9であり、これはM3FFX(1413.33)に一致
した。これをフコシダーゼ処理したものは、2次元マッ
ピングでM3FXに一致し、m/zは1267.36で
あり、これもM3FX(1267.19)に一致した。
【0085】フラクション6B、および5A−III中
のPA化糖鎖のm/zは、1251.57であり、これ
はM2FFX(1251.19)(図14)と一致し
た。これをフコシダーゼ処理したものは、m/zは11
05.79であり、これもM2FX(1105.05)
に一致した。
【0086】フラクション6F−I中のPA化糖鎖のm
/zは1616.14であり、これはGn1M3FFX
(1616.52)(図14)に一致した。これをフコ
シダーゼ処理したものは、2次元マッピングでGn1
3FXに一致した。また、m/zは1471.35であ
り、これもGn1M3FX(1470.38)に一致し
た。
【0087】フラクション7E中のPA化糖鎖のm/z
は1459.33であり、これはM5F(1459.3
6)(図14)に一致した。これをフコシダーゼ処理す
ると、2次元マッピングでM5A(図12)に一致し、
またm/zは1313.43であり、これもM5A(1
313.22)に一致した。
【0088】フラクション5CII3IIおよび5DI
2II中のPA化糖鎖は、2次元マッピングにおいてM
5Aに一致し、そしてm/zもまた1313.14でM
5A(1313.22)に一致した。
【0089】フラクション4F中のPA化糖鎖は、2次
元マッピングにおいてM6Bに一致し、m/zもまた1
475.82でM6B(1475.36)に一致した。
【0090】フラクション3B中のPA化糖鎖は、2次
元マッピングにおいてM7Bに一致し、m/zもまた1
638.35でM7B(1637.50)に一致した。
【0091】フラクション2C中のPA化糖鎖は、2次
元マッピングにおいてM7Aに一致し、m/zもまた1
638.33でM7A(1637.50)に一致した。
【0092】フラクション2Dおよびピーク1E中のP
A化糖鎖は、2次元マッピングにおいてM8Aに一致
し、m/zもまた1800.44でM8A(1799.
64)に一致した。
【0093】また、フラクション1AIIIおよび2A
中のPA化糖鎖はM3FXに、フラクション5CIII
中のPA化糖鎖は、M3Xに、それぞれ2次元マッピン
グで一致した。フラクション7C中のPA化糖鎖をNア
セチルグルコサミニダーゼ切断処理するとSF−HPL
C分析でその溶出位置がGlcNAC1個分移動した。
この切断断片は、2次元マッピングでM3Xに一致し
た。m/zは1324.83でGnM3X(1324.
24)に一致した。これからフラクション7C中のPA
化糖鎖はGn1M3Xと考えられる。(各糖鎖の構造に
ついては図13を参照のこと)。
【0094】フラクション5CII2およびフラクショ
ン5DI1中のPA化糖鎖をNアセチルグルコサミニダ
ーゼ処理すると、SF−HPLC分析でその溶出位置が
それぞれGlcNAc1個分移動した。切断断片は2次
元マッピングでそれぞれM3Xに一致した。m/zは1
324.61でGnM3X(1324.24)に一致し
た。これから、フラクション5CII2およびフラクシ
ョン5DI1中のPA化糖鎖はGn1M3Xと考えられ
る。これは、フラクション7C中のPA化糖鎖とは、R
P−HPLC分析でその溶出位置が異なるので構造変異
体と推測される。
【0095】フラクション4EI中のPA化糖鎖は、N
アセチルグルコサミニダーゼ切断処理すると、SF−H
PLC分析でその溶出位置がGlcNAc1個分移動し
た。この切断断片は2次元マッピングでM3FXに一致
した。m/zは1471.21でGnM3FX(147
0.38)に一致した。これから、これから、フラクシ
ョン4EI中のPA化糖鎖はGn1M3FXであると推
定された。
【0096】フラクション2BII中のPA化糖鎖は、
Nアセチルグルコサミニダーゼ処理すると、SF−HP
LC分析でその溶出位置がGlcNAc1個分移動し
た。これはM3FXに一致する。m/zは1471.29
でGnM3FX(1470.38)に一致した。従っ
て、フラクション2BII中のPA化糖鎖はGn1M3
FXと推定された。フラクション2BII中のPA化糖
鎖は、フラクション4EI中のPA化糖鎖とは、RP−
HPLCにおける溶出位置が異なるので構造変異体と推
測される。
【0097】フラクション3A中のPA化糖鎖は、m/
zが1674.56でGn2M3FX(1673.5
7)に一致した。Nアセチルグルコサミニダーゼ切断処
理するとSF−HPLC分析でその溶出位置が2Glc
NAc単位移動した。この切断断片は2次元マッピング
でM3FXに一致する。これからフラクション3A中の
PA化糖鎖はGn2M3FXと推定された。
【0098】その他の糖鎖は、m/z値や2次元マッピ
ングなどのデータを考え合わせても、該当するN−結合
型糖鎖は見られないため、N−結合型糖鎖ではないと判
断された。
【0099】以上の分析の結果、N−結合型糖鎖の存在
比を%で表示した。高マンノース型糖鎖が10.8%、
複合型糖鎖が28.1%、α1,6−フコースが結合し
た糖鎖が61.1%であった。α1,6-フコース転移酵
素遺伝子で形質転換したBY2−FT3株の細胞内糖鎖
の61.1%にα1,6-フコースが結合していた。
【0100】上記に示したように、α1,6−フコース
転移酵素遺伝子で形質転換したBY2−FT3株では、
細胞内糖鎖の61.1%にα1,6−フコースが結合し
ていた。しかし、このα1,6−フコースが結合した糖
鎖のほとんどに、α1,3−フコースまたはβ1,2−
キシロースもまた付加されていた。α1,3-フコース
またはβ1,2−キシロースは動物に対して抗原性を示
す可能性が報告されているので、これら糖鎖を、動物に
対して抗原性を示す可能性をない構造にするために、α
1,3−フコース転移酵素、あるいはβ1,2−キシロ
ース転移酵素を不活性化することが必要である。これ
は、α1,3−フコース転移酵素活性、またはβ1,2
−キシロース転移酵素活性を持たない、変異体宿主植物
をスクリーニングするか、作製するか、または酵素遺伝
子を用いた遺伝子発現抑制を実施することで達成され
る。
【0101】遺伝子発現抑制は、アンチセンス法による
抑制(Wenderoth I,von Schaew
n A.Isolation and charact
erization of plant N-acet
ylglucosaminyltransferase
I(GnTI) cDNA sequences.
Functional analyses in th
e Arabidopsis cgl mutant
and in antisense plants.
Plant Physiol. 2000 Jul;
(3):1097−1108 )、DNA-RNAキメラ
オリゴヌクレオチドを用いた部位特異的突然変異体の作
成(Beetham PR,Kipp PB,Sawy
ckyXI,Arntzen CJ,May GD.A
tool for functional plan
t genomics: chimeric RNA/
DNA oligosaccharides caus
e in vivo gene−specific m
utations. Proc. Natl.Aca
d. Sci. USA 1999 Jul;96(1
5):8774-8778)、植物ウィルスを用いた遺
伝子サイレンス法(Covey SN,Al-Kaff
NS. Plant DNA viruses an
d gene silencing.Plant Mo
l Biol 2000 Jun;43(2-3):3
07-322)などを用いて実施され、このような技法
は当該分野で公知である。
【0102】(実施例4:形質転換タバコ細胞の再生に
よる植物体の作成および植物体で産生される糖タンパク
質の解析) 1.無菌タバコ植物体の作成 1.5ml容微量遠心チューブに、タバコ(Nicot
iana tabacum SR1株(日本たばこ産業
株式会社葉タバコ研究所、静岡県磐田郡豊田町東原70
0から入手した)の種子を入れ、70%エタノールを添
加し、3分間振り混ぜることによりタバコの種子を滅菌
した。次いで、エタノール溶液を棄て、1mlの滅菌水
でタバコの種子を洗浄した。続いてアンチホルミン溶液
(市販の次亜塩素酸ナトリウム溶液を10倍に希釈して
用いた)を1ml入れて、チューブを時々振り混ぜなが
ら15分間放置した。次いで、アンチホルミン溶液を棄
てて、タバコの種子を滅菌水で3回洗浄した。
【0103】別に、シャーレ内でオーグペニン(明治製
菓製)を最終濃度160mg/lとなるように希釈し、
シャーレ内の滅菌した濾紙を浸し、この濾紙上でタバコ
の種子を発芽させた。発芽した種子は、MS培地に移し
明所で培養した。生育したタバコSR1株植物体の茎頂
から約4cmの部位をメスで切とり、新しいMS培地に
突き刺すことによって植え継ぎ、さらに明所で培養し
た。
【0104】2.タバコ植物体の形質転換 Anらの方法(An,G.,Ebert,P.R.,M
itra,A.andHa,S.B.(1988) B
inary vectors. In Plant M
olecular Biology Manual,A
3,1-19,Academic Dordrech
t)に従ってタバコ植物体の形質転換を行った。
【0105】要約すれば、ポットから無菌タバコの葉を
切り取り、シャーレの中で1cm角の大きさ(リーフデ
ィスク)に切り取った。別の滅菌シャーレに移し、抗生
物質を含む2×YT培地で、28℃、2日間培養したア
グロバクテリウム培養液(pGPTV−HPT−FTを
持つアグロバクテリウムEHA101株)5mlを入れ
てよく混合した後3分間静置した。このリーフディスク
を取り出し、付着した余分の菌液を滅菌キムタオルで拭
き取った後、MS-NB培地(1LあたりMurash
ige−Skoog plant salt mixt
ure 4.3g、sucrose 30g、5% M
ES-KOH(pH5.7) 10ml、 gella
n gum 3g、NAA 0.1mg、BAP 1.
0mg、thiamin hydrochloride
10mg、nicotinicacid 1mg、p
yridoxin hydrochloride 1m
g)上に置床し、25℃明所で培養した。
【0106】2日後、滅菌水の入った50ml容コニカ
ルチューブにリーフディスクを移し、よく振り混ぜて洗
浄した。リーフディスクの水分を滅菌したキムタオルで
拭き取った後、これを除菌培地に置き、25℃で1週間
培養した。続いてリーフディスクをhygromyci
n B(終濃度20mg/L)およびcarbenic
illin(終濃度250mg/L)を含むMS-NB培
地(シュート形成培地)に移し、大きくなったカルスを
適宜シュート形成培地を含むガラス製ポットに無菌的に
植え継いだ。約1ヶ月後に茎葉部の発達したシュートを
切り取り、hygromycin B(終濃度20mg
/L)およびcarbenicillin(終濃度25
0mg/L)を含むMS-NB培地(ルート形成培地)
(但し、上記基本MS−NB培地よりBAPおよびNA
Aを除く)に無菌的に植え継ぎ、ルートが出るまで、2
5℃明所で培養した。ポット内で大きく成長した植物体
を鉢に移し、植物体を生育させ、形質転換体植物体FT
(1)、FT(2)、FT1、FT2、およびFT3を
得た。
【0107】3.タバコ植物体からの染色体DNAの調
製 形質転換体植物体FT(1)、FT(2)、FT1、F
T2、およびFT3から得られた約100mgの植物
試料を、液体窒素中で凍結した。この凍結試料を粉砕
した後、DAeasy Plant Mini Kit
(QIAGEN)を用い、キットの指示書に従って、各
試料から染色体DNAを調製した。
【0108】次いで、実施例1に記載のBY2−FG細
胞のゲノムDNAの増幅と同様の条件でPCRを行い、
α1,6−FT遺伝子が形質転換植物体の染色体へ組み
込まれていることを確認した。プライマーとしては、C
aMV primer(5’−CGTCTTCAAAG
CAAGTGGAT)とFT-Sal(5’−GGAT
ATGTGGGGTACTTGAC)とを用いた。
【0109】得られたPCR増幅産物を、実施例1と同
様に電気泳動した結果を図14に示す。図14に示され
るようにFT(1)、FT(2)、FT1、FT2、お
よびFT3において1700bp付近にα1,6−FT
遺伝子領域の増幅断片と思われるバンドを確認すること
ができた。その一方、野生型SR1から調製したゲノム
DNAをテンプレートとして用いた場合、1700bp付
近にバンドは見られなかった。このことから、形質転換
体植物体FT(1)、FT(2)、FT1、FT2、お
よびFT3においてα1,6−FT遺伝子が染色体上に
組み込まれていることが確認された。
【0110】4.α1−6FT形質転換体植物体で産生
された糖タンパク質の解析;レクチン染色 実施例2と同様に、アスパラギン結合型糖鎖の還元末端
に存在するN−アセチルグルコサミンにα1,6結合し
たフコース残基と強く結合するエンドウ豆レクチン(P
SA)(Yamamoto K,Tsuji T, O
sawa T.,(1982) Carbohydra
te Res.,110,283-289,Debray
H.,Montreuil J.,(1989)Ca
rbohydrate Res.,185,15-2
6)を用いて、導入したα1,6−FTの形質転換体で
産生された糖タンパク質を解析した。
【0111】結果を図15に示す。図15に示されるよ
うに対照であるSR1植物体と比べ、形質転換体植物体
FT(1)、FT(2)、FT1、FT2、およびFT
3では、糖タンパク質糖鎖にレクチンが反応したことを
示す染色が見られた。このことから、形質転換体植物体
においてα1,6フコース残基を持つ糖タンパク質の存
在が示された。
【0112】なお、SR1植物体ついても若干のレクチ
ン反応が見られるが、この弱いレクチン反応は、タバコ
培養細胞をα1,6−FT遺伝子により形質転換し、P
SAレクチンにより陽性クローンを選抜した場合にも観
察された。これは、用いたPSAレクチンが植物複合型
糖鎖に存在するα1,3フコース残基を含む他のフコー
ス残基とも親和性を有するためであると考えられる。
【0113】以下、上記実施例用いた材料および方法を
要約する。 −材料および方法− 1.使用植物、菌株、プラスミド (1.1.使用植物)植物における形質転換体として、
タバコBY2培養細胞(Nicotianatabac
um L.cv.Bright Yellow 2)を
用いた。 (1.2.使用菌株)使用菌株を表2に示す。
【0114】
【表2】 (1.3.使用プラスミド)使用プラスミドを表3に示
す。
【0115】
【表3】 2.培地 (2.1.バクテリア培養用培地)2×YT培地:Ba
cto−tryptone 16g/l,Yeast
extract 10g/l,NaCl 5g/lを用
いた。平板培地には12g/lの精製寒天粉末を加え
た。必要に応じて終濃度がそれぞれアンピシリン(明治
製菓(株))50mg/l、カナマイシン(明治製菓
(株))50mg/l、ハイグロマイシン(和光純薬)
20mg/l、クロラムフェニコール(和光純薬)25m
g/l,リファンピシン(和光純薬)50 mg/l, ストレ
プトマイシン(和光純薬)20 mg/l となるように加え
た。 (2.2.タバコ培養細胞用培地)
【0116】
【表4】 を用いた。また、ムラシゲ・スクーク培地用混合塩類
(和光純薬)を用いて上記の組成となるように調製した
ものも用いた。 改変LS寒天培地:改変LS培地のKH2PO4を170
mg/lにし、KOHでpH5.8に調節し、さらにゲ
ランガム(和光純薬)3g/lを加えた。必要に応じ
て、終濃度がそれぞれカナマイシン150mg/l,カ
ルベニシリン(和光純薬)250mg/l, ハイグロマ
イシン20mg/l, メソトレキサート(和光純薬)
0.1mg/l,ビアラホス(明治製薬)10mg/l
を加えた。
【0117】3.実験試薬、酵素 試薬は特に指定のない限り、和光純薬工業、ナカライテ
スクのものを用いた。制限酵素、修飾酵素は、東洋紡、
宝酒造、ニッポンジーン、シグマ、NEB、のものをそ
れぞれの説明書に従って使用した。
【0118】4.大腸菌の形質転換 (4.1.コンピテントセルの調製)宿主大腸菌を2m
lの2×YT培地に植菌し、その一晩培養液を坂口フラ
スコに入れた200mlの2×YT培地に植菌した。3
7℃で600nmにおける濁度が0.6になるまで振と
う培養し、遠心分離(5,000rpm、10分間、0
℃)し、上澄み液を捨て、菌体を50mM CaC
2、15%グリセロール混合液5mlに懸濁した後、
エッペンドルフチューブに分注し、コンピテントセルと
して−80℃で保存した。 (4.2.大腸菌の形質転換)コンピテントセルを氷中
で解凍後、1〜15μlのDNA溶液を加え、氷中に3
0分放置した。42℃に90秒間置き、直ちに氷中に戻
した。1mlの2×YT培地を加えて37℃で1時間培
養し、適当な抗生物質を含む寒天培地に広げ、37℃で
一晩培養した。
【0119】5.アグロバクテリウムの形質転換 Bevanらのtriparental法を用いて行っ
た。pGPTV系プラスミドを持つ大腸菌、ヘルパープ
ラスミドpRK2013を持つ大腸菌を37℃で一晩、
アグロバクテリウムEHA101株もしくはLBA44
04株を28℃で二晩、それぞれの抗生物質の入った培
地で培養した。
【0120】各培養液1.5mlをエッペンドルフチュ
ーブにとり集菌した後、2×YT培地で2回洗浄した。
これらの菌体を1mlの2×YT培地に懸濁後、3種の
菌を混合して2×YT培地にまき、28℃で培養してプ
ラスミドを大腸菌からアグロバクテリウムに接合伝達さ
せた。2日後、2×YT培地上で一面に増殖した菌体を
白金耳でかきとり、抗生物質を含む2×YT寒天培地上
に塗布した。28℃で2日間培養した後、単一コロニー
を選択した。
【0121】6.タバコ培養細胞の形質転換 (6.1.タバコ培養細胞の継代培養)300mlのマ
イヤーフラスコに改変LS培地を95ml入れ、温度
(25〜27℃)、撹拌速度(120rpm)、暗所下
で培養を行った。そして、7日毎に定常期に達した細胞
を2mlずつ植え継いだ。また、7日目に十分量の細胞
数が得られない場合、植え継ぐ量を2倍の4mlとし
た。 (6.2.タバコ培養細胞の形質転換)抗生物質を含む
2×YT培地中28℃で2日間培養したアグロバクテリ
ウム培養液(pGPTV系プラスミドを持つEHA10
1株、LBA4404株)、100μlと培養4日目の
タバコ培養細胞懸濁液4mlをシャーレに入れてよく混
合し、25℃で暗所で静置した。2日後シャーレのなか
の培養液を遠心管に移して遠心分離(1,000rp
m、5分間)により上澄みを除いた。次に250mg/
lのカルベニシリンを含む新しい培地を入れて遠心分離
し、細胞を洗浄した。この操作を3回繰り返し、アグロ
バクテリウムを除いた培養細胞を20mg/lのハイグ
ロマイシン、250mg/lのカルベニシリンを含む改
変LS寒天培地にまき、25℃暗所で培養した。約2〜
3週間後にカルス化した細胞を新しい改変LS寒天培地
上に移し、増殖しているクローンを選択した。さらに2
〜3週間後に直径1cm程度に成長したカルスをハイグ
ロマイシン、カルベニシリンを含む改変LS培地30m
lに移し、継代培養を行った。
【0122】7.プラスミドDNAの少量調製 大腸菌やアグロバクテリウムからのプラスミドの少量調
製はBirnboinとDolyのアルカリ抽出法に従
った。抗生物質を含む2×YT培地で一晩培養(アグロ
バクテリウムは二晩)した菌体をエッペンドルフチュー
ブに移し、遠心分離(12,000rpm、5分間、室
温)により集菌した。この菌体を100μlのSolu
tion I(アグロバクテリウムの場合は5mg/l
のlysozymeを含む)に懸濁し、室温に5分間放
置した。次に、200μlのSolution IIを
加え、よく混合し、氷中に5分間静置した。150μl
のSolution IIIを加え、よく混合し、氷中
に5分間静置した。遠心分離(12,000rpm、5
分間、室温)後、上清を別のチューブに移し、RNAs
e処理(37℃、30分間)を行った。フェノール−ク
ロロホルム抽出後エタノール沈殿を行い、適当量のTE
bufferに溶解した。
【0123】
【表5】 8.DNAの電気泳動 TBE bufferにより作成した1.0〜1.5%
(w/v)アガロースを使用した。試料に1/5量のG
el−Loading bufferを加え、ゲルのス
ロットに注入した。泳動装置はMupid−2(コスモ
バイオ)を用い、1×TBE buffer中、100
Vの定電圧下で行った。泳動後、ゲルを0.5μg/m
lのエチジウムブロマイド水溶液に20分間浸して染色
した後、トランスイルミネーター上で観察した。
【0124】9.泳動ゲルからのDNA断片の回収 Gene clean kit Ver .2(フナコ
シ)を用いて行った。目的断片を含むアガロースゲルを
エッペンドルフチューブに移し、1/2倍量のTBE
modifier、4.5倍量のNaIを加え、55℃
で完全にゲルを溶かした。これに5μlのMatrix
を加えてよく混合し、氷中で10分間放置した。軽く遠心
分離した後、上清を捨て、200μlのWash bu
fferで3度沈殿を洗浄した。この沈殿を6μlのT
E bufferに懸濁し、55℃で5分から10分間
加熱溶出後遠心分離し、DNA溶液である上清を得た。
【0125】10.タバコからの染色体DNAの調製 (10.1.タバコ培養細胞からの染色体DNAの調
製)ISOPLANT(ニッポンジーン)を用いて行っ
た。タバコ培養細胞約0.1gにSolution I
を300μl加えて撹拌し、さらにSolutionI
Iを150μl加えてボルテックスにより撹拌して完全
に混合した。50℃で15分間保温した後、Solut
ion IIIを150μl加えて撹拌し、氷上に15
分間放置した。遠心分離(12,000rpm、15分
間、4℃)後、上清をとりエタノール沈殿を2度行っ
た。沈殿を20μlのTE bufferに溶解し、1
μlのRNAseA(10mg/ml)で30分間処理
した。(10.2.タバコカルスからの染色体DNAの
調製)カルス体からの染色体DNAの調製はDNeas
y Plant Mini Prep Kit(QIA
GEN)を用いて行った。直径約1cmに成長したカル
スを液体窒素で凍結した後、乳鉢、乳棒を用いて粉末状
になるまで破砕した。この粉末(100mg)をサンプ
ルとしてキットの説明書に従いDNAを調製した。
【0126】11.タバコ培養細胞カルスからの全RN
Aの調製 カルス体からの全RNAの調製はRNeasy Min
i Prep Kit(QIAGEN)を用いて行っ
た。操作にあたり、乳鉢、乳棒と滅菌水は0.05%
dimethyl pyrocarbonate処理し
た後、オートクレーブ(120℃、30分間)したもの
を使用した。直径約1cmに成長したカルスを液体窒素
で凍結した後、乳鉢、乳棒を用いて粉末状になるまで破
砕し、この粉末(約100mg)をサンプルとしてキッ
トの説明書に従いRNAを調製した。
【0127】12.PCR (12.1.反応系)染色体DNA 1μl、10×P
CR buffer(宝酒造 TakaraEx Ta
q付属)5μl、dNTPs(宝酒造Takara E
x Taq付属、2.5mM)4μl、primer
(各20pmol)、Takara ExTaq(5U/
μl、宝酒造)0.5μl、滅菌水を50μlになるよ
うに加えた。 (12.2.反応条件)反応は以下に示す条件下で行っ
た。サーマルサイクラーはPCR System970
0(PE Biosystems)を用いた。
【0128】
【表6】 13.RT−PCR (13.1.逆転写反応)RNA PCR Kit V
er.2.1(宝酒造)を用いて行った。Kitに付属
しているMgCl2(5mM)4μl、10×RNA P
CR buffer2μl、RNAse Free H
2O 8.5μl、dNTPs(1mM)2μl、RNA
se Inhibitor(1U/μl)0.5μl、
Reverse Transcriptase(0.2
5U/μl)1μl、OligodT−Adaptor
Primer(0.125μM)1μl、と上記11
に従い調製したRNA Sample 1μlを混合
し、以下のプログラムで反応を行った。サーマルサイク
ラーはPCR System 9700(PE Bio
systems)を用いた:サイクル数1 50℃ 3
0分;99℃ 5分;5℃ 5分。 (13.2.逆転写反応後のPCR)MgCl2(2.
5mM)6μl、10×RNA PCR buffer
8μl、蒸留滅菌水63.5μl、TaKaRa T
aq(2.5 U/100μl)0.5μl、Prim
er(20pmol)を混合し、上記13.1の逆転写
反応を終了したチューブに添加した。マイクロ遠心機で
約10秒遠心した後、以下に示す条件で反応を行った:
StageI サイクル数1 94℃2分;Stage
II サイクル数45 94℃ 30秒、60℃ 30
秒、72℃ 1.5分。
【0129】14.タバコ培養細胞からの粗タンパク質
抽出液の調製 植え継ぎ7日目のタバコ培養細胞を遠心分離(3,00
0rpm、15分間、4℃)にて収穫した後、得られた
タバコ培養細胞と同体積の50mM リン酸ナトリウム
buffer(pH7.0)を加え、穏やかに転倒混和
し細胞を洗浄した。この作業を3回繰り返した後、遠心
分離(3,000rpm、15分間、4℃)により収穫
した細胞をハンディーホモヂナイザー(20ml IK
EMOTO)に移し細胞を破砕した。その後、細胞破砕
液を50ml遠心チューブに移し、遠心分離(12,00
0rpm、20分間、4℃)して粗タンパク質抽出液で
ある上清を得た。必要に応じて、Protease i
nhibitor cocktail tablet
(BOEHRINGER MANNHEIM)を50m
lの抽出液当たり1錠加えた。さらに粗タンパク質の濃
縮が必要な際には70%飽和となるように硫酸アンモニ
ウム(和光純薬)を加え、氷上で4から5時間静置した
後、遠心分離(12,000rpm、20分間、4℃)
して得られたタンパク質を500μlの滅菌水に懸濁し
て以後の解析に用いた。
【0130】15.タンパク質の定量 DC Protein Assay Kit(Bio−
Rad)を用いて行った。このキットはLowly−F
olin法に基づいている。説明書の指示に従い反応液
を混合し、室温で15分間放置した。その後、750n
m吸光度を測定した。仔牛血清アルブミンを標準として
0.05〜0.4mg/mlの範囲で検量線を引いてタ
ンパク質量を求めた。
【0131】16.タンパク質の電気泳動 (16.1.トリス-グリシンドデシル硫酸ナトリウム-
ポリアクリルアミドゲル電気泳動)Laemmliの方
法に従い、ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動(SDS−PAGE)を行った。泳動用
ゲルとしては分離ゲルに12.5%、濃縮用ゲルに2.
5%の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=30:0.8)、泳動用緩衝液として
はトリス-グリシン緩衝液を用いた。試料12μlは試
料用緩衝液中で100℃で3分間加熱して変性させ、1
00Vの定電圧で泳動を行った。(16.2.分子量マ
ーカー)
【0132】
【表7】 (16.3タンパク質の染色)クマシーブルー染色と銀
染色を行った。クマシーブルー染色は染色液(0.1%
クマシーブリリアントブルーR−250、メタノール:
酢酸:水=5:5:2(v/v)混液)中にゲルを30
分間浸して染色後、脱染色液(メタノール:酢酸:水=
2:1:7(v/v)混液)中で一晩振とうして脱染色
を行った。銀染色は和光純薬製の銀染色キットを使い、
方法はキットの説明書に従った。
【0133】17.レクチン染色 SDS−PAGE後のゲルをblotting buf
fer中で15分間平衡化させた後、セミドライタイプ
ブロッティング装置(セミドライトランスファー装置B
E−310バイオクラフト)を用いて、1mA/cm2
の定電流で60分〜70分間タンパク質を、PVDFメ
ンブレン(Bio−Rad, Immun−Blot
PVDF Membrane for Protein
Blotting, 0.2 mm)にブロッティン
グした。ブロッティング後、PVDFメンブレンを0.
6%H22/メタノール(v/v)溶液中に浸し、タバコ培
養細胞内在性のペルオキシダーゼのブロッキングを行っ
た。ブロッキング後、PVDFメンブレンをwashi
ng bufferで洗浄(10分間、3回)した。次
に5% Skim Milkを含むwashing b
uffer中にメンブレンを浸し室温で2時間穏やかに
反応させた後、同様にwashing bufferで
PVDFメンブレンを洗浄した。その後、ペルオキシダ
ーゼ標識PSAレクチン(1mg/ml, EY LA
BORATORIES,INC.)をwashing
bufferで1000倍希釈したものにPVDFメン
ブレンを浸し、室温で90分間反応させた。反応後、上
記と同様にメンブレンを洗浄した後PODイムノステイ
ンセット(和光純薬)を用い、発色反応を行った。Wa
shing bufferの組成:10mM Tris
−HCl(pH7.4)、0.15 M NaCl、
0.05% Tween20。
【0134】18.α1,6−フコシルトランスフェラ
ーゼ活性測定 (18.1.粗酵素液の調製)培養7日目の形質転換体
タバコ培養細胞を遠心分離(3,000rpm、20分
間、4℃)によって収穫した後、上記14と同様に抽出
bufferを用いて細胞を洗浄、再収穫した。その
後、ハンディーホモジナイザーを用いて細胞を破砕し、
遠心分離(12,000 rpm、20分間、4℃)し
て得られた上清を粗酵素液とした。抽出bufferの
組成:20mM Tris−HCl(pH7.5)、
0.175% CHAPS。 (18.2.α1,6−フコシルトランスフェラーゼの
酵素反応)α1,6−活性測定に際し、操作は全て暗所
下で行った。東洋紡(株)より贈与されたα1,6−フ
コシルトランスフェラーゼ活性測定用基質液(15μ
l)の入ったチューブに上記19.1で調製した粗酵素
液5μlを混合し、37℃、3時間の酵素反応を行っ
た。1分間の煮沸により酵素反応を停止させた後、チュ
ーブを直ちに氷中に移し1分間放置した。さらにスピン
ダウンによって滴を落とした後、蒸留水80μlを加え
遠心分離(12,000rpm、1分間、4℃)した。
得られた上清のうち30μlをHPLC分析に供した。
用いたα1,6−フコシルトランスフェラーゼ活性測定
用基質液15μlあたりの内訳は、0.5MMES/N
aOH buffer,pH7.5 8μl、1nmo
le/μlGn,Gn−bi−Asn−NBD 1μ
l、5nmole/ml GDP−Fucose (和
光純薬)2μl、MilliQ水4μlである。用いたH
PLCシステム(日立社製)は、インターフェイス(L-
7000)、蛍光検出器(LaChrom L−748
0)、ポンプ(LaChrom L−7100)、カラ
ムオーブン(LaChrom L−7300)から成
る。 (18.3.酵素活性の有無)HPLC分析により行っ
た。カラムは逆相系のMightysil RP−18
GP150−4.6(5μm)(関東化学4.6×15
0mm)を使用した。α1,6−FT活性測定に用いた
基質糖鎖は蛍光標識されており、蛍光検出器(Ex;4
70nm、Em;530nm)によって特異的に検出す
ることが可能である。また、α1,6−フコシル化糖鎖
標準品にはα1,6−フコシルトランスフェラーゼ活性
測定用基質混合物にα1,6−フコシルトランスフェラ
ーゼ(40mU/ml、東洋紡)5μlを加え、上記の
1.18に従って37℃、15分間反応させたものを使
用した。 (18.4.活性測定)以下の条件でのHPLC分析に
より得られる基質と反応物のピークの面積比を取り、粗
酵素液タンパク質1mg当たり1分間に転移するフコー
ス量として活性値を求めた。粗酵素液中の総タンパク質
の定量は上記の15に従って行った。
【0135】
【表8】
【0136】
【発明の効果】動物型糖鎖付加機能をもつ植物細胞、該
植物細胞から再生された植物体、該植物細胞を生産する
方法、該植物細胞を用いて動物型糖タンパク質を生産す
る方法が提供される。本発明の植物細胞により産生され
る糖タンパク質は、動物型の糖鎖を有するので、動物特
にヒトに対して抗原性を有さず、それゆえ、ヒトを含む
動物への投与に適している。
【0137】
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Kazuhito FUJIYAMA <120> Plant cell haivng an animal type sugar chain adding mechanism <130> J1-00356672 <140> <141> <160> 5 <170> PatentIn Ver. 2.0 <210> 1 <211> 1759 <212> DNA <213> human <220> <221> CDS <222> (17)..(1744) <400> aaaatctctc tagaaa atg cgg cca tgg act ggt tcc tgg cgt tgg att atg 52 Met Arg Pro Trp Thr Gly Ser Trp Arg Trp Ile Met 1 5 10 ctc att ctt ttt gcc tgg ggg acc ttg ctg ttt tat ata ggt ggt cac 100 Leu Ile Leu Phe Ala Trp Gly Thr Leu Leu Phe Tyr Ile Gly Gly His 15 20 25 ttg gta cga gat aat gac cat cct gat cac tct agc cga gaa ctg tcc 148 Leu Val Arg Asp Asn Asp His Pro Asp His Ser Ser Arg Glu Leu Ser 30 35 40 aag att ctg gca aag ctt gaa cgc tta aaa cag cag aat gaa gac ttg 196 Lys Ile Leu Ala Lys Leu Glu Arg Leu Lys Gln Gln Asn Glu Asp Leu 45 50 55 60 agg cga atg gcc gaa tct ctc cgg ata cca gaa ggc cct att gat cag 244 Arg Arg Met Ala Glu Ser Leu Arg Ile Pro Glu Gly Pro Ile Asp Gln 65 70 75 ggg cca gct ata gga aga gta cgc gtt tta gaa gag cag ctt gtt aag 292 Gly Pro Ala Ile Gly Arg Val Arg Val Leu Glu Glu Gln Leu Val Lys 80 85 90 gcc aaa gaa cag att gaa aat tac aag aaa cag acc aga aat ggt ctg 340 Ala Lys Glu Gln Ile Glu Asn Tyr Lys Lys Gln Thr Arg Asn Gly Leu 95 100 105 ggg aag gat cat gaa atc ctg agg agg agg att gaa aat gga gct aaa 388 Gly Lys Asp His Glu Ile Leu Arg Arg Arg Ile Glu Asn Gly Ala Lys 110 115 120 gag ctc tgg ttt ttc cta cag agt gaa ttg aag aaa tta aag aac tta 436 Glu Leu Trp Phe Phe Leu Gln Ser Glu Leu Lys Lys Leu Lys Asn Leu 125 130 135 140 gaa gga aat gaa ctc caa aga cat gca gat gaa ttt ctt ttg gat tta 484 Glu Gly Asn Glu Leu Gln Arg His Ala Asp Glu Phe Leu Leu Asp Leu 145 150 155 gga cat cat gaa agg tct ata atg acg gat cta tac tac ctc agt cag 532 Gly His His Glu Arg Ser Ile Met Thr Asp Leu Tyr Tyr Leu Ser Gln 160 165 170 aca gat gga gca ggt gat tgg cgg gaa aaa gag gcc aaa gat ctg aca 580 Thr Asp Gly Ala Gly Asp Trp Arg Glu Lys Glu Ala Lys Asp Leu Thr 175 180 185 gaa ctg gtt cag cgg aga ata aca tat ctt cag aat ccc aag gac tgc 628 Glu Leu Val Gln Arg Arg Ile Thr Tyr Leu Gln Asn Pro Lys Asp Cys 190 195 200 agc aaa gcc aaa aag ctg gtg tgt aat atc aac aaa ggc tgt ggc tat 676 Ser Lys Ala Lys Lys Leu Val Cys Asn Ile Asn Lys Gly Cys Gly Tyr 205 210 215 220 ggc tgt cag ctc cat cat gtg gtc tac tgc ttc atg att gca tat ggc 724 Gly Cys Gln Leu His His Val Val Tyr Cys Phe Met Ile Ala Tyr Gly 225 230 235 acc cag cga aca ctc atc ttg gaa tct cag aat tgg cgc tat gct act 772 Thr Gln Arg Thr Leu Ile Leu Glu Ser Gln Asn Trp Arg Tyr Ala Thr 240 245 250 ggt gga tgg gag act gta ttt agg cct gta agt gag aca tgc aca gac 820 Gly Gly Trp Glu Thr Val Phe Arg Pro Val Ser Glu Thr Cys Thr Asp 255 260 265 aga tct ggc atc tcc act gga cac tgg tca ggt gaa gtg aag gac aaa 868 Arg Ser Gly Ile Ser Thr Gly His Trp Ser Gly Glu Val Lys Asp Lys 270 275 280 aat gtt caa gtg gtc gag ctt ccc att gta gac agt ctt cat ccc cgt 916 Asn Val Gln Val Val Glu Leu Pro Ile Val Asp Ser Leu His Pro Arg 285 290 295 300 cct cca tat tta ccc ttg gct gta cca gaa gac ctc gca gat cga ctt 964 Pro Pro Tyr Leu Pro Leu Ala Val Pro Glu Asp Leu Ala Asp Arg Leu 305 310 315 gta cga gtg cat ggt gac cct gca gtg tgg tgg gtg tct cag ttt gtc 1012 Val Arg Val His Gly Asp Pro Ala Val Trp Trp Val Ser Gln Phe Val 320 325 330 aaa tac ttg atc cgc cca cag cct tgg cta gaa aaa gaa ata gaa gaa 1060 Lys Tyr Leu Ile Arg Pro Gln Pro Trp Leu Glu Lys Glu Ile Glu Glu 335 340 345 gcc acc aag aag ctt ggc ttc aaa cat cca gtt att gga gtc cat gtc 1108 Ala Thr Lys Lys Leu Gly Phe Lys His Pro Val Ile Gly Val His Val 350 355 360 aga cgc aca gac aaa gtg gga aca gaa gct gcc ttc cat ccc att gaa 1156 Arg Arg Thr Asp Lys Val Gly Thr Glu Ala Ala Phe His Pro Ile Glu 365 370 375 380 gag tac atg gtg cat gtt gaa gaa cat ttt cag ctt ctt gca cgc aga 1204 Glu Tyr Met Val His Val Glu Glu His Phe Gln Leu Leu Ala Arg Arg 385 390 395 atg caa gtg gac aaa aaa aga gtg tat ttg gcc aca gat gac cct tct 1252 Met Gln Val Asp Lys Lys Arg Val Tyr Leu Ala Thr Asp Asp Pro Ser 400 405 410 tta tta aag gag gca aaa aca aag tac ccc aat tat gaa ttt att agt 1300 Leu Leu Lys Glu Ala Lys Thr Lys Tyr Pro Asn Tyr Glu Phe Ile Ser 415 420 425 gat aac tct att tcc tgg tca gct gga ctg cac aat cga tac aca gaa 1348 Asp Asn Ser Ile Ser Trp Ser Ala Gly Leu His Asn Arg Tyr Thr Glu 430 435 440 aat tca ctt cgt gga gtg atc ctg gat ata cat ttt ctc tct cag gca 1396 Asn Ser Leu Arg Gly Val Ile Leu Asp Ile His Phe Leu Ser Gln Ala 445 450 455 460 gac ttc cta gtg tgt act ttt tca tcc cag gtc tgt cga gtt gct tat 1444 Asp Phe Leu Val Cys Thr Phe Ser Ser Gln Val Cys Arg Val Ala Tyr 465 470 475 gaa att atg caa aca cta cat cct gat gcc tct gca aac ttc cat tct 1492 Glu Ile Met Gln Thr Leu His Pro Asp Ala Ser Ala Asn Phe His Ser 480 485 490 tta gat gac atc tac tat ttt ggg ggc cag aat gcc cac aat caa att 1540 Leu Asp Asp Ile Tyr Tyr Phe Gly Gly Gln Asn Ala His Asn Gln Ile 495 500 505 gcc att tat gct cac caa ccc cga act gca gat gaa att ccc atg gaa 1588 Ala Ile Tyr Ala His Gln Pro Arg Thr Ala Asp Glu Ile Pro Met Glu 510 515 520 cct gga gat atc att ggt gtg gct gga aat cat tgg gat ggc tat tct 1636 Pro Gly Asp Ile Ile Gly Val Ala Gly Asn His Trp Asp Gly Tyr Ser 525 530 535 540 aaa ggt gtc aac agg aaa ttg gga agg acg ggc cta tat ccc tcc tac 1684 Lys Gly Val Asn Arg Lys Leu Gly Arg Thr Gly Leu Tyr Pro Ser Tyr 545 550 555 aaa gtt cga gag aag ata gaa acg gtc aag tac ccc aca tat cct gag 1732 Lys Val Arg Glu Lys Ile Glu Thr Val Lys Tyr Pro Thr Tyr Pro Glu 560 565 570 gct gag aaa taa agtcgactca gatgg 1759 Ala Glu Lys 575 <210> 2 <211> 575 <212> PRT <213> human <400> 2 Met Arg Pro Trp Thr Gly Ser Trp Arg Trp Ile Met Leu Ile Leu Phe 1 5 10 15 Ala Trp Gly Thr Leu Leu Phe Tyr Ile Gly Gly His Leu Val Arg Asp 20 25 30 Asn Asp His Pro Asp His Ser Ser Arg Glu Leu Ser Lys Ile Leu Ala 35 40 45 Lys Leu Glu Arg Leu Lys Gln Gln Asn Glu Asp Leu Arg Arg Met Ala 50 55 60 Glu Ser Leu Arg Ile Pro Glu Gly Pro Ile Asp Gln Gly Pro Ala Ile 65 70 75 80 Gly Arg Val Arg Val Leu Glu Glu Gln Leu Val Lys Ala Lys Glu Gln 85 90 95 Ile Glu Asn Tyr Lys Lys Gln Thr Arg Asn Gly Leu Gly Lys Asp His 100 105 110 Glu Ile Leu Arg Arg Arg Ile Glu Asn Gly Ala Lys Glu Leu Trp Phe 115 120 125 Phe Leu Gln Ser Glu Leu Lys Lys Leu Lys Asn Leu Glu Gly Asn Glu 130 135 140 Leu Gln Arg His Ala Asp Glu Phe Leu Leu Asp Leu Gly His His Glu 145 150 155 160 Arg Ser Ile Met Thr Asp Leu Tyr Tyr Leu Ser Gln Thr Asp Gly Ala 165 170 175 Gly Asp Trp Arg Glu Lys Glu Ala Lys Asp Leu Thr Glu Leu Val Gln 180 185 190 Arg Arg Ile Thr Tyr Leu Gln Asn Pro Lys Asp Cys Ser Lys Ala Lys 195 200 205 Lys Leu Val Cys Asn Ile Asn Lys Gly Cys Gly Tyr Gly Cys Gln Leu 210 215 220 His His Val Val Tyr Cys Phe Met Ile Ala Tyr Gly Thr Gln Arg Thr 225 230 235 240 Leu Ile Leu Glu Ser Gln Asn Trp Arg Tyr Ala Thr Gly Gly Trp Glu 245 250 255 Thr Val Phe Arg Pro Val Ser Glu Thr Cys Thr Asp Arg Ser Gly Ile 260 265 270 Ser Thr Gly His Trp Ser Gly Glu Val Lys Asp Lys Asn Val Gln Val 275 280 285 Val Glu Leu Pro Ile Val Asp Ser Leu His Pro Arg Pro Pro Tyr Leu 290 295 300 Pro Leu Ala Val Pro Glu Asp Leu Ala Asp Arg Leu Val Arg Val His 305 310 315 320 Gly Asp Pro Ala Val Trp Trp Val Ser Gln Phe Val Lys Tyr Leu Ile 325 330 335 Arg Pro Gln Pro Trp Leu Glu Lys Glu Ile Glu Glu Ala Thr Lys Lys 340 345 350 Leu Gly Phe Lys His Pro Val Ile Gly Val His Val Arg Arg Thr Asp 355 360 365 Lys Val Gly Thr Glu Ala Ala Phe His Pro Ile Glu Glu Tyr Met Val 370 375 380 His Val Glu Glu His Phe Gln Leu Leu Ala Arg Arg Met Gln Val Asp 385 390 395 400 Lys Lys Arg Val Tyr Leu Ala Thr Asp Asp Pro Ser Leu Leu Lys Glu 405 410 415 Ala Lys Thr Lys Tyr Pro Asn Tyr Glu Phe Ile Ser Asp Asn Ser Ile 420 425 430 Ser Trp Ser Ala Gly Leu His Asn Arg Tyr Thr Glu Asn Ser Leu Arg 435 440 445 Gly Val Ile Leu Asp Ile His Phe Leu Ser Gln Ala Asp Phe Leu Val 450 455 460 Cys Thr Phe Ser Ser Gln Val Cys Arg Val Ala Tyr Glu Ile Met Gln 465 470 475 480 Thr Leu His Pro Asp Ala Ser Ala Asn Phe His Ser Leu Asp Asp Ile 485 490 495 Tyr Tyr Phe Gly Gly Gln Asn Ala His Asn Gln Ile Ala Ile Tyr Ala 500 505 510 His Gln Pro Arg Thr Ala Asp Glu Ile Pro Met Glu Pro Gly Asp Ile 515 520 525 Ile Gly Val Ala Gly Asn His Trp Asp Gly Tyr Ser Lys Gly Val Asn 530 535 540 Arg Lys Leu Gly Arg Thr Gly Leu Tyr Pro Ser Tyr Lys Val Arg Glu 545 550 555 560 Lys Ile Glu Thr Val Lys Tyr Pro Thr Tyr Pro Glu Ala Glu Lys 565 570 575 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 3 tggttcctgg cgttggatta 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 4 ggatatgtgg ggtacttgac 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: primer <400> 5 cgtcttcaaa gcaagtggat 20
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の植物細胞の作成に用いたベクターpB
I221−FTの構築を示す図である。pBI221−
FTベクター中の唯一のSacI部位をSalI部位に
変換し、α1,6−FT遺伝子を挿入した。
【図2】本発明の植物細胞の作成に用いたベクターpG
PTV−HPT−FTの構築を示す図である。
【図3】形質転換体BY2−FT2〜13から調製し、
PCRにより増幅したゲノムDNAを電気泳動した後発
色したゲルの写真である。
【図4】形質転換体BY2−FT2、3、4および6か
ら調製し、RT−PCRによりRNAを増幅したDNA
を電気泳動した後発色したゲルの写真である。
【図5】HPLC解析の結果を示す図である。
【図6】HPLC解析の結果を示す図である。
【図7】HPLC解析の結果を示す図である。
【図8】本発明の植物細胞において生産された糖タンパ
ク質のレクチンを用いた分析結果を示す、ゲル電気泳動
ゲルからブロットした後発色させたPVDFメンブレン
の写真である。
【図9】植物と動物の複合型糖鎖構造を示す図である。
複合型糖鎖構造のコア部分において、植物型糖鎖にはキ
シロース残基が存在するのに対し、動物型糖鎖にはキシ
ロース残基は存在しない。また、最内部のNアセチルグ
ルコサミンに結合したフコース残基は、動物型ではα
1,6−結合で結合しているのに対し、植物型ではα
1,3−結合で結合している。
【図10】α1,6−FTの活性測定に使用した基質糖
鎖の構造、および活性測定系の概略を示す図である。
【図11】形質転換体BY2−FT3培養細胞で産生さ
れた糖タンパク質のHPLC分析のクロマトグラムであ
る。
【図12】形質転換体BY2−FT3培養細胞で産生さ
れた糖タンパク質の糖鎖構造(高マンノース型糖鎖)の
解析結果を示す図である。
【図13】形質転換体BY2−FT3培養細胞で産生さ
れた糖タンパク質の糖鎖構造(複合型糖鎖)の解析結果
を示す図である。
【図14】形質転換体BY2−FT3培養細胞で産生さ
れた糖タンパク質の糖鎖構造(α1,6−フコースの結
合した糖鎖)の解析結果を示す図である。
【図15】形質転換体植物体FT(1)、FT(2)、
FT1、FT2、およびFG3から調製し、PCRによ
り増幅したゲノムDNAを電気泳動した後発色したゲル
の写真である。
【図16】本発明の形質転換植物体において生産された
糖タンパク質のレクチンを用いた分析結果を示す、ゲル
電気泳動ゲルからブロットした後発色させたPVDFメ
ンブレンの写真である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12P 21/02 C12N 5/00 C (72)発明者 関 達治 大阪府豊中市新千里西町2−1 1−1015 号 (72)発明者 藤山 和仁 大阪府吹田市山田西1−28 A18−308

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動物型糖鎖付加機能をもつ植物細胞であ
    って、 糖タンパク質に含まれる糖鎖の還元末端アセチルグルコ
    サミン残基にフコース残基を転移し得る、動物由来の酵
    素をコードする遺伝子が導入された、植物細胞。
  2. 【請求項2】 前記動物由来の酵素が、α1,6−フコ
    シルトランスフェラーゼである、請求項1に記載の植物
    細胞。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の植物細胞から
    再生された植物体。
  4. 【請求項4】 動物型糖鎖付加機能をもつ植物細胞の生
    産方法であって、 植物細胞に、糖タンパク質に含まれる糖鎖の還元末端ア
    セチルグルコサミン残基へのフコース残基の転移反応を
    行い得る、動物由来の酵素をコードする遺伝子を導入す
    る工程を包含する、方法。
  5. 【請求項5】 動物型糖鎖をもつ糖タンパク質の生産方
    法であって、 植物細胞に、糖タンパク質に含まれる糖鎖の還元末端ア
    セチルグルコサミン残基にフコース残基を転移し得る、
    動物由来の酵素をコードする遺伝子および異種糖タンパ
    ク質をコードする遺伝子を導入して形質転換植物細胞を
    得る工程、および得られた形質転換植物細胞を培養する
    工程、を包含する、方法。
  6. 【請求項6】 動物型糖鎖を持つ糖タンパク質の生産方
    法であって、 還元末端アセチルグルコサミン残基にフコース残基を転
    移し得る酵素の遺伝子および異種糖タンパク質の遺伝子
    を導入して形質転換された植物細胞を得る工程、および
    該酵素を細胞内小器官で発現させる工程、を包含する、
    方法。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の方法によって得られた
    動物型糖鎖をもつ糖タンパク質。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005017155A1 (ja) * 2003-06-18 2006-10-12 中外製薬株式会社 フコーストランスポーター
JP2008113663A (ja) * 2000-10-06 2008-05-22 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd 抗体組成物を生産する細胞
US8039595B2 (en) 2000-10-06 2011-10-18 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. Glycoengineered, recombinant antibody to CCR-4 with reduced fucosylation
US8679491B2 (en) 1999-04-09 2014-03-25 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. Method of modulating the activity of functional immune molecules
US9574218B2 (en) 2001-01-19 2017-02-21 Phyton Holdings, Llc Method of co-expressing galactosyltransferase and a glycoprotein in a transgenic plant cell and sialylating the glycoprotein for production of glycoprotein having human-type sugar chain
US9745594B2 (en) 2007-04-17 2017-08-29 Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek Mammalian-type glycosylation in plants by expression of a zebrafish glycosyltransferase

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1084975A (ja) * 1996-07-22 1998-04-07 Toyobo Co Ltd ヒト由来α−1,6−フコシルトランスフェラーゼ遺伝子
WO2001031045A1 (en) * 1999-10-26 2001-05-03 Plant Research International B.V. Mammalian-type glycosylation in plants

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1084975A (ja) * 1996-07-22 1998-04-07 Toyobo Co Ltd ヒト由来α−1,6−フコシルトランスフェラーゼ遺伝子
WO2001031045A1 (en) * 1999-10-26 2001-05-03 Plant Research International B.V. Mammalian-type glycosylation in plants

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8679491B2 (en) 1999-04-09 2014-03-25 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. Method of modulating the activity of functional immune molecules
US10233247B2 (en) 1999-04-09 2019-03-19 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd Method of modulating the activity of functional immune molecules
US8158760B2 (en) 2000-10-06 2012-04-17 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd Glycoengineered, recombinant antibody
US8329443B2 (en) 2000-10-06 2012-12-11 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd Antibody composition-producing cell
JP4741011B2 (ja) * 2000-10-06 2011-08-03 協和発酵キリン株式会社 抗体組成物を生産する細胞
JP4740931B2 (ja) * 2000-10-06 2011-08-03 協和発酵キリン株式会社 抗体組成物を生産する細胞
US8039595B2 (en) 2000-10-06 2011-10-18 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. Glycoengineered, recombinant antibody to CCR-4 with reduced fucosylation
US8067232B2 (en) 2000-10-06 2011-11-29 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd Antibody composition-producing cell with inactivated A-1,6-fusocyltransferase
US8101185B2 (en) 2000-10-06 2012-01-24 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. Anti-il-5 antibody composition exhibiting cellular cytotoxicity due to glycosylation
US8110195B2 (en) 2000-10-06 2012-02-07 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. Antibody composition exhibiting cellular cytotoxicity due to glycosylation and containing ganglioside GM2 binding antibody
JP2008113663A (ja) * 2000-10-06 2008-05-22 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd 抗体組成物を生産する細胞
US10233475B2 (en) 2000-10-06 2019-03-19 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd Antibody composition-producing cell
US8367407B2 (en) 2000-10-06 2013-02-05 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. Cells with altered fucosylation and producing antibodies therefrom
JP2009142288A (ja) * 2000-10-06 2009-07-02 Kyowa Hakko Kirin Co Ltd 抗体組成物を生産する細胞
US8895266B2 (en) 2000-10-06 2014-11-25 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd Antibody composition-producing cell
US9409982B2 (en) 2000-10-06 2016-08-09 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd Antibody composition-producing cell
US9574218B2 (en) 2001-01-19 2017-02-21 Phyton Holdings, Llc Method of co-expressing galactosyltransferase and a glycoprotein in a transgenic plant cell and sialylating the glycoprotein for production of glycoprotein having human-type sugar chain
US7863042B2 (en) 2003-06-18 2011-01-04 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Fucose transporter
JPWO2005017155A1 (ja) * 2003-06-18 2006-10-12 中外製薬株式会社 フコーストランスポーター
US9745594B2 (en) 2007-04-17 2017-08-29 Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek Mammalian-type glycosylation in plants by expression of a zebrafish glycosyltransferase

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