JP2003245083A - Vector for extremely amplifying target gene in mammal cell, and method - Google Patents

Vector for extremely amplifying target gene in mammal cell, and method

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JP2003245083A
JP2003245083A JP2002048187A JP2002048187A JP2003245083A JP 2003245083 A JP2003245083 A JP 2003245083A JP 2002048187 A JP2002048187 A JP 2002048187A JP 2002048187 A JP2002048187 A JP 2002048187A JP 2003245083 A JP2003245083 A JP 2003245083A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method for mass-producing a protein product, applicable to every mammal cell by which the target gene can be amplified in a mammal cell regardless of the chain length and the structure. <P>SOLUTION: The vector having the origin of replication of a mammal, and a nucleus-matrix binding region is used. The target gene to be amplified is arranged in cis (the same structure as the vector) or trans (the different structure to the vector) to the vector, and the arranged product is introduced into a mammal cell. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、哺乳類細胞内にお
いて目的とする遺伝子を高度に増幅させる方法、および
該方法を実施するために用いるベクターに関する。本発
明は、遺伝子工学的手法により、哺乳動物細胞内におい
て医薬品等の有用蛋白質を生産するために有用である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for highly amplifying a gene of interest in mammalian cells, and a vector used for carrying out the method. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for producing useful proteins such as pharmaceuticals in mammalian cells by genetic engineering techniques.

【0002】[0002]

【従来の技術】哺乳類細胞で導入遺伝子の細胞内コピー
数を増加させる方法として、唯一知られている方法は、
チャイニーズハムスター卵巣(CHO; Chinese Hamster O
vary)細胞等を宿主とし、これに目的遺伝子をジヒドロ
葉酸リダクターゼ(DHFR; Dihydrofolate reductase)遺
伝子と同時に導入し、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子
産物の阻害剤であるメトトレキセート(MTx; Methotrex
ate)を培養液中に加えて選択する方法である。この方法
は、現在、広く医薬品等有用物質の大量生産に利用さ
れ、重要な技術となっている。
2. Description of the Related Art The only known method for increasing the intracellular copy number of a transgene in mammalian cells is
Chinese Hamster Ovary (CHO; Chinese Hamster O
vary) cells as a host, into which the target gene is introduced simultaneously with the dihydrofolate reductase (DHFR) gene, and methotrexate (MTx; Methotrex) is an inhibitor of the dihydrofolate reductase gene product.
ate) is added to the culture solution for selection. This method is now widely used for mass production of useful substances such as pharmaceuticals, and has become an important technique.

【0003】しかしこの方法は、適用できる宿主細胞が
CHO細胞等に限定され、汎用性に欠ける問題がある。ま
た、選択薬剤であるメトトレキセートを用いて長期間に
わたって選択する必要があり、しかも、メトトレキセー
トの細胞毒性作用を考慮しつつ、濃度を少しずつ増加さ
せ選択しなければならない等の配慮が必要なので、経験
および熟練をも必要とする。さらに、この方法は目的遺
伝子として比較的短いDNAにのみ適用可能であり、適用
範囲が狭いという問題がある。
However, this method is applicable to host cells
Limited to CHO cells etc., there is a problem of lacking versatility. In addition, it is necessary to select using methotrexate, which is a selective drug, for a long period of time.Moreover, it is necessary to consider the cytotoxic effect of methotrexate while gradually increasing the concentration. And also requires skill. Furthermore, this method is applicable only to relatively short DNA as a target gene, and has a problem that its application range is narrow.

【0004】一般に、蛋白質はその種類によってリン酸
化、アセチル化等の種々の修飾をうけることが多く、同
じ蛋白質でも、発現する細胞、発現時期、細胞への刺激
等の条件によって修飾の種類および修飾をうける部位が
異なることが知られている。従って、発現させる目的蛋
白質をコードする遺伝子を、本来は該蛋白質が発現され
ていない組織由来の宿主細胞等に異所的および/または
異時的に発現させようとする場合に、その蛋白質の本来
の性状を正確に反映する保証はない。一般的に、蛋白質
の機能発現には特異的な修飾が必要とされることが多い
から、目的蛋白質を発現させるための宿主細胞は、導入
される蛋白質遺伝子に応じて適宜選択できることが好ま
しい。従って、上述した従来技術のように、適用できる
細胞がCHO細胞等に限られることは、哺乳動物細胞内に
おいて医薬品等の有用蛋白質を生産する上での大きな障
害になる。
In general, a protein is often subjected to various modifications such as phosphorylation and acetylation depending on its type, and even with the same protein, the type and modification of the modification depend on the cell in which it is expressed, the time of expression, the conditions for stimulation of cells, etc. It is known that the part receiving the heat is different. Therefore, when a gene encoding a target protein to be expressed is to be ectopically and / or atypically expressed in a host cell or the like derived from a tissue in which the protein is not originally expressed, the original There is no guarantee that it will accurately reflect the nature of. In general, a functional modification of a protein often requires a specific modification. Therefore, it is preferable that the host cell for expressing the target protein can be appropriately selected depending on the protein gene to be introduced. Therefore, as in the above-mentioned conventional technique, the applicable cells are limited to CHO cells and the like, which is a major obstacle to the production of useful proteins such as pharmaceuticals in mammalian cells.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その解決しようとする課題
は、宿主として広範な哺乳類細胞を使用でき、経験およ
び熟練を必要とせず、目的遺伝子を、その核酸の鎖長に
かかわらず簡便な操作で増幅することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to use a wide range of mammalian cells as a host, without requiring experience and skill, It is to amplify a gene by a simple operation regardless of the chain length of the nucleic acid.

【0006】本発明は、この課題を達成するために有用
なベクターと、該ベクターを用いて目的遺伝子を哺乳類
宿主細胞内で増幅する方法を提供するものである。
[0006] The present invention provides a vector useful for achieving this object and a method for amplifying a target gene in a mammalian host cell using the vector.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一つの側面によ
れば、哺乳動物細胞内で目的遺伝子を高度に増幅および
/または発現させるためのベクターであって、真核細胞
内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を
具備し、トランスフェクションされた細胞内において自
律複製可能で、且つ娘細胞に安定して分配されることを
特徴とするベクターが提供される。
According to one aspect of the present invention, a vector for highly amplifying and / or expressing a gene of interest in a mammalian cell, the replication functioning in a eukaryotic cell. Provided is a vector comprising an origin and a nuclear matrix binding region, capable of autonomous replication in a transfected cell, and stably distributed to daughter cells.

【0008】また、本発明の他の側面によれば、哺乳動
物細胞内で目的遺伝子を高度に増幅および/または発現
させる方法であって、前記目的遺伝子を上記本発明のベ
クターに対してシスに配置すると共に、これを適切な哺
乳類宿主細胞にトランスフェクションして増幅および/
または発現させることを特徴とする方法が提供される。
[0008] According to another aspect of the present invention, there is provided a method for highly amplifying and / or expressing a gene of interest in a mammalian cell, wherein the gene of interest is cis with respect to the vector of the present invention. Once placed, it is transfected into a suitable mammalian host cell for amplification and / or
Alternatively, a method characterized by expressing is provided.

【0009】本発明のもう一つの側面によれば、哺乳動
物細胞内で目的遺伝子を高度に増幅および/または発現
させる方法であって、前記目的遺伝子を本発明の上記ベ
クターに対してトランスに配置すると共に、これを前記
ベクターと共に適切な哺乳類宿主細胞にトランスフェク
ションして増幅および/または発現させることを特徴と
する方法が提供される。
[0009] According to another aspect of the present invention, there is provided a method for highly amplifying and / or expressing a gene of interest in a mammalian cell, which gene is placed in trans with respect to the above vector of the present invention. In addition, a method is provided which comprises transfecting this with a vector into a suitable mammalian host cell for amplification and / or expression.

【0010】本発明において、「目的遺伝子をベクター
に対してシスに配置する」とは、目的遺伝子を当該ベク
ターの中に配置することを言う。また、「目的遺伝子を
ベクターに対してトランスに配置する」とは、目的遺伝
子を当該ベクターとは異なる構造体に配置することを言
う。
In the present invention, "arranging the target gene in cis with respect to the vector" means arranging the target gene in the vector. In addition, "arranging the target gene in trans with respect to the vector" means arranging the target gene in a structure different from that of the vector.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
なお、以下の説明では、括弧内の数字によって種々の公
知文献が参照される。これら文献の書誌的事項は、発明
の詳細な説明の項の末尾に列記する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
In the following description, various publicly known documents are referred to by the numbers in parentheses. Bibliographic items of these documents are listed at the end of the section of Detailed Description of the Invention.

【0012】本発明は、腫瘍細胞等における遺伝子増幅
現象で認められた知見に依拠している。遺伝子増幅は、
腫瘍細胞が無制限の成長または薬剤抵抗性を獲得する主
要な機構である(1)、細胞遺伝学的に言えば、増幅遺
伝子は、インビボにおいて、染色体外のダブルマイニュ
ート染色体(DM)上で最も頻繁に検出される(しか
し、長期にわたるインビトロでの継代によって、通常は
染色体の均一染色領域(HSR;homogeneously staining
region)を有する細胞の優勢的増殖に至る)。これまで
の研究により、腫瘍細胞からDM上の増幅された遺伝子
を除去すると、腫瘍表現型および細胞分化を呈する状態
から正常状態に復帰することが示されている(2-4)。
この種の除去過程は、分裂細胞から放出される微小核へ
のDMの選択的取り込みによって仲介される(3、5、
6)。このような微小核形成(micronucleation)過程
は、細胞周期の際におけるDMの細胞内挙動と密接に関
連していることが理解されている(7)。DMは様々なサ
イズの無動原体環状DNAから構成され(8)、無動原体性で
あるにもかかわらず、有糸分裂する染色体に付着して娘
細胞へと安定に分離される(7-9)。最近の関連する重
要な知見として、牛パピローマウイルス(10)、EBウイル
ス (11)、カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(12)およびS
V40(13)を含むいくつかのウィルス性核内プラスミド
(viral nuclear plasmid)が、細胞分裂の際に同様の
機構を利用することが示されている。さらに、最近の興
味深い研究では、EBウイルス・レプリコンを有するプラ
スミドが、腫瘍細胞でDMに組込まれ得ることが示され
ている(14)。また、複製のSV40起点を有するプラスミ
ドでの付着過程の成立には、ウィルスのラージT抗原の
発現を必要とするが、プラスミドにコードされたラージ
T遺伝子が細胞由来の核マトリックス結合領域(MAR; mat
rix attachment region)で代用されれば分離は達成され
得ることが示されている(13)。実際に、核マトリック
ス結合領域は哺乳類ゲノムの複製起点の近傍で頻繁に認
められており、この事実はマトリックス付着のゲノム複
製における役割を示唆するものである(15)。
The present invention is based on the knowledge found in the gene amplification phenomenon in tumor cells and the like. Gene amplification
Tumor cells are the main mechanism by which unlimited growth or drug resistance is acquired (1). Cytogenetically speaking, amplified genes are the most in vivo on extrachromosomal double minut chromosomes (DM). Frequently detected (but with long-term in vitro passage, usually a homogeneously stained region of the chromosome (HSR)
region) leading to the predominant growth of cells). Previous studies have shown that removal of the amplified gene on DM from tumor cells restores the tumor phenotype and cell differentiation to a normal state (2-4).
This type of clearance process is mediated by the selective uptake of DM into the micronuclei released from dividing cells (3,5,
6). It is understood that such a micronucleation process is closely related to the intracellular behavior of DM during the cell cycle (7). DM is composed of acentric circular DNA of various sizes (8), and although it is acentric, it attaches to mitotic chromosomes and is stably separated into daughter cells ( 7-9). Recent relevant important findings include bovine papillomavirus (10), EB virus (11), Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (12) and S.
Several viral nuclear plasmids, including V40 (13), have been shown to utilize similar mechanisms during cell division. Moreover, recent interesting studies have shown that plasmids carrying the EB virus replicon can be integrated into DM in tumor cells (14). In addition, expression of the viral large T antigen is required for the establishment of the attachment process in a plasmid having the SV40 origin of replication, but the large plasmid encoded by the large
The T gene is a cell-derived nuclear matrix attachment region (MAR; mat
It has been shown that separation can be achieved if substituted with a rix attachment region (13). Indeed, nuclear matrix-binding regions are frequently found near the origin of replication in the mammalian genome, suggesting a role for matrix attachment in genomic replication (15).

【0013】本発明では、上記に説明した遺伝子増幅現
象で認められた基礎的知見に基づいて、哺乳動物複製起
点および核マトリックス結合領域(MAR)を有するベクタ
ーを使用することにより、目的遺伝子を導入した前記ベ
クターを含むDMのde novo形成を達成した。本発明の
ベクターは、哺乳類細胞において長鎖長の目的遺伝子を
増幅し、且つその増幅された遺伝子を有するベクターの
安定した娘細胞への分離が可能となり、その結果とし
て、遺伝子の増幅に伴った蛋白質産生量の増大効果を得
ることができる。
In the present invention, a gene of interest is introduced by using a vector having a mammalian origin of replication and a nuclear matrix binding region (MAR) based on the basic knowledge observed in the gene amplification phenomenon described above. De novo formation of DM containing said vector was achieved. The vector of the present invention is capable of amplifying a target gene having a long chain length in mammalian cells, and isolating the vector having the amplified gene into stable daughter cells, and as a result, accompanying the amplification of the gene. The effect of increasing the amount of protein produced can be obtained.

【0014】本発明は、以上の特徴を有するベクターを
新たに適用することによって、従来技術における汎用
性、導入遺伝子の核酸鎖長の制限、実施の簡便性等の課
題を克服した。即ち、本発明のベクターは、哺乳動物複
製起点および核マトリックス結合領域(MAR)を有するこ
とを特徴とするものである。
The present invention overcomes the problems in the prior art, such as versatility, restriction of nucleic acid chain length of transgene, and ease of implementation, by newly applying the vector having the above characteristics. That is, the vector of the present invention is characterized by having a mammalian origin of replication and a nuclear matrix binding region (MAR).

【0015】哺乳動物複製起点および核マトリックス結
合領域は、両者の組み合わせにより哺乳類細胞内でベク
ターに導入された目的遺伝子が増幅して、それが娘細胞
へ分離・分配されるものであればどんなものでもよい
が、好ましくはそれぞれ、EBウイルス潜在複製起点(EB
V latent origin)、c-myc遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダ
クターゼ遺伝子座、β-グロビン遺伝子座等の複製起
点、および、Igκ遺伝子座、SV40初期領域、ジヒドロ葉
酸リダクターゼ遺伝子座等の核マトリックス結合領域に
由来する配列を有するものである。
The mammalian origin of replication and nuclear matrix binding region are any as long as the gene of interest introduced into the vector in mammalian cells is amplified by the combination of the two and is then separated and distributed to daughter cells. However, preferably, the EB virus latent origin of replication (EB
V latent origin), origin of replication such as c-myc locus, dihydrofolate reductase locus, β-globin locus, etc., and nuclear matrix binding region such as Igκ locus, SV40 early region, dihydrofolate reductase locus It has a sequence that

【0016】加えて、前記ベクターは適宜目的に応じ
て、大腸菌内でクローニングを行うために必要な配列、
或いは、マーカー蛋白質として薬剤耐性遺伝子(ブラス
ティサイジン抵抗性、ネオマイシン抵抗性等)または緑
色蛍光蛋白質遺伝子等の形質転換細胞を選択するための
遺伝子を有してもよい。これらのマーカー蛋白質が導入
されたベクターにより形質転換された細胞は、薬剤耐性
遺伝子に基づく薬剤選択またはセルソータ等によりマー
カー蛋白質発現細胞を選択または分離することによって
選別できる。
[0016] In addition, the vector is a sequence necessary for cloning in E. coli, depending on the purpose.
Alternatively, a gene for selecting transformed cells such as a drug resistance gene (blasticidin resistance, neomycin resistance, etc.) or a green fluorescent protein gene may be included as a marker protein. Cells transformed with the vector into which these marker proteins have been introduced can be selected by drug selection based on drug resistance genes or by selecting or separating cells expressing the marker protein using a cell sorter or the like.

【0017】前記ベクターは哺乳動物複製起点および核
マトリックス結合領域を有していれば、プラスミッドで
あってもよく、またはコスミドの形態であってもよい。
The vector may be a plasmid or may be in the form of a cosmid as long as it has a mammalian origin of replication and a nuclear matrix binding region.

【0018】前記ベクターを導入する宿主細胞は哺乳類
細胞であればよいが、好ましくはCOLO 320細胞、Hela細
胞等の細胞株が使用される。
The host cells into which the vector is introduced may be mammalian cells, but cell lines such as COLO 320 cells and Hela cells are preferably used.

【0019】本発明では、上記ベクターを用いることに
より、哺乳類宿主細胞において、目的とする遺伝子を増
幅する。その第一の態様では、前記ベクターに目的遺伝
子を適切なプロモーター配列の支配下に、直接組み込
み、哺乳動物細胞に導入される。つまりこの態様におい
ては目的遺伝子がシス(前記ベクターと同一の構造体)に
配置される。
In the present invention, the target gene is amplified in a mammalian host cell by using the above vector. In the first embodiment, the target gene is directly integrated into the vector under the control of an appropriate promoter sequence and introduced into a mammalian cell. That is, in this embodiment, the target gene is arranged in cis (the same structure as the vector).

【0020】また、本発明による遺伝子増幅の第二の態
様では、ラムダファージ、コスミド等の、粘着末端を持
ち自己環状化できる核酸に目的遺伝子を適切なプロモー
ターとともに組み込み、これを、前記の自律複製できる
ベクター(プラスミド等)と混合し、哺乳動物宿主細胞
に共にトランスフェクションして導入する。つまり、こ
の態様においては目的遺伝子がトランス(前記ベクター
とは異なる構造体)に配置される。この態様においては
2種類の核酸を混合して共にトランスフェクションすれ
ばよいが、両者の重量比は1対1であることが最も好ま
しい。この第二の態様では、第一の態様に比べて、より
長鎖長の目的遺伝子を増幅させることができる。
In the second aspect of gene amplification according to the present invention, the target gene is incorporated into a nucleic acid such as lambda phage or cosmid which has a sticky end and can self-circularize together with a suitable promoter, and this is used for the above-mentioned autonomous replication. It is mixed with a possible vector (plasmid etc.) and cotransfected and introduced into a mammalian host cell. That is, in this embodiment, the target gene is arranged in trans (a structure different from that of the vector). In this embodiment, two kinds of nucleic acids may be mixed and transfected together, but the weight ratio of the two is most preferably 1: 1. In the second aspect, a target gene having a longer chain length can be amplified as compared with the first aspect.

【0021】ベクターの細胞への導入は電気穿孔法、リ
ポフェクション等の当業者に周知の方法によりおこなう
ことができる。
The vector can be introduced into cells by a method well known to those skilled in the art, such as electroporation and lipofection.

【0022】増幅した目的遺伝子より転写・翻訳された
蛋白質は、使用目的によって様々な方法で調製し得る。
例えば、細胞を回収後に適切な緩衝液中で破砕し、抽出
して粗抽出物として使用してもいいし、また周知の各種
クロマトグラフ等の方法により精製して使用してもよ
い。
The protein transcribed / translated from the amplified target gene can be prepared by various methods depending on the purpose of use.
For example, the cells may be crushed in an appropriate buffer after being collected, extracted and used as a crude extract, or may be purified by various known methods such as chromatography and used.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。な
お、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below. The following examples do not limit the present invention.

【0024】<材料および方法> プラスミド 図1で使用したプラスミド構築物を説明する。プラスミ
ドpEPBG(11.0kbp)およびpSFVdhfr(11.0kbp)は、Joh
n Kolman 博士および Geoffrey M. Wahl 博士(The Salk
Institute, San Diego, CA)から供与された。前者のプ
ラスミドは、複製のEBウイルス潜在複製起点(EBV late
nt origin)(OriP)およびEBNA-1、加えて緑色蛍光蛋
白質とG関連ポリペプチド(G-associated polypeptid
e)(GFP-GAP)の融合遺伝子を有し、後者のプラスミド
はジヒドロ葉酸リダクターゼに対して3'-下流の領域に
由来するOriβを含む4.6kbp断片を有している(16)。
複製起点を欠くpSFV-Vプラスミド(6.4kbp)は、NotI消
化で全てのジヒドロ葉酸リダクターゼ由来配列を削除す
ることによってpSFVdhfrから構築された。pNeo.Myc-2.4
プラスミド(9.0kbp;参照文献 17)は、Michael Leffa
k博士(Wright State University, Dayton, OH)から供与
された。このプラスミドは、c-mycのプロモータ領域由
来の2.4kbp HindIII/XhoI断片を含むものであり、NotI/
HindIII消化してc-mycに由来する配列のほとんど全てを
削除したpNeo-V(複製起点を欠く)の構築に使用した。
pNeo.MycΔSVプラスミド(核マトリックス結合領域を欠
く)は、BamHI/BsmI消化によって核マトリックス結合活
性(18)を呈する大部分のSV40由来配列を削除して構築
した。Igκ遺伝子のイントロン性エンハンサー核マトリ
ックス結合領域(Intronic enhancer MAR)はpG19/45プ
ラスミドを鋳型としたPCRによって増幅され、その増幅
産物からpAR1プラスミドを構築した(19)。pNeo.MycΔ
SV AR1プラスミドは、pNeo.MycΔSVにpAR1の核マトリッ
クス結合領域配列(AR1)を挿入することによって作成
した。この操作によって核マトリックス結合領域類似SV
40由来配列が置換される。
Materials and Methods Plasmids The plasmid construct used in Figure 1 is described. Plasmids pEPBG (11.0kbp) and pSFVdhfr (11.0kbp) are Joh
n Dr. Kolman and Dr. Geoffrey M. Wahl (The Salk
Institute, San Diego, CA). The former plasmid is used for the EB virus latent origin of replication (EBV late
nt origin) (OriP) and EBNA-1, as well as green fluorescent protein and G-associated polypeptid
e) carrying the fusion gene (GFP-GAP), the latter plasmid carrying a 4.6 kbp fragment containing Oriβ from the region 3'-downstream to dihydrofolate reductase (16).
The pSFV-V plasmid lacking the origin of replication (6.4 kbp) was constructed from pSFVdhfr by digesting all dihydrofolate reductase derived sequences with NotI digestion. pNeo.Myc-2.4
The plasmid (9.0kbp; ref. 17) is Michael Leffa
Granted by Dr. K (Wright State University, Dayton, OH). This plasmid contains the 2.4 kbp HindIII / XhoI fragment derived from the promoter region of c-myc, NotI /
It was used to construct pNeo-V (lacking the origin of replication) which was HindIII digested and deleted almost all of the sequence derived from c-myc.
The pNeo.MycΔSV plasmid (lacking the nuclear matrix binding region) was constructed by deleting most of the SV40-derived sequences exhibiting nuclear matrix binding activity (18) by BamHI / BsmI digestion. The intronic enhancer MAR binding region of the Igκ gene (Intronic enhancer MAR) was amplified by PCR using pG19 / 45 plasmid as a template, and pAR1 plasmid was constructed from the amplified product (19). pNeo.MycΔ
The SV AR1 plasmid was created by inserting the nuclear matrix binding region sequence (AR1) of pAR1 into pNeo.MycΔSV. By this operation, the nuclear matrix binding region-like SV
40 derived sequences are replaced.

【0025】その他の実験方法 ヒト結腸直腸のCOLO 320DMおよびCOLO 320HSR腫瘍細胞
株を文献の記載に従い獲得し、維持した(5)。
Other Experimental Methods Human colorectal COLO 320DM and COLO 320HSR tumor cell lines were obtained and maintained as described in the literature (5).

【0026】HeLa細胞株は、アメリカンタイプカルチャ
ーコレクション(American Type Culture Collection)
(CCL-2)から入手した。全てのプラスミドをQiagenプ
ラスミド精製キット(Qiagen Inc., Valencia, CA)によ
り精製し、GenePorter 2リポフェクションキット(Gene
Therapy Systems, San Diego, CA)により細胞にトラン
スフェクトした。
The HeLa cell line is the American Type Culture Collection.
(CCL-2). All plasmids were purified using the Qiagen Plasmid Purification Kit (Qiagen Inc., Valencia, CA) and the GenePorter 2 Lipofection Kit (Gene
Cells were transfected by Therapy Systems, San Diego, CA).

【0027】ブラスティサイジン(Blasticidine)(10
μg/ml; Funakoshi, Tokyo, Japan;pEPBG、pSFVdhf
r、および、その変異体に対して)または500μg/mlネオ
マイシン(Neomycin) (Life Technologies, Inc., Roc
kville, MD; pNeo.Myc-2.4 および、その変異体に対し
て)が形質転換体を選択するために使用された。我々が
出版したプロトコルに従って、COLO 320のアンプリコン
(amplicons)を検出するビオチン標識された微小核プ
ローブを調製した(5)。既刊のプロトコル(20)に従
い、分裂中期試料の作成、DIG標識プローブの調製およ
びFISHを実施した(インビトロ核マトリックス結合アッ
セイ(19)と同様に)。
[0027] Blasticidine (10
μg / ml; Funakoshi, Tokyo, Japan; pEPBG, pSFVdhf
r and its variants) or 500 μg / ml Neomycin (Life Technologies, Inc., Roc
kville, MD; pNeo.Myc-2.4 and its variants) were used to select for transformants. A biotin-labeled micronucleus probe detecting COLO 320 amplicons was prepared according to our published protocol (5). Preparation of metaphase samples, preparation of DIG-labeled probe and FISH were performed according to previously published protocol (20) (similar to in vitro nuclear matrix binding assay (19)).

【0028】<結果および考察>EBウイルス・レプリコ
ンを有するプラスミドはDMに組み込まれる 哺乳類のレプリコンを調べる前に、我々は最も特性が調
べられたエピゾーム性(episomal)のベクター(すなわ
ち、EBウイルス・レプリコン(pEPBG)に準拠するも
の)を試験した。このプラスミドは、ウィルスのシス作
動性(cis-acting)OriP配列から自律的に複製し、分裂
期染色体への付着にウイルスEBNA-1遺伝子の発現を必要
とする(11)。我々は、このプラスミドを多数のDMを有
するヒトCOLO 320DM腫瘍細胞にトランスフェクトし、安
定に形質転換されたコロニー混合物をFISH法により分析
した。その結果、前記プラスミドの配列が若干の分裂中
期細胞中の様々なサイズのDMで主に検出された(図
2、AおよびB;表1)。また、染色体に組み込まれた徴候
は認められなかった。これらの観察は最近の報告に記載
された結果と同質のものであり、EBウイルス・レプリコ
ンを有するプラスミドがDMと選択的に組換を起すこと
を示すものである(14)。混合コロニーを用いた実験で
はDMへプラスミドが組み込まれた細胞の割合は小さい
(13%)が、前記プラスミドによってコードされるGFP-G
AP融合蛋白質の高レベルな発現を呈するクローンを検査
した際には、10クローン中の10クローンがDMへの
組み込みを呈するものであった。この現象は、DMに組
み込まれた配列が高レベルで発現されることを示唆して
いる。また、この結果は腫瘍細胞の増幅遺伝子の大部分
がDMに局在するという観察と一致するものである
(1)。
<Results and Discussion> Plasmids carrying the EB virus replicon are integrated into DM Before examining the mammalian replicon, we have examined the most characterized episomal vector (ie EB virus replicon). (Compliant with (pEPBG)) was tested. This plasmid replicates autonomously from the viral cis-acting OriP sequence and requires expression of the viral EBNA-1 gene for attachment to mitotic chromosomes (11). We transfected this plasmid into human COLO 320DM tumor cells with multiple DM and analyzed the stably transformed colony mixture by FISH method. As a result, the sequence of the plasmid was mainly detected in DM of various sizes in some metaphase cells (Fig.
2, A and B; Table 1). No signs of chromosome integration were found. These observations are in line with the results described in a recent report, indicating that the plasmid carrying the EB virus replicon selectively recombines with DM (14). In the experiment using mixed colonies, the percentage of cells in which the plasmid was integrated into DM was small (13%), but the GFP-G encoded by the plasmid was small.
When clones showing high level expression of AP fusion protein were examined, 10 out of 10 clones showed integration into DM. This phenomenon suggests that the sequences integrated in DM are expressed at high levels. Moreover, this result is consistent with the observation that most of the amplified genes in tumor cells are localized in DM.
(1).

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】哺乳類レプリコンを有するプラスミドもD
Mに組み込まれた 同様に、我々はそれぞれジヒドロ葉酸リダクターゼ(1
6)およびc-myc遺伝子座(17)の起点配列を有する、pS
FVdhfrおよびpNeo.Myc-2.4プラスミドを試験した(図
1)。我々は、これらのプラスミドもまたCOLO 320DM細
胞において様々なサイズのDMに組み込まれ、そして、
それらは選択的に微小核に組み込まれることを見出した
(図2C)。
A plasmid having a mammalian replicon is also D
Similarly, we incorporated dihydrofolate reductase (1
6) and pS with origin sequences of c-myc locus (17)
FVdhfr and pNeo.Myc-2.4 plasmids were tested (Fig.
1). We have also shown that these plasmids also integrate into various sized DMs in COLO 320DM cells, and
We found that they were selectively incorporated into micronuclei (Fig. 2C).

【0031】また、プラスミドおよびアンプリコン配列
の同時検出により、プラスミド配列を有するDMがトラ
ンスフェクションされていないCOLO 320DM細胞に存在す
るDMに由来することが示された(図2D)。混合形質転
換コロニーでのDMの組み込みの頻度は、pSFVdhfr(60
%)において高く、pNeo.Myc-2.4(4.3%)において低か
った(組み込まれている配列が、如何にして頻度に影響
をおよぼすかについては明白となってない)。
Simultaneous detection of plasmid and amplicon sequences also showed that DM with plasmid sequences was derived from DM present in untransfected COLO 320 DM cells (FIG. 2D). The frequency of DM incorporation in mixed transformed colonies was determined by pSFVdhfr (60
%) And low in pNeo.Myc-2.4 (4.3%) (it is not clear how the integrated sequence affects frequency).

【0032】DMへの組み込みはプラスミドの自律的複
製を必要とする 哺乳類の起点配列がプラスミド(pSFV-VおよびpNeo-V;
図1)から削除された場合に、前記プラスミドがDM
(表1)と組換えを生じなかったことは重要な知見であ
る。また、我々はpSFVdhfr(〜800コロニー/106細胞)
と比較してpSFV-V(〜30コロニー/106細胞)の形質転換
効率が非常に低いことをも見出しており、これらの事実
は自律的に複製する能力がDMへのプラスミドの組み込
みに重要であること、そしてこの能力が形質転換効率を
増大することを示唆するものである。なぜ自律的に複製
するプラスミドが頻繁にDMと組換えを生じるかについ
ては現在推論中の問題であるが、1つの仮説はプラスミ
ドおよびDMが共通の分配様式を共有するという事実に
基づくものである。DMは引続く細胞周期のG1期に核内
の周辺部に局在する傾向にあり、複製時には核の内部に
移動し、その後、染色体に付着することにより分離され
る(14、20、21)。したがって、間期核で起こりうるD
Mおよびプラスミドの共局在化(colocalization)によ
って、これら2つのDNA種間の組換え頻度が増加する可能
性がある。
Incorporation into DM requires autonomous replication of the plasmid The mammalian origin sequences are plasmids (pSFV-V and pNeo-V;
When deleted from Figure 1), the plasmid is DM
It is an important finding that recombination did not occur with (Table 1). Also we pSFVdhfr (~ 800 colonies / 10 6 cells)
We also found that the transformation efficiency of pSFV-V (~ 30 colonies / 10 6 cells) was very low compared to that, and these facts indicate that the ability to replicate autonomously is important for plasmid integration into DM. And that this ability increases transformation efficiency. It is a question currently inferring why autonomously replicating plasmids frequently recombine with DM, but one hypothesis is based on the fact that plasmids and DM share a common partition mode. . DM tends to be localized in the periphery of the nucleus during the subsequent G1 phase of the cell cycle, migrates into the nucleus during replication, and is then separated by attaching to the chromosome (14, 20, 21). . Therefore, D that can occur in the interphase nucleus
Colocalization of M and plasmids may increase the frequency of recombination between these two DNA species.

【0033】核マトリックス結合領域は哺乳類の起点に
よって駆動される染色体外複製に必要である 核マトリックス結合領域はジヒドロ葉酸リダクターゼ遺
伝子座上の複製開始部位付近に存在するという報告があ
る(16)、pSFVdhfrの4.6kbp挿入物には報告がない。そ
れにもかかわらず、核マトリックス結合領域検索プログ
ラム(22)分析は前記挿入物内部での潜在的な核マトリ
ックス結合領域の存在可能性を予測した、そして、実際
に予測された断片がインビトロで核マトリックスに結合
することが認められた(図3)。また、核マトリックス
結合領域検索プログラムはpNeo.Myc-2.4のc-myc遺伝子
座由来の2.4kbp挿入物に核マトリックス結合領域の候補
を検出できなかった。しかし、前記プラスミドは核マト
リックス結合活性を呈するSV40初期領域由来の配列を含
んでおり(18)、我々のインビトロでのマトリックス結
合アッセイによって核マトリックス結合活性を有するこ
とが立証された(図3)。形質転換効率およびDMへの
組み込みにおける核マトリックス結合領域の役割を調査
するため、我々はpNeo.Myc-2.4のSV40由来の核マトリッ
クス結合領域類似配列を削除した(これにより、pNeo.M
ycΔSVが作成される;図1)、一方、我々は他の構築物
(pNeo.MycΔSV AR1)の該部位をIgκ遺伝子由来の核マ
トリックス結合領域と置換した(19)。予想したとお
り、インビトロ結合アッセイによって、前者プラスミド
(pNeo.MycΔSV)から生成するNcoI/HindIII断片は核マ
トリックス結合活性を示さないが、一方、後者(pNeo.M
ycΔSV AR1)から生成したものは核マトリックスに結合
することが示された(図3)。COLO 320DM細胞がこれら
のプラスミドでトランスフェクトされた際に、形質転換
効率はpNeo.MycΔSV AR1(〜800コロニー/106細胞)と
対比して、pNeo.MycΔSV(〜90コロニー/106細胞)で非
常に低かった。さらに、前者プラスミド(pNeo.Myc ΔS
V)はDMに組み込まれなかったが、一方、後者(pNeo.
Myc ΔSV AR1)は組み込まれた(表1;図2E)。これら
の観察結果はDMへの組み込みがシス作動性核マトリッ
クス結合領域に依存することを示すものである。このよ
うなことから、核マトリックス結合領域はプラスミドの
自律的複製に重要な役割を担うと思われる。
Nuclear Matrix Binding Region Is Required for Extrachromosomal Replication Driven by a Mammalian Origin The nuclear matrix binding region has been reported to be located near the replication initiation site on the dihydrofolate reductase locus (16), pSFVdhfr. There is no report on the 4.6 kbp insert of. Nevertheless, a nuclear matrix binding region retrieval program (22) analysis predicted the possible presence of potential nuclear matrix binding regions within the insert, and the actually predicted fragments were found to be nuclear matrix bound in vitro. Was found to bind to (Fig. 3). In addition, the nuclear matrix binding region search program could not detect the nuclear matrix binding region candidate in the 2.4 kbp insert derived from the c-myc locus of pNeo.Myc-2.4. However, the plasmid contained sequences from the SV40 early region which exhibited nuclear matrix binding activity (18) and was demonstrated to have nuclear matrix binding activity by our in vitro matrix binding assay (Fig. 3). To investigate the role of the nuclear matrix binding region in transformation efficiency and integration into DM, we deleted the nuclear matrix binding region-like sequence from SV40 of pNeo.Myc-2.4 (hence pNeo.M).
ycΔSV is generated; FIG. 1), while we replaced the site of another construct (pNeo.MycΔSV AR1) with the nuclear matrix binding region from the Igκ gene (19). As expected, the NcoI / HindIII fragment generated from the former plasmid (pNeo.MycΔSV) by in vitro binding assay shows no nuclear matrix binding activity, whereas the latter (pNeo.M
Those produced from ycΔSV AR1) were shown to bind to the nuclear matrix (Fig. 3). When COLO 320DM cells were transfected with these plasmids, transformation efficiency in comparison with pNeo.MycΔSV AR1 (~800 colonies / 10 6 cells), in pNeo.MycΔSV (~90 colonies / 106 cells) It was very low. In addition, the former plasmid (pNeo.Myc ΔS
V) was not incorporated into DM, while the latter (pNeo.
Myc ΔSV AR1) was incorporated (Table 1; Figure 2E). These observations indicate that DM integration depends on the cis-acting nuclear matrix binding region. Therefore, the nuclear matrix binding region seems to play an important role in autonomous replication of plasmid.

【0034】自律複製するプラスミドは遺伝子増幅類似
の現象を惹起する 予想外の現象が異なる細胞株(すなわち、COLO 320HSR
細胞)をトランスフェクションに使用した際に認められ
た。この細胞株は通常DMを含まないが、pSFVdhfrまた
はpNeo.MycΔSV AR1でトランスフェクトした際に多くの
プラスミド配列を有するDMが観察された(それぞれ、
図2GおよびH)(すなわち、多くの微小クロマチン・ペ
アが分裂中期で観察された)。これらのDMがCOLO 320
細胞に認められるオリジナルのアンプリコン配列を含ま
ないことが2色FISH分析により示され(図2G)、この事
実はDMがde novoに発生したことを意味している。D
Mを有する細胞は、起点と核マトリックス結合領域の両
方を有するプラスミドでトランスフェクトした場合のみ
頻繁に存在した(表1)。また、これらの現象はHeLa
(DMを欠く他の腫瘍細胞株)が使用された場合にも認
められた(図2I)。プラスミドが内在性の染色体外閉環
型DNAと頻繁に組換えを生じるとの解釈がこの現象を説
明しうるもっともらしい解釈である。実際に、多くの哺
乳類体細胞はゲノムの柔軟性に依拠した染色体外の閉環
型DNAを含んでいる(23)。我々の観察は、DMが顕微
鏡で検出不可能なエピソーム間の組換えによって発生す
ることを示唆するモデルを直接的に支持するものである
(24)。
The autonomously replicating plasmid induces a phenomenon similar to gene amplification. A cell line different in unexpected phenomenon (that is, COLO 320HSR).
Cells) were used for transfection. Although this cell line is normally DM-free, DM with many plasmid sequences were observed when transfected with pSFVdhfr or pNeo.MycΔSV AR1 (respectively,
2G and H) (ie, many microchromatin pairs observed in metaphase). These DM are COLO 320
Two-color FISH analysis showed that the cells did not contain the original amplicon sequence found (Fig. 2G), which means that DM occurred de novo. D
M-bearing cells were frequently present only when transfected with a plasmid containing both the origin and the nuclear matrix binding region (Table 1). In addition, these phenomena are
It was also observed when (another tumor cell line lacking DM) was used (Fig. 2I). The interpretation that the plasmid frequently recombines with the endogenous extrachromosomal closed circular DNA is a plausible explanation that may explain this phenomenon. Indeed, many mammalian somatic cells contain extrachromosomal closed circular DNA, which relies on genomic flexibility (23). Our observations directly support a model that suggests that DM occurs by microscopically undetectable episomal recombination (24).

【0035】また、我々は染色体均一染色領域(腫瘍細
胞で見つけられる)に類似する染色体腕に沿った非常に
強いプラスミド・シグナルを呈する細胞群を見出した
(図2F、矢印)。このような細胞群は、起点と核マトリ
ックス結合領域両方を有するプラスミドが使用された場
合に限り観察された。興味深いことに、この細胞群の発
生頻度は、COLO 320HSR細胞と対比してCOLO 320DM細胞
にトランスフェクトした際にはるかに高率であった(表
1)。この知見は、均一染色領域が染色体腕へのDMの
縦列組み込み(tandem integration)によって形成され
ることを提示するモデルと一致するものである(24)。
We also found a group of cells displaying a very strong plasmid signal along chromosomal arms that resembled a uniform chromosome staining region (found in tumor cells) (Fig. 2F, arrow). Such groups of cells were only observed when a plasmid with both the origin and the nuclear matrix binding region was used. Interestingly, the frequency of this cell population was much higher when transfected into COLO 320DM cells versus COLO 320HSR cells (Table
1). This finding is consistent with a model that presents that the uniformly stained region is formed by tandem integration of DM into the chromosome arm (24).

【0036】以上のように我々は本発明の基礎研究過程
で、ヒト腫瘍形成で重大な役割を演ずる遺伝子増幅の機
構における新規インビトロ・モデルを明らかにした。こ
のモデルは哺乳類の複製起点の機能分析に有用と思われ
る、というのも今日まで本課題の研究の多くは、周囲の
クロマチンによって影響される染色体上に組み込まれた
配列を使用してなされてきたからである。
As described above, in the course of the basic research of the present invention, we have revealed a novel in vitro model in the mechanism of gene amplification that plays a crucial role in human tumorigenesis. This model appears to be useful for functional analysis of the origin of replication in mammals, since to date much of the work in this subject has been done using sequences integrated on the chromosome that are affected by the surrounding chromatin. Is.

【0037】本発明で我々は、前記インビトロ・モデル
によりDM組込みまたはDM生成がプラスミド上のシス
作動性複製起点および核マトリックス結合領域を必要と
することを示した。この結果は、組換えが自律的複製し
得るプラスミドを必要とすることを強く示唆するもので
ある。このような染色体外複製の研究は、遺伝子治療に
必要とされる哺乳類レプリコンを有する安定したプラス
ミド開発等を促進するものとおもわれる。
In the present invention, we have shown by the in vitro model that DM integration or DM generation requires a cis-acting origin of replication on the plasmid and a nuclear matrix binding region. This result strongly suggests that recombination requires a plasmid capable of autonomous replication. Such studies of extrachromosomal replication are thought to facilitate the development of stable plasmids having mammalian replicon required for gene therapy.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明による方法は、どのような哺乳動
物細胞にも適用可能であり、極めて簡単な操作で目的遺
伝子を細胞内で数千から一万コピー以上にまで増幅させ
ることが可能となる。さらに、本発明による方法は、原
理上、どのような長さの遺伝子でも増幅させることが可
能であるため、ゲノム上の広範な目的遺伝子領域を増幅
させることが可能となる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The method according to the present invention can be applied to any mammalian cells, and it is possible to amplify a target gene in cells by several thousand to ten thousand copies or more by an extremely simple operation. Become. Furthermore, since the method according to the present invention can amplify a gene of any length in principle, it is possible to amplify a wide range of target gene regions on the genome.

【0039】[0039]

【参照文献】1. Benner, S. E., Wahl, G. M., and Von
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of acentric chromatinfrom mitotic chromosomes lead
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in the amplified dihydrofolate reductase domain o
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【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本研究で使用したプラスミドを示す図
である。図には、EBウイルス・レプリコン(OriPおよび
EBNA-1)、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、および
c-myc遺伝子座由来の哺乳類複製起点を有するpEPBG、pS
FVdhfrおよびpNeo.Myc-2.4の構成が示されている。本研
究における他のプラスミドは、pSFVdhfrまたはpNeo.Myc
-2.4から構築された。SV40初期領域またはIgκ遺伝子
(AR1)由来のイントロニック配列は、核マトリックス
結合活性を呈した(黒四角で示される)。ジヒドロ葉酸
リダクターゼ Oriβは、その内部に核マトリックス結合
活性を呈する配列を含む(図3参照)。GFP-GAP(GFPとG
APの融合遺伝子); BS(ブラスティサイジン S耐
性); Hyg(ハイグロマイシン耐性); Neo(ネオマイ
シン耐性); MMTI(マウスのメタロチオネインの5'フ
ランキングDNAおよびプロモーター領域)。白四角は細
菌細胞の成育に必要なベクター領域を表す。
FIG. 1 is a diagram showing the plasmids used in this study. The figure shows the EB virus replicon (OriP and
EBNA-1), the dihydrofolate reductase locus, and
pEPBG and pS with origin of mammalian replication derived from c-myc locus
The configurations of FVdhfr and pNeo.Myc-2.4 are shown. Other plasmids in this study were pSFVdhfr or pNeo.Myc.
-Built from 2.4. Intronic sequences from the SV40 early region or the Igκ gene (AR1) exhibited nuclear matrix binding activity (indicated by filled squares). The dihydrofolate reductase Oriβ contains a sequence exhibiting nuclear matrix binding activity (see FIG. 3). GFP-GAP (GFP and G
AP fusion gene); BS (blasticidin S resistance); Hyg (hygromycin resistance); Neo (neomycin resistance); MMTI (5 'flanking DNA and promoter region of mouse metallothionein). Open squares represent vector regions required for growth of bacterial cells.

【図2】図2は、プラスミドで形質転換された腫瘍細胞
のFISH分析の結果を示す蛍光顕微鏡写真である。COLO 3
20DM (A-F), COLO 320HSR (G and H), および HeLa (I)
細胞が、pEPBG(A および B), pSFVdhfr (C, D, G, およ
び I), または pNeo.Myc ΔSV AR1 (E,F, および H)で
トランスフェクトされた。安定形質転換体を培養30日経
過後に選択し、分裂中期の染色体標本を作成した。トラ
ンスフェクションするプラスミドから調製したDIG標識
プローブを染色体標本とのハイブリダイズに使用し、緑
色蛍光で検出した。DおよびGはトランスフェクションし
ていないCOLO 320DM細胞の精製微小核から調製したビオ
チン標識プローブとDIG標識プラスミドプローブを同時
にハイブリダイズし、赤色蛍光で検出した結果を示す。
白矢印は、DM(A-EおよびG-I)または分裂中期の均一
染色領域に相当する間期核(F)の巨大シグナル(Fの挿入
図)を示す。アローヘッド(FおよびH)は、プラスミド
由来の配列を蓄積した微小核を示す。プロピディウムイ
オダイド(propidium iodide)により赤色(A-Cおよび
I)に、または4',6-ジアミノ-2-フェニルインドール
(4',6-diamidino-2-phenylindole)により青色(D-H)
にDNAを対比染色した。緑色および赤色の重複部は黄色
を、緑色および青色の重複部はシアン色を、そして3色
全部の重複は白色を呈する。Dにおいて、プラスミド配
列(緑色)は、DM(青色で検出、白矢印)に局在する
アンプリコン配列(赤色)と局在が一致した。Gにおい
て、アンプリコン配列(赤色)は、細胞中のマーカー均
一染色領域で主に検出(黄色の矢印I、IIおよびIII)さ
れたが、プラスミド配列(緑色、白矢印で示される)を
有するDM(青色)では検出されなかった。バーは10μ
mを表す。
FIG. 2 is a fluorescence micrograph showing the results of FISH analysis of tumor cells transformed with the plasmid. COLO 3
20DM (AF), COLO 320HSR (G and H), and HeLa (I)
Cells were transfected with pEPBG (A and B), pSFVdhfr (C, D, G, and I), or pNeo.MycΔSV AR1 (E, F, and H). Stable transformants were selected after 30 days in culture, and metaphase chromosome samples were prepared. The DIG-labeled probe prepared from the transfecting plasmid was used for hybridization with the chromosome preparation and detected by green fluorescence. D and G show the results obtained by simultaneously hybridizing a biotin-labeled probe prepared from purified micronuclei of untransfected COLO 320DM cells and a DIG-labeled plasmid probe and detecting with red fluorescence.
White arrows indicate a giant signal (F inset) of DM (AE and GI) or interphase nuclei (F) corresponding to the uniform staining region of metaphase. Arrowheads (F and H) indicate micronuclei that have accumulated plasmid-derived sequences. Propium iodide produces red (AC and
Blue) (DH) to I) or with 4 ', 6-diamino-2-phenylindole (4', 6-diamidino-2-phenylindole)
DNA was counterstained. The green and red overlaps are yellow, the green and blue overlaps are cyan, and all three overlaps are white. In D, the plasmid sequence (green) was co-localized with the amplicon sequence (red) localized in DM (detected in blue, white arrow). In G, the amplicon sequence (red) was mainly detected in the marker uniform staining region in cells (yellow arrows I, II and III), but DM with plasmid sequence (green, indicated by white arrow). It was not detected in (blue). Bar is 10μ
represents m.

【図3】図3は、インビトロ・マトリックス結合アッセ
イの結果を示すPAGE電気泳動写真である。プラスミドを
各々BamHI/ HindIII (pAR1)、NcoI/HindIII (pNeo.Myc-
2.4, pNeo.Myc ΔSV および pNeo.Myc ΔSV AR1;制限
酵素認識部位は図1を参照)、HinfI (pSFVdhfr)で消化
し、末端充填反応(end-filling reaction) により[α
-32P]dATPで標識した。標識DNA断片を種々の濃度の未標
識競合物(大腸菌DNAおよびpUC18 DNAが20:1の混合物)
の存在下で、核マトリックスとともにインキュベーショ
ンした。遠心分離を繰り返してマトリックスを洗浄後、
マトリックスに結合したDNA断片を5%-PAGEで分離し、オ
ートラジオグラフィーによって視覚化した。レーン1、
インプットDNA;Lanes 2-4、競合DNA(それぞれ、4、
8、16μg)存在下の反応。アローヘッドは、マトリック
スに特異的に結合したバンドを示す。pAR1はコントロー
ルとして使用したプラスミドであり、マウスIgκ遺伝子
(アローヘッド)に由来する核マトリックス結合領域を
含む。核マトリックス結合活性を呈するpNeo.Myc-2.4断
片は、核マトリックス結合領域(18)であることが証明
されたSV40初期領域を具備している。この配列の削除
は、完全に核マトリックス結合活性を破壊した(pNeo.M
ycΔSV)。しかし、このプラスミドへのIgκ核マトリッ
クス結合領域配列の挿入は、核マトリックス結合活性を
復活させた(pNeo.MycΔSV AR1)。マトリックスに結合
したpSFVdhfr断片(a)は、核マトリックス結合領域検索
プログラムによって予測された潜在的核マトリックス結
合領域と一致するジヒドロ葉酸リダクターゼ挿入物の中
心部由来の886bp断片と同定された。断片(b)の素性は
同定されなかったが、同様に挿入物に由来する断片であ
るとの解釈がもっともらしい。
FIG. 3 is a PAGE electrophoretic photograph showing the results of an in vitro matrix binding assay. The plasmids were designated BamHI / HindIII (pAR1) and NcoI / HindIII (pNeo.Myc-
2.4, pNeo.Myc ΔSV and pNeo.Myc ΔSV AR1; see Fig. 1 for restriction enzyme recognition sites), digest with HinfI (pSFVdhfr), and end-filling reaction [α
- 32 P] labeled with dATP. Unlabeled competitor of labeled DNA fragments at various concentrations (20: 1 mixture of E. coli DNA and pUC18 DNA)
Incubation with nuclear matrix in the presence of After repeating centrifugation to wash the matrix,
The matrix-bound DNA fragments were separated by 5% -PAGE and visualized by autoradiography. Lane 1,
Input DNA; Lanes 2-4, competitive DNA (4, respectively,
8, 16 μg) Reaction in the presence. Arrowheads show bands specifically bound to the matrix. pAR1 is the plasmid used as a control and contains the nuclear matrix binding region derived from the mouse Igκ gene (Arrowhead). The pNeo.Myc-2.4 fragment that exhibits nuclear matrix-binding activity contains the SV40 early region, which has been shown to be the nuclear matrix-binding region (18). Deletion of this sequence completely abolished nuclear matrix binding activity (pNeo.M
ycΔSV). However, insertion of Igκ nuclear matrix binding region sequences into this plasmid restored nuclear matrix binding activity (pNeo.MycΔSV AR1). The matrix-bound pSFVdhfr fragment (a) was identified as a 886 bp fragment from the core of the dihydrofolate reductase insert that matched the potential nuclear matrix binding region predicted by the nuclear matrix binding region search program. The identity of fragment (b) was not identified, but it is likely that the fragment is also derived from the insert.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 哺乳動物細胞内で目的遺伝子を高度に増
幅および/または発現させるためのベクターであって、
真核細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結
合領域を具備し、トランスフェクションされた細胞内に
おいて自律複製可能で、且つ娘細胞に安定して分配され
ることを特徴とするベクター。
1. A vector for highly amplifying and / or expressing a gene of interest in a mammalian cell, comprising:
A vector comprising an origin of replication that functions in a eukaryotic cell and a nuclear matrix binding region, capable of autonomous replication in a transfected cell, and stably distributed to daughter cells.
【請求項2】 前記真核細胞内で機能する複製起点が、
EBウイルス潜在複製起点(EBV latent origin)、c-myc
遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、および
β-グロビン遺伝子座の複製起点の何れか1つに由来す
る、請求項1に記載のベクター。
2. The origin of replication that functions in the eukaryotic cell,
EB virus latent origin of replication (EBV latent origin), c-myc
The vector according to claim 1, which is derived from any one of the origin of replication of the locus, the dihydrofolate reductase locus, and the β-globin locus.
【請求項3】 前記核マトリックス結合領域が、Igκ遺
伝子座、SV40初期領域、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝
子座の核マトリックス結合領域の何れか1つに由来す
る、請求項1または2に記載のベクター。
3. The vector according to claim 1, wherein the nuclear matrix binding region is derived from any one of the Igκ locus, the SV40 early region, and the dihydrofolate reductase locus nuclear matrix binding region.
【請求項4】 増幅および/または発現させる前記目的
遺伝子が、前記ベクターに対してシスに配置された、請
求項1〜3に記載のベクター。
4. The vector according to claim 1, wherein the gene of interest to be amplified and / or expressed is arranged in cis with respect to the vector.
【請求項5】 哺乳動物細胞内で目的遺伝子を高度に増
幅および/または発現させる方法であって、請求項4に
記載の組換え型ベクターを適切な哺乳類宿主細胞にトラ
ンスフェクションして、前記目的遺伝子を増幅および/
または発現させることを特徴とする方法。
5. A method for highly amplifying and / or expressing a target gene in a mammalian cell, comprising transfecting the recombinant vector according to claim 4 into a suitable mammalian host cell to obtain the target gene. Amplify and / or gene
Alternatively, a method of expressing.
【請求項6】 哺乳動物細胞内で目的遺伝子を高度に増
幅および/または発現させる方法であって、前記目的遺
伝子を請求項1〜4の何れか1項に記載のベクターに対
してトランスに配置すると共に、これを前記ベクターと
共に適切な哺乳類宿主細胞にトランスフェクションして
増幅および/または発現させることを特徴とする方法。
6. A method for highly amplifying and / or expressing a target gene in a mammalian cell, wherein the target gene is arranged in trans with respect to the vector according to any one of claims 1 to 4. And transfecting it with a suitable mammalian host cell for amplification and / or expression.
【請求項7】 請求項1〜4に記載のベクターをトラン
スフェクトされた形質転換細胞。
7. A transformed cell transfected with the vector according to claim 1.
【請求項8】 請求項6に記載の方法においてトランス
フェクトされた形質転換細胞。
8. A transformed cell transfected in the method according to claim 6.
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