JP2003525605A - Green fluorescent protein of Renilla reniformis and its mutants - Google Patents

Green fluorescent protein of Renilla reniformis and its mutants

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JP2003525605A
JP2003525605A JP2001564328A JP2001564328A JP2003525605A JP 2003525605 A JP2003525605 A JP 2003525605A JP 2001564328 A JP2001564328 A JP 2001564328A JP 2001564328 A JP2001564328 A JP 2001564328A JP 2003525605 A JP2003525605 A JP 2003525605A
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renilla reniformis
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reniformis gfp
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JP2001564328A
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フェルツ,キャサリン・エイ
ヴェランコート,ピーター・イー
ソージ,ジョゼフ・エイ
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ストラタジーン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、レニラ・レニフォルミス由来の緑蛍光タンパク質(GFP)をコードする組換えポリヌクレオチド、並びに、レニラ・レニフォルミスGFPの変異体および融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに関する。本発明はさらに、レニラ・レニフォルミスGFPおよびその変異体および融合体をコードするベクター、並びに、該ベクターを含むおよび/または発現する細胞に関する。本発明はまた、組換えレニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドおよび融合ポリペプチドおよびその変異体、並びに、該ポリペプチドをインビボおよびインビトロの両方で作製および使用する方法に関する。   (57) [Summary] The present invention relates to recombinant polynucleotides encoding green fluorescent protein (GFP) from Renilla reniformis, as well as polynucleotides encoding variants and fusion polypeptides of Renilla reniformis GFP. The present invention further relates to vectors encoding Renilla reniformis GFP and variants and fusions thereof, and cells containing and / or expressing the vectors. The invention also relates to recombinant Renilla reniformis GFP polypeptides and fusion polypeptides and variants thereof, and methods of making and using the polypeptides both in vivo and in vitro.

Description

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

【0001】 [発明の背景] クラゲの一種であるエクオレア・ビクトリア(Aequorea victo
ria、オワンクラゲ)由来の緑蛍光タンパク質(GFP)は、生化学、分子お
よび細胞生物学、並びに医学診断の分野において、生物学的実体を追跡および定
量するのに極めて有用な手段となっている(Chalfieら、1994、Sc
ience 263:802〜805;Tsiem、1998、Ann.Rev
.Biochem.67:509〜544)。蛍光には補因子または基質は全く
必要ではなく、従って、このタンパク質は、多種多様な生物および細胞型で使用
できる。GFPは、試験プロモーターの下流への挿入により、インビボでの遺伝
子発現を研究するためのレポーター遺伝子として使用されている。この緑蛍光タ
ンパク質はまた、試験タンパク質をGFPに直接的に融合することにより、多く
のタンパク質の亜細胞の局在化を研究するのに使用されており、GFPは、細胞
培養液および動物の両方におけるウイルスベクターの感染効率をモニタリングす
るのに選択されるレポーターとなっている。さらに、多くの遺伝子修飾をGFP
に実施し、変異体を得、このスペクトルシフトは、pH、イオン流入、および細
胞のリン酸化状態などの細胞環境の変化に対応する。おそらく、細胞指示薬とし
てGFPの最も有望な役割は、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)技術へのそ
の適用である。FRETは、あるものの発光スペクトルが第二の励起スペクトル
に重複するフルオロフォアに生じる。フルオロフォアが近接すると、「ドナー」
フルオロフォアの励起により、「アクセプター」から発光が生じる。従って、こ
れらのフルオロフォアの対は、細胞の相互作用のモニタリングに有用である。G
FPまたはその変異体などの蛍光タンパク質は、その蛍光発光および励起スペク
トルが重複してFRETが可能である場合、インビボまたはインビトロでの、タ
ンパク質とタンパク質との相互作用の解析に有用である。ドナーおよびアクセプ
ター蛍光タンパク質は、相互作用について解析したいタンパク質との融合体とし
て作成し得る。これらの型のGFPの適用は、ハイスループット解析に特に効果
的である。その読み出しは直接的であり、亜細胞の局在化から独立しているでか
らである。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] Aequorea victo, a type of jellyfish
The green fluorescent protein (GFP) from ria, Owan jellyfish has become an extremely useful tool for tracking and quantifying biological entities in the fields of biochemistry, molecular and cell biology, and medical diagnostics ( Chalfie et al., 1994, Sc.
ience 263: 802-805; Tsiem, 1998, Ann. Rev
. Biochem. 67: 509-544). No cofactors or substrates are required for fluorescence, so the protein can be used in a wide variety of organisms and cell types. GFP has been used as a reporter gene to study gene expression in vivo by inserting it downstream of a test promoter. This green fluorescent protein has also been used to study subcellular localization of many proteins by directly fusing the test protein to GFP, which was used in both cell cultures and animals. Has become the reporter of choice for monitoring the infection efficiency of viral vectors in E. coli. In addition, many gene modifications
Performed to obtain mutants whose spectral shifts correspond to changes in the cellular environment such as pH, ion influx, and phosphorylation status of cells. Perhaps the most promising role of GFP as a cell indicator is its application to fluorescence resonance energy transfer (FRET) technology. FRET occurs in a fluorophore whose emission spectrum overlaps the second excitation spectrum. When the fluorophores are in close proximity, a "donor"
Excitation of the fluorophore causes the "acceptor" to emit light. Therefore, these fluorophore pairs are useful for monitoring cellular interactions. G
Fluorescent proteins such as FP or variants thereof are useful for in vivo or in vitro protein-protein interaction analysis if their fluorescence emission and excitation spectra can overlap for FRET. The donor and acceptor fluorescent proteins can be made as fusions with the proteins one wishes to analyze for interactions. The application of these types of GFP is particularly effective for high throughput analysis. The readout is direct and independent of subcellular localization.

【0002】 精製されたエクオレア・ビクトリアGFPは、395nmで最大励起波長を有
し、470nmで最小ピークを有する青い光を吸収し、約510nmの発光波長
および540nm付近の最小ピークを有する緑蛍光を放出する、約27kDaの
単量体タンパク質である(Wardら、1979、Photochem.Pho
tobiol.Rev.4:1〜57)。エクオレア・ビクトリアGFPの最大
励起は、標準的な蛍光検出光学レンズの波長の範囲内ではない。さらに、エクオ
レア・ビクトリアGFPの励起および発光スペクトルの幅は、FRETに関与す
る適用に使用するには十分に適していない。FRET適用でも有用であるために
、フルオロフォアの励起および発光スペクトルは、好ましくは低く広いのではな
く、むしろ高く狭い。標準的なフルオレセイン励起および検出光学レンズを使用
できるGFPタンパク質が、当分野で必要である。また、狭く、好ましくは重複
していないスペクトルピークを有するGFPタンパク質が必要である。
Purified Aequorea Victoria GFP absorbs blue light with a maximum excitation wavelength at 395 nm and a minimum peak at 470 nm and emits green fluorescence with an emission wavelength of about 510 nm and a minimum peak near 540 nm. Is a monomeric protein of approximately 27 kDa (Ward et al., 1979, Photochem. Pho.
tobiol. Rev. 4: 1-57). The maximum excitation of Aequorea Victoria GFP is not within the wavelength range of standard fluorescence detection optics. Moreover, the width of the excitation and emission spectra of Aequorea victoria GFP is not well suited for use in applications involving FRET. To be useful in FRET applications, the excitation and emission spectra of fluorophores are preferably high and narrow rather than low and broad. There is a need in the art for GFP proteins that can use standard fluorescein excitation and detection optical lenses. There is also a need for GFP proteins with narrow, preferably non-overlapping spectral peaks.

【0003】 遺伝子発現研究のレポーターとしてのエクオレア・ビクトリアのGFPの使用
は、非常に一般的であるが、比較的低い量子収量により妨害される(フルオロフ
ォアの輝度は、吸光係数と蛍光量子収量の積として決定する)。一般に、エクオ
レア・ビクトリアGFPコード配列は、CMVプロモーターなどの強力なプロモ
ーター、またはテトラサイクリン転写活性化系などの強力な外来性調節因子に連
結して、容易に検出可能なシグナルを生成しなければならない。これにより、内
因性調節因子に応答性の天然プロモーターの活性を調べるためのレポーターとし
てGFPを使用することが困難になる。より強い強度により、明らかに、GFP
技術の他の適用感度も増加する。当分野では、より高い量子収量をもつGFPタ
ンパク質が必要である。
The use of Aequorea victoria GFP as a reporter for gene expression studies is very common, but is hampered by the relatively low quantum yields (fluorophore brightness is related to extinction coefficient and fluorescence quantum yield). Determined as the product). Generally, the Aequorea Victoria GFP coding sequence must be linked to a strong promoter, such as the CMV promoter, or a strong exogenous regulator, such as the tetracycline transcription activation system, to produce an easily detectable signal. This makes it difficult to use GFP as a reporter to probe the activity of natural promoters responsive to endogenous regulators. Clearly GFP due to stronger strength
The sensitivity of other applications of the technology also increases. There is a need in the art for GFP proteins with higher quantum yields.

【0004】 エクオレア・ビクトリアGFPの別の欠点は、pHの変化による、そのスペク
トル特徴の変動を含む。高いpH(pH11〜12)では、野生型エクオレア・
ビクトリアGFPは、395nmの吸光度および励起振幅を消失し、470nm
の振幅を得る(Wardら、1982、Photochem.Photobio
l.35:803〜808)。エクオレア・ビクトリア蛍光は、pKa4.5付
近の酸性pHでも消光する。当分野では、pH変動に対してより感受性の低い蛍
光を示すGFPが必要である。
Another drawback of Aequorea Victoria GFP involves the variation of its spectral characteristics due to changes in pH. At high pH (pH 11-12), wild-type aequorea
Victoria GFP loses its absorbance at 395 nm and its excitation amplitude, 470 nm
(Ward et al., 1982, Photochem. Photobio).
l. 35: 803-808). Aequorea victoria fluorescence quenches even at acidic pH around pKa 4.5. There is a need in the art for GFPs that exhibit fluorescence that is less sensitive to pH fluctuations.

【0005】 さらに、広範囲の適用において、より有用であるために、当分野では、生物学
的試験にしばしば使用される有機溶媒、界面活性剤およびプロテアーゼに対して
、エクオレア・ビクトリアGFPに比べて、蛍光特徴の安定性の増加を示すGF
Pタンパク質が必要である。また、当分野では、エクオレア・ビクトリアGFP
よりも、より多種多様の細胞型に可溶性の可能性が高く、内因性タンパク質に非
特異的に干渉する可能性の低いGFPタンパク質が必要である。
Furthermore, because of their greater utility in a wide range of applications, in the art, compared to Aequorea Victoria GFP, for organic solvents, detergents and proteases often used in biological tests, GF showing increased stability of fluorescent features
P protein is required. Also, in the field, Equorea Victoria GFP
There is a need for GFP proteins that are more likely to be soluble in a wider variety of cell types and less likely to non-specifically interfere with endogenous proteins.

【0006】 エクオレア・ビクトリアGFPに対する多くの修飾が、タンパク質の有用性を
増強する目的でなされている。例えば、蛍光発光の輝度、或いは、励起若しくは
発光スペクトルまたは両方のスペクトルの特徴を増強することを目的とした修飾
を行なった。記載した数個のこれらの修飾アプローチの目的は、その励起および
発光スペクトル並びに蛍光強度において、レニラ・レニフォルミス(Renil
la reniformis、ウミシイタケ)のGFPにより、類似したエクオ
レア・ビクトリアGFPを作成することであったことを注記する。
Many modifications to Aequorea Victoria GFP have been made with the aim of enhancing the utility of the protein. For example, modifications were made to enhance the brightness of the fluorescence emission, or the features of the excitation or emission spectra or both spectra. The purpose of some of these modification approaches described is the Renil reniformis (Renil) in its excitation and emission spectra and fluorescence intensity.
Note that it was to make a similar Aequorea victoria GFP by the GFP of La reniformis, Renilla).

【0007】 蛍光特徴の変化を示すエクオレア・ビクトリア変異体に関する参考文献は、例
えば、以下を含む。Heimら(1995、Nature 373:663〜6
64)は、ポリペプチドの蛍光強度を増強する、エクオレア・ビクトリアのS6
5での変異に関する。エクオレア・ビクトリアGFPへのS65T変異は、「そ
の主な問題を寛解し、そのスペクトルを、よりRenillaに近いものにする
」と言われている。
References for Aequorea victoria mutants exhibiting altered fluorescence characteristics include, for example: Heim et al. (1995, Nature 373: 663-6.
64) enhances fluorescence intensity of polypeptide, S6 of Aequorea Victoria
Regarding the mutation at 5. The S65T mutation to Aequorea victoria GFP is said to "ameliorate its main problem and make its spectrum more like Renilla."

【0008】 Chalfie(1995、Photochem.Photobiol.62
:651〜656)による総説は、当時知られていたエクオレア・ビクトリアの
最も強度の強い蛍光変異体である、エクオレア・ビクトリアのS65T変異体は
、レニラ・レニフォルミスGFPほど強度が強くないことを注記する。
Chaltie (1995, Photochem. Photobiol. 62)
: 651-656) note that the S65T mutant of Aequorea Victoria, the most intense fluorescent mutant of Aequorea Victoria known at the time, is not as potent as Renilla reniformis GFP. .

【0009】 エクオレア・ビクトリア変異体に関するさらなる文献は、例えば、Ehrig
ら、1995、FEBS Lett.367:163〜166);Surpin
ら、1987、Photochem.Photobiol.45(補刊):95
S;Delagraveら、1995、Bio Technology 13:
151〜154;およびYangら、1996、Gene 173:19〜23
を含む。
Further literature on Aequorea Victoria mutants can be found in, for example, Ehrig.
Et al., 1995, FEBS Lett. 367: 163-166); Surpin
Et al., 1987, Photochem. Photobiol. 45 (supplementary issue): 95
S; Delagrave et al., 1995, Bio Technology 13:
151-154; and Yang et al., 1996, Gene 173: 19-23.
including.

【0010】 エクオレア・ビクトリアGFPおよびその変異体に関する特許および特許出願
文献は、以下を含む。米国特許第5,874,304号は、ポリペプチドのスペ
クトル特徴および蛍光強度を変化させると言われている、エクオレア・ビクトリ
アGFP変異体を開示する。米国特許第5,968,738号は、スペクトル特
徴が変化したと言われている、エクオレア・ビクトリアGFP変異体を開示する
。変異の一つであるV163Aは、蛍光強度を増加すると言われている。米国特
許第5,804,387号は、特に488nmのレーザー光による励起に応答し
て、蛍光強度が増加したと言われている、エクオレア・ビクトリア変異体を開示
する。米国特許第5,625,048号は、スペクトル特徴が変化したと言われ
ているエクオレア・ビクトリア変異体、並びに、蛍光強度が増加したと言われて
いる数個の変異体を開示する。関連した米国特許第5,777,079号は、蛍
光強度の増加したエクオレア・ビクトリアGFPポリペプチドを提供すると言わ
れている、変異のさらなる組合せを開示する。国際特許出願(PCT)番号第W
O98/21355号は、第WO97/20078号、第WO97/42320
号、および第WO97/11094号と同様に、蛍光強度が増加したと言われて
いるエクオレア・ビクトリアGFP変異体を開示する。PCT出願番号第98/
06737号は、スペクトル特徴が変化したと言われている変異体を開示し、そ
のいくつかは、蛍光強度が増加したと言われている。
Patents and patent applications relating to Aequorea Victoria GFP and variants thereof include: US Pat. No. 5,874,304 discloses aequorea victoria GFP variants, which are said to alter the spectral characteristics and fluorescence intensity of polypeptides. U.S. Pat. No. 5,968,738 discloses aequorea victoria GFP variants, which are said to have altered spectral characteristics. One of the mutations, V163A, is said to increase the fluorescence intensity. US Pat. No. 5,804,387 discloses aequorea victoria mutants, which are said to have increased fluorescence intensity, particularly in response to excitation by laser light at 488 nm. US Pat. No. 5,625,048 discloses the Aequorea victoria mutant, which is said to have altered spectral characteristics, as well as several mutants which are said to have increased fluorescence intensity. Related US Pat. No. 5,777,079 discloses additional combinations of mutations that are said to provide the Aequorea Victoria GFP polypeptide with increased fluorescence intensity. International patent application (PCT) number W
O98 / 21355 is WO97 / 20078, WO97 / 42320
And WO 97/11094, a mutant of Aequorea victoria GFP said to have increased fluorescence intensity is disclosed. PCT application number 98 /
06737 discloses variants said to have altered spectral characteristics, some of which are said to have increased fluorescence intensity.

【0011】 エクオレア・ビクトリアに加えて、GFPは、種々の他の腔腸動物およびイソ
ギンチャクにおいて同定されているが、2つのGFP、すなわちエクオレア・ビ
クトリア由来のもの(Prasher、1992、Gene 111:229〜
233)およびウミシイタケのRenilla mulleri由来もの(第W
O99/49019号)のみしかクローニングされていない。
In addition to Aequorea victoria, GFP has been identified in a variety of other coelenterates and anemones, but two GFPs, from Aequorea victoria (Prasher, 1992, Gene 111: 229-).
233) and Renilla mulleri from Renilla (W.
Only O99 / 49019) has been cloned.

【0012】 [発明の要約] 本発明は、レニラ・レニフォルミス由来のGFPをコードする組換えポリヌク
レオチド、並びに、レニラ・レニフォルミスGFPの変異体および融合ポリペプ
チドをコードするポリヌクレオチド、並びに、該ポリヌクレオチドおよびポリペ
プチドの使用法を包含する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a recombinant polynucleotide encoding GFP derived from Renilla reniformis, a polynucleotide encoding mutants and fusion polypeptides of Renilla reniformis GFP, and the polynucleotide. And methods of using the polypeptides.

【0013】 より詳しくは、本発明は、配列番号1の配列を含む、組換えポリヌクレオチド
を包含する。
More specifically, the invention includes a recombinant polynucleotide comprising the sequence of SEQ ID NO: 1.

【0014】 1つの実施形態において、配列番号1の配列を含む組換えポリヌクレオチドは
さらに、少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメインをコードする配
列を含む。
[0014] In one embodiment, the recombinant polynucleotide comprising the sequence of SEQ ID NO: 1 further comprises a sequence encoding at least one fused heterologous polypeptide domain.

【0015】 本発明はさらに、レニラ・レニフォルミスGFPをコードするポリヌクレオチ
ド配列を含む組換えベクターを包含する。
The present invention further includes a recombinant vector comprising a polynucleotide sequence encoding Renilla reniformis GFP.

【0016】 1つの実施形態において、レニラ・レニフォルミスGFPをコードする配列は
配列番号1である。
In one embodiment, the sequence encoding Renilla reniformis GFP is SEQ ID NO: 1.

【0017】 別の実施形態において、組換えベクターは、プラスミド、バクテリオファージ
、ウイルスおよびレトロウイルスからなる群から選択される。
In another embodiment, the recombinant vector is selected from the group consisting of plasmids, bacteriophages, viruses and retroviruses.

【0018】 本発明はさらに、レニラ・レニフォルミスGFPをコードする組換えポリヌク
レオチドを含む細胞を包含する。
The present invention further includes cells comprising a recombinant polynucleotide encoding Renilla reniformis GFP.

【0019】 本発明はさらに、レニラ・レニフォルミスGFPをコードするポリヌクレオチ
ド配列、または配列番号1のポリヌクレオチド配列を含む組換えベクターを含む
細胞を包含する。
The present invention further includes cells comprising a polynucleotide sequence encoding Renilla reniformis GFP, or a recombinant vector comprising the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

【0020】 本発明はさらに、配列番号2のアミノ酸配列を含む単離組換えポリペプチドを
包含する。
The present invention further includes an isolated recombinant polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

【0021】 本発明はさらに、レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体および少な
くとも1つの融合された異種ポリペプチドドメインのアミノ酸配列を含む組換え
ポリペプチドを包含する。
The invention further encompasses a recombinant polypeptide comprising the amino acid sequence of Renilla reniformis GFP or a variant thereof and at least one fused heterologous polypeptide domain.

【0022】 1つの実施形態において、少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメ
インは、レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体のアミノ末端に融合し
ている。
In one embodiment, at least one fused heterologous polypeptide domain is fused to the amino terminus of Renilla reniformis GFP or variants thereof.

【0023】 別の実施形態において、少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメイ
ンは、レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体のカルボキシ末端に融合
している。
In another embodiment, at least one fused heterologous polypeptide domain is fused to the carboxy terminus of Renilla reniformis GFP or variants thereof.

【0024】 別の実施形態において、少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメイ
ンは、レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体に、リンカー配列を介し
て融合している。
[0024] In another embodiment, at least one fused heterologous polypeptide domain is fused to Renilla reniformis GFP or a variant thereof via a linker sequence.

【0025】 本発明はさらに、a)レニラ・レニフォルミスのGFPをコードするポリヌク
レオチド配列を含む組換えベクターを細胞に導入するステップと、b)ステップ
(a)の細胞を培養するステップと、c)レニラ・レニフォルミスのGFPを前
記細胞から単離するステップとを含む、レニラ・レニフォルミスGFPの生成方
法を包含する。
The invention further comprises the steps of a) introducing into the cells a recombinant vector comprising a polynucleotide sequence encoding the Renilla reniformis GFP, b) culturing the cells of step (a), and c). Isolating Renilla reniformis GFP from the cells, the method comprising the steps of producing Renilla reniformis GFP.

【0026】 1つの実施形態において、細胞は細菌細胞である。[0026]   In one embodiment, the cells are bacterial cells.

【0027】 別の実施形態において、細胞は真核細胞である。[0027]   In another embodiment, the cells are eukaryotic cells.

【0028】 好ましい実施形態において、真核細胞は、酵母、昆虫細胞、および哺乳動物細
胞からなる群から選択される。哺乳動物細胞はヒトであることが好ましい。
In a preferred embodiment, the eukaryotic cell is selected from the group consisting of yeast, insect cells, and mammalian cells. The mammalian cells are preferably human.

【0029】 別の実施形態において、ポリヌクレオチド配列はヒト化された配列である。[0029]   In another embodiment, the polynucleotide sequence is a humanized sequence.

【0030】 本発明はさらに、野生型レニラ・レニフォルミスGFPに比べて、蛍光強度の
増加した、変化したレニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドをコードするポ
リヌクレオチドを包含する。
The invention further includes a polynucleotide encoding an altered Renilla reniformis GFP polypeptide with increased fluorescence intensity relative to wild-type Renilla reniformis GFP.

【0031】 1つの実施形態において、ポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸64〜69
により規定されるアミノ酸の配列において、野生型レニラ・レニフォルミスGF
Pに比べて、少なくとも1つの変異を有する。
In one embodiment, the polypeptide is amino acids 64-69 of SEQ ID NO: 2.
In the amino acid sequence defined by the wild-type Renilla reniformis GF
Compared to P, it has at least one mutation.

【0032】 本発明はさらに、野生型レニラ・レニフォルミスGFPの励起スペクトルと検
出可能に識別される、励起スペクトルを有するレニラ・レニフォルミスGFPポ
リペプチドをコードするポリヌクレオチドを包含する。
The invention further includes a polynucleotide encoding a Renilla reniformis GFP polypeptide having an excitation spectrum that is detectably distinguishable from the excitation spectrum of wild-type Renilla reniformis GFP.

【0033】 本発明はさらに、野生型レニラ・レニフォルミスGFPの発光スペクトルとは
検出可能に識別される、発光スペクトルを有するレニラ・レニフォルミスGFP
ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを包含する。
The invention further provides Renilla reniformis GFP having an emission spectrum that is detectably distinguishable from the emission spectrum of wild-type Renilla reniformis GFP.
Includes polynucleotides that encode polypeptides.

【0034】 本発明はさらに、タンパク質とタンパク質との相互作用を検出する方法であっ
て、a)第一のポリペプチドドメインおよび第一のレニラ・レニフォルミスGF
P由来ポリペプチドを含む第一の融合ポリペプチド、および、第二のポリペプチ
ドドメインおよび第二のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチドを含む
第二の融合ポリペプチドを提供するステップと、ここで、前記第一のレニラ・レ
ニフォルミスGFP由来ポリペプチドの発光スペクトルは、前記第二のレニラ・
レニフォルミスGFP由来ポリペプチドの励起スペクトルに重複し、前記の第二
のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチドは、前記の第一のレニラ・レ
ニフォルミスGFP由来ポリペプチドにより放出される蛍光とは識別可能である
スペクトルを有する蛍光を放出し、前記第一のレニラ・レニフォルミスGFP由
来ポリペプチドは、前記第二のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチド
による蛍光放出を励起しない光のスペクトルにより励起され得、b)前記第一の
融合ポリペプチドおよび前記第二の融合ポリペプチドを混合するステップと、c
)ステップ(b)の混合物を、前記第一のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポ
リペプチドを励起して、蛍光を放出するが、前記第二のレニラ・レニフォルミス
GFP由来ポリペプチドは励起しない光のスペクトルにより照射するステップと
、d)前記第二のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチドからの蛍光放
出を検出するステップと、ここで前記第二のレニラ・レニフォルミスGFPポリ
ペプチドからの前記蛍光放出は、前記の第一ポリペプチドドメインと前記の第二
のポリペプチドドメインの間におけるタンパク質とタンパク質との相互作用を示
す、を含む方法を含む。
The invention further provides a method of detecting protein-protein interactions, comprising: a) a first polypeptide domain and a first Renilla reniformis GF.
Providing a first fusion polypeptide comprising a P-derived polypeptide and a second fusion polypeptide comprising a second polypeptide domain and a second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide, wherein: The emission spectrum of the first Renilla reniformis GFP-derived polypeptide is
A spectrum overlapping with the excitation spectrum of the Reniformis GFP-derived polypeptide, wherein the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide is distinguishable from the fluorescence emitted by the first Renilla reniformis GFP-derived polypeptide. Wherein the first Renilla reniformis GFP-derived polypeptide may be excited by a spectrum of light that does not excite fluorescence emission by the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide, b) the first Mixing the fusion polypeptide of claim 2 and the second fusion polypeptide of c.
) Irradiating the mixture of step (b) with a spectrum of light that excites the first Renilla reniformis GFP-derived polypeptide and emits fluorescence, but not the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide. D) detecting fluorescence emission from said second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide, wherein said fluorescence emission from said second Renilla reniformis GFP polypeptide is said first Demonstrating protein-protein interactions between the polypeptide domain and said second polypeptide domain.

【0035】 1つの実施形態において、該方法は生細胞中で実施する。[0035]   In one embodiment, the method is performed in living cells.

【0036】 本発明はさらに、細胞中の目的のポリペプチドの位置を決定する方法であって
、目的の前記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列は既知であり、a
)連結されたポリヌクレオチド配列がインフレームで融合されるように、目的の
前記ポリペプチドをコードする前記ポリヌクレオチド配列を、レニラ・レニフォ
ルミスGFPをコードするポリヌクレオチドと連結するステップと、b)前記連
結されたポリヌクレオチド配列を細胞に導入するステップと、c)前記連結され
たポリヌクレオチド配列によりコードされるポリペプチドの位置を決定するステ
ップとを含む方法を包含する。
The invention further provides a method for determining the location of a polypeptide of interest in a cell, wherein the polynucleotide sequence encoding said polypeptide of interest is known, and
) Linking said polynucleotide sequence encoding said polypeptide of interest with a polynucleotide encoding Renilla reniformis GFP such that the linked polynucleotide sequences are fused in frame; b) said ligation The method comprises the steps of introducing the polynucleotide sequence into a cell, and c) determining the position of the polypeptide encoded by the linked polynucleotide sequence.

【0037】 1つの実施形態において、該方法は生細胞中で実施する。[0037]   In one embodiment, the method is performed in living cells.

【0038】 本発明はさらに、組換えベクターを導入した細胞を同定する方法であって、a
)レニラ・レニフォルミスGFPをコードする組換えベクターを細胞集団に導入
するステップと、b)前記細胞集団を、レニラ・レニフォルミスGFPの励起ス
ペクトル内の光で照射するステップと、c)前記細胞集団中のレニラ・レニフォ
ルミスGFPの発光スペクトルの蛍光を検出し、これにより、前記組換えベクタ
ーを導入した細胞を同定するステップとを含む方法を包含する。
The present invention further provides a method for identifying cells into which a recombinant vector has been introduced, which comprises
) Introducing into the cell population a recombinant vector encoding Renilla reniformis GFP; b) illuminating the cell population with light within the excitation spectrum of Renilla reniformis GFP; and c) in the cell population. Detecting fluorescence in the emission spectrum of Renilla reniformis GFP, and thereby identifying cells into which the recombinant vector has been introduced.

【0039】 1つの実施形態において、GFPは融合ポリペプチドとして発現される。[0039]   In one embodiment, GFP is expressed as a fusion polypeptide.

【0040】 別の実施形態において、GFPは、別個のポリペプチドとして発現される。[0040]   In another embodiment, GFP is expressed as a separate polypeptide.

【0041】 別の実施形態において、細胞は、FACS解析により同定される。[0041]   In another embodiment, the cells are identified by FACS analysis.

【0042】 本発明はさらに、転写調節配列の活性をモニタリングする方法であって、a)
前記転写調節配列を含む核酸配列を、配列番号2のレニラ・レニフォルミスGF
Pをコードする核酸配列に作動可能に連結して、レポーター構築物を形成するス
テップと、b)前記レポーター構築物を細胞に導入するステップと、c)前記細
胞中のレニラ・レニフォルミスGFP蛍光を検出するステップと、ここで、前記
蛍光は、前記転写調節配列の活性を反映する、を含む方法を包含する。
The invention further provides a method of monitoring the activity of transcriptional regulatory sequences, the method comprising the steps of: a)
The nucleic acid sequence containing the transcriptional regulatory sequence is the Renilla reniformis GF of SEQ ID NO: 2.
Operably linked to a nucleic acid sequence encoding P to form a reporter construct, b) introducing the reporter construct into a cell, and c) detecting Renilla reniformis GFP fluorescence in the cell. And wherein the fluorescence reflects the activity of the transcriptional regulatory sequence.

【0043】 本発明はさらに、転写調節配列のモジュレーターを検出する方法であって、a
)前記転写調節配列を含む核酸配列を、配列番号2のレニラ・レニフォルミスG
FPをコードする核酸配列に作動可能に連結して、レポーター構築物を形成する
ステップと、ここで、前記転写調節配列は、前記モジュレーターの存在に応答性
であり、b)前記レポーター構築物を細胞に導入するステップと、c)前記細胞
中のレニラ・レニフォルミスGFP蛍光を検出するステップと、ここで、前記蛍
光は前記モジュレーターの存在を示す、を含む方法を包含する。
The invention further provides a method of detecting a modulator of a transcriptional regulatory sequence, the method comprising the steps of:
) The nucleic acid sequence containing the transcriptional regulatory sequence is labeled with Renilla reniformis G of SEQ ID NO: 2.
Operably linked to a nucleic acid sequence encoding FP to form a reporter construct, wherein said transcriptional regulatory sequence is responsive to the presence of said modulator, and b) introducing said reporter construct into a cell. And c) detecting Renilla reniformis GFP fluorescence in the cells, wherein the fluorescence indicates the presence of the modulator.

【0044】 1つの実施形態において、モジュレーターは、ホルモンまたは脂質可溶性転写
モジュレーター、成長因子、および重金属からなる群から選択される。
In one embodiment, the modulator is selected from the group consisting of hormone or lipid soluble transcription modulators, growth factors, and heavy metals.

【0045】 本発明はさらに、転写調節配列の阻害剤をスクリーニングする方法であって、
a)前記転写調節配列を含む核酸配列を、配列番号2のレニラ・レニフォルミス
GFPをコードする核酸配列に作動可能に連結して、レポーター構築物を形成す
るステップと、b)前記レポーター構築物を細胞に導入するステップと、c)前
記細胞を、前記転写調節配列の候補阻害剤と接触させるステップと、d)前記細
胞中のレニラ・レニフォルミスGFP蛍光を検出するステップと、ここで、前記
候補阻害剤の非存在下で検出される蛍光と比べた蛍光の減少は、前記候補阻害剤
が、前記転写調節配列の活性を阻害することを示す、を含む方法を包含する。
The invention further provides a method of screening for inhibitors of transcriptional regulatory sequences, the method comprising:
a) operably linking a nucleic acid sequence comprising said transcriptional regulatory sequence to a nucleic acid sequence encoding Renilla reniformis GFP of SEQ ID NO: 2 to form a reporter construct, and b) introducing said reporter construct into a cell. C) contacting the cell with a candidate inhibitor of the transcriptional regulatory sequence, d) detecting Renilla reniformis GFP fluorescence in the cell, wherein the candidate inhibitor A decrease in fluorescence as compared to the fluorescence detected in the presence includes indicating that the candidate inhibitor inhibits the activity of the transcriptional regulatory sequence.

【0046】 本発明はさらに、蛍光分子量マーカーを作成する方法であって、a)連結され
た分子が融合ポリペプチドをコードするように、レニラ・レニフォルミスGFP
をコードする核酸配列を、既知の相対的分子量をもつポリペプチドをコードする
核酸配列にインフレームで連結するステップと、b)(a)の連結された核酸配
列を細胞に導入するステップと、c)前記融合ポリペプチドを前記細胞から単離
するステップと、ここで、前記融合ポリペプチドは相対的分子量マーカーである
、を含む方法を包含する。
The invention further provides a method of making a fluorescent molecular weight marker, comprising: a) Renilla reniformis GFP, such that the linked molecule encodes a fusion polypeptide.
In-frame linking a nucleic acid sequence encoding a nucleic acid sequence encoding a polypeptide having a known relative molecular weight; b) introducing the linked nucleic acid sequence of (a) into a cell; ) Isolating said fusion polypeptide from said cell, wherein said fusion polypeptide is a relative molecular weight marker.

【0047】 本発明はさらに、レニラ・レニフォルミスGFPまたはレニラ・レニフォルミ
スGFPの変異体をコードするポリヌクレオチドであって、少なくとも1つのヒ
ト化されたコドン配列を含む。
The invention further comprises a polynucleotide encoding Renilla reniformis GFP or a variant of Renilla reniformis GFP, comprising at least one humanized codon sequence.

【0048】 本発明はさらに、ヒト化されたポリヌクレオチドであって、レニラ・レニフォ
ルミスGFP、またはレニラ・レニフォルミスGFPの変異体をコードするポリ
ヌクレオチドを包含する。
The invention further includes a humanized polynucleotide that encodes Renilla reniformis GFP or a variant of Renilla reniformis GFP.

【0049】 1つの実施形態において、ヒト化されたポリヌクレオチドは、配列番号3の配
列を含む。
In one embodiment, the humanized polynucleotide comprises the sequence of SEQ ID NO: 3.

【0050】 本発明はさらに、ヒト化されたレニラ・レニフォルミスGFPポリヌクレオチ
ドを含む組換えベクターを包含する。
The present invention further includes a recombinant vector containing a humanized Renilla reniformis GFP polynucleotide.

【0051】 本発明はさらに、ヒト化されたレニラ・レニフォルミスGFPポリヌクレオチ
ドを含む組換えベクターを含む細胞を包含する。
The present invention further includes cells comprising a recombinant vector comprising a humanized Renilla reniformis GFP polynucleotide.

【0052】 本明細書に使用したような「レニラ・レニフォルミス緑蛍光タンパク質」また
は「レニラ・レニフォルミスGFP」なる語は、配列番号2のポリペプチドまた
はその蛍光変異体を意味する。レニラ・レニフォルミスGFP変異体は、ポリペ
プチドのNまたはC末端或いはコード配列内の、1つ以上のアミノ酸の挿入また
は欠失を含む、1つ以上の変異を有する、配列番号2のポリペプチドを包含する
。レニラ・レニフォルミスGFPの変異体は、特定の部分のスペクトル内の光に
より励起された場合に、光を放出する能力を保持しており、配列番号2の野生型
レニラ・レニフォルミスGFPにより励起または放出されるスペクトル部分と検
出可能に異なるスペクトル部分の光により、またはかかるスペクトル部分の光を
放出し得る。異なる励起または発光スペクトルを示す変異体に加えて、レニラ・
レニフォルミスGFP変異体は、野生型レニラ・レニフォルミスGFPに比べて
蛍光強度の増加を示す変異体を含む。
The term “renilla reniformis green fluorescent protein” or “renilla reniformis GFP” as used herein means the polypeptide of SEQ ID NO: 2 or a fluorescent variant thereof. Renilla reniformis GFP variants include the polypeptide of SEQ ID NO: 2 having one or more mutations, including insertions or deletions of one or more amino acids at the N- or C-terminus of the polypeptide or in the coding sequence. To do. The mutants of Renilla reniformis GFP retain the ability to emit light when excited by light within a particular portion of the spectrum and are excited or released by the wild-type Renilla reniformis GFP of SEQ ID NO: 2. The light may be emitted by or in a portion of the spectrum that is detectably different from that portion of the spectrum. In addition to mutants that show different excitation or emission spectra, Renilla
Reniformis GFP variants include variants that exhibit increased fluorescence intensity relative to wild-type Renilla reniformis GFP.

【0053】 レニラ・レニフォルミスポリヌクレオチドコード配列に関して使用した場合の
「その変異体」なる語は、配列が、野生型レニラ・レニフォルミスコード配列の
配列に比べて、1つ以上のヌクレオチド差異を有することを意味する。レニラ・
レニフォルミスポリヌクレオチド配列の変異体は、レニラ・レニフォルミスGF
Pポリペプチドまたはその変異体をコードする。レニラ・レニフォルミスポリヌ
クレオチドコード配列の変異体は、ヒト化されたポリヌクレオチドコード配列を
含む。変異体ポリヌクレオチドは、非ヒト化されたレニラ・レニフォルミスGF
Pポリヌクレオチド配列の等量から、または等数のコピーから発現された量に少
なくとも等しいか、またはそれより多い量の蛍光ポリペプチドの発現を指令する
The term “variant thereof” when used in reference to a Renilla reniformis polynucleotide coding sequence means that the sequence has one or more nucleotide differences relative to the sequence of the wild-type Renilla reniformis coding sequence. Is meant to have. Renilla
A variant of the Reniformis polynucleotide sequence is the Renilla reniformis GF
It encodes a P polypeptide or a variant thereof. Variants of the Renilla reniformis polynucleotide coding sequence include humanized polynucleotide coding sequences. Mutant polynucleotides are non-humanized Renilla reniformis GF
Directs expression of an amount of fluorescent polypeptide that is at least equal to or greater than the amount expressed from an equal amount of P polynucleotide sequences or from equal numbers of copies.

【0054】 「ヒト化されたポリヌクレオチド」または「ヒト化された配列」なる語は、5
以上、10以上、20以上、50以上、75以上、100以上、125以上、1
50以上、200以上、またはさらには全てを含む、1つ以上の、非ヒトポリペ
プチド(すなわち、ヒトでは天然に発現されていないポリペプチド)のポリヌク
レオチドコード配列のコドンが、ヒト細胞での発現により好ましいコドン配列に
変化している、ポリヌクレオチドコード配列を意味する。3コドン群で、4つの
DNAヌクレオチドには64個の可能な組合せが存在するので、遺伝子コードは
、20アミノ酸の多くで重複している。特定のアミノ酸の各異なるコドンは、そ
のアミノ酸のポリペプチドへの取込みをコードする。しかし、特定の種内では、
特定のアミノ酸をコードするのに、ある重複コドンに対する優先性が存在する傾
向がある。レニラ・レニフォルミスの「コドン優先性」は、ヒトのそれとは異な
る(このコドン優先性は、通常、対応するアンチコドン配列を含むtRNAの発
現レベルの差異に基づく)。ヒト細胞において高発現の非ヒト遺伝子産物を得る
ために、1つ以上の好ましくないコドンを、ヒト細胞において好ましいコドン配
列に変化させることが有利である。表1は、ヒト発現に好ましいコドンを示す。
コドン配列が、表の特定のコドン配列の左に存在する場合、ヒト発現に好ましい
。最適であって、必ずしもではないが、非ヒトポリヌクレオチドコード配列中の
あまり好ましくないコドンは、それらを、ヒト遺伝子発現におけるアミノ酸に最
も好ましいコドンに変化することによりヒト化する。ヒト化GFPポリヌクレオ
チド配列からの、ヒト細胞で発現される蛍光ポリペプチドの量は、等しい量また
はコピー数の非ヒト化GFPポリヌクレオチドから発現される量に対して、1細
胞あたりの質量または蛍光強度に関して、少なくとも2倍である。
The term “humanized polynucleotide” or “humanized sequence” refers to 5
Above, 10 or above, 20 or above, 50 or above, 75 or above, 100 or above, 125 or above, 1
The codons of one or more non-human polypeptide (ie, a polypeptide not naturally expressed in human) polynucleotide coding sequences, including 50 or more, 200 or more, or even all, are expressed in human cells. By a more preferred codon sequence. With 3 codon groups, there are 64 possible combinations of 4 DNA nucleotides, so the genetic code overlaps as much as 20 amino acids. Each different codon for a particular amino acid encodes the incorporation of that amino acid into the polypeptide. But within a particular species,
There is likely to be a preference for certain overlapping codons to encode a particular amino acid. The "codon preference" of Renilla reniformis differs from that of humans (this codon preference is usually based on differential expression levels of tRNAs containing the corresponding anticodon sequences). In order to obtain a highly expressed non-human gene product in human cells, it is advantageous to change one or more unfavorable codons to a preferred codon sequence in human cells. Table 1 shows preferred codons for human expression.
It is preferred for human expression if the codon sequence is to the left of the particular codon sequence in the table. Optimally, but not necessarily, less preferred codons in non-human polynucleotide coding sequences are humanized by changing them to the most preferred codons for amino acids in human gene expression. The amount of fluorescent polypeptide expressed in human cells from the humanized GFP polynucleotide sequence is the same as the amount expressed per mass or copy number of non-humanized GFP polynucleotides, or the amount of fluorescence or fluorescence per cell. At least double in terms of strength.

【0055】 本明細書に使用したような「ヒト化されたコドン」なる語は、非ヒト生物(こ
れから非ヒトポリペプチドを得た)によりコードされるコドンに比べて、ヒト細
胞での発現により好ましいコドン配列に変化しておいた、非ヒトポリペプチドを
コードするポリヌクレオチド配列内の、コドン配列を意味する。種特異的コドン
優先性は、一部には、適切なアンチコドン配列をもつtRNA分子の発現におけ
る差異から生じる。すなわち、種特異的コドン優先性における1つの因子は、コ
ドンと、発現される対応するアンチコドンtRNAの量の間の関係である。
The term “humanized codon” as used herein refers to the expression in human cells relative to the codons encoded by the non-human organism from which the non-human polypeptide was derived. By codon sequence within a polynucleotide sequence encoding a non-human polypeptide that has been altered to a preferred codon sequence. Species-specific codon preference results, in part, from differences in the expression of tRNA molecules with appropriate anticodon sequences. That is, one factor in species-specific codon preference is the relationship between codons and the amount of corresponding anticodon tRNA expressed.

【0056】 本発明の組換えベクターのいずれかが、レニラ・レニフォルミスGFPまたは
その変異体をコードする、ヒト化されたポリヌクレオチドを含み得ることを理解
すべきである。同様に、本発明の細胞のいずれかは、レニラ・レニフォルミスG
FPまたはその変異体をコードするヒト化されたポリヌクレオチドを含むベクタ
ーを含み得る。また、レニラ・レニフォルミスGFPをコードするポリヌクレオ
チドを使用した全ての特許請求した方法を、レニラ・レニフォルミスGFPまた
はレニラ・レニフォルミスGFPの変異体をコードするヒト化されたポリヌクレ
オチドを用いて実施し得ることを理解すべきである。最後に、本発明のいずれか
のレニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドは、ヒト化されたレニラ・レニフ
ォルミスGFPポリヌクレオチドコード配列から発現し得る。
It should be understood that any of the recombinant vectors of the present invention may include a humanized polynucleotide encoding Renilla reniformis GFP or variants thereof. Similarly, any of the cells of the invention may be administered to Renilla reniformis G.
It may include a vector containing a humanized polynucleotide encoding FP or a variant thereof. Also, all claimed methods using polynucleotides encoding Renilla reniformis GFP can be carried out with humanized polynucleotides encoding Renilla reniformis GFP or variants of Renilla reniformis GFP. Should be understood. Finally, any Renilla reniformis GFP polypeptide of the present invention may be expressed from a humanized Renilla reniformis GFP polynucleotide coding sequence.

【0057】 本明細書に使用したような「野生型レニラ・レニフォルミスGFP」なる語は
、配列番号2のポリペプチドを意味する。
The term “wild-type Renilla reniformis GFP” as used herein means the polypeptide of SEQ ID NO: 2.

【0058】 本明細書に使用したような「蛍光強度の増加した」または「輝度の増加した」
なる語は、特定のセットの条件下で、野生型レニラ・レニフォルミスGFPによ
り示されるものより高い、蛍光強度または輝度を意味する。一般に、蛍光強度ま
たは輝度の増加は、変異体の蛍光が、特定のセットの条件下で、野生型レニラ・
レニフォルミスGFPに比べて、少なくとも5%以上、好ましくは10%、20
%、50%、75%、100%以上、さらには5倍、10倍、20倍、50倍ま
たは100倍またはそれ以上の強度または輝度であることを意味する。
“Increased fluorescence intensity” or “increased brightness” as used herein
The term means a fluorescence intensity or brightness that is higher than that exhibited by wild type Renilla reniformis GFP under a particular set of conditions. In general, an increase in fluorescence intensity or brightness means that the fluorescence of the mutant is higher than wild-type Renilla
Compared to Reniformis GFP, at least 5% or more, preferably 10%, 20
%, 50%, 75%, 100% or more, or 5 times, 10 times, 20 times, 50 times or 100 times or more intensity or brightness.

【0059】 本明細書に使用したような「融合された異種ポリペプチドドメイン」なる語は
、レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体にインフレームに融合した、
2つ以上のアミノ酸のアミノ酸配列を意味する。融合異種ドメインは、レニラ・
レニフォルミスGFPポリペプチドまたはその変異体のNまたはC末端に連結し
得る。
The term “fused heterologous polypeptide domain” as used herein is fused in-frame to Renilla reniformis GFP or variants thereof,
By an amino acid sequence of two or more amino acids. The fused heterologous domain is Renilla
It may be linked to the N- or C-terminus of the Reniformis GFP polypeptide or variant thereof.

【0060】 本明細書に使用したような「アミノ末端に融合」なる語は、ポリペプチド配列
の、別のポリペプチドのアミノ末端への連鎖を意味する。連鎖は直鎖であっても
、短い(例えば約2〜20個のアミノ酸)リンカーペプチドにより媒介してもよ
い。
The term “amino-terminally fused” as used herein refers to the linkage of a polypeptide sequence to the amino-terminus of another polypeptide. The linkage may be linear or mediated by a short (eg, about 2-20 amino acids) linker peptide.

【0061】 本明細書に使用したような「カルボキシ末端に融合」なる語は、ポリペプチド
配列の、別のポリペプチドのカルボキシ末端への連鎖を意味する。連鎖は直鎖で
あっても、リンカーペプチドにより媒介してもよい。
The term “carboxy terminally fused” as used herein refers to the linkage of a polypeptide sequence to the carboxy terminal of another polypeptide. The linkage may be linear or may be mediated by a linker peptide.

【0062】 本明細書に使用したような「リンカー配列」なる語は、接続する2つのポリペ
プチドの配列の一部ではない、アミノ酸の短い(例えば約1〜20個のアミノ酸
)配列を意味する。リンカー配列は、そのアミノ末端上で、ポリペプチドまたは
ポリペプチドドメインに、そのカルボキシ末端上で、別のポリペプチドまたはポ
リペプチドドメインに付着している。
The term “linker sequence” as used herein refers to a short (eg, about 1-20 amino acid) sequence of amino acids that is not part of the sequence of two polypeptides that connect. . The linker sequence is attached on its amino terminus to a polypeptide or polypeptide domain and on its carboxy terminus to another polypeptide or polypeptide domain.

【0063】 本明細書に使用したような「励起スペクトル」なる語は、本発明の蛍光ポリペ
プチド分子により吸収された場合に、その分子による蛍光放出を引き起こす、光
の波長または波長群を意味する。
The term “excitation spectrum” as used herein refers to a wavelength or group of wavelengths of light that, when absorbed by a fluorescent polypeptide molecule of the present invention, cause fluorescent emission by that molecule. .

【0064】 本明細書に使用したような「発光スペクトル」なる語は、蛍光ポリペプチドに
より放出される光の波長または波長群を意味する。
The term “emission spectrum” as used herein means the wavelength or groups of wavelengths of light emitted by a fluorescent polypeptide.

【0065】 本明細書に使用したような「識別可能」または「検出可能に識別」なる語は、
標準的なフィルターセットにより、別の特定のポリペプチドを励起することなく
、一形態のポリペプチドの励起が可能なこと、または同様に、標準的なフィルタ
ーセットにより、あるポリペプチドの発光を、別のものの発光スペクトルから識
別できることを意味する。一般に、識別可能または検出可能に識別される励起ま
たは発光スペクトルは、1nm異なる、好ましくは2、3、4、5、10または
それ以上のnmだけ異なるピークを有する。
The term “identifiable” or “detectably identified” as used herein refers to
A standard filter set allows the excitation of one form of the polypeptide without exciting another particular polypeptide, or, similarly, a standard filter set allows the emission of one polypeptide to be different. It means that it can be distinguished from the emission spectrum of the thing. In general, distinguishable or detectably distinct excitation or emission spectra have peaks that differ by 1 nm, preferably by 2, 3, 4, 5, 10 or more nm.

【0066】 本明細書に使用したような「融合ポリペプチド」なる語は、ペプチド結合によ
り物理的に連結した、天然には見出されない、2つ以上のタンパク質由来の、2
つ以上のアミノ酸配列からなる、ポリペプチドを意味する。
The term “fusion polypeptide” as used herein refers to two derived from two or more proteins not found in nature that are physically linked by peptide bonds.
It means a polypeptide consisting of one or more amino acid sequences.

【0067】 本明細書に使用したような「発光スペクトルは励起スペクトルに重複する」な
る語は、1つの蛍光ポリペプチドにより放出される光が、別の蛍光ポリペプチド
による励起および発光を引き起こす波長または波長群であることを意味する。
The term “emission spectrum overlaps with the excitation spectrum” as used herein refers to the wavelength or the wavelength at which light emitted by one fluorescent polypeptide causes excitation and emission by another fluorescent polypeptide. It means a wavelength group.

【0068】 本明細書に使用したような「細胞集団」なる語は、好ましいが、必ずしも同じ
型または株ではない、複数の細胞を意味する。
The term “cell population” as used herein refers to a plurality of cells that are preferred but not necessarily of the same type or strain.

【0069】 本明細書に使用したような「別個のポリペプチド」なる語は、融合ポリペプチ
ドとして発現されない、ポリペプチドを意味する。
The term “discrete polypeptide” as used herein means a polypeptide that is not expressed as a fusion polypeptide.

【0070】 本明細書に使用したような「FACS解析」なる語は、細胞の選別法、すなわ
ち蛍光活性化細胞選別法を意味し、ここでの細胞は、1つ以上の蛍光マーカーで
染色されているか、またはそれを発現している。この方法では、細胞を、マーカ
ー(群)からの蛍光を励起および検出する、装置を通過させる。細胞による特定
のスペクトル部分における蛍光の検出時に、FACS装置により、その蛍光スペ
クトルを発現していない細胞から、該細胞を分離できる。
The term “FACS analysis” as used herein refers to a method of sorting cells, ie fluorescence activated cell sorting, in which cells are stained with one or more fluorescent markers. Or is expressing it. In this method, cells are passed through a device that excites and detects fluorescence from the marker (s). When detecting fluorescence in a specific spectral portion by a cell, the FACS device can separate the cell from cells that do not express the fluorescence spectrum.

【0071】 本明細書に使用したような「脂質可溶性転写モジュレーター」なる語は、細胞
膜(核または細胞質)を通過でき、1つ以上の遺伝子または構築物の転写に対し
て正または負の作用を有する、組成物を意味する。
The term “lipid soluble transcription modulator” as used herein is capable of crossing the cell membrane (nucleus or cytoplasm) and has a positive or negative effect on the transcription of one or more genes or constructs. , Means a composition.

【0072】 本明細書に使用したような「作動可能に連結」なる語は、特定のコード配列が
、特定の転写調節配列に接続して、よって、コード配列の転写が起こり、調節配
列により調節されることを意味する。
The term “operably linked” as used herein refers to the connection of a particular coding sequence to a particular transcriptional regulatory sequence, so that transcription of the coding sequence occurs and is regulated by the regulatory sequence. Means to be done.

【0073】 本明細書に使用したような「レポーター構築物」なる語は、検出可能な分子を
コードするポリヌクレオチドに、調節転写を付与する、転写調節配列に連結した
、検出可能な分子をコードするポリヌクレオチド構築物を意味する。検出可能な
分子は、レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体である。
The term “reporter construct” as used herein encodes a detectable molecule linked to a transcriptional regulatory sequence that confers regulatory transcription on a polynucleotide encoding the detectable molecule. By polynucleotide construct is meant. The detectable molecule is Renilla reniformis GFP or a variant thereof.

【0074】 本明細書に使用したような「モジュレーターの存在に応答性」なる語は、特定
の転写調節配列は、特定の化合物の存在下で入り切りすることを意味する。本明
細書に使用したように、遺伝子発現は、遺伝子配列によりコードされるポリペプ
チド(例えばGFPポリペプチドまたはその変異体)が、バックグラウンド以上
に検出可能である場合、または、別に、ポリペプチドが、特定のモジュレーター
化合物の非存在下で検出される量よりも増加した量で検出可能である場合に、「
入」である。これに関して、「増加量」は、バックグラウンド検出の、少なくと
も10%、好ましくは20%、50%、75%、100%またはそれ以上、さら
には5倍、10倍、20倍、50倍、または100倍、またはそれ以上を意味し
、バックグラウンド検出は、モジュレーター化合物の非存在下で観察されたシグ
ナル量である。
The term “responsive to the presence of a modulator” as used herein means that a particular transcriptional regulatory sequence is turned on and off in the presence of a particular compound. As used herein, gene expression is when the polypeptide encoded by the gene sequence (eg, a GFP polypeptide or a variant thereof) is detectable above background, or, alternatively, the polypeptide is , When it is detectable in an increased amount relative to that detected in the absence of a particular modulator compound,
"Enter". In this regard, "increasing amount" is at least 10%, preferably 20%, 50%, 75%, 100% or more of background detection, or even 5-fold, 10-fold, 20-fold, 50-fold, or Background detection is the amount of signal observed in the absence of modulator compound, meaning 100-fold or more.

【0075】 本明細書に使用したような「転写調節配列のモジュレーター」なる語は、転写
調節配列からの発現レベルの変化を引き起こす、化合物または化学部分を意味す
る。好ましくは、変化は、特定のモジュレーターの非存在下に比べて、少なくと
も10%、20%、50%、75%、100%またはさらには5倍、10倍、2
0倍、50倍、または100倍またはそれ以上増加または減少したレベルのレポ
ーターシグナルである、レポーター分子またはレポーター分子活性の検出の増加
または減少として検出可能である。
The term “modulator of a transcriptional regulatory sequence” as used herein means a compound or chemical moiety that causes a change in expression levels from a transcriptional regulatory sequence. Preferably, the change is at least 10%, 20%, 50%, 75%, 100% or even 5-fold, 10-fold, 2 compared to the absence of the particular modulator.
Detectable as an increase or decrease in detection of reporter molecule or reporter molecule activity, which is a 0-fold, 50-fold, or 100-fold or more increased or decreased level of reporter signal.

【0076】 本明細書に使用したような「転写調節配列の阻害剤」なる語は、特定の転写調
節配列から発現される、レポーター分子またはレポーター分子活性の量の減少を
引き起こす、化合物または化学実体を意味する。本明細書に使用したような「減
少」なる語は、レポーター分子またはレポーター分子活性の検出に関して使用す
る場合、検出可能な活性は、特定の化合物または化学実体の非存在下で検出され
る量に比べて、少なくとも10%、20%、50%、75%、またはさらには1
00%(すなわち発現なし)減少することを意味する。本明細書に使用したよう
な「候補阻害剤」なる語は、アッセイ中の阻害活性について試験する、化合物ま
たは化学部分を意味する。
The term “inhibitor of a transcriptional regulatory sequence” as used herein refers to a compound or chemical entity that causes a decrease in the amount of reporter molecule or reporter molecule activity expressed from a particular transcriptional regulatory sequence. Means The term "reduced" as used herein, when used in reference to detecting a reporter molecule or reporter molecule activity, means that the detectable activity is the amount detected in the absence of a particular compound or chemical entity. By at least 10%, 20%, 50%, 75%, or even 1
It means a decrease of 00% (ie no expression). The term “candidate inhibitor” as used herein means a compound or chemical moiety that is tested for inhibitory activity in an assay.

【0077】 [詳細な説明] 本発明は、レニラ・レニフォルミス由来のGFPに関する。レニラ・レニフォ
ルミスGFPをコードするポリヌクレオチド配列を、レニラ・レニフォルミスG
FPおよびその変異体のポリペプチド配列と同様に、本明細書に開示する。
[Detailed Description] The present invention relates to GFP derived from Renilla reniformis. The polynucleotide sequence encoding Renilla reniformis GFP was labeled with Renilla reniformis G.
Disclosed herein are polypeptide sequences of FP and variants thereof.

【0078】 レニラ・レニフォルミスGFPポリヌクレオチドは、PCR増幅により、λフ
ァージで調製したレニラ・レニフォルミスcDNAライブラリーを使用して単離
した。全長コード配列を単離し、配列し、種々の異なる発現ベクターに挿入した
Renilla reniformis GFP polynucleotides were isolated by PCR amplification using a Renilla reniformis cDNA library prepared with lambda phage. The full length coding sequence was isolated, sequenced and inserted into a variety of different expression vectors.

【0079】 また、レニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドまたはその変異体を作成す
る方法も本明細書に開示し、該方法は、レニラ・レニフォルミスGFPまたはそ
の変異体をコードする発現ベクターを細胞に導入し、細胞を培養し、GFPポリ
ペプチドまたは変異体を単離することを含む。
Also disclosed herein is a method of making a Renilla reniformis GFP polypeptide or variant thereof, which method comprises introducing into a cell an expression vector encoding Renilla reniformis GFP or a variant thereof, Culturing the cells and isolating the GFP polypeptide or variant.

【0080】 [I.本発明に記載のレニラ・レニフォルミスGFPポリヌクレオチドおよびポ
リペプチドの作成方法] 分子、細胞および生化学的アプローチを含む、多くの方法を合わせて、本明細
書に開示した本発明を提供した。レニラ・レニフォルミスGFPをコードするポ
リヌクレオチドは、直接的な化学合成、ライブラリースクリーニングおよびPC
R増幅を含む、数個の異なる方法のいずれかにより得ることができる。レニラ・
レニフォルミスGFPポリペプチドは、適切な生物における組換えポリヌクレオ
チド配列からの発現により得る。レニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドの
有用な変異体は、野生型レニラ・レニフォルミスGFPをコードするポリヌクレ
オチド配列への変異の導入後に類似の方法で作成する。本発明のレニラ・レニフ
ォルミスGFPポリヌクレオチド、ポリペプチドおよびその変異体を作成および
使用するのに必要な方法を以下に詳細に考察する。
[I. Methods of Making the Renilla reniformis GFP Polynucleotides and Polypeptides Described in the Invention] Many methods, including molecular, cellular and biochemical approaches, have been combined to provide the invention disclosed herein. Polynucleotides encoding Renilla reniformis GFP can be synthesized by direct chemical synthesis, library screening and PC.
It can be obtained by any of several different methods, including R amplification. Renilla
The Reniformis GFP polypeptide may be obtained by expression from the recombinant polynucleotide sequence in a suitable organism. Useful variants of the Renilla reniformis GFP polypeptide are made in a similar fashion after introducing mutations into the polynucleotide sequence encoding wild-type Renilla reniformis GFP. The methods required to make and use the Renilla reniformis GFP polynucleotides, polypeptides and variants thereof of the present invention are discussed in detail below.

【0081】 [A.レニラ・レニフォルミスGFPポリペプチド配列の単離] [1.レニラ・レニフォルミスcDNAライブラリー調製] 真核細胞を感染できる、例えば、バクテリオファージ、プラスミド、およびウ
イルスを含む、多くの異なるベクターでのライブラリーの作成法が当分野で公知
である。発現遺伝子の大きな全長クローンを生じる、任意の既知のライブラリー
作成法を使用して、レニラ・レニフォルミス由来のGFPコードポリヌクレオチ
ドを単離するための鋳型を提供し得る。
[A. Isolation of Renilla reniformis GFP polypeptide sequence] [1. Renilla reniformis cDNA Library Preparation] It is known in the art how to make libraries with many different vectors capable of infecting eukaryotic cells, including, for example, bacteriophage, plasmids, and viruses. Any known library construction method that yields large full-length clones of the expressed gene can be used to provide a template for isolating GFP-encoding polynucleotides from Renilla reniformis.

【0082】 本明細書に開示したGFPコードポリヌクレオチドを単離するのに使用したラ
イブラリーに、以下の方法を使用した。ポリ(A)RNAを、Chomczyn
ski,PおよびSacchi,N(1987、Anal.Biochem.1
62:156〜159)の記載のようなレニラ・レニフォルミス生物から調製し
た。cDNAは、製造業者の推奨するプロトコールに従ってZAP−cDNA合
成キット(ストラタジーン製造番号200400)を使用して調製し、ベクター
λZAPIIのEcoRIとXhoI部位の間に挿入した。得られたライブラリ
ーは、5×106の個々の一次クローンを含み、挿入断片サイズの範囲は0.5
〜3.0kbであり、平均挿入断片サイズは1.2kbである。ライブラリーは
、1回、PCR反応の鋳型として、使用前に増幅した。
The following methods were used for the libraries used to isolate the GFP encoding polynucleotides disclosed herein. Poly (A) RNA was added to Chomczyn
ski, P and Sacchi, N (1987, Anal. Biochem. 1
62: 156-159) and prepared from Renilla reniformis organisms. The cDNA was prepared using the ZAP-cDNA synthesis kit (Stratagene serial number 200400) according to the manufacturer's recommended protocol and inserted between the EcoRI and XhoI sites of the vector λZAPII. The resulting library contained 5 × 10 6 individual primary clones with an insert size range of 0.5.
~ 3.0 kb with an average insert size of 1.2 kb. The library was amplified once as a template for PCR reaction before use.

【0083】 [2.PCRによるレニラ・レニフォルミスGFPコード配列の単離] レニラ・レニフォルミスGFPコード配列は、本明細書に記載のcDNAライ
ブラリー内由来のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅により単離した。多くの
PCR法が当業者に公知である。熱サイクルPCR(MullisおよびFal
oona、1987、Methods Enzymol、155:335〜35
0;また、PCR法の総説については、PCRプロトコール、1990、アカデ
ミックプレス、米国カリフォルニア州サンディエゴ参照)は、熱安定性のDNA
依存的DNAポリメラーゼにより触媒される複数サイクルのDNA複製を使用し
て、目的の標的配列を増幅する。簡潔には、オリゴヌクレオチドプライマーは、
それらが、増幅する配列の一方の側および逆の鎖にアニーリングするように選択
する。プライマーをアニーリングし、鋳型依存的熱安定性DNAポリメラーゼを
使用して伸長し、その後、熱変性し、プライマーを、両方の最初の鋳型配列およ
び新規に伸長した鋳型配列にアニーリングし、その後、プライマーを伸長する。
該サイクルの反復により、2つのプライマー間で配列が指数関数的に増幅する。
[2. Isolation of Renilla reniformis GFP coding sequence by PCR] The Renilla reniformis GFP coding sequence was isolated by polymerase chain reaction (PCR) amplification from within the cDNA library described herein. Many PCR methods are known to those of skill in the art. Thermocycling PCR (Mullis and Fal
oona, 1987, Methods Enzymol, 155: 335-35.
0; See also PCR Protocol, 1990, Academic Press, San Diego, Calif., For a review of PCR methods).
Multiple cycles of DNA replication, catalyzed by a dependent DNA polymerase, are used to amplify the target sequence of interest. Briefly, the oligonucleotide primer is
They are selected to anneal to one side of the sequence to be amplified and the opposite strand. The primer is annealed and extended using a template-dependent thermostable DNA polymerase, then heat denatured to anneal the primer to both the initial template sequence and the newly extended template sequence, and then the primer Extend.
Repetition of the cycle results in exponential amplification of the sequence between the two primers.

【0084】 熱サイクルPCRに加えて、レニラ・レニフォルミスcDNAライブラリーか
ら本発明に記載のGFPコードポリペプチドを増幅および単離するのに使用し得
る、多くの他の核酸配列増幅法が存在する。これらは、例えば、等温3SR(is
othermal 3SR)(Gingerasら、1990、Annales de Bi
ologie Clinique、48(7):498〜501;Guatel
liら、1990、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、87:1
874)、およびDNAリガーゼ増幅反応(LAR)を含み、これにより、数個
の細菌DNAリガーゼのいずれか1つの活性による、特異的な短い配列の指数関
数的な増加が可能となる(WuおよびWallace、1989、Genomi
cs、4:560)。これらの両方の文献の内容のその全体を、引用することに
より、本明細書の一部をなすものとする。
In addition to thermocycling PCR, there are many other nucleic acid sequence amplification methods that can be used to amplify and isolate the GFP-encoding polypeptides described in this invention from Renilla reniformis cDNA libraries. These are, for example, isothermal 3SR (is
othermal 3SR) (Gingereras et al., 1990, Annales de Bi
Ologie Clinique, 48 (7): 498-501; Guatel.
li et al., 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 1
874), and a DNA ligase amplification reaction (LAR), which allows the exponential increase of specific short sequences by the activity of any one of several bacterial DNA ligases (Wu and Wallace). , 1989, Genomi
cs, 4: 560). The entire contents of both of these documents are incorporated herein by reference.

【0085】 レニラ・レニフォルミスcDNAライブラリーからレニラ・レニフォルミスG
FPをコードする配列を増幅するために、以下のアプローチを採用した。レニラ
・レニフォルミスGFPコード配列を、5'プライマー 5'−AATTATTA
GAATTCACCATGGTGAGTAAACAAATATTGAAGAAC
−3'および3'プライマー 5'−ATAATATTCTCGAGTTAAAC
CCATTCGTGTAAGGATCC−3'を使用して増幅した。5'プライマ
ーは、増幅断片のその後のクローニングを容易にするEcoRI認識部位、続い
て、Kozak共通翻訳開始配列ACCATGGを含む。3'プライマーは、増
幅断片のクローニングを容易にするXhoI認識部位を含む。オリゴヌクレオチ
ドは、多くの業者(例えば、ライフ・テクノロジーズ社、オペロン・テクノロジ
ーズ社)のいずれかから購入し得る。別法として、オリゴヌクレオチドプライマ
ーは、例えば、ホスホトリエステル(Narang,S.A.ら、1979、M
eth.Enzymol.68:90;および米国特許第4,356,270号
)、ホスホジエステル(Brownら、1979、Meth.Enzymol.
68:109)およびホスホルアミジト(Beaucage、1993、Met
h.Mol.Biol.20:33)による方法を含む、当分野で公知の方法を
使用して合成し得る。これらの各文献のその全体を、引用することにより、本明
細書の一部をなすものとする。
Renilla reniformis cDNA library from Renilla reniformis G
The following approach was taken to amplify the sequence encoding FP. The Renilla reniformis GFP coding sequence was labeled with 5'primer 5'-AATTATTA.
GAATTCACCATGGGTGAGTAAACAAATATTGAAGAAC
-3 'and 3'primers 5'-ATAATATCTCGAGTTAAAC
Amplification was performed using CCATTCGTGTAAGGATCC-3 '. The 5'primer contains an EcoRI recognition site that facilitates subsequent cloning of the amplified fragment, followed by the Kozak consensus translation initiation sequence ACCATGG. The 3'primer contains an XhoI recognition site which facilitates cloning of the amplified fragment. Oligonucleotides can be purchased from any of a number of vendors (eg Life Technologies, Operon Technologies). Alternatively, the oligonucleotide primer may be, for example, a phosphotriester (Narang, SA, et al., 1979, M.
eth. Enzymol. 68:90; and U.S. Pat. No. 4,356,270), phosphodiesters (Brown et al., 1979, Meth. Enzymol.
68: 109) and phosphoramidite (Beaucage, 1993, Met.
h. Mol. Biol. 20:33), and may be synthesized using methods known in the art. The entire contents of each of these documents are incorporated by reference.

【0086】 PCRは、1×TaqPlusプレシジョン緩衝液(ストラタジーン)、25
0μMの各dNTP、200nMの各PCRプライマー、2.5UのTaqPl
usプレシジョン酵素(ストラタジーン)、および、上記の増幅cDNAライブ
ラリー由来の約3×107のλファージ粒子を含む、50μlの反応容量中で実
施した。反応は、以下のように、ロボサイクラー勾配40(ストラタジーン)中
で実施した。95℃で1分間(1サイクル)、95℃で1分間、53℃で1分間
、72℃で1分間(40サイクル)、および72℃で1分間(1サイクル)。反
応産物を、1%アガロースゲル上で分離し、約700bpのバンドを切り出し、
ストラタプレップDNAゲル抽出キット(ストラタジーン)を使用して精製した
。増幅核酸断片を単離および精製する他の方法は、当業者に公知である。PCR
断片を、EcoRIおよびXhoIを用いて消化して完了することによりサブク
ローニングし、レトロウイルス発現ベクターpFB(ストラタジーン)に挿入し
、ベクターpFB−rGFPを創造した。クローン化GFP断片の両鎖を完全に
シークエンスした。コードポリヌクレオチドおよびアミノ酸配列をそれぞれ図1
および2に提示する。レニラ・レニフォルミスおよびR.ムレリGFPコード配
列は83%相同であり、タンパク質は88%同一なアミノ酸配列を共有する。
PCR was performed using 1 × TaqPlus Precision Buffer (Stratagene), 25
0 μM each dNTP, 200 nM each PCR primer, 2.5 U TaqPl
It was carried out in a reaction volume of 50 μl containing us Precision enzyme (Stratagene) and approximately 3 × 10 7 λ phage particles from the amplified cDNA library described above. The reaction was performed in a Robocycler gradient 40 (Stratagene) as follows. 95 ° C for 1 minute (1 cycle), 95 ° C for 1 minute, 53 ° C for 1 minute, 72 ° C for 1 minute (40 cycles), and 72 ° C for 1 minute (1 cycle). The reaction products were separated on a 1% agarose gel and a band of about 700 bp was cut out.
Purified using Strataprep DNA gel extraction kit (Stratagene). Other methods of isolating and purifying amplified nucleic acid fragments are known to those of skill in the art. PCR
The fragment was subcloned by digestion with EcoRI and XhoI to completion and inserted into the retroviral expression vector pFB (Stratagene) creating the vector pFB-rGFP. Both strands of the cloned GFP fragment were completely sequenced. The coding polynucleotide and amino acid sequence are shown in FIG. 1, respectively.
And 2 are presented. Renilla Reniformis and R.M. The Murreli GFP coding sequence is 83% homologous and the proteins share an 88% identical amino acid sequence.

【0087】 [3.ライブラリースクリーニングによる、レニラ・レニフォルミスGFPコー
ドポリヌクレオチドの単離] 本発明に記載のGFPコードポリヌクレオチドを単離する別の方法は、GFP
の励起スペクトル内の光で照射した場合に、GFPの発光スペクトル内の蛍光を
示すクローンについての、λファージ発現ライブラリーなどの発現ライブラリー
のスクリーニングを含む。このように、クローンは、大きなプール内から直接同
定し得る。λファージ発現ライブラリーを播種し、挿入断片によりコードされる
ポリペプチドの発現を誘導する標準的な方法は、当分野でよく確立されている。
蛍光励起および発光によるスクリーニングは、分光蛍光計またはさらには蛍光プ
ラークの可視的同定を使用して、以下で本明細書に記載したように実施する。い
ずれの方法でも、蛍光プラークを拾い上げ、これを使用して、1回以上新しい培
養液を再感染して、純粋な培養液を提供し、これからGFP挿入断片配列を決定
およびサブクローニングし得る。
[3. Isolation of Renilla reniformis GFP-encoding polynucleotide by library screening] Another method for isolating the GFP-encoding polynucleotide according to the present invention is GFP.
Screening of expression libraries, such as the lambda phage expression library, for clones that exhibit fluorescence within the emission spectrum of GFP when illuminated with light within the excitation spectrum of. In this way, clones can be identified directly from within the large pool. Standard methods for seeding lambda phage expression libraries and inducing expression of the polypeptide encoded by the insert are well established in the art.
Screening by fluorescence excitation and emission is performed as described herein below using a spectrofluorometer or even visual identification of fluorescent plaques. Either way, fluorescent plaques can be picked up and used to reinfect one or more fresh cultures to provide pure cultures from which GFP insert sequences can be determined and subcloned.

【0088】 別の代替法として、得たいポリヌクレオチドについての配列を入手できる場合
、ポリヌクレオチドは、当業者により化学的に合成し得る。オリゴヌクレオチド
プライマー(上記)の調製に使用した同じ合成法を使用して、本発明のGFPの
遺伝子コード配列を合成し得る。一般に、これは、数個のより短い配列(約10
0ntまたはそれ以下)を合成し、その後、アニーリングし、ライゲートして、
全長コード配列を作成することにより実施する。
As another alternative, the polynucleotide may be chemically synthesized by one of skill in the art, if the sequence for the desired polynucleotide is available. The same synthetic method used to prepare the oligonucleotide primers (above) can be used to synthesize the GFP gene coding sequence of the present invention. In general, this means that several shorter sequences (about 10
0 nt or less), then annealed, ligated,
This is done by creating a full length coding sequence.

【0089】 [B.レニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドおよびその変異体の作製] 本発明のGFPコードポリヌクレオチドを含む組換えベクターからの、レニラ
・レニフォルミスGFPポリペプチド(例えば配列番号2のアミノ酸配列を有す
るポリペプチド)およびその変異体の作成は、当業者に公知の多くの方法で行な
い得る。例えば、プラスミド、バクテリオファージまたはウイルスを、原核また
は真核細胞に、当業者に公知の多くの方法のいずれかにより導入し得る。レニラ
・レニフォルミスGFPコードポリヌクレオチドを原核または真核細胞に導入し
た後、発現GFPポリペプチドを、当分野で公知または本明細書で以下に記載し
た方法を使用して単離し得る。有用なベクター、細胞、ベクターの細胞への導入
法、および、GFPポリペプチドおよびその変異体を検出および単離する方法も
本明細書で以下に記載する。
[B. Preparation of Renilla reniformis GFP polypeptide and mutant thereof] [0138] Renilla reniformis GFP polypeptide (for example, a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2) and its mutation from a recombinant vector containing the GFP-encoding polynucleotide of the present invention Body preparation can be done in many ways known to those skilled in the art. For example, a plasmid, bacteriophage or virus can be introduced into prokaryotic or eukaryotic cells by any of the many methods known to those of skill in the art. After introducing the Renilla reniformis GFP-encoding polynucleotide into prokaryotic or eukaryotic cells, the expressed GFP polypeptide may be isolated using methods known in the art or described herein below. Also described herein below are useful vectors, cells, methods of introducing the vectors into cells, and methods of detecting and isolating GFP polypeptides and variants thereof.

【0090】 [1.本発明に有用なベクター] 本発明に記載のGFPポリペプチドまたはその変異体の発現に有用である、当
分野で既知および入手可能な多種多様なベクターが存在する。具体的なベクター
の選択は、明らかに、GFPポリペプチドまたはその変異体の目的の使用に依存
する。例えば、選択したベクターは、細胞が原核であれ真核であれ、所望の細胞
型でポリペプチドの発現を駆動できなければならない。多くのベクターは、原核
ベクター複製、および、作動可能に連結した遺伝子配列の真核発現の両方を可能
とする配列を含む。
[1. Vectors Useful in the Invention] There are a wide variety of vectors known and available in the art that are useful for expressing the GFP polypeptides described herein or variants thereof. The choice of a particular vector obviously depends on the intended use of the GFP polypeptide or variant thereof. For example, the vector of choice must be capable of driving the expression of the polypeptide in the desired cell type, whether the cell is prokaryotic or eukaryotic. Many vectors contain sequences that allow both prokaryotic vector replication and eukaryotic expression of the operably linked gene sequences.

【0091】 本発明により有用なベクターは、自律複製し得、すなわち、ベクター、例えば
プラスミドは、染色体外に存在し、その複製は、必ずしも宿主細胞のゲノムに複
製に直接連関していない。別法として、ベクターの複製は、宿主染色体DNAの
複製に連関し得、例えば、ベクターは、レトロウイルスベクターにより達成され
たように、宿主細胞の染色体に組み込み得る。
Vectors useful according to the invention are capable of autonomous replication, ie the vector, eg a plasmid, is present extrachromosomally, the replication of which is not necessarily directly linked to the replication of the host cell genome. Alternatively, replication of the vector may be linked to replication of the host chromosomal DNA, eg, the vector may integrate into the chromosome of the host cell, as achieved by a retroviral vector.

【0092】 本発明により有用なベクターは、好ましくは、GFP配列の転写および翻訳の
可能な、GFPコード配列に作動可能に連結した配列を含む。連結GFP配列の
転写を可能とする配列は、プロモーターを含み、所望により、連結配列の強力な
発現を可能とするエンハンサーエレメントまたはエレメント群も含む。「転写調
節配列」なる語は、プロモーターと、作動可能に連結した核酸配列に所望の発現
特徴(例えば、高レベル発現、誘導性発現、組織または組織特異的発現)を付与
する任意の追加の配列の組合せを意味する。
Vectors useful according to the invention preferably include a sequence operably linked to the GFP coding sequence, capable of transcription and translation of the GFP sequence. The sequences that allow transcription of the linking GFP sequence include a promoter and, optionally, enhancer elements or elements that allow strong expression of the linking sequence. The term "transcriptional regulatory sequence" refers to any additional sequence that confers on a nucleic acid sequence operably linked to a promoter the desired expression characteristics (eg, high level expression, inducible expression, tissue or tissue specific expression). Means a combination of.

【0093】 選択したプロモーターは、選択した宿主細胞で転写活性を示す任意のDNA配
列でも、宿主細胞で正常に発現された遺伝子から、または他の細胞または生物で
正常に発現された遺伝子から得られてもよい。プロモーターの例は、以下を含む
がこれに限定されない。A)原核プロモーター−大腸菌lac、tacまたはt
rpプロモーター、λファージPRまたはPLプロモーター、バクテリオファージ
T7、T3、Sp6プロモーター、枯草菌アルカリプロテアーゼプロモーター、
およびB.ステアロサーモフィラス麦芽生成アミラーゼプロモーター等;B)真
核プロモーター−酵母プロモーター、例えばGAL1、GAL4および他の解糖
遺伝子プロモーター(例えば、Hiltzemanら、1980、J.Biol
.Chem.255:12073〜12080;Alber&Kawasaki
、1982、J.Mol.Appl.Gen.1:419〜434)、LEU2
プロモーター(Martinez−Garciaら、1989、Mol Gen
Genet.217:464〜470)、アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子
プロモーター(Youngら、1982、化学物質用の微生物の遺伝子工学、H
ollaenderら編、Plenum Press、NY)またはTPIIプ
ロモーター(米国特許第4,599,311号);昆虫プロモーター、例えばポ
リヘドリンプロモーター(米国特許第4,745,051号;Vasuveda
nら、1992、FEBS Lett.311:7〜11)、P10プロモータ
ー(Vlakら、1988、J.Gen.Virol.69:765〜776)
、Autographa calfornicaポリヘドローシスウイルス塩基
性タンパク質プロモーター(第EP397485号)、バキュロウイルス最初期
遺伝子プロモーター遺伝子1プロモーター(米国特許第5,155,037号お
よび第5,162,222号)、バキュロウイルス39K遅延初期遺伝子プロモ
ーター(米国特許第5,155,037号および第5,162,222号も参照
)およびOpMNPV最初期プロモーター2;哺乳動物プロモーター−SV40
プロモーター(Subramaniら、1981、Mol.Cell.Biol
.1:854〜864)、メタロチオネインプロモーター(MT−1;Palm
iterら、1983、Science 222:809〜814)、アデノウ
イルス2主要後期プロモーター(Yuら、1984、Nucl.Acids R
es.12:9309〜21)、サイトメガロウイルス(CMV)または他のウ
イルスプロモーター(Tongら、1998、Anticancer Res.
18:719〜725)、またはさらには、特定の細胞型における目的の遺伝子
の内因性プロモーター。
The selected promoter may be any DNA sequence that is transcriptionally active in the host cell of choice, derived from a gene normally expressed in the host cell, or from a gene normally expressed in another cell or organism. May be. Examples of promoters include, but are not limited to: A) Prokaryotic promoter-E. Coli lac, tac or t
rp promoter, λ phage P R or P L promoter, bacteriophage T7, T3, Sp6 promoter, Bacillus subtilis alkaline protease promoter,
And B. Stearothermophilus maltogenic amylase promoter, etc .; B) Eukaryotic promoter-yeast promoter, such as GAL1, GAL4 and other glycolytic gene promoters (eg, Hiltzeman et al., 1980, J. Biol.
. Chem. 255: 12073-12080; Alber & Kawasaki.
1982, J. Mol. Appl. Gen. 1: 419-434), LEU2
Promoters (Martinez-Garcia et al., 1989, Mol Gen
Genet. 217: 464-470), alcohol dehydrogenase gene promoter (Young et al., 1982, microbial genetic engineering for chemicals, H.
Ollaender et al., Plenum Press, NY) or the TPII promoter (US Pat. No. 4,599,311); insect promoters such as the polyhedrin promoter (US Pat. No. 4,745,051; Vasuveda).
n et al., 1992, FEBS Lett. 311: 7-11), P10 promoter (Vlak et al., 1988, J. Gen. Virol. 69: 765-776).
, Autographa calfornica polyhedrosis virus basic protein promoter (EP 397485), baculovirus immediate early gene promoter gene 1 promoter (US Pat. Nos. 5,155,037 and 5,162,222), baculovirus 39K. Delayed early gene promoter (see also US Pat. Nos. 5,155,037 and 5,162,222) and OpMNPV immediate early promoter 2; mammalian promoter-SV40.
Promoter (Subramani et al., 1981, Mol. Cell. Biol
. 1: 854-864), metallothionein promoter (MT-1; Palm)
iter et al., 1983, Science 222: 809-814), adenovirus 2 major late promoter (Yu et al., 1984, Nucl. Acids R).
es. 12: 9309-21), cytomegalovirus (CMV) or other viral promoters (Tong et al., 1998, Anticancer Res.
18: 719-725), or even the endogenous promoter of the gene of interest in the particular cell type.

【0094】 選択したプロモーターはまた、誘導性または組織特異的とする配列に連結し得
る。例えば、選択したプロモーターの上流への組織特異的エンハンサーエレメン
トの付加は、プロモーターを、特定の組織または細胞型でより活発とし得る。別
法として、または付け加えて、誘導性発現は、例えば熱的変化(温度感受性)、
化学物質による処理(例えば、金属イオンまたはIPTG誘導性)、または抗生
物質誘導物質添加(例えばテトラサイクリン)による誘導の可能な、多くのいず
れかの配列エレメントに、プロモーターを連結することにより達成し得る。 調節可能な発現は、例えば、薬物誘導性(例えばテトラサイクリン、ラパマイ
シンまたはホルモン誘導性)である発現系を使用して達成する。特に哺乳動物細
胞での使用によく適した、薬物で調節可能なプロモーターは、テトラサイクリン
で調節可能なプロモーター、およびグルココルチコイドステロイド−、性ホルモ
ンステロイド−、エクジソン−、リポ多糖(LPS)−およびイソプロピルチオ
ガラクトシド(IPTG)で調節可能なプロモーターを含む。哺乳動物細胞で使
用するための調節可能な発現系は、理想的であって、必ずしもではないが、調節
物質に応答して非哺乳動物DNAモチーフに結合する(または結合しない)転写
調節因子、および、この転写調節因子のみに応答性である調節配列を含むべきで
ある。
The selected promoter may also be linked to sequences that are inducible or tissue-specific. For example, the addition of tissue-specific enhancer elements upstream of the promoter of choice may make the promoter more active in a particular tissue or cell type. Alternatively, or in addition, inducible expression can include, for example, thermal changes (temperature sensitivity),
This can be achieved by linking the promoter to any of a number of sequence elements that can be induced by treatment with a chemical (eg, metal ion or IPTG inducible) or by addition of an antibiotic inducer (eg, tetracycline). Regulatable expression is achieved, for example, using an expression system that is drug-inducible (eg, tetracycline, rapamycin or hormone-induced). Particularly suitable for use in mammalian cells, drug regulatable promoters include tetracycline regulatable promoters, and glucocorticoid steroid-, sex hormone steroids-, ecdysone-, lipopolysaccharide (LPS)-and isopropylthio. It contains a galactoside (IPTG) regulatable promoter. A regulatable expression system for use in mammalian cells is ideally, but not necessarily, a transcriptional regulator that binds (or does not bind) a non-mammalian DNA motif in response to a modulator, and , Should contain regulatory sequences that are responsive only to this transcriptional regulator.

【0095】 本発明のGFPポリペプチドまたはその変異体の調節発現によく適した、1つ
の誘導発現系は、テトラサイクリンで調節可能な発現系であり、これは、大腸菌
のテトラサイクリン耐性オペロンの効率に確立される。テトラサイクリンとte
tリプレッサーの間の結合定数は高いが、哺乳動物細胞に対するテトラサイクリ
ンの毒性は低く、これにより、細胞増殖速度または形態に影響を及ぼさない、真
核細胞培養液中、または、哺乳動物内のテトラサイクリン濃度による、系の調節
が可能となる。tetリプレッサーのオペレーターへの結合は高い特異性で生じ
る。
One well-suited inducible expression system for the regulated expression of the GFP polypeptides of the invention or variants thereof is the tetracycline-regulatable expression system, which establishes the efficiency of the E. coli tetracycline resistance operon. To be done. Tetracycline and te
Although the binding constant between the t repressors is high, tetracycline's toxicity to mammalian cells is low, which does not affect cell growth rate or morphology, in eukaryotic cell culture or in mammals. The system can be adjusted by the concentration. Binding of the tet repressor to the operator occurs with high specificity.

【0096】 テトラサイクリンによる遺伝子発現の正または負の調節の可能な、tetで調
節可能な系の変形が存在する。テトラサイクリンまたはテトラサイクリン類似体
の非存在下では、野生型細菌tetリプレッサータンパク質は、tetオペレー
ター配列からのリプレッサー結合エレメントを含むプロモーターにより駆動され
る遺伝子の負の調節を引き起こす。Gossen&Bujard(1995、S
cience 268:1766〜1769。また国際特許出願第WO96/0
1313号)は、テトラサイクリンによるこの正の調節を活用した、tetで調
節可能な発現系を記載する。この系では、テトラサイクリンは、tetリプレッ
サー融合タンパク質、rtTAに結合し、tetオペレーターDNA配列にそれ
が結合するのを防ぎ、従って、薬物の存在下で連結遺伝子のみの転写および発現
が可能となる。
There are variants of the tet-regulatable system that allow for positive or negative regulation of gene expression by tetracycline. In the absence of tetracycline or a tetracycline analog, the wild-type bacterial tet repressor protein causes negative regulation of the gene driven by the promoter containing the repressor binding element from the tet operator sequence. Gossen & Bujard (1995, S
science 268: 1766-1769. Also, International Patent Application No. WO96 / 0
1313) describe a tet-regulatable expression system that takes advantage of this positive regulation by tetracycline. In this system, tetracycline binds to the tet repressor fusion protein, rtTA, preventing it from binding to the tet operator DNA sequence, thus allowing transcription and expression of only the linked gene in the presence of drug.

【0097】 この正のテトラサイクリンで調節可能な系は、本発明のGFPポリペプチドま
たはその変異体のストリンジェントな一過性の調節の1つの手段を提供する(G
ossen&Bujard、1995、前記)。現在tetオペレーター(te
tO)配列は当業者に公知である。総説については、読者は、タンパク質−核酸
相互作用、「分子および構造生物学におけるトピック」Saenger&Hei
nemann編(Macmillan、ロンドン)、第10巻、143〜162
項を参照する。典型的には、GFPポリペプチドをコードする核酸配列は、複数
のtetO配列の下流に配置する。一般に、5から10個の該tetO配列を直
接反復配列で使用する。
This positive tetracycline-regulatable system provides one means of stringent, transient regulation of GFP polypeptides of the invention or variants thereof (G
Ossen & Bujard, 1995, supra). Currently tet operator (te
tO) sequences are known to those skilled in the art. For a review, readers should read: Protein-Nucleic Acid Interactions, "Topics in Molecular and Structural Biology," Saanger & Hei.
edited by nemann (Macmillan, London), Volume 10, 143-162.
See section. Typically, the nucleic acid sequence encoding the GFP polypeptide is located downstream of multiple tetO sequences. Generally, 5-10 such tetO sequences are used in direct repeat sequences.

【0098】 テトラサイクリンで調節可能な系に加えて、多くの他の選択肢が、本発明に記
載のGFPポリペプチドまたはその変異体の調節または誘導性発現に関して存在
する。例えば、大腸菌lacプロモーターは、lacオペレーター配列で結合し
ているlacリプレッサー(lac)DNAに応答性である。オペレーター系の
エレメントは、異種内容で機能的であり、lacIのlacオペレーターへの結
合のIPTGによる阻害は、原核細胞系およびより近年では真核細胞系の両方に
おける誘導性発現の提供に幅広く使用されている。さらに、Riveraら(1
996、Nature Med.2:1028〜1032)の記載したラパマイ
シン制御転写アクチベーター系は、ラパマイシンに依存的な転写活性化を提供す
る。その系は、低いベースラインの発現および高い誘導比を有する。
In addition to tetracycline-regulatable systems, many other options exist for the regulated or inducible expression of GFP polypeptides or variants thereof described in this invention. For example, the E. coli lac promoter is responsive to lac repressor (lac) DNA joined by a lac operator sequence. The elements of the operator system are heterogeneous and functional, and inhibition of lacI binding to the lac operator by IPTG has been widely used to provide inducible expression in both prokaryotic and more recently eukaryotic cell lines. ing. Furthermore, Rivera et al. (1
996, Nature Med. 2: 1028-1032) describes a rapamycin-regulated transcription activator system that provides transcriptional activation dependent on rapamycin. The system has low baseline expression and high induction ratio.

【0099】 GFPポリペプチドまたはその変異体の調節または誘導発現に関する別の選択
肢は、熱応答性プロモーターの使用を含む。活性化は、投与前に許容可能な温度
で、温度感受性トランス活性化因子により調節されるGFP構築物でトランスフ
ェクトした、細胞のインキュベートにより誘導される。例えば、37℃でのみ活
性な同時トランスフェクトした温度感受性転写因子により調節される転写を、細
胞を最初に、例えば32℃で、その後、37℃に切り替えて発現を誘導する場合
に使用し得る。
Another option for regulated or inducible expression of GFP polypeptides or variants thereof involves the use of thermoresponsive promoters. Activation is induced by incubation of cells transfected with a temperature-sensitive transactivator-regulated GFP construct at an acceptable temperature prior to administration. For example, transcription regulated by a co-transfected temperature-sensitive transcription factor that is only active at 37 ° C can be used when cells are first switched, eg at 32 ° C, and then to 37 ° C to induce expression.

【0100】 組織特異的プロモーターも、本発明のGFPコード構築物に利点となるために
使用し得る。多種多様の組織特異的プロモーターが既知である。本明細書に使用
したような「組織特異的」なる語は、特定のプロモーターが、全てよりは少ない
、生物における細胞または組織において、転写的に活性(すなわち、プロモータ
ーのポリペプチド産物の検出を可能とするに十分な連結配列の発現を指令する)
ことを意味する。組織特異的プロモーターは、好ましくは、唯1つの細胞型で活
性であるが、例えば、特定の細胞型のクラスまたは系統で活性であり得る(例え
ば造血細胞)。本発明に有用な組織特異的プロモーターは、天然のプロモーター
に連結した遺伝子の発現の様式またはパターンに実質的に同じである、様式また
はパターンで、作動可能に連結した核酸配列の発現に必要かつ十分である配列を
含む。以下は、組織特異的プロモーターの排他的ではない一覧、および、そのそ
れぞれの組織における該プロモーターに特徴的な発現を達成するのに必要な配列
を含む参考文献であり、これらの各参考文献の全内容を引用することにより本発
明の一部をなすものとする。本発明のレニラ・レニフォルミスGFPに有用な組
織特異的プロモーターの例は、以下の通りである:Bowmanら、1995、
Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92、12115〜1211
9は、脳特異的トランスフェリンプロモーターを記載し、シナプシンIプロモー
ターは神経特異的であり(Schochら、1996、J.Biol.Chem
.271、3317〜3323);ネクジンプロモーターは有糸分裂後神経特異
的であり(Uetsukiら、1996、J.Biol.Chem.271、9
18〜924);神経フィラメント光プロモーターは神経特異的であり(Cha
rronら、1995、J.Biol.Chem.270、30604〜306
10);アセチルコリン受容体プロモーターは神経特異的であり(Woodら、
1995、J.Biol.Chem.270、30933〜30940);カリ
ウムチャネルプロモーターは高頻度発火神経特異的であり(Ganら、1996
、J.Biol.Chem.271、5859〜5865)、クロモグラニンA
プロモーターは神経内分泌細胞特異的であり(Wuら、1995、A.J.Cl
in.Invest.96、568〜578)、フォンウィルブランド因子プロ
モーターは脳内皮特異的であり(Airdら、1995、Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 92、4567〜4571)、flt−1プロモー
ターは内皮特異的であり(Morishitaら、1995、J.Biol.C
hem.270、27948〜27953)、プレプロエンドセリン−1プロモ
ーターは、内皮、内皮および筋肉特異的であり(Haratsら、1995、J
.Clin.Invest.95、1335〜1344)、GLUT4プロモー
ターは骨格筋特異的であり(OlsonおよびPessin、1995、J.B
iol.Chem.270、23491〜23495)、遅/速効性トロポニン
プロモーターは遅効性/即効性筋原線維特異的であり(Corinら、1995
、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92、6185〜6189
);アクチンプロモーターは、平滑筋特異的であり(Shimizuら、199
5、J.Biol.Chem.270、7631〜7643)、ミオシン重鎖プ
ロモーターは平滑筋特異的であり(Kallmeierら、1995、J.Bi
ol.Chem.270、30949〜30957);E−カドヘリンプロモー
ターは上皮特異的であり(Henningら、1996、J.Biol.Che
m.271、595〜602)、サイトケラチンプロモーターはケラチノサイト
特異的であり(Alexanderら、1995、B.Hum.Mol.Gen
et.4、994〜999)、トランスグルタミナーゼ3プロモーターはケラチ
ノサイト特異的であり(J.Leeら、1996、J.Biol.Chem.2
71、4561〜4568)、水疱類天疱瘡抗原プロモーターは基底ケラチノサ
イト特異的であり(Tamaiら、1995、J.Biol.Chem.270
、7609〜7614)、ケラチン6プロモーターは、増殖表皮特異的であり(
Ramirezら、1995、Proc.Natl.Acad.Sci.USA
92、4783〜4787)、コラーゲン1プロモーターは肝星細胞および皮
膚/腱線維芽細胞特異的であり(Houglumら、1995、J.Clin.
Invest.96、2269〜2276)、X型コラーゲンプロモーターは、
肥大性軟骨細胞特異的であり(Long&Linsenmayer、1995、
Hum.Gene Ther.6、419〜428)、第VII因子プロモータ
ーは肝特異的であり(Greenbergら、1995、Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 92、12347〜1235)、脂肪酸シンターゼ
プロモーターは肝臓および脂肪組織特異的であり(Sonciniら、1995
、J.Biol.Chem.270、30339〜3034)、カルバモイルリ
ン酸シンターゼIプロモーターは、門脈肝細胞および小腸特異的であり(Chr
istoffelsら、1995、J.Biol.Chem.270、2493
2〜24940)、Na−K−Cl輸送プロモーターは腎臓(ヘンレ係蹄)特異
的であり(Igarashiら、1996、J.Biol.Chem.271、
9666〜9674)、捕獲受容体Aプロモーターはマクロファージおよび気泡
細胞特異的であり(Horvaiら、1995、Proc.Natl.Acad
.Sci.USA 92、5391〜5395)、糖タンパク質IIbプロモー
ターは巨核球および血小板特異的であり(Block&Poncz、1995、
幹細胞 13、135〜145)、yc鎖プロモーターは、造血細胞特異的であ
り(Markiewiczら、1996、J.Biol.Chem.271、1
4849〜14855)、CD11bプロモーターは成熟骨髄細胞特異的である
(Dziennisら、1995、Blood 85、319〜329)。
Tissue-specific promoters may also be used to advantage in the GFP encoding constructs of the invention. A wide variety of tissue-specific promoters are known. The term "tissue-specific" as used herein allows for the detection of transcriptionally active (ie, the promoter's polypeptide product) in cells or tissues in an organism in which a particular promoter is less than all. Directs the expression of sufficient ligated sequences to
Means that. Tissue-specific promoters are preferably active in only one cell type, but can be active in, for example, a particular cell type class or lineage (eg, hematopoietic cells). Tissue-specific promoters useful in the present invention are substantially and similar to the manner or pattern of expression of genes linked to the native promoter, and are necessary and sufficient for the expression of operably linked nucleic acid sequences in a manner or pattern. Contains an array that is. The following is a non-exclusive list of tissue-specific promoters, and references containing sequences necessary to achieve the expression characteristic of the promoters in their respective tissues, all of which are The contents are incorporated herein by reference. Examples of tissue-specific promoters useful for Renilla reniformis GFP of the present invention are as follows: Bowman et al., 1995.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 12115-1211
9 describes the brain-specific transferrin promoter, the synapsin I promoter is neurospecific (Schoch et al., 1996, J. Biol. Chem.
. 271, 3317-3323); the necdin promoter is post-mitotic nerve-specific (Uetsuki et al., 1996, J. Biol. Chem. 271, 9).
18-924); the neurofilament light promoter is nerve-specific (Cha
rron et al., 1995, J. Am. Biol. Chem. 270, 30604 to 306
10); the acetylcholine receptor promoter is neuron-specific (Wood et al.,
1995, J. Biol. Chem. 270, 30933-30940); the potassium channel promoter is highly firing nerve-specific (Gan et al., 1996.
J. Biol. Chem. 271, 5859-5865), chromogranin A
The promoter is neuroendocrine cell-specific (Wu et al., 1995, AJ Cl
in. Invest. 96, 568-578), the von Willebrand factor promoter is brain endothelium-specific (Aird et al., 1995, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 92, 4567-4571), the flt-1 promoter is endothelium-specific (Morishita et al., 1995, J. Biol. C.
hem. 270, 27948-27953), the preproendothelin-1 promoter is endothelial, endothelial and muscle specific (Harats et al., 1995, J.
. Clin. Invest. 95, 1335-1344), and the GLUT4 promoter is skeletal muscle specific (Olson and Pessin, 1995, J. B.
iol. Chem. 270, 23491-23495), the slow / fast acting troponin promoter is specific for slow / fast acting myofibrils (Corin et al., 1995.
, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 6185-6189.
); The actin promoter is smooth muscle-specific (Shimizu et al., 199).
5, J. Biol. Chem. 270, 7631-7643) and the myosin heavy chain promoter is smooth muscle specific (Kallmeier et al., 1995, J. Bi.
ol. Chem. 270, 30949-30957); the E-cadherin promoter is epithelial specific (Henning et al., 1996, J. Biol. Che.
m. 271, 595-602), and the cytokeratin promoter is keratinocyte-specific (Alexander et al., 1995, B. Hum. Mol. Gen.
et. 4, 994-999), the transglutaminase 3 promoter is keratinocyte-specific (J. Lee et al., 1996, J. Biol. Chem. 2).
71, 4561-4568), and the bullous pemphigoid antigen promoter is basal keratinocyte-specific (Tamai et al., 1995, J. Biol. Chem. 270).
, 7609-7614), and the keratin 6 promoter is proliferative epidermis-specific (
Ramirez et al., 1995, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
92, 4783-4787), the collagen 1 promoter is hepatic stellate and skin / tendon fibroblast-specific (Houglum et al., 1995, J. Clin.
Invest. 96, 2269 to 2276), the type X collagen promoter is
Specific for hypertrophic chondrocytes (Long & Linsenmayer, 1995,
Hum. Gene Ther. 6, 419-428), the Factor VII promoter is liver-specific (Greenberg et al., 1995, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 92, 12347-1235), the fatty acid synthase promoter is liver and adipose tissue specific (Soncini et al., 1995).
J. Biol. Chem. 270, 30339-3034), the carbamoylphosphate synthase I promoter is specific for portal hepatocytes and the small intestine (Chr.
istoffels et al., 1995, J. Am. Biol. Chem. 270, 2493
2-24940), the Na-K-Cl transport promoter is kidney (Henle loop) -specific (Igarashi et al., 1996, J. Biol. Chem. 271,
9666-9674), the capture receptor A promoter is macrophage and bubble cell specific (Horvai et al., 1995, Proc. Natl. Acad.
. Sci. USA 92, 5391-5395), the glycoprotein IIb promoter is megakaryocyte and platelet specific (Block & Poncz, 1995,
Stem cells 13, 135-145), the yc chain promoter is hematopoietic cell-specific (Markiewicz et al., 1996, J. Biol. Chem. 271, 1).
4849-14855), the CD11b promoter is specific to mature bone marrow cells (Dziennis et al., 1995, Blood 85, 319-329).

【0101】 当分野で公知の任意の組織特異的転写調節配列を使用して、レニラ・レニフォ
ルミスGFPまたはその変異体をコードするベクターに利点を付し得る。
Any tissue-specific transcriptional regulatory sequence known in the art may be used to benefit the vector encoding Renilla reniformis GFP or variants thereof.

【0102】 プロモーター/エンハンサーエレメントに加えて、本発明に有用なベクターは
、さらに、適切な終結因子を含み得る。該終結因子は、例えば、ヒト成長ホルモ
ン終結因子(Palmiterら、1983、前記)、または、酵母または真菌
宿主では、TPII(Alber&Kawasaki、1982、前記)または
ADH3終結因子(McKnightら、1985、EMBO J.4:209
3〜2099)を含む。
In addition to promoter / enhancer elements, the vectors useful in the present invention may further include suitable terminators. The terminator may be, for example, human growth hormone terminator (Palmiter et al., 1983, supra) or, in yeast or fungal hosts, TPII (Alber & Kawasaki, 1982, supra) or ADH3 terminator (McKnight et al., 1985, EMBO J. et al. 4: 209
3-2099).

【0103】 本発明に有用なベクターはまた、ポリアデニル化配列(例えばSV40または
Ad5E1bポリ(A)配列)および転写エンハンサー配列(例えばアデノウイ
ルスVA RNA由来のもの)を含み得る。さらに、本発明に有用なベクターは
、特定の細胞区画に組換えポリペプチドを指令するシグナル配列をコードし得、
または別法として、組換えポリペプチドの分泌を指令するシグナルをコードし得
る。
Vectors useful in the invention can also include polyadenylation sequences (eg, SV40 or Ad5E1b poly (A) sequences) and transcription enhancer sequences (eg, from adenovirus VA RNA). Further, the vectors useful in the present invention may encode a signal sequence that directs the recombinant polypeptide to a particular cell compartment,
Alternatively, it may encode a signal that directs the secretion of the recombinant polypeptide.

【0104】 組換えベクター中の同じプロモーターからの異なる遺伝子の協調的発現は、p
SBC−1由来のポリオウイルス1型の内部リボソーム侵入部位などの、IRE
Sエレメントを使用して達成し得る(Dirksら、1993、Gene 12
8:247〜9)。内部リボソーム結合部位(IRES)エレメントを使用して
、複遺伝子性またはポリシストロン性メッセージを創造する。IRESエレメン
トは、5'メチル化Cap依存的翻訳のリボソーム走査機序を迂回でき、内部部
位で翻訳を開始できる(PelletierおよびSonenberg、198
8、Nature 334:320〜325)。ピカノウイルスファミリーの2
つのメンバー由来のIRESエレメント(ポリオおよび脳心筋炎)、並びに、哺
乳動物メッセージ由来のIRES(MacejakおよびSarnow、199
1、Nature 353:90〜94)を記載している。前記のいずれかを、
本発明に従って、レニラ・レニフォルミスGFPベクターに使用し得る。
Coordinated expression of different genes from the same promoter in a recombinant vector has been shown in
IRE, including internal ribosomal entry site of poliovirus type 1 from SBC-1
This can be accomplished using the S element (Dirks et al., 1993, Gene 12).
8: 247-9). Internal ribosome binding site (IRES) elements are used to create multigenic or polycistronic messages. The IRES element can bypass the ribosomal scanning mechanism of 5′-methylated Cap-dependent translation and initiate translation at internal sites (Pelletier and Sonenberg, 198).
8, Nature 334: 320-325). 2 of the Picanovirus family
IRES elements from one member (polio and encephalomyocarditis), and IRES from mammalian messages (Macejak and Sarnow, 199).
1, Nature 353: 90-94). Either of the above
It may be used according to the invention in the Renilla reniformis GFP vector.

【0105】 IRESエレメントを、異種オープンリーディングフレームに連結できる。I
RESにより各々分離し、ポリシストロン性メッセージを創造している、複数の
オープンリーディングフレームを共に転写できる。IRESエレメントにより、
各オープンリーディングフレームは、効率的な翻訳のためにリボソームに近づく
ことができる。このように、複数の遺伝子(その1つはレニラ・レニフォルミス
GFP遺伝子である)は、1つのプロモーター/エンハンサーを使用して効率的
に発現し、1つのメッセージを転写できる。任意の異種オープンリーディングフ
レームを、IRESエレメントに連結できる。本発明の内容では、これは、発現
したい任意の選択タンパク質および任意の第二のレポーター遺伝子(または選択
マーカー遺伝子)を意味する。このように、複数のタンパク質の発現は、例えば
、GFP産生を通じて同時にモニタリングしながら達成できる。
IRES elements can be linked to heterologous open reading frames. I
Multiple open reading frames can be transcribed together, each separated by RES, creating a polycistronic message. With the IRES element,
Each open reading frame can access a ribosome for efficient translation. Thus, multiple genes, one of which is the Renilla reniformis GFP gene, can be efficiently expressed using one promoter / enhancer and transcribed one message. Any heterologous open reading frame can be linked to the IRES element. In the context of the present invention, this means any selection protein and any second reporter gene (or selection marker gene) one wishes to express. Thus, expression of multiple proteins can be achieved with simultaneous monitoring, eg, through GFP production.

【0106】 本発明で有用なベクターはまた、GFPコード遺伝子構築物の機能的コピーを
受けた、細胞の同定を可能とする選択マーカーを含み得る。その最も単純な形で
は、細胞または細胞溶解液を適切な波長の光で照射し、期待される波長で放出さ
れた蛍光を測定することにより、GFP構築物を発現する細胞を検出できる点で
、選択プロモーターに連結したGFP配列それ自体が、選択マーカーと考えられ
得る。他の形では、選択マーカーは、ネオマイシン、ブレオマイシン、ゼオシン
またはフレオマイシン耐性遺伝子などの抗生物質耐性遺伝子を含み得るか、また
は、それは、その産物が宿主細胞で欠陥を補足する遺伝子、例えば、ジヒドロ葉
酸デヒドロレダクターゼ(DHFR)をコードする遺伝子、または、例えば、酵
母ではLeu2遺伝子を含み得る。別法として、選択マーカーは、いくつかの場
合、ルシフェラーゼ遺伝子または色素生産性基質変換酵素遺伝子、例えばβ−ガ
ラクトシダーゼ遺伝子であり得る。
Vectors useful in the present invention may also include a selectable marker that allows identification of cells that have received a functional copy of the GFP-encoding gene construct. In its simplest form, it is selected in that it can detect cells expressing the GFP construct by illuminating cells or cell lysates with light of the appropriate wavelength and measuring the fluorescence emitted at the expected wavelength. The GFP sequence itself linked to the promoter can be considered as a selectable marker. Alternatively, the selectable marker may comprise an antibiotic resistance gene such as a neomycin, bleomycin, zeocin or phleomycin resistance gene, or it may be a gene whose product complements a defect in the host cell, for example dihydrofolate dehydrogenate. It may comprise a gene encoding a reductase (DHFR) or, for example in yeast, the Leu2 gene. Alternatively, the selectable marker may, in some cases, be the luciferase gene or the chromogenic substrate converting enzyme gene, eg the β-galactosidase gene.

【0107】 本発明に記載のGFPコード配列は、遊離ポリペプチドとして、または頻繁に
は他のポリペプチドとの融合体として発現し得る。当業者は、本明細書に開示し
たポリヌクレオチド配列(配列番号1)があれば、レニラ・レニフォルミスGF
Pまたはその蛍光変異体をコードする配列を含む遺伝子、および、目的の1つ以
上のポリペプチドまたはポリペプチドドメインを含む配列を容易に作成できると
推定される。GFPコード配列および目的のポリペプチドをコードする配列の融
合は、関与する全てのポリペプチド配列のリーディングフレームを維持すると理
解する。本明細書に使用したような「目的のポリペプチド」または「目的のドメ
イン」なる語は、本発明のGFP分子を融合したい、任意のポリペプチドまたは
ポリペプチドドメインを意味する。本発明のGFPポリペプチドと、目的のポリ
ペプチドの融合体は、融合対のNまたはC末端へのGFP配列の連結を通してで
あり得るか、または、GFP配列はさらには、所望であれば、目的のポリペプチ
ドのNおよびC末端の間にインフレームに挿入し得る。本発明のGFPポリペプ
チドを含む融合体は、GFPに加えて、唯1つのポリペプチドまたはドメインを
含む必要はない。むしろ、任意の数の目的のドメインを、GFPコード領域がそ
のリーディングフレームを保持し、コードポリペプチドが少なくとも1セットの
条件下で蛍光活性を保持している限り、任意の方法で連結し得る。該条件の1つ
の非制限的な例は、生理的塩濃度(すなわち約90mM)、中性に近いpHおよ
び37℃を含む。
The GFP coding sequence according to the present invention may be expressed as a free polypeptide, or often as a fusion with another polypeptide. Those of ordinary skill in the art, given the polynucleotide sequence disclosed herein (SEQ ID NO: 1), are Renilla reniformis GF.
It is presumed that a gene containing a sequence encoding P or a fluorescent variant thereof and a sequence containing one or more polypeptides or polypeptide domains of interest can be easily prepared. It is understood that the fusion of the GFP coding sequence and the sequence encoding the polypeptide of interest maintains the reading frame of all involved polypeptide sequences. The term “polypeptide of interest” or “domain of interest” as used herein means any polypeptide or polypeptide domain to which the GFP molecule of the invention is fused. The fusion of the GFP polypeptide of the invention with the polypeptide of interest may be through ligation of the GFP sequence to the N- or C-terminus of the fusion pair, or the GFP sequence may also be of interest if desired. Can be inserted in-frame between the N and C termini of the polypeptide. A fusion containing a GFP polypeptide of the invention need not contain only one polypeptide or domain in addition to GFP. Rather, any number of domains of interest may be linked in any way, so long as the GFP coding region retains its reading frame and the coding polypeptide retains fluorescent activity under at least one set of conditions. One non-limiting example of the conditions includes physiological salt concentration (ie about 90 mM), near neutral pH and 37 ° C.

【0108】 [a.プラスミドベクター] 選択した宿主細胞型において、本発明のGFPコード配列を発現できる任意の
プラスミドベクターが、本発明での使用に許容可能である。本発明で有用なプラ
スミドベクターは、本発明で有用な任意または全ての上記のベクターの特徴を有
し得る。本発明で有用なプラスミドベクターは、以下の例を含むがこれに限定さ
れない。細菌−pQE70、pQE60、pQE−9(キアゲン)pBs、ファ
ージスクリプト、psiX174、pBluescriptSK、pBsKS、
pNH8a、pNH16a、pNH18a、pNH46a(ストラタジーン)、
pTrc99A、pKK223−3、pKK233−3、pDR540、および
pRIT5(ファルマシア)、真核−pWLneo、pSV2cat、pOG4
4、pXT1、pSG(ストラタジーン)pSVK3、pBPV、pMSG、お
よびpSVL(ファルマシア)。しかし、任意の他のプラスミドまたはベクター
を、それが宿主で複製可能かつ生存可能である限り、使用し得る。
[A. Plasmid Vector] Any plasmid vector capable of expressing the GFP coding sequence of the present invention in the selected host cell type is acceptable for use in the present invention. The plasmid vector useful in the present invention may have any or all of the above-described vector features useful in the present invention. Plasmid vectors useful in the present invention include, but are not limited to, the following examples. Bacteria-pQE70, pQE60, pQE-9 (Qiagen) pBs, Phagescript, psiX174, pBluescriptSK, pBsKS,
pNH8a, pNH16a, pNH18a, pNH46a (Stratagene),
pTrc99A, pKK223-3, pKK233-3, pDR540, and pRIT5 (Pharmacia), eukaryotic-pWLneo, pSV2cat, pOG4.
4, pXT1, pSG (Stratagene) pSVK3, pBPV, pMSG, and pSVL (Pharmacia). However, any other plasmid or vector may be used as long as it is replicable and viable in the host.

【0109】 [b.バクテリオファージベクター] 本発明で有用な公知のバクテリオファージ由来ベクターが数多くある。これら
の中で最も重要なのは、挿入断片によりコードされるポリペプチドの誘導性発現
の可能な、λをベースとしたベクター、例えばλZapIIまたはλ−Zapエ
クスプレスベクター(ストラタジーン)である。他は、M13をベースとしたベ
クターファミリーなどの、糸状バクテリオファージを含む。
[B. Bacteriophage Vector] There are many known bacteriophage-derived vectors useful in the present invention. Most important of these are lambda-based vectors, such as lambda ZapII or lambda-Zap express vectors (Stratagene), capable of inducible expression of the polypeptide encoded by the insert. Others include filamentous bacteriophage, such as the M13-based vector family.

【0110】 [c.ウイルスベクター] 多くの異なるウイルスベクターが本発明で有用であり、細胞においてレニラ・
レニフォルミスまたはその変異体をコードする配列の導入および発現の可能な任
意のウイルスベクターが、本発明の方法での使用に許容可能である。外来核酸を
細胞に送達するのに使用できるウイルスベクターは、レトロウイルスベクター、
アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、ヘルペスウイルスベク
ター、およびセムリキ森林ウイルス(αウイルス)ベクターを含むがこれに限定
されない。欠陥レトロウイルスは、遺伝子導入に使用ために十分特徴づけられて
いる(総説についてはMiller,A.D.(1990)Blood 76:
271参照)。組換えレトロウイルスを作成し、インビトロまたはインビボで細
胞を該ウイルスで感染するプロトコールは、分子生物学の現在のプロトコール、
Ausubel,F.Mら(編)Greene Publishing Ass
ociates(1989)、9.10〜9.14章および他の標準的な実験マ
ニュアルに見出し得る。本発明の方法に使用するレトロウイルス作製および宿主
細胞形質導入の詳細も、以下の実施例1に提示する。
[C. Viral Vectors Many different viral vectors are useful in the present invention to
Any viral vector capable of introducing and expressing sequences encoding Reniformis or variants thereof is acceptable for use in the methods of the invention. Viral vectors that can be used to deliver foreign nucleic acids to cells are retroviral vectors,
Includes, but is not limited to, adenovirus vectors, adeno-associated virus vectors, herpes virus vectors, and Semliki Forest virus (α virus) vectors. Defective retroviruses have been well characterized for use in gene transfer (for review see Miller, AD (1990) Blood 76:
271). Protocols for making recombinant retroviruses and infecting cells with the virus in vitro or in vivo include current protocols in molecular biology,
Ausubel, F.M. M et al. (Green) Publishing Publishing Ass
ocates (1989), chapters 9.10-9.14 and other standard laboratory manuals. Details of retrovirus production and host cell transduction for use in the methods of the invention are also provided in Example 1 below.

【0111】 レトロウイルスベクターに加えて、アデノウイルスは、それが、目的の遺伝子
産物をコードし発現するが、正常な溶菌ウイルス生活環での複性能に関して不活
性化されているように操作できる(例えば、Berknerら、1988、Bi
oTechniques 6:616;Rosenfeldら、1991、Sc
ience 252:431〜434;およびRosenfeldら、1992
、Cell 68:143〜155参照)。アデノウイルスAd5型dl324
または他のアデノウイルス株(例えばAd2、Ad3、Ad7等)から得られた
適切なアデノウイルスベクターは当業者に公知である。アデノ随伴ウイルス(A
AV)は、アデノウイルスまたはヘルペスウイルスなどの別のウイルスを、効率
的な複製および生産的な生活環のためにヘルパーウイルスとして必要とする、天
然欠陥ウイルスである(総説については、Muzyczkaら、1992、Cu
rr.Topics.in Micro.and Immunol.158:9
7〜129参照)。Traschinら(1985、Mol.Cell.Bio
l.5:3251〜3260)に記載のようなAAVベクターを使用して、核酸
を細胞に導入できる。多種多様な核酸を、AAVベクターを使用して異なる細胞
型に導入できる(例えば、Hermonatら、1984、Proc.Natl
.Acad.Sci.USA 81:6466〜6470;およびTrasch
inら、1985、Mol.Cell.Biol.4:2072〜2081参照
)。
In addition to retroviral vectors, adenovirus can be engineered such that it encodes and expresses the gene product of interest, but is inactivated with respect to its dual performance in the normal lytic virus life cycle ( For example, Berkner et al., 1988, Bi
oTechniques 6: 616; Rosenfeld et al., 1991, Sc.
ience 252: 431-434; and Rosenfeld et al., 1992.
, Cell 68: 143-155). Adenovirus Ad5 type dl324
Alternatively, suitable adenovirus vectors obtained from other adenovirus strains (eg, Ad2, Ad3, Ad7, etc.) are known to those skilled in the art. Adeno-associated virus (A
AV) is a naturally defective virus that requires another virus, such as adenovirus or herpes virus, as a helper virus for efficient replication and a productive life cycle (for a review, Muzyczka et al., 1992). , Cu
rr. Topics. in Micro. and Immunol. 158: 9
7-129). Traschin et al. (1985, Mol. Cell. Bio.
l. 5: 3251-260), and nucleic acids can be introduced into cells using AAV vectors. A wide variety of nucleic acids can be introduced into different cell types using AAV vectors (eg, Hermonat et al., 1984, Proc. Natl.
. Acad. Sci. USA 81: 6466-6470; and Trasch.
in et al., 1985, Mol. Cell. Biol. 4: 2072-2081).

【0112】 最後に、高レベルの発現が得られ、培養条件は哺乳動物細胞培養液に比べて簡
単であり、昆虫細胞によりなされた翻訳後修飾は、哺乳動物細胞によりなされた
ものと近似しているので、外来遺伝子の導入および発現は昆虫細胞で望ましいこ
とが多い。外来DNAの、ショウジョウバエS2細胞などの昆虫細胞への導入の
ために、バキュロウイルスベクターでの感染が広く使用されている。他の昆虫ベ
クター系は、例えば、発現プラスミドpIZ/V5−His(インビトロジェン
)および他のタグおよび選択マーカーをコードするpIZ/V5ベクターの他の
変種を含む。昆虫細胞は、リポフェクション試薬を使用して容易にトランスフェ
クト可能であり、昆虫細胞のトランスフェクションに特に最適化された脂質をベ
ースとしたトランスフェクション製品(例えばPanVera由来)が存在する
Finally, high levels of expression were obtained, the culture conditions were simple compared to mammalian cell cultures, and the post-translational modifications made by insect cells were similar to those made by mammalian cells. Therefore, introduction and expression of foreign genes is often desirable in insect cells. Infection with baculovirus vectors is widely used for the introduction of foreign DNA into insect cells such as Drosophila S2 cells. Other insect vector systems include, for example, the expression plasmid pIZ / V5-His (Invitrogen) and other variants of the pIZ / V5 vector encoding other tags and selectable markers. Insect cells are readily transfectable using lipofection reagents, and there are lipid-based transfection products (eg from PanVera) that are particularly optimized for transfection of insect cells.

【0113】 [2.本発明で有用な宿主細胞] レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体を有する組換えベクターを導
入し得る任意の細胞(ここでのベクターは、GFPまたはGFP変異体配列の発
現を駆動できる)が本発明で有用である。すなわち、本発明のGFP分子に関す
る多種多様の用途から、本発明のGFP分子を発現し得、好ましくは検出し得る
任意の細胞が適切な宿主である。GFPコード配列の、種々の異なる生物(原核
および真核の両方)由来の宿主細胞への導入に適したベクターを本明細書で上記
しているか、または、当業者には既知である。
[2. Host Cells Useful in the Present Invention] Any cell into which a recombinant vector having Renilla reniformis GFP or a mutant thereof can be introduced (the vector here can drive the expression of a GFP or GFP mutant sequence) is the present invention. Useful in. That is, from the wide variety of uses for the GFP molecule of the present invention, any cell capable of expressing and preferably detecting the GFP molecule of the present invention is a suitable host. Suitable vectors for the introduction of GFP coding sequences into host cells from a variety of different organisms (both prokaryotic and eukaryotic) are described herein above or known to those of skill in the art.

【0114】 宿主細胞は、多くのいずれかの細菌株のように原核であり得るか、または、酵
母または他の真菌細胞、昆虫または両生類細胞、または、例えばげっ歯類、サル
またはヒト細胞を含む哺乳動物細胞などの真核であり得る。本発明のGFPを発
現する細胞は、一次培養細胞、例えば一次ヒト線維芽細胞またはケラチノサイト
であり得るか、または、NIH3T3、293TまたはCHO細胞などの確立さ
れた細胞系であり得る。さらに、本発明のGFPの発現に有用な哺乳動物細胞は
、表現型的に正常であるか、または発癌的形質転換され得る。当業者は、培養液
中で選択した宿主細胞型を容易に確立および維持できると推定される。
Host cells can be prokaryotic, such as any of many bacterial strains, or include yeast or other fungal cells, insect or amphibian cells, or, for example, rodent, monkey or human cells. It can be eukaryotic, such as a mammalian cell. The GFP-expressing cells of the invention can be primary cultured cells, such as primary human fibroblasts or keratinocytes, or can be established cell lines such as NIH3T3, 293T or CHO cells. Moreover, mammalian cells useful for expressing the GFP of the present invention can be phenotypically normal or can be oncogenically transformed. It will be appreciated by those of skill in the art that the host cell type of choice can be readily established and maintained in culture.

【0115】 [3.GFPコードベクターの宿主細胞への導入] GFPコードベクターは、当業者に公知の多くの適切な方法のいずれかにより
、選択した宿主細胞に導入し得る。例えば、GFP構築物は、λまたはM13な
どの大腸菌バクテリオファージベクター粒子の場合には、感染により、または、
プラスミドベクターまたはバクテリオファージDNA用の多くの形質転換法のい
ずれかにより、適切な細菌細胞に導入し得る。例えば、標準的な塩化カルシウム
媒介細菌形質転換は、依然として、裸DNAを細菌に導入するのに一般的に使用
されている(Sambrookら、1989、分子クローニング、実験マニュア
ル、コールドスプリングハーバー研究所プレス、コールドスプリングハーバー、
NY)が、電気穿孔法も使用し得る(Ausubelら、1989、前記)。
[3. Introduction of GFP Encoding Vector into Host Cell] The GFP encoding vector can be introduced into the selected host cell by any of a number of suitable methods known to those skilled in the art. For example, the GFP construct may be infected, in the case of E. coli bacteriophage vector particles such as λ or M13, or
It may be introduced into suitable bacterial cells by any of the many transformation methods for plasmid vectors or bacteriophage DNA. For example, standard calcium chloride mediated bacterial transformation is still commonly used to introduce naked DNA into bacteria (Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, Experimental Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor,
NY) may also use electroporation (Ausubel et al., 1989, supra).

【0116】 GFPコード構築物の、酵母または他の真菌細胞への導入では、化学的形質転
換法を一般的に使用する(例えば、Roseら、1990、酵母遺伝子学の方法
、コールスプリングハーバー研究所プレス、コールドスプリングハーバー、NY
)。例えば、サッカロマイセス・セレビィシエの形質転換では、細胞を酢酸リチ
ウムで処理し、DNA1μgあたり、約104個のコロニー形成単位(形質転換
細胞)の形質転換効率を達成する。その後、形質転換細胞を、使用した選択マー
カーに適した選択培地上で単離する。別法として、または加えて、プレートまた
はプレートから拾い上げたフィルターを、GFP蛍光について走査し、形質転換
したクローンを同定し得る。
For the introduction of GFP-encoding constructs into yeast or other fungal cells, chemical transformation methods are commonly used (eg Rose et al., 1990, Methods of Yeast Genetics, Coal Spring Harbor Laboratory Press). , Cold Spring Harbor, NY
). For example, in the transformation of Saccharomyces cerevisiae, the cells are treated with lithium acetate to achieve a transformation efficiency of about 10 4 colony forming units (transformed cells) per μg of DNA. The transformed cells are then isolated on a selection medium suitable for the selection marker used. Alternatively, or in addition, the plate or filters picked up from the plate can be scanned for GFP fluorescence to identify transformed clones.

【0117】 レニラ・レニフォルミスGFPコードベクターの哺乳動物への導入で使用した
方法は、ベクターの形に依存する。プラスミドベクターでは、レニラ・レニフォ
ルミスGFPまたはその変異体をコードするDNAを、例えば、脂質媒介トラン
スフェクション(「リポフェクション」)、DEAEデキストラン媒介トランス
フェクション、電気穿孔法またはリン酸カルシウム沈降法を含む、多くのトラン
スフェクション法のいずれかにより導入し得る。これらの方法は、例えば、Au
subelら、1989、前記に詳述されている。
The method used to introduce the Renilla reniformis GFP encoding vector into the mammal depends on the form of the vector. In plasmid vectors, DNA encoding Renilla reniformis GFP or variants thereof may be transfected with a number of transfections, including, for example, lipid-mediated transfection (“lipofection”), DEAE dextran-mediated transfection, electroporation or calcium phosphate precipitation. Can be introduced by any of the methods. These methods are described, for example, in Au.
Subel et al., 1989, supra.

【0118】 多種多様の形質転換および非形質転換または一次細胞の一過的トランスフェク
ションに適したリポフェクション試薬および方法は、広く入手可能であり、これ
により、リポフェクションは、構築物を、真核細胞、特に哺乳動物細胞培養液に
導入する魅力的な方法である。例えば、リポフェクトAMINE(登録商標)(
ライフ・テクノロジーズ)またはリポタクシ(登録商標)(ストラタジーン)キ
ットを入手できる。リポフェクション用の試薬および方法を供する他の会社は、
バイオラッドラボラトリーズ、クロンテック、グレンリサーチ、インビトロジェ
ン、JBLサイエンティフィック、MBIファーメンタス、PanVera、プ
ロメガ、クアンタム・バイオテクノロジーズ、シグマ−アルドリッチ、および和
光ケミカルUSAを含む。
A wide variety of lipofection reagents and methods suitable for transient transfection of transformed and non-transformed or primary cells are widely available, which allows lipofection to constructs, eukaryotic cells, especially It is an attractive method to introduce into mammalian cell culture. For example, Lipofect AMINE (registered trademark) (
Life Technologies) or Lipotakshi® (Stratagene) kits are available. Other companies that provide reagents and methods for lipofection are
Includes Bio-Rad Laboratories, Clontech, Glen Research, Invitrogen, JBL Scientific, MBI Fermentus, PanVera, Promega, Quantum Biotechnology, Sigma-Aldrich, and Wako Chemical USA.

【0119】 レニラ・レニフォルミスGFPコードベクターを、ショウジョウバエSchn
eider2細胞(S2)細胞、Sf9またはSf21細胞などの昆虫細胞に導
入するために、トランスフェクションもリポフェクションにより実施する。
The Renilla reniformis GFP encoding vector was cloned into Drosophila Schn.
Transfection is also performed by lipofection for introduction into insect cells such as eider2 cells (S2) cells, Sf9 or Sf21 cells.

【0120】 本発明のレニラ・レニフォルミスGFPコードベクターでトランスフェクトし
た後、成功裏に構築物(染色体内または外)を取込んだ真核細胞(好ましくは哺
乳動物細胞であるが、必ずではない)を、上記のように、トランスフェクトした
細胞集団を、耐性遺伝子がベクターによりコードされる抗生物質などの選択物質
で処理することにより、または、例えば細胞集団のFACSまたは付着細胞の蛍
光走査を使用した直接的なスクリーニングにより選択し得る。頻繁には、両方の
型のスクリーニングを使用し得、ここで、陰性選択を使用して、構築物およびF
ACSを取込んだ細胞について強化するか、または、蛍光走査を使用して、それ
ぞれ、GFP発現細胞をさらに強化するか、または、細胞の特定のクローンを同
定する。例えば、ネオマイシン類似体G418(ライフ・テクノロジーズ社)を
用いた陰性選択を使用して、ベクターを受けた細胞を同定し得、蛍光走査を使用
して、レニラ・レニフォルミスGFPまたはGFP変異体をより多く発現した細
胞または細胞のクローンを同定し得る。
After transfection with the Renilla reniformis GFP-encoding vector of the present invention, eukaryotic cells (preferably mammalian cells, but not necessarily mammalian cells) that have successfully incorporated the construct (intra-chromosomal) are transferred. , As described above, by treating the transfected cell population with a selective agent such as an antibiotic whose resistance gene is encoded by the vector, or directly using, for example, FACS of the cell population or fluorescence scanning of adherent cells. Selection by selective screening. Frequently, both types of screens can be used, where negative selection is used to construct and F
Enhance cells on cells that have taken up ACS or use fluorescence scanning to further enhance GFP-expressing cells or identify specific clones of cells, respectively. For example, negative selection with the neomycin analog G418 (Life Technologies) can be used to identify cells that have received the vector, and fluorescence scanning can be used to increase the number of Renilla reniformis GFP or GFP variants. The expressing cells or clones of cells can be identified.

【0121】 [4.レニラ・レニフォルミスGFPと反応性の抗体の調製] 本発明のポリヌクレオチドによりコードされるGFPポリペプチドに結合する
抗体は、例えば、タンパク質精製およびタンパク質会合アッセイに有用である。
本発明で有用な抗体は、全抗体、抗体断片、多機能性抗体凝集物、または一般に
は抗体由来の1つ以上の特異的結合部位を含む基質を含み得る。抗体断片は、F
v、FabまたはF(ab')2断片またはその誘導体、例えば単鎖Fv断片など
の断片であり得る。抗体または抗体断片は、非組換え、組換えまたはヒト化であ
り得る。抗体は、例えばIgG、IgM等の免疫グロブリンアイソタイプであり
得る。さらに、免疫グロブリンまたはその断片の凝集物、ポリマー、誘導体およ
びコンジュゲートを適宜使用できる。
[4. Preparation of Antibody Reactive with Renilla reniformis GFP] An antibody that binds to a GFP polypeptide encoded by the polynucleotide of the present invention is useful, for example, in protein purification and protein association assays.
Antibodies useful in the invention can include whole antibodies, antibody fragments, multifunctional antibody aggregates, or substrates that generally contain one or more specific binding sites from the antibody. The antibody fragment is F
It may be a fragment such as a v, Fab or F (ab ′) 2 fragment or a derivative thereof, eg a single chain Fv fragment. The antibody or antibody fragment may be non-recombinant, recombinant or humanized. The antibody may be an immunoglobulin isotype such as IgG, IgM, etc. Furthermore, aggregates, polymers, derivatives and conjugates of immunoglobulins or fragments thereof can be used as appropriate.

【0122】 特異的抗体の誘導に使用したGFP由来ペプチドは好ましくは、少なくとも5
つのアミノ酸およびより簡便には少なくとも10個のアミノ酸からなる、アミノ
酸配列を有する。該ペプチドは、天然レニラ・レニフォルミスGFPタンパク質
またはその変異体の領域に同一であることが有利であり、それらはさらには、レ
ニラ・レニフォルミスGFP(配列番号2)またはその変異体の全アミノ酸配列
を含み得る。
The GFP-derived peptide used to induce the specific antibody is preferably at least 5
It has an amino acid sequence of one amino acid and more conveniently at least 10 amino acids. Advantageously, the peptide is identical to a region of the native Renilla reniformis GFP protein or variant thereof, which further comprises the entire amino acid sequence of Renilla reniformis GFP (SEQ ID NO: 2) or variant thereof. obtain.

【0123】 抗体の作製のために、ヤギ、ウサギ、ラット、マウス等を含む種々の宿主を、
本発明のGFPポリペプチドから得られた配列を有するペプチドまたはポリペプ
チドの注射により免疫化し得る。宿主種に応じて、種々のアジュバントを使用し
て、免疫応答を増加し得る。該アジュバントは、フロイントアジュバント、ミネ
ラルゲル、例えば水酸化アルミニウム、および表面活性物質、例えばリソレシチ
ン、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油状エマルション、キ
ーホールリムペットヘモシアニン、およびジニトロフェノールを含むがこれに限
定されない。
For the production of antibodies, various hosts including goat, rabbit, rat, mouse, etc.
It can be immunized by injection with a peptide or polypeptide having a sequence derived from the GFP polypeptide of the invention. Depending on the host species, various adjuvants may be used to increase the immune response. The adjuvants include, but are not limited to, Freund's adjuvant, mineral gels such as aluminum hydroxide, and surfactants such as lysolecithin, pluronic polyols, polyanions, peptides, oil emulsions, keyhole limpet hemocyanin, and dinitrophenol.

【0124】 ポリクローナル抗体を作製するために、抗原(すなわちレニラ・レニフォルミ
スGFPポリペプチド、その変異体、またはそれから得られたペプチド断片)を
、慣用的な担体にコンジュゲートして、その免疫原性を増加し得、ペプチド−担
体コンジュゲートに対する抗血清を生じる。本発明のGFPポリペプチドに対応
するアミノ酸の短い配列を、融合産物として発現することにより、または化学的
連鎖により、キーホールリムペットヘモシアニンまたはGSTなどの別のタンパ
ク質由来のアミノ酸と融合し得、その後、抗体が、キメラ分子に対して生じる。
ペプチドの担体タンパク質へのカップリングおよび免疫化は、Dymeckiら
、1992、J.Biol.Chem.267:4815に記載のように実施し
得る。血清は、エライザによりポリペプチド抗原に対して滴定できるか、または
別法としてドットまたはスポットブロットにより滴定できる(Boersma&
Van Leeuwen、1994、J.Neurosci.Methods.
51:37)。有用な血清は、例えば、Greenら、1982、Cell、2
8:477の手順に従って、エライザにより適切なペプチドと強力に反応する。
To produce polyclonal antibodies, the antigen (ie the Renilla reniformis GFP polypeptide, variant thereof, or peptide fragment obtained therefrom) is conjugated to a conventional carrier to render it immunogenic. Can be increased, yielding antisera to the peptide-carrier conjugate. A short sequence of amino acids corresponding to a GFP polypeptide of the invention may be fused with an amino acid from another protein, such as keyhole limpet hemocyanin or GST, either by expressing as a fusion product or by chemical linkage. , Antibodies are raised against the chimeric molecule.
Coupling of peptides to carrier proteins and immunization is described by Dymecki et al., 1992, J. Am. Biol. Chem. 267: 4815. Serum can be titrated against the polypeptide antigen by an ELISA or, alternatively, by dot or spot blot (Boersma &
Van Leeuwen, 1994, J. Am. Neurosci. Methods.
51:37). Useful sera are described, for example, in Green et al., 1982, Cell, 2
React strongly with the appropriate peptide by ELISA, following the procedure 8: 477.

【0125】 モノクローナル抗体の調製技法は公知であり、モノクローナル抗体は、Arn
heiterら、1981、Nature、294:278に記載のように、好
ましくは担体に結合した、抗原を使用して調製できる。モノクローナル抗体は、
典型的には、ハイブリドーマ組織培養液から、または、ハイブリドーマ組織を導
入した動物から得た腹水から得る。モノクローナル抗体産生ハイブリドーマ(ま
たはポリクローナル血清)は、当分野で公知の方法に従って、標的タンパク質に
結合している抗体についてスクリーニングできる。
Techniques for preparing monoclonal antibodies are known, and monoclonal antibodies are described in Arn
It can be prepared using an antigen, preferably conjugated to a carrier, as described in heiter et al., 1981, Nature, 294: 278. Monoclonal antibody
Typically obtained from hybridoma tissue cultures or from ascites fluid obtained from animals into which hybridoma tissue has been introduced. Monoclonal antibody-producing hybridomas (or polyclonal sera) can be screened for antibodies that bind to the target protein according to methods known in the art.

【0126】 [5.本発明に記載のレニラ・レニフォルミスGFPの変異体] 本発明は、配列番号1のポリヌクレオチドによりコードされる、アミノ酸配列
の配列番号2の野生型レニラ・レニフォルミスGFPよりも、例えば、FRET
を使用する方法に使用するのに、またはFACS解析に、さらにより良好に適し
ている、変異体レニラ・レニフォルミスGFPを同定する方法を提供する。レニ
ラ・レニフォルミス生物から直接単離した野生型GFPは、エクオレア・ビクト
リアGFPの3〜6倍高い量子収量を有する。本明細書で実施例4に示したよう
に、本発明の組換え核酸配列から哺乳動物細胞で産生されたレニラ・レニフォル
ミスGFPポリペプチドは、天然ポリペプチドとはほとんど識別できないスペク
トル特徴を有し、すなわち、本発明の組換えレニラ・レニフォルミスは、同じ細
胞型で発現されたエクオレア・ビクトリア野生型GFPの3〜6倍明るく、天然
レニラ・レニフォルミスGFPタンパク質に類似した励起および発光スペクトル
を有する。しかし、エクオレア・ビクトリアGFPに比べて、組換え産生A.レ
ニフォルミスGFPの輝度が向上しても、輝度の増強したレニラ・レニフォルミ
スGFP変異体の同定が望ましい。
[5. Variant of Renilla reniformis GFP described in the present invention] The present invention is, for example, FRET rather than wild-type Renilla reniformis GFP of amino acid sequence SEQ ID NO: 2 encoded by the polynucleotide of SEQ ID NO: 1.
And a method of identifying a mutant Renilla reniformis GFP that is even better suited for use in a method of using S. Wild-type GFP isolated directly from the Renilla reniformis organism has a quantum yield 3-6 times higher than that of Aequorea Victoria GFP. As shown in Example 4 herein, the Renilla reniformis GFP polypeptide produced in mammalian cells from the recombinant nucleic acid sequences of the invention has spectral features that are nearly indistinguishable from the native polypeptide, That is, the recombinant Renilla reniformis of the present invention is 3 to 6 times brighter than Aequorea Victoria wild-type GFP expressed in the same cell type, and has an excitation and emission spectrum similar to that of the natural Renilla reniformis GFP protein. However, compared with Aequorea Victoria GFP, recombinantly produced A. Even if the brightness of Reniformis GFP is improved, it is desirable to identify a Renilla reniformis GFP mutant with enhanced brightness.

【0127】 輝度の増加したレニラ・レニフォルミスGFP変異体に加えて、他の修飾にも
関心がある。例えば、励起または発光スペクトル或いはその両方のシフトを示す
変異体が有用である。なぜなら、これにより、簡単な蛍光測定を通して、同じ細
胞中の2つ以上のポリペプチドの位置またはレベルをモニタリングできるからで
ある。また、例えば別のGFP(野生型または変異体)の発光スペクトルに重複
した励起スペクトルを有するGFP変異体も、FRETをベースとしたアッセイ
に有用であり得る。別法として、スペクトル特徴が、pHまたは酸化/還元状態
などの環境の変化に応答性であるか、または、リン酸化状態の変化に応答性であ
る、GFP変異体は、該細胞内またはさらには細胞外変化の研究に有用である。
In addition to the Renilla reniformis GFP mutant with increased brightness, other modifications are of interest. For example, variants that exhibit shifts in the excitation and / or emission spectra are useful. This is because it allows the position or level of two or more polypeptides in the same cell to be monitored through simple fluorescence measurements. Also, GFP variants with excitation spectra that overlap, for example, the emission spectra of another GFP (wild type or variant) may also be useful in FRET-based assays. Alternatively, the GFP variant, whose spectral characteristics are responsive to changes in the environment such as pH or oxidation / reduction states, or to changes in phosphorylation states, can be used in the cells or even It is useful for studying extracellular changes.

【0128】 [a.本発明で有用な変異誘発法] レニラ・レニフォルミスGFPコード配列への修飾は無作為であるか、または
標的化し得る。どちらの場合でも、選択は、野生型レニラ・レニフォルミスGF
Pに比べて蛍光の増強、スペクトルシフト、または他の修飾であれ、所望の修飾
について、個々のクローンをモニタリングすることを含む。
[A. Mutagenesis Methods Useful According to the Invention Modifications to the Renilla reniformis GFP coding sequence can be random or targeted. In both cases, the choice is wild-type Renilla reniformis GF
Including monitoring individual clones for desired modifications, whether fluorescence enhancement, spectral shift, or other modifications relative to P.

【0129】 多くの無作為および部位特異的変異誘発法が当分野で公知であり、配列番号1
のレニラ・レニフォルミスGFPコード配列への修飾を生じるそれらのいずれか
を、本発明の変異体GFPの作成に適用可能である。無作為および部位特異的の
両方の変異誘発のいくつかの例を以下に記載する。
Many random and site-directed mutagenesis methods are known in the art and are SEQ ID NO: 1
Any of those that result in modifications to the Renilla reniformis GFP coding sequence are applicable to making the mutant GFP of the invention. Some examples of both random and site-directed mutagenesis are described below.

【0130】 [無作為変異誘発] 例えば、硝酸、過マンガン酸またはギ酸を使用した化学物質による変異誘発を
使用して、Meyerら、1985、Science 229:242の実質的
に記載したような無作為変異を作成し得、この文献のその全体を本明細書に参考
として取込む。Meyerらの方法に従った場合、一本鎖レニラ・レニフォルミ
スGFP断片の変異集団を作成し、その後、野生型レニラ・レニフォルミスGF
Pの増幅について上記の本明細書で使用したPCRプライマーを使用して増幅す
る。無作為な変異を有する増幅産物を、適切なベクターにクローニングし、細菌
に形質転換し、コロニーを、同じ細菌株の同じベクターから発現または精製した
野生型レニラ・レニフォルミスGFPに比べて、変化した蛍光特徴についてスク
リーニングする。
Random Mutagenesis Random mutagenesis as described substantially in Meyer et al., 1985, Science 229: 242, using chemical mutagenesis, eg, using nitric acid, permanganate or formic acid. Mutations can be made and the entire of this document is incorporated herein by reference. According to the method of Meyer et al., A mutant population of single-chain Renilla reniformis GFP fragments was prepared, and then wild-type Renilla reniformis GF was prepared.
Amplify using the PCR primers used herein above for amplification of P. Amplification products with random mutations were cloned into an appropriate vector, transformed into bacteria, and colonies were altered fluorescence compared to wild-type Renilla reniformis GFP expressed or purified from the same vector in the same bacterial strain. Screen for features.

【0131】 無作為変異の作成における化学物質による変異誘発の代替法は、変異誘発細菌
株、例えばXL1−Red大腸菌株(ストラタジーン)であり、これは、DNA
ポリメラーゼ校正活性およびDNA修復機械が欠損している。これまたは類似の
細菌株に導入したプラスミドは、細胞分裂中に変異するようになる。XL1−R
edなどの変異誘発細菌株を使用した場合、変異誘発するGFP配列(すなわち
配列番号1)を含むプラスミドを、変異誘発細菌に形質転換し、約2日間(所望
の変異誘発度に応じて、より短期間または長期間)増殖する。無作為に変異した
プラスミドを、標準的な方法を使用して培養液から単離し、非変異誘発細菌(例
えば、大腸菌株DH5、ライフ・テクノロジーズ社)に再度形質転換し、これを
播種して個々のコロニーを得る。その後、コロニーを、同じ細菌株の同じプラス
ミドからの野生型レニラ・レニフォルミスを発現しているコロニーに比べて、所
望の蛍光特徴の変化についてスクリーニングする。
An alternative to chemical mutagenesis in creating random mutations is a mutagenizing bacterial strain, such as the XL1-Red E. coli strain (Stratagene), which is
It lacks polymerase proofreading activity and DNA repair machinery. The plasmid introduced into this or a similar bacterial strain becomes mutated during cell division. XL1-R
When a mutagenized bacterial strain such as ed is used, the plasmid containing the mutagenizing GFP sequence (ie, SEQ ID NO: 1) is transformed into the mutagenized bacterium for about 2 days (depending on the desired degree of mutagenesis, Proliferate (short or long term). Randomly mutated plasmids were isolated from cultures using standard methods and retransformed into non-mutagenized bacteria (eg E. coli strain DH5, Life Technologies), seeded and individually Get a colony of. The colonies are then screened for changes in the desired fluorescent characteristics relative to colonies expressing wild-type Renilla reniformis from the same plasmid of the same bacterial strain.

【0132】 無作為変異誘発法の別の例は、いわゆる「エラーしがちなPCR法」である。
名前が示す通り、該方法は、特定の配列を、DNAポリメラーゼが高忠実度の取
込みを支持しない条件下で増幅する。異なるDNAポリメラーゼにおけるエラー
しがちな取込みを推奨する条件は変化するが、当業者は、特定の酵素に関する該
条件を決定し得る。増幅の忠実度における多くのDNAポリメラーゼの重要な変
数は、例えば、緩衝液中の二価金属イオンの型および濃度である。それ故、マン
ガンイオンの使用および/またはマグネシウムまたはマンガンイオン濃度の変化
は、ポリメラーゼのエラー率に影響を及ぼすために適用し得る。他の方法と同様
に、変異誘発した配列を、適切なベクターに挿入し、細菌に形質転換し、所望の
特徴についてスクリーニングする。
Another example of random mutagenesis is the so-called “error prone PCR method”.
As the name implies, the method amplifies specific sequences under conditions in which the DNA polymerase does not support high fidelity incorporation. Conditions that recommend error-prone incorporation in different DNA polymerases will vary, but one of skill in the art can determine the conditions for a particular enzyme. An important variable for many DNA polymerases in amplification fidelity is, for example, the type and concentration of divalent metal ions in the buffer. Therefore, the use of manganese ions and / or changes in magnesium or manganese ion concentration can be applied to affect the error rate of the polymerase. As with other methods, the mutagenized sequences are inserted into an appropriate vector, transformed into bacteria and screened for the desired characteristics.

【0133】 [部位特異的または標的化変異誘発] 率直な方法で特定の部位または領域を変異することのできる、当分野で公知の
部位特異的変異誘発法が数多く存在する。これらの方法は、慣用的およびPCR
をベースとした方法の両方を含む、部位特異的変異誘発の実行のための、市販で
入手できる多くのキットで具現する。例は、ストラタジーンのエキスサイト(登
録商標)PCRをベースとした部位特異的変異誘発キット(カタログ番号200
502;PCRをベースとする)、および、ストラタジーンのクイックチェンジ
(登録商標)部位特異的変異誘発キット(カタログ番号200518;PCRを
ベースとする)、およびチャメレオン(登録商標)二本鎖部位特異的変異誘発キ
ット(カタログ番号200509)を含む。
Site-Directed or Targeted Mutagenesis There are many site-directed mutagenesis methods known in the art that can mutate specific sites or regions in a straightforward manner. These methods are conventional and PCR.
It is embodied in a number of commercially available kits for performing site-directed mutagenesis, including both C-based methods. An example is the site-directed mutagenesis kit based on Stratagene's Excite® PCR (catalog number 200).
502; PCR-based), and Stratagene's QuickChange® site-directed mutagenesis kit (catalog number 200518; PCR-based) and Chameleon® double-stranded site-specific Includes a mutagenesis kit (catalog number 200509).

【0134】 当分野で公知のより古い部位特異的変異誘発は、一本鎖DNA鋳型の単離を可
能とする、M13バクテリオファージベクターなどのベクターへの、変異する配
列のサブクローニングに依拠する。これらの方法では、変異原性プライマー(す
なわち、変異する部位にアニーリングできるが、変異する部位に1つ以上のミス
マッチヌクレオチドを有するプライマー)を、一本鎖鋳型にアニーリングし、そ
の後、変異原性プライマーの3'末端から出発して鋳型の相補体を重合する。そ
の後、得られた二本鎖を、宿主細菌に形質転換し、プラークを所望の変異につい
てスクリーニングした。
Older site-directed mutagenesis known in the art relies on subcloning the mutating sequence into a vector, such as the M13 bacteriophage vector, which allows isolation of single-stranded DNA templates. In these methods, a mutagenic primer (ie, a primer that can anneal to the site of mutation but has one or more mismatched nucleotides at the site of mutation) is annealed to a single-stranded template, and then the mutagenic primer Polymerize the complement of the template starting from the 3'end. The resulting duplex was then transformed into host bacteria and plaques screened for the desired mutation.

【0135】 より近年では、部位特異的変異誘発は、一本鎖鋳型を必要としない利点を有す
る、PCR方法を使用した。さらに、サブクローニングを必要としない方法を開
発した。PCRをベースとした部位特異的変異誘発を実施する場合には数個の組
織を考えなければならない。第一に、これらの方法では、ポリメラーゼにより導
入された望ましくない変異の増殖を防ぐために、PCRサイクルの数を減少する
ことが望ましい。第二に、反応に存続する変異親分子の数を減少するために、選
択を使用しなければならない。第三に、1つのPCRプライマーセットを使用で
きるようにするために、延長PCR法が好ましい。第四に、いくつかの熱安定性
ポリメラーゼの非鋳型依存的末端伸長活性のために、PCR作成変異産物の平滑
末端ライゲーション前に、手順に末端研磨段階を取込むことがしばしば必要であ
る。
More recently, site-directed mutagenesis has used the PCR method, which has the advantage of not requiring a single-stranded template. In addition, we have developed a method that does not require subcloning. Several tissues must be considered when performing PCR-based site-directed mutagenesis. First, it is desirable in these methods to reduce the number of PCR cycles to prevent the growth of unwanted mutations introduced by the polymerase. Second, selection must be used to reduce the number of mutant parent molecules that survive the reaction. Third, the extended PCR method is preferred in order to be able to use one PCR primer set. Fourth, because of the non-template-dependent end extension activity of some thermostable polymerases, it is often necessary to include an end polishing step in the procedure prior to blunt end ligation of PCR-generated mutant products.

【0136】 下記のプロトコールは、これらの考慮に、以下の段階を通じて順応する。第一
に、使用した鋳型濃度は、慣用的なPCR反応に使用した濃度の約1000倍高
く、劇的に産物の収率を低下することなく、サイクル数を25〜30から5〜1
0に減少できる。第二に、制限エンドヌクレアーゼDpnI(認識標的配列:5
−Gm6ATC−3、ここでのA残基はメチル化されている)を使用して、親D
NAに対して選択する。なぜなら、最も一般的な大腸菌株Damは、そのDNA
を、配列5'−GATC−3'でメチル化するからである。第三に、Taqエクス
テンダーを、PCR混液に使用して、長い(すなわち全長プラスミド)PCR産
物の比率を増加する。最後に、PfuDNAポリメラーゼを使用して、T4DN
Aリガーゼを使用した分子内ライゲーション前にPCR産物の末端を研磨する。
該方法は以下のように詳述する。
The following protocol accommodates these considerations through the following steps. First, the template concentration used was approximately 1000-fold higher than that used in conventional PCR reactions, and the number of cycles was 25-30 to 5-1 without dramatically reducing product yield.
Can be reduced to zero. Second, the restriction endonuclease DpnI (recognition target sequence: 5
-Gm6ATC-3, where the A residue is methylated), the parent D
Select for NA. Because the most common E. coli strain Dam is
Is methylated at the sequence 5'-GATC-3 '. Third, Taq extender is used in the PCR mix to increase the proportion of long (ie, full length plasmid) PCR products. Finally, using Pfu DNA polymerase, T4DN
The ends of the PCR product are polished before intramolecular ligation with A ligase.
The method is detailed as follows.

【0137】 [PCRに基づく部位特異的変異誘発] プラスミド鋳型DNA(約0.5pmol)を、1×変異誘発緩衝液(20m
MのトリスHCl、pH7.5、8mMのMgCl2、40μg/mlのBSA
)、12〜20pmolの各プライマー(当業者は、オリゴヌクレオチドプライ
マーのアニーリング特徴に影響を及ぼす、塩基組成、プライマー長および目的の
緩衝液塩濃度などの因子を考慮して、必要であれば変異誘発プライマーを設計し
得る;1つのプライマーは、所望の変異を含まなければならず、1つ(同じまた
は他方)は、後のライゲーションを容易にするために5'リン酸を含まなければ
ならない)、250μMの各dNTP、2.5UのTaqDNAポリメラーゼ、
および2.5UのTaqエクステンダー(ストラタジーンから入手:Niels
onら(1994)Strategies 7:27および米国特許第5,55
6,772号参照)を含む、PCRカクテルに加える。PCRサイクリングは以
下のように実施する:94℃で4分間、50℃で2分間、72℃で2分間を1サ
イクル;その後、94℃で1分間、54℃で2分間、72℃で1分間を5〜10
サイクル。親鋳型DNA、および、変異原性プライマーを取込んだ線形のPCR
作成DNAを、DpnI(10U)およびPfuDNAポリメラーゼ(2.5U
)で処理する。これにより、インビボでメチル化した親鋳型およびハイブリッド
DNAのDpnI消化、および、線形PCR産物上の非鋳型指令TaqDNAポ
リメラーゼ伸長塩基(群)のPfuDNAポリメラーゼによる除去が生じる。反
応液を、37℃で30分間インキュベートし、その後、さらに30分間72℃に
移行する。0.5mM ATPを含む変異誘発緩衝液(115μlの1×)をD
pnIで消化したPfuDNAポリメラーゼ研磨PCR産物に加える。この溶液
を混合し、10μlを新しい遠心管に取り出し、T4DNAリガーゼ(2〜4U
)を加える。ライゲーションは、37℃で、60分間以上インキュベートする。
最後に、処理した溶液を、標準的な方法に従って、コンピテント大腸菌に形質転
換する。
[PCR-Based Site-Directed Mutagenesis] Plasmid template DNA (about 0.5 pmol) was added to 1 × mutagenesis buffer (20 m).
M Tris HCl, pH 7.5, 8 mM MgCl 2 , 40 μg / ml BSA
), 12-20 pmol of each primer (those skilled in the art will consider mutagenesis if necessary, taking into account factors such as base composition, primer length and desired buffer salt concentration, which affect the annealing characteristics of the oligonucleotide primer. Primers can be designed; one primer must contain the desired mutation, one (same or the other) must contain a 5'phosphate to facilitate subsequent ligation), 250 μM of each dNTP, 2.5 U of Taq DNA polymerase,
And 2.5U Taq Extender (obtained from Stratagene: Niels
on et al. (1994) Strategies 7:27 and US Pat. No. 5,55.
No. 6,772)) to the PCR cocktail. PCR cycling is performed as follows: 1 cycle of 94 ° C for 4 minutes, 50 ° C for 2 minutes, 72 ° C for 2 minutes; then 1 minute at 94 ° C, 2 minutes at 54 ° C, 1 minute at 72 ° C. 5 to 10
cycle. Linear PCR incorporating parental template DNA and mutagenic primers
The prepared DNA was transformed with DpnI (10 U) and Pfu DNA polymerase (2.5 U
). This results in DpnI digestion of the parental template and hybrid DNA methylated in vivo, and removal of the non-templated Taq DNA polymerase extension base (s) on the linear PCR product by Pfu DNA polymerase. The reaction is incubated at 37 ° C for 30 minutes, then transferred to 72 ° C for an additional 30 minutes. D mutagenesis buffer (115 μl 1 ×) containing 0.5 mM ATP
Add to pnI digested Pfu DNA polymerase polished PCR product. This solution is mixed, 10 μl is taken out in a new centrifuge tube, and T4 DNA ligase (2-4 U) is added.
) Is added. The ligation is incubated at 37 ° C for 60 minutes or longer.
Finally, the treated solution is transformed into competent E. coli according to standard methods.

【0138】 [限定された無作為変異誘発] 部位特異的変異誘発の亜カテゴリーは、無作為変異を、特定の配列の限定され
た領域に導入するための、無作為オリゴヌクレオチドの使用を含む(これは、「
限定された無作為変異誘発」と称する)。これは、例えばヘキサペプチドをコー
ドする領域内のどの塩基も変異したい場合に特に有用である。一般に、この型の
アプローチに使用するオリゴヌクレオチドは、変異する配列に対応する無作為ま
たは部分的無作為オリゴヌクレオチド配列の連結した、変異する領域の一方の側
の領域に正に相補的な、および、変異する領域にすぐ隣接する、定常ヌクレオチ
ド配列を有する。変異誘発領域にフランキングする定常領域の1つは、変異誘発
後に野生型配列を変異誘発配列で置換するのを容易にするための、制限部位を有
するべきである。理想的には、該制限部位は、天然には、変異する領域に隣接し
て存在するが、当業者はまた、コード配列を変化することなく、サイレント変異
により制限部位を導入し得る(例えば、ニューイングランドバイオラブズ(NE
B)カタログ付録中の、特に、1998/1999NEBカタログの282〜2
83項の、サイレント変異誘発により導入し得る制限部位のリスト参照)。
Limited Random Mutagenesis The sub-category of site-directed mutagenesis involves the use of random oligonucleotides to introduce random mutations into defined regions of specific sequences ( this is,"
"Limited random mutagenesis"). This is especially useful if one wishes to mutate any base in the region encoding the hexapeptide, for example. In general, the oligonucleotides used in this type of approach are: positively complementary to a region on either side of the linked, mutated region of the random or partially random oligonucleotide sequence corresponding to the mutated sequence, and , Having a constant nucleotide sequence immediately adjacent to the mutated region. One of the constant regions flanking the mutagenesis region should have restriction sites to facilitate replacement of the wild-type sequence with the mutagenesis sequence after mutagenesis. Ideally, the restriction site naturally occurs adjacent to the mutated region, but one of skill in the art may also introduce the restriction site by silent mutation without changing the coding sequence (eg, New England Biolabs (NE
B) In the catalog appendix, in particular, 282 / -2 of the 1998/1999 NEB catalog
See section 83 for a list of restriction sites that can be introduced by silent mutagenesis).

【0139】 限定された無作為変異誘発法では、上記のような変異誘発オリゴヌクレオチド
を、選択した対プライマー、および野生型、またはさらには以前に変異した組換
えレニラ・レニフォルミスGFP構築物鋳型(野生型、または別様に、以前に変
化したもの)と共に使用して、所望の部位において全て無作為または半無作為変
異した断片プールをPCR増幅する。対プライマーは、ヌクレオチドの変異誘発
配列の5'または3'であるように選択し、野生型を変異配列で置換できる、GF
Pコード配列を変化しない、天然制限部位または工学操作制限部位を有するべき
である。簡便には、対プライマーは、GFPコード配列のすぐ5'または3'のベ
クター配列に結合し得る。変異断片の増幅プールを、変異誘発および対プライマ
ーのそれぞれの部位を認識する制限酵素で切断し、プールを、変異誘発段階中に
は増幅しない、GFPコード配列を含む(変異誘発部位の5'または3')同じよ
うに切断した組換えベクターにライゲートし、選択したヌクレオチド配列上のみ
で無作為または半無作為に変異した全長GFPコード配列のプールを作成する。
In a limited random mutagenesis procedure, mutagenesis oligonucleotides such as those described above were used in combination with selected counter-primers and wild-type or even previously mutated recombinant Renilla reniformis GFP construct template (wild-type). , Or alternatively, previously altered) to PCR amplify a pool of all randomly or semi-randomly mutated fragments at desired sites. The counter-primer can be selected to be 5'or 3'of the mutagenizing sequence of nucleotides to replace the wild type with the mutating sequence
It should have natural or engineered restriction sites that do not change the P coding sequence. Conveniently, the counter primer may be attached to the vector sequence immediately 5 ′ or 3 ′ of the GFP coding sequence. The amplified pool of mutant fragments is cleaved with a restriction enzyme that recognizes the respective sites of mutagenesis and counter-priming, and the pool contains a GFP coding sequence that is not amplified during the mutagenesis step (5 'or 3 ') Ligate in a similarly cut recombinant vector to create a pool of full-length GFP coding sequences randomly or semi-randomly mutated only on selected nucleotide sequences.

【0140】 限定された無作為変異誘発アプローチにおける変異は、「無作為または半無作
為」と称する。なぜなら、変異誘発配列は、必ずしも完全に無作為である必要は
ないからである。当業者は、コードされたペプチド配列に対する可能な変化であ
る限り、無変化(しばしば第三または「ウォッブル(wobble)」ヌクレオチドで
可能である)から限定された変化(中間およびまたは第三ヌクレオチドのみに影
響を及ぼす変化)から完全に無作為な変化(コドンの全3つのヌクレオチドに影
響を及ぼす変化)までの異なる結果をもって、例えば、コドンの1、2、または
3つ全部のヌクレオチドを変化できることを認識している。それ故、変異誘発領
域内で一定のいくつかのヌクレオチドを維持し、他のものを変化できることによ
り(全ての4つの可能なヌクレオチドまたは1つ以上のそれらのサブセット上で
)、変異誘発領域の特徴を制御し得る。このように変異誘発した配列は「半無作
為に」変異誘発する。限定された無作為変異誘発法を使用してレニラ・レニフォ
ルミスGFPベクターの変異プールまたはその均等物をクローニングした後、変
異プールを細菌に形質転換し、発現を誘導し、クローンを、所望の特徴の変化に
ついてスクリーニングする。
Mutations in a limited random mutagenesis approach are referred to as "random or semi-random". This is because the mutagenic sequences do not necessarily have to be completely random. Those skilled in the art will appreciate that no change (often possible with a third or “wobble” nucleotide) to limited change (only with intermediate and / or third nucleotides), as long as there are possible changes to the encoded peptide sequence. Recognizing that, for example, one, two, or all three nucleotides of a codon can be changed, with different consequences, ranging from affecting changes) to completely random changes (changes affecting all three nucleotides of a codon). is doing. Therefore, by maintaining certain nucleotides within the mutagenesis region and changing others (on all four possible nucleotides or one or more subsets thereof) Can be controlled. The thus mutagenized sequence is "semi-randomly" mutagenized. After cloning the mutant pool of Renilla reniformis GFP vector or its equivalent using a limited random mutagenesis method, the mutant pool is transformed into bacteria to induce expression and the clone is cloned to the desired characteristics. Screen for changes.

【0141】 [b.レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体の精製] 必要であれば、レニラ・レニフォルミスGFPは、WardおよびCormi
er(1979、J.Biol.Chem.254:781〜788)およびM
atthewsら(1977、Biochemistry 16:85〜91)
の記載したようなレニラ・レニフォルミス生物から精製し、その両方の内容を本
明細書に参考として取込む。類似の手順を、当業者は、凍結解凍溶解、および、
14,000×gでの遠心分離による清澄化溶解液の調製後に、細菌発現レニラ
・レニフォルミスGFPまたはその変異体に適用し得る。簡潔には、Matth
ewsらおよびWardおよびCormierの使用した方法は、DEAE−セ
ルロース、セファデックスG−100、およびDTNB(5,5'−ジチオビス
(2−ニトロ安息香酸))セファロースカラムでの連続的なクロマトグラフィー
、および1mMのトリス(pH8.0)、0.1mMのEDTAに対する透析を
含む。その後、GFPを含む透析画分(蛍光により識別)を、酸処理し、混入物
を沈降し、その後、上清を中和し、その後凍結乾燥する。低塩(最初に10mM
から1mM)および7.5から8.5までのpH範囲が、凍結乾燥時の活性の維
持に重要である。凍結乾燥した試料を水に再懸濁し、直ちに遠心分離してあまり
可溶性でない混入物を除去し、セファデックスG−75カラムに適用する。GF
Pを、1.0mMトリス(pH8.0)、0.1mMのEDTAで溶出する。試
料を、部分的な凍結乾燥により濃縮し、5mM酢酸ナトリウム、5mMのイミダ
ゾール、1mMのEDTA、pH7.5に対して透析し、その後、同じ透析緩衝
液に平衡化したDEAEバイオゲルAカラムでのクロマトグラフィーにかける。
GFPを、同じ酢酸/イミダゾール緩衝液中のpH6.0から4.9の連続的な
酸勾配で溶出する。GFP含有画分を、1.0mMトリス−HCl、0.1mM
EDTA、pH8.0に対して透析した後、試料を部分的に凍結乾燥して濃縮
し、セファデックスG−75(スーパーファイン)カラムに通す。その後、GF
P含有画分を、pH8.0のトリス/EDTA緩衝液中のDEAEバイオゲルA
カラムにのせ、その後、20mMグリシン、5mMトリスHClおよび5mMの
EDTAで形成したpH8.5から10.5の連続的アルカリ勾配中で溶出する
。GFP含有画分は、実質的に相同なレニラ・レニフォルミスGFPを含む。
[B. Purification of Renilla reniformis GFP or a variant thereof] If necessary, Renilla reniformis GFP can be purified by Ward and Cormi
er (1979, J. Biol. Chem. 254: 781-788) and M.
atthews et al. (1977, Biochemistry 16: 85-91).
From a Renilla reniformis organism as described in, and the contents of both are incorporated herein by reference. Those skilled in the art can follow similar procedures for freeze-thaw thawing and
After preparation of the clarified lysate by centrifugation at 14,000 xg, it can be applied to bacterially expressed Renilla reniformis GFP or variants thereof. Briefly, Matth
The method used by Ews et al. and Ward and Cormier was described by continuous chromatography on DEAE-cellulose, Sephadex G-100, and DTNB (5,5′-dithiobis (2-nitrobenzoic acid)) Sepharose columns, and Includes dialysis against 1 mM Tris (pH 8.0), 0.1 mM EDTA. The dialysis fraction containing GFP (identified by fluorescence) is then acid treated to sediment the contaminants, then the supernatant is neutralized and then lyophilized. Low salt (first 10 mM
To 1 mM) and a pH range of 7.5 to 8.5 are important for maintaining activity during lyophilization. The lyophilized sample is resuspended in water, immediately centrifuged to remove less soluble contaminants and applied to a Sephadex G-75 column. GF
P is eluted with 1.0 mM Tris (pH 8.0), 0.1 mM EDTA. The sample was concentrated by partial lyophilization, dialyzed against 5 mM sodium acetate, 5 mM imidazole, 1 mM EDTA, pH 7.5 and then chromatographed on a DEAE Biogel A column equilibrated in the same dialysis buffer. Apply to the graph.
GFP is eluted with a continuous acid gradient from pH 6.0 to 4.9 in the same acetate / imidazole buffer. The fraction containing GFP is 1.0 mM Tris-HCl, 0.1 mM
After dialysis against EDTA, pH 8.0, the sample is partially lyophilized, concentrated and passed through a Sephadex G-75 (Superfine) column. Then GF
The P-containing fraction was treated with DEAE Biogel A in Tris / EDTA buffer pH 8.0.
Apply to the column and then elute in a continuous alkaline gradient from pH 8.5 to 10.5 formed with 20 mM glycine, 5 mM Tris HCl and 5 mM EDTA. The GFP-containing fraction contains substantially homologous Renilla reniformis GFP.

【0142】 より純度の低いGFP調製物を必要とするスクリーニング適用では、組換えレ
ニラ・レニフォルミスまたはその変異体を、以下のように細菌から精製できる。
本発明の組換えGFPコードベクターで形質転換した細菌を、適切な選択抗生物
質(例えば50μg/mlのアンピシリン)を含むルリア−ブルタニ培地中で増
殖する。ベクターにより可能であれば、組換えポリペプチド発現は、適切な誘導
物質(例えば1mMのIPTG)の添加により誘導する。細菌は遠心分離により
収集し、細胞ペレットの凍結解凍により溶解する。破片は、14,000×gで
の遠心分離により除去し、上清を、10mMリン酸緩衝食塩水(pH7.0)で
平衡化した、セファデックスG−75(ファルマシア、ピスケータウェイ、ニュ
ージャージー州)カラムにのせる。GFPを含む画分を、500nmの光により
励起する場合には506nmでの蛍光放出により、または、スペクトル特徴の変
化したGFP変異体を精製する場合には、一連のスペクトルでの励起および発光
により同定する。
For screening applications that require less pure GFP preparations, recombinant Renilla reniformis or variants thereof can be purified from bacteria as follows.
Bacteria transformed with the recombinant GFP-encoding vector of the present invention are grown in Luria-Burtani medium containing the appropriate selection antibiotic (eg, 50 μg / ml ampicillin). If the vector allows, recombinant polypeptide expression is induced by the addition of a suitable inducer (eg 1 mM IPTG). Bacteria are harvested by centrifugation and lysed by freezing and thawing the cell pellet. Debris was removed by centrifugation at 14,000 xg and the supernatant equilibrated with 10 mM phosphate buffered saline (pH 7.0), Sephadex G-75 (Pharmacia, Piscataway, NJ). ) Put it on the column. Fractions containing GFP are identified by fluorescence emission at 506 nm when excited by light at 500 nm, or by excitation and emission at a series of spectra when purifying GFP variants with altered spectral characteristics. To do.

【0143】 [c.本発明で有用なレニラ・レニフォルミスGFPへの修飾] レニラ・レニフォルミス発色団中心は、配列FQYGNRを有する、野生型ポ
リペプチドのアミノ酸64〜69からなる。例えば標準的な部位特異的または限
定された無作為変異誘発を使用した、1つ以上の位置におけるアミノ酸配列の変
異またはその均等物は、蛍光強度の増強またはスペクトル特徴のシフトを示すレ
ニラ・レニフォルミス変異体を生じ得る。発色団中心の外の部位での変化も、ポ
リペプチドの蛍光特性に影響を及ぼし得る。例えば、レニラ・レニフォルミスは
、37℃よりかなり下の温度で生存するので、37℃で折り畳まれた蛍光形のポ
リペプチドを安定化させる変異は、そのために、ヒトまたは哺乳動物細胞培養液
または細菌培養液中のポリペプチドの蛍光を増強し得る。さらに、レニラ・レニ
フォルミスGFP発色団の化学的性質は、エクオレア・ビクトリアGFP発色団
のそれとほぼ同一であるが(Wardら、1980、Photochem.Ph
otobiol.31:611〜615)、強度およびスペクトルを含む蛍光特
徴は、極めて異なる。これは、発色団中心の外の修飾が、蛍光特徴に対する影響
を及ぼすことを示す。
[C. Modifications to Renilla reniformis GFP Useful in the Invention] The Renilla reniformis chromophore center consists of amino acids 64-69 of the wild-type polypeptide having the sequence FQYGNR. Mutations in the amino acid sequence at one or more positions, or equivalents thereof, using, for example, standard site-directed or limited random mutagenesis, can result in enhanced fluorescence intensity or shifts in spectral features Can give rise to the body. Changes at sites outside the chromophore center can also affect the fluorescent properties of the polypeptide. For example, because Renilla reniformis survives at temperatures well below 37 ° C., mutations that stabilize the fluorescent form of the folded polypeptide at 37 ° C. are therefore necessary for human or mammalian cell culture or bacterial culture. The fluorescence of the polypeptide in the liquid can be enhanced. Moreover, although the chemistry of the Renilla reniformis GFP chromophore is nearly identical to that of the Aequorea Victoria GFP chromophore (Ward et al., 1980, Photochem. Ph.
otobiol. 31: 611-615), fluorescence characteristics including intensity and spectrum are quite different. This indicates that modifications outside the chromophore center have an effect on the fluorescent characteristics.

【0144】 野生型レニラ・レニフォルミスGFPのコード配列を変化させる修飾に加えて
、ポリペプチドをコードする核酸配列を修飾して、哺乳動物またはヒト細胞での
その発現を増強し得る。レニラ・レニフォルミスのコドン使用度は、レニラ・レ
ニフォルミスの発現に最適であるが、哺乳動物またはヒト系の発現では最適では
ない。それ故、高等真核生物における発現のためにウミシイタケから単離した配
列の適応は、特定のコドンを修飾して、哺乳動物またはヒト系であまり好ましく
ないものから、これらの系でより一般的に使用されるものに変化することを含む
。このいわゆる「ヒト化」は、本明細書に記載したような、または当分野で公知
のような、より好ましくないコドンの部位特異的変異誘発により達成される。エ
クオレア・ビクトリアGFPコード配列の類似の修飾が、米国特許第5,874
,304号に記載されている。ヒト遺伝子発現に好ましいコドンを表1に列挙す
る。表中のコドンは、左から右に、ヒト遺伝子に相対的に使用することの多い順
に並べる。ヒト遺伝子で好ましいものに関する、レニラ・レニフォルミスGFP
(配列番号1)のコドンの考察により、当業者は、レニラ・レニフォルミスGF
P遺伝子のどのコドンを修飾すると、ヒトまたは哺乳動物細胞でより効率的な発
現を達成できるかを同定できる。特に、表中に下線したコドンは、既知のヒト遺
伝子でほぼ全く使用されず、レニラ・レニフォルミス配列に見られる場合には、
それ故、哺乳動物またはヒト細胞での発現効率増強のために修飾するための、最
も重要なコドンを示す。
In addition to modifications that alter the coding sequence of wild-type Renilla reniformis GFP, the nucleic acid sequence encoding the polypeptide may be modified to enhance its expression in mammalian or human cells. The codon usage of Renilla reniformis is optimal for expression of Renilla reniformis, but not optimal for mammalian or human expression. Therefore, adaptation of sequences isolated from Renilla for expression in higher eukaryotes is more common in these systems because it modifies certain codons and is less preferred in mammalian or human systems. Including changing to what is used. This so-called "humanization" is accomplished by site-directed mutagenesis of less preferred codons, as described herein or as known in the art. A similar modification of the Aequorea Victoria GFP coding sequence is described in US Pat. No. 5,874.
, 304. The preferred codons for human gene expression are listed in Table 1. The codons in the table are arranged from left to right in the order of most use relative to human genes. Renilla reniformis GFP for preferred human genes
Those having ordinary skill in the art, after considering the codons of (SEQ ID NO: 1), will recognize that Renilla reniformis GF
It can be identified which codons of the P gene can be modified to achieve more efficient expression in human or mammalian cells. In particular, the underlined codons in the table are almost never used in known human genes, and when found in the Renilla reniformis sequence,
Therefore, we show the most important codons for modification to enhance expression efficiency in mammalian or human cells.

【0145】[0145]

【表1】 [Table 1]

【0146】 左のコドンは、ヒト遺伝子に使用するのに最も好ましいものを示し、ヒト使用
度は右へ向かうにつれて減少する。下線のコドンは、ヒト遺伝子ではほぼ全く使
用されない。
The left codons represent the most preferred for use in human genes, with human usage decreasing toward the right. Underlined codons are almost never used in human genes.

【0147】 [6.蛍光特徴の変化または特性の変化した、レニラ・レニフォルミスGFP変
異体のスクリーニング]
[6. Screening for Renilla reniformis GFP mutants with altered fluorescence characteristics or altered properties]

【0148】 蛍光特徴の変化についてスクリーニングする1つの方法は、変異GFP配列で
形質転換した1つの細菌コロニーを、プレートから、0.45μmの孔サイズの
ニトロセルロース膜(Schleicher&Schuell、Keene、N
H)などの支持体に拾い上げ、膜を新しい寒天/培地プレート(例えば、amp r およびlacIリプレッサー遺伝子、および、レニラ・レニフォルミスGFP
コード遺伝子の上流にalcオペレーターを含むベクターについて、50μg/
mlのアンピシリン、1mM IPTGを含むLB寒天)に、細菌側を上にして
置き、コロニーをメンブラン上で増殖する。その後、膜を、コロニーの蛍光特徴
について走査する。走査は、所望の励起波長に適した干渉フィルターを通して(
例えば、ニューメキシコ州アルバカーキ所在CVIレーザー社から入手できるフ
ィルター)、150Wのキセノンランプ(Xenon Corp.,Wobur
n、マサチューセッツ州)からの光を通過させることにより作成した、単色輻射
光での照射下で実施し得る。照射したコロニーからの発光を、500nmの波長
カットオフを有する、例えば、ショットKV500フィルターを通して観察し得
る。蛍光特徴の変化について変異体をスクリーニングする同方法は、変異誘発が
無作為または標的化に関係なく適用可能である。
[0148]   One way to screen for changes in fluorescence characteristics is with mutated GFP sequences.
One transformed bacterial colony was removed from the plate with a pore size of 0.45 μm.
Nitrocellulose Membrane (Schleicher & Schuell, Keene, N
H) and pick up the membrane on a new agar / medium plate (eg amp r And lacI repressor gene and Renilla reniformis GFP
For a vector containing an alc operator upstream of the coding gene, 50 μg /
ml ampicillin, LB agar containing 1 mM IPTG), bacterial side up
Place and grow colonies on membrane. The membrane is then placed on the colony for fluorescence characteristics.
Scan for. Scanning is through an interference filter suitable for the desired excitation wavelength (
For example, available from CVI Laser, Inc. of Albuquerque, New Mexico.
Filter), 150 W xenon lamp (Xenon Corp., Wobur
n, Massachusetts) monochromatic radiation created by passing light
It can be carried out under irradiation with light. The light emitted from the irradiated colony is emitted at a wavelength of 500 nm.
With a cut-off, eg observable through a shot KV500 filter
It The same method of screening mutants for alterations in fluorescent signatures
Applicable regardless of randomization or targeting.

【0149】 別の蛍光走査装置は、走査型多染性光源(ドイツ、ミュンヘン所在、T.I.
L.L.フォトニクスの迅速モノクロメーター)、および、集積RGB色カメラ
(フォトニック・サイエンス・カラー・クール・ビューなど)を含む。多波長励
起走査後、集積色カメラにより捕獲した画像を、画像解析にかけて、スペックR
4(米国バージニア州ウィーン所在シグナル・アナリティックス社)などのソフ
トウェアを使用して放出光の実際の色を決定し得る。
Another fluorescent scanning device is a scanning polychromatic light source (TI, Munich, Germany).
L. L. Photonics rapid monochromator) and integrated RGB color camera (such as Photonic Science Color Cool View). After the multi-wavelength excitation scanning, the image captured by the integrated color camera is subjected to image analysis and spec R
Software such as 4 (Signal Analytics, Inc., Vienna, VA, USA) can be used to determine the actual color of the emitted light.

【0150】 スクリーニングすべき変化した特徴が多くあるので(例えば、蛍光強度、熱安
定性またはスペクトル特徴)、変異形を発現する細菌または真核(例えば酵母ま
たは哺乳動物)細胞を、最初に、野生型を発現している対照細胞に対してスクリ
ーニングし得、その後、必要であれば、細胞選抜により選択したコロニーから、
清澄化溶解液または精製ポリペプチドを特徴づける。他の変化した特徴では(例
えばpH感受性またはリン酸化依存的な蛍光の変化)、精製ポリペプチドまたは
少なくとも清澄化した細菌または真核細胞溶解液がスクリーニングに必要であり
得る。必要であれば、清澄化した溶解液調製物および/または精製は、本明細書
に記載のまたは当分野で公知の方法に従って行なう。最終的には、精製変異また
は変化GFPポリペプチドを、修飾したい特徴に関して、野生型レニラ・レニフ
ォルミスGFP(天然または組換え)と比較できる。本発明に従って蛍光強度ま
たは輝度の変化したレニラ・レニフォルミスGFPの変異体についてスクリーニ
ングする場合、野生型レニラ・レニフォルミスGFP(レニラ・レニフォルミス
から単離または本発明の組換えベクター構築物から発現)の蛍光の少なくとも2
倍の強度または輝度、そして、野生型レニラ・レニフォルミスGFPの同じモル
量の、3倍、5倍、10倍、20倍、50倍またはさらには100倍以上の強度
または輝度である蛍光を探す。
Bacterial or eukaryotic (eg yeast or mammalian) cells expressing the variant are first treated with wild type, as there are many altered characteristics to be screened (eg fluorescence intensity, thermostability or spectral characteristics). Can be screened against control cells expressing the type, and then, if necessary, from colonies selected by cell selection,
Characterize the clarified lysate or purified polypeptide. In other altered characteristics (eg pH-sensitive or phosphorylation-dependent changes in fluorescence) purified polypeptides or at least clarified bacterial or eukaryotic cell lysates may be required for screening. If necessary, clarified lysate preparation and / or purification is performed according to the methods described herein or known in the art. Finally, the purified mutant or altered GFP polypeptide can be compared to wild-type Renilla reniformis GFP (native or recombinant) with respect to the characteristics to be modified. When screening for mutants of Renilla reniformis GFP with altered fluorescence intensity or brightness according to the present invention, at least the fluorescence of wild-type Renilla reniformis GFP (isolated from Renilla reniformis or expressed from the recombinant vector construct of the invention). Two
Look for fluorescence that is twice as intense or bright and three times, five times, ten times, twenty times, fifty times, or even 100 times more intense or brighter than the same molar amount of wild-type Renilla reniformis GFP.

【0151】 スペクトル特徴の変化したレニラ・レニフォルミスGFP変異体をスクリーニ
ングする場合、野生型GFPポリペプチドのスペクトルから識別可能または検出
可能に識別できる、励起または発光スペクトルを示すGFPポリペプチドを探す
。識別可能または検出可能に識別により、標準的なフィルターセットにより、他
の形を励起することなく、1つの形の励起が可能となり、または同様に、標準的
なフィルターセットにより、ある形の発光と別の形の発光を識別できることを意
味する。一般に、識別可能な励起または発光スペクトルは、1nmより多く、好
ましくは2、3、4、5、10nm、またはそれより多く変化したピークを有す
る。識別可能なスペクトルのピークも好ましくは狭く、約5nm以下、7nm以
下、10nm以下、15nm以下、20nm以下、50nm以下、または100
nm以下の範囲を網羅する。識別可能であると考えられるピークの最大の許容可
能な幅は、ピーク最大が、識別するピークの最大からどれ位変化したかに直接関
連する。別の言葉で言えば、2つの蛍光ポリペプチドのピーク波長の間の変動が
大きければ大きいほど、ピークはより幅広くなり得、依然として識別可能である
。逆に、ピークの中心間の変動がより少なくなればなるほど、識別可能であるた
めにはピークはより狭くなければならない。
When screening for Renilla reniformis GFP variants with altered spectral characteristics, one looks for a GFP polypeptide that exhibits an excitation or emission spectrum that is distinguishably or detectably distinguishable from the spectrum of the wild-type GFP polypeptide. Discriminating or detectably discriminating allows a standard set of filters to excite one form without exciting the other, or likewise, a standard set of filters produces a form of emission of some form. It means that another form of luminescence can be identified. Generally, the distinguishable excitation or emission spectra have peaks that have changed by more than 1 nm, preferably 2, 3, 4, 5, 10 nm, or more. The identifiable spectrum peak is also preferably narrow, about 5 nm or less, 7 nm or less, 10 nm or less, 15 nm or less, 20 nm or less, 50 nm or less, or 100.
The range of nm or less is covered. The maximum allowable width of a peak that is considered distinguishable is directly related to how the peak maximum has changed from the maximum of the distinguishing peak. In other words, the greater the variation between the peak wavelengths of the two fluorescent polypeptides, the broader the peaks can be and still be distinguishable. Conversely, the less the center-to-center variation of a peak, the narrower the peak must be to be distinguishable.

【0152】 特に好ましいスペクトルシフトは、励起スペクトルの識別可能なシフトを伴な
わない、発光スペクトルのシフトである。該シフトにより、同じ波長の光(また
は同じ範囲の励起波長)を有する2つ以上の異なるGFPの励起が可能となり、
依然として異なる発光波長に基づいた2つ以上のGFPの蛍光の識別が可能とな
る。
A particularly preferred spectral shift is a shift in the emission spectrum without a discernible shift in the excitation spectrum. The shift allows the excitation of two or more different GFPs with the same wavelength of light (or the same range of excitation wavelengths),
It allows the discrimination of the fluorescence of two or more GFPs based on the still different emission wavelengths.

【0153】 他の好ましいスペクトルシフトは、レニラ・レニフォルミスGFPを、ドナー
またはアクセプターフルオロタンパク質としてFRETできるものを含む。例え
ば、第一蛍光ポリペプチドの発光スペクトルを、それが第二蛍光ポリペプチドの
発光スペクトルと重複するように変化させた、スペクトル変化は、FRETの一
対の蛍光ポリペプチドを規定する。第一および第二蛍光ポリペプチドの両方がG
FPポリペプチドであることが好ましいが、必ずしも必要ではなく;非GFP蛍
光ポリペプチドが、FRETのドナーまたはアクセプターの場合、その蛍光ポリ
ペプチドのポリヌクレオチド配列が既知であることが好ましい。
Other preferred spectral shifts include those that are capable of FRET Renilla reniformis GFP as a donor or acceptor fluoroprotein. For example, the emission spectrum of the first fluorescent polypeptide is altered so that it overlaps the emission spectrum of the second fluorescent polypeptide, the spectral change defining a pair of fluorescent polypeptides of FRET. Both the first and second fluorescent polypeptides are G
It is preferably, but not necessarily, a FP polypeptide; when the non-GFP fluorescent polypeptide is a FRET donor or acceptor, it is preferred that the polynucleotide sequence of the fluorescent polypeptide is known.

【0154】 FRET対の両方の蛍光ポリペプチドがレニラ・レニフォルミスGFPポリペ
プチドである場合、一方または両方のポリペプチドを変化し得る。すなわち、一
方は野生型レニラ・レニフォルミスGFPであり得、他方は変化し得、或いは、
FRET対の両方のGFPが変化し得る。野生型レニラ・レニフォルミスGFP
が対のメンバーである場合、それは対のドナーまたはアクセプターメンバーであ
り得る。
If both fluorescent polypeptides of a FRET pair are Renilla reniformis GFP polypeptides, one or both polypeptides may be altered. That is, one may be wild-type Renilla reniformis GFP and the other may be variable, or
Both GFPs in the FRET pair can change. Wild-type Renilla reniformis GFP
If is a member of a pair, it can be a donor or acceptor member of the pair.

【0155】 本発明のレニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドの有用性を増強し得る、
別の変化した特徴は、インビボでの、ポリペプチドの安定性の変化である。上記
したように、ポリペプチドのフルオロフォア中心の折り畳まれた安定性を変化さ
せる修飾は、ポリペプチドの蛍光強度を変化できる。しかし、全GFPポリペプ
チドのインビボまたはインビトロでの半減期を増加または減少する修飾、すなわ
ち、ポリペプチドターンオーバーまたは分解に影響を及ぼす修飾も有用である。
例えば、安定性の増加は、より大量の定常状態のGFPプールが、特定の発現速
度で蓄積できることにより、修飾されたレニラ・レニフォルミスGFPの検出を
増強できる。重要には、インビボまたはインビトロでの安定性の減少したレニラ
・レニフォルミスGFPポリペプチド変異体にも有用である。例えば、転写のレ
ポーターアッセイの応答性は、より短い半減期をもつレポーター分子により増強
する。一般に、レポーター分子の生物学的半減期が短くなればなるほど、転写速
度が増加または減少する場合に、新しい定常状態は速く達成され、アッセイの感
度は増強する。
The utility of the Renilla reniformis GFP polypeptides of the invention may be enhanced,
Another altered characteristic is the altered stability of the polypeptide in vivo. As mentioned above, modifications that alter the folded stability of the fluorophore center of a polypeptide can alter the fluorescence intensity of the polypeptide. However, modifications that increase or decrease the half-life of the whole GFP polypeptide in vivo or in vitro, ie, those that affect polypeptide turnover or degradation, are also useful.
For example, increased stability may enhance detection of modified Renilla reniformis GFP by allowing larger pools of steady-state GFP to accumulate at specific rates of expression. Importantly, it is also useful for variants of Renilla reniformis GFP polypeptide with reduced stability in vivo or in vitro. For example, the responsiveness of a reporter assay for transcription is enhanced by a reporter molecule with a shorter half-life. In general, the shorter the biological half-life of the reporter molecule, the faster the new steady state is achieved and the more sensitive the assay when the transcription rate is increased or decreased.

【0156】 [II.本発明に記載のレニラ・レニフォルミスGFPおよびその変異体の使用
法] 本発明に記載のレニラ・レニフォルミスGFPおよびその変異体は多くの異な
る方法で有用である。一般に、レニラ・レニフォルミスは、エクオレア・ビクト
リアGFPを用いて実施できる、任意の過程およびアッセイに有用である。さら
に、その優れたスペクトル特徴および蛍光強度のために、野生型レニラ・レニフ
ォルミスGFPは、エクオレア・ビクトリアGFPを用いて実施できるものより
も、過程およびアッセイにおいて有用である。そして最後に、変化、修飾または
変異レニラ・レニフォルミスは、蛍光マーカー手術の特定の適用に、さらにより
有用である。
[II. Uses of Renilla reniformis GFP and its variants according to the invention] The Renilla reniformis GFP and its variants according to the invention are useful in many different ways. In general, Renilla reniformis is useful for any process and assay that can be performed with Aequorea Victoria GFP. Moreover, due to its excellent spectral characteristics and fluorescence intensity, wild-type Renilla reniformis GFP is more useful in processes and assays than can be performed with Aequorea Victoria GFP. And finally, the altered, modified or mutated Renilla reniformis is even more useful for the particular application of fluorescent marker surgery.

【0157】 レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体は、遺伝子導入ベクターでト
ランスフェクトまたは感染した細胞の同定のための選択マーカーとして使用し得
る。この態様において、GFPをコードする構築物でトランスフェクトした細胞
を、細胞を、励起スペクトル内の光で照射し、GFPの発光スペクトルの蛍光放
出を検出することにより、非トランスフェクトまたは感染細胞のバックグラウン
ドに対して同定し得る。
Renilla reniformis GFP or variants thereof can be used as a selectable marker for identification of cells transfected or infected with a gene transfer vector. In this embodiment, cells transfected with a construct encoding GFP are exposed to light within the excitation spectrum and the fluorescence emission in the emission spectrum of GFP is detected to detect background of untransfected or infected cells. Can be identified against.

【0158】 レポーター分子としてのレニラ・レニフォルミスGFPの有用性は、容易な検
出、インビボでのリアルタイムな検出が実行できること、および、基質の導入が
必要でないという事実などの特性から生じる。レニラ・レニフォルミスgfp遺
伝子は、それ故、形質転換細胞を同定し(例えば、蛍光活性化細胞選別(FAC
S)または蛍光顕微鏡により)、インビトロまたはインビボでの遺伝子発現を測
定し、多細胞生物中の特定の細胞を標識し(例えば細胞系統を研究するために)
、融合タンパク質を標識および位置決定し、そして、細胞内タンパク質軌跡を研
究するために使用できる。例えばpH、リン酸化状態または酸化還元状態の変化
に応答して、蛍光特徴の変化を示す、変異体レニラ・レニフォルミスGFPは、
インビボで、該パラメータの変化を研究するのに有用である。
The utility of Renilla reniformis GFP as a reporter molecule results from properties such as easy detection, the ability to perform real-time detection in vivo, and the fact that introduction of a substrate is not necessary. The Renilla reniformis gfp gene therefore identifies transformed cells (eg, fluorescence activated cell sorting (FAC
S) or by fluorescence microscopy) to measure gene expression in vitro or in vivo and label specific cells in multicellular organisms (eg to study cell lineage)
, Fusion proteins can be labeled and localized, and used to study intracellular protein trajectories. Mutant Renilla reniformis GFP, which exhibits altered fluorescence characteristics in response to, for example, changes in pH, phosphorylation state or redox state,
Useful for studying changes in the parameter in vivo.

【0159】 レニラ・レニフォルミスGFPはまた、標準的な生物学的適用に使用し得る。
例えば、それらは、蛍光光度計およびFACS装置の校正における、タンパク質
ゲルまたはウェスタンブロット上の分子量マーカーとして、および、細胞および
組織へのマイクロインジェクション用のマーカーとして使用し得る。蛍光分子量
マーカーを作成する方法において、レニラ・レニフォルミスGFP遺伝子配列を
、規定のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする1つ以上のDNA配列に
融合し、融合タンパク質を、発現ベクターから発現する。発現により、マーカー
として使用し得る、規定の分子量または分子量群の蛍光タンパク質が生じる。
Renilla reniformis GFP may also be used in standard biological applications.
For example, they can be used as molecular weight markers on protein gels or Western blots in fluorimeter and FACS instrument calibrations, and as markers for microinjection into cells and tissues. In the method of making a fluorescent molecular weight marker, the Renilla reniformis GFP gene sequence is fused to one or more DNA sequences that encode a protein having a defined amino acid sequence, and the fusion protein is expressed from an expression vector. Expression results in a fluorescent protein of defined molecular weight or group of molecular weights that can be used as a marker.

【0160】 好ましくは、精製された蛍光タンパク質は、ゲルを使用することによるなどの
、サイズ分画にかける。その後、不明のタンパク質の分子量の決定は、蛍光標準
物質から検量線を集め、その曲線から不明の分子量を解読することにより行なう
Preferably, the purified fluorescent protein is subjected to size fractionation, such as by using a gel. Thereafter, the molecular weight of the unknown protein is determined by collecting a calibration curve from the fluorescent standard substance and decoding the unknown molecular weight from the curve.

【0161】 [A.発光スペクトルの変化したレニラ・レニフォルミスGFPの使用] 異なる発光スペクトルを生じる、レニラ・レニフォルミスGFPのアミノ酸置
換により、複数のレポーター遺伝子を同時に使用できる。異なる色のレニラ・レ
ニフォルミスGFPを使用して、混合細胞培養液中で複数の細胞集団を同定でき
るか、または、複数の細胞型を追跡でき、追加の物質を添加または細胞を固定ま
たは死滅する必要なく、細胞の運動または移動の差異を、リアルタイムで可視化
できる。
[A. Use of Renilla reniformis GFP whose emission spectrum is changed] A plurality of reporter genes can be used simultaneously by amino acid substitution of Renilla reniformis GFP that produces different emission spectra. Different colors of Renilla reniformis GFP can be used to identify multiple cell populations or to track multiple cell types in mixed cell cultures, with the addition of additional substances or the need to fix or kill cells Without, differences in cell movement or migration can be visualized in real time.

【0162】 発光スペクトルの変化したGFPの使用に関与する他の選択肢は、1つの細胞
、組織または生物内の複数のタンパク質の最終的な位置を追跡および決定するこ
とを含む。2つの異なるプロモーター由来の遺伝子発現を、同じ細胞、組織また
は生物中で決定する、差次的プロモーター解析も、異なる発光スペクトルをもつ
GFPにより可能となり、混合細胞集団のFACS選別も同様である。
Other options involving the use of GFPs with altered emission spectra include tracking and determining the final location of multiple proteins within a cell, tissue or organism. Differential promoter analysis, which determines gene expression from two different promoters in the same cell, tissue or organism, is also possible with GFPs with different emission spectra, as well as FACS sorting of mixed cell populations.

【0163】 細胞内のタンパク質を追跡する上で、レニラ・レニフォルミスGFP変異体を
、フルオレセインおよびローダミンに類似した様式で使用して、相互作用してい
るタンパク質またはサブユニットをタグし、その後、その会合を、FRETによ
り無傷細胞で動的にモニタリングする。細胞を、ドナーの励起波長の光で照射し
、アクセプターによる放出をモニタリングして、タグ化タンパク質のタンパク質
とタンパク質との相互作用を示す。
In tracking intracellular proteins, the Renilla reniformis GFP mutants were used in a manner similar to fluorescein and rhodamine to tag interacting proteins or subunits and then their association. Are dynamically monitored in intact cells by FRET. The cells are illuminated with light at the excitation wavelength of the donor and the release by the acceptor is monitored to show protein-protein interactions of the tagged protein.

【0164】 スペクトル的に分離可能なレニラ・レニフォルミスGFP誘導体を用いて使用
できる技術は、モジュラーフローの二重励起技術を使用する、共焦点顕微鏡、フ
ローサイトメトリー、および蛍光活性化セルソーティング(FACS)により例
示する。
Techniques that can be used with the spectrally separable Renilla reniformis GFP derivatives include confocal microscopy, flow cytometry, and fluorescence activated cell sorting (FACS) using the dual excitation technique of modular flow. Is illustrated by.

【0165】 [B.トランスフェクト細胞の同定におけるレニラ・レニフォルミスGFPの使
用] レニラ・レニフォルミスGFPは、選択マーカーとして導入し、非トランスフ
ェクト細胞のバックグラウンドからトランスフェクト細胞を同定し得る。別法と
して、レニラ・レニフォルミスGFPトランスフェクションを使用して、異なる
細胞型が存在する環境に細胞を暴露する前に、単離された細胞または類似細胞の
集団をプレ標識し得る。最初の細胞のみのGFPの検出により、該細胞の位置を
、決定し、全細胞集団と比較できる。
[B. Use of Renilla reniformis GFP in Identification of Transfected Cells] Renilla reniformis GFP can be introduced as a selectable marker to identify transfected cells from the background of untransfected cells. Alternatively, Renilla reniformis GFP transfection can be used to pre-label isolated cells or populations of similar cells prior to exposing the cells to the environment in which the different cell types are present. By detecting GFP in the original cells only, the location of the cells can be determined and compared to the total cell population.

【0166】 外来性DNAでトランスフェクトした細胞を、融合タンパク質を創造すること
なく、本発明のレニラ・レニフォルミスGFPを用いて同定できる。該方法は、
少なくとも2つの転写または翻訳単位を含むプラスミドまたはベクターを受けた
、細胞の同定に依拠する。最初の単位は、所望のタンパク質の発現をコードおよ
び指令するが、第二の単位は、レニラ・レニフォルミスGFPまたはその変異体
の発現をコードおよび指令する。第二の転写または翻訳単位からのGFPの同時
発現により、確実に、ベクターを含む細胞を、ベクターを含まない細胞から、検
出および識別する。
Cells transfected with exogenous DNA can be identified using the Renilla reniformis GFP of the invention without creating a fusion protein. The method is
It relies on the identification of cells that have received a plasmid or vector containing at least two transcription or translation units. The first unit codes and directs the expression of the desired protein, while the second unit codes and directs the expression of Renilla reniformis GFP or variants thereof. Co-expression of GFP from the second transcription or translation unit ensures that cells containing vector are detected and discriminated from cells without vector.

【0167】 本発明のレニラ・レニフォルミスGFP配列はまた、コードされたタンパク質
をGFPで直接標識するために、選択タンパク質をコードするDNA配列に融合
させ得る。細胞における該レニラ・レニフォルミスGFP融合タンパク質の発現
により、蛍光でタグしたタンパク質が生じ、これは容易に検出できる。これは、
タンパク質が、選択した宿主細胞により産生されることを確認するのに有用であ
る。それにより、選択したタンパク質の位置を、これが天然の位置を示すか、ま
たは、タンパク質が別の位置に人工的に標的化されているかを決定できる。
The Renilla reniformis GFP sequence of the present invention may also be fused to a DNA sequence encoding a select protein for direct labeling of the encoded protein with GFP. Expression of the Renilla reniformis GFP fusion protein in cells results in a fluorescently tagged protein, which is easily detectable. this is,
It is useful to ensure that the protein is produced by the host cell of choice. Thereby, the position of the selected protein can be determined whether it represents the natural position or whether the protein is artificially targeted to another position.

【0168】 [C.転写調節配列の解析] 本発明のレニラ・レニフォルミスGFP遺伝子により、一連の転写調節配列を
、特定の遺伝子、細胞または系を用いた使用へのその適切性について試験できる
。これは、組換え発現および高レベルタンパク質産生に使用する適切な転写調節
配列の同定などのインビトロでの使用、並びに、前臨床試験またはヒト被検者に
おける遺伝子療法などのインビボでの使用に適用する。
[C. Analysis of Transcriptional Regulatory Sequences The Renilla reniformis GFP gene of the present invention allows a series of transcriptional regulatory sequences to be tested for their suitability for use with a particular gene, cell or system. This applies to in vitro uses such as the identification of suitable transcriptional regulatory sequences used for recombinant expression and high level protein production, as well as in vivo uses such as preclinical studies or gene therapy in human subjects. .

【0169】 転写調節配列を解析するために、最初に、対照細胞または系を確立しなければ
ならない。対照では、陽性結果を、CMVプロモーターなどの既知かつ効率的な
プロモーターの使用により確立する。候補転写調節配列を試験するために、別の
細胞または系を確立し、ここでは全ての条件は、発現ベクターまたは遺伝子構築
物には異なる転写調節配列が存在する以外は同じである。
In order to analyze transcriptional regulatory sequences, a control cell or line must first be established. In controls, positive results are established by the use of known and efficient promoters such as the CMV promoter. To test candidate transcriptional regulatory sequences, another cell or system was established, in which all conditions are the same except that different transcriptional regulatory sequences are present in the expression vector or gene construct.

【0170】 対照と同じ期間および同じ条件下でアッセイを実施した後、GFP発現レベル
を決定する。これにより、候補転写調節配列の強度または適切性を、標準または
対照転写調節配列と比較できる。
GFP expression levels are determined after performing the assay for the same time period and under the same conditions as the control. This allows the strength or suitability of the candidate transcriptional regulatory sequences to be compared to standard or control transcriptional regulatory sequences.

【0171】 このように試験できる転写調節配列はまた、候補組織特異的プロモーターおよ
び候補誘導性プロモーターを含む。組織特異的プロモーターの試験により、特定
の細胞と共に使用するための最適な転写調節配列を同定できる。ここでも、これ
はインビトロおよびインビボの両方で有用である。組換え発現およびタンパク質
産生における、特定の転写調節配列および特定の細胞型の組合せの最適化は、可
能な最も高い発現レベルを確実に達成するためにしばしば必要である。
Transcriptional regulatory sequences that can be tested in this manner also include candidate tissue-specific promoters and candidate inducible promoters. Testing tissue-specific promoters can identify optimal transcriptional regulatory sequences for use with particular cells. Again, this is useful both in vitro and in vivo. Optimization of the combination of specific transcriptional regulatory sequences and specific cell types in recombinant expression and protein production is often necessary to ensure that the highest level of expression possible.

【0172】 調節配列試験構築物によりコードされるGFPは、所望により、培地に分泌さ
れるGFPが検出されるように、それに融合した分泌シグナルを有し得る。
The GFP encoded by the regulatory sequence test construct can optionally have a secretion signal fused to it so that GFP secreted into the medium can be detected.

【0173】 組織特異的プロモーターおよび誘導性プロモーターの使用は、インビボでの実
施形態では特に効果的である。動物における治療遺伝子の発現に関して使用する
場合、該転写調節配列の使用により、特定の組織または組織群のみにおける、特
定の部位および/または規定の条件下での発現が可能となる。組織特異的発現を
達成することは、癌の処置のアプローチにしばしば使用されるように、細胞毒性
物質の発現などの、特定の遺伝子療法適用において特に重要である。細胞毒性作
用ではなく、有益な作用を有する他の治療遺伝子の発現において、組織特異的発
現も好ましい。なぜなら、それは処置の効果を最適化できるからである。適切な
組織特異的および誘導性転写調節配列は、例えば本明細書で上記したように、当
業者に既知である。
The use of tissue-specific and inducible promoters is particularly effective in in vivo embodiments. When used for expression of a therapeutic gene in an animal, the use of the transcriptional regulatory sequence allows expression at a specific site and / or under defined conditions only in a specific tissue or group of tissues. Achieving tissue-specific expression is of particular importance in certain gene therapy applications, such as expression of cytotoxic agents, as is often used in cancer treatment approaches. Tissue-specific expression is also preferred in the expression of other therapeutic genes that have beneficial effects rather than cytotoxic effects. Because it can optimize the effect of the treatment. Suitable tissue-specific and inducible transcriptional regulatory sequences are known to those of skill in the art, eg, as described herein above.

【0174】 [D.転写を変調する化合物についての、アッセイにおけるレニラ・レニフォル
ミスGFPの使用] レニラ・レニフォルミスGFPおよびその変異体は、転写を変調する化合物を
検出するスクリーニングアッセイに有用である。本発明のこの態様において、レ
ニラ・レニフォルミスGFPコード配列は、検出したい物質により誘導されるこ
とが知られる、プロモーターの下流に配置する。細胞中でのGFPの発現は通常
サイレントであり、細胞を、選択物質を含む組成物に暴露することにより活性化
される。例えば脂質可溶性転写モジュレーター、毒素、ホルモン、サイトカイン
、成長因子または他の規定した分子などに応答性のプロモーターを使用する場合
に、特定の規定の分子の存在を決定できる。例えば、エストロゲン応答性調節配
列をGFPに連結して、試料中のエストロゲンの存在を試験し得る。
[D. Use of Renilla reniformis GFP in Assays for Transcription Modulating Compounds Renilla reniformis GFP and variants thereof are useful in screening assays to detect compounds that modulate transcription. In this aspect of the invention, the Renilla reniformis GFP coding sequence is located downstream of a promoter known to be induced by the substance to be detected. Expression of GFP in cells is usually silent and is activated by exposing the cells to a composition containing a selection agent. The presence of a particular defined molecule can be determined, for example, when using a promoter responsive to lipid soluble transcription modulators, toxins, hormones, cytokines, growth factors or other defined molecules. For example, an estrogen responsive regulatory sequence can be linked to GFP to test for the presence of estrogen in the sample.

【0175】 検出アッセイのいずれかを、特定の転写調節配列からの遺伝子発現を阻害、抑
制または別様にダウンレギュレートする、物質についてスクリーニングするのに
使用し得る。このような陰性作用は、遺伝子発現が、阻害剤の存在に応答してダ
ウンレギュレートする場合に生じる、GFP蛍光の減少により検出可能である。
Any of the detection assays can be used to screen for agents that inhibit, repress or otherwise down regulate gene expression from a particular transcriptional regulatory sequence. Such a negative effect is detectable by the decrease in GFP fluorescence that occurs when gene expression is downregulated in response to the presence of inhibitors.

【0176】 [E.FACS解析におけるレニラ・レニフォルミスGFPおよびその変異体の
使用] 多くの慣用的なFACS法は、精製抗体にコンジュゲートした蛍光ダイの使用
を必要とする。蛍光標識でタグした融合タンパク質は、FACS適用において抗
体よりも好ましい。なぜなら、細胞は、蛍光で標識した試薬と共にインキュベー
トする必要はなく、抗体コンジュゲートの非特異的結合によるバックグラウンド
は全くないからである。GFPは、蛍光が安定で種独立的であり、基質または補
因子を全く必要としないために、FACSでの使用に特に適している。
[E. Use of Renilla reniformis GFP and its variants in FACS analysis] Many conventional FACS methods require the use of fluorescent dye conjugated to purified antibody. Fusion proteins tagged with a fluorescent label are preferred over antibodies in FACS applications. Because cells do not need to be incubated with fluorescently labeled reagents and there is no background due to non-specific binding of antibody conjugates. GFP is particularly suitable for use in FACS because it is stable in fluorescence, species-independent, and requires no substrates or cofactors.

【0177】 他の発現の実施形態では、所望のタンパク質を、細胞中でGFP融合タンパク
質を調製および発現することにより、GFPで直接標識し得る。GFPはまた、
上記のように、所望のタンパク質を発現する発現ベクター内の第二転写または翻
訳単位から同時発現できる。その後、GFPでタグしたタンパク質を発現する細
胞、または、GFPを同時発現する細胞を、FACS解析により検出および選別
する。レニラ・レニフォルミス由来GFPの利点は、その励起および発光スペク
トルが、FACS解析に使用する、標準的な光学レンズおよびフィルターセット
で可能であることである。
In other expression embodiments, the desired protein may be directly labeled with GFP by preparing and expressing the GFP fusion protein in cells. GFP also
As described above, it can be co-expressed from a second transcription or translation unit in an expression vector that expresses the desired protein. Thereafter, cells expressing a protein tagged with GFP or cells co-expressing GFP are detected and sorted by FACS analysis. The advantage of GFP from Renilla reniformis is that its excitation and emission spectra are possible with standard optical lenses and filter sets used for FACS analysis.

【0178】 [F.レニラ・レニフォルミスGFP融合タンパク質の他の使用] レニラ・レニフォルミスGFP遺伝子は、融合タンパク質の一部分として使用
でき、標識化したタンパク質の位置を同定できる。GFPと外来性タンパク質の
融合は、生理的機能および/またはタグ化機能などの、GFPの蛍光および宿主
タンパク質の機能の両方を保持すべきである。
[F. Other Uses of Renilla reniformis GFP Fusion Protein] The Renilla reniformis GFP gene can be used as part of a fusion protein to identify the location of the labeled protein. The fusion of GFP with a foreign protein should retain both the fluorescence of GFP and the function of the host protein, such as physiological and / or tagging functions.

【0179】 GFPのアミノおよびカルボキシ末端の両方を、実質的に任意の所望のタンパ
ク質に融合して、識別可能なGFP融合体を創造し得、融合体は、必要であれば
リンカー配列により媒介して、融合対の機能を保持し得る。
Both the amino and carboxy termini of GFP can be fused to virtually any desired protein to create distinguishable GFP fusions, the fusion optionally being mediated by a linker sequence. And retain the function of the fused pair.

【0180】 レニラ・レニフォルミスGFP融合体は、亜細胞局在決定試験に有用である。
局在決定試験は、以前に、亜細胞分画および免疫蛍光により実施した。しかし、
これらの技術は、細胞周期の一瞬におけるタンパク質の位置の静的表示のみを与
え得る。さらに、細胞を免疫蛍光のために固定した場合、人工物を導入できる。
従って、個々の細胞中の全細胞周期を通じてのタンパク質の追跡を可能とする、
生細胞中でのタンパク質を可視化するためのGFPの使用は、重要な技術である
The Renilla reniformis GFP fusion is useful for subcellular localization studies.
The localization test was previously performed by subcellular fractionation and immunofluorescence. But,
These techniques can only give a static indication of the position of a protein in a cell cycle moment. In addition, artifacts can be introduced when cells are fixed for immunofluorescence.
Therefore, it allows tracking of proteins throughout the entire cell cycle in individual cells,
The use of GFP to visualize proteins in living cells is an important technique.

【0181】 レニラ・レニフォルミスGFPを使用して、リアルタイムで種々の条件下で、
哺乳動物およびヒト細胞中での細胞内タンパク質軌跡を解析できる。固定細胞か
ら生じた人工物は回避する。これらの適用において、レニラ・レニフォルミスG
FPを既知のタンパク質に融合して、異なる天然条件下でのその亜細胞位置を調
べる。
Using Renilla reniformis GFP in real time under various conditions,
Intracellular protein trajectories in mammalian and human cells can be analyzed. Avoid artifacts that arise from fixed cells. In these applications, Renilla Reniformis G
FP is fused to a known protein to examine its subcellular location under different natural conditions.

【0182】 [実施例] [実施例1 感染性レニラ・レニフォルミスGFPレトロウイルスの作製] ウイルス作製は、293T細胞を、3μgの各ベクターpGPhisD(スト
ラタジーン)、pVSV−G−puro(ストラタジーン)、およびpFB−r
GFPまたはベクターpFB−AvGFPで同時トランスフェクトすることによ
り実施した。後者のベクターは、メチオニン開始コドンのすぐ後にアラニンコド
ンGCTの挿入を含む、エクオレア・ビクトリアGFP遺伝子コピーを含み、K
ozak共通配列、並びに、65位(wt配列に対して)でのSer→Thr「
レッドシフト」アミノ酸置換の包含に適応する。ベクターpGPhisDおよび
pVSV−G−puroは、ウイルスタンパク質gag−polおよびVSV−
Gをコードし、これは、ウイルス作製にトランスで必要である。
[Examples] [Example 1 Preparation of infectious Renilla reniformis GFP retrovirus] For virus preparation, 3 μg of each vector pGPhisD (Stratagene), pVSV-G-puro (Stratagene), And pFB-r
It was carried out by co-transfection with GFP or the vector pFB-AvGFP. The latter vector contains an aequorea victoria GFP gene copy containing the insertion of the alanine codon GCT immediately after the methionine start codon, K
ozak consensus sequence and Ser → Thr at position 65 (relative to wt sequence)
Adapts to the inclusion of "red shift" amino acid substitutions. The vectors pGPhisD and pVSV-G-puro contain the viral proteins gag-pol and VSV-.
It encodes G, which is required in trans for virus production.

【0183】 トランスフェクションは、いくらか修飾したMBSトランスフェクションキッ
ト(ストラタジーン)を使用して実施した。各トランスフェクションでは、2.
5×106個の293T細胞を、60mm組織培養皿に播種した。次の日、培地
を吸引し、トランスフェクション前に、7%のMBSおよび25μMクロロキン
(ミズーリ州セントルイス所在シグマ)を補充した4mlの予め加温したDME
Mと交換した。DNA/CaPO4トランスフェクション混液を、製造業者の推
奨するプロトコールに従って調製し、細胞に加えた。3時間インキュベートした
後、培地を、25μMのクロロキンを補充した4mlの予め加温した完全培養培
地(10%胎児ウシ血清(FBS)を含むDMEM)と交換し、6〜7時間イン
キュベートした。その後、該培地を、4mlの予め加温したDMEM+10%F
BSと交換した。細胞を一晩(12〜16時間)インキュベートし、培地を3m
lの予め加温したDMEM+10%のFBSと交換し、ウイルスを一晩集めた(
24時間)。3mlのウイルス上清を取り出し、0.45μmフィルターを通し
てろ過した。上清を、即時使用のために氷上で保存するか、または、ドライアイ
ス上で凍結し、−80℃で保存した。
Transfections were performed using the MBS transfection kit (Stratagene) with some modifications. For each transfection, 2.
5 × 10 6 293T cells were seeded in 60 mm tissue culture dishes. The next day, the media was aspirated and 4 ml of pre-warmed DME supplemented with 7% MBS and 25 μM chloroquine (Sigma, St. Louis, MO) prior to transfection.
Exchanged for M. The DNA / CaPO 4 transfection mixture was prepared according to the manufacturer's recommended protocol and added to the cells. After incubation for 3 hours, the medium was replaced with 4 ml of pre-warmed complete culture medium (DMEM with 10% fetal bovine serum (FBS)) supplemented with 25 μM chloroquine and incubated for 6-7 hours. Then, the medium was mixed with 4 ml of pre-warmed DMEM + 10% F.
Exchanged for BS. Incubate cells overnight (12-16 hours) and culture medium 3 m
Replaced with 1 pre-warmed DMEM + 10% FBS and virus collected overnight (
24 hours). 3 ml of viral supernatant was removed and filtered through a 0.45 μm filter. Supernatants were stored on ice for immediate use or frozen on dry ice and stored at -80 ° C.

【0184】 [実施例2 レニラ・レニフォルミスGFPレトロウイルスストックによる宿主
細胞の形質導入] 形質導入の1日前、NIH3T3細胞を、6ウェル組織培養皿中、1×105
細胞/ウェルで10%の子ウシ血清(CS)を補充したDMEM中に播種した。
次の日、ウイルス上清を、連続的に、DMEM+10%CS中で希釈して、最終
容量を1.0ml/試料とし、DEAEデキストラン(ミズーリ州セントルイス
所在シグマ社製、カタログ番号D9885)で補充し、最終濃度を10μg/m
lとした。培養培地を、NIH3T3細胞から取り出し、1mlのウイルス希釈
液と交換した。各希釈したウイルス試料を、NIH3T3細胞を含むウェルに適
用し、3時間インキュベートし、その後、1mlの予め加温したDMEM+10
%のCSを各ウェルに加え、その後、プレートを2日間インキュベートした。2
日後、プレートを、2回PBSで洗浄し、トリプシン処理し、遠心分離によりペ
レット化し、1.0mlのPBSに再懸濁した。細胞懸濁液を、氷上で保存し、
蛍光活性化細胞選別(FACS)により1時間以内に解析した。FACS解析を
、サイトメトリー・リサーチ・サービス(カリフォルニア州ソレントバリー)に
より実施した。
Example 2 Transduction of Host Cells with Renilla reniformis GFP Retrovirus Stock One day before transduction, NIH3T3 cells were placed in a 6-well tissue culture dish at 1 × 10 5 cells.
Cells / well were seeded in DMEM supplemented with 10% calf serum (CS).
The next day, viral supernatants were serially diluted in DMEM + 10% CS to a final volume of 1.0 ml / sample and supplemented with DEAE Dextran (Sigma, St. Louis, Mo., Catalog No. D9885). , The final concentration is 10 μg / m
It was set to l. Culture medium was removed from NIH3T3 cells and replaced with 1 ml of virus dilution. Each diluted virus sample was applied to wells containing NIH3T3 cells, incubated for 3 hours, then 1 ml of pre-warmed DMEM + 10.
% CS was added to each well, after which the plates were incubated for 2 days. Two
After days, the plates were washed twice with PBS, trypsinized, pelleted by centrifugation and resuspended in 1.0 ml PBS. Store the cell suspension on ice,
Analyzed within 1 hour by fluorescence activated cell sorting (FACS). FACS analysis was performed by Cytometry Research Services (Sorrento Valley, CA).

【0185】 [実施例3 CHO細胞のトランスフェクションおよび抽出物調製] CHO細胞を、プラスミドpFB−rGFPで、リポフェクタミン(BRL)
を使用して、製造業者の推奨に従ってトランスフェクトした。トランスフェクト
の2日後、可溶性タンパク質抽出物を、トランスフェクトおよび非トランスフェ
クトCHO細胞から、最初に、細胞を2回PBSで洗浄し、その後、細胞を、0
.25Mトリス−HCl(pH7.8)中で3回凍結解凍サイクルにかけること
により調製した。溶解液を、高速遠心分離により透明にし、その後、上清をスペ
クトル解析に使用した。
Example 3 Transfection of CHO Cells and Preparation of Extracts CHO cells were transfected with the plasmid pFB-rGFP and lipofectamine (BRL).
Was used according to the manufacturer's recommendations. Two days after transfection, soluble protein extracts from transfected and non-transfected CHO cells were first washed twice with PBS, then cells were washed with 0.
. Prepared by three freeze-thaw cycles in 25M Tris-HCl (pH 7.8). The lysate was clarified by high speed centrifugation, after which the supernatant was used for spectral analysis.

【0186】 [実施例4 組換えレニラ・レニフォルミスGFPのスペクトル解析] 励起および発光スペクトル解析は、島津RF−1501分光蛍光光度計を使用
して決定した。励起および発光走査は、トランスフェクトまたは非トランスフェ
クトCHO細胞から調製した等量の全タンパク質で実施した。バックグラウンド
蛍光を、非トランスフェクト抽出物の走査に標準化することにより、GFP含有
(トランスフェクト)抽出物の走査から差し引いた。
Example 4 Spectral Analysis of Recombinant Renilla reniformis GFP Excitation and emission spectral analyzes were determined using a Shimadzu RF-1501 spectrofluorometer. Excitation and emission scans were performed with equal amounts of total protein prepared from transfected or untransfected CHO cells. Background fluorescence was subtracted from scans of GFP-containing (transfected) extracts by normalizing to scans of untransfected extracts.

【0187】 クローニングしたレニラ・レニフォルミスタンパク質の蛍光プロファイルを、
精製された天然タンパク質のそれと比較するために、励起および発光走査を、発
現ベクターでトランスフェクトしたCHO細胞からの可溶性タンパク質抽出物を
使用して実施した。図4に示したように、クローニングしたタンパク質の蛍光プ
ロファイルは、天然タンパク質について報告されたものと実質的に同一であり、
天然RenillaGFPに特徴的である、500nmでの1つの主な励起ピー
ク(天然タンパク質の498nmと比較)の後に、約470nmでの振動肩部が
ある。発光スペクトルは、クローニングしたタンパク質では506nmの1つの
ピークを示し、これに対し、天然タンパク質では509nmで最大と報告された
The fluorescence profile of the cloned Renilla reniformis protein was
To compare with that of purified native protein, excitation and emission scans were performed using soluble protein extracts from CHO cells transfected with the expression vector. As shown in FIG. 4, the fluorescence profile of the cloned protein is virtually identical to that reported for the native protein,
There is one major excitation peak at 500 nm (compared to 498 nm for native protein), characteristic of native RenillaGFP, followed by a vibrating shoulder at about 470 nm. The emission spectrum showed a single peak at 506 nm for the cloned protein, compared to a maximum at 509 nm for the native protein.

【0188】 [実施例5 ヒト化されたレニラ・レニフォルミスGFPポリヌクレオチドの調
製] 特定の種の細胞における異所的遺伝子の発現は、遺伝子のポリヌクレオチド配
列が、選択した細胞型に内因性の高度に発現された遺伝子に好ましい、コドンを
使用するために変化している場合に、増強されている場合が非常に多い。例えば
、レッドシフトAequoreaGFPの「ヒト化」により、哺乳動物細胞で発
現される場合に、蛍光レベルは劇的に増強した(Yang,T.−Tら[199
6]Nucl.Acids.Res.24[22]:4592〜4593)。
Example 5 Preparation of Humanized Renilla reniformis GFP Polynucleotides Expression of ectopic genes in cells of a particular species is dependent on the degree to which the polynucleotide sequence of the gene is endogenous to the selected cell type. Very often it is enhanced when it is altered to use codons that are preferred for the expressed gene. For example, "humanization" of the red-shifted Aequorea GFP dramatically enhanced fluorescence levels when expressed in mammalian cells (Yang, T.-T et al [199].
6] Nucl. Acids. Res. 24 [22]: 4592-4593).

【0189】 本発明者らは、得られた遺伝子の全コドンが、ヒト細胞での高度な発現に偏っ
ているように、遺伝子の238個のコドンの166個を変化させた。コドン変化
は、Haasら、1996、Curr Biol.6[3]:315〜4593
に記載のヒトコドン使用優先度をベースとした。表1に示したコドン使用優先度
は、Haas文献のそれと均等である。
The inventors have altered 166 of the 238 codons of the gene such that all codons of the resulting gene are biased towards high expression in human cells. Codon changes are described by Haas et al., 1996, Curr Biol. 6 [3]: 315-4593
It was based on the human codon usage priority described in. The codon usage preferences shown in Table 1 are equivalent to those in the Haas document.

【0190】 [細胞培養] 293、293TおよびCHO細胞を、37℃で、5%のCO2中、10%の
胎児ウシ血清(Gemini Bio−Products社)および1%グルタ
ミンを含むダルベッコ修飾イーグルス培地(DMEM)中で維持した。
Cell Culture 293, 293T and CHO cells were incubated at 37 ° C. in 5% CO 2 with 10% fetal bovine serum (Gemini Bio-Products) and 1% glutamine in Dulbecco's modified Eagle's medium ( DMEM).

【0191】 [hrGFP遺伝子の作製] ヒト化された組換えGFP(hrGFP)ヌクレオチド配列は、Haas,J
ら、1996、Curr.Biol.6[3]:315〜324に従って変化さ
せ、よって、全コドンを、ヒト細胞で高度に発現されている遺伝子のその頻繁度
に基づいて選択した。配列を配列番号3(図5参照)に示す。図6は、非ヒト化
組換えレニラ・レニフォルミスGFP(配列番号1)およびヒト化されたレニラ
・レニフォルミスGFPポリヌクレオチド配列の配列アラインメントを示す。ヒ
ト化遺伝子は、1セットの相補的で重複しているオリゴヌクレオチドを合成し、
これをアニーリングし、ライゲートし、サブクローニングすることにより作製し
た。両方の鎖を完全にシークエンスし、変異を、クイックチェンジキット(スト
ラタジーン)を使用して修正した。PCR断片を、EcoRIおよびXhoIで
消化して完了し、レトロウイルス発現ベクターpFB(ストラタジーン)のEc
oRIとXhoI部位の間に挿入し、ベクターpFB−hrGFPを創造した。
このベクターは、ヒト化遺伝子のさらなる解析のために使用した。
[Preparation of hrGFP Gene] The humanized recombinant GFP (hrGFP) nucleotide sequence is described in Haas, J.
Et al., 1996, Curr. Biol. 6 [3]: 315-324, thus all codons were selected based on their frequency of highly expressed genes in human cells. The sequence is shown in SEQ ID NO: 3 (see Figure 5). Figure 6 shows a sequence alignment of non-humanized recombinant Renilla reniformis GFP (SEQ ID NO: 1) and humanized Renilla reniformis GFP polynucleotide sequences. The humanized gene synthesizes a set of complementary and overlapping oligonucleotides,
This was prepared by annealing, ligating and subcloning. Both strands were fully sequenced and the mutations were corrected using the Quick Change Kit (Stratagene). The PCR fragment was digested with EcoRI and XhoI to completion and the Ec of the retroviral expression vector pFB (Stratagene) was digested.
Inserted between the oRI and XhoI sites, creating the vector pFB-hrGFP.
This vector was used for further analysis of the humanized gene.

【0192】 [ウイルス作製] ウイルス作製は、293T細胞を、3μgの各ベクターpGPhisD(スト
ラタジーン)、pVSV−G−puro(ストラタジーン)、pFB−hrGF
PまたはベクターpFB−EGFPで同時トランスフェクトすることにより実施
した。後者のベクターは、1コピーの完全にヒト化したレッドシフトしたエクオ
レア・ビクトリアGFP遺伝子(EGFP)を含む。ベクターpGPhisDお
よびpVSV−G−puroは、ウイルスタンパク質gag−polおよびVS
V−Gをコードし、これは、ウイルスの作製にトランスで必要である。トランス
フェクションは、いくらか修飾したMBSトランスフェクションキット(ストラ
タジーン)を使用して実施した。各トランスフェクションでは、2.5×106
個の293T細胞を、60mmの組織培養皿に播種した。次の日、培地を吸引し
、トランスフェクション前に、7%のMBSおよび25μMのクロロキン(ミズ
ーリ州セントルイス所在シグマ)を補充した、4mlの予め加温したDMEMと
交換した。DNA/CaPO4トランスフェクション混液を、製造業者の推奨し
たプロトコールに従って調製し、細胞に加えた。3時間インキュベートした後、
培地を、25μMのクロロキンを補充した4mlの予め加温した完全培養培地(
10%FBSを含むDMEM)と交換し、6〜7時間インキュベートした。その
後、培地を4mlの予め加温したDMEM+10%のFBSと交換した。細胞を
一晩(12〜16時間)インキュベートし、培地を、3mlの予め加温したDM
EM+10%FBSと交換し、ウイルスを一晩(24時間)集めた。3mlのウ
イルス上清を取り出し、0.45μmフィルターを通してろ過した。上清を氷上
で即時使用するために保存するか、またはドライアイス上で凍結し、−80℃で
保存した。
[Viral Production] 293T cells were prepared by using 3 μg of each vector pGPhisD (Stratagene), pVSV-G-puro (Stratagene), and pFB-hrGF.
It was performed by co-transfection with P or the vector pFB-EGFP. The latter vector contains one copy of the fully humanized, red-shifted Aequorea Victoria GFP gene (EGFP). The vectors pGPhisD and pVSV-G-puro contain the viral proteins gag-pol and VS.
It encodes VG, which is required in trans for virus production. Transfections were performed using the MBS transfection kit (Stratagene) with some modifications. 2.5 × 10 6 for each transfection
293T cells were seeded in 60 mm tissue culture dishes. The next day, media was aspirated and replaced with 4 ml pre-warmed DMEM supplemented with 7% MBS and 25 μM chloroquine (Sigma, St. Louis, MO) prior to transfection. The DNA / CaPO 4 transfection mixture was prepared according to the manufacturer's recommended protocol and added to the cells. After incubating for 3 hours,
The medium was 4 ml of pre-warmed complete culture medium (25 μM chloroquine supplemented)
It was replaced with DMEM containing 10% FBS) and incubated for 6 to 7 hours. The medium was then replaced with 4 ml of pre-warmed DMEM + 10% FBS. Cells were incubated overnight (12-16 hours) and medium was added to 3 ml of pre-warmed DM.
Exchanged with EM + 10% FBS and collected virus overnight (24 hours). 3 ml of viral supernatant was removed and filtered through a 0.45 μm filter. Supernatants were stored on ice for immediate use or frozen on dry ice and stored at -80 ° C.

【0193】 [実施例6 ヒト化されたポリヌクレオチド配列からのレニラ・レニフォルミス
GFPの発現の評価] 実施例5に記載のヒト化されたレニラ・レニフォルミスGFPコード配列を、
数個のヒト、げっ歯類およびサル細胞系における発現について試験した。蛍光レ
ベルは、rGFPのそれと比較して、ヒト化rGFP(hrGRP)遺伝子で実
質的により高いことが判明した。hrGFPまたはヒト化レッドシフトAequ
oreaGFP(EGFP)をコードする1コピーのプロウイルス発現カセット
を有する細胞集団の間の直接的な比較において、我々は、相対的な蛍光強度は、
2つの遺伝子の間で同等であることを見出した。
Example 6 Evaluation of Expression of Renilla reniformis GFP from Humanized Polynucleotide Sequence The humanized Renilla reniformis GFP coding sequence described in Example 5 was
It was tested for expression in several human, rodent and monkey cell lines. The fluorescence level was found to be substantially higher with the humanized rGFP (hrGRP) gene compared to that of rGFP. hrGFP or humanized redshift Aequ
In a direct comparison between cell populations with a single copy of the proviral expression cassette encoding oreaGFP (EGFP), we found that the relative fluorescence intensities were
We found equality between the two genes.

【0194】 [ウイルス形質導入] 形質導入の1日前、293細胞(ヒト)またはCHO細胞(ハムスター)を、6
ウェル組織培養皿中、1×105細胞/ウェルで、10%FBSを補充したDM
EM中に播種した。次の日、ウイルス上清を、DMEM+10%FBSで連続希
釈し、最終容量を1.0ml/試料とし、DEAEデキストラン(ミズーリ州セ
ントルイス所在シグマ、カタログ番号D−9885)で補充して、最終濃度を1
0μg/mlとした。培養培地を標的細胞から取り出し、1mlのウイルス希釈
液と交換した。各希釈したウイルス試料を、標的細胞を含むウェルに適用し、3
時間インキュベートし、その後、1mlの予め加温したDMEM+10%FBS
を各ウェルに加え、その後、プレートを2日間インキュベートした。2日後、プ
レートを2回PBSで洗浄し、トリプシン処理し、遠心分離によりペレット化し
、1.0mlのPBSに再懸濁した。細胞懸濁液を、氷上で保存し、蛍光活性化
細胞選別(FACS)により1時間以内に解析した。FACS解析は、サイトメ
トリー・リサーチ・サービシーズ(カリフォルニア州ソレント・バリー)により
実施した。
[Viral Transduction] One day before transduction, 293 cells (human) or CHO cells (hamster) were
DM supplemented with 10% FBS at 1 × 10 5 cells / well in a well tissue culture dish
Seeded in EM. The next day, viral supernatants were serially diluted in DMEM + 10% FBS to a final volume of 1.0 ml / sample and supplemented with DEAE Dextran (Sigma, St. Louis, Mo., Catalog No. D-9885) to give a final concentration. 1
It was set to 0 μg / ml. The culture medium was removed from the target cells and replaced with 1 ml of virus diluent. Apply each diluted virus sample to wells containing target cells and
Incubate for hours, then 1 ml pre-warmed DMEM + 10% FBS
Was added to each well and the plates were then incubated for 2 days. After 2 days, plates were washed twice with PBS, trypsinized, pelleted by centrifugation and resuspended in 1.0 ml PBS. Cell suspensions were stored on ice and analyzed by fluorescence activated cell sorting (FACS) within 1 hour. FACS analysis was performed by Cytometry Research Services (Sorrento Barry, CA).

【0195】 [インビボでのrGFPとhrGFP発現の比較] レニラ・レニフォルミスGFP遺伝子に導入した配列変化により発現が増強す
るかどうかを決定するために、hrGFPコード配列を、ベクターpFBに挿入
し、得られたベクターpFB−hrGFPを、親ベクターpFB−rGFP遺伝
子を用いてCHO細胞に並べてトランスフェクトした。蛍光顕微鏡(励起450
〜490nm、発光520nm)によるトランスフェクト細胞の眼による点検に
より、rGFP(データは示していない)と比較した、hrGFP遺伝子の劇的
な蛍光の増強が判明した。CHO細胞を次に、等しい感染多重度(MOI)で2
つのベクターから得られたウイルスで感染し、感染の2日後に、形質導入した細
胞を、蛍光活性化細胞選別(FACS;励起488nm;発光515〜545n
m)により解析した。図7の結果が示すように、pFB−hrGFPで形質導入
した細胞集団の大半は、pFB−rGFPを有する細胞よりも、約2〜3次数輝
度の高い蛍光を発する。
Comparison of rGFP and hrGFP Expression In Vivo In order to determine whether the sequence changes introduced into the Renilla reniformis GFP gene enhance expression, the hrGFP coding sequence was inserted into vector pFB and obtained. The vector pFB-hrGFP was transfected side-by-side into CHO cells using the parental vector pFB-rGFP gene. Fluorescence microscope (excitation 450
Visual inspection of transfected cells by ~ 490 nm, emission 520 nm) revealed a dramatic fluorescence enhancement of the hrGFP gene compared to rGFP (data not shown). CHO cells were then placed at 2 with equal multiplicity of infection (MOI).
2 days after infection, transduced cells were fluorescent activated cell sorting (FACS; excitation 488 nm; emission 515-545n).
m). As shown by the results in FIG. 7, most of the cell population transduced with pFB-hrGFP fluoresces with about 2-3 higher luminance than the cells with pFB-rGFP.

【0196】 相対蛍光は、rGFP、hrGFP、またはEGFPをコードする、1コピー
のプロウイルス要素を有する細胞から比較した。293細胞を、低MOIで感染
し、感染の2日後、蛍光レベルをFACSにより解析した。図8に示したように
、1:1000以上に希釈した上清により、細胞の約10%以下が形質導入され
た標的細胞集団が得られ、該細胞集団では、細胞の大半は、1コピーのプロウイ
ルス要素を有すると期待される。形質導入した細胞集団では、細胞集団の全蛍光
強度は、hrGFPおよびEGFP発現ベクターで同等であった。rGFPの蛍
光は、後者の2つの遺伝子よりも有意に低かった。類似の結果が、HeLa、C
HO、COS7およびNIH3T3細胞(データは示していない)に関する実験
について得られた。
Relative fluorescence was compared from cells with one copy of the proviral element encoding rGFP, hrGFP, or EGFP. 293 cells were infected at low MOI and 2 days after infection the fluorescence level was analyzed by FACS. As shown in FIG. 8, supernatants diluted 1: 1000 or higher yielded a target cell population in which about 10% or less of the cells were transduced, where the majority of the cells contained 1 copy. Expected to have a proviral element. In the transduced cell population, the total fluorescence intensity of the cell population was comparable for hrGFP and EGFP expression vector. The fluorescence of rGFP was significantly lower than the latter two genes. Similar results for HeLa, C
Obtained for experiments on HO, COS7 and NIH3T3 cells (data not shown).

【0197】 [他の実施形態] 他の実施形態は、当業者には明らかである。前記の詳細な説明は、単に明瞭に
するために提供し、単なる例示であることを理解すべきである。本発明の精神お
よび範囲は、上記の実施例に限定されないが、以下の特許請求の範囲に包含され
る。
Other Embodiments Other embodiments will be apparent to those skilled in the art. It should be understood that the foregoing detailed description is provided for clarity only and is exemplary only. The spirit and scope of the present invention is not limited to the above examples, but is covered by the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は、レニラ・レニフォルミス(R.レニフォルミスともいう)GFPのコ
ード配列、配列番号1を示す。
1 shows the coding sequence of Renilla reniformis (also referred to as R. reniformis) GFP, SEQ ID NO: 1.

【図2】 図2は、レニラ・レニフォルミスGFPのアミノ酸配列、配列番号2を示す。[Fig. 2]   FIG. 2 shows the amino acid sequence of Renilla reniformis GFP, SEQ ID NO: 2.

【図3】 図3は、形質導入細胞に発現されたレニラ・レニフォルミスGFPの図解であ
る。影のないピークは非感染細胞集団を示し、影のあるピークは、GFP発現ウ
イルスで形質導入した細胞を示す。この実験では、形質導入した細胞集団の44
%が、バックグラウンドより高い蛍光を示した。
FIG. 3 is a schematic of Renilla reniformis GFP expressed in transduced cells. The shaded peaks represent the uninfected cell population and the shaded peaks represent cells transduced with GFP expressing virus. In this experiment, 44 of the transduced cell population
% Showed fluorescence above background.

【図4】 図4は、組換えレニラ・レニフォルミスGFPの蛍光スペクトルを示す。スペ
クトルは、10nmのバンド幅を使用して測定した。2つのピークのy軸尺度は
、蛍光プロファイルが等しい振幅を有するように標準化した。
FIG. 4 shows the fluorescence spectrum of recombinant Renilla reniformis GFP. The spectra were measured using a bandwidth of 10 nm. The y-axis scale of the two peaks was normalized so that the fluorescence profiles had equal amplitude.

【図5】 図5は、ヒト化されたレニラ・レニフォルミスGFPポリヌクレオチド配列の
配列を示す(配列番号3)。
FIG. 5 shows the sequence of the humanized Renilla reniformis GFP polynucleotide sequence (SEQ ID NO: 3).

【図6】 図6は、ヒト化されていないレニラ・レニフォルミスGFPとヒト化されたレ
ニラ・レニフォルミスGFPの間の配列アラインメントを示す。垂直な線は、ヒ
ト化遺伝子とヒト化されていない遺伝子の間の相同性を示す。ギャップは、hr
GFP遺伝子を作成するために変化させたヌクレオチドを示す。
FIG. 6 shows a sequence alignment between unhumanized Renilla reniformis GFP and humanized Renilla reniformis GFP. Vertical lines indicate homology between humanized and non-humanized genes. Gap is hr
The nucleotides that have been altered to create the GFP gene are shown.

【図7】 図7は、ヒト化されていないまたはヒト化されたレニラ・レニフォルミスGF
Pを有するレトロウイルスベクターにより形質導入されたCHO細胞の相対蛍光
を示す。細胞を、2つのGFPベクターから得られたウイルスを含む希釈されて
いない上清または培地のみ(ウイルスなし)で感染した。
FIG. 7: Unhumanized or Humanized Renilla reniformis GF
5 shows the relative fluorescence of CHO cells transduced with a retroviral vector carrying P. Cells were infected with undiluted supernatant containing virus obtained from the two GFP vectors or medium alone (no virus).

【図8】 図8は、1コピーのプロウイルス要素を有する293細胞の相対蛍光を示し、
これから、rGFP、hrGFPまたはEGFPが発現する。UR値%は、バッ
クグラウンド以上の蛍光を発する細胞数を示す。「ウイルスなし」対照の生のU
R%は0.15%であり、全細胞集団の値から差し引いた。
FIG. 8 shows the relative fluorescence of 293 cells with one copy of the proviral element,
From this, rGFP, hrGFP or EGFP is expressed. The UR value% indicates the number of cells that emit fluorescence above the background. "No virus" control raw U
R% was 0.15% and was subtracted from the value for the total cell population.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C12N 1/21 C12P 21/02 C 5/10 C12Q 1/02 C12P 21/02 C12N 15/00 ZNAA C12Q 1/02 5/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),CA,J P (72)発明者 ソージ,ジョゼフ・エイ アメリカ合衆国ワイオミング州83014,ウ ィルソン,パイン・メドウ・ロード 5320 Fターム(参考) 4B024 AA11 BA80 CA04 CA07 DA02 EA02 EA03 EA04 FA01 GA11 HA01 HA11 4B063 QA01 QA20 QQ08 QQ13 QQ43 QQ79 QR43 QR48 QR59 QR66 QR77 QR80 QS05 QS11 QX02 4B064 AG01 CA02 CA06 CA10 CA19 CC24 DA13 4B065 AA01X AA72X AA86X AA90X AA91X AA93X AA95X AB01 AC14 BA02 CA24 CA46 4H045 AA10 BA10 CA20 EA50 FA72 FA73 FA74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C12N 1/21 C12P 21/02 C 5/10 C12Q 1/02 C12P 21/02 C12N 15/00 ZNAA C12Q 1 / 02 5/00 A (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), CA, JP (72) Inventor Soji, Joseph A. Wyming, USA 83014, Wilson, Pine Meadow Road 5320 F Term (reference) 4B024 AA11 BA80 CA04 CA07 DA02 EA02 EA03 EA04 FA01 GA11 HA01 HA11 4B063 QA01 QA20 QQ08 QQ13 QQ43 QQ79 QR43 QR48 QR59 QR66 QR77 QR80 QS05 QS11 QX02 4B064 AG01 CA02 CA06 CA10 CA19 CC24 DA13 4B065 AA01X AA72X AA86X AA90X AA91X AA93X AA95X AB01 AC14 BA02 CA24 CA46 4H045 AA10 BA10 CA20 EA50 FA72 FA73 FA74

Claims (41)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レニラ・レニフォルミスの緑蛍光タンパク質(GFP)また
はその変異体をコードする、組換えポリヌクレオチド。
1. A recombinant polynucleotide encoding a green fluorescent protein (GFP) of Renilla reniformis or a mutant thereof.
【請求項2】 配列番号1の配列を含む、請求項1の組換えポリヌクレオチ
ド。
2. The recombinant polynucleotide of claim 1 comprising the sequence of SEQ ID NO: 1.
【請求項3】 少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメインをコ
ードする配列をさらに含む、請求項1のポリヌクレオチド。
3. The polynucleotide of claim 1, further comprising a sequence encoding at least one fused heterologous polypeptide domain.
【請求項4】 レニラ・レニフォルミスのGFPをコードするポリヌクレオ
チド配列を含む組換えベクター。
4. A recombinant vector comprising a polynucleotide sequence encoding a Renilla reniformis GFP.
【請求項5】 レニラ・レニフォルミスのGFPをコードする前記配列が配
列番号1である、請求項4の組換えベクター。
5. The recombinant vector of claim 4, wherein the sequence encoding the Renilla reniformis GFP is SEQ ID NO: 1.
【請求項6】 前記ベクターが、プラスミド、バクテリオファージ、ウイル
スおよびレトロウイルスからなる群から選択される、請求項4の組換えベクター
6. The recombinant vector of claim 4, wherein the vector is selected from the group consisting of plasmids, bacteriophages, viruses and retroviruses.
【請求項7】 レニラ・レニフォルミスのGFPをコードする組換えポリヌ
クレオチドを含む細胞。
7. A cell comprising a recombinant polynucleotide encoding a Renilla reniformis GFP.
【請求項8】 請求項4または請求項5の組換えベクターを含む細胞。8. A cell containing the recombinant vector of claim 4 or claim 5. 【請求項9】 配列番号2のアミノ酸配列を含む単離された組換えポリペプ
チド。
9. An isolated recombinant polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
【請求項10】 レニラ・レニフォルミスのGFPまたはその変異体および
少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメインのアミノ酸配列を含む組
換えポリペプチド。
10. A recombinant polypeptide comprising the amino acid sequence of a Renilla reniformis GFP or variant thereof and at least one fused heterologous polypeptide domain.
【請求項11】 前記少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメイ
ンが、前記レニラ・レニフォルミスのGFPまたはその変異体のアミノ末端に融
合している、請求項10の組換えポリペプチド。
11. The recombinant polypeptide of claim 10, wherein said at least one fused heterologous polypeptide domain is fused to the amino terminus of said Renilla reniformis GFP or variant thereof.
【請求項12】 前記少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメイ
ンが、前記レニラ・レニフォルミスのGFPまたはその変異体のカルボキシ末端
に融合している、請求項10の組換えポリペプチド。
12. The recombinant polypeptide of claim 10, wherein said at least one fused heterologous polypeptide domain is fused to the carboxy terminus of said Renilla reniformis GFP or variant thereof.
【請求項13】 前記少なくとも1つの融合された異種ポリペプチドドメイ
ンが、前記レニラ・レニフォルミスのGFPまたはその変異体に、リンカー配列
を介して融合している、請求項11または12の組換えポリペプチド。
13. The recombinant polypeptide of claim 11 or 12, wherein said at least one fused heterologous polypeptide domain is fused to said Renilla reniformis GFP or variant thereof via a linker sequence. .
【請求項14】 a)レニラ・レニフォルミスのGFPをコードするポリヌ
クレオチド配列を含む組換えベクターを細胞に導入するステップと、 b)ステップ(a)の細胞を培養するステップと、 c)レニラ・レニフォルミスのGFPを前記細胞から単離するステップと を含む、レニラ・レニフォルミスGFPの生成方法。
14. A) introducing a recombinant vector containing a polynucleotide sequence encoding a GFP of Renilla reniformis into cells, b) culturing the cells of step (a), and c) Renilla reniformis. Isolating GFP from the cells, and the method for producing Renilla reniformis GFP.
【請求項15】 前記細胞が細菌細胞である、請求項14の方法。15. The method of claim 14, wherein the cells are bacterial cells. 【請求項16】 前記細胞が真核細胞である、請求項14の方法。16. The method of claim 14, wherein the cell is a eukaryotic cell. 【請求項17】 前記真核細胞が、酵母、昆虫細胞、および哺乳動物細胞か
らなる群から選択される、請求項16の方法。
17. The method of claim 16, wherein the eukaryotic cell is selected from the group consisting of yeast, insect cells, and mammalian cells.
【請求項18】 前記哺乳動物細胞がヒトである、請求項17の方法。18. The method of claim 17, wherein the mammalian cell is human. 【請求項19】 前記ポリヌクレオチド配列がヒト化された配列である、請
求項14の方法。
19. The method of claim 14, wherein the polynucleotide sequence is a humanized sequence.
【請求項20】 野生型レニラ・レニフォルミスGFPに比べて、蛍光強度
の増加した、改変されたレニラ・レニフォルミスGFPポリペプチドをコードす
るポリヌクレオチド。
20. A polynucleotide encoding a modified Renilla reniformis GFP polypeptide with increased fluorescence intensity as compared to wild-type Renilla reniformis GFP.
【請求項21】 前記ポリペプチドが、配列番号2の64〜69番目のアミ
ノ酸により規定されるアミノ酸の配列において、野生型レニラ・レニフォルミス
のGFPに比べて、少なくとも1つの変異を有する、請求項20のポリヌクレオ
チド。
21. The polypeptide has at least one mutation in the amino acid sequence defined by amino acids 64 to 69 of SEQ ID NO: 2 as compared to GFP of wild type Renilla reniformis. Polynucleotides.
【請求項22】 野生型レニラ・レニフォルミスのGFPの励起スペクトル
とは検出可能に識別される励起スペクトルを有するレニラ・レニフォルミスのG
FPポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
22. The G of Renilla reniformis having an excitation spectrum that is detectably discriminated from the excitation spectrum of GFP of wild-type Renilla reniformis.
A polynucleotide encoding an FP polypeptide.
【請求項23】 野生型レニラ・レニフォルミスのGFPの発光スペクトル
とは検出可能に識別される発光スペクトルを有するレニラ・レニフォルミスのG
FPポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
23. A Renilla reniformis G having an emission spectrum that is detectably discriminated from an emission spectrum of a wild-type Renilla reniformis GFP.
A polynucleotide encoding an FP polypeptide.
【請求項24】 タンパク質とタンパク質との相互作用を検出する方法であ
って、 a)第一のポリペプチドドメインおよび第一のレニラ・レニフォルミスGFP
由来ポリペプチドを含む第一の融合ポリペプチド、および、第二のポリペプチド
ドメインおよび第二のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチドを含む第
二の融合ポリペプチドを提供するステップと、ここで、前記第一のレニラ・レニ
フォルミスGFP由来ポリペプチドの発光スペクトルは、前記第二のレニラ・レ
ニフォルミスGFP由来ポリペプチドの励起スペクトルに重複し、前記の第二の
レニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチドは、前記の第一のレニラ・レニ
フォルミスGFP由来ポリペプチドにより放出される蛍光とは識別可能であるス
ペクトルを有する蛍光を放出し、前記第一のレニラ・レニフォルミスGFP由来
ポリペプチドは、前記第二のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチドに
よる蛍光放出を励起しない光のスペクトルにより励起され得、 b)前記第一の融合ポリペプチドおよび前記第二の融合ポリペプチドを混合す
るステップと、 c)ステップ(b)の混合物を、前記第一のレニラ・レニフォルミスGFP由
来ポリペプチドを励起して、蛍光を放出するが、前記第二のレニラ・レニフォル
ミスGFP由来ポリペプチドは励起しない光のスペクトルにより照射するステッ
プと、 d)前記第二のレニラ・レニフォルミスGFP由来ポリペプチドからの蛍光放
出を検出するステップと、ここで前記第二のレニラ・レニフォルミスGFPポリ
ペプチドからの前記蛍光放出は、前記の第一ポリペプチドドメインと前記の第二
のポリペプチドドメインの間におけるタンパク質とタンパク質との相互作用を示
す、 を含む方法。
24. A method for detecting a protein-protein interaction comprising: a) a first polypeptide domain and a first Renilla reniformis GFP.
Providing a first fusion polypeptide comprising a derived polypeptide and a second fusion polypeptide comprising a second polypeptide domain and a second Renilla reniformis GFP derived polypeptide, wherein said first fusion polypeptide comprises The emission spectrum of the one Renilla reniformis GFP-derived polypeptide overlaps with the excitation spectrum of the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide, and the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide is the above-mentioned first Emits fluorescence having a spectrum distinguishable from the fluorescence emitted by the Renilla reniformis GFP-derived polypeptide, wherein the first Renilla reniformis GFP-derived polypeptide is the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide. Excited fluorescence emission by peptides B) mixing the first fusion polypeptide and the second fusion polypeptide, and c) mixing the mixture of step (b) with the first Renilla reniformis GFP. Irradiating with a spectrum of light that excites the derived polypeptide and emits fluorescence, but does not excite the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide; and d) the second Renilla reniformis GFP-derived polypeptide. Detecting fluorescence emission from the second Renilla reniformis GFP polypeptide, wherein the fluorescence emission from the second Renilla reniformis GFP polypeptide is a protein between the first polypeptide domain and the second polypeptide domain. Demonstrating an interaction with a protein.
【請求項25】 生細胞中で実施される、請求項24の方法。25. The method of claim 24, carried out in living cells. 【請求項26】 細胞中の目的のポリペプチドの位置を決定する方法であっ
て、目的の前記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列は既知であり、 a)連結されたポリヌクレオチド配列がインフレームで融合されるように、目
的の前記ポリペプチドをコードする前記ポリヌクレオチド配列を、レニラ・レニ
フォルミスGFPをコードするポリヌクレオチドと連結するステップと、 b)前記連結されたポリヌクレオチド配列を細胞に導入するステップと、 c)前記連結されたポリヌクレオチド配列によりコードされるポリペプチドの
位置を決定するステップと を含む方法。
26. A method of determining the location of a polypeptide of interest in a cell, wherein the polynucleotide sequence encoding said polypeptide of interest is known, and a) the linked polynucleotide sequences are in-frame. Ligating the polynucleotide sequence encoding the polypeptide of interest so that it is fused with a polynucleotide encoding Renilla reniformis GFP; and b) introducing the ligated polynucleotide sequence into a cell. And c) determining the position of the polypeptide encoded by the linked polynucleotide sequences.
【請求項27】 生細胞中で実施される、請求項26の方法。27. The method of claim 26, practiced in living cells. 【請求項28】 組換えベクターを導入した細胞を識別する方法であって、 a)レニラ・レニフォルミスGFPをコードする組換えベクターを細胞集団に
導入するステップと、 b)前記細胞集団を、レニラ・レニフォルミスGFPの励起スペクトル内の光
で照射するステップと、 c)前記細胞集団中のレニラ・レニフォルミスGFPの発光スペクトルの蛍光
を検出し、これにより、前記組換えベクターを導入した細胞を識別するステップ
と を含む方法。
28. A method for identifying cells into which a recombinant vector has been introduced, comprising the steps of: a) introducing a recombinant vector encoding Renilla reniformis GFP into the cell population; and b) introducing the cell population into Renilla. Irradiating with light within the excitation spectrum of Reniformis GFP; and c) detecting fluorescence in the emission spectrum of Renilla reniformis GFP in the cell population, thereby identifying cells into which the recombinant vector has been introduced. Including the method.
【請求項29】 前記GFPが融合ポリペプチドとして発現される、請求項
28の方法。
29. The method of claim 28, wherein the GFP is expressed as a fusion polypeptide.
【請求項30】 前記GFPが別個のポリペプチドとして発現される、請求
項28の方法。
30. The method of claim 28, wherein the GFP is expressed as a separate polypeptide.
【請求項31】 前記細胞がFACS解析により識別される、請求項28の
方法。
31. The method of claim 28, wherein the cells are identified by FACS analysis.
【請求項32】 転写調節配列の活性をモニタリングする方法であって、 a)前記転写調節配列を含む核酸配列を、配列番号2のレニラ・レニフォルミ
スGFPをコードする核酸配列に作動可能に連結して、レポーター構築物を形成
するステップと、 b)前記レポーター構築物を細胞に導入するステップと、 c)前記細胞中のレニラ・レニフォルミスGFP蛍光を検出するステップと、
ここで、前記蛍光は、前記転写調節配列の活性を反映する、 を含む方法。
32. A method of monitoring the activity of a transcriptional regulatory sequence, comprising: a) operably linking a nucleic acid sequence comprising said transcriptional regulatory sequence to a nucleic acid sequence encoding Renilla reniformis GFP of SEQ ID NO: 2. Forming a reporter construct, b) introducing the reporter construct into cells, c) detecting Renilla reniformis GFP fluorescence in the cells,
Wherein the fluorescence reflects the activity of the transcriptional regulatory sequence.
【請求項33】 転写調節配列のモジュレーターを検出する方法であって、 a)前記転写調節配列を含む核酸配列を、配列番号2のレニラ・レニフォルミ
スGFPをコードする核酸配列に作動可能に連結して、レポーター構築物を形成
するステップと、ここで、前記転写調節配列は、前記モジュレーターの存在に応
答性であり、 b)前記レポーター構築物を細胞に導入するステップと、 c)前記細胞中のレニラ・レニフォルミスGFP蛍光を検出するステップと、
ここで、前記蛍光は前記モジュレーターの存在を示す、 を含む方法。
33. A method of detecting a modulator of a transcriptional regulatory sequence, comprising: a) operably linking a nucleic acid sequence comprising said transcriptional regulatory sequence to a nucleic acid sequence encoding Renilla reniformis GFP of SEQ ID NO: 2. Forming a reporter construct, wherein said transcriptional regulatory sequence is responsive to the presence of said modulator, b) introducing said reporter construct into a cell, and c) Renilla reniformis in said cell. Detecting GFP fluorescence,
Wherein the fluorescence indicates the presence of the modulator.
【請求項34】 前記モジュレーターが、ホルモン、成長因子、および重金
属からなる群から選択される、請求項33の方法。
34. The method of claim 33, wherein the modulator is selected from the group consisting of hormones, growth factors, and heavy metals.
【請求項35】 転写調節配列の阻害剤をスクリーニングする方法であって
、 a)前記転写調節配列を含む核酸配列を、配列番号2のレニラ・レニフォルミ
スGFPをコードする核酸配列に作動可能に連結して、レポーター構築物を形成
するステップと、 b)前記レポーター構築物を細胞に導入するステップと、 c)前記細胞を、前記転写調節配列の候補阻害剤と接触させるステップと、 d)前記細胞中のレニラ・レニフォルミスGFP蛍光を検出するステップと、
ここで、前記候補阻害剤の非存在下で検出される蛍光と比べた蛍光の減少は、前
記候補阻害剤が、前記転写調節配列の活性を阻害することを示す、 を含む方法。
35. A method of screening for inhibitors of transcriptional regulatory sequences, comprising: a) operably linking a nucleic acid sequence comprising said transcriptional regulatory sequence to a nucleic acid sequence encoding Renilla reniformis GFP of SEQ ID NO: 2. Forming a reporter construct, b) introducing the reporter construct into a cell, c) contacting the cell with a candidate inhibitor of the transcriptional regulatory sequence, and d) renilla in the cell. -Detecting Reniformis GFP fluorescence,
Wherein a decrease in fluorescence relative to fluorescence detected in the absence of said candidate inhibitor indicates that said candidate inhibitor inhibits the activity of said transcriptional regulatory sequence.
【請求項36】 蛍光分子量マーカーを作成する方法であって、 a)連結された分子が融合ポリペプチドをコードするように、レニラ・レニフ
ォルミスGFPをコードする核酸配列を、既知の相対的分子量をもつポリペプチ
ドをコードする核酸配列にインフレームで連結するステップと、 b)(a)の連結された核酸配列を細胞に導入するステップと、 c)前記融合ポリペプチドを前記細胞から単離するステップと、ここで、前記
融合ポリペプチドは相対的分子量マーカーである、 を含む方法。
36. A method of making a fluorescent molecular weight marker, comprising: a) a nucleic acid sequence encoding Renilla reniformis GFP having a known relative molecular weight such that the linked molecule encodes a fusion polypeptide. In frame ligation to a nucleic acid sequence encoding a polypeptide, b) introducing the ligated nucleic acid sequence of (a) into a cell, and c) isolating the fusion polypeptide from the cell. Wherein the fusion polypeptide is a relative molecular weight marker.
【請求項37】 レニラ・レニフォルミスGFPまたはレニラ・レニフォル
ミスGFPの変異体をコードするポリヌクレオチドであって、少なくとも1つの
ヒト化されたコドン配列を含む、前記ポリヌクレオチド。
37. A polynucleotide encoding a Renilla reniformis GFP or a variant of Renilla reniformis GFP, comprising at least one humanized codon sequence.
【請求項38】 ポリヌクレオチドがレニラ・レニフォルミスのGFPまた
はレニラ・レニフォルミスGFPの変異体をコードする、ヒト化されたポリヌク
レオチド。
38. A humanized polynucleotide wherein the polynucleotide encodes a Renilla reniformis GFP or a variant of Renilla reniformis GFP.
【請求項39】 前記ポリヌクレオチドが配列番号3の配列を含む、請求項
37のヒト化されたポリヌクレオチド。
39. The humanized polynucleotide of claim 37, wherein said polynucleotide comprises the sequence of SEQ ID NO: 3.
【請求項40】 請求項37〜39のいずれか一項のポリヌクレオチドを含
む、組換えベクター。
40. A recombinant vector comprising the polynucleotide according to any one of claims 37 to 39.
【請求項41】 請求項40の組換えベクターを含む細胞。41. A cell containing the recombinant vector of claim 40.
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