JP2004510407A - Aminoacyl-tRNA synthetase - Google Patents

Abstract

The present invention provides aminoacyl-tRNA synthetases (ATRS) and polynucleotides that identify and encode ATRS. The present invention also provides expression vectors, host cells, antibodies, agonists and antagonists. The present invention also provides a method for diagnosing, treating or preventing a disease associated with abnormal expression of ATRS.

Description

【００４０】
保存アミノ酸置換では通常、（ａ）置換領域におけるポリペプチドのバックボーン構造、例えばβシートやαヘリックス構造、（ｂ）置換部位における分子の電荷または疎水性、及び／または（ｃ）側鎖の大部分を保持する。
【００４１】
「欠失」は、結果的に１若しくは数個のアミノ酸またはヌクレオチドが失われてなくなるようなアミノ酸またはヌクレオチド配列における変化を指す。
【００４２】
「誘導体」の語は、ポリペプチド配列またはポリヌクレオチド配列の化学修飾を指す。例えば、アルキル基、アシル基、ヒドロキシル基またはアミノ基による水素の置換は、ポリヌクレオチド配列の化学修飾に含まれ得る。ポリヌクレオチド誘導体は、天然分子の生物学的または免疫学的機能を少なくとも１つは保持しているポリペプチドをコードする。ポリペプチド誘導体は、グリコシル化、ポリエチレングリコール化（ｐｅｇｙｌａｔｉｏｎ）、或いは任意の同様なプロセスであって誘導起源のポリペプチドから少なくとも１つの生物学的若しくは免疫学的機能を保持しているプロセスによって、修飾されたポリペプチドである。
【００４３】
「検出可能な標識」は、測定可能な信号を生成することができ、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに共有結合または非共有結合するようなレポーター分子または酵素を指す。
【００４４】
「示差発現」は少なくとも２つの異なったサンプルを比較することによって決められる、増加、または非調節、あるいは減少、下方調節、または欠損遺伝子またはタンパク発現を指す。このような比較は例えば、治療後サンプルと未治療のサンプルまたは病態のサンプルと正常サンプルの間で行われ得る。
【００４５】
用語「断片」は、ＡＴＲＳ またはＡＴＲＳ をコードするポリヌクレオチドの固有の部分であって、その親配列（ｐａｒｅｎｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）と同一であるがその配列より長さが短いものを指す。断片は、画定された配列の全長から１ヌクレオチド／アミノ酸残基を差し引いた長さよりも短い長さを有し得る。例えば或る断片は、５〜１０００の連続したヌクレオチドまたはアミノ酸残基を有し得る。プローブ、プライマー、抗原、治療用分子として、或いはその他の目的のために用いられる断片は、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７５、１００、１５０、２５０若しくは５００の連続したヌクレオチド或いはアミノ酸残基長さであり得る。断片は、分子の特定領域から優先的に選択し得る。例えば、ポリペプチド断片は、所定の配列に示すような最初の２５０または５００アミノ酸（またはポリペプチドの最初の２５％または５０％）から選択された或る長さの連続したアミノ酸を有し得る。これらの長さは明らかに例として挙げているものであり、本発明の実施例では、配列表、表及び図面を含む明細書に裏付けされた任意の長さであってよい。
【００４６】
ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８の断片には、固有のポリヌクレオチド配列領域が含まれる。 この領域は、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８を特異的に同定するものであり、例えば同一ゲノム中のＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８以外の配列とは異なるものである。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８の断片は、例えば、ハイブリダイゼーション及び増幅技術において、或いは関連するポリヌクレオチド配列からＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８を区別する類似の方法において有用である。ある断片と一致するＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８の正確な断片の長さや領域は、その断片の目的に基づいて当分野で一般的な技術によって日常的に測定できる。
【００４７】
ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４の断片は、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８の断片によってコードされる。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４の断片には、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４を特異的に同定する固有のアミノ酸配列領域が含まれている。 例えば、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４の断片は、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４を特異認識する抗体を産出するための免疫抗原性ペプチドとして有用である。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４の断片及び断片に対応するＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４の領域の正確な長さは、断片に対する意図した目的に基づき当業者が慣例的に決定することが可能である。
【００４８】
「完全長」ポリヌクレオチド配列とは、少なくとも１つの翻訳開始コドン（例えばメチオニン）、オープンリーディングフレーム及び翻訳終止コドンを有する配列である。「完全長」ポリヌクレオチド配列は、「完全長」ポリペプチド配列をコードする。
【００４９】
「相同性」の語は、配列類似性即ち２つ以上のポリヌクレオチド配列または２つ以上のポリペプチド配列の配列間で互換可能な配列同一性である。
【００５０】
ポリヌクレオチド配列に適用される「一致率」または「一致％」の語は、標準化されたアルゴリズムを用いてアラインメントされた少なくとも２つ以上のポリヌクレオチド配列間で一致する残基の割合を意味する。このようなアルゴリズムは、２配列間のアラインメントを最適化するために比較する配列において、標準化された再現性のある方法でギャップを挿入するので、２つの配列をより有意に比較できる。
【００５１】
ポリヌクレオチド配列間の一致率は、ＭＥＧＡＬＩＧＮ ｖｅｒｓｉｏｎ ３．１２ｅ配列アラインメントプログラムに組込まれているようなＣＬＵＳＴＡＬ Ｖアルゴリズムのデフォルトのパラメータを用いて決定できる。このプログラムは、ＬＡＳＥＲＧＥＮＥ ソフトウエアパッケージ（一組の分子生物学的分析プログラム）（ＤＮＡＳＴＡＲ， Ｍａｄｉｓｏｎ ＷＩ）の一部である。このＣＬＵＳＴＡＬ Ｖは、Ｈｉｇｇｉｎｓ， Ｄ．Ｇ． 及び Ｐ．Ｍ． Ｓｈａｒｐ （１９８９） ＣＡＢＩＯＳ ５：１５１−１５３、Ｈｉｇｇｉｎｓ， Ｄ．Ｇ． 他（１９９２） ＣＡＢＩＯＳ ８：１８９−１９１に記載されている。ポリぺプチド配列を２つ１組でアラインメントする際のデフォルトパラメータは、Ｋｔｕｐｌｅ＝２、ｇａｐ ｐｅｎａｌｔｙ＝５、ｗｉｎｄｏｗ＝４、「ｄｉａｇｏｎａｌｓ ｓａｖｅｄ」＝４と設定する。残基「重み付け」表をデフォルトとして選択する。ＣＬＵＳＴＡＬ Ｖは、アラインメントされたポリヌクレオチド配列対間の「類似率」として一致率を報告する。
【００５２】
或いは、米国国立バイオテクノロジー情報センター（ＮＣＢＩ）のＢａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ（ＢＬＡＳＴ）が一般的に用いられ、且つ、無料で入手可能な配列比較アルゴリズム一式を提供している（Ａｌｔｓｃｈｕｌ， Ｓ．Ｆ． ら （１９９０） Ｊ． Ｍｏｌ． Ｂｉｏｌ． ２１５：４０３−４１０）。 このアルゴリズムは、幾つかの情報源から入手可能であり、メリーランド州ベセスダにあるＮＣＢＩ及びインターネット（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ＢＬＡＳＴ／）からも入手可能である。ＢＬＡＳＴソフトウェア一式には様々な配列分析プログラムが含まれており、既知のポリヌクレオチド配列を種々のデータベースから得た別のポリヌクレオチド配列とアラインメントする「ｂｌａｓｔｎ」もその１つである。その他にも、２つのヌクレオチド配列を対で直接比較するために用いる「ＢＬＡＳＴ ２ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ」と称されるツールも利用可能である。「ＢＬＡＳＴ ２ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ」は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｇｏｒｆ／ｂｌ２．ｈｔｍｌにアクセスして対話形式で利用することが可能である。「ＢＬＡＳＴ ２ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ」ツールは、ｂｌａｓｔｎ と ｂｌａｓｔｐ（後述）の両方に用いることができる。ＢＬＡＳＴプログラムは、一般的には、ギャップ及びデフォルト設定に設定された他のパラメータと共に用いる。例えば、２つのヌクレオチド配列を比較するために、デフォルトパラメータとして設定された「ＢＬＡＳＴ ２ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ」ツールＶｅｒｓｉｏｎ ２．０．９（１９９９年５月７日）を用いてｂｌａｓｔｎを実行してもよい。デフォルトパラメータの設定例を以下に示す。
【００５３】
Ｍａｔｒｉｘ：ＢＬＯＳＵＭ６２
Ｒｅｗａｒｄ ｆｏｒ ｍａｔｃｈ： １
Ｐｅｎａｌｔｙ ｆｏｒ ｍｉｓｍａｔｃｈ： −２
Ｏｐｅｎ Ｇａｐ：５ 及びＥｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｇａｐ：２ ｐｅｎａｌｔｉｅｓ
Ｇａｐ ｘ ｄｒｏｐ−ｏｆｆ： ５０
Ｅｘｐｅｃｔ： １０
Ｗｏｒｄ Ｓｉｚｅ： １１
Ｆｉｌｔｅｒ：ｏｎ
一致率は、完全に画定された（例えば特定の配列番号で画定された）配列長さと比較して測定し得る。 或いは、より短い長さ、例えばより大きな画定された配列から得られた断片（例えば少なくとも２０、３０、４０、５０、７０、１００または２００の連続したヌクレオチドの断片）の長さと比較して一致率を測定してもよい。ここに挙げた長さは単なる例示的なものに過ぎず、表、図及び配列リストを含めた本明細書に記載された配列に裏付けられた任意の配列長さの断片を用いて、一致率を測定し得る長さを説明し得ることを理解されたい。
【００５４】
高度の相同性を示さない核酸配列が、それにもかかわらず遺伝子コードの縮重が原因で類似のアミノ酸配列をコードする場合がある。この縮重を利用して核酸配列内で変化を生じさせて、全ての核酸配列が実質上同一のタンパク質をコードするような多数の核酸配列を生成し得ることを理解されたい。
【００５５】
ポリペプチド配列に適用される「一致率」または「一致％」の語は、標準化されたアルゴリズムを用いてアラインメントされた少なくとも２以上のポリペプチド配列間で一致する残基の割合を意味する。ポリペプチド配列アラインメントの方法は公知である。保存的アミノ酸置換を考慮するアラインメント方法もある。既に詳述したこのような保存的置換は通常、置換部位の酸性度及び疎水性を保存するので、ポリペプチドの構造を（従って機能も）保存する。
【００５６】
ポリペプチド配列間の一致率は、ＭＥＧＡＬＩＧＮ ｖｅｒｓｉｏｎ ３．１２ｅ配列アラインメントプログラムに組込まれているようなＣＬＵＳＴＡＬ Ｖアルゴリズムのデフォルトのパラメータを用いて決定できる（既に説明したのでそれを参照されたい）。ＣＬＵＳＴＡＬ Ｖを用いて、ポリぺプチド配列を２つ１組でアラインメントする際のデフォルトパラメータは、Ｋｔｕｐｌｅ＝１、ｇａｐ ｐｅｎａｌｔｙ＝３、ｗｉｎｄｏｗ＝５、「ｄｉａｇｏｎａｌｓ ｓａｖｅｄ」＝５と設定する。デフォルトの残基重み付け表としてＰＡＭ２５０マトリクスを選択する。ポリヌクレオチドアラインメントと同様に、ＣＬＵＳＴＡＬ Ｖは、アラインメントされたポリペプチド配列対間の「類似率」として一致率を報告する。
【００５７】
或いは、ＮＣＢＩ ＢＬＡＳＴソフトウェア一式を用いてもよい。例えば、２つのポリペプチド配列を対で比較をする場合、ある者は、デフォルトパラメータで設定された「ＢＬＡＳＴ ２ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ」ツールＶｅｒｓｉｏｎ ２．０．１２ （Ａｐｒ−２１−２０００）でｂｌａｓｔｐを使用するであろう。デフォルトパラメータの設定例を以下に示す。
【００５８】
Ｍａｔｒｉｘ：ＢＬＯＳＵＭ６２
Ｏｐｅｎ Ｇａｐ：１１ 及びＥｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｇａｐ：１ ｐｅｎａｌｔｉｅｓ
Ｇａｐ ｘ ｄｒｏｐ−ｏｆｆ： ５０
Ｅｘｐｅｃｔ： １０
Ｗｏｒｄ Ｓｉｚｅ： ３
Ｆｉｌｔｅｒ：ｏｎ
一致率は、完全に画定された（例えば特定の配列番号で画定された）ポリペプチド配列の長さと比較して測定し得る。 一致率は、配列或いは、より短い長さ、例えばより大きな画定されたポリペプチド配列から得られた断片（例えば少なくとも１５、２０、３０、４０、５０、７０または１５０の連続した残基の断片）の長さと比較して一致率を測定してもよい。ここに挙げた長さは単なる例示的なものに過ぎず、表、図及び配列リストを含めた本明細書に記載された配列に裏付けられた任意の配列長さの断片を用いて、或る長さであってその長さに対して一致率を測定し得る長さを説明し得ることを理解されたい。
【００５９】
「ヒト人工染色体（ＨＡＣ）」は、約６ｋｂ（キロベース）〜１０ＭｂのサイズのＤＮＡ配列を含み得る、安定した染色体複製の分離及び維持に必要な全てのエレメントを含む直鎖状の小染色体である。
【００６０】
「ヒト化抗体」の語は、非抗体結合領域におけるアミノ酸配列はヒト抗体により近づくように変異させた抗体分子であって、本来の結合能力はそのまま保持しているような抗体分子を指す。
【００６１】
「ハイブリダイゼーション」は、所定のハイブリダイゼーション条件下で塩基対を形成することによって、一本鎖ポリヌクレオチドが相補的鎖とアニーリングするプロセスを指す。特異的ハイブリダイゼーションは、２つの核酸配列が高い相同性を共有することを示すものである。特異的ハイブリダイゼーション複合体は許容されるアニーリング条件下で形成され、「洗浄」ステップ後もハイブリダイズされたままである。洗浄ステップは、ハイブリダイゼーションプロセスのストリンジェンシーを決定する際に特に重要であり、更にストリンジェントな条件では、非特異結合（即ち完全には一致しない核酸鎖間の対の結合）が減少する。核酸配列のアニーリングに対する許容条件は、本技術分野における当業者が慣例的に決定する。 許容条件はハイブリダイゼーション実験の間は一定でよいが、洗浄条件は所望のストリンジェンシーを得るように、従ってハイブリダイゼーション特異性も得るように実験中に変更することができる。アニーリングが許容される条件は、例えば、温度が６８℃で、約６×ＳＳＣ、約１％（ｗ／ｖ）のＳＤＳ、並びに約１００μｇ／ｍｌのせん断して変性したサケ精子ＤＮＡが含まれる。
【００６２】
一般に、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーは或る程度、洗浄ステップを実行する温度を基準にして表すことができる。このような洗浄温度は通常、所定のイオン強度及びｐＨにおける特異配列の融点（Ｔｍ）より約５〜２０℃低くなるように選択する。このＴｍは、所定のイオン強度及びｐＨの下で、完全に一致するプローブに標的配列の５０％がハイブリダイズする温度である。Ｔ_ｍ を計算する式及び核酸のハイブリダイゼーション条件はよく知られており、Ｓａｍｂｒｏｏｋ ら （１９８９） Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ， 第２版， １−３巻， Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｐｒｅｓｓ， Ｐｌａｉｎｖｉｅｗ ＮＹに記載されており、特に２巻の９章を参照されたい。
【００６３】
本発明のポリヌクレオチド間の高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーションでは、約０．２ｘ ＳＳＣ及び約１％のＳＤＳの存在の下、約６８℃で１時間の洗浄過程を含む。別法では、６５℃、６０℃、５５℃、４２℃の温度で行う。ＳＳＣ濃度は、約０．１％のＳＤＳ存在下で、約０．１〜２×ＳＳＣの範囲で変化し得る。通常は、ブロッキング剤を用いて非特異ハイブリダイゼーションを阻止する。このような遮断剤には、例えば、約１００〜２００μｇ／ｍｌの変性サケ精子ＤＮＡがある。特定条件下で、例えばＲＮＡとＤＮＡのハイブリダイゼーションに有機溶剤、例えば約３５〜５０％ｖ／ｖの濃度のホルムアミドを用いることもできる。洗浄条件の有用なバリエーションは、当業者には自明であろう。 ハイブリダイゼーションは、特に高ストリンジェント条件下では、ヌクレオチド間の進化的な類似性を示唆し得る。このような類似性は、ヌクレオチド及びヌクレオチドにコードされるポリペプチドに対する類似の役割を強く示唆している。
【００６４】
「ハイブリダイゼーション複合体」の語は、相補的塩基対間の水素結合の形成力によって２つの核酸配列間に形成された複合体を指す。ハイブリダイゼーション複合体は、溶解状態で形成し得る（Ｃ_０ｔまたはＲ_０ｔ解析等）。或いは、一方の核酸配列が溶解状態で存在し、もう一方の核酸配列が固体支持体（例えば紙、膜、フィルタ、チップ、ピンまたはガラススライド、或いは他の適切な基質であって細胞若しくはその核酸が固定される基質）に固定されているような２つの核酸配列間に形成され得る。
【００６５】
「挿入」及び「付加」の語は、１若しくは数個のアミノ酸残基またはヌクレオチド配列を各々付加するようなアミノ酸またはヌクレオチド配列における変化を指す。
【００６６】
「免疫応答」は、炎症、外傷、免疫異常症、伝染性疾患または遺伝性疾患に関連する症状を指し得る。 これらの症状は、細胞及び全身の防御系に作用し得る種々の因子、例えばサイトカイン、ケモカイン、その他のシグナル伝達分子の発現によって特徴づけることができる。
【００６７】
用語「免疫原性断片」は、例えば哺乳動物などの生きている動物に導入すると、免疫反応を引き起こすＡＴＲＳのポリペプチド断片またはオリゴペプチド断片を指す。用語「免疫原性断片」はまた、本明細書で開示するまたは当分野で周知のあらゆる抗体生産方法に有用なＡＴＲＳのポリペプチド断片またはオリゴペプチド断片を含む。
【００６８】
「マイクロアレイ」の語は、基質上の複数のポリヌクレオチド、ポリペプチドまたはその他の化合物の構成を指す。
【００６９】
「エレメント」または「アレイエレメント」の語は、マイクロアレイの環境において、基質の表面上に配置されたハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドを指す。
【００７０】
用語「調節」は、ＡＴＲＳの活性の変化を指す。例えば、調節によって、ＡＴＲＳのタンパク質活性、或いは結合特性、またはその他の生物学的特性、機能的特性或いは免疫学的特性の変化が起こる。
【００７１】
「核酸」及び「核酸配列」の語は、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチドまたはこれらの断片を指す。「核酸」及び「核酸配列」の語は、ゲノム起源または合成起源のＤＮＡまたはＲＮＡであって一本鎖または二本鎖であるか或いはセンス鎖またはアンチセンス鎖を表し得るようなＤＮＡまたはＲＮＡや、ペプチド核酸（ＰＮＡ）や、任意のＤＮＡ様またはＲＮＡ様物質を指すこともある。
【００７２】
「機能的に結合した」は、第１核酸配列が第２核酸配列と機能的な関係があるように配置された状態を指す。例えば、プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を及ぼす場合には、そのプロモーターはそのコード配列に機能的に結合している。同一のリーディングフレーム内で２つのタンパク質コード領域を結合する必要がある場合、一般に、機能的に結合したＤＮＡ配列は非常に近接するか、或いは連続し得る。
【００７３】
「ペプチド核酸」（ＰＮＡ）は、アンチセンス分子または抗遺伝子物質であって、リジンを末端とするアミノ酸残基のペプチドバックボーンに結合した、少なくとも約５ヌクレオチドの長さのオリゴヌクレオチドからなるものを指す。末端のリジンは、成分に溶解性を与える。ＰＮＡは、相補的一本鎖ＤＮＡまたはＲＮＡに優先的に結合して転写の拡張を停止するものであり、ポリエチレングリコール化して細胞におけるＰＮＡの寿命を延長し得る。
【００７４】
ＡＴＲＳの「翻訳後修飾」には、脂質化、グリコシル化、リン酸化、アセチル化、ラセミ化、蛋白分解性切断及びその他の当分野で既知の修飾を含まれ得る。 これらのプロセスは、合成或いは生化学的に生じ得る。生化学的修飾は、ＡＴＲＳの酵素環境に依存し、細胞の種類によって異なり得る。
【００７５】
「プローブ」とは、同一配列或いは対立遺伝子核酸配列、関連する核酸配列の検出に用いる、ＡＴＲＳやそれらの相補配列、またはそれらの断片をコードする核酸配列のことである。プローブは、単離されたオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドであって、検出可能な標識またはレポーター分子に結合したものである。典型的な標識には、放射性アイソトープ、リガンド、化学発光試薬及び酵素がある。「プライマー」は、短い核酸、通常はＤＮＡオリゴヌクレオチドであり、相補的塩基対を形成することで標的ポリヌクレオチドにアニーリングされ得る。プライマーは次に、ＤＮＡポリメラーゼ酵素によって標的ＤＮＡ鎖に延在し得る。プライマー対は、例えばポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）による核酸配列の増幅（及び同定）に用い得る。
【００７６】
本発明に用いるようなプローブ及びプライマーは通常、既知の配列の少なくとも１５の連続したヌクレオチドを含んでいる。特異性を高めるために長めのプローブ及びプライマー、例えば開示した核酸配列の少なくとも２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００または１５０の連続したヌクレオチドからなるようなプローブ及びプライマーを用いてもよい。これよりもかなり長いプローブ及びプライマーもある。 表、図面及び配列リストを含む本明細書に裏付けされた任意の長さのヌクレオチドを用いることができるものと理解されたい。
【００７７】
プローブ及びプライマーの調製及び使用方法については、Ｓａｍｂｒｏｏｋ， Ｊ． ら（１９８９） Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ， 第２版， １−３巻， Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｐｒｅｓｓ， Ｐｌａｉｎｖｉｅｗ ＮＹ、Ａｕｓｕｂｅｌ， Ｆ．Ｍ． ら、（１９８７） Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂｉ． Ａｓｓｏｃ． ＆ Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ、Ｉｎｎｉｓ ら（１９９０） ＰＣＲ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ， Ａ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ， Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ ＣＡ等を参照されたい。ＰＣＲプライマー対は、その目的のためのコンピュータプログラム、例えばＰｒｉｍｅｒ（Ｖｅｒｓｉｏｎ ０．５， １９９１， Ｗｈｉｔｅｈｅａｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ＭＡ）を用いるなどして既知の配列から得ることができる。
【００７８】
プライマーとして用いるオリゴヌクレオチドの選択は、そのような目的のために本技術分野でよく知られているソフトウェアを用いて行う。例えばＯＬＩＧＯ ４．０６ソフトウェアは、各１００ヌクレオチドまでのＰＣＲプライマー対の選択に有用であり、オリゴヌクレオチド及び最大５，０００までの大きめのポリヌクレオチドであって３２キロベースまでのインプットポリヌクレオチド配列から得たものを分析するのにも有用である。類似のプライマー選択プログラムには、拡張能力のための追加機能が組込まれている。例えば、ＰｒｉｍＯＵプライマー選択プログラム（テキサス州ダラスにあるテキサス大学南西部医療センターのゲノムセンターから一般向けに入手可能）は、メガベース配列から特定のプライマーを選択することが可能であり、従ってゲノム全体の範囲でプライマーを設計するのに有用である。Ｐｒｉｍｅｒ３プライマー選択プログラム（マサチューセッツ州ケンブリッジのＷｈｉｔｅｈｅａｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ／ＭＩＴゲノム研究センターから一般向けに入手可能）ではユーザーが「ミスプライミング・ライブラリ」をインプットすることができ、ここでプライマー結合部位として避けたい配列はユーザーが指定する。Ｐｒｉｍｅｒ３は特に、マイクロアレイのためのオリゴヌクレオチドの選択に有用である。（後二者のプライマー選択プログラムのソースコードは、各自のソースから得てユーザー固有のニーズを満たすように変更してもよい。）ＰｒｉｍｅｒＧｅｎプログラム（英国ケンブリッジ市の英国ヒトゲノムマッピングプロジェクト−リソースセンターから一般向けに入手可能）は、多数の配列アラインメントに基づいてプライマーを設計し、それによって、アラインメントされた核酸配列の最大保存領域または最小保存領域の何れかとハイブリダイズするようなプライマーの選択を可能にする。従って、このプログラムは、固有であって保存されたオリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドの断片の同定に有用である。上記選択方法のいずれかによって同定したオリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドの断片は、ハイブリダイゼーション技術において、例えばＰＣＲまたはシークエンシングプライマーとして、マイクロアレイエレメントとして、或いは核酸のサンプルにおいて完全または部分的相補的ポリヌクレオチドを同定する特異プローブとして有用である。オリゴヌクレオチドの選択方法は、上記の方法に限定されるものではない。
【００７９】
「組換え核酸」は天然配列ではない配列であるか或いは人為的に組み合わせなければ離隔しているような配列の２以上のセグメントを人為的に組み合わせて産出した配列を有する配列である。この人為的組合せはしばしば化学合成によって達成するが、より一般的には核酸の単離セグメントの人為的操作によって、例えばのＳａｍｂｒｏｏｋらの文献（前出）に記載されているような遺伝子工学的手法によって達成する。組換え核酸の語は、単に核酸の一部を付加、置換または欠失した変異核酸も含む。しばしば組換え核酸には、プロモーター配列に機能的に結合した核酸配列が含まれる。このような組換え核酸は、ベクターの不可欠なエレメントであって例えばある細胞を形質転換するために用いられるようなものであり得る。
【００８０】
或いはこのような組換え核酸は、ウイルスベクターの不可欠なエレメントであって例えばワクシニアウイルスに基づくものであり得る。 ワクシニアウイルスは組換え核酸が発現する哺乳動物のワクチン接種に用いるもので、哺乳動物の防御免疫応答を誘導する。
【００８１】
「調節エレメント」は、通常は遺伝子の未翻訳領域に由来する核酸配列であり、エンハンサー、プロモーター、イントロン及び５’及び３’の未翻訳領域（ＵＴＲ）を含む。調節エレメントは、転写、翻訳またはＲＮＡ安定性を調節する宿主またはウイルスタンパク質と相互作用する。
【００８２】
「レポーター分子」とは、核酸、アミノ酸または抗体を標識するのに用いられる化学的または生化学的成分である。レポーター分子には、放射性核種、酵素、蛍光剤、化学発光剤、発色剤、基質、補助因子、阻害因子、磁気粒子及びその他の当分野で既知の成分がある。
【００８３】
ＤＮＡ配列に関する「ＲＮＡ等価物」は、発生した窒素塩基チミンが全てウラシルに置換されていることと、糖のバックボーンがデオキシリボースではなくリボースから構成されていることを除いて、参照ＤＮＡ配列と同一のヌクレオチド線形配列から構成されている。
【００８４】
「サンプル」の語は、その最も広い意味で用いられる。ＡＴＲＳ、ＡＴＲＳをコードする核酸、またはその断片を含むと推定されるサンプルは、体液と、細胞からの抽出物や細胞から単離された染色体や細胞内小器官、膜と、細胞と、溶液中に存在するまたは基板に固定されたゲノムＤＮＡ、ＲＮＡ、ｃＤＮＡと、組織と、組織プリント等を含み得る。
【００８５】
「特異結合」または「特異的に結合する」の語は、タンパク質またはペプチドと、アゴニスト、抗体、アンタゴニスト、小分子、任意の天然成分または合成結合成分との間の相互作用を指す。この相互作用は、タンパク質の特定の構造（例えば抗原決定基即ちエピトープ）であって結合分子が認識するものが存在するか否かに依存していることを意味している。例えば、抗体がエピトープ「Ａ」に対して特異的である場合、標識された遊離したＡ及びその抗体を含む反応において、エピトープＡ（つまり遊離し、標識されていないＡ）を含むポリヌクレオチドの存在が、抗体に結合している標識されたＡの量を低減させる。
【００８６】
「実質上精製された」の語は、自然環境から取り除かれ、或いは単離または分離された核酸またはアミノ酸配列であって、自然に会合するその他の構成エレメントの少なくとも約６０％、好ましくは少なくとも約７５％、最も好ましいのは少なくとも約９０％が遊離しているものを指す。
【００８７】
「置換」は、１若しくは数個のアミノ酸またはヌクレオチドを各々別のアミノ酸またはヌクレオチドに置換することを意味する。
【００８８】
「基質」は、任意の好適な固体または半固体の支持体を指すものであって、膜、フィルタ、チップ、スライド、ウエハ、ファイバー、磁性非磁性ビーズ、ゲル、管、プレート、ポリマー、微細粒子、毛管が含まれる。基質は、壁、溝、ピン、チャネル、孔等、様々な表面形態を有することができ、基質表面にはポリヌクレオチドやポリペプチドが結合する。
【００８９】
「転写イメージ」は、所与の時間、条件での固有の細胞タイプまたは組織による遺伝子発現の集合的パターンを指す。
【００９０】
「形質転換」は、外来性のＤＮＡが宿主細胞に入り込み、宿主細胞を変化させるプロセスを表す。形質転換は、本技術分野で知られている種々の方法に従って自然条件または人工条件下で生じ得るものであり、外来性の核酸配列を原核または真核宿主細胞に挿入する任意の既知の方法を基にし得る。形質転換の方法は、形質転換する宿主細胞の種類によって選択する。 限定するものではないが形質転換方法には、ウイルス感染、電気穿孔法（エレクトロポレーション）、熱ショック、リポフェクション及び微粒子銃を用いる方法がある。「形質転換された」細胞には、導入されたＤＮＡが自律的に複製するプラスミドとして或いは宿主染色体の一部として複製可能である安定的に形質転換された細胞が含まれる。 さらに、限られた時間に一時的に導入ＤＮＡ若しくは導入ＲＮＡを発現する細胞も含まれる。
【００９１】
ここで用いる「遺伝形質転換体」とは任意の有機体であり、限定するものではないが動植物を含み、有機体の１個若しくは数個の細胞が、ヒトの関与によって、例えば本技術分野でよく知られている形質転換技術によって導入された異種核酸を有する。 核酸の細胞への導入は、直接または間接的に、細胞の前駆物質に導入することによって、計画的な遺伝子操作によって、例えば微量注射法によって或いは組換えウイルスの導入によって行う。遺伝子操作の語は、古典的な交雑育種或いはｉｎ ｖｉｔｒｏ受精を指すものではなく、組換えＤＮＡ分子の導入を指すものである。本発明に基づいて予期される遺伝形質転換体には、バクテリア、シアノバクテリア、真菌及び動植物がある。本発明の単離されたＤＮＡは、本技術分野で知られている方法、例えば感染、形質移入、形質転換またはトランス接合によって宿主に導入することができる。本発明のＤＮＡをこのような有機体に移入する技術はよく知られており、前出Ｓａｍｂｒｏｏｋ （１９８９）等の参考文献に記載されている。
【００９２】
特定の核酸配列の「変異体」は、核酸配列１本全部の長さに対して特定の核酸配列と少なくとも４０％の相同性を有する核酸配列であると定義する。 その際、デフォルトパラメータに設定した「ＢＬＡＳＴ ２ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ」ツールＶｅｒｓｉｏｎ ２．０．９（１９９９年５月７日）を用いてｂｌａｓｔｎを実行する。このような核酸対は、所定の長さに対して、例えば少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％またはそれ以上の相同性を示し得る。或る変異体は、例えば「対立遺伝子」変異体（前述）、「スプライス」変異体、「種」変異体または「多形性」変異体として説明し得る。スプライス変異体は参照分子とかなりの相同性を有し得るが、ｍＲＮＡプロセッシング中のエキソンの交互スプライシングによって通常多数の或いは僅かな数のポリヌクレオチドを有することになる。対応するポリペプチドは、追加機能ドメインを有するか或いは参照分子に存在するドメインが欠落していることがある。種変異体は、種相互に異なるポリヌクレオチド配列である。結果的に生じるポリペプチドは通常、相互にかなりのアミノ酸相同性を有する。多形性変異体は、与えられた種の個体間で特定の遺伝子のポリヌクレオチド配列が異なる。また、多形性変異体は、１つのヌクレオチド塩基によってポリヌクレオチド配列が変化する「単一ヌクレオチド多形性」（ＳＮＰ）を含み得る。ＳＮＰの存在は、例えば特定の個体群、病状または病状性向を示し得る。
【００９３】
特定のポリペプチド配列の「変異体」は、ポリペプチド配列の１本の長さ全体で特定のポリペプチド配列に対して少なくとも４０％の相同性を有するポリペプチド配列として画定される。 ここで、デフォルトパラメータに設定した「ＢＬＡＳＴ ２ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ」ツールＶｅｒｓｉｏｎ ２．０．９（１９９９年５月７日）を用いてｂｌａｓｔｐを実行する。このようなポリペプチド対は、所定の長さに対して、例えば少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％またはそれ以上の配列同一性を示し得る。
【００９４】
（発明）
本発明は、新規のヒトアミノアシル ｔＲＮＡ 合成酵素（ＡＴＲＳ）及びＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの発見に基づき、これらの組成物を利用した細胞増殖異常、自己免疫／炎症性の疾患の診断、治療、及び予防に関する。
【００９５】
表１は、本発明の完全長ポリヌクレオチド配列及びポリペプチド配列の命名の概略である。各ポリヌクレオチド及びその対応するポリペプチドは、１つのＩｎｃｙｔｅプロジェクト識別番号（ＩｎｃｙｔｅプロジェクトＩＤ）と相関する。各ポリペプチド配列は、ポリペプチド配列識別番号（ポリペプチドＳＥＱ ＩＤ ＮＯ）とＩｎｃｙｔｅポリペプチド配列番号（ＩｎｃｙｔｅポリペプチドＩＤ）によって表示した。各ポリヌクレオチド配列は、ポリヌクレオチド配列識別番号（ポリヌクレオチドＳＥＱ ＩＤ ＮＯ）とＩｎｃｙｔｅポリヌクレオチド配列番号（ＩｎｃｙｔｅポリヌクレオチドＩＤ）によって表示した。
【００９６】
表２は、ＧｅｎＢａｎｋタンパク質（ｇｅｎｐｅｐｔ）データベースに対するＢＬＡＳＴ分析によって同定されたような、本発明のポリペプチドとの相同性を有する配列を示している。列１と２は発明したポリペプチドをポリペプチド配列識別番号（ポリペプチドＳＥＱ ＩＤ ＮＯ）と対応するＩｎｃｙｔｅポリペプチド配列番号（ＩｎｃｙｔｅポリペプチドＩＤ）によって表示した。列３は、ＧｅｎＢａｎｋの最も近い相同体のＧｅｎＢａｎｋの識別番号（Ｇｅｎｂａｎｋ ＩＤ ＮＯ ：）を示す。列４は、各ポリペプチドとそのＧｅｎＢａｎｋ相同体との間の一致を表す確率スコアを示す。列５は、ＧｗｎＢａｎｋ相同体のアノテーションを示し、更に該当箇所には適当な引用文も示す。 これらを引用することを以って本明細書の一部とする。
【００９７】
表３は、本発明のポリペプチドの様々な構造的特徴を示す。列１と２は発明した個々のポリペプチドをポリペプチド配列識別番号（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ）と対応するＩｎｃｙｔｅポリペプチド配列番号（ＩｎｃｙｔｅポリペプチドＩＤ）を示す。列３は、各ポリペプチドのアミノ酸残基数を示す。列４および列５はそれぞれ、ＧＣＧ配列分析ソフトウェアパッケージのＭＯＴＩＦＳプログラム（Ｇｅｎｅｔｉｃｓ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒｏｕｐ， Ｍａｄｉｓｏｎ ＷＩ）によって決定された、リン酸化およびグリコシル化の可能性のある部位を示す。列６は、シグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）配列、ドメイン、およびモチーフを含むアミノ酸残基を示す。列７は、タンパク質の構造／機能の分析のための分析方法を示し、該当箇所にはさらに分析方法に利用した検索可能なデータベースを示す。
【００９８】
表２及び表３は共に、本発明の各々のポリペプチドの特性を要約しており、それら特性が請求の範囲に記載されたポリペプチドがアミノアシル ｔＲＮＡ 合成酵素であることを確立している。例えば、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１はアミノ酸残基５１から５０３で、古細菌（Ｐｙｒｏｃｏｃｃｕｓ ａｂｙｓｓｉ ）の システイニルｔＲＮＡ 合成酵素 （ＧｅｎＢａｎｋ ＩＤ ｇ５４５８８２３）と４１％の同一性を有することがＢａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ （ＢＬＡＳＴ）によって示された。（表２参照）ＢＬＡＳＴ確率スコアは１．４ｅ−８１であり、これは観測されたポリペプチド配列アラインメントが偶然に得られる確率を示している。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１はまた、ｔＲＮＡ 合成酵素 クラス Ｉ （Ｃ） ドメインを有する。 これは、隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）を基にした保存されたタンパク質ファミリードメインのＰＦＡＭデータベースにおいて、統計的に有意な一致を検索して決定された。（表３参照）ＢＬＩＭＰＳ解析から得られたデータによって、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１がシステイニルｔＲＮＡ 合成酵素であることが裏付けられた。別の例において、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２ はＢａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ （ＢＬＡＳＴ）によって同定されるＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ． アスパラギニルｔＲＮＡ 合成酵素 （ＧｅｎＢａｎｋ ＩＤ ｇ１００１３５７）に４６％の同一性を有する。（表２参照）ＢＬＡＳＴ確率スコアは７．８ｅ−１０４であり、これは観測されたポリペプチド配列アラインメントが偶然に得られる確率を示している。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２はまた、ｔＲＮＡ 合成酵素 クラスＩＩ （Ｄ， Ｋ および Ｎ） ドメインを有する。 これは、隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）を基にした保存されたタンパク質ファミリードメインのＰＦＡＭデータベースにおいて、統計的に有意な一致を検索して決定された。（表３参照）ＢＬＩＭＰＳ、ＭＯＴＩＦＳ、及びＰＲＯＦＩＬＥＳＣＡＮ解析よりのデータは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２ がアスパラギニルｔＲＮＡ 合成酵素である、さらに実証的な証拠を提供する。別の例において、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４ はＢａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ （ＢＬＡＳＴ）によって同定されるＢａｃｉｌｌｕｓ ｃａｌｄｏｔｅｎａｘ チロシルｔＲＮＡ 合成酵素（ＧｅｎＢａｎｋ ＩＤ ｇ１４３７９３） に３９％の同一性を有する。（表２参照）ＢＬＡＳＴ確率スコアは２．３ｅ−７２であり、これは観測されたポリペプチド配列アラインメントが偶然に得られる確率を示している。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４はまた、チロシルｔＲＮＡ 合成酵素 ドメインを有するが、 これは、隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）を基にした保存されたタンパク質ファミリードメインのＰＦＡＭデータベースにおいて、統計的に有意な一致を検索して決定された。（表３参照）ＢＬＩＭＰＳ、ＭＯＴＩＦＳ、及びＰＲＯＦＩＬＥＳＣＡＮ解析よりのデータは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４ が ｔＲＮＡ 合成酵素である、さらに実証的な証拠を提供する。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：３は、同様の規則で解析され注釈された。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１−４の解析のためのアルゴリズム及びパラメータが表７で記述されている。
【００９９】
表４に示すように、本発明の完全長ポリヌクレオチド配列は、ｃＤＮＡ配列またはゲノムＤＮＡ由来のコード（エキソン）配列を用いて、或いはこれら２種類の配列を任意に組み合わせて構築した。列１と２は本発明のポリヌクレオチドをポリヌクレオチド配列識別番号（Ｐｏｌｙｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ）と対応するＩｎｃｙｔｅポリヌクレオチド コンセンサス配列番号（ＩｎｃｙｔｅポリヌクレオチドＩＤ）を示す。列３は、塩基対における各ポリヌクレオチド配列の長さを示す。列４は、例えば、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８を同定するため、或いはＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８と関連するポリヌクレオチド配列とを区別するためのハイブリダイゼーションまたは増幅技術に有用なポリヌクレオチド配列の断片を示す。列５はｃＤＮＡ配列、ゲノムＤＮＡから予想されたコード配列（エキソン）及び／またはｃＤＮＡ及びゲノムＤＮＡを共に有する配列集合に対応する識別番号を示している。これらの配列は、本発明の完全長ポリヌクレオチド配列をアセンブルするのに用いた。表４の列６および列７はそれぞれ、列５の配列に対応するｃＤＮＡ配列および／またはゲノム配列の開始ヌクレオチド（５’）位置および終了ヌクレオチド（３’）位置を示す。
【０１００】
表４の列５の識別番号は、特に例えばＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡとそれに対応するｃＤＮＡライブラリに照会し得る。例えば、２７００６９４Ｆ６はＩｎｃｙｔｅｃＤＮＡ配列の識別番号であり、ＯＶＡＲＴＵＴ１０はそれが由来するｃＤＮＡライブラリの識別番号である。または、列５の識別番号は、ポリヌクレオチド配列の組み立てに用いたＧｅｎＢａｎｋのｃＤＮＡすなわちＥＳＴ（例えば、ｇ６４５１１８２）の識別番号の場合もある。ｃＤＮＡライブラリが示されていないＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡは、プールされているｃＤＮＡライブラリ（例えば、７０９９７８５４Ｖ１）に由来する。或いは列５の識別番号は、ゲノムＤＮＡのＧｅｎｓｃａｎ分析により予想されるコード領域に照会し得る。このＧｅｎｓｃａｎ推定コード配列は、配列を組み立てる前に編集する場合がある。（例ＩＶを参照）。または列５の識別番号は、「エキソンスティッチング（ｅｘｏｎ−ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）」アルゴリズムにより結び合わせたｃＤＮＡ及びＧｅｎｓｃａｎ予想エキソンの両方の集合に照会し得る。または、列５の識別番号は、「エキソンスティッチング」アルゴリズムによってｃＤＮＡおよびＧｅｎｓｃａｎ推定エキソンの両方からなる群の場合もある（実施例５を参照）。場合によっては、列５に示されている配列の範囲と重複するＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡの範囲が得られ、最終的なコンセンサス配列が決定されるが、それに相当するＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡの識別番号は示されていない。
【０１０１】
表５は、Ｉｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ配列を用いてアセンブルされた完全長ポリヌクレオチド配列のための代表的なｃＤＮＡライブラリを示している。代表的なｃＤＮＡライブラリは、上記のポリヌクレオチド配列をアセンブル及び確認するために用いられるＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ配列によって最も頻繁に表されるＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡライブラリである。ｃＤＮＡライブラリを作製するために用いた組織及びベクターを表５に示し、表６で説明している。
【０１０２】
本発明はまた、ＡＴＲＳの変異体も含む。好適なＡＴＲＳの変異体は、ＡＴＲＳの機能的或いは構造的特徴の少なくともどちらか一方を有し、かつＡＴＲＳアミノ酸配列に対して少なくとも約８０％のアミノ酸配列同一性、或いは少なくとも約９０％のアミノ酸配列同一性、更には少なくとも約９５％のアミノ酸配列同一性を有する。
【０１０３】
本発明はまた、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを提供する。特定の実施例において、本発明は、ＡＴＲＳをコードするＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８からなる一群から選択された配列を含むポリヌクレオチド配列を提供する。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８のポリヌクレオチド配列は、配列表に示されているように等価ＲＮＡ配列と同等の価値を有しているが、窒素塩基チミンの出現はウラシルに置換され、糖のバックボーンはデオキシリボースではなくシリボースから構成されている。
【０１０４】
本発明はまた、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列の変異配列を含む。詳細には、このようなポリヌクレオチド配列の変異配列は、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列と少なくとも８０％のポリヌクレオチド配列同一性、或いは少なくとも９５％のポリヌクレオチド配列同一性、更には少なくとも９５％ものポリヌクレオチド配列同一性を有する。本発明の或る実施態様では、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８からなる群から選択されたアミノ酸配列と少なくとも約７０％、或いは少なくとも約８５％、または少なくとも約９５％もの一致率を有するようなＳＥＱ ＩＤ ＮＯ： ５−８からなる群から選択された配列を有するポリヌクレオチド配列の変異配列を含む。 上記の任意のポリヌクレオチドの変異体は、ＡＴＲＳの機能的若しくは構造的特徴を少なくとも１つ有するアミノ酸配列をコードし得る。
【０１０５】
遺伝暗号の縮重により作り出され得るＡＴＲＳをコードする種々のポリヌクレオチド配列には、既知の自然発生する任意の遺伝子のポリヌクレオチド配列と最小の類似性しか有しないものも含まれることを、当業者は理解するであろう。したがって本発明には、可能コドン選択に基づく組合せの選択によって産出し得るようなありとあらゆる可能性のあるポリヌクレオチド配列変異体を網羅し得る。これらの組み合わせは、天然のＡＴＲＳのポリヌクレオチド配列に適用される標準的なトリプレット遺伝暗号を基に作られ、全ての変異が明確に開示されていると考慮する。
【０１０６】
ＡＴＲＳをコードするヌクレオチド配列及びその変異配列は一般に、好適に選択されたストリンジェントな条件下で、天然のＡＴＲＳのヌクレオチド配列とハイブリダイズ可能であるが、非天然のコドンを含めるなどの実質的に異なった使い方のコドンを有するＡＴＲＳ或いはその誘導体をコードするヌクレオチド配列を作ることは有利となり得る。宿主が特定のコドンを利用する頻度に基づいて、特定の真核又は原核宿主に発生するペプチドの発現率を高めるようにコドンを選択することが可能である。コードされたアミノ酸配列を変えないで、ＡＴＲＳ及びその誘導体をコードするヌクレオチド配列を実質的に変更する別の理由は、天然の配列から作られる転写物より例えば長い半減期など好ましい特性を備えるＲＮＡ転写物を作ることにある。
【０１０７】
本発明はまた、ＡＴＲＳ及びその誘導体をコードするＤＮＡ配列またはそれらの断片を完全に合成化学によって作り出すことも含む。作製後、当分野でよく知られている試薬を用いて、この合成配列を任意の様々な入手可能な発現ベクター及び細胞系中に挿入し得る。 更に、合成化学を用いてＡＴＲＳまたはその任意の断片をコードする配列に突然変異を誘導し得る。
【０１０８】
さらに、本発明には、種々のストリンジェントな条件下で、請求項に記載されたポリヌクレオチド配列、特に、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８及びそれらの断片とハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド配列が含まれる　（例えば、Ｗａｈｌ， Ｇ．Ｍ．及びＳ．Ｌ． Ｂｅｒｇｅｒ （１９８７） Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．１５２：３９９−４０７； Ｋｉｍｍｅｌ， Ａ．Ｒ． （１９８７） Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．１５２：５０７−５１１． を参照）。アニーリング及び洗浄条件を含むハイブリダイゼーションの条件は、「定義」に記載されている。
【０１０９】
ＤＮＡシークエンシングの方法は当分野でよく知られており、本発明の何れの実施例もＤＮＡシークエンシング方法を用いて実施可能である。ＤＮＡシークエンシング方法には酵素を用いることができ、例えばＤＮＡポリメラーゼＩのクレノウ断片、ＳＥＱＵＥＮＡＳＥ（ＵＳ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ， Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ ＯＨ）、Ｔａｑポリメラーゼ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）、熱安定性Ｔ７ポリメラーゼ（Ａｍｅｒｓｈａｍ， Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ， Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ ＮＪ）を用いることができる。 或いは、例えばＥＬＯＮＧＡＳＥ増幅システム（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ）において見られるように、ポリメラーゼと校正エキソヌクレアーゼを併用することができる。好適には、ＭＩＣＲＯＬＡＢ２２００液体転移システム（Ｈａｍｉｌｔｏｎ， Ｒｅｎｏ， ＮＶ）、ＰＴＣ２００サーマルサイクラー（ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｗａｔｅｒｔｏｗｎ ＭＡ）及びＡＢＩ ＣＡＴＡＬＹＳＴ ８００サーマルサイクラー（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）等の装置を用いて配列の準備を自動化する。次に、ＡＢＩ ３７３ 或いは ３７７ ＤＮＡシークエンシングシステム（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）、ＭＥＧＡＢＡＣＥ １０００ ＤＮＡシークエンシングシステム（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ， Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ ＣＡ）または当分野でよく知られている他の方法を用いてシークエンシングを行う。 結果として得られた配列を当分野でよく知られている種々のアルゴリズムを用いて分析する。 （Ａｕｓｕｂｅｌ， Ｆ．Ｍ． （１９９７） Ｓｈｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ， ｕｎｉｔ ７．７、Ｍｅｙｅｒｓ， Ｒ．Ａ． （１９９５） Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｉｌｅｙ ＶＣＨ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ， ８５６−８５３ページ等を参照）。
【０１１０】
当分野で周知のＰＣＲ法をベースにした種々の方法で、部分的なヌクレオチド配列を利用して、ＡＴＲＳをコードする核酸配列を伸長し、プロモーターや調節エレメントなどの上流にある配列を検出する。例えば、使用し得る方法の１つである制限部位ＰＣＲ法は、ユニバーサルプライマー及びネステッドプライマーを用いてクローニングベクター内のゲノムＤＮＡから未知の配列を増幅する方法である（Ｓａｒｋａｒ， Ｇ． （１９９３） ＰＣＲ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ａｐｐｌｉｃ．２：３１８３２２ を参照）。　別の方法に逆ＰＣＲ法があり、これは広範な方向に伸長させたプライマーを用いて環状化した鋳型から未知の配列を増幅する方法である。鋳型は、既知のゲノム遺伝子座及びその周辺の配列からなる制限酵素断片から得る（Ｔｒｉｇｌｉａ， Ｔ． 他（１９８８） Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ． １６：８１８６． を参照）。第３の方法としてキャプチャＰＣＲ法があり、これはヒト及び酵母菌人工染色体ＤＮＡの既知の配列に隣接するＤＮＡ断片をＰＣＲ増幅する方法に関与している。（Ｌａｇｅｒｓｔｒｏｍ， Ｍ． 他 （１９９１） ＰＣＲ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ａｐｐｌｉｃ．１：１１１１１９． を参照）。この方法では、ＰＣＲを行う前に複数の制限酵素の消化及び連結反応を用いて未知の配列領域内に組換え二本鎖配列を挿入することが可能である。また、未知の配列を検索するために用い得る別の方法については当分野で知られている。 （Ｐａｒｋｅｒ， Ｊ．Ｄ．ら（１９９１） Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１９：３０５５３０６０ を参照）。　更に、ＰＣＲ、ネステッドプライマー及びＰｒｏｍｏｔｅｒＦｉｎｄｅｒ（商標）ライブラリ（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ， Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡ）を用いてゲノムＤＮＡをウォーキングすることができる。この手順は、ライブラリをスクリーニングする必要がなく、イントロン／エキソン接合部を見付けるのに有用である。全てのＰＣＲベースの方法に対して、市販されているソフトウェア、例えばＯＬＩＧＯ ４．０６プライマー分析ソフトウェア（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｐｌｙｍｏｕｔｈ ＭＮ）或いは別の好適なプログラムを用いて、長さが約２２〜３０ヌクレオチド、ＧＣ含有率が約５０％以上、温度約６８℃〜７２℃で鋳型に対してアニーリングするようにプライマーを設計し得る。
【０１１１】
完全長ｃＤＮＡをスクリーニングする際は、より大きなｃＤＮＡを含むようにサイズ選択されたライブラリを用いるのが好ましい。更に、ランダムプライマーのライブラリは、しばしば遺伝子の５’領域を有する配列を含み、オリゴｄ（Ｔ）ライブラリが完全長ｃＤＮＡを作製できない状況に対して好適である。ゲノムライブラリは、５’非転写調節領域への配列の伸長に有用であろう。
【０１１２】
市販されているキャピラリー電気泳動システムを用いて、シークエンシングまたはＰＣＲ産物のサイズを分析し、またはそのヌクレオチド配列を確認することができる。具体的には、キャピラリーシークエンシングは、電気泳動による分離のための流動性ポリマーと、４つの異なるヌクレオチドに特異的であるような、レーザで活性化される蛍光色素と、放出された波長の検出に利用するＣＣＤカメラとを有し得る。出力／光の強度は、適切なソフトウェア（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社のＧＥＮＯＴＹＰＥＲ、ＳＥＱＵＥＮＣＥ ＮＡＶＩＧＡＴＯＲ等）を用いて電気信号に変換し得る。 サンプルのロードからコンピュータ分析及び電子データ表示までの全プロセスがコンピュータ制御可能である。キャピラリー電気泳動法は、特定のサンプルに少量しか存在しないようなＤＮＡ小断片のシークエンシングに特に適している。
【０１１３】
本発明の別の実施例では、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列またはその断片を組換えＤＮＡ分子にクローニングして、適切な宿主細胞内にＡＴＲＳ、その断片または機能的等価物を発現させることが可能である。遺伝暗号固有の縮重により、実質的に同じ或いは機能的に等価のアミノ酸配列をコードする別のＤＮＡ配列が作られ得り、これらの配列をＡＴＲＳのクローン化及び発現に利用可能である。
【０１１４】
種々の目的でＡＴＲＳをコードする配列を変えるために、当分野で一般的に知られている方法を用いて、本発明のヌクレオチド配列を組換えることができる。 この目的には、遺伝子産物のクローン化、プロセッシング及び／または発現の調節が含まれるが、これらに限定されるものではない。遺伝子断片及び合成オリゴヌクレオチドのランダムなフラグメンテーション及びＰＣＲ再アセンブリによるＤＮＡシャッフリングを用い、ヌクレオチド配列を組み換えることが可能である。例えば、オリゴヌクレオチド仲介定方向突然変異誘導を利用して、新規な制限部位の生成、グリコシル化パターンの変更、コドン優先の変更、スプライス変異体の生成等を行う突然変異を導入し得る。
【０１１５】
本発明のヌクレオチドは、ＭＯＬＥＣＵＬＡＲＢＲＥＥＤＩＮＧ （Ｍａｘｙｇｅｎ Ｉｎｃ．， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ； 米国特許第５，８３７，４５８号； Ｃｈａｎｇ， Ｃ．−Ｃ． 他 （１９９９） Ｎａｔ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． １７：７９３−７９７； Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓ， Ｆ．Ｃ． 他 （１９９９） Ｎａｔ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． １７：２５９−２６４； Ｃｒａｍｅｒｉ， Ａ． 他 （１９９６） Ｎａｔ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． １４：３１５−３１９）などのＤＮＡシャフリング技術の対象となり得るもので、生物学的または酵素的な活性、或いは他の分子や化合物と結合する能力などのＡＴＲＳの生物学的特性を変更或いは改良することができる。ＤＮＡシャッフリングは、遺伝子断片のＰＣＲ仲介再組換えを用いて遺伝子変異体のライブラリを生成するプロセスである。ライブラリはその後、その遺伝子変異体を所望の特性に同定するような選択またはスクリーニングにかける。次にこれらの好適な変異体をプールし、更に反復してＤＮＡシャッフリング及び選択／スクリーニングを行ってもよい。このように、遺伝の多様性は「人為的」品種改良及び急速な分子の進化を経て創生される。例えば、ランダムポイント突然変異を有する単一の遺伝子の断片を組み換えて、スクリーニングし、その後所望の特性が最適化されるまでシャッフリングすることができる。或いは、所定の遺伝子を同種または異種のいずれかから得た同一遺伝子ファミリーの相同遺伝子と組み換え、それによって天然に存在する複数の遺伝子の遺伝多様性を、指図された制御可能な方法で最大化させることができる。
【０１１６】
別の実施例によれば、ＡＴＲＳをコードする配列は、当分野で周知の化学的方法を用いて、全体或いは一部が合成可能である（例えば、Ｃａｒｕｔｈｅｒｓ． Ｍ．Ｈ．ら（１９８０）（１９８０） Ｎｕｃｌ． Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ． Ｓｙｍｐ． Ｓｅｒ ７：２１５−２２３； 及びＨｏｒｎ， Ｔ．他（１９８０） Ｎｕｃｌ． Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ． Ｓｙｍｐ． Ｓｅｒ．７：２２５−２３２を参照）。別法として、化学的方法を用いてＡＴＲＳ自体またはその断片を合成することが可能である。例えば、種々の液相または固相技術を用いてペプチド合成を行うことができる（Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎ， Ｔ． （１９８４） Ｐｒｏｔｅｉｎｓ， Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ＷＨ Ｆｒｅｅｍａｎ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ，５５−６０ページ、Ｒｏｂｅｒｇｅ， Ｊ．Ｙ． ら （１９９５） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６９：２０２−２０４等を参照）。自動合成はＡＢＩ ４３１Ａペプチドシンセサイザ（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）を用いて達成し得る。更にＡＴＲＳのアミノ酸配列または任意のその一部は、直接的な合成の際の変更、及び／または化学的方法を用いた他のタンパク質または任意のその一部からの配列との組み合わせにより、天然のポリペプチド配列を有するポリペプチドまたは変異体ポリペプチドを作製することが可能である。
【０１１７】
ペプチドは、分離用高速液体クロマトグラフィーを用いて実質上精製可能である（Ｃｈｉｅｚ， Ｒ．Ｍ．ａｎｄ Ｆ．Ｚ． Ｒｅｇｎｉｅｒ （１９９０） Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ． １８２：３９２−４２１等を参照）。（Ｃｈｉｅｚ， Ｒ．Ｍ．ａｎｄ Ｆ．Ｚ． Ｒｅｇｎｉｅｒ （１９９０） Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ． １８２：３９２−４２１等を参照）。合成ペプチドの組成は、アミノ酸分析またはシークエンシングによって確認することができる（前出のＣｒｅｉｇｈｔｏｎ， ２８−５３ページ等を参照）。
【０１１８】
生物学的に活性なＡＴＲＳを発現させるために、ＡＴＲＳをコードするヌクレオチド配列またはその誘導体を好適な発現ベクターに挿入する。 この発現ベクターは、好適な宿主に挿入されたコーディング配列の転写及び翻訳の調節に必要なエレメントを含む。これらのエレメントには、ベクター及びＰＰをコードするポリヌクレオチド配列におけるエンハンサー、構成型及び発現誘導型のプロモーター、５’及び３’の非翻訳領域などの調節配列が含まれる。このような要素は、長さ及び特異性が様々である。特定の開始シグナルによって、ＡＴＲＳをコードする配列のより効果的な翻訳を達成することが可能である。このようなシグナルには、ＡＴＧ開始コドンと、コザック配列などの近傍の配列が含まれる。ＡＴＲＳをコードする配列及びその開始コドン、上流の調節配列が好適な発現ベクターに挿入された場合は、更なる転写調節シグナルや翻訳調節シグナルは必要なくなるであろう。しかしながら、コーディング配列或いはその断片のみが挿入された場合は、インフレームのＡＴＧ開始コドンを含む外来性の翻訳調節シグナルが発現ベクターに含まれるようにすべきである。外来性の翻訳要素及び開始コドンは、様々な天然物及び合成物を起源とし得る。用いられる特定の宿主細胞系に好適なエンハンサーを含めることで発現の効率を高めることが可能である（Ｓｃｈａｒｆ， Ｄ． 他 （１９９４） Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｐｒｏｂｌ． ２０：１２５１６２を参照）。
【０１１９】
当業者に周知の方法を用いて、ＡＴＲＳをコードする配列、好適な転写及び翻訳調節エレメントを含む発現ベクターを作製することが可能である。これらの方法には、ｉｎ ｖｉｔｒｏ組換えＤＮＡ技術、合成技術、及びｉｎ ｖｉｖｏ遺伝子組換え技術が含まれる（例えば、 Ｓａｍｂｒｏｏｋ， Ｊ． 他． （１９８９） Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ． Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ， Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｐｒｅｓｓ， Ｐｌａｉｎｖｉｅｗ ＮＹ， ４章及び８章， 及び１６−１７章； 及び Ａｕｓｕｂｅｌ， Ｆ．Ｍ． 他． （１９９５） Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ， ９章、１３章及び１６章を参照）。
【０１２０】
種々の発現ベクター／宿主系を利用して、ＡＴＲＳをコードする配列の保持及び発現が可能である。限定するものではないがこのような発現ベクター／宿主系には、組換えバクテリオファージ、プラスミドまたはコスミドＤＮＡ発現ベクターで形質転換させた細菌や、酵母菌発現ベクターで形質転換させた酵母菌や、ウイルス発現ベクター（例えばバキュロウイルス）に感染した昆虫細胞系や、ウイルス発現ベクター（例えばカリフラワーモザイクウイルスＣａＭＶまたはタバコモザイクウイルスＴＭＶ）または細菌発現ベクター（例えばＴｉまたはｐＢＲ３２２プラスミド）で形質転換させた植物細胞系、動物細胞系などの微生物等がある。（前出のＳａｍｂｒｏｏｋ、前出のＡｕｓｕｂｅｌ、Ｖａｎ Ｈｅｅｋｅ， Ｇ． ａｎｄ Ｓ．Ｍ． Ｓｃｈｕｓｔｅｒ （１９８９） Ｊ． Ｂｉｏｌ． Ｃｈｅｍ． ２６４：５５０３−５５０９、Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ、Ｅ．Ｋ． ら （１９９４） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９１：３２２４−３２２７、Ｓａｎｄｉｇ， Ｖ． ら （１９９６） Ｈｕｍ． ７：１９３７−１９４５、Ｔａｋａｍａｔｓｕ， Ｎ． （１９８７） ＥＭＢＯＪ． ６：３０７−３１１、『マグローヒル科学技術年鑑』（Ｔｈｅ ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｙｅａｒｂｏｏｋ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） （１９９２） ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ， １９１−１９６ページ、Ｌｏｇａｎ， Ｊ． ａｎｄ Ｔ． Ｓｈｅｎｋ （１９８４） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ８１：３６５５−３６５９、Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ， Ｊ．Ｊ． ら （１９９７） Ｎａｔ． Ｇｅｎｅｔ． １５：３４５−３５５等を参照）。レトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルスまたはワクシニアウイルス由来の発現ベクター、または種々の細菌性プラスミド由来の発現ベクターを用いて、ヌクレオチド配列を標的器官、組織または細胞集団へ輸送することができる（Ｄｉ Ｎｉｃｏｌａ， Ｍ． ら （１９９８） Ｃａｎｃｅｒ Ｇｅｎ． Ｔｈｅｒ． ５（６）：３５０−３５６、Ｙｕ， Ｍ． ら （１９９３） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９０（１３）：６３４０−６３４４、Ｂｕｌｌｅｒ， Ｒ．Ｍ． ら （１９８５） Ｎａｔｕｒｅ ３１７（６０４０）：８１３−８１５； ＭｃＧｒｅｇｏｒ， Ｄ．Ｐ． ら （１９９４） Ｍｏｌ． Ｉｍｍｕｎｏｌ． ３１（３）：２１９−２２６、Ｖｅｒｍａ， Ｉ．Ｍ． ａｎｄ Ｎ． Ｓｏｍｉａ （１９９７） Ｎａｔｕｒｅ ３８９：２３９−２４２等を参照）。本発明は使用される宿主細胞によって限定されるものではない。
【０１２１】
細菌系では、多数のクローニングベクター及び発現ベクターが、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列の使用目的に応じて選択可能である。例えば、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列の日常的なクローニング、サブクローニング、増殖には、ＰＢＬＵＥＳＣＲＩＰＴ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ， Ｌａ Ｊｏｌｌａ ＣＡ）またはｐＳＰＯＲＴ１プラスミド（ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ）などの多機能の大腸菌ベクターを用いることができる。ベクターの多数のクローニング部位にＡＴＲＳをコードする配列をライゲーションするとｌａｃＺ遺伝子が破壊され、組換え分子を含む形質転換された細菌の同定のための比色スクリーニング法が可能となる。更にこれらのベクターは、クローニングされた配列におけるｉｎ ｖｉｔｒｏ転写、ジデオキシのシークエンシング、ヘルパーファージによる一本鎖の救出、入れ子状態の欠失の生成にも有用であろう（例えば、Ｖａｎ Ｈｅｅｋｅ， Ｇ． および Ｓ．Ｍ． Ｓｃｈｕｓｔｅｒ （１９８９） Ｊ． Ｂｉｏｌ． Ｃｈｅｍ． ２６４：５５０３５５０９を参照）。例えば、抗体の産生のためなどに多量のＡＴＲＳが必要な場合は、ＡＴＲＳの発現をハイレベルで誘導するベクターが使用できる。例えば、強力な誘導Ｔ５バクテリオファージプロモーターまたは誘導Ｔ７バクテリオファージプロモーターを含むベクターが使用できる。
【０１２２】
ＡＴＲＳの発現に酵母の発現系の使用が可能である。α因子、アルコールオキシダーゼ、ＰＧＨプロモーター等の構成型或いは誘導型のプロモーターを含む多数のベクターが、酵母菌サッカロミセス−セレビジエまたはＰｉｃｈｉａ ｐａｓｔｏｒｉｓに使用可能である。更に、このようなベクターは、発現したタンパク質の分泌か細胞内への保持のどちらかを誘導し、安定した増殖のために宿主ゲノムの中に外来配列を組み込む。（例えば、Ａｕｓｕｂｅｌ， １９９５，前出、Ｂｉｔｔｅｒ， Ｇ．Ａ． ら （１９８７） Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．１５３：５１６−５４４、及びＳｃｏｒｅｒ． Ｃ． Ａ． ら （１９９４） Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １２１−１８１−１８４．を参照）。
【０１２３】
植物系もＡＴＲＳの発現に使用可能である。ＡＴＲＳ をコードする配列の転写は、ウイルスプロモーター、例えば単独或いはＴＭＶ（Ｔａｋａｍａｔｓｕ， Ｎ． （１９８７） ＥＭＢＯ Ｊ ６：３０７−３１１）由来のオメガリーダー配列と組み合わせて用いられるようなＣａＭＶ由来の３５Ｓ及び１９Ｓプロモーターによって促進される。或いは、ＲＵＢＩＳＣＯの小サブユニット等の植物プロモーターまたは熱ショックプロモーターを用いてもよい（前出のＣｏｒｕｚｚｉ （１９８４）、ＥＭＢＯ Ｊ． ３：１６７１１６８０、前出のＢｒｏｇｌｉｅ （１９８４） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２２４：８３８８４３、前出のＷｉｎｔｅｒ （１９９１） Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｐｒｏｂｌ． Ｃｅｌｌ Ｄｉｆｆｅｒ． １７：８５１０５ 等を参照）。これらの構成物は、直接ＤＮＡ形質転換または病原体を媒介とする形質移入によって、植物細胞内に導入可能である。（『マグローヒル科学技術年鑑』（Ｔｈｅ ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｙｅａｒｂｏｏｋ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） （１９９２） ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ， １９１−１９６ページ等を参照。
【０１２４】
哺乳動物細胞においては、多数のウイルスベースの発現系を利用し得る。アデノウイルスが発現ベクターとして用いられる場合、後発プロモーター及び３連リーダー配列からなるアデノウイルス転写物／翻訳複合体にＡＴＲＳをコードする配列を結合し得る。可欠Ｅ１またはＥ３領域へウイルスのゲノムを挿入し、宿主細胞でＡＴＲＳを発現する感染ウイルスを得ることが可能である。（例えば、Ｌｏｇａｎ， Ｊ． および Ｔ． Ｓｈｅｎｋ （１９８４） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ８１：３６５５３６５９を参照）。更に、ラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）エンハンサー等の転写エンハンサーを用いて、哺乳動物宿主細胞における発現を増大させ得る。ＳＶ４０またはＥＢＶをベースにしたベクターを用いてタンパク質を高レベルで発現させることもできる。
【０１２５】
ヒト人工染色体（ＨＡＣ）を用いて、プラスミドに含まれ且つプラスミドから発現するものより大きなＤＮＡの断片を輸送することもできる。治療のために約６ｋｂ〜１０ＭｂのＨＡＣｓを作製し、従来の送達方法（リポソーム、ポリカチオンアミノポリマー、またはベシクル）で供給する。（例えば、Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ． Ｊ．Ｊ． 他 （１９９７） Ｎａｔ Ｇｅｎｅｔ．１５：３４５−３５５．を参照）。
【０１２６】
哺乳動物系の組換えタンパク質の長期にわたる産生のためには、株化細胞におけるＡＴＲＳの安定した発現が望ましい。例えば、発現ベクターを用いて、ＡＴＲＳをコードする配列を株化細胞に形質転換することが可能である。 このような発現ベクターは、ウイルス起源の複製及び／または内在性の発現要素や、同じ或いは別のベクターの上の選択マーカー遺伝子を含む。ベクターの導入後、選択培地に移す前に強化培地で約１〜２日間細胞を増殖させることができる。選択可能マーカーの目的は選択培地への抵抗性を与えることであり、選択可能マーカーが存在することにより、導入された配列をうまく発現するような細胞の成長及び回収が可能となる。安定的に形質転換された細胞の耐性クローンは、その細胞型に適した組織培養技術を用いて増殖可能である。
【０１２７】
任意の数の選択系を用いて、形質転換細胞株を回収できる。限定するものではないがこのような選択系には、ｔｋ⁻単純細胞のために用いられるヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子と、ａｐｒ⁻細胞のために用いられるアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子がある（Ｗｉｇｌｅｒ， Ｍ． 他 （１９７７） Ｃｅｌｌ １１：２２３−２３２； Ｌｏｗｙ， Ｉ． 他。（１９８０） Ｃｅｌｌ ２２：８１７−８２３を参照）。また、選択の基礎として代謝拮抗物質、抗生物質或いは除草剤への耐性を用いることができる。例えばｄｈｆｒはメトトレキセートに対する耐性を与え、ｎｅｏはアミノグリコシッドネオマイシン及びＧ−４１８に対する耐性を与え、ａｌｓはクロルスルフロンに対する耐性を、ｐａｔはホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼに対する耐性を各々与える（例えば、Ｗｉｇｌｅｒ， Ｍ． 他 （１９８０） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ７７：３５６７３５７０； ＣｏｌｂｅｒｅＧａｒａｐｉｎ， Ｆ． 他 （１９８１） Ｊ． Ｍｏｌ． Ｂｉｏｌ． １５０：１１４を参照｝｝。この他の選択可能な遺伝子、例えば、代謝のための細胞の必要条件を変えるｔｒｐＢ及びｈｉｓＤは、文献に記載されている（Ｈａｒｔｍａｎ， Ｓ．Ｃ．および Ｒ．Ｃ． Ｍｕｌｌｉｇａｎ （１９８８） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ８５：８０４７−８０５１等を参照）。可視マーカー、例えばアントシアニン、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ；Ｃｌｏｎｔｅｃｈ）、βグルクロニダーゼ及びその基質βグルクロニド、またはルシフェラーゼ及びその基質ルシフェリン等を用いてもよい。これらのマーカーを用いて、トランスフォーマントを特定するだけでなく、特定のベクター系に起因する一過性或いは安定したタンパク質発現を定量することが可能である（Ｒｈｏｄｅｓ， Ｃ．Ａ． （１９９５） Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｍｏｌ． Ｂｉｏｌ． ５５：１２１１３１等を参照）。
【０１２８】
マーカー遺伝子発現の存在／不存在によって目的の遺伝子の存在が示唆されても、その遺伝子の存在及び発現の確認が必要な場合もある。例えば、ＡＴＲＳをコードする配列がマーカー遺伝子配列の中に挿入された場合、ＡＴＲＳをコードする配列を含む形質転換された細胞は、マーカー遺伝子機能の欠落により特定可能である。または、１つのプロモーターの制御下でマーカー遺伝子がＡＴＲＳをコードする配列と一列に配置することも可能である。誘導または選択に応答したマーカー遺伝子の発現は通常、タンデム遺伝子の発現も示す。
【０１２９】
一般に、ＡＴＲＳをコードする核酸配列を含み且つＡＴＲＳを発現する宿主細胞は、当業者によく知られている種々の方法を用いて同定することが可能である。限定するものではないが当業者によく知られている方法には、ＤＮＡ−ＤＮＡ或いはＤＮＡ−ＲＮＡハイブリダイゼーション、ＰＣＲ法、核酸或いはタンパク質の検出、定量、或いはその両方を行うための膜系、溶液ベース或いはチップベースの技術を含むタンパク質の生物学的検定法または免疫学的検定法がある。
【０１３０】
特異的なポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体のどちらかを用いるＡＴＲＳの発現の検出及び計測のための免疫学的な方法は、当分野で周知である。 このような技法には、酵素に結合した免疫吸着剤検定法（ＥＬＩＳＡ）、ラジオイムノアッセイ（ＲＩＡ）、フローサイトメーター（ＦＡＣＳ）などがある。ＡＴＲＳ上の２つの非干渉エピトープに反応するモノクローナル抗体を用いた、２部位のモノクローナルベース イムノアッセイ（ｔｗｏ−ｓｉｔｅ， ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ−ｂａｓｅｄ ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ）が好ましいが、競合の結合アッセイも用いることもできる。これらのアッセイ及びこれ以外のアッセイは、当分野で公知である（Ｈａｍｐｔｏｎ． Ｒ． ら （１９９０） Ｓｅｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ， ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ． ＡＰＳ Ｐｒｅｓｓ． Ｓｔ Ｐａｕｌ． ＭＮ， Ｓｅｃｔ． ＩＶ、Ｃｏｌｉｇａｎ， Ｊ． Ｅ． ら （１９９７） Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ， Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂ． Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ ａｎｄ Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ、Ｐｏｕｎｄ， Ｊ．Ｄ． （１９９８） Ｉｍｍｕｎｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ， Ｈｕｍａｎｓ Ｐｒｅｓｓ， Ｔｏｔｏｗａ ＮＪ等を参照）。
【０１３１】
多岐にわたる標識方法及び結合方法が、当業者に知られており、様々な核酸アッセイおよびアミノ酸アッセイにこれらの方法を用い得る。ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドに関連する配列を検出するための、標識されたハイブリダイゼーションプローブ或いはＰＣＲプローブを生成する方法には、オリゴ標識化、ニックトランスレーション、末端標識化、または標識されたヌクレオチドを用いるＰＣＲ増幅が含まれる。別法として、ＡＴＲＳをコードする配列、またはその任意の断片をｍＲＮＡプローブを生成するためのベクターにクローニングすることも可能である。このようなベクターは、当分野において知られており、市販もされており、Ｔ７、Ｔ３またはＳＰ６等の好適なＲＮＡポリメラーゼ及び標識されたヌクレオチドを加えて、ｉｎ ｖｉｔｒｏでＲＮＡプローブの合成に用いることができる。このような方法は、例えばＡｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ、Ｐｒｏｍｅｇａ（Ｍａｄｉｓｏｎ ＷＩ）、Ｕ．Ｓ． Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ等から市販されている種々のキットを用いて実行することができる。検出を容易にするために用い得る好適なレポーター分子或いは標識には、基質、補助因子、インヒビター、磁気粒子のほか、放射性核種、酵素、蛍光剤、化学発光剤、発色剤等がある。
【０１３２】
ＡＴＲＳをコードするヌクレオチド配列で形質転換された宿主細胞は、細胞培地でのこのタンパク質の発現及び回収に好適な条件下で培養される。形質転換細胞から製造されたタンパク質が分泌されるか細胞内に留まるかは、使用される配列、ベクター、或いはその両者に依存する。ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターは、原核細胞膜及び真核細胞膜を透過するＡＴＲＳの分泌を誘導するシグナル配列を含むように設計できることは、当業者には理解されよう。
【０１３３】
更に、宿主細胞株の選択は、挿入した配列の発現を調節する能力または発現したタンパク質を所望の形に処理する能力によって行い得る。限定するものではないがこのようなポリペプチドの修飾には、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、脂質化及びアシル化がある。タンパク質の「プレプロ」または「プロ」形を切断するような翻訳後処理を利用して、タンパク質のターゲティング、折りたたみ及び／または活性を特定することも可能である。翻訳後の活性のための固有の細胞装置及び特徴のある機構を有する種々の宿主細胞（例えばＣＨＯ、ＨｅＬａ、ＭＤＣＫ、ＭＥＫ２９３、ＷＩ３８等）は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ， Ｂｅｔｈｅｓｄａ， ＶＡ）から入手可能であり、外来タンパク質の正しい修飾及び処理を確実にするように選択し得る。
【０１３４】
本発明の別の実施例では、ＡＴＲＳをコードする自然或いは変更された、または組換えの核酸配列を上記した任意の宿主系の融合タンパク質の翻訳となる異種配列に結合させる。例えば、市販の抗体によって認識できる異種部分を含むキメラＡＴＲＳタンパク質が、ＡＴＲＳ活性のインヒビターに対するペプチドライブラリのスクリーニングを促進し得る。また、異種タンパク質部分及び異種ペプチド部分も、市販されている親和性基質を用いて融合タンパク質の精製を促進し得る。限定されるものではないがこのような部分には、グルタチオンＳトランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、マルトース結合タンパク質（ＭＢＰ）、チオレドキシン（Ｔｒｘ）、カルモジュリン結合ペプチド（ＣＢＰ）、６−Ｈｉｓ、ＦＬＡＧ、ｃ−ｍｙｃ、赤血球凝集素（ＨＡ）がある。ＧＳＴは固定化グルタチオン上で、ＭＢＰはマルトース上で、Ｔｒｘはフェニルアルシンオキシド上で、ＣＢＰはカルモジュリン上で、そして６−Ｈｉｓは金属キレート樹脂上で、同族の融合タンパク質の精製を可能にする。ＦＬＡＧ、ｃ−ｍｙｃ及び赤血球凝集素（ＨＡ）は、これらのエピトープ標識を特異的に認識する市販されているモノクローナル抗体及びポリクローナル抗体を用いて、融合タンパク質の免疫親和性精製を可能にする。また、ＡＴＲＳをコードする配列と異種タンパク質配列との間にあるタンパク質分解切断部位を融合タンパク質が含むように遺伝子操作すると、ＡＴＲＳが精製の後に異種部分から切断され得る。融合タンパク質の発現及び精製方法は、前出のＡｕｓｕｂｅｌ （１９９５） １０章に記載されている。市販されている種々のキットを用いて融合タンパク質の発現及び精製を促進することもできる。
【０１３５】
本発明の別の実施例では、ＴＮＴウサギ網状赤血球可溶化液またはコムギ胚芽抽出系（Ｐｒｏｍｅｇａ）を用いてｉｎ ｖｉｔｒｏで放射能標識したＡＴＲＳの合成が可能である。これらの系は、Ｔ７、Ｔ３またはＳＰ６プロモーターと機能的に結合したタンパク質コード配列の転写及び翻訳を結合する。翻訳は、例えば^３５Ｓメチオニンのような放射能標識したアミノ酸前駆体の存在下で起こる。
【０１３６】
本発明のＡＴＲＳまたはその断片を用いて、ＡＴＲＳに特異結合する化合物をスクリーニングすることができる。少なくとも１つまたは複数の試験化合物を用いて、ＡＴＲＳへの特異的な結合をスクリーニングすることが可能である。試験化合物の例には、抗体、オリゴヌクレオチド、タンパク質（例えば受容体）または小分子が挙げられる。
【０１３７】
一実施例では、このように同定された化合物は、例えばリガンドやその断片などのＡＴＲＳの天然のリガンド、または天然の基質、構造的または機能的な擬態性または自然結合パートナーに密接に関連している（Ｃｏｌｉｇａｎ， Ｊ．Ｅ． 他 （１９９１） Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ １（２）の５章等を参照）。同様に、化合物は、ＡＴＲＳが結合する天然受容体、或いは例えばリガンド結合部位などの少なくとも受容体のある断片に密接に関連し得る。何れの場合も、既知の技術を用いてこの化合物を合理的に設計することができる。一実施例では、このような化合物に対するスクリーニングには、分泌タンパク質或いは細胞膜上のタンパク質の何れか一方としてＡＴＲＳを発現する好適な細胞の作製が含まれる。好適な細胞には、哺乳動物、酵母、大腸菌からの細胞が含まれる。ＡＴＲＳを発現する細胞またはＡＴＲＳを含有する細胞膜断片を試験化合物と接触させて、ＡＴＲＳまたは化合物の何れかの結合、刺激または阻害を分析する。
【０１３８】
あるアッセイは、単に試験化合物をポリペプチドに実験的に結合させ、結合を、蛍光色素、放射性同位体、酵素抱合体またはその他の検出可能な標識により検出することができる。例えば、このアッセイは、少なくとも１つの試験化合物を、溶液中の或いは固体支持物に固定されたＡＴＲＳと結合させるステップと、ＡＴＲＳとこの化合物との結合を検出するステップを含み得る。別法では、標識された競合物の存在下での試験化合物の結合の検出及び測定を行うことができる。更にこのアッセイでは、無細胞再構成標本、化学ライブラリまたは天然の生成混合物を用いて実施することができ、試験化合物は、溶液中で遊離させるか固体支持体に固定させる。
【０１３９】
本発明のＡＴＲＳまたはその断片を用いて、ＡＴＲＳの活性を調整する化合物をスクリーニングすることが可能である。このような化合物には、アゴニスト、アンタゴニスト、或るいは部分的または逆アゴニスト等が含まれる。一実施例では、ＡＴＲＳが少なくとも１つの試験化合物と結合する、ＡＴＲＳの活性が許容される条件下でアッセイを実施し、試験化合物の存在下でのＡＴＲＳの活性が試験化合物不在下でのＡＴＲＳの活性と比較する。試験化合物の存在下でのＡＴＲＳの活性の変化は、ＡＴＲＳの活性を調整する化合物の存在を示唆する。別法では、試験化合物をＡＴＲＳの活性に適した条件下でＡＴＲＳを含むｉｎ ｖｉｔｒｏまたは無細胞再構成系と結合させてアッセイを実施する。これらアッセイの何れかにおいて、ＡＴＲＳの活性を調整する試験化合物は間接的に結合することが可能であり、試験化合物と直接接触する必要がない。少なくとも１つから複数の試験化合物をスクリーニングすることができる。
【０１４０】
別の実施例では、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）における相同組換えを用いて動物モデル系内で、ＡＴＲＳまたはその哺乳動物相同体をコードするポリヌクレオチドを「ノックアウト」する。このような技術は当技術分野において周知であり、ヒト疾患動物モデルの作製に有用である（米国特許第５，１７５，３８３号及び第５，７６７，３３７号等を参照）。例えば１２９／ＳｖＪ細胞株等のマウスＥＳ細胞は初期のマウス胚に由来し、培地で増殖させることができる。このＥＳ細胞は、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子（ｎｅｏ： Ｃａｐｅｃｃｈｉ， Ｍ．Ｒ． （１９８９） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４４：１２８８−１２９２）等のマーカー遺伝子で破壊した目的の遺伝子を含むベクターで形質転換する。このベクターは、相同組換えにより宿主ゲノムの対応する領域に組み込まれる。別法では、Ｃｒｅ−ｌｏｘＰ系を用いて相同組換えを行い、組織特異的または発生段階特異的に目的遺伝子をノックアウトする（Ｍａｒｔｈ， Ｊ．Ｄ． （１９９６） Ｃｌｉｎ． Ｉｎｖｅｓｔ． ９７：１９９９−２００２； Ｗａｇｎｅｒ， Ｋ．Ｕ． 他 （１９９７） Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ． ２５：４３２３−４３ ３０）。形質転換したＥＳ細胞を同定し、例えばＣ５７ＢＬ／６マウス系等から採取したマウス細胞胚盤胞に微量注入する。胚盤胞を偽妊娠メスに外科的に導入し、得られるキメラ子孫の遺伝形質を決め、これを交配させてヘテロ接合性系またはホモ接合性系を作製する。このようにして作製した遺伝子組換え動物は、可能性のある治療薬や毒性薬剤で検査することができる。
【０１４１】
ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドをｉｎ ｖｉｔｒｏでヒト胚盤胞由来のＥＳ細胞において操作することが可能である。ヒトＥＳ細胞は、内胚葉、中胚葉及び外胚葉の細胞の種類を含む少なくとも８つの別々の細胞系統に分化する可能性を有する。これらの細胞系統は、例えば神経細胞、造血系統及び心筋細胞に分化する（Ｔｈｏｍｓｏｎ， Ｊ．Ａ． 他 （１９９８） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８２：１１４５−１ １４７）。
【０１４２】
ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを用いて、ヒト疾患をモデルとした「ノックイン」ヒト化動物（ブタ）または遺伝子組換え動物（マウスまたはラット）を作製することが可能である。ノックイン技術を用いて、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの或る領域を動物ＥＳ細胞に注入し、注入した配列を動物細胞ゲノムに組み込ませる。形質転換細胞を胞胚に注入し、胞胚を上記のように移植する。遺伝子組換え子孫または近交系について研究し、可能性のある医薬品を用いて処理し、ヒトの疾患の治療に関する情報を得る。別法では、例えばＡＴＲＳを乳汁内に分泌するなどＡＴＲＳを過剰に発現する哺乳動物近交系は、便利なタンパク質源となり得る（Ｊａｎｎｅ， Ｊ． 他 （１９９８） Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． Ａｎｎｕ． Ｒｅｖ． ４：５５−７４を参照）。
【０１４３】
（治療）
ＡＴＲＳのある領域とアミノアシルｔＲＮＡ 合成酵素の領域との間に、例えば配列及びモチーフの内容における化学的及び構造的類似性が存在する。更に、ＡＴＲＳの発現は、肺腫瘍組織、新生児ケラチン生成細胞、リンパ腺細胞、結腸および前立腺の疾患状態に密接に関連する。従って、ＡＴＲＳは、細胞増殖異常、自己免疫／炎症性の疾患においてある役割を果たすと考えられる。ＡＴＲＳの発現若しくは活性の増大に関連する疾患の治療においては、ＡＴＲＳの発現または活性を低下させることが望ましい。また、ＡＴＲＳの発現または活性の低下に関連する疾患の治療においては、ＡＴＲＳの発現または活性を増大させることが望ましい。
【０１４４】
従って、一実施例において、ＡＴＲＳの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、患者にＡＴＲＳまたはその断片や誘導体を投与することが可能である。限定するものではないがこのような疾患の例として細胞増殖異常も含まれ、その中には日光性角化症、動脈硬化症、アテローム性動脈硬化症、滑液包炎、硬変、肝炎、混合型結合組織病（ＭＣＴＤ）、骨髄線維症、発作性夜間ヘモグロビン尿症、真性多血症、乾癬、原発性血小板血症と、腺癌、白血病、リンパ腫、黒色腫、骨髄腫、肉腫、奇形癌を含む癌、具体的には副腎、膀胱、骨、骨髄、脳、乳房、頚部、胆嚢、神経節、消化管、心臓、腎臓、肝臓、肺、筋肉、卵巣、膵臓、副甲状腺、陰茎、前立腺、唾液腺、皮膚、脾臓、精巣、胸腺、甲状腺、子宮の癌等が含まれる。また自己免疫／炎症疾患も含まれ、その中には後天性免疫不全症候群（ＡＩＤＳ）、アジソン病、成人呼吸窮迫症候群、アレルギー、強直性脊椎炎、アミロイド症、貧血、喘息、アテローム性動脈硬化症、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性甲状腺炎、自己免疫多発性内分泌腺障害症（ＡＰＥＣＥＤ）、気管支炎、胆嚢炎、接触皮膚炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、皮膚筋炎、糖尿病、肺気腫、リンパ球毒素性一時性リンパ球減少症、赤芽球症、結節性紅斑、萎縮性胃炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、痛風、グレーブス病、橋本甲状腺炎、過好酸球増加症、過敏性大腸症候群、多発性硬化症、重症筋無力症、心筋または心膜の炎症、骨関節炎、骨粗しょう症、膵炎、多発性筋炎、乾癬、ライター症候群、リウマチ様関節炎、強皮症、シェーグレン症候群、全身性アナフィラキシー、全身性紅斑性狼瘡、全身性硬化症、血小板減少症、潰瘍性大腸炎、ブドウ膜炎、ウェルナー症候群、癌の合併症、血液透析、体外循環、ウイルス性感染症、細菌性感染症、真菌性感染症、寄生虫感染症、原虫感染症、蠕虫の感染症及び外傷が含まれる。
【０１４５】
別の実施例では、限定するものではないが上に列記した疾患を含むＡＴＲＳの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、ＡＴＲＳまたはその断片や誘導体を発現し得るベクターを患者に投与することも可能である。
【０１４６】
更に別の実施例では、限定するものではないが上に列記した疾患を含むＡＴＲＳの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、実質的に精製されたＡＴＲＳを含む組成物を好適な医薬用担体と共に患者に投与することも可能である。
【０１４７】
更に別の実施例では、限定するものではないが上に列記した疾患を含むＡＴＲＳの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、ＡＴＲＳの活性を調節するアゴニストを患者に投与することも可能である。
【０１４８】
更なる実施例では、ＡＴＲＳの発現または活性の増大に関連した疾患の治療または予防のために、患者にＡＴＲＳのアンタゴニストを投与することが可能である。限定するものではないが、このような疾患の例には、上記した細胞増殖異常、自己免疫／炎症性の疾患が含まれる。一実施態様では、ＡＴＲＳと特異的に結合する抗体が直接アンタゴニストとして、或いはＡＴＲＳを発現する細胞または組織に薬剤を運ぶターゲッティング或いは送達機構として間接的に用いられ得る。
【０１４９】
別の実施例では、限定するものではないが上に列記した疾患を含むＡＴＲＳの発現または活性の増大に関連した疾患の治療または予防のために、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの相補配列を発現するベクターを患者に投与することも可能である。
【０１５０】
別の実施例では、本発明の任意のタンパク質、アンタゴニスト、抗体、アゴニスト、相補配列、またはベクターを、別の好適な治療薬と組み合わせて投与することもできる。併用療法で用いる好適な治療薬は、当業者が従来の医薬原理に従ってを選択し得る。治療薬と組み合わせることにより、上記した種々の疾患の治療または予防に相乗効果をもたらし得る。この方法を用いることにより少量の各薬剤で医薬効果をあげることが可能となり、それによって副作用の可能性を低減し得る。
【０１５１】
ＡＴＲＳのアンタゴニストは、当分野で一般的な方法を用いて製造することが可能である。 詳しくは、精製されたＡＴＲＳを用いて抗体を作ったり、治療薬のライブラリをスクリーニングしてＡＴＲＳと特異的に結合するものの同定が可能である。ＡＴＲＳの抗体も、当分野で一般的な方法を用いて製造することが可能である。 このような抗体には、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖、Ｆａｂ断片、及びＦａｂ発現ライブラリによって作られた断片が含まれる。 但し、これらに限定されるものではない。中和抗体（即ち二量体の形成を阻害する抗体）は通常、治療用に好適である。
【０１５２】
抗体の産生のためには、ヤギ、ウサギ、ラット、マウス、ヒト及びその他のものを含む種々の宿主が、ＡＴＲＳまたは任意の断片、または免疫原性の特性を備えるそのオリゴペプチドの注入によって免疫化され得る。宿主の種に応じて、種々のアジュバントを用いて免疫応答を高めることもできる。限定するものではないがこのようなアジュバントには、フロイントアジュバントと、水酸化アルミニウム等のミネラルゲルアジュバントと、リゾレシチン、プルロニックポリオル、ポリアニオン、ペプチド、油性乳剤、キーホールリンペットヘモシニアン、ジニトロフェノール等の界面活性剤とがある。ヒトに用いられるアジュバントの中では、ＢＣＧ（カルメット‐ゲラン杆菌）及びコリネバクテリウム‐パルヴムが特に好ましい。
【０１５３】
ＡＴＲＳに対する抗体を誘発するために用いられるオリゴペプチド、ペプチド、または断片は、少なくとも約５個のアミノ酸からなり、一般的には約１０個以上のアミノ酸からなるものが好ましい。これらのオリゴペプチド、ペプチドまたは断片は、天然のタンパク質のアミノ酸配列の一部と同一であり且つ小さな天然の分子の全アミノ酸配列を含むことが望ましい。ＡＴＲＳアミノ酸の短いストレッチは、ＫＬＨなどの別のタンパク質の配列と融合し、キメラ分子に対する抗体が産生され得る。
【０１５４】
ＡＴＲＳに対するモノクローナル抗体は、培地内の連続した細胞株によって、抗体分子を産生する任意の技術を用いて作製することが可能である。限定するものではないがこのような技術には、ハイブリドーマ技術、ヒトＢ細胞ハイブリドーマ技術及びＥＢＶ−ハイブリドーマ技術がある（Ｋｏｈｌｅｒ， Ｇ． ら． （１９７５） Ｎａｔｕｒｅ ２５６：４９５−４９７、Ｋｏｚｂｏｒ， Ｄ． ら （１９８５） ．Ｊ． Ｉｍｍｕｎｏｌ． Ｍｅｔｈｏｄｓ ８１：３１−４２、Ｃｏｔｅ， Ｒ．Ｊ． ら （１９８３） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ８０：２０２６−２０３０、Ｃｏｌｅ， Ｓ．Ｐ． ら （１９８４） Ｍｏｌ． Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ． ６２：１０９−１２０等を参照）。
【０１５５】
更に、「キメラ抗体」作製のために発達したヒト抗体遺伝子にマウス抗体遺伝子をスプライシングするなどの技術が、好適な抗原特異性及び生物学的活性を備える分子を得るために用いられる（例えば、Ｍｏｒｒｉｓｏｎ， Ｓ．Ｌ．他． （１９８４） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ８１：６８５１６８５５； Ｎｅｕｂｅｒｇｅｒ， Ｍ．Ｓ．他． （１９８４） Ｎａｔｕｒｅ ３１２：６０４−６０８； Ｔａｋｅｄａ， Ｓ．ら． （１９８５） Ｎａｔｕｒｅ ３１４：４５２，４５４を参照）。別法では、当分野で周知の方法を用いて、一本鎖抗体の産生のための記載された技術を適用して、ＡＴＲＳ特異的一本鎖抗体を生成する。関連特異性を有するがイディオタイプ組成が異なるような抗体を、ランダムな組合せの免疫グロブリンライブラリからチェーンシャッフリングによって産生することもできる（Ｂｕｒｔｏｎ Ｄ．Ｒ． （１９９１） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ８８：１０１３４−１０１３７等を参照）。
【０１５６】
抗体の産生は、リンパ球集団におけるｉｎ ｖｉｖｏ産生の誘導によって、或いは免疫グロブリンライブラリのスクリーニングまたは文献に開示されているような高特異結合試薬のパネルのスクリーニングによっても行い得る（Ｏｒｌａｎｄｉ， Ｒ． ら （１９８９） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ８６： ３８３３−３８３７、Ｗｉｎｔｅｒ， Ｇ． ら （１９９１） Ｎａｔｕｒｅ ３４９：２９３−２９９等を参照）。
【０１５７】
ＡＴＲＳに対する特異的な結合部位を含む抗体も得ることができる。例えば、限定するものではないが、このような断片には、抗体分子のペプシン消化によって作製されるＦ（ａｂ’）_２ 断片と、Ｆ（ａｂ’）_２ 断片のジスルフィド架橋を還元することによって作製されるＦａｂ断片とがある。或いは、Ｆａｂ発現ライブラリを作製することによって、モノクローナルＦａｂ断片を所望の特異性と迅速且つ容易に同定することが可能となる（Ｈｕｓｅ， Ｗ．Ｄ． ら （１９８９） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５６：１２７５−１２８１等を参照）。
【０１５８】
種々のイムノアッセイを用いてスクリーニングし、所望の特異性を有する抗体を同定することができる。隔離された特異性を有するポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体の何れかを用いる競合的な結合、または免疫放射線活性のための数々のプロトコルが、当分野では周知である。 通常このようなイムノアッセイには、ＡＴＲＳとその特異性抗体との間の複合体形成の計測が含まれる。二つの非干渉性ＡＴＲＳエピトープに対して反応性のモノクローナル抗体を用いる、２部位モノクローナルベースのイムノアッセイが一般に利用されるが、競合的結合アッセイも利用することができる（Ｐｏｕｎｄ、前出）。
【０１５９】
ラジオイムノアッセイ技術と共にＳｃａｔｃｈａｒｄ分析などの様々な方法を用いて、ＡＴＲＳに対する抗体の親和性を評価する。親和性を結合定数Ｋａで表すが、このＫａは、平衡状態の下でＡＴＲＳ抗体複合体のモル濃度を遊離抗体と遊離抗原のモル濃度で除して得られる値である。多数のＡＴＲＳエピトープに対して親和性が不均一なポリクローナル抗体試薬のＫａは、ＡＴＲＳに対する抗体の平均親和性または結合活性を表す。特定のＡＴＲＳエピトープに単一特異的なモノクローナル抗体試薬のＫａは、親和性の真の測定値を表す。Ｋａ値が１０^９〜１０^１２ｌｉｔｅｒ／ｍｏｌの高親和性抗体試薬は、ＡＴＲＳ抗体複合体が激しい操作に耐えなければならないイムノアッセイに用いるのが好ましい。Ｋａ値が１０^６〜１０^７ｌｉｔｅｒ／ｍｏｌの低親和性抗体試薬は、ＡＴＲＳが抗体から最終的に活性化状態で解離する必要がある免疫精製（ｉｍｍｕｎｏｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）及び類似の処理に用いるのが好ましい（Ｃａｔｔｙ， Ｄ． （１９８８） Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ， Ｖｏｌｕｍｅ Ｉ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ． ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ， Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ， ＤＣ； Ｌｉｄｄｅｌｌ， Ｊ． Ｅ． 及び Ｃｒｙｅｒ， Ａ． （１９９１） Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｍｏｎｏｃｌｏｎａｌ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹ）。
【０１６０】
ポリクローナル抗体試薬の抗体価及び結合活性を更に評価して、或る下流の適用例に対するこのような試薬の品質及び適性を決定することができる。例えば、少なくとも１〜２ｍｇ／ｍｌの特異的な抗体、好ましくは５〜１０ｍｇ／ｍｌの特異的な抗体を含むポリクローナル抗体試薬は一般に、ＡＴＲＳ抗体複合体を沈殿させなければならない処理に用いられる。抗体の特異性、抗体価、結合活性、様々な適用例における抗体の品質や使用に対する指針については、一般に入手可能である。（前出のＣａｔｔｙの文献、同Ｃｏｌｉｇａｎ らの文献等を参照）。
【０１６１】
本発明の別の実施例では、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド、またはその任意の断片や相補配列が、治療目的で使用することができる。ある実施態様では、ＡＴＲＳをコードする遺伝子のコーディング領域や調節領域に相補的な配列やアンチセンス分子（ＤＮＡ及びＲＮＡ、修飾ヌクレオチド）を設計して遺伝子発現を変更することができる。このような技術は当分野では周知であり、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは大きな断片が、ＡＴＲＳをコードする配列の制御領域から、またはコード領域に沿ったさまざまな位置から設計可能である。（Ａｇｒａｗａｌ， Ｓ． 他， ｅｄ． （１９９６） Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ， Ｈｕｍａｎａ Ｐｒｅｓｓ Ｉｎｃ．， Ｔｏｔａｗａ ＮＪを参照）。
【０１６２】
治療に用いる場合、アンチセンス配列を好適な標的細胞に導入するのに好適な任意の遺伝子送達系を用いることができる。アンチセンス配列は、転写時に標的タンパク質をコードする細胞配列の少なくとも一部に相補的な配列を発現する発現プラスミドの形で細胞内に送達することが可能である（Ｓｌａｔｅｒ， Ｊ．Ｅ． ら （１９９８） Ｊ． Ａｌｌｅｒｇｙ Ｃｌｉｎ． Ｉｍｍｕｎｏｌ． １０２（３）：４６９−４７５ 及び Ｓｃａｎｌｏｎ， Ｋ．Ｊ． ら （１９９５）９（１３）：１２８８−１２９６．等を参照）。アンチセンス配列はまた、例えばレトロウイルスやアデノ関連ウイルスベクター等のウイルスベクターを用いて細胞内に導入することもできる（Ｍｉｌｌｅｒ， Ａ．Ｄ． （１９９０） Ｂｌｏｏｄ ７６：２７１、前出のＡｕｓｕｂｅｌ、Ｕｃｋｅｒｔ， Ｗ． ａｎｄ Ｗ． Ｗａｌｔｈｅｒ （１９９４） Ｐｈａｒｍａｃｏｌ． Ｔｈｅｒ． ６３（３）：３２３−３４７等を参照）。その他の遺伝送達機構には、リポソーム系、人工的なウイルスエンベロープ及び当分野で公知のその他の系が含まれる（Ｒｏｓｓｉ， Ｊ．Ｊ． （１９９５） Ｂｒ． Ｍｅｄ． Ｂｕｌｌ． ５１（１）：２１７−２２５； Ｂｏａｄｏ、Ｒ．Ｊ．ら （１９９８） Ｊ． Ｐｈａｒｍ． Ｓｃｉ． ８７（１１）：１３０８−１３１５、Ｍｏｒｒｉｓ， Ｍ．Ｃ． ら （１９９７） Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ． ２５（１４）：２７３０−２７３６． 等を参照）。
【０１６３】
本発明の別の実施例では、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを、体細胞若しくは生殖細胞の遺伝子治療に用いることが可能である。遺伝子治療を行うことにより、（ｉ）遺伝子欠損症（例えばＸ染色体鎖遺伝（Ｃａｖａｚｚａｎａ−Ｃａｌｖｏ， Ｍ．他 （２０００） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８８：６６９−６７２）により特徴付けられる重度の複合型免疫欠損（ＳＣＩＤ）−Ｘ１の場合）、先天性アデノシンデアミナーゼ（ＡＤＡ）欠損症に関連する重度の複合型免疫欠損（Ｂｌａｅｓｅ， Ｒ．Ｍ． 他 （１９９５） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７０：４７５−４８０、Ｂｏｒｄｉｇｎｏｎ， Ｃ．他 （１９９５） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７０：４７０−４７５）、嚢胞性繊維症（Ｚａｂｎｅｒ， Ｊ．他 （１９９３） Ｃｅｌｌ ７５：２０７−２１６： Ｃｒｙｓｔａｌ、Ｒ．Ｇ．他 （１９９５） Ｈｕｍ． Ｇｅｎｅ　Ｔｈｅｒａｐｙ ６：６４３−６６６、Ｃｒｙｓｔａｌ， Ｒ．Ｇ．他． （１９９５） Ｈｕｍ． Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ ６：６６７−７０３）、サラセミア（ｔｈａｌａｓｓａｍｉａ）、家族性高コレステロール血症、第ＶＩＩＩ因子若しくは第ＩＸ因子欠損に起因する血友病（Ｃｒｙｓｔａｌ， ３５　Ｒ．Ｇ． （１９９５） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７０：４０４−４１０、Ｖｅｒｍａ， Ｉ．Ｍ． ａｎｄ Ｓｏｍｉａ． Ｎ． （１９９７） Ｎａｔｕｒｅ ３８９：２３９−２４２）を治療し、（ｉｉ）条件的致死性遺伝子産物を発現させ（例えば制御不能な細胞増殖に起因する癌の場合）、（ｉｉｉ）細胞内の寄生生物（例えばヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）（Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ， Ｄ． （１９８８） Ｎａｔｕｒｅ ３３５：３９５−３９６、Ｐｏｅｓｃｂｌａ， Ｅ．他 （１９９６） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ． ９３：１１３９５−１１３９９）、Ｂ型若しくはＣ型肝炎ウイルス（ＨＢＶ、ＨＣＶ）、Ｃａｎｄｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ及びＰａｒａｃｏｃｃｉｄｉｏｉｄｅｓ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ等の真菌寄生菌、並びにＰｌａｓｍｏｄｉｕｍ ｆａｌｃｉｐａｒｕｍ及びＴｒｙｐａｎｏｓｏｍａ ｃｒｕｚｉ等の原生動物寄生体に対する防御機能を有するタンパク質を発現させることができる。ＡＴＲＳの発現若しくは調節に必要な遺伝子の欠損が疾患を引き起こす場合、導入した細胞の好適な集団からＡＴＲＳを発現させて、遺伝子欠損によって起こる症状の発現を緩和することが可能である。
【０１６４】
本発明の更なる実施例では、ＡＴＲＳの欠損による疾患や異常症は、ＡＴＲＳをコードする哺乳動物発現ベクターを作製して、これらのベクターを機械的手段によってＡＴＲＳ欠損細胞に導入することによって治療する。ｉｎ ｖｉｖｏ或いはｅｘ ｖｉｔｒｏの細胞に用いる機械的導入技術には、（ｉ）個々の細胞内への直接的なＤＮＡ微量注射法、（ｉｉ）弾道的金粒子の打ち込み（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｇｏｌｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｌｉｖｅｒｙ）、（ｉｉｉ）リポソーム仲介形質移入、（ｉｖ）受容体仲介遺伝子導入、及び（ｖ）ＤＮＡトランスポソンの使用（Ｍｏｒｇａｎ， Ｒ．Ａ． 及び Ｗ．Ｆ． Ａｎｄｅｒｓｏｎ （１９９３） Ａｎｎｕ． Ｒｅｖ． Ｂｉｏｃｈｅｍ． ６２：１９１−２１７、Ｉｖｉｃｓ， Ｚ． （１９９７） Ｃｅｌｌ ９１：５０１−５１０； Ｂｏｕｌａｙ， Ｊ−Ｌ． 及び Ｈ． Ｒｅｃｉｐｏｎ （１９９８） Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． ９：４４５−４５０）がある。
【０１６５】
ＡＴＲＳの発現に影響を及ぼし得る発現ベクターには、限定するものではないが、ＰＣＤＮＡ ３．１、ＥＰＩＴＡＧ、ＰＲＣＣＭＶ２、ＰＲＥＰ、ＰＶＡＸベクター（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ， Ｃａｒｌｓｂａｄ ＣＡ）、ＰＣＭＶ−ＳＣＲＩＰＴ、ＰＣＭＶ−ＴＡＧ、ＰＥＧＳＨ／ＰＥＲＶ （Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ， Ｌａ Ｊｏｌｌａ ＣＡ）、ＰＴＥＴ−ＯＦＦ、ＰＴＥＴ−ＯＮ、ＰＴＲＥ２、ＰＴＲＥ２−ＬＵＣ、ＰＴＫ−ＨＹＧ （Ｃｌｏｎｔｅｃｈ， Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡ）が含まれる。ＡＴＲＳを発現させるために、（ｉ）恒常的に活性なプロモーター（例えば、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）、ラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）、ＳＶ４０ウイルス、チミジンキナーゼ（ＴＫ）、若しくはβ−アクチン遺伝子等）、（ｉｉ）誘導性プロモーター（例えば、市販されているＴ−ＲＥＸプラスミド（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）に含まれている、テトラサイクリン調節性プロモーター（Ｇｏｓｓｅｎ， Ｍ． 及び Ｈ． Ｂｕｊａｒｄ （１９９２） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． Ｕ．Ｓ．Ａ． ８９：５５４７−５５５１； Ｇｏｓｓｅｎ， Ｍ． 他 （１９９５） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６８：１７６６−１７６９； Ｒｏｓｓｉ， Ｆ．Ｍ．Ｖ． 及び Ｈ．Ｍ． Ｂｌａｕ （１９９８） Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． ９：４５１−４５６））、エクジソン誘導性プロモーター（市販されているプラスミドＰＶＧＲＸＲ及びＰＩＮＤに含まれている：Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、ＦＫ５０６／ラパマイシン誘導性プロモーター、またはＲＵ４８６／ミフェプリストーン誘導性プロモーター（Ｒｏｓｓｉ， Ｆ．Ｍ．Ｖ． 及び Ｈ．Ｍ． Ｂｌａｕ， 前出）、または（ｉｉｉ）正常な個体に由来するＡＴＲＳをコードする内在性遺伝子の天然のプロモーター若しくは組織特異的プロモーターを用いることが可能である。
【０１６６】
市販のリポソーム形質転換キット（例えばＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社のＰｅｒＦｅｃｔ Ｌｉｐｉｄ Ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ Ｋｉｔ）を用いれば、当業者は経験にそれほど頼らないでもポリヌクレオチドを培養中の標的細胞に導入することが可能になる。別法では、リン酸カルシウム法（Ｇｒａｈａｍ． Ｆ．Ｌ． ａｎｄ Ａ．Ｊ． Ｅｂ （１９７３） Ｖｉｒｏｌｏｇｙ ５２：４５６−４６７）若しくは電気穿孔法（Ｎｅｕｍａｎｎ， Ｂ． ら （１９８２） ＥＭＢＯ Ｊ． １：８４１−８４５）を用いて形質転換を行う。初代細胞にＤＮＡを導入するためには、標準化された哺乳動物の形質移入プロトコルの修飾が必要である。
【０１６７】
本発明の別の実施例では、ＡＴＲＳの発現に関連する遺伝子欠損によって起こる疾患や異常症は、（ｉ）レトロウイルス末端反復配列（ＬＴＲ）プロモーター若しくは独立したプロモーターのコントロール下でＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドと、（ｉｉ）好適なＲＮＡパッケージングシグナルと、（ｉｉｉ）追加のレトロウイルス・シス作用性ＲＮＡ配列及び効率的なベクターの増殖に必要なコーディング配列を伴うＲｅｖ応答性エレメント（ＲＲＥ）とからなるレトロウイルスベクターを作製して治療することができる。レトロウイルスベクター（例えばＰＦＢ及びＰＦＢＮＥＯ）はＳｔｒａｔａｇｅｎｅ社から市販されており、刊行データ（Ｒｉｖｉｅｒｅ， Ｉ． ら． （１９９５） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． Ｕ．Ｓ．Ａ． ９２：６７３３−６７３７）に基づいている。 上記データを引用することをもって本明細書の一部とする。ベクターは、好適なベクター産生細胞系（ＶＰＣＬ）において増殖され、ＶＰＣＬは、標的細胞上の受容体に対する向性を有するエンベロープ遺伝子またはＶＳＶｇ等の乱交雑エンベロープタンパク質を発現する（Ａｒｍｅｎｔａｎｏ， Ｄ． ら （１９８７） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ６１：１６４７−１６５０、Ｂｅｎｄｅｒ， Ｍ．Ａ． ら （１９８７） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ６１：１６３９−１６４６、Ａｄａｍ， Ｍ．Ａ． 及び Ａ．Ｄ． Ｍｉｌｌｅｒ （１９８８） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ６２：３８０２−３８０６、Ｄｕｌｌ， Ｔ． ら （１９９８） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ７２：８４６３−８４７１、Ｚｕｆｆｅｒｅｙ， Ｒ． ら （１９９８） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ７２：９８７３−９８８０）。Ｒｉｇｇに付与された米国特許第５，９１０，４３４号（”Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｒｅｔｒｏｖｉｒｕｓ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｃｅｌｌ ｌｉｎｅｓ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｈｉｇｈ ｔｒａｎｓｄｕｃｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｒｅｔｒｏｖｉｒａｌ ｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔ”）は、レトロウイルスパッケージング細胞系を得るための方法について開示しており、これを引用することをもって本明細書の一部とする。レトロウイルスベクターの増殖、細胞集団（例えばＣＤ４^＋ Ｔ細胞）の形質導入、及び形質導入した細胞の患者への戻しは、遺伝子治療の分野では当業者に公知の方法であり、多数の文献に記載されている（Ｒａｎｇａ， Ｕ． ら （１９９７） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ７１：７０２０−７０２９、Ｂａｕｅｒ， Ｇ． ら （１９９７） Ｂｌｏｏｄ ８９：２２５９−２２６７、Ｂｏｎｙｈａｄｉ， Ｍ．Ｌ． （１９９７） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ７１：４７０７−４７１６、Ｒａｎｇａ， Ｕ． ら （１９９８） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． Ｕ．Ｓ．Ａ． ９５：１２０１−１２０６、Ｓｕ， Ｌ． （１９９７） Ｂｌｏｏｄ ８９：２２８３−２２９０）。
【０１６８】
別法では、アデノウイルス系遺伝子治療の送達系を用いて、ＡＴＲＳの発現に関連する１つ或いは複数の遺伝子異常を有する細胞にＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを送達する。アデノウイルス系ベクターの作製及びパッケージングについては、当業者に公知である。 複製欠損型アデノウイルスベクターは、免疫調節タンパク質をコードする遺伝子を膵臓の無損傷の膵島内に導入するために可変性であることが証明された（Ｃｓｅｔｅ， Ｍ．Ｅ． ら （１９９５） Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ２７：２６３−２６８）。使用できる可能性のあるアデノウイルスベクターは、Ａｒｍｅｎｔａｎｏに付与された米国特許第５，７０７，６１８号（”Ａｄｅｎｏｖｉｒｕｓ ｖｅｃｔｏｒｓ ｆｏｒ ｇｅｎｅ ｔｈｅｒａｐｙ”）に記載されており、引用することをもって本明細書の一部とする。アデノウイルスベクターについては、Ａｎｔｉｎｏｚｚｉ， Ｐ．Ａ． ら （１９９９） Ａｎｎｕ． Ｒｅｖ． Ｎｕｔｒ． １９：５１１−５４４、　Ｖｅｒｍａ， Ｉ．Ｍ． 及び Ｎ． Ｓｏｍｉａ （１９９７） Ｎａｔｕｒｅ １８：３８９：２３９−２４２も参照されたい。 両文献は、引用することをもって本明細書の一部とする。
【０１６９】
別法では、ヘルペス系遺伝子治療の送達系を用いて、ＡＴＲＳの発現に関連する１つ或いは複数の遺伝子異常を有する標的細胞にＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを送達する。単純疱疹ウイルス（ＨＳＶ）系のベクターは、ＨＳＶ親和性の中枢神経細胞にＡＴＲＳを導入する際に特に重要である。ヘルペス系ベクターの作製及びパッケージングは、当業者に公知である。 複製適格性単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ）Ｉ型系のベクターは、レポーター遺伝子を霊長類の眼に送達するために用いられてきた（Ｌｉｕ， Ｘ． ら （１９９９） Ｅｘｐ．Ｅｙｅ Ｒｅｓ．１６９：３８５３９５を参照）。ＨＳＶ−１ウイルスベクターの作製についても、ＤｅＬｕｃａに付与された米国特許第５，８０４，４１３号（”Ｈｅｒｐｅｓ ｓｉｍｐｌｅｘ ｖｉｒｕｓ ｓｗａｉｎｓ ｆｏｒ ｇｅｎｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ”）に開示されており、該特許の引用をもって本明細書の一部とする。 米国特許第５，８０４，４１３号には、ヒト遺伝子治療を含む目的のために好適なプロモーターの制御下において細胞に導入される少なくとも１つの外在性遺伝子を有するゲノムを含む組換えＨＳＶ ｄ９２についての記載がある。上記特許はまた、ＩＣＰ４、ＩＣＰ２７及びＩＣＰ２２のために除去される組換えＨＳＶ系統の作製及び使用について開示している。ＨＳＶベクターについては、Ｇｏｉｎｓ， Ｗ．Ｆ． ら （１９９９） Ｊ． Ｖｉｒｏｌ． ７３：５１９−５３２、 Ｘｕ， Ｈ． ら （１９９４） Ｄｅｖ． Ｂｉｏｌ． １６３：１５２−１６１も参照されたい。 両文献は、引用をもって本明細書の一部とする。クローン化ヘルペスウイルス配列の操作、巨大ヘルペスウイルスのゲノムの異なった部分を含む多数のプラスミドを形質移入した後の組換えウイルスの継代、ヘルペスウイルスの成長及び増殖、並びにヘルペスウイルスの細胞への感染は、当業者に公知の技術である。
【０１７０】
別法では、αウイルス（正の一本鎖ＲＮＡウイルス）ベクターを用いてＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを標的細胞に送達する。プロトタイプのαウイルスであるセムリキ森林熱ウイルス（Ｓｅｍｌｉｋｉ Ｆｏｒｅｓｔ Ｖｉｒｕｓ， ＳＦＶ）の生物学的研究が広範に行われており、遺伝子導入ベクターがＳＦＶゲノムに基づいていることが分かった（Ｇａｒｏｆｆ， Ｈ． 及び Ｋ．−Ｊ． Ｌｉ （１９９８） Ｃｕｎ． Ｏｐｉｎ． Ｂｉｏｔｅｃｈ． ９：４６４−４６９）。αウイルスＲＮＡの複製中に、通常はウイルスカプシドタンパク質をコードするサブゲノムＲＮＡが作り出される。このサブゲノムＲＮＡは、完全長のゲノムＲＮＡより高いレベルに複製されるため、酵素活性（例えばプロテアーゼ及びポリメラーゼ）を有するウイルスタンパク質に比べてキャプシッドタンパク質が過剰産生される。同様に、ＡＴＲＳをコードする配列をαウイルスゲノムのカプシドをコードする領域に導入することによって、ベクター導入細胞において多数のＡＴＲＳをコードするＲＮＡが産生され、高いレベルでＡＴＲＳが合成される。通常はαウイルスの感染が数日以内での細胞溶解に関係する一方で、シンドビスウイルス（ＳＩＮ）の変異体を有するハムスター正常腎臓細胞（ＢＨＫ−２１）の持続的な感染を確立する能力は、αウイルスの溶解複製を遺伝子治療に適用できるように好適に変更可能であることを示唆している（Ｄｒｙｇａ， Ｓ．Ａ． ら （１９９７） Ｖｉｒｏｌｏｇｙ ２２８：７４−８３を参照）。様々な宿主にαウイルスを導入できることから、様々なタイプの細胞にＡＴＲＳを導入することできる。或る集団におけるサブセットの細胞の特定形質導入は、形質導入前に細胞の選別を必要とし得る。αウイルスの感染性ｃＤＮＡクローンの処置方法、αウイルスのｃＤＮＡ及びＲＮＡの形質移入方法及びαウイルスの感染方法は、当業者に公知である。
【０１７１】
転写開始部位由来のオリゴヌクレオチドを用いて遺伝子発現を阻害することも可能である。 転写開始部位とは例えば開始部位から数えて約−１０と約＋１０の間である。同様に、三重らせん塩基対の形成方法を用いて阻害が可能となる。三重らせん塩基対形成は、ポリメラーゼ、転写因子または調節分子の結合のために十分に開くような二重らせんの能力を阻害するので、三重らせん塩基対形成は有用である。三重らせんＤＮＡを用いる最近の治療の進歩については文献に記載がある（Ｇｅｅ， Ｊ．Ｅ． ら （１９９４） ｉｎ： Ｈｕｂｅｒ， Ｂ．Ｅ．ａｎｄ Ｂ．Ｉ． Ｃａｒｒ， Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ａｎｄ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃ Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ， Ｆｕｔｕｒａ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．， Ｍｔ． Ｋｉｓｃｏ， ＮＹ， １６３−１７７ページ等を参照）。相補配列またはアンチセンス分子もまた、転写物がリボソームに結合するのを阻止することによってｍＲＮＡの翻訳を阻止するべく設計することができる。
【０１７２】
リボザイムは酵素性ＲＮＡ分子であり、ＲＮＡの特異的切断を触媒するためにリボザイムを用いることもできる。リボザイム作用のメカニズムは、ヌクレオチド鎖切断に先立つ相補的標的ＲＮＡへのリボザイム分子の配列特異性ハイブリダイゼーションに関与している。例えば、ＡＴＲＳをコードする配列のヌクレオチド鎖切断を、特異的且つ効果的に触媒する組換え型のハンマーヘッド型リボザイム分子が含まれる。
【０１７３】
任意の潜在的ＲＮＡ標的内の特異的リボザイム切断部位は、ＧＵＡ、ＧＵＵ、ＧＵＣ配列を含めたリボザイム切断部位に対する標的分子をスキャンすることによって先ず同定される。一度同定されると、オリゴヌクレオチドを機能不全にするような２次構造の特徴に対して切断部位を含む標的遺伝子の領域に対応する１５〜２０リボヌクレオチドの短いＲＮＡ配列を、評価することが可能になる。候補標的の適合性の評価も、リボヌクレアーゼ保護アッセイを用いて相補的オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーションの実施容易性をテストすることによって行うことができる。
【０１７４】
本発明の相補リボ核酸分子及びリボザイムは、核酸分子合成のために当分野でよく知られている任意の方法を用いて作製し得る。任意の方法には、固相ホスホラミダイト化合物等のオリゴヌクレオチドを化学的に合成する方法がある。或いは、ＡＴＲＳをコードするＤＮＡ配列のｉｎ ｖｉｔｒｏ及びｉｎ ｖｉｖｏ転写によってＲＮＡ分子を産出し得る。このようなＤＮＡ配列は、Ｔ７やＳＰ６等の好適なＲＮＡポリメラーゼプロモーターを用いて多様なベクター内に組み入れることが可能である。或いは、相補的ＲＮＡを構成的或いは誘導的に合成するようなこれらｃＤＮＡ産物を、細胞系、細胞または組織内に導入することができる。
【０１７５】
細胞内の安定性を高め、半減期を長くするためにＲＮＡ分子を修飾することができる。限定するものではないが可能な修飾には、分子の５’末端、３’末端、あるいはその両方においてフランキング配列を追加したり、分子の主鎖内においてホスホジエステラーゼ結合ではなくホスホロチオネートまたは２’ Ｏメチルを使用したりすることが含まれる。この概念は、ＰＮＡの産出に固有のものであり、これら全ての分子に拡大することができる。 それには、内在性エンドヌクレアーゼによって容易には認識されないアデニン、シチジン、グアニン、チミン、及びウリジンにアセチル−、メチル−、チオ−及び同様の修飾をしたものに加えて、非従来型塩基、例えばイノシン、クエオシン（ｑｕｅｏｓｉｎｅ）、ワイブトシン（ｗｙｂｕｔｏｓｉｎｅ）等を包含することによる。
【０１７６】
本発明の更なる実施例は、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの発現の変化に有効な化合物をスクリーニングする方法を含む。限定するものではないが特異ポリヌクレオチドの変異発現に有効な化合物には、オリゴヌクレオチド、アンチセンスオリゴヌクレオチド、三重らせん形成オリゴヌクレオチド、転写因子その他のポリペプチド転写制御因子、及び特異ポリヌクレオチド配列と相互作用し得る非高分子化学的実体がある。有効な化合物は、ポリヌクレオチド発現のインヒビターまたはエンハンサーのいずれかとして作用することによりポリヌクレオチド発現を変異し得る。従って、ＡＴＲＳの発現または活性の増加に関連する疾患の治療においては、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの発現を特異的に阻害する化合物が治療上有用であり、ＡＴＲＳの発現または活性の低下に関連する疾患の治療においては、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの発現を特異的に促進する化合物が治療上有用であり得る。
【０１７７】
特異ポリヌクレオチドの変異発現における有効性に対して、少なくとも１個から複数個の試験化合物をスクリーニングし得る。試験化合物は、当分野で通常知られている任意の方法により得られる。 このような方法には、ポリヌクレオチドの発現を変異させる場合と、既存の、市販のまたは専売の、天然または非天然の化合物ライブラリから選択する場合と、標的ポリヌクレオチドの化学的及び／または構造的特性に基づく化合物を合理的にデザインする場合と、組合せ的にまたは無作為に生成した化合物のライブラリから選択する場合に有効であることが知られているような化合物の化学修飾がある。ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを含むサンプルは、少なくとも１つの試験化合物に曝露して得る。サンプルには例えば、無傷細胞、透過化処理した細胞、無細胞再構成系または再構成生化学系があり得る。ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの発現における変化は、当分野で通常知られている任意の方法でアッセイする。通常、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの配列に相補的なヌクレオチド配列を有するプローブを用いたハイブリダイゼーションにより、特異ヌクレオチドの発現を検出する。ハイブリダイゼーション量を定量し、それによって１若しくは複数の試験化合物に曝露される及び曝露されないポリヌクレオチドの発現の比較に対する基礎を形成し得る。試験化合物に曝露されるポリヌクレオチドの発現における変化の検出は、ポリヌクレオチドの発現を変異する際に試験化合物が有効であることを示している。特異ポリヌクレオチドの変異発現に有効な化合物に対して、例えばＳｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｐｏｍｂｅ遺伝子発現系（Ａｔｋｉｎｓ， Ｄ． ら （１９９９） 米国特許第５，９３２，４３５号、Ａｒｎｄｔ， Ｇ．Ｍ． ら （２０００） Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ． ２８：Ｅ１５）またはＨｅＬａ細胞等のヒト細胞系（Ｃｌａｒｋｅ， Ｍ．Ｌ． ら （２０００） Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｂｉｏｐｈｙｓ． Ｒｅｓ． Ｃｏｍｍｕｎ． ２６８：８−１３）を用いてスクリーニングを実行する。本発明の特定の実施例は、特異的ポリヌクレオチド配列に対するアンチセンス活性のためのオリゴヌクレオチド（デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、ペプチド核酸、修飾オリゴヌクレオチド）の組み合わせライブラリをスクリーニングすることに関与している（Ｂｒｕｉｃｅ， Ｔ．Ｗ． ら （１９９７） 米国特許第５，６８６，２４２号、Ｂｒｕｉｃｅ， Ｔ．Ｗ． ら（２０００） 米国特許第６，０２２，６９１号）。
【０１７８】
ベクターを細胞または組織に導入する多数の方法が利用可能であり、ｉｎ ｖｉｖｏ、ｉｎ ｖｉｔｒｏ及びｅｘ ｖｉｖｏの使用に対して同程度に適している。ｅｘ ｖｉｖｏ治療の場合、ベクターを患者から採取した幹細胞内に導入し、クローニング増殖して同一患者に自家移植で戻すことができる。トランスフェクション、リボソーム注入またはポリカチオンアミノポリマーによる送達は、当分野でよく知られている方法を用いて実行することができる（Ｇｏｌｄｍａｎ， Ｃ．Ｋ． ら （１９９７） Ｎａｔ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． １５：４６２−４６６等を参照）。
【０１７９】
上記の治療方法はいずれも、例えば、ヒト、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ウサギ、サル等の哺乳動物を含めて治療が必要な全ての対象に適用できる。
【０１８０】
本発明の追加実施例は、通常薬剤として許容できる賦形剤で処方される活性成分を有する成分の投与に関連する。賦形剤には例えば、セルロース、ゴム及びタンパク質がある。様々な処方が通常知られており、詳細はＲｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｍａａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ， Ｅａｓｔｏｎ ＰＡ）の最新版に記載されている。このような組成物は、ＡＴＲＳ、ＡＴＲＳの抗体、擬態、アゴニスト、アンタゴニスト、またはＡＴＲＳのインヒビターなどからなる。
【０１８１】
本発明に用いられる成分は、任意の数の経路によって投与することができ、限定するものではないが経路には、経口、静脈内、筋肉内、動脈内、骨髄内、クモ膜下腔内、心室内、肺、経皮、皮下、腹腔内、鼻腔内、腸内、局所、舌下または直腸がある。
【０１８２】
肺から投与する成分は、液状または乾燥粉末状で調製し得る。このような医薬品成分は通常、患者が吸入する直前にエアロゾル化する。小分子（例えば伝統的な低分子重量有機薬）の場合には、速効製剤のエアロゾル輸送は当分野で公知である。 高分子（例えばより大きなペプチド及びタンパク質）の場合には、当該分野において肺の肺胞領域を介しての肺輸送が最近向上したことにより、インスリン等の薬剤を実質的に血液循環へ輸送することを可能にした（Ｐａｔｔｏｎ， Ｊ．Ｓ． ら， 米国特許第５，９９７，８４８号等を参照）。肺送達は、針注射なしに投与する点で優れており、潜在的に有毒な浸透エンハンサーの必要性をなくす。
【０１８３】
本発明での使用に適した成分には、所定の目的を達成するために必要なだけの量の活性成分を含有する成分が含まれる。有効投与量の決定は、当業者の能力の範囲内で行う。
【０１８４】
ＡＴＲＳまたはその断片を含む高分子を直接細胞内に輸送するべく、特殊な形態に組成物が調製されるのが好ましい。例えば、細胞不透過性高分子を含むリポソーム製剤は、細胞融合及び高分子の細胞内輸送を促進し得る。別法では、ＡＴＲＳまたはその断片をＨＩＶ Ｔａｔ−１タンパク質の陽イオンＮ末端部に結合することもできる。このようにして生成された融合タンパク質は、マウスモデル系の脳を含む全ての組織の細胞に形質導入することがわかっている（Ｓｃｈｗａｒｚｅ， Ｓ．Ｒ． ら （１９９９） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８５：１５６９−１５７２参照）。
【０１８５】
任意の化合物に対して、細胞培養アッセイ、例えば新生物性細胞の細胞培養アッセイにおいて、或いは、動物モデル、例えばマウス、ウサギ、イヌまたはブタ等において、先ず治療の有効投与量を推定することができる。動物モデルはまた、好適な濃度範囲及び投与経路を決定するためにも用い得る。このような情報を用いて、次にヒトに対する有益な投与量及び投与経路を決定することができる。
【０１８６】
医学的に効果的な薬用量は、症状や容態を回復させる、たとえばＡＴＲＳまたはその断片、ＡＴＲＳの抗体、ＡＴＲＳのアゴニストまたはアンタゴニスト、インヒビターなどの活性処方成分の量に関連する。薬用有効度及び毒性は、細胞培養または動物実験における標準的な薬剤手法によって、例えばＥＤ_５０（集団の５０％の医薬的有効量）またはＬＤ_５０（集団の５０％の致死量）を測定するなどして決定することができる。毒性効果の治療効果に対する投与量の比は、治療指数であり、ＬＤ_５０／ＥＤ_５０比として表すことができる。高い治療指数を示すような成分が望ましい。細胞培養アッセイ及び動物実験から得られたデータは、ヒトに用いるための投与量の範囲を調剤するのに用いられる。このような組成物が含まれる投与量は、毒性を殆ど或いは全く含まず、ＥＤ_５０を含むような血中濃度の範囲にあることが好ましい。用いられる投与形態、患者の感受性及び投与の経路によって、投与量はこの範囲内で様々に変わる。
【０１８７】
正確な投与量は、治療が必要な被験者に関する要素を考慮して、現場の医者が決定することになる。効果的なレベルの活性成分を与え、或いは所望の効果を維持するべく、投与量及び投与を調節する。被験者に関する要素としては、疾患の重症度、患者の通常の健康状態、患者の年齢、体重及び性別、投与の時間及び頻度、薬剤の配合、反応感受性及び治療に対する応答等を考慮する。作用期間が長い成分は、特定の製剤の半減期及びクリアランス率によって３〜４日毎に１度、１週間に１度、或いは２週間に１度の間隔で投与し得る。
【０１８８】
通常の投与量は、投与の経路にもよるが約０．１〜１００，０００μｇであり、合計で約１ｇまでとする。特定の投与量及び輸送方法に関するガイダンスは文献に記載されており、現場の医者は通常それを利用することができる。 当業者は、タンパク質またはインヒビターに対する処方とは異なる、ヌクレオチドに対する処方を利用することになる。同様に、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの送達は、特定の細胞、状態、位置等に特異的なものとなる。
【０１８９】
（診断）
別の実施例では、ＡＴＲＳに特異的に結合する抗体が、ＡＴＲＳの発現によって特徴付けられる疾患の診断、またはＡＴＲＳやＡＴＲＳのアゴニストまたはアンタゴニスト、インヒビターで治療を受けている患者をモニターするためのアッセイに用いられる。診断目的に有用な抗体は、上記の治療の箇所で記載した方法と同じ方法で調合される。ＡＴＲＳの診断アッセイには、抗体及び標識を用いてヒトの体液或いは細胞や組織から採取されたものからＡＴＲＳを検出する方法が含まれる。抗体は、修飾して或いは修飾しないで使用し、レポーター分子の共有結合性或いは非共有結合性の接着によって標識化し得る。多様なレポーター分子が本技術分野で知られており、それらを用いることができる。幾つかのレポーター分子については上記した。
【０１９０】
ＡＴＲＳを測定するためのＥＬＩＳＡ，ＲＩＡ，及びＦＡＣＳを含む種々のプロトコルは、当分野では周知であり、変わった或いは異常なレベルのＡＴＲＳの発現を診断する元となるものを提供する。正常或いは標準的なＡＴＲＳの発現の値は、複合体の形成に適した条件下で、正常な哺乳動物、例えばヒトなどの被験者から採取した体液または細胞とＡＴＲＳに対する抗体とを結合させることによって決定する。標準複合体形成量は、種々の方法、例えば測光法で定量できる。被験者のＡＴＲＳの発現の量、制御及び疾患、生検組織からのサンプルが基準値と比較される。標準値と対象との偏差が疾患を診断するパラメータとなる。
【０１９１】
本発明の別の実施例によれば、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドを診断のために用いることもできる。用いられることができるポリヌクレオチドには、オリゴヌクレオチド配列、相補的ＲＮＡ及びＤＮＡ分子、そしてＰＮＡが含まれる。このポリヌクレオチドを用いて、疾患と相関し得るＡＴＲＳを発現する生検組織における遺伝子の発現を検出し定量する。この診断アッセイを用いて、ＡＴＲＳの存在の有無、更に過剰な発現を調べ、治療中のＡＴＲＳ値の調節を監視する。
【０１９２】
一実施形態では、ＡＴＲＳまたは近縁の分子をコードする遺伝子配列を含むポリヌクレオチド配列を検出可能なＰＣＲプローブを用いたハイブリダイゼーションによって、ＡＴＲＳをコードする核酸配列を同定することが可能である。例えば５’調節領域である高度に特異的な領域か、例えば保存されたモチーフであるやや特異性の低い領域から作られているかのプローブの特異性と、ハイブリダイゼーション或いは増幅のストリンジェントは、プローブがＡＴＲＳをコードする自然界の配列のみを同定するかどうか、或いは対立遺伝子や関連配列コードする自然界の配列のみを同定するかどうかによって決まるであろう。
【０１９３】
プローブはまた、関連する配列の検出に利用され、ＡＴＲＳをコードする任意の配列と少なくとも５０％の配列同一性を有し得る。目的の本発明のハイブリダイゼーションプローブには、ＤＮＡあるいはＲＮＡが可能であり、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８の配列、或いはＡＴＲＳ遺伝子のプロモーター、エンハンサー、イントロンを含むゲノム配列に由来し得る。
【０１９４】
ＡＴＲＳをコードするＤＮＡに対して特異的なハイブリダイゼーションプローブの作製方法には、ＡＴＲＳ及びＡＴＲＳ誘導体をコードするポリヌクレオチド配列をｍＲＮＡプローブの作製のためのベクターにクローニングする方法がある。ｍＲＮＡプローブ作製のためのベクターは、当業者に知られており、市販されており、好適なＲＮＡポリメラーゼ及び好適な標識されたヌクレオチドを加えることによって、ｉｎ ｖｉｔｒｏでＲＮＡプローブを合成するために用いられ得る。ハイブリダイゼーションプローブは、種々のレポーターの集団によって標識され得る。 レポーター集団の例としては、^３２Ｐまたは^３５Ｓ等の放射性核種、或いはアビジン／ビオチン結合系を介してプローブに結合されたアルカリホスファターゼ等の酵素標識などが挙げられる。
【０１９５】
ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列を用いて、ＡＴＲＳの発現に関連する疾患を診断することが可能である。限定するものではないがこのような疾患の例として細胞増殖異常も含まれ、その中には日光性角化症、動脈硬化症、アテローム性動脈硬化症、滑液包炎、硬変、肝炎、混合型結合組織病（ＭＣＴＤ）、骨髄線維症、発作性夜間ヘモグロビン尿症、真性多血症、乾癬、原発性血小板血症と、腺癌、白血病、リンパ腫、黒色腫、骨髄腫、肉腫、奇形癌を含む癌、具体的には副腎、膀胱、骨、骨髄、脳、乳房、頚部、胆嚢、神経節、消化管、心臓、腎臓、肝臓、肺、筋肉、卵巣、膵臓、副甲状腺、陰茎、前立腺、唾液腺、皮膚、脾臓、精巣、胸腺、甲状腺、子宮の癌等が含まれる。また自己免疫／炎症疾患も含まれ、その中には後天性免疫不全症候群（ＡＩＤＳ）、アジソン病、成人呼吸窮迫症候群、アレルギー、強直性脊椎炎、アミロイド症、貧血、喘息、アテローム性動脈硬化症、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性甲状腺炎、自己免疫多発性内分泌腺障害症（ＡＰＥＣＥＤ）、気管支炎、胆嚢炎、接触皮膚炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、皮膚筋炎、糖尿病、肺気腫、リンパ球毒素性一時性リンパ球減少症、赤芽球症、結節性紅斑、萎縮性胃炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、痛風、グレーブス病、橋本甲状腺炎、過好酸球増加症、過敏性大腸症候群、多発性硬化症、重症筋無力症、心筋または心膜の炎症、骨関節炎、骨粗しょう症、膵炎、多発性筋炎、乾癬、ライター症候群、リウマチ様関節炎、強皮症、シェーグレン症候群、全身性アナフィラキシー、全身性紅斑性狼瘡、全身性硬化症、血小板減少症、潰瘍性大腸炎、ブドウ膜炎、ウェルナー症候群、癌の合併症、血液透析、体外循環、ウイルス性感染症、細菌性感染症、真菌性感染症、寄生虫感染症、原虫感染症、蠕虫の感染症及び外傷が含まれる。ＭＡＤをコードするポリヌクレオチド配列は、サザーン法やノーザン法、ドットブロット法、或いはその他の膜系の技術、ＰＣＲ法、ディップスティック（ｄｉｐｓｔｉｃｋ）、ピン（ｐｉｎ）、ＥＬＩＳＡ式アッセイ、及び変異ＡＴＲＳの発現を検出するために患者から採取した体液或いは組織を利用するマイクロアレイに使用することが可能である。このような定性方法または定量方法は、当分野で公知である。
【０１９６】
ある実施態様では、ＡＴＲＳをコードするヌクレオチド配列は、関連する疾患、特に上記した疾患を検出するアッセイにおいて有用であろう。ＡＴＲＳをコードするヌクレオチド配列は、標準的な方法で標識化され、ハイブリダイゼーション複合体の形成に好適な条件下で、患者から採取した体液或いは組織のサンプルに加えることができるであろう。好適なインキュベーション期間が経過したらサンプルを洗浄し、シグナルを定量して標準値と比較する。患者のサンプルのシグナルの量が、対照サンプルと較べて著しく変わっている場合は、サンプル内のＡＴＲＳをコードするヌクレオチド配列の変異レベルにより、関連する疾患の存在が明らかになる。このようなアッセイは、動物実験、臨床試験における特定の治療効果を推定するため、或いは個々の患者の治療をモニターするために用いることもできる。
【０１９７】
ＡＴＲＳの発現に関連する疾患の診断の基準となるものを提供するために、発現の正常すなわち標準的なプロファイルが確立される。これは、ハイブリダイゼーション或いは増幅に好適な条件下で、動物或いはヒトの何れかの正常な被験者から抽出された体液或いは細胞と、ＡＴＲＳをコードする配列或いはその断片とを結合させることにより達成され得る。実質的に精製されたポリヌクレオチドを既知量用いて行った実験から得た値を正常な対象から得た値と比較することにより、標準ハイブリダイゼーションを定量することができる。このようにして得た標準値は、疾患の徴候を示す患者から得たサンプルから得た値と比較することができる。標準値からの偏差を用いて疾患の存在を確定する。
【０１９８】
疾患の存在が確定されて治療プロトコルが開始されると、患者の発現レベルが正常な被検者に観察されるレベルに近づき始めたかどうかを測定するため、ハイブリダイゼーションアッセイを通常ベースで繰り返し得る。連続アッセイから得られた結果を用いて、数日から数ヶ月の期間にわたる治療の効果を示し得る。
【０１９９】
癌に関しては、個体からの生体組織における異常な量の転写物（過少発現または過剰発現）の存在は、疾患の発生素質を示したり、実際に臨床的症状が現れる前に疾患を検出する方法を提供したりし得る。この種のより明確な診断により、医療の専門家が予防方法または積極的な治療法を早くから利用し、それによって癌の発生または更なる進行を防止することが可能となる。
【０２００】
ＡＴＲＳをコードする配列から設計されたオリゴヌクレオチドのさらなる診断への利用には、ＰＣＲの利用が含まれ得る。これらのオリゴマーは、化学的に合成するか、酵素により生産するか、或いはｉｎ ｖｉｔｒｏで産出し得る。オリゴマーは、好ましくはＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドの断片、或いはＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドの断片を含み、最適な条件下で、特定の遺伝子や条件を識別するために利用される。また、オリゴマーは、やや緩いストリンジェント条件下で、近縁のＤＮＡ或いはＲＮＡ配列の検出、定量、或いはその両方のため用いることが可能である。
【０２０１】
或る実施態様において、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列由来のオリゴヌクレオチドプライマーを用いて、一塩基多型（ＳＮＰ）を検出し得る。ＳＮＰは、多くの場合にヒトの先天性または後天性遺伝病の原因となるような置換、挿入及び欠失である。限定するものではないがＳＮＰの検出方法には、制限酵素切断法（ＳＳＣＰ）及び蛍光ＳＳＣＰ（ｆＳＳＣＰ）がある。ＳＳＣＰでは、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列由来のオリゴヌクレオチドプライマーを用いたポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）でＤＮＡを増幅する。ＤＮＡは例えば、病変組織または正常組織、生検サンプル、体液その他に由来し得る。ＤＮＡ内のＳＮＰは、一本鎖形状のＰＣＲ生成物の２次及び３次構造に差異を生じさせる。 差異は非変性ゲル中でのゲル電気泳動法を用いて検出可能である。ｆＳＣＣＰでは、オリゴヌクレオチドプライマーを蛍光性に標識する。 それによってＤＮＡシークエンシング機などの高処理機器でアンプリマー（ａｍｐｌｉｍｅｒ）の検出が可能になる。更に、インシリコＳＮＰ（ｉｎ ｓｉｌｉｃｏ ＳＮＰ， ｉｓＳＮＰ）と呼ばれる配列データベース分析法は、一般的なコンセンサス配列に配列されるような個々の重畳するＤＮＡ断片の配列を比較することにより、多形性を同定し得る。これらのコンピュータベースの方法は、ＤＮＡの実験室での調整及び統計モデル及びＤＮＡ配列クロマトグラムの自動分析を用いたシークエンシングのエラーに起因する配列の変異をフィルタリングして除去する。別の態様では、例えばハイスループットＭＡＳＳＡＲＲＡＹシステム（Ｓｅｑｕｅｎｏｍ， Ｉｎｃ．， Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ ＣＡ）を用いた質量分析によりＳＮＰを検出し、特徴付ける。
【０２０２】
ＡＴＲＳの発現を定量するために用い得る方法には、ヌクレオチドの放射標識またはビオチン標識、調節核酸の相互増幅（ｃｏａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）及び標準的な曲線に結果が加えられたものが含まれる（Ｍｅｌｂｙ， Ｐ．Ｃ． 他 （１９９３） Ｊ． Ｉｍｍｕｎｏｌ． Ｍｅｔｈｏｄｓ １５９：２３５２４４； Ｄｕｐｌａａ， Ｃ． 他 （１９９３） Ａｎａｌ． Ｂｉｏｃｈｅｍ． ２１２：２２９２３６を参照）。目的のオリゴマーが種々の希釈液中に存在し、分光光度法または比色反応によって定量が迅速になるような高処理フォーマットのアッセイを行うことによって、複数のサンプルの定量速度を加速することができる。
【０２０３】
更に別の実施例では、本明細書で記載した任意のポリヌクレオチド配列由来のオリゴヌクレオチドまたはより長い断片を、マイクロアレイにおける標的として用いることができる。多数の遺伝子の関連発現レベルを同時にモニターする転写イメージング技術にマイクロアレイを用いることが可能である。 これについては、以下に記載する。マイクロアレイはまた、遺伝変異体、突然変異及び多形性の同定に用いることができる。この情報を用いることで、遺伝子機能を決定し、疾患の遺伝的根拠を理解し、疾患を診断し、遺伝子発現の機能としての疾病の進行／後退をモニターし、疾病治療における薬剤の活性を開発及びモニターすることができる。特に、患者にとって最もふさわしく、有効的な治療法を選択するために、この情報を用いて患者の薬理ゲノムプロフィールを開発することができる。例えば、患者の薬理ゲノムプロフィールに基づき、患者に対して高度に有効的で副作用を殆ど示さない治療薬を選択することができる。
【０２０４】
別の実施例では、ＡＴＲＳ、ＡＴＲＳの断片、ＡＴＲＳに特異的な抗体をマイクロアレイ上のエレメントとして用いることができる。マイクロアレイを用いて、上記のようなタンパク質−タンパク質相互作用、薬剤−標的相互作用及び遺伝子発現プロフィールをモニターまたは測定することが可能である。
【０２０５】
或る実施例は、或る組織または細胞タイプの転写イメージを生成するような本発明のポリヌクレオチドの使用に関連する。転写イメージは、特定の組織または細胞タイプにより遺伝子発現の包括的パターンを表す。包括的遺伝子発現パターンは、所与の条件下で所与の時間に発現した遺伝子の数及び相対存在量を定量することにより分析し得る（Ｓｅｉｌｌｉａｍｅｒ らの米国特許第５，８４０，４８４号 ”Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ” を参照。当該特許は特に引用することを以って本明細書の一部となす）。従って、特定の組織または細胞タイプの転写または逆転写全体に本発明のポリヌクレオチドまたはその補体をハイブリダイズすることにより、転写イメージを生成し得る。或る実施例では、本発明のポリヌクレオチドまたはその補体がマイクロアレイ上のエレメントのサブセットを複数含むような高処理フォーマットでハイブリダイゼーションを発生させる。結果として得られる転写イメージは、遺伝子活性のプロフィールを提供し得る。
【０２０６】
転写イメージは、組織、株化細胞、生検またはその生物学的サンプルから単離した転写物を用いて生成し得る。転写イメージは従って、組織または生検サンプルの場合にはｉｎ ｖｉｖｏ、または株化細胞の場合にはｉｎ ｖｉｔｒｏでの遺伝子発現を反映する。
【０２０７】
本発明のポリヌクレオチドの発現のプロフィールを作製する転写イメージはまた、工業的または天然の環境化合物の毒性試験のみならず、ｉｎ ｖｉｔｒｏモデル系及び薬剤の前臨床評価に関連して使用し得る。全ての化合物は、作用及び毒性のメカニズムを暗示する、しばしば分子フィンガープリントまたは毒性サインと称されるような特徴的な遺伝子発現パターンを惹起する（Ｎｕｗａｙｓｉｒ， Ｅ．Ｆ． ら． （１９９９） Ｍｏｌ． Ｃａｒｃｉｎｏｇ． ２４：１５３−１５９、Ｓｔｅｉｎｅｒ， Ｓ． 及び Ｎ．Ｌ． Ａｎｄｅｒｓｏｎ （２０００） Ｔｏｘｉｃｏｌ． Ｌｅｔｔ． １１２−１１３：４６７−４７１、当該文献は特に引用することを以って本明細書の一部となす）。試験化合物が、既知の毒性を有する化合物のサインと同一のサインを有する場合には、毒性特性を共有している可能性がある。フィンガープリントまたはサインは、多数の遺伝子及び遺伝子ファミリーからの発現情報を含んでいる場合には、最も有用且つ正確である。理想的には、発現のゲノム全域にわたる測定が最高品質のサインを提供する。自己の発現が任意の試験された化合物により変化しない遺伝子が同様に重要であっても、このような遺伝子の発現レベルを用いて残りの発現データを規準化する。規準化手順は、異なる化合物で処理した後の発現データの比較に有用である。毒性サインの要素への遺伝子機能を割り当てることが毒性メカニズムの阻止に役立つが、毒性の予測につながるサインの統計的に一致させるのに遺伝子機能の知識は必要とされない（例えば２０００年２月２９日にＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓより発行されたＰｒｅｓｓ Ｒｅｌｅａｓｅ ００−０２を参照されたい。これについてはｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｅｈｓ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｏｃ／ｎｅｗｓ／ｔｏｘｃｈｉｐ．ｈｔｍで入手可能である）。従って、中毒学的スクリーニングの際に毒性サインを用いて、全ての発現した遺伝子配列を含めることは重要且つ望ましいことである。
【０２０８】
或る実施例では、核酸を含有する生物学的サンプルを試験化合物で処理することにより試験化合物の毒性を算定する。処理した生物学的サンプル中で発現した核酸は、本発明のポリヌクレオチドに特異的な１つ若しくは複数のプローブでハイブリダイズし、それによって本発明のポリヌクレオチドに対応する転写レベルを定量し得る。処理した生物学的サンプル中の転写レベルを、非処理生物学的サンプル中のレベルと比較する。両サンプルの転写レベルの差は、処理されたサンプル中で試験化合物が引き起こす毒性反応を示す。
【０２０９】
別の実施例は、本発明のポリペプチド配列を用いて組織または細胞タイプのプロテオームを分析することに関連する。プロテオームの語は、特定の組織または細胞タイプでのタンパク質発現の包括的パターンを指す。プロテオームの各タンパク質成分は、個々に更に分析の対象とすることができる。プロテオーム発現パターン即ちプロフィールは、所与の条件下で所与の時間に発現したタンパク質の数及び相対存在量を定量することにより分析し得る。従って細胞のプロテオームのプロフィールは、特定の組織または細胞タイプのポリペプチドを分離及び分析することにより作成し得る。或る実施例では、１次元等電点電気泳動によりサンプルからタンパク質を分離し、２次元ドデシル硫酸ナトリウムスラブゲル電気泳動により分子量に応じて分離するような２次元ゲル電気泳動により分離が達成される（前出のＳｔｅｉｎｅｒ ａｎｄ Ａｎｄｅｒｓｏｎ）。タンパク質は、通常クーマシーブルーまたはシルバーまたは蛍光染色などの物質を用いてゲルで染色することにより、分散した、独特な位置にある点としてゲル中で可視化される。各タンパク質スポットの光学密度は、通常サンプル中のタンパク質レベルに比例する。異なるサンプル、例えば試験化合物または治療薬で処理または非処理のいずれかの生物学的サンプルから得られるタンパク質スポットの光学密度を比較し、処理に関連するタンパク質スポット密度の変化を同定する。スポット内のタンパク質は、例えば化学的または酵素的切断とそれに続く質量分析を用いる標準的な方法を用いて部分的にシークエンシングする。スポット内のタンパク質の同一性は、その部分配列を、好適には少なくとも５個の連続するアミノ酸残基を、本発明のポリペプチド配列と比較することにより決定し得る。場合によっては、決定的なタンパク質同定のための更なる配列が得られる。
【０２１０】
プロテオームのプロファイルは、ＡＴＲＳに特異的な抗体を用いてＡＴＲＳ発現レベルを定量することによっても作成可能である。或る実施例では、マイクロアレイ上でエレメントとして抗体を用い、マイクロアレイをサンプルに曝して各アレイ要素へのタンパク質結合レベルを検出することによりタンパク質発現レベルを定量する（Ｌｕｅｋｉｎｇ， Ａ． ら （１９９９） Ａｎａｌ． Ｂｉｏｃｈｅｒｎ． ２７０：１０３−１１１、Ｍｅｎｄｏｚｅ， Ｌ．Ｇ． ら（１９９９） Ｂｉｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ２７：７７８−７８８を参照）。検出は当分野で既知の様々な方法で行うことができ、例えば、チオールまたはアミノ反応性蛍光化合物を用いてサンプル中のタンパク質を反応させ、各アレイのエレメントにおける蛍光結合の量を検出し得る。
【０２１１】
プロテオームレベルでの毒性サインも中毒学的スクリーニングに有用であり、転写レベルでの毒性サインと並行に分析するべきである。或る組織の或るタンパク質に対しては、転写とタンパク質の存在量の相関が乏しいこともあるので（Ａｎｄｅｒｓｏｎ， Ｎ．Ｌ． ａｎｄ Ｊ． Ｓｅｉｌｈａｍｅｒ （１９９７） Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ １８：５３３−５３７）、転写イメージにはそれ程影響しないがタンパク質のプロフィールを変化させるような化合物の分析においてプロテオーム毒性サインは有用たり得る。更に、体液中での転写の分析はｍＲＮＡ急速な分解により困難であるので、タンパク質のプロフィール作成はこのような場合により信頼でき、情報価値がある。
【０２１２】
別の実施例では、タンパク質を含有する生物学的サンプルを試験化合物で処理することにより試験化合物の毒性を算定する。処理された生物学的サンプル中で発現したタンパク質は、各タンパク質の量を定量し得るように分離する。各タンパク質の量を、非処理生物学的サンプル中の対応するタンパク質の量と比較する。両サンプルのタンパク質量の差は、処理サンプル中の試験化合物に対する反応を示す。個々のタンパク質は、個々のタンパク質のアミノ酸残基をシークエンシングし、これら部分配列を本発明のポリペプチドと比較することにより同定する。
【０２１３】
別の実施例では、タンパク質を含有する生物学的サンプルを試験化合物で処理することにより試験化合物の毒性を算定する。生物学的サンプルから得たタンパク質は、本発明のポリペプチドに特異的な抗体を用いてインキュベートする。抗体により認識されたタンパク質の量を定量する。処理された生物学的サンプル中のタンパク質の量を、非処理生物学的サンプル中のタンパク質の量と比較する。両サンプルのタンパク質量の差は、処理サンプル中の試験化合物に対する反応を示す。
【０２１４】
マイクロアレイは、本技術分野でよく知られている方法を用いて調製し、使用し、そして分析する（Ｂｒｅｎｎａｎ， Ｔ．Ｍ． ら （１９９５） の米国特許第５，４７４，７９６号、Ｓｃｈｅｎａ， Ｍ． ら （１９９６） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９３：１０６１４−１０６１９、Ｂａｌｄｅｓｃｈｗｅｉｌｅｒ らの （１９９５） ＰＣＴ出願第ＷＯ９５／２５１１１６号、Ｓｈａｌｏｎ， Ｄ．らの （１９９５） ＰＣＴ出願第ＷＯ９５／３５５０５号、Ｈｅｌｌｅｒ， Ｒ．Ａ． ら （１９９７） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９４：２１５０−２１５５、Ｈｅｌｌｅｒ， Ｍ．Ｊ． らの （１９９７） 米国特許第５，６０５，６６２号等を参照）。様々なタイプのマイクロアレイが周知であり、詳細については、ＤＮＡ Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ， Ｍ． Ｓｃｈｅｎａ， ｅｄ． （１９９９） Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ， Ｌｏｎｄｏｎに記載されている。 該文献は、特別に引用することを以って本明細書の一部となす。
【０２１５】
本発明の別の実施例ではまた、ＡＴＲＳをコードする核酸配列を用いて、天然のゲノム配列をマッピングするのに有用なハイブリダイゼーションプローブを作製することが可能である。コード配列または非コード配列のいずれかを用いることができ、或る例では、コード配列全体で非コード配列が好ましい。例えば、多重遺伝子ファミリーのメンバー内でのコード配列の保存により、染色体マッピング中に望ましくないクロスハイブリダイゼーションが生じる可能性がある。核酸配列は、特定の染色体、染色体の特定領域または人工形成の染色体、例えば、ヒト人工染色体（ＨＡＣ）、酵母人工染色体（ＹＡＣ）、細菌人工染色体（ＢＡＣ）、細菌Ｐ１産物、或いは単一染色体ｃＤＮＡライブラリに対してマッピングされる（Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ， Ｊ．Ｊ． 他 （１９９７） Ｎａｔ． Ｇｅｎｅｔ． １５：３４５−３５５； Ｐｒｉｃｅ， Ｃ．Ｍ． （１９９３） Ｂｌｏｏｄ Ｒｅｖ． ７：１２７１３４； Ｔｒａｓｋ， Ｂ．Ｊ． （１９９１） Ｔｒｅｎｄｓ Ｇｅｎｅｔ． ７：１４９１５４を参照）一度マッピングすると、本発明の核酸配列を用いて例えば病状の遺伝を特定の染色体領域の遺伝または制限酵素断片長多型（ＲＦＬＰ）と相関させるような遺伝子連鎖地図を発生させ得る。（例として、Ｌａｎｄｅｒ， Ｅ．Ｓ． 及び Ｄ． Ｂｏｔｓｔｅｉｎ （１９８６） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ８３：７３５３−７３５７を参照）
蛍光原位置ハイブリッド形成法（ＦＩＳＨ）は、他の物理的及び遺伝地図データと相関し得る（前出Ｍｅｙｅｒｓ，　９６５−９６８ページのＨｅｉｎｚ−Ｕｌｒｉｃｈ， 他 （１９９５）を参照）。遺伝地図データの例は、種々の科学雑誌あるいはＯｎｌｉｎｅ Ｍｅｎｄｅｌｉａｎ Ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ ｉｎ Ｍａｎ（ＯＭＩＭ）のウェブサイトに見ることができる。物理的な染色体地図上のＡＴＲＳをコードする遺伝子の位置と特定の疾患との相関性、或いは特定の疾患に対する素因が、このような疾患と関連するＤＮＡ領域の決定に役立つため、更なる位置を決定するクローニングが行われる。
【０２１６】
確定した染色体マーカーを用いた結合分析等の物理的マッピング技術及び染色体標本原位置ハイブリッド形成法を用いて、遺伝地図を拡張することができる。例えばマウスなどの別の哺乳動物の染色体上に遺伝子を配置することにより、特定のヒト染色体の数或いはアームが分かっていない場合でも関連するマーカーを明らかにし得る。この情報は、位置クローニングその他の遺伝子発見技術を用いて遺伝的疾患を調査する研究者にとって価値がある。疾患または症候群が、血管拡張性失調症の１１ｑ２２−２３領域等、特定の遺伝子領域への遺伝的結合によって大まかに位置決めがなされると、該領域に対するいかなるマッピングも、更なる調査のための関連遺伝子或いは調節遺伝子を表すことができる（Ｇａｔｔｉ， Ｒ．Ａ． ｅｔ ａｌ （１９８８） Ｎａｔｕｒｅ ３３６：５７７５８０を参照）。転座、反転等に起因する、健常者、保有者、感染者の三者間における染色体位置の相違を発見するために本発明のヌクレオチド配列を用いてもよい。
【０２１７】
本発明の別の実施例では、ＡＴＲＳ、その触媒作用断片或いは免疫原断片またはそのオリゴペプチドを、種々の任意の薬剤スクリーニング技術における化合物のライブラリのスクリーニングに用いることができる。薬剤スクリーニングに用いる断片は、溶液中に遊離しているか、固体支持物に固定されるか、細胞表面上に保持されるか、細胞内に位置することになろう。ＡＴＲＳと検査する薬剤との結合による複合体の形成を測定してもよい。
【０２１８】
別の薬剤スクリーニング方法は、目的のタンパク質に対して好適な結合親和性を有する化合物を高い処理能力でスクリーニングするために用いられる（Ｇｅｙｓｅｎ， 他 （１９８４） ＰＣＴ 出願番号 ＷＯ８４／０３５６４を参照）この方法においては、多数の異なる小さな試験用化合物を固体基質上で合成する。試験用化合物は、ＡＴＲＳ、或いはその断片と反応してから洗浄される。次に、本技術分野でよく知られている方法で、結合したＡＴＲＳを検出する。 精製したＡＴＲＳはまた、上記した薬剤のスクリーニング技術において用いるプレート上で直接コーティングすることもできる。別法では、非中和抗体を用いてペプチドを捕捉し、ペプチドを固体支持物に固定することもできる。
【０２１９】
別の実施例では、ＡＴＲＳと結合可能な中和抗体がＡＴＲＳと結合するため試験用化合物と特に競合する、競合的薬剤スクリーニングアッセイを用いることができる。この方法では、抗体が、ＡＴＲＳと１つ以上の抗原決定因子を共有するどのペプチドの存在も検出する。
【０２２０】
別の実施例では、発展途上の分子生物学技術にＡＴＲＳをコードするヌクレオチド配列を用いて、限定はされないが、現在知られているトリプレット暗号及び特異的な塩基対相互作用などのヌクレオチド配列の特性に依存する新しい技術を提供することができる。
【０２２１】
更に詳細説明をしなくとも、当業者であれば以上の説明を以って本発明を最大限に利用できるであろう。従って、これ以下に記載する実施例は単なる例示目的にすぎず、いかようにも本発明を限定するものではない。
【０２２２】
前述した及び以下に記載する全ての特許出願、特許、刊行物、特に米国特許出願第６０／２０７，２４８号、同第６０／２０８，７９１号および同第６０／２１０，５８５号に言及することをもって本明細書の一部とする。
【０２２３】
（実施例）
１　 ｃＤＮＡ ライブラリの作製
Ｉｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡは、ＬＩＦＥＳＥＱ ＧＯＬＤデータベース（Ｉｎｃｙｔｅ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ， Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡ）に記載されたｃＤＮＡライブラリに由来するものであり、表４の列５に列記した。 ホモジナイズしてグアニジニウムイソチオシアネート溶液に溶解した組織もあり、また、ホモジナイズしてフェノールまたは好適な変性剤の混合液に溶解した組織もある。 変性剤の混合液は、例えばフェノールとグアニジニウムイソチオシアネートの単相溶液であるＴＲＩＺＯＬ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）等である。結果として得られた溶解物は、塩化セシウムにおいて遠心分離するかクロロホルムで抽出した。イソプロパノールか、酢酸ナトリウムとエタノールか、いずれか一方、或いは別の方法を用いて、溶解物からＲＮＡを沈殿させた。
ＲＮＡの純度を高めるため、ＲＮＡのフェノールによる抽出及び沈殿を必要な回数繰り返した。場合によっては、ＤＮアーゼでＲＮＡを処理した。殆どのライブラリでは、オリゴｄ（Ｔ）連結常磁性粒子（Ｐｒｏｍｅｇａ）、ＯＬＩＧＯＴＥＸラテックス粒子（ＱＩＡＧＥＮ， Ｖａｌｅｎｃｉａ ＣＡ）またはＯＬＩＧＯＴＥＸ ｍＲＮＡ精製キット（ＱＩＡＧＥＮ）を用いて、ポリ（Ａ＋） ＲＮＡを単離した。別法では、別のＲＮＡ単離キット、例えばＰＯＬＹ（Ａ）ＰＵＲＥ ｍＲＮＡ精製キット（Ａｍｂｉｏｎ， Ａｕｓｔｉｎ ＴＸ）を用いて組織溶解物からＲＮＡを直接単離した。
【０２２４】
場合によってはＳｔｒａｔａｇｅｎｅ社へのＲＮＡ提供を行い、対応するｃＤＮＡライブラリをＳｔｒａｔａｇｅｎｅ社が作製することもあった。そうでない場合は、本技術分野で公知の推奨方法または類似の方法を用いて、ＵＮＩＺＡＰベクターシステム（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）またはＳＵＰＥＲＳＣＲＩＰＴプラスミドシステム（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を用いてｃＤＮＡを合成し、ｃＤＮＡライブラリを作製した。 （前出のＡｕｓｕｂｅｌ， １９９７， ｕｎｉｔ ５．１−６．６等を参照。）逆転写は、オリゴｄ（Ｔ）またはランダムプライマーを用いて開始した。合成オリゴヌクレオチドアダプターを二本鎖ｃＤＮＡに連結反応させ、好適な制限酵素でｃＤＮＡを消化した。殆どのライブラリに対して、ｃＤＮＡのサイズ（３００〜１０００ｂｐ）選択は、ＳＥＰＨＡＣＲＹＬ Ｓ１０００、ＳＥＰＨＡＲＯＳＥ ＣＬ２ＢまたはＳＥＰＨＡＲＯＳＥ ＣＬ４Ｂカラムクロマトグラフィー（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）、或いは調製用アガロースゲル電気泳動法を用いて行った。 合成オリゴヌクレオチドアダプターを二本鎖ｃＤＮＡに連結反応させ、好適な制限酵素または酵素でｃＤＮＡを消化した。 好適なプラスミドは、例えばＰＢＬＵＥＳＣＲＩＰＴプラスミド（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）、ｐＳＰＯＲＴ１プラスミド（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）またはｐｌＮＣＹ（Ｉｎｃｙｔｅ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ， Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡ）等である。組換えプラスミドは、Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社のＸＬ１−Ｂｌｕｅ、ＸＬ１−ＢＩｕｅＭＲＦまたはＳＯＬＲ、或いはＬｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社のＤＨ５α、ＤＨ１０ＢまたはＥＬＥＣＴＲＯＭＡＸ ＤＨ１０Ｂを含む大腸菌細胞に形質転換した。
【０２２５】
２　 ｃＤＮＡ クローンの単離
ＵＮＩＺＡＰベクターシステム（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）を用いたｉｎ ｖｉｖｏ切除によって、或いは細胞溶解によって、プラスミドを宿主細胞から回収した。ＭａｇｉｃまたはＷＩＺＡＲＤ Ｍｉｎｉｐｒｅｐｓ ＤＮＡ精製システム（Ｐｒｏｍｅｇａ）、ＡＧＴＣ Ｍｉｎｉｐｒｅｐ精製キット（Ｅｄｇｅ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ， Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ）、ＱＩＡＧＥＮ社のＱＩＡＷＥＬＬ ８ Ｐｌａｓｍｉｄ、ＱＩＡＷＥＬＬ ８ Ｐｌｕｓ Ｐｌａｓｍｉｄ及びＱＩＡＷＥＬＬ ８ Ｕｌｔｒａ Ｐｌａｓｍｉｄ 精製システム、Ｒ．Ｅ．Ａ．Ｌ． Ｐｒｅｐ ９６プラスミドキットの中から少なくとも１つを用いて、プラスミドを精製した。プラスミドは、沈殿させた後、０．１ｍｌの蒸留水に再懸濁して、凍結乾燥して或いは凍結乾燥しないで４℃で保管した。
【０２２６】
別法では、ハイスループットフォーマットにおいて直接結合ＰＣＲ法を用いて宿主細胞溶解物からプラスミドＤＮＡを増幅した（Ｒａｏ， Ｖ．Ｂ． （１９９４） Ａｎａｌ． Ｂｉｏｃｈｅｍ． ２１６：１−１４）。宿主細胞の溶解及び熱サイクリング過程は、単一反応混合液中で行った。サンプルを処理し、それを３８４穴プレート内で保管し、増幅したプラスミドＤＮＡの濃度をＰＩＣＯＧＲＥＥＮ色素（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ， Ｅｕｇｅｎｅ ＯＲ）及びＦｌｕｏｒｏｓｋａｎ ＩＩ蛍光スキャナー（Ｌａｂｓｙｓｔｅｍｓ Ｏｙ， Ｈｅｌｓｉｎｋｉ， Ｆｉｎｌａｎｄ）を用いて蛍光分析的に定量した。
【０２２７】
３　シークエンシング及び分析
実施例２に記載したようにプラスミドから回収したＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡを、以下に示すようにシークエンシングした。ｃＤＮＡのシークエンス反応は、標準的方法或いは高処理装置、例えばＡＢＩ ＣＡＴＡＬＹＳＴ ８００ サーマルサイクラー（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）またはＰＴＣ−２００ サーマルサイクラー（ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）をＨＹＤＲＡマイクロディスペンサー（Ｒｏｂｂｉｎｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）またはＭＩＣＲＯＬＡＢ ２２００（Ｈａｍｉｌｔｏｎ）液体転移システムと併用して処理した。 ｃＤＮＡのシークエンス反応は、Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ社が提供する試薬またはＡＢＩシークエンシングキット、例えばＡＢＩ ＰＲＩＳＭ ＢＩＧＤＹＥ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ ｃｙｃｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｒｅａｄｙ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｋｉｔ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）に与えられた試薬を用いて準備した。ｃＤＮＡのシークエンス反応の電気泳動的分離及び標識したポリヌクレオチドの検出には、ＭＥＧＡＢＡＣＥ １０００ ＤＮＡシークエンシングシステム（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）か、標準ＡＢＩプロトコル及び塩基対呼び出しソフトウェアを用いるＡＢＩ ＰＲＩＳＭ ３７３または３７７シークエンシングシステム（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）か、或いはその他の本技術分野でよく知られている配列解析システムを用いた。 ｃＤＮＡ配列内のリーディングフレームは、標準的方法（前出のＡｕｓｕｂｅｌ， １９９７， ｕｎｉｔ ７．７に概説）を用いて決定した。ｃＤＮＡ配列の幾つかを選択して、実施例８に記載した方法で配列を伸長させた。
【０２２８】
ｃＤＮＡ配列に由来するポリヌクレオチド配列は、ベクター、リンカー及びポリ（Ａ）配列の除去し、あいまいな塩基対をマスクすることによって有効性を確認した。 その際、ＢＬＡＳＴ、動的プログラミング及び隣接ジヌクレオチド頻度分析に基づくアルゴリズム及びプログラムを用いた。次に、ＢＬＡＳＴ、ＦＡＳＴＡ及びＢＬＩＭＰＳに基づくプログラムを用いて、プログラム中の注釈を得るべく、公共のデータベース、例えばＧｅｎＢａｎｋの霊長類及びげっ歯類、哺乳動物、脊椎動物、真核生物のデータベースと、ＢＬＯＣＫＳ、ＰＲＩＮＴＳ、ＤＯＭＯ、ＰＲＯＤＯＭ及びＰＦＡＭ等のＨｉｄｄｅｎ Ｍａｒｋｏｖ Ｍｏｄｅｌ（ＨＭＭ）ベースのタンパク質ファミリーデータベースの選択に対するＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ配列またはその翻訳を問い合わせた（ＨＭＭは、遺伝子ファミリーのコンセンサス１次構造を分析する確率的アプローチである。Ｅｄｄｙ， Ｓ．Ｒ． （１９９６） Ｃｕｆｆ． Ｏｐｉｎ． Ｓｔｒｕｃｔ． Ｂｉｏｌ． ６：３６１−３６５等を参照）。問合せは、ＢＬＡＳＴ、ＦＡＳＴＡ、ＢＬＩＭＰＳ及びＨＭＭＥＲに基づくプログラムを用いて行った。Ｉｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ配列は、完全長のポリヌクレオチド配列を産出するように構築した。或いは、ＧｅｎＢａｎｋ ｃＤＮＡ、ＧｅｎＢａｎｋ ＥＳＴ、ステッチされた配列、ストレッチされた配列またはＧｅｎｓｃａｎ予測コード配列（実施例４及び５を参照）を用いてＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡの集団を完全長まで伸長させた。Ｐｈｒｅｄ、Ｐｈｒａｐ及びＣｏｎｓｅｄに基づくプログラムを用いて構築し、ＧｅｎＭａｒｋ、ＢＬＡＳＴ及びＦＡＳＴＡに基づくプログラムを用いてｃＤＮＡの集団をオープンリーディングフレームに対してスクリーニングした。対応する完全長ポリペプチド配列を誘導するべく完全長ポリヌクレオチド配列を翻訳した。或いは、本発明のポリペプチドは完全長翻訳ポリペプチドの任意のメチオニン残基で開始し得る。引き続いて、ＧｅｎＢａｎｋタンパク質データベース（ｇｅｎｐｅｐｔ）、ＳｗｉｓｓＰｒｏｔ、ＢＬＯＣＫＳ、ＰＲＩＮＴＳ、ＤＯＭＯ、ＰＲＯＤＯＭ及びＰｒｏｓｉｔｅ等のデータベース、ＰＦＡＭ等の隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）ベースのタンパク質ファミリーデータベースに対する問合せによって完全長ポリペプチド配列を分析した。完全長ポリヌクレオチド配列はまた、ＭＡＣＤＮＡＳＩＳ ＰＲＯソフトウェア（日立ソフトウェアエンジニアリング， Ｓｏｕｔｈ Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ ＣＡ）及びＬＡＳＥＲＧＥＮＥソフトウェア（ＤＮＡＳＴＡＲ）を用いて分析した。ポリヌクレオチド及びポリペプチド配列アラインメントは、アラインメントした配列と配列の一致率も計算するＭＥＧＡＬＩＧＮマルチシークエンスアラインメントプログラム（ＤＮＡＳＴＡＲ）に組み込まれているようなＣＬＵＳＴＡＬアルゴリズムによって特定されるデフォルトパラメータを用いて生成する。
【０２２９】
Ｉｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ及び完全長配列の分析及びアセンブリに利用したツール、プログラム及びアルゴリズムの概略と、適用可能な説明、引用文献、閾値パラメータを表７に示す。用いたツール、プログラム及びアルゴリズムを表５の列１に、それらの簡単な説明を列２に示す。 列３は好適な引用文献であり、全ての文献はそっくりそのまま引用を以って本明細書の一部となす。 適用可能な場合には、列４は２つの配列が一致する強さを評価するために用いたスコア、確率値その他のパラメータを示す（スコアが高ければ高いほど２配列間の相同性が高くなる）。
【０２３０】
完全長ポリヌクレオチド配列およびポリペプチド配列の構築及び分析に用いる上記のプログラムは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８のポリヌクレオチド配列断片の同定にも利用できる。ハイブリダイゼーション及び増幅技術に有用である約２０〜約４０００ヌクレオチドの断片を表４の列４に示した。
【０２３１】
４　ゲノム ＤＮＡ からのコード配列の同定及び編集
推定上のアミノアシルｔＲＮＡ 合成酵素は、公共のゲノム配列データベース（例えば、ｇｂｐｒｉやｇｂｈｔｇ）においてＧｅｎｓｃａｎ遺伝子同定プログラムを実行して初めに同定された。Ｇｅｎｓｃａｎは、様々な生物からゲノムＤＮＡ配列を分析する汎用遺伝子同定プログラムである（Ｂｕｒｇｅ， Ｃ． ａｎｄ Ｓ． Ｋａｒｌｉｎ （１９９７） Ｊ． Ｍｏｌ． Ｂｉｏｌ． ２６８：７８−９４ 及びＢｕｒｇｅ， Ｃ． 及び Ｓ． Ｋａｒｌｉｎ （１９９８） Ｃｕｆｆ． Ｏｐｉｎ． Ｓｔｒｕｃｔ． Ｂｉｏｌ． ８：３４６−３５４参照）。プログラムは予測エキソンを連結し、メチオニンから終止コドンに及ぶ構築されたｃＤＮＡ配列を形成する。Ｇｅｎｓｃａｎの出力は、ポリヌクレオチド及びポリペプチド配列のＦＡＳＴＡデータベースである。Ｇｅｎｓｃａｎが一度に分析する配列の最大範囲は、３０ｋｂに設定した。これらのＧｅｎｓｃａｎ推定ｃＤＮＡ配列の内、どの配列がアミノアシルｔＲＮＡ 合成酵素をコードするかを決定するために、コードされたポリペプチドをＰＦＡＭモデルにおいてアミノアシルｔＲＮＡ 合成酵素について問合せて分析した。アミノアシルｔＲＮＡ 合成酵素としてアノテーションが付けられたＩｎｃｙｔｅのｃＤＮＡ配列に対する相同性を基に、可能性のあるアミノアシルｔＲＮＡ 合成酵素が同定された。こうして選択されたＧｅｎｓｃａｎ予測配列は、次にＢＬＡＳＴ分析により公共データベースｇｂｐｒｉ及びｇｂｈｔｇと比較した。必要であれば、ｇｅｎｐｅｐｔからヒットしたトップのＢＬＡＳＴと比較することによりＧｅｎｓｃａｎ予測配列を編集し、余分なまたは取り除かれたエキソンなどのＧｅｎｓｃａｎにより予測された配列のエラーを修正する。ＢＬＡＳＴ分析はまた、任意のＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡまたはＧｅｎｓｃａｎ予測配列の公共ｃＤＮＡ適用範囲の発見に用いられるので、転写の証拠を提供する。Ｉｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ適用範囲が利用できる場合には、この情報を用いてＧｅｎｓｃａｎ予測配列を修正または確認した。完全長ポリヌクレオチド配列は、実施例３に記載された構築プロセスを用いて、Ｉｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ配列及び／または公共のｃＤＮＡ配列でＧｅｎｓｃａｎ予測コード配列を構築することにより得た。或いは、完全長ポリヌクレオチド配列は編集または非編集のＧｅｎｓｃａｎ予測コード配列に完全に由来する。
【０２３２】
５　ゲノム配列データの ｃＤＮＡ 配列データへのアセンブリ
ステッチ配列（ Ｓｔｉｃｈｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ）
部分ｃＤＮＡ配列は、実施例４に記載のＧｅｎｓｃａｎ遺伝子同定プログラムにより予測されたエキソンを用いて伸長させた。実施例３に記載されたように構築された部分ｃＤＮＡは、ゲノムＤＮＡにマッピングし、関連するｃＤＮＡ及び１つ若しくは複数のゲノム配列から予測されたＧｅｎｓｃａｎエキソンを含むクラスタに分解した。ｃＤＮＡ及びゲノム情報を統合するべくグラフ理論及び動的プログラミングに基づくアルゴリズムを用いて各クラスタを分析し、引き続いて確認、編集または伸長して完全長配列を産出するような潜在的スプライス変異体を生成した。間隔全体の長さがクラスタ中の２以上の配列に存在するような配列を同定し、そのように同定された間隔は推移により等しいと考えられた。例えば、１つのｃＤＮＡ及び２つのゲノム配列に間隔が存在する場合、３つの間隔は全て等しいと考えられる。このプロセスは、無関係であるが連続したゲノム配列をｃＤＮＡ配列により結び合わせて架橋し得る。このようにして同定された区間を、親配列（ｐａｒｅｎｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）に沿って現われるようにステッチアルゴリズムで縫い合わせ、可能な最も長い配列および変異配列を作製する。１種類の親配列に沿って発生した間隔と間隔との連鎖（ｃＤＮＡ−ｃＤＮＡまたはゲノム配列−ゲノム配列）は、親の種類を変える連鎖（ｃＤＮＡ−ゲノム配列）に優先した。結果として得られるステッチ配列は、ＢＬＡＳＴ分析により公共データベースｇｅｎｐｅｐｔ及びｇｂｐｒｉに翻訳されて比較された。Ｇｅｎｓｃａｎにより予測された不正確なエキソンは、ｇｅｎｐｅｐｔからヒットしたトップのＢＬＡＳＴと比較することにより修正した。必要な場合には、追加ｃＤＮＡ配列を用いるかゲノムＤＮＡの検査により配列を更に伸長させた。
【０２３３】
ストレッチ配列（ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ）
部分ＤＮＡ配列は、ＢＬＡＳＴ分析に基づくアルゴリズムにより完全長まで伸長された。先ず、ＢＬＡＳＴプログラムを用いて、ＧｅｎＢａｎｋの霊長類、げっ歯類、哺乳動物、脊椎動物及び真核生物のデータベースなどの公共データベースに対し、実施例３に記載されたようにアセンブルされた部分ｃＤＮＡを問い合わせた。次に、最も近いＧｅｎＢａｎｋタンパク質相同体をＢＬＡＳＴ分析によりＩｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ配列または実施例４に記載のＧｅｎＳｃａｎエキソン予測配列のいずれかと比較した。結果として得られる高スコアリングセグメント対（ＨＳＰ）を用いてキメラタンパク質を産出し、翻訳した配列をＧｅｎＢａｎｋタンパク質相同体上にマッピングした。元のＧｅｎＢａｎｋタンパク質相同体に関連して、キメラタンパク質内で挿入または削除が起こり得る。ＧｅｎＢａｎｋタンパク質相同体、キメラタンパク質またはその両方をプローブとして用い、公共のヒトゲノムデータベースから相同ゲノム配列を検索した。このようにして、部分的なＤＮＡ配列を相同ゲノム配列の付加によりストレッチすなわち伸長した。結果として得られるストレッチ配列を検査し、完全遺伝子を含んでいるか否かを決定した。
【０２３４】
６　 ＡＴＲＳ をコードするポリヌクレオチドの染色体マッピング
ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８を構築するために用いた配列を、ＢＬＡＳＴ及びＳｍｉｔｈ−Ｗａｔｅｒｍａｎアルゴリズムを用いて、Ｉｎｃｙｔｅ ＬＩＦＥＳＥＱデータベース及び公共のドメインデータベースの配列と比較した。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８と一致するこれらのデータベースの配列を、Ｐｈｒａｐ（表７）などの構築アルゴリズムを使用して、連続及び重複した配列のクラスターに組み入れた。スタンフォード・ヒトゲノムセンター（ＳＨＧＣ）、ホワイトヘッド・ゲノム研究所（ＷＩＧＲ）、Ｇｅｎｅｔｈｏｎ等の公的な情報源から入手可能な放射線ハイブリッド及び遺伝地図データを用いて、クラスタ化された配列が前もってマッピングされたかを測定した。マッピングされた配列がクラスタに含まれている結果、個々の配列番号を含めてそのクラスタの全配列が地図上の位置に割り当てられた。
【０２３５】
地図上の位置は、ヒト染色体の範囲または間隔として表される。センチモルガン間隔の地図上の位置は、染色体のｐアームの末端に関連して測定する。（センチモルガン（ｃＭ）は、染色体マーカー間の組換え頻度に基づく計測単位である。平均して、１ｃＭは、ヒト中のＤＮＡの１メガベース（Ｍｂ）にほぼ等しい。 尤も、この値は、組換えのホットスポット及びコールドスポットに起因して広範囲に変化する。）ｃＭ距離は、配列が各クラスタ内に含まれるような放射線ハイブリッドマーカーに対して境界を提供するようなＧｅｎｅｔｈｏｎによってマッピングされた遺伝マーカーに基づく。ＮＣＢＩ「ＧｅｎｅＭａｐ９９」（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｐｖ／ｇｅｎｅｍａｐ）などの一般が入手可能なヒト遺伝子マップおよびその他の情報源を用いて、上記した区間が既に同定されている疾患遺伝子マップ内若しくは近傍に位置するかを決定できる。
このようにして、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５は９７．１から１１６．６センチモルガン内で染色体１２にマップされた。
【０２３６】
７　ポリヌクレオチド発現の分析
ノーザン分析は、転写された遺伝情報の存在を検出するために用いられる実験技術であり、標識されたヌクレオチド配列の、特定の細胞種または組織からのＲＮＡが結合される膜へのハイブリダイゼーションに関与している。（前出のＳａｍｂｒｏｏｋ， ７章、同Ａｕｓｕｂｅｌ． Ｆ．Ｍ． ら， ４章及び１６章等を参照。）
【０２３７】
ＢＬＡＳＴに適用する類似のコンピュータ技術を用いて、ＧｅｎＢａｎｋやＬｉｆｅＳｅｑ（Ｉｎｃｙｔｅ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ）等のヌクレオチドデータベースにおいて同一または関連分子を検索する。ノーザン分析は、多数の膜系ハイブリダイゼーションよりも断然速い。更に、特定の同一を厳密な或いは相同的なものとして分類するか否かを決定するため、コンピュータ検索の感度を変更することができる。検索の基準は積スコアであり、次式で定義される。
【０２３８】
【数１】

積スコアは、２つの配列間の類似度及び配列が一致する長さの両方を考慮している。積スコアは、０〜１００の規準化された値であり、次のようにして求める。ＢＬＡＳＴスコアにヌクレオチドの配列一致率を乗じ、その積を２つの配列の短い方の長さの５倍で除する。高スコアリングセグメント対（ＨＳＰ）に一致する各塩基に＋５のスコアを割り当て、各不適性塩基対に−４を割り当てることにより、ＢＬＡＳＴスコアを計算する。２つの配列は、２以上のＨＳＰを共有し得る（ギャップにより離隔され得る）。２以上のＨＳＰがある場合には、最高ＢＬＡＳＴスコアの塩基対を用いて積スコアを計算する。積スコアは、断片的重畳とＢＬＡＳＴアラインメントの質とのバランスを表す。例えば積スコア１００は、比較した２つの配列の短い方の長さ全体にわたって１００％一致する場合のみ得られる。積スコア７０は、一端が１００％一致し、７０％重畳しているか、他端が８８％一致し、１００％重畳しているかのいずれかの場合に得られる。積スコア５０は、一端が１００％一致し、５０％重畳しているか、他端が７９％一致し、１００％重畳しているかのいずれかの場合に得られる。
【０２３９】
或いは、ＡＴＲＳをコードするポリヌクレオチド配列は、由来する組織に対して分析する。例えば或る完全長配列は、Ｉｎｃｙｔｅ ｃＤＮＡ配列（実施例３を参照）と少なくとも一部は重畳するようにアセンブルされる。各ｃＤＮＡ配列は、ヒト組織から作製されたｃＤＮＡライブラリに由来する。各ヒト組織は、以下の器官／組織カテゴリー即ち心血管系、結合組織、消化器系、胚構造、内分泌系、外分泌腺、女性生殖器、男性生殖器、生殖細胞、血液及び免疫系、肝、筋骨格系、神経系、膵臓、呼吸器系、感覚器、皮膚、顎口腔系、非分類性／混合性または尿路の１つに分類される。各カテゴリーのライブラリ数を数えて、全カテゴリーの総ライブラリ数で除する。同様に、各ヒト組織は、以下の疾患／病状カテゴリー即ち癌、細胞系、発達、炎症、神経性、外傷、心血管、鬱血、その他の１つに分類される。 各カテゴリーのライブラリ数を数えて、全カテゴリーの総ライブラリ数で除する。得られるパーセンテージは、ＡＴＲＳをコードするｃＤＮＡの疾患特異的な発現を反映する。 ｃＤＮＡ配列およびｃＤＮＡライブラリ／組織の情報は、ＬＩＦＥＳＥＱ ＧＯＬＤ データベース（Ｉｎｃｙｔｅ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ， Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡ）から得ることができる。
【０２４０】
８　 ＡＴＲＳ をコードするポリヌクレオチドの伸長
完全長のポリヌクレオチド配列もまた、完全長分子の適切な断片から設計したオリゴヌクレオチドプライマーを用いて該断片を伸長させて生成した。一方のプライマーは既知の断片の５’伸長を開始するべく合成し、他方のプライマーは既知の断片の３’伸長を開始するべく合成した。開始プライマーの設計は、長さが約２２〜３０ヌクレオチド、ＧＣ含有率が５０％以上となり、約６８〜７２℃の温度で標的配列にアニーリングするように、ＯＬＩＧＯ ４．０６ソフトウェア（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）或いは別の適切なプログラムを用いて、ｃＤＮＡから設計した。 ヘアピン構造及びプライマー−プライマー二量体を生ずるようなヌクレオチドの区間は全て回避した。
【０２４１】
配列を伸長するために、選択されたヒトｃＤＮＡライブラリを用いた。２段階以上の伸長が必要または望ましい場合には、付加的プライマー或いはプライマーのネステッドセットを設計した。
【０２４２】
高忠実度の増幅が、当業者によく知られている方法を利用したＰＣＲ法によって得られた。 ＰＣＲは、ＰＴＣ−２００ サーマルサイクラー（ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｉｎｃ．）を用いて９６穴プレート内で行った。反応混合液は、鋳型ＤＮＡ及び２００ ｎｍｏｌの各プライマー、Ｍｇ^{２ ＋}と（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４とβ−メルカプトエタノールを含むバッファー、Ｔａｑ ＤＮＡポリメラーゼ（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）、ＥＬＯＮＧＡＳＥ酵素（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、Ｐｆｕ ＤＮＡポリメラーゼ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）を含む。 プライマーの組、ＰＣＩ ＡとＰＣＩ Ｂに対して以下のパラメータで増幅を行った。ステップ １：９４℃で３分間、ステップ ２：９４℃で１５分間、ステップ ３：６０℃で１分間、ステップ ４：６８℃で２分間、ステップ ５：ステップ２、３、及び４を２０回繰り返す。ステップ ６：６８℃で５分間、ステップ ７：４℃で保存。別法では、プライマー対、Ｔ７とＳＫ＋に対して以下のパラメータで増幅を行った。ステップ １：９４℃で３分間、ステップ ２：９４℃で１５分間、ステップ ３：５７℃で１分間、ステップ ４：６８℃で２分間、ステップ ５：ステップ２、３、及び４を２０回繰り返す。ステップ ６：６８℃で５分間、ステップ ７：４℃で保存。
【０２４３】
各ウェルのＤＮＡ濃度は、１Ｘ ＴＥ及び０．５μｌの希釈していないＰＣＲ産物に溶解した１００μｌのＰＩＣＯＧＲＥＥＮ定量試薬（０．２５（ｖ／ｖ） ＰＩＣＯＧＲＥＥＮ； Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ， Ｅｕｇｅｎｅ ＯＲ）を不透明な蛍光光度計プレート（Ｃｏｍｉｎｇ Ｃｏｓｔａｒ， Ａｃｔｏｎ ＭＡ）の各ウェルに分配してＤＮＡが試薬と結合できるようにして測定する。サンプルの蛍光を計測してＤＮＡの濃度を定量するべくプレートをＦｌｕｏｒｏｓｋａｎ ＩＩ （Ｌａｂｓｙｓｔｅｍｓ Ｏｙ， Ｈｅｌｓｉｎｋｉ， Ｆｉｎｌａｎｄ）でスキャンした。反応混合物のアリコート５〜１０μｌを１％アガロースミニゲル上で電気泳動法によって解析し、どの反応が配列の伸長に成功したかを決定した。
【０２４４】
伸長させたヌクレオチドは、脱塩及び濃縮して３８４穴プレートに移し、ＣｖｉＪＩコレラウイルスエンドヌクレアーゼ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｍａｄｉｓｏｎ ＷＩ）を用いて消化し、ｐＵＣ １８ベクター（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）への再連結反応前に音波処理またはせん断した。ショットガン・シークエンシングのために、消化したヌクレオチドを低濃度（０．６〜０．８％）のアガロースゲル上で分離し、断片を切除し、寒天をＡｇａｒ ＡＣＥ（Ｐｒｏｍｅｇａ）で消化した。伸長させたクローンをＴ４リガーゼ（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ， Ｂｅｖｅｒｌｙ ＭＡ）を用いてｐＵＣ １８ベクター（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）に再連結し、Ｐｆｕ ＤＮＡポリメラーゼ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）で処理して制限部位の張出部（ｏｖｅｒｈａｎｇ）を満たし、コンピテント大腸菌細胞に形質移入した。形質移入した細胞を選択して抗生物質を含む培地に移し、それぞれのコロニーを切りとってＬＢ／２Ｘカルベニシリン培養液の３８４ウェルプレートに３７℃で一晩培養した。
【０２４５】
細胞を溶解して、Ｔａｑ ＤＮＡポリメラーゼ（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）及びＰｆｕ ＤＮＡポリメラーゼ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）を用いて以下の手順でＤＮＡをＰＣＲ増幅した。ステップ １：９４℃で３分間、ステップ ２：９４℃で１５分間、ステップ ３：６０℃で１分間、ステップ ４：７２℃で２分間、ステップ ５：ステップ２、３、及び４を２０回繰り返す。ステップ ６：７２℃で５分間、ステップ ７：４℃で保存。上記したようにＰＩＣＯＧＲＥＥＮ試薬（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ）でＤＮＡを定量化した。ＤＮＡの回収率が低いサンプルは、上記と同一の条件を用いて再増幅した。サンプルは２０％ジメチルスルホキシド（１：２， ｖ／ｖ）で希釈し、ＤＹＥＮＡＭＩＣ エネルギートランスファー シークエンシングプライマー、及びＤＹＥＮＡＭＩＣ ＤＩＲＥＣＴ ｋｉｔ（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）またはＡＢＩ ＰＲＩＳＭ ＢＩＧＤＹＥ ターミネーターサイクル シークエンシング反応キット（Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ ｃｙｃｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｒｅａｄｙ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｋｉｔ）（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）を用いてシークエンシングした。
【０２４６】
同様に、上記手順を用いて完全長ヌクレオチド配列を検証し、或いはそのような伸長のために設計されたオリゴヌクレオチド及び適切なゲノムライブラリを用いて５’調節配列を得る。
【０２４７】
９　個々のハイブリダイゼーションプローブの標識及び使用
ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５−８から導き出されたハイブリダイゼーションプローブを用いて、ｃＤＮＡ、ｍＲＮＡ、またはゲノムＤＮＡをスクリーニングする。約２０塩基対からなるオリゴヌクレオチドの標識について特に記載するが、より大きなヌクレオチド断片に対しても事実上同一の手順が用いられる。オリゴヌクレオチドは、ＯＬＩＧＯ ４．０６ソフトウェア（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）等の最新ソフトウェアを用いて設計し、各オリゴマー５０ｐｍｏｌと、［γ−^３２Ｐ］アデノシン３リン酸 （Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）２５０μＣｉと、Ｔ４ポリヌクレオチドキナーゼ（ＤｕＰｏｎｔ ＮＥＮ， Ｂｏｓｔｏｎ ＭＡ）を混合することにより標識する。標識したオリゴヌクレオチドは、ＳＥＰＨＡＤＥＸ Ｇ−２５超細繊分子サイズ排除デキストランビードカラム（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）を用いて実質的に精製する。Ａｓｅ Ｉ、Ｂｇｌ ＩＩ、Ｅｃｏ ＲＩ、Ｐｓｔ Ｉ、Ｘｂａ１またはＰｖｕ ＩＩ（ＤｕＰｏｎｔ ＮＥＮ）のいずれか１つのエンドヌクレアーゼで消化されたヒトゲノムＤＮＡの典型的な膜ベースのハイブリダイゼーション解析において、毎分１０^７カウントの標識されたプローブを含むアリコットを用いる。
【０２４８】
各消化物から得たＤＮＡは、０．７％アガロースゲル上で分画してナイロン膜（Ｎｙｔｒａｎ Ｐｌｕｓ， Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ ＆ Ｓｃｈｕｅｌｌ， Ｄｕｒｈａｍ ＮＨ）に移す。ハイブリダイゼーションは、４０℃で１６時間行う。 非特異的シグナルを除去するため、例えば０．１×クエン酸ナトリウム食塩水及び０．５％ドデシル硫酸ナトリウムに一致する条件下で、ブロットを室温で順次洗浄する。オートラジオグラフィーまたはそれに代わるイメージング手段を用いてハイブリダイゼーションパターンを視覚化し、比較する。
【０２４９】
１０　マイクロアレイ
マイクロアレイの表面上でアレイエレメントの連鎖または合成は、フォトリソグラフィ、圧電印刷（インクジェット印刷、前出のＢａｌｄｅｓｃｈｗｅｉｌｅｒ等を参照）、機械的マイクロスポッティング技術及びこれらから派生したものを用いて達成することが可能である。上記各技術において基質は、均一且つ非多孔性の固体とするべきである（Ｓｃｈｅｎａ （１９９９） 前出）。推奨する基質には、シリコン、シリカ、スライドガラス、ガラスチップ及びシリコンウエハがある。或いは、ドットブロット法またはスロットブロット法に類似のアレイを利用して、熱的、紫外線的、化学的または機械的結合手順を用いて基質の表面にエレメントを配置及び結合させてもよい。通常のアレイは、手作業で、または利用可能な方法や機械を用いて作製でき、任意の適正数のエレメントを有し得る（Ｓｃｈｅｎａ， Ｍ． ら （１９９５） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７０：４６７−４７０、Ｓｈａｌｏｎ． Ｄ． ら （１９９６） Ｇｅｎｏｍｅ Ｒｅｓ． ６：６３９−６４５、Ｍａｒｓｈａｌｌ， Ａ． ａｎｄ Ｊ． Ｈｏｄｇｓｏｎ （１９９８） Ｎａｔ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． １６：２７−３１．を参照）。
【０２５０】
完全長ｃＤＮＡ、発現遺伝子配列断片（ＥＳＴ）、またはその断片またはオリゴマーは、マイクロアレイのエレメントを構成し得る。ハイブリダイゼーションに好適な断片またはオリゴマーを、レーザＧＥＮＥソフトウェア（ＤＮＡＳＴＡＲ）等の本技術分野で公知のソフトウェアを用いて選択することが可能である。アレイエレメントは、生物学的サンプル中でポリヌクレオチドを用いてハイブリダイズされる。生物学的サンプル中のポリヌクレオチドは、検出を容易にするために蛍光標識またはその他の分子タグに接合される。ハイブリダイゼーション後、生物学的サンプルからハイブリダイズされていないヌクレオチドを除去し、蛍光スキャナを用いて各アレイエレメントにおいてハイブリダイゼーションを検出する。或いは、レーザ脱着及び質量スペクトロメトリを用いてもハイブリダイゼーションを検出し得る。マイクロアレイ上のエレメントにハイブリダイズする各ポリヌクレオチドの相補性の度合及び相対存在度は、算定し得る。一実施例におけるマイクロアレイの調整及び使用について、以下に詳述する。
【０２５１】
組織または細胞サンプルの準備
グアニジウムチオシアネート法を用いて組織サンプルから全ＲＮＡを単離し、オリゴ（ｄＴ）セルロース法を用いてポリ（Ａ）^＋ＲＮＡを精製する。各ポリ（Ａ）^＋ＲＮＡサンプルを、ＭＭＬＶ逆転写酵素、０．０５ｐｇ／μｌのオリゴ（ｄＴ）プライマー（２１ｍｅｒ）、１×第一鎖合成バッファー、０．０３ｕｎｉｔ／μｌのＲＮアーゼ阻害因子、５００μＭのｄＡＴＰ、５００μＭのｄＧＴＰ、５００μＭのｄＴＴＰ、４０μＭのｄＣＴＰ、４０μＭのｄＣＴＰ−Ｃｙ３（ＢＤＳ）またはｄＣＴＰ−Ｃｙ５（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）を用いて逆転写する。逆転写反応は、ＧＥＭＢＲＩＧＨＴキット（Ｉｎｃｙｔｅ）を用いて、２００ｎｇのポリ（Ａ）^＋ＲＮＡを含む２５ｍｌ容量で行う。特異的対照ポリ（Ａ）^＋ＲＮＡは、非コード酵母ゲノムＤＮＡからｉｎ ｖｉｔｒｏ転写により合成する。各反応サンプル（１つはＣｙ３、もう１つはＣｙ５標識）は、２．５ｍｌの０．５Ｍ水酸化ナトリウムで処理し、８５℃で２０分間インキュベートし、反応を停止させてＲＮＡを分解させる。サンプルは、２つの連続するＣＨＲＯＭＡ ＳＰＩＮ ３０ゲル濾過スピンカラム（ＣＬＯＮＴＥＣＨ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ． （ＣＬＯＮＴＥＣＨ）， Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡ）を用いて精製する。 結合後、２つの反応サンプルは、１ｍｌのグリコーゲン（１ｍｇ／ｍｌ）を用いて析出させたエタノール、６０ｍｌの酢酸ナトリウム及び３００ｍｌの１００％エタノールである。サンプルは次に、ＳｐｅｅｄＶＡＣ（Ｓａｖａｎｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．， Ｈｏｌｂｒｏｏｋ ＮＹ）を用いて乾燥して仕上げ、１４μｌ ５×ＳＳＣ／０．２％ ＳＤＳ中で再懸濁する。
【０２５２】
マイクロアレイの準備
本発明の配列を用いて、アレイエレメントを生成する。各アレイエレメントは、クローン化ｃＤＮＡインサートによりベクター含有細菌性細胞から増幅する。ＰＣＲ増幅は、ｃＤＮＡインサートの側面に位置するベクター配列に相補的なプライマーを用いる。３０サイクルのＰＣＲで１〜２ｎｇの初期量から５μｇより大きい最終量までアレイエレメントを増幅する。増幅されたアレイエレメントは、ＳＥＰＨＡＣＲＹＬ−４００（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）を用いて精製される。
【０２５３】
精製したアレイエレメントは、ポリマーコートされたスライドガラス上に固定する。顕微鏡スライドガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ）は、処理中及び処理後に大量の蒸留水洗液を用いて０．１％のＳＤＳ及びアセトン中で超音波により洗浄する。スライドガラスは、４％フッ化水素酸（ＶＷＲ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ （ＶＷＲ）， Ｗｅｓｔ Ｃｈｅｓｔｅｒ ＰＡ）中でエッチングし、蒸留水中で広範囲にわたって洗浄し、９５％エタノール中で０．０５％アミノプロピルシラン（Ｓｉｇｍａ）を用いてコーティングする。コーティングしたスライドガラスは、１１０℃の天火で硬化させる。
【０２５４】
米国特許第５，８０７，５２２号で説明されている方法を用いて、コーティングしたガラス基板にアレイエレメントを付加する。 該特許は、引用を以って本明細書の一部となす。平均濃度が１００ｎｇ／μｌのアレイエレメントＤＮＡ１μｌを高速ロボット装置により開口キャピラリープリントエレメントに充填する。装置はここで、スライド毎に約５ｎｌのアレイエレメントサンプルを加える。
【０２５５】
マイクロアレイには、ＳＴＲＡＴＡＬＩＮＫＥＲ ＵＶ架橋剤（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）を用いてＵＶ架橋する。マイクロアレイは、室温において０．２％ＳＤＳで１度洗浄し、蒸留水で３度洗浄する。リン酸緩衝生理食塩水 （ＰＢＳ）（Ｔｒｏｐｉｘ， Ｉｎｃ．， Ｂｅｄｆｏｒｄ ＭＡ）中の０．２％カゼイン中において６０℃で３０分間マイクロアレイをインキュベートした後、前に行ったように０．２％ＳＤＳ及び蒸留水で洗浄することにより、非特異結合部位をブロックする。
【０２５６】
ハイブリダイゼーション
ハイブリダイゼーション反応は、５×ＳＳＣ，０．２％ＳＤＳハイブリダイゼーション緩衝液中のＣｙ３及びＣｙ５標識したｃＤＮＡ合成生成物を各０．２μｇ含む９μｌのサンプル混合体を有する。サンプル混合体は、６５℃まで５分間加熱し、マイクロアレイ表面上で等分して１．８ｃｍ^２ のカバーガラスで覆う。アレイは、顕微鏡スライドより僅かに大きいキャビティを有する防水チェンバーに移行させる。チェンバーのコーナーに１４０μｌの５×ＳＳＣを加えることにより、チェンバー内部を湿度１００に保持する。アレイを含むチェンバーは、６０℃で約６．５時間インキュベートする。 アレイは、第１洗浄緩衝液中（１×ＳＳＣ，０．１％ＳＤＳ）において４５℃で１０分間洗浄し、第２洗浄緩衝液中（０．１×ＳＳＣ）において４５℃で１０分間各々３度洗浄して乾燥させる。
【０２５７】
検出
レポーター標識ハイブリダイゼーション複合体は、Ｃｙ３の励起のためには４８８ｎｍ、Ｃｙ５の励起のためには６３２ｎｍでスペクトル線を生成し得るＩｎｎｏｖａ ７０混合ガス１０ Ｗレーザ（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ， Ｉｎｃ．， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ）を備えた顕微鏡で検出する。２０×顕微鏡対物レンズ（Ｎｉｋｏｎ， Ｉｎｃ．， Ｍｅｌｖｉｌｌｅ ＮＹ）を用いて、アレイ上に励起レーザ光を集中させる。アレイを含むスライドを顕微鏡のコンピュータ制御Ｘ−Ｙステージに置き、対物レンズを通過してラスタスキャンする。本実施例で用いた１．８ｃｍ×１．８ｃｍのアレイは、２０μｍの解像度でスキャンした。
【０２５８】
２つの異なるスキャンのうち、混合ガスマルチラインレーザは２つの蛍光色素を連続的に励起する。放射された光は、２つの蛍光色素に応じて波長に基づき２つの光電子増倍管検出器（ＰＭＴ Ｒ１４７７， Ｈａｍａｍａｔｓｕ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ ＮＪ）に分割される。アレイと光電子増倍管間に設置された好適なフィルターを用いて、シグナルをフィルタリングする。用いる蛍光色素の最大発光は、Ｃｙ３では５６５ｎｍ、Ｃｙ５では６５０ｎｍである。装置は両方の蛍光色素からのスペクトルを同時に記録し得るが、レーザ源において好適なフィルターを用いて各アレイを通常２度スキャンし、蛍光色素１つにつき１度スキャンする。
【０２５９】
スキャンの感度は通常、既知濃度のサンプル混合体に添加されるｃＤＮＡ対照種により生成されるシグナル強度を用いて較正する。アレイ上の特定の位置には相補的ＤＮＡ配列が含まれ、その位置におけるシグナルの強度をハイブリダイジング種の重量比１：１００，０００に相関させる。 異なる源（例えば試験及び対照細胞を表す）からの２つのサンプルを、各々異なる蛍光色素で標識し、他と異なって発現した遺伝子を同定するために単一のアレイにハイブリダイズする場合には、２つの蛍光色素を有する較正ｃＤＮＡの標識サンプルにより較正し、ハイブリダイゼーション混合体に各々等量を加える。
【０２６０】
光電子増倍管の出力は、ＩＢＭコンパチブルＰＣコンピュータにインストールされた１２ビットＲＴＩ−８３５Ｈアナログ−ディジタル（ＡＩＤ）変換ボード（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ， Ｉｎｃ．， Ｎｏｒｗｏｏｄ ＭＡ）を用いてディジタル化される。ディジタル化されたデータは、青色（低シグナル）から赤色（高シグナル）までの擬似カラー範囲へのリニア２０色変換を用いてシグナル強度がマッピングされたようなイメージとして表示される。データは、定量的にも分析される。２つの異なる蛍光色素を同時に励起及び測定する場合には、各蛍光色素の発光スペクトルを用いて、データは先ず蛍光色素と蛍光色素の間の光学磁気プリンティング（発光スペクトルの重畳に起因する）に集められる。
【０２６１】
グリッドは蛍光シグナルイメージ上に重ねられ、それによって各スポットからのシグナルはグリッドの各エレメントに集められる。各エレメント内の蛍光シグナルは統合され、シグナルの平均強度に応じた数値が得られる。シグナル分析に用いるソフトウェアは、ＧＥＭＴＯＯＬＳ遺伝子発現分析プログラム（Ｉｎｃｙｔｅ）である。
【０２６２】
１１　相補的ポリヌクレオチド
ＡＴＲＳをコードする配列或いはその任意の一部に対して相補的な配列は、天然のＡＴＲＳの発現を低下させるため即ち阻害するために用いられる。約１５〜３０塩基対を含むオリゴヌクレオチドの使用について記すが、これより小さな或いは大きな配列の断片の場合でも本質的に同じ方法を用いることができる。Ｏｌｉｇｏ４．０６ソフトウェア（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）及びＡＴＲＳのコーディング配列を用いて、適切なオリゴヌクレオチドを設計する。転写を阻害するためには、最も独特な５’ 配列から相補的オリゴヌクレオチドを設計し、これを用いてプロモーターがコーディング配列に結合するのを阻害する。翻訳を阻害するためには、相補的なオリゴヌクレオチドを設計して、リボソームがＡＴＲＳをコードする転写物に結合するのを阻害する。
【０２６３】
１２　 ＡＴＲＳ の発現
ＡＴＲＳの発現及び精製は、細菌若しくはウイルスを基にした発現系を用いて行うことができる。細菌でＡＴＲＳが発現するために、抗生物質耐性及びｃＤＮＡの転写レベルを高める誘導性のプロモーターを含む好適なベクターにｃＤＮＡをサブクローニングする。このようなプロモーターには、ｌａｃオペレーター調節エレメントに関連するＴ５またはＴ７バクテリオファージプロモーター及びｔｒｐ−ｌａｃ（ｔａｃ）ハイブリッドプロモーターが含まれるが、これらに限定するものではない。組換えベクターを、ＢＬ２１（ＤＥ３）等の好適な細菌宿主に形質転換する。抗生物質耐性をもつ細菌が、イソプロピルβ−Ｄチオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）で誘発されるとＡＴＲＳを発現する。真核細胞でのＡＴＲＳの発現は、昆虫細胞株または哺乳動物細胞株に一般にバキュロウイスルスとして知られているＡｕｔｏｇｒａｐｈｉｃａ ｃａｌｉｆｏｒｎｉｃａ核多角体病ウイルス（ＡｃＭＮＰＶ）を感染させて行う。バキュロウイルスの非必須の多角体遺伝子を、相同組換え或いは転移プラスミドの媒介を伴う細菌の媒介による遺伝子転移のどちらかによって、ＡＴＲＳをコードするｃＤＮＡと置換する。ウイルスの感染力は維持され、強いポリヘドリンプロモーターによって高いレベルのｃＤＮＡの転写が行われる。組換えバキュロウイルスは、多くの場合はＳｐｏｄｏｐｔｅｒａ ｆｒｕｇｉｐｅｒｄａ（Ｓｆ９）昆虫細胞に感染に用いられるが、ヒト肝細胞の感染にも用いられることもある。後者の感染の場合は、バキュロウイルスの更なる遺伝的変更が必要になる。（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ． Ｅ． Ｋ．ら （１９９４） Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９１：３２２４−３２２７、Ｓａｎｄｉｇ， Ｖ． ら （１９９６） Ｈｕｍ． Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒ． ７：１９３７−１９４５．等を参照）。
【０２６４】
殆どの発現系では、ＡＴＲＳが、例えばグルタチオンＳトランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、またはＦＬＡＧや６−Ｈｉｓなどのペプチドエピトープ標識で合成された融合タンパク質となるため、未精製の細胞溶解物からの組換え融合タンパク質の親和性ベースの精製が素早く１回で行うことができる。ＧＳＴは日本住血吸虫からの２６ｋＤａの酵素であり、タンパク質の活性及び抗原性を維持した状態で、固定化グルタチオン上で融合タンパク質の精製を可能とする（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）。精製の後、ＧＳＴ部分を特定の操作部位でＡＴＲＳからタンパク分解的に切断できる。ＦＬＡＧは８アミノ酸のペプチドであり、市販されているモノクローナル及びポリクローナル抗ＦＬＡＧ抗体（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）を用いて免疫親和性精製を可能にする。６ヒスチジン残基が連続して伸長した６−Ｈｉｓは、金属キレート樹脂（ＱＩＡＧＥＮ）上での精製を可能にする。タンパク質の発現及び精製の方法は、前出のＡｕｓｕｂｅｌ（１９９５）１０章、１６章に記載されている。これらの方法で精製したＡＴＲＳを直接用いて以下の実施例１６、１７、及び１８のアッセイを行うことができる。
【０２６５】
１３　機能的アッセイ
ＡＴＲＳ機能は、哺乳動物細胞培養系において生理学的に高められたレベルでのＡＴＲＳをコードする配列の発現によって評価する。ｃＤＮＡを高いレベルで発現する強いプロモーターを含む哺乳動物発現ベクターにｃＤＮＡをサブクローニングする。選り抜きのベクターには、ｐＣＭＶ ＳＰＯＲＴプラスミド（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）及びｐＣＲ ３．１プラスミド（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）が含まれ、どちらもサイトメガロウイルスプロモーターを有する。リポソーム製剤或いは電気穿孔法を用いて、５〜１０μｇの組換えベクターをヒト細胞株、例えば内皮由来または造血由来の細胞株に一時的に形質移入する。更に、標識タンパク質をコードする配列を含む１〜２μｇのプラスミドを同時に形質移入する。標識タンパク質の発現により、形質移入細胞と非形質移入細胞を区別する手段が与えられる。 また、標識タンパク質の発現によって、ｃＤＮＡの組換えベクターからの発現を正確に予想できる。標識タンパク質は、例えば緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ；Ｃｌｏｎｔｅｃｈ）、ＣＤ６４またはＣＤ６４−ＧＦＰ融合タンパク質から選択できる。自動化された、レーザー光学に基づく技術であるフローサイトメトリー（ＦＣＭ）を用いて、ＧＦＰまたはＣＤ６４−ＧＦＰを発現する形質移入された細胞を同定し、その細胞のアポトーシス状態や他の細胞特性を評価する。ＦＣＭは、細胞死に先行するか或いは同時に発生する現象を診断する蛍光分子の取込を検出して計量する。このような現象として挙げられるのは、プロピジウムヨウ化物によるＤＮＡ染色によって計測される核ＤＮＡ内容物の変化、ブロモデオキシウリジンの取込量の低下によって計測されるＤＮＡ合成の下方調節、特異抗体との反応性によって計測される細胞表面及び細胞内におけるタンパンク質の発現の変化、及び蛍光複合アネキシンＶタンパク質の細胞表面への結合によって計測される原形質膜組成の変化とがある。フローサイトメトリー法については、Ｏｒｍｅｒｏｄ， Ｍ． Ｇ． （１９９４） Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ Ｏｘｆｏｒｄ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， ＮＹ．に記述がある。
【０２６６】
遺伝子発現におけるＡＴＲＳの影響は、ＡＴＲＳをコードする配列とＣＤ６４またはＣＤ６４−ＧＦＰのどちらかが形質移入された高度に精製された細胞集団を用いて評価することができる。ＣＤ６４またはＣＤ６４−ＧＦＰは、形質転換された細胞表面で発現し、ヒト免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）の保存領域と結合する。形質転換された細胞と形質転換されない細胞とは、ヒトＩｇＧかＣＤ６４に対する抗体のどちらかで被覆された磁気ビードを用いて分離することができる（ＤＹＮＡＬ． Ｌａｋｅ Ｓｕｃｃｅｓｓ． ＮＹ）。 ｍＲＮＡは、当分野で周知の方法で細胞から精製することができる。ＡＴＲＳ及び目的の他の遺伝子をコードするｍＲＮＡの発現は、ノーザン分析やマイクロアレイ技術で分析することができる。
【０２６７】
１４　 ＡＴＲＳ に特異的な抗体の作製
ポリアクリルアミドゲル電気泳動法（ＰＡＧＥ；例えば、Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ， Ｍ．Ｇ． （１９９０） Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ． １８２：４８８−４９５を参照）または他の精製技術で実質的に精製されたＡＴＲＳを用いて、標準的なプロトコルでウサギを免疫化して抗体を作り出す。
【０２６８】
或いは、レーザＧＥＮＥソフトウェア（ＤＮＡＳＴＡＲ）を用いてＡＴＲＳアミノ酸配列を解析し、免疫抗原性の高い領域を決定する。 そして対応するオリゴペプチドを合成し、このオリゴペプチドを用いて当業者によく知られている方法で抗体を生成する。例えばＣ末端付近或いは隣接する親水性領域等の、適切なエピトープの選択については、当分野で公知である（前出のＡｕｓｕｂｅｌ， １９９５， １１章等を参照）。
【０２６９】
通常は、長さ約１５残基のオリゴペプチドを、Ｆｍｏｃケミストリを用いるＡＢＩ ４３１Ａ ペプチドシンセサイザ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて合成し、Ｎ−マレイミドベンゾイル−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル（ＭＢＳ）を用いた反応によってＫＬＨ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ， Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ ＭＯ）に結合させて、免疫抗原性を高める（前出のＡｕｓｕｂｅｌ， １９９５ 等を参照）。完全フロイントアジュバントにおいてオリゴペプチド−ＫＬＭ複合体を用いてウサギを免疫化する。得られた抗血清の抗ペプチド活性及び抗ＡＴＲＳ活性を検査するには、ペプチドまたはＡＴＲＳを基板に結合し、１％ＢＳＡを用いてブロッキング処理し、ウサギ抗血清と反応させて洗浄し、さらに放射性ヨウ素標識されたヤギ抗ウサギＩｇＧと反応させる。
【０２７０】
１５　特異的抗体を用いる天然 ＡＴＲＳ の精製
天然ＡＴＲＳ或いは組換えＡＴＲＳを、ＡＴＲＳに特異的な抗体を用いるイムノアフィニティークロマトグラフィにより実質的に精製する。イムノアフィニティーカラムは、ＣＮＢｒ−活性化ＳＥＰＨＡＲＯＳＥ（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）のような活性化クロマトグラフィー用レジンと抗ＡＴＲＳ抗体とを共有結合させることにより形成する。結合後に、製造者の使用説明書に従って樹脂をブロックし、洗浄する。
【０２７１】
ＡＴＲＳを含む培養液をイムノアフィニティーカラムに通し、ＡＴＲＳを優先的に吸着できる条件で（例えば、界面活性剤の存在下において高イオン強度のバッファーで）そのカラムを洗浄する。そのカラムを、抗体とＡＴＲＳとの結合を切るような条件で（例えば、ｐＨ２〜３のバッファー、或いは高濃度の尿素またはチオシアン酸塩イオンのようなカオトロピックイオンで）溶出させ、ＡＴＲＳを回収する。
【０２７２】
１６　 ＡＴＲＳ と相互作用する分子の同定
ＡＴＲＳまたは生物学的に活性であるＡＴＲＳ断片を、^１２５Ｉボルトンハンター試薬で標識する。（Ｂｏｌｔｏｎ Ａ．Ｅ． 及び Ｗ．Ｍ． Ｈｕｎｔｅｒ （１９７３） Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｊ． １３３：５２９−５３９を参照）。マルチウェルプレートに予め配列しておいた候補の分子を、標識したＡＴＲＳと共にインキュベートし、洗浄して、標識したＡＴＲＳ複合体を有する全てのウェルをアッセイする。様々なＡＴＲＳ濃度で得られたデータを用いて、候補分子と結合したＡＴＲＳの数量及び親和性、会合についての値を計算する。
【０２７３】
別法では、ＡＴＲＳと相互作用する分子を、Ｆｉｅｌｄｓ， Ｓ．及びＯ． Ｓｏｎｇ（１９８９， Ｎａｔｕｒｅ ３４０：２４５−２４６）に記載の酵母２−ハイブリッドシステム（ｙｅａｓｔ ｔｗｏ−ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ）やＭＡＴＣＨＭＡＫＥＲシステム（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ）などの２−ハイブリッドシステムに基づいた市販のキットを用いて分析する。
【０２７４】
ＡＴＲＳはまた、高処理型の酵母２ハイブリッドシステムを使用するＰＡＴＨＣＡＬＬＩＮＧプロセス（ＣｕｒａＧｅｎ Ｃｏｒｐ．， Ｎｅｗ Ｈａｖｅｎ ＣＴ）に用いて、遺伝子の２つの大きなライブラリによってコードされるタンパク質間の全ての相互作用を決定することができる（Ｎａｎｄａｂａｌａｎ， Ｋ． 他 （２０００） 米国特許第６，０５７，１０１号）。
【０２７５】
１７　 ＡＴＲＳ 活性の実証
ｔＲＮＡ合成酵素活性は、［^１４Ｃ］−標識されたアミノ酸の存在で ｔＲＮＡ 基質のアミノアシル化として測定される。ＡＴＲＳは緩衝液で、［^１４Ｃ］−標識されたアミノ酸と好適な同族の ｔＲＮＡ（例えば、［^１４Ｃ］アラニンおよび ｔＲＮＡ^ａｌａ）とともにインキュベートされる。^１４Ｃ−標識の産物は遊離［^１４Ｃ］アミノ酸からクロマトグラフィーによって分離され、組み込まれた［^１４Ｃ］はシンチレーションカウンタで測定される。^１４Ｃ−標識の産物の量は、このアッセイのＡＴＲＳの活性に比例する。
【０２７６】
１８　 ＡＴＲＳ アゴニスト及びアンタゴニストの同定
ＡＴＲＳ活性化若しくは抑制のアゴニスト若しくはアンタゴニストは、実施例１７で記述したアッセイを用いてテストしても良い。アゴニストは、ＡＴＲＳ活性の増加を引き起こし、アンタゴニストはＡＴＲＳ活性の減少を引き起こす。
【０２７７】
当業者は、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく本発明の記載した方法及びシステムの種々の改変を行い得る。本発明について説明するにあたり特定の好適実施例に関連して説明を行ったが、本発明の範囲が、そのような特定の実施例に不当に制限されるべきではないことを理解されたい。実際に、分子生物学または関連分野の専門家には明らかな、本明細書に記載されている本発明の実施方法の様々な改変は、特許請求の範囲内にあるものとする。
【０２７８】
（表の簡単な説明）
表１は、本発明の完全長ポリヌクレオチド配列及びポリペプチド配列の命名法の概略を示す。
【０２７９】
表２は、ＧｅｎＢａｎｋ識別番号及び本発明のポリペプチドに最も近いＧｅｎＢａｎｋ相同体の注釈を示す。各ポリペプチドとそのＧｅｎＢａｎｋ相同体が一致する確率スコアも併せて示す。
【０２８０】
表３は、予測されるモチーフ及びドメインを含む本発明のポリヌクレオチド配列の構造的特徴を、ポリペプチドの分析に用いるための方法、アルゴリズム及び検索可能なデータベースと共に示す。
【０２８１】
表４は、本発明のポリヌクレオチド配列を構築するために用いたｃＤＮＡ及び／またはゲノムＤＮＡ断片を、ポリヌクレオチド配列の選択した断片と共に示す。
【０２８２】
表５は、本発明のポリヌクレオチドの代表的なｃＤＮＡライブラリを示す。
【０２８３】
表６は、表５に示したｃＤＮＡライブラリの作製に用いた組織及びベクターを説明する付表である。
【０２８４】
表７は、本発明のポリヌクレオチドとポリペプチドのの分析に用いたツール、プログラム、アルゴリズムを、適用可能な説明、引用文献及び閾値パラメータと共に示す。
【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

【表１０】

【表１１】

【表１２】

[0001]
(Technical field)
The present invention relates to a nucleic acid sequence and an amino acid sequence of an aminoacyl-tRNA synthetase. The present invention also relates to diagnosis, treatment and prevention of abnormal cell proliferation and autoimmune / inflammatory diseases using these sequences. The invention further relates to the evaluation of the effects of foreign compounds on the expression of the aminoacyl-tRNA synthetase nucleic acid and amino acid sequences.
[0002]
(Background of the Invention)
Precise translation of the genetic code relies on the binding of individual amino acids to the appropriate transfer RNA (tRNA). Aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS) is an essential protein found in all organisms. The aaRS is involved in the activation of amino acids and proper binding to cognate tRNAs as the first step in protein biosynthesis. Prokaryotes have at least 20 different types of aaRS. There is one aaRS for each different amino acid. On the other hand, eukaryotes usually have two aaRS types, called cytoplasmic and mitochondrial, for each amino acid. The 20 aaRS enzymes can be divided into two structural classes. Class I enzymes add an amino acid to the 2'hydroxyl group at the 3'end of the tRNA. Class II enzymes add amino acids to the 3 'hydroxyl group at the 3' end of the tRNA. Each class is characterized by a unique topology of the catalytic domain. Class I enzymes have a catalytic domain based on the "Rossman fold" of the nucleotide binding site. In particular, the consensus tetrapeptide motif is highly conserved (Prosite document PDOC00161, aminoacyl transfer RNA synthase class-I signature). Class I enzymes are specific for arginine, cysteine, glutamic acid, glutamine, isoleucine, leucine, methionine, tyrosine, tryptophan and valine. Class II enzymes contain a central catalytic domain and are composed of an anti-parallel β-sheet domain with seven strands, and N- and C-terminal regulatory domains. Class II enzymes fall into two groups depending on whether the enzyme is a hetero- or homo-dimeric structure. The latter group is further divided by the structure of the N- and C-terminal regulatory domains (Hartlein, M. and Cusack, S. (1995) J. Mol. Evol. 40: 519-530). Class II enzymes have been identified as alamine, asparagine, aspartic acid, glycine, histidine, lysine, phenylalanine, proline, serine, threonine.
[0003]
Certain aaRSs also have an editing function. For example, IleRS is Val-tRNA^Ile Which may cause valine to be activated incorrectly, but this product is removed by hydrolytic activity that destroys the incorrectly bound product. This editing activity is located in the second catalytic site found in the connecting polypeptide 1 region (CP1), a long insert in the Rossman fold domain of the class I enzyme. (Schimmel, P. et al. (1998) FASEB J. 12: 1599-1609). AaRS also plays a role in tRNA processing. Mature tRNA has been shown to bind to each amino acid in the nucleus before being exported to the cytoplasm. The binding to this amino acid also functions as a quality control mechanism, allowing the tRNA to function normally (Martinis, SA, et al. (1999) EMBO J. 18: 4591-4596).
[0004]
In addition to functions in protein synthesis, certain aminoacyl-tRNA synthetases play a role in regulating cell fidelity, RNA splicing, RNA transport, apoptosis and transcription and translation. For example, human tyrosyl-tRNA synthetase cleaves by proteolysis into two parts with unique cytokin activity. The C-terminal domain exhibits monocyte and leukocyte chemotaxis and promotes the production of myeloperoxidase, tumor necrosis factor-α and tissue factor. The N-terminal domain binds to interleukin-8 type A receptor and functions as an interleukin-8-like cytokin. Human tyrosyl-tRNA synthetase is secreted from apoptotic tumor cells and may accelerate apoptosis (Wakasugi, K and Schimmel, P (1999) Science 284: 147-151). Neurospora crassa (Neurospora crassa) Mitochondrial TyrRS and S. cerevisiae LeuRS are essential for the splicing activity of certain Group I introns, and human mitochondrial LeuRS can be substituted for yeast LeuRS in the null strain of yeast. The specific bacterial aaRS is involved in regulating its own transcription or translation (Martinis, supra). Some aaRSs can synthesize diadenosine oligophosphates, a class of signaling molecules that play a role in cell proliferation, differentiation, and apoptosis (Kisselev, LL et al. (1998) FEBS Lett. 427: 157-163). Vartanian, A. et al. (1999) FEBS Lett. 456: 175-180).
[0005]
Autoantibodies to aminoacyl-tRNAs are produced by patients with autoimmunity, such as rheumatoid arthritis, dermatomyositis, and polymyositis, and have a strong association with concomitant interstitial lung disease (ILD) (Freist, (1999) Biol. Chem. 380: 623-646; Freest, W. et al. (1996) Biol. Chem. Hope Seyler 377: 343-356). These autoantibodies are produced in response to viral infection, and Coxsackievirus induces experimental viral myositis in animals.
[0006]
Comparison of human and pathogens with aaRS structures is useful for designing new antibiotics (Schimmel, supra). The genetically engineered aaRS has been used to incorporate non-natural amino acids into proteins in vivo in a site-specific manner (Liu, DR, et al. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. ScL USA 94: 10092-10097).
The discovery of novel aminoacyl-tRNA synthetases and polynucleotides encoding them can meet the needs of the art by providing novel compositions. This novel composition is useful in the diagnosis, treatment and prevention of abnormal cell proliferation and autoimmune / inflammatory diseases, and the effect of a foreign compound on the expression of the aminoacyl-tRNA synthetase nucleic acid sequence and amino acid sequence. It is also useful for evaluation.
[0007]
(Summary of the Invention)
The function of the present invention is collectively referred to as "ATRS", which is a purified polypeptide, and individually referred to as "ATRS-1," "ATRS-2," "ATRS-3," and "ATRS-4." An aminoacyl-tRNA synthetase. In certain embodiments, the present invention relates to (a) a polypeptide consisting of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4; (b) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4. A natural polypeptide having an amino acid sequence at least 90% identical to: (c) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) Provided is a substantially isolated polypeptide selected from the group comprising an immunogenic fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4. In one embodiment, there is provided a substantially isolated polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1-4.
[0008]
Also, the present invention provides (a) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% homology with the amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. (C) a biologically active fragment of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. A substantially isolated polynucleotide is provided which encodes a polypeptide comprising the immunogenic fragment of In one embodiment, the polynucleotide encodes a polypeptide selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4. In another embodiment, the polynucleotide is selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8.
[0009]
The invention further relates to (a) a polypeptide consisting of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% of the amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. (C) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. Recombinant polypeptide having a promoter sequence operably linked to a polynucleotide encoding a polypeptide selected from the group consisting of immunogenic fragments of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having: 1-4 Provide nucleotides. In one embodiment, the invention provides a cell transformed with the recombinant polynucleotide. In another embodiment, the present invention provides a genetic transformant comprising the recombinant polynucleotide.
[0010]
Also, the present invention provides (a) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% homology with the amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. (C) a biologically active fragment of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. A method for producing a substantially isolated polypeptide comprising an immunogenic fragment of The production method comprises the steps of (a) culturing cells transformed with the recombinant polynucleotide under conditions suitable for expressing the polypeptide, and (b) receiving the polypeptide thus expressed. The recombinant polynucleotide has a promoter sequence operably linked to the polynucleotide encoding the polypeptide.
[0011]
The invention further relates to (a) a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. A natural polypeptide having the same amino acid sequence, (c) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4, or (d) a SEQ ID NO: 1 A substantially isolated antibody that specifically binds to a polypeptide selected from the group consisting of immunogenic fragments of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having -4.
[0012]
The invention further provides (a) a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8, and (b) at least 90% homology with a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8. (C) a polynucleotide sequence complementary to (a), (d) a polynucleotide sequence complementary to (b), or (e) RNA of (a) to (d) Provided is a substantially isolated polynucleotide, including equivalents. In one embodiment, the polynucleotide has at least 60 contiguous nucleotides.
[0013]
The present invention further provides a method for detecting a target polynucleotide in a sample. Here, the target polynucleotide is (a) a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NO: 5-8, (b) a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NO: 5-8 and at least 90% (C) a polynucleotide sequence complementary to (a), (d) a polynucleotide sequence complementary to (b), or (e) (a) to (d). A substantially isolated polynucleotide comprising the RNA equivalent of is provided. The detection method comprises: (a) hybridizing the sample with a probe containing at least 20 consecutive nucleotides consisting of a sequence complementary to the target polynucleotide in the sample; and (b) the presence of a hybridization complex. Detecting the absence and optionally detecting the amount of complex, if present, under conditions such that a hybridization complex is formed between the probe and the target polynucleotide; Hybridizes specifically to a target polynucleotide. In one embodiment, the probe comprises at least 60 contiguous nucleotides.
[0014]
The invention also provides a method for detecting a target polynucleotide in a sample. Here, the target polynucleotide is (a) a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NO: 5-8, (b) a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NO: 5-8 and at least 90% (C) a polynucleotide sequence complementary to (a), (d) a polynucleotide sequence complementary to (b), or (e) (a) to (d). A substantially isolated polynucleotide comprising the RNA equivalent of is provided. The detection method includes (a) a process of amplifying a target polynucleotide or a fragment thereof using polymerase chain reaction amplification, and (b) detecting the presence or absence of the target polynucleotide or a fragment thereof, and Optionally, detecting the amount of fragments, if any, is included.
[0015]
The invention further provides a component comprising an effective amount of the polypeptide and a pharmaceutically acceptable excipient. An effective amount of the polypeptide is at least 90% homologous to (a) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. (C) a biologically active fragment of the amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. Includes immunogenic fragments of the amino acid sequence. In one embodiment, there is provided a composition comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1-4. Further, the present invention provides a method for treating a disease or a symptom thereof associated with reduced expression of a functional ATRS, which comprises administering the composition to a patient.
[0016]
The present invention also provides (a) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% homology with an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. (C) a biologically active fragment of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. The present invention provides a method for screening a compound for confirming the effectiveness of a polypeptide containing an immunogenic fragment of the above as an agonist. The screening method includes (a) exposing a sample having the polypeptide to the compound, and (b) detecting agonist activity in the sample. Alternatively, the invention provides a composition comprising an agonist compound identified by this method and a suitable pharmaceutical excipient. In yet another alternative, the invention provides a method of treating a disease or condition associated with reduced expression of a functional ATRS, comprising administering the composition to a patient.
[0017]
The invention further provides (a) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% homology with an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. (C) a biologically active fragment of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. The present invention provides a method for screening a compound for confirming the effectiveness of a polypeptide containing an immunogenic fragment of the above as an antagonist. The screening method includes (a) exposing a sample containing the polypeptide to the compound, and (b) detecting agonist activity in the sample. In one embodiment, the invention provides a component comprising an antagonist compound identified by this method and a pharmaceutically acceptable excipient. In a further alternative, the invention provides a method of treating a disease or condition associated with over-expression of a functional ATRS, comprising administering the composition to a patient in need of such treatment.
[0018]
The invention further provides (a) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% homology with an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. (C) a biologically active fragment of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. And a method of screening for a compound that specifically binds to a polypeptide containing the immunogenic fragment of the above. The screening method comprises: (a) binding the polypeptide to at least one test compound under appropriate conditions; and (b) detecting the binding of the polypeptide to the test compound, whereby the compound specifically binds to the polypeptide. And identifying.
[0019]
The method comprises (a) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, and (b) at least 90% homology with an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. A natural amino acid sequence, (c) a biologically active fragment of an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4, or (d) an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. Methods for screening for compounds that modulate the activity of a polypeptide, including an immunogenic fragment, are provided. The screening method comprises: (a) mixing the polypeptide with at least one test compound under conditions permitting the activity of the polypeptide; and (b) calculating the activity of the polypeptide in the presence of the test compound. And (c) comparing the activity of the polypeptide in the presence of the test compound to the activity of the polypeptide in the absence of the test compound, wherein the change in the activity of the polypeptide in the presence of the test compound Means that the compound modulates the activity of the polypeptide.
[0020]
The present invention further provides a method of screening a compound to confirm the effectiveness of target polynucleotide mutation expression. The target polynucleotide comprises a sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8. The screening method includes (a) exposing a sample containing the target polynucleotide to the compound, and (b) detecting mutation expression of the target polynucleotide.
[0021]
The invention further provides (a) treating a biological sample containing nucleic acids with a test compound, and (b) (i) a polynucleotide comprising a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8. (Ii) a natural polynucleotide comprising a polynucleotide sequence having at least 90% homology to a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8, (iii) a sequence complementary to (i) (Iv) a polynucleotide complementary to the polynucleotide of (ii), (v) at least 20 contiguous nucleotides of a polynucleotide selected from the group comprising the RNA equivalents of (i)-(iv) Hybridizing the nucleic acid of the processed biological sample using a probe consisting of Provides a method for calculating toxicity of Hybridization occurs under conditions such that a particular hybridization complex is formed between the probe and a target polynucleotide in a biological sample, wherein the target polynucleotide comprises (i) SEQ ID NO: A polynucleotide comprising a polynucleotide sequence selected from the group having 5-8, (ii) a natural polynucleotide comprising a polynucleotide sequence having at least 90% homology to a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NO: 5-8 (Iii) a polynucleotide having a sequence complementary to the polynucleotide of (i), (iv) a polynucleotide complementary to the polynucleotide of (ii), (v) a polynucleotide of (i) to (iv) Select from group containing RNA equivalents. Alternatively, the target polynucleotide may be a fragment of a polynucleotide sequence selected from the group including the above (i) to (v), (c) a step of quantifying the amount of the hybridization complex, and (d) Comparing the amount of hybridization complex in the untreated biological sample with the amount of hybridization complex in the untreated biological sample. Shows the toxicity of the compound.
[0022]
(Mode for Carrying Out the Invention)
Before describing the proteins, nucleotide sequences and methods of the present invention, it is to be understood that the invention is not limited to the particular devices, materials and methods described, as such may be modified. It is also understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only, and is not intended to limit the scope of the invention, which is limited only by the claims. Please understand at the same time.
[0023]
As used in the claims and the specification, the singular forms “a” and “the” may refer to plural unless the context clearly dictates otherwise. You have to be careful. Thus, for example, when described as "a host cell", there may be more than one such host cell, and when described as "an antibody", one or more antibodies, and It also refers to equivalents of antibodies known to those skilled in the art.
[0024]
All technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art, unless otherwise defined. Although any apparatus, materials, and methods similar or equivalent to those described herein can be used to practice or test the present invention, the preferred devices, materials, and methods are now described. All publications mentioned in the present invention are cited for the purpose of describing and disclosing the cells, protocols, reagents and vectors that are reported in the publications and that may be of interest to the present invention. . Nothing herein is an admission that the present invention is not entitled to antedate such disclosure by virtue of prior art.
[0025]
(Definition)
The term "ATRS" refers to substantially purified ATRS amino acids obtained from all species, including natural, synthetic, semi-synthetic or recombinant, particularly mammals, including cows, sheep, pigs, mice, horses and humans. Points to an array.
[0026]
The term “agonist” refers to a molecule that enhances or mimics the biological activity of ATRS. The agonist may interact directly with the ATRS or interact with components of the biological pathway in which the ATRS is involved to regulate the activity of the ATRS, such as proteins, nucleic acids, carbohydrates, small molecules, any other compounds, It may include a composition.
[0027]
The term "allelic variant" refers to another form of the gene encoding ATRS. Allelic variants can be made from at least one mutation in the nucleic acid sequence. It can also be made from mutant RNA or polypeptide. The structure or function of a polypeptide may or may not be mutated. A gene may have no natural allelic variants or one or several natural allelic variants. Common mutational changes that generally result in allelic variants are those that result from spontaneous deletion, addition or substitution of nucleotides. Each of these changes, alone or with other changes, may occur one or several times in a given arrangement.
[0028]
A “mutated” nucleic acid sequence that encodes an ATRS refers to a polypeptide that has the same polypeptide as ATRS, or a polypeptide that has at least one of the functional properties of ATRS, despite deletions, insertions, or substitutions of various nucleotides. This definition includes inappropriate or unexpected hybridization of the polynucleotide sequence encoding ATRS with an allelic variant at a position other than the normal chromosomal locus, as well as specific oligonucleotides of the polynucleotide encoding ATRS. Includes polymorphisms that are easily detectable or difficult to detect using probes. The encoded protein can also be mutated and contain deletions, insertions, or substitutions of amino acid residues that produce a silent change and are functionally equivalent to the ATRS. Intentional amino acid substitutions are similar to residues with respect to polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and / or amphipathicity, as long as the activity of the ATRS is retained biologically or immunologically. It can be done based on For example, negatively charged amino acids include aspartic acid and glutamic acid, and positively charged amino acids include lysine and arginine. Amino acids with uncharged polar side chains with similar hydrophilicity values include asparagine and glutamine, and serine and threonine. Amino acids with uncharged side chains with similar hydrophilicity values include leucine and isoleucine and valine, glycine and alanine, and phenylalanine and tyrosine.
[0029]
The term “amino acid” or “amino acid sequence” refers to an oligopeptide, peptide, polypeptide or protein sequence or a fragment thereof, and refers to a natural or synthetic molecule. As used herein, "amino acid sequence" refers to the amino acid sequence of a naturally occurring protein molecule, and "amino acid sequence" and like terms limit the amino acid sequence to the complete original amino acid sequence associated with the listed protein molecule. Not to try.
[0030]
“Amplification” involves additional replication of a nucleic acid sequence. Amplification is typically performed using the polymerase chain reaction (PCR) technique well known to those skilled in the art.
[0031]
The term “antagonist” is a molecule that inhibits or attenuates the biological activity of ATRS. Antagonists are antibodies, nucleic acids, carbohydrates, small molecules, any other compounds or compositions that modulate the activity of the ATRS, either by directly interacting with the ATRS or by acting with components of the biological pathway in which the ATRS is involved. Can include proteins such as objects.
[0032]
The term "antibody" refers to intact immunoglobulins or fragments thereof, e.g., Fa, F (ab ').₂ And Fv fragments, which can bind to epitope determinants. Antibodies that bind ATRS polypeptides can be produced using intact molecules or fragments thereof, including small peptides that immunize the antibody. The polypeptide or oligopeptide used to immunize an animal (mouse, rat, rabbit, etc.) can be derived from translated or chemically synthesized RNA, and can be conjugated to a carrier protein if desired. is there. Commonly used carriers that chemically bond to the peptide include bovine serum albumin, thyroglobulin, and keyhole limpet hemocyanin (KLH). The binding peptide is used to immunize the animal.
[0033]
The term "antigenic determinant" refers to a region of a molecule (ie, an epitope) that is in contact with a particular antibody. When immunizing a host animal with a protein or protein fragment, a number of regions of the protein can induce the production of antibodies that specifically bind to an antigenic determinant (a particular region or three-dimensional structure of the protein). Antigenic determinants can compete with the intact antigen for binding to the antibody (ie, the immunogen used to elicit the immune response).
[0034]
The term "antisense" refers to any component capable of base-pairing with the "sense" strand of a particular nucleic acid sequence. Antisense components include DNA, RNA, peptide nucleic acid (PNA), oligonucleotides having a modified backbone linkage such as phosphorothioic acid, methylphosphonic acid or benzylphosphonic acid, 2′-methoxyethyl sugar or 2 ′ Oligonucleotides having a modified saccharide such as -methoxyethoxy sugar or oligonucleotides having a modified base such as 5-methylcytosine, 2-deoxyuracil or 7-deaza-2'-deoxyguanosine. Antisense molecules can be produced by any method, including chemical synthesis or transcription. Once introduced into a cell, the complementary antisense molecule will base pair with the natural nucleic acid sequence formed by the cell, forming a duplex that prevents transcription or translation. The term “negative” or “minus (−)” may refer to the antisense strand, and “positive” or “plus (+)” may refer to the sense strand.
[0035]
The term "biologically active" refers to a protein that has a structural, regulatory or biochemical function of a natural molecule. Similarly, the terms "immunologically active" or "immunogenic" refer to natural or recombinant ATRS, synthetic ATRS, or any of their oligopeptides, that are capable of eliciting a particular animal or cell-specific immune response. Refers to the ability to induce and bind to a particular antibody.
[0036]
The terms "complementary" or "complementarity" refer to the natural association of a polynucleotide with a polynucleotide by base pairing. For example, the sequence "5'A-G-T3 '" binds to the complementary sequence "3'TC-A5'".
[0037]
“Component consisting of a given polynucleotide sequence” and “component consisting of a given amino acid sequence” generally refer to any component consisting of a given polynucleotide or amino acid sequence. This component can include a dry formulation or an aqueous solution. Compositions comprising a polynucleotide sequence encoding ATRS or a fragment of ATRS can be used as a hybridization probe. This probe can be stored in a lyophilized state, and can be bound to a stabilizer such as a carbohydrate. In hybridization, a probe is dispersed in an aqueous solution containing a salt (eg, NaCl), a surfactant (eg, sodium dodecyl sulfate; SDS) and other constituent elements (eg, denhardt solution, skim milk powder, DNA of salmon sperm, etc.). Can be done.
[0038]
The “consensus sequence” is repeatedly subjected to DNA sequence analysis to separate unnecessary bases, and is extended in the 5 ′ and / or 3 ′ direction using an XL-PCR kit (PE Biosystems, Foster City CA), One or more overlapping cDNAs using a resequenced nucleic acid sequence or a computer program for fragment construction such as the GELVIEW fragment construction system (GCG, Madison, WI) or Phrap (University of Washington, Seattle WA). And ESTs, or nucleic acid sequences constructed from genomic DNA fragments. Some sequences both extend and assemble to determine a consensus sequence.
[0039]
"Conservative amino acid substitution" refers to a substitution that causes little change in the properties of the original protein when the substitution is made, that is, a substitution in which the structure and particularly the function of the protein are conserved and no major change is caused by such substitution. . The following table shows the amino acids that can be substituted for the original amino acid in the protein and those that are recognized as conservative amino acid substitutions.

[0040]
Conservative amino acid substitutions typically involve (a) the backbone structure of the polypeptide in the substitution region, eg, a β-sheet or α-helix structure, (b) the charge or hydrophobicity of the molecule at the substitution site, and / or (c) most of the side chain. Hold.
[0041]
"Deletion" refers to a change in the amino acid or nucleotide sequence that results in one or several amino acids or nucleotides being lost.
[0042]
The term "derivative" refers to a chemical modification of a polypeptide or polynucleotide sequence. For example, replacement of a hydrogen by an alkyl, acyl, hydroxyl, or amino group can be included in chemical modification of the polynucleotide sequence. A polynucleotide derivative encodes a polypeptide that retains at least one of the biological or immunological functions of the natural molecule. The polypeptide derivative may be modified by glycosylation, polyethylene glycolation, or any similar process that retains at least one biological or immunological function from the polypeptide of inducible origin. Polypeptide.
[0043]
"Detectable label" refers to a reporter molecule or enzyme that is capable of producing a measurable signal and is covalently or non-covalently linked to a polynucleotide or polypeptide.
[0044]
"Differential expression" refers to increased or unregulated, or decreased, down-regulated, or defective gene or protein expression, determined by comparing at least two different samples. Such comparisons can be made, for example, between a post-treatment sample and an untreated sample or between a diseased sample and a normal sample.
[0045]
The term "fragment" refers to a unique portion of an ATRS or a polynucleotide encoding an ATRS that is identical to, but shorter in length than, its parent sequence. A fragment may have a length that is less than the total length of the defined sequence minus one nucleotide / amino acid residue. For example, a fragment may have from 5 to 1000 contiguous nucleotide or amino acid residues. Fragments used as probes, primers, antigens, therapeutic molecules or for other purposes may be at least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 150, 250 or It can be as long as 500 contiguous nucleotides or amino acid residues. Fragments can be preferentially selected from particular regions of the molecule. For example, a polypeptide fragment can have a length of contiguous amino acids selected from the first 250 or 500 amino acids (or first 25% or 50% of the polypeptide) as set forth in the given sequence. These lengths are clearly given by way of example, and in the embodiments of the present invention may be of any length supported by the description, including the sequence listings, tables and figures.
[0046]
Fragments of SEQ ID NOs: 5-8 include unique polynucleotide sequence regions. This region specifically identifies SEQ ID NO: 5-8, and is different from, for example, a sequence other than SEQ ID NO: 5-8 in the same genome. Fragments of SEQ ID NOs: 5-8 are useful, for example, in hybridization and amplification techniques, or in a similar manner that distinguishes SEQ ID NOs: 5-8 from related polynucleotide sequences. The exact fragment length or region of SEQ ID NOs: 5-8 that matches a fragment can be routinely determined by techniques common in the art based on the purpose of the fragment.
[0047]
The fragment of SEQ ID NO: 1-4 is encoded by the fragment of SEQ ID NO: 5-8. The fragment of SEQ ID NO: 1-4 contains a unique amino acid sequence region that specifically identifies SEQ ID NO: 1-4. For example, a fragment of SEQ ID NO: 1-4 is useful as an immunogenic peptide for producing an antibody that specifically recognizes SEQ ID NO: 1-4. The exact length of the fragments of SEQ ID NO: 1-4 and the corresponding regions of SEQ ID NO: 1-4 can be routinely determined by one skilled in the art based on the intended purpose for the fragments. .
[0048]
A “full-length” polynucleotide sequence is a sequence that has at least one translation initiation codon (eg, methionine), an open reading frame, and a translation stop codon. A "full length" polynucleotide sequence encodes a "full length" polypeptide sequence.
[0049]
The term "homology" refers to sequence similarity, ie, interchangeable sequence identity between the sequences of two or more polynucleotide sequences or two or more polypeptide sequences.
[0050]
The term “percent identity” or “percent identity” as applied to a polynucleotide sequence refers to the percentage of residues that match between at least two or more polynucleotide sequences aligned using a standardized algorithm. Such an algorithm can more significantly compare two sequences because it inserts gaps in a standardized and reproducible manner in the sequences that are compared to optimize alignment between the two sequences.
[0051]
The percent identity between polynucleotide sequences can be determined using the default parameters of the CLUSTAL V algorithm as incorporated into the MEGALIGN version 3.12e sequence alignment program. This program is part of the LASERGENE software package (a set of molecular biological analysis programs) (DNASTAR, Madison WI). This CLUSTAL V is available from Higgins, D.W. G. FIG. And P.A. M. Sharp (1989) CABIOS 5: 151-153; Higgins, D.W. G. FIG. (1992) CABIOS 8: 189-191. The default parameters for aligning the polypeptide sequences in pairs are set as Ktuple = 2, gap penalty = 5, window = 4, and “diagons saved” = 4. Select the residue "weighting" table as the default. CLUSTAL V reports percent identity as the "% similarity" between aligned polynucleotide sequence pairs.
[0052]
Alternatively, the Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) of the National Center for Biotechnology Information (NCBI) is commonly used and offers a complete set of freely available sequence comparison algorithms (Altschul, SF. (1990) J. Mol. Biol. 215: 403-410). This algorithm is available from several sources and is also available from NCBI in Bethesda, Md. And the Internet (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/). The BLAST software suite includes a variety of sequence analysis programs, including "blastn," which aligns known polynucleotide sequences with other polynucleotide sequences obtained from various databases. In addition, a tool called “BLAST 2 Sequences” that is used to directly compare two nucleotide sequences in pairs is available. “BLAST 2 Sequences” is available at http: // www. ncbi. nlm. nih. gov / gorf / bl2. It is possible to access html and use it interactively. The "BLAST 2 Sequences" tool can be used for both blastn and blastp (described below). BLAST programs are typically used with gaps and other parameters set to default settings. For example, blastn may be performed using the “BLAST 2 Sequences” tool Version 2.0.9 (May 7, 1999) set as a default parameter to compare two nucleotide sequences. An example of setting default parameters is shown below.
[0053]
Matrix: BLOSUM62
Reward for match: 1
Penalty for Mismatch: -2
Open Gap: 5 and Extension Gap: 2 penalties
Gap x drop-off: 50
Expect: 10
Word Size: 11
Filter: on
The percent identity can be measured relative to a fully defined sequence length (eg, defined by a particular SEQ ID NO). Alternatively, the percent identity compared to shorter lengths, eg, fragments obtained from larger defined sequences (eg, fragments of at least 20, 30, 40, 50, 70, 100 or 200 contiguous nucleotides) May be measured. The lengths listed here are merely exemplary, and using any sequence length fragment backed by the sequences described herein, including tables, figures and sequence listings, It can be understood that the length over which the can be measured can be explained.
[0054]
Nucleic acid sequences that do not show a high degree of homology may nevertheless encode similar amino acid sequences due to the degeneracy of the genetic code. It is to be understood that this degeneracy can be used to effect changes in a nucleic acid sequence to produce a large number of nucleic acid sequences such that all nucleic acid sequences encode substantially the same protein.
[0055]
The term “percent identity” or “percent identity” as applied to a polypeptide sequence refers to the percentage of residues that match between at least two or more polypeptide sequences aligned using a standardized algorithm. Methods for polypeptide sequence alignment are known. There are also alignment methods that take into account conservative amino acid substitutions. Such conservative substitutions, as detailed above, generally preserve the acidity and hydrophobicity of the site of substitution, thus preserving the structure (and therefore function) of the polypeptide.
[0056]
The percent identity between polypeptide sequences can be determined using the default parameters of the CLUSTAL V algorithm, such as that incorporated in the MEGALIGN version 3.12e sequence alignment program (see already described). The default parameters for aligning the polypeptide sequences in pairs using CLUSTAL V are set as Ktuple = 1, gap penalty = 3, window = 5, and “diagonals saved” = 5. Select the PAM250 matrix as the default residue weight table. Similar to polynucleotide alignments, CLUSTAL V reports percent identity as “similarity” between aligned polypeptide sequence pairs.
[0057]
Alternatively, a set of NCBI BLAST software may be used. For example, when comparing two polypeptide sequences in pairs, one may use blastp with the "BLAST 2 Sequences" tool Version 2.0.12 (Apr-21-2000) set with default parameters. There will be. An example of setting default parameters is shown below.
[0058]
Matrix: BLOSUM62
Open Gap: 11 and Extension Gap: 1 penalties
Gap x drop-off: 50
Expect: 10
Word Size: 3
Filter: on
The percent identity can be measured relative to the length of a fully defined (eg, defined by a particular SEQ ID NO) polypeptide sequence. The percent identity is determined by the sequence or fragments obtained from shorter lengths, eg, larger defined polypeptide sequences (eg, fragments of at least 15, 20, 30, 40, 50, 70 or 150 contiguous residues). May be measured in comparison with the length of the match. The lengths listed here are merely exemplary, and using fragments of any sequence length supported by the sequences described herein, including tables, figures and sequence listings, It should be understood that the length may explain the length over which the percent match can be measured.
[0059]
"Human artificial chromosome (HAC)" is a linear small chromosome that contains all the elements necessary for the isolation and maintenance of stable chromosomal replication, which can include DNA sequences of about 6 kb (kilobases) to 10 Mb in size. is there.
[0060]
The term "humanized antibody" refers to an antibody molecule in which the amino acid sequence in the non-antibody binding region has been mutated to be closer to a human antibody, and retains its original binding ability.
[0061]
"Hybridization" refers to the process by which a single-stranded polynucleotide anneals to a complementary strand by forming base pairs under defined hybridization conditions. Specific hybridization indicates that two nucleic acid sequences share a high degree of homology. Specific hybridization complexes are formed under acceptable annealing conditions and remain hybridized after the "wash" step. Wash steps are particularly important in determining the stringency of the hybridization process, and under more stringent conditions, non-specific binding (ie, pair binding between nucleic acid strands that are not perfectly matched) is reduced. The permissive conditions for annealing a nucleic acid sequence are routinely determined by those skilled in the art. The permissive conditions may be constant during the hybridization experiment, but the washing conditions may be varied during the experiment to obtain the desired stringency and thus also the hybridization specificity. Conditions that permit annealing include, for example, about 6 × SSC, about 1% (w / v) SDS at about 68 ° C., and about 100 μg / ml shear denatured salmon sperm DNA.
[0062]
In general, the stringency of hybridization can be expressed, in part, in reference to the temperature at which the washing step is performed. Such a washing temperature is usually selected to be about 5 to 20 ° C. lower than the melting point (Tm) of the specific sequence at a given ionic strength and pH. This Tm is the temperature at which 50% of the target sequence hybridizes to a perfectly matched probe under a given ionic strength and pH. T_m The equation for calculating, and hybridization conditions for nucleic acids are well known and are described in Sambrook et al. (1989).Molecular Cloning:Laboratories Manual, 2nd Edition, Vol. 1-3, Cold Spring Harbor Press, Plainview NY, especially see Vol. 2, Chapter 9.
[0063]
High stringency hybridization between polynucleotides of the present invention involves a washing step at about 68 ° C. for 1 hour in the presence of about 0.2 × SSC and about 1% SDS. Alternatively, it is performed at a temperature of 65 ° C, 60 ° C, 55 ° C, 42 ° C. SSC concentrations can vary from about 0.1 to 2 × SSC in the presence of about 0.1% SDS. Usually, blocking agents are used to block non-specific hybridization. Such blocking agents include, for example, denatured salmon sperm DNA at about 100-200 μg / ml. Under certain conditions, for example, for the hybridization of RNA and DNA, an organic solvent such as formamide at a concentration of about 35-50% v / v can also be used. Useful variations of washing conditions will be apparent to those skilled in the art. Hybridization can indicate evolutionary similarity between nucleotides, especially under high stringency conditions. Such similarities strongly suggest a similar role for nucleotides and polypeptides encoded by nucleotides.
[0064]
The term "hybridization complex" refers to a complex formed between two nucleic acid sequences by the force of forming hydrogen bonds between complementary base pairs. Hybridization complexes can be formed in solution (C₀t or R₀t analysis). Alternatively, one nucleic acid sequence is in solution and the other nucleic acid sequence is a solid support (eg, paper, membrane, filter, chip, pin, or glass slide, or other suitable substrate, such as a cell or its nucleic acid). Can be formed between two nucleic acid sequences such that they are immobilized on a substrate to which they are immobilized.
[0065]
The terms "insertion" and "addition" refer to changes in the amino acid or nucleotide sequence that add one or several amino acid residues or nucleotide sequences, respectively.
[0066]
“Immune response” can refer to a condition associated with inflammation, trauma, immune disorders, infectious diseases or genetic diseases. These conditions can be characterized by the expression of various factors, such as cytokines, chemokines, and other signaling molecules, that can act on cells and the systemic defense system.
[0067]
The term "immunogenic fragment" refers to a polypeptide or oligopeptide fragment of ATRS that elicits an immune response when introduced into a living animal, such as a mammal. The term "immunogenic fragment" also includes ATRS polypeptide or oligopeptide fragments useful in any of the antibody production methods disclosed herein or known in the art.
[0068]
The term "microarray" refers to the organization of a plurality of polynucleotides, polypeptides or other compounds on a substrate.
[0069]
The term "element" or "array element" refers to a hybridizable polynucleotide located on the surface of a substrate in a microarray environment.
[0070]
The term "modulation" refers to a change in the activity of ATRS. For example, modulation results in a change in the protein activity, or binding properties, or other biological, functional, or immunological properties of the ATRS.
[0071]
The terms "nucleic acid" and "nucleic acid sequence" refer to nucleotides, oligonucleotides, polynucleotides or fragments thereof. The terms “nucleic acid” and “nucleic acid sequence” refer to DNA or RNA of genomic or synthetic origin that may be single-stranded or double-stranded or represent a sense or antisense strand. , Peptide nucleic acid (PNA), or any DNA-like or RNA-like substance.
[0072]
"Operably linked" refers to a state in which a first nucleic acid sequence is placed in a functional relationship with a second nucleic acid sequence. For example, a promoter is operably linked to a coding sequence if the promoter affects the transcription or expression of the coding sequence. Where it is necessary to join two protein coding regions in the same reading frame, generally the operably linked DNA sequences can be very close or contiguous.
[0073]
"Peptide nucleic acid" (PNA) refers to an antisense molecule or an antigenic material, consisting of an oligonucleotide of at least about 5 nucleotides in length attached to the peptide backbone of lysine-terminated amino acid residues. . Terminal lysine confers solubility to the component. PNAs preferentially bind to complementary single-stranded DNA or RNA and stop transcription expansion, and can be polyethyleneglycolated to extend the lifespan of PNAs in cells.
[0074]
"Post-translational modifications" of the ATRS may include lipidation, glycosylation, phosphorylation, acetylation, racemization, proteolytic cleavage and other modifications known in the art. These processes can occur synthetically or biochemically. Biochemical modifications depend on the enzymatic environment of the ATRS and may vary from cell type to cell type.
[0075]
The term "probe" refers to a nucleic acid sequence encoding ATRS, its complementary sequence, or a fragment thereof, which is used to detect an identical or allelic nucleic acid sequence or a related nucleic acid sequence. A probe is an isolated oligonucleotide or polynucleotide that is attached to a detectable label or reporter molecule. Typical labels include radioisotopes, ligands, chemiluminescent reagents and enzymes. A "primer" is a short nucleic acid, usually a DNA oligonucleotide, that can anneal to a target polynucleotide by forming complementary base pairs. The primer can then be extended to the target DNA strand by a DNA polymerase enzyme. Primer pairs can be used for amplification (and identification) of nucleic acid sequences, for example, by the polymerase chain reaction (PCR).
[0076]
Probes and primers as used in the present invention typically contain at least 15 contiguous nucleotides of a known sequence. Longer probes and primers to increase specificity, such as probes consisting of at least 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 or 150 contiguous nucleotides of the disclosed nucleic acid sequences; Primers may be used. Some probes and primers are considerably longer. It is understood that any length of nucleotide supported by the specification, including tables, figures and sequence listings, can be used.
[0077]
Methods for preparing and using probes and primers are described in Sambrook, J .; Et al. (1989)Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Volumes 1-3, Cold Spring Harbor Press, Plainview NY, Ausubel, F.C. M. Et al. (1987)Current Protocols in Molecular Biology, Green Pubi. Assoc. & Wiley-Intersciences, New York NY, Innis et al. (1990)PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, Academic Press, San Diego CA, and the like. A PCR primer pair can be obtained from a known sequence using a computer program for that purpose, such as Primer (Version 0.5, 1991, Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge MA).
[0078]
The selection of oligonucleotides to use as primers is made using software well known in the art for such purpose. For example, OLIGO 4.06 software is useful for selecting PCR primer pairs of up to 100 nucleotides each, oligonucleotides and up to 5,000 larger polynucleotides derived from input polynucleotide sequences up to 32 kilobases. It is also useful for analyzing data. Similar primer selection programs incorporate additional features for expansion capabilities. For example, the PrimOU primer selection program (available publicly from the Genome Center at the University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas, Texas) is capable of selecting specific primers from megabase sequences, and thus covers the entire genome. Useful for designing primers. The Primer3 primer selection program (available publicly from the Whitehead Institute / MIT Genome Research Center in Cambridge, Mass.) Allows users to input a "mispriming library", where the sequences that you want to avoid as primer binding sites are Is specified. Primer 3 is particularly useful for selecting oligonucleotides for microarrays. (The source code of the latter two primer selection programs may be obtained from their own source and modified to meet the specific needs of the user.) PrimerGen program (Human Genome Mapping Project in Cambridge, UK-General Information from Resource Center Designed primers based on multiple sequence alignments, thereby allowing the selection of primers that hybridize to either the largest or the smallest conserved region of the aligned nucleic acid sequences . Thus, the program is useful for identifying unique and conserved fragments of oligonucleotides and polynucleotides. Oligonucleotides and polynucleotide fragments identified by any of the above selection methods can be used to identify fully or partially complementary polynucleotides in hybridization techniques, eg, as PCR or sequencing primers, as microarray elements, or in nucleic acid samples. It is useful as a specific probe to perform. The method for selecting the oligonucleotide is not limited to the above method.
[0079]
A “recombinant nucleic acid” is a sequence that is not a natural sequence or that has a sequence produced by artificially combining two or more segments of a sequence that would otherwise be separated if not artificially combined. This artificial combination is often achieved by chemical synthesis, but more generally by the artificial manipulation of isolated segments of nucleic acids, for example, by genetic engineering techniques such as those described in Sambrook et al., Supra. Achieved by. The term recombinant nucleic acid also includes a mutant nucleic acid in which a part of the nucleic acid is simply added, substituted or deleted. Frequently, recombinant nucleic acids include nucleic acid sequences operably linked to a promoter sequence. Such a recombinant nucleic acid can be an essential element of the vector, for example, as used to transform a cell.
[0080]
Alternatively, such a recombinant nucleic acid may be an essential element of a viral vector, for example based on vaccinia virus. Vaccinia virus is used to vaccinate a mammal in which the recombinant nucleic acid is expressed and induces a protective immune response in the mammal.
[0081]
A "regulatory element" is a nucleic acid sequence usually derived from the untranslated region of a gene and includes enhancers, promoters, introns, and 5 'and 3' untranslated regions (UTRs). Regulatory elements interact with host or viral proteins that regulate transcription, translation or RNA stability.
[0082]
"Reporter molecule" is a chemical or biochemical component used to label nucleic acids, amino acids or antibodies. Reporter molecules include radionuclides, enzymes, fluorescent agents, chemiluminescent agents, chromogenic agents, substrates, cofactors, inhibitors, magnetic particles, and other components known in the art.
[0083]
An "RNA equivalent" for a DNA sequence is identical to the reference DNA sequence except that all generated nitrogenous bases thymine are replaced by uracil and that the sugar backbone is composed of ribose instead of deoxyribose. Consists of a nucleotide linear sequence.
[0084]
The term "sample" is used in its broadest sense. The sample presumed to contain the ATRS, the nucleic acid encoding the ATRS, or a fragment thereof is obtained by analyzing a body fluid, an extract from the cell or a chromosome or an organelle isolated from the cell, a membrane, a cell, Genomic DNA, RNA, cDNA present in or immobilized on a substrate, tissue, tissue prints and the like.
[0085]
The term “specific binding” or “specifically binds” refers to the interaction between a protein or peptide and an agonist, antibody, antagonist, small molecule, any natural or synthetic binding component. This interaction means that it depends on the presence or absence of a particular structure of the protein (eg, an antigenic determinant or epitope) that the binding molecule recognizes. For example, if the antibody is specific for epitope "A", the presence of a polynucleotide containing epitope A (ie, free and unlabeled A) in a reaction involving labeled free A and the antibody. Reduces the amount of labeled A bound to the antibody.
[0086]
The term "substantially purified" refers to a nucleic acid or amino acid sequence that has been removed from the natural environment or has been isolated or separated and that is at least about 60%, preferably at least about 60%, of other naturally associated components. 75%, most preferably at least about 90% free.
[0087]
"Substitution" refers to the replacement of one or several amino acids or nucleotides with another amino acid or nucleotide, respectively.
[0088]
"Substrate" refers to any suitable solid or semi-solid support, including membranes, filters, chips, slides, wafers, fibers, magnetic non-magnetic beads, gels, tubes, plates, polymers, fine particles. , Capillaries included. The substrate can have various surface morphologies, such as walls, grooves, pins, channels, pores, etc., to which polynucleotides or polypeptides bind.
[0089]
"Transcription image" refers to the collective pattern of gene expression by a unique cell type or tissue at a given time, condition.
[0090]
"Transformation" describes the process by which exogenous DNA enters a host cell and changes the host cell. Transformation can occur under natural or artificial conditions according to various methods known in the art, and include any known method for inserting foreign nucleic acid sequences into prokaryotic or eukaryotic host cells. Can be based. The method of transformation is selected depending on the type of host cell to be transformed. Transformation methods include, but are not limited to, viral infection, electroporation, heat shock, lipofection and microprojectile bombardment. "Transformed" cells include stably transformed cells in which the introduced DNA is capable of replicating autonomously as a plasmid or as part of the host chromosome. Furthermore, cells that express the introduced DNA or introduced RNA temporarily for a limited time are also included.
[0091]
As used herein, a “genetically transformant” is any organism, including but not limited to animals and plants, wherein one or several cells of the organism are involved, for example, in the art, by the involvement of humans. It has a heterologous nucleic acid introduced by well known transformation techniques. The nucleic acid is introduced into the cell either directly or indirectly, by introducing it into a precursor of the cell, by deliberate genetic manipulation, for example by microinjection or by introducing a recombinant virus. The term genetic manipulation refers to classical cross breeding orin in vitroIt does not refer to fertilization but to the introduction of a recombinant DNA molecule. Genetic transformants contemplated according to the present invention include bacteria, cyanobacteria, fungi and plants and animals. The isolated DNA of the present invention can be introduced into a host by methods known in the art, for example, infection, transfection, transformation or transconjugation. Techniques for transferring the DNA of the present invention into such organisms are well known and are described in references such as Sambrook (1989), supra.
[0092]
A “variant” of a particular nucleic acid sequence is defined as a nucleic acid sequence that has at least 40% homology with the particular nucleic acid sequence over the entire length of the nucleic acid sequence. At this time, blastn is executed using the “BLAST 2 Sequences” tool Version 2.0.9 (May 7, 1999) set as the default parameter. Such a nucleic acid pair can be, for example, at least 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, It may show 96%, 97%, 98%, 99% or more homology. Certain variants may be described, for example, as "allelic" variants (described above), "splice" variants, "species" variants or "polymorphic" variants. Splice variants may have significant homology to a reference molecule, but will usually have a large or small number of polynucleotides due to alternate splicing of exons during mRNA processing. The corresponding polypeptide may have additional functional domains or may lack domains present in the reference molecule. Species variants are polynucleotide sequences that differ from one another by species. The resulting polypeptides usually have significant amino acid homology to one another. Polymorphic variants vary in the polynucleotide sequence of a particular gene between individuals of a given species. Polymorphic variants may also include "single nucleotide polymorphisms" (SNPs) in which the polynucleotide sequence changes by one nucleotide base. The presence of a SNP may be indicative of, for example, a particular population, condition or propensity for a condition.
[0093]
A “variant” of a particular polypeptide sequence is defined as a polypeptide sequence having at least 40% homology to the particular polypeptide sequence over one entire length of the polypeptide sequence. Here, blastp is executed using the “BLAST 2 Sequences” tool Version 2.0.9 (May 7, 1999) set as the default parameter. Such a pair of polypeptides may be, for example, at least 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, for a given length. , 97%, 98%, 99% or more sequence identity.
[0094]
(invention)
The present invention is based on the discovery of a novel human aminoacyl-tRNA synthetase (ATRS) and a polynucleotide encoding ATRS, and uses these compositions to diagnose, treat, and treat abnormal cell growth, autoimmune / inflammatory diseases, and the like. Regarding prevention.
[0095]
Table 1 is a summary of the nomenclature of the full length polynucleotide and polypeptide sequences of the present invention. Each polynucleotide and its corresponding polypeptide correlates with one Incyte project identification number (Incyte project ID). Each polypeptide sequence was designated by a polypeptide sequence identification number (polypeptide SEQ ID NO) and an Incyte polypeptide sequence number (Incyte polypeptide ID). Each polynucleotide sequence was designated by a polynucleotide sequence identification number (polynucleotide SEQ ID NO) and an Incyte polynucleotide sequence number (Incyte polynucleotide ID).
[0096]
Table 2 shows sequences with homology to the polypeptides of the invention, as identified by BLAST analysis against the GenBank protein (genpept) database. Columns 1 and 2 indicate the invented polypeptide by polypeptide sequence identification number (polypeptide SEQ ID NO) and corresponding Incyte polypeptide sequence number (Incyte polypeptide ID). Column 3 shows the GenBank identification number (Genbank ID NO :) of the closest homolog of GenBank. Column 4 shows the probability score representing the match between each polypeptide and its GenBank homolog. Column 5 shows the annotation of the GwnBank homolog, with the appropriate citation in place. These are incorporated herein by reference.
[0097]
Table 3 shows various structural features of the polypeptides of the invention. Columns 1 and 2 show the individual polypeptides invented with the polypeptide sequence identification number (SEQ ID NO) and the corresponding Incyte polypeptide sequence number (Incyte polypeptide ID). Column 3 shows the number of amino acid residues in each polypeptide. Rows 4 and 5 show potential phosphorylation and glycosylation sites, respectively, as determined by the MOTIFS program (Genetics Computer Group, Madison WI) of the GCG sequence analysis software package. Column 6 shows the amino acid residues that include the signature sequence, domain, and motif. Column 7 shows the analysis method for analysis of the structure / function of the protein, and the relevant part shows a searchable database used for the analysis method.
[0098]
Tables 2 and 3 together summarize the properties of each polypeptide of the present invention, and those properties establish that the claimed polypeptide is an aminoacyl-tRNA synthetase. For example, SEQ ID NO: 1 has amino acid residues 51 to 503 and is an archaea (Pyrococcus abyssi )of It has been shown by Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) to have 41% identity with cysteinyl-tRNA synthetase (GenBank ID g54558823). (See Table 2) The BLAST probability score is 1.4e-81, indicating the probability that the observed polypeptide sequence alignment would be obtained by chance. SEQ ID NO: 1 also has a tRNA synthetase class I (C) domain. This was determined by searching for statistically significant matches in the PFAM database of conserved protein family domains based on the Hidden Markov Model (HMM). (See Table 3) The data obtained from BLIMPS analysis confirmed that SEQ ID NO: 1 is a cysteinyl tRNA synthetase. In another example, SEQ ID NO: 2 is identified by Basic Local Alignment Search Tool (BLAST).Synechocystis sp. It has 46% identity to asparaginyl-tRNA synthetase (GenBank ID g1001357). (See Table 2) The BLAST probability score is 7.8e-104, indicating the probability that the observed polypeptide sequence alignment would be obtained by chance. SEQ ID NO: 2 also has a tRNA synthetase class II (D, K, and N) domain. This was determined by searching for statistically significant matches in the PFAM database of conserved protein family domains based on the Hidden Markov Model (HMM). (See Table 3) Data from BLIMPS, MOTIFS, and PROFILESCAN analysis provide further empirical evidence that SEQ ID NO: 2 is an asparaginyl tRNA synthetase. In another example, SEQ ID NO: 4 is identified by Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)Bacillus caldotenax It has 39% identity to tyrosyl-tRNA synthetase (GenBank ID g143793). (See Table 2) The BLAST probability score is 2.3e-72, indicating the probability that the observed polypeptide sequence alignment would be obtained by chance. SEQ ID NO: 4 also has a tyrosyl-tRNA synthetase domain, which searches for statistically significant matches in the PFAM database of conserved protein family domains based on Hidden Markov Models (HMM). Was decided. (See Table 3) Data from BLIMPS, MOTIFS, and PROFILESCAN analysis provide further empirical evidence that SEQ ID NO: 4 is a tRNA synthetase. SEQ ID NO: 3 was parsed and annotated with similar rules. The algorithms and parameters for the analysis of SEQ ID NOs: 1-4 are described in Table 7.
[0099]
As shown in Table 4, the full-length polynucleotide sequence of the present invention was constructed using a cDNA sequence or a coding (exon) sequence derived from genomic DNA, or any combination of these two sequences. Columns 1 and 2 show the polynucleotide of the present invention with the polynucleotide sequence identification number (Polynucleotide SEQ ID NO) and the corresponding Incyte polynucleotide consensus sequence number (Incyte polynucleotide ID). Column 3 shows the length of each polynucleotide sequence in base pairs. Column 4 contains polynucleotide sequences useful for hybridization or amplification techniques, eg, to identify SEQ ID NO: 5-8 or to distinguish SEQ ID NO: 5-8 from related polynucleotide sequences. Shows a fragment. Column 5 shows the identification number corresponding to the cDNA sequence, the coding sequence (exon) predicted from genomic DNA and / or the sequence set having both cDNA and genomic DNA. These sequences were used to assemble the full length polynucleotide sequences of the present invention. Columns 6 and 7 of Table 4 indicate the starting nucleotide (5 ') and ending nucleotide (3') positions of the cDNA and / or genomic sequence corresponding to the sequence of column 5, respectively.
[0100]
The identification number in column 5 of Table 4 may refer in particular to, for example, Incyte cDNA and its corresponding cDNA library. For example, 2700694F6 is the identification number of the Incyte cDNA sequence, and OVARUT10 is the identification number of the cDNA library from which it was derived. Alternatively, the identification number in column 5 may be the identification number of the GenBank cDNA or EST (eg, g6451182) used to assemble the polynucleotide sequence. Incyte cDNAs for which no cDNA library is shown are derived from pooled cDNA libraries (eg, 70997854V1). Alternatively, the identification number in column 5 may refer to the coding region predicted by Genscan analysis of genomic DNA. The Genscan estimated coding sequence may be edited before the sequence is assembled. (See Example IV). Alternatively, the identification number in column 5 may refer to both the set of cDNA and Genscan predicted exons combined by the "exon-stitching" algorithm. Alternatively, the identification number in row 5 may be a group consisting of both cDNA and Genscan putative exons by the "exon stitching" algorithm (see Example 5). In some cases, a range of Incyte cDNA that overlaps with the range of the sequence shown in column 5 is obtained and the final consensus sequence is determined, but the identification number of the corresponding Incyte cDNA is not shown.
[0101]
Table 5 shows a representative cDNA library for full-length polynucleotide sequences assembled using Incyte cDNA sequences. A representative cDNA library is the Incyte cDNA library most frequently represented by the Incyte cDNA sequence used to assemble and verify the above polynucleotide sequences. The tissues and vectors used to prepare the cDNA library are shown in Table 5 and described in Table 6.
[0102]
The invention also includes variants of ATRS. Preferred ATRS variants have at least one of the ATRS functional and / or structural characteristics and have at least about 80% amino acid sequence identity to the ATRS amino acid sequence, or at least about 90% amino acid sequence. Have identity, and even at least about 95% amino acid sequence identity.
[0103]
The present invention also provides a polynucleotide encoding ATRS. In certain embodiments, the invention provides a polynucleotide sequence comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 5-8 that encodes an ATRS. The polynucleotide sequence of SEQ ID NOs: 5-8 has the same value as the equivalent RNA sequence as shown in the sequence listing, but the appearance of the nitrogen base thymine is replaced by uracil and the sugar backbone Is composed of silybose, not deoxyribose.
[0104]
The invention also includes mutant sequences of the polynucleotide sequence encoding ATRS. In particular, such a variant of the polynucleotide sequence will have at least 80% polynucleotide sequence identity to the polynucleotide sequence encoding the ATRS, or at least 95% polynucleotide sequence identity, or even at least 95%. Has polynucleotide sequence identity. In some embodiments of the present invention, the SEQ ID NO: 5-8 comprises at least about 70%, or at least about 85%, or even at least about 95%, a SEQ ID NO: 5-8% amino acid sequence selected from the group consisting of: ID NO: includes a mutant sequence of a polynucleotide sequence having a sequence selected from the group consisting of 5-8. A variant of any of the above polynucleotides may encode an amino acid sequence having at least one functional or structural characteristic of ATRS.
[0105]
One skilled in the art will recognize that the various polynucleotide sequences encoding ATRS that may be created by the degeneracy of the genetic code include those that have minimal similarity to the polynucleotide sequences of any known naturally occurring genes. Will understand. Thus, the present invention may cover any and all possible variants of the polynucleotide sequence that can be generated by selecting combinations based on possible codon choices. These combinations are made on the basis of the standard triplet genetic code as applied to the native ATRS polynucleotide sequence, and all variations are considered to be expressly disclosed.
[0106]
Nucleotide sequences encoding ATRS and mutant sequences thereof are generally capable of hybridizing to the nucleotide sequence of native ATRS under suitably selected stringent conditions, but are substantially non-naturally occurring, such as including non-naturally occurring codons. It may be advantageous to generate nucleotide sequences encoding ATRS or derivatives thereof with different usage codons. Based on the frequency with which a host utilizes a particular codon, it is possible to select codons to enhance the expression of a peptide that occurs in a particular eukaryotic or prokaryotic host. Another reason for substantially altering the nucleotide sequence encoding the ATRS and its derivatives without altering the encoded amino acid sequence is that RNA transcripts with favorable properties, such as longer half-lives, than transcripts made from the native sequence Is to make things.
[0107]
The invention also includes the generation of DNA sequences encoding ATRS and its derivatives, or fragments thereof, entirely by synthetic chemistry. Once made, the synthetic sequence may be inserted into any of the various available expression vectors and cell lines using reagents well known in the art. In addition, synthetic chemistry can be used to induce mutations in the sequence encoding the ATRS or any fragment thereof.
[0108]
Further, the invention includes polynucleotide sequences that are capable of hybridizing under various stringent conditions to the claimed polynucleotide sequences, particularly SEQ ID NOs: 5-8 and fragments thereof. (See, for example, Wahl, GM and SL Berger (1987) Methods Enzymol. 152: 399-407; Kimmel, AR (1987) Methods Enzymol. 152: 507-511.). Hybridization conditions, including annealing and washing conditions, are described in Definitions.
[0109]
Methods of DNA sequencing are well known in the art, and any of the embodiments of the present invention can be practiced using DNA sequencing methods. Enzymes can be used in the DNA sequencing method. For example, Klenow fragment of DNA polymerase I, SEQUENASE (US Biochemical, Cleveland OH), Taq polymerase (Applied Biosystems), and thermostable T7 polymerase (Amersham, Pharmacia, N. Biocia, Japan) ) Can be used. Alternatively, a polymerase and a calibrated exonuclease can be used in combination, for example, as found in the ELONGASE amplification system (Life Technologies, Gaithersburg MD). Preferably, an apparatus such as a MICROLAB 2200 liquid transfer system (Hamilton, Reno, NV), a PTC 200 thermal cycler (MJ Research, Watertown MA) and an ABI CATALYST 800 thermal cycler (Applied Biosystems) are used to automate the arrangement. Next, sequencing is performed using an ABI 373 or 377 DNA sequencing system (Applied Biosystems), a MEGABACE 1000 DNA sequencing system (Molecular Dynamics, Sunnyvale CA) or other methods well known in the art. The resulting sequence is analyzed using various algorithms well known in the art. (Ausubel, FM (1997)Short Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York NY, unit 7.7, Meyers, R.A. A. (1995)Molecular Biology and Biotechnology, Wiley VCH, New York NY, pp. 856-853).
[0110]
Various techniques based on the PCR method well known in the art are used to extend the ATRS-encoding nucleic acid sequence using partial nucleotide sequences to detect upstream sequences such as promoters and regulatory elements. For example, one of the methods that can be used, restriction site PCR, is a method of amplifying an unknown sequence from genomic DNA in a cloning vector using universal primers and nested primers (Sarkar, G. (1993) PCR). Methods Applic. 2: 318322).逆 Another method is the inverse PCR method, in which an unknown sequence is amplified from a circularized template using primers extended in a wide range of directions. The template is obtained from a restriction fragment consisting of a known genomic locus and sequences surrounding it (see Triglia, T. et al. (1988) Nucleic Acids Res. 16: 8186.). A third method is the capture PCR method, which involves PCR amplifying a DNA fragment adjacent to a known sequence of human and yeast artificial chromosomal DNA. (See Lagerstrom, M. et al. (1991) PCR Methods Appl. 1: 111119.). In this method, it is possible to insert a recombinant double-stranded sequence into an unknown sequence region using digestion and ligation of a plurality of restriction enzymes before performing PCR. Also, other methods that can be used to search for unknown sequences are known in the art. (See Parker, JD, et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19: 30553060). In addition, genomic DNA can be walked using PCR, nested primers and PromoterFinder ™ library (Clontech, Palo Alto CA). This procedure is useful for finding intron / exon junctions without having to screen the library. For all PCR-based methods, commercially available software, such as OLIGO 4.06 Primer Analysis Software (National Biosciences, Plymouth MN) or another suitable program, may be about 22-30 nucleotides in length, Primers can be designed to anneal to the template at a GC content of about 50% or more and a temperature of about 68 ° C to 72 ° C.
[0111]
When screening for full-length cDNAs, it is preferable to use libraries that have been size-selected to include larger cDNAs. In addition, libraries of random primers often include sequences having the 5 'region of the gene and are suitable for situations where the oligo d (T) library cannot produce full-length cDNA. Genomic libraries will be useful for extension of sequence into 5 'non-transcribed regulatory regions.
[0112]
A commercially available capillary electrophoresis system can be used to analyze the size of the sequencing or PCR product or to confirm its nucleotide sequence. Specifically, capillary sequencing involves a flowable polymer for electrophoretic separation, a laser-activated fluorescent dye that is specific for four different nucleotides, and detection of the emitted wavelength. And a CCD camera used for The output / light intensity can be converted to an electrical signal using appropriate software (such as GENOTYPER, SEQUENCE NAVIGATOR from Applied Biosystems). The entire process from sample loading to computer analysis and electronic data display is computer controllable. Capillary electrophoresis is particularly suitable for sequencing small DNA fragments that are present in small amounts in a particular sample.
[0113]
In another embodiment of the invention, a polynucleotide sequence encoding ATRS, or a fragment thereof, can be cloned into a recombinant DNA molecule to express the ATRS, fragment, or functional equivalent in a suitable host cell. It is. Due to the inherent degeneracy of the genetic code, alternative DNA sequences that encode substantially the same or a functionally equivalent amino acid sequence can be generated, and these sequences can be used for cloning and expressing the ATRS.
[0114]
The nucleotide sequence of the present invention can be recombined using methods generally known in the art to alter the sequence encoding the ATRS for various purposes. This purpose includes, but is not limited to, cloning, processing and / or regulating expression of the gene product. Nucleotide sequences can be recombined using random fragmentation of gene fragments and synthetic oligonucleotides and DNA shuffling by PCR reassembly. For example, oligonucleotide-mediated directed mutagenesis can be used to introduce mutations that create new restriction sites, alter glycosylation patterns, alter codon preferences, generate splice variants, and the like.
[0115]
The nucleotides of the present invention may be obtained from MOLECULARBREEDING (Maxygen Inc., Santa Clara CA; U.S. Pat. No. 5,837,458; Chang, C.-C. et al. (1999) Nat. Biotechnol. 17: 793-797; Christians, F. C. et al. (1999) Nat. Biotechnol. 17: 259-264; Crameri, A. et al. (1996) Nat. Biotechnol. 14: 315-319). The biological properties of the ATRS can be altered or improved, such as its catalytic or enzymatic activity, or its ability to bind to other molecules or compounds. DNA shuffling is the process of generating a library of gene variants using PCR-mediated recombination of gene fragments. The library is then subjected to selection or screening to identify the gene variant with the desired properties. These suitable mutants may then be pooled and subjected to repeated DNA shuffling and selection / screening. Thus, genetic diversity is created through "artificial" breeding and rapid molecular evolution. For example, a single gene fragment having a random point mutation can be recombined, screened, and then shuffled until the desired property is optimized. Alternatively, a given gene is recombined with a homologous gene of the same gene family, obtained from either the same species or a different species, thereby maximizing the genetic diversity of multiple naturally occurring genes in a directed and controllable manner. be able to.
[0116]
According to another embodiment, the sequence encoding ATRS can be synthesized, in whole or in part, using chemical methods well known in the art (eg, Caruthers. MH, et al. (1980) ( 1980) Nucl. Acids Res. Symp. Ser 7: 215-223; and Horn, T. et al. (1980) Nucl. Acids Res. Symp. Ser. 7: 222-232. Alternatively, the ATRS itself or a fragment thereof can be synthesized using chemical methods. For example, peptide synthesis can be performed using various liquid or solid phase techniques (Creightton, T. (1984)).Proteins, Structures and Molecular Properties, WH Freeman, New York NY, pp. 55-60, Robert, J .; Y. (1995) Science 269: 202-204). Automated synthesis can be achieved using an ABI 431A peptide synthesizer (Perkin Elmer). In addition, the amino acid sequence of ATRS, or any portion thereof, may be altered by direct synthesis and / or in combination with sequences from other proteins or any portion thereof using chemical methods, to produce the native sequence. It is possible to produce a polypeptide having a polypeptide sequence or a variant polypeptide.
[0117]
The peptide can be substantially purified using high-performance liquid chromatography for separation (see, for example, Chiez, RM and FZ Regnier (1990) Methods Enzymol. 182: 392-421). (See Chiez, RM and FZ Regnier (1990) Methods Enzymol. 182: 392-421). The composition of the synthetic peptide can be confirmed by amino acid analysis or sequencing (see Creighton, supra, pages 28-53, etc.).
[0118]
To express a biologically active ATRS, the nucleotide sequence encoding ATRS or a derivative thereof is inserted into a suitable expression vector. This expression vector contains the necessary elements for the regulation of transcription and translation of the coding sequence inserted in a suitable host. These elements include regulatory sequences such as enhancers, constitutive and expression-inducible promoters, 5 'and 3' untranslated regions in the vector and polynucleotide sequences encoding PP. Such elements vary in length and specificity. With a specific initiation signal, it is possible to achieve a more efficient translation of the sequence encoding the ATRS. Such signals include the ATG start codon and nearby sequences such as the Kozak sequence. If the sequence encoding ATRS, its initiation codon, and upstream regulatory sequences are inserted into a suitable expression vector, no additional transcriptional or translational regulatory signals will be necessary. However, if only the coding sequence or a fragment thereof is inserted, an exogenous translational control signal including an in-frame ATG initiation codon should be included in the expression vector. Exogenous translational elements and initiation codons can be of various natural and synthetic origin. Increasing the efficiency of expression can be achieved by including an enhancer suitable for the particular host cell line used (see Scharf, D. et al. (1994) Results Probl. 20: 125162).
[0119]
Using methods well known to those skilled in the art, it is possible to create an expression vector containing a sequence encoding the ATRS and suitable transcriptional and translational regulatory elements. These methods include:in in vitroRecombinant DNA technology, synthetic technology, andin VivoGenetic recombination techniques are included (eg, Sambrook, J. et al. (1989)).Molecular Cloning. A Laboratory ManualAusubel, F., Cold Spring Harbor Press, Plainview NY, Chapters 4 and 8, and 16-17; M. other. (1995)Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York NY, Chapters 9, 13, and 16).
[0120]
A variety of expression vector / host systems can be used to retain and express the sequence encoding ATRS. Such expression vector / host systems include, but are not limited to, bacteria transformed with recombinant bacteriophage, plasmid or cosmid DNA expression vectors, yeast transformed with yeast expression vectors, and viruses. Insect cell lines infected with an expression vector (eg, baculovirus), plant cell lines transformed with a viral expression vector (eg, cauliflower mosaic virus CaMV or tobacco mosaic virus TMV) or a bacterial expression vector (eg, Ti or pBR322 plasmid), There are microorganisms such as animal cell systems. (Sambrook, supra, Ausubel, supra, Van Heke, G. and SM Schuster (1989) J. Biol. Chem. 264: 5503-5509, Engelhard, EK et al. (1994) Proc. Natl. USA 91: 3224-2327, Sandig, V. et al. (1996) Hum. 7: 1937-1945, Takamatsu, N. (1987) EMBOJ. 6: 307-311, "Maglow Hill Science and Technology Yearbook" (Acad. Sci. The McGraw Hill Year of Science and Technology (1992) McGraw Hill New York NY, pp. 191-196, Logan, J. and T. Shenk. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3655-3659, Harrington, JJ et al. (1997) Nat. Genet. 15: 345-355). Expression vectors derived from retroviruses, adenoviruses, herpesviruses or vaccinia viruses, or expression vectors derived from various bacterial plasmids can be used to transport nucleotide sequences to target organs, tissues or cell populations (Di Nicola, 5 (6): 350-356, Yu, M. et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 (13): 6340-6344, Buller, R. M. et al. (1998) Cancer Gen. Ther. (1985) Nature 317 (6040): 813-815; McGregor, DP, et al. (1994) Mol. Immunol. 31 (3): 219-226, Verma, IM and N. Somia ( 1997) N See 239-242, etc.): ture 389. The present invention is not limited by the host cell used.
[0121]
In bacterial systems, a number of cloning and expression vectors are selectable depending upon the use intended for the polynucleotide sequence encoding ATRS. For example, for routine cloning, subcloning, and propagation of a polynucleotide sequence encoding ATRS, a multifunctional E. coli vector such as PBLUESCRIPT (Stratagene, La Jolla CA) or pSPORT1 plasmid (GIBCO BRL) can be used. Ligation of the ATRS-encoding sequence into multiple cloning sites of the vector disrupts the lacZ gene, allowing a colorimetric screening method to identify transformed bacteria containing the recombinant molecule. In addition, these vectors are used in the cloned sequence.in in vitroIt may also be useful for transcription, sequencing dideoxy, rescue of single strands by helper phage, generation of nested deletions (eg, Van Heake, G. and SM Schuster (1989) J. Biol. Chem. 264: 55035509). For example, when a large amount of ATRS is required for production of an antibody or the like, a vector that induces ATRS expression at a high level can be used. For example, vectors containing a strong inducible T5 or inducible T7 bacteriophage promoter can be used.
[0122]
A yeast expression system can be used for ATRS expression. Numerous vectors containing constitutive or inducible promoters such as α-factor, alcohol oxidase, PGH promoter, etc.Pichia pastorisIt can be used for Furthermore, such vectors induce either the secretion of the expressed protein or its retention in cells, incorporating foreign sequences into the host genome for stable growth. (See, for example, Ausubel, 1995, supra, Bitter, GA, et al. (1987) Methods Enzymol. 153: 516-544, and Scorer. CA, et al. (1994) Bio / Technology 121-181-184. reference).
[0123]
Plant systems can also be used for expression of ATRS. Transcription of the ATRS-encoding sequence can be achieved by transcription from viral promoters, such as CaMV-derived 35S and 19S, alone or in combination with an omega leader sequence from TMV (Takamatsu, N. (1987) EMBO J 6: 307-311). Promoted by a promoter. Alternatively, a plant promoter such as a small subunit of RUBISCO or a heat shock promoter may be used (Coruzzi (1984), supra, EMBO J. 3: 16711680, Broglie (1984) Science 224: 838843, supra). Winter (1991) Results Probl. Cell Differ. 17: 85105). These constructs can be introduced into plant cells by direct DNA transformation or pathogen-mediated transfection. (Maglow Hill Science and Technology Yearbook (The McGraw Hill Yearbook of Science and Technology(1992) McGraw Hill New York NY, pp. 191-196.
[0124]
In mammalian cells, a number of viral-based expression systems may be utilized. When an adenovirus is used as an expression vector, a sequence encoding ATRS may be ligated to an adenovirus transcript / translation complex consisting of the late promoter and tripartite leader sequence. It is possible to insert the viral genome into the indispensable E1 or E3 region to obtain an infectious virus that expresses ATRS in the host cell. (See, e.g., Logan, J. and T. Shenk (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 36553659). In addition, transcription enhancers such as the Rous sarcoma virus (RSV) enhancer can be used to increase expression in mammalian host cells. High levels of protein expression can also be achieved using vectors based on SV40 or EBV.
[0125]
Human artificial chromosomes (HACs) can also be used to transport fragments of DNA larger than those contained in and expressed from the plasmid. Approximately 6 kb to 10 Mb of HACs are made for treatment and supplied using conventional delivery methods (liposomes, polycationic amino polymers, or vesicles). (See, e.g., Harrington. JJ, et al. (1997) Nat Genet. 15: 345-355.).
[0126]
For long-term production of mammalian-based recombinant proteins, stable expression of ATRS in cell lines is desirable. For example, it is possible to transform an ATRS-encoding sequence into a cell line using an expression vector. Such expression vectors include replication and / or endogenous expression elements of viral origin and a selectable marker gene on the same or another vector. After the introduction of the vector, the cells can be allowed to grow for about 1-2 days in an enriched medium before being transferred to a selective medium. The purpose of the selectable marker is to confer resistance to the selection medium, and the presence of the selectable marker allows for the growth and recovery of cells that successfully express the introduced sequence. Resistant clones of stably transformed cells can be propagated using tissue culture techniques appropriate for the cell type.
[0127]
The transformed cell line can be recovered using any number of selection systems. Such selection systems include, but are not limited to, tk⁻A herpesvirus thymidine kinase gene used for simple cells and apr⁻There is an adenine phosphoribosyltransferase gene used for cells (Wigler, M. et al. (1977) Cell 11: 223-232; Lowy, I. et al. (1980) Cell 22: 817-823). Also, resistance to antimetabolites, antibiotics or herbicides can be used as the basis for selection. For example, dhfr confers resistance to methotrexate, neo confers resistance to aminoglycosid neomycin and G-418, als confers resistance to chlorsulfuron, and pat confers resistance to phosphinothricin acetyltransferase (e.g., Wigler, (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 356573570; Columbia Garapin, F. et al. (1981) J. Mol. Biol. 150: 114. Other selectable genes, such as TrpB and hisD, which alter cell requirements for metabolism, have been described in the literature (Hartman, SC and RC Mulligan (1988) Proc. Natl. Ac). USA 85: 8047-8051 etc.) Visible markers such as anthocyanins, green fluorescent protein (GFP; Clontech), β-glucuronidase and its substrate β-glucuronide, or luciferase and its substrate luciferin may be used. Using these markers, it is possible not only to identify transformants, but also to quantify transient or stable protein expression due to a particular vector system (Rhodes, CA (1995)). Methods Mol. Biol. 55: 121131).
[0128]
Even if the presence / absence of marker gene expression indicates the presence of the gene of interest, it may be necessary to confirm the presence and expression of that gene. For example, if the sequence encoding ATRS is inserted into a marker gene sequence, transformed cells containing the sequence encoding ATRS can be identified by a lack of marker gene function. Alternatively, the marker gene can be aligned with the sequence encoding ATRS under the control of one promoter. Expression of the marker gene in response to induction or selection usually also indicates expression of the tandem gene.
[0129]
In general, host cells that contain the ATRS-encoding nucleic acid sequence and that express the ATRS can be identified using a variety of methods well known to those skilled in the art. Non-limiting methods well known to those skilled in the art include DNA-DNA or DNA-RNA hybridization, PCR, nucleic acid or protein detection, quantification, or both, membrane systems and solutions. There are protein bioassays or immunoassays, including base or chip based techniques.
[0130]
Immunological methods for detecting and measuring ATRS expression using either specific polyclonal or monoclonal antibodies are well known in the art. Such techniques include enzyme linked immunosorbent assays (ELISA), radioimmunoassays (RIA), flow cytometers (FACS) and the like. A two-site, monoclonal-based immunoassay using monoclonal antibodies reactive to two non-interfering epitopes on the ATRS is preferred, but a competitive binding assay can also be used. These and other assays are known in the art (Hampton. R. et al. (1990).Serological Methods, a Laboratory Manual. APS Press. St Paul. MN, Sect. IV, Coligan, J.M. E. FIG. Et al. (1997)Current Protocols in Immunology, Green Pub. Associates and Wiley-Interscience, New York NY, Pound, J .; D. (1998)Immunochemical Protocols, Humans Press, Totowa NJ, etc.).
[0131]
A wide variety of labels and conjugation methods are known by those skilled in the art and may be used in various nucleic acid and amino acid assays. Methods for generating labeled hybridization or PCR probes for detecting sequences related to the polynucleotide encoding ATRS include oligo-labeling, nick translation, end-labeling, or labeled nucleotides. The PCR amplification used is included. Alternatively, the sequence encoding ATRS, or any fragment thereof, can be cloned into a vector for generating an mRNA probe. Such vectors are known in the art and commercially available, with the addition of a suitable RNA polymerase such as T7, T3 or SP6 and labeled nucleotides.in in vitroCan be used for the synthesis of RNA probes. Such methods are described, for example, in Amersham Pharmacia Biotech, Promega (Madison WI), U.S.A. S. It can be performed using various kits commercially available from Biochemical or the like. Suitable reporter molecules or labels that can be used to facilitate detection include substrates, cofactors, inhibitors, magnetic particles, as well as radionuclides, enzymes, fluorescent agents, chemiluminescent agents, chromogenic agents, and the like.
[0132]
Host cells transformed with the nucleotide sequence encoding ATRS are cultured under conditions suitable for the expression and recovery of the protein from cell culture. Whether a protein produced from a transformed cell is secreted or remains in the cell depends on the sequence, the vector, or both. One of skill in the art will appreciate that expression vectors containing a polynucleotide encoding an ATRS can be designed to include a signal sequence that directs secretion of the ATRS across prokaryotic and eukaryotic cell membranes.
[0133]
In addition, selection of a host cell strain may be made by its ability to modulate the expression of the inserted sequences or to process the expressed protein in the desired fashion. Such modifications of the polypeptide include, but are not limited to, acetylation, carboxylation, glycosylation, phosphorylation, lipidation, and acylation. Post-translational processing that cleaves the "prepro" or "pro" form of the protein can also be used to identify protein targeting, folding and / or activity. A variety of host cells (eg, CHO, HeLa, MDCK, MEK293, WI38, etc.) with unique cellular devices and characteristic mechanisms for post-translational activity are available from the American Type Culture Collection (ATCC, Bethesda, Va.). It is possible and can be chosen to ensure correct modification and processing of the foreign protein.
[0134]
In another embodiment of the present invention, a natural or altered or recombinant nucleic acid sequence encoding ATRS is linked to a heterologous sequence which translates into a fusion protein in any of the host systems described above. For example, a chimeric ATRS protein containing a heterologous moiety that can be recognized by a commercially available antibody can facilitate screening of a peptide library for inhibitors of ATRS activity. Heterologous protein moieties and heterologous peptide moieties can also facilitate purification of the fusion protein using commercially available affinity substrates. Such portions include, but are not limited to, glutathione S-transferase (GST), maltose binding protein (MBP), thioredoxin (Trx), calmodulin binding peptide (CBP), 6-His, FLAG, c-myc, There is hemagglutinin (HA). GST on immobilized glutathione, MBP on maltose, Trx on phenylarsine oxide, CBP on calmodulin, and 6-His on metal chelating resin allow purification of homologous fusion proteins. FLAG, c-myc and hemagglutinin (HA) allow immunoaffinity purification of fusion proteins using commercially available monoclonal and polyclonal antibodies that specifically recognize these epitope tags. Alternatively, if the fusion protein is engineered so that the fusion protein contains a proteolytic cleavage site between the ATRS-encoding sequence and the heterologous protein sequence, the ATRS may be cleaved from the heterologous portion after purification. Methods for expression and purification of the fusion protein are described in Ausubel (1995), Chapter 10, supra. Various commercially available kits can also be used to facilitate expression and purification of the fusion protein.
[0135]
In another embodiment of the invention, a TNT rabbit reticulocyte lysate or a wheat germ extract system (Promega) is used.in in vitroThe synthesis of ATRS radioactively labeled with is possible. These systems couple the transcription and translation of a protein coding sequence operably linked to a T7, T3 or SP6 promoter. Translation, for example³⁵It occurs in the presence of a radiolabeled amino acid precursor such as S-methionine.
[0136]
A compound that specifically binds to ATRS can be screened using the ATRS of the present invention or a fragment thereof. At least one or more test compounds can be used to screen for specific binding to ATRS. Examples of test compounds include antibodies, oligonucleotides, proteins (eg, receptors) or small molecules.
[0137]
In one embodiment, the compound so identified is closely related to a natural ligand of the ATRS, eg, a ligand or fragment thereof, or a natural substrate, structural or functional mimetic or natural binding partner. (See Chapter 5 of Coligan, JE et al. (1991) Current Protocols in Immunology 1 (2)). Similarly, the compound may be closely related to the natural receptor to which the ATRS binds, or at least some fragment of the receptor, eg, a ligand binding site. In each case, the compound can be rationally designed using known techniques. In one embodiment, screening for such compounds involves generating suitable cells that express the ATRS as either a secreted protein or a protein on the cell membrane. Suitable cells include cells from mammals, yeast, E. coli. Cells expressing the ATRS or cell membrane fragments containing the ATRS are contacted with a test compound and analyzed for binding, stimulation or inhibition of either the ATRS or the compound.
[0138]
Some assays simply allow the test compound to be conjugated experimentally to the polypeptide and the binding detected by a fluorescent dye, radioisotope, enzyme conjugate or other detectable label. For example, the assay can include binding at least one test compound to ATRS in solution or immobilized on a solid support, and detecting binding of ATRS to the compound. Alternatively, detection and measurement of binding of a test compound in the presence of a labeled competitor can be performed. In addition, this assay can be performed with cell-free reconstituted specimens, chemical libraries or natural product mixtures, where the test compound is released in solution or immobilized on a solid support.
[0139]
The ATRS of the present invention or a fragment thereof can be used to screen for a compound that modulates the activity of ATRS. Such compounds include agonists, antagonists, or partial or inverse agonists and the like. In one example, the assay is performed under conditions where the activity of the ATRS is such that the ATRS binds to at least one test compound, and the activity of the ATRS in the presence of the test compound is greater than that of the ATRS in the absence of the test compound. Compare with activity. A change in ATRS activity in the presence of the test compound indicates the presence of a compound that modulates ATRS activity. Alternatively, the test compound comprises ATRS under conditions suitable for the activity of ATRS.in in vitroAlternatively, the assay is performed in combination with a cell-free reconstitution system. In any of these assays, the test compound that modulates the activity of the ATRS can bind indirectly and does not need to be in direct contact with the test compound. At least one and a plurality of test compounds can be screened.
[0140]
In another example, a polynucleotide encoding ATRS or a mammalian homolog thereof is "knocked out" in an animal model system using homologous recombination in embryonic stem cells (ES cells). Such techniques are well known in the art and are useful for generating animal models of human disease (see, eg, US Pat. Nos. 5,175,383 and 5,767,337). For example, mouse ES cells such as the 129 / SvJ cell line are derived from an early mouse embryo and can be grown in a medium. These ES cells are transformed with a vector containing a gene of interest disrupted with a marker gene such as the neomycin phosphotransferase gene (neo: Capecchi, MR (1989) Science 244: 1288-1292). This vector is integrated into the corresponding region of the host genome by homologous recombination. In another method, homologous recombination is performed using the Cre-loxP system to knock out the target gene in a tissue-specific or developmental stage-specific manner (Marth, JD (1996) Clin. Invest. 97: 1999-2002). Wagner, KU, et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 4323-4330). The transformed ES cells are identified and microinjected into mouse cell blastocysts collected, for example, from the C57BL / 6 mouse line. The blastocysts are surgically introduced into pseudopregnant females, the genetic traits of the resulting chimeric progeny are determined, and they are bred to produce heterozygous or homozygous lines. The transgenic animals thus produced can be tested with potential therapeutic or toxic agents.
[0141]
A polynucleotide encoding ATRSin in vitroIt is possible to operate on ES cells derived from human blastocysts. Human ES cells have the potential to differentiate into at least eight distinct cell lineages, including endoderm, mesoderm and ectoderm cell types. These cell lines differentiate into, for example, neurons, hematopoietic lineages and cardiomyocytes (Thomson, JA, et al. (1998) Science 282: 1145-1147).
[0142]
The ATRS-encoding polynucleotide can be used to create “knock-in” humanized animals (pigs) or transgenic animals (mouse or rat) using human disease as a model. Using knock-in technology, a region of the ATRS-encoding polynucleotide is injected into animal ES cells, and the injected sequence is integrated into the animal cell genome. The transformed cells are injected into a blastula and the blastula is implanted as described above. Study transgenic progeny or inbred lines and treat with potential medicines to obtain information on the treatment of human disease. Alternatively, mammalian inbred lines that overexpress ATRS, eg, secrete ATRS into milk, may be a convenient source of proteins (Janne, J. et al. (1998) Biotechnol. Annu. Rev. 4:55). -74).
[0143]
(Treatment)
There are chemical and structural similarities between certain regions of the ATRS and regions of the aminoacyl-tRNA synthetase, for example, in sequence and motif content. In addition, ATRS expression is closely linked to lung tumor tissue, neonatal keratinocytes, lymphoid cells, colon and prostate disease states. Thus, ATRS is thought to play a role in abnormal cell proliferation, autoimmune / inflammatory diseases. In the treatment of a disease associated with increased ATRS expression or activity, it is desirable to reduce ATRS expression or activity. In the treatment of a disease associated with a decrease in the expression or activity of ATRS, it is desirable to increase the expression or activity of ATRS.
[0144]
Thus, in one embodiment, it is possible to administer ATRS or a fragment or derivative thereof to a patient for the treatment or prevention of a disease associated with reduced ATRS expression or activity. Examples of such disorders include, but are not limited to, abnormal cell proliferation, including actinic keratosis, arteriosclerosis, atherosclerosis, bursitis, cirrhosis, hepatitis, Mixed connective tissue disease (MCTD), myelofibrosis, paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, polycythemia vera, psoriasis, primary thrombocythemia and adenocarcinoma, leukemia, lymphoma, melanoma, myeloma, sarcoma, malformation Cancer, including cancer, specifically adrenal gland, bladder, bone, bone marrow, brain, breast, cervix, gallbladder, ganglion, digestive tract, heart, kidney, liver, lung, muscle, ovary, pancreas, parathyroid, penis, Includes prostate, salivary gland, skin, spleen, testis, thymus, thyroid, uterine cancer, and the like. Also included are autoimmune / inflammatory diseases, including acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), Addison's disease, adult respiratory distress syndrome, allergies, ankylosing spondylitis, amyloidosis, anemia, asthma, atherosclerosis , Autoimmune hemolytic anemia, autoimmune thyroiditis, autoimmune multiple endocrine disorders (APECED), bronchitis, cholecystitis, contact dermatitis, Crohn's disease, atopic dermatitis, dermatomyositis, diabetes, emphysema , Lymphocotoxin temporary lymphopenia, erythroblastosis, erythema nodosum, atrophic gastritis, glomerulonephritis, Goodpasture's syndrome, gout, Graves' disease, Hashimoto's thyroiditis, hypereosinophilia, hypersensitivity Irritable bowel syndrome, multiple sclerosis, myasthenia gravis, inflammation of the myocardium or pericardium, osteoarthritis, osteoporosis, pancreatitis, polymyositis, psoriasis, Reiter's syndrome, rheumatoid arthritis, strong Syndrome, Sjogren's syndrome, systemic anaphylaxis, systemic lupus erythematosus, systemic sclerosis, thrombocytopenia, ulcerative colitis, uveitis, Werner syndrome, cancer complications, hemodialysis, extracorporeal circulation, viral infection Diseases, bacterial infections, fungal infections, parasitic infections, protozoal infections, helminth infections and trauma.
[0145]
In another embodiment, a vector capable of expressing ATRS or a fragment or derivative thereof for the treatment or prevention of a disease associated with reduced expression or activity of ATRS, including but not limited to the diseases listed above, is provided. It can also be administered to patients.
[0146]
In yet another embodiment, a composition comprising substantially purified ATRS for the treatment or prevention of a disease associated with reduced expression or activity of ATRS, including but not limited to the diseases listed above. Can be administered to a patient together with a suitable pharmaceutical carrier.
[0147]
In yet another embodiment, an agonist that modulates ATRS activity is administered to a patient for the treatment or prevention of a disease associated with reduced ATRS expression or activity, including but not limited to the diseases listed above. It is also possible.
[0148]
In a further example, an ATRS antagonist can be administered to a patient for the treatment or prevention of a disease associated with increased ATRS expression or activity. Examples of such disorders include, but are not limited to, the abnormal cell proliferation and autoimmune / inflammatory disorders described above. In one embodiment, antibodies that specifically bind the ATRS can be used directly as antagonists or indirectly as a targeting or delivery mechanism to deliver the agent to cells or tissues that express the ATRS.
[0149]
In another embodiment, the complement of a polynucleotide encoding ATRS is expressed for the treatment or prevention of a disease associated with increased expression or activity of ATRS, including but not limited to the diseases listed above. The vector can be administered to the patient.
[0150]
In another embodiment, any of the proteins, antagonists, antibodies, agonists, complementary sequences, or vectors of the invention may be administered in combination with another suitable therapeutic agent. Suitable therapeutic agents for use in combination therapy can be selected by one skilled in the art according to conventional pharmaceutical principles. Combination with a therapeutic agent can have a synergistic effect in the treatment or prevention of the various diseases described above. By using this method, a medicinal effect can be obtained with a small amount of each drug, thereby reducing the possibility of side effects.
[0151]
ATRS antagonists can be prepared using methods common in the art. Specifically, antibodies can be produced using purified ATRS, or libraries of therapeutic agents can be screened to identify those that specifically bind to ATRS. ATRS antibodies can also be produced using methods common in the art. Such antibodies include polyclonal, monoclonal, chimeric, single chain, Fab fragments, and fragments produced by Fab expression libraries. However, it is not limited to these. Neutralizing antibodies (ie, antibodies that inhibit dimer formation) are generally suitable for therapeutic use.
[0152]
For the production of antibodies, various hosts, including goats, rabbits, rats, mice, humans and others, are immunized by injection of ATRS or any fragment, or oligopeptide thereof with immunogenic properties. Can be done. Depending on the host species, various adjuvants can be used to enhance the immune response. Such adjuvants include, but are not limited to, Freund's adjuvant, mineral gel adjuvants such as aluminum hydroxide, lysolecithin, pluronic polyols, polyanions, peptides, oily emulsions, keyhole limpet hemocyanin, dinitrophenol And the like. Among adjuvants used in humans, BCG (bacilli Calmette-Guerin) and Corynebacterium parvum are particularly preferred.
[0153]
Oligopeptides, peptides, or fragments used to elicit antibodies against ATRS consist of at least about 5 amino acids, and generally preferably consist of about 10 or more amino acids. Desirably, these oligopeptides, peptides or fragments are identical to a portion of the amino acid sequence of the native protein and include the entire amino acid sequence of the small native molecule. Short stretches of ATRS amino acids can be fused to sequences of another protein, such as KLH, to produce antibodies against the chimeric molecule.
[0154]
Monoclonal antibodies to ATRS can be produced by continuous cell lines in culture using any technique that produces antibody molecules. Such techniques include, but are not limited to, hybridoma technology, human B cell hybridoma technology, and EBV-hybridoma technology (Kohler, G. et al. (1975) Nature 256: 495-497; Kozbor, D. et al.). (1985) J. Immunol. Methods 81: 31-42, Cote, RJ, et al. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 2026-2030, Cole, SP, et al. (1984). Mol. Cell Biol. 62: 109-120, etc.).
[0155]
In addition, techniques such as splicing a mouse antibody gene with a human antibody gene developed for the production of "chimeric antibodies" are used to obtain molecules with suitable antigen specificity and biological activity (eg, Morrison (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. 81: 68516855; Neuberger, MS et al. (1984) Nature 312: 604-608; Takeda, S. et al. (1985) Nature. 314: 452, 454). Alternatively, the described techniques for the production of single-chain antibodies are applied using methods well known in the art to generate ATRS-specific single-chain antibodies. Antibodies with related specificities but differing idiotypic compositions can also be produced by chain shuffling from random combinations of immunoglobulin libraries (Bulton DR (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA). 88: 10134-10137 etc.).
[0156]
Antibody production in the lymphocyte populationin VivoIt can also be done by inducing production or by screening immunoglobulin libraries or a panel of highly specific binding reagents as disclosed in the literature (Orlandi, R. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA). 86: 3833-3837, Winter, G. et al. (1991) Nature 349: 293-299).
[0157]
Antibodies containing specific binding sites for ATRS can also be obtained. For example, but not by way of limitation, such fragments may include F (ab ') 2 produced by pepsin digestion of the antibody molecule.₂ Fragment and F (ab ')₂ Some Fab fragments are made by reducing the disulfide bridges of the fragment. Alternatively, it is possible to identify a monoclonal Fab fragment quickly and easily with desired specificity by preparing an Fab expression library (Huse, WD, et al. (1989) Science 256: 1275-1281). reference).
[0158]
Screening can be performed using various immunoassays to identify antibodies with the desired specificity. Numerous protocols for competitive binding, using either polyclonal or monoclonal antibodies with sequestered specificity, or immunoradioactivity, are well known in the art. Usually such immunoassays involve the measurement of complex formation between the ATRS and its specific antibody. Two-site, monoclonal-based immunoassays using monoclonal antibodies reactive to two non-interfering ATRS epitopes are commonly used, but competitive binding assays can also be used (Pound, supra).
[0159]
Various methods, such as Scatchard analysis, are used in conjunction with radioimmunoassay techniques to assess the affinity of the antibody for ATRS. Affinity is represented by the binding constant Ka, which is the value obtained by dividing the molar concentration of the ATRS antibody complex by the molar concentration of free antibody and free antigen under equilibrium conditions. The Ka of a polyclonal antibody reagent with heterogeneous affinity for multiple ATRS epitopes represents the average affinity or avidity of the antibody for ATRS. The Ka of a monoclonal antibody reagent monospecific for a particular ATRS epitope represents a true measure of affinity. Ka value is 10⁹-10¹²The liter / mol high affinity antibody reagent is preferably used in an immunoassay in which the ATRS antibody conjugate must withstand severe manipulations. Ka value is 10⁶-10⁷The liter / mol low-affinity antibody reagent is preferably used for immunopurification and similar procedures where the ATRS must eventually dissociate from the antibody in an activated state (Catty, D. (1988)).Antibodies, Volume I: A Practical Approach. IRL Press, Washington, DC; E. FIG. And Cryer, A .; (1991)A Practical Guide to Monoclonal Antibodies, John Wiley & Sons, New York NY).
[0160]
The titer and avidity of the polyclonal antibody reagents can be further evaluated to determine the quality and suitability of such reagents for certain downstream applications. For example, polyclonal antibody reagents containing at least 1-2 mg / ml specific antibody, preferably 5-10 mg / ml specific antibody, are generally used in processes where the ATRS antibody complex must be precipitated. Information on antibody specificity, titer, avidity, and guidelines for antibody quality and use in various applications is generally available. (Refer to the above-mentioned Catty reference and the same reference by Coligan et al.).
[0161]
In another embodiment of the invention, a polynucleotide encoding ATRS, or any fragment or complement thereof, can be used for therapeutic purposes. In one embodiment, gene expression can be altered by designing sequences and antisense molecules (DNA and RNA, modified nucleotides) that are complementary to the coding and regulatory regions of the gene encoding ATRS. Such techniques are well known in the art, and antisense oligonucleotides or large fragments can be designed from the control region of the ATRS-encoding sequence, or from various locations along the coding region. (Agrawal, S. et al., Ed. (1996)Antisense Therapeutics, Humana Press Inc. , Totawa NJ).
[0162]
For use in therapy, any gene delivery system suitable for introducing the antisense sequences into suitable target cells can be used. The antisense sequence can be delivered intracellularly in the form of an expression plasmid that, upon transcription, expresses a sequence complementary to at least a portion of the cell sequence encoding the target protein (Slater, JE et al. ( 1998) J. Allergy Clin. Immunol. 102 (3): 469-475 and Scanlon, KJ. Et al. (1995) 9 (13): 1288-1296. Antisense sequences can also be introduced into cells using, for example, viral vectors such as retroviruses and adeno-associated virus vectors (Miller, AD (1990) Blood 76: 271, Ausubel, Uckert, supra). , W. and W. Walther (1994) Pharmacol. Ther. 63 (3): 323-347). Other gene delivery mechanisms include liposome systems, artificial viral envelopes and other systems known in the art (Rossi, JJ (1995) Br. Med. Bull. 51 (1): 217). -225; Bodo, RJ, et al. (1998) J. Pharm. Sci. 87 (11): 1308-1315, Morris, MC, et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25 (14): 2730-2736. Etc.).
[0163]
In another embodiment of the invention, a polynucleotide encoding ATRS can be used for somatic or germ cell gene therapy. Gene therapy results in (i) severe combined immunodeficiency (SCID) characterized by a genetic deficiency (eg, X chromosomal strand inheritance (Cavazzana-Calvo, M. et al. (2000) Science 288: 669-672)). -X1), severe combined immunodeficiency associated with congenital adenosine deaminase (ADA) deficiency (Blaese, RM et al. (1995) Science 270: 475-480; Bordignon, C. et al. (1995) Science 270: 470-475), cystic fibrosis (Zabner, J. et al. (1993) Cell 75: 207-216: Crystal, RG et al. (1995) Hum. Gene @ Therapy 6: 643-666, Crystal, RG, et al. 995) Hum. Gene Therapy 6: 667-703), thalassemia, familial hypercholesterolemia, hemophilia due to deficiency of factor VIII or factor IX (Crystal, 35 ° RG (1995)). Science 270: 404-410, Verma, IM and Somia N. (1997) Nature 389: 239-242), and (ii) expressing a conditional lethal gene product (eg, uncontrollable cells). (Iii) cancers resulting from proliferation); (iii) intracellular parasites such as human immunodeficiency virus (HIV) (Baltimore, D. (1988) Nature 335: 395-396; Poescbla, E. et al. (1996) Proc. Natl.Aca ... Sci USA 93: 11395-11399), B-type or C hepatitis virus (HBV, HCV),Candida albicansas well asParacoccidioides brasiliensisFungal parasites, etc., andPlasmodium falciparumas well asTrypanosoma cruziAnd other proteins having a protective function against protozoan parasites. When a deficiency in a gene required for ATRS expression or regulation causes a disease, it is possible to express ATRS from a suitable population of introduced cells to alleviate the onset of symptoms caused by the gene deficiency.
[0164]
In a further embodiment of the invention, diseases and disorders caused by ATRS deficiency are treated by creating mammalian expression vectors encoding ATRS and introducing these vectors into ATRS-deficient cells by mechanical means. .in VivoOrex in vitroThe mechanical transfer techniques used for cells of (i) include (i) direct DNA microinjection into individual cells, (ii) ballistic gold particle delivery, and (iii) liposome-mediated Transfer, (iv) receptor-mediated gene transfer, and (v) use of DNA transposons (Morgan, RA and WF Anderson (1993) Annu. Rev. Biochem. 62: 191-217, Ivics, Z. (1997) Cell 91: 501-510; Boulay, J-L. And H. Recipon (1998) Curr. Opin. Biotechnol. 9: 445-450).
[0165]
Expression vectors that can affect ATRS expression include, but are not limited to, PCDNA 3.1, EPITAG, PRCCMV2, PREP, PVAX vector (Invitrogen, Carlsbad CA), PCMV-SCRIPT, PCMV-TAG, PEGSH / PERV (Stratagene, La Jolla CA), PTT-OFF, PTTET-ON, PTRE2, PTRE2-LUC, PTK-HYG (Clontech, Palo Alto CA). To express ATRS, (i) a constitutively active promoter (eg, cytomegalovirus (CMV), rous sarcoma virus (RSV), SV40 virus, thymidine kinase (TK), or β-actin gene, etc.); (Ii) Inducible promoters (eg, a tetracycline-regulated promoter (Gossen, M. and H. Bujard (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. Inc.) contained in a commercially available T-REX plasmid (Invitrogen). Gossen, M. et al. (1995) Science 268: 1766-1769; Rossi, FMV and HM Blau (1998) Curr. Opin. Biotechnol. 9: 451-456)), ecdysone inducible promoter (included in commercially available plasmids PVGRXR and PIND: Invitrogen), FK506 / rapamycin inducible promoter, or RU486 / mifepristone inducible promoter (Rossi). , FMV and HM Blau, supra), or (iii) the natural or tissue-specific promoter of the endogenous gene encoding ATRS from a normal individual. is there.
[0166]
The use of commercially available liposome transformation kits (eg, PerFect Lipid Transfection Kit from Invitrogen) allows those skilled in the art to introduce polynucleotides into target cells in culture without much experience. Alternative methods include the calcium phosphate method (Graham. FL and AJ Eb (1973) Virology 52: 456-467) or the electroporation method (Neumann, B. et al. (1982) EMBO J. 1: 841-845. ). The introduction of DNA into primary cells requires modification of standardized mammalian transfection protocols.
[0167]
In another embodiment of the invention, the disease or disorder caused by a genetic defect associated with the expression of ATRS comprises: (i) a polymorphism encoding ATRS under the control of a retroviral long terminal repeat (LTR) promoter or an independent promoter. Nucleotides and (ii) a suitable RNA packaging signal and (iii) a Rev responsive element (RRE) with additional retroviral cis-acting RNA sequences and coding sequences necessary for efficient vector propagation. Retroviral vectors can be made and treated. Retroviral vectors (eg, PFB and PFBNEO) are commercially available from Stratagene and published data (Riviere, I. et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 6733-6737). Based on The above data is incorporated herein by reference. The vector is propagated in a suitable vector-producing cell line (VPCL), which expresses an envelope gene having tropism for a receptor on target cells or a promiscuous envelope protein such as VSVg (Armentano, D. et al. 1987) J. Virol. 61: 1647-1650; Bender, MA et al. (1987) J. Virol. 61: 1639-1646, Adam, MA. And AD Miller (1988) J. Virol. 62: 3802-3806, Dull, T. et al. (1998) J. Virol. 72: 8463-8471, Zufferey, R. et al. (1998) J. Virol. 72: 9873-9880). U.S. Patent No. 5,910,434 to Rigg ("Method for obtaining retrovirus packaging cell lines producing high transduction"; "Regarding the virus to the retrospective of the virus"; This is hereby incorporated by reference. Propagation of retroviral vectors, cell populations (eg, CD4⁺ Transduction of (T cells) and the return of the transduced cells to the patient are methods known to those skilled in the art of gene therapy and are described in a large number of documents (Ranga, U. et al. (1997). J. Virol. 71: 7020-7029, Bauer, G. et al. (1997) Blood 89: 2259-2267, Bonyhadi, ML (1997) J. Virol. 71: 4707-4716, Ranga, U. et al. 1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 1201-1206, Su, L. (1997) Blood 89: 2283- 2290).
[0168]
Alternatively, an adenovirus-based gene therapy delivery system is used to deliver a polynucleotide encoding ATRS to cells having one or more genetic abnormalities associated with ATRS expression. The production and packaging of adenovirus-based vectors are known to those skilled in the art. Replication-defective adenovirus vectors have been shown to be variable to introduce genes encoding immunomodulatory proteins into intact pancreatic islets of the pancreas (Csete, ME et al. (1995) Transplantation 27). : 263-268). Adenoviral vectors that may be used are described in US Patent No. 5,707,618 to Armentano ("Adenovirus vectors for gene therapy"), which is hereby incorporated by reference. And For adenovirus vectors, see Antinozzi, P. et al. A. (1999) Annu. Rev .. Nutr. 19: 511-544, {Verma, I .; M. And N.I. See also Somia (1997) Nature 18: 389: 239-242. Both documents are incorporated herein by reference.
[0169]
Alternatively, a herpes-based gene therapy delivery system is used to deliver a polynucleotide encoding ATRS to target cells that have one or more genetic abnormalities associated with ATRS expression. Herpes simplex virus (HSV) -based vectors are particularly important in introducing ATRS into HSV-affected central nervous cells. The production and packaging of herpes-based vectors is known to those skilled in the art. Vectors of the replication competent herpes simplex virus (HSV) type I system have been used to deliver reporter genes to primate eyes (Liu, X. et al. (1999) Exp. Eye Res. 169: 385395). reference). The construction of the HSV-1 viral vector is also disclosed in U.S. Patent No. 5,804,413 to DeLuca ("Herpes simplex viruses against genes transfer"), which is hereby incorporated by reference. Partial. US Patent No. 5,804,413 describes a recombinant HSV d92 comprising a genome having at least one exogenous gene introduced into a cell under the control of a promoter suitable for purposes including human gene therapy. There is a description. The patent also discloses the generation and use of recombinant HSV strains that are eliminated for ICP4, ICP27 and ICP22. For HSV vectors, see Goins, W. et al. F. (1999) J. Am. Virol. 73: 519-532, Xu, H .; (1994) Dev. Biol. 163: 152-161. Both documents are incorporated herein by reference. Manipulation of the cloned herpesvirus sequence, passage of the recombinant virus after transfection with multiple plasmids containing different parts of the genome of the giant herpesvirus, growth and propagation of the herpesvirus, and infection of cells with the herpesvirus Is a technique known to those skilled in the art.
[0170]
Alternatively, the ATRS-encoding polynucleotide is delivered to target cells using an alphavirus (positive single-stranded RNA virus) vector. Biological studies of the prototype alphavirus, Semliki Forest Virus (SFV), have been extensively performed, and gene transfer vectors have been found to be based on the SFV genome (Garoff, H. and K.-J. Li (1998) Cun. Opin. Biotech. 9: 464-469). During the replication of alpha viral RNA, subgenomic RNA is usually created that encodes the viral capsid protein. This subgenomic RNA is replicated to a higher level than full-length genomic RNA, resulting in overproduction of capsid proteins relative to viral proteins having enzymatic activity (eg, proteases and polymerases). Similarly, by introducing the ATRS-encoding sequence into the capsid-encoding region of the alphavirus genome, a large number of ATRS-encoding RNAs are produced in the vector-transfected cells, and the ATRS is synthesized at a high level. The ability to establish persistent infection of hamster normal kidney cells (BHK-21) harboring a mutant of Sindbis virus (SIN), while infection of the alpha virus is usually associated with cell lysis within a few days, , Suggesting that the lytic replication of the α virus can be suitably modified to be applicable to gene therapy (see Dryga, SA et al. (1997) Virology 228: 74-83). Since the α virus can be introduced into various hosts, ATRS can be introduced into various types of cells. Specific transduction of a subset of cells in a population may require sorting of cells prior to transduction. Methods for treating infectious cDNA clones of the α virus, transfecting the cDNA and RNA of the α virus, and infecting the α virus are known to those skilled in the art.
[0171]
It is also possible to inhibit gene expression using an oligonucleotide derived from the transcription start site. The transcription start site is, for example, between about -10 and about +10 counted from the start site. Similarly, inhibition can be achieved using triple helix base pairing methods. Triple helix base pairing is useful because triple helix base pairing inhibits the ability of the double helix to open sufficiently for the binding of polymerases, transcription factors or regulatory molecules. Recent advances in therapy using triple helix DNA are described in the literature (Gee, JE et al. (1994) in: Huber, BE and BI Carr, Molecular and Immunological Approaches, Futura Publishing). Co., Mt. Kisco, NY, pp. 163-177). Complementary sequences or antisense molecules can also be designed to prevent translation of the mRNA by preventing the transcript from binding to the ribosome.
[0172]
Ribozymes are enzymatic RNA molecules, and ribozymes can also be used to catalyze the specific cleavage of RNA. The mechanism of ribozyme action involves sequence-specific hybridization of the ribozyme molecule to complementary target RNA prior to nucleotide strand breaks. For example, it includes a recombinant hammerhead ribozyme molecule that specifically and effectively catalyzes nucleotide chain cleavage of a sequence encoding ATRS.
[0173]
Specific ribozyme cleavage sites within any potential RNA target are first identified by scanning the target molecule for ribozyme cleavage sites, including GUA, GUU, GUC sequences. Once identified, short RNA sequences of 15-20 ribonucleotides corresponding to regions of the target gene containing cleavage sites for secondary structural features that render the oligonucleotide dysfunctional can be evaluated become. Evaluation of the suitability of a candidate target can also be performed by testing the feasibility of hybridization with a complementary oligonucleotide using a ribonuclease protection assay.
[0174]
The complementary ribonucleic acid molecules and ribozymes of the invention can be made using any method well known in the art for nucleic acid molecule synthesis. Optional methods include chemically synthesizing oligonucleotides such as solid phase phosphoramidite compounds. Alternatively, the DNA sequence encoding ATRSin in vitroas well asin VivoRNA molecules can be produced by transcription. Such a DNA sequence can be incorporated into a variety of vectors using a suitable RNA polymerase promoter such as T7 or SP6. Alternatively, these cDNA products that constitutively or inducibly synthesize complementary RNA can be introduced into a cell line, cell or tissue.
[0175]
RNA molecules can be modified to increase intracellular stability and half-life. Possible, but not limiting, modifications include the addition of flanking sequences at the 5 ′ end, 3 ′ end, or both, of the molecule, and phosphorothioate or 2 ′ rather than phosphodiesterase linkages within the backbone of the molecule. 'The use of O-methyl is included. This concept is unique to the production of PNA and can be extended to all these molecules. It includes adenine, cytidine, guanine, thymine, and uridine that are not readily recognized by endogenous endonucleases, as well as acetyl-, methyl-, thio-, and similar modifications, as well as unconventional bases such as inosine. , Queosine, wybutosine and the like.
[0176]
A further embodiment of the present invention includes a method of screening for a compound that is effective in altering the expression of a polynucleotide encoding an ATRS. Compounds useful for, but not limited to, mutagenesis of specific polynucleotides include oligonucleotides, antisense oligonucleotides, triple helix-forming oligonucleotides, transcription factors and other polypeptide transcriptional regulators, and interact with specific polynucleotide sequences. There are non-polymeric entities that can act. Effective compounds can mutate polynucleotide expression by acting as either inhibitors or enhancers of polynucleotide expression. Accordingly, in the treatment of diseases associated with increased ATRS expression or activity, compounds that specifically inhibit the expression of a polynucleotide encoding ATRS are therapeutically useful and are associated with reduced ATRS expression or activity. In treating disease, compounds that specifically enhance the expression of a polynucleotide encoding ATRS may be therapeutically useful.
[0177]
At least one to a plurality of test compounds may be screened for efficacy in mutagenizing a specific polynucleotide. Test compounds are obtained by any method commonly known in the art. Such methods include mutating the expression of the polynucleotide, selecting from existing, commercially available or proprietary, natural or non-natural compound libraries, and chemically and / or structurally modifying the target polynucleotide. There are chemical modifications of compounds that are known to be effective when rationally designing compounds based on properties and when selecting from libraries of combinatorially or randomly generated compounds. A sample comprising a polynucleotide encoding ATRS is obtained by exposing to at least one test compound. The sample can be, for example, an intact cell, a permeabilized cell, a cell-free reconstituted system or a reconstituted biochemical system. Changes in the expression of the polynucleotide encoding ATRS are assayed by any method commonly known in the art. Usually, the expression of a specific nucleotide is detected by hybridization using a probe having a nucleotide sequence complementary to the sequence of the polynucleotide encoding ATRS. The amount of hybridization can be quantified, thereby forming the basis for a comparison of the expression of polynucleotides exposed and unexposed to one or more test compounds. Detection of a change in expression of the polynucleotide exposed to the test compound indicates that the test compound is effective in mutating expression of the polynucleotide. For a compound effective for mutation expression of a specific polynucleotide, for example,Schizosaccharomyces pombeGene expression system (Atkins, D. et al. (1999) US Patent No. 5,932,435, Arndt, GM et al. (2000) Nucleic Acids Res. 28: E15) or human cell lines such as HeLa cells (Clarke). , ML, et al. (2000) Biochem. Biophys. Res. Commun. 268: 8-13). Certain embodiments of the invention involve screening a combinatorial library of oligonucleotides (deoxyribonucleotides, ribonucleotides, peptide nucleic acids, modified oligonucleotides) for antisense activity against a specific polynucleotide sequence ( (Bruce, TW, et al. (1997) U.S. Patent No. 5,686,242; Bruice, TW, et al. (2000) U.S. Patent No. 6,022,691).
[0178]
Numerous methods for introducing vectors into cells or tissues are available,in Vivo,in in vitroas well asex VivoEqually suitable for the use ofex VivoFor treatment, the vector can be introduced into stem cells taken from a patient, cloned and propagated and returned to the same patient by autotransplantation. Transfection, ribosome injection or delivery by polycationic amino polymer can be performed using methods well known in the art (Goldman, CK et al. (1997) Nat. Biotechnol. 15: 462-). 466).
[0179]
Any of the above treatment methods can be applied to all subjects in need of treatment, including, for example, mammals such as humans, dogs, cats, cows, horses, rabbits, monkeys, and the like.
[0180]
An additional embodiment of the present invention involves the administration of an ingredient having an active ingredient usually formulated in a pharmaceutically acceptable excipient. Excipients include, for example, cellulose, gum, and protein. Various prescriptions are usually known,Remington's Pharmaceutical Sciences(Maack Publishing, Easton PA). Such compositions comprise ATRS, antibodies to ATRS, mimetics, agonists, antagonists, or inhibitors of ATRS, and the like.
[0181]
The components used in the present invention can be administered by any number of routes, including but not limited to oral, intravenous, intramuscular, intraarterial, intramedullary, intrathecal, Intraventricular, lung, transdermal, subcutaneous, intraperitoneal, intranasal, intestinal, topical, sublingual or rectal.
[0182]
Components for pulmonary administration can be prepared in liquid or dry powder form. Such pharmaceutical ingredients usually aerosolize shortly before inhalation by the patient. In the case of small molecules (eg, traditional low molecular weight organic drugs), aerosol delivery of fast-acting formulations is known in the art. In the case of macromolecules (eg, larger peptides and proteins), the recent improvement in the art of pulmonary transport through the alveolar region of the lung has resulted in the transport of drugs such as insulin substantially into the blood circulation. (See Patton, JS, et al., US Pat. No. 5,997,848, etc.). Pulmonary delivery is advantageous in that it is administered without needle injection, eliminating the need for potentially toxic penetration enhancers.
[0183]
Ingredients suitable for use in the present invention include those that contain as much active ingredient as necessary to achieve the intended purpose. Determination of the effective dosage is within the ability of those skilled in the art.
[0184]
Preferably, the composition is prepared in a special form to deliver the macromolecule containing ATRS or a fragment thereof directly into the cell. For example, a liposome formulation containing a cell-impermeable polymer can promote cell fusion and intracellular transport of the polymer. Alternatively, the ATRS or a fragment thereof can be attached to the cationic N-terminus of the HIV Tat-1 protein. The fusion protein thus produced is known to transduce cells of all tissues including the mouse model system brain (see Schwarze, SR, et al. (1999) Science 285: 1569-1572). ).
[0185]
For any compound, an effective dosage of treatment can be initially estimated in cell culture assays, such as those for neoplastic cells, or in animal models such as mice, rabbits, dogs or pigs. . Animal models can also be used to determine suitable concentration ranges and routes of administration. Such information can then be used to determine useful doses and routes for administration in humans.
[0186]
A medically effective dose relates to the amount of the active ingredient that ameliorates the symptoms or condition, eg, ATRS or a fragment thereof, an antibody to ATRS, an agonist or antagonist of ATRS, an inhibitor, and the like. Medicinal efficacy and toxicity can be determined by standard pharmaceutical techniques in cell culture or animal studies, for example, ED₅₀(Pharmaceutically effective amount of 50% of the population) or LD₅₀(A lethal dose of 50% of the population). The dose ratio of toxic to therapeutic effects is the therapeutic index, and the LD₅₀/ ED₅₀It can be expressed as a ratio. Components that exhibit a high therapeutic index are desirable. The data obtained from the cell culture assays and animal studies is used in formulating a range of dosage for use in humans. Dosages containing such compositions will contain little or no toxicity, ED₅₀It is preferable that the concentration be in the blood concentration range containing Depending on the dosage form employed, the sensitivity of the patient and the route of administration, the dosage will vary within this range.
[0187]
The exact dosage will be determined by the practitioner, in light of factors related to the subject that requires treatment. Dosage and administration are adjusted to provide effective levels of the active ingredient or to maintain the desired effect. Factors relating to the subject include the severity of the disease, the patient's general health, the patient's age, weight and gender, the time and frequency of administration, drug combination, response sensitivity and response to treatment. Components with a longer duration of action may be administered once every 3 to 4 days, once a week, or once every two weeks depending on the half-life and clearance rate of the particular formulation.
[0188]
Normal dosage amounts range from about 0.1 to 100,000 μg, depending on the route of administration, up to a total of about 1 g. Guidance as to specific dosages and modes of delivery is provided in the literature and is generally available to physicians in the field. One skilled in the art will utilize formulations for nucleotides that are different from those for proteins or inhibitors. Similarly, delivery of a polynucleotide or polypeptide will be specific to a particular cell, condition, location, etc.
[0189]
(Diagnosis)
In another embodiment, an assay for diagnosing a disease characterized by ATRS expression, or monitoring a patient being treated with ATRS or an agonist or antagonist or inhibitor of ATRS, wherein the antibody specifically binds to ATRS. Used for Antibodies useful for diagnostic purposes are prepared in the same manner as described above for treatment. ATRS diagnostic assays include methods of detecting ATRS from human body fluids or from cells or tissues using antibodies and labels. The antibodies may be used with or without modification, and may be labeled by covalent or non-covalent attachment of a reporter molecule. A variety of reporter molecules are known in the art and can be used. Some reporter molecules have been described above.
[0190]
Various protocols for measuring ATRS, including ELISA, RIA, and FACS, are well known in the art and provide a basis for diagnosing abnormal or abnormal levels of expression of ATRS. Normal or standard ATRS expression values are determined by combining an antibody against ATRS with body fluids or cells taken from a subject, such as a normal mammal, eg, a human, under conditions suitable for complex formation. I do. The amount of the standard complex formed can be determined by various methods, for example, by photometry. A sample from the subject's ATRS expression level, control and disease, biopsy tissue is compared to a reference value. The deviation between the standard value and the subject is a parameter for diagnosing the disease.
[0191]
According to another embodiment of the present invention, polynucleotides encoding ATRS may be used for diagnosis. Polynucleotides that can be used include oligonucleotide sequences, complementary RNA and DNA molecules, and PNA. The polynucleotide is used to detect and quantify the expression of a gene in a biopsy tissue that expresses ATRS that can be correlated with disease. This diagnostic assay is used to check for the presence of ATRS, as well as overexpression, and to monitor the modulation of ATRS levels during treatment.
[0192]
In one embodiment, a nucleic acid sequence encoding an ATRS can be identified by hybridization with a PCR probe capable of detecting a polynucleotide sequence comprising the gene sequence encoding the ATRS or a closely related molecule. The specificity of a probe, whether it is made from a highly specific region, for example, the 5 'regulatory region, or a region of relatively low specificity, such as a conserved motif, and the stringency of hybridization or amplification, Will only identify the native sequence that encodes the ATRS, or will identify only the native sequence that encodes the allele or related sequence.
[0193]
Probes may also be used to detect related sequences and have at least 50% sequence identity with any sequence encoding ATRS. The target hybridization probe of the present invention can be DNA or RNA, and can be derived from the sequence of SEQ ID NO: 5-8 or a genomic sequence containing the ATRS gene promoter, enhancer, and intron.
[0194]
As a method for preparing a hybridization probe specific to DNA encoding ATRS, there is a method of cloning a polynucleotide sequence encoding ATRS and an ATRS derivative into a vector for preparing an mRNA probe. Vectors for making mRNA probes are known to those of skill in the art and are commercially available, by adding a suitable RNA polymerase and a suitable labeled nucleotide,in in vitroCan be used to synthesize RNA probes. Hybridization probes can be labeled with a population of different reporters. Examples of reporter populations include:³²P or³⁵Radionuclides such as S; or enzyme labels such as alkaline phosphatase bound to the probe via an avidin / biotin binding system.
[0195]
A polynucleotide sequence encoding ATRS can be used to diagnose a disease associated with ATRS expression. Examples of such disorders include, but are not limited to, abnormal cell proliferation, including actinic keratosis, arteriosclerosis, atherosclerosis, bursitis, cirrhosis, hepatitis, Mixed connective tissue disease (MCTD), myelofibrosis, paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, polycythemia vera, psoriasis, primary thrombocythemia and adenocarcinoma, leukemia, lymphoma, melanoma, myeloma, sarcoma, malformation Cancer, including cancer, specifically adrenal gland, bladder, bone, bone marrow, brain, breast, cervix, gallbladder, ganglion, digestive tract, heart, kidney, liver, lung, muscle, ovary, pancreas, parathyroid, penis, Includes prostate, salivary gland, skin, spleen, testis, thymus, thyroid, uterine cancer, and the like. Also included are autoimmune / inflammatory diseases, including acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), Addison's disease, adult respiratory distress syndrome, allergies, ankylosing spondylitis, amyloidosis, anemia, asthma, atherosclerosis , Autoimmune hemolytic anemia, autoimmune thyroiditis, autoimmune multiple endocrine disorders (APECED), bronchitis, cholecystitis, contact dermatitis, Crohn's disease, atopic dermatitis, dermatomyositis, diabetes, emphysema , Lymphocotoxin temporary lymphopenia, erythroblastosis, erythema nodosum, atrophic gastritis, glomerulonephritis, Goodpasture's syndrome, gout, Graves' disease, Hashimoto's thyroiditis, hypereosinophilia, hypersensitivity Irritable bowel syndrome, multiple sclerosis, myasthenia gravis, inflammation of the myocardium or pericardium, osteoarthritis, osteoporosis, pancreatitis, polymyositis, psoriasis, Reiter's syndrome, rheumatoid arthritis, strong Syndrome, Sjogren's syndrome, systemic anaphylaxis, systemic lupus erythematosus, systemic sclerosis, thrombocytopenia, ulcerative colitis, uveitis, Werner syndrome, cancer complications, hemodialysis, extracorporeal circulation, viral infection Diseases, bacterial infections, fungal infections, parasitic infections, protozoal infections, helminth infections and trauma. The polynucleotide sequence encoding MAD can be obtained by Southern, Northern, dot blot, or other membrane-based techniques, PCR, dipstick, pin, ELISA, and expression of mutant ATRS. Can be used for microarrays utilizing body fluids or tissues collected from patients to detect Such qualitative or quantitative methods are known in the art.
[0196]
In certain embodiments, the nucleotide sequence encoding ATRS will be useful in assays that detect related diseases, particularly those described above. The nucleotide sequence encoding ATRS could be labeled by standard methods and added to a body fluid or tissue sample taken from a patient under conditions suitable for the formation of hybridization complexes. After a suitable incubation period, the sample is washed and the signal is quantified and compared to a standard value. If the amount of signal in the patient sample is significantly altered as compared to the control sample, the level of mutation of the nucleotide sequence encoding ATRS in the sample will reveal the presence of the associated disease. Such assays can also be used to estimate the effect of a particular treatment in animal studies, clinical trials, or to monitor the treatment of individual patients.
[0197]
Normal or standard profiles of expression are established to provide a basis for the diagnosis of diseases associated with ATRS expression. This can be achieved by combining a fluid or cell extracted from a normal subject, either an animal or a human, with a sequence encoding ATRS or a fragment thereof under conditions suitable for hybridization or amplification. . Standard hybridization can be quantified by comparing values obtained from experiments performed with known amounts of the substantially purified polynucleotide to values obtained from normal subjects. The standard values thus obtained can be compared to values obtained from samples obtained from patients showing signs of the disease. Deviation from standard values is used to determine the presence of disease.
[0198]
Once the presence of the disease has been determined and the treatment protocol has begun, the hybridization assay can be repeated on a regular basis to determine whether the patient's expression levels have begun to approach those observed in normal subjects. The results from serial assays can be used to show the effect of treatment over a period of days to months.
[0199]
With respect to cancer, the presence of abnormal amounts of transcripts (under- or over-expression) in living tissue from an individual indicates the predisposition of the disease or a method of detecting the disease before actual clinical symptoms appear. Or offer. This type of more definitive diagnosis allows medical professionals to use preventative or aggressive treatment early on, thereby preventing the development or further progression of cancer.
[0200]
Further diagnostic uses of oligonucleotides designed from ATRS-encoding sequences may include the use of PCR. These oligomers can be chemically synthesized, produced enzymatically, orin in vitroCan be produced in Oligomers, preferably including fragments of the polynucleotide encoding the ATRS, or fragments of the polynucleotide complementary to the polynucleotide encoding the ATRS, are used under optimal conditions to identify a particular gene or condition. You. Oligomers can also be used under relatively mild stringent conditions for detection, quantification, or both, of closely related DNA or RNA sequences.
[0201]
In certain embodiments, oligonucleotide primers derived from a polynucleotide sequence encoding ATRS may be used to detect single nucleotide polymorphisms (SNPs). SNPs are substitutions, insertions and deletions that often cause a congenital or acquired genetic disease in humans. Methods for detecting SNPs include, but are not limited to, restriction enzyme cleavage (SSCP) and fluorescent SSCP (fSSCP). In SSCP, DNA is amplified by the polymerase chain reaction (PCR) using oligonucleotide primers derived from the polynucleotide sequence encoding ATRS. DNA can be derived, for example, from diseased or normal tissue, biopsy samples, body fluids, and the like. SNPs in DNA cause differences in the secondary and tertiary structure of single-stranded PCR products. Differences can be detected using gel electrophoresis in a non-denaturing gel. In fSCCP, oligonucleotide primers are fluorescently labeled. This allows the detection of amplimers on high throughput equipment such as DNA sequencing machines. Furthermore, a sequence database analysis method called in silico SNP (isSNP) identifies polymorphisms by comparing the sequences of individual overlapping DNA fragments as arranged in a common consensus sequence. obtain. These computer-based methods filter out sequence variations due to sequencing errors using laboratory preparation and statistical models of DNA and automated analysis of DNA sequence chromatograms. In another embodiment, the SNPs are detected and characterized by mass spectrometry using, for example, a high throughput MASSARRAY system (Sequenom, Inc., San Diego CA).
[0202]
Methods that can be used to quantitate the expression of ATRS include radiolabeling or biotin labeling of nucleotides, co-amplification of regulatory nucleic acids, and standard curves with results added (Melby, P. et al. (1993) J. Immunol. Methods 159: 235244; Duplaa, C. et al. (1993) Anal. Biochem. 212: 229236). The rate of quantification of multiple samples can be accelerated by performing high-throughput assays where the oligomer of interest is present in various diluents and quantitation is rapid by spectrophotometry or colorimetric reactions. .
[0203]
In yet another example, oligonucleotides or longer fragments from any of the polynucleotide sequences described herein can be used as targets in a microarray. Microarrays can be used in transcription imaging techniques to simultaneously monitor the relevant expression levels of multiple genes. This is described below. Microarrays can also be used to identify genetic variants, mutations and polymorphisms. This information can be used to determine gene function, understand the genetic basis of disease, diagnose disease, monitor disease progression / regression as a function of gene expression, and develop drug activity in disease treatment And can be monitored. In particular, this information can be used to develop a patient's pharmacogenomic profile to select the most appropriate and effective treatment for the patient. For example, based on a patient's pharmacogenomic profile, a therapeutic agent that is highly effective and has few side effects for the patient can be selected.
[0204]
In another embodiment, ATRS, fragments of ATRS, antibodies specific to ATRS can be used as elements on the microarray. Microarrays can be used to monitor or measure protein-protein interactions, drug-target interactions and gene expression profiles as described above.
[0205]
Certain embodiments relate to the use of a polynucleotide of the invention to produce a transcribed image of a tissue or cell type. The transcribed image represents the global pattern of gene expression by a particular tissue or cell type. Global gene expression patterns can be analyzed by quantifying the number and relative abundance of genes expressed at a given time under given conditions (See Seiliamer et al., US Patent No. 5,840,484 "Comparative"). Gene Transcript Analysis, which is hereby incorporated by reference.) Thus, transcribed images can be generated by hybridizing the polynucleotide of the present invention or its complement to the entire transcription or reverse transcription of a particular tissue or cell type. In certain embodiments, hybridization occurs in a high-throughput format such that the polynucleotide of the invention or its complement comprises a plurality of subsets of the elements on the microarray. The resulting transcribed image can provide a profile of gene activity.
[0206]
Transcript images can be generated using transcripts isolated from tissues, cell lines, biopsies, or biological samples thereof. The transcribed image is therefore in the case of a tissue or biopsy samplein VivoOr in the case of cell linesin in vitroReflects gene expression at
[0207]
Transcribed images that generate the expression profile of the polynucleotides of the present invention can also be used for toxicity testing of industrial or natural environmental compounds,in in vitroIt can be used in connection with preclinical evaluation of model systems and drugs. All compounds elicit a characteristic pattern of gene expression, often referred to as molecular fingerprints or toxicity signatures, which implies a mechanism of action and toxicity (Nuwayysir, EF et al. (1999) Mol. 24: 153-159, Steiner, S. and NL Anderson (2000) Toxicol. Lett. 112-113: 467-471, which are hereby incorporated by reference in their entirety. And) If the test compounds have the same signature as that of a compound with known toxicity, they may share toxic properties. Fingerprints or signatures are most useful and accurate if they contain expression information from a large number of genes and gene families. Ideally, a genome-wide measurement of expression provides the highest quality signature. Even if genes whose expression is not altered by any of the tested compounds are equally important, the expression levels of such genes are used to normalize the remaining expression data. The normalization procedure is useful for comparing expression data after treatment with different compounds. Assigning gene function to elements of the toxic signature helps to stop the toxic mechanism, but knowledge of the gene function is not required to statistically match the signature to predict toxicity (eg, February 29, 2000). See Press Release 00-02, published by the National Institute of Environmental Health Sciences at http://www.newhs.nih.gov/oc/news/toxchip.htm. Therefore, it is important and desirable to include all expressed gene sequences using toxicological signatures during toxicological screening.
[0208]
In certain embodiments, the toxicity of a test compound is calculated by treating a biological sample containing nucleic acids with the test compound. Nucleic acids expressed in the treated biological sample can be hybridized with one or more probes specific for a polynucleotide of the invention, thereby quantifying the level of transcription corresponding to the polynucleotide of the invention. The transcript level in the treated biological sample is compared to the level in an untreated biological sample. The difference in transcription level between the two samples indicates a toxic reaction caused by the test compound in the treated sample.
[0209]
Another example involves analyzing a tissue or cell type proteome using the polypeptide sequences of the invention. The term proteome refers to the global pattern of protein expression in a particular tissue or cell type. Each protein component of the proteome can be individually further analyzed. Proteome expression patterns or profiles can be analyzed by quantifying the number and relative abundance of proteins expressed at a given time under given conditions. Thus, a proteomic profile of a cell can be generated by separating and analyzing polypeptides of a particular tissue or cell type. In some embodiments, separation is achieved by two-dimensional gel electrophoresis, such as separating proteins from a sample by one-dimensional isoelectric focusing and separating according to molecular weight by two-dimensional sodium dodecyl sulfate slab gel electrophoresis ( Steiner and Anderson, supra). Proteins are visualized in the gel as dispersed, uniquely located points, usually by staining the gel with a substance such as Coomassie blue or silver or a fluorescent stain. The optical density of each protein spot is usually proportional to the protein level in the sample. The optical densities of protein spots obtained from different samples, eg, biological samples, either treated or untreated with a test compound or therapeutic agent, are compared to identify changes in protein spot density associated with the treatment. The proteins in the spots are partially sequenced using standard methods using, for example, chemical or enzymatic cleavage followed by mass spectrometry. The identity of a protein within a spot can be determined by comparing its subsequence, preferably at least 5 consecutive amino acid residues, to a polypeptide sequence of the invention. In some cases, additional sequences are obtained for definitive protein identification.
[0210]
Proteome profiles can also be generated by quantifying ATRS expression levels using an antibody specific for ATRS. In one embodiment, protein expression levels are quantified by using antibodies as elements on the microarray and exposing the microarray to a sample to detect the level of protein binding to each array element (Lueking, A. et al. (1999) Anal. Biochern.270: 103-111, Mendose, LG et al. (1999) Biotechniques 27: 778-788). Detection can be performed by various methods known in the art, for example, the proteins in the sample can be reacted with a thiol or amino-reactive fluorescent compound to detect the amount of fluorescent binding at the elements of each array.
[0211]
Toxicity signatures at the proteome level are also useful for toxicological screening and should be analyzed in parallel with those at the transcript level. For some proteins in certain tissues, the correlation between transcription and protein abundance may be poor (Anderson, NL and J. Seilhamer (1997) Electrophoresis 18: 533-537), and the transcript image The proteome toxicity signature may be useful in the analysis of compounds that do not significantly affect but alter the profile of the protein. In addition, protein profiling is more reliable and informative in such cases, since the analysis of transcription in body fluids is difficult due to the rapid degradation of mRNA.
[0212]
In another example, the toxicity of a test compound is calculated by treating a biological sample containing the protein with the test compound. The proteins expressed in the processed biological sample are separated so that the amount of each protein can be quantified. The amount of each protein is compared to the amount of the corresponding protein in the untreated biological sample. The difference in protein amount between the two samples indicates the response to the test compound in the treated sample. Individual proteins are identified by sequencing the amino acid residues of the individual proteins and comparing these subsequences to the polypeptides of the invention.
[0213]
In another example, the toxicity of a test compound is calculated by treating a biological sample containing the protein with the test compound. Proteins obtained from a biological sample are incubated with an antibody specific for a polypeptide of the invention. The amount of protein recognized by the antibody is quantified. The amount of protein in the treated biological sample is compared to the amount of protein in the untreated biological sample. The difference in protein amount between the two samples indicates the response to the test compound in the treated sample.
[0214]
Microarrays are prepared, used, and analyzed using methods well known in the art (Brennan, TM et al. (1995) US Patent No. 5,474,796; Schena, M.). (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 10614-10619, Baldeschweiler et al. (1995) PCT Application No. WO95 / 251116, Shalon, D. et al. (1995) PCT Application No. WO95 / 35505. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 2150-2155; Heller, MJ. Et al. (1997) US Patent No. 5,605,662, etc.). . Various types of microarrays are well known, and for more informationDNA Microarrays: A Practical Approach, M .; Schena, ed. (1999) Oxford University Press, London. This document is hereby incorporated by reference.
[0215]
In another embodiment of the invention, a nucleic acid sequence encoding an ATRS can also be used to generate a hybridization probe useful for mapping a native genomic sequence. Either coding or non-coding sequences can be used; in certain instances, non-coding sequences are preferred throughout the coding sequence. For example, conservation of a coding sequence within a member of a multigene family can result in unwanted cross-hybridization during chromosome mapping. The nucleic acid sequence can be a specific chromosome, a specific region of a chromosome or an artificially formed chromosome, such as a human artificial chromosome (HAC), a yeast artificial chromosome (YAC), a bacterial artificial chromosome (BAC), a bacterial P1 product, or a single chromosomal cDNA. Mapped to the library (Harrington, JJ, et al. (1997) Nat. Genet. 15: 345-355; Price, CM (1993) Blood Rev. 7: 127134; Trask, BJ. (1991) Trends Genet. 7: 149154) Once mapped, nucleic acid sequences of the invention can be used, for example, to correlate pathological inheritance with a particular chromosomal region inheritance or restriction fragment length polymorphism (RFLP). Genetic maps can be generated. (See, for example, Lander, ES and D. Botstein (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 7353-7357)
Fluorescence in situ hybridization (FISH) can be correlated with other physical and genetic map data (see Meyers, supra, Heinz-Ulrich, et al., Pp. 965-968, et al. (1995)). Examples of genetic map data can be found in various scientific journals or on the website of the Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). The correlation between the location of the ATRS-encoding gene on the physical chromosomal map and a particular disease, or a predisposition to a particular disease, may help determine the region of DNA associated with such a disease, thus requiring additional locations. Determining cloning is performed.
[0216]
The genetic map can be extended using physical mapping techniques such as binding analysis using established chromosomal markers and chromosome sample in situ hybridization. Placing a gene on the chromosome of another mammal, such as a mouse, can reveal relevant markers even when the number or arm of a particular human chromosome is not known. This information is valuable to researchers investigating genetic diseases using positional cloning and other gene discovery techniques. Once the disease or syndrome has been loosely located by genetic linkage to a particular genetic region, such as the 11q22-23 region of ataxia telangiectasia, any mapping to that region will result in the relevant gene being identified for further investigation. Alternatively, it may represent a regulatory gene (see Gatti, RA et al (1988) Nature 336: 577580). The nucleotide sequence of the present invention may be used to discover differences in chromosomal location among healthy subjects, carriers, and infected individuals due to translocation, inversion, and the like.
[0217]
In another embodiment of the present invention, the ATRS, catalytic fragment or immunogenic fragment thereof or oligopeptide thereof can be used to screen a library of compounds in any of a variety of drug screening techniques. The fragments used for drug screening will be free in solution, fixed to a solid support, retained on the cell surface, or located intracellularly. Complex formation due to the binding of the ATRS to the agent to be tested may be measured.
[0218]
Another drug screening method is used to screen compounds with good binding affinity for the protein of interest with high throughput (see Geysen, et al. (1984) PCT Application No. WO 84/03564). In, a number of different small test compounds are synthesized on a solid substrate. The test compound is washed after reacting with the ATRS or a fragment thereof. The bound ATRS is then detected by methods well known in the art. Purified ATRS can also be coated directly on plates used in the drug screening techniques described above. Alternatively, the peptide can be captured using a non-neutralizing antibody and the peptide immobilized on a solid support.
[0219]
In another example, a competitive drug screening assay can be used in which neutralizing antibodies capable of binding ATRS specifically compete with the test compound for binding to ATRS. In this method, the antibody detects the presence of any peptide that shares one or more antigenic determinants with the ATRS.
[0220]
In another embodiment, the nucleotide sequence encoding the ATRS is used in developing molecular biology techniques to characterize nucleotide sequences such as, but not limited to, the currently known triplet code and specific base pair interactions. Can provide new technologies that depend on
[0221]
Without further elaboration, it is believed that one skilled in the art can, using the preceding description, utilize the present invention to its fullest extent. Accordingly, the examples described below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention in any way.
[0222]
Reference is made to all patent applications, patents, and publications mentioned above and below, particularly US Patent Application Nos. 60 / 207,248, 60 / 208,791 and 60 / 210,585. Is a part of this specification.
[0223]
(Example)
1 cDNA Creating a library
Incyte cDNA is derived from the cDNA library described in the LIFESEQ GOLD database (Incyte Genomics, Palo Alto CA) and listed in column 5 of Table 4. Some tissues are homogenized and dissolved in a guanidinium isothiocyanate solution, while others are homogenized and dissolved in a mixture of phenol or a suitable denaturant. The mixture of the denaturing agent is, for example, TRIZOL (Life Technologies) which is a single-phase solution of phenol and guanidinium isothiocyanate. The resulting lysate was centrifuged in cesium chloride or extracted with chloroform. RNA was precipitated from the lysate using isopropanol, sodium acetate and ethanol, or either, or another method.
Extraction and precipitation of RNA with phenol were repeated as necessary to increase the purity of the RNA. In some cases, the RNA was treated with DNase. For most libraries, poly (A +) RNA was isolated using oligo d (T) -linked paramagnetic particles (Promega), OLIGOTEX latex particles (QIAGEN, Valencia CA) or OLIGOTEX mRNA purification kit (QIAGEN). Alternatively, RNA was isolated directly from tissue lysates using another RNA isolation kit, such as the POLY (A) PURE mRNA purification kit (Ambion, Austin TX).
[0224]
In some cases, RNA was provided to Stratagene, and a corresponding cDNA library was sometimes produced by Stratagene. Otherwise, cDNA was synthesized using the UNIZAP vector system (Stratagene) or SUPERSCRIPT plasmid system (Life Technologies) using recommended methods known in the art or similar methods to create a cDNA library. (See Ausubel, 1997, unit 5.1-6.6, supra.) Reverse transcription was initiated using oligo d (T) or random primers. The synthetic oligonucleotide adapter was ligated to the double-stranded cDNA, and the cDNA was digested with a suitable restriction enzyme. For most libraries, cDNA size (300-1000 bp) selection was performed using SEPHACRYL S1000, SEPHAROSE CL2B or SEPHAROSE CL4B column chromatography (Amersham Pharmacia Biotech) or preparative agarose gel electrophoresis. The synthetic oligonucleotide adapter was ligated to the double-stranded cDNA, and the cDNA was digested with a suitable restriction enzyme or enzyme. Suitable plasmids are, for example, PBLUESCRIPT plasmid (Stratagene), pSPORT1 plasmid (Life Technologies) or plNCY (Incyte Pharmaceuticals, Palo Alto CA). The recombinant plasmid was transformed into Escherichia coli cells containing XL1-Blue, XL1-BIueMRF or SOLR from Stratagene, or DH5α, DH10B or ELECTROMAX DH10B from Life Technologies.
[0225]
2 cDNA Clone isolation
UNIZAP vector system (Stratagene) was used.in VivoPlasmid was recovered from host cells by excision or by cell lysis. Magic or WIZARD Minipreps DNA Purification System (Promega), AGTC Miniprep Purification Kit (Edge Biosystems, Gaithersburg MD), QIAWELL 8PlaimPlasmid, QIAWELLPlasmid, QIAWELLPlasmid, QIAWELLPlasmid E. FIG. A. L. Plasmids were purified using at least one of the Prep 96 plasmid kits. After precipitation, the plasmid was resuspended in 0.1 ml of distilled water and stored at 4 ° C. with or without lyophilization.
[0226]
Alternatively, plasmid DNA was amplified from host cell lysates using direct binding PCR in a high-throughput format (Rao, VB (1994) Anal. Biochem. 216: 1-14). The lysis and thermal cycling process of the host cells was performed in a single reaction mixture. Samples were processed, stored in 384-well plates, and the concentration of amplified plasmid DNA was determined by fluorescence analysis using a PICOGREEN dye (Molecular Probes, Eugene OR) and a Fluoroskan II fluorescence scanner (Labsystems Oy, Helsinki, Finland). Quantified.
[0227]
3 Sequencing and analysis
Example 2The Incyte cDNA recovered from the plasmid as described in, was sequenced as shown below. The cDNA sequencing reaction can be performed using standard methods or high-throughput equipment such as an ABI CATALYST 800 thermal cycler (Applied Biosystems) or a PTC-200 thermal cycler (MJ Research) with a HYDRA microdispenser (Robbins ScientificLMIBlOMIBOMICRiMbO2MCR) Treated in conjunction with the system. The sequencing reaction of cDNA was performed by using a reagent provided by Amersham Pharmacia Biotech or an ABI sequencing kit, for example, an ABI PRISM BIGDYE Terminator cycle sequencing ready reaction kit (Applied reagent prepared by using a reagent provided by Applied Biosystems). For electrophoretic separation of cDNA sequencing reactions and detection of labeled polynucleotides, the MEGABACE 1000 DNA sequencing system (Molecular Dynamics) or the ABI PRISM 373 or 377 sequencing system using standard ABI protocols and base pairing software ( Applied Biosystems) or other sequence analysis systems well known in the art. The reading frame within the cDNA sequence was determined using standard methods (reviewed in Ausubel, 1997, unit 7.7, supra). Select some of the cDNA sequences,Example 8The sequence was extended by the method described in (1).
[0228]
The polynucleotide sequence derived from the cDNA sequence was validated by removing vector, linker and poly (A) sequences and masking ambiguous base pairs. At that time, algorithms and programs based on BLAST, dynamic programming and adjacent dinucleotide frequency analysis were used. Then, using programs based on BLAST, FASTA and BLIMPS, to obtain annotations in the program, public databases such as GenBank primates and rodents, mammals, vertebrates, eukaryotes databases; The Incyte cDNA sequence or its translation was queried for a selection of Hidden Markov Model (HMM) based protein family databases such as BLOCKS, PRINTS, DOMO, PRODOM and PFAM (HMM is a probabilistic analysis of the consensus primary structure of a gene family). (See Eddy, SR (1996) Cuff. Opin. Struct. Biol. 6: 361-365). Queries were made using programs based on BLAST, FASTA, BLIMPS and HMMER. Incyte cDNA sequences were constructed to yield full-length polynucleotide sequences. Alternatively, GenBank cDNA, GenBank EST, stitched sequence, stretched sequence or Genscan predicted coding sequence (Examples 4 and 5) Was used to extend the population of Incyte cDNA to full length. A population of cDNAs was screened for open reading frames using a program based on Phred, Prap and Consed, and a program based on GenMark, BLAST and FASTA. The full length polynucleotide sequence was translated to derive the corresponding full length polypeptide sequence. Alternatively, the polypeptides of the invention may start at any methionine residue of the full length translated polypeptide. Subsequently, full-length polypeptide sequences were analyzed by queries against the GenBank protein database (genpept), databases such as SwissProt, BLOCKS, PRINTS, DOMO, PRODOM and Prosite, and Hidden Markov Model (HMM) based protein family databases such as PFAM. . Full-length polynucleotide sequences were also analyzed using MACDNASIS PRO software (Hitachi Software Engineering, South San Francisco CA) and LASERGENE software (DNASTAR). Polynucleotide and polypeptide sequence alignments are generated using default parameters specified by the CLUSTAL algorithm, such as that incorporated into the MEGALIGN Multi-Sequence Alignment Program (DNASTAR), which also calculates the percent identity between aligned sequences.
[0229]
Table 7 outlines the tools, programs and algorithms used for analysis and assembly of Incyte cDNA and full-length sequences, along with applicable descriptions, references and threshold parameters. The tools, programs and algorithms used are shown in column 1 of Table 5 and a brief description of them in column 2. Column 3 is a preferred citation, all of which are incorporated by reference in their entirety. If applicable, column 4 shows the score, probability value and other parameters used to evaluate the strength of the match between the two sequences (the higher the score, the higher the homology between the two sequences) ).
[0230]
The programs described above for the construction and analysis of full-length polynucleotide and polypeptide sequences can also be used to identify polynucleotide sequence fragments of SEQ ID NOs: 5-8. Fragments of about 20 to about 4000 nucleotides that are useful for hybridization and amplification techniques are set forth in Table 4, column 4.
[0231]
4 Genome DNA Identification and editing of coding sequences from
Putative aminoacyl-tRNA synthetases were initially identified by running the Genscan gene identification program in public genomic sequence databases (eg, gbpri and gbhtg). Genscan is a universal gene identification program that analyzes genomic DNA sequences from a variety of organisms (Burge, C. and S. Karlin (1997) J. Mol. Biol. 268: 78-94 and Burge, C. and S. K.). Karlin (1998) Cuff. Opin. Struct. Biol. 8: 346-354). The program ligates the predicted exons to form a constructed cDNA sequence that extends from methionine to the stop codon. The output of Genscan is a FASTA database of polynucleotide and polypeptide sequences. The maximum range of sequences analyzed at one time by Genscan was set at 30 kb. To determine which of these Genscan deduced cDNA sequences encodes aminoacyl-tRNA synthetase, the encoded polypeptide was queried and analyzed for aminoacyl-tRNA synthetase in a PFAM model. Potential aminoacyl-tRNA synthetases were identified based on homology to the cDNA sequence of Incyte annotated as aminoacyl-tRNA synthetase. The Genscan predicted sequences thus selected were then compared by BLAST analysis to the public databases gbpri and gbhtg. If necessary, edit the Genscan predicted sequence by comparing to the top BLAST hit from genpept to correct errors in the Genscan predicted sequence, such as extra or removed exons. BLAST analysis also provides evidence of transcription as it is used to find the public cDNA coverage of any Incyte cDNA or Genscan predicted sequence. If Incyte cDNA coverage was available, this information was used to correct or confirm the Genscan predicted sequence. The full-length polynucleotide sequence isExample 3Obtained by constructing the Genscan predicted coding sequence with the Incyte cDNA sequence and / or the public cDNA sequence using the construction process described in US Pat. Alternatively, the full-length polynucleotide sequence is completely derived from the edited or unedited Genscan predicted coding sequence.
[0232]
5 Genome sequence data cDNA Assembly into array data
Stitch arrangement ( Stitched Sequence )
The partial cDNA sequence isExample 4Were extended using the exons predicted by the Genscan gene identification program described in (1).Example 3The partial cDNAs constructed as described in were mapped to genomic DNA and decomposed into clusters containing the related cDNA and Genscan exons predicted from one or more genomic sequences. Analyze each cluster using algorithms based on graph theory and dynamic programming to integrate cDNA and genomic information, and subsequently confirm, edit or extend to generate potential splice variants that yield full-length sequences did. Sequences were identified in which the length of the entire interval was present in more than one sequence in the cluster, and the intervals so identified were considered equal over time. For example, if there is an interval between one cDNA and two genomic sequences, all three intervals are considered equal. This process can link unrelated but contiguous genomic sequences together by cDNA sequences. The sections thus identified are stitched together with a stitching algorithm so that they appear along the parent sequence to create the longest possible sequence and variant sequences. The linkage of intervals generated along one parent sequence (cDNA-cDNA or genomic sequence-genomic sequence) took precedence over the linkage that changed parent type (cDNA-genomic sequence). The resulting stitch sequences were translated into public databases genpept and gbpri by BLAST analysis and compared. Incorrect exons predicted by Genscan were corrected by comparing to the top BLAST hit from genpept. If necessary, the sequence was further extended using additional cDNA sequences or by inspection of genomic DNA.
[0233]
Stretch array ( Stretched Sequence )
The partial DNA sequence was extended to full length by an algorithm based on BLAST analysis. First, the BLAST program was used to access public databases such as GenBank primates, rodents, mammals, vertebrates and eukaryotes databases.Example 3The assembled partial cDNA was queried as described in. Next, the closest GenBank protein homolog was analyzed by BLAST analysis for the Incyte cDNA sequence orExample 4As described in any of the GenScan exon predicted sequences described above. The resulting high scoring segment pair (HSP) was used to generate a chimeric protein and the translated sequence was mapped onto a GenBank protein homolog. Insertions or deletions can occur within the chimeric protein relative to the original GenBank protein homolog. GenBank protein homologs, chimeric proteins or both were used as probes to search homologous genomic sequences from public human genome databases. In this way, the partial DNA sequence was stretched or extended by the addition of a homologous genomic sequence. The resulting stretch sequences were examined to determine if they contained the complete gene.
[0234]
6 ATRS Chromosome Mapping of Polynucleotide Encoding
The sequences used to construct SEQ ID NOs: 5-8 were compared to those in the Incyte LIFESEQ database and the public domain database using the BLAST and Smith-Waterman algorithms. Sequences from these databases that match SEQ ID NOs: 5-8 were incorporated into clusters of contiguous and overlapping sequences using construction algorithms such as Phrap (Table 7). Whether clustered sequences were previously mapped using radiation hybrid and genetic map data available from public sources such as the Stanford Human Genome Center (SHGC), Whitehead Genome Institute (WIGR), and Genethon Was measured. As a result of the inclusion of the mapped sequence in a cluster, the entire sequence of that cluster, including the individual sequence numbers, was assigned to locations on the map.
[0235]
Locations on the map are represented as ranges or intervals of human chromosomes. The location on the map of centiMorgan spacing is measured relative to the end of the p-arm of the chromosome. (Centimorgan (cM) is a unit of measure based on the frequency of recombination between chromosomal markers. On average, 1 cM is approximately equal to one megabase (Mb) of DNA in humans. The cM distance is a genetic marker mapped by Genethon such that the sequence provides a boundary for radiation hybrid markers such that the sequence is included in each cluster. based on. Diseases in which the above sections have been identified using publicly available human genetic maps and other sources, such as NCBI "GeneMap99" (http: //www.ncbi.nlm.nih.gpv/genemap) Whether it is located in or near the genetic map can be determined.
Thus, SEQ ID NO: 5 mapped to chromosome 12 within 97.1 to 116.6 centiMorgans.
[0236]
7. Analysis of polynucleotide expression
Northern analysis is an experimental technique used to detect the presence of transcribed genetic information and involves the hybridization of a labeled nucleotide sequence to a membrane to which RNA from a particular cell type or tissue is bound. are doing. (See Sambrook, supra, Chapter 7, Ausubel. FM, et al., Chapters 4 and 16, etc.)
[0237]
Similar computer techniques applied to BLAST are used to search the same or related molecules in nucleotide databases such as GenBank and LifeSeq (Incyte Pharmaceuticals). Northern analysis is much faster than multiple membrane-based hybridizations. In addition, the sensitivity of the computer search can be modified to determine whether to classify a particular identity as exact or homologous. The search criterion is the product score, which is defined by the following equation.
[0238]
(Equation 1)

The product score takes into account both the similarity between the two sequences and the length at which the sequences match. The product score is a standardized value of 0 to 100, and is obtained as follows. Multiply the BLAST score by the percent sequence identity of the nucleotides and divide the product by 5 times the shorter length of the two sequences. The BLAST score is calculated by assigning a score of +5 to each base matching the high scoring segment pair (HSP) and -4 to each mismatched base pair. The two sequences can share more than one HSP (can be separated by a gap). If there is more than one HSP, calculate the product score using the base pair with the highest BLAST score. The product score represents a balance between fragmented overlap and the quality of the BLAST alignment. For example, a product score of 100 is only obtained if there is a 100% match over the entire shorter length of the two sequences compared. The product score 70 is obtained when one end matches 100% and overlaps 70%, or the other end matches 88% and overlaps 100%. The product score 50 is obtained when either one end matches 100% and overlaps 50%, or the other end matches 79% and overlaps 100%.
[0239]
Alternatively, the polynucleotide sequence encoding ATRS is analyzed against the tissue from which it was derived. For example, one full-length sequence is the Incyte cDNA sequence (Example 3) Are assembled so as to at least partially overlap. Each cDNA sequence is derived from a cDNA library made from human tissue. Each human tissue has the following organ / tissue categories: cardiovascular system, connective tissue, digestive system, embryonic structure, endocrine system, exocrine glands, female genitalia, male genitalia, germ cells, blood and immune system, liver, musculoskeletal System, nervous system, pancreas, respiratory system, sensory organ, skin, stomatognathic system, non-classified / mixed or urinary tract. Count the number of libraries in each category and divide by the total number of libraries in all categories. Similarly, each human tissue is classified into one of the following disease / pathology categories: cancer, cell line, development, inflammation, nervous, trauma, cardiovascular, congestion, and others. Count the number of libraries in each category and divide by the total number of libraries in all categories. The percentage obtained reflects the disease-specific expression of the cDNA encoding ATRS. cDNA sequence and cDNA library / tissue information can be obtained from the LIFESEQ GOLD database (Incyte Genomics, Palo Alto CA).
[0240]
8 ATRS Of polynucleotides encoding
Full-length polynucleotide sequences were also generated by extending the fragment using oligonucleotide primers designed from the appropriate fragment of the full-length molecule. One primer was synthesized to initiate 5 'extension of the known fragment, and the other primer was synthesized to initiate 3' extension of the known fragment. The design of the starting primers is such that OLIGO 4.06 software (National Biosciences) or about 22-30 nucleotides in length, with a GC content of 50% or more and annealing to the target sequence at temperatures of about 68-72 ° C The cDNA was designed using another suitable program. All sections of nucleotides that resulted in hairpin structures and primer-primer dimers were avoided.
[0241]
To extend the sequence, a selected human cDNA library was used. If more than one step extension was needed or desired, additional primers or nested sets of primers were designed.
[0242]
High fidelity amplification was obtained by PCR using methods well known to those skilled in the art. PCR was performed in a 96-well plate using a PTC-200 thermal cycler (MJ Research, Inc.). The reaction mixture was composed of template DNA and 200 nmol of each primer, Mg^{2 +}And (NH₄)₂SO₄And a buffer containing β-mercaptoethanol, Taq DNA polymerase (Amersham Pharmacia Biotech), ELONGASE enzyme (Life Technologies), and Pfu DNA polymerase (Stratagene). Amplification was performed on the primer set, PCI A and PCI B, with the following parameters. Step 1: 94 ° C. for 3 minutes, Step 2: 94 ° C. for 15 minutes, Step 3: 60 ° C. for 1 minute, Step 4: 68 ° C. for 2 minutes, Step 5: Repeat steps 2, 3, and 4 20 times . Step 6: Store at 68 ° C for 5 minutes, Step 7: Store at 4 ° C. Alternatively, amplification was performed with the following parameters for the primer pair, T7 and SK +. Step 1: 94 ° C. for 3 minutes, Step 2: 94 ° C. for 15 minutes, Step 3: 57 ° C. for 1 minute, Step 4: 68 ° C. for 2 minutes, Step 5: Repeat steps 2, 3, and 4 20 times . Step 6: Store at 68 ° C for 5 minutes, Step 7: Store at 4 ° C.
[0243]
The DNA concentration in each well was determined by adding 100 μl of PICOGREEN quantitative reagent (0.25 (v / v) PICOGREEN; Molecular Probes, Eugene OR) dissolved in 1 × TE and 0.5 μl of undiluted PCR product to opaque fluorescence. The DNA is distributed to each well of a counting plate (Coming Costar, Acton MA) so that the DNA can bind to the reagent, and the measurement is performed. The plate was scanned with a Fluoroskan II (Labsystems Oy, Helsinki, Finland) to measure the fluorescence of the sample and quantify the DNA concentration. Aliquots of 5-10 μl of the reaction mixture were analyzed by electrophoresis on a 1% agarose minigel to determine which reactions were successful in extending the sequence.
[0244]
The extended nucleotides are desalted and concentrated, transferred to a 384-well plate, digested using CviJI cholera virus endonuclease (Molecular Biology Research, Madison WI), and ligated into a pUC18 vector (Amersham Pharmacia Biotech). Sonicated or sheared before. For shotgun sequencing, the digested nucleotides were separated on a low concentration (0.6-0.8%) agarose gel, the fragments were excised, and the agar was digested with Agar ACE (Promega). The extended clone was religated to a pUC18 vector (Amersham Pharmacia Biotech) using T4 ligase (New England Biolabs, Beverly MA), treated with Pfu DNA polymerase (Stratagene), and treated with Pfu DNA polymerase (Stratagene). And transfected into competent E. coli cells. The transfected cells were selected and transferred to a medium containing an antibiotic, and each colony was cut out and cultured in a 384-well plate of LB / 2X carbenicillin culture at 37 ° C. overnight.
[0245]
The cells were lysed, and the DNA was PCR-amplified using Taq DNA polymerase (Amersham Pharmacia Biotech) and Pfu DNA polymerase (Stratagene) according to the following procedure. Step 1: 94 ° C. for 3 minutes, Step 2: 94 ° C. for 15 minutes, Step 3: 60 ° C. for 1 minute, Step 4: 72 ° C. for 2 minutes, Step 5: Repeat steps 2, 3, and 4 20 times . Step 6: Store at 72 ° C for 5 minutes, Step 7: Store at 4 ° C. DNA was quantified with the PICOGREEN reagent (Molecular Probes) as described above. Samples with low DNA recovery were reamplified using the same conditions as above. Samples were diluted with 20% dimethyl sulfoxide (1: 2, v / v), DYENAMIC energy transfer sequencing primers, and DYENAMIC DIRECT kit (Amersham Pharmacia Biotech) or ABI PRISM BIGDYE terminator cycle sequencing kit (Timer cycle kit) reaction kit) (Applied Biosystems).
[0246]
Similarly, the above procedure is used to verify full-length nucleotide sequences, or to obtain 5 'regulatory sequences using oligonucleotides designed for such extension and appropriate genomic libraries.
[0247]
9 Labeling and use of individual hybridization probes
A cDNA, mRNA, or genomic DNA is screened using a hybridization probe derived from SEQ ID NOs: 5-8. Although the labeling of oligonucleotides of about 20 base pairs is specifically described, the same procedure is used for larger nucleotide fragments. Oligonucleotides were designed using the latest software such as OLIGO 4.06 software (National Biosciences) and 50 pmol of each oligomer and [γ-³²P] Adenosine triphosphate (Amersham Pharmacia Biotech) 250 μCi is mixed with T4 polynucleotide kinase (DuPont NEN, Boston MA). The labeled oligonucleotide is substantially purified using a SEPHADEX G-25 ultrafine molecular size exclusion dextran bead column (Amersham Pharmacia Biotech). In a typical membrane-based hybridization analysis of human genomic DNA digested with any one of the endonucleases of Ase I, Bgl II, Eco RI, Pst I, Xbal or Pvu II (DuPont NEN), 10 per minute⁷An aliquot containing a count of labeled probes is used.
[0248]
DNA from each digest is fractionated on a 0.7% agarose gel and transferred to a nylon membrane (Nytran Plus, Schleicher & Schuell, Durham NH). Hybridization is performed at 40 ° C. for 16 hours. To remove non-specific signals, the blot is washed sequentially at room temperature, for example, under conditions consistent with 0.1 × sodium citrate and 0.5% sodium dodecyl sulfate. Hybridization patterns are visualized and compared using autoradiography or an alternative imaging means.
[0249]
10 microarray
Chaining or synthesizing array elements on the surface of a microarray can be achieved using photolithography, piezoelectric printing (see inkjet printing, see Baldschweiler, supra), mechanical microspotting techniques and derivatives thereof. It is. In each of the above techniques, the substrate should be a uniform, non-porous solid (Schena (1999) supra). Recommended substrates include silicon, silica, glass slides, glass chips and silicon wafers. Alternatively, an array similar to dot blot or slot blot may be used to place and attach elements to the surface of the substrate using thermal, ultraviolet, chemical or mechanical binding procedures. Regular arrays can be made manually or using available methods and machines and can have any suitable number of elements (Schena, M. et al. (1995) Science 270: 467-470; Shalon. (1996) Genome Res. 6: 639-645, Marshall, A. and J. Hodgson (1998) Nat. Biotechnol. 16: 27-31.).
[0250]
Full-length cDNA, expressed gene sequence fragments (ESTs), or fragments or oligomers thereof, may constitute elements of a microarray. Fragments or oligomers suitable for hybridization can be selected using software known in the art, such as Laser GENE software (DNASTAR). Array elements are hybridized with polynucleotides in a biological sample. Polynucleotides in a biological sample are conjugated to a fluorescent label or other molecular tag to facilitate detection. After hybridization, unhybridized nucleotides are removed from the biological sample and hybridization is detected at each array element using a fluorescence scanner. Alternatively, hybridization can be detected using laser desorption and mass spectrometry. The degree of complementarity and relative abundance of each polynucleotide that hybridizes to an element on the microarray can be calculated. The preparation and use of the microarray in one embodiment is described in detail below.
[0251]
Prepare tissue or cell samples
Total RNA was isolated from tissue samples using the guanidinium thiocyanate method and poly (A) was isolated using the oligo (dT) cellulose method.⁺Purify the RNA. Each poly (A)⁺RNA samples were prepared using MMLV reverse transcriptase, 0.05 pg / μl oligo (dT) primer (21 mer), 1 × first strand synthesis buffer, 0.03 unit / μl RNase inhibitor, 500 μM dATP, 500 μM dGTP , 500 μM dTTP, 40 μM dCTP, 40 μM dCTP-Cy3 (BDS) or dCTP-Cy5 (Amersham Pharmacia Biotech). The reverse transcription reaction was performed using a GEMBRIGT kit (Incyte) using 200 ng of poly (A).⁺Perform in a 25 ml volume containing RNA. Specific control poly (A)⁺RNA is derived from non-coding yeast genomic DNAin in vitroSynthesized by transcription. Each reaction sample (one labeled Cy3 and the other labeled Cy5) is treated with 2.5 ml of 0.5 M sodium hydroxide and incubated at 85 ° C. for 20 minutes to stop the reaction and degrade RNA. Samples are purified using two consecutive CHROMA SPIN 30 gel filtration spin columns (CLONTECH Laboratories, Inc. (CLONTECH), Palo Alto CA). After binding, the two reaction samples are ethanol precipitated with 1 ml glycogen (1 mg / ml), 60 ml sodium acetate and 300 ml 100% ethanol. The sample is then dried and finished using a SpeedVAC (Savant Instruments Inc., Holbrook NY) and resuspended in 14 μl 5 × SSC / 0.2% SDS.
[0252]
Preparation of microarray
An array element is generated using the sequences of the present invention. Each array element is amplified from vector-containing bacterial cells by a cloned cDNA insert. PCR amplification uses primers complementary to the vector sequence flanking the cDNA insert. Amplify array elements from an initial amount of 1-2 ng to a final amount greater than 5 μg in 30 cycles of PCR. The amplified array elements are purified using SEPHACRYL-400 (Amersham Pharmacia Biotech).
[0253]
The purified array element is immobilized on a polymer-coated glass slide. Microscope slides (Corning) are ultrasonically washed during and after treatment with 0.1% SDS and acetone with a large volume of distilled water. Slides were etched in 4% hydrofluoric acid (VWR Scientific Products Corporation (VWR), West Chester PA), extensively washed in distilled water, and 0.05% aminopropylsilane (Sigma) in 95% ethanol. ). The coated slide glass is cured by heating at 110 ° C.
[0254]
Array elements are added to a coated glass substrate using the method described in US Pat. No. 5,807,522. The patent is hereby incorporated by reference. An open capillary print element is filled with 1 μl of array element DNA having an average concentration of 100 ng / μl by a high-speed robotic device. The device now adds approximately 5 nl of array element sample per slide.
[0255]
The microarray is UV cross-linked using a STRATALLINKER UV cross-linking agent (Stratagene). The microarray is washed once with 0.2% SDS at room temperature and three times with distilled water. After incubating the microarray in 0.2% casein in phosphate buffered saline (PBS) (Tropix, Inc., Bedford MA) for 30 minutes at 60 ° C., 0.2% SDS and Non-specific binding sites are blocked by washing with distilled water.
[0256]
Hybridization
The hybridization reaction has 9 μl of the sample mixture containing 0.2 μg each of Cy3 and Cy5 labeled cDNA synthesis products in 5 × SSC, 0.2% SDS hybridization buffer. The sample mixture was heated to 65 ° C. for 5 minutes and aliquoted 1.8 cm on the microarray surface.² Cover with cover glass. The array is transferred to a waterproof chamber having a cavity slightly larger than the microscope slide. The interior of the chamber is kept at a humidity of 100 by adding 140 μl of 5 × SSC to the corner of the chamber. The chamber containing the array is incubated at 60 ° C. for about 6.5 hours. The arrays were washed in the first wash buffer (1 × SSC, 0.1% SDS) at 45 ° C. for 10 minutes and in the second wash buffer (0.1 × SSC) at 45 ° C. for 10 minutes each. Wash and dry.
[0257]
detection
The reporter-labeled hybridization complex uses an Innova 70 mixed gas 10 W laser (Coherent, Inc., Santa Clara CA) that can generate spectral lines at 488 nm for Cy3 excitation and 632 nm for Cy5 excitation. Detect with a microscope equipped. Focus the excitation laser light on the array using a 20 × microscope objective (Nikon, Inc., Melville NY). The slide containing the array is placed on a computer controlled XY stage of a microscope and raster scanned through an objective. The 1.8 cm × 1.8 cm array used in this example was scanned at a resolution of 20 μm.
[0258]
Of the two different scans, the mixed gas multiline laser excites the two fluorescent dyes sequentially. The emitted light is split into two photomultiplier detectors (PMT R1377, Hamamatsu Photonics Systems, Bridgewater NJ) based on wavelength according to the two fluorescent dyes. The signal is filtered using a suitable filter placed between the array and the photomultiplier. The maximum emission of the fluorescent dye used is 565 nm for Cy3 and 650 nm for Cy5. The instrument can record spectra from both fluorochromes simultaneously, but typically scans each array twice with a suitable filter in the laser source, and once for each fluorochrome.
[0259]
The sensitivity of the scan is usually calibrated using the signal intensity generated by a cDNA control species added to a known concentration of the sample mixture. A specific location on the array contains a complementary DNA sequence, and the intensity of the signal at that location correlates to a 1: 100,000 weight ratio of hybridizing species. When two samples from different sources (eg, representing test and control cells) are each labeled with a different fluorescent dye and hybridized to a single array to identify genes that are differentially expressed, Calibrate with labeled samples of calibrated cDNA with two fluorescent dyes and add equal amounts to each of the hybridization mixtures.
[0260]
The output of the photomultiplier is digitized using a 12-bit RTI-835H analog-to-digital (AID) conversion board (Analog Devices, Inc., Norwood MA) installed on an IBM compatible PC computer. The digitized data is displayed as an image in which the signal intensities have been mapped using a linear 20-color conversion from a blue (low signal) to a pseudo-color range from red (high signal). The data is also analyzed quantitatively. If two different fluorochromes are excited and measured simultaneously, the emission spectra of each fluorochrome are used and data is first collected by magneto-optical printing between the fluorochromes (due to superposition of the emission spectra). Can be
[0261]
The grid is overlaid on the fluorescent signal image, whereby the signal from each spot is collected on each element of the grid. The fluorescent signal in each element is integrated, and a value corresponding to the average intensity of the signal is obtained. The software used for signal analysis is a GEMTOOOLS gene expression analysis program (Incyte).
[0262]
11 Complementary polynucleotide
A sequence encoding the ATRS or a sequence complementary to any portion thereof is used to reduce or inhibit the expression of the native ATRS. Although the use of oligonucleotides containing about 15-30 base pairs is described, essentially the same method can be used for fragments of smaller or larger sequences. The appropriate oligonucleotides are designed using the Oligo 4.06 software (National Biosciences) and the coding sequence of the ATRS. To inhibit transcription, a complementary oligonucleotide is designed from the most unique 5 'sequence and used to inhibit the promoter from binding to the coding sequence. To inhibit translation, complementary oligonucleotides are designed to prevent the ribosome from binding to the ATRS-encoding transcript.
[0263]
12 ATRS Expression of
ATRS expression and purification can be performed using bacterial or viral based expression systems. For expression of the ATRS in bacteria, the cDNA is subcloned into a suitable vector containing an inducible promoter that increases antibiotic resistance and the level of cDNA transcription. Such promoters include, but are not limited to, the T5 or T7 bacteriophage promoter associated with the lac operator regulatory element and the trp-lac (tac) hybrid promoter. The recombinant vector is transformed into a suitable bacterial host, such as BL21 (DE3). Bacteria with antibiotic resistance express ATRS when induced with isopropyl β-D thiogalactopyranoside (IPTG). ATRS expression in eukaryotic cells is commonly known as baculovirus in insect or mammalian cell lines.Autographica californicaIt is performed by infecting nuclear polyhedrosis virus (AcMNPV). The non-essential polyhedron gene of the baculovirus is replaced with the cDNA encoding ATRS by either homologous recombination or bacterial-mediated gene transfer with transfer plasmid-mediated. The infectivity of the virus is maintained and a strong polyhedrin promoter drives high levels of cDNA transcription. Recombinant baculoviruses are oftenSpodoptera frugiperda(Sf9) Used for infection of insect cells, but may also be used for infection of human hepatocytes. In the latter case, further genetic modification of the baculovirus is required. (See Engelhard. EK et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 3224-2327, Sandig, V. et al. (1996) Hum. Gene Ther. 7: 1937-1945.).
[0264]
In most expression systems, the ATRS is a fusion protein synthesized with, for example, glutathione S-transferase (GST), or a peptide epitope tag such as FLAG or 6-His, so that the recombinant fusion protein from crude cell lysate Can be performed quickly and in one go. GST is a 26 kDa enzyme from Schistosoma japonicum, which allows purification of the fusion protein on immobilized glutathione while maintaining protein activity and antigenicity (Amersham Pharmacia Biotech). After purification, the GST moiety can be proteolytically cleaved from the ATRS at a specific engineering site. FLAG is an 8-amino acid peptide that allows immunoaffinity purification using commercially available monoclonal and polyclonal anti-FLAG antibodies (Eastman Kodak). 6-His in which six histidine residues are continuously extended enables purification on a metal chelating resin (QIAGEN). Methods for protein expression and purification are described in Ausubel (1995) supra, Chapters 10 and 16. Using the ATRS purified by these methods directly,Examples 16, 17, and 18Can be performed.
[0265]
13 Functional Assay
ATRS function is assessed by expression of sequences encoding ATRS at physiologically elevated levels in mammalian cell culture systems. The cDNA is subcloned into a mammalian expression vector containing a strong promoter that expresses the cDNA at high levels. Selected vectors include the pCMV SPORT plasmid (Life Technologies) and the pCR 3.1 plasmid (Invitrogen), both with the cytomegalovirus promoter. Using a liposome formulation or electroporation, 5-10 μg of the recombinant vector is transiently transfected into a human cell line, eg, an endothelial or hematopoietic cell line. In addition, 1-2 μg of plasmid containing the sequence encoding the labeled protein is co-transfected. Expression of the labeled protein provides a means of distinguishing transfected from non-transfected cells. In addition, the expression of the cDNA from the recombinant vector can be accurately predicted by the expression of the labeled protein. The labeling protein can be selected from, for example, green fluorescent protein (GFP; Clontech), CD64 or a CD64-GFP fusion protein. Identify transfected cells expressing GFP or CD64-GFP and evaluate their apoptotic status and other cellular properties using an automated, laser optics-based technique, flow cytometry (FCM) I do. FCM detects and quantifies the uptake of fluorescent molecules that diagnose a phenomenon that precedes or coincides with cell death. Such phenomena include changes in nuclear DNA content as measured by DNA staining with propidium iodide, down-regulation of DNA synthesis as measured by reduced uptake of bromodeoxyuridine, There are changes in the expression of protein on the cell surface and in the cell as measured by reactivity, and changes in plasma membrane composition as measured by binding of the fluorescent complex annexin V protein to the cell surface. For flow cytometry, see Ormerod, M .; G. FIG. (1994)Flow Cytometry Oxford, New York, NY. There is a description.
[0266]
The effect of ATRS on gene expression can be assessed using a highly purified cell population transfected with the sequence encoding ATRS and either CD64 or CD64-GFP. CD64 or CD64-GFP is expressed on the transformed cell surface and binds to a conserved region of human immunoglobulin G (IgG). Transformed and non-transformed cells can be separated using magnetic beads coated with either human IgG or an antibody against CD64 (DYNAL. Lake Success. NY). mRNA can be purified from cells by methods well known in the art. Expression of mRNA encoding ATRS and other genes of interest can be analyzed by Northern analysis or microarray technology.
[0267]
14 ATRS Of antibodies specific for
Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE; see, e.g., Harrington, MG (1990) Methods Enzymol. 182: 488-495) or ATRS substantially purified by other purification techniques can be used to perform standard or standard ATRS. Immunize rabbits with a simple protocol to produce antibodies.
[0268]
Alternatively, the ATRS amino acid sequence is analyzed using laser GENE software (DNASTAR) to determine a region having high immunogenicity. Then, the corresponding oligopeptide is synthesized, and the oligopeptide is used to generate an antibody by a method well known to those skilled in the art. The selection of suitable epitopes, for example, near or adjacent to the C-terminus, is known in the art (see Ausubel, 1995, Chapter 11, supra).
[0269]
Usually, oligopeptides of about 15 residues in length are synthesized using an ABI 431A peptide synthesizer using Fmoc chemistry (Applied Biosystems) and reacted with N-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS). It binds to KLH (Sigma-Aldrich, St. Louis MO) to enhance immunogenicity (see Ausubel, 1995, supra). Rabbits are immunized with the oligopeptide-KLM complex in complete Freund's adjuvant. To test the anti-peptide activity and anti-ATRS activity of the obtained antiserum, the peptide or ATRS was bound to a substrate, blocked with 1% BSA, reacted with rabbit antiserum, washed, and further radioactively washed. React with iodine-labeled goat anti-rabbit IgG.
[0270]
15 Natural using specific antibodies ATRS Purification
The native or recombinant ATRS is substantially purified by immunoaffinity chromatography using an antibody specific for ATRS. The immunoaffinity column is formed by covalently binding an anti-ATRS antibody to a resin for activated chromatography such as CNBr-activated SEPHAROSE (Amersham Pharmacia Biotech). After binding, block and wash the resin according to the manufacturer's instructions.
[0271]
The culture solution containing ATRS is passed through an immunoaffinity column, and the column is washed under conditions that allow preferential adsorption of ATRS (for example, with a buffer having high ionic strength in the presence of a surfactant). The column is eluted under conditions that disrupt the binding of the antibody to the ATRS (eg, with a buffer of pH 2-3 or a high concentration of chaotropic ions such as urea or thiocyanate ions) to recover the ATRS.
[0272]
16 ATRS Of molecules that interact with
ATRS or a biologically active ATRS fragment is¹²⁵Label with I Bolton Hunter reagent. (See Bolton AE and WM Hunter (1973) Biochem. J. 133: 529-539). Candidate molecules pre-arranged in a multiwell plate are incubated with the labeled ATRS, washed, and all wells with the labeled ATRS complex are assayed. Using the data obtained at the different ATRS concentrations, values are calculated for the quantity and affinity of ATRS bound to the candidate molecule and for association.
[0273]
Alternatively, molecules that interact with the ATRS are identified in Fields, S .; And O. The analysis is performed using a commercially available kit based on a two-hybrid system such as the yeast two-hybrid system described in Song (1989, Nature 340: 245-246) or the MATCHMAKER system (Clontech).
[0274]
ATRS also uses the PATHHCALLING process (CuraGen Corp., New Haven CT) using a high-throughput yeast two-hybrid system to determine all interactions between proteins encoded by two large libraries of genes. (Nandabalan, K. et al. (2000) U.S. Patent No. 6,057,101).
[0275]
17 ATRS Demonstration of activity
The tRNA synthetase activity is [¹⁴C] -measured as aminoacylation of the tRNA substrate in the presence of labeled amino acids. ATRS is a buffer, [¹⁴C] -a suitable cognate tRNA with the labeled amino acid (e.g., [¹⁴C] Alanine and tRNA^ala).¹⁴The product of the C-label is free [¹⁴C] is separated from the amino acid by chromatography and incorporated [¹⁴C] is measured by a scintillation counter.¹⁴The amount of C-labeled product is proportional to the activity of the ATRS in this assay.
[0276]
18 ATRS Identification of agonists and antagonists
Agonists or antagonists of ATRS activation or suppression include:Example 17The assay may be tested using the assay described in. Agonists cause an increase in ATRS activity and antagonists cause a decrease in ATRS activity.
[0277]
Those skilled in the art may make various modifications to the described methods and systems of the present invention without departing from the scope and spirit of the invention. While the invention has been described in connection with specific preferred embodiments, it should be understood that the scope of the invention should not be unduly limited to such specific embodiments. Indeed, various modifications of the described modes for carrying out the invention which are obvious to those skilled in molecular biology or related fields are intended to be within the scope of the following claims.
[0278]
(Brief description of the table)
Table 1 outlines the nomenclature of the full length polynucleotide and polypeptide sequences of the present invention.
[0279]
Table 2 shows the GenBank identification numbers and annotations of the closest GenBank homolog to the polypeptide of the invention. The probability score that each polypeptide matches its GenBank homolog is also shown.
[0280]
Table 3 shows the structural features of the polynucleotide sequences of the present invention, including predicted motifs and domains, along with methods, algorithms and searchable databases for use in analyzing polypeptides.
[0281]
Table 4 shows the cDNA and / or genomic DNA fragments used to construct the polynucleotide sequences of the present invention, along with selected fragments of the polynucleotide sequence.
[0282]
Table 5 shows a representative cDNA library of the polynucleotide of the present invention.
[0283]
Table 6 is a supplementary table explaining tissues and vectors used for preparing the cDNA library shown in Table 5.
[0284]
Table 7 shows the tools, programs, and algorithms used to analyze the polynucleotides and polypeptides of the present invention, along with applicable descriptions, references, and threshold parameters.
[Table 1]

[Table 2]

[Table 3]

[Table 4]

[Table 5]

[Table 6]

[Table 7]

[Table 8]

[Table 9]

[Table 10]

[Table 11]

[Table 12]

Claims (52)

A substantially isolated polypeptide selected from the group having the following (a) to (d):
(A) a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4 (SEQ ID NOs: 1-4); (b) at least 90 amino acid sequences selected from the group having SEQ ID NO: 1-4 (C) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4; (d) a SEQ ID NO: Immunogenic fragments of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having 1-4 2. The isolated polypeptide of claim 1, selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4. An isolated polynucleotide encoding the polypeptide of claim 1. An isolated polynucleotide encoding the polypeptide of claim 2. 5. The isolated polynucleotide of claim 4, selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8 (SEQ ID NOs: 5-8). A recombinant polynucleotide comprising a promoter sequence operably linked to the polynucleotide of claim 3. A cell transformed with the recombinant polynucleotide according to claim 6. A genetic transformant comprising the recombinant polynucleotide according to claim 6. A method for producing the polypeptide of claim 1,
(A) culturing cells transformed with a recombinant polynucleotide comprising a promoter sequence operably linked to a polynucleotide encoding the polypeptide of claim 1 under conditions suitable for expression of said polypeptide. Steps and
(B) recovering the polypeptide thus expressed, wherein the recombinant polynucleotide has a promoter sequence operably linked to the polynucleotide encoding the polypeptide according to claim 1. A method comprising: An isolated antibody that specifically binds to the polypeptide of claim 1. An isolated polynucleotide selected from the group having the following (a) to (d):
(A) a polynucleotide having a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8 (b) at least 90% identical to a polynucleotide sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 5-8 Such polynucleotides complementary to the polynucleotides of the natural polynucleotides (c) and (a), and the RNA equivalents of the polynucleotides (e) (a) to (d) complementary to the polynucleotides (d) and (b) An isolated polynucleotide comprising at least 60 contiguous nucleotides of the polynucleotide of claim 11. A method for detecting a target polynucleotide having a polynucleotide sequence according to claim 11 in a sample,
(A) hybridizing the sample with a probe comprising at least 20 contiguous nucleotides having a sequence complementary to the target polynucleotide in the sample;
(B) detecting the presence / absence of the hybridization complex, and optionally detecting the amount of the complex, if present, wherein the hybridization between the probe and the target polynucleotide or fragment is high. A method wherein the probe specifically hybridizes to the target polynucleotide under conditions such that a hybridization complex is formed. 14. The method of claim 13, wherein said probe comprises at least 60 contiguous nucleotides. A method for detecting a target polynucleotide having a polynucleotide sequence according to claim 11 in a sample,
(A) amplifying the target polynucleotide or a fragment thereof using polymerase chain reaction amplification;
(B) a method comprising detecting the presence or absence of the target polynucleotide or a fragment thereof, and optionally detecting the amount of the target polynucleotide or a fragment thereof, if present. A component comprising the polypeptide of claim 1 and a pharmaceutically acceptable excipient. 17. The component of claim 16, wherein the polypeptide comprises an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4. 17. A method for treating a disease or condition associated with reduced expression of a functional ATRS, comprising administering a composition of claim 16 to a patient in need of such treatment. A method for screening a compound for confirming the efficacy of the polypeptide according to claim 1 as an agonist,
(A) exposing a sample comprising the polypeptide of claim 1 to a compound;
(B) detecting agonist activity in the sample. An ingredient comprising an agonist compound identified by the method of claim 19 and a pharmaceutically acceptable excipient. 21. A method for treating a disease or condition associated with reduced expression of a functional ATRS, comprising administering a composition of claim 20 to a patient in need of such treatment. A method for screening a compound for confirming its efficacy as an antagonist of the polypeptide according to claim 1, comprising:
(A) exposing a sample comprising the polypeptide of claim 1 to a compound;
(B) detecting antagonist activity in the sample. A component comprising an antagonist compound identified by the method of claim 22 and a pharmaceutically acceptable excipient. 24. A method of treating a disease or condition associated with overexpression of functional ATRS, comprising administering to a patient in need of such treatment the composition of claim 23. A method for screening for a compound that specifically binds to the polypeptide according to claim 1,
(A) binding the polypeptide of claim 1 to at least one test compound under appropriate conditions;
(B) detecting the binding of the polypeptide of claim 1 to a test compound, thereby identifying a compound that specifically binds to the polypeptide of claim 1. A method for screening a compound that modulates the activity of the polypeptide according to claim 1,
(A) binding the polypeptide of claim 1 to at least one test compound under conditions permitting the activity of the polypeptide of claim 1;
(B) calculating the activity of the polypeptide of claim 1 in the presence of a test compound;
(C) comparing the activity of the polypeptide of claim 1 in the presence of the test compound with the activity of the polypeptide of claim 1 in the absence of the test compound. A method according to claim 1, wherein the change in the activity of the polypeptide according to claim 1 in the presence of is indicative of a compound that modulates the activity of the polypeptide according to claim 1. A method for screening a compound effective for altering the expression of a target polynucleotide comprising the sequence of claim 5, comprising:
(A) exposing a sample containing the target polynucleotide to a compound under conditions suitable for expression of the target polynucleotide;
(B) detecting the mutant expression of the target polynucleotide;
(C) comparing the expression of said target polynucleotide in the presence of said compound in a variable amount and in the absence of said compound. A method for calculating the toxicity of a test compound, comprising:
(A) treating a biological sample containing nucleic acids with the test compound;
(B) hybridizing the treated nucleic acid of the biological sample with a probe comprising at least 20 contiguous nucleotides of the polynucleotide of claim 11, wherein the hybridization comprises the hybridization of the probe and the biological sample. The method is carried out under conditions under which a specific hybridization complex is formed with the target polynucleotide, wherein the target polynucleotide is a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence of the polynucleotide of claim 11 or a fragment thereof. Said steps;
(C) quantifying the yield of the hybridization complex;
(D) comparing the amount of the hybridization complex in the treated biological sample with the amount of the hybridization complex in an untreated biological sample. A method wherein the difference in the amount of said hybridization complex in a treated biological sample is indicative of the toxicity of said test compound. A diagnostic test for a condition or disease associated with the expression of ATRS in a biological sample, comprising:
(A) binding the biological sample to the antibody of claim 10 under conditions suitable for the antibody to bind to the polypeptide and form a complex between the antibody and the polypeptide. When,
(B) detecting the complex, wherein the presence of the complex correlates with the presence of the polypeptide in the biological sample. The antibody,
The antibody according to claim 10, which is any one of (a) a chimeric antibody, (b) a single-chain antibody, (c) a Fab fragment, (d) an F (ab ') ₂ fragment, and (e) a humanized antibody. A compound comprising the antibody of claim 10 and an acceptable excipient. 32. A method for diagnosing a condition or disease associated with ATRS expression in a subject, comprising administering to the subject an effective amount of the compound of claim 31. 32. The compound of claim 31, wherein said antibody is labeled. 34. A method for diagnosing a condition or disease associated with ATRS expression in a subject, comprising administering an effective amount of the compound of claim 33 to the subject. A method for preparing a polyclonal antibody having the specificity of the antibody according to claim 10,
(A) immunizing an animal with a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4 or an immunogenic fragment thereof under conditions that induce an antibody response;
(B) isolating the antibody from the animal;
(C) screening the isolated antibody for a polypeptide, thereby identifying a polyclonal antibody that specifically binds to a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. A method comprising: An antibody produced by the method of claim 35. A compound comprising the antibody of claim 36 and a suitable carrier. A method for producing a monoclonal antibody using an antibody having the specificity of the antibody according to claim 10,
(A) immunizing an animal with a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4 or an immunogenic fragment thereof under conditions that induce an antibody response;
(B) isolating antibody-producing cells from the animal;
(C) fusing the antibody-producing cells using immortalized cells to form monoclonal antibody-producing hybridoma cells;
(D) culturing the hybridoma cells;
(E) isolating from the cultured monoclonal antibody that specifically binds to a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. A monoclonal antibody produced by the method of claim 38. A compound comprising the antibody of claim 39 and a suitable carrier. The antibody according to claim 10, wherein the antibody is produced by screening a Fab expression library. 11. The antibody according to claim 10, wherein said antibody is produced by screening a recombinant immunoglobulin library. A method for detecting a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4,
(A) incubating the antibody according to claim 10 with a sample under conditions permitting specific binding between the antibody and the polypeptide;
(B) detecting specific binding, wherein said specific binding indicates that a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4 is present in the sample. And how. A method for purifying a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NOs: 1-4,
(A) incubating the antibody according to claim 10 with a sample under conditions permitting specific binding between the antibody and the polypeptide;
(B) separating the antibody from the sample to obtain a purified polypeptide having an amino acid sequence selected from the group having SEQ ID NO: 1-4. 2. The polypeptide according to claim 1, which has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The polypeptide according to claim 1, which has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The polypeptide according to claim 1, which has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3. 2. The polypeptide according to claim 1, which has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. The polynucleotide of claim 11, having the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. The polynucleotide of claim 11 having the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. The polynucleotide of claim 11 having the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 7. The polynucleotide of claim 11 having the polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 8.