JP2004513638A - vector - Google Patents

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ヨハン・ヴィンクラー
ケネス・ロバート・ブンデル
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AstraZeneca AB
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Abstract

本発明は、アデノウイルスDNA中への異種性ポリヌクレオチドのインビトロクローニングのための2コンポーネントシステムを提供する。第一のコンポーネントは、異種性ポリペプチドをコードする異種性ポリヌクレオチドを含む挿入ドナーである。第二のコンポーネントは、アデノウイルスゲノムおよび発現カセットを含むベクタードナーである。挿入ドナーおよびベクタードナーは、適当な組換えメディエータタンパク質またはタンパク質群の存在下、アデノウイルス発現クローンをインビトロで形成し得る発現カセット中に異種性ポリヌクレオチドを挿入するためのλファージ由来の組換え部位を用いる部位特異的組換えに適応される。本発明は、組換えアデノウイルスの作成方法およびその方法における第一および第二のコンポーネントの使用をも提供する。The present invention provides a two component system for in vitro cloning of a heterologous polynucleotide into adenovirus DNA. The first component is an insertion donor that contains a heterologous polynucleotide encoding a heterologous polypeptide. The second component is a vector donor containing the adenovirus genome and expression cassette. Insert and vector donors are phage lambda-derived recombination sites for inserting a heterologous polynucleotide into an expression cassette capable of forming an adenovirus expression clone in vitro in the presence of the appropriate recombinant mediator protein or proteins. For site-specific recombination. The invention also provides a method of making a recombinant adenovirus and the use of the first and second components in the method.

Description

【0001】
アデノウイルスは、一般的にヒト呼吸器疾患、結膜炎および幼児の胃腸炎の軽度の感染の原因となり得るDNAウイルスのグループである。細胞培養中で容易に増殖するため、アデノウイルスは、長年にわたって広く研究されてきた(例えば、RNAスプライシングはアデノウイルス感染細胞で最初に述べられた)。100%までの効率でヒト細胞に感染するアデノウイルスの能力によって、細胞培養中およびヒト体内(遺伝子治療)中の両方において外来(組換え)DNAを導入するベクターとして使用されることとなった。組換えアデノウイルスは、一般的には、特定領域のDNAが欠失している(例えば、複製に必要なE1領域、宿主の免疫回避に必要なE3)。この目的には、2つの面がある。第一に、不必要のDNA領域の除去により、アデノウイルスDNAとしてパッケージされ、その後、ヒト細胞中に導入され得る外来DNAの導入のための領域(space)が得られる(付加DNAをゲノム中に、感染力に影響することなく挿入するための幾分の余裕がある)。第二に、E1領域の除去により、組換えウイルスは、ヒト細胞に感染し得るが、複製できない(これは、安全性を考慮すると重要なことである)ことを決定づける。組換えアデノウイルスを作成し複製するため、DNAを、ゲノム中に設計されたE1領域を有する細胞系(例えば、HEK293)にトランスフェクトさせる(すなわち、その細胞系により、組換えアデノウイルスで欠失している複製機構が提供される)。
【0002】
組換えアデノウイルス技術は、しばしば、ヒトアデノウイルス5型あたりに基づいている。Ad5のゲノムは、35.935kbである。この全体配列をプラスミドベクター中にクローニングし、E. coli中で複製し得る。しかし、アデノウイルス配列の長さゆえ、そのベクター中への直接のクローニングに利用できる適当な制限酵素部位が非常に少ない。この問題の回避のため、2つのベクターアプローチが採用されている。一つのベクターは、完全なアデノウイルス配列からE1およびE3配列を除いたものを含んでいる。第二のベクターは、クローニング部位(外来DNAの挿入のための部位)の上流に真核生物のプロモーター(例えば、CMV)を、および転写RNAの安定化に必要なポリアデニル化配列を含んでいる。この発現カセットに隣接するのは、第一のベクターのアデノウイルス配列と共通のアデノウイルスDNAの2つの領域である。そのため、第二のベクター由来の発現カセットは、相同組換えの過程により、第一のベクター中のアデノウイルス配列中に導入され得る。この単調な、正確で時間を要する方法は、従来、HEK293細胞で行われていた。作成されるウイルスは、精製し、増殖させ、望ましい組換えDNAが導入されていることを確信するため試験したプラークでなければならない。
【0003】
最近の、組換えアデノウイルス産生の進展、「AdEasy(商標)」システム(He, T−G et al., PNAS, 95, 1998, 2509−2514)によって、限定的な組換えが可能なE. coli株BJ5183でのプラスミド組換えステップを行うことにより手順が簡単になった。
【0004】
組換えアデノウイルスDNAは、制限酵素消化およびE. coli中で調製したクローンアデノウイルスDNAにより同定され得る。クローンアデノウイルスDNAをHEK293細胞にトランスフェクトし、アデノウイルスを作成し、それによって、効率的にプラーク精製の必要が除かれる。この方法は、現在、商品化されている(Q−biogene: Adeasy(商標))。このシステムの更なる改善は、組換えアデノウイルスが、第二のCMVプロモーターからの緑色蛍光タンパク質を共発現することである。これにより、感染は効率的となり(その結果、遺伝子送達が効率的となる)、評価が簡単となる。Adeasy(商標)システムでの我々の経験から、組換え手順に困難性があることが判った。これには、発現ベクターからの高いバックグラウンド、予測不可能な組換えイベントおよび低い組換え効率が含まれ得る。そのため、組換えアデノウイルス産生には更なる改善の必要がある。
【0005】
本発明のある態様により、
i)異種性ポリペプチドをコードする異種性ポリヌクレオチドを含む挿入ドナーである第一のコンポーネント、および
ii)アデノウイルスゲノムおよび発現カセットを含むベクタードナーである第二のコンポーネント
を含むアデノウイルスDNA中への異種性ポリヌクレオチドのインビトロクローニングのための2コンポーネントシステムであって、
当該システムでは、挿入ドナーおよびベクタードナーは、適当な組換えメディエータタンパク質またはタンパク質群の存在下、アデノウイルス発現クローンをインビトロで形成し得る発現カセット中に異種性ポリヌクレオチドを挿入するための部位特異的組換えに適応される。
【0006】
好ましくは、部位特異的組換えは、λファージ由来の組換え部位を使用する。λの組換えの論評として、読者には、以下のものが言及される:Landy (1989) Ann Rev Biochem 58, 913およびPtashne (1992) A Genetic Switch, Cell Press, Cambridge。当該読者には、挿入ドナーおよびベクタードナー部分を用いる部位特異的組換えの更なる技術的詳細としてUS5888732(Life Technologies)が言及される。使用において、組換えメディエータタンパク質が挿入ドナー中の異種性ポリヌクレオチドの左および右で切断し、ベクタードナー中にライゲーションされ、それによりアデノウイルス発現クローンが形成されるように、組換え反応により、高い特異的な切断およびライゲーション反応が生じる。
【0007】
好ましくは、発現カセットは、異種性ポリペプチドと同じmRNAからの発現のため、内部リボゾーム結合サイト(internal ribosome entry site)の下流に蛍光タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む。
【0008】
好ましくは、本明細書に記載のシステムは、少なくとも以下のうちの1つを含む:
i)発現カセット中のCMVプロモーター;
ii)複製欠損のアデノウイルス5型ゲノム;
iii)ccdB遺伝子を含むベクタードナー;
iv)選択可能マーカーを含む挿入ドナー;
v)選択可能マーカーを含むベクタードナー;
vi)attPを伴うファージλattBまたはattRを伴うファージλattLの何れかに基づく部位特異的組換え部位。
【0009】
より好ましくは、当該システムは、エレメントi)からvi)のすべてを含む。attB×attP反応は、タンパク質IntおよびIHFが仲介する(Clonase BP(商標), Life Technologies)。attL×attR反応は、タンパク質Int、IHFおよびXisが仲介する(Clonase LR(商標), Life Technologies)。IntおよびXisはλ由来である;IHFはE. coli由来である。ここで、「x」は、組換えを示す。US5888732に記載されたような野生型配列を超える効率的または特異的な利点を供与する工学組換え部位をも予想される。
【0010】
本発明の他の態様により、
i)発現クローンを形成するように、適当な組換えメディエータタンパク質またはタンパク質群の存在下、本明細書で定義のような第一のコンポーネントを本明細書に定義のような第二のコンポーネントとインビトロで混合すること、
ii)発現クローン複製に適当な宿主生体中にi)由来の産物の形質転換、
iii)アデノウイルス複製に適当な宿主中にii)由来の産物のトランスフェクション、
を含む、組換えアデノウイルスを作成する方法を提供する。
【0011】
好ましくは、当該方法は、上記エレメントi)からvi)で定義されるような第一および第二のコンポーネントを使用し、発現クローン複製のための宿主生体はE. coliであり、アデノウイルス複製のための宿主生体はHEK293細胞である。
【0012】
本発明の他の態様により、本明細書で定義のような第二のコンポーネントを提供する。
【0013】
本発明の他の態様により、本明細書で定義のような方法中、本明細書で定義のような第一のコンポーネントの使用を提供する。
【0014】
本発明の他の態様により、本明細書で定義のような方法中、本明細書で定義のような第二のコンポーネントの使用を提供する。
【0015】
本発明は、以下の制限されない実施例で解説される:ここで、
図1は、ベクタードナーを示しており、ここで、1=蛍光タンパク質、2=IRESエレメント、3=attR2、4=ccdB+cm、5=attR1、6=アデノウイルス配列(ΔE1/ΔE3)、7=複製起点、8=アンピシリン耐性、9=プラスミドバックボーンの切除のための制限酵素部位、10=アデノウイルスLITR配列、および11=SV40PA;
【0016】
図2は、挿入ドナーを示しており、ここで、1=目的遺伝子、2=attL2、3=カナマイシン耐性、4=複製起点、5=attL1;
【0017】
図3は、アデノウイルス発現クローン中へのlacZのインビトロクローニングを示し、ここで、
A=挿入ドナー(ここで、1=目的遺伝子(lacZ)、2=attL2、3=Kn、4=ori、5=attL1)、
B=ベクタードナー(ここで、1=蛍光タンパク質、2=IRES、3=attR2、4=ccdB、5=attR1、6=CMVプロモーター、7=アデノウイルス配列、8=ori、9=Amp、10=SV40PA)、
C=発現クローン(Amp)(ここで、1=蛍光タンパク質、2=IRES、3=AttB2、4=lacZ、5=AttB1、6=CMVプロモーター、7=アデノウイルス配列、8=ori、9=Amp、10=SV40PA)、
D=Bi−産物(kana)(ここで、1=ccdB、2=AttP2、3=Kn、4=ori、5=AttP1)、
E=Int、IHF、Xisタンパク質、
F=アンピシリン上またはE. coliDH5α(ccdB致死)中では、増殖しない
G=E. coli(例えば、DH5α)に形質転換し、アンピシリンプレート上での選択により間違えなくクローンを同定し、ウイルスを作成するためにHEK293細胞にトランスフェクトする
【0018】
一般的な、分子生物学的技術は、John Wiley, 1998により出版された“Current Protocols in Molecular Biology”Volumes 1−3, edited by FM Asubel, R Brent and R E Kingstonに記載されている。
【0019】
実施例1
我々は、組換えアデノウイルス作成をより簡単により効率的に行うために、インビトロクローニングシステムを使用した。また、我々は、感染マーカーとして蛍光タンパク質(Matz et al (1999) Nat. Biotechnol. 17, 969−973; Lukyanov et al (2000) J. Biol. Chem. 275, 2587−25882)を組み込んだ。
【0020】
端的には、完全アデノウイルスゲノム(E1およびE3は除く);CMVプロモーターattR1−クロラムフェニコール耐性−ccdB−attR2、内部リボゾーム結合サイト(IRES)、蛍光タンパク質配列およびSV40ポニアデニル化配列を含む発現カセットを含む、ベクターを作成した。
【0021】
このベクターはベクタードナーである。挿入ドナー中の任意の配列は、インビトロ組換えを介しこのベクタードナー中に直接、効果的にクローニングすることが出来る。E. coli中のccdB遺伝子毒性のため、バックグランドは、零にまで減少する(ベクタードナーDNAは、gyrA変異を有しccdBに対し耐性がある、E. coli株DB3.1中で増大する)。そのため、挿入ドナー中の目的遺伝子による、ベクタードナー中へのインビトロ組込み、その後の、ベクタードナーの選択に使用するE. coliDH5aの形質転換によって(ベクタードナー アンピシリン耐性、挿入ドナー カナマイシン耐性)、ccdB遺伝子が毒性であることから、組換えアデノウイルスDNAのみが生ずる。次いで、DNAを消化し、プラスミドバックボーンを取除き、HEK293細胞中に直接トランスフェクトし、組換えウイルスを作成する。
【0022】
我々は、このシステムを用い、lacZを含む挿入ドナーからlacZを発現する組換え体を作成した。それは、迅速で効率的であり、我々は、現在のAdEasyシステムを相当超える利点を有すると考えている。また、これらの構成物は、IRESエレメントから蛍光タンパク質を発現する。これは、それらは、組換え遺伝子と同じ転写メッセンジャーRNAから発現することを意味する。「AdEasy(商標)」を用い、緑色蛍光タンパク質が、第二の別のCMVプロモーターから発現する。この場合、蛍光タンパク質の発現は、組換え遺伝子転写を保証しない。
【0023】
6つのヒスチジン残基をコードする配列後にE. coli lacZ遺伝子の全コード領域を含む3168塩基対フラグメントを、制限酵素消化(NcoIおよびEcoRI)によりpZeoSV2/lacZ(Invitrogen)から単離した。lacZ DNAフラグメントを、ゲル電気泳動、ゲルからの切除およびGeneclean(商標)Spin Kitを用い精製することにより、プラスミドバックボーンから分離した。次いで、単離フラグメントを挿入ドナーpENTR11(Life Technologies)のNcoIおよびEcoRI中にクローニングした。端的に、pENTR11を、NcoIおよびEcoRIで消化し、ゲル切除により精製し、エビアルカリホスファターゼ(Roche)で脱リン酸化した。次いで、lacZフラグメントを、T4DNAリガーゼ(Roche)を用いインビトロでpENTR11にライゲーションし、E. coliDH10Bエレクトロコンピテントセル(electrocompetent cell)(Life Technologies)中に形質転換した。カナマイシンプレート上で一晩増殖させた後、lacZを含むpENTR11クローンをプラスミドDNAの制限消化により同定した。そのため、このクローンは、1バクテリオファージattL1およびattL2部位が隣接するlacZコーディング配列を含んでいた。lacZ遺伝子を含むアデノウイルスDNAの作成として、以下を含むベクタードナーを調製した:
(i)アデノウイルスDNA配列(E1およびE3領域を除く)
(ii)切除可能なプラスミドバックボーン(アンピシリン耐性)
(iii)哺乳類細胞中の異種性遺伝子の発現のためのCMVプロモーター
(iv)1バクテリオファージattR1およびattR2部位が隣接するクロラムフェニコール耐性遺伝子およびE. coliccdB遺伝子
(v)内部リボゾーム結合サイト(IRES)エレメント
(vi)蛍光タンパク質コード配列
(vii)mRNA安定性のためのSV40ポリアデニル化配列。
【0024】
このベクタードナーを、組換えメディエータタンパク質、Int、IHF、およびXis(LR clonase(商標), Life Technologies)を含む緩衝液中で挿入ドナー(pENTR11/lacZ)と共にインキュベーションした。この得られたDNAを、E. coliDH10Bエレクトロコンピテントセル中に形質転換し、アンピシリンプレート上にプレートした。15クローンを、数千の存在の中から選択し、調製プラスミドDNAの制限消化により分析した。これらのうち、14(93%)が、望ましいアデノウイルスlacZ構成物を含み、1のみが望ましい構成物を含んでいなかった。
【0025】
アデノウイルス発現lacZおよび蛍光タンパク質の産生として、アデノウイルスlacZプラスミドDNAを、PacIで消化し、プラスミドバックボーンを取除き、Lipofectamine(商標)(Life Technologies)を用いHEK293中にトランスフェクトした。12日のインキュベーション後、ウイルス増殖は明白となり、ウイルスを細胞ライゼートから回収した。
【0026】
比較例1
E. coliBJ5183で“AdEasy(商標)”相同組換えを用いる組換えアデノウイルスDNA作成は、実施例1のインビトロの方法よりも産生および効率は低かった。一般的に、相当少ないコロニーが得られ(数千で比較すると、トランスフェクションあたり20未満)、これら僅かのコロニーが望ましい組換え体であった(典型的に10−30%)。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、ベクタードナーを示している。
【図2】図2は、挿入ドナーを示している。
【図3】図3は、アデノウイルス発現クローン中へのlacZのインビトロクローニングを示している。
[0001]
Adenoviruses are a group of DNA viruses that can generally cause mild infections of human respiratory disease, conjunctivitis, and gastroenteritis in infants. Adenoviruses have been extensively studied for many years because of their easy growth in cell culture (eg, RNA splicing was first described in adenovirus-infected cells). The ability of adenovirus to infect human cells with up to 100% efficiency has led to its use as a vector for introducing foreign (recombinant) DNA both in cell culture and in humans (gene therapy). Recombinant adenoviruses generally lack specific regions of DNA (eg, the E1 region required for replication, E3 required for host immune evasion). There are two aspects to this purpose. First, the removal of unnecessary DNA regions provides a space for the introduction of foreign DNA that can be packaged as adenovirus DNA and subsequently introduced into human cells (additional DNA is incorporated into the genome). , There is some room for insertion without affecting infectivity). Second, elimination of the E1 region dictates that the recombinant virus can infect human cells but cannot replicate (this is important in terms of safety). To make and replicate the recombinant adenovirus, the DNA is transfected (ie, deleted by the recombinant adenovirus by the cell line) into a cell line that has the designed E1 region in the genome (eg, HEK293). Replication mechanism is provided).
[0002]
Recombinant adenovirus technology is often based around human adenovirus type 5. The genome of Ad5 is 35.935 kb. This entire sequence was cloned into a plasmid vector and E. coli. However, due to the length of the adenovirus sequences, there are very few suitable restriction enzyme sites available for cloning directly into the vector. To avoid this problem, two vector approaches have been adopted. One vector contains the complete adenovirus sequence minus the E1 and E3 sequences. The second vector contains a eukaryotic promoter (eg, CMV) upstream of the cloning site (the site for insertion of foreign DNA), and a polyadenylation sequence required for stabilization of the transcribed RNA. Adjacent to this expression cassette are two regions of adenoviral DNA in common with the adenoviral sequence of the first vector. Therefore, the expression cassette from the second vector can be introduced into the adenovirus sequence in the first vector by the process of homologous recombination. This tedious, accurate and time-consuming method has traditionally been performed on HEK293 cells. The virus produced must be a plaque that has been purified, propagated, and tested to ensure that the desired recombinant DNA has been introduced.
[0003]
Recent developments in recombinant adenovirus production, the "AdEasy (TM)" system (He, TG et al., PNAS, 95, 1998, 2509-2514) allow limited recombination. Performing the plasmid recombination step in E. coli strain BJ5183 simplified the procedure.
[0004]
Recombinant adenovirus DNA was digested with restriction enzymes and E. coli can be identified by clonal adenovirus DNA prepared in E. coli. The cloned adenovirus DNA is transfected into HEK293 cells to create adenovirus, thereby effectively eliminating the need for plaque purification. This method is currently being commercialized (Q-biogene: Adeasy ™). A further improvement of this system is that the recombinant adenovirus co-expresses the green fluorescent protein from the second CMV promoter. This makes the infection efficient (and thus the gene delivery efficient) and simplifies the assessment. Our experience with the Adeasy ™ system has shown that recombination procedures are difficult. This can include high background from the expression vector, unpredictable recombination events, and low recombination efficiency. Therefore, there is a need for further improvement in recombinant adenovirus production.
[0005]
According to one aspect of the present invention,
into an adenovirus DNA containing i) a first component that is an insertion donor containing a heterologous polynucleotide encoding a heterologous polypeptide, and ii) a second component that is a vector donor containing an adenovirus genome and an expression cassette. A two-component system for in vitro cloning of heterologous polynucleotides of
In this system, the insertion and vector donors are site-specific for inserting a heterologous polynucleotide into an expression cassette capable of forming an adenovirus expression clone in vitro in the presence of a suitable recombinant mediator protein or proteins. Applicable for recombination.
[0006]
Preferably, site-specific recombination uses a recombination site from phage lambda. For a review of the recombination of λ, the reader is referred to the following: Landy (1989) Ann Rev Biochem 58, 913 and Ptashne (1992) A Genetic Switch, Cell Press, Cambridge. The reader is referred to US Pat. No. 5,888,732 (Life Technologies) for further technical details of site-specific recombination using insert and vector donor moieties. In use, the recombination reaction is elevated such that the recombinant mediator protein cleaves left and right of the heterologous polynucleotide in the insert donor and is ligated into the vector donor, thereby forming an adenovirus expression clone. Specific cleavage and ligation reactions occur.
[0007]
Preferably, the expression cassette comprises a polynucleotide encoding a fluorescent protein downstream of an internal ribosome entry site for expression from the same mRNA as the heterologous polypeptide.
[0008]
Preferably, the systems described herein include at least one of the following:
i) a CMV promoter in the expression cassette;
ii) replication defective adenovirus type 5 genome;
iii) a vector donor containing the ccdB gene;
iv) an inserted donor containing a selectable marker;
v) a vector donor containing a selectable marker;
vi) Site-specific recombination sites based on either phage λattB with attP or phage λattL with attR.
[0009]
More preferably, the system comprises all of the elements i) to vi). The attBxattP reaction is mediated by the proteins Int and IHF (Clonase BP ™, Life Technologies). The attL × attR reaction is mediated by the proteins Int, IHF and Xis (Clonase LR ™, Life Technologies). Int and Xis are from λ; IHF is from E. coli. E. coli. Here, “x” indicates recombination. Engineered recombination sites that confer efficient or specific advantages over the wild-type sequence as described in US Pat. No. 5,888,732 are also contemplated.
[0010]
According to another aspect of the present invention,
i) In vitro, a first component as defined herein and a second component as defined herein, in the presence of a suitable recombinant mediator protein or proteins, to form an expression clone. Mixing with
ii) transformation of the product from i) into a host organism suitable for expression clone replication,
iii) transfection of the product from ii) into a suitable host for adenovirus replication,
A method for producing a recombinant adenovirus is provided.
[0011]
Preferably, the method uses the first and second components as defined in elements i) to vi) above, and the host organism for replication of the expressed clone is E. coli. coli, and the host organism for adenovirus replication is HEK293 cells.
[0012]
According to another aspect of the present invention, there is provided a second component as defined herein.
[0013]
According to another aspect of the present invention, there is provided the use of a first component as defined herein in a method as defined herein.
[0014]
According to another aspect of the present invention, there is provided use of a second component as defined herein in a method as defined herein.
[0015]
The present invention is illustrated by the following non-limiting examples:
FIG. 1 shows a vector donor, where 1 = fluorescent protein, 2 = IRES element, 3 = attR2, 4 = ccdB + cm R , 5 = attR1, 6 = adenovirus sequence (ΔE1 / ΔE3), 7 = Origin of replication, 8 = ampicillin resistance, 9 = restriction enzyme site for excision of plasmid backbone, 10 = adenovirus LITR sequence, and 11 = SV40PA;
[0016]
FIG. 2 shows the inserted donor, where 1 = gene of interest, 2 = attL2, 3 = kanamycin resistance, 4 = origin of replication, 5 = attL1;
[0017]
FIG. 3 shows the in vitro cloning of lacZ into adenovirus expression clones, wherein:
A = insert donor (where 1 = gene of interest (lacZ), 2 = attL2, 3 = Kn r , 4 = ori, 5 = attL1),
B = vector donor (where 1 = fluorescent protein, 2 = IRES, 3 = attR2, 4 = ccdB, 5 = attR1, 6 = CMV promoter, 7 = adenovirus sequence, 8 = ori, 9 = Amp r , 10 = SV40PA),
C = expression clone (Amp r ) (where 1 = fluorescent protein, 2 = IRES, 3 = AttB2, 4 = lacZ, 5 = AttB1, 6 = CMV promoter, 7 = adenovirus sequence, 8 = ori, 9 = Amp 2 , 10 = SV40PA),
D = Bi- product (kana r) (where, 1 = ccdB, 2 = AttP2,3 = Kn r, 4 = ori, 5 = AttP1),
E = Int, IHF, Xis protein,
F = on ampicillin or E.C. G.E. does not grow in E. coli DH5α (ccdB lethal). E. coli (eg, DH5α), clones are identi? ed by selection on ampicillin plates, and transfected into HEK293 cells to generate the virus.
General, molecular biology techniques are described in "Current Protocols in Molecular Biology" Volumes 1-3, edited by FM Asubel, R Brent and RE Kingston, published by John Wiley, 1998.
[0019]
Example 1
We used an in vitro cloning system to make recombinant adenovirus production easier and more efficient. In addition, we incorporated a fluorescent protein (Matz et al (1999) Nat. Biotechnol. 17, 969-973; Lukyanov et al (2000) J. Biol. Chem. 275, 2587-25882) as an infection marker.
[0020]
Briefly, an expression cassette containing the complete adenovirus genome (excluding E1 and E3); CMV promoter attR1-chloramphenicol resistance-ccdB-attR2, internal ribosome binding site (IRES), fluorescent protein sequence and SV40 poniadenylated sequence. , And a vector was created.
[0021]
This vector is a vector donor. Any sequence in the insert donor can be effectively cloned directly into this vector donor via in vitro recombination. E. FIG. Background is reduced to zero due to ccdB genotoxicity in E. coli (the vector donor DNA is increased in E. coli strain DB3.1, which has a gyrA mutation and is resistant to ccdB). Therefore, in vitro integration into the vector donor by the gene of interest in the insert donor, followed by E. coli used for vector donor selection. Transformation of E. coli DH5a (vector donor ampicillin resistance, insertion donor kanamycin resistance) produces only recombinant adenovirus DNA due to the toxicity of the ccdB gene. The DNA is then digested, the plasmid backbone is removed, and transfected directly into HEK293 cells to create a recombinant virus.
[0022]
We have used this system to create recombinants expressing lacZ from an inserted donor containing lacZ. It is quick and efficient, and we believe it has significant advantages over current AdEasy systems. These constructs also express fluorescent proteins from IRES elements. This means that they are expressed from the same transcribed messenger RNA as the recombinant gene. Using "AdEasy ™", green fluorescent protein is expressed from a second, separate CMV promoter. In this case, expression of the fluorescent protein does not guarantee recombinant gene transcription.
[0023]
After the sequence encoding six histidine residues, E. coli A 3168 base pair fragment containing the entire coding region of the E. coli lacZ gene was isolated from pZeoSV2 / lacZ (Invitrogen) by restriction enzyme digestion (NcoI and EcoRI). The lacZ DNA fragment was separated from the plasmid backbone by gel electrophoresis, excision from the gel, and purification using a Geneclean ™ Spin Kit. The isolated fragment was then cloned into NcoI and EcoRI of the insert donor pENTR11 (Life Technologies). Briefly, pENTR11 was digested with NcoI and EcoRI, purified by gel excision, and dephosphorylated with shrimp alkaline phosphatase (Roche). The lacZ fragment was then ligated into pENTR11 in vitro using T4 DNA ligase (Roche) and E. coli DH10B electrocompetent cells (Life Technologies). After overnight growth on kanamycin plates, the pENTR11 clone containing lacZ was identified by restriction digestion of plasmid DNA. Therefore, this clone contained the lacZ coding sequence flanked by one bacteriophage attL1 and attL2 sites. For the generation of adenovirus DNA containing the lacZ gene, a vector donor containing the following was prepared:
(I) Adenovirus DNA sequence (excluding E1 and E3 regions)
(Ii) Excisable plasmid backbone (ampicillin resistance)
(Iii) CMV promoter for the expression of heterologous genes in mammalian cells. (Iv) The chloramphenicol resistance gene flanked by 1 bacteriophage attR1 and attR2 sites and E. coli. coliccdB gene (v) internal ribosome binding site (IRES) element (vi) fluorescent protein coding sequence (vii) SV40 polyadenylation sequence for mRNA stability.
[0024]
This vector donor was incubated with the insert donor (pENTR11 / lacZ) in a buffer containing the recombinant mediator protein, Int, IHF, and Xis (LR clones ™, Life Technologies). The obtained DNA was used as E. coli. coli DH10B electrocompetent cells and plated on ampicillin plates. Fifteen clones were selected among the thousands present and analyzed by restriction digest of the prepared plasmid DNA. Of these, 14 (93%) contained the desired adenovirus lacZ construct and only 1 did not.
[0025]
For production of adenovirus expressed lacZ and fluorescent proteins, adenovirus lacZ plasmid DNA was digested with PacI, the plasmid backbone was removed, and transfected into HEK293 using Lipofectamine ™ (Life Technologies). After 12 days of incubation, virus growth was evident and virus was recovered from the cell lysate.
[0026]
Comparative Example 1
E. FIG. Recombinant adenovirus DNA production using "AdEasy ™" homologous recombination in E. coli BJ5183 was less production and efficient than the in vitro method of Example 1. In general, significantly fewer colonies were obtained (less than 20 per transfection compared to thousands) and these few colonies were the desired recombinants (typically 10-30%).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a vector donor.
FIG. 2 shows an inserted donor.
FIG. 3 shows in vitro cloning of lacZ into adenovirus expression clones.

Claims (10)

アデノウイルスDNA中への異種性ポリヌクレオチドのインビトロクローニングのための2コンポーネントシステムであって、
i)異種性ポリペプチドをコードする異種性ポリヌクレオチドを含む挿入ドナーである第一のコンポーネント、および
ii)アデノウイルスゲノムおよび発現カセットを含むベクタードナーである第二のコンポーネント
を含み、ここで、
挿入ドナーおよびベクタードナーは、適当な組換えメディエータタンパク質またはタンパク質群の存在下、アデノウイルス発現クローンをインビトロで形成し得る発現カセット中に異種性ポリヌクレオチドを挿入するための部位特異的組換えに適応される、
当該システム。
A two component system for in vitro cloning of a heterologous polynucleotide into adenovirus DNA, comprising:
i) a first component that is an insertion donor that includes a heterologous polynucleotide encoding a heterologous polypeptide, and ii) a second component that is a vector donor that includes an adenovirus genome and an expression cassette, wherein:
Insert and vector donors are adapted for site-specific recombination to insert a heterologous polynucleotide into an expression cassette capable of forming an adenovirus expression clone in vitro in the presence of the appropriate recombinant mediator protein or proteins. Be done
The system.
部位特異的組換えが、ファージλ由来の組換え部位を使用する、請求項1のシステム。2. The system of claim 1, wherein the site-specific recombination uses a recombination site from phage lambda. 発現カセットが、異種性ポリペプチドと同じmRNAからの発現のため、内部リボゾーム結合サイトの下流に蛍光タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、請求項1または2のシステム。The system of claim 1 or 2, wherein the expression cassette comprises a polynucleotide encoding a fluorescent protein downstream of the internal ribosome binding site for expression from the same mRNA as the heterologous polypeptide. 少なくとも以下のうちの1つを含む、請求項1から3の何れかのシステム:
i)発現カセット中のCMVプロモーター;
ii)複製欠損のアデノウイルス5型ゲノム;
iii)ccdB遺伝子を含むベクタードナー;
iv)選択可能マーカーを含む挿入ドナー;
v)選択可能マーカーを含むベクタードナー;
vi)attPを伴うファージλattBまたはattRを伴うファージλattLの何れかに基づく部位特異的組換え部位。
4. The system of any of claims 1 to 3, comprising at least one of the following:
i) a CMV promoter in the expression cassette;
ii) replication defective adenovirus type 5 genome;
iii) a vector donor containing the ccdB gene;
iv) an inserted donor containing a selectable marker;
v) a vector donor containing a selectable marker;
vi) Site-specific recombination sites based on either phage λattB with attP or phage λattL with attR.
当該エレメントi)からvi)のすべてを含む、請求項4のシステム。5. The system of claim 4, comprising all of said elements i) to vi). 組換えアデノウイルスの作成方法であって、
i)発現クローンを形成するように、適当な組換えメディエータタンパク質またはタンパク質群の存在下、請求項1−5の何れかの第一のコンポーネントを請求項1−5の何れかの第二のコンポーネントとインビトロで混合すること、
ii)発現クローン複製に適当な宿主生体中にi)由来の産物の形質転換、
iii)アデノウイルス複製に適当な宿主中にii)由来の産物のトランスフェクション、
を含む、当該方法。
A method for producing a recombinant adenovirus, comprising:
i) the first component of any of claims 1-5 in the presence of a suitable recombinant mediator protein or proteins so as to form an expression clone; the second component of any of claims 1-5; Mixing in vitro with
ii) transformation of the product from i) into a host organism suitable for expression clone replication,
iii) transfection of the product from ii) into a suitable host for adenovirus replication,
The method comprising:
第一および第二のコンポーネントが請求項5に記載のものであり、発現クローン複製のための宿主生体はE. coliであり、アデノウイルス複製のための宿主生体はHEK293細胞である、請求項6の方法。The first and second components are as described in claim 5, wherein the host organism for expression clone replication is E. coli. 7. The method of claim 6, wherein the host organism is E. coli and the host organism for adenovirus replication is HEK293 cells. 請求項1−5の何れかに記載の第二のコンポーネント。A second component according to claim 1. 請求項6または7に記載の方法における、請求項1−5の何れかに記載の第一のコンポーネントの使用。Use of the first component according to any of claims 1 to 5 in a method according to claim 6 or 7. 請求項6または7に記載の方法における、請求項1−5の何れかに記載の第二のコンポーネントの使用。Use of the second component according to any one of claims 1 to 5 in a method according to claim 6 or 7.
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