JP2004523239A - 人工染色体を含むトランスジェニック動物のクローニング - Google Patents

Abstract

本発明は，部分的には，１またはそれ以上の人工染色体を有する全能性細胞；そのような細胞を製造する方法；そのような細胞を使用する方法（例えば，核移植）；そのような細胞からクローニングされたトランスジェニック胚およびトランスジェニック動物；およびそのような胚および動物を製造する方法に関する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は，部分的には，異種ＤＮＡ分子を含む動物のクローニングに関する。そのようなトランスジェニック動物は，好ましくは，"人工染色体"として当業者に知られる構造中に少なくとも約１００キロ塩基対の外来ＤＮＡを含む。
【背景技術】
【０００２】
以下の本発明の背景の議論は，単に読者が本発明を理解することを助けるために提供されるものであり，本発明に対する先行技術を記載するかまたは構成すると認めるものではない。
【０００３】
過去２０年間にわたり，研究者達は，哺乳動物をクローニングする方法を開発してきた。これらの報告されている方法は，典型的には，（１）多能性または全能性細胞を単離し；（２）細胞から単離した細胞または核を，除核した卵母細胞（すなわち，卵母細胞の核があらかじめ抜き取られている）に挿入し，そして（３）インビボで胚を成熟させる，の各工程を含む。
【０００４】
哺乳動物細胞を用いる核移植実験の最初の成功は１９８３年に報告された。ここでは，ネズミ（マウス）接合体から単離した前核を除核した卵母細胞に挿入して，子孫らしきものを得た。例えば，ＭｃＧｒａｔｈ＆Ｓｏｌｔｅｒ，１９８３，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２２０：１３００−１３０２を参照されたい。次に，他の研究者達は，ネズミ始原生殖細胞（ＰＧＣ）を用いるキメラネズミ胚（例えば，胚中の他の細胞とは有意に異なる核ＤＮＡを有する細胞のサブセットを含む胚）の生成を記載した。これらの細胞は，多能性細胞（例えば，他のタイプの細胞に分化することができる細胞，およびその必要はないが成長した動物に分化することができる細胞）であるかこれを生ずることができる。例えば，Ｍａｔｓｕｉ，ｅｔ ａｌ．，１９９２，Ｃｅｌｌ ７０：８４１−８４７およびＲｅｓｎｉｃｋ，ｅｔ ａｌ．，１９９２，Ｎａｔｕｒｅ ３５９：５５０；Ｋａｔｏ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｅｒｉｅｓ，Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ，Ａｎｎｕａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｓｏｕｔｈａｍｐｔｏｎ，１３：３８を参照されたい。
【０００５】
ヒツジ動物（例えば，Ｗｉｌｌａｄｓｅｎ，１９８６，Ｎａｔｕｒｅ ３２０：６３−６５；Ｃａｍｐｂｅｌｌ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｎａｔｕｒｅ ３８０：６４６６；国際公開ＷＯ９５／２００４２；Ｗｉｌｍｕｔ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｎａｔｕｒｅ ３８５：８１０−８１３；国際公開ＷＯ９６／０７７３２；国際公開ＷＯ９７／０７６６８；および国際公開ＷＯ９７／０７６６９；およびＭｃＣｒｅａｔｈ，ｅｔ ａｌ．，２０００，Ｎａｔｕｒｅ，４０５：１０６６−１０６９を参照），およびウシ動物，（例えば，米国特許４，９９４，３８４および５，０５７，４２０；Ｓｉｍｓ＆Ｆｉｒｓｔ，１９９３，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ３９：３１３；Ｋｅｅｆｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｍｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．３８：２６４−２６８；Ｄｅｌｈａｉｓｅ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔ．Ｄｅｖｅｌｏｐ．７：１２１７−１２１９；Ｌａｖｏｉｒ １９９４，Ｊ Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．３７：４１３−４２４；Ｓｔｉｃｅ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．５４：１００−１１０；および国際公開ＷＯ９５／１０５９９，表題"Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ−Ｌｉｋｅ Ｃｅｌｌｓ"を参照）のクローニングの分野においても進歩が報告されている。
【０００６】
研究者達はまた，クローン化ウシ動物（畜牛）を得る方法を開示している。ウシは，２−６４細胞胚に由来する胚性細胞を核ドナーとして用いてクローニングされた。このウシ動物は，米国特許４，９９４，３８４および５，０５７，４２０に記載される核移植手法を利用してクローニングされたと報告されている。他の研究者達は，核移植法において，胚盤胞期の胚の内部細胞塊細胞を核ドナーとして用いて（Ｓｉｍｓ＆Ｆｉｒｓｔ，１９９３，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ３９：３１３；Ｋｅｅｆｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｍｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．３８：２６４−２６８；および米国特許６，１０７，５４３）；胎児組織から単離されたＰＧＣを核ドナーとして用いて（Ｄｅｌｈａｉｓｅ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔ．Ｄｅｖｅｌｏｐ．７：１２１７−１２１９；Ｌａｖｏｉｒ １９９４，Ｊ Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．３７：４１３−４２４；および国際公開ＷＯ９５／１０５９９，表題"Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ−Ｌｉｋｅ Ｃｅｌｌｓ"）；増殖体細胞を用いて（米国特許５，９４５，５７７）；および再プログラムされた非胚性細胞を用いて（米国特許６，０１１，１９７），クローン化ウシ胚を形成したと報告している。
【０００７】
さらに，研究者達は，クローン化ブタ動物およびブタキメラ動物を得る方法，特に，４−細胞胚から得た核ドナーを除核した接合子の内側に配置する方法を報告している。例えば，Ｐｒａｔｈｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９８９，Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ４１：４１４−４１８；Ｐｉｅｄｒａｈｉｔａ，ｅｔ ａｌ．，１９９８，Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ５８：１３２１−１３２９；およびＷＯ９４／２６８８４，"Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌｓ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ｕｎｇｕｌａｔｅｓ"，Ｗｈｅｅｌｅｒ（１９９４年１１月２４日公開）を参照されたい。研究者達はまた，ブタ核ドナーおよびブタ卵母細胞を用いる核移植実験を報告している。例えば，Ｎａｇａｓｈｉｍａ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｍｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．４８：３３９−３４３；Ｎａｇａｓｈｉｍａ，ｅｔ ａｌ．，１９９２，Ｊ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．３８：７３−７８；Ｐｒａｔｈｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９８９，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．４１：４１４−４１９；Ｐｒａｔｈｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９９０，Ｅｘｐ．Ｚｏｏｌ．２５５：３５５−３５８；Ｓａｉｔｏ，ｅｔ ａｌ．，１９９２，Ａｓｓｉｓ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｔｅｃｈ．Ａｎｄｒｏ．２５９：２５７−２６６；Ｔｅｒｌｏｕｗ，ｅｔ ａｌ．，１９９２，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ３７：３０９，Ｐｏｋａｊａｅｖａ，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ ４０７，８６−９０（２０００）；Ｏｎｉｓｈｉ，ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８９ １１８８−１１９０（２０００）；およびＢｅｔｔｈａｕｓｅｒ，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １８：１０５５−１０５９（２０００）を参照されたい。
【０００８】
研究者達はまた，トランスジェニック細胞を生成する方法を開発してきており，これはトランスジェニック動物の製造に適用することができる。トランスジェニック細胞を樹立するためのいくつかのウイルスベクター，非ウイルスベクター，および他のデリバリーシステムが開発されているが，これらの手法の多くは多くの制限により束縛されている。特に，このような制限には以下のものが含まれる：（１）挿入されるＤＮＡのサイズが約１０キロベース（ｋｂ）に制限される；（２）目的とするＤＮＡのインテグレーションを，細胞の核ＤＮＡ中に特異的にターゲティングすることができない；および（３）目的とするＤＮＡからの組換え産物の発現をよく制御することができない。例えば，Ｍｉｔａｎｉ，ｅｔ ａｌ．，１９９３，Ｔｒｅｎｄｓ Ｂｉｏｔｅｃｈ，１１：１６２−１６６；米国特許５，６３３，０６７，"Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇａ Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ｂｏｖｉｎｅｏｒ Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ｂｏｖｉｎｅ Ｅｍｂｒｙｏ"，ＤｅＢｏｅｒ，ｅｔ ａｌ．（１９９７年５月２７日発行）；米国特許５，６１２，２０５，"Ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍａｍｍａｌｉａｎ Ｃｅｌｌｓ"，Ｋａｙ，ｅｔ ａｌ．，１９９７年３月１８日発行；および国際公開ＷＯ９３／２２４３２，"Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ｐｒｅ−Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ Ｅｍｂｒｙｏｓ"を（これらはすべて，図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）参照されたい。
【０００９】
人工染色体技術は上述した制限に拘束されない。さらに，研究者達は人工染色体がデノボで複製しうることを発見した。Ｋｅｒｅｓｏ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４：２２６−２３９，Ｈｏｌｌｙ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４：２４０−２４７，米国特許６，０２５，１５５，および米国特許６，０７７，６９７を参照されたい。
【００１０】
この節において背景情報を提供するために用いられた各参考文献は，表および図面を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する。
【００１１】
哺乳動物をクローニングし，トランスジェニック細胞を樹立することに向けた進歩にもかかわらず，当該技術分野においては，トランスジェニック動物をクローニングする効率を増強する材料および方法が非常に必要とされている。特に，当該技術分野においては，核ドナーとして使用することができる多能性および全能性トランスジェニック細胞を提供することが非常に必要とされている。さらに，トランスジェニック動物をクローニングする方法において使用することができる，核型が安定でありトランスジェニックである細胞株を提供することが長い間必要とされてきた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は，部分的には，１またはそれ以上の１００ｋｂｐまたはそれ以上の大きな異種ＤＮＡ構築物を含むトランスジェニックの全能性哺乳動物細胞に関する。好ましくは，大きなＤＮＡ構築物は人工染色体である。大きな異種ＤＮＡ構築物を含有する哺乳動物細胞は，そのような細胞からクローニングされたトランスジェニック胚およびトランスジェニック動物を製造するために用いることができる。本発明はまた，部分的には，１またはそれ以上の大きな異種ＤＮＡ構築物を含む全能性細胞を製造する方法；およびそのような細胞を使用する方法；そのような細胞からクローニングされたトランスジェニック胚およびトランスジェニック動物を製造する方法に関する。
【００１３】
すなわち，第１の観点においては，本発明は，１００ｋｂｐまたはそれ以上の大きな異種ＤＮＡ構築物を細胞内に挿入することにより，トランスジェニック細胞を製造する方法を特徴とする。そのような細胞は，好ましくは，トランスジェニック動物を，最も好ましくは有蹄動物を製造する方法において，核ドナー細胞として用いることができる。
【００１４】
好ましくは，大きな異種ＤＮＡ構築物は，少なくとも２００Ｋｂｐ，少なくとも３００Ｋｂｐ，少なくとも４００Ｋｂｐ，少なくとも５００Ｋｂｐ，少なくとも７５０Ｋｂｐ，少なくとも１Ｍｂｐ，少なくとも５Ｍｂｐ，少なくとも１０Ｍｂｐ，少なくとも２０Ｍｂｐ，少なくとも５０Ｍｂｐ，少なくとも１００Ｍｂｐ，少なくとも５００Ｍｂｐ，または少なくとも１０００Ｍｂｐである。特に有用なものは，１００Ｋｂｐ−５００Ｍｂｐ；５００Ｋｂｐ−５００Ｍｂｐ；および１Ｍｂｐ−５００Ｍｂｐの人工染色体である。
【００１５】
ある態様においては，この観点の大きな異種ＤＮＡ構築物は人工染色体である。人工染色体を使用することの利点としては以下のものが挙げられる：（１）１０ｋｂより大きい標的ＤＮＡを細胞内に挿入することができる；（２）目的とする標的ＤＮＡの位置を調節することができる；（３）細胞の大部分に大きな外来性遺伝子，または多コピー数の１またはそれ以上の外来性遺伝子を含むトランスジェニック動物および胚を得ることができる；および（４）目的とするＤＮＡからの組換え産物の発現レベルをインビトロで操作することができる。特に，人工染色体においては，標的ＤＮＡのコピー数および／またはプロモーター，エンハンサー等によるその制御を調節することにより発現レベルを操作することができ，この点は以下により詳細に説明する。
【００１６】
本明細書において用いる場合，"人工染色体"との用語は，ＤＮＡの操作により作製され，セントロメアを含み，細胞内で安定に自律的に複製することができる核酸分子を表す。人工染色体は，（１）標的細胞の核内において天然に生ずる染色体とともに複製することができる；（２）大きなサイズでありうる（１００キロ塩基対（Ｋｂｐ）から１０００メガ塩基対（Ｍｂｐ）の長さの範囲またはそれ以上のサイズ）；（３）典型的にはセントロメア，複製起源，およびテロメアを含み；そして（４）中立的ＤＮＡを含んでいてもよい。中立的ＤＮＡは，人工染色体が存在する細胞の機能を有意に変更する産物をコードしない。例えば，中立的ＤＮＡはリボソームＲＮＡをコードしていてもよい。一般的にはリボソームＲＮＡのレベルの増加は細胞機能を有意に変更させない。中立的ＤＮＡはまた"サテライトＤＮＡ"とも称することができる。
【００１７】
好ましくは，人工染色体は，少なくとも２００Ｋｂｐ，少なくとも３００Ｋｂｐ，少なくとも４００Ｋｂｐ，少なくとも５００Ｋｂｐ，少なくとも７５０Ｋｂｐ，少なくとも１Ｍｂｐ，少なくとも５Ｍｂｐ，少なくとも１０Ｍｂｐ，少なくとも２０Ｍｂｐ，少なくとも５０Ｍｂｐ，少なくとも１００Ｍｂｐ，少なくとも５００Ｍｂｐ，または少なくとも１０００Ｍｂｐである。特に有用なものは，１００Ｋｂｐ−５００Ｍｂｐ；５００Ｋｂｐ−５００Ｍｂｐ；および１Ｍｂｐ−５００Ｍｂｐの人工染色体である。
【００１８】
人工染色体を製造し，同定し，特性決定するための材料および方法は当該技術分野においてよく知られている。例えば，Ｋｅｒｅｓｏ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４：２２６−２３９，Ｈｏｌｌｙ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４：２４０−２４７，国際公開ＷＯ００／１８９４１，ＷＯ９８／０８９６４，ＷＯ９７／１６５３３およびＷＯ９７／４０１８３，および米国特許５，７２１，１１８，６，０２５，１５５，６，０７７，６９７，および６，１３３，５０３（これらは図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。これらの刊行物はまた，標的ＤＮＡを人工染色体中に取り込ませるのに有用なシャトルベクターを記載する。人工染色体は，操作によって天然染色体の一部から生じさせることができる。人工染色体は，当該技術分野においてよく知られる染色体同定手法を用いることにより，細胞中で検出することができる。そのような手法の例は染色体核型分析である。
【００１９】
哺乳動物人工染色体（ＭＡＣ）は，トランスフェクトされたアルフォイド，テロメアおよびマーカーＤＮＡから細胞媒介性の染色体の組立により生成することができ（Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ Ｊ．Ｊ．，ｅｔ ａｌ．Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１５，３４５−３５５，１９９７；Ｉｋｅｎｏ，Ｍ．，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １６，４３１−４３９，１９９８；Ｈｅｎｎｉｎｇ，Ｋ．Ａ．，ｅｔ ａｌ．，ＰＮＡＳ ＵＳＡ ９６，５９２−５９７，１９９９），非アルフォイドＤＮＡからでも生成することができる（ｄｕＳａｒｔ Ｄ，，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ １６，１４４−１５３，１９９７）。
【００２０】
ミニ染色体は，テロメア指向性破壊を用いて天然のヒト染色体をフラグメント化することにより生成することができる（Ｓｈｅｎ Ｍ Ｈ，，ｅｔ ａｌ．，Ｈｕｍａｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ ６，１３７５−１３８２，１９９７；Ｓｈｅｎ Ｍ Ｈ，ｅｔ ａｌ．，Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｌｏｇｙ １０，３１−３４，１９９９）。ヒト−ネズミミニ染色体キメラ（Ｓｈｅｎ ＭＨ，ｅｔ ａｌ．，Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｌｏｇｙ １０，３１−３４，１９９９），フラグメント化したヒトミニ染色体（Ｔｏｍｉｚｕｋａ Ｋ，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ １６，１３３−１４３，１９９７；Ｔｏｍｉｚｕｋａ Ｋ，ｅｔ ａｌ．，ＰＮＡＳ ＵＳＡ ９７，７２２−７９７，２０００），およびヒト小アクセサリ染色体（ＳＡＣｓ；Ｖｅｒｍｅｅｓｃｈ ＪＲ，ｅｔ ａｌ．，Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ １０５，６１１−６１８，１９９９）を，ミクロセル媒介性の染色体移植（ＭＭＣＴ）によりレシピエント細胞に移植することが可能である。
【００２１】
本明細書において用いる場合，"標的ＤＮＡ"との用語は，大きな異種ＤＮＡ構築物，好ましくは人工染色体中に取り込まれることが意図されるかまたは取り込まれているＤＮＡを表す。"異種"との用語は以下に定義される。標的ＤＮＡは，多くのタイプの組換え産物（以下に定義される）をコードすることができ，人工染色体中に導入されたときに多コピーで存在することができる。人工染色体技術の１つの利点は，標的ＤＮＡを含む人工染色体を細胞中に導入する前に，標的ＤＮＡのコピー数をインビトロで人工染色体中で調節しモニターすることができることである。さらに，用いるプロモーターにより，発現をインビトロでモニターすることもできる。この利点は，標的ＤＮＡの細胞核ＤＮＡ内へのランダム挿入を引き起こす，トランスジェニック細胞を作製するための多くの現存の手法とは対照的である。標的ＤＮＡを人工染色体中に導入するための材料および方法，および得られた人工染色体を細胞内に導入するための材料および方法は以下に記載される。
【００２２】
"異種核酸"との用語は，（１）細胞の天然に生ずる核ＤＮＡ中に存在する核酸配列と異なる核酸配列；（２）細胞核ＤＮＡ中に存在するが，異種核酸におけるものとは異なる比率で細胞核ＤＮＡに存在するヌクレオチド配列を有する核酸のサブセット；（３）細胞核ＤＮＡが由来する種とは異なる種に由来する核酸配列；および（４）細胞に天然に生ずるミトコンドリアＤＮＡ中に存在するＤＮＡ配列と異なる核酸配列，を有する核酸を表す。
【００２３】
人工染色体，例えば哺乳動物人工染色体［ＭＡＣ］は，上述した刊行物に記載される方法により生成し単離することができる。特に好ましい態様においては，２つのタイプの人工染色体が用いられ，これらのいずれも，安定な機能性の染色体として細胞中で機能する。本明細書においてＡＣＥ（サテライトＤＮＡに基づく"人工染色体発現系"）と称されるその一方のタイプは，安定なヘテロクロマチン染色体であり，他方のタイプは真正染色質の増幅に基づいて，デノボ形成されたミニ染色体である。
【００２４】
人工染色体，および，特に上述した２つの好ましいタイプのものは，１つまたは多数の遺伝子を含む数メガ塩基対までのサイズのＤＮＡフラグメント，例えば，１つのプロモーターに動作可能なように連結された多コピーの単一の遺伝子，または別々のプロモーターに連結された各コピーまたはいくつかのコピーの遺伝子の標的化インテグレーションのためのゲノム外遺伝子座を提供する。すなわち，本発明において提供される方法は，ＭＡＣを介して有蹄哺乳動物の細胞および組織内に遺伝子を導入するために用いることができる。インテグレートした異種ＤＮＡを有する人工染色体は，遺伝子産物，特に多数遺伝子の生合成経路の発現を必要とする産物を製造する方法において用いることができ，また，細胞，例えばトランスジェニック有蹄哺乳動物の製造のために核移植法において用いられる核ドナー細胞の核内にデリバリーすることが意図される。
【００２５】
さらに，そのような人工染色体は，目的とする蛋白質をコードする遺伝子を導入するためのゲノム外特異的インテグレーション部位を提供し，数メガベースまでのサイズのＤＮＡインテグレーションを可能とするため，例えば，全代謝経路をコードする遺伝子，非常に大きい遺伝子（例えば嚢胞性繊維症貫膜伝導性制御遺伝子（約２５０ｋｂのゲノムＤＮＡ遺伝子）），またはいくつかの遺伝子（例えば，多価ワクチンを製造するための一連の抗原をコードする多数の遺伝子）を安定に細胞中に導入することができる。
【００２６】
本明細書に記載される人工染色体，例えばＡＣＥおよび真正染色質に基づくミニ染色体は，異種ＤＮＡ，好ましくは１または複数の選択マーカーをコードするＤＮＡを，細胞，好ましくは安定な細胞株に導入し，選択条件下で細胞を成長させ，得られた細胞クローンから２以上のセントロメア，そのフラグメントおよび／またはヘテロクロマチン構造を有する染色体を含むクローンを識別することにより生成することができる。追加のセントロメアを生成する増幅は，異種ＤＮＡが染色体の腕間領域中のセントロメアの近くにインテグレートされている染色体を有する細胞において生ずる。次に，そのような人工染色体の形成における中間体を含む選択された細胞を用いて，完全な人工染色体を生成することができる。
【００２７】
例えば，元の二動原体の染色体を有する細胞を，染色体を不安定化させる条件下（例えばＢｒｄＵ処理）でおよび／または選択条件下で連続的に培養すると，ＡＣＥを得ることができる。同様に，人工染色体は，マルチセントロメア（典型的には二動原体）の染色体を有する細胞を，染色体が破壊されてミニ染色体および元の二動原体の染色体を形成する条件下で培養することにより生成することができる。
【００２８】
本明細書に記載されるＭＡＣは，ＡＣＥであることができ，これは主としてヘテロクロマチン性であり（すなわち，真正染色質より多くのヘテロクロマチンを含有し，好ましくは約７０％のヘテロクロマチンを含有する），短いサテライトＤＮＡの反復単位を含むことができるため，染色体は好ましくは異種または外来ＤＮＡを挿入しない場合には遺伝情報を含まない。したがって，これらは，潜在的に有害な遺伝子を含まないため，ＤＮＡを哺乳動物宿主にデリバリーするための"安全な"ベクターとして用いることができる。ＡＣＥは，例えば，米国特許５，２８８，６２５（すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）におけるようにミニ染色体フラグメントから生成するのではなく，元の二動原体の染色体のフラグメントから生成する。さらに，真正染色質ミニ染色体を生成することができる。ＭＡＣの一種であるミニ染色体を生成する方法は，米国特許５，２８８，６２５（すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）に記載されており，ここには，異種ＤＮＡの発現のための用途も提供されている。
【００２９】
好ましい態様においては，（１）人工染色体は１またはそれ以上のマーカーを含むＡＣＥであり；（２）マーカーは，ネオマイシン耐性遺伝子，ハイグロマイシン耐性遺伝子，およびピューロマイシン耐性遺伝子からなる群より選択される抗生物質耐性遺伝子であり；（３）人工染色体は，１またはそれ以上の組換え産物をコードするＤＮＡ配列を含み；（４）組換え産物はリボザイムであり；（５）組換え産物はアンチセンスＲＮＡであり；（６）組換え産物はペプチドであり；（７）組換え産物はポリペプチドであり；（８）組換え産物は蛋白質であり；（９）組換え産物は酵素であり；（１０）組換え産物は生物学的液体中で発現され；（１１）組換え産物は組織中で発現され；（１２）組換え産物は１またはそれ以上の寄生体および／または疾病に対する耐性を付与し；（１３）人工染色体は１またはそれ以上の制御要素を含み；（１４）制御要素はプロモーター要素であり；（１５）プロモーター要素は，乳蛋白質プロモーター，尿蛋白質プロモーター，血液蛋白質プロモーター，涙管蛋白質プロモーター，滑液蛋白質プロモーター，下顎腺蛋白質プロモーター，カゼインプロモーター，β−カゼインプロモーター，メラノコルチンプロモーター，乳血清蛋白質プロモーター，α−ラクトアルブミンプロモーター，ホエイ酸蛋白質プロモーター，ウロプラキンプロモーター，およびα−アクチンプロモーターからなる群より選択され；（１７）制御要素はリプレッサー要素であり；（１８）制御要素はインサレータ要素であり；（１９）制御要素はエンハンサー要素である。
【００３０】
本明細書において用いる場合，"マーカー"との用語は，人工染色体またはその前駆体を含む細胞を人工染色体または前駆体を含まない細胞から区別する任意のＤＮＡ配列を表す。例えば，ＡＣＥを生成する最初の工程でマーカーを用いて，このことによりマーカーは外来核酸を含む細胞を外来核酸を含まない細胞から区別する。多くのタイプのマーカー，例えば，グリーン蛍光蛋白質，抗生物質耐性，β−ガラクトシダーゼ，グルタミンシンセターゼ，チミジンキナーゼ，シトシンデアミナーゼ，およびジヒドロ葉酸レダクターゼをコードする遺伝子が当該技術分野においてよく知られている。マーカーとして好ましいものは，そのような分子を発現していない細胞の成長を遅らせる薬剤を直接的にまたは間接的に不活性化する分子をコードするＤＮＡ配列である。後者のマーカーの例は，ブラスチシジン−Ｓ，ネオマイシン，ハイグロマイシン，およびピューロマイシン耐性遺伝子である。これらの例は限定を意味するものではなく，本発明は，部分的には，当該技術分野において知られるすべてのマーカーに関連する。
【００３１】
本明細書において用いる場合，"リボザイム"との用語は，他のＲＮＡ分子を特定の領域で切断することができるリボ核酸分子を表す。リボザイムは，ＲＮＡ分子の別個の領域に結合し，次にその結合領域中の領域または結合領域に隣接する領域を特異的に切断することができる。このことにより，リボザイム手法は，元の無傷のメッセージＲＮＡ分子から転写されるポリペプチドの量を減少させることができる。リボザイムの特定の記載については，米国特許５，３５４，８５５，表題"ＲＮＡ Ｒｉｂｏｚｙｍｅ ｗｈｉｃｈ Ｃｌｅａｖｅｓ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ＲＮＡ ｗｉｔｈｏｕｔ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｃｏｖａｌｅｎｔ Ｂｏｎｄ，"Ｃｅｃｈ，ｅｔ ａｌ．（１９９４年１０月１１日発行），および米国特許５，５９１，６１０，表題"ＲＮＡ Ｒｉｂｏｚｙｍｅ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｓ，Ｄｅｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅｓ，Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ Ｅｎｄｏｒｉｂｏｎｕｃｌｅａｓｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ，"Ｃｅｃｈ，ｅｔ ａｌ．（１９９７年１月７日発行）（いずれも，図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【００３２】
本明細書において用いる場合，"アンチセンスＲＮＡ"との用語は，ｍＲＮＡから翻訳される蛋白質の量を低下させるのに十分な親和性をもってｍＲＮＡに結合する任意のＲＮＡを表す。ｍＲＮＡから翻訳される蛋白質の量は，好ましくは２０％以上低下し；より好ましくは５０％，７０％，および８０％以上低下し；最も好ましくは９０％以上低下する。アンチセンスＲＮＡ物質および方法は当該技術分野においてよく知られている。
【００３３】
本明細書において用いる場合，"生物学的液体"との用語および"組織"との用語は，生物中のまたは生物からの任意の液体または組織を表す。液体には，限定されないが，涙，唾液，乳，尿，羊膜液，精液，血漿，卵管液，および滑液が含まれる。組織には，限定されないが，肺，心臓，血液，肝臓，筋肉，脳，膵臓，皮膚および他の組織が含まれる。
【００３４】
本明細書において用いる場合，"耐性を付与する"との用語は，組換え産物が疾病または寄生体性状態の症状を完全に排除するか部分的に緩和する能力を表す。したがって，例えば疾病が炎症に関連する場合，組換え産物が発現したときに炎症が低下すれば，組換え産物はその炎症に対する耐性を付与することができる。例えば，組換え産物が炎症の原因であるポリペプチドをコードするｍＲＮＡ分子に特異的に結合するアンチセンスＲＮＡ分子である場合には，組換え産物は疾病または寄生体性状態に対する耐性を付与するか，または耐性を部分的に付与する。
【００３５】
好ましい態様においては，細胞中に導入して人工染色体を生成する選択マーカー付きＤＮＡは，これを染色体の腕間領域にターゲティングする配列を含む。細胞中の現存する染色体中へのＤＮＡのインテグレーションは，追加のセントロメアの生成をもたらす増幅を誘導することができる。
【００３６】
トランスジェニック細胞
次に，大きな異種核酸構築物，例えば人工染色体を細胞中に導入して，安定なトランスフォームした細胞株および細胞を製造することができる。導入は，任意の適当な方法または方法の組み合わせにより行い，これには，限定されないが，マイクロインジェクション,細胞融合，ミクロセル融合，エレクトロポレーション，ソノポレーション，エレクトロフュージョン，発射衝撃，リン酸カルシウム沈殿，脂質媒介性移植システム，リガンド／レセプターシステムおよび当業者によく知られる他のそのような方法が含まれる。特に，ＡＣＥは，容易に単離して遺伝子デリバリーに用いることができる。これらの人工染色体はまた，遺伝子産物産生システム，遺伝的に形質転換されたヒト化動物臓器の製造，および，最も好ましくは，トランスジェニック有蹄動物の生成において用いることができる。
【００３７】
ある態様においては，本発明は，少なくとも１つの人工染色体を含むトランスジェニックの全能性哺乳動物細胞に関するが，本発明は部分的には，全能性哺乳動物細胞中の任意の数の人工染色体に関する。全能性哺乳動物細胞は，好ましくは，１０個以下の人工染色体を含み；より好ましくは６個以下の人工染色体，４個以下の人工染色体，または２個以下の人工染色体；および最も好ましくは１つの人工染色体を含む。本発明の全能性哺乳動物細胞が２以上の人工染色体を含む場合，それらの人工染色体は同一であってもよく，互いに異なっていてもよい。
【００３８】
本明細書において用いる場合，細胞に関して"トランスジェニック"との用語は，異種核酸，好ましくはデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を含む細胞を表す。
【００３９】
好ましい態様においては，トランスジェニック細胞は１またはそれ以上の異種ＤＮＡ配列を含む。別の好ましい態様においては，トランスジェニック細胞は，１またはそれ以上の内因性遺伝子が欠失しているか，二重になっているか，活性化されているか，または修飾されている細胞である。特に好ましい態様においては，トランスジェニック細胞は，１またはそれ以上の異種ＤＮＡ配列と，欠失した，二重になった，活性化された，または修飾された１またはそれ以上の内因性遺伝子との両方を含む。
【００４０】
トランスジェニック細胞中に存在する人工染色体は異種ＤＮＡを含むことができる。異種ＤＮＡは，以下に定義されるように，多くのタイプの組換え産物をコードすることができる。
【００４１】
本明細書において用いる場合，"トランスジン"との用語は，その起源が部分的にまたは完全にトランスジェニックである単一の遺伝子を表す。ある態様においては，トランスジンの５０％以上が異種ＤＮＡから構成される。好ましい態様においては，トランスジンの７５％以上が異種ＤＮＡから構成され，トランスジンの８０％以上が異種ＤＮＡから構成され，トランスジンの９０％以上が異種ＤＮＡから構成され，トランスジンの９５％以上が異種ＤＮＡから構成され，トランスジンの９８％以上が異種ＤＮＡから構成され，トランスジンの１００％が異種ＤＮＡから構成される。
【００４２】
本明細書において用いる場合，"異なる核酸配列"との用語は，実質的に類似しない核酸配列を表す。本明細書において用いる場合，核酸配列に関して"実質的に類似する"との用語は，好ましくは８０％またはそれ以上の核酸同一性，より好ましくは９０％またはそれ以上の核酸同一性，または最も好ましくは９５％またはそれ以上の核酸同一性を有する２つの核酸配列を表す。核酸の同一性は，当業者に知られる手段によりアライメントしたときにその類似性または関連性の尺度となる核酸配列の性質である。同一性は，２つの配列中の同一の塩基の数を塩基の総数で割り，これを１００倍することにより測定される。すなわち，正確に同じ配列の２つのコピーは１００％の同一性を有するが，より低い程度に保存されており，欠失，付加，または置換を有する配列は，より低い程度の同一性を有する。当業者は，標準的なパラメータを用いて配列の同一性および類似性を決定するためにいくつかのコンピュータプログラムが利用可能であることを理解しており，これには，例えば，Ｇａｐｐｅｄ ＢＬＡＳＴまたはＰＳＩ−ＢＬＡＳＴ（Ａｌｔｓｃｈｕｌ，，ｅｔ ａｌ．（１９９７）Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２５：３３８９−３４０２），ＢＬＡＳＴ（Ａｌｔｓｃｈｕｌ，，ｅｔ ａｌ．（１９９０）Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．２１５：４０３−４１０），およびＳｍｉｔｈ Ｗａｔｅｒｍａｎ（Ｓｍｉｔｈ，，ｅｔ ａｌ．（１９８１）Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．１４７：１９５−１９７）が含まれる。好ましくは，これらのプログラムのデフォルトの設定を用いるが，当業者は，これらの設定を変更する必要があるか否かを認識しており，どのようにして変更するかがわかる。
【００４３】
本明細書において用いる場合，アミノ酸配列に関して"実質的に類似する"との用語は，好ましくは５０％またはそれ以上のアミノ酸同一性，より好ましくは７０％またはそれ以上のアミノ酸同一性，または最も好ましくは９０％またはそれ以上のアミノ酸同一性を有する２つのアミノ酸配列を表す。アミノ酸の同一性は，その類似性または関連性の尺度であるアミノ酸配列の特性である。同一性は，２つの配列中の同一の残基の数を残基の総数で割り，これを１００倍することにより測定される。すなわち，正確に同じ配列の２つのコピーは１００％の同一性を有するが，より低い程度に保存され，欠失，付加，または置換を有する配列はより低い程度の同一性を有する。
【００４４】
蛋白質配列における"類似性"は，同一の残基の数プラス保存的に置換された残基の数（Ｂｏｗｉｅ，，ｅｔ ａｌ．Ｓｃｉｅｎｃｅ，（１９９９）２４７，１３０６−１３１０（図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照）を残基およびギャップの総数で割り，これを１００倍することにより測定される。核酸配列における"類似性"は，同一の塩基の数を残基およびギャップの総数で割り，これを１００倍することにより測定される。
【００４５】
本明細書において用いる場合，"組換え産物"との用語は，標的ＤＮＡ配列から生成された産物を表す。組換え産物は，例えば，ペプチド，ポリペプチド，蛋白質，酵素，抗体，抗体フラグメント，制御要素（この用語は以下に記載する）に結合するポリペプチド，構造蛋白質，ＲＮＡ分子，および／または例えばリボザイムでありうる。これらの産物は当該技術分野においてよく規定されている。産物のリストは例示の目的のためのみであり，本発明は他の種類の組換え産物にも関連する。
【００４６】
好ましい態様においては，（１）哺乳動物細胞は有蹄動物細胞であり；（２）有蹄動物は，ウシ類，ヒツジ類，シカ類，ブタ類，ウマ類およびラクダ類からなる群より選択され；（３）有蹄動物はウシであり；（４）哺乳動物細胞は非胚性細胞であり；（５）哺乳動物細胞は胎児細胞であり；そして（６）哺乳動物細胞は成体細胞である。
【００４７】
本明細書において用いる場合，"哺乳動物"との用語は，哺乳類綱の任意の動物を表す。好ましくは，哺乳動物細胞または細胞株は，有胎盤亜綱，単孔類および有袋類でありうる。最も好ましくは，哺乳動物細胞または細胞株は，イヌ類，ネコ類，ネズミ類，ウサギ類，クマ類，イタチ類，有蹄動物，ヒツジ類，ブタ類，ウマ類，ウシ類，ヤギ類，シカ類，およびヒトまたは非ヒト霊長類でありうる。哺乳動物細胞または細胞株は，任意の起源の哺乳動物細胞，例えば，限定されないが，哺乳動物胚，哺乳動物胎児，および哺乳動物から単離することができる。
【００４８】
本明細書において用いる場合，"イヌ類"との用語は，Ｃａｎｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，イヌ類の細胞または細胞株は，オオカミ，ジャッカル，キツネ，および飼犬から単離される。
【００４９】
本明細書において用いる場合，"ネコ類"との用語は，Ｆｅｌｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ネコ類の細胞または細胞株は，ライオン，トラ，ヒョウ，チーター，ピューマ，および飼猫から単離される。
【００５０】
本明細書において用いる場合，"ネズミ類"との用語は，Ｍｕｒｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ネズミ類の細胞または細胞株は，マウスおよびラットから単離される。
【００５１】
本明細書において用いる場合，"ウサギ類"との用語は，Ｌｅｐｏｒｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ウサギ類の細胞または細胞株はラビットから単離される。
【００５２】
本明細書において用いる場合，"クマ類"との用語は，Ｕｒｓｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，クマ類の細胞または細胞株はクマから単離される。
【００５３】
本明細書において用いる場合，"イタチ類"との用語は，Ｍｕｓｔｅｌｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，イタチ類の細胞または細胞株は，テン，ケナガイタチ，カワウソ，ミンク，およびスカンクから単離される。
【００５４】
本明細書において用いる場合，"霊長類"との用語は，Ｐｒｉｍａｔｅ目の任意の動物を表す。好ましくは，霊長類細胞または細胞株は，無尾猿，有尾猿，チンパンジーおよびキツネザルから単離される。
【００５５】
本明細書において用いる場合，"有蹄動物"との用語は，以前には分類群Ｕｎｇｕｌａｔｅとして知られていた多元的集団の任意の動物を表す。好ましくは，有蹄動物細胞または細胞株は，ラクダ，カバ，ウマ，バクおよびゾウから単離される。最も好ましくは，有蹄動物細胞または細胞株は，ヒツジ，ウシ，ヤギ，およびブタから単離される。特に好ましいウシ種は，Ｂｏｓ ｔａｕｒｕｓ，Ｂｏｓ ｉｎｄｉｃｅｓ，およびＢｏｓ ｂｕｆｆａｌｏｅｓの雌牛または雄牛である。
【００５６】
本明細書において用いる場合，"ヒツジ類"との用語は，Ｏｖｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ヒツジ類の細胞または細胞株はヒツジから単離される。
【００５７】
本明細書において用いる場合，"ブタ類"との用語は，Ｓｕｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ブタ類の細胞または細胞株はブタまたはイノシシから単離される。
【００５８】
本明細書において用いる場合，"ウマ類"との用語は，Ｅｑｕｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ウマ類の細胞または細胞株はシマウマまたはロバから単離される。最も好ましくは，ウマ細胞または細胞株はウマから単離される。
【００５９】
本明細書において用いる場合，"ウシ類"との用語は，Ｂｏｖｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ウシ類の細胞または細胞株はアンテロープ，雄牛，乳牛，および野牛から単離される。
【００６０】
本明細書において用いる場合，"ヤギ類"との用語は，Ｃａｐｒｉｎｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，ヤギ類の細胞または細胞株はヤギから単離される。
【００６１】
本明細書において用いる場合，"シカ類"との用語は，Ｃｅｒｖｉｄａｅ科の任意の動物を表す。好ましくは，シカ類の細胞または細胞株はシカから単離される。
【００６２】
本明細書において用いる場合，細胞に関して"不死化"または"永久"との用語は，ハイフリック限界を超えた細胞を表す。ハイフリック限界は，細胞株が老化する前に生ずる細胞分裂の回数として定義することができる。ハイフリックは，ほとんどの非不死化細胞について，この限界を約６０回の分裂に設定する。例えば，Ｈａｙｆｌｉｃｋ ａｎｄ Ｍｏｏｒｈｅａｄ，１９６１，Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ．Ｒｅｓ．２５：５８５−６２１；およびＨａｙｆｌｉｃｋ，１９６５，Ｅｘｐ．Ｃｅｌｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ３７：６１４−６３６（すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。したがって，不死化された細胞株は，細胞株中の細胞が６０回以上分裂することができれば，非不死化細胞株と区別することができる。細胞株の細胞が６０回以上細胞分裂をすることができれば，細胞株は不死化または永久細胞株である。本発明の不死化細胞は，好ましくは７０回以上分裂することができ，より好ましくは８０回以上分裂することができ，最も好ましくは９０回以上細胞分裂をすることができる。
【００６３】
"初代培養"および"初代細胞"との用語は，組織の源から取り出した細胞，および培養中で成長し，小分けして継代培養に移す前のその子孫を表す。
【００６４】
本明細書において用いる場合，細胞に関して"播種した"または"播種する"との用語は，インビトロで細胞培養物を樹立することを表す。例えば，細胞は，細胞培養培地中で希釈し，次に細胞培養プレートまたは細胞培養皿に加えることができる。細胞培養プレートは当業者に一般に知られている。細胞は，種々の濃度および／または細胞密度で播種することができる。好ましい態様においては，播種された細胞はコンフルエンスまで成長することができる。
【００６５】
"細胞播種"との用語の意味はまた，"細胞継代"との用語に拡張することもできる。本発明の細胞は，当業者によく知られる細胞培養手法を用いて継代することができる。"細胞継代"との用語は，典型的には，（１）細胞を固体支持体からはずし，これらの細胞を解離させ，そして（２）細胞を細胞増殖に適した新鮮な培地中で希釈する工程を含む手法を表す。不死化細胞は，細胞と細胞との接触がない条件で細胞を播種することにより首尾よく成長することができる。細胞継代はまた，培養細胞を浸す液体培地の一部を取り出し，別の起源からの液体培地を細胞培養物に加えて細胞の濃度を希釈することを表す。
【００６６】
本明細書において用いる場合，細胞に関して"増殖"との用語は，ある時間にわたって，サイズを増加させることができるか，および／または数を増加させることができる細胞の群を表す。
【００６７】
本明細書において用いる場合，"コンフルエンス"との用語は，大部分の細胞がその群の少なくとも１つの他の細胞と物理的に接触している一群の細胞を表す。コンフルエンスは，与えられた条件で最大の細胞密度まで成長した一群の細胞としても定義することができる。例えば，一群の細胞が単層で増殖することができ，これらが培養容器で適当な成長培地中に置かれている場合，単層が培養容器の有意な表面積にわたって広がったときに，これらはコンフルエントである。細胞により覆われる表面積は，好ましくは総表面積の約５０％であり，より好ましくは総表面積の約７０％であり，最も好ましくは総表面積の約９０％である。
【００６８】
本発明の細胞および細胞株は培養することができる。本明細書において用いる場合，細胞に関して"培養された"との用語は，インビトロ環境において細胞分裂しているか細胞分裂していない１またはそれ以上の細胞を表す。インビトロ環境は，細胞をインビトロで維持するのに適した当該技術分野において知られる任意の培地，例えば，適当な液体培地または寒天でありうる。細胞培養に適したインビトロ環境の特定の例は，Ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｃｅｌｌｓ：ａ ｍａｎｕａｌ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ），１９９４，Ｒ．Ｉ．Ｆｒｅｓｈｎｅｙ（ｅｄ．），Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，Ｉｎｃ．；Ｃｅｌｌｓ：ａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｍａｎｕａｌ（ｖｏｌ．１），１９９８，Ｄ．Ｌ．Ｓｐｅｃｔｏｒ，Ｒ．Ｄ．Ｇｏｌｄｍａｎ，Ｌ．Ａ．Ｌｅｉｎｗａｎｄ（ｅｄｓ．），Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ；およびＡｎｉｍａｌ Ｃｅｌｌｓ：ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｄｉａ，１９９４，Ｄ．Ｃ．Ｄａｒｌｉｎｇ，Ｓ．Ｊ．Ｍｏｒｇａｎ Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，Ｌｔｄ．（これらはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）に記載されている。細胞は，１またはそれ以上の実質的に類似する細胞とともに懸濁液および／または単層で培養することができる。細胞は，異種集団の細胞とともに懸濁液および／または単層で培養することができる。上の文において用いる場合，"異種"との用語は，任意の細胞特性，例えば，細胞タイプおよび細胞サイクルの段階に関連しうる。細胞は，懸濁液中で培養してもよく，固体支持体に付着した単層として培養してもよく，および／または例えばフィーダー細胞の層の上で培養してもよい。"フィーダー細胞"との用語は以下に定義される。さらに，細胞は，細胞と細胞との接触がない条件で細胞を播種することにより首尾よく培養することができる。好ましくは，培養細胞は細胞分裂を行い，少なくとも５日間，より好ましくは少なくとも１０日間または２０日間，最も好ましくは少なくとも３０日間培養される。好ましくは，培養細胞の有意な数が培養物中にある間に終了しない。"終了する"および"有意な数"との用語は，以下に定義される。ほぼすべてのタイプの細胞を細胞培養条件下に置くことができる。培養細胞は細胞株を樹立するために使用することができる。
【００６９】
特に好ましい態様においては，細胞は，"クローン的に繁殖"してもよい。これらの態様においては，希釈した細胞を入れた培養容器のいくつかまたはすべてが統計学的に１個の細胞のみを含むような程度で細胞を希釈する。すなわち，これらの培養容器中で成長する培養物は，単一の細胞に由来することになる。細胞をクローン的に繁殖させるための材料および方法は，米国特許出願０９／７５３，３２３（代理人書類番号０３０６５３．００２６．ＣＩＰ１，２０００年１２月２８日出願）（その全体を本明細書の一部としてここに引用する）に記載されている。
【００７０】
本明細書において用いる場合，培養細胞に関して"終了"および"終了する"との用語は，細胞死となる細胞を表し，これは，当業者に知られる多くの手法を用いて測定することができる（例えば，ＣｙｔｏＴｏｘ９６（登録商標）Ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ Ａｓｓａｙ，Ｐｒｏｍｅｇａ，Ｉｎｃ．カタログ番号Ｇ１７８０；Ｃｅｌｌｔｉｔｅｒ９６（登録商標）Ａｑｕｅｏｕｓ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ，Ｐｒｏｍｅｇａ，Ｉｎｃ．カタログ番号Ｇ３５８０；および細胞毒性アッセイ用のトリパンブルー溶液；Ｓｉｇｍａカタログ番号Ｔ６１４６）。終了はまた，アポトーシスの結果であることもあり，これは当業者に知られる多くの手法を用いて測定することができる（例えば，Ｄｅａｄ Ｅｎｄ（登録商標）Ａｐｏｐｔｏｓｉｓ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｋｉｔ，Ｐｒｏｍｅｇａ，Ｉｎｃ．カタログ番号Ｇ７１３０）。終了した細胞は，細胞死および／またはアポトーシスとなって，培養物中の固体表面から離れた細胞として識別することができる。さらに，終了した細胞は無傷の膜を欠失している場合があり，これは上述した方法により識別することができる。また，終了した細胞は，減少した代謝活性を示す場合があり，これは，部分的には低下したミトコンドリア活性に起因しており，例えば，ローダミン１，２，３により識別することができる。さらに，終了は，有意な数の培養細胞が終了している細胞培養物を表すことができる。上の文において"有意な数"との用語は，培養物中の約８０％の細胞，好ましくは培養物中の約９０％の細胞，より好ましくは培養物中の約１００％の細胞，および最も好ましくは培養物中の１００％の細胞を表す。
【００７１】
本明細書において用いる場合，"懸濁液"との用語は，細胞が固体支持体に付着しない細胞培養条件を表す。懸濁液中で増殖している細胞は，増殖の間，当業者によく知られる装置を用いて撹拌することができる。
【００７２】
本明細書において用いる場合，"単層"との用語は，適切な培養条件において増殖する間に固体支持体に付着している細胞を表す。適切な成長条件下で単層で増殖している細胞のわずかの部分が単層の細胞に付着しているが固体支持体には付着していなくてもよい。好ましくは，これらの細胞の１５％未満が固体支持体に付着しておらず，より好ましくはこれらの細胞の１０％未満が固体支持体に付着しておらず，最も好ましくはこれらの細胞の５％未満が固体支持体に付着していない。
【００７３】
本明細書において用いる場合，哺乳動物細胞に関して"実質的に類似する"との用語は，同じ生物および同じ組織からの細胞を表す。実質的に類似するとはまた，有意に未分化の細胞集団を表す。例えば，好ましくは，細胞の集団中の１５％より少ない細胞が分化しており，より好ましくは細胞集団の１０％未満が分化しており，最も好ましくは細胞集団の５％未満が分化している。
【００７４】
本明細書において用いる場合，"細胞株"との用語は，１回またはそれ以上継代することができる培養細胞を表す。本発明は，好ましくは，２，５，１０，１５，２０，３０，５０，８０，１００，および２００回以上継代することができる細胞株に関連する。細胞継代の概念は，先に定義されている。
【００７５】
好ましい態様においては，（１）哺乳動物細胞が操作に供され；（２）操作は核移植の工程を含み；（３）核移植は全能性哺乳動物細胞をレシピエント卵母細胞中に挿入する工程を含み；（４）操作は哺乳動物細胞を低温保存する工程を含み；（５）操作は哺乳動物細胞を融解する工程を含み；（６）操作は哺乳動物細胞を培養する工程を含み；（７）操作は哺乳動物細胞を継代する工程を含み；（８）操作は哺乳動物細胞を同期させる工程を含み；（９）操作は哺乳動物細胞をフィーダー細胞に導入する工程を含み；そして（１０）操作は哺乳動物細胞を他の細胞から解離する工程を含む。
【００７６】
本明細書において用いる場合，"操作"との用語は，この用語の一般的使用法であり，ある目的に向けた処理または取扱を表す。操作の例は本明細書に記載される。
【００７７】
本明細書において用いる場合，"融解する"との用語は，低温保存された細胞，胚，または動物の一部の温度を上昇させる方法を表す。低温保存された物質を，それらが融解プロセスの後に活性であるように融解する方法は当業者によく知られている。
【００７８】
本明細書において用いる場合，"解離する"との用語は，細胞を別の細胞から引き離すのに有用な材料および方法を表す。例えば，卵割球（すなわち，桑実胚または胚盤胞期の胚の細胞）は，当業者によく知られる手法および装置により，残りの発生している細胞塊から引き離すことができる。例えば，米国特許４，９９４，３８４，表題"Ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ Ｂｏｖｉｎｅ Ｅｍｂｒｙｏｓ"，１９９１年２月１９日発行（すべての図面および表を含みその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。あるいは，培養物中で増殖している細胞は，互いに分離して，細胞継代などのプロセスを容易にすることができ，これは上に記載されている。さらに，後述するように，培養細胞の群からの培養細胞の解離は，核移植のプロセスにおける最初の段階として有用でありうる。細胞を胚から解離する場合，解離操作は，再クローニングなどのプロセス，本明細書に記載されるプロセス，ならびに胚の数を増やす工程に有用でありうる。
【００７９】
本明細書において用いる場合，"非胚性細胞"との用語は，胚から単離されたものではない細胞を表す。非胚性細胞は分化したものであっても未分化のものであってもよい。非胚性細胞とは，ほぼすべての体細胞，例えば，胎外動物から単離した細胞を表す。これらの例は限定を意味するものではない。
【００８０】
本明細書において用いる場合，"胎児"との用語は，母体宿主の子宮膜に移植された，発生している細胞塊を表す。胎児は，例えば，生殖隆起として定義される特徴等を含むことができる。生殖隆起は，当業者により容易に識別することができる特徴であり，ほとんどの動物種の胎児において認めることができる特徴である。本明細書において用いる場合，"胎児細胞"との用語は，胎児から単離されたかおよび／または生じたか，または胎児に由来する任意の細胞を表す。"非胎児細胞"との用語は，胎児に由来しないか胎児から単離されていない細胞である。
【００８１】
細胞が胎児から単離される場合，そのような細胞は，好ましくは，胎児が２０日−分娩，３０日−１００日，より好ましくは３５日−７０日および４０日−６０日の胎児，および最も好ましくは約５５日であるときに胎児から単離される。胎児の年齢は，発生して胎児となる胚が樹立された時間から決定することができる。胎児に関連して"約"との用語は，プラスマイナス５日間を表す。
【００８２】
本明細書において用いる場合，"分娩"との用語は，胎児が雌レシピエントから摘出されるときを表す。胎児は，雌レシピエントから，流産，帝王切開，または出産により摘出することができる。
【００８３】
好ましい態様においては，本発明の細胞および細胞株は，初代細胞，胚性細胞，非胚性細胞，胎児細胞，生殖隆起細胞，始原生殖細胞，胚性生殖細胞，胚性幹細胞，体細胞，成体細胞，線維芽細胞，分化した細胞，未分化の細胞，羊膜細胞，卵胞細胞，および卵丘細胞である。好ましくは，そのような細胞は培養中でコンフルエントな単層に成長する。
【００８４】
本明細書において用いる場合，"始原生殖細胞"との用語は，生殖細胞となることができる二倍体体細胞を表す。始原生殖細胞は，発生している細胞塊の生殖隆起から単離することができる。生殖隆起は，当業者によく知られる，発生している細胞塊の一部分である。例えば，Ｓｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，１９９６，Ｔｌｚｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ４５：１３０−１４１およびＬａｖｏｉｒ １９９４，Ｊ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．３７：４１３−４２４を参照。そのような細胞は，培養したとき，当業者には"胚性生殖細胞"と称される。
【００８５】
本明細書において用いる場合，"胚性幹細胞"との用語は，インビトロ細胞培養物中で維持されている，胚から単離された多能性細胞を表す。胚性幹細胞は，フィーダー細胞とともにまたはなしで培養することができる。胚性幹細胞は，胚盤胞期胚および前胚盤胞期胚等の発生の任意の段階の胚から単離された胚性細胞から樹立することができる。胚性幹細胞は当業者にはよく知られている。例えば，ＷＯ９７／３７００９，表題"Ｃｕｌｔｕｒｅｄ Ｉｎｎｅｒ Ｃｅｌｌ Ｍａｓｓ Ｃｅｌｌ−Ｌｉｎｅｓ Ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ Ｕｎｇｕｌａｔｅ Ｅｍｂｒｙｏｓ"，Ｓｔｉｃｅ＆Ｇｏｌｕｅｋｅ，１９９７年１０月９日公開，およびＹａｎｇ＆Ａｎｄｅｒｓｏｎ，１９９２，Ｔｌａｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ３８：３１５−３３５（いずれも図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【００８６】
本明細書において用いる場合，"分化した細胞"との用語は，特定されていない表現型のものから特定された表現型のものに発生した細胞を表す。例えば，胚性細胞は腸の内側を覆う上皮細胞に分化することができる。分化した細胞がインビボまたはインビトロでその前駆体細胞に逆戻りすることはほとんどない。しかし，本発明の材料および方法は，分化した細胞を不死化した全能性細胞に再プログラムすることができる。分化した細胞は，例えば，胎児または生きて生まれた動物から単離することができる。
【００８７】
本明細書において用いる場合，"未分化の細胞"との用語は，特定されない表現型を有し，分化することができる細胞を表す。未分化の細胞の例は幹細胞である。
【００８８】
本明細書において用いる場合，"非同調集団"との用語は，細胞サイクルのいずれか１つの期で静止していない細胞を表す。多くの細胞は，細胞サイクルを進行することができ，いずれか１つの期で静止しないが，いくつかの細胞は，細胞サイクルの１つの期である期間静止するようになることができる。細胞サイクルのいくつかの既知の期は，Ｇ₀，Ｇ₁，Ｓ，Ｇ₂，およびＭ期である。細胞の非同調集団は，これらの期の任意の１つに，または主として任意の１つに同調させるよう操作されていない。細胞は，例えば，当該技術分野において知られている多くの手法，例えば血清欠乏を用いることにより，細胞サイクルのＧ₀期において静止させることができる。不死化していない細胞を細胞サイクルの一部で静止させる方法の例は，ＷＯ９７／０７６６９，表題"Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ Ｃｅｌｌ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ"，（すべての図面および表を含みその全体を本明細書の一部としてここに引用する）において議論されている。
【００８９】
本明細書において用いる場合，"同調集団"および"同調する"との用語は，細胞サイクルの別個の期で静止している（すなわち，細胞は分裂していない）集団中の細胞の部分を表す。好ましくは，細胞の集団中の約５０％の細胞が細胞サイクルの１つの期で静止しており，より好ましくは細胞の集団中の約７０％の細胞が細胞サイクルの１つの期で静止しており，最も好ましくは細胞の集団中の約９０％の細胞が細胞サイクルの１つの期で静止している。細胞サイクルの期は，相対的細胞サイズならびに当業者によく知られる種々の細胞マーカーにより区別することができる。例えば，当業者によく知られるフローサイトメトリ手法を用いて，細胞をそのようなマーカーにより区別することができる。あるいは，当業者によく知られる手法を用いて，例えば光学顕微鏡およびマイクロメータを使用することにより，細胞をサイズにより区別することができる。
【００９０】
本明細書において用いる場合，"成体細胞"との用語は，生きて生まれた動物からの細胞を表す。
【００９１】
本明細書において用いる場合，"羊膜細胞"との用語は，羊膜液から単離された任意の培養細胞または非培養細胞を表す。羊膜細胞を単離し培養する方法の例は，Ｂｅｌｌｏｗ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ４５：２２５；Ｇａｒｃｉａ＆Ｓａｌａｈｅｄｄｉｎｅ，１９９７，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ４７：１００３−１００８；Ｌｅｉｂｏ＆Ｒａｉｌ，１９９０，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ３３：５３１−５５２；およびＶｏｓ，ｅｔ ａｌ．，１９９０，Ｖｅｔ．Ｒｅｃ．１２７：５０２−５０４（これらのそれぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）に記載されている。特に好ましいものは，丸い培養羊膜細胞（例えば，線維芽細胞様の形態を示さない培養羊膜細胞）である。また好ましい羊膜細胞は胎児線維芽細胞である。"線維芽細胞"，線維芽細胞様"，"胎児"および"胎児線維芽細胞"との用語は以下に定義される。
【００９２】
本明細書において用いる場合，"線維芽細胞"との用語は，平らな長くのびた形態を有し，単層で成長することができる培養細胞を表す。好ましくは，線維芽細胞は培養中でコンフルエントな単層まで成長する。線維芽細胞は培養培地プレートで培養すると平らな外観を有するという特徴を有するが，胎児線維芽細胞は紡錘様の形態をも有しうる。胎児線維芽細胞は，成長のために密度限界を必要とし，Ｉ型コラーゲンを生成し，培養物中で約５０世代の限定された寿命を有するであろう。好ましくは，胎児線維芽細胞は，厳密に二倍体染色体含量を維持する。線維芽細胞の記載については，例えば，Ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｃｅｌｌｓ：ａ ｍａｎｕａｌ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｓ（３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ），１９９４，Ｒ．Ｉ．Ｆｒｅｓｈｎｅｙ（ｅｄ），Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，Ｉｎｃ．（すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【００９３】
本明細書において用いる場合，"子宮細胞"との用語は，子宮から単離される任意の細胞を表す。好ましくは，子宮細胞は，妊娠成体動物に由来する細胞である。好ましい態様においては，子宮細胞は，子宮腔を満たす液体から得られる細胞である。そのような細胞は，当該技術分野においてよく知られる多くの方法，例えば羊水穿刺により得ることができる。
【００９４】
本明細書において用いる場合，"卵胞細胞"との用語は，卵胞から得られた，培養されたまたは培養されていない，卵母細胞以外の細胞を表す。卵胞細胞は，発達の任意の段階の卵胞，例えば，原始卵胞，初代卵胞，二次卵胞，成長している卵胞，胞状卵胞，成熟している卵胞，成熟卵胞，およびグラーフ卵胞から単離することができる。さらに，卵胞細胞は，卵胞中の卵母細胞が未熟であるときに（すなわち，中期ＩＩまで発達していない卵母細胞），または卵胞中の卵母細胞が成熟したときに（すなわち，中期ＩＩまでまたは発達のより後の段階まで発達した卵母細胞），単離することができる。好ましい卵胞細胞には，限定されないが，前顆粒膜細胞，顆粒膜細胞，卵胞膜細胞，円柱細胞，ストロマ細胞，卵胞内膜細胞，卵胞外膜細胞，壁顆粒膜細胞，黄体細胞，および放線冠細胞が含まれる。特に好ましい卵胞細胞は卵丘細胞である。種々のタイプの卵胞細胞が知られており，当業者には容易に区別することができる。例えば，Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｔｔｌｅ Ｅｍｂｒｙｏｓ，１９９４，Ｉａｎ Ｇｏｒｄｏｎ，ＣＡＢ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ；Ａｎａｔｏｍｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｆａｒｍ Ａｎｉｍａｌｓ（５ｔｈ ｅｄ．），１９９２，Ｒ．Ｄ．Ｆｒａｎｄｓｏｎ ａｎｄ Ｔ．Ｌ．Ｓｐｕｒｇｅｏｎ，Ｌｅａ＆Ｆｅｂｉｇｅｒ（このそれぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。個々のタイプの卵胞細胞を別々に培養してもよく，または種々のタイプの混合物を一緒に培養してもよい。
【００９５】
本明細書において用いる場合，"卵丘細胞"との用語は，卵母細胞を囲む細胞および／または組織から単離された，任意の培養されたまたは培養されていない細胞を表す。当業者は，卵丘細胞を容易に識別することができる。卵丘細胞を単離および／または培養する方法の例は，Ｄａｍｉａｎｉ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｍｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．４５：５２１−５３４；Ｌｏｎｇ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｊ；Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔ．１０２：３６１−３６９；およびＷａｋａｙａｍａ，ｅｔ ａｌ．，１９９８，Ｎａｔｕｒｅ ３９４：３６９−３７３（それぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）において議論されている。卵丘細胞は，発生の任意の段階の卵胞，例えば，原始卵胞，初代卵胞，二次卵胞，成長している卵胞，胞状卵胞，成熟している卵胞，成熟卵胞，およびグラーフ卵胞から単離することができる。卵丘細胞は，当業者によく知られる多くの方法で卵母細胞から単離することができる。例えば，卵丘細胞は，卵丘細胞／卵母細胞複合体を小口径ピペットを通してピペッティングすることにより，ヒアルロニダーゼに曝露することにより，または卵丘細胞／卵母細胞複合体を機械的に破壊することにより（例えばボルテックス），卵母細胞から単離することができる。さらに，無Ｃａ⁺⁺／Ｍｇ⁺⁺培地に曝露することにより卵丘を未熟卵母細胞から分離することができる。また，成熟卵母細胞を細胞培養培地中に入れることにより卵丘細胞培養物を樹立することができる。卵丘細胞は，増加したＬＨ／ＦＳＨ濃度を含有する培地から取り出されると，培養プレートに付着することができる。
【００９６】
好ましい態様においては，培養プロセスは，少なくとも１つの人工染色体を含む全能性哺乳動物細胞を選択する工程を含むことができる。
【００９７】
本明細書において用いる場合，"選択"との用語は，大きな異種核酸構築物，例えば人工染色体を含む細胞を同定する方法を表す。選択は，人工染色体中に取り込まれているマーカー領域を識別することにより行うことができる。"マーカー"との用語は上で定義したとおりである。好ましくは，選択される細胞培養物中の５０％−１００％の細胞が人工染色体を含む。特に好ましい態様においては，選択される細胞培養物中の５０％以上の細胞が人工染色体を含む。より好ましくは，選択される細胞培養物中の７５％以上の細胞が人工染色体を含む。最も好ましくは，選択される細胞培養物中の９０％以上の細胞が人工染色体を含む。
【００９８】
本明細書において用いる場合，"フィーダー細胞"との用語は，標的細胞との共培養において成長する細胞を表す。標的細胞は，例えば，前駆体細胞および全能性細胞でありうる。フィーダー細胞は，標的細胞に，例えば，ペプチド，ポリペプチド，電気的シグナル，有機分子（例えばステロイド），核酸分子，成長因子（例えばｂＦＧＦ），他の因子（例えば，サイトカイン，例えば，ＬＩＦおよびスチール（ｓｔｅｅｌ）因子），および代謝栄養を提供することができる。ある種の細胞，例えば，不死化した全能性細胞は健康な成長のためにフィーダー細胞を必要としないかもしれない。フィーダー細胞は，好ましくは，単層で成長する。
【００９９】
フィーダー細胞は，多くの細胞タイプから樹立することができる。これらの細胞タイプの例は，胎児細胞，マウス細胞，バッファローラット肝臓細胞，および卵管細胞である。これらの例は限定を意味するものではない。当該技術分野においてよく知られる方法により（例えば，ブレンダーを用いることにより）組織試料を破壊してフィーダー細胞株を樹立することができる。フィーダー細胞は，前駆体細胞と同じ動物種に由来するものでも異なる動物種に由来するものでもよい。胎児細胞から樹立されたフィーダー細胞の例においては，有蹄動物胎児および好ましくはウシ胎児を用いて，１またはそれ以上の細胞タイプ（例えば，始原生殖細胞，頭部領域の細胞，および体腔領域の細胞）が胎児から除去されているフィーダー細胞株を樹立することができる。胎児フィーダー細胞株を樹立するために胎児全体を用いる場合，フィーダー細胞（例えば線維芽細胞）および前駆体細胞（例えば始原生殖細胞）は同じ起源（例えば１つの胎児）から生じることができる。
【０１００】
本明細書において用いる場合，"薬剤"との用語は，細胞の正常な成長速度を遅らせる任意の種類の分子を表す。正常な細胞成長速度は，薬剤の非存在下で測定する。薬剤はまた細胞を溶解してもよい。
【０１０１】
別の観点においては，本発明は，大きな異種核酸構築物を核ドナー細胞中に導入し，次にこの核ドナー細胞を除核したレシピエント細胞中に融合させて核移植胚を形成し，この胚を活性化し，最後にこの胚を母体宿主に移植してトランスジェニック動物を生成することにより，トランスジェニック有蹄動物を製造する方法を特徴とする。特に好ましい態様においては，トランスジェニック動物は有蹄動物である。
【０１０２】
核移植
最も好ましくは，トランスジェニック動物は，異種核酸分子，好ましくは人工染色体を核ドナー細胞中に導入し，次にこの核ドナー細胞を除核したレシピエント細胞，最も好ましくは除核した卵母細胞中に融合させて核移植胚を形成し，この胚を活性化し，最後にこの胚を母体宿主に移植してトランスジェニック動物を生成することにより製造する。
【０１０３】
好ましい態様においては，人工染色体は，除核したレシピエント細胞または除核した卵母細胞との融合の前に，核ドナー細胞中に導入することによりサイブリッド中に導入する。別の好ましい態様においては，人工染色体は，核ドナー細胞と除核したレシピエント細胞または除核した卵母細胞との融合により形成されたサイブリッド中に導入する。さらに別の好ましい態様においては，人工染色体は，核ドナー細胞と除核したレシピエント細胞または除核した卵母細胞との融合と同時にサイブリッド中に導入する。
【０１０４】
本明細書において用いる場合，"核移植"および"核移植法"との用語は，全部の核ＤＮＡを１つの細胞から除核した細胞に導入することを表す。核移植法は，当業者によく知られている。米国特許４，９９４，３８４，Ｐｒａｔｈｅｒ，ｅｔ ａｌ．，表題"Ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ Ｂｏｖｉｎｅ Ｅｍｂｒｙｏｓ"，１９９１年２月１９日発行；米国特許５，０５７，４２０，Ｍａｓｓｅｙ，表題"Ｂｏｖｉｎｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，"１９９１年１０月１５日発行；米国特許５，９９４，６１９，１９９９年１１月３０日発行，Ｓｔｉｃｅ，ｅｔ ａｌ．，表題"Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ Ｂｏｖｉｎｅ ｏｒ Ｐｏｒｃｉｎｅ Ａｎｉｍａｌｓ Ｕｓｉｎｇ Ｃｕｌｔｕｒｅｄ Ｉｎｎｅｒ Ｃｅｌｌ Ｍａｓｓ Ｃｅｌｌｓ；英国特許ＧＢ２，３１８，５７８，ＧＢ２，３３１，７５１，２０００年１月１９日発行，それぞれＣａｍｐｂｅｌｌ，ｅｔ ａｌ．およびＷｉｌｍｕｔ，ｅｔ ａｌ．，表題"Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ Ｃｅｌｌ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ Ｆｏｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ"；米国特許６，０１１，１９７，Ｓｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．，表題"Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｂｏｖｉｎｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｒｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ Ｎｏｎ−Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ Ｂｏｖｉｎｅ Ｃｅｌｌｓ，"２０００年１月４日発行；および米国特許出願０９／７５３，３２３，表題"Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｐｏｒｃｉｎｅ Ａｎｉｍａｌｓ（代理人書類番号０３０６５３．００２６．ＣＩＰ１，２０００年１２月２８日出願）（このそれぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。核移植は，透明帯により囲まれていない卵母細胞を用いて実施することができる。
【０１０５】
核移植法においては，核ドナー細胞，またはその核をレシピエント細胞中に導入する。レシピエント細胞は，好ましくは卵母細胞であり，好ましくは除核した卵母細胞である。しかし，本発明は，部分的には，卵母細胞の核が卵母細胞から物理的に抜き取られていない核移植に関連する。ドナー細胞からの核ＤＮＡが細胞分裂の間に複製する核移植胚を樹立することが可能である。例えば，Ｗａｇｏｎｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，"Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｖｉｎｅ ｏｏｃｙｔｅｓ：ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｇｈｔ，"Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ４６：２７９−２８４を参照されたい。さらに，核移植は，１つの核ドナーと２以上の除核した卵母細胞とを組み合わせることにより行うことができる。また，核移植は，１つの核ドナー，１またはそれ以上の除核した卵母細胞，および１またはそれ以上の除核した卵母細胞の細胞質を組み合わせることにより行うことができる。得られる核ドナー細胞とレシピエント細胞との組み合わせは，"核移植胚"，"ハイブリッド細胞"または"サイブリッド"等と様々に称することができる。
【０１０６】
さらに，核ドナーは，核レシピエントが単離されたものと同じ種類の動物から生じさせてもよい。あるいは，核ドナーは，核レシピエントが単離されたものとは異なる種の動物から生じさせてもよい。例えば，スイギュウの耳パンチから単離した分化した細胞を核ドナーとして用いることができ，ウシ動物から単離した卵母細胞を核アクセプタとして用いることができる。すなわち，異種特異的核移植は本発明により企図される。
【０１０７】
本明細書において用いる場合，"核ドナー"との用語は，卵母細胞中に移動させることができる核ＤＮＡを有する任意の細胞，またはその核を表す。核ドナーは，細胞から単離された核であってもよい。当業者には，核を細胞から単離し，次にその核を核ドナーとして利用するための多くの手法が利用可能である。例えば，米国特許４，６６４，０９７，６，０１１，１９７，および６，１０７，５４３（それぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。いかなるタイプの細胞も核ドナーとして作用することができる。核ドナー細胞の例には，限定されないが，インビトロまたはインビボでの２つの配偶子の合体から生じた胚から単離された培養されたまたは培養されていない細胞；培養された胚性細胞（例えば，前胚盤胞細胞および内部細胞塊細胞）から生じた胚性幹細胞（ＥＳ細胞）；胚から単離された内部細胞塊細胞から生じた培養されたまたは培養されていない細胞；培養されたまたは培養されていない前胚盤胞細胞；培養されたまたは培養されていない胎児細胞；培養されたまたは培養されていない成体細胞；培養されたまたは培養されていない始原生殖細胞；培養されたまたは培養されていない生殖細胞（例えば，胚性生殖細胞）；動物から単離された培養されたまたは培養されていない体細胞；培養されたまたは培養されていない卵丘細胞；培養されたまたは培養されていない羊膜細胞；培養されたまたは培養されていない胎児線維芽細胞；培養されたまたは培養されていない生殖隆起細胞；培養されたまたは培養されていない分化した細胞；同調集団中の培養されたまたは培養されていない細胞；非同調集団中の培養されたまたは培養されていない細胞；培養されたまたは培養されていない血清飢餓処理細胞；培養されたまたは培養されていない永久細胞；および培養されたまたは培養されていない全能性細胞が含まれる。例えば，Ｐｉｅｄｒａｈｉｔａ，ｅｔ ａｌ．，１９９８，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．５８：１３２１−１３２９；Ｓｈｉｍ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．５７：１０８９−１０９５；Ｔｓｕｎｇ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｓｈｉｈ Ｙｅｎ Ｓｈｅｎｇ Ｗｕ Ｈｓｕｅｈ Ｐａｏ ２８：１７３−１８９；およびＷｈｅｅｌｅｒ，１９９４，Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔｉｌ．Ｄｅｖ．６：５６３−５６８（このそれぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。さらに，核ドナーは，先に凍結または低温保存された細胞であってもよい。
【０１０８】
"活性化"との用語は，核移植工程の前，途中または後に細胞が分裂するよう刺激するのに有用な任意の材料および方法を表す。サイブリッドは，核移植が行われた後に分裂するためには刺激を必要とするかもしれない。本発明は，当業者に知られる任意の活性化材料および方法と適合する。電気パルスは時にはサイブリッドの活性化を刺激するのに十分であるが，サイブリッドの適切な活性化には場合により他の手段が有用であるかまたは必要である。胚を活性化するのに有用な化学材料および方法は，以下の本発明の別の好ましい態様において記載される。
【０１０９】
活性化のための非電気的手段の例には，エタノール；イノシトール三リン酸（ＩＰ₃）；Ｃａ⁺⁺イオノフォア（例えばイオノマイシン）および蛋白質キナーゼ阻害剤（例えば，６−ジメチルアミノプリン（ＤＭＡＰ））；温度変化；蛋白質合成阻害剤（例えばシクロヘキサミド）；ホルボルエステル，例えばホルボル１２−ミリステート−１３−アセテート（ＰＭＡ）；機械的手法；およびタプシガーギン等の薬剤が含まれる。本発明は，当該技術分野において知られている任意の活性化手法を含む。例えば，米国特許５，４９６，７２０，表題"Ｐａｒｔｈｅｎｏｇｅｎｉｃ Ｏｏｃｙｔｅ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ"，Ｓｕｓｋｏ−Ｐａｒｒｉｓｈ，ｅｔ ａｌ．（１９９６年３月５日発行）；および米国特許６，０７７，７１０（２０００年６月２０日発行）（それぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１１０】
本明細書において用いる場合，核移植に関して"融合"との用語は，核ドナーおよびレシピエント卵母細胞に対応する脂質膜の部分の組み合わせを表す。脂質膜は，例えば，細胞の形質膜または核膜に対応することができる。例えば，核ドナーとレシピエント卵母細胞と互いに隣接して置いたときに，または核ドナーをレシピエント卵母細胞の卵黄周囲腔中に置いたときに，これらの間に融合が生じうる。全能性哺乳動物細胞の卵母細胞内への移植の特定の例は，本明細書の別の好ましい態様に記載される。移動のためのこれらの手法は，核移植に関して上で引用した参考文献に詳細に記載されている。
【０１１１】
本明細書において用いる場合，"電気パルス"との用語は，核ドナーおよびレシピエント卵母細胞に電流を与えることを表す。核移植のために，核ドナーおよびレシピエント卵母細胞を電極の間に配置し，電流を与えることができる。電流は交流でも直流でもよい。電流は，種々の異なる時間で１回のパルスとしてまたは多数のパルスとして細胞に加えることができる。細胞は，典型的には，電気パルスを加えるのに適当な培地中で培養する。核移植に使用される電気パルス条件の例は，核移植に関して先に引用される参考文献および特許に記載されている。
【０１１２】
本明細書において用いる場合，核移植に関して"融合剤"との用語は，全能性哺乳動物細胞核ドナーをレシピエント卵母細胞に隣接して置いたときに，異なる細胞からの形質膜のその部分が融合する確率を増加させることができる任意の化合物または生物を表す。ある態様においては，融合剤は，ポリエチレングリコール（ＰＥＧ），トリプシン，ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ），レクチン，アグルチニン，ウイルス，およびセンダイウイルスからなる群より選択される。これらの例は限定を意味するものではなく，当該技術分野において知られる他の融合剤を適用することができ，これらも本発明に含まれる。
【０１１３】
本明細書において用いる場合，融合剤に関して"適切な濃度"との用語は，測定可能な量の融合を与える融合剤の任意の濃度を表す。融合は，当業者によく知られる多くの手法，例えば，光学顕微鏡，染料，および蛍光脂質を用いて測定することができる。
【０１１４】
本明細書において用いる場合，"全能性"との用語は，生きて生まれた動物を生じさせることができる細胞，胚，または胎児を表す。"全能性"との用語はまた，特定の動物中の細胞のすべてを生じさせる細胞を表す。全能性細胞は，１またはそれ以上の核移植工程から胚を発生させる方法において用いられたとき，動物の細胞のすべてを生じさせることができる。全能性細胞，胚，および胎児はまた，不完全な動物，例えば，臓器の収穫に有用な動物，例えば，ホメオ遺伝子の操作により臓器または付属器の成長が排除されている遺伝的改変を有する動物を生成するために用いることができる。
【０１１５】
本明細書において用いる場合，"生きて生まれる"との用語は，好ましくは，胎外で存在する動物を表す。"生きて生まれた"動物は，母体宿主を出たときから少なくとも１秒間生きる動物であってもよい。"生きて生まれた"動物は，生存のために子宮環境中での呼吸系を必要としなくてもよい。"生きて生まれた"動物は，歩行性動物であってもよい。そのような動物には，思春期前および思春期後動物が含まれうる。先に議論されているように，生きて生まれた動物は，その種類の正常な動物に存在するものの一部を欠失していてもよい。
【０１１６】
好ましい態様においては，（１）全能性細胞は少なくとも１つの前駆体細胞から生じ；（２）前駆体細胞は有蹄動物の任意の領域から単離されるかおよび／またはそれから生じ；（３）前駆体細胞は培養中の任意の細胞から単離されるかおよび／またはそれから生じ；（４）前駆体細胞は，初代細胞，非胚性細胞，非胎児細胞，分化した細胞，未分化の細胞，体細胞，胚性細胞，胎児細胞，胚性幹細胞，始原生殖細胞，生殖隆起細胞，卵丘細胞，羊膜細胞，胎児線維芽細胞，子宮細胞，卵胞細胞，卵丘細胞，肝細胞，胚性生殖細胞，成体細胞，細胞の非同調集団から単離される細胞，および細胞の同調集団から単離される細胞であって同調集団は細胞サイクルのＧ₀期で静止していない細胞からなる群より選択され；（５）全能性細胞は胚性生殖細胞の形態を有する。
【０１１７】
本明細書において用いる場合，"前駆体細胞"との用語は，全能性細胞の細胞株を作製するために用いられる細胞を表す。前駆体細胞は，任意の動物から，好ましくは哺乳動物から，より好ましくは有蹄動物から単離される。前駆体細胞は，ほとんどすべての細胞性実在物から単離することができる。例えば，前駆体細胞は，胚盤胞，胚，胎児，および細胞株（例えば，胚性細胞から樹立された細胞株）から単離することができ，好ましくは胎児および／または胎児細胞から樹立された細胞株から単離することができ，より好ましくは胎外動物および／または細胞培養および／またはそのような胎外動物から樹立された細胞株から単離することができる。胎外動物は，新生動物，青年期動物，一年子動物，および成体動物として存在することができる。胎外動物は，生きていても死後であってもよい。前駆体細胞の例には，限定されないが，非胚性細胞；非胎児細胞；分化した細胞；成体細胞；体細胞；胚性細胞；胎児細胞；胚性幹細胞；始原生殖細胞；生殖隆起細胞；子宮細胞；羊膜細胞；卵胞細胞；卵丘細胞；細胞の非同調集団から単離された細胞；および細胞の同調した集団から単離された細胞であって，ここで同調集団は細胞サイクルのＧ₀期で静止していない；および，細胞株および／または全能性として培養されている上述のすべてのものが含まれる。
【０１１８】
本明細書において用いる場合，"から生ずる"との用語は，１またはそれ以上の細胞を少なくとも１つの異なる特性を有する１またはそれ以上の細胞に変換することを表す。例えば，（１）非全能性前駆体細胞は，以下に記載される本発明の特徴を利用することにより全能性細胞に変換することができる；（２）前駆体細胞は，胚性生殖細胞の細胞形態を発生させることができる；（３）前駆体細胞は培養細胞を生じうる；（４）前駆体細胞は培養細胞株を生じうる；および（５）前駆体細胞は培養永久細胞株を生じうる。変換プロセスは，再プログラミング工程と表すことができる。さらに，"から生ずる"との用語は，以下に記載されるように，核移植法を用いて本発明の全能性細胞から全能性胚を樹立することを表す。
【０１１９】
本明細書において用いる場合，"再プログラムする"または"再プログラムされた"との用語は，非全能性細胞を全能性細胞に変換することができる材料および方法を表す。全能性細胞と非全能性細胞との区別しうる特徴は先に記載されている。非全能性細胞を全能性細胞に変換する材料および方法の例は，前駆体細胞をレセプターリガンドカクテルとともにインキュベートすることである。レセプターリガンドカクテルは以下に記載される。好ましい態様においては，細胞の培養は，細胞を全能性とするのに十分な刺激である。
【０１２０】
本明細書において用いる場合，"再プログラムする"または"再プログラムされた"との用語はまた，細胞を少なくとも１つの異なる特性を有する別の細胞に変換することができる材料および方法を表すことができる。また，そのような材料および方法は，細胞を前者の細胞のライフサイクルの間には典型的には発現されない別の細胞タイプに再プログラムまたは変換することができる。例えば，（１）非全能性細胞を再プログラムして全能性細胞とすることができ；（２）前駆体細胞を再プログラムしてＥＧ細胞の形態を有する細胞とすることができ；そして（３）前駆体細胞を再プログラムして全能性細胞とすることができる。前駆体細胞をＥＧ細胞の形態を有する全能性細胞に変換するための材料および方法の例は以下に記載される。
【０１２１】
本明細書において用いる場合，細胞に関して"単離された"との用語は，機械的に別の細胞の群から分離されている細胞を表す。細胞の群の例は，発生している細胞塊，細胞培養物，細胞株，および動物である。これらの例は限定を意味するものではなく，本発明はあらゆる細胞の群に関連する。１またはそれ以上の細胞を他の細胞の群から単離する方法は，当該技術分野においてよく知られている。例えば，Ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｃｅｌｌｓ：ａ ｍａｎｕａｌ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ），１９９４，Ｒ．Ｉ．Ｆｒｅｓｈｎｅｙ（ｅｄ．），Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，Ｉｎｃ．；Ｃｅｌｌｓ：ａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｍａｎｕａｌ（ｖｏｌ．１），１９９８，Ｄ．Ｌ．Ｓｐｅｃｔｏｒ，Ｒ．Ｄ．Ｇｏｌｄｍａｎ，Ｌ．Ａ．Ｌｅｉｎｗａｎｄ（ｅｄｓ．），Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ；およびＡｎｉｍａｌ Ｃｅｌｌｓ：ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｄｉａ，１９９４，Ｄ．Ｃ．Ｄａｒｌｉｎｇ，Ｓ．Ｊ．Ｍｏｒｇａｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，Ｌｔｄ．を参照されたい。
【０１２２】
本明細書において用いる場合，"低温保存"または"低温保存された"との用語は，本発明の細胞，胚，または動物を凍結することを表す。本発明の細胞，胚，または動物の一部は，０℃より低い温度で，好ましくは−８０℃より低い温度で，より好ましくは−１４０℃より低い温度で，最も好ましくは−１９６℃より低い温度で凍結される。本発明においては，細胞および胚は無期限に低温保存することができる。生物学的材料は５０年以上低温保存しうることが知られている。例えば，５０年以上低温保存された精液を用いて人工的に雌ウシ動物に注入することができる。低温保存の方法および道具は当業者によく知られている。例えば，米国特許５，１６０，３１２，表題"Ｃｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ Ｅｍｂｒｙｏｓ"，Ｖｏｅｌｋｅｌ，１９９２年１１月３日発行（すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１２３】
本発明の目的のためには，本明細書において用いる場合，"胚"または"胚性"との用語は，母体宿主の子宮膜中に移植されていない発生している細胞塊を表す。したがって，本明細書において用いる場合，"胚"との用語は，受精した卵母細胞，サイブリッド（本明細書において定義される），前胚盤胞期の発生している細胞塊，および／または母体宿主の子宮膜中に移植される前に発生の段階にある他の任意の発生している細胞塊を表すことができる。本発明の胚は生殖隆起を示さなくてもよい。したがって，"胚性細胞"は胚から単離されるか，および／または胚から生ずる。
【０１２４】
胚は，細胞発生の多くの段階であることができる。例えば，１つの細胞胚は接合子と称することができ，割れた胚から生ずる固い球形の細胞の塊は桑実胚と称することができ，胞胚腔を有する胚は胚盤胞と称することができる。
【０１２５】
本明細書において用いる場合，"除核した卵母細胞"または"除核したレシピエント細胞"との用語は，その核が除去されている卵母細胞を表す。典型的には，針を卵母細胞内に入れ，核を針の内部空間に吸引することができる。形質膜を破壊させずに針を卵母細胞から抜き出すことができる。この除核手法は当業者によく知られている。米国特許４，９９４，３８４；米国特許５，０５７，４２０；およびＷｉｌｌａｄｓｅｎ，１９８６，Ｎａｔｕｒｅ ３２０：６３−６５を参照されたい。除核した卵母細胞は，若齢または加齢卵母細胞から調製することができる。除核した卵母細胞は，好ましくは，インビトロまたはインビボである時間成熟させた卵母細胞から調製する。この時間は，卵母細胞の起源の種によって様々でありうる。例えば，ウシ卵母細胞は，好ましくは１０時間−４０時間，より好ましくは１６時間−３６時間，最も好ましくは２０時間−３２時間成熟させる。これに対し，ブタ卵母細胞は，好ましくは，２４時間以上成熟させ，より好ましくは３６時間以上成熟させる。特に好ましい態様においては，ブタ卵母細胞は４０時間以上，約９６時間まで，より好ましくは４２−５４時間，さらにより好ましくは４２−４８時間成熟させる。
【０１２６】
本明細書において用いる場合，"成熟"および"成熟した"との用語は，卵母細胞をインビトロで培地中でインキュベートするプロセスを表す。卵母細胞は，当業者によく知られる多くの培地でインキュベートすることができる。例えば，ウシ生物については，Ｓａｉｔｏ，ｅｔ ａｌ．，１９９２，Ｒｏｕｘ’ｓＡｒｃｈ．Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．２０１：１３４−１４１を，ヒツジ生物についてはＷｅｌｌｓ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒ．５７：３８５−３９３を，さらに，Ｍａｔｔｉｏｌｉ，ｅｔ ａｌ．，１９８９，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ３１：１２０１−１２０７；Ｊｏｌｌｉｆｆ＆Ｐｒａｔｈｅｒ，１９９７，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．５６：５４４−５４８；Ｆｕｎａｈａｓｈｉ＆Ｄａｙ，１９９３，Ｊ Ｒｅｐｒｏｄ．Ｆｅｒｔ．９８：１７９−１８５；Ｎａｇａｓｈｉｍａ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｍｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．Ｄｅｖ．３８：３３９−３４３；Ａｂｅｙｄｅｅｒａ，ｅｔ ａｌ．，１９９８，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．５８：２１３−２１８；Ｆｕｎａｈａｓｈｉ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．５７：４９−５３；およびＳａｗａｉ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．５７：１−６（これらのそれぞれはすべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。成熟培地は，多種類の成分，例えば，微小管阻害剤（例えば，サイトカラシンＢ），ホルモンおよび成長因子を含むことができる。成熟培地に組み込むことができる成分の他の例は，ＷＯ９７／０７６６８，表題"Ｕｎａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｏｏｃｙｔｅｓ ａｓ Ｃｙｔｏｐｌａｓｔ Ｒｅｃｉｐｉｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，"Ｃａｍｐｂｅｌｌ＆Ｗｉｌｍｕｔ，（１９９７年３月６日発行，すべての図面および表を含みその全体を本明細書の一部としてここに引用する）に議論されている。成熟の時間は，卵母細胞を成熟培地中に置いた時から卵母細胞を操作（例えば，除核，核移植，融合，および／または活性化）に供する時までの時間により決定することができる。
【０１２７】
卵母細胞は任意の時間成熟させることができる。卵母細胞は，１０時間以上，２０時間以上，２４時間以上，３６時間以上，４８時間以上，６０時間以上，７２時間以上，および９０時間以上成熟させることができる。卵母細胞成熟に関して"約"との用語は，プラスマイナス３時間を表す。
【０１２８】
卵母細胞はまたインビボで成熟することができる。成熟の時間は，卵母細胞が減数分裂を再開するための適当な刺激を受けたときから卵母細胞を操作するときまでの時間でありうる。インビトロで成熟する卵母細胞について上述したものと同様の成熟時間がインビボで成熟する卵母細胞についても適用される。
【０１２９】
核移植は，１つの核ドナーと２以上の除核した卵母細胞とを混合することにより行うことができる。さらに，核移植は，１つの核ドナー，１またはそれ以上の除核した卵母細胞，および１またはそれ以上の除核した卵母細胞の細胞質を混合することにより行うことができる。
【０１３０】
本明細書において用いる場合，"若齢卵母細胞"との用語は，インビボでの発情の開始と排卵との間の時間の長さと同じかそれより短い時間インビトロで成熟させた卵母細胞を表す。例えば，発情の開始は，黄体ホルモンの高まりにより表示される。典型的にはウシは発情の開始の約２６時間後に排卵する。すなわち，若齢卵母細胞は，約２６時間またはそれ以下，好ましくは１６−１７時間成熟した卵母細胞である。発情の開始と排卵との間の時間の長さを測定する方法は当業者にはよく知られている。例えば，Ｐ．Ｔ．Ｃｕｐｐｓ，"Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｄｏｍｅｓｔｉｃ Ａｎｉｍａｌｓ，"Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ，１９９１を参照されたい。ウマについては，排卵は発情の開始から約３３時間後に生ずる；ブタについては約４０時間；ヒツジおよびヤギについては約２４−３６時間；イヌについては約４０−５０時間；ネコについては約２４−３６時間後に生ずる。"若齢卵母細胞"との用語はまた，インビボで成熟し排卵され，ほぼ排卵の時に回収された卵母細胞を表す。この文脈において約との用語は±１時間を表す。
【０１３１】
卵母細胞は，当業者によく知られる方法を用いて生きている動物から単離することができる。例えば，Ｐｉｅｔｅｒｓｅ，ｅｔ ａｌ．，１９８８，"Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｖｉｎｅ ｏｏｃｙｔｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｖａｇｉｎａｌ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖａｒｉｅｓ"，Ｔｈｅｒｉｏｇｅｎｏｌｏｇｙ ３０：７５１−７６２を参照されたい。卵母細胞は死亡してまたは生きて生まれた動物の卵巣または卵管から単離することができる。卵母細胞のインビトロ培養に適した培地は当業者によく知られている。例えば，米国特許５，０５７，４２０（本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１３２】
ある種の若齢卵母細胞は，その卵細胞質の外観により識別することができる。ある種の細胞性物質（例えば脂質）がまだ卵細胞質中に分散していないためである。若齢卵母細胞は，核濃縮（ｐｙｃｎｏｔｉｃ）の外観を有することができる。核濃縮の外観は，細胞質物質の凝集により特徴づけることができる。例えば，ウシにおいては，"核濃縮の"外観は，より均一な外観の卵細胞質を有する２８時間より加齢した卵母細胞の外観と対比することができる。
【０１３３】
本明細書において用いる場合，"加齢卵母細胞"との用語は，インビボでの発情の開始から排卵までの時間の長さより長い時間インビトロで成熟させた卵母細胞を表す。"加齢卵母細胞"との用語はまた，インビボで成熟し排卵され，排卵時より約１時間以上後に回収された卵母細胞を表すことができる。加齢卵母細胞は，特徴的な均一な卵細胞質により識別することができる。この外観は，本明細書において先に記載した若齢卵母細胞の密な外観と対比することができる。卵母細胞の年齢は，卵母細胞が適当な成熟培地中に置かれた時から卵母細胞が活性化される時までに経過した時間により定義することができる。卵母細胞の年齢は，核移植の効率を劇的に高めることができる。例えば，加齢卵母細胞は，若齢卵母細胞より活性化刺激に対してより感受性でありうる。
【０１３４】
本明細書において用いる場合，"インビボで排卵された"との用語は，動物が発情期にあるという特徴を示してからある時間の経過後に動物から単離された卵母細胞を表す。発情期にある動物の特徴は当業者によく知られており，本明細書に開示される参考文献中に記載されている。
【０１３５】
本明細書において用いる場合，"母体レシピエント"および"レシピエント雌"との用語は，胚の発生のために胚を移植された雌動物を表す。母体レシピエントは移植される胚と同種でも異種でもよい。例えば，当該技術分野においては，ウシ胚がヒツジの卵管中で発生しうることが示されている（Ｓｔｉｃｅ＆Ｋｅｅｆｅｒ，１９９３，"Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｌ ｂｏｖｉｎｅ ｅｍｂｒｙｏ ｃｌｏｎｉｎｇ，"Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ４８：７１５−７１９）。移植の手法は当業者によく知られている。例えば，Ｐｏｌｇｅ＆Ｄａｙ，１９８２，"Ｅｍｂｒｙｏ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ，"Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐｉｇ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ＤＪＡ Ｃｏｌｅ ａｎｄ ＧＲ Ｆｏｘｃｒｏｆｔ，，ｅｄｓ．，Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ，Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈｓ，ｐｐ．２２７−２９１；Ｇｏｒｄｏｎ，１９９７，"Ｅｍｂｒｙｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ ｐｉｇｓ，"Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｐｉｇｓ（Ｇｏｒｄｏｎ，ｅｄ），ＣＡＢ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＵＫ，ｐｐ１６４−１８２；およびＫｏｊｉｍａ，１９９８，"Ｅｍｂｒｙｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ，"Ｍａｎｕａｌ ｏｆ ｐｉｇ ｅｍｂｒｙｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｗｉｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｐ７６−７９（それぞれは，すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１３６】
本明細書において用いる場合，"複製単位"との用語は，所定の複製の起源からコピーされることができる，染色体または複製されることができる他のＤＮＡ分子の部分を表す。真核生物の染色体は多くの複製単位を有する。"複製の起源"との用語は，ＤＮＡ分子の複製が開始される位置を表す。
【０１３７】
"本質的に同種ではないＤＮＡ"との用語は，問題とするＤＮＡ分子がほぼ完全に異種ＤＮＡを含むことを意味する。好ましくは，同種のＤＮＡを本質的に含まない分子は，分子中の異種ＤＮＡの塩基対の数を分子中の塩基対の総数で割ったときに，少なくとも９８％，９９％，９９．５％，または９９．９％の異種ＤＮＡを含む。
【０１３８】
本明細書において用いる場合，"同種ＤＮＡ"との用語は，細胞核ＤＮＡに存在するＤＮＡ配列と同じ核酸配列を有するＤＮＡを表す。
【０１３９】
"生殖細胞系"との用語は，生物の生殖細胞を生ずる細胞を表す。これらの細胞は，生物の完全なハプロイドゲノムを含み，問題とする生物の子孫にこれらのＤＮＡ分子を渡す。
【０１４０】
"体細胞"との用語は，配偶子の生成に関与していない生物の細胞を表し，例えば，体細胞は，問題とする生物の次の世代にゲノムを渡すことに関与していない。
【０１４１】
トランスジェニック胚，胎児，および動物
さらに別の観点においては，本発明は，部分的には，本発明の全能性哺乳動物細胞から発出した任意の胚，胎児，および動物に関連し，ここで，これらの発生している細胞塊中の１またはそれ以上の細胞は，少なくとも１つの大きな異種核酸構築物，最も好ましくは人工染色体を含む。
【０１４２】
好ましい態様においては，本発明の全能性哺乳動物細胞から発出される胚，胎児，および動物の少なくとも１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％，または９０％の細胞は，少なくとも１つの大きな異種核酸構築物を含む。最も好ましくは，本発明の全能性哺乳動物細胞から発出される胚，胎児，および動物の９０％以上の細胞が少なくとも１つの大きな異種核酸構築物を含む。そのような胚，胎児，および動物は，当該技術分野において"トランスジェニック"であるとして知られている。ある態様においては，大きな異種核酸構築物は人工染色体であり，最も好ましくはＡＣＥまたは真正染色質に基づくミニ染色体である。
【０１４３】
少なくとも１つの人工染色体を含む胚，胎児，および動物の細胞は，好ましくは，１０個以下の人工染色体を含み；より好ましくは，６個以下の人工染色体，４個以下の人工染色体，または２個以下の人工染色体を含み；最も好ましくは１個の人工染色体を含む。本発明の胚，胎児，および動物の細胞が２以上の人工染色体を含む場合，これらの人工染色体は同一でも互いに異なっていてもよい。
【０１４４】
本明細書において用いる場合，胚，胎児および動物に関して"トランスジェニック"との用語は，異種核酸を含有する１またはそれ以上の細胞を含む胚，胎児または動物を表す。好ましい態様においては，トランスジェニック胚，胎児，または動物は，１またはそれ以上のトランスジェニック細胞を含む。生殖細胞系移植は，この用語が本明細書において用いられる場合，トランスジェニック胚，胎児，または動物の要件ではないが，特に好ましい態様においては，トランスジェニック胚，胎児，または動物は，そのトランスジェニック特性を生殖細胞系を介して渡すことができる。ある態様においては，トランスジェニック胚，胎児または動物は，１またはそれ以上のトランスジンをトランスジェニックＲＮＡおよび蛋白質分子として発現する。最も好ましくは，トランスジェニック胚，胎児または動物は，トランスジェニック核ドナー細胞を用いる核移植法から得られる。
【０１４５】
トランスジェニック全能性哺乳動物胚は，１またはそれ以上の核移植法から発出した培養したサイブリッドから樹立することができ，ここで，核移植法の１つは少なくとも１つの人工染色体を有する全能性哺乳動物細胞を核ドナーとして使用する。トランスジェニック全能性胎児は，例えば，適当な雌宿主の子宮に移植されたトランスジェニック全能性胚から樹立することができる。本発明のクローン化トランスジェニック哺乳動物は，本発明の全能性哺乳動物細胞，全能性哺乳動物胚，および全能性哺乳動物胎児から樹立することができる。
【０１４６】
ある態様においては，トランスジェニック動物胚は，核ドナー細胞を除核したレシピエント細胞中に核移植することにより製造し，これは以下の方法にしたがう：（ａ）１００キロ塩基対より大きな異種ＤＮＡ分子をミクロセル融合により１またはそれ以上の有蹄動物細胞中に導入し；（ｂ）１またはそれ以上の細胞を培養して細胞培養物を得；（ｃ）細胞培養から得られた核ドナー細胞を除核したレシピエント細胞と融合させて，異種ＤＮＡ分子を含む核移植胚を形成し；そして（ｄ）核移植胚を活性化させてトランスジェニック有蹄動物胚を得る。
【０１４７】
特に好ましい態様においては，この方法は，以下の１またはそれ以上を含むことができる：培養工程は，前記異種ＤＮＡ分子の１またはそれ以上のマーカーについての選択を含み，このことにより前記細胞培養物中の少なくとも９０％の細胞が異種ＤＮＡ分子を含み；トランスジェニック動物は，ウシ，ヒツジ，ヤギ，およびブタからなる群より選択される有蹄動物であり；異種ＤＮＡ分子は，１またはそれ以上のテロメア，１またはそれ以上のセントロメア，および１またはそれ以上の複製起源を含み；異種ＤＮＡ分子は，トランスジェニック有蹄動物胚の細胞の本質的に同種ではないＤＮＡを含む複製単位中に含まれており；活性化された核移植胚は少なくとも二細胞期まで培養され，ここで，トランスジェニック有蹄動物胚の少なくとも５０％の細胞は異種ＤＮＡ分子を含み；核ドナー細胞は，体細胞，始原生殖細胞，胚性生殖細胞，および胚性幹細胞からなる群より選択され；異種ＤＮＡ分子は複数のコピーの少なくとも１つのトランスジンを含み；異種ＤＮＡ分子は１００キロ塩基対−５００メガ塩基対のサイズであり；異種ＤＮＡ分子は人工染色体である。
【０１４８】
さらに別の観点においては，本発明は，クローン化トランスジェニック胎児または動物を用いる方法を特徴とし，ここで，胎児または動物の１またはそれ以上の細胞は１またはそれ以上の大きな異種核酸構築物を含む。クローン化トランスジェニック胎児または動物を使用する方法は，胎児または動物から少なくとも１つの成分を単離する工程を含む。
【０１４９】
本明細書において用いる場合，"成分"との用語は，胎児または動物の任意の部分に関連しうる。成分は，液体，生物学的液体，細胞，組織，臓器，配偶子，胚，および胎児からなる群より選択することができる。
【０１５０】
本明細書において用いる場合，"配偶子"との用語は，動物の生殖系に直接的または間接的に関与している任意の細胞を表す。配偶子の例は，精母細胞，精原細胞，卵母細胞，および卵原細胞である。配偶子は，動物から回収される液体，組織，および臓器中に存在することができる（例えば，精子は精液中に存在する）。例えば，人工受精の目的で精液を回収する方法は当業者によく知られている。例えば，Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｔｔｌｅ（２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ），Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ，ｅｔ ａｌ．，ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ １９６１，１９７８，ＷＨ Ｆｒｅｅｍａｎ＆Ｃｏ．，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏを参照されたい。しかし，本発明は，動物からのあらゆるタイプの配偶子の回収に関連する。
【０１５１】
"組織"との用語は，上で定義したとおりである。"臓器"との用語は，胎児または動物から単離される任意の臓器，または臓器の任意の部分を表す。臓器および組織の例は，神経組織，脳組織，脾臓，心臓，胚，胆嚢，膵臓，精巣，卵巣，腸，皮膚および腎臓である。これらの例は限定的なものではなく，本発明は，本発明のクローン化動物から単離されるあらゆる臓器およびあらゆる組織に関連する。
【０１５２】
好ましい態様においては，（１）液体，生物学的液体，細胞，組織，臓器，配偶子，胚，および胎児を操作することができ；（２）操作は，動物または胎児から少なくとも１つの成分を単離することを含み；（３）操作は成分を低温保存する工程を含み；（４）操作は成分を融解する工程を含み；（５）操作は精液をＸ染色体含有精液とＹ染色体含有精液とに分離する工程を含み；（６）操作は人工受精用の精液を調製する方法を含み；（７）操作は，成分から所望のポリペプチドを精製する工程を含み；（８）操作は，成分の濃縮を含み；そして（９）操作は，１またはそれ以上のクローン化細胞，クローン化組織，クローン化臓器，および／またはクローン化臓器の一部をレシピエント生物に移植する工程を含む（例えば，レシピエント生物はドナー起源と異なる種のものであってもよい）。
【０１５３】
本明細書において用いる場合，精液分離に関して"分離する"との用語は，精液サンプルを性特異的画分に分画するための当業者によく知られる方法を表す。このタイプの分離は，市販のフローサイトメータを用いて行うことができる。遺伝子成分により精子を分離するためにフローサイトメータを使用する方法は当該技術分野においてよく知らている。精液は，当業者によく知られる他の方法により，その性付随特性により分離することができる。米国特許５，４３９，３６２，５，３４６，９９０，および５，０２１，２４４，表題"Ｓｅｘ−Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｔｈａｔ Ｏｆｆｓｐｒｉｎｇ Ｗｉｌｌ Ｂｅｏｆａ Ｄｅｓｉｒｅｄ Ｓｅｘ，"Ｓｐａｕｌｄｉｎｇ（それぞれ，１９９５年８月８日発行，１９９４年９月１３日発行および１９９１年６月４日発行，これらはすべて，すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１５４】
精液調製方法は当業者にはよく知られている。これらの調製工程の例は，Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｔｔｌｅ（２ｎｄ．ｅｄｉｔｉｏｎ），Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ，ｅｔ ａｌ．，ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ １９６１，１９７８，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ＆Ｃｏ．，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏに記載されている。
【０１５５】
本明細書において用いる場合，"精製"との用語は，試料中の特定のポリペプチドの比活性を増加させることを表す。比活性は，標的ポリペプチドの活性と試料中の全ポリペプチドの濃度との間の比率として表すことができる。活性は，例えば，触媒活性および／または結合活性でありうる。あるいは，比活性は，標的ポリペプチドの濃度と総ポリペプチドの濃度との間の比率として表すことができる。精製方法には，透析，遠心分離，およびカラムクロマトグラフィー手法が含まれ，これらは当業者によく知られている手法である。例えば，Ｙｏｕｎｇ，ｅｔ ａｌ．，１９９７，"Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｌｋ ｏｆ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｄａｉｒｙ ａｎｉｍａｌｓ，"ＢｉｏＰｈａｒｍ １０（６）：３４−３８を参照されたい。
【０１５６】
本明細書において用いる場合，"移植する"との用語は，細胞，組織，臓器，および／または臓器の一部を動物に移すことに関連しうる。細胞，組織，臓器，および／または臓器の一部は，例えば，（ａ）インビトロで発生させ，次に動物に移植する，（ｂ）動物から取り出し，異なる種の別の動物に移植する，（ｃ）動物から取り出し，同じ種の別の動物に移植する，（ｄ）動物の一部から取り出し（例えば動物の足），次に同じ動物の別の部分に移植する（例えばその動物の脳），および／または（ｅ）上述の任意の組み合わせを行うことができる。"移植"との用語は，細胞，組織，および／または臓器を動物に加えることに関連することができ，細胞，組織，および／または臓器を動物から取り出すことに関連することができ，およびこれらを別の起源からの細胞，組織，および／または臓器で置き換えることに関連することができる。
【０１５７】
本明細書において用いる場合，"移植する"との用語はまた，１またはそれ以上の細胞，組織，臓器，および／または臓器の一部をクローン化哺乳動物から別の生物に移植することを表すことができる。例えば，クローン化哺乳動物生物からの神経組織をヒト神経系の適当な領域に移植して，神経性疾病，例えばアルツハイマー病を治療することができる。あるいは，ブタ生物に由来するクローン化細胞，組織，および／または臓器をヒトレシピエントに移植することができる。本発明のこの好ましい観点を行うための外科手術法は当業者によく知られている。移植法は，移植工程の前に，細胞，組織，または臓器をレシピエント生物から取り出すかまたは除去する工程を含むことができる。
【０１５８】
特に興味深いものは，耐性を与えるかまたは疾病に対する感受性を低下させる遺伝子を発現するトランスジェニック動物である。多くの遺伝子をＡＣＥ中に導入することができるため，抗原をコードする一連の遺伝子を導入することができ，これは発現させたときに，多価ワクチンと類似する様式で，抗原に対する曝露が免疫またはある種の防御を与えるよう，宿主動物を疾病に対して免疫するように作用するであろう。
【０１５９】
また興味深いものは，疾病を研究しその治療および治癒の療法を開発するために，ある種の疾病および疾患のモデルとして働くトランスジェニック動物である。そのような疾病の動物モデルは，ＭＡＣ，好ましくはＡＣＥにより動物中に導入され，動物において疾病または疾患を誘導する遺伝子を発現する［典型的には疾病に伴う変異を有する］。同様に，アンチセンスＲＮＡをコードする遺伝子を有するＭＡＣを動物細胞中に導入して，条件付きの"ノックアウト"トランスジェニック動物を生成することができる。そのような動物においては，アンチセンスＲＮＡの発現により，アンチセンスＲＮＡに対応する遺伝子の産物が減少するか完全に排除される。さらに興味深いものは，動物の乳中で発現される治療用蛋白質をコードする，ＭＡＣに含まれる遺伝子を有するトランスジェニック哺乳動物である。異種移植に用いるための，動物の臓器をヒト化するように働くＭＡＣ含有遺伝子を発現するトランスジェニック動物もまた興味深い。動物臓器をヒト化するのに用いることができる遺伝子には，ヒト表面抗原をコードする遺伝子が含まれる。
【０１６０】
本発明は，部分的には，当該技術分野において知られる任意の疾病または寄生体性状態に関連する。例えば，Ｈａｇａｎ＆Ｂｒｕｎｅｒｓ Ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ Ｄｉｅｓａｓｅｓ ｏｆ Ｄｏｍｅｓｔｉｃ Ａｎｉｍａｌｓ（７ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ），Ｇｉｌｌｅｓｐｉｅ＆Ｔｉｍｏｎｅｙ，ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ １９８１，Ｃｏｒｎｅｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｔｈａｃａ ＮＹを参照されたい。寄生体の例には，限定されないが，虫，昆虫，無脊椎動物，細菌，ウイルス，および真核生物寄生体が含まれる。これらの寄生体は，本発明の材料および方法により制御することができる疾病状態につながりうる。
【０１６１】
本明細書において用いる場合，"制御要素"との用語は，別のＤＮＡまたはＲＮＡ配列から産生される産物の量を増加または減少させることができるＤＮＡまたはＲＮＡ配列を表す。制御要素は，産物の構成的産生を引き起こすことができる（例えば，産物を定常的に発現させることができる）。あるいは，制御要素は，誘導可能な様式で組換え産物の産生を増強または減少させることができる（例えば，特定のシグナルに応答して産物を発現させることができる）。制御要素は，例えば，栄養により，光により，または物質をトランスジェニック生物の系に加えることにより，制御することができる。当業者によく知られる制御要素の例は，プロモーター，エンハンサー，インサレータ，およびリプレッサーである。例えば，Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ａｎｉｎｉａｌｓ，Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｓｅ，１９９７，Ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｌ．Ｍ．Ｈｏｕｄｅｂｉｎｅ，Ｈａｒｄｗｏｏｄ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ａｕｓｔｒａｌｉａ（図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１６２】
本明細書において用いる場合，"プロモーター"または"プロモーター要素"との用語は，組換え産物をコードするＤＮＡ配列に隣接して位置するＤＮＡ配列を表す。プロモーターは，好ましくは，隣接するＤＮＡ配列に動作可能なように連結されている。プロモーターは，典型的には，プロモーターが存在しない場合に発現される組換え産物の量と比較して，ＤＮＡ配列から発現される組換え産物の量を増加させる。１つの生物からのプロモーターを，別の生物に由来するＤＮＡ配列からの組換え産物発現を増強するために用いることができる。さらに，１つのプロモーター要素が，タンデムに結合された多数のＤＮＡ配列について発現される組換え産物の量を増加させることができる。したがって，１つのプロモーター要素は１またはそれ以上の組換え産物の発現を増強することができる。多数のプロモーター要素が当業者によく知られている。プロモーター要素の例は以下に記載される。
【０１６３】
本明細書において用いる場合，"エンハンサー"または"エンハンサー要素"との用語は，組換え産物をコードするＤＮＡ配列に隣接して位置するＤＮＡ配列を表す。エンハンサー要素は，典型的には，プロモーター要素の上流に位置するか，またはコーディングＤＮＡ配列（例えば，組換え産物に転写または翻訳されるＤＮＡ配列）の下流に位置することができる。したがって，エンハンサー要素は，組換え産物をコードするＤＮＡ配列の１００塩基対，２００塩基対，または３００塩基対またはそれ以上上流に位置することができる。エンハンサー要素は，ＤＮＡ配列から発現される組換え産物の量を，プロモーター要素により与えられる発現の増加よりさらに増加させることができる。多数のエンハンサー要素が当業者に容易に利用可能である。
【０１６４】
本明細書において用いる場合，"インサレータ"または"インサレータ要素"との用語は，組換え産物をコードするＤＮＡ配列を挟むＤＮＡ配列を表す。インサレータ要素は，組換え産物の発現を生物の特定の組織に向けることができる。多くのインサレータ要素が当業者によく知られている。例えば，Ｇｅｙｅｒ，１９９７，Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎａ．Ｇｅｎｅｔ．Ｄｅｖ．７：２４２−２４８（すべての図面および表を含みその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１６５】
本明細書において用いる場合，"リプレッサー"または"リプレッサー要素"との用語は，組換え産物をコードするＤＮＡ配列の近傍に位置するＤＮＡ配列を表し，リプレッサー配列はそのＤＮＡ配列から発現される組換え産物の量を減少させることができる。リプレッサー要素は，特定の分子のリプレッサー要素ＤＮＡ配列への結合により制御することができる。これらの分子はリプレッサー要素を活性化するかまたは不活性化することができる。多くのリプレッサー要素が当業者に利用可能である。
【０１６６】
"乳蛋白質プロモーター"，"尿蛋白質プロモーター"，"血液蛋白質プロモーター"，"涙管蛋白質プロモーター"，"滑液蛋白質プロモーター"，"精子形成蛋白質プロモーター"，および"下顎腺蛋白質プロモーター"との用語は，動物中の特定の体液または腺または細胞タイプにおける蛋白質の特異的発現を制御するプロモーター要素を表す。例えば，乳蛋白質プロモーターは，動物の乳において発現される蛋白質の発現を制御することができる制御要素である。他のプロモーター，例えば，β−カゼインプロモーター，メラノコルチンプロモーター，乳血清蛋白質プロモーター，カゼインプロモーター，α−ラクトアルブミンプロモーター，ホエイ酸蛋白質プロモーター，ウロプラキンプロモーター，およびα−アクチンプロモーターは当業者によく知られている。
【０１６７】
本明細書において用いる場合，人工染色体または他の大きな異種核酸構築物に関して"挿入"および"導入"との用語は，１またはそれ以上のそのような人工染色体または構築物を細胞の外側から細胞の内側に移すことを表す。挿入は，少なくとも２つの様式で，すなわち，機械的デリバリーおよび非機械的デリバリーにより行うことができる。
【０１６８】
本明細書において用いる場合，"機械的デリバリー"との用語は，直接的にまたは間接的にＤＮＡ（例えば１またはそれ以上の人工染色体）を１またはそれ以上の細胞に導入する装置を用いる方法を表す。ＤＮＡの細胞内への機械的デリバリーの例には，限定されないが，マイクロインジェクション，粒子衝撃，ソノポレーション，およびエレクトロポレーションが含まれる。
【０１６９】
本明細書において用いる場合，"非機械的デリバリー"との用語は，例えば拡散性プロセス等の非機械的プロセスを表す。例えば，非機械的デリバリーは，ＤＮＡ（例えば人工染色体）および１またはそれ以上の試薬を細胞表面を浸す培地に導入することにより行うことができ，ここで，試薬は，ＤＮＡが細胞中に入る確率を増加させる。そのような試薬は当該技術分野においてよく知られており，例えば，リポソーム，アシル成分，ペプチド成分，サッカライド成分，および／またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が挙げられる。そのような試薬を標的分子と複合体化させ，試薬をインビボおよび／またはエクスビボで細胞に導入することができる。これらの例は限定を意味するものではなく，本発明は，部分的には，すべての非機械的な形の挿入に関連する。
【０１７０】
上述した本発明の概要は限定的なものではなく，本発明の他の特徴および利点は以下の好ましい態様の詳細な説明ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。
【０１７１】
好ましい態様の詳細な説明
本発明は，部分的には，少なくとも１つの人工染色体を含む全能性細胞に関する。これらの細胞は，クローン化トランスジェニック胚，胎児，および動物を樹立するために核移植法において使用することができる。これらの細胞および本発明の他の材料および方法は，クローン化トランスジェニック動物の樹立に向けた改良点である。
【０１７２】
クローン化トランスジェニック動物を樹立するための１つの改良点は，大きいユニットの標的ＤＮＡ（例えば異種ＤＮＡ）を細胞に導入することができることである。特に，１０ｋｂより大きい標的ＤＮＡを人工染色体中に導入し，これらの人工染色体を細胞内に挿入することができる。したがって，１０ｋｂより長い遺伝子および制御配列を１つの人工染色体中に挿入し，次にこれを細胞に導入することができる；多くの種類の制御配列および多くの種類の遺伝子を人工染色体中に挿入し，次にこれを細胞に導入することができる；多コピーの所定の標的ＤＮＡ配列を人工染色体中に取り込ませ，次にこれを細胞に導入することができる。これらは改良点の例であり，本発明はまた他の改良点にも関連する。
【０１７３】
別の改良点においては，本発明は，インビボでの組換え産物発現レベルのインビトロ制御を提供することができる材料および方法を提供する。詳細には，標的ＤＮＡを含む人工染色体を目的とする細胞に挿入する前に，既知のコピー数の標的ＤＮＡを含む人工染色体を選択することができる。コピー数は，当該技術分野において知られている種々の手法，例えば，サザンブロットおよびＦＩＳＨ法により定量することができる。したがって，クローン化トランスジェニック動物を樹立するために当該技術分野において現在適用されている手法と比較して，人工染色体中に存在するこれらの組換え産物をコードする標的ＤＮＡのコピー数により，１またはそれ以上の組換え産物の発現レベルを調節することができる。
【０１７４】
クローン化トランスジェニック動物の樹立に向けた別の改良点は，トランスジェニック細胞中の標的ＤＮＡの位置を制御しうることである。人工染色体は，内因性ゲノムＤＮＡとは別個に分離したままである（すなわち，これらはトランスジェニック細胞の核内に"ゲノム外"要素として存在する）。したがって，これは制御された既知の位置にある標的ＤＮＡを提供する。この利点は，標的ＤＮＡの細胞核ＤＮＡ中へのランダム挿入を引き起こす，トランスジェニック細胞を創出する多くの現存の手法と対比される。ランダム挿入は，インビボで定量しなければならない非生産的挿入のために，トランスジェニック細胞を樹立する効率を低下させるため，本明細書において規定される材料および方法は，当該技術分野においてトランスジェニック動物のクローニングに現在用いられている技術に対する改良点である。
【０１７５】
以下の記載は，１またはそれ以上の人工染色体を含む全能性細胞を樹立する方法，１またはそれ以上の人工染色体を細胞内に導入する方法，および１またはそれ以上の人工染色体を含む全能性細胞を使用する方法を規定する。
【０１７６】
全能性細胞の樹立
本発明は，部分的には，１またはそれ以上の人工染色体を含む全能性哺乳動物細胞を樹立することに関する。これらの細胞は，核移植法において核ドナーとして有用でありうる。これらの細胞を核移植法において利用することにより，クローン化されたトランスジェニックの胚，胎児，および動物を樹立する方法の効率を改良することができる。
【０１７７】
全能性哺乳動物細胞は，ほぼすべてのタイプの前駆体細胞から樹立することができる。前駆体細胞の例は，非胚性細胞；非胎児細胞；分化した細胞；体細胞；胚性細胞；胎児細胞；胚性幹細胞；始原生殖細胞；生殖隆起細胞；細胞の非同調集団から単離した細胞；および細胞の同調集団から単離した細胞（ここで，同調集団は細胞サイクルのＧ₀期で静止していない）；および培養されているか，細胞株として培養されているか，不死化されているか，および／または全能性である，上述のいずれかの細胞である。これらの例は限定を意味するものではなく，本発明は，当該技術分野において知られる任意の前駆体細胞に関連する。
【０１７８】
少なくとも１つの人工染色体を有する全能性細胞を樹立する方法は，以下の方法の１またはそれ以上を含む：（１）少なくとも１つの人工染色体を細胞内に挿入し；（２）細胞に刺激を導入し；（３）１またはそれ以上の核移植法を実施し，これは任意に融合および／または活性化工程を含み；そして（４）少なくとも１つの人工染色体を含む細胞を選択する。これらの方法は，任意の順番で行うことができ，各方法は２回以上繰り返してもよい。
【０１７９】
少なくとも１つの人工染色体を細胞内に導入し，人工染色体を含む細胞を選択するための材料および方法は，以下に記載される。（１）細胞を培養し；（２）細胞を継代し播種し；（３）刺激を調製してこれを細胞に投与し；（４）フィーダー細胞を調製し；（５）および（６）全能性細胞を樹立するための材料および方法は，国際公開ＷＯ９８／３９４１６，表題"Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ａｎｉｍａｌｓ，"Ｓｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．（１９９８年３月５日出願）（図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）に記載されている。
【０１８０】
人工染色体の調製
多数コピーのいくつかのトランスジンを含む人工染色体発現系（ＡＣｅｓ）を核移植技術を用いて製造したウシ胚中に取り込ませた。第１の方法においては，除核した卵母細胞中に核ドナー細胞とエレクトロフュージョンする直前にＡＣｅｓを直接注入することによりＡＣｅｓをウシ胚中に取り込ませて，サイブリッドを形成した。ＡＣｅｓの直接注入により，２５％までの細胞がＡＣｅｓを含む胚盤胞が得られる。
【０１８１】
別の方法においては，特定の特徴を有するか，または乳腺または他の組織において商業的に意味のある蛋白質を発現するクローン化動物を製造する目的で，ＡＣｅｓを含む核ドナー細胞をハイグロマイシンＢを用いて濃縮し，次にこれを用いて９０％またはそれ以上の細胞に人工染色体を含む核移植胚盤胞を生成した。
【０１８２】
クローニングに用いられる核ドナー細胞のトランスフェクションは，核移植の前にトランスジェニック細胞をあらかじめ選択することを可能とし，第１世代において生物中の核を有する細胞の大部分にトランスジンを取込ませるという明確な利点を有する。トランスジェニック核ドナー細胞を有する利点のため，クローニングはトランスジェニック動物を生成するための最適な方法となった。しかし，トランスジェニック核ドナー細胞を製造する現在の方法にはいくつかの制限がある。１つの制限は，トランスジンがゲノム中にランダムに挿入されると，トランスジンの発現を予測することができないことである。トランスジン発現に及ぼす位置の効果は，すべての形の遺伝子デリバリー，すなわち，マイクロインジェクション，トランスフェクション，エレクトロポレーション，感染等において生ずる。さらに，ランダムトランスジンインテグレーションは，重要なゲノム座の変異を引き起こし，細胞および動物において広範な種類の異常な表現型を生じそうである（Ｃｏｎｓｔａｎｔｉｎｉ，ｅｔ ａｌ．，１９８９；Ｒｏｓｓａｎｔ，１９９１；Ｆａｖｏｒ ａｎｄ Ｍｏｒａｗｅｔｚ，１９９２；Ｒｉｊｋｅｒｓ，ｅｔ ａｌ．，１９９４；Ｋｕｒｔｈ，１９９８；Ｗｏｙｃｈｉｋ ａｎｄ Ａｌａｇｒａｍａｍ，１９９８）。相同的組換えによる特定の座へのターゲティングを用いる場合，トランスジンのサイズおよびコピー数が制限される。さらに，いくつかの異なるトランスジンを同じ座に同時に導入することは困難であると考えられる。
【０１８３】
ランダムトランスジン挿入およびトランスジンターゲティングの両方の制限を克服するための方法は，核移植胚中に全く新しい染色体であるＡＣｅｓを導入することである。ＡＣｅｓの利点は，遺伝子が細胞または胚の現存する染色体中にランダムに挿入されるのではなく，遺伝子がゲノム外維持および複製のためのそれ自身の構造を有する別個の染色体中で工学的に操作される点にある。目的とする特定のトランスジンを有するＡＣｅｓが，マウスの生殖細胞系を介して移植され，次に接合子の前核に注入されている（Ｃｏ，ｅｔ ａｌ．２０００）。さらに，これらの人工染色体は，ミクロセル媒介性染色体移植（Ｔｅｌｅｎｉｕｓ，ｅｔ ａｌ．１９９９），および他の非ウイルス法により，インビトロで細胞に移植された。
【０１８４】
人工染色体は，当該技術分野においてよく知られている。特に，（１）デノボで人工染色体を製造する，および（２）異種ＤＮＡ（例えば，人工染色体ＤＮＡに対して異種，および／または細胞核ＤＮＡに対して異種）を人工染色体中に挿入するのに適した組換えベクターを調製するための材料および方法は，当該技術分野においてよく知られている。例えば，Ｋｅｒｅｓｏ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４：２２６−２３９，Ｈｏｌｌｏ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４：２４０−２４７，米国特許６，０２５，１５５，および米国特許６，０７７，６９７を参照されたい。
【０１８５】
人工染色体は，多数の要素を含むことができる。これには例えば以下のものが含まれる：（１）１またはそれ以上のリプレッサー要素；（２）１またはそれ以上のインサレータ要素；（３）１またはそれ以上のプロモーター要素；（４）１またはそれ以上のエンハンサー要素；（５）１またはそれ以上のユニットの標的ＤＮＡ；（６）１またはそれ以上のユニットの中立的ＤＮＡ；（７）セントロメア；（８）１またはそれ以上の複製起源；および（９）１またはそれ以上のテロメア。これらの要素は，先に定義されており，当該技術分野においてよく知られている。これらの要素は例示であり，本発明は，部分的には，当該技術分野において知られる他のＤＮＡ要素に関連する。これらの要素は，人工染色体中で任意の数で反復させてもよく，人工染色体中で任意の順番で位置させることができる。反復した要素は，連続的でもよく，および／または非連続的でもよい。関連するが異なる要素が人工染色体中に存在していてもよい。例えば，人工染色体は，１つのタイプの組換え産物をコードする１またはそれ以上のコピーの標的ＤＮＡ，および他のタイプの組換え産物をコードする１またはそれ以上のコピーの他のタイプの標的ＤＮＡを含んでいてもよい。
【０１８６】
標的ＤＮＡは，組換え産物，例えば，限定されないが，リボザイム；アンチセンスＲＮＡ；ペプチド；ポリペプチド；蛋白質；構造蛋白質；抗体；酵素；および上述のいずれかの一部，フラグメント，変異体，欠失，および融合体をコードすることができる。標的ＤＮＡによりコードされる組換え産物の例には，ホルモン，酵素，成長因子，凝固因子，アポリポ蛋白質，レセプター，薬剤，医薬品，生物医薬，栄養補助食品，オンコジン，腫瘍抗原，腫瘍サプレッサー，サイトカイン，ウイルス抗原，寄生生物抗原，細菌抗原および化学的に合成したポリマーおよび生合成されたおよび／または化学的，細胞性および／または酵素的プロセスにより修飾されたポリマーが含まれる。組換え産物の特定の例には，プロインスリン，インスリン，成長ホルモン，アンドロゲンレセプター，カゼイン，乳蛋白質，筋肉蛋白質，インスリン様成長因子Ｉ，インスリン様成長因子ＩＩ，インスリン成長因子結合蛋白質，表皮成長因子，ＴＧＦ−α，ＴＧＦ−β，血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ），脈管形成因子（酸性線維芽細胞成長因子，塩基性線維芽細胞成長因子，およびアンジオゲニン），マトリクス蛋白質（Ｉ型コラーゲン，ＩＶ型コラーゲン，ＶＩＩ型コラーゲン，ラミニン），オンコジン（ｒａｓ，ｆｏｓ，ｍｙｃ，ｅｒｂ，ｓｒｃ，ｓｉｓ，ｊｕｎ），Ｅ６またはＥ７トランスフォーミング配列，ｐ５３蛋白質，サイトカインレセプター，ＩＬ−１，ＩＬ６，ＩＬ−８，ＩＬ−２，α−，β−，またはγ−ＩＦＮ，ＧＭＣＳＦ，ＧＣＳＦ，ウイルスカプシド蛋白質，およびウイルス，細菌および寄生生物からの蛋白質が含まれる。発現させることができる他の特定の蛋白質またはポリペプチドには，フェニルアラニンヒドロキシラーゼ，α−１−アンチトリプシン，コレステロール−７αヒドロキシラーゼ，切断型アポリポ蛋白質Ｂ，リポ蛋白質リパーゼ，アポリポ蛋白質Ｅ，アポリポ蛋白質Ａ１，ＬＤＬレセプター，酸化リポ蛋白質のスカベンジャーレセプター，これらの分子変種，ＶＥＧＦ，およびこれらの組み合わせが含まれる。他の例は，凝固因子，フィブリノーゲン，第ＶＩＩＩ因子，フォン・ビルブラント因子，α−グルコシダーゼ，アポリポ蛋白質，薬剤，腫瘍抗原，ウイルス抗原，寄生生物抗原，モノクローナル抗体，および細菌抗原である。当業者には，これらの蛋白質が広範な範囲の種類の蛋白質に属しており，これらの種類に含まれる他の蛋白質も用いることができることが容易に理解される。これらは例にすぎず，決して限定を意味するものではない。
【０１８７】
標的ＤＮＡは，以下のものを含むことにも注意すべきである：（１）通常は細胞中に見いだされない核酸配列；（２）細胞中に通常見いだされるが，生理学的に有意なレベルで発現されていない核酸分子；（３）細胞中に通常見いだされ，通常は生理学的に望ましいレベルで発現されている核酸配列；（４）細胞における発現のために改変することができる他の核酸配列；および（５）上述の任意の組み合わせ。
【０１８８】
プロモーター要素の例には，限定されないが，乳蛋白質プロモーター，尿蛋白質プロモーター，血液蛋白質プロモーター，涙管蛋白質プロモーター，滑液蛋白質プロモーター，下顎腺蛋白質プロモーター，カゼインプロモーター，β−カゼインプロモーター，メラノコルチンプロモーター，乳血清蛋白質プロモーター，α−ラクトアルブミンプロモーター，乳清酸蛋白質プロモーター，ウロプラキンプロモーター，およびα−アクチンプロモーターが含まれる。
【０１８９】
哺乳動物細胞のＤＮＡを操作するための材料および方法は当業者によく知られている。例えば，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ，ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，２ｎｄ Ｅｄ．，１９８９，Ｓａｍｂｒｏｏｋ，Ｆｒｉｔｓｃｈ，ａｎｄ Ｍａｎｉａｔｉｓ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ（すべての図面および表を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する）を参照されたい。
【０１９０】
人工染色体の細胞内への導入
人工染色体は，細胞内に導入することができるＤＮＡ分子を含む。ＤＮＡ分子を細胞内に導入するための材料および方法は当該技術分野においてよく知られている。本発明は，１またはそれ以上の人工染色体を任意のタイプの細胞内に導入することに関する。細胞タイプの例は，本明細書において定義される。さらに，人工染色体は，細胞が，液体，組織，臓器，および動物中に存在する場合に，細胞内に導入することができる。
【０１９１】
ＤＮＡ分子は，少なくとも２種類のプロセスを利用して細胞内に導入することができる。第１に，ＤＮＡは，ＤＮＡを物理的に細胞内に挿入する機械的プロセスを用いることにより，細胞内に挿入することができる。機械的プロセスの例はマイクロインジェクション，ソノポレーション，エレクトロポレーション，および粒子衝撃である。第２に，非機械的プロセスを用いてＤＮＡを細胞内に導入することができる。当該技術分野において知られる拡散性のプロセスは，ウイルスプロセス，非ウイルスプロセス，リポソーム媒介性細胞融合プロセス，ペプチド媒介性細胞融合プロセス，リガンド／レセプタープロセス，および核ＤＮＡ全部を細胞中に挿入する拡散プロセスである。上述の例は限定を意味するものではなく，本発明は，ＤＮＡを細胞中に導入するための当該技術分野において知られる材料および方法の任意の組み合わせに関連する。
【０１９２】
ＤＮＡ導入プロセスのための材料および方法は当該技術分野においてよく知られている。これらの方法には，限定されないが，直接ＤＮＡ移植手法，細胞マイクロインジェクション法，ミクロ粒子衝撃法，エレクトロポレーション法，細胞融合手法，ミクロセル融合法，脂質媒介性移植法，リポフェクチン法，リポソーム媒介性方法，プロトプラスト再生法，プロトプラスト融合法，およびポリカチオン媒介性手法等が含まれる。例えば，以下を参照されたい：Ｈｏｇａｎ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｍｏｕｓｅ Ｅｍｂｒｙｏ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（特にｐ２５５−２６４およびＡｐｐｅｎｄｉｘ３を参照）；Ｌｉｓｚｅｗｓｋｉ，１９９８，"Ｎｏｎ−ｖｉｒｕｓ Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ，"Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎｅｗｓ（Ｊａｎｕａｒｙ １，１９９８）：１３，２８，３２；Ｋｅｏｗｎ，ｅｔ ａｌ．，１９９０，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ １８５：５２７−５３７；Ｍａｎｓｏｕｒ，ｅｔ ａｌ．，１９８８，Ｎａｔｕｒｅ ３３６：３４８−３５２；米国特許５，４９１，０７５；米国特許５，４８２，９２８；米国特許５，４２４，４０９；米国特許５，４７０，７０８；Ｋｕｏ ａｎｄ Ｓａｌｔｚｍａｎ，１９９６，"Ｎｏｖｅｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，"Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ｉｎ Ｅｕｋａｒｙｏｔｉｃ Ｇｅｎｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ６（１）：５９−７３；Ｍｏｎｓｉｇｎｙ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，"Ｇｌｙｃｏｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ａｓ ｃａｒｒｉｅｒｓ ｆｏｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｄｒｕｇｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｓ，"Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ １４：１−２４；Ｎｉｃｏｌａｕ ａｎｄ Ｃｕｄｄ，１９８９，"Ｌｉｐｏｓｏｍｅｓ ａｓ Ｃａｒｒｉｅｒｓ ｏｆ ＤＮＡ，"Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｉｎ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｄｒｕｇ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ６：２３９−２７１；Ｐａｐｉｓｏｖ，１９９５，"Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｉｎ ｖｉｖｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ｌｏｎｇｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒｓ（ｔｗｏ ｃｌａｓｓｅｓ ｏｆ ｌｏｎｇ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｖｉｖｏ），"Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ １６：１２７−１３９；Ｓｚｏｋａ ａｎｄ Ｐａｐａｈａｄｊｏｐｏｕｌｓ，１９８０，"Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｐｉｄ Ｖｅｓｉｃｌｅｓ（Ｌｉｐｏｓｏｍｅｓ），"Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ｏｆ Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｂｉｏｅｒｚｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ９：４６７−５０８；Ｇｏｔｔｓｃｈａｌｋ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，"Ａ ｎｏｖｅｌ ＤＮＡ−ｐｅｐｔｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｇｅｎｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｍａｍｍａｌｉａｎ ｃｅｌｌｓ，"Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ ３：４４８−４５７；Ｎｉｃｏｌａｕ，ｅｔ ａｌ．，１９８７，"Ｌｉｐｏｓｏｍｅｓ ａｓ Ｃａｒｒｉｅｒｓ ｆｏｒ ｉｎ ｖｉｖｏ Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，"Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ １４９：１５７−１７６；Ｓｉｍｏｎｓ，ｅｔ ａｌ．，１９８８，"Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｉｎｔｏ Ｓｈｅｅｐ，"Ｂｉｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ６：１７９−１８３；Ｙａｎｇ，１９９２，"Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎｔｏ Ｍａｍｍａｌｉａｎ Ｓｏｍａｔｉｃ Ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｖｉｖｏ，"Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ｉｎ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １２：３３５−３５６；Ｂｅｈｒ，１９９３，"Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｇｅｎｅ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｅｃｔｏｒｓ，"Ａｃｃ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．２６：２７４−２７８；Ｄａｖｉｓ，ｅｔ ａｌ．，１９９３，"Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎｔｏ Ｓｋｅｌｅｔａｌ．Ｍｕｓｃｌｅ ｉｎ ｖｉｖｏ：Ｆａｃｔｏｒｓ Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，"Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ ４：１５１−１５９；Ｇａｏ ａｎｄ Ｈｕａｎｇ，１９９５，"Ｃａｔｉｏｎｉｃｌｉｐｏｓｏｍｅ−ｍｅｄｉａｔｅｄ ｇｅｎｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ，"Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ ２：７１０−７２２；Ｒｈｏｄｅｓ，ｅｔ ａｌ．，ＷＯ９３／１４７７８（１９９３年８月５日），ＰＣＴ／ＵＳ９３／００４９２（１９９３年１月２１日），表題"Ｅｘ Ｖｉｖｏ Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ"；Ｗｉｇｌｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９７８，"Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃｏｐｙ Ｅｕｃａｒｙｏｔｉｃ Ｇｅｎｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｔｏｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ＤＮＡ ａｓ Ｄｏｎｏｒ，"Ｃｅｌｌ １４：７２５−７３１；Ｙａｎｇ，ｅｔ ａｌ．，１９９０，"Ｉｎ ｖｉｖｏ ａｎｄ ｉｎ ｖｉｔｒｏ Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｏ Ｍａｍｍａｌｉａｎ Ｓｏｍａｔｉｃ Ｃｅｌｌｓ ｂｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ，"Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８７：９５６８−９５７２；およびＷａｇｎｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９９１，"ＤＮＡ−Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ ａｓ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｇｅｎｅ−Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ａｇｅｎｔｓ：Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｂｙ Ｌｉｎｋａｇｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｌｙｓｉｎｅ ｏｒ Ｅｔｈｉｄｉｕｍ Ｈｏｍｏｄｉｍｅｒ ｔｏ ｔｈｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎ Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｍｏｉｅｔｙ，"Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｃｈｅｍｉｎ．２：２２６−２３１；Ｗｉｇｌｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９７９，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ７６：１３７３−１３７６；Ｓｔｒａｕｓｓ，１９９６，Ｍｅｔｈ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．５４：３０７−３２７；Ｌａｍｂｅｒｔ，１９９１，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ８８：５９０７−５９１１；米国特許５，３９６，７６７，Ｓａｗｆｏｒｄ，ｅｔ ａｌ．，Ｓｏｍａｔｉｃ Ｃｅｌｌ Ｍｏｌ．Ｇｅｎｅｔ．１３：２７９−２８４；Ｄｈａｒ，ｅｔ ａｌ．，１９８４，Ｓｏｍａｔｉｃ Ｃｅｌｌ Ｍｏｌ．Ｇｅｎｅｔ．１０：５４７−５５９；ＭｃＮｅｉｌｌ−Ｋｉｌｌａｒｙ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．２５４：１３３−１５２；Ｔｅｉｆｅｌ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ １９：７９−８０；Ａｌｂｒｅｃｈｔ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ａｎｎ．Ｈｅｍａｔｏｌ．７２：７３−７９；Ｈｏｌｍｅｎ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ Ｃｅｌｌ Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．Ａｎｉｍ．３１：３４７−３５１；Ｒｅｍｙ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ Ｃｈｅｍ．５：６４７−６５４；ＬｅＢｏｌｃｈ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．３６：６６８１−６６８４；Ｌｏｅｆｆｌｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９９３，Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．２１７：５９９−６１８；Ｔｅｉｆｅｌ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ １９：７９−８０；Ａｌｂｒｅｃｈｔ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ａｎｎ．Ｈｅｍａｔｏｌ．７２：７３−７９；Ｈｏｌｍａｎ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ Ｃｅｌｌ Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．Ａｎｉｍ．３１：３４７−３５１；Ｒｅｍｙ，ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ．Ｃｈｅｆ．５：６４７−６５４；ＬｅＢｏｌｃｈ，ｅｔ ａｌ．，１９９５，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．３６：６６８１−６６８４；Ｌｏｅｆｆｌｅｒ，ｅｔ ａｌ．，１９９３，Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．２１７：５９９−６１８；Ｓｔｒａｕｓｓ，１９９６，Ｍｅｔｈ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．５４：３０７−３２７；Ｂｒａｚｏｌｏｔ，ｅｔ ａｌ．１９９１，Ｍｏｌ．Ｒｅｐｒｏ．Ｄｅｖ．３０：３０４−３１２；米国特許４，９５５，３７８，４，９２３，８１４，４，４７６，００４，４，９０６，５７６，４，４４１，９７２；国際公開ＷＯ９１／００３５８；米国特許４，７８４，７３７，５，５０１，９６７，５，５０１，６６２，５，０１９，０３４，５，５０３，９９９；Ｆｒｏｍｍ，ｅｔ ａｌ．，１９８５，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ８２：５８２４−５８２８；Ａｑ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｅｗｓ ７：３ ａｎｄ １７ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ／Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９０；米国特許５，２４０，８４０，４，８０６，４７６，５，２９８，４２９，５，３９６，７６７；Ｆｏｕｒｎｉｅｒ，１９８１，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ７８：６３４９−６３５３；Ｌａｍｂｅｒｔ，ｅｔ ａｌ．，１９９１，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８８：５９０７−５９；Ｄｉｅｋｅｎ，ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｎａｔｕｒａ Ｇｅｎｅｔ．１２：１７４−１８２（これらはすべて，図面および表を含めてその全体を本明細書の一部としてここに引用する）。
【０１９３】
核ドナーとして用いるべき細胞については，細胞をレシピエント卵母細胞の卵黄周囲腔中に入れる前に，または細胞を卵黄周囲腔中に入れた後融合の直前に，１またはそれ以上の人工染色体を細胞中に導入することができる。別の態様においては，核ドナー細胞との融合の前に，１またはそれ以上の人工染色体をレシピエント卵母細胞中に導入することができる。さらに別の態様においては，１またはそれ以上の人工染色体を，核ドナー細胞とレシピエント卵母細胞との融合により製造されたあらかじめ形成されたサイブリッド中に導入することができる。
【０１９４】
さらに，ある好ましい態様においては，１またはそれ以上の人工染色体を細胞中に導入せずに，核ドナー細胞またはレシピエント卵母細胞のいずれかの外側に付随させることができる。これらの態様においては，人工染色体は，融合のときにサイブリッド中に運搬されることができる。
【０１９５】
１またはそれ以上の人工染色体を含む細胞は，人工染色体を直接識別することにより，および人工染色体中に存在するマーカーを検出することにより，人工染色体を含まない細胞から選択することができる。
【０１９６】
人工染色体を直接同定する方法は当該技術分野においてよく知られている。そのような方法の例としては，ＦＩＳＨ（蛍光インシトゥーハイブリダイゼーション）および単に細胞中の染色体の数を数えることにより１個の細胞中の人工染色体を検出することができる染色体核型決定が挙げられる。細胞がそのような細胞中に通常存在する数の染色体に加えて１またはそれ以上の染色体を有している場合，人工染色体が細胞中に存在する。１またはそれ以上の人工染色体を含有する１つの細胞は，そのような細胞の細胞培養物を樹立するために用いることができる。
【０１９７】
マーカーは当該技術分野においてよく知られている。マーカーの例には，薬剤耐性遺伝子，例えば，ネオマイシン，ハイグロマイシン，ブラスチシジンＳ，およびピューロマイシン等の薬剤に対する細胞耐性を与える遺伝子等が含まれる。これらの例は限定であることを意味しない。マーカーの他の例は，直接的または間接的に基質を修飾する酵素を発現する遺伝子，例えば，β−ガラクトシダーゼをコードする遺伝子，およびルシフェラーゼをコードする遺伝子である。人工染色体が２以上のマーカーを有する場合，複数のマーカーを識別することができる。同様に，細胞が各人工染色体が別々のマーカーを有する２以上の人工染色体を含む場合，複数のマーカーを識別することができる。そのような選択工程を行うための材料および方法は当該技術分野においてよく知られている。細胞においてマーカーを検出する方法の例は，適当なＤＮＡプローブを用いるポリメラーゼ連鎖反応およびＦＩＳＨ法である。したがって，１またはそれ以上の人工染色体を含む細胞の識別は，当該技術分野においてよく知られる材料および方法を用いて行うことができる。
【０１９８】
人工染色体を含む全能性細胞を利用するプロセス
本発明は，部分的には，人工染色体を含む全能性細胞を利用するプロセスに関する。これらの細胞は，好ましくは，核移植プロセスにおいて核ドナーとして用いられ，ここで，核ドナーはレシピエント卵母細胞中に挿入される。核移植法は，典型的には核ドナーをレシピエント卵母細胞中に挿入する移動工程を含む。核移植法は，任意に融合工程（例えば，１またはそれ以上の電気パルスおよび／または１またはそれ以上の融合剤により行われる）を含み，任意に活性化工程（例えば，電気的刺激および／またはＤＭＡＰと組み合わせたイオノマイシン）を含むことができる。核移植法は，１またはそれ以上の核移植サイクルを含むことができ，各サイクル中の種々の工程は任意の順番で実施することができ，任意のサイクルにおいて２回以上反復することができる。
【０１９９】
核移植法により，胚性細胞が１またはそれ以上の人工染色体を含むクローン化胚を生じさせることができる。１またはそれ以上の核移植サイクルを用いて，本発明のクローン化胚，胎児，および動物を樹立することができる。これらのクローン化胚は，胎児細胞が１またはそれ以上の人工染色体を含むクローン化胎児に発生させることができる。クローン化胎児は，例えば，クローン化トランスジェニック胚を適当なレシピエント雌の子宮に移植したときに樹立することができる。クローン化トランスジェニック動物は，クローン化トランスジェニック胎児を動物まで発生させたときに樹立することができる。
【０２００】
クローン化胚，胎児，および動物から単離した細胞は，先に定義された選択プロセスに供して，細胞が１またはそれ以上の人工染色体を含むか否かを判定することができる。さらに，胚全体および胎児をこれらの選択プロセスに供することができる。
【０２０１】
本明細書に記載される核移植法により製造した胎児，胚，および動物から得られた細胞は，第２の核移植，または再クローニング法において用いることができる。例えば，最初の核移植胚からの卵割球を核ドナーとして用いるか，またはこれを用いて細胞株を樹立して，この細胞を核ドナーとして用いることができる。あるいは，母体宿主から胎児を得て，１またはそれ以上の細胞を直接核ドナーとして用いるか，またはこれを用いて細胞株を樹立して，その細胞を核ドナーとして用いることができる。そのような細胞は，本明細書に記載されるように，人工染色体の存在について選択を受けることができる。さらに，トランスジェニック動物から得た細胞は，直接核ドナーとして用いるか，またはこれを用いて核ドナー細胞株を樹立することができる。
【０２０２】
（１）１またはそれ以上の核移植サイクルを実施する；（２）核ドナー挿入プロセスを実施する；（３）融合プロセスを実施する；（４）活性化プロセスを実施する；（５）卵母細胞を核レシピエントとして調製する；（６）全能性細胞を核ドナーとして調製する；（７）胚を培養する；（８）胚を操作する；（９）１またはそれ以上の胚を適当な動物の子宮内に移植する；（１０）胎児を操作する；および（１１）クローン化動物を使用するための材料および方法は，国際出願，表題"Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ａｎｉｍａｌｓ"，Ｓｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．（１９９８年３月５日出願）に記載されている。
【実施例１】
【０２０３】
以下の実施例は限定的なものではなく，単に本発明の種々の観点および特徴の代表例にすぎない。
【０２０４】
実施例１：人工染色体の細胞への取込
本発明は，人工染色体をウシ胚の核中に取り込ませる方法を記載する。これらの方法の１つにより，核移植ドナー細胞へのミクロセル媒介性染色体移植を使用して，９０％より多くの細胞が細胞１個あたり１個のＡＣｅｓを含有するウシ胚盤胞が得られた。核移植ドナー細胞との融合の前に除核した卵母細胞にＡＣｅｓを注入する別の方法により，２５％までの細胞が細胞１個あたり１個のＡＣｅｓを含有する胚盤胞が得られた。ＡＣｅｓを除核した卵母細胞中に注入することの潜在的利点は，ミクロセル融合および選択プロセスを回避することができるため，トランスジェニック胚をより迅速に生成することができることである。
【０２０５】
本明細書に記載されるようなＡＣｅｓと核移植技術との組み合わせにより，大部分の細胞中に１またはそれ以上の人工染色体を含有するトランスジェニック胚の生成が可能となる。ＡＣｅｓは理想的な染色体ベクターであり，大きな有効搭載量（Ｍｂ）で工学操作され，単離され，デリバリーされ，別個の非インテグレート性染色体として動物中で長期間安定に維持され，挿入変異の懸念を排除することができる。別の有用な特徴は，トランスジェニック動物を生成する前に，ＡＣｅｓからのトランスジン発現を細胞株およびマウスで評価することができる点である。
【０２０６】
β−ＡＣｅｓの生成
サテライトＤＮＡに基づく人工染色体の形成は先に記載されている（Ｋｅｒｅｓｏ，，ｅｔ ａｌ．１９９６）。ここに記載されるネズミＡＣｅｓは，約６０００万塩基対（６０Ｍｂ）のＤＮＡを含み，セントロメア，テロメア，ネズミサテライト反復のブロック，および２つの領域の異種ＤＮＡ，すなわちβ−ガラクトシダーゼをコードする５コピーのｌａｃＺ遺伝子およびハイグロマイシン耐性を付与する６コピーのハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子を含むものであった（"β−ＡＣｅｓ"）。
【０２０７】
胚性生殖（ＥＧ）細胞の生成
５０−６０日齢のウシ胎児からの生殖隆起細胞を以下のようにして単離した。胎児からの生殖隆起を３ｍｇ／ｍｌのプロテアーゼ（Ｓｉｇｍａ＃ｐ６９１１）を含む２ｍｌのＴＬ−ＨＥＰＥＳ（Ｂｉｏ Ｗｈｉｔｔａｋｅｒ ＃０４−６１６Ｆ）中で滅菌した外科用ナイフを用いて細切した。細切した生殖隆起を３７℃で４０−５０分間インキュベートし，次に２ｍｌシリンジおよび２５ゲージの針を用いて粉砕することにより解離させた。解離した生殖隆起細胞の懸濁液を１５ｍｌ滅菌管中で１０ｍｌのＴＬ−ＨＥＰＥＳと混合し，３００ｘｇで１０分間遠心分離した。上清を吸引した後，解離した細胞を１０％ＦＢＳ（Ｈｙｃｌｏｎｅ＃Ａ−１１１−Ｄ）および０．１ｍＭβ−メルカプトエタノールを含む１０ｍｌのα−ＭＥＭ培地（Ｇｉｂｃｏ＃３２５７１−０３７）に再懸濁した。再懸濁した細胞を有糸分裂的に不活性化した胎児マウスフィーダー細胞を含む１０本の培養フラスコ（７５ｃｍ²）に等分に分け，各２５ｎｇ／ｍｌのウシ塩基性線維芽細胞成長因子（ｂＦＧＦ）およびヒト組換え白血病阻害因子（ｈｒＬＩＦ）を補充したＭＥＭ培地（１０ｍｌ）で培養した。
【０２０８】
７−１０日間培養した後，培養フラスコは，胚性胚（"ＥＧ"）細胞と称される，小さな，密に詰められた細胞でコンフルエントになった。ＥＧ細胞は，ミクロセル融合法のために，７ｍｌのα−ＭＥＭ培地を含む２５枚の培養皿（５ｘ１０⁶細胞／１０ｃｍ皿）で継代した。
【０２０９】
β−ＡＣｅｓのＥＧ細胞へのミクロセル移植
齧歯動物／ハイブリッド細胞株ｍＭ２ＣＩからβ−ＡＣｅｓを有するミクロセルを製造し，先に記載されるように（Ｔｅｌｅｎｉｕｓ，ｅｔ ａｌ．，１９９９），若干の改変を加えて，ウシＥＧ細胞に移植した。１４２ｘ１０⁶個の分裂中期細胞を５つの５０％パーコール（Ｐｈａｒｍａｃｉａ）クッション上にのせて，６６０ｘ１０⁶個のミクロセルを得た。５４０ｘ１０⁶個のミクロセルを１．２５ｘ１０⁸個のレシピエントＥＧ細胞と融合させた。融合は３７％ＰＥＧ１４５０（Ｓｉｇｍａ）を用いて３７℃で３分間行い，次に融合後１８−２４時間で０．１２５ｍｇ／ｍｌハイグロマイシン−Ｂ（Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ）中で薬剤選択を始めた。薬剤選択の期間は１０−１４日間であった。ハイグロマイシン耐性細胞は薬剤選択の開始の１４−３０日後に核移植に用いた。
【０２１０】
実施例２：核移植
ハイグロマイシン−耐性ＥＧ細胞の核移植は上述のようにして行った（およびＳｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．２０００に記載されるように）。除核した卵母細胞−ドナー細胞複合体をエレクトロポレーションにより融合させ，化学的に活性化し，７−１０日間培養した。
【０２１１】
ＡＣｅｓの単離
β−ＡＣｅｓは，ｄｅ Ｊｏｎｇら（１９９９）にしたがってフローサイトメトリにより単離および精製したが，ただし，被覆緩衝液を改変した（１０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ ｐＨ７．５，０．１ｍＭ ＥＤＴＡ，１００ｍＭ ＮａＣｌ，３０μＭスペルミン，および７０μＭスペルミジン）（Ｊ−緩衝液）。β−ＡＣｅｓは，使用の直前に，回転バケットローターで２５００ｘｇ，１５分間，４℃の遠心分離により濃縮した。５０μｌを残してすべての上清を除去し，チューブを穏やかにたたくことによりペレットを再懸濁した。
【０２１２】
融合前のβ−ＡＣｅｓのサイブリッドへのマイクロインジェクション
透明帯（除核した卵母細胞−ドナー細胞複合体）の下に位置する，ドナー細胞を有する除核した卵母細胞を，１０ｃｍペトリ皿上の２５μｌの液滴のＴＬ−ＨＥＰＥＳ培地中に入れた。１０−２０μｌの濃縮β−ＡＣｅｓを別の液滴のＪ−Ｂｕｆｆｅｒ（２５μｌ）中に入れた。次にこれらの液滴をミネラルオイルで覆った。
【０２１３】
１個のＡＣｅｓをマイクロインジェクション針（Ｈｕｍａｇｅｎ＃ＭＩＣ−１０，７μｍＯ．Ｄ．）に吸い取り，針を核ドナー細胞に隣接した卵母細胞形質膜に押し出した。調節された負圧で，卵母細胞膜が破壊するまで膜を針に吸い取った。このプロセスにより針中に吸い取った細胞質を，１個のβ−ＡＣｅｓが核ドナー細胞に隣接して置かれるようにして，β−ＡＣｅｓとともに卵母細胞に穏やかに放出した。
【０２１４】
次に，ＡＣｅｓ含有卵母細胞を，エレクトロポレーションにより標準的な方法を用いてドナー細胞と融合させた（Ｓｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．，２０００）。先に記載されているようにして（Ｓｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．，２０００），得られた胚を活性化し，７−１０日間培養した。
【０２１５】
融合後のβ−ＡＣｅｓのサイブリッドへのマイクロインジェクション
本明細書に記載されているようにして核ドナー細胞と除核した卵母細胞とを融合させた後，得られたサイブリッドを，１０ｃｍペトリ皿上でミネラルオイル下の一滴のＴＬ−ＨＥＰＥＳ中に置いた。１０−２０μＬの濃縮したβ−ＡＣｅｓを別の一滴のＪ−緩衝液中に置いた。一個のβ−ＡＣｅｓをマイクロインジェクション針（Ｈｕｍａｇｅｎ＃ＭＩＣ１０，７μｍＯ．Ｄ．）中に吸い込み，針をサイブリッド形質膜の，好ましくはドナー細胞核の近くに押し出した。サイブリッド膜を，調節された負圧で卵母細胞膜が破裂するまで針に吸い込んだ。この工程によりピペットに吸い込んだ細胞質を，一個のβ−ＡＣｅｓがドナー細胞核に隣接しておかれるように，β−ＡＣｅｓを含む卵母細胞中に穏やかに放出した。
【０２１６】
蛍光インシトゥーハイブリダイゼーション（ＦＩＳＨ）
７−１０日齢の拡張された胚盤胞の中期調製物は，これらを１μｇ／ｍｌコルヒチンを含む培地中で１２時間成長させることにより調製した。胚盤胞を，スライド上の３０μｌの２：１ｄＨ２Ｏ：培地中に５分間置いた。可能な限り多くの液体を除去し，透明帯が溶解し細胞が解離し始めるまで３０μｌの０．０１ＭＨＣｌ／０．１％Ｔｗｅｅｎ−２０を胚に加えた。１滴の冷固定剤（３：１メタノール：酢酸）を細胞上に滴加した。スライドを乾燥させ，少なくとも２４時間ねかせ，その後にＦＩＳＨを行った。胚盤胞を２５ｃｍ²の培養フラスコ中で培地中で培養することにより拡大した胚培養物を生成し，これを胚盤胞と同様にして，ただし１８ゲージの針および１ｍｌのピペットを用いて，付着した培養物の一部を組織培養フラスコから取り出して，ＦＩＳＨ用に調製した。
【０２１７】
すべての一般的ＤＮＡ操作は標準的な方法により行った（例えば，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ，ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，２ｎｄ Ｅｄ．，１９８９，Ｓａｍｂｒｏｏｋ，Ｆｒｉｔｓｃｈ，ａｎｄ Ｍａｎｉａｔｉｓ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓを参照）。ゲノムＤＮＡはウシＥＧ細胞からＷｉｚａｒｄゲノムキット（Ｐｒｏｍｅｇａ）を用いて調製した。プライマー：５’−ＡＴＣＣＡＧＡＣＡＧＡＣＡＡＧＡＣＡＡＧＡＣＡＴ−３’および５’−ＴＴＣＣＡＧＣＧＡＧＣＧＧＣＡＡＧＧＡＣ−３’を用いて，ウシサテライト１．７０９（受託番号Ｘ００９７９；Ｓｋｏｗｒｏｎｓｋｉ，ｅｔ ａｌ．，１９８４）から１．９Ｋｂのフラグメントを増幅した。ＰＣＲ増幅条件は以下のとおりであった：９０℃で３０秒間，５０℃で３０秒間，７２℃で１２０秒間を２５サイクル。ＰＣＲ産物を精製し，ＥｃｏＲＩで消化し，プラスミドベクターＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＳＵ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）中にサブクローニングして，プラスミドｐＢＳＡＴ−１．７０９を得た。ビオチニル化ウシサテライト１．７０９ＤＮＡプローブは，ビオチン−ニックトランスレーションミックス（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ Ｍａｎｎｈｅｉｍ）を用いてｐＢＳＡＴ−１．７０９ＤＮＡから調製した。ジゴキシゲニン標識マウス主要サテライトＤＮＡプローブは，プラスミドｐＳＡＴ−２（Ｗｏｎｇａｎｄ Ｒａｔｔｎｅｒ，１９８８）からＤＩＧ−ニックトランスレーションミックス（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ Ｍａｎｎｈｅｉｍ）を用いて調製した。ＦＩＳＨは先に記載されるようにして行った（Ｐｉｎｋｅｌ，ｅｔ ａｌ．，１９８６）。ウシサテライトプローブはネズミまたはハムスターＤＮＡ配列とクロスハイブリダイズしない；マウス主要サテライトプローブはウシＤＮＡ配列とクロスハイブリダイズしない。
【０２１８】
ミクロセル移植
２回のミクロセル移植実験から，ハイグロマイシン−Ｂ耐性（ｈｙｇ^R）ＥＧ細胞コロニー（＞６５）が得られた。Ｈｙｇ^R−ＥＧ細胞を核移植において核ドナー細胞として用い，１３６個のサイブリッドから３３個の胚盤胞を得た（２４％）。拡張した胚盤胞（２１）を拡大した胚培養物中に置いて，細胞株を生成した。これらの胚細胞株の２つを，ＦＩＳＨ分析を実施することができる点まで増殖させた。ある胚細胞株は９０％より多い細胞で細胞１個あたり１個のβ−ＡＣｅｓを含んでおり，一方，他の細胞株は，９０％より多い細胞で細胞１個あたり２個のβ−ＡＣｅｓを含んでいた。
【０２１９】
ミクロセル融合によりβ−ＡＣｅｓを導入する方法は，モザイク現象をほとんどまたは全く有しない胚盤胞が生成するという利点を有する。本明細書に記載されるものと類似する選択計画で生き残ったトランスジェニックＥＧ細胞は生きた子牛を生成したため（Ｓｔｒｅｌｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．，２０００），β−ＡＣｅｓ含有ＥＧ細胞はウシのクローニングのための核ドナーとして好結果であると予測することができる。
【０２２０】
除核した卵母細胞−ドナー細胞複合体へのＡＣｅｓの注入
β−ＡＣｅｓを１４０個の除核した卵母細胞−ドナー細胞複合体に注入し，得られた除核した卵母細胞−ドナー細胞複合体を，本明細書に記載されるようにして，融合させ，活性化し，培養した。β−ＡＣｅｓを注入したサイブリッドは，注入していないサイブリッドと同様の頻度（３９％）で発生した。２８個の胚盤胞をＦＩＳＨで分析し，そのうち１２個（４３％）の胚盤胞がβ−ＡＣｅｓを含んでいた。トランスジェニック胚盤胞におけるモザイク現象は，１−２５％の範囲であった（２５％が１，１０％が１，２％が４，１％が６）。
【０２２１】
当業者が本発明を製造し使用することができるように詳細に本発明を記述および例示してきたが，本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更，改変および改良点が明らかである。
【０２２２】
当業者は，本発明は，その目的を実施し，記載される結果および利点，ならびに本明細書に固有のものを得るのによく適合していることを容易に理解するであろう。細胞株，胚，動物，およびプロセス，およびこれらを製造する方法は，好ましい態様の代表的なものであり，例示的なものであって，本発明の範囲を限定することを意図するものではない。当業者は，その改変および他の用途をなすであろう。これらの改変は本発明精神の中に包含され，特許請求の範囲により定義される。
【０２２３】
当業者は，本発明の範囲および精神から逸脱することなく，本明細書に開示される本発明に対して種々の置換および改変をなすことができることを容易に理解するであろう。
【０２２４】
本明細書において言及されるすべての特許および刊行物は，本発明の属する技術分野の技術者のレベルを示す。すべての特許および刊行物は，それぞれの刊行物が特定的に個々に本明細書の一部としてここに引用されることと同じ程度に，本明細書の一部として引用される。
【０２２５】
本明細書に例示的に記載されている発明は，本明細書に特定的に開示されていない任意の要素または限定なしでも適切に実施することができる。すなわち，例えば，本明細書における各例において，"・・・を含む"，"・・・から本質的になる"および"・・・からなる"との用語は，他の２つのいずれかと置き換えることができる。本明細書において用いた用語および表現は，説明の用語として用いるものであり，限定ではない。そのような用語および表現の使用においては，示されかつ記載されている特徴またはその一部の等価物を排除することを意図するものではなく，特許請求の範囲に記載される本発明の範囲中で種々の変更が可能であることが理解される。すなわち，好ましい態様および任意の特徴により本発明を特定的に開示してきたが，当業者には本明細書に記載される概念の変更および変種が可能であり，そのような変更および変種も特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内であると考えられることが理解されるべきである。
【０２２６】
さらに，発明の特徴および局面がマーカッシュグループの用語で記載されている場合，当業者は，本発明が，マーカッシュグループのメンバーの個々のメンバーまたはサブグループに関してもまた記載されていることを認識するであろう。例えば，Ｘが，ネオマイシン，ハイグロマイシンおよびピューロマイシンからなる群より選択されるとして記載されている場合，Ｘがネオマイシンである特許請求の範囲およびＸがハイグロマイシンおよびピューロマイシンである特許請求の範囲も完全に記載されている。
【０２２７】
他の態様は特許請求の範囲に記載される。

Claims (22)

1. 除核したレシピエント細胞中に核ドナー細胞を核移植することによりトランスジェニック有蹄動物胚を製造する方法であって，
   （ａ）核ドナー細胞，またはその核を，核ドナー細胞と同じ種の除核したレシピエント細胞と融合させて核移植胚を形成し，ここで，１００キロ塩基対より大きな異種ＤＮＡ分子が融合の前または後に前記卵母細胞中に注入され，このことにより前記核移植胚は前記異種ＤＮＡ分子を含み；そして
   （ｂ）核移植胚を活性化して前記トランスジェニック有蹄動物胚を得る，
   の各工程を含む方法。
2. 前記トランスジェニック有蹄動物胚を培養し，ここで前記培養工程が前記異種ＤＮＡ分子の１またはそれ以上のマーカーについて選択することを含む，請求項１記載の方法。
3. トランスジェニック有蹄動物が，ウシ，ヒツジ，ヤギ，およびブタからなる群より選択される，請求項１記載の方法。
4. 異種ＤＮＡ分子が，１またはそれ以上のテロメア，１またはそれ以上のセントロメア，および１またはそれ以上の複製起源を含む，請求項１記載の方法。
5. 異種ＤＮＡ分子が，トランスジェニック有蹄動物胚の細胞中の，同種ＤＮＡを本質的に含まない複製ユニット上に含まれる，請求項１記載の方法。
6. 前記核移植胚が少なくとも二細胞期まで培養され，ここでトランスジェニック有蹄動物胚の細胞の少なくとも５０％が異種ＤＮＡ分子を含む，請求項１記載の方法。
7. 核ドナー細胞が，体細胞，始原生殖細胞，胚性生殖細胞，および胚性幹細胞からなる群より選択される，請求項１記載の方法。
8. 異種ＤＮＡが，少なくとも１つのトランスジンの複数のコピーを含む，請求項１記載の方法。
9. 前記異種ＤＮＡ分子が１００キロ塩基対−５００メガ塩基対である，請求項１記載の方法。
10. 前記異種ＤＮＡ分子が人工染色体である，請求項１記載の方法。
11. 請求項１記載のトランスジェニック有蹄動物胚からトランスジェニック有蹄動物を製造する方法であって，前記トランスジェニック有蹄動物胚を母体宿主中に移植して，完全胎児発生した胎児を生成し，そして，分娩させて前記トランスジェニック有蹄動物を生成することを含む方法。
12. 前記移植工程の前に，前記トランスジェニック有蹄動物胚を少なくとも二細胞期まで培養する，請求項１１記載の方法。
13. トランスジェニック有蹄動物の細胞の少なくとも５０％が異種ＤＮＡ分子を含む，請求項１１記載の方法。
14. 請求項１記載のトランスジェニック有蹄動物胚からトランスジェニック有蹄動物を製造する方法であって，
    （ａ）前記トランスジェニック有蹄動物胚を母体宿主中に移植して胎児を生成し；
    （ｂ）前記胎児から核ドナー細胞を取得し，ここで，前記細胞は前記異種ＤＮＡ分子を含み；
    （ｃ）前記核ドナー細胞，またはその核を，前記細胞と同じ種の除核したレシピエント細胞と融合させて第２の核移植胚を形成し，ここで，前記第２の核移植胚は前記異種ＤＮＡ分子を含み；
    （ｄ）前記第２の核移植胚を活性化して第２のトランスジェニック有蹄動物胚を生成し；そして
    （ｅ）前記第２のトランスジェニック有蹄動物胚を母体宿主中に移植して完全胎児発生した胎児を生成し，そして分娩させて前記トランスジェニック有蹄動物を生成する，
    の各工程を含む方法。
15. 前記移植工程の前に，前記トランスジェニック有蹄動物胚および／または前記第２のトランスジェニック有蹄動物胚を少なくとも二細胞期まで培養する，請求項１４記載の方法。
16. トランスジェニック有蹄動物の細胞の少なくとも５０％が異種ＤＮＡ分子を含む，請求項１４記載の方法。
17. 請求項１記載のトランスジェニック有蹄動物胚からトランスジェニック有蹄動物を製造する方法であって，
    （ａ）前記トランスジェニック有蹄動物胚を母体宿主中に移植して胎児を生成し；
    （ｂ）前記胎児から１またはそれ以上の細胞を取得し，ここで，前記細胞の１またはそれ以上は前記異種ＤＮＡ分子を含み，そして前記１またはそれ以上の細胞を培養して細胞培養物を取得し；
    （ｃ）前記細胞培養物から取得した核ドナー細胞，またはその核を，前記核ドナー細胞と同じ種の除核したレシピエント細胞と融合させて第２の核移植胚を形成し，ここで，前記第２の核移植胚は前記異種ＤＮＡ分子を含み；
    （ｄ）前記第２の核移植胚を活性化して第２のトランスジェニック有蹄動物胚を生成し；そして
    （ｅ）前記第２のトランスジェニック有蹄動物胚を母体宿主中に移植して完全胎児発生した胎児を生成し，そして分娩させて前記トランスジェニック有蹄動物を生成する，
    の各工程を含む方法。
18. 前記移植工程の前に，前記トランスジェニック有蹄動物胚および／または前記第２のトランスジェニック有蹄動物胚を少なくとも二細胞期まで培養する，請求項１７記載の方法。
19. トランスジェニック有蹄動物の細胞の少なくとも５０％が異種ＤＮＡ分子を含む，請求項１７記載の方法。
20. 前記培養工程が前記異種ＤＮＡ分子の１またはそれ以上のマーカーについて選択することを含み，このことにより前記細胞培養中の細胞の少なくとも９０％が前記異種ＤＮＡ分子を含む，請求項１７記載の方法。
21. １またはそれ以上の細胞を含むトランスジェニック有蹄動物胚であって，前記１またはそれ以上の細胞の少なくとも５０％が人工染色体を含むトランスジェニック有蹄動物胚。
22. 有蹄動物を作り上げている細胞の少なくとも５０％が人工染色体を含むトランスジェニック有蹄動物。