JP2005529607A - Recombination of nucleic acid library members - Google Patents

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Abstract

本発明は、なかでも、異種細胞表面上に示されるポリペプチドをコードする、核酸配列を調製する方法を提供する。本発明は一般的に、ドナー核酸および受容体核酸を組換えて、示されるポリペプチドをコードする組換えられた核酸を形成させることを含んでいる。組換え反応は典型的にはインビボ反応であり、それにおいては、少なくとも組換え中間体の分割が細胞内で起こる。部位特異的組換えおよび相同的組換えの両方を使用することができる。The present invention provides, among other things, a method for preparing a nucleic acid sequence encoding a polypeptide displayed on the surface of a heterologous cell. The present invention generally includes recombining donor and acceptor nucleic acids to form a recombinant nucleic acid encoding the indicated polypeptide. The recombination reaction is typically an in vivo reaction, in which at least resolving of the recombination intermediate occurs within the cell. Both site-specific recombination and homologous recombination can be used.

Description

関連出願の参照
本出願は、2002年6月14日提出の米国特許出願第60/389,032号、その開示全体が本明細書において援用される、に優先権を主張する。
技術分野
本発明は、組換えにより核酸配列を変更する方法に関する。核酸組換えは一般的に、相同的または部位特異的に分類できる。
REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is June 14, 2002 U.S. Patent Application No. 60 / 389,032, filed, the entire disclosure of which is incorporated herein in claims priority.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for altering a nucleic acid sequence by recombination. Nucleic acid recombination can generally be classified homologously or site-specifically.

相同的組換えは、1つの親鎖の5’末端が別の親鎖の3’末端へ連結されるように、親鎖からの配列を取り込んだ、新規核酸配列を発生する。典型的には、しかし必須ではないが、相同的組換えは、ホリデイジャンクション(Holliday junction)と称される中間体を通って進行し、そこでは、基質核酸の4方向ジャンクションが分割されて組換え鎖が形成される。相同的組換えの本質的な特色は、もし基質核酸が相同的であるとすれば、組換えは基礎となる配列に主に依存していることである。   Homologous recombination generates a new nucleic acid sequence that incorporates the sequence from the parent strand such that the 5 'end of one parent strand is linked to the 3' end of another parent strand. Typically, but not necessarily, homologous recombination proceeds through an intermediate termed a Holiday junction where the four-way junction of the substrate nucleic acid is split and recombined. A chain is formed. An essential feature of homologous recombination is that, if the substrate nucleic acids are homologous, recombination is primarily dependent on the underlying sequence.

対照的に、部位特異的組換えは、特定の部位での核酸交換を生じる。部位特異的組換えを仲介する酵素、部位特異的リコンビナーゼはこうした部位を認識するように働き、そしてその部位で配列を組み換える。多くの天然の場合において、部位特異的組換えは 配列の組込みおよび/または除去を生じる。例えば、バクテリオファージラムダゲノムは、細菌内部および外部へラムダゲノムを特異的に組込むまたは切除するために部位特異的組換えを使用する酵素をコードしている。別の例において、酵母FLP−FRTシステムは、複製中間体を分割するためにリコンビナーゼを使用する。
両方の型の組換えが、多様な応用例において使用されてきた。例えば、相同的組換えは、例えば、標的遺伝子組み換えにおけるように、相同的情況内へ配列を挿入するために使用されてきた。減数分裂組換えは、例えば、農作物および農業動物の系統の広範な育種におけるように、新規の配列組合わせを発生させるために使用されてきた。部位特異的組換えは核酸のクローニングのために、インビトロで使用されてきた(例えば、米国特許第5,888,732号を参照されたい)。
In contrast, site-specific recombination results in nucleic acid exchange at a specific site. An enzyme that mediates site-specific recombination, site-specific recombinase, acts to recognize these sites and recombines sequences at those sites. In many natural cases, site-specific recombination results in sequence integration and / or removal. For example, the bacteriophage lambda genome encodes an enzyme that uses site-specific recombination to specifically integrate or excise the lambda genome into and out of the bacterium. In another example, the yeast FLP-FRT system uses recombinase to split the replication intermediate.
Both types of recombination have been used in a variety of applications. For example, homologous recombination has been used to insert sequences into the homologous context, such as in target genetic recombination. Meiotic recombination has been used to generate new sequence combinations, such as in broad breeding of crop and farm animal lines. Site-specific recombination has been used in vitro for cloning nucleic acids (see, eg, US Pat. No. 5,888,732).

発明の概要
1つの様相において、本発明は以下のことを含むことを特色とする:第1の多数の酵母細胞を提供し、第1の多数の酵母細胞の各々の細胞は、細胞の表面に会合する抗体タンパク質を発現しており、そして各々の細胞は、抗体タンパク質をコードする抗体コード核酸配列を含んでなり、ここにおいて、抗体タンパク質は軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含んでなり、およびここにおいて、第1の多数の酵母細胞は独特の抗体タンパク質を発現する;標的と相互作用する1つ以上の酵母細胞を含んでなるサブセットを、第1の多数から選択し;1つ以上のサブセットの細胞内へ、1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入し、ここにおいて、1つ以上のIgセグメント−コード核酸の各々は、免疫グロブリン可変ドメインのセグメントをコードしている配列またはその相補体を含んでなる;そして、導入されたIgセグメント−コード核酸がサブセットの細胞の抗体−コード核酸配列と組換わるのを可能にする条件下で、細胞またはサブセットの細胞を維持し、それにより、改変された免疫グロブリン可変ドメインを有している抗体タンパク質を発現できる、1つまたは多数の細胞を産生する。クローンおよび他の細胞が、第1の多数の細胞に加えて存在することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, the invention features the following: providing a first number of yeast cells, each cell of the first number of yeast cells being on the surface of the cell. Each cell expresses an associated antibody protein, and each cell comprises an antibody-encoding nucleic acid sequence that encodes the antibody protein, wherein the antibody protein comprises a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable immunoglobulin domain. And wherein the first number of yeast cells express a unique antibody protein; a subset comprising one or more yeast cells that interact with the target is selected from the first number; Introducing one or more Ig segment-encoding nucleic acids into one or more subsets of cells, wherein each of the one or more Ig segment-encoding nucleic acids Comprises a sequence encoding a segment of an immunoglobulin variable domain or its complement; and allows the introduced Ig segment-encoding nucleic acid to recombine with the antibody-encoding nucleic acid sequence of a subset of cells. Under conditions that maintain a cell or a subset of cells, thereby producing one or multiple cells capable of expressing an antibody protein having a modified immunoglobulin variable domain. Clones and other cells can be present in addition to the first number of cells.

1つの様相において、本発明は以下の工程を含んでいる方法を特色とする:
各々が、プロモーターおよびコード領域を含んでいる異種核酸を含む酵母細胞を提供し、ここにおいて、コード領域は免疫グロブリン可変ドメインコード核酸に相同的な核酸を含み、そしてプロモーターはコード領域へ機能可能であるように連結されている;
酵母細胞内へ1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入し、ここにおいて、1つ以上のIgセグメント−コード核酸の各々は、免疫グロブリン可変ドメインのセグメントをコードしている配列またはその相補体を含んでいる;そして
導入されたIgセグメント−コード核酸がコード領域と組換わるのを可能にする条件下で酵母細胞を維持し、それにより、コード領域が免疫グロブリン可変ドメインを含むポリペプチドをコードする組換えられた核酸を産生し、可変ドメインは、少なくとも一部は、Igセグメント−コード核酸により導入された配列によりコードされている。本方法は、例えば、抗体タンパク質の配列を改変するために使用できる。
In one aspect, the invention features a method that includes the following steps:
Each provides a yeast cell comprising a heterologous nucleic acid comprising a promoter and a coding region, wherein the coding region comprises a nucleic acid homologous to an immunoglobulin variable domain coding nucleic acid, and the promoter is operable to the coding region. Connected in a way;
Introducing one or more Ig segment-encoding nucleic acids into a yeast cell, wherein each of the one or more Ig segment-encoding nucleic acids comprises a sequence encoding a segment of an immunoglobulin variable domain or its complement. And maintaining the yeast cell under conditions that allow the introduced Ig segment-encoding nucleic acid to recombine with the coding region, whereby the coding region encodes a polypeptide comprising an immunoglobulin variable domain A recombinant nucleic acid is produced, and the variable domain is encoded, at least in part, by a sequence introduced by an Ig segment-encoding nucleic acid. This method can be used, for example, to alter the sequence of an antibody protein.

1つの態様において、本方法は免疫グロブリン可変ドメインを含むポリペプチドが細胞表面上に示され、そしてプローブへ到達可能であるように、組換えられた核酸を発現することをさらに含んでいる。   In one embodiment, the method further comprises expressing the recombinant nucleic acid such that a polypeptide comprising an immunoglobulin variable domain is displayed on the cell surface and is accessible to the probe.

1つの態様において、組換えに先立っては、コード領域は非機能性のコード領域である。1つの態様において、コード領域は非免疫グロブリン配列(例えば、終止コドン)、非免疫グロブリンタンパク質のための挿入されたコード配列(例えば、マーカー遺伝子、例えば、計数器選択可能マーカー遺伝子)を含んでいる。例えば、組換えがないときは、非免疫グロブリン配列は、免疫グロブリン可変ドメインを含むポリペプチドの産生を防止できる。1つの態様において、コード領域は、フレームシフト、反転、または免疫グロブリン可変ドメインを含むポリペプチドの産生を妨げるその他の改変を含んでいる。   In one embodiment, prior to recombination, the coding region is a non-functional coding region. In one embodiment, the coding region includes a non-immunoglobulin sequence (eg, a stop codon), an inserted coding sequence for a non-immunoglobulin protein (eg, a marker gene, eg, a counter selectable marker gene). . For example, in the absence of recombination, non-immunoglobulin sequences can prevent the production of polypeptides that contain immunoglobulin variable domains. In one embodiment, the coding region includes a frameshift, inversion, or other modification that prevents production of a polypeptide comprising an immunoglobulin variable domain.

1つの態様において、本方法はさらに、融合された細胞が、Ig LCを含むポリペプチドおよびIg HCを含むポリペプチドをコードする核酸を含むように、組換えられた核酸を含む酵母細胞と、組み換えられた核酸によりコードされた免疫グロブリン可変ドメインに適合性の、免疫グロブリン可変ドメインをコードする核酸を含む他の酵母細胞を融合させることを含んでいる。   In one embodiment, the method further comprises recombining with a yeast cell comprising the recombinant nucleic acid such that the fused cell comprises a nucleic acid encoding a polypeptide comprising Ig LC and a polypeptide comprising Ig HC. Fusing other yeast cells containing a nucleic acid encoding an immunoglobulin variable domain that is compatible with the immunoglobulin variable domain encoded by the encoded nucleic acid.

1つの態様において、酵母細胞を提供することは、異種核酸を含む酵母細胞内へ、1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入することを含んでいる。1つの態様において、酵母細胞を提供することは、1つ以上のIgセグメント−コード核酸、および異種核酸の免疫グロブリン可変ドメインの領域と相同的な1つ以上の核酸を、酵母細胞内へ同時に導入することを含んでいる。例えば、酵母細胞は、1つ以上のIgセグメント−コード核酸、および免疫グロブリン可変ドメインコード配列、例えば、CDRコード配列中に中断を含む線状化された核酸を同時形質導入することができる。   In one embodiment, providing a yeast cell includes introducing one or more Ig segment-encoding nucleic acids into a yeast cell that contains the heterologous nucleic acid. In one aspect, providing a yeast cell simultaneously introduces one or more Ig segment-encoding nucleic acids and one or more nucleic acids that are homologous to a region of an immunoglobulin variable domain of a heterologous nucleic acid into the yeast cell. Including doing. For example, a yeast cell can be cotransduced with one or more Ig segment-encoding nucleic acids and a linearized nucleic acid that includes an interruption in an immunoglobulin variable domain coding sequence, eg, a CDR coding sequence.

本方法はさらに、1つの基準で1つ以上の組換えられた核酸を選択し、そして、さらなる酵母細胞を提供することにより本方法を繰り返すことを含むことが可能であり、ここにおいて、さらなる酵母細胞のコード領域は1つ以上の選択された組換えられた核酸から調製される。   The method can further include selecting one or more recombinant nucleic acids on one basis and repeating the method by providing additional yeast cells, wherein further yeast The coding region of the cell is prepared from one or more selected recombinant nucleic acids.

1つの態様において、Igセグメント−コード核酸は各々、免疫グロブリン可変ドメインのCDRをコードしている配列またはその相補体を含んでおり、例えば、各々は免疫グロブリン可変ドメインの単一CDRをコードしている配列またはその相補体を含んでいる。1つの態様において、1つ以上のIgセグメント−コード核酸は、ヒト核酸から得られる。   In one embodiment, each Ig segment-encoding nucleic acid comprises a sequence encoding an CDR of an immunoglobulin variable domain or its complement, eg, each encodes a single CDR of an immunoglobulin variable domain. Sequence or its complement. In one embodiment, one or more Ig segment-encoding nucleic acids are obtained from human nucleic acids.

1つの態様において、1つ以上のIgセグメント−コード核酸は、同一CDRの異なった変異体をコードする多数の核酸を含んでいる。例えば、酵母細胞を、CDR1のみが異なった変異体を含む核酸と接触させる。   In one embodiment, the one or more Ig segment-encoding nucleic acids include multiple nucleic acids that encode different variants of the same CDR. For example, yeast cells are contacted with nucleic acids containing variants that differ only in CDR1.

1つの態様において、1つ以上のIgセグメント−コード核酸は、多数の異なったCDRの異なった変異体をコードする多数の核酸を含んでいる。例えば、酵母細胞を、LC CDR1の異なった変異体およびHC CDR2の異なった変異体を含む核酸と接触させる。   In one embodiment, the one or more Ig segment-encoding nucleic acids include multiple nucleic acids encoding different variants of a number of different CDRs. For example, a yeast cell is contacted with a nucleic acid comprising a different variant of LC CDR1 and a different variant of HC CDR2.

1つの態様において、1つ以上のIgセグメント−コード核酸は、免疫グロブリン軽鎖または重鎖の可変ドメインのCDR1、CDR2およびCDR3の異なった変異体をコードしている核酸を含んでいる。   In one embodiment, the one or more Ig segment-encoding nucleic acids comprise nucleic acids encoding different variants of CDR1, CDR2 and CDR3 of the immunoglobulin light or heavy chain variable domains.

1つの態様において、各々のIgセグメント−コード核酸は、長さが300、250、200、150、または100ヌクレオチド未満である。
1つの態様において、導入することは、少なくとも103、104、105、106、108、109、または1010の異なったIgセグメント−コード核酸を1つ以上の酵母細胞へ接触させることを含んでいる。1つの態様において、1つ以上のIgセグメント−コード核酸は1本鎖である。本方法はさらに、導入することに先立って、サブセットの細胞の核酸膜内へ計数器−選択可能マーカーを挿入し、導入した後に、計数器−選択可能マーカーがIgセグメント−コード核酸により置き換えられている細胞を選択することを含んでいる。本発明はさらに、導入することに先立って、コード領域内へ突然変異を導入することを含むことが可能で、ここにおいて、突然変異は機能的免疫グロブリン可変ドメインの発現を妨げる。
In one embodiment, each Ig segment-encoding nucleic acid is less than 300, 250, 200, 150, or 100 nucleotides in length.
In one embodiment, the introducing contacts at least 10 3 , 10 4 , 10 5 , 10 6 , 10 8 , 10 9 , or 10 10 different Ig segment-encoding nucleic acids to one or more yeast cells Including that. In one embodiment, the one or more Ig segment-encoding nucleic acids are single stranded. The method further includes inserting a counter-selectable marker into the nucleic acid membrane of the subset of cells prior to the introduction, and after the introduction, the counter-selectable marker is replaced with an Ig segment-encoding nucleic acid. Including selecting the cells that are present. The invention can further include introducing a mutation into the coding region prior to the introduction, wherein the mutation prevents expression of a functional immunoglobulin variable domain.

1つの態様において、突然変異は、終止コドン、マーカー遺伝子、フレームシフト、または部位特異的エンドヌクレアーゼの部位を含んでいる。
1つの態様において、組換えられた核酸から発現されるポリペプチドは、ポリペプチドの回収が、ポリペプチドをコードしている核酸を含んでいる細胞を回収する結果となるように、細胞との相互作用を可能にする配列を含んでいる。例えば、細胞との相互作用を可能にする配列は、膜貫通ドメインまたは酵母細胞表面へGPI−連結されるようになるドメインを含む、アンカー(anchor)ドメインをコードしている。
In one embodiment, the mutation comprises a stop codon, marker gene, frameshift, or site-specific endonuclease site.
In one embodiment, the polypeptide expressed from the recombinant nucleic acid interacts with the cell such that recovery of the polypeptide results in recovery of the cell containing nucleic acid encoding the polypeptide. Contains sequences that allow for action. For example, sequences that allow interaction with cells encode anchor domains, including transmembrane domains or domains that become GPI-linked to the yeast cell surface.

1つの態様において、核酸メンバーは、例えば本明細書に記載しているように、酵母細胞の染色体(例えば、内在性染色体または人工染色体)内へ組み込むことが可能であり、若しくはプラスミド上に存在することが可能である。   In one embodiment, the nucleic acid member can be integrated into a yeast cell chromosome (eg, an endogenous chromosome or an artificial chromosome), eg, as described herein, or is present on a plasmid. It is possible.

本方法は、本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
別の様相において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:多数の酵母細胞を提供し、多数の酵母細胞の各々の細胞は、独特の抗体タンパク質をコードする抗体コード核酸配列を含んでおり、ここにおいて、抗体タンパク質は軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含んでいる;多数の酵母細胞からの1つ以上の細胞内へ、1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入し、ここにおいて、1つ以上のIgセグメント−コード核酸の各々は、免疫グロブリン可変ドメインのセグメントをコードしている配列またはその相補体を含んでいる;そして多数の酵母細胞からの細胞または複数の細胞を、導入されたIgセグメント−コード核酸がサブセットの細胞の抗体−コード核酸配列で組換わることを可能にする条件下で維持し、それにより、改変された免疫グロブリン可変ドメインを有している抗体タンパク質を発現できる、1つまたは多数の細胞を産生する。本方法は、例えば、抗体タンパク質の配列を改変するために使用できる。
The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention features a method comprising the following steps: providing a number of yeast cells, each cell of the number of yeast cells comprising an antibody encoding nucleic acid sequence encoding a unique antibody protein. Wherein the antibody protein comprises a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable immunoglobulin domain; into one or more cells from a number of yeast cells, one or more Ig segment-encoding nucleic acids Wherein each of the one or more Ig segment-encoding nucleic acids comprises a sequence encoding a segment of an immunoglobulin variable domain or its complement; and cells from multiple yeast cells or Recombining multiple cells with the introduced Ig segment-encoding nucleic acid with the antibody-encoding nucleic acid sequence of a subset of cells It maintained under conditions that permit, thereby, capable of expressing the antibody protein having an altered immunoglobulin variable domain, producing one or a number of cells. This method can be used, for example, to alter the sequence of an antibody protein.

多数のIgセグメント−コード核酸は、別々に(例えば、異なったときに)、平行して(例えば、別々の反応混合物中で、または同一の反応混合物中で、多数の酵母細胞の細胞内へ導入できる。   Multiple Ig segment-encoding nucleic acids are introduced into the cells of multiple yeast cells separately (eg, at different times), in parallel (eg, in separate reaction mixtures or in the same reaction mixture) it can.

別の様相において、本発明は以下の工程を含む方法を特色とする:
多数の酵母細胞を提供し、多数の酵母細胞は、軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含む抗体タンパク質をコードできるか、またはIgセグメント−コード核酸と組換えて、抗体タンパク質をコードする機能性コード配列を形成できる、抗体コード配列を各々が含む細胞を含んでおり;
以下の1つ以上のサイクルを実施する:
(i)免疫グロブリン可変ドメインの1つのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を各々が含んでなる核酸を、サブセットの細胞からの抗体コード配列の少なくとも一部を含む細胞内へ導入し;
(ii)(i)において核酸と接触させた細胞を、導入された核酸と細胞の抗体コード配列が組換わるのを可能にする条件下で維持し、それにより、1つ以上の改変免疫グロブリン可変ドメインを有する、改変抗体コード配列を含む修飾された細胞を産生し;
(iii)修飾された細胞において改変コード配列を発現させ;
(iv)修飾された細胞と標的を接触させ;および
(v)修飾された細胞からさらなる細胞のサブセットを選択する、ここにおいて、さらなるサブセットは標的と相互作用する1つ以上の酵母細胞を含んでいる。
In another aspect, the invention features a method that includes the following steps:
A number of yeast cells are provided, the number of yeast cells being capable of encoding an antibody protein comprising a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable immunoglobulin domain, or recombining with an Ig segment-encoding nucleic acid to produce an antibody protein. Including cells each containing an antibody coding sequence capable of forming a functional coding sequence encoding;
Perform one or more of the following cycles:
(I) introducing a nucleic acid each comprising a segment encoding one CDR of an immunoglobulin variable domain, or a complement thereof, into a cell comprising at least a portion of an antibody coding sequence from a subset of cells;
(Ii) maintaining the cell contacted with the nucleic acid in (i) under conditions that allow the introduced nucleic acid to recombine with the antibody coding sequence of the cell, thereby providing one or more modified immunoglobulin variable Producing a modified cell comprising a modified antibody coding sequence having a domain;
(Iii) expressing the altered coding sequence in the modified cell;
(Iv) contacting the target with the modified cell; and (v) selecting a further subset of cells from the modified cell, wherein the further subset comprises one or more yeast cells that interact with the target. Yes.

例えば、少なくとも2、3、4または5回のサイクルを実施する。
1つの態様において、工程(iv)の接触させることは、異なったサイクルの間に、細胞を異なった条件下で標的と接触させることを含んでいる。1つの態様において、工程(v)の選択することは、前の選択工程と比較して、標的への改善された結合を必要としていることを含んでいる。例えば、より高いストリンジェンシー(stringency)での洗浄がより後のサイクルで使用することができ、またはより高い濃度の競合剤が使用できる。
For example, at least 2, 3, 4 or 5 cycles are performed.
In one embodiment, contacting in step (iv) comprises contacting the cell with the target under different conditions during different cycles. In one embodiment, the selection of step (v) includes requiring improved binding to the target as compared to the previous selection step. For example, higher stringency washes can be used in later cycles, or higher concentrations of competitor can be used.

1つの態様において、工程(i)の核酸を導入させることに先立って、マーカー配列が抗体コード配列内へ挿入される。
1つの態様において、本方法はさらに、1つ以上のサイクルからのさらなるサブセットの細胞から、抗体コード配列を回収することを含んでいる。1つの態様において、本発明はさらに、1つ以上のサイクルからのさらなるサブセットの細胞中の、少なくとも抗体コード配列のCDRコード領域を配列決定することを含んでいる。1つの態様において、核酸はサブセットの細胞内へ導入される。
In one embodiment, a marker sequence is inserted into the antibody coding sequence prior to introducing the nucleic acid of step (i).
In one embodiment, the method further comprises recovering the antibody coding sequence from an additional subset of cells from one or more cycles. In one embodiment, the present invention further comprises sequencing at least the CDR coding region of the antibody coding sequence in a further subset of cells from one or more cycles. In one embodiment, the nucleic acid is introduced into a subset of cells.

1つの態様において、本方法はさらに、1つ以上のサイクルにおいて、(i)に先だって、サブセットの細胞を胞子形成させ、そして(ii)の後に、核酸が導入されている細胞を接合させることを含んでいる。   In one embodiment, the method further comprises, in one or more cycles, sporulating the subset of cells prior to (i), and after (ii) joining the cells into which the nucleic acid has been introduced. Contains.

1つの態様において、多数の酵母細胞を提供することは、多数の酵母細胞が実質的に同一であるように、本来の細胞を増幅することを含んでいる。1つの態様において、多数の酵母細胞を提供することは、多数の本来の細胞を増幅することを含んでおり、ここにおいて、多数の本来の細胞は、同一の標的と相互作用する、異なった抗体のための抗体コード配列を含んでいる。例えば、本方法は単一抗体、または多数の抗体を親和性成熟させる(affinity mature)ために使用でき、抗体または抗体類は任意の起源である。   In one embodiment, providing a large number of yeast cells includes amplifying the original cells so that the large number of yeast cells are substantially identical. In one embodiment, providing a large number of yeast cells comprises amplifying a large number of native cells, wherein the multiple native cells interact with the same target, different antibodies Contains the antibody coding sequence for. For example, the method can be used to affinity mature a single antibody, or multiple antibodies, where the antibody or antibodies are of any origin.

1つの態様において、多数の酵母細胞を提供することは、ファージディスプレイライブラリーから1つ以上の核酸を選択し、そしてファージディスプレイシステムからの1つ以上の核酸を酵母発現系内へ再編成させることを含んでいる。   In one embodiment, providing a large number of yeast cells comprises selecting one or more nucleic acids from a phage display library and rearranging the one or more nucleic acids from the phage display system into a yeast expression system. Is included.

本方法は、抗体タンパク質を示す細胞を選択するために使用することができる。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
別の様相において、本発明は酵母細胞上に示される抗体タンパク質のサブユニットを変化させる方法を特色としている。本方法は以下の工程を含んでいる:
抗体タンパク質の第1のサブユニットをコードしている第1の核酸メンバーを含む、第1の1倍体(haploid)酵母細胞を提供し、ここにおいて、第1のサブユニットは免疫グロブリン可変ドメインを含んでいる;
各々が免疫グロブリン可変ドメインの1つのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含む1つまたは多数の核酸を、第1の1倍体細胞またはそのクローン内へ、導入された核酸が第1の1倍体細胞またはそのクローン中の第1の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を産生し;そして
1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を1つ以上の第2の1倍体酵母細胞と接合させて、1つ以上の2倍体細胞を提供し、ここにおいて、第2の1倍体酵母細胞は抗体タンパク質の第2のサブユニットをコードしている第2の核酸メンバーを含んでおり、第2のサブユニットは第1のサブユニットの免疫グロブリン可変ドメインに相補的な免疫グロブリン可変ドメインを含んでおり、そして、各々の2倍体細胞は、その細胞表面に、第1および第2のサブユニットを含んでいる抗体タンパク質を発現できる。
The method can be used to select cells that exhibit antibody protein. The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention features a method for altering a subunit of an antibody protein displayed on a yeast cell. The method includes the following steps:
A first haploid yeast cell is provided comprising a first nucleic acid member encoding a first subunit of an antibody protein, wherein the first subunit comprises an immunoglobulin variable domain. Contains;
A nucleic acid introduced into a first haploid cell or clone thereof into a first haploid cell or clone thereof, each comprising one or more nucleic acids comprising a segment encoding one CDR of an immunoglobulin variable domain or its complement. Haploid cells or a first nucleic acid member thereof in a clone thereof, thereby producing one or more modified first haploid cells; and one or more modifications The produced first haploid cells are joined with one or more second haploid yeast cells to provide one or more diploid cells, wherein a second haploid yeast cell Contains a second nucleic acid member encoding the second subunit of the antibody protein, the second subunit comprising an immunoglobulin variable domain complementary to the immunoglobulin variable domain of the first subunit And Each diploid cell can then express an antibody protein containing first and second subunits on its cell surface.

1つの態様において、本方法はさらに、導入することに先立って、第1の核酸メンバー内へ非免疫グロブリン配列を挿入することを含んでおり、それにより、第1のサブユニットのコードを破壊する。   In one embodiment, the method further comprises inserting a non-immunoglobulin sequence into the first nucleic acid member prior to introduction, thereby disrupting the code of the first subunit. .

1つの態様において、非免疫グロブリンコード配列は計数器−選択可能マーカーを含んでいる。本方法はさらに、本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
別の様相において、本方法は以下の工程を含んでいる:
抗体タンパク質の第1のサブユニットを含んでいるポリペプチドをコードできる第1の核酸メンバーを含む第1の1倍体酵母細胞を提供し、第1のサブユニットは免疫グロブリン可変ドメインを含んでおり、ここにおいて、免疫グロブリン可変ドメインをコードする核酸メンバーの領域は破壊されている;
各々が免疫グロブリン可変ドメインの1つのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含む、1つまたは多数の核酸を、第1の1倍体細胞またはそのクローン内へ、導入された核酸が第1の1倍体細胞またはそのクローン中の第1の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を産生し;そして
1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を、1つ以上の第2の1倍体細胞と接合させて、1つ以上の2倍体細胞を提供し、ここにおいて、第2の1倍体酵母細胞は抗体タンパク質の第2のサブユニットを含んでいるポリペプチドをコードしている第2の核酸メンバーを含んでおり、第2のサブユニットは第1のサブユニットの免疫グロブリン可変ドメインに相補的な免疫グロブリン可変ドメインを含んでおり、そして、各々の2倍体細胞は、その細胞表面に、第1および第2のサブユニットを含んでいる抗体タンパク質を発現できる。本方法はさらに、例えば、接合することに先立って、1つ以上のラウンドの細胞分割により、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を増幅することを含むことができる。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
In one embodiment, the non-immunoglobulin coding sequence includes a counter-selectable marker. The method can further include other features described herein.
In another aspect, the method includes the following steps:
Providing a first haploid yeast cell comprising a first nucleic acid member capable of encoding a polypeptide comprising a first subunit of an antibody protein, the first subunit comprising an immunoglobulin variable domain Where the region of the nucleic acid member encoding the immunoglobulin variable domain has been disrupted;
A nucleic acid introduced into a first haploid cell or clone thereof, wherein one or a number of nucleic acids, each comprising a segment encoding one CDR of an immunoglobulin variable domain or its complement, is Introduced into one haploid cell or a first nucleic acid member in a clone thereof, thereby producing one or more modified first haploid cells; and one or more The modified first haploid cell is conjugated with one or more second haploid cells to provide one or more diploid cells, wherein a second haploid yeast The cell includes a second nucleic acid member that encodes a polypeptide that includes a second subunit of the antibody protein, the second subunit being complementary to an immunoglobulin variable domain of the first subunit. Variable immunoglobulin Each diploid cell contains a domain and is capable of expressing an antibody protein containing first and second subunits on its cell surface. The method can further include amplifying the one or more modified first haploid cells, eg, by one or more rounds of cell division prior to conjugation. The method can include other features described herein.

別の様相において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:抗体タンパク質の第1のサブユニットを含んでいるポリペプチドをコードしている第1の核酸メンバーを含む、第1の1倍体酵母細胞、第1のサブユニットは免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含んでいる、および、抗体タンパク質の第2のサブユニットを含んでいるポリペプチドをコードしている第2の核酸メンバーを含む、第2の1倍体酵母細胞、第2のサブユニットは免疫グロブリン重鎖可変ドメインを含んでいる、を提供し;各々が免疫グロブリン可変軽鎖ドメインの1つのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含む、1つまたは多数の核酸を、第1の1倍体細胞またはそのクローン内へ、導入された核酸が第1の1倍体細胞またはそのクローン中の第1の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を産生し;各々が免疫グロブリン可変重鎖ドメインの1つのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含む1つまたは多数の核酸が、第2の1倍体細胞またはそのクローン内へ導入された核酸が第2の1倍体細胞またはそのクローン中の第2の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第2の1倍体細胞を産生し;そして、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞と1つ以上の第2の1倍体細胞を接合し、各々が変化した免疫グロブリン軽鎖可変ドメインおよび変化した免疫グロブリン重鎖可変ドメインを有する抗体タンパク質を、細胞表面上に発現できる、1つ以上の2倍体細胞を提供する。   In another aspect, the invention features a method that includes the following steps: a first nucleic acid member that encodes a polypeptide that includes a first subunit of an antibody protein; Ploidy yeast cells, the first subunit comprises an immunoglobulin light chain variable domain and a second nucleic acid member encoding a polypeptide comprising a second subunit of the antibody protein A second haploid yeast cell, wherein the second subunit comprises an immunoglobulin heavy chain variable domain; a segment each encoding one CDR of an immunoglobulin variable light chain domain or One or multiple nucleic acids, including their complements, are introduced into the first haploid cell or clone thereof and the introduced nucleic acid is the first haploid cell or clone thereof. In a recombination with a first nucleic acid member therein, thereby producing one or more modified first haploid cells; each encoding one CDR of an immunoglobulin variable heavy chain domain The nucleic acid introduced into the second haploid cell or clone thereof is the second haploid cell or clone thereof in the second haploid cell or clone thereof. Introducing into a nucleic acid member, thereby producing one or more modified second haploid cells; and one or more modified first haploid cells and one One or more two or more 2 haploid cells that are joined together, each capable of expressing an antibody protein having an altered immunoglobulin light chain variable domain and an altered immunoglobulin heavy chain variable domain on the cell surface Provide ploidy cells That.

1つの態様において、第1および第2の1倍体細胞を提供する工程は、以下の工程を含んでいる:
(i)抗体タンパク質の第1のサブユニットをコードしている第1の核酸メンバー、第1のサブユニットは免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含んでいる、および(ii)抗体タンパク質の第2のサブユニットをコードしている第2の核酸メンバー、第2のサブユニットは免疫グロブリン重鎖可変ドメインを含んでいる、を含む2倍体酵母細胞を提供し;および2倍体酵母細胞を胞子形成させて、第1の核酸メンバーを含む(しかし第2の核酸メンバーを含まない)第1の1倍体細胞、および第2の核酸メンバーを含む(しかし第1の核酸メンバーを含まない)第2の1倍体細胞を提供する。
In one embodiment, providing the first and second haploid cells includes the following steps:
(I) a first nucleic acid member encoding the first subunit of the antibody protein, the first subunit comprises an immunoglobulin light chain variable domain, and (ii) a second subunit of the antibody protein Providing a diploid yeast cell comprising: a second nucleic acid member encoding the unit, wherein the second subunit comprises an immunoglobulin heavy chain variable domain; and causing the diploid yeast cell to sporulate A first haploid cell comprising a first nucleic acid member (but not comprising a second nucleic acid member), and a second comprising a second nucleic acid member (but not comprising a first nucleic acid member) Haploid cells are provided.

1つの態様において、本方法はさらに、例えば、接合することに先立って、1つ以上の回の細胞分割により、1つ以上の修飾された第1または第2の1倍体細胞を増幅することを含んでいる。   In one embodiment, the method further amplifies the one or more modified first or second haploid cells, eg, by one or more rounds of cell division prior to joining. Is included.

1つの態様において、本方法はさらに、例えば、接合することに先立って、1つ以上のラウンドの細胞分割により、1つ以上の修飾された第1および第2の1倍体細胞を増幅することを含んでいる。   In one embodiment, the method further amplifies the one or more modified first and second haploid cells, eg, by one or more rounds of cell division prior to joining. Is included.

1つの態様において、本方法はさらに、接合することにより形成された1つ以上の2倍体細胞を胞子形成させることを含んでいる。
1つの態様において、本方法はさらに、1つ以上の2倍体細胞またはそのクローンを標的と接触させることにより、1つ以上の2倍体細胞のサブセットを選択することを含んでいる。例えば、サブセットは、標的と相互作用する1つ以上の細胞、または標的と相互作用しない1つ以上の細胞を含んでいる。サブセットの細胞は胞子形成できる。
In one embodiment, the method further comprises sporulating one or more diploid cells formed by joining.
In one embodiment, the method further comprises selecting a subset of one or more diploid cells by contacting one or more diploid cells or clones thereof with a target. For example, the subset includes one or more cells that interact with the target or one or more cells that do not interact with the target. A subset of cells can sporulate.

本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
別の様相において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:
タンパク質コード配列またはその相補体を含む多数の多様な核酸を提供し;
多数の真核細胞を提供し、多数の真核細胞の各々の細胞は、1つ以上の多様な核酸中に存在する相同的配列と組換え可能な受容(acceptor)配列を含む異種核酸を含んでおり、ここにおいて、受容配列および多様な核酸の組換えは、多様な核酸によりコードされているセグメントまたはその相補体を含むポリペプチドをコードする、組換えられた核酸を産生する;
多数の多様な核酸からの核酸を、多数の細胞の細胞内へ導入し;
1つ以上の導入された核酸を、各々の細胞中の異種核酸と組換え、それにより、1つ以上の導入された核酸によりコードされたセグメントまたはその相補体を含むポリペプチドを各々がコードしている組換え核酸を産生し;
組換えられた核酸によりコードされているポリペプチドが細胞の表面に会合するように、細胞中で組換えられた核酸を発現させ;
組換えられた核酸を発現する細胞と標的を接触させ;そして
その標的との相互作用の機能で1つ以上の細胞を選択する。本方法は、結合タンパク質を示す細胞を選択するためにも使用できる。
The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention features a method that includes the following steps:
Providing a large number of diverse nucleic acids comprising a protein coding sequence or its complement;
Provide a large number of eukaryotic cells, each cell of the large number of eukaryotic cells comprising a heterologous nucleic acid comprising an acceptor sequence that is recombinable with homologous sequences present in one or more diverse nucleic acids. Wherein recombination of the acceptor sequence and the various nucleic acids produces a recombinant nucleic acid that encodes a polypeptide comprising a segment encoded by the various nucleic acids or a complement thereof;
Introducing nucleic acids from a number of diverse nucleic acids into the cells of a number of cells;
Recombining one or more introduced nucleic acids with a heterologous nucleic acid in each cell, thereby each encoding a polypeptide comprising a segment encoded by the one or more introduced nucleic acids, or a complement thereof. Producing recombinant nucleic acid;
Expressing the recombinant nucleic acid in the cell such that the polypeptide encoded by the recombinant nucleic acid associates with the surface of the cell;
The target is contacted with a cell that expresses the recombinant nucleic acid; and one or more cells are selected for their function of interaction with the target. The method can also be used to select cells that display binding protein.

1つの態様において、異種核酸は、組換えのための受容配列を提供する、非機能性免疫グロブリンドメインコード配列を含んでいる。例えば、非機能性免疫グロブリンドメインコード配列は、免疫グロブリンドメインコード配列の3’末端より前に突然変異(例えば、終止コドンまたはフレームシフト)を含んでいる。1つの態様において、突然変異は、CDRをコードしている領域中に存在する。   In one embodiment, the heterologous nucleic acid includes a non-functional immunoglobulin domain coding sequence that provides a accepting sequence for recombination. For example, a non-functional immunoglobulin domain coding sequence contains a mutation (eg, a stop codon or frameshift) prior to the 3 'end of the immunoglobulin domain coding sequence. In one embodiment, the mutation is in a region encoding a CDR.

1つの態様において、非機能性免疫グロブリンドメインコード配列は、CDRをコードしている領域中にマーカー遺伝子を含んでおり、そして免疫グロブリンドメインのFR領域をコードしている配列は無傷である。例えば、マーカー遺伝子は、計数器−選択可能マーカーを含んでいる。   In one embodiment, the non-functional immunoglobulin domain coding sequence includes a marker gene in the region encoding CDR and the sequence encoding the FR region of the immunoglobulin domain is intact. For example, a marker gene includes a counter-selectable marker.

1つの態様において、組換えられた核酸は抗体軽鎖をコードしており、および発現することはさらに、抗体重鎖および軽鎖が会合し、そしてアンカードメインが細胞表面に抗体重鎖を繋ぎ止めるように、VHドメインおよびCH1ドメインおよびアンカードメインを含む抗体重鎖をコードしている核酸を発現することをさらに含んでいる。   In one embodiment, the recombinant nucleic acid encodes an antibody light chain and expressing further associates the antibody heavy chain and light chain and an anchor domain anchors the antibody heavy chain to the cell surface. Thus, further comprising expressing a nucleic acid encoding an antibody heavy chain comprising a VH domain and a CH1 domain and an anchor domain.

1つの態様において、異種核酸は、ポリペプチドの回収がポリペプチドをコードしている核酸を含んでいる細胞の回収を結果として生じるように、細胞との相互作用を可能にする配列を含んでいる。例えば、配列はアンカードメイン(例えば、膜貫通ドメイン)、または酵母細胞表面にGPI−連結されるようになるドメインをコードしている。   In one embodiment, the heterologous nucleic acid includes a sequence that allows interaction with the cell such that recovery of the polypeptide results in recovery of the cell containing nucleic acid encoding the polypeptide. . For example, the sequence encodes an anchor domain (eg, a transmembrane domain) or a domain that becomes GPI-linked to the yeast cell surface.

1つの態様において、真核細胞は酵母細胞、例えば、S.セレビジエ細胞である。
1つの態様において、標的はタンパク質である。別の態様において、標的は細胞、例えば、哺乳動物細胞、例えば、癌細胞または分化細胞である。
In one embodiment, the eukaryotic cell is a yeast cell, e.g. Cerevisiae cells.
In one embodiment, the target is a protein. In another embodiment, the target is a cell, eg, a mammalian cell, eg, a cancer cell or a differentiated cell.

1つの態様において、組換えることに先だって、異種核酸は機能性タンパク質をコードしていない。1つの態様において、組換えることに先立って、計数器−選択可能マーカーが異種核酸の受容配列間に位置しており、そして組換えることで計数器−選択可能マーカーが除去される。   In one embodiment, the heterologous nucleic acid does not encode a functional protein prior to recombination. In one embodiment, prior to recombination, a counter-selectable marker is located between the acceptor sequences of the heterologous nucleic acid and recombination removes the counter-selectable marker.

1つの態様において、組換えることが、各々の細胞中の異種核酸を切断することにより促進される。例えば、切断することは、異種核酸中に2本鎖中断を作り出す。1つの態様において、組換えることに先立って、酵母細胞中に発現されることが可能である部位特異的エンドヌクレアーゼにより認識される部位が、異種核酸の受容配列間に位置しており、そして組換えることが、各々の細胞中に部位特異的エンドヌクレアーゼを提供することにより促進される。例えば、部位特異的エンドヌクレアーゼはHOエンドヌクレアーゼであり、そして提供することは、HOエンドヌクレアーゼをコードしている遺伝子を転写することを含んでいる。典型的には、もしエンドヌクレアーゼが発現されるとしたら、致死性を生じないように、エンドヌクレアーゼが選択される。   In one embodiment, recombination is facilitated by cleaving the heterologous nucleic acid in each cell. For example, cleaving creates a double stranded break in the heterologous nucleic acid. In one embodiment, prior to recombination, a site recognized by a site-specific endonuclease that can be expressed in a yeast cell is located between the accepting sequences of the heterologous nucleic acid and This is facilitated by providing a site-specific endonuclease in each cell. For example, the site-specific endonuclease is a HO endonuclease and providing includes transcription of a gene encoding the HO endonuclease. Typically, if the endonuclease is expressed, the endonuclease is selected so as not to cause lethality.

1つの態様において、組換えられた核酸は、免疫グロブリン可変ドメインをコードしている配列を含んでいる。
本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
In one embodiment, the recombinant nucleic acid includes a sequence encoding an immunoglobulin variable domain.
The method can include other features described herein.

別の様相において、本発明は抗体タンパク質の配列を改変する方法を特色としている。本方法は以下の工程を含んでいる:第1の多数の酵母細胞(例えば、酵母細胞ディスプレイライブラリーまたは本来の細胞の複製物)を提供し、第1の多数の酵母細胞の各々の細胞は細胞の表面に会合する抗体タンパク質を発現しており、および各々の細胞は抗体タンパク質をコードする抗体コード核酸配列を含んでおり、ここにおいて、抗体タンパク質は軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含んでおり、およびここにおいて、第1の多数の酵母細胞の各々の細胞は、独特の抗体タンパク質を発現できる;任意に、標的と相互作用する1つ以上の酵母細胞を含むサブセットを、第1の多数の酵母細胞から選択し;サブセットの、または第1の多数の酵母細胞(例えば、本来の細胞の複製物を使用した場合)の1つ以上の細胞内へ、1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入し、ここにおいて、1つ以上のIgセグメント−コード核酸の各々は、免疫グロブリン可変ドメインのセグメントをコードしている配列またはその相補体を含んでいる;そしてサブセットの、または第1の多数の酵母細胞(例えば、本来の細胞の複製物を使用した場合)の細胞または複数の細胞を、導入されたIgセグメント−コード核酸がサブセットの細胞の抗体−コード核酸配列と組換わるのを可能にする条件下で維持し、それにより、改変された免疫グロブリン可変ドメインを有する抗体タンパク質を発現できる、1つまたは多数の細胞を産生する。クローンまたは他の細胞が、第1の多数の細胞に加えて存在できる。   In another aspect, the invention features a method of modifying the sequence of an antibody protein. The method includes the following steps: providing a first number of yeast cells (eg, a yeast cell display library or a replica of the original cell), each cell of the first number of yeast cells being Expressing an antibody protein associated with the surface of the cell, and each cell comprises an antibody-encoding nucleic acid sequence encoding the antibody protein, wherein the antibody protein comprises a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable immunity Wherein each cell of the first multiple yeast cells is capable of expressing a unique antibody protein; optionally, a subset comprising one or more yeast cells that interact with the target. Selecting from a first number of yeast cells; a subset, or a first number of yeast cells (eg, using replicas of the original cells) ) One or more Ig segment-encoding nucleic acids, wherein each of the one or more Ig segment-encoding nucleic acids encodes a segment of an immunoglobulin variable domain A sequence or complement thereof; and a cell or cells of a subset or of the first multiple yeast cells (eg when using replicas of the original cell) are introduced into the introduced Ig segment— One or many cells that can be maintained under conditions that allow the encoding nucleic acid to recombine with an antibody-encoding nucleic acid sequence of a subset of cells, thereby expressing an antibody protein having a modified immunoglobulin variable domain Produce. Clones or other cells can be present in addition to the first number of cells.

1つの態様において、Igセグメント−コード核酸は各々、免疫グロブリン可変ドメインのCDRをコードしている配列またはその相補体を含んでいる。例えば、それらは、単一CDRを含むことができ、例えば、完全FRドメインには広がっていない、例えば、単一CDRおよび隣接するFR領域の一部を含んでいる。別の態様において、Igセグメント−コード核酸は各々、免疫グロブリン可変ドメインのFRをコードしている配列またはその相補体を含んでいる。   In one embodiment, each Ig segment-encoding nucleic acid comprises a sequence encoding a CDR of an immunoglobulin variable domain or a complement thereof. For example, they can include a single CDR, for example, not spanning a complete FR domain, eg, include a single CDR and a portion of an adjacent FR region. In another embodiment, each Ig segment-encoding nucleic acid comprises a sequence encoding an FR of an immunoglobulin variable domain or its complement.

1つの態様において、1つ以上のIgセグメント−コード核酸は、ヒト核酸から得られる。
1つ以上のIgセグメント−コード核酸は、同一CDRの異なった変異体(例えば、CDR1の異なった変異体)、または多数の異なったCDR(例えば、免疫グロブリン軽鎖または重鎖の可変ドメインのCDR1、CDR2およびCDR3)の異なった変異体をコードする多数の核酸を含むことができる。
In one embodiment, one or more Ig segment-encoding nucleic acids are obtained from human nucleic acids.
One or more Ig segment-encoding nucleic acids may be different variants of the same CDR (eg, different variants of CDR1), or multiple different CDRs (eg, CDR1 of an immunoglobulin light chain or heavy chain variable domain). , CDR2 and CDR3) can contain multiple nucleic acids encoding different variants.

1つの態様において、各々のIgセグメント−コード核酸は、その長さが300、250、200、または150ヌクレオチド未満である。1つの態様において、導入することは、少なくとも103、105、または107の異なったIgセグメント−コード核酸を、サブセットの1つ以上の細胞と接触させることを含んでいる。1つ以上のIgセグメント−コード核酸は、1本鎖または2本鎖であることができる。多数のIgセグメント−コード核酸は、平行して若しくは同一の反応混合物中で、サブセットの細胞内へ導入できる。 In one embodiment, each Ig segment-encoding nucleic acid is less than 300, 250, 200, or 150 nucleotides in length. In one embodiment, introducing comprises contacting at least 10 3 , 10 5 , or 10 7 different Ig segment-encoding nucleic acids with one or more cells of the subset. One or more Ig segment-encoding nucleic acids can be single-stranded or double-stranded. Multiple Ig segment-encoding nucleic acids can be introduced into a subset of cells in parallel or in the same reaction mixture.

本方法はさらに、非免疫グロブリンコード配列、例えば、計数器−選択可能マーカーを、サブセットの細胞の核酸メンバー内へ挿入することを含むことができ、そして導入した後、計数器−選択可能マーカーがIgセグメント−コード核酸により置き換えられている細胞を選択する。   The method can further comprise inserting a non-immunoglobulin coding sequence, eg, a counter-selectable marker, into the nucleic acid member of the subset of cells, and after being introduced, the counter-selectable marker is Cells that are replaced by the Ig segment-encoding nucleic acid are selected.

本方法はさらに、細胞のプールからの細胞と標的を接触させ、標的と相互作用する細胞のサブセットを選択することを含むことができる。
1つの態様において、抗体タンパク質(例えば、VHおよびCH1ドメインを含む免疫グロブリン重鎖)の少なくとも一部が、アンカードメイン(例えば、膜貫通ドメインまたは酵母細胞表面上のGPI−連結ポリペプチド)へ融合される。免疫グロブリン重鎖はさらに、例えば、CH2およびCH3ドメインを含むことができる。免疫グロブリン軽鎖は、免疫グロブリン重鎖との共有結合または非共有結合により、酵母細胞表面へ会合することができる。別の態様において、免疫グロブリン軽鎖は、アンカードメイン(例えば、膜貫通ドメインまたは酵母細胞表面上のGPI−連結ポリペプチド)へ融合される。
The method can further include contacting the target with cells from a pool of cells and selecting a subset of cells that interact with the target.
In one embodiment, at least a portion of an antibody protein (eg, an immunoglobulin heavy chain comprising VH and CH1 domains) is fused to an anchor domain (eg, a transmembrane domain or a GPI-linked polypeptide on the surface of a yeast cell). The The immunoglobulin heavy chain can further comprise, for example, CH2 and CH3 domains. The immunoglobulin light chain can associate to the surface of the yeast cell by covalent or non-covalent association with an immunoglobulin heavy chain. In another embodiment, the immunoglobulin light chain is fused to an anchor domain (eg, a transmembrane domain or a GPI-linked polypeptide on the yeast cell surface).

核酸メンバーは、酵母細胞の染色体(例えば、内在性染色体または人工染色体)内へ組み込むことができ、若しくはプラスミド上に存在できる。例えば、LCおよびHCコード配列は、異なった酵母染色体(例えば、異なった相同的染色体または異なった非相同的染色体)内へ組込まれる。   The nucleic acid member can be integrated into a yeast cell chromosome (eg, an endogenous chromosome or an artificial chromosome) or can be present on a plasmid. For example, the LC and HC coding sequences are integrated into different yeast chromosomes (eg, different homologous chromosomes or different heterologous chromosomes).

例えば、抗体−コード核酸配列は、LC可変免疫グロブリンドメインを含むポリペプチドをコードしているLCコード配列、およびHC可変免疫グロブリンドメインを含むポリペプチドをコードしているHCコード配列を含んでいる。   For example, an antibody-encoding nucleic acid sequence includes an LC coding sequence that encodes a polypeptide that includes an LC variable immunoglobulin domain, and an HC coding sequence that encodes a polypeptide that includes an HC variable immunoglobulin domain.

1つの態様において、少なくとも選択する時点において、酵母細胞は2倍体細胞であり、および2倍体細胞が胞子形成するときにLC−コード配列およびHC−コード配列が異なった胞子内へ隔離されるように、LC−コード配列およびHC−コード配列は相同的染色体上の座位内に組み込まれる。例えば、配列は、例えば、少なくともMATα2タンパク質をコードするMATα遺伝子が破壊されないように、例えばMAT座位内のMAT座位の、例えば20kb内のMAT座位へ連結している位置に組み込むことができる。例えば、胞子形成後、同一のCDR、別のCDR、CDRの他の組などを修飾するために、インビボ組換えを実行することが望ましいであろう。例えば、CDR内の異なった組のアミノ酸、例えば、CDR内の異なった組の4つのアミノ酸を変異誘発するオリゴヌクレオチドを使用することにより、CDRに沿って歩行(walk)させることができる。   In one embodiment, at least at the time of selection, the yeast cell is a diploid cell, and the LC-coding sequence and the HC-coding sequence are sequestered into different spores when the diploid cell sporulates. Thus, LC-coding sequences and HC-coding sequences are integrated into loci on homologous chromosomes. For example, the sequence can be incorporated, for example, at a position linked to a MAT locus, for example within 20 kb, of the MAT locus, for example within the MAT locus, so that at least the MATα gene encoding the MATα2 protein is not destroyed. For example, it may be desirable to perform in vivo recombination after sporulation to modify the same CDR, another CDR, another set of CDRs, and the like. For example, one can walk along a CDR by using an oligonucleotide that mutagenizes a different set of amino acids in the CDR, eg, a different set of four amino acids in the CDR.

1つの態様において、抗体タンパク質はFabである。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
別の様相において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:第1の多数の酵母細胞を提供し、第1の多数の酵母細胞は各々、細胞表面に会合する、異なった抗体タンパク質および抗体タンパク質をコードする抗体コード配列を含む細胞を含んでおり、ここにおいて、抗体タンパク質は、軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含んでいる;第1の多数の酵母細胞からの細胞のサブセットを選択し、ここにおいて、サブセットは標的と相互作用する1つ以上の酵母細胞を含んでいる;以下の1つ以上のサイクルを実施する:
(i)各々が免疫グロブリン可変ドメインの1つのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含んでなる核酸を、サブセットの細胞からの抗体コード配列の少なくとも一部を含む細胞内へ導入し;
(ii)(i)において核酸と接触させた細胞を、導入された核酸と細胞の抗体コード配列が組換わるのを可能にする条件下で維持し、それにより、1つ以上の改変された免疫グロブリン可変ドメインを有する、改変抗体コード配列を含む修飾された細胞を産生し;
(iii)修飾された細胞において改変されたコード配列を発現させ;
(iv)修飾された細胞と標的を接触させ;および
(v)修飾された細胞からさらなる細胞のサブセットを選択する、ここにおいて、さらなるサブセットは標的と相互作用する1つ以上の酵母細胞を含んでいる。本方法は、抗体タンパク質を示す細胞を選択するために使用できる。1つの態様において、少なくとも2回のサイクルを実施する。1つの態様において、工程(iv)の接触させることは、異なったサイクルの間に、異なった条件下で、細胞を標的と接触させることを含んでいる。1つの態様において、工程(v)の選択することは、前の選択工程と比較して、標的への改善された結合を必要としていることを含んでいる。1つの態様において、工程(i)の核酸を導入することに先立って、配列が抗体コード配列内へ挿入される。挿入配列は1つ以上の:終止コドン、マーカー遺伝子(例えば、計数器−選択可能マーカー)、または部位特異的エンドヌクレアーゼ(例えば、酵母細胞に対して致死的結果なしに発現できるエンドヌクレアーゼ、例えば、酵母細胞中の内在性遺伝子を修復できないようには切断しないエンドヌクレアーゼ)による切断のための部位を含むことができる。
In one embodiment, the antibody protein is Fab. The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention features a method comprising the following steps: providing a first number of yeast cells, each of the first number of yeast cells being associated with a cell surface, different antibody proteins And an antibody coding sequence encoding an antibody protein, wherein the antibody protein comprises a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable immunoglobulin domain; from a first number of yeast cells A subset of cells, wherein the subset comprises one or more yeast cells that interact with the target; perform one or more of the following cycles:
(I) introducing a nucleic acid comprising a segment each encoding one CDR of an immunoglobulin variable domain, or a complement thereof, into a cell comprising at least a portion of an antibody coding sequence from a subset of cells;
(Ii) maintaining the cell contacted with the nucleic acid in (i) under conditions that allow the introduced nucleic acid to recombine with the antibody coding sequence of the cell, thereby providing one or more modified immunity Producing a modified cell comprising a modified antibody coding sequence having a globulin variable domain;
(Iii) expressing the altered coding sequence in the modified cell;
(Iv) contacting the target with the modified cell; and (v) selecting a further subset of cells from the modified cell, wherein the further subset comprises one or more yeast cells that interact with the target. Yes. The method can be used to select cells that exhibit antibody protein. In one embodiment, at least two cycles are performed. In one embodiment, the contacting of step (iv) comprises contacting the cell with the target under different conditions during different cycles. In one embodiment, the selection of step (v) includes requiring improved binding to the target as compared to the previous selection step. In one embodiment, the sequence is inserted into the antibody coding sequence prior to introducing the nucleic acid of step (i). The inserted sequence can be one or more of: a stop codon, a marker gene (eg, a counter-selectable marker), or a site-specific endonuclease (eg, an endonuclease that can be expressed without lethal consequences to yeast cells, eg, A site for cleavage by an endonuclease that does not cleave so that endogenous genes in yeast cells cannot be repaired can be included.

本方法はさらに、1つ以上の:1つ以上のサイクルからの、さらなるサブセットの細胞から、抗体コード配列を回収し、1つ以上のサイクルからの、さらなるサブセットの細胞中の、少なくとも抗体コード配列のCDRコード領域を配列決定することを含んでいる。   The method further recovers antibody coding sequences from the additional subset of cells from the one or more cycles, and at least the antibody coding sequence in the additional subset of cells from the one or more cycles. Sequencing of the CDR coding region.

1つの態様において、核酸はサブセットの細胞内へ導入される。
本方法はさらに、1つ以上のサイクルにおいて、(i)に先だって、サブセットの細胞を胞子形成させ、そして(ii)の後に核酸が導入されている細胞を接合させることを含むことができる。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。
In one embodiment, the nucleic acid is introduced into a subset of cells.
The method can further comprise sporulating the subset of cells prior to (i) and joining cells into which the nucleic acid has been introduced after (ii) in one or more cycles. The method can include other features described herein.

別の様相において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:第1の多数の酵母細胞を提供し、第1の多数の酵母細胞の各々の細胞は、細胞の表面に会合した抗体タンパク質を発現しており、および各々の細胞は抗体タンパク質をコードする核酸配列を含んでなり、ここにおいて、抗体タンパク質は軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含んでなり、およびここにおいて、第1の多数の酵母細胞の各々の細胞は、独特の抗体タンパク質を発現する;免疫グロブリン可変ドメインのセグメント(例えば、CDRまたはFR)をコードしている配列またはその相補体を含んでなる、1つまたは多数の免疫グロブリン−コード核酸を提供し;第1の多数の酵母細胞から、標的と相互作用する1つ以上の酵母細胞を含んでなるサブセットを選択し;サブセットの1つ以上の細胞内へ、1つ以上の免疫グロブリン−コード核酸を導入し;そして、導入された多様な核酸が、サブセットの細胞の抗体−コード核酸配列と組換わるのを可能にする条件下で、細胞またはサブセットの細胞を維持し;それにより、改変された免疫グロブリン可変ドメインを有する抗体タンパク質を発現できる、1つまたは多数の細胞を産生する。クローンおよび他の細胞が、第1の多数の細胞に加えて存在することができる。本方法は、抗体タンパク質の配列を改変するために使用できる。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことができる。   In another aspect, the invention features a method that includes the following steps: providing a first number of yeast cells, each cell of the first number of yeast cells being an antibody associated with the surface of the cell. Expressing the protein, and each cell comprises a nucleic acid sequence encoding the antibody protein, wherein the antibody protein comprises a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable immunoglobulin domain, and wherein Wherein each cell of the first number of yeast cells expresses a unique antibody protein; comprising a sequence encoding a segment of an immunoglobulin variable domain (eg, CDR or FR) or its complement. Providing one or multiple immunoglobulin-encoding nucleic acids; one or more interacting with a target from a first multiple yeast cells Selecting a subset comprising a mother cell; introducing one or more immunoglobulin-encoding nucleic acids into one or more cells of the subset; and Maintain cells or subsets of cells under conditions that allow them to recombine with an encoding nucleic acid sequence; thereby producing one or many cells capable of expressing an antibody protein having a modified immunoglobulin variable domain To do. Clones and other cells can be present in addition to the first number of cells. This method can be used to modify the sequence of an antibody protein. The method can include other features described herein.

別の様相において、本発明は修飾されたポリペプチドを同定する方法を特色としている。本方法は以下の工程を含んでいる:(a)(1)各々が酵母細胞の表面へ結合されるようになるポリペプチドドメインをコードしているセグメントを含む、多数のコード核酸、ここにおいて、ポリペプチドドメインは酵母細胞に対して異種である、および(2)多数の多様な核酸、を提供し;(b)多数の酵母細胞のコード核酸の各々に対し、多様な核酸の1つおよびコード核酸を酵母細胞中で組換えて、修飾されたポリペプチドドメインをコードする修飾された核酸を形成し;(c)酵母細胞中で修飾された核酸を発現し、ここにおいて、修飾されたポリペプチドドメインは酵母細胞の表面に結合されており、および各々の修飾された核酸は免疫グロブリン可変ドメインを含んでいる;(d)酵母細胞を標的(例えば、標的化合物または標的細胞)に接触させ;そして(e)標的へ結合する1つ以上の細胞を回収し、それにより回収された細胞の修飾された核酸によりコードされている1つ以上のポリペプチドを同定する。本方法は、回収された細胞の1つ以上の修飾された核酸を修飾すること(例えば、本方法を繰り返すことにより)をさらに含むことができる。   In another aspect, the invention features a method of identifying a modified polypeptide. The method comprises the following steps: (a) (1) a number of encoding nucleic acids, each comprising a segment encoding a polypeptide domain that becomes bound to the surface of a yeast cell, The polypeptide domain is heterologous to the yeast cell, and (2) provides a number of diverse nucleic acids; (b) for each of a number of yeast cell encoding nucleic acids, one of the various nucleic acids and the coding Recombining the nucleic acid in a yeast cell to form a modified nucleic acid encoding the modified polypeptide domain; (c) expressing the modified nucleic acid in the yeast cell, wherein the modified polypeptide The domain is bound to the surface of the yeast cell, and each modified nucleic acid contains an immunoglobulin variable domain; (d) target the yeast cell (eg, target compound or target). Contacting the cells); and (e) recovering the one or more cells that bind to the target, thereby identifying one or more polypeptides encoded by a modified nucleic acid of the recovered cells. The method can further comprise modifying (eg, by repeating the method) one or more modified nucleic acids of the recovered cells.

1つの態様において、各々の多様な核酸は、CDRをコードするセグメントまたはその相補体を含んでいる。
本発明さらに、哺乳動物細胞発現のために、回収された細胞の修飾された核酸を再編成すること、および再編成された核酸を哺乳動物細胞中で発現することを含むことができる。本方法はまた、哺乳動物細胞により発現されたポリペプチド(例えば、免疫グロブリンドメインを含むポリペプチド)の生物学的特性(例えば、細胞毒性細胞または補体タンパク質の動員を含む特性)を評価することを含むことが可能である。
In one embodiment, each of the various nucleic acids includes a segment encoding a CDR or its complement.
The present invention can further include rearranging the modified nucleic acid of the recovered cell for mammalian cell expression and expressing the rearranged nucleic acid in the mammalian cell. The method also assesses the biological properties (eg, properties involving mobilization of cytotoxic cells or complement proteins) of a polypeptide (eg, a polypeptide comprising an immunoglobulin domain) expressed by a mammalian cell. Can be included.

1つの態様において、組換えることはさらに、プラスミド内へカセット(例えば、計数器−選択可能マーカー(例えば、URA3またはkanR)を含んでいる)を挿入して受容核酸を形成させ、そして次ぎに、カセットをドナー(donor)核酸で置換することを含むことができる。1つの態様において、カセットを挿入することは、標的−結合配列を除去する。   In one embodiment, recombination further inserts a cassette (eg, containing a counter-selectable marker (eg, URA3 or kanR)) into the plasmid to form a recipient nucleic acid, and then Replacing the cassette with a donor nucleic acid can be included. In one embodiment, inserting the cassette removes the target-binding sequence.

1つの態様において、各々の修飾されたポリペプチドは、細胞表面アンカードメイン、例えば、膜貫通ドメインまたはGPI−繋留ドメインのごとき、膜に会合されているドメインへ、例えば、融合されることにより、共有結合で結合される。1つの態様において、アンカードメインは、酵母Aga1p、Aga2p、またはその断片を含んでいる。   In one embodiment, each modified polypeptide is shared, for example, by being fused to a cell-associated anchor domain, eg, a membrane-associated domain, such as a transmembrane domain or GPI-tethered domain. Joined by joining. In one embodiment, the anchor domain comprises the yeast Aga1p, Aga2p, or a fragment thereof.

1つの態様において、多様なドナー核酸は、少なくとも103、104、105、106、108、109または1010の異なったドナー核酸を含んでいる。例えば、多様なドナー核酸は103−1012、103−1010または104−109の間の異なったドナー核酸を含むことができる。1つの態様において、各々の多様なドナー核酸は、その長さが2000、500、200、120、80、50または40ヌクレオチド未満である。多様なドナー核酸は、その長さが少なくとも約20、40、100、500、1000または2000ヌクレオチドであることができる。各々の多様なドナー核酸は、少なくとも別の多様なドナー核酸と少なくとも40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または98%同一であることができる。例えば、多様なドナー核酸は、別の多様なドナー核酸に関して、1、2、3または少なくとも4の不適正塩基対を有することができる。 In one embodiment, the various donor nucleic acids comprise at least 10 3 , 10 4 , 10 5 , 10 6 , 10 8 , 10 9 or 10 10 different donor nucleic acids. For example, the various donor nucleic acids can comprise between 10 3 -10 12 , 10 3 -10 10 or 10 4 -10 9 different donor nucleic acids. In one embodiment, each diverse donor nucleic acid is less than 2000, 500, 200, 120, 80, 50 or 40 nucleotides in length. The various donor nucleic acids can be at least about 20, 40, 100, 500, 1000 or 2000 nucleotides in length. Each diverse donor nucleic acid can be at least 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% or 98% identical to at least another diverse donor nucleic acid. For example, a diverse donor nucleic acid can have 1, 2, 3, or at least 4 mismatched base pairs with respect to another diverse donor nucleic acid.

1つの態様において、多様なドナー核酸の各々は、他と等しい長さであるか、若しくは多様なドナー核酸の平均した長さの30、20、15または10%以内である。1つの態様において、多数の酵母細胞の多様なドナー核酸はすべて、お互いに8、6、4、3、2または1ヌクレオチド以内の長さを有している。多様なドナー核酸の各々は、他の多様なドナー核酸の各々の対応する末端領域と同一である(または少なくとも70%同一)、少なくとも6塩基対の3’および/または5’末端領域を含むことができる。好ましい態様において、末端領域は、鋳型核酸上の対応する部位と正確に相補的である。1つの態様において、多様なドナー核酸の各々は、鋳型の共通領域(例えば、少なくとも5または10ヌクレオチド)に対応する(例えば、部分的に相補的である)配列を含んでいる。各々の多様なドナー核酸は、天然に存在する配列、または人工配列を含むことができる。   In one embodiment, each of the various donor nucleic acids is equal in length to the other or within 30, 20, 15 or 10% of the average length of the various donor nucleic acids. In one embodiment, the various donor nucleic acids of multiple yeast cells all have a length within 8, 6, 4, 3, 2, or 1 nucleotides of each other. Each of the diverse donor nucleic acids comprises at least 6 base pairs of 3 ′ and / or 5 ′ terminal regions that are identical (or at least 70% identical) to the corresponding terminal regions of each of the other diverse donor nucleic acids. Can do. In preferred embodiments, the terminal region is exactly complementary to the corresponding site on the template nucleic acid. In one embodiment, each of the various donor nucleic acids includes a sequence corresponding (eg, partially complementary) to a common region (eg, at least 5 or 10 nucleotides) of the template. Each diverse donor nucleic acid can include naturally occurring sequences or artificial sequences.

1つの態様において、各々の多様なドナー核酸は、CDRまたはその断片、例えば、少なくとも5アミノ酸を含んでいる断片をコードしている。1つの態様において、多様なドナー核酸はさらに、CDRをコードしている配列(またはその相補体)に隣接する配列にアニール(anneal)した3’および/または5’末端領域、例えば、フレームワーク領域をコードする配列(またはその相補体)、例えば、その少なくとも1、2、3、4または5ヌクレオチド、を含んでいる。末端領域は、好ましくは、多様なドナー核酸中の末端領域の間にある配列よりも変化が少ない。CDRは重鎖CDR(例えば、重鎖CDR1、CDR2およびCDR3)または軽鎖CDR(例えば、軽鎖CDR1、CDR2およびCDR3)であることができる。好ましい態様において、多様なドナー核酸は、好ましくはCDRに隣接するフレームワーク領域の全配列を含んでおらず、例えば、各々の隣接フレームワーク領域のアミノ酸を2、5、8、10または15未満だけ含んでいる。   In one embodiment, each diverse donor nucleic acid encodes a CDR or fragment thereof, eg, a fragment comprising at least 5 amino acids. In one embodiment, the various donor nucleic acids are further 3 ′ and / or 5 ′ end regions annealed to sequences flanking the CDR encoding sequence (or its complement), eg, a framework region. Sequence (or its complement), eg, at least 1, 2, 3, 4 or 5 nucleotides thereof. The terminal region is preferably less altered than the sequence between the terminal regions in the various donor nucleic acids. The CDR can be a heavy chain CDR (eg, heavy chain CDR1, CDR2 and CDR3) or a light chain CDR (eg, light chain CDR1, CDR2 and CDR3). In a preferred embodiment, the various donor nucleic acids preferably do not include the entire sequence of the framework regions adjacent to the CDR, eg, less than 2, 5, 8, 10 or 15 amino acids in each adjacent framework region. Contains.

別の態様において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:(a)(1)第1の組換え部位および受容配列を含む受容核酸、および(2)第2の組換え部位および対象(subject)ポリペプチドをコードしているセグメントまたはその相補体を含むドナー核酸、を提供し;(b)細胞(例えば、酵母細胞)中で各々の受容およびドナー核酸の第1および第2組換え部位を組換えて、対象ポリペプチドをコードし、そして受容配列を含んでいる組換えられた核酸を形成し;そして(c)対象ポリペプチドが細胞の表面上で検出可能であるように(例えば、対象ポリペプチドは細胞の表面に共有結合で、若しくは非共有結合で結合されている)、組換えられた核酸を細胞中で発現する。1つの態様において、ドナー核酸はCDRをコードする配列を含んでいる。   In another aspect, the invention features a method comprising the following steps: (a) (1) a receiving nucleic acid comprising a first recombination site and a receiving sequence, and (2) a second recombination site and A donor nucleic acid comprising a segment encoding a subject polypeptide, or a complement thereof; (b) a first and second set of each recipient and donor nucleic acid in a cell (eg, a yeast cell). The recombination site is recombined to form a recombinant nucleic acid that encodes a polypeptide of interest and includes a receptor sequence; and (c) so that the polypeptide of interest is detectable on the surface of a cell ( For example, the polypeptide of interest is covalently or non-covalently bound to the cell surface) and expresses the recombinant nucleic acid in the cell. In one embodiment, the donor nucleic acid includes a sequence encoding a CDR.

別の様相において、本発明は修飾されたポリペプチドを発現する方法を特色としている。本方法は以下の工程を含んでいる:(a)(1)細胞表面上で検出可能な異種ポリペプチドドメインをコードしているセグメントを含むコード核酸、および(2)修飾する核酸、を提供し;(b)修飾する核酸およびコード核酸を細胞中で組換えて、修飾されたポリペプチドドメインをコードする修飾された核酸を形成し;そして(c)修飾された核酸が細胞の表面上で検出可能であるように、修飾された核酸を細胞中で発現する。ポリペプチドは細胞表面上に、直接的にまたは間接的に結合できる。例えば、ポリペプチドは膜貫通タンパク質に融合でき、共有結合(例えば、膜貫通タンパク質へのジスルフィド結合)により結合されるか、または膜貫通タンパク質へ非共有結合相互作用により結合される。ポリペプチドは同様に、別の膜(例えば、非膜貫通タンパク質)または細胞会合タンパク質へ結合することができる。   In another aspect, the invention features a method of expressing a modified polypeptide. The method comprises the following steps: (a) (1) encoding nucleic acid comprising a segment encoding a heterologous polypeptide domain detectable on the cell surface, and (2) a modifying nucleic acid. (B) recombining the modifying nucleic acid and the encoding nucleic acid in a cell to form a modified nucleic acid encoding the modified polypeptide domain; and (c) detecting the modified nucleic acid on the surface of the cell; As possible, the modified nucleic acid is expressed in cells. The polypeptide can be bound directly or indirectly on the cell surface. For example, a polypeptide can be fused to a transmembrane protein and bound by a covalent bond (eg, a disulfide bond to a transmembrane protein) or by a non-covalent interaction to a transmembrane protein. A polypeptide can also bind to another membrane (eg, a non-transmembrane protein) or cell-associated protein.

細胞は微生物、例えば、酵母細胞、例えば、S.セレビジエまたはS.ポムベであることが可能である。
本方法はさらに、修飾された核酸の特性、例えば、標的(例えば、標的化合物または標的細胞)への結合を評価することを含んでいる。評価することは、標的と細胞を接触させ、そして細胞および標的間の、例えば、修飾されたポリペプチドドメインおよび標的間の相互作用を評価することを含むことができる。評価することはさらに、結合親和性の定量的測定を査定することを含むことができる。
The cell may be a microorganism, such as a yeast cell, such as S. cerevisiae. Cerevisiae or S. cerevisiae. It can be a pombe.
The method further includes assessing the properties of the modified nucleic acid, eg, binding to a target (eg, target compound or target cell). Assessing can include contacting the cell with the target and assessing the interaction between the cell and the target, eg, between the modified polypeptide domain and the target. Assessing can further include assessing a quantitative measurement of binding affinity.

1つの態様において、細胞は酵母細胞であり、および方法はさらに、哺乳動物細胞発現のために修飾された核酸を再編成すること、および再編成された核酸を哺乳動物細胞中で発現することを含むことができる。本方法はまた、哺乳動物細胞により発現された修飾されたポリペプチド(例えば、免疫グロブリンドメインを含むポリペプチド)の生物学的特性(例えば、細胞毒性細胞または補体タンパク質の動員を含む特性)を評価することを含むことが可能である。   In one embodiment, the cell is a yeast cell, and the method further comprises rearranging the modified nucleic acid for mammalian cell expression and expressing the rearranged nucleic acid in the mammalian cell. Can be included. The method also provides for the biological properties (eg, properties involving mobilization of cytotoxic cells or complement proteins) of modified polypeptides expressed by mammalian cells (eg, polypeptides comprising immunoglobulin domains). It can include evaluating.

別の様相において、本発明は修飾されたポリペプチドを発現する方法を特色としている。本方法は以下の工程を含んでいる:(a)(1)各々が、細胞の表面上で検出可能であるポリペプチドドメインをコードしているセグメントを含む、多数のコード核酸、ここにおいて、ポリペプチドドメインは酵母細胞に対して異種である、および(2)多数の多様な核酸、を提供し;(b)多数の酵母細胞のコード核酸の各々に対し、多様な核酸の1つとコード核酸を細胞中で組換えて、修飾されたポリペプチドドメインをコードする修飾された核酸を形成し;そして(c)修飾されたポリペプチドドメインが細胞の表面上で検出可能であるように、修飾された核酸を細胞中で発現する。   In another aspect, the invention features a method of expressing a modified polypeptide. The method comprises the following steps: (a) (1) a number of encoding nucleic acids, each comprising a segment encoding a polypeptide domain that is detectable on the surface of a cell. The peptide domain is heterologous to the yeast cell, and (2) provides a number of diverse nucleic acids; (b) for each of a number of yeast cell encoding nucleic acids, one of the various nucleic acids and the encoding nucleic acid. Recombined in the cell to form a modified nucleic acid encoding the modified polypeptide domain; and (c) modified so that the modified polypeptide domain is detectable on the surface of the cell. Nucleic acids are expressed in cells.

細胞は微生物、例えば、酵母細胞、例えば、S.セレビジエまたはS.ポムベであることが可能である。
本方法はさらに、修飾された核酸の特性、例えば、標的標的化合物への結合を評価することを含んでいる。評価することは、細胞を標的化合物と接触させること、そして標的化合物へ結合する細胞、例えば、その表面に標的化合物へ結合する修飾されたポリペプチドドメインを示す細胞を回収することを含むことができる。評価することはさらに、結合親和性の定量的測定を査定することを含むことができる。
The cell may be a microorganism, such as a yeast cell, such as S. cerevisiae. Cerevisiae or S. cerevisiae. It can be a pombe.
The method further includes assessing the properties of the modified nucleic acid, eg, binding to the target target compound. Assessing can include contacting the cell with the target compound and recovering a cell that binds to the target compound, eg, a cell that exhibits a modified polypeptide domain that binds to the target compound on its surface. . Assessing can further include assessing a quantitative measurement of binding affinity.

本方法はさらに、組換えた後、細胞を、例えば、第2のドナー核酸および第2の受容核酸が組み換えられている別の細胞へ接合することを含むことが可能である。もし、細胞を接合に先立って分割することを可能にすると、多数の組合わせの組換え産物を生成することが可能である。   The method can further include, after recombination, joining the cell to another cell in which, for example, the second donor nucleic acid and the second recipient nucleic acid have been recombined. If cells are allowed to divide prior to conjugation, multiple combinations of recombinant products can be generated.

1つの態様において、各々の修飾されたポリペプチドは、細胞表面アンカードメイン、例えば、膜貫通ドメインまたはGPI−繋留ドメインのごとき、膜に会合されているドメインへ、例えば、融合されることにより、共有結合で結合される。1つの態様において、アンカードメインは、酵母Aga1p、Aga2p、またはその断片を含んでいる。   In one embodiment, each modified polypeptide is shared, for example, by being fused to a cell-associated anchor domain, eg, a membrane-associated domain, such as a transmembrane domain or GPI-tethered domain. Joined by joining. In one embodiment, the anchor domain comprises the yeast Aga1p, Aga2p, or a fragment thereof.

1つの態様において、細胞は酵母細胞であり、および方法はさらに、哺乳動物細胞発現のために修飾された核酸を再編成し、および再編成された核酸を哺乳動物細胞中で発現することを含むことができる。本方法はまた、哺乳動物細胞により発現されたポリペプチド(例えば、免疫グロブリンドメインを含むポリペプチド)の生物学的特性(例えば、細胞毒性細胞または補体タンパク質の動員を含む特性)を評価することを含むことが可能である。   In one embodiment, the cell is a yeast cell, and the method further comprises rearranging the modified nucleic acid for mammalian cell expression and expressing the rearranged nucleic acid in the mammalian cell. be able to. The method also assesses the biological properties (eg, properties involving the mobilization of cytotoxic cells or complement proteins) of a polypeptide expressed by a mammalian cell (eg, a polypeptide comprising an immunoglobulin domain). Can be included.

1つの態様において、多様なドナー核酸は、少なくとも103、104、105、106、108、109または1010の異なったドナー核酸を含んでいる。1つの態様において、各々の多様なドナー核酸は、その長さが2000、500、200、120、80、50または40ヌクレオチド未満である。多様なドナー核酸は、その長さが少なくとも約20、40、100、500、1000または2000ヌクレオチドであることができる。各々の多様なドナー核酸は、少なくとも別の多様なドナー核酸と少なくとも40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または98%同一であることができる。例えば、多様なドナー核酸は、別の多様なドナー核酸に関して、1、2、3または少なくとも4の不適正塩基対を有することができる。 In one embodiment, the various donor nucleic acids comprise at least 10 3 , 10 4 , 10 5 , 10 6 , 10 8 , 10 9 or 10 10 different donor nucleic acids. In one embodiment, each diverse donor nucleic acid is less than 2000, 500, 200, 120, 80, 50 or 40 nucleotides in length. The various donor nucleic acids can be at least about 20, 40, 100, 500, 1000 or 2000 nucleotides in length. Each diverse donor nucleic acid can be at least 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% or 98% identical to at least another diverse donor nucleic acid. For example, a diverse donor nucleic acid can have 1, 2, 3, or at least 4 mismatched base pairs with respect to another diverse donor nucleic acid.

1つの態様において、多様なドナー核酸の各々は、他と等しい長さであるか、若しくは多様なドナー核酸の平均した長さの30、20、15または10%以内である。1つの態様において、多数の酵母細胞の多様なドナー核酸はすべて、お互いに8、6、4、3、2または1ヌクレオチド以内の長さを有している。多様なドナー核酸の各々は、他の多様なドナー核酸の各々の対応する末端領域と同一である(または少なくとも70%同一)、少なくとも6塩基対の3’および/または5’末端領域を含むことができる。好ましい態様において、末端領域は、鋳型核酸上の対応する部位と正確に相補的である。1つの態様において、多様なドナー核酸の各々は、鋳型の共通領域(例えば、少なくとも5または10ヌクレオチド)に対応する(例えば、部分的に相補的である)配列を含んでいる。各々の多様なドナー核酸は、天然に存在する配列、または人工配列を含むことができる。   In one embodiment, each of the various donor nucleic acids is equal in length to the other or within 30, 20, 15 or 10% of the average length of the various donor nucleic acids. In one embodiment, the various donor nucleic acids of multiple yeast cells all have a length within 8, 6, 4, 3, 2, or 1 nucleotides of each other. Each of the diverse donor nucleic acids comprises at least 6 base pairs of 3 ′ and / or 5 ′ terminal regions that are identical (or at least 70% identical) to the corresponding terminal regions of each of the other diverse donor nucleic acids. Can do. In preferred embodiments, the terminal region is exactly complementary to the corresponding site on the template nucleic acid. In one embodiment, each of the various donor nucleic acids includes a sequence corresponding (eg, partially complementary) to a common region (eg, at least 5 or 10 nucleotides) of the template. Each diverse donor nucleic acid can include naturally occurring sequences or artificial sequences.

1つの態様において、各々の多様なドナー核酸は、CDRまたはその断片、例えば、少なくとも5アミノ酸を含んでいる断片をコードしている。1つの態様において、多様なドナー核酸はさらに、CDRをコードしている配列(またはその相補体)に隣接する配列にアニールした3’および/または5’末端領域、例えば、フレームワーク領域をコードする配列(またはその相補体)、例えば、その少なくとも1、2、3、4または5ヌクレオチド、を含んでいる。末端領域は、好ましくは、多様なドナー核酸中の末端領域の間にある配列よりも変化が少ない。CDRは重鎖CDR(例えば、重鎖CDR1、CDR2およびCDR3)または軽鎖CDR(例えば、軽鎖CDR1、CDR2およびCDR3)であることができる。好ましい態様において、多様なドナー核酸は、好ましくはCDRに隣接するフレームワーク領域の全配列を含んでおらず、例えば、各々の隣接フレームワーク領域のアミノ酸を2、5、8、10または15未満だけ含んでいる。   In one embodiment, each diverse donor nucleic acid encodes a CDR or fragment thereof, eg, a fragment comprising at least 5 amino acids. In one embodiment, the various donor nucleic acids further encode 3 ′ and / or 5 ′ terminal regions, eg, framework regions, annealed to sequences flanking the CDR-encoding sequence (or its complement). It includes a sequence (or its complement), eg, at least 1, 2, 3, 4 or 5 nucleotides thereof. The terminal region is preferably less altered than the sequence between the terminal regions in the various donor nucleic acids. The CDR can be a heavy chain CDR (eg, heavy chain CDR1, CDR2 and CDR3) or a light chain CDR (eg, light chain CDR1, CDR2 and CDR3). In a preferred embodiment, the various donor nucleic acids preferably do not include the entire sequence of the framework regions adjacent to the CDR, eg, less than 2, 5, 8, 10 or 15 amino acids in each adjacent framework region. Contains.

本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことが可能である。
別の態様において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:(a)(1)第1の組換え部位および受容配列を含む受容核酸、および(2)第2の組換え部位および対象ポリペプチドをコードしているセグメントまたはその相補体を含むドナー核酸、を提供し;(b)細胞中で各々の受容およびドナー核酸の第1および第2組換え部位を組換えて、対象ポリペプチドをコードし、そして受容配列を含んでいる、組換えられた核酸を形成し;そして(c)対象ポリペプチドが細胞の表面上で検出可能であるように(例えば、対象ポリペプチドは細胞の表面に共有結合で、若しくは非共有結合で結合されている)、組換えられた核酸を細胞中で発現する。
The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention features a method comprising the following steps: (a) (1) a receiving nucleic acid comprising a first recombination site and a receiving sequence, and (2) a second recombination site and A donor nucleic acid comprising a segment encoding a polypeptide of interest or a complement thereof; (b) recombining the first and second recombination sites of each recipient and donor nucleic acid in a cell, Forming a recombinant nucleic acid that encodes a peptide and includes a receptor sequence; and (c) the polypeptide of interest is detectable on the surface of a cell (eg, the polypeptide of interest is cellular Recombinant nucleic acid is expressed in the cell (covalently or non-covalently bound to the surface).

細胞は微生物、例えば、酵母細胞のごとき真核微生物、例えば、S.セレビジエまたはS.ポムベ、または原核微生物、例えば、細菌細胞、例えば、大腸菌、であることが可能である。   The cell may be a microorganism, e.g., a eukaryotic microorganism such as a yeast cell, e.g. Cerevisiae or S. cerevisiae. It can be a pombe or a prokaryotic microorganism, for example a bacterial cell, for example E. coli.

1つの態様において、本方法はさらに、組換えることに先立って、細胞内へドナー核酸を導入し、および/または細胞内へ受容核酸を導入することを含んでいる。例えば、ドナー核酸は1本鎖であり、および/または受容核酸は1本鎖である。1つの態様において、受容核酸は環状である。   In one embodiment, the method further includes introducing a donor nucleic acid into the cell and / or introducing a recipient nucleic acid into the cell prior to recombination. For example, the donor nucleic acid is single stranded and / or the acceptor nucleic acid is single stranded. In one embodiment, the receiving nucleic acid is circular.

1つの態様において、本方法はさらに、受容核酸中に、中断(例えば、ニック(nick)または2重鎖の中断)を発生させることを含んでいる。中断は、インビトロまたは細胞中で発生させることが可能である。例えば、中断は、切断酵素(例えば、HOエンドヌクレアーゼ)の誘導された発現により発生させる。別の例において、中断は、切断−定方向(directed)オリゴヌクレオチドにより発生させる。   In one embodiment, the method further comprises generating an interruption (eg, a nick or duplex interruption) in the recipient nucleic acid. The interruption can occur in vitro or in the cell. For example, the interruption is generated by induced expression of a cleavage enzyme (eg, HO endonuclease). In another example, the interruption is generated by a cleaved-directed oligonucleotide.

本方法はさらに、プラスミド内へカセットを挿入して、受容核酸を形成させることを含むこと可能であり、ここにおいて、カセットはマーカーを含んでいる。組換えることは、カセットをドナー核酸で置換することができる。1つの態様において、カセットを挿入することは、標的−結合配列を除去する。1つの態様において、受容核酸は、第1の組換え部位間に、計数器−選択可能マーカー(例えば、URA3またはkanR)を含んでいる。   The method can further include inserting a cassette into the plasmid to form a recipient nucleic acid, wherein the cassette includes a marker. Recombination can replace the cassette with the donor nucleic acid. In one embodiment, inserting the cassette removes the target-binding sequence. In one embodiment, the receiving nucleic acid includes a counter-selectable marker (eg, URA3 or kanR) between the first recombination sites.

1つの態様において、ドナー核酸は1本鎖、例えば、オリゴヌクレオチドまたは1本鎖プラスミドであるか、または2本鎖、例えば、2本鎖プラスミドである。ドナー核酸は、CDRをコードしている配列、またはそのセグメントを含むことが可能である。ドナー核酸は、多様な核酸プールのメンバーであることが可能である。組換えられた核酸は、免疫グロブリンドメインを含むポリペプチドをコードすることが可能である。別の態様において、組換えられた核酸は、酵素またはその断片をコードすることが可能である。例えば、ドナー核酸は、活性部位残基、例えば、結合された基質または補因子の2オングストローム以内の残基をコードすることが可能である。   In one embodiment, the donor nucleic acid is single stranded, eg, an oligonucleotide or a single stranded plasmid, or is double stranded, eg, a double stranded plasmid. The donor nucleic acid can include a sequence encoding a CDR, or a segment thereof. The donor nucleic acid can be a member of a diverse nucleic acid pool. The recombinant nucleic acid can encode a polypeptide that includes an immunoglobulin domain. In another embodiment, the recombinant nucleic acid can encode an enzyme or fragment thereof. For example, the donor nucleic acid can encode an active site residue, eg, a residue within 2 angstroms of the bound substrate or cofactor.

1つの態様において、第1および/または第2の組換え部位は、部位特異的組換え部位、例えば、酵母FLP認識部位またはラムダattB部位、を含む部位を含んでいる。本方法はさらに、部位特異的リコンビナーゼを誘導することを含むことが可能である。   In one embodiment, the first and / or second recombination sites include sites that include site-specific recombination sites, such as yeast FLP recognition sites or lambda attB sites. The method can further include inducing a site-specific recombinase.

本方法は、ドナー核酸を含む第1の細胞および受容核酸を含む第2の細胞を融合させることを含むことが可能である。融合は酵母接合が可能である。本方法はさらに、部位特異的リコンビナーゼを誘導すること、またはドナーまたは受容核酸中に、例えば、HOエンドヌクレアーゼを使用して、中断(例えば、2本鎖中断)を発生させることを含むことが可能である。   The method can include fusing a first cell comprising a donor nucleic acid and a second cell comprising a recipient nucleic acid. Fusion can be yeast mating. The method can further include inducing a site-specific recombinase or generating an interruption (eg, a double-stranded interruption) in the donor or acceptor nucleic acid, eg, using a HO endonuclease. It is.

1つの態様において、受容配列は、多量体タンパク質の第1のサブユニットをコードしている配列、および少なくとも多量体タンパク質の第2のサブユニットの断片をコードしている対象配列を含んでいる。例えば、多量体タンパク質は抗体またはT細胞レセプターである。1つの態様において、カセットはCDRまたはそのタンパク質をコードしている配列を除去する。   In one embodiment, the acceptor sequence includes a sequence that encodes a first subunit of a multimeric protein and a subject sequence that encodes a fragment of at least a second subunit of the multimeric protein. For example, the multimeric protein is an antibody or a T cell receptor. In one embodiment, the cassette removes sequences encoding CDRs or proteins thereof.

受容および/またはドナー核酸は、核酸結合タンパク質、例えば、1本鎖結合タンパク質、例えば、recAにより結合(例えば、コーティング)することが可能である。
1つの態様において、受容およびドナー核酸を、組換えることに先立って、インビトロで結合する。結合することにより形成された混合物を細胞内へ導入することが可能である。
The acceptor and / or donor nucleic acid can be bound (eg, coated) by a nucleic acid binding protein, eg, a single stranded binding protein, eg, recA.
In one embodiment, the recipient and donor nucleic acids are combined in vitro prior to recombination. It is possible to introduce the mixture formed by binding into the cell.

提供することは、既定の特性でディスプレイライブラリー、例えば、細胞ディスプレイライブラリー、例えば、酵母ディスプレイライブラリー、のメンバーを選択することを含むことが可能である。提供することはさらに、ディスプレイライブラリーの選択されたメンバーから受容核酸を単離すること、および/または選択されたメンバー内へドナー核酸を導入することを含むことが可能である。受容核酸を提供することは、受容核酸をPCRで増幅すること、および/またはタグ付けされたまたはタグ付けされていない核酸鎖を単離すること、またはオリゴヌクレオチド−仲介切断を含むことが可能である。   Providing can include selecting a member of a display library, eg, a cell display library, eg, a yeast display library, with a predetermined property. Providing can further include isolating a recipient nucleic acid from a selected member of the display library and / or introducing a donor nucleic acid into the selected member. Providing a recipient nucleic acid can include amplifying the recipient nucleic acid by PCR and / or isolating a tagged or untagged nucleic acid strand, or oligonucleotide-mediated cleavage. is there.

本方法はさらに、以下の1つ以上の工程を含むことが可能である:細胞をリガンドと接触させ、リガンドへの細胞の結合を評価するか、またはリガンドへ結合する能力に基づいて細胞を単離する;そして組換えした後、細胞を、例えば、第2のドナー核酸および第2の受容核酸が組換えられている別の細胞と接合する。   The method can further include one or more of the following steps: contacting the cell with the ligand, assessing the binding of the cell to the ligand, or treating the cell based on its ability to bind to the ligand. And after recombination, the cell is conjugated to another cell in which, for example, the second donor nucleic acid and the second recipient nucleic acid have been recombined.

1つの態様において、対象ポリペプチドを細胞−表面アンカードメイン、例えば、膜貫通ドメインまたはGPI−繋留ドメインのごとき、膜に会合されているドメインへ融合する。1つの態様において、アンカードメインは:酵母Aga1p、Aga2pまたはその断片を含んでいる。   In one embodiment, the polypeptide of interest is fused to a cell-surface anchor domain, eg, a membrane-associated domain, such as a transmembrane domain or GPI-tethering domain. In one embodiment, the anchor domain comprises: yeast Aga1p, Aga2p or a fragment thereof.

本方法はさらに、インビトロで第1のおよび第2の核酸をライゲートし(ligating)、そして細胞内へライゲートされた核酸を導入することを含むことが可能であり、ここにおいて、細胞中での組換えは核酸を環状化する。   The method can further comprise ligating the first and second nucleic acids in vitro and introducing the ligated nucleic acid into a cell, wherein the assembly in the cell. The replacement circularizes the nucleic acid.

1つの態様において、ドナー核酸は、マーカー遺伝子の第1の非機能性アレル(allele)を含み、そして受容核酸は、マーカー遺伝子の第2の非機能性アレルを含んでおり、ここにおいて、第1および第2のアレルは結合できて、マーカー遺伝子の機能性アレルを発生させる。   In one embodiment, the donor nucleic acid comprises a first non-functional allele of the marker gene and the acceptor nucleic acid comprises a second non-functional allele of the marker gene, wherein the first And the second allele can bind to generate a functional allele of the marker gene.

本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことが可能である。
別の態様において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:(a)第1の多数の酵母細胞を提供し、第1の多数の酵母細胞は、各々異なった核酸メンバー、および細胞表面上で検出可能なヘテロオリゴマータンパク質を含む細胞を含んでおり、核酸メンバーはポリペプチドをコードしている;(b)第1の多数の酵母細胞と第1の標的を接触させ;(c)1つ以上の第1の多数の酵母細胞を含むサブセットを選択し、1つ以上の酵母細胞は、第1の標的へ結合するヘテロオリゴマータンパク質を発現する核酸メンバーを含んでいる;そして(d)サブセットの細胞の核酸メンバーを、ドナー核酸の多様なプールと組換える。少なくとも1つの組換えの反応相が酵母細胞に生じ、第2の多数の酵母細胞を得る。第2の多数の酵母細胞は、各々がサブセットの細胞の核酸メンバーに対応する変異体を含む細胞を含んでいる。ドナー核酸は、機能性ドメインのセグメントをコードしており、および1つの選択された細胞のヘテロオリゴマータンパク質をコードしている配列の領域に相同的な領域を含んでいる。
The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention features a method that includes the following steps: (a) providing a first number of yeast cells, each of the first number of yeast cells being a different nucleic acid member, and a cell; A cell comprising a hetero-oligomeric protein detectable on the surface, wherein the nucleic acid member encodes a polypeptide; (b) contacting a first multiple yeast cell with a first target; (c) Selecting a subset comprising one or more first multiple yeast cells, the one or more yeast cells comprising a nucleic acid member expressing a hetero-oligomeric protein that binds to the first target; and (d) The nucleic acid members of the subset of cells are recombined with a diverse pool of donor nucleic acids. At least one recombination reaction phase occurs in the yeast cell to obtain a second large number of yeast cells. The second large number of yeast cells contain cells that each contain a variant corresponding to a subset of cell nucleic acid members. The donor nucleic acid encodes a segment of the functional domain and includes a region that is homologous to the region of the sequence that encodes the hetero-oligomeric protein of one selected cell.

本方法はさらに、(e)第2の多数の酵母細胞からの細胞を、第2の標的と接触させ、そして(f)第2の標的を結合するポリペプチドをコードする第2のライブラリーメンバーを含む、1つ以上の酵母細胞を選択する工程を含むことが可能である。   The method further comprises (e) contacting a cell from a second multiple yeast cell with a second target, and (f) a second library member encoding a polypeptide that binds the second target. Selecting one or more yeast cells comprising:

第2の標的は、第1の標的と同一であることが可能である。
本方法はさらに、組み換えることに先立って、マーカー遺伝子を、サブセットの細胞の、各々の核酸メンバー領域内へ挿入することを含むことが可能であり、領域は発現されたポリペプチドのセグメントをコードしている。1つの態様において、挿入は、結合決定基をコードする配列を除去する。
The second target can be the same as the first target.
The method can further include inserting a marker gene into each nucleic acid member region of the subset of cells prior to recombination, wherein the region encodes a segment of the expressed polypeptide. doing. In one embodiment, the insertion removes the sequence encoding the binding determinant.

サブセットの細胞の、各々の核酸メンバーは、免疫グロブリン可変ドメインを含むポリペプチドをコードすることが可能である。こうした場合、結合決定基はCDRまたはその断片を含むことが可能である。例えば、第1の多数の酵母細胞は、少なくとも103 104、105、106、107または108の異なった細胞を含むことが可能である。サブセットは、少なくとも10、103、103、105、106、107の異なった細胞を含むことが可能である。第2の多数の酵母細胞は、10、103、103、105、106、107の異なった細胞を含むことが可能である。 Each nucleic acid member of the subset of cells can encode a polypeptide comprising an immunoglobulin variable domain. In such cases, the binding determinant can comprise a CDR or fragment thereof. For example, the first number of yeast cells can comprise at least 10 3 10 4 , 10 5 , 10 6 , 10 7 or 10 8 different cells. The subset can include at least 10, 10 3 , 10 3 , 10 5 , 10 6 , 10 7 different cells. The second large number of yeast cells can comprise 10, 10 3 , 10 3 , 10 5 , 10 6 , 10 7 different cells.

本方法はさらに、組換えることのために選択されたサブセットのメンバーを自動的に処理すること、例えば、選択されたサブセットのメンバーをロボット的に選び取り、そして組換えるための共通の容器にメンバーを合併するか、または各々を組換えるための個々の容器に入れること、を含むことが可能である。本方法はさらに、対応する変異体核酸の発現により与えられた特性で、第2の多数の酵母細胞メンバーを自動的に評価することを含むことが可能である。例えば、本方法は自動的に評価することにより得られた情報を電子的に記録することを含むことが可能である。   The method further includes automatically processing members of the selected subset for recombination, eg, robotic selection of members of the selected subset and members in a common container for recombination. Or placing each in a separate container for recombination. The method can further include automatically evaluating the second number of yeast cell members with characteristics conferred by expression of the corresponding mutant nucleic acid. For example, the method can include electronically recording information obtained by automatically evaluating.

本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことが可能である。
別の態様において、本発明はポリペプチドの配列を変化させる方法を含んでいる。本方法は:(a)第1の多数の酵母細胞を提供し、第1の多数の酵母細胞は、各々がポリペプチドの少なくとも一部をコードしているセグメント、および第1のマーカー遺伝子を含む、異なった核酸メンバーを含んでいる;(b)第2の多数の酵母細胞を提供し、第2の多数の酵母細胞は、各々がポリペプチドの少なくとも一部をコードしているセグメント、および、任意に、第2のマーカー遺伝子を含む、異なった核酸メンバーを含んでおり、ここにおいて、第1および第2の多数の酵母細胞の核酸メンバーは、第1の多数の酵母細胞のメンバーが第2の多数の酵母細胞のメンバーと組換わることが可能なように、相同性領域を含んでいる;(c)接合した細胞を形成させ、各々の接合した細胞は、第1の多数の細胞である1つの親細胞および第2の多数の細胞である別の親細胞の生成物である;そして(d)親細胞からの核酸メンバーが組み換えられて、第1のマーカー遺伝子(および任意に第2のマーカー遺伝子)が排除され、および親細胞よりの核酸メンバーからの配列を含む、組み換えられた核酸が形成された、接合した細胞を選択する。
The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention includes a method of altering the sequence of a polypeptide. The method includes: (a) providing a first number of yeast cells, the first number of yeast cells comprising a segment each encoding at least a portion of a polypeptide, and a first marker gene. Comprising a different nucleic acid member; (b) providing a second multiple yeast cell, wherein the second multiple yeast cell is a segment each encoding at least a portion of a polypeptide; and Optionally, comprising a different nucleic acid member comprising a second marker gene, wherein the first and second multiple yeast cell nucleic acid members are the first multiple yeast cell members are second. Contains a region of homology so that it can recombine with a number of yeast cell members; (c) form conjugated cells, each conjugated cell being the first number of cells. One parent cell And (d) a nucleic acid member from the parent cell is recombined to produce a first marker gene (and optionally a second marker gene). A conjugated cell is selected that is excluded and in which a recombinant nucleic acid is formed that contains a sequence from a nucleic acid member from the parent cell.

1つの態様において、組み換えられた核酸は免疫グロブリン可変ドメインをコードしている。加えて、親核酸は、各々が免疫グロブリン可変ドメインの一部をコードすることが可能である。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことが可能である。   In one embodiment, the recombinant nucleic acid encodes an immunoglobulin variable domain. In addition, the parent nucleic acids can each encode a portion of an immunoglobulin variable domain. The method can include other features described herein.

別の態様において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:制限活性および
ヘテロオリゴマーレセプターの第1および第2のサブユニットをコードしている宿主核酸を含む、宿主細菌細胞を提供し;宿主細菌細胞を、制限活性により切断可能で、およびヘテロオリゴマーレセプターの異なった第1および第2のサブユニットをコードしている、非メチル化核酸を含む、ファージ粒子で感染させ、ここにおいて、非メチル化核酸は感染後に切断される;切断された核酸および宿主核酸を、ヘテロオリゴマーレセプターの第1および第2のサブユニットをコードしている領域中の部位で組換え;そして組み換えられた核酸によりコードされているヘテロオリゴマーレセプターを示すファージディスプレイ粒子を単離する。非メチル化核酸はさらに、マーカー遺伝子の第1の非機能性アレルを含むことが可能であり、そして宿主核酸はマーカー遺伝子の第2の非機能性アレルを含んでおり、ここにおいて、第1および第2の非機能性アレルを結合させて、機能性アレルを発生させることが可能である。
In another aspect, the invention features a method comprising the following steps: providing a host bacterial cell comprising a host nucleic acid encoding the first and second subunits of restriction activity and hetero-oligomeric receptor Infecting host bacterial cells with phage particles comprising unmethylated nucleic acids that are cleavable by restriction activity and that encode different first and second subunits of a hetero-oligomeric receptor; Unmethylated nucleic acids are cleaved after infection; recombined cleaved nucleic acids and host nucleic acids at sites in the region encoding the first and second subunits of the hetero-oligomeric receptor; and recombined nucleic acids A phage display particle that exhibits a hetero-oligomeric receptor encoded by is isolated. The unmethylated nucleic acid can further include a first non-functional allele of the marker gene, and the host nucleic acid includes a second non-functional allele of the marker gene, wherein the first and A second non-functional allele can be combined to generate a functional allele.

本方法はさらに、マーカー遺伝子の機能性アレルに依存する活性で選択することを含むことが可能である。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことが可能である。
別の態様において、本発明は以下の工程を含む方法を特色としている:(i)ヘテロオリゴマータンパク質の第1のサブユニットをコードしている第1の核酸メンバー、ここにおいて、第1のサブユニットは免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含んでなり、および(ii)ヘテロオリゴマータンパク質の第2のサブユニットをコードしている第2の核酸メンバー、ここにおいて、第2のサブユニットは免疫グロブリン重鎖可変ドメインを含んでなり、および(iii)細胞の表面上で検出可能なヘテロオリゴマータンパク質、を含む2倍体酵母細胞を提供し;2倍体酵母細胞を胞子形成させて、第1の核酸メンバーを含んでなる(しかし第2の核酸メンバーは含んでいない)第1の1倍体細胞、および第2の核酸メンバーを含んでなる(しかし第1の核酸メンバーは含んでいない)第2の1倍体細胞、を提供し;各々が免疫グロブリン可変軽鎖ドメインのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含んでなる1つまたは多数の核酸を、導入された核酸が、第1の1倍体細胞またはそのクローン中の第1の核酸メンバーと組換わるように、第1の1倍体細胞またはそのクローン内へ導入し、それにより、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を産生し;各々が免疫グロブリン可変重鎖ドメインのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含んでなる1つまたは多数の核酸を、導入された核酸が、第2の1倍体細胞またはそのクローン中の第2の核酸メンバーと組換わるように、第2の1倍体細胞またはそのクローン内へ導入し、それにより、1つ以上の修飾された第2の1倍体細胞を産生し;そして、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を、1つ以上の修飾された第2の1倍体細胞へ融合(接合)させて、各々が細胞表面上に、変化した免疫グロブリン可変軽鎖ドメインおよび免疫グロブリン可変重鎖ドメインを有するヘテロオリゴマータンパク質を発現することが可能な細胞(例えば、2倍体)を提供する。本方法は本明細書に記載したその他の特色を含むことが可能である。さらに、胞子形成して、別の胞子へ融合することが可能な胞子を産生できる、任意の倍数体細胞を使用することが可能である。例えば、対生交配型の2倍体細胞を産生する、4倍体細胞を使用することが可能である。加えて、交配型座位欠失を、交配を容易にするために使用または発生することが可能である。
The method can further comprise selecting with an activity that depends on the functional allele of the marker gene. The method can include other features described herein.
In another aspect, the invention features a method comprising the following steps: (i) a first nucleic acid member encoding a first subunit of a hetero-oligomeric protein, wherein the first subunit Comprises an immunoglobulin light chain variable domain and (ii) a second nucleic acid member encoding the second subunit of the hetero-oligomeric protein, wherein the second subunit is an immunoglobulin heavy chain variable Providing a diploid yeast cell comprising a domain and (iii) a hetero-oligomeric protein detectable on the surface of the cell; sporulating the diploid yeast cell to obtain a first nucleic acid member A first haploid cell comprising (but not comprising a second nucleic acid member) and a second nucleic acid member (only A second haploid cell (not including the first nucleic acid member); one or more comprising each segment encoding a CDR of an immunoglobulin variable light chain domain, or a complement thereof. Is introduced into the first haploid cell or clone thereof such that the introduced nucleic acid recombines with the first nucleic acid member in the first haploid cell or clone thereof, thereby Producing one or more modified first haploid cells; one or a plurality of nucleic acids each comprising a segment encoding the CDR of an immunoglobulin variable heavy chain domain or its complement The introduced nucleic acid is introduced into the second haploid cell or clone thereof such that it recombines with the second nucleic acid member in the second haploid cell or clone thereof; Above A second modified haploid cell; and one or more modified first haploid cells are fused (joined) to one or more modified second haploid cells. To provide cells (eg, diploids) each capable of expressing a hetero-oligomeric protein having an altered immunoglobulin variable light chain domain and an immunoglobulin variable heavy chain domain on the cell surface. The method can include other features described herein. In addition, any polyploid cell that can sporulate to produce a spore that can be fused to another spore can be used. For example, tetraploid cells that produce antibiotic diploid cells can be used. In addition, mating type locus deletions can be used or generated to facilitate mating.

本明細書に記載した方法は、例えば、酵母細胞ディスプレイに対して、連続的スクリーニング法で使用することが可能である。例えば、標的へ結合するタンパク質を示している細胞について、酵母細胞のライブラリーがスクリーニングされる。示されたタンパク質をコードしている核酸は、本明細書に記載された方法により修飾し(例えば、形質転換による、多様な核酸の導入を含んでいる組換え、接合、計数器−選択可能マーカーの導入、それらの組合わせなど)、別のディスプレイライブラリーを形成させる。例えば、少なくとも前もって決定された親和性および/または特異性で標的に結合することが、タンパク質で同定されるまで、このサイクルを繰り返すことが可能である。本方法は、ディスプレイライブラリーの各々の選択されたメンバーから、核酸を精製および/またはクローニングすることなく、タンパク質変異体を発生させるために使用できる。   The methods described herein can be used in a continuous screening method, eg, for yeast cell display. For example, a library of yeast cells is screened for cells displaying proteins that bind to the target. Nucleic acids encoding the indicated proteins are modified by the methods described herein (eg, recombination, conjugation, counter-selectable markers including the introduction of various nucleic acids by transformation) And other combinations), and form a separate display library. For example, the cycle can be repeated until it is identified in the protein to bind to the target with at least a predetermined affinity and / or specificity. The method can be used to generate protein variants from each selected member of the display library without purifying and / or cloning nucleic acids.

別の様相において、本発明はまた、その核酸が本明細書に記載した方法により修飾されたメンバーを含む酵母細胞ディスプレイライブラリー、本明細書に記載した方法により修飾され、および単離された酵母細胞ディスプレイメンバー、および本明細書に記載した方法により修飾され、および単離された免疫グロブリンを含む免疫グロブリンタンパク質も特色としている。   In another aspect, the present invention also provides a yeast cell display library whose nucleic acids comprise members modified by the methods described herein, yeasts modified and isolated by the methods described herein. Also featured are immunoglobulin proteins, including cell display members and immunoglobulins modified and isolated by the methods described herein.

別の様相において、本発明は5’組換え配列、マーカー、および3’組換え配列を含んでなる単離された核酸を特色としている。各々の組換え配列は、少なくとも10、20、30または50ヌクレオチド長であることが可能である(例えば、10−50または20−50または30−100ヌクレオチド長の間)。各々の組換え配列は、異なった免疫グロブリンフレームワーク領域と相同的または同一であることが可能である。例えば、5’組換え配列はFR1と相同的であることが可能であり、および3’組換え配列はFR2と相同的であることが可能であり、逆もまた同じである。マーカーは、選択可能マーカー、優性マーカー、または計数器選択可能マーカー(例えば、URA3)であることが可能である。典型的には、マーカーとは、マーカーを失った細胞が、例えば、成長または他の表現型により、選択的に同定されるようにするマーカーである。マーカーは酵母細胞中で機能性であることが可能である;例えば、マーカーは酵母遺伝子であることが可能である。   In another aspect, the invention features an isolated nucleic acid comprising a 5 'recombination sequence, a marker, and a 3' recombination sequence. Each recombination sequence can be at least 10, 20, 30 or 50 nucleotides in length (eg, between 10-50 or 20-50 or 30-100 nucleotides in length). Each recombination sequence can be homologous or identical to a different immunoglobulin framework region. For example, a 5 'recombination sequence can be homologous to FR1, and a 3' recombination sequence can be homologous to FR2, and vice versa. The marker can be a selectable marker, a dominant marker, or a counter selectable marker (eg, URA3). Typically, a marker is a marker that allows cells that have lost the marker to be selectively identified, for example, by growth or other phenotype. The marker can be functional in yeast cells; for example, the marker can be a yeast gene.

別の様相において、本発明は、免疫グロブリン可変ドメインをコードするためのコード領域を含んでなる、異種核酸を含む酵母細胞を特色としており、ここにおいて、コード領域が機能性免疫グロブリン可変ドメインをコードしないように、および免疫グロブリン可変ドメインコード配列からの1つ以上の他の断片との組換えでコード領域が復活し、それが機能性免疫グロブリン可変ドメインをコードするように、前記領域は、免疫グロブリン可変ドメインの1つ以上の部分、および非免疫グロブリンコード配列をコードしている配列を含んでいる。1つの態様において、非免疫グロブリンコード配列は、遺伝子マーカー、例えば、選択可能マーカーまたは検出可能マーカーを含んでなる。1つの態様において、選択可能マーカーは計数器−選択可能マーカーである。1つの態様において、酵母細胞はさらに、第2の免疫グロブリン可変ドメイン(例えば、抗体の他の鎖)をコードするための第2のコード領域を含んでいる。第2のコード領域はまた、例えば、非免疫グロブリンコード配列、例えば、異なった遺伝子マーカーで破壊することが可能である。コード領域の少なくとも1つは、コード領域の機能性体の発現により形成される抗体が、酵母細胞の表面上に発現されるように(例えば、原形質膜へ結合されることにより、例えば、膜貫通ドメインまたはGPIアンカーにより)形成することが可能である。酵母細胞は、本明細書に記載した核酸で処理された酵母細胞(例えば、前記のもの)であることが可能であり、そして本明細書に記載された他の特色を含むことが可能である。   In another aspect, the invention features a yeast cell comprising a heterologous nucleic acid comprising a coding region for encoding an immunoglobulin variable domain, wherein the coding region encodes a functional immunoglobulin variable domain. Such that the coding region is revived upon recombination with one or more other fragments from an immunoglobulin variable domain coding sequence and that encodes a functional immunoglobulin variable domain. It includes one or more portions of a globulin variable domain and a sequence encoding a non-immunoglobulin coding sequence. In one embodiment, the non-immunoglobulin coding sequence comprises a genetic marker, such as a selectable marker or a detectable marker. In one embodiment, the selectable marker is a counter-selectable marker. In one embodiment, the yeast cell further comprises a second coding region for encoding a second immunoglobulin variable domain (eg, the other chain of the antibody). The second coding region can also be disrupted, eg, with a non-immunoglobulin coding sequence, eg, a different genetic marker. At least one of the coding regions is such that an antibody formed by expression of a functional body of the coding region is expressed on the surface of a yeast cell (eg, bound to the plasma membrane, eg, membrane Can be formed (through penetrating domains or GPI anchors). Yeast cells can be yeast cells treated with the nucleic acids described herein (eg, those described above) and can include other features described herein. .

「異種」配列とは、技術を用いて、細胞内、または核酸に関連して導入された配列を指している。異種配列は、内在性遺伝子のコピーでもよいが、例えば、外来性プラスミド内へ、またはその内在性位置以外の位置の染色体位内へ挿入される。   A “heterologous” sequence refers to a sequence that has been introduced into the cell or in association with a nucleic acid using techniques. The heterologous sequence may be a copy of the endogenous gene, but is inserted, for example, into an exogenous plasmid or into a chromosomal location other than its endogenous location.

用語「融合」とは、融合された成分を含む単一ポリペプチド鎖を指している。融合タンパク質の例には、免疫グロブリンドメインおよび膜貫通ドメインまたはGPI−連結ドメインが含まれる。融合された成分は、お互いに直接的に隣接されている必要はない。例えば、1つ以上の他の配列(例えば、リンカーポリペプチドまたは機能性ドメイン)を、融合された要素の間に位置させることが可能である。   The term “fusion” refers to a single polypeptide chain comprising fused components. Examples of fusion proteins include an immunoglobulin domain and a transmembrane domain or GPI-linked domain. The fused components need not be directly adjacent to each other. For example, one or more other sequences (eg, a linker polypeptide or functional domain) can be located between the fused elements.

用語「コード領域」とは、ポリペプチドをコードする、またはポリペプチドのコーディングを妨げることができるが、例えば、組換え、特に相同的組換えにより修復ことができる、1つ以上の突然変異を含む、ヌクレオチド配列を指している。突然変異の例には、非コード配列、分離したコード配列(例えば、マーカー遺伝子)、終止コドン、フレームシフト突然変異などが含まれる。   The term “coding region” includes one or more mutations that can encode a polypeptide or prevent coding of a polypeptide, but can be repaired, for example, by recombination, particularly homologous recombination. , Refers to the nucleotide sequence. Examples of mutations include non-coding sequences, separate coding sequences (eg, marker genes), stop codons, frameshift mutations, and the like.

「免疫グロブリンドメイン」とは、免疫グロブリン分子の可変または定常ドメインからのドメインを指している。免疫グロブリンドメインは典型的には、約7のβ鎖から形成された2つのβシート、および保存されたジスルフィド結合を含んでいる(例えば、A.F.WilliamsおよびA.N.Barclay 1988 Ann.Rev Immunol.6:381−405、を参照されたい)。可変ドメインは典型的には、軽鎖可変ドメイン(VL)または重鎖可変ドメイン(VH)として記述できる。VHおよびVL領域はさらに、散在する、「相補性決定領域」(「CDR」)と名付けられた、超可変性の領域、「フレームワーク領域」(FR)と名付けられた、より保存的である領域に副分割できる。フレームワーク領域およびCDRの範囲は正確に決定されている(Kabat,E.A.ら(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest,第5版,米国保健社会福祉省,NIH出版番号第91−3242号,およびChothia,C.ら(1987)J.Mol.Biol.196:901−917,を参照されたい)。本明細書での定義について、CDRを描写するためのKabat参考文献が使用された。各々のVHおよびVLは、アミノ末端からカルボキシ末端へ以下の順序:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4、で配列された、3つのCDRおよび4つのFRから構成されている。可変ドメインは、1つ以上のヒトまたはヒト化フレームワーク領域および/または1つ以上のヒト相補性決定領域(CDR)を含むことが可能である。   An “immunoglobulin domain” refers to a domain from the variable or constant domain of an immunoglobulin molecule. Immunoglobulin domains typically contain two beta sheets formed from about seven beta chains, and conserved disulfide bonds (see, eg, AF Williams and AN Barclay 1988 Ann. Rev Immunol.6: 381-405). A variable domain can typically be described as a light chain variable domain (VL) or a heavy chain variable domain (VH). The VH and VL regions are also more conserved, interspersed, termed “complementarity determining regions” (“CDRs”), hypervariable regions, “framework regions” (FRs). Can be subdivided into areas. Framework regions and CDR ranges have been accurately determined (Kabat, EA et al. (1991) Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th edition, US Department of Health and Human Services, NIH Publication No. 91-3242. , And Chothia, C. et al. (1987) J. Mol. Biol. 196: 901-917). For the definitions herein, the Kabat reference for describing CDRs was used. Each VH and VL is composed of three CDRs and four FRs arranged in the following order from amino terminus to carboxy terminus: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. A variable domain can include one or more human or humanized framework regions and / or one or more human complementarity determining regions (CDRs).

用語「抗体」または「抗体タンパク質」とは、VHおよびVL断片対が抗原結合部位を形成した、少なくとも1対のVHおよびVLドメイン、または十分に大きなVHおよびVL断片を指している。従って、用語「抗体」は、完全長抗体(例えば、IgG(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)、IgM、IgA(例えば、IgA1、IgA2)、IgDおよびIgE、しかし好ましくはIgG)、1つ以上の定常免疫グロブリンドメインを欠いた抗原結合断片(例えば、Fab、F(ab’)2または単鎖抗体(例えば、scFv断片))、および少なくとも1対のVHおよびVLドメインを含むその他の構造を包含するが、これらに限定されるわけではない。抗体は、2つの重鎖免疫グロブリンポリペプチドおよび2つの軽鎖免疫グロブリンポリペプチド;1つの重鎖免疫グロブリンポリペプチドおよび1つの軽鎖免疫グロブリンポリペプチド;を含むことが可能であるが、単鎖抗体であることも可能である。抗体は、任意に、カッパ、ラムダ、アルファ、ガンマ、デルタ、イプシロンまたはミュー定常領域遺伝子から選択された定常領域を含んでいる。抗体の例には、実質的にヒト抗体からの重および軽鎖定常領域、例えば、ヒトIgG1定常領域またはその一部、が含まれる。 The term “antibody” or “antibody protein” refers to at least one pair of VH and VL domains, or a sufficiently large VH and VL fragment, in which a VH and VL fragment pair forms an antigen binding site. Thus, the term “antibody” refers to a full-length antibody (eg, IgG (eg, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), IgM, IgA (eg, IgA1, IgA2), IgD and IgE, but preferably IgG), one Antigen binding fragments lacking the above constant immunoglobulin domains (eg, Fab, F (ab ′) 2 or single chain antibodies (eg, scFv fragments)) and other structures comprising at least one pair of VH and VL domains. Including, but not limited to. The antibody can comprise two heavy chain immunoglobulin polypeptides and two light chain immunoglobulin polypeptides; one heavy chain immunoglobulin polypeptide and one light chain immunoglobulin polypeptide; It can also be an antibody. The antibody optionally comprises a constant region selected from kappa, lambda, alpha, gamma, delta, epsilon or mu constant region genes. Examples of antibodies include heavy and light chain constant regions substantially from human antibodies, eg, human IgG1 constant regions or portions thereof.

抗体は好ましくは単一特異性、例えば、モノクローナル抗体またはその抗原結合断片、である。用語“単一特異性抗体”とは、特定の標的、例えば、エピトープ、に対する単一の結合特異性および親和性を示す抗体を指している。この用語は、「モノクローナル抗体」または「モノクローナル抗体成分」を含んでおり、それらは本明細書において、単一分子組成物の、抗体またはその断片の調製物を指すために使用される。   The antibody is preferably monospecific, eg, a monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof. The term “monospecific antibody” refers to an antibody that exhibits a single binding specificity and affinity for a particular target, eg, an epitope. The term includes “monoclonal antibodies” or “monoclonal antibody components”, which are used herein to refer to a preparation of antibodies or fragments thereof of a single molecular composition.

1つの態様において、抗体は組換え抗体である。用語「組換え」抗体とは、本明細書で使用される場合、宿主細胞内へトランスフェクトされた組換え発現ベクターを使用して発現された抗体、組換え、コンビナトリアル抗体ライブラリーから単離された抗体、ヒト免疫グロブリン遺伝子についてトランスジェニックである、動物(例えば、マウス、ヤギまたはウシ)から単離された抗体、または、他のDNA配列へのヒト免疫グロブリン遺伝子配列のスプライシングを含む、任意の他の手段により調製、発現、作製または単離された抗体のように、組換え法により調製、発現、作製または単離されたすべての抗体を含んでいる。   In one embodiment, the antibody is a recombinant antibody. The term “recombinant” antibody, as used herein, is isolated from an antibody, recombinant, combinatorial antibody library expressed using a recombinant expression vector transfected into a host cell. Any antibody, splicing human immunoglobulin gene sequences to other DNA sequences, or antibodies isolated from animals (eg, mice, goats or cows) that are transgenic for human immunoglobulin genes It includes all antibodies prepared, expressed, produced or isolated by recombinant methods, such as antibodies prepared, expressed, produced or isolated by other means.

用語「示された抗体」とは、示された抗体が遺伝子パッケージと生理的に会合するように、遺伝子パッケージ上に存在する抗体を指しており、そして遺伝子パッケージは、示された抗体の少なくとも可変領域をコードする核酸を含んでいる。遺伝子パッケージの例には、細胞(例えば、酵母細胞)およびファージ粒子が含まれる。   The term “indicated antibody” refers to an antibody present on a genetic package such that the indicated antibody is physiologically associated with the genetic package, and the genetic package is at least variable of the indicated antibody. Contains nucleic acid encoding the region. Examples of genetic packages include cells (eg, yeast cells) and phage particles.

「抗原結合部位」とは、対になったVHおよびVLの抗原結合領域を指している。特定の抗原結合領域が、抗原結合部位により結合される、既知のリガンドを有していても、またはいなくてもよい。   “Antigen binding site” refers to the antigen binding region of a pair of VH and VL. A particular antigen binding region may or may not have a known ligand bound by an antigen binding site.

用語「組換え」とは、核酸鎖間の遺伝子情報を交換するプロセスを指している。1つの例において、本プロセスは、ドナー鎖からの領域および受容鎖からの領域を含む、新規核酸鎖の形成を生じる。別の例において、本プロセスは、標的または受容体鎖のような別の鎖内への、ドナー核酸配列のような1つの鎖の挿入を生じる。   The term “recombination” refers to the process of exchanging genetic information between nucleic acid strands. In one example, the process results in the formation of a new nucleic acid strand that includes a region from the donor strand and a region from the acceptor strand. In another example, the process results in the insertion of one strand, such as a donor nucleic acid sequence, into another strand, such as a target or receptor strand.

本明細書で使用される場合、用語「相同的」とは、適切な宿主細胞中で、特に酵母細胞中で、2つの配列がお互いに組換わるように、基準配列に十分に関連している配列を指している。ほとんど同一の配列およびその基準配列間で許容される相違の数は、宿主細胞中でお互いに組換わる、2つの配列の能力により定義される。相同的配列は、基準配列と少なくとも70、75、80、85、90、91、92、95、96、97、98または99%同一、ほとんど同一、または同一であろう。   As used herein, the term “homologous” is sufficiently related to a reference sequence so that the two sequences recombine with each other in a suitable host cell, particularly in a yeast cell. Points to an array. The number of differences allowed between an almost identical sequence and its reference sequence is defined by the ability of the two sequences to recombine with each other in the host cell. A homologous sequence will be at least 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 95, 96, 97, 98 or 99% identical, nearly identical, or identical to the reference sequence.

本明細書で使用される場合、用語「リコンビナーゼ」とは、剤、好ましくは、核酸間の遺伝子情報の交換を刺激する、例えば、触媒するポリペプチドを指している。
用語「1本鎖DNA結合タンパク質」とは、例えば、10μM、100nMまたは10nMより強い親和性で、可変配列の1本鎖DNAへ結合するポリペプチドを指している。しかしながら、大腸菌SSBタンパク質(1本鎖DNA結合タンパク質)は、具体的なポリペプチド(即ち、SWISSPROT:P02339)を指している。
As used herein, the term “recombinase” refers to a polypeptide that stimulates, eg catalyzes, the exchange of genetic information between agents, preferably nucleic acids.
The term “single-stranded DNA binding protein” refers to a polypeptide that binds to single-stranded DNA of a variable sequence with an affinity greater than, for example, 10 μM, 100 nM or 10 nM. However, E. coli SSB protein (single-stranded DNA binding protein) refers to a specific polypeptide (ie SWISSPROT: P02339).

本発明の1つ以上の態様の詳細は、以下の記述に示されている。本発明の他の特色、目的および利点は、該記述および特許請求の範囲から明らかになるであろう。本出願を通して引用されている、すべての参考文献、係属中の特許出願および公開された特許の内容は、特に本明細書に援用される。   The details of one or more aspects of the invention are set forth in the description below. Other features, objects, and advantages of the invention will be apparent from the description and from the claims. The contents of all references, pending patent applications and published patents cited throughout this application are specifically incorporated herein.

詳細な説明
本発明は、なかでも、異種細胞表面上に示されるポリペプチドをコードする核酸配列を製造する方法を提供する。多くの実行において、核酸配列の集団が製造される(例えば、核酸ライブラリーを形成させる)。ライブラリーは、例えば、細胞に基づいたディスプレイおよび選択を使用して、スクリーニングすることが可能である。
DETAILED DESCRIPTION The present invention provides, among other things, a method for producing a nucleic acid sequence encoding a polypeptide displayed on the surface of a heterologous cell. In many implementations, a population of nucleic acid sequences is produced (eg, forming a nucleic acid library). The library can be screened using, for example, cell-based display and selection.

本方法は一般的に、ドナー核酸および受容核酸を組み換えて、示されたポリペプチドをコードする、組換えられた核酸を形成させる。組換え反応はインビボ反応であり、少なくとも組換え中間体(いくつかの実行において、それは細胞の外側で形成されてもよい)の分割(resolution)が細胞内で起こることを意味している。部位特異的組換えおよび相同的組換えの両方を使用することが可能である。   The method generally recombines the donor and acceptor nucleic acids to form a recombinant nucleic acid encoding the indicated polypeptide. A recombination reaction is an in vivo reaction, meaning that resolution of at least the recombination intermediate (in some implementations it may be formed outside the cell) occurs within the cell. Both site-specific recombination and homologous recombination can be used.

酵母、細菌および哺乳動物細胞を含む多様な細胞が、異種核酸による相同的組換えを支えている。特に、酵母細胞は、遊離末端を有する核酸と相同的対応物を組換えることに、高度に有効であることが示されている。例えば、Orr−Weaverら、(1981)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:6354−8、を参照されたい。酵母においては、約100ヌクレオチドの相同性の配列、および15ヌクレオチドほどの少ない相同性を有する配列さえも、相同的組換えにうまく使用することが可能である。およそ80ヌクレオチドの長さのオリゴヌクレオチドが、相同的位置に組み込まれ、そして計数器選択可能マーカーを切り取ることが示されている(Storiciら、(2001) Nature Biotechnol.19:773)。   A variety of cells, including yeast, bacteria and mammalian cells, support homologous recombination with heterologous nucleic acids. In particular, yeast cells have been shown to be highly effective in recombining nucleic acid with free ends and homologous counterparts. See, for example, Orr-Weaver et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 6354-8. In yeast, sequences with homology of about 100 nucleotides and even sequences with as little as 15 nucleotides can be successfully used for homologous recombination. Oligonucleotides approximately 80 nucleotides in length have been shown to be incorporated at homologous positions and to truncate counter selectable markers (Storici et al. (2001) Nature Biotechnol. 19: 773).

最初に、多様な態様例が示される。
1.第1の例においては、ドナー核酸および受容核酸がインビトロで組み合わされ、そして次ぎに、細胞内へ導入される。
First, various exemplary embodiments are shown.
1. In the first example, the donor and acceptor nucleic acids are combined in vitro and then introduced into the cell.

酵母ディスプレイのためのベクターは、プロモーターおよびシグナル配列をコードしている配列、免疫グロブリン可変ドメイン(例えば、VL)のN末端定常領域をコードしている第1のコード配列、および免疫グロブリン定常ドメイン(例えば、CL)のN末端定常領域をコードしている第2のコード配列を含んでいる。独特の制限酵素部位は、第1および第2のコード配列間に位置している。この段階では、CDR領域および介在フレームワーク領域がベクターから取り除かれているので、ベクターは機能性免疫グロブリン鎖をコードしていない。   A vector for yeast display includes a sequence encoding a promoter and signal sequence, a first coding sequence encoding the N-terminal constant region of an immunoglobulin variable domain (eg, VL), and an immunoglobulin constant domain ( For example, it includes a second coding sequence encoding the N-terminal constant region of CL). A unique restriction enzyme site is located between the first and second coding sequences. At this stage, the CDR regions and intervening framework regions have been removed from the vector so that the vector does not encode a functional immunoglobulin chain.

いくつかの実行において、ベクターはまた、アンカータンパク質またはその断片も含むことが可能である。アンカータンパク質は、例えば、Aga1pまたはAga2pであることが可能である。   In some implementations, the vector can also include an anchor protein or fragment thereof. The anchor protein can be, for example, Aga1p or Aga2p.

ベクター核酸を制限酵素で消化し、そして次ぎに、免疫グロブリン可変ドメインおよび少なくとも定常ドメインのN末端をコードする、多様な核酸のプールと組み合わせる。プールの核酸は線状化ベクターの末端に相同的である。線状化ベクターおよび多様な核酸の混合物を酵母細胞内へ電気穿孔する。細胞内の相同的組換えはベクターの環状化、およびベクターの各々のコピー内への、1つの多様な核酸の導入を生じる。組換え後、免疫グロブリン可変ドメインをコードしている配列が完成する。この段階で、ベクターはシグナル配列および完全可変ドメインおよび定常ドメイン(例えば、VL−CL)を有するポリペプチドをコードしている。   The vector nucleic acid is digested with restriction enzymes and then combined with a diverse pool of nucleic acids encoding the immunoglobulin variable domain and at least the N-terminus of the constant domain. Pooled nucleic acids are homologous to the ends of the linearized vector. Electroporation of a linearized vector and a mixture of various nucleic acids into yeast cells. Intracellular homologous recombination results in circularization of the vector and the introduction of one diverse nucleic acid into each copy of the vector. After recombination, the sequence encoding the immunoglobulin variable domain is complete. At this stage, the vector encodes a polypeptide having a signal sequence and a fully variable domain and a constant domain (eg, VL-CL).

2.第2の例においては、候補リガンドを同定するために、細胞ディスプレイライブラリーをスクリーニングする。候補リガンドは、組換えにより多様化させ、2次の細胞ディスプレイライブラリーを形成させる。   2. In the second example, a cell display library is screened to identify candidate ligands. Candidate ligands are diversified by recombination to form a secondary cell display library.

Fab断片を示す酵母ディスプレイライブラリーを、標的分子に対する結合でスクリーニングする。標的に結合するFabをコードしている酵母細胞を選択する。Fabをコードしているライブラリープラスミドを酵母細胞から単離する。プラスミドを、免疫グロブリン鎖の1つの、1つ以上のCDRを含む領域のどちらかの側を独特に切断する制限酵素で消化する。プラスミドのより大きな断片(即ち、主鎖断片)を精製する。   A yeast display library showing Fab fragments is screened for binding to the target molecule. A yeast cell encoding a Fab that binds to the target is selected. A library plasmid encoding the Fab is isolated from yeast cells. The plasmid is digested with a restriction enzyme that uniquely cuts on either side of the region containing one or more CDRs of one of the immunoglobulin chains. A larger fragment of the plasmid (ie, main chain fragment) is purified.

線状化プラスミドを、切り出された1つ以上のCDRをコードする、多様な核酸のプールと組み合わせる。多様な核酸は2本鎖でもまたは1本鎖でもよい。1つの必要条件は、多様な核酸が線状化プラスミドの末端領域と配列が重なっていることである。重なりは、各々の末端で少なくとも15、20または50ヌクレオチドであろう。組換えを保証し、そして第1のスクリーニングで選択された抗原結合部位に関連して、切り出されたCDRコード配列を導入する酵母細胞を、混合物で形質転換する。   The linearized plasmid is combined with a diverse pool of nucleic acids encoding one or more excised CDRs. The various nucleic acids may be double stranded or single stranded. One requirement is that the various nucleic acids overlap in sequence with the terminal region of the linearized plasmid. The overlap will be at least 15, 20 or 50 nucleotides at each end. The mixture is transformed with a yeast cell that ensures recombination and introduces the excised CDR coding sequence in association with the antigen binding site selected in the first screen.

形質転換された酵母細胞は、細胞ディスプレイライブラリーとして使用することが可能である。例えば、細胞を、標的分子への結合で再スクリーニングすることが可能である。この戦略は、最初のスクリーニングで同定されたポリペプチドを、1つ以上のCDRのごとき特定の領域で再多様化させることを可能にする。さらに以下に記載するように、組換えにより取り込まれた多様な核酸は、多様な起源からであることが可能である;例えば、同一の分子の集団(それにより、特定の領域の組合わせを混ぜ合わせる)、合成配列、および天然起源の配列。   The transformed yeast cells can be used as a cell display library. For example, cells can be rescreened for binding to the target molecule. This strategy allows the polypeptides identified in the initial screen to be diversified in specific regions such as one or more CDRs. As described further below, a variety of recombinantly incorporated nucleic acids can be from a variety of sources; for example, the same population of molecules (thus mixing a combination of specific regions). Combined), synthetic sequences, and sequences of natural origin.

3.第3の例においては、第2の例のように、細胞ディスプレイライブラリーからの候補リガンドを、組換えにより多様化して、細胞ディスプレイライブラリーを形成させる。選択されたリガンドは、選択された細胞からライブラリー核酸を単離することなく多様化させる。   3. In the third example, as in the second example, candidate ligands from the cell display library are diversified by recombination to form a cell display library. The selected ligand is diversified without isolating the library nucleic acid from the selected cells.

Fab断片を示す酵母ディスプレイライブラリーを、標的分子に対する結合でスクリーニングする。標的に結合するFabをコードしている酵母細胞を選択する。各々の細胞を、URA3マーカーを含む核酸カセットで形質転換する。カセットの末端は、Fab鎖の1つの配列と相同的である。2つの末端は非隣接または隣接配列を表すことができる。   A yeast display library showing Fab fragments is screened for binding to the target molecule. A yeast cell encoding a Fab that binds to the target is selected. Each cell is transformed with a nucleic acid cassette containing a URA3 marker. The end of the cassette is homologous to one sequence of the Fab chain. The two ends can represent non-contiguous or contiguous sequences.

もしカセット末端が非隣接配列に対応するとしたら、形質転換およびUra+細胞の選択で、免疫グロブリンをコードしている配列の一部がURA3マーカーで置き換えられた、細胞の集団が得られる。URA3マーカーは、1つ以上のCDRを欠失させるために使用することが可能である。もしカセット末端が隣接配列に対応するとしたら、形質転換およびUra+細胞の選択で、免疫グロブリンをコードしている配列の一部がURA3マーカーにより破壊された、細胞の集団が得られる。破壊は、例えば、CDR内の位置であることが可能である。   If the cassette ends correspond to non-contiguous sequences, transformation and selection of Ura + cells will result in a population of cells in which a portion of the immunoglobulin-encoding sequence has been replaced with a URA3 marker. The URA3 marker can be used to delete one or more CDRs. If the cassette ends correspond to flanking sequences, transformation and selection of Ura + cells will yield a population of cells in which part of the immunoglobulin-encoding sequence has been disrupted by the URA3 marker. The destruction can be, for example, a location within the CDR.

細胞を、URA3マーカーにより欠失または破壊されている免疫グロブリン遺伝子配列の少なくとも一部、および免疫グロブリンコード配列との相同的組換えを可能にする領域に隣接する十分な配列をコードする、核酸(1本鎖または2本鎖)の多様なプールで形質転換する。形質転換後、ura−細胞を選択するため、細胞を5−フルオロオロチン酸(5−FOA)上で増殖させる。こうした細胞は、多様なプールの核酸がFabコード配列と組換えられた、およびカセットと置き換えられた場合に生じる。その結果、多様なプールからの免疫グロブリンコード配列(例えば、ドナー配列)が、ディスプレイライブラリーから単離された他の免疫グロブリン配列(例えば、受容配列)と組み合わされる。   A nucleic acid that encodes a cell that encodes at least a portion of an immunoglobulin gene sequence that has been deleted or destroyed by a URA3 marker and a region that allows for homologous recombination with the immunoglobulin coding sequence ( Transformation with various pools (single stranded or double stranded). After transformation, cells are grown on 5-fluoroorotic acid (5-FOA) to select ura-cells. Such cells arise when a diverse pool of nucleic acids has been recombined with the Fab coding sequence and replaced with a cassette. As a result, immunoglobulin coding sequences (eg, donor sequences) from various pools are combined with other immunoglobulin sequences (eg, acceptor sequences) isolated from the display library.

本方法は、Fabの1つの鎖を変化させると同時に、別の鎖のための配列は保持することに使用することが可能である。さらに、もし、URA3マーカーによる破壊または欠失が、1つの免疫グロブリン鎖内の3つのCDRすべてよりもむしろ、1つまたは2つのCDRに局在しているとしたら、鎖内に新規のCDRの組み合わせを発生させることが可能である。   The method can be used to change one strand of a Fab while retaining the sequence for another strand. Furthermore, if the disruption or deletion by the URA3 marker is localized in one or two CDRs rather than all three CDRs in one immunoglobulin chain, the new CDRs in the chain Combinations can be generated.

4.第4の例においては、各々が異なったFab鎖をコードしている2つのライブラリーが、異なった接合型の酵母細胞中で構築される。ライブラリーは、接合および組換えにより組み合わされ、Fab座位、即ち、軽鎖をコードしている配列および重鎖をコードしている配列を含む人工遺伝子座位、を形成させる。   4). In the fourth example, two libraries, each encoding a different Fab chain, are constructed in different mating types of yeast cells. The libraries are combined by conjugation and recombination to form the Fab locus, an artificial locus that includes sequences encoding the light chain and sequences encoding the heavy chain.

組換えに先立ち、軽鎖のライブラリーを、1つの接合型の細胞を使用して構築する。軽鎖ライブラリー(プラスミド−運搬かまたは染色体)は、軽鎖および部位特異的組換え部位をコードする、ポリペプチドコード領域を含んでいる。マーカー遺伝子を、組換え部位によりコード領域から引き離されているように、配置することが可能である。同様に、組換えに先立ち、重鎖のライブラリーを、逆の接合型の細胞を使用して構築する。重鎖ライブラリーは、重鎖および部位特異的組換え部位をコードする、ポリペプチドコード領域を含んでいる。異なったマーカー遺伝子を、再び、組換え部位によりコード領域から引き離されているように、配置することが可能である。   Prior to recombination, a library of light chains is constructed using a single conjugated cell. A light chain library (plasmid-carrying or chromosome) contains a polypeptide coding region that encodes the light chain and a site-specific recombination site. The marker gene can be placed such that it is separated from the coding region by the recombination site. Similarly, prior to recombination, a library of heavy chains is constructed using reverse mating cells. The heavy chain library contains polypeptide coding regions that encode heavy chains and site-specific recombination sites. Different marker genes can be placed again, separated from the coding region by the recombination site.

2つのライブラリーの細胞を一緒に接合させる。部位特異的組換え部位に特異的なリコンビナーゼをコードしている遺伝子が誘導される。リコンビナーゼは、接合により生成された2倍体細胞中の重鎖および軽鎖間の鎖交換を活性化する。組換えの結果はFab座位である。例えば、染色体ライブラリーの場合においては、重および軽鎖は同一の染色体上へ組換えられる。   Cells from the two libraries are mated together. A gene encoding a recombinase specific for the site-specific recombination site is induced. Recombinase activates chain exchange between heavy and light chains in diploid cells produced by conjugation. The result of recombination is the Fab locus. For example, in the case of a chromosomal library, the heavy and light chains are recombined onto the same chromosome.

重および軽鎖の両方を含む単一座位の構築は、バルクで選択されたFabを回収するために特に有用である。もしコード配列が別の鎖上に存在したとしたら、異なったFabを発現している細胞の集団からの核酸精製後、単一Fabの重および軽鎖をコードしている配列は、他のFabをコードしているもので無作為に選別されるであろう。対照的に、両方の鎖をコードする単一核酸断片は、多くの異なったFabコード配列が同じ反応混合物中で操作される場合でさえも、連鎖を保持しているであろう。   The construction of a single locus containing both heavy and light chains is particularly useful for recovering Fabs selected in bulk. If the coding sequence was on a separate strand, after nucleic acid purification from a population of cells expressing different Fabs, the sequences encoding the single Fab heavy and light chains would be Will be randomly selected. In contrast, a single nucleic acid fragment encoding both strands will retain the linkage even when many different Fab coding sequences are manipulated in the same reaction mixture.

5.第5の例においては、第2の例に関連して、細胞ディスプレイライブラリーを、候補リガンドを同定するためにスクリーニングする。候補リガンドは組換えにより多様化し、第2の細胞ディスプレイライブラリーを形成させる。   5). In a fifth example, in conjunction with the second example, a cell display library is screened to identify candidate ligands. Candidate ligands are diversified by recombination to form a second cell display library.

Fab断片を示す酵母ディスプレイライブラリーを、標的分子への結合でスクリーニングする。標的に結合するFabをコードする酵母細胞を選択する。Fabの免疫グロブリン鎖の1つまたは両方をコードしている1本鎖核酸を単離する。CDRの1つの両端のフレームワーク領域をコードしている配列(またはその相補体)へオリゴヌクレオチドをアニールする。これらのオリゴヌクレオチドは2本鎖領域を形成し、それを制限酵素で切断する。結果は、CDRコード配列が切り出されている線状1本鎖核酸である。   A yeast display library showing Fab fragments is screened for binding to the target molecule. Yeast cells that encode Fabs that bind to the target are selected. A single stranded nucleic acid encoding one or both of the immunoglobulin chains of the Fab is isolated. An oligonucleotide is annealed to a sequence encoding the framework region at one end of one of the CDRs (or its complement). These oligonucleotides form a double stranded region that is cleaved with a restriction enzyme. The result is a linear single stranded nucleic acid from which the CDR coding sequence has been excised.

この切断された1本鎖核酸を、CDRコード配列(またはその相補体)をコードする、多様な核酸のプールと組み合わせる。もしプールの核酸が1本鎖であれば、プールの核酸のセンスは、切断された1本鎖核酸のセンスとは反対である。組換えを保証し、そして第1のスクリーニングで選択された抗原結合部位に関連して、切り出されたCDRコード配列を導入する酵母細胞を、混合物で形質転換する。   This cleaved single stranded nucleic acid is combined with a diverse pool of nucleic acids encoding a CDR coding sequence (or its complement). If the pool nucleic acid is single stranded, the sense of the pool nucleic acid is opposite to the sense of the cleaved single stranded nucleic acid. The mixture is transformed with a yeast cell that ensures recombination and introduces the excised CDR coding sequence in association with the antigen binding site selected in the first screen.

6.第6の例においては、細胞ディスプレイライブラリーは哺乳動物細胞ディスプレイライブラリーである。
第1の哺乳動物細胞ディスプレイライブラリーを、機能性選択可能マーカー(例えば、ヒグロマイシン)および非機能性選択可能マーカー(例えば、変異させたブラストシジン耐性遺伝子)を含む、第1のFab発現カセット(例えば、エピソームの、または組み込まれた)から構築する。Fab軽鎖遺伝子およびFab重鎖遺伝子は、部位特異的組換え部位(例えば、Cre/lox)により分離されている。コードされているFab断片は、鎖の1つ(典型的には重鎖)が真核生物膜貫通ドメインへ結合されて、哺乳動物細胞表面上に示されている。第2のFab抗体ディスプレイライブラリーを、第2の機能性選択可能マーカー(例えば、ネオマイシン)および非機能性選択可能マーカー(例えば、変異させたブラストシジン耐性遺伝子)を含む、第2のFab発現カセット(例えば、エピソームの、または組み込まれた)から同様に構築する。第2のカセットの非機能性選択可能マーカーは、第1のカセットの非機能性選択可能マーカーの異なったアレルである。2つのアレル間の組換えは、機能性アレルを再生する。2つの非機能性アレルは操作する(engineer)ことが可能である。第1のカセットと同様に、軽鎖および重鎖遺伝子は、部位特異的組換え配列(例えば、Cre/lox)により分離されている。
6). In a sixth example, the cell display library is a mammalian cell display library.
A first mammalian cell display library is constructed from a first Fab expression cassette (eg From episomal or integrated). The Fab light chain gene and Fab heavy chain gene are separated by site-specific recombination sites (eg, Cre / lox). The encoded Fab fragment is shown on the surface of a mammalian cell with one of the chains (typically the heavy chain) attached to the eukaryotic transmembrane domain. A second Fab antibody display library comprising a second functional selectable marker (eg, neomycin) and a non-functional selectable marker (eg, a mutated blasticidin resistance gene). Similarly constructed from (eg, episomal or integrated). The non-functional selectable marker of the second cassette is a different allele of the non-functional selectable marker of the first cassette. Recombination between two alleles regenerates a functional allele. Two non-functional alleles can be engineered. Similar to the first cassette, the light and heavy chain genes are separated by site-specific recombination sequences (eg, Cre / lox).

2つの異なった哺乳動物細胞ディスプレイライブラリーの、Fab抗体の2つのカセットは、細胞融合により(例えば、PEGまたはセンダイウイルスを使用して)結び合わせる。2つのカセットは、鎖交換、および非機能性選択可能マーカーの2つの欠陥アレル(例えば、2つの異なったブラストシジン耐性アレル)間の相同的組換えにより分割できる、組換え中間体の発生を可能にする、部位特異的組換えが起こることが可能なように、お互いに接触することが可能である。組換えは機能性ブラストシジン耐性マーカー遺伝子を発生させる。ヒグロマイシンおよびブラストシジン、またはネオマイシンおよびブラストシジンでの選択は、2つの本来のライブラリーには存在しない、重および軽鎖遺伝子の新規組み合わせをコードしている配列を含む、細胞のプールを発生させる。   Two cassettes of Fab antibodies from two different mammalian cell display libraries are combined by cell fusion (eg, using PEG or Sendai virus). The two cassettes enable the generation of recombination intermediates that can be split by strand exchange and homologous recombination between two defective alleles of non-functional selectable markers (eg, two different blasticidin resistant alleles) It is possible to contact each other so that site-specific recombination can occur. Recombination generates a functional blasticidin resistance marker gene. Selection with hygromycin and blasticidin, or neomycin and blasticidin, generates a pool of cells that contain sequences encoding a novel combination of heavy and light chain genes that are not present in the two original libraries.

7.第7の例は、インビボ組換えにより多様化されたファージディスプレイレパートリーを特色としている。Fab抗体の第1のプールを、p3ファージアンカータンパク質へ融合されたファージミド内へクローン化させるが、しかし、独特のEcoRI制限部位により、第1の抗生物質耐性マーカーの第1の非機能性アレル(第1の突然変異を運んでいるTet遺伝子)から分離されている。ファージミドベクターはまた、機能性で選択可能な第2の抗生物質耐性マーカー(AmpR)も運んでいる。ファージミドFabディスプレイライブラリーは、制限陰性および修飾陰性宿主細胞(R−M−)中のヘルパーファージを使用してパッケージ(package)され、選ばれた制限−修飾系によりメチル化されない核酸を含む、ライブラリーファージを産生する。   7). The seventh example features a phage display repertoire diversified by in vivo recombination. The first pool of Fab antibodies is cloned into a phagemid fused to a p3 phage anchor protein, but with a unique EcoRI restriction site, the first non-functional allele of the first antibiotic resistance marker ( From the Tet gene carrying the first mutation). The phagemid vector also carries a functional and selectable second antibiotic resistance marker (AmpR). A phagemid Fab display library is packaged using helper phage in restriction-negative and modification-negative host cells (RM-) and contains nucleic acids that are not methylated by the selected restriction-modification system. Produces rally phage.

これらのファージで、制限陽性および修飾陽性宿主細胞(R+M+)であるF+大腸菌細胞を感染させる。特に、これらの細胞はまた、Fab抗体をコードしている構築物の第2のプールからの核酸を宿している。Fabコード構築物の第2のプールは、第3の機能性抗生物質耐性マーカー(例えば、クロラムフェニコール耐性)を運んでいる第2の発現プラスミド内へクローン化され、第1の抗生物質耐性マーカーの第2の非機能性アレル(例えば、第1の突然変異とは異なった第2の突然変異を運んでいるtet耐性遺伝子、しかしそれはお互いに補完できて機能的に活性なTet遺伝子を生成する)とは分離されている。   These phage infect F + E. coli cells, which are restriction positive and modification positive host cells (R + M +). In particular, these cells also harbor nucleic acids from a second pool of constructs encoding Fab antibodies. The second pool of Fab-encoded constructs is cloned into a second expression plasmid carrying a third functional antibiotic resistance marker (eg, chloramphenicol resistance) and the first antibiotic resistance marker A second non-functional allele (eg, a tet resistance gene carrying a second mutation different from the first mutation, but it can complement each other to produce a functionally active Tet gene ) Is separated.

大腸菌株は制限および修飾プラスであり、それゆえ非メチル化DNAは、EcoRI制限部位で切断され、それゆえ第1の該非保護ファージミドFabプールは、適切な独特のEcoRI制限部位で切断され、線状ベクターを産生する。第2の該発現プラスミド内に含まれているFab抗体の第2の該プールは、保護され、および切断されないで残っている。相同的組換え(または部位特異的組換え)は、Fab抗体遺伝子(即ち、軽鎖および重鎖遺伝子)間の、および組換えられて機能性耐性マーカー(例えば、tetR)を生成する2つの欠陥抗生物質耐性遺伝子(例えば、異なった補完突然変異を有する2つのtet遺伝子)間の相同性の部位で保証される。この組換えられたファージミドベクターは次ぎに、ヘルパーファージにより救出され、組換えられたFab遺伝子を示す、ウイルス粒子を産生するために使用される。   E. coli strains are restriction and modification plus, so unmethylated DNA is cleaved at the EcoRI restriction site, so the first unprotected phagemid Fab pool is cleaved at the appropriate unique EcoRI restriction site and linearized. Produce a vector. The second pool of Fab antibodies contained in the second expression plasmid is protected and remains uncut. Homologous recombination (or site-specific recombination) is two defects between Fab antibody genes (ie, light and heavy chain genes) and recombined to generate functional resistance markers (eg, tetR). Guaranteed at sites of homology between antibiotic resistance genes (eg, two tet genes with different complementary mutations). This recombined phagemid vector is then rescued by helper phage and used to produce viral particles that show the recombined Fab gene.

8.第8の例においては、候補リガンドを同定するため、酵母細胞ディスプレイライブラリーをスクリーニングする。候補リガンドは、組換えにより多様化されて、以下のように第2のディスプレイライブラリーを形成する。   8). In the eighth example, a yeast cell display library is screened to identify candidate ligands. Candidate ligands are diversified by recombination to form a second display library as follows.

また図3を参照すると、第1の酵母ディスプレイライブラリーは、Fab軽鎖をコードしている遺伝子、Fab重鎖をコードしている遺伝子、および栄養要求性マーカー遺伝子(例えば、URA3)を含む、酵母プラスミド上に形づくられる。2つの独特の非互換性制限部位、R1およびR2が、Fab重鎖遺伝子および栄養要求性マーカー間に位置されている。第2の酵母ディスプレイライブラリーは、Fab軽鎖をコードしている遺伝子、Fab重鎖をコードしている遺伝子、および、第1のライブラリー中の対応するマーカーとは異なった栄養要求性マーカー遺伝子を含む、酵母プラスミド上に形づくられる。例えば、第2のライブラリーの栄養要求性マーカーは、第1のライブラリー中の対応するマーカーがURA3である場合は、TRP1であろう。2つの独特の非互換性制限部位、R2’およびR3が、栄養要求性マーカーおよびFab軽鎖遺伝子間に位置されている。R2’部位は、第1の酵母ディスプレイライブラリーのR2制限部位と互換性である。例えば、R2’およびR2は同一の制限エンドヌクレアーゼにより切断できる。別の例において、これらは異なった制限エンドヌクレアーゼにより切断されるが、それにもかかわらず、互換性の付着オーバーハングを有している。   Referring also to FIG. 3, the first yeast display library includes a gene encoding a Fab light chain, a gene encoding a Fab heavy chain, and an auxotrophic marker gene (eg, URA3). Shaped on a yeast plasmid. Two unique incompatible restriction sites, R1 and R2, are located between the Fab heavy chain gene and the auxotrophic marker. The second yeast display library is a gene encoding a Fab light chain, a gene encoding a Fab heavy chain, and an auxotrophic marker gene different from the corresponding marker in the first library. Formed on a yeast plasmid. For example, the auxotrophic marker of the second library would be TRP1 if the corresponding marker in the first library is URA3. Two unique incompatible restriction sites, R2 'and R3, are located between the auxotrophic marker and the Fab light chain gene. The R2 'site is compatible with the R2 restriction site of the first yeast display library. For example, R2 'and R2 can be cleaved by the same restriction endonuclease. In another example, they are cleaved by different restriction endonucleases but nevertheless have compatible attachment overhangs.

第1および第2の酵母ディスプレイライブラリーを、標的分子に対して少なくとも最小結合活性を有するFabを同定するためにスクリーニングする。同定されたFabをコードしているプラスミドのプールを各々のライブラリーから単離する。第1のプールを、R1およびR2で切断する制限エンドヌクレアーゼにより消化する。第2のプールは、R2’およびR3で切断する制限エンドヌクレアーゼにより消化する。各々のプールからの適切な断片(図5で観察されるような)を、R2およびR2’により形成された互換性末端を使用して、一緒にライゲートする。ライゲーション生成物は、2つのFab抗体および2つの異なった栄養要求性マーカー(例えば、URA3およびTRP1)をコードしている遺伝子を含む、線状DNAである。   The first and second yeast display libraries are screened to identify Fabs that have at least minimal binding activity against the target molecule. A pool of plasmids encoding the identified Fabs is isolated from each library. The first pool is digested with a restriction endonuclease that cuts at R1 and R2. The second pool is digested with restriction endonucleases that cut at R2 'and R3. Appropriate fragments from each pool (as observed in FIG. 5) are ligated together using the compatible ends formed by R2 and R2 '. The ligation product is a linear DNA containing genes encoding two Fab antibodies and two different auxotrophic markers (eg, URA3 and TRP1).

これらの線状DNA分子で酵母細胞を形質転換する。細胞内において、分子内相同的組換えにより、DNA分子が環状化される。組換えは、任意の相同的部位、例えば、2つの軽鎖遺伝子および2つの重鎖遺伝子内で、起こることが可能である。実行に依存し、組換えは、重および軽鎖遺伝子間の介在領域でも起こることが可能である。しかしながら、この領域中の組換えを減少させるために、異種であるようにこの領域を操作することが可能である。別の実行において、重および軽鎖遺伝子はCHドメイン(例えば、CH1およびCL)を欠いており、例えば、それらはscFvのごとく配置されている。CHドメインの脱落は、多様性が観察される可変ドメイン内の組換えに有利である。形質転換後、細胞は、両方の栄養要求性マーカーに選択的な条件下で、例えば、ウラシルおよびトリプトファンを欠いた培地で増殖させることができる。   Yeast cells are transformed with these linear DNA molecules. In the cell, the DNA molecule is circularized by intramolecular homologous recombination. Recombination can occur at any homologous site, for example within the two light chain genes and the two heavy chain genes. Depending on the execution, recombination can also occur in the intervening region between the heavy and light chain genes. However, it is possible to engineer this region to be heterologous in order to reduce recombination in this region. In another implementation, the heavy and light chain genes lack CH domains (eg, CH1 and CL), eg, they are arranged like scFv. CH domain loss is advantageous for recombination within variable domains where diversity is observed. Following transformation, cells can be grown under conditions selective for both auxotrophic markers, for example, in media lacking uracil and tryptophan.

9.第9の例においては、細胞ディスプレイライブラリーを、部位特異的組換えおよび相同的組換えの組み合わせを使用するV遺伝子シャフリング(shuffling)により多様化する。多様化されたライブラリーは、2つの異なったプールからの細胞を接合し、部位特異的組換えを導入し、そして遺伝子シャフリング現象のために選択することにより形成させる。   9. In the ninth example, the cell display library is diversified by V gene shuffling using a combination of site-specific recombination and homologous recombination. A diversified library is formed by joining cells from two different pools, introducing site-specific recombination, and selecting for gene shuffling events.

また図4を参照すると、第1のプールの酵母細胞(図4、上の左)は、Fab軽鎖をコードしている遺伝子、Fab重鎖をコードしている遺伝子、非機能性で第1の栄養要求性マーカーの第1のアレル(例えば、leu2−701)、および機能性の第2の栄養要求性マーカー(例えば、TRP1)を有する発現プラスミドを含んでいる。部位特異的組換え部位(例えば、lox部位)は、軽鎖遺伝子および重鎖遺伝子間に位置している。leu2−701はLEU2の非機能性アレルであり、LEU2コード領域の5’領域内(例えば、最初の20コドン内)に終止コドンを含んでいる。こうしたアレルは遺伝子工学により作り出すことが可能である。第1のプールの酵母細胞は、第1の接合型を有している。   Referring also to FIG. 4, the first pool of yeast cells (FIG. 4, top left) shows that the gene encoding the Fab light chain, the gene encoding the Fab heavy chain, the non-functional first And an expression plasmid having a first allele of the auxotrophic marker (eg, leu2-701) and a functional second auxotrophic marker (eg, TRP1). A site-specific recombination site (eg, a lox site) is located between the light and heavy chain genes. leu2-701 is a non-functional allele of LEU2 and contains a stop codon within the 5 'region (eg, within the first 20 codons) of the LEU2 coding region. Such alleles can be created by genetic engineering. The first pool of yeast cells has a first mating type.

第2のプールの酵母細胞(図4、上の右)は、Fab軽鎖をコードしている遺伝子、Fab重鎖をコードしている遺伝子、第1の栄養要求性マーカーの第2の非機能性アレル(例えば、leu2−702)、および機能性の第3の栄養要求性マーカー(例えば、URA3)を有する発現プラスミドを含んでいる。機能性の第3のマーカーは、典型的には第1のプールの機能性、第2のマーカーとは異なっている。部位特異的組換え部位(例えば、lox部位)は、軽鎖遺伝子および重鎖遺伝子間に位置している。leu2−702はLEU2の非機能性アレルであり、LEU2コード領域の3’領域内に終止コドンを含んでいる。こうしたアレルは遺伝子工学により作り出すことが可能である。第2のプールの酵母細胞は、第2の接合型を有している。   The second pool of yeast cells (FIG. 4, top right) shows the gene encoding the Fab light chain, the gene encoding the Fab heavy chain, the second non-function of the first auxotrophic marker. And an expression plasmid having a sex allele (eg, leu2-702) and a functional third auxotrophic marker (eg, URA3). The functional third marker is typically different from the functionality of the first pool, the second marker. A site-specific recombination site (eg, a lox site) is located between the light and heavy chain genes. leu2-702 is a non-functional allele of LEU2 and contains a stop codon in the 3 'region of the LEU2 coding region. Such alleles can be created by genetic engineering. The second pool of yeast cells has a second mating type.

2つのプールの細胞が、例えば、多数の組み合わせで接合するように、2つのプールの細胞を合わせる。接合の間または後で、適切な部位特異的リコンビナーゼが発現される。例えば、リコンビナーゼをコードしている遺伝子は、FUS1のごときフェロモン誘導可能プロモーター、または2倍体特異的プロモーターにより、制御することが可能である。リコンビナーゼは部位特異的組換えを誘導し、第1のプールのプラスミドおよび第2のプールのプラスミドからの配列を含む、大きなプラスミドを形成することが可能である。第1の栄養要求性マーカーの機能性アレルの選択は、マーカーの第1および第2のアレル間の相同的組換えを必要とする。接合、そして任意の非選択的条件下での増殖後、接合した細胞は、第1および第2のマーカーを必要とする(例えば、Trp+Leu+細胞)、または第1および第3のマーカーを必要とする(例えば、Ura+Leu+細胞)培地で選択することが可能である。得られた細胞は、出発プールにおける組合わせと比較して、軽鎖および重鎖が新規の組合わせで存在するような、V遺伝子シャフリングが行われたFab抗体をコードする多様なライブラリーを形成している。
部位特異的組換え
部位特異的リコンビナーゼは、エンドヌクレアーゼおよびリガーゼ特性の両方を有している。それらはDNA中の塩基の特異的配列を認識し、そしてこれらのセグメントに隣接するDNAセグメントを交換する。多様な生物体から多数の部位特異的組換えシステムが記述されている。例には、バクテリオファージ ラムダからのインテグラーゼ/attシステム(Landy,A.(1993)Current Opinions in Genetics and Devel.3:699−707)、バクテリオファージ P1からのCre/loxPシステム(HoessおよびAbremski(1990)、Nucleic Acids and Molecular Biology中,第4巻: EcksteinおよびLilley編,Berlin− Heidelberg:Springer−Verlag;pp.90−109)、およびサッカロミセス セレビジエ 2μ環状プラスミドからのFLP/FRTシステム(Broachら,Cell 29:227−234(1982))が含まれる。本明細書に例示したように、部位特異的リコンビナーゼは、異なった鎖上に存する親材料からの、同一の鎖上に存する核酸配列の核酸組合わせを発生させるために使用することが可能である。
The two pools of cells are combined so that the two pools of cells join, for example, in multiple combinations. Appropriate site-specific recombinases are expressed during or after conjugation. For example, a gene encoding recombinase can be controlled by a pheromone-inducible promoter such as FUS1, or a diploid-specific promoter. The recombinase induces site-specific recombination and can form a large plasmid containing sequences from the first pool of plasmids and the second pool of plasmids. Selection of the functional allele of the first auxotrophic marker requires homologous recombination between the first and second alleles of the marker. After conjugation and growth under any non-selective conditions, the conjugated cells require first and second markers (eg, Trp + Leu + cells), or require first and third markers. It is possible to select with medium (eg Ura + Leu + cells). The resulting cells contain a diverse library that encodes Fab antibodies with V gene shuffling such that the light and heavy chains are present in a new combination compared to the combination in the starting pool. Forming.
Site-specific recombination site-specific recombinases have both endonuclease and ligase properties. They recognize the specific sequence of bases in the DNA and exchange the DNA segments adjacent to these segments. A number of site-specific recombination systems have been described from a variety of organisms. Examples include the integrase / att system from bacteriophage lambda (Landy, A. (1993) Current Opinions in Genetics and Dev. 3: 699-707), the Cre / loxP system from bacteriophage P1 (Hoess and Abremski ( 1990), in Nucleic Acids and Molecular Biology, Volume 4: Eckstein and Lilley, Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag; pp. 90-109), and LP of Saccharomyces cerevisiae 2μ circular a system RT / ro F et al. Cell 29: 227-234 (1982)). As exemplified herein, site-specific recombinases can be used to generate nucleic acid combinations of nucleic acid sequences residing on the same strand from parent material residing on different strands. .

トランスポザーゼもまた、鎖間で核酸セグメントを移すために使用することが可能である。トランスポザーゼは典型的には、トランスポゾンとして知られている、移動性遺伝子要素を有する遺伝子によりコードされている。トランスポゾンの組み込みは、無作為であるか、または高度に特異的であろう。高度に部位特異的である、Tn7のごとき代表物は、レプリコン間のDNAセグメントのインビボ移動に応用されている(Lucklowら,J.Virol.67:4566−4579(1993))。核酸配列に1つの鎖から別の鎖への移動性をもたせるために、人工トランスポゾンを使用することが可能である。例えば、タンパク質コード配列のライブラリーを、トランスポゾン内に発生させることが可能である。
計数器−選択可能マーカー
計数器−選択可能マーカーとは、典型的には特殊化された条件下で、その非存在が細胞増殖または生存を可能にするマーカーである。計数器−選択可能マーカーは、マーカーを切り出す組換え現象で選択するために使用することが可能である。これらのマーカーは、酵母および哺乳動物細胞を含む、多くの細胞型で使用することが可能である。
Transposases can also be used to transfer nucleic acid segments between strands. Transposases are typically encoded by genes with mobile genetic elements known as transposons. Incorporation of transposons may be random or highly specific. Representatives such as Tn7, which are highly site specific, have been applied to in vivo movement of DNA segments between replicons (Lucklow et al., J. Virol. 67: 4566-4579 (1993)). Artificial transposons can be used to give a nucleic acid sequence mobility from one strand to another. For example, a library of protein coding sequences can be generated within a transposon.
Counter-selectable marker Counter-selectable marker is a marker whose absence allows cell growth or survival, typically under specialized conditions. Counter-selectable markers can be used to select for recombination events that excise the marker. These markers can be used in many cell types, including yeast and mammalian cells.

例えば、URA3およびCAN1は、S.セレビジエで機能する計数器−選択可能マーカーである。CAN1は、カナバニンに対する感受性を与える。CAN1マーカーの喪失は、カナバニン中で細胞を増殖させることにより選択される。URA3は、宿主細胞がura−であるとしたら、その存在および不在の両方が選択可能であるので特に有用である。URA3の存在は、ウラシルを欠いている最少培地での増殖により選択可能であり、一方、その不在は、5−FOAを含む培地での増殖により選択可能である。   For example, URA3 and CAN1 are A counter that works with cerevisiae-a selectable marker. CAN1 confers sensitivity to canavanine. Loss of the CAN1 marker is selected by growing the cells in canavanine. URA3 is particularly useful if the host cell is ura-, because both its presence and absence can be selected. The presence of URA3 can be selected by growth on minimal medium lacking uracil, while its absence can be selected by growth on medium containing 5-FOA.

哺乳動物細胞に対しては、チミジンキナーゼ遺伝子を計数器−選択可能マーカーとして使用できる。tk遺伝子の喪失は、ガンシクロビルを含む培地における増殖により選択可能である。多くの他の計数器−選択可能マーカーが、多様な系に対して知られている。
細胞に基づいたディスプレイライブラリー
さらに別の様式においては、ライブラリーは細胞ディスプレイライブラリーである。
For mammalian cells, the thymidine kinase gene can be used as a counter-selectable marker. The loss of the tk gene can be selected by growth in a medium containing ganciclovir. Many other counter-selectable markers are known for a variety of systems.
Cell-based display library In yet another manner, the library is a cell display library.

タンパク質は細胞、例えば、真核生物または原核生物細胞の表面上に示されている。原核生物細胞の例には大腸菌細胞、B.サブチリス細胞、胞子が含まれる(例えば、Luら,(1995)Biotechnology 13:366を参照されたい)。真核生物細胞の例には酵母(例えば、サッカロミセス セレビジエ、シゾサッカロミセス(Schizosaccharomyces) ポムベ、ハンゼヌラ(Hansenula)、またはピキア パストリス(Pichia pastors))が含まれる。酵母表面ディスプレイの1つの実行が、BoderおよびWittrup(1997)Nat.Biotechnol.15:553−557、に記載されている。   The protein is shown on the surface of a cell, eg, a eukaryotic or prokaryotic cell. Examples of prokaryotic cells include E. coli cells, Subtilis cells, spores are included (see, eg, Lu et al. (1995) Biotechnology 13: 366). Examples of eukaryotic cells include yeast (eg, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Hansenula, or Pichia pastors). One implementation of yeast surface display is described by Boder and Wittrup (1997) Nat. Biotechnol. 15: 553-557.

WO 03/029,456およびU.S.S.N.60/326,320は、なかでも、Fab断片のごとき免疫グロブリンタンパク質を示すために使用できる酵母ディスプレイシステム、および重および軽鎖の組合わせを発生させるための接合の使用を記載している。   WO 03 / 029,456 and U.I. S. S. N. 60 / 326,320, among others, describes a yeast display system that can be used to display immunoglobulin proteins such as Fab fragments, and the use of conjugation to generate heavy and light chain combinations.

1つの態様において、免疫グロブリン可変ドメインをコードしている核酸が、酵母ディスプレイのためのベクター内へクローン化される。クローニングは、可変ドメインの少なくとも1つをコードしている核酸と、酵母細胞表面タンパク質の断片、例えば、Flo1、a−アグルチニン、α−アグルチニンまたはそれらの断片、例えば、Aga2p、Aga1p、をコードしている核酸をつなぎ合わせる。これらのタンパク質のドメインは、GPI−アンカー(例えば、a−アグルチニン、α−アグルチニンまたはそれらの断片、例えば、Aga2p、Aga1p)により、膜貫通ドメイン(例えば、Flo1)により、多様な核酸配列によりコードされたポリペプチドを繋ぎ止めることが可能である。ベクターは、鎖の1つが酵母細胞表面タンパク質に連結されるように、細胞表面上の2つのポリペプチド鎖を発現させるために形成することが可能である。例えば、2つの鎖は免疫グロブリン鎖であろう。   In one embodiment, the nucleic acid encoding the immunoglobulin variable domain is cloned into a vector for yeast display. Cloning encodes a nucleic acid encoding at least one of the variable domains and a fragment of a yeast cell surface protein, eg, Flo1, a-agglutinin, α-agglutinin or a fragment thereof, eg, Aga2p, Aga1p. The nucleic acids that are present are joined together. The domains of these proteins are encoded by diverse nucleic acid sequences by GPI-anchors (eg, a-agglutinin, α-agglutinin or fragments thereof, eg, Aga2p, Aga1p), by transmembrane domains (eg, Flo1). It is possible to tether the polypeptides. A vector can be formed to express two polypeptide chains on the cell surface such that one of the chains is linked to a yeast cell surface protein. For example, the two chains will be immunoglobulin chains.

LiAc/PEG法、電気穿孔およびスフェロプラスト法を含む、多数の方法が、酵母細胞内へ核酸を導入するために利用可能である。
哺乳動物細胞ディスプレイのための細胞の例には:COS細胞、CV−1細胞、OVCAR細胞、リンパ球、リンパ球細胞株(例えば、NS0ミエローマ細胞およびSP2細胞、およびチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO細胞)が含まれる。
A number of methods are available for introducing nucleic acids into yeast cells, including LiAc / PEG methods, electroporation and spheroplast methods.
Examples of cells for mammalian cell display include: COS cells, CV-1 cells, OVCAR cells, lymphocytes, lymphocyte cell lines (eg, NS0 myeloma cells and SP2 cells, and Chinese hamster ovary cells (CHO cells)). Is included.

さらに、前にみられたように、いくつかの実行はまた、他のディスプレイ法、例えば、ファージディスプレイにも適している。
酵母接合
本方法の実行の例は、S.セレビジエ細胞の接合を利用している。第1の細胞は第1の接合型、例えば、MATaを有しており;第2の細胞は、第1とは異なった第2の接合型、例えば、MATαを有している。2つの細胞をお互いに接触させると、酵母接合は第1および第2の細胞の両方の各々のゲノムの融合により形成された核を有する単一細胞(例えば、MATa/α)を産生する。融合現象は、第1の細胞のディスプレイライブラリー核酸および第2の核酸を同一の核内へ導き、そしてそれらが組換える機会を提供する。2つの同様の座位(例えば、2つの人工Fab座位)間の組換えで、両方の親座位からのCDRを含む、新規Fabコード配列を生じることが可能である。例えば、相同的組換え交叉が、CDR2およびCDR3間の領域で起こることが可能で、1つの親座位からのCDR2および他の親からのCDR3をコードしている配列を有する、組換え配列を生じる。
Furthermore, as has been seen before, some implementations are also suitable for other display methods, such as phage display.
Examples of execution of the yeast mating the method, S. Utilizes conjugation of cerevisiae cells. The first cell has a first mating type, eg, MATa; the second cell has a second mating type different from the first, eg, MATα. When two cells are brought into contact with each other, yeast mating produces a single cell (eg, MATa / α) with a nucleus formed by fusion of the genomes of both the first and second cells. The fusion phenomenon directs the first cell display library nucleic acid and the second nucleic acid into the same nucleus and provides an opportunity for them to recombine. Recombination between two similar loci (eg, two artificial Fab loci) can result in a new Fab coding sequence that includes CDRs from both parental loci. For example, homologous recombination crossover can occur in the region between CDR2 and CDR3, resulting in a recombinant sequence having sequences encoding CDR2 from one parental locus and CDR3 from another parent .

別の例においては、部位特異的組換えが誘導される。例えば、実施例4を参照されたい。この実施例の変法は、部位特異的組換えが2つの完全Fab座位間で誘導される方法である。   In another example, site-specific recombination is induced. For example, see Example 4. A variation of this example is that site-specific recombination is induced between two complete Fab loci.

第2の細胞の核酸もまた、ディスプレイライブラリー核酸、例えば、第1の核酸と同時に、または別に選択された核酸、であることが可能である。核酸は、非ディスプレイライブラリー核酸、例えば、PCR増幅生成物または合成オリゴヌクレオチドのごとき線状核酸、であることが可能である。   The nucleic acid of the second cell can also be a display library nucleic acid, eg, a nucleic acid selected simultaneously with or separately from the first nucleic acid. The nucleic acid can be a non-display library nucleic acid, eg, a linear nucleic acid such as a PCR amplification product or a synthetic oligonucleotide.

本方法は、多数の第1の細胞を提供し、すべてが同一の第1の接合型で、各々の第1の細胞は、第1の特性を有するポリペプチド(第1の核酸によりコードされている)を示している;多数の第2の細胞を提供し、すべてが同一の第2の接合型で、各々の第2の細胞は、第2の特性を有し、少なくともいくつかの領域で第1の核酸と相同的である。細胞を、例えば、多数の対での組合わせで融合する。組換えを誘導するかまたは可能にする。次ぎに表示させ、変化した特性で、例えば、第1または第2の特性、または新規特性で、ポリペプチドを選択する。この方法は、タンパク質を「繁殖させる(breed)」ために使用する。
組換え刺激剤
多様な剤が、組換えを刺激するために使用できる。完全に細胞内で起こる態様のためには、例えば、典型的には異種発現カセットを使用して、遺伝子発現を誘導することによる、こうした剤が提供可能である。細胞の外側で開始される態様のためには、剤は、例えば、それらの細胞内への導入に先立って核酸と接触できるか、核酸と同時に導入できるか、若しくは細胞内から表出できるものが可能である。
The method provides a large number of first cells, all in the same first mating type, each first cell being a polypeptide having a first property (encoded by a first nucleic acid). Providing a large number of second cells, all in the same second mating type, each second cell having a second characteristic and in at least some areas Homologous to the first nucleic acid. Cells are fused, for example, in multiple pairs of combinations. Induces or enables recombination. The polypeptide is then displayed with the changed properties, eg, the first or second properties, or the new properties. This method is used to “breed” the protein.
Recombinant stimulants A variety of agents can be used to stimulate recombination. For embodiments that occur completely intracellularly, such agents can be provided, for example, by inducing gene expression, typically using a heterologous expression cassette. For embodiments initiated outside the cells, the agents can be, for example, those that can be contacted with the nucleic acid prior to their introduction into the cell, can be introduced simultaneously with the nucleic acid, or can be expressed from within the cell. Is possible.

例えば、相同的組換えのためのドナー核酸を、インビトロで、組換えを刺激する剤で処理することが可能である。核酸を剤でコーティングすることが可能である。剤は、リコンビナーゼまたは1本鎖DNA結合タンパク質のごときポリペプチドであることが可能である。   For example, donor nucleic acids for homologous recombination can be treated in vitro with agents that stimulate recombination. It is possible to coat nucleic acids with agents. The agent can be a polypeptide such as a recombinase or a single stranded DNA binding protein.

リコンビナーゼは、入来するssDNA上のフィラメントのごとく多量化するrecA様タンパク質であることが可能であり、入来する鎖との2重鎖からの、アニール化された鎖の1つを示すことにより、鎖交換を誘導する。こうしたタンパク質は、Rad51、Rad52、Rad54、DMC1およびmei3のごとき真核生物タンパク質;および大腸菌 recA(例えば、recA−803および野生型recA)、大腸菌 SSB(1本鎖結合タンパク質)およびT4バクテリオファージ遺伝子32のごとき原核生物タンパク質を含むことが可能である。さらに、多くの生物体がrecA様鎖輸送タンパク質を有している(例えば、Fugisawaら、(1985)Nucl.Acids Res.13:7473;Hsiehら、(1986)Cell 44:885;Hsiehら、(1989)J.Biol.Chem.264:5089;Fishelら、(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:3683;Cassutoら、(1987)Mol.Gen.Genet.208:10;Ganeaら、(1987)Mol.Cell Biol.7:3124;Mooreら、(1990)J.Biol.Chem.19:11108;Keeneら、(1984)Nucl.Acids Res.12:3057;Kimiec(1984)Cold Spring Harbor Symp.48:675;Kimeic(1986) Cell 44:545;Kolodnerら、(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:5560;Suginoら、(1985)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:3683;Halbrookら、(1989)J.Biol.Chem.264:21403;Eisenら、(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:7481;McCarthyら、(1988)Proc.Natl.Acacl.Sci.USA 85:5854;Lowenhauptら、(1989)J.Biol.Chem.264:20568)。追加の例には以下のものが含まれる:sep1(Kolodnerら、(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.84:5560;Tishkoffら、Molec.Cell.Biol.11:2593)、RuvC(Dunderdaleら、(1991)Nature 354:506)、DST2、KEM1、XRN1(Dykstraら、(1991)Molec.Cell.Biol.11:2583)、STPα/DST1(Clarkら、(1991)Molec.Cell.Biol.11:2576)、HPP−1(Mooreら、(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.88:9067)、およびuvsX。recA−803タンパク質はrecAの高活性突然変異体である。加えて、これらのタンパク質の機能的に活性な断片を使用することが可能である。   A recombinase can be a recA-like protein that multiplies like a filament on the incoming ssDNA, by showing one of the annealed strands from the duplex with the incoming strand Induces strand exchange. Such proteins include eukaryotic proteins such as Rad51, Rad52, Rad54, DMC1 and mei3; and E. coli recA (eg recA-803 and wild type recA), E. coli SSB (single chain binding protein) and T4 bacteriophage gene 32. Prokaryotic proteins such as In addition, many organisms have a recA-like chain transport protein (eg, Fugisawa et al. (1985) Nucl. Acids Res. 13: 7473; Hsieh et al. (1986) Cell 44: 885; Hsieh et al., ( 1989) J. Biol.Chem.264: 5089; Fishel et al., (1988) Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85: 3683; Cassuto et al., (1987) Mol.Gen.Genet.208: 10; (1987) Mol. Cell Biol.7: 3124; Moore et al., (1990) J. Biol.Chem.19: 11108; Keene et al., (1984) Nucl. Acids Res.12: 3057; Kimiec (1984) Cold. spring Harbor Symp. 48: 675; Kimeic (1986) Cell 44: 545; Korodner et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 5560; Sugino et al. (1985) Proc. Natl. Acad. USA 85: 3683; Halbrook et al., (1989) J. Biol. Chem. 264: 21403; Eisen et al., (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 7481, McCarthy et al., (1988) Proc. Acac.Sci.USA 85: 5854; Lowenhaupt et al. (1989) J. Biol. Chem. 264: 20568). Additional examples include the following: sep1 (Koldner et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 5560; Tishkoff et al., Molec. Cell. Biol. 11: 2593. ), RuvC (Danderdale et al., (1991) Nature 354: 506), DST2, KEM1, XRN1 (Dykstra et al., (1991) Molec. Cell. Biol. 11: 2583), STPα / DST1 (Clark et al., (1991) Molec Cell.Biol.11: 2576), HPP-1 (Moore et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 9067), and uvsX. The recA-803 protein is a highly active mutant of recA. In addition, functionally active fragments of these proteins can be used.

ポリペプチドの実質的に純粋な調製試料を、例えば、当該分野で既知の方法を使用し、リコンビナーゼを過剰発現している大腸菌から、標準生化学的精製により調製することが可能であり、例えば、McEnteeら、(1980)Proc Natl Acad Sci USA 77:857−861、を参照されたい。もしくは、recAタンパク質はまた、例えば、Pharmacia(ピスカタウェイ、NJ)から購入することが可能である。核酸は、精製されたポリペプチドと、例えば、緩衝液中、室温で、ポリペプチドが核酸に付着する、または核酸をコーティングするために十分な時間、インキュベートすることが可能である。recAで核酸をコーティングする1つの方法は以下のごとくである。簡単に記すと、核酸を水性溶液中、95℃で5分間変性させ、直ちに1分で4℃へ冷却し、そして次ぎに、迅速に20秒、0℃で遠心分離する。変性核酸は次ぎに、非加水分解性ヌクレオチド、例えば、ATPγSを含んでいる反応緩衝液と混合する。反応緩衝液はまた、0.5から2mMのMg2+C12、50mMトリス−HCl pH7.5、および0.5mMジチオスレイトールを含むことが可能である。コーティングは、精製recAを、37℃で10分添加することにより開始することが可能である。recAの濃度は、変性核酸中の個々の塩基の濃度に関係して、1:3から3:1の比で変化させることが可能である。 A substantially pure preparation of the polypeptide can be prepared by standard biochemical purification, eg, from E. coli overexpressing the recombinase using methods known in the art, for example, See McEntee et al. (1980) Proc Natl Acad Sci USA 77: 857-861. Alternatively, recA protein can also be purchased from, for example, Pharmacia (Piscataway, NJ). The nucleic acid can be incubated with the purified polypeptide, for example, in a buffer at room temperature for a time sufficient for the polypeptide to attach to or coat the nucleic acid. One method of coating nucleic acid with recA is as follows. Briefly, the nucleic acid is denatured in aqueous solution at 95 ° C. for 5 minutes, immediately cooled to 4 ° C. in 1 minute, and then rapidly centrifuged at 0 ° C. for 20 seconds. The denatured nucleic acid is then mixed with a reaction buffer containing non-hydrolyzable nucleotides, such as ATPγS. Reaction buffer also can include 2mM of Mg 2+ C1 2, 50 mM Tris-HCl pH 7.5, and 0.5mM dithiothreitol 0.5. Coating can be initiated by adding purified recA for 10 minutes at 37 ° C. The concentration of recA can be varied in a ratio of 1: 3 to 3: 1, depending on the concentration of individual bases in the denatured nucleic acid.

コートされた核酸は、例えば、ゲル濾過により、例えば、スピンカラムを使用して、単離することが可能である。コーティングの程度は、未変性条件下での電気泳動により評価することが可能である。   The coated nucleic acid can be isolated, for example, by gel filtration, for example using a spin column. The degree of coating can be evaluated by electrophoresis under native conditions.

エンドヌクレアーゼ リン酸主鎖内の核酸を切断するエンドヌクレアーゼは、組換えの基質である末端を発生させるために使用することが可能である。末端は、例えば、内在性エキソヌクレアーゼにより、少なくとも部分的に1本鎖にすることが可能である。 Endonucleases Endonucleases that cleave nucleic acids in the phosphate backbone can be used to generate termini that are substrates for recombination. The ends can be made at least partially single stranded, for example, by endogenous exonucleases.

サッカロミセス セレビジエにおいて、HOエンドヌクレアーゼはゲノム中の3つの部位のみを切断する。切断現象は単一部位、MAT座位のHO切断部位を消化する。他の2つの部位は、サイレント接合カセットHMRaおよびHMLα中にあり、切断に抵抗性である。MAT座位の切断は、接合型転換の引き金となり、それはMAT座位と2つのサイレント接合カセットの1つとの間の組換え現象である。酵母株は、HOを発現するが、MAT座位の欠失による接合型転換を行わないように操作することが可能である。HOエンドヌクレアーゼは、酵母細胞中のディスプレイライブラリーベクターとドナー核酸間の組換えを刺激するために使用することが可能である。   In Saccharomyces cerevisiae, the HO endonuclease cleaves only three sites in the genome. The cleavage phenomenon digests a single site, the HO cleavage site at the MAT locus. The other two sites are in silent junction cassettes HMRa and HMLα and are resistant to cleavage. The cleavage of the MAT locus triggers a mating type conversion, which is a recombination phenomenon between the MAT locus and one of the two silent junction cassettes. Yeast strains express HO, but can be engineered to avoid conjugative conversion due to deletion of the MAT locus. The HO endonuclease can be used to stimulate recombination between the display library vector and the donor nucleic acid in yeast cells.

1つの態様において、ディスプレイライブラリーベクターは、HO切断部位を含む選択可能マーカーカセットで標的化される。選択可能マーカー、例えば、URA3は、選択可能および計数器−選択可能の両方であることが可能である。HOエンドヌクレアーゼ仲介切断と組み合わせ、ドナー核酸またはドナー核酸のプールを細胞内へ導入することが可能である。ドナー核酸は、ベクターと相同的である末端を含んでいる。   In one embodiment, the display library vector is targeted with a selectable marker cassette that includes a HO cleavage site. Selectable markers, such as URA3, can be both selectable and counter-selectable. In combination with HO endonuclease-mediated cleavage, a donor nucleic acid or a pool of donor nucleic acids can be introduced into a cell. The donor nucleic acid contains ends that are homologous to the vector.

別の態様において、イントロン、例えば、酵母MATaイントロンが、示されたリガンドをコードする配列内へ挿入される。免疫グロブリンディスプレイの例に関しては、イントロンは、2つのCDRコード領域間のフレームワークコード領域内に位置することが可能である。イントロンはHOエンドヌクレアーゼ部位を含んでいる。イントロン配列はスプライスされて除かれるので、この部位は免疫グロブリンドメインの翻訳を混乱させることはない。免疫グロブリンコード配列中の組換えは、HOエンドヌクレアーゼの発現により誘導される。HO遺伝子は、例えば、誘導可能GALプロモーターにより制御することが可能である。例えば、Herskowitzら、(1991)Methods Enzymol.194:132−46、を参照されたい。エンドヌクレアーゼは、例えば、多様な核酸プールでの形質転換の間またはその後に、または相同的配列を含む細胞への接合の間またはその後に、誘導することが可能である。   In another embodiment, an intron, such as a yeast MATa intron, is inserted into the sequence encoding the indicated ligand. For the example of an immunoglobulin display, the intron can be located within the framework coding region between the two CDR coding regions. Introns contain a HO endonuclease site. Since intron sequences are spliced out, this site does not disrupt the translation of the immunoglobulin domain. Recombination in the immunoglobulin coding sequence is induced by expression of the HO endonuclease. The HO gene can be controlled by, for example, an inducible GAL promoter. See, for example, Herskowitz et al. (1991) Methods Enzymol. 194: 132-46. Endonucleases can be induced, for example, during or after transformation with diverse nucleic acid pools, or during or after conjugation to cells containing homologous sequences.

もちろん、任意のエンドヌクレアーゼを細胞中で異所的に発現させることが可能である。例えば、レアカッター(rare cutter)を有害な影響無しで使用することができる。
多様な核酸の構築
多くの実行において、組換え法は、1つ以上の異なった受容配列内への取り込みためのドナー配列として、多様な核酸のプールを使用する。こうした核酸の多様なプールは、多様な供給源から得ることが可能である。
Of course, any endonuclease can be expressed ectopically in the cell. For example, a rare cutter can be used without harmful effects.
Construction of diverse nucleic acids In many implementations, recombinant methods use a pool of diverse nucleic acids as a donor sequence for incorporation into one or more different acceptor sequences. Such diverse pools of nucleic acids can be obtained from a variety of sources.

初期設計 多様なプールの構築は、一部、意図された使用、例えば、受容配列および組換えが起こる細胞型に基づいている。設計の1つの例は、多様な核酸の3’および5’末端での高い(または完全な)相同性の領域、および中心セグメントを含んでいる。この場合、多様なオリゴヌクレオチドは、中心セグメントにおいて最も大きな程度で変化し、そして相同性領域ではより少ない程度で変化する。 The construction of the initial design diverse pool is based in part on the intended use, eg, the recipient sequence and the cell type on which recombination occurs. One example of a design includes regions of high (or complete) homology at the 3 ′ and 5 ′ ends of various nucleic acids, and a central segment. In this case, the various oligonucleotides vary to the greatest extent in the central segment and to a lesser extent in the region of homology.

相同的領域は、組換えを確実にするため、意図された鋳型核酸または共通配列と十分に相同的であるように設計することが可能である。
PCR増幅 PCRを多様な核酸を増幅するために使用することが可能である。正および逆プライマーは、多様性の領域、例えば、相同性領域に隣接する保存領域へアニールするように設計される。潜在的多様性を含む任意の混合物が、増幅のための鋳型であることが可能である。例えば、混合物は、異なった微生物または不均一な細胞集団(例えば、脾臓)を含む、環境試料であってもよい。
Homologous regions can be designed to be sufficiently homologous to the intended template nucleic acid or consensus sequence to ensure recombination.
PCR amplification PCR can be used to amplify a variety of nucleic acids. The forward and reverse primers are designed to anneal to a region of diversity, eg, a conserved region adjacent to the homologous region. Any mixture containing potential diversity can be a template for amplification. For example, the mixture may be an environmental sample that includes different microorganisms or heterogeneous cell populations (eg, spleen).

オリゴヌクレオチド−定方向(directed)切断 多様な核酸は、オリゴヌクレオチド−定方向切断により得ることが可能である。この方法は、1本鎖核酸の正確な切除を生じる。一般的に、合成オリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドの1本鎖領域と多様性の起源である核酸の領域間の2重鎖(例えば、ホモ−またはヘテロー−2重鎖)の形成により、1本鎖標的核酸の切断を方向付ける。 Oligonucleotide-directed cleavage A variety of nucleic acids can be obtained by oligonucleotide- directed cleavage . This method results in precise excision of single stranded nucleic acids. In general, synthetic oligonucleotides are single-stranded by the formation of a duplex (eg, a homo- or hetero-2 heavy chain) between the single-stranded region of the oligonucleotide and the region of the nucleic acid from which diversity is derived. Directs cleavage of the target nucleic acid.

こうした切断のためのいくつかの方法例は、2001年4月11日に提出された、USSN 09/837,306、に記載されている。1つの特別な態様において、本方法は、多数の多様な1本鎖核酸および1つ以上の切断−定方向オリゴヌクレオチドにより形成された、ホモ−またはヘテロ−2重鎖を切断するために使用された。それ故、本方法は、多様性の天然供給源に、容易にアクセスできるようにする。例えば、多様な1本鎖セグメントの集団は、供給源から切り出し、受容核酸との組換えのために使用することが可能である。免疫グロブリンドメインをコードしている核酸への本方法の応用例は、USSN 60/343,954およびWO 03/035,842に記載されている。   Some example methods for such cutting are described in USSN 09 / 837,306, filed April 11, 2001. In one particular embodiment, the method is used to cleave homo- or hetero-2 heavy chains formed by a large number of diverse single-stranded nucleic acids and one or more cleavage-directed oligonucleotides. It was. Therefore, the method provides easy access to a variety of natural sources. For example, a diverse population of single stranded segments can be excised from a source and used for recombination with a recipient nucleic acid. Examples of application of this method to nucleic acids encoding immunoglobulin domains are described in USSN 60 / 343,954 and WO 03 / 035,842.

自動化オリゴヌクレオチド合成 多様な核酸は、例えば、自動化オリゴヌクレオチド合成機を使用して合成することが可能である。合成機は、特定の位置に:特定のヌクレオチド、ヌクレオチドの混合物、トリヌクレオチド(または他のオリゴマー)の混合物、または人工ヌクレオチド、を含むオリゴヌクレオチドを生成するようにプログラムすることが可能である。合成機は典型的には、固体支持体へヌクレオチド(またはオリゴマー)を連続的に加えるため、3’ホスホラミド−活性化および5’−保護ヌクレオチドを使用する。オリゴヌクレオチドはまた、例えば、写真平板(例えば、米国特許第5,143,854号、Fodorら、(1991)Science 251:767−773;Fodorら、(1993)Nature 364:555−556を参照されたい)または噴射式インク印刷(例えば、米国特許第5,474,796号)を使用する、平板固体支持体上でも合成することが可能である。これらのオリゴヌクレオチド合成法は、たくさんの多様な個々のオリゴヌクレオチドを生成するようにプログラムすることが可能である。合成後、オリゴヌクレオチドは、例えば、化学的処理または酵素を使用して、アレイから放出される。放出されたオリゴヌクレオチドを、本明細書に記載した多様化法のためにプールする。
多様な核酸の供給源
ディスプレイライブラリーは、示されたポリペプチド中の1つ以上の位置に変異を含んでいる。既定の位置での変異は、合成的または天然であることが可能である。いくつかのライブラリーでは、合成的および天然の多様性の両方が含まれている。
Automated oligonucleotide synthesis A variety of nucleic acids can be synthesized , for example, using an automated oligonucleotide synthesizer. The synthesizer can be programmed to generate oligonucleotides that include: specific nucleotides, a mixture of nucleotides, a mixture of trinucleotides (or other oligomers), or artificial nucleotides. Synthesizers typically use 3 ′ phosphoramide-activated and 5′-protected nucleotides to continuously add nucleotides (or oligomers) to a solid support. Oligonucleotides are also described, for example, in photographic plates (see, eg, US Pat. No. 5,143,854, Fodor et al. (1991) Science 251: 767-773; Fodor et al. (1993) Nature 364: 555-556). Can also be synthesized on flat solid supports using jet ink printing (eg, US Pat. No. 5,474,796). These oligonucleotide synthesis methods can be programmed to produce a large number of diverse individual oligonucleotides. After synthesis, the oligonucleotide is released from the array using, for example, chemical treatment or enzymes. The released oligonucleotides are pooled for the diversification methods described herein.
A variety of nucleic acid source display libraries contain mutations at one or more positions in the indicated polypeptides. Mutations at a given position can be synthetic or natural. Some libraries contain both synthetic and natural diversity.

合成的多様性 ライブラリーは、人工的に合成された配列を起源とする、多様な核酸配列の領域を含むことが可能である。典型的には、これらは、各々の既定の位置におけるヌクレオチドの分布を含む、縮重オリゴヌクレオチド集団から形成される。既定の配列の包含は、分布に関して無作為である。合成的多様性の縮重供給源の1例は、NNNを含むオリゴヌクレオチドであり、式中Nは、等しい比率で、4つのヌクレオチドのいずれかである。 Synthetic diversity libraries can contain regions of diverse nucleic acid sequences that originate from artificially synthesized sequences. Typically, these are formed from a degenerate oligonucleotide population that includes a distribution of nucleotides at each predetermined position. The default sequence inclusion is random in terms of distribution. One example of a degenerate source of synthetic diversity is an oligonucleotide containing NNN, where N is any of the four nucleotides in equal proportions.

合成的多様性はまた、例えば、NNNより少ない分布まで、既定のトリヌクレオチドにおける核酸配列中のコドン数を限定することで、より束縛されるようにすることが可能である。例えば、こうした分布は、コドンのいくつかの位置で、4つより少ないヌクレオチドを使用して構築することが可能である。加えて、トリヌクレオチド付加技術は、分布をさらに束縛するために使用することが可能である。   Synthetic diversity can also be made more constrained, for example, by limiting the number of codons in a nucleic acid sequence in a given trinucleotide to a distribution less than NNN. For example, such a distribution can be constructed using fewer than 4 nucleotides at some positions of the codon. In addition, trinucleotide addition techniques can be used to further constrain the distribution.

いわゆる「トリヌクレオチド付加技術」が、例えば、Virnekasら、(1994)Nucleic Acids Res.22(25):5600−7、に記載されている。オリゴヌクレオチドは、固相支持体上で、1つのコドン(即ち、トリヌクレオチド)が同時に、合成される。支持体は、多くのオリゴヌクレオチドが平行して合成されるように、合成のための多くの官能基を含んでいる。支持体は最初に、第1の位置のためのコドンの組の混合物を含んでいる溶液に暴露する。ユニットは、さらなるユニットが付加しないように保護されている。第1の混合物を含んでいる溶液を洗い流し、第2の位置のためのコドンの組を含んでいる第2の混合物が、第1のユニットへ付加できるように、固体支持体を脱保護する。連続的に多数のコドンを組み立てるために、この過程を繰り返す。トリヌクレオチド付加技術は、既定の位置で多数のアミノ酸をコードできる、ヌクレオチドの合成を可能にする。これらのアミノ酸の頻度は、混合物中のコドンの比率により制御することが可能である。さらに、既定の位置でのアミノ酸の選択は、単一ヌクレオチドの混合物が合成の間に加えられる場合のように、コドン表の4分円に制限されない。   The so-called “trinucleotide addition technology” is described, for example, in Virnekas et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22 (25): 5600-7. Oligonucleotides are synthesized simultaneously on a solid support with one codon (ie, trinucleotide). The support contains many functional groups for synthesis so that many oligonucleotides are synthesized in parallel. The support is first exposed to a solution containing a mixture of codon sets for the first position. The unit is protected from additional units. The solution containing the first mixture is washed away and the solid support is deprotected so that the second mixture containing the codon set for the second position can be added to the first unit. This process is repeated to assemble a large number of codons continuously. Trinucleotide addition technology allows the synthesis of nucleotides that can encode multiple amino acids at predetermined positions. The frequency of these amino acids can be controlled by the ratio of codons in the mixture. Furthermore, the selection of amino acids at a given position is not limited to quadrants of the codon table, as is the case when a mixture of single nucleotides is added during synthesis.

天然の多様性 ライブラリーは異なった天然に存在する配列を起源とする(またはそれに基づいて合成された)多様な核酸配列の領域を含むことが可能である。ディスプレイライブラリーに含むことが可能な、天然の多様性の例は、免疫細胞に存在する配列多様性である(下記も参照されたい)。核酸はこれらの免疫細胞から調製され、ポリペプチドディスプレイのための様式に操作される。天然の多様性の別の例は、生物体の異なった種間における配列の多様性である。例えば、多様な核酸配列は、土壌のごとき環境試料から増幅され、そしてディスプレイライブラリーを構築するために使用することが可能である。
抗体ディスプレイライブラリー
1つの態様において、ディスプレイライブラリーは、各々が免疫グロブリンドメイン、例えば、免疫グロブリン可変ドメインを含む、ポリペプチドの多様なプールを表示する。ディスプレイライブラリーは、例えば、ヒト抗原を認識するヒトまたは「ヒト化」抗体を同定するために、特に有用である。こうした抗体は、癌のごときヒト障害を処置するための治療薬として使用することが可能である。抗体の定常およびフレームワーク領域はヒトであるので、これらの治療抗体は、抗原としてそれら自信が認識されおよび標的化されるのを避けることができる。定常領域はまた、ヒト免疫システムのエフェクター機能を動員するために最適化される。インビトロディスプレイ選択プロセスは、正常免疫システムが自己抗原に対する抗体を発生させることができないことを打破した。
Natural diversity libraries can include regions of diverse nucleic acid sequences that originate from (or are synthesized on) different natural occurring sequences. An example of natural diversity that can be included in a display library is sequence diversity present in immune cells (see also below). Nucleic acids are prepared from these immune cells and manipulated in a manner for polypeptide display. Another example of natural diversity is sequence diversity between different species of organisms. For example, a variety of nucleic acid sequences can be amplified from environmental samples such as soil and used to construct a display library.
Antibody Display Library In one embodiment, the display library displays a diverse pool of polypeptides, each containing an immunoglobulin domain, eg, an immunoglobulin variable domain. Display libraries are particularly useful, for example, to identify human or “humanized” antibodies that recognize human antigens. Such antibodies can be used as therapeutic agents for treating human disorders such as cancer. Since the constant and framework regions of the antibody are human, these therapeutic antibodies can avoid recognizing and targeting their confidence as antigens. The constant region is also optimized to recruit effector functions of the human immune system. The in vitro display selection process has overcome that the normal immune system is unable to generate antibodies against self-antigens.

典型的抗体ディスプレイライブラリーは、VHドメインおよびVLドメインを含むタンパク質を示している。ディスプレイライブラリーは、Fab断片(例えば、2つのポリペプチド鎖を使用して)または単鎖Fv(例えば、単一のポリペプチド鎖を使用して)として抗体を示すことが可能である。他の様式もまた使用することが可能である。   A typical antibody display library shows a protein comprising a VH domain and a VL domain. Display libraries can show antibodies as Fab fragments (eg, using two polypeptide chains) or single chain Fv (eg, using a single polypeptide chain). Other styles can also be used.

Fabおよび他の様式の場合のように、示された抗体は軽鎖または重鎖の一部として、定常領域を含むことが可能である。1つの態様において、各々の鎖は、例えば、Fabの場合のように、1つの定常領域を含んでいる。別の態様において、追加の定常領域が示される。   As in the case of Fab and other modalities, the antibodies shown can include constant regions as part of the light or heavy chain. In one embodiment, each chain contains one constant region, as for example in the case of Fab. In another embodiment, additional constant regions are indicated.

ライブラリー内では、例えば、単一免疫グロブリンドメイン(例えば、VHまたはVL)において、または複数の免疫グロブリンドメイン(例えば、VHおよびVL)において、変異を発生させるために組換えを使用することが可能である。変異は、免疫グロブリン可変ドメイン内へ、例えば、重および軽鎖可変ドメインのどちらかおよび両方のこうした領域に関連して、CDR1、CDR2、CDR3、FR1、FR2、FR3およびFR4の1つ以上の領域中に、導入することが可能である。1つの態様において、既定の可変ドメインの、3つすべてのCDR内へ変異が導入される。別の望ましい態様において、変異は、例えば、重鎖可変ドメインのCDR1およびCDR2内へ導入される。任意の組み合わせが実行できる。   Within a library, for example, recombination can be used to generate mutations in a single immunoglobulin domain (eg, VH or VL) or in multiple immunoglobulin domains (eg, VH and VL). It is. Mutations can occur within an immunoglobulin variable domain, eg, one or more regions of CDR1, CDR2, CDR3, FR1, FR2, FR3 and FR4 in relation to either or both such heavy and light chain variable domains. It is possible to introduce inside. In one embodiment, mutations are introduced into all three CDRs of a given variable domain. In another desirable embodiment, mutations are introduced into, for example, CDR1 and CDR2 of the heavy chain variable domain. Any combination can be performed.

細胞に基づいたディスプレイのための抗体ライブラリーは、多くのプロセスにより構築することが可能である(例えば、U.S.S.N.60/326,320およびWO 03/029,456を参照されたい)。   Antibody libraries for cell-based displays can be constructed by a number of processes (see, eg, USS 60 / 326,320 and WO 03 / 029,456). Wanna)

本明細書に記載した組換え法は、合成核酸、天然核酸、患者(例えば、免疫化した、または病気にかかったヒト被検者)、および動物(例えば、免疫化動物)を含む、多様な供給源から多様性を取り込むために使用することが可能である。   The recombinant methods described herein are diverse, including synthetic nucleic acids, natural nucleic acids, patients (eg, immunized or ill human subjects), and animals (eg, immunized animals). It can be used to capture diversity from sources.

天然免疫源 1つの態様において、免疫細胞を、抗体、MHC−複合体およびT細胞レセプターの変異のための、多様化の天然源として使用することが可能である。免疫細胞のいくつかの例は、B細胞およびT細胞である。免疫細胞は、例えば、ヒト、霊長類、マウス、ウサギ、ラクダまたは齧歯類から得ることが可能である。細胞は特定の特性で選択可能である。例えば、CD4+およびCD8-であるT細胞が選択できる。B細胞は多様な成熟度の段階で選択できる。 Natural Immune Source In one embodiment, immune cells can be used as a natural source of diversification for mutations in antibodies, MHC-complexes and T cell receptors. Some examples of immune cells are B cells and T cells. Immune cells can be obtained from, for example, humans, primates, mice, rabbits, camels or rodents. Cells can be selected with specific characteristics. For example, T cells that are CD4 + and CD8 can be selected. B cells can be selected at various stages of maturity.

別の態様においては、蛍光−活性化細胞ソーティングを、表面に結合されたIgM、IgDまたはIgG分子を発現するB細胞を選別するために使用する。さらに、異なったアイソタイプのIgGを発現しているB細胞を単離することが可能である。別の態様において、BまたはT細胞をインビトロで培養する。例えば、フィーダー細胞と培養することにより、またはCD40に対する抗体、CD40リガンドまたはCD20、ホルボールミリステートアセテート、細菌リポ多糖体、コンカナバリンA、フィトヘマグルチニンまたはアメリカヤマゴボウマイトジェンのごとき、マイトジェンまたは他の調節試薬を加えることにより、インビトロで刺激することが可能である。   In another embodiment, fluorescence-activated cell sorting is used to sort B cells that express IgM, IgD, or IgG molecules bound to the surface. In addition, B cells expressing different isotypes of IgG can be isolated. In another embodiment, B or T cells are cultured in vitro. For example, by culturing with feeder cells, or mitogens or other regulatory reagents such as antibodies to CD40, CD40 ligand or CD20, phorbol myristate acetate, bacterial lipopolysaccharide, concanavalin A, phytohemagglutinin or American pokeweed mitogen In addition, it is possible to stimulate in vitro.

さらに別の態様においては、免疫学的障害、例えば、全身性紅斑性狼瘡(SLE)、リウマチ様関節炎、血管炎、シェーグレン症候群、全身性硬化症または抗リン脂質症候群、を有する被検者から、細胞を単離する。被検者は、ヒトまたは動物(例えば、ヒト疾患の動物モデル、または類似の障害を有している動物)であろう。さらに別の態様においては、ヒト免疫グロブリン座位を含む、トランスジェニック非ヒト動物から細胞を単離する。   In yet another aspect, from a subject having an immunological disorder, such as systemic lupus erythematosus (SLE), rheumatoid arthritis, vasculitis, Sjogren's syndrome, systemic sclerosis or antiphospholipid syndrome, Isolate cells. The subject may be a human or an animal (eg, an animal model of a human disease or an animal having a similar disorder). In yet another embodiment, cells are isolated from a transgenic non-human animal that contains a human immunoglobulin locus.

1つの態様において、細胞は体細胞高頻度変異のプログラムが活性化されている。細胞が、免疫グロブリン遺伝子の体細胞突然変異誘発を進行させるように、例えば、抗免疫グロブリン、抗CD40および抗CD38抗体による処理により刺激することができる(例えば、Bergthorsdottirら、(2001)J Immunol.166:2228、を参照されたい)。別の態様において、細胞は自然のままである。   In one embodiment, the cell has an activated somatic hypermutation program. Cells can be stimulated to progress somatic mutagenesis of immunoglobulin genes, for example, by treatment with anti-immunoglobulin, anti-CD40 and anti-CD38 antibodies (see, eg, Bergthorsdottil et al. (2001) J Immunol. 166: 2228). In another embodiment, the cell remains intact.

もちろん、多様な配列は、細胞から単離されたmRNAから生成されたcDNA、および本明細書で記載された試料として得ることが可能である。完全長(即ち、キャップされた)mRNAを分離する(例えば、キャップされていないRNAを子ウシ腸ホスファターゼで分解することにより)。次ぎに、キャップをタバコ酸ピロホスファターゼで除去し、そしてcDNAを生成するために逆転写を使用する。第1の(アンチセンス)鎖の逆転写は、任意の適したプライマーで、任意の方法で行うことが可能である。例えば、de Haardら、(1999)J.Biol.Chem 274:18218−30、を参照されたい。プライマー結合領域は、例えば、免疫グロブリンの異なったアイソタイプを逆転写するため、異なった免疫グロブリン間で不変であろう。プライマー結合領域はまた、免疫グロブリンの特定のアイソタイプに対して特異的であることが可能である。典型的には、プライマーは、少なくとも1つのCDRをコードしている配列に対して3’である領域に特異的である。ポリ−dTプライマー(例えば、重鎖遺伝子のための)、またはmRNA鎖へ連結されている合成配列へハイブリダイズする合成プライマー、もまた使用することができる。   Of course, a variety of sequences can be obtained as cDNA generated from mRNA isolated from cells, and samples described herein. Full length (ie, capped) mRNA is isolated (eg, by cleaving uncapped RNA with calf intestinal phosphatase). The cap is then removed with tobacco acid pyrophosphatase and reverse transcription is used to generate cDNA. The reverse transcription of the first (antisense) strand can be performed with any suitable primer and by any method. For example, de Haard et al. (1999) J. MoI. Biol. See Chem 274: 18218-30. The primer binding region will not change between different immunoglobulins, eg, to reverse transcribe different isotypes of immunoglobulin. The primer binding region can also be specific for a particular isotype of immunoglobulin. Typically, a primer is specific for a region that is 3 'to a sequence encoding at least one CDR. Poly-dT primers (eg, for heavy chain genes) or synthetic primers that hybridize to synthetic sequences linked to mRNA strands can also be used.

cDNAは増幅、修飾、断片化またはベクター内へクローン化可能で、抗体ライブラリーが形成される。例えば、オリゴヌクレオチド定方向切断を使用してcDNAを切断し、そして鋳型免疫グロブリン配列内へ免疫学的多様性を取り込む方法を記載している、WO 00/70023およびde Haardら、(1999)、上記文献、およびU.S.S.N.60/343,954およびWO 03/035,842を参照されたい。   The cDNA can be amplified, modified, fragmented or cloned into a vector to form an antibody library. For example, WO 00/70023 and de Haard et al. (1999), which describe a method of cleaving cDNA using oligonucleotide directed cleavage and incorporating immunological diversity into the template immunoglobulin sequence. The above references, and U.S. S. S. N. See 60 / 343,954 and WO 03 / 035,842.

マウス由来ヒト免疫グロブリン 多様な核酸のプールは、免疫した動物の免疫細胞から得ることが可能である。1つの態様において、免疫した動物は、ヒト免疫グロブリン遺伝子を有するトランスジェニック動物(例えば、マウス)である。例えば、米国特許第6,150,584号;Fishwildら、(1996)Nature Biotechnol.14:845−85;Mendezら、(1997)Nature Genet.15:146−156;Nicholsonら、(1999)J.Immunol.163:6898、を参照されたい。1つのこうしたトランスジェニックマウスは、WO 94/02602に記載されているように、ヒト重鎖座位のためのYAC、例えば、yH1C(1020kb)、およびヒト軽鎖座位YAC、例えば、yK2(880kb)を使用して、構築することが可能である。yH1Cは870kbのヒト可変領域、全DおよびJH領域、ヒトμ、δ、γ2定常領域、およびマウス3’エンハンサーを含んでいる。yK2は650kbのヒトカッパ鎖近位可変領域(Vκ)、全Jκ領域、およびその隣接する配列と共にCκを含んでいる。こうしたマウスへの抗原の投与は、抗原に対するヒト抗体の発生を惹起する。こうしたマウスの脾臓を単離する。ヒト抗体遺伝子をコードしているmRNAを抽出し、そして抗原に対する抗体をコードしている核酸ライブラリーを生成させるために使用する。いくつかの実行において、選択およびスクリーニングに先立って、インビトロでライブラリーを突然変異誘発する(例えば、親和性が成熟された)。
細胞−ディスプレイライブラリースクリーニング
細胞−ディスプレイ技術は、標的へ結合するリガンドを得るために使用することが可能である。例示したように、ディスプレイ技術は、組換えプロセス中の多数の時点で使用することが可能である。1つの例においては、細胞−ディスプレイライブラリーを、配列を同定するためにスクリーニングし、それは次ぎに組換えにより多様にする。別の例においては、細胞−ディスプレイライブラリーを組換えにより構築し、そして次ぎにスクリーニングする。さらに別の例において、細胞−ディスプレイライブラリーをスクリーニングし、結合リガンドをコードする細胞を組換えにより多様にして、2次細胞−ディスプレイライブラリーを生成させ、そして次ぎに2次ライブラリーをスクリーニングする。
Mouse-derived human immunoglobulin pools of diverse nucleic acids can be obtained from immune cells of the immunized animal. In one embodiment, the immunized animal is a transgenic animal (eg, a mouse) having a human immunoglobulin gene. See, for example, US Pat. No. 6,150,584; Fishwild et al. (1996) Nature Biotechnol. 14: 845-85; Mendez et al. (1997) Nature Genet. 15: 146-156; Nicholson et al. (1999) J. MoI. Immunol. 163: 6898. One such transgenic mouse has a YAC for human heavy chain locus, such as yH1C (1020 kb), and a human light chain locus YAC, such as yK2 (880 kb), as described in WO 94/02602. It is possible to build using. yH1C contains the 870 kb human variable region, all D and JH regions, human μ, δ, γ2 constant regions, and the mouse 3 ′ enhancer. yK2 contains Cκ together with the 650 kb human kappa chain proximal variable region (Vκ), the entire Jκ region, and its flanking sequences. Administration of antigen to such mice causes the generation of human antibodies against the antigen. The spleen of such mice is isolated. MRNA encoding the human antibody gene is extracted and used to generate a nucleic acid library encoding an antibody against the antigen. In some implementations, the library is mutagenized in vitro (eg, affinity is mature) prior to selection and screening.
Cell-Display Library Screening Cell-display technology can be used to obtain ligands that bind to a target. As illustrated, display technology can be used at multiple points during the recombination process. In one example, a cell-display library is screened to identify sequences that are then diversified by recombination. In another example, a cell-display library is constructed recombinantly and then screened. In yet another example, the cell-display library is screened, the cells encoding the binding ligand are recombined to generate a secondary cell-display library, and then the secondary library is screened. .

一般に、リガンドは、選択の1つ以上のサイクルにより、細胞−ディスプレイライブラリーから同定することが可能である。いくつかの選択の例は以下のごとくである。
パニング 標的分子を、マイクロタイターウェル、マトリックス、粒子またはビーズのごとき固体支持体上に固定する。ディスプレイライブラリーと支持体を接触させる。標的に親和性を有するライブラリーメンバーを結合させる。非特異的に、または弱く結合されたメンバーを、支持体から洗浄する。次ぎに、結合されたメンバーをさらなる分析(例えば、スクリーニング)のために集めるか、または選択の追加のラウンドのためにプールする。
In general, a ligand can be identified from a cell-display library by one or more cycles of selection. Some examples of selection are as follows.
The panning target molecule is immobilized on a solid support such as a microtiter well, matrix, particle or bead. Contact the display library with the support. A library member having affinity for the target is bound. Non-specifically or weakly bound members are washed from the support. The bound members are then collected for further analysis (eg, screening) or pooled for additional rounds of selection.

磁気粒子プロセッサー 自動化選択の1つの例は、磁気粒子および磁気粒子プロセッサーを使用する。この場合、標的を、例えば、以下に説明するような磁気粒子上に固定する。Thermo LabSystems(ヘルシンキ、フィンランド)からの磁気粒子プロセッサー、KingFisher(登録商標)システムを、標的に対するディスプレイライブラリーメンバーを選択するために使用した。ディスプレイライブラリーを、チューブ中で磁気粒子と接触させる。ビーズおよびライブラリーを混合する。次ぎに、使い捨ての鞘に覆われた磁気ピンで磁気粒子を回収し、そしてそれらを、洗浄溶液を含む別のチューブへ移す。粒子を洗浄溶液で洗浄する。この様式において、非特異的にまたは弱く結合されたライブラリーメンバーを粒子から洗浄するため、多数のチューブへ磁気粒子を連続的に移すのに磁気粒子プロセッサーを使用することが可能である。洗浄後、特異的におよび/または強く結合されたライブラリーメンバーを粒子から放出させるため、溶出緩衝液を含むチューブへ移す。こられの溶出されたライブラリーメンバーは、分析のため(例えば、スクリーニング)のために個々に単離するか、または選択の追加のラウンドのためにプールすることが可能である。 One example of magnetic particle processor automation selection uses magnetic particles and magnetic particle processors. In this case, the target is immobilized on magnetic particles as described below, for example. A magnetic particle processor, KingFisher® system from Thermo LabSystems (Helsinki, Finland) was used to select display library members for the target. A display library is contacted with magnetic particles in a tube. Mix beads and library. Next, the magnetic particles are collected with a magnetic pin covered with a disposable sheath and transferred to another tube containing the wash solution. Wash particles with wash solution. In this manner, a magnetic particle processor can be used to continuously transfer magnetic particles to multiple tubes in order to wash nonspecific or weakly bound library members from the particles. After washing, the specifically and / or strongly bound library members are transferred to tubes containing elution buffer to release them from the particles. These eluted library members can be individually isolated for analysis (eg, screening) or pooled for additional rounds of selection.

FACS 細胞ディスプレイライブラリーから細胞を選別するため、蛍光細胞ソーティングを使用することも可能である。細胞は、蛍光で標識されている標的と接触させることが可能である。標的と相互作用した細胞は、FACSソーターにより検出し、そして容器内へ偏向させることが可能である。さらに、細胞を非標識標識と接触させて、細胞−標識複合体を形成させることが可能である。細胞−標識複合体は次ぎに、例えば、標的に特異的である蛍光試薬を使用して、標識することが可能である。 Fluorescent cell sorting can also be used to sort cells from the FACS cell display library. The cells can be contacted with a target that is fluorescently labeled. Cells that interact with the target can be detected by a FACS sorter and deflected into the container. In addition, cells can be contacted with an unlabeled label to form a cell-label complex. The cell-label complex can then be labeled using, for example, a fluorescent reagent that is specific for the target.

磁気粒子を洗浄するためのキャピラリーデバイス U.S.S.N.60/337,755は、1つの実行において、キャピラリーチューブ中の磁気粒子を洗浄するために使用できる、装置および方法を記載している。装置の1つの例は、磁気粒子を収容するキャピラリーを特色としている。チャンバーが、第1の磁石および第2の磁石間に位置されている。磁石は、第1の位置から第2の位置へ動かせるフレームへ取り付けられている。フレームが動いたとき、キャピラリー中の磁気粒子がかき混ぜられる。 Capillary device for cleaning magnetic particles S. S. N. 60 / 337,755 describes an apparatus and method that can be used to clean magnetic particles in a capillary tube in one implementation. One example of an apparatus features a capillary that contains magnetic particles. A chamber is located between the first magnet and the second magnet. The magnet is attached to a frame that can be moved from a first position to a second position. When the frame moves, the magnetic particles in the capillary are agitated.

ディスプレイライブラリースクリーニングのための装置を使用するには、ライブラリーメンバーを、結合された標的を有する磁気粒子へ接触させる。粒子をキャピラリーに配置する(接触前、中、または後に)。次ぎに、非特異的にまたは弱く結合されたライブラリーメンバーを粒子から除去するため、かき混ぜおよび液体流動のサイクルで、粒子をキャピラリー中で洗浄する。洗浄後、結合されたライブラリーメンバーを粒子から溶出または解離し、そして回収することが可能である。結合された細胞を増幅するため、例えば、選択の間、細胞を増殖させることも可能である。   To use an apparatus for display library screening, library members are contacted with magnetic particles having bound targets. Place particles in capillary (before, during, or after contact). The particles are then washed in the capillaries with a cycle of agitation and liquid flow to remove non-specifically or weakly bound library members from the particles. After washing, the bound library members can be eluted or dissociated from the particles and recovered. To amplify the bound cells, for example, the cells can be grown during selection.

結合されているリガンドのためのスクリーニングは、標的の特定のエピトープへ結合されている、または特定の特異性を有するリガンドを同定するための測定を含むことが可能である。このことは、例えば、特定のエピトープを欠く、またはエピトープ内が変異されている(例えば、アラニンで)、競合的非標的分子を使用することにより行うことが可能である。こういう非標的分子は、以下に説明するようなネガティブ選択法において、例えば、標的に特異的ではないディスプレイライブラリーメンバーを、解離している洗浄溶液中で捕捉するため、ディスプレイライブラリーを標的に結合させるときの競合分子として、または前溶出剤として使用できる。   Screening for bound ligands can include measurements to identify ligands that are bound to a specific epitope of the target or have a specific specificity. This can be done, for example, by using a competitive non-target molecule that lacks a particular epitope or is mutated within the epitope (eg, with alanine). These non-target molecules bind the display library to the target in a negative selection method as described below, for example, to capture display library members that are not target specific in the dissociated wash solution. Can be used as a competing molecule or as a pre-eluting agent.

反復選択 1つの態様において、ディスプレイライブラリー技術を、反復様式で使用する。第1のディスプレイライブラリーを、標的のための1つ以上のリガンドを同定するために使用する。これらの同定されたリガンドは次ぎに、組換えにより多様化され、第2のディスプレイライブラリーを形成する。より高い親和性リガンドを、例えば、より高いストリンジェンシーまたはより競合的な結合および洗浄条件を使用することにより、第2のライブラリーから選択する。 Iterative Selection In one embodiment, display library technology is used in an iterative fashion. The first display library is used to identify one or more ligands for the target. These identified ligands are then diversified by recombination to form a second display library. Higher affinity ligands are selected from the second library, for example by using higher stringency or more competitive binding and wash conditions.

議論したように、組換えは、結合界面での既知のまたはそうでありそうな領域を標的とすることが可能である。例えば、もし同定されたリガンドが抗体であるならば、そのときは、組換えは本明細書に記載しているように重または軽鎖のCDR領域へ方向付けることが可能である。同様に、もし同定されたリガンドが酵素であるならば、組換えは活性部位および近辺へ方向付けることが可能である。   As discussed, recombination can target a known or likely region at the binding interface. For example, if the identified ligand is an antibody, then recombination can be directed to the heavy or light chain CDR regions as described herein. Similarly, if the identified ligand is an enzyme, recombination can be directed to and near the active site.

反復選択の1つの例において、本明細書に記載された方法を、少なくとも標的に対し最小結合特異性または最小活性で結合する(例えば、1nM、10nMまたは100nMよりも大きな結合の平衡解離定数)、タンパク質リガンドをディスプレイライブラリーから最初に同定するために使用する。最初に同定されたタンパク質リガンドをコードしている核酸配列を、例えば、最初のタンパク質リガンドと比較して促進された特性(例えば、結合親和性、動力学または安定性)を有する第2のタンパク質リガンドを同定するために、変異の導入のための鋳型核酸として使用する。   In one example of iterative selection, a method described herein binds at least to a target with minimal binding specificity or activity (eg, an equilibrium dissociation constant for binding greater than 1 nM, 10 nM or 100 nM), The protein ligand is used to initially identify from the display library. A second protein ligand having an enhanced property (eg, binding affinity, kinetics or stability) compared to the first protein ligand, eg, a nucleic acid sequence encoding the first identified protein ligand Is used as a template nucleic acid for the introduction of mutations.

オフ−レート(off−rate)選択 遅い解離速度は、高親和性を予測するものであろうので(特にポリペプチドおよびその標的間に関して)、本明細書に記載した方法は、標的との結合相互作用に対して望ましい(即ち、遅い)動力学的解離速度を有するリガンドを単離するために使用することが可能である。 Since the off-rate selective slow dissociation rate would be predictive of high affinity (especially with respect to the polypeptide and its target), the methods described herein can be used for binding to a target. It can be used to isolate ligands that have a desirable (ie, slow) kinetic dissociation rate for action.

ディスプレイライブラリーから遅く解離するリガンドを選択するため、ライブラリーを固定化された標的と接触させる。次ぎに、固定化された標的を、非特異的にまたは弱く結合された生体分子を除去する、第1の溶液で洗浄する。次ぎに、固定化された標的を、飽和量の遊離標的、即ち、粒子へ結合されていない標的の複製、を含む第2の溶液で溶出する。遊離標的は、標的から解離した生体分子を結合する。再結合は、より少ない濃度の固定化された標的に関して飽和量の遊離標的により、有効に妨げられる。   In order to select a slowly dissociating ligand from the display library, the library is contacted with an immobilized target. The immobilized target is then washed with a first solution that removes nonspecifically or weakly bound biomolecules. The immobilized target is then eluted with a second solution that contains a saturating amount of free target, ie, replication of the target that is not bound to the particle. The free target binds biomolecules that have dissociated from the target. Rebinding is effectively prevented by a saturating amount of free target for a lower concentration of immobilized target.

第2の溶液は、実質的に生理学的である、若しくはストリンジェントである溶液条件を有することが可能である。典型的には、第2の溶液の溶液条件は第1の溶液の溶液条件と同一である。第2の溶液の分画は、初期から後期の分画を区別するために時間順に集める。後期の分画が、初期の分画の生体分子よりも標的からより遅い速度で解離する生体分子を含んでいる。   The second solution can have solution conditions that are substantially physiological or stringent. Typically, the solution conditions of the second solution are the same as the solution conditions of the first solution. The fractions of the second solution are collected in chronological order to distinguish the early to late fractions. The late fraction contains biomolecules that dissociate at a slower rate from the target than the biomolecules of the early fraction.

さらに、延長されたインキュベーション後でさえも、標的に結合されて残っているディスプレイライブラリーメンバーを回収することも可能である。これらは、例えば、支持体から標的を切断することにより、または結合された細胞が分割し、そして固体支持体上の利用可能な結合部位より数でまさるように、細胞分割を支える条件下で標的をインキュベートすることにより、解離させることが可能である。   Furthermore, it is possible to recover display library members that remain bound to the target even after extended incubation. These are targeted under conditions that support cell division, for example, by cleaving the target from the support or by allowing the bound cells to divide and outnumber the available binding sites on the solid support. Can be dissociated by incubation.

特異性のための選択またはスクリーニング 本明細書に記載されているディスプレイライブラリースクリーニング法は、非標的分子へ結合したディスプレイライブラリーメンバーを廃棄する、選択またはスクリーニングプロセスを含むことが可能である。1つの実行において、いわゆる「ネガティブ選択」工程を、標的および関連する非標的分子、および関連するが異なる非標的分子間を区別するために使用する。ディスプレイライブラリーまたはそれらのプールを非標的分子と接触させる。非標的分子と結合しない試料のメンバーを集め、そして標的分子への結合のための続いての選択、または続いてのネガティブ選択のために使用する。ネガティブ選択工程は、標的分子へ結合するライブラリーメンバーを選択することに先立って、またはその後であることができる。 Selection or Screening for Specificity The display library screening methods described herein can include a selection or screening process that discards display library members bound to non-target molecules. In one implementation, a so-called “negative selection” process is used to distinguish between targets and related non-target molecules, and related but different non-target molecules. A display library or a pool thereof is contacted with a non-target molecule. Sample members that do not bind to the non-target molecule are collected and used for subsequent selection for binding to the target molecule or subsequent negative selection. The negative selection step can be prior to or after selecting library members that bind to the target molecule.

個々のライブラリーメンバーのスクリーニング 標的へ結合する候補ディスプレイライブラリーメンバーを選択した後、各々の候補ディスプレイライブラリーメンバーを、例えば、標的へのその結合特性をさらに特徴付けるため、さらに分析することが可能である。各々の候補ディスプレイライブラリーメンバーを、1つ以上の2次スクリーニングアッセイにかけることが可能である。アッセイは、結合特性、触媒特性、生理学的特性(例えば、細胞毒性、腎クリアランス、免疫原性)、構造的特性(例えば、安定性、コンホメーション、オリゴマー化状態)または別の機能性特性のためであることが可能である。例えば、pH、イオン性、または熱感受性を決定するために、同一のアッセイを、条件を変化させて、繰り返し使用することが可能である。 After selecting candidate display library members that bind to the screening target of individual library members , each candidate display library member can be further analyzed, for example, to further characterize its binding properties to the target. is there. Each candidate display library member can be subjected to one or more secondary screening assays. Assays can be of binding properties, catalytic properties, physiological properties (eg, cytotoxicity, renal clearance, immunogenicity), structural properties (eg, stability, conformation, oligomerization state) or other functional properties It is possible for that. For example, the same assay can be used repeatedly with varying conditions to determine pH, ionicity, or heat sensitivity.

適切だと、アッセイは、ディスプレイライブラリーメンバーを直接的に、示されたポリペプチドをコードしている核酸から産生された組換えポリペプチドを、示されたペプチドの配列に基づいて合成された合成ペプチドを、使用することが可能である。結合特性のためのアッセイの例には以下のものが含まれる。   Where appropriate, the assay can be performed by synthesizing display library members directly, recombinant polypeptides produced from nucleic acids encoding the indicated polypeptide, based on the sequence of the indicated peptide. Peptides can be used. Examples of assays for binding properties include:

ELISA ディスプレイライブラリーによりコードされたポリペプチドはまた、ELISAアッセイを使用して、結合特性をスクリーニングすることが可能である。例えば、各々のポリペプチドを、その底表面が標的で被覆されている(例えば、制限量の標的)、マイクロタイタープレートと接触させる。プレートは、非特異的に結合されているポリペプチドを除去するために緩衝液で洗浄する。次ぎに、プレートへ結合されているポリペプチドの量を、ポリペプチドを認識できる抗体、例えば、タグまたはポリペプチドの定常部分でプレートを探索することにより決定する。抗体は、適切な基質が提供されたときに比色生成物を産生する、アルカリホスファターゼのごとき酵素へ連結されている。ポリペプチドは細胞から精製することも可能であり、または、例えば、細胞表面タンパク質として、ディスプレイライブラリー型式中で、アッセイすることも可能である。ELISAアッセイの別の変型においては、多様性鎖ライブラリーの各々のポリペプチドを、マイクロタイタープレートの異なったウェルを被覆するために使用する。次ぎに、各々のウェルを調べるために、普遍の標的分子を使用して、ELISAを始める。 Polypeptides encoded by an ELISA display library can also be screened for binding properties using an ELISA assay. For example, each polypeptide is contacted with a microtiter plate whose bottom surface is coated with a target (eg, a limited amount of target). The plate is washed with buffer to remove non-specifically bound polypeptides. Next, the amount of polypeptide bound to the plate is determined by searching the plate with an antibody capable of recognizing the polypeptide, eg, a tag or constant portion of the polypeptide. The antibody is linked to an enzyme, such as alkaline phosphatase, that produces a colorimetric product when provided with the appropriate substrate. Polypeptides can be purified from cells or can be assayed in display library formats, eg, as cell surface proteins. In another variation of the ELISA assay, each polypeptide of the diversity chain library is used to coat different wells of a microtiter plate. Next, to examine each well, an ELISA is started using a universal target molecule.

均一結合アッセイ 標的との候補ポリペプチドの結合相互作用は、均一アッセイ(即ち、アッセイのすべての成分を添加した後、追加の液体操作は必要ではない)を使用して分析することが可能である。例えば、蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)が均一アッセイとして使用することが可能である(例えば、Lakowiczら、米国特許第5,631,169号;Stavrianopoulosら、米国特許第4,868,103号を参照されたい)。第1の分子(例えば、分画で同定された分子)上のフルオロフォア標識は、その放射された蛍光エネルギーを、もし第1の分子に近接して第2の分子が存在するとしたら、第2の分子(例えば、標的)上のフルオロフォア標識により吸収できるように、選択する。第2の分子上の蛍光標識は、それが転移されたエネルギーを吸収したときに蛍光を発する。標識間のエネルギー転移の効率は、分子が離れている距離に関係しているので、分子間の空間的関係を評価することが可能である。分子間で結合が生じているような状況では、アッセイ中の「受容体」分子標識の蛍光発光は最大であるべきである。FRETによりモニタリングするために形づくられた結合現象は、当該分野ではよく知られている標準蛍光定量的検出手段により、都合よく測定することが可能である(例えば、蛍光光度計を使用して)。第1または第2の結合分子の量を滴定することにより、平衡結合定数を見積もるための結合曲線を生成することが可能である。 The binding interaction of a candidate polypeptide with a homogeneous binding assay target can be analyzed using a homogeneous assay (ie, no additional liquid handling is required after adding all components of the assay). . For example, fluorescence resonance energy transfer (FRET) can be used as a homogeneous assay (see, eg, Lakowicz et al., US Pat. No. 5,631,169; Stavrianopoulos et al., US Pat. No. 4,868,103). I want to be) The fluorophore label on the first molecule (eg, the molecule identified in the fraction) causes the emitted fluorescent energy to be reduced if the second molecule is present in close proximity to the first molecule. Is selected so that it can be absorbed by a fluorophore label on the molecule (eg, target) The fluorescent label on the second molecule fluoresces when it absorbs the transferred energy. Since the efficiency of energy transfer between labels is related to the distance that the molecules are separated, it is possible to evaluate the spatial relationship between the molecules. In situations where binding occurs between molecules, the fluorescence emission of the “receptor” molecule label in the assay should be maximal. Binding events shaped for monitoring by FRET can be conveniently measured by standard fluorometric detection means well known in the art (eg, using a fluorimeter). By titrating the amount of the first or second binding molecule, it is possible to generate a binding curve for estimating the equilibrium binding constant.

均一アッセイの別の例は、Alpha Screen(Packard Bioscience,メリデン CT)である。Alpha Screenは2つの標識されたビーズを使用する。1つのビーズは、レーザーで励起されたときに、1重項酸素を発生する。他のビーズは、1重項酸素が第1のビーズから拡散され、そしてそれに衝突したときに、光信号を発生する。信号は、2つのビーズが近接している場合にのみ発生する。結合の程度を決定するために、信号を測定する。   Another example of a homogeneous assay is Alpha Screen (Packard Bioscience, Meriden CT). Alpha Screen uses two labeled beads. One bead generates singlet oxygen when excited with a laser. The other bead generates an optical signal when singlet oxygen is diffused from the first bead and collides with it. The signal is generated only when the two beads are in close proximity. The signal is measured to determine the degree of binding.

均一アッセイは、候補ポリペプチドが提示細胞の細胞表面に結合されている間に、実行することが可能である。
細胞アレイ さらに別の態様において、組換えにより発生された細胞ディスプレイライブラリーを、細胞アレイとしてフォーマットする。ライブラリーの個々の細胞または小さなプールを、格子上に配置し、そして培養する。標識標的を格子へ接触させることができて、標的に結合するライブラリーメンバーを同定する。細胞アレイは同様に、適切な検出可能活性でスクリーニングできる。
A homogeneous assay can be performed while the candidate polypeptide is bound to the cell surface of the presenting cell.
Cell Array In yet another embodiment, a recombinantly generated cell display library is formatted as a cell array. Individual cells or small pools of the library are placed on a grid and cultured. A labeled target can be contacted to the lattice to identify library members that bind to the target. Cell arrays can also be screened with appropriate detectable activity.

中でも、U.S.S.N.10/309,391は、本明細書に記載した方法に関連して使用できる、方法および自動化を記載している。
真核生物ディスプレイベクターの例
真核生物細胞の表面に多鎖ポリペプチドを提示するために有用な遺伝子ベクターは、以下に説明するようなものであろう。多鎖ポリペプチドは、単一ベクターにコードされてもよいし、若しくは多鎖ポリペプチドの個々の鎖は、別のベクターにコードされていてもよい。1つの例において、ベクターはベクターの組として存在してもよく、ここにおいて、ベクター対が単一の真核生物細胞中に存在する場合、多鎖ポリペプチドの鎖が会合し、そして多鎖ポリペプチドの生物学的活性が真核生物細胞の表面に示されるように、多鎖ポリペプチドの各々の鎖は、ベクターの対応対の1つにコードされている。別の例において、ディスプレイベクターは、2重ディスプレイベクターであってもよく、ここにおいて、ベクターは、(i)生物学的に活性な多鎖ポリペプチドを、真核生物細胞中で発現し、そして真核生物細胞の表面上に提示でき、および(ii)生物学的に活性な多鎖ポリペプチドを、原核生物細胞中で発現し、そしてバクテリオファージ(または原核生物細胞)の表面上に提示できる。
Among these, U. S. S. N. 10 / 309,391 describes methods and automation that can be used in connection with the methods described herein.
Examples of Eukaryotic Display Vectors Gene vectors useful for displaying multi-chain polypeptides on the surface of eukaryotic cells will be as described below. A multi-chain polypeptide may be encoded on a single vector, or individual chains of a multi-chain polypeptide may be encoded on another vector. In one example, the vector may exist as a set of vectors, where when the vector pair is present in a single eukaryotic cell, the chains of the multi-chain polypeptide associate and Each chain of a multi-chain polypeptide is encoded in one of the corresponding pair of vectors so that the biological activity of the peptide is shown on the surface of eukaryotic cells. In another example, the display vector may be a dual display vector, wherein the vector (i) expresses a biologically active multi-chain polypeptide in a eukaryotic cell, and Can be displayed on the surface of eukaryotic cells, and (ii) biologically active multi-chain polypeptides can be expressed in prokaryotic cells and displayed on the surface of bacteriophage (or prokaryotic cells) .

多鎖ポリペプチドは、2つ以上の分離したポリペプチド要素(多鎖ポリペプチドの鎖と呼ばれる)、その鎖は共有結合的に若しくは非共有結合的に連結されて生物学的に活性なポリペプチドを形成する、を含むポリペプチドであってもよい。例えば、多鎖ディスプレイベクター(類)によりコードされている多鎖ポリペプチドは、2つの、3つの、または4つのポリペプチド鎖を含むタンパク質を形成することが可能である。ポリペプチドの鎖は、同一でも(例えば、ホモ2量体、ホモ3量体またはホモ4量体)または異なっていてもよい(例えば、ヘテロ2量体、ヘテロ3量体またはヘテロ4量体)。1つの態様において、多鎖ポリペプチドは、2つの異なった鎖から成る2鎖または4鎖ポリペプチドである。例えば、多鎖ポリペプチドは、T細胞受容体、MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、免疫グロブリンおよび生物学的に活性な免疫グロブリン断片(例えば、Fab)から成る多鎖ポリペプチドの群より選択される。多鎖ポリペプチドはIA、IgD、IgE、IgG、IgMまたはそれらの生物学的に活性な断片であることができる。多鎖ポリペプチドは、IgのFab断片であることができ、ここにおいて、多鎖ディスプレイベクターの第1のポリヌクレオチドは、Ig重鎖のVHおよびCHドメインをコードするセグメントを含んでなり、そして第2のポリヌクレオチドはIg軽鎖(即ち、VLおよびCLドメイン)をコードするセグメントを含んでなる。   A multi-chain polypeptide is a biologically active polypeptide in which two or more separate polypeptide elements (referred to as chains of a multi-chain polypeptide), which chains are covalently or non-covalently linked. Which may form a polypeptide. For example, a multi-chain polypeptide encoded by multi-chain display vector (s) can form a protein comprising two, three, or four polypeptide chains. Polypeptide chains may be the same (eg, homodimer, homotrimer or homotetramer) or different (eg, heterodimer, heterotrimer or heterotetramer). . In one embodiment, the multi-chain polypeptide is a two-chain or four-chain polypeptide consisting of two different chains. For example, the multi-chain polypeptide is selected from the group of multi-chain polypeptides consisting of T cell receptors, MHC class I molecules, MHC class II molecules, immunoglobulins and biologically active immunoglobulin fragments (eg, Fab). Is done. The multi-chain polypeptide can be IA, IgD, IgE, IgG, IgM or biologically active fragments thereof. The multi-chain polypeptide can be an Fab fragment of Ig, wherein the first polynucleotide of the multi-chain display vector comprises segments encoding the VH and CH domains of the Ig heavy chain and The two polynucleotides comprise segments encoding Ig light chains (ie, VL and CL domains).

多鎖ポリペプチドの鎖(例えば、第1鎖、第2鎖、第3鎖、その他)は、発現ベクター内において、ポリヌクレオチド(例えば、各々の第1ポリヌクレオチド、第2ポリヌクレオチド、第3ポリヌクレオチド、その他)としてコードされることが可能である。前に述べたように、鎖をコードしているポリヌクレオチド配列は、機能性多鎖ポリペプチドを産生するために、同一のプラスミド内へ挿入されている、または同一の遺伝子発現制御下にある必要性はない。例えば、Ig Fabの軽鎖および重鎖をコードしているポリヌクレオチドは、別のプラスミド上に位置していてもよく、機能性多鎖ポリペプチドへの同時発現および同時プロセッシングのために、同一の宿主細胞内へそれとして形質転換する。   A chain of a multi-chain polypeptide (eg, first strand, second strand, third strand, etc.) is linked to a polynucleotide (eg, each first polynucleotide, second polynucleotide, third polynucleotide, etc.) in an expression vector. Nucleotides, etc.). As previously mentioned, the polynucleotide sequence encoding the chain must be inserted into the same plasmid or under the same gene expression control in order to produce a functional multi-chain polypeptide. There is no sex. For example, the polynucleotides encoding the light and heavy chains of an Ig Fab may be located on separate plasmids and are identical for co-expression and processing into functional multi-chain polypeptides. As such, it is transformed into the host cell.

多鎖ポリペプチドの鎖をコードしているポリヌクレオチドの配列は、同一起源から生じる必要はない。例えば、Ig分子は、所望の特異性を有している、モノクローナルからのものと同一の可変ドメイン(VHおよびVL)、および所望の特性(例えば、ヒト適合性を提供するように、または、特定の補体結合部位を提供するように)を有している、異なったモノクローナルからの定常領域(CHおよびCL)を有するように産生することができる。さらに、多鎖ポリペプチドの鎖(例えば、Igドメイン)をコードしている異種ポリヌクレオチドは斑入りにする(variegate)ことができ、同一の全体の構造を有する一方で、お互いのアミノ酸配列がわずかに変化しているポリペプチド鎖をコードしている、ポリヌクレオチド相同体のファミリーを産生する。このように、同族体が異なった宿主細胞内へ取り込まれ、そして発現された場合、変化した(鎖)配列の非常に多数のポリペプチドが提示され、例えば、促進された生物学的活性を有する相同的多鎖ポリペプチドを発見するような、スクリーニングに適したディスプレイライブラリーを提供する。こういうアミノ酸配列の変化(または斑入り)は、適した突然変異、または部分合成および交換、または対応するポリヌクレオチドコード配列の適した領域の、部分または完全置換により達成することができる。置換定常ドメイン部分は、適合性組換えDNA配列から得ることができる。発現ベクター成分および適合性宿主細胞の妥当な選択を仮定すれば、多鎖ポリペプチドの鎖が、真核生物宿主細胞の表面上に提示されるであろう。このことは、例えば、任意の多数の可変性発現ベクター構築物を使用して達成することができる。ディスプレイベクターそれ自身、当該分野で既知である、および商業的に入手可能な(例えば、Invitrogen(カールスバット、カリフォルニア);Stratagene(ラジョラ、カリフォルニア);American Type Culture Collection(マナッサス、バージニア)から)、任意の多数の遺伝子ベクターおよび遺伝子制御要素で構築または修飾することができる。   The sequence of the polynucleotide encoding the chain of the multi-chain polypeptide need not originate from the same source. For example, the Ig molecule has the desired specificity, the same variable domains (VH and VL) as those from the monoclonal, and the desired properties (eg, to provide human compatibility or specific Can be produced to have constant regions (CH and CL) from different monoclonals. In addition, heterologous polynucleotides encoding chains of multi-chain polypeptides (eg, Ig domains) can be variegated and have the same overall structure, while the amino acid sequences of each other are slightly A family of polynucleotide homologues that encode the altered polypeptide chain is produced. Thus, when homologues are taken up into different host cells and expressed, a large number of polypeptides with altered (chain) sequences are presented, eg, having enhanced biological activity Provide a display library suitable for screening, such as to find homologous multi-chain polypeptides. Such amino acid sequence alterations (or variegations) can be achieved by suitable mutations, or partial synthesis and exchange, or by partial or complete substitution of suitable regions of the corresponding polynucleotide coding sequence. The replacement constant domain portion can be obtained from a compatible recombinant DNA sequence. Given the reasonable selection of expression vector components and compatible host cells, the chains of the multi-chain polypeptide will be presented on the surface of eukaryotic host cells. This can be accomplished, for example, using any number of variable expression vector constructs. Display vectors themselves are known in the art and commercially available (eg, from Invitrogen (Carlsbad, CA); Stratagene (La Jolla, CA); American Type Culture Collection (Manassas, VA)), optional Can be constructed or modified with a number of gene vectors and gene regulatory elements.

典型的には、ベクター構築物は、多鎖ポリペプチドの生物学的活性が宿主細胞の表面で示されるように、ベクターで形質転換された、真核生物細胞の表面上に完全に組み立てられた多鎖ポリペプチドの有効な輸送および繋留を得るために、ポリペプチド鎖を発現するように設計する。   Typically, a vector construct is a fully assembled polymorphism on the surface of a eukaryotic cell transformed with the vector such that the biological activity of the multi-chain polypeptide is demonstrated on the surface of the host cell. To obtain efficient transport and tethering of the chain polypeptide, it is designed to express the polypeptide chain.

多鎖ポリペプチドの有効な細胞発現を達成するためには、多鎖ポリペプチドの鎖の各々をコードしているポリヌクレオチドは、例えば、ポリペプチド鎖の発現を調節するために、転写プロモーターに機能可能であるように連結されている。有効なプロモーターは真核生物系で機能しなければならず、そして随意に(特に2重ディスプレイベクターの場合)同様に原核生物プロモーターとしても有効である。2重ディスプレイベクターにおいて、多鎖ポリペプチドの異種ポリペプチド鎖の発現を調節するために選択された、真核生物プロモーターおよび原核生物プロモーターは、同一でも、または異なったプロモーター(それらが意図された宿主生物体で適切に機能的であるかぎり)でもよく、または特定の宿主中の、各々の鎖の発現のために独立して選択されてもよい。真核生物プロモーターは、構成的プロモーターまたは誘導可能プロモーターであることができる。平衡のとれた発現を達成するため、および発現の同時誘導を確実にするため、各々の鎖のために同一のプロモーターを利用するベクター構築物が好適である。多数の真核生物プロモーターが使用可能である。真核生物プロモーターの例には、ガラクトース誘導可能プロモーター、pGAL1、pGAL1−10、pGa14およびpGa110;ホスホグリセリン酸キナーゼプロモーター、pPGK;チトクロームcプロモーター、pCYC1;およびアルコールデヒドロゲナーゼIプロモーター、pADH1、のごとき酵母プロモーターが含まれる。もしT7 RNAポリメラーゼが細胞中で発現されるとすれば、T7プロモーターもまた、原核生物および真核生物で使用することが可能である。   In order to achieve effective cellular expression of a multi-chain polypeptide, a polynucleotide encoding each of the chains of the multi-chain polypeptide functions, for example, in a transcription promoter to regulate the expression of the polypeptide chain. Connected as possible. An effective promoter must function in a eukaryotic system and is optionally effective as a prokaryotic promoter as well (especially in the case of dual display vectors). In dual display vectors, the eukaryotic and prokaryotic promoters selected to regulate the expression of the heterologous polypeptide chain of the multi-chain polypeptide may be the same or different promoters (the host for which they are intended). As long as it is properly functional in the organism) or may be independently selected for expression of each strand in a particular host. The eukaryotic promoter can be a constitutive promoter or an inducible promoter. Vector constructs that utilize the same promoter for each strand are preferred to achieve balanced expression and to ensure simultaneous induction of expression. A number of eukaryotic promoters can be used. Examples of eukaryotic promoters include yeast promoters such as galactose inducible promoters, pGAL1, pGAL1-10, pGa14 and pGa110; phosphoglycerate kinase promoter, pPGK; cytochrome c promoter, pCYC1; and alcohol dehydrogenase I promoter, pADH1 Is included. If T7 RNA polymerase is expressed in the cell, the T7 promoter can also be used in prokaryotes and eukaryotes.

多鎖ポリペプチドの鎖をコードしているポリペプチドの各々は、シグナル配列(またはリーダーペプチド配列)へ連結することも可能である。シグナル配列は、細胞内へのまたは細胞を横切る、新生ポリペプチドの輸送(しばしば分泌と呼ばれる)を方向付けるように働く。ベクターから真核生物細胞で発現された多鎖ポリペプチドの鎖は、組み立ておよび細胞外表示のため、細胞表面への輸送のために、小胞体(ER)へ輸送することが可能である。有効なシグナル配列は真核生物系で機能する。随意に(例えば、2重ディスプレイベクターの場合)、シグナル配列は原核生物系で同様に有効である。多鎖ポリペプチドの鎖をコードしているポリペプチドは、典型的には、フレーム中でシグナル配列へ直接連結されており(ポリヌクレオチドにすぐ隣接して、または随意にリンカーまたはスペーサー配列を経て連結されている)、それ故、ポリペプチド鎖シグナルペプチド融合タンパク質を発生している。好ましくは、多鎖ポリペプチドの各々の鎖は、別のシグナルペプチドへ融合されている。シグナルペプチドをコードしているシグナル配列は、多鎖ポリペプチドの各々の鎖に対して同一でも、または異なっていてもよい。シグナル配列は、それが融合されるポリペプチドの細胞外輸送を達成することが実行可能である限り、宿主または異種に本来のものであることができる。いくつかのシグナル配列が当業者には知られている(例えば、酵母で機能可能なMfα1プレプロ、Mfα1プレ、酸性ホスファターゼPho5、インベルターゼSUC2シグナル配列;大腸菌で機能可能なpIII、PelB、OmpA、PhoAシグナル配列;昆虫細胞で機能可能なgp64リーダー;哺乳動物で機能可能なIgKリーダー、ミツバチメリチン分泌シグナル配列)。シグナル配列は、宿主細胞の天然の分泌タンパク質から誘導することが可能である。真核生物シグナル配列の他の例には、酵母のα−接合因子(例えば、S.セレビジエの)、酵母のα−アグルチニン(例えば、S.セレビジエの)、酵母のインベルターゼ(例えば、S.セレビジエの)、クライベロミセス(Kluyveromyces)のイヌリナーゼのシグナル配列、およびα−アグルチニンのAga2pサブユニットのシグナル配列(例えば、S.セレビジエの)(特に、ポリペプチドを繋留することに使用される態様においては、Aga2pポリペプチドである)、が含まれる。   Each of the polypeptides encoding the chains of the multi-chain polypeptide can also be linked to a signal sequence (or leader peptide sequence). The signal sequence serves to direct the transport of nascent polypeptides (often referred to as secretion) into or across the cell. Chains of multi-chain polypeptides expressed in eukaryotic cells from vectors can be transported to the endoplasmic reticulum (ER) for transport to the cell surface for assembly and extracellular display. Effective signal sequences function in eukaryotic systems. Optionally (eg in the case of dual display vectors) the signal sequence is equally effective in prokaryotic systems. The polypeptide encoding the chain of a multi-chain polypeptide is typically linked directly to the signal sequence in frame (immediately adjacent to the polynucleotide or optionally via a linker or spacer sequence). Therefore, a polypeptide chain signal peptide fusion protein is generated. Preferably, each chain of the multi-chain polypeptide is fused to another signal peptide. The signal sequence encoding the signal peptide may be the same or different for each chain of the multi-chain polypeptide. The signal sequence can be native to the host or heterologous so long as it is feasible to achieve extracellular transport of the polypeptide to which it is fused. Several signal sequences are known to those skilled in the art (eg, Mfα1 prepro, Mfα1 prepro, acid phosphatase Pho5, invertase SUC2 signal sequence that can function in yeast; pIII, PelB, OmpA, PhoA signals that can function in E. coli. Sequence; gp64 leader capable of functioning in insect cells; IgK leader capable of functioning in mammals, honeybee melittin secretion signal sequence). The signal sequence can be derived from the host cell's natural secreted protein. Other examples of eukaryotic signal sequences include yeast α-mating factor (eg, S. cerevisiae), yeast α-agglutinin (eg, S. cerevisiae), yeast invertase (eg, S. cerevisiae). ), The signal sequence of Kluyveromyces inulinase, and the signal sequence of the Aga2p subunit of α-agglutinin (eg, of S. cerevisiae) (particularly in embodiments used to tether polypeptides) , An Aga2p polypeptide).

例えば、多鎖ポリペプチドがFabである場合、第1のポリヌクレオチドは、Ig重鎖のVHおよびCH領域をコードするセグメントと共に、フレーム内にAga2pシグナル配列を含むことが可能であり、そして第2のポリヌクレオチドはIg軽鎖をコードするセグメントと共に、フレーム内にAga2pシグナル配列を含んでなる。   For example, if the multi-chain polypeptide is a Fab, the first polynucleotide can include an Aga2p signal sequence in frame with segments encoding the VH and CH regions of the Ig heavy chain and a second The polynucleotide comprises an Aga2p signal sequence in frame with a segment encoding an Ig light chain.

多鎖真核生物ディスプレイベクターは、真核生物宿主細胞内で、ベクターによりコードされている多鎖ポリペプチドが宿主細胞の表面上に示されるように働くことが可能である。宿主細胞の表面上での固定化(「繋ぎ止め」または「表示」)は、例えば、宿主細胞壁または宿主細胞原形質膜上に固定された分子部分へ、多鎖ポリペプチドの少なくとも1つの鎖を連結することにより達成することが可能である。結合は、共有結合的でも非共有結合的でもよい。典型的には、結合は共有結合的である(例えば、ペプチド、ジスルフィド、アミドまたは他の結合)。多鎖ポリペプチドの1つより多くの鎖を、アンカーに連結することができる。一般的に、完全に組み立てられた多鎖ポリペプチドは、宿主細胞表面へのただ1つの付着点しか有していない。1つより多い付着を使用することができるが、細胞へ付着されているには、多鎖ポリペプチドのただ1つの鎖しか必要とされない。細胞の表面上での表示は、アンカータンパク質またはその機能的断片へ、少なくとも1つのポリペプチド鎖を連結することにより達成することが可能である。有効なアンカーは、真核生物系で機能的でなければならず、そして随意に(特に2重ディスプレイベクターの場合)、アンカーはバクテリオファージの表面上のアンカーとしても同様に有効である必要がある。アンカーは、宿主細胞に天然の表面発現タンパク質であることができる(例えば、膜貫通タンパク質かまたはグリカン架橋を経て細胞表面へ連結されているタンパク質)。いくつかの機能可能アンカータンパク質を使用することが可能である(例えば、原核生物/ファージで機能可能な〜111、pVI、pVII1、LamB、PhoE、Lpp−OmpA、フラゲリン(FliC)またはそれらの膜貫通部分;哺乳動物細胞で機能可能な血小板由来成長因子レセプター(PDGFR)膜貫通ドメイン、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカー;昆虫細胞中のgp64アンカー、など)。酵母が宿主である場合、アンカータンパク質は、酵母細胞表面への結合を天然で形成する、α−アグルチニン、α−アグルチニン(副成分Aga1pおよびAga2pを有している)またはFLOであることが可能である。   A multi-chain eukaryotic display vector can act in a eukaryotic host cell such that the multi-chain polypeptide encoded by the vector is displayed on the surface of the host cell. Immobilization on the surface of a host cell (“tethering” or “indication”) can be accomplished, for example, by attaching at least one chain of a multi-chain polypeptide to a molecular moiety immobilized on the host cell wall or host cell plasma membrane. It can be achieved by linking. Binding may be covalent or non-covalent. Typically, the linkage is covalent (eg, a peptide, disulfide, amide or other linkage). More than one chain of a multi-chain polypeptide can be linked to an anchor. In general, a fully assembled multi-chain polypeptide has only one point of attachment to the host cell surface. Although more than one attachment can be used, only one chain of a multi-chain polypeptide is required to be attached to a cell. Display on the surface of the cell can be achieved by linking at least one polypeptide chain to an anchor protein or functional fragment thereof. An effective anchor must be functional in a eukaryotic system, and optionally (especially in the case of dual display vectors) the anchor should be equally effective as an anchor on the surface of the bacteriophage . The anchor can be a surface expressed protein native to the host cell (eg, a transmembrane protein or a protein that is linked to the cell surface via a glycan bridge). Several functional anchor proteins can be used (eg, ~ 111, pVI, pVII1, LamB, PhoE, Lpp-OmpA, flagellin (FliC) or their transmembranes functional in prokaryotes / phages Partial; platelet derived growth factor receptor (PDGFR) transmembrane domain, glycosyl phosphatidylinositol (GPI) anchor; gp64 anchor in insect cells, etc. that can function in mammalian cells). When yeast is the host, the anchor protein can be α-agglutinin (having the accessory components Aga1p and Aga2p) or FLO, which naturally forms a bond to the yeast cell surface. is there.

アンカーへのポリペプチド鎖の結合は、直接的にまたは間接的に、多様な生物学技術により、および他の間接的結合の工学技術により達成することができる(例えば、ジスルフィド結合、または非共有結合相互作用)。   Binding of the polypeptide chain to the anchor can be accomplished directly or indirectly, by a variety of biological techniques, and by other indirect linkage engineering techniques (eg, disulfide bonds, or non-covalent bonds). Interaction).

鎖−アンカー結合の1つの方法例は、鎖:アンカー融合タンパク質の構築を通したものである。多鎖ポリペプチドの鎖をコードしているポリペプチドは、フレーム中でアンカーへ直接連結されており(ポリヌクレオチドにすぐ隣接して、または随意にリンカーまたはスペーサー配列を経て連結されている)、それ故、シグナルペプチドおよび鎖:アンカー融合タンパク質を含むポリペプチド発生している。ペプチド−ペプチド結合の別の様式が知られており、そして有効な鎖−アンカー結合を達成するために利用可能である。例えば、多鎖ポリペプチドの鎖は、ファージまたは宿主細胞のアンカーへポリペプチド鎖を共有結合で連結するために、JunおよびFosロイシンジッパーc−jun/fos結合の高親和性相互作用のごとき、中間会合を経てアンカーへ間接的に連結することができる(例えば、CrameriおよびSuter,1993;CrameriおよびBlaser,1996、を参照されたい)。   One example method of chain-anchor binding is through the construction of a chain: anchor fusion protein. The polypeptide encoding the chain of the multi-chain polypeptide is linked directly to the anchor in frame (immediately adjacent to the polynucleotide, or optionally via a linker or spacer sequence), and Thus, a polypeptide comprising a signal peptide and a chain: anchor fusion protein has been generated. Other modes of peptide-peptide bonds are known and can be used to achieve effective chain-anchor bonds. For example, a chain of a multi-chain polypeptide may be an intermediate, such as a high affinity interaction of Jun and Fos leucine zipper c-jun / fos, to covalently link the polypeptide chain to a phage or host cell anchor. It can be indirectly linked to the anchor via association (see, eg, Crameri and Suter, 1993; Crameri and Blaser, 1996).

多鎖ディスプレイベクターは、多鎖ポリペプチドの鎖をコードしているポリヌクレオチド配列の移送を容易にする、クローニング部位を含むことが可能である。こういうベクタークローニング部位は、読み枠中に、ポリヌクレオチドセグメントの切り出しおよび挿入を容易にするように位置された、少なくとも1つの制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含むことができる。当該分野で知られている任意の制限部位を、ベクター構築物に利用することができる;ほとんどの商業的に入手可能なベクターはすでに、多数のクローニング部位またはポリリンカーを含んでいる。加えて、新規および独特な制限部位をベクター内へ取り込むために有用な遺伝子工学技術が知られており、当業者によりルーチン的に実行されている。   A multi-chain display vector can include a cloning site that facilitates transfer of a polynucleotide sequence encoding a chain of the multi-chain polypeptide. Such vector cloning sites can include at least one restriction endonuclease recognition site located in the reading frame to facilitate excision and insertion of the polynucleotide segment. Any restriction site known in the art can be utilized in the vector construct; most commercially available vectors already contain multiple cloning sites or polylinkers. In addition, genetic engineering techniques useful for incorporating new and unique restriction sites into the vector are known and routinely practiced by those skilled in the art.

クローニング部位は、単一ポリヌクレオチド断片の挿入または切り出しを可能にする、最小1つの制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含むことができる。より典型的には、2つ以上の制限部位を、例えば、挿入のより卓越した制御(例えば、挿入の方向付け)、および操作のより卓越した融通性(例えば、1つより多くのポリヌクレオチド断片の方向付けられた輸送)を提供するために用いる。   The cloning site can contain a minimum of one restriction endonuclease recognition site that allows insertion or excision of a single polynucleotide fragment. More typically, two or more restriction sites can be defined, for example, greater control of insertion (eg, orientation of insertion), and greater flexibility of manipulation (eg, more than one polynucleotide fragment). Used to provide directed transport).

米国シリアル番号第60/326,320号およびWO 03/029456に開示されているベクター構築物の1つの例においては、多鎖ポリペプチドはFabであり、第1のポリヌクレオチドは、フレーム中のAga2pアンカーをコードするセグメントと共に、そしてフレーム中のIg重鎖のVHおよびCH領域をコードするセグメントと共に、Aga2pシグナル配列を含んでなり、ここにおいて、Ig重鎖領域は独特の制限部位(例えば、SfiIおよびNotI)により拡げられている;および第2のポリヌクレオチドは、フレーム中のIg軽鎖をコードするセグメントと共に、Aga2pシグナル配列を含んでなり、ここにおいて、Ig軽鎖領域は独特の制限部位(例えば、ApaLIおよびAscI)により拡げられている。   In one example of the vector construct disclosed in US Serial No. 60 / 326,320 and WO 03/029456, the multi-chain polypeptide is a Fab and the first polynucleotide is an Aga2p anchor in frame. Together with a segment encoding the VH and CH regions of the Ig heavy chain in frame, together with an Aga2p signal sequence, wherein the Ig heavy chain region has unique restriction sites (eg, SfiI and NotI And the second polynucleotide comprises an Aga2p signal sequence with a segment encoding the Ig light chain in frame, wherein the Ig light chain region has a unique restriction site (eg, ApaLI and AscI)

多鎖真核生物ディスプレイベクターの例において、宿主細胞中でベクターにより発現される、1つ以上の多鎖ポリペプチドの鎖は、分子タグ若しくはレポーター遺伝子へ連結されている。結合は、ポリペプチドタグおよび多鎖ポリペプチドの鎖を含む、融合タンパク質を経て達成することが可能である。タグの例には、エピトープタグ(例えば、目的のポリペプチドに対して抗原性決定基として認識される、融合ペプチド配列により発生されたタグ)および金属をキレートするタグ(例えば、ポリHisタグ)が含まれる。エピトープタグの例には、HAタグおよびmyc12CA5タグが含まれる。   In examples of multi-chain eukaryotic display vectors, one or more multi-chain polypeptide chains expressed by the vector in a host cell are linked to a molecular tag or reporter gene. Binding can be accomplished via a fusion protein comprising a polypeptide tag and a chain of multi-chain polypeptides. Examples of tags include epitope tags (eg, tags generated by fusion peptide sequences that are recognized as antigenic determinants for the polypeptide of interest) and metal chelating tags (eg, poly-His tags). included. Examples of epitope tags include HA tags and myc12CA5 tags.

前に説明したように、免疫グロブリンのFab断片のごとき多鎖ポリペプチドをコードするためのベクター構築物の例が以下に例示される:第1のポリヌクレオチドは、フレーム中のAga2pアンカーをコードするセグメントと共に、フレーム中のIg重鎖のVHおよびCH領域をコードするセグメントと共に、そしてフレーム中のmycタグをコードするセグメントと共に、Aga2pシグナル配列を含んでなり、ここにおいて、Ig重鎖領域は独特の制限部位(例えば、SfiIおよびNotI)により拡げられている;および第2のポリヌクレオチドは、フレーム中のHAタグをコードするセグメントと共に、そしてフレーム中のIg軽鎖をコードするセグメントと共に、Aga2pシグナル配列を含んでなり、ここにおいて、Ig軽鎖領域は独特の制限部位(例えば、ApaLIおよびAscI)により拡げられている。   As previously described, an example of a vector construct for encoding a multi-chain polypeptide such as an immunoglobulin Fab fragment is illustrated below: a first polynucleotide is a segment encoding an Aga2p anchor in frame Together with a segment encoding the VH and CH regions of the Ig heavy chain in frame and with a segment encoding the myc tag in frame, wherein the Ig heavy chain region is a unique restriction. And the second polynucleotide comprises an Aga2p signal sequence with a segment encoding the HA tag in frame and with a segment encoding the Ig light chain in frame. Comprising, where Ig Chain regions are spread by unique restriction sites (e.g., ApaLI, and AscI).

以下は、親和性成熟Fab抗体のための方法の例である。本方法はLCおよびHCレパートリー(repertoire)の反復コンビナトリアル接合を使用している。これらのレパートリーは、CDRコード配列を含む多様なDNA断片によるインビボ組換えにより多様化される。
Matα1倍体細胞染色体中のLC発現カセットの構築
図5を参照すると、LC発現カセットが、1倍体Matα S.セレビジエ細胞の酵母染色体中に構築される。標的特異的リード(lead)抗体のLCを、ApaL1/Asc1断片として、酵母ディスプレイベクターpTQ6内へクローン化すると、結果は、そのN末端がAga2pシグナル配列および付加されたHAエピトープタグへ融合された、誘導可能GAL1プロモーターの発現により駆動されるLCである。発現カセットの方向性は:GAL1:Aga2pシグナル配列(SS):LC:HAエピトープタグ:CYCtt転写ターミネーター配列、である。この発現カセットに対応するPCR断片を、GAL1プロモーターに隣接する5’およびCYCtt転写ターミネーター配列に隣接する3’のベクター配列に特異的なプライマーを使用して増幅する。
The following are examples of methods for affinity matured Fab antibodies. The method uses repetitive combinatorial junctions of LC and HC repertoires. These repertoires are diversified by in vivo recombination with various DNA fragments containing CDR coding sequences.
Construction of LC Expression Cassette in Matα1 Ploidy Cell Chromosome Referring to FIG. 5, the LC expression cassette is haploid Matα S. cerevisiae. It is constructed in the yeast chromosome of cerevisiae cells. When the LC of the target-specific lead antibody was cloned into the yeast display vector pTQ6 as an ApaL1 / Asc1 fragment, the result was that the N-terminus was fused to the Aga2p signal sequence and an added HA epitope tag. LC driven by expression of the inducible GAL1 promoter. The orientation of the expression cassette is: GAL1: Aga2p signal sequence (SS): LC: HA epitope tag: CYCtt transcription terminator sequence. The PCR fragment corresponding to this expression cassette is amplified using primers specific for the vector sequence 5 'adjacent to the GAL1 promoter and 3' adjacent to the CYCtt transcription terminator sequence.

LEU2マーカー遺伝子は、宿主プラスミド(例えば、pESC)からPCRにより増幅し、CYCtt転写ターミネーター配列に隣接する3’末端に相同的である、5’末端で配列に付加する。PCR生成物GAL1:SS:LC:HA:CYCttおよびLEU2 PCR生成物を一緒に混合し、GAL1プロモーターに隣接する5’配列およびLeuマーカーに隣接する3’に特異的なプルスルー(pull through)プライマーを使用して組み立てると、GAL1:SS:LC:HA:CYCtt:LEU2のPCR生成物を与える。   The LEU2 marker gene is amplified by PCR from a host plasmid (eg, pESC) and added to the sequence at the 5 'end, which is homologous to the 3' end adjacent to the CYCtt transcription terminator sequence. PCR product GAL1: SS: LC: HA: CYCtt and LEU2 PCR products are mixed together and a 5 ′ sequence adjacent to the GAL1 promoter and a 3 ′ specific pull through primer adjacent to the Leu marker. When assembled using, the PCR product of GAL1: SS: LC: HA: CYCtt: LEU2 is given.

また図5を参照すると、PCR生成物GAL1:SS:LC:HA:CYCtt:LEU2の両端に付加している配列は、適切なyIPプラスミド内へのクローニングのための、2つの適合しない独特の制限部位を含んでいる。PCR生成物は適切な制限酵素で消化し、そしてyIPプラスミド内へクローニングする。酵母株BJ5457(Matα)は次ぎに、LC発現ベクターを含んでいるyIPベクターで形質転換し、そして酵母染色体およびLeu+表現型内へ組み込むために選択する。この方法は、1倍体酵母株BJ5457−LCを産生する。   Referring also to FIG. 5, the sequences appended to both ends of the PCR product GAL1: SS: LC: HA: CYCtt: LEU2 are two incompatible unique restrictions for cloning into the appropriate yIP plasmid. Contains parts. The PCR product is digested with appropriate restriction enzymes and cloned into the yIP plasmid. Yeast strain BJ5457 (Matα) is then transformed with a yIP vector containing an LC expression vector and selected for integration into the yeast chromosome and Leu + phenotype. This method produces the haploid yeast strain BJ5457-LC.

この株の構築が成功した後は、インビボ組換えを使用する、抗体LCの直接クローニングのための株を作製するため、URA3のごとき計数器選択可能マーカーでLCを置き換えることが可能である(図7A、一番上の左を参照されたい)。LC発現株は、SS:HA配列に相同的な5’隣接配列およびCYCtt遺伝子に対する3’隣接配列を運んでいるプライマーでの、標的LCの増幅により構築することが可能である。
Mata1倍体細胞染色体中のHC発現カセットの構築
図6をまた参照すると、HC発現カセットが、1倍体Mata S.セレビジエ細胞の酵母染色体中に構築される。標的特異的リード抗体のHCを、Sfi1/Not1断片として、酵母ディスプレイベクターpTQ7内へクローン化すると、結果は、そのN末端がシグナル配列アルファアグルチニン酵母細胞表面アンカータンパク質(SS)、およびそのC末端がアルファアグルチニン酵母細胞表面アンカー遺伝子(αAGG)に融合された、誘導可能GAL1プロモーターの発現により駆動されるHCである。構築物にはさらに、c−MycエピトープタグおよびCYCtt転写ターミネーター配列を付加した。発現カセットの方向性は:GAL1:SS:HC:c−Myc:αAGG:CYCttであった。この発現カセットに対応するPCR断片を、GAL1プロモーターに隣接する5’およびCYCtt転写ターミネーター配列に隣接する3’のベクター配列に特異的なプライマーを使用して増幅する。
After successful construction of this strain, it is possible to replace the LC with a counter selectable marker such as URA3 to create a strain for direct cloning of antibody LC using in vivo recombination (FIG. 7A, see top left). LC expression strains can be constructed by amplification of the target LC with primers carrying a 5 ′ flanking sequence homologous to the SS: HA sequence and a 3 ′ flanking sequence to the CYCtt gene.
Construction of the HC expression cassette in the Mata haploid cell chromosome Referring also to FIG. It is constructed in the yeast chromosome of cerevisiae cells. When the target-specific lead antibody HC was cloned as a Sfi1 / Not1 fragment into the yeast display vector pTQ7, the result was that the N-terminus was the signal sequence alpha agglutinin yeast cell surface anchor protein (SS), and its C-terminus. Is an HC driven by expression of an inducible GAL1 promoter fused to an alpha agglutinin yeast cell surface anchor gene (αAGG). The construct further added a c-Myc epitope tag and a CYCtt transcription terminator sequence. The orientation of the expression cassette was: GAL1: SS: HC: c-Myc: αAGG: CYCtt. The PCR fragment corresponding to this expression cassette is amplified using primers specific for the vector sequence 5 'adjacent to the GAL1 promoter and 3' adjacent to the CYCtt transcription terminator sequence.

TRP1マーカー遺伝子は、宿主プラスミド(例えば、pYD1)からPCRにより増幅し、CYCtt転写ターミネーター配列に隣接する3’末端に相同的である、5’末端で配列に付加する。PCR生成物GAL1:SS:HC:c−Myc:αAGG:CYCttおよびTRP1 PCR生成物を一緒に混合し、GAL1プロモーターに隣接する5’配列およびTRP1マーカーに隣接する3’に特異的なプルスループライマーを使用して組み立てると、GAL1:SS:HC:c−Myc:αAGG:CYCtt:TrpのPCR生成物を与える。   The TRP1 marker gene is amplified by PCR from a host plasmid (eg, pYD1) and added to the sequence at the 5 'end, which is homologous to the 3' end adjacent to the CYCtt transcription terminator sequence. PCR product GAL1: SS: HC: c-Myc: αAGG: CYCtt and TRP1 PCR product mixed together, 5 ′ sequence adjacent to GAL1 promoter and 3 ′ specific pull-through primer adjacent to TRP1 marker To give a PCR product of GAL1: SS: HC: c-Myc: αAGG: CYCtt: Trp.

配列を、PCR生成物GAL1プロモーターの末端およびTRP1マーカーへ隣接する3’に付加させると:
GAL1:SS:HC:c−Myc:αAGG:CYCtt:TRP1
であるPCR生成物が産生される。
When the sequence is added 3 'adjacent to the end of the PCR product GAL1 promoter and the TRP1 marker:
GAL1: SS: HC: c-Myc: αAGG: CYCtt: TRP1
A PCR product is produced.

この生成物は、適切なyIPプラスミド内へのクローニングのための、2つの独特の制限部位を含んでいる。PCR生成物は適切な制限酵素で消化し、そしてyIPプラスミド内へクローニングする。酵母株BJ5459(Mata)は次ぎに、HC発現ベクターを含んでいるyIPベクターで形質転換し、そして酵母染色体およびTrp+表現型内へ組み込むために選択する。この方法は、1倍体酵母株BJ5459−HC−AGGを産生する(図6)。   This product contains two unique restriction sites for cloning into the appropriate yIP plasmid. The PCR product is digested with appropriate restriction enzymes and cloned into the yIP plasmid. The yeast strain BJ5459 (Mata) is then transformed with a yIP vector containing an HC expression vector and selected for integration into the yeast chromosome and the Trp + phenotype. This method produces the haploid yeast strain BJ5459-HC-AGG (FIG. 6).

この株の構築が成功した後は、インビボ組換えを使用する、抗体HCの直接クローニングのための株を作製するため、URA3のごとき計数器選択可能マーカーでHCを置き換えることが可能である。HC発現株は、SS:cMyc配列に相同的な5’隣接配列およびαAGG遺伝子に対する3’隣接配列を運んでいるプライマーでの、標的HCの増幅により構築することが可能である。
計数器−測定可能マーカーによる抗体LCおよびHCの標的化破壊
1倍体酵母を、HCのCDR3ループ、およびLCのCDR3ループを多様化するため、多様化されたオリゴヌクレオチドで形質転換する。これらのオリゴヌクレオチドは、標的LCおよびHCのフレームワーク領域3(FR3)およびフレームワーク領域4(FR4)と相同的な配列により挟まれた、多様性の領域(CDR3をコードしている)を含んでいる。これらの相同的な配列は、染色体LCおよびHC発現カセット内への組換えを可能にする。計数器−測定可能マーカーURA3またはLYS2は、組換え体を選択するために使用する。これらを、VH−CDR3またはVL−CDR3配列の標的化欠失により導入する。続いての、組換えられたオリゴヌクレオチドによるURA3マーカーの置換は、5−FOA上の増殖により選択する(図3)。この計数器選択は、組換え後の野生型抗体の存在を減少または排除する。
After successful construction of this strain, it is possible to replace HC with a counter-selectable marker such as URA3 in order to create a strain for direct cloning of antibody HC using in vivo recombination. HC expression strains can be constructed by amplification of the target HC with primers carrying a 5 ′ flanking sequence homologous to the SS: cMyc sequence and a 3 ′ flanking sequence for the αAGG gene.
Counter LC-HC targeted disruption haploid yeast with a counter-measurable marker is transformed with diversified oligonucleotides to diversify the CDR3 loop of HC and the CDR3 loop of LC. These oligonucleotides contain a region of diversity (encoding CDR3) flanked by sequences homologous to framework region 3 (FR3) and framework region 4 (FR4) of the target LC and HC. It is out. These homologous sequences allow recombination into chromosomal LC and HC expression cassettes. The counter-measurable marker URA3 or LYS2 is used to select recombinants. These are introduced by targeted deletion of the VH-CDR3 or VL-CDR3 sequence. Subsequent replacement of the URA3 marker by the recombinant oligonucleotide is selected by growth on 5-FOA (FIG. 3). This counter selection reduces or eliminates the presence of wild-type antibody after recombination.

LC−CDR3配列の標的化欠失を作製するため、その5’末端で抗原特異的LCのフレームワーク領域3(FR3)に対して相同的な、およびその3’末端でフレームワーク領域4(FR4)に対して相同的な配列により挟まれた、URA3遺伝子の翻訳領域を運んでいるURA3カセットを構築する。FR3−URA3−FR4 PCR生成物は、PCR、およびURA3遺伝子に対する相同性および付随するFR3およびFR4相同的配列を運んでいるオリゴヌクレオチドを使用して構築する。LC発現カセット(BJ5457−LC)を繋ぎ止めている酵母株を、FR3−URA3−FR4 PCR生成物で形質転換し、そしてLC−CDR3の標的化欠失を、Ura3−選択的プレートで選択すると、酵母株BJ5457−LC/URA3を得る。組換えが、酵母染色体中の正しい位置で起こったかどうかを決定するため、URA3遺伝子およびLCに特異的なプライマーによる診断的PCRを使用して、挿入の位置を確認する。   To make a targeted deletion of the LC-CDR3 sequence, it is homologous at its 5 'end to framework region 3 of antigen-specific LC (FR3) and at its 3' end, framework region 4 (FR4 URA3 cassette carrying the translation region of the URA3 gene sandwiched between sequences homologous to). The FR3-URA3-FR4 PCR product is constructed using PCR and oligonucleotides carrying homology to the URA3 gene and the accompanying FR3 and FR4 homologous sequences. When the yeast strain tethering the LC expression cassette (BJ5457-LC) is transformed with the FR3-URA3-FR4 PCR product and the targeted deletion of LC-CDR3 is selected on a Ura3-selective plate, Yeast strain BJ5457-LC / URA3 is obtained. To determine if recombination has occurred at the correct location in the yeast chromosome, diagnostic PCR with primers specific for the URA3 gene and LC is used to confirm the location of the insertion.

図7Aは、HC−CDR3配列の標的化欠失を作製するための方法を例示している。その5’末端で抗原特異的HCのフレームワーク領域3(FR3)に対して相同的な、およびその3’末端でフレームワーク領域4(FR4)に対して相同的な配列により挟まれた、URA3遺伝子の翻訳領域を運んでいるURA3カセットを構築する。FR3−URA3−FR4 PCR生成物は、PCR、およびURA3遺伝子に対する相同性および付随するFR3およびFR4相同的配列を運んでいるオリゴヌクレオチドを使用して構築する。HC発現カセット(BJ5459−HC−αAGG)を繋ぎ止めている酵母株を、FR3−URA3−FR4 PCR生成物で形質転換し、そしてHC−CDR3の標的化欠失を、Ura3−選択的プレートで選択すると、酵母株BJ5459−HC/URA3を得る。組換えが、酵母染色体中の正しい位置で起こったかどうかを決定するため、URA3遺伝子およびHCに特異的なプライマーによる診断的PCRを使用して、挿入の位置を確認する。   FIG. 7A illustrates a method for creating a targeted deletion of the HC-CDR3 sequence. URA3 flanked by sequences homologous to the antigen-specific HC framework region 3 (FR3) at its 5 ′ end and homologous to framework region 4 (FR4) at its 3 ′ end A URA3 cassette carrying the gene translation region is constructed. The FR3-URA3-FR4 PCR product is constructed using PCR and oligonucleotides carrying homology to the URA3 gene and the accompanying FR3 and FR4 homologous sequences. A yeast strain tethering the HC expression cassette (BJ5459-HC-αAGG) is transformed with the FR3-URA3-FR4 PCR product and the targeted deletion of HC-CDR3 is selected on a Ura3-selective plate Then, yeast strain BJ5459-HC / URA3 is obtained. To determine whether recombination has occurred at the correct location in the yeast chromosome, diagnostic PCR with primers specific for the URA3 gene and HC is used to confirm the location of the insertion.

幾らかの代表的クローンを配列決定し、ライブラリーサイズおよびHC−CDR3配列中の突然変異頻度を決定する。
インビボ組換えにより多様化された、1倍体LC−CDR3およびHC−CDR3レパートリーの構築
標的LCのLC−CDR3配列に対応するオリゴヌクレオチドのプールを構築する。オリゴヌクレオチドの合成では、CDRの長さを通してスパイクし、90%の野生型ヌクレオチドおよび2.5%のA、C、GおよびTの各々の比で合成すると、FR3−LC/CDR3*−FR4のオリゴヌクレオチドプールを得る。多様性の領域は、標的LCのFR3およびFR4に相同的な20bp配列により挟まれている。酵母株BJ5457−LC/URA3をFR3−LC/CDR3*−FR4で形質転換し、相同的組換えを、URA3遺伝子の喪失、および変異したFR3−LC/CDR3*−FR4オリゴヌクレオチドによる交換により選択する。このことは、LCが、インビボで組換えられた変異原性のオリゴヌクレオチドを使用して、CDR3ループで多様化された、1倍体MatαレパートリーBJ5457−LC/CDR3*を創造する。このレパートリーは約106のサイズ、またはより大きいまたはより小さいであろう。
Several representative clones are sequenced to determine library size and mutation frequency in the HC-CDR3 sequence.
Construction of a haploid LC-CDR3 and HC-CDR3 repertoire diversified by in vivo recombination A pool of oligonucleotides corresponding to the LC-CDR3 sequence of the target LC is constructed. For oligonucleotide synthesis, spiked through the length of the CDR and synthesized at a ratio of 90% wild type nucleotide and 2.5% A, C, G and T, respectively, FR3-LC / CDR3 * -FR4 An oligonucleotide pool is obtained. The region of diversity is flanked by 20 bp sequences that are homologous to FR3 and FR4 of the target LC. Yeast strain BJ5457-LC / URA3 is transformed with FR3-LC / CDR3 * -FR4 and homologous recombination is selected by loss of URA3 gene and exchange with mutated FR3-LC / CDR3 * -FR4 oligonucleotides . This creates a haploid Matα repertoire BJ5457-LC / CDR3 * , where the LC is diversified in the CDR3 loop using mutagenic oligonucleotides recombined in vivo. This repertoire will be about 10 6 in size, or larger or smaller.

標的HCのLC−CDR3配列に対応するオリゴヌクレオチドのプールを構築する。オリゴヌクレオチドの合成では、CDRの長さを通してスパイクし、90%の野生型ヌクレオチドおよび2.5%のA、C、GおよびTの各々の比で合成すると、FR3−HC/CDR3*−FR4のオリゴヌクレオチドプールを得る。多様性の領域は、標的LCのFR3およびFR4に相同的な20bp配列により挟まれている。酵母株BJ5457−LC/URA3をFR3−LC/CDR3*−FR4で形質転換し、相同的組換えを、5−FOA(5’−フルオロオロチン酸;5−FOA上での増殖はURA3の喪失を必要とする)、および変異したFR3−HC/CDR3*−FR4オリゴヌクレオチドによる交換により選択する。このことは、HCが、インビボで組換えられた変異原性のオリゴヌクレオチドを使用して、CDR3ループで多様化された、1倍体MataレパートリーBJ5457−HC/CDR3*を創造する。このレパートリーは約106のサイズ、またはより大きいまたはより小さいであろう。 A pool of oligonucleotides corresponding to the LC-CDR3 sequence of the target HC is constructed. For oligonucleotide synthesis, spiked through the length of the CDR and synthesized at a ratio of 90% wild type nucleotide and 2.5% A, C, G and T, respectively, FR3-HC / CDR3 * -FR4 An oligonucleotide pool is obtained. The region of diversity is flanked by 20 bp sequences that are homologous to FR3 and FR4 of the target LC. Yeast strain BJ5457-LC / URA3 was transformed with FR3-LC / CDR3 * -FR4 to perform homologous recombination and growth on 5-FOA (5′-fluoroorotic acid; As required), and by exchange with a mutated FR3-HC / CDR3 * -FR4 oligonucleotide. This creates a haploid Mata repertoire BJ5457-HC / CDR3 *, in which HC is diversified in the CDR3 loop using mutagenic oligonucleotides that are recombined in vivo. This repertoire will be about 10 6 in size, or larger or smaller.

幾らかの代表的クローンを配列決定し、ライブラリーサイズおよびHC−CDR3配列中の突然変異頻度を決定する。
変異したLC−CDR3およびHC−CDR3を有する抗体を含んでなるFabレパートリーを作製するための、BJ5457−LC/CDR3 * およびBJ5457−HC/CDR3 * レパートリーのコンビナトリアル接合
新規Fab(2倍体)酵母ディスプレイライブラリーを産生するため、2つの(1倍体)宿主細胞集団:CDR3ループ中で多様化されたLC断片のレパートリーを含んでいる第1の集団、およびCDRループ中で多様化されたHC断片のレパートリーを含んでいる第2の集団、を、細胞融合を可能にする十分な条件下で同時培養し、生じた2倍体集団を、Fab(LC−CDR3*/HC−CDR3*)ライブラリーの発現および表示を可能にする十分な条件下で増殖させる。
Several representative clones are sequenced to determine library size and mutation frequency in the HC-CDR3 sequence.
Combinatorially conjugated novel Fab (diploid) yeast display of BJ5457-LC / CDR3 * and BJ5457-HC / CDR3 * repertoires to generate Fab repertoires comprising antibodies with mutated LC-CDR3 and HC-CDR3 To generate a library, two (haploid) host cell populations: a first population containing a repertoire of LC fragments diversified in the CDR3 loop, and HC fragments diversified in the CDR loop A second population containing a repertoire of cells was co-cultured under conditions sufficient to allow cell fusion, and the resulting diploid population was obtained from a Fab (LC-CDR3 * / HC-CDR3 * ) library. Are grown under sufficient conditions to allow expression and display of

約1010のBJ5457−LC/CDR3*細胞と、を約1010のBJ5457−HC/CDR3*細胞を接合させる。10%の接合効率は、約109の2倍体を生じる(例えば、1012の可能なコンビナトリアルLC/HC多様性の、109のLC/HCの組み合わせを獲得することは、1倍体親中の個々の成分LCおよびHCレパートリーの最大の出発多様性を与える)(図7)。
コンビナトリアル〔BJ5457−LC/CDR3 * 〕〔BJ5457−HC/CDR3 * 〕Fab提示レパートリーの親和性選択
2倍体レパートリーを培養し、LCおよびHCの発現を誘導する。2倍体培養物は次ぎに抗原とインキュベートし、第1ラウンドの選択のための磁気ビーズに基づいた選択法(例えば、MACS)、続いてのフローサイトメトリーソーティングの組み合わせを使用して選択する。第1ラウンドのMACS選択は、すべての機能性クローンが濃縮されていることを確実にするために過剰の抗原で実施し、そして親和性成熟されるべき標的抗体の出発Kdよりも約5倍低い濃度での、親和性駆動選択を続いて行う。
About 10 10 BJ5457-LC / CDR3 * cells are joined to about 10 10 BJ5457-HC / CDR3 * cells. A conjugation efficiency of 10% yields about 10 9 diploids (eg, obtaining 10 9 LC / HC combinations of 10 12 possible combinatorial LC / HC diversity is haploid parent Giving the maximum starting diversity of the individual components LC and HC repertoire in it) (FIG. 7).
Combinatorial [BJ5457-LC / CDR3 * ] [BJ5457-HC / CDR3 * ] Affinity-selected diploid repertoires of Fab-displayed repertoires are cultured to induce LC and HC expression. The diploid culture is then incubated with the antigen and selected using a combination of magnetic bead-based selection methods (eg MACS) for the first round of selection followed by flow cytometry sorting. The first round of MACS selection is performed with excess antigen to ensure that all functional clones are enriched, and is approximately 5 times lower than the starting Kd of the target antibody to be affinity matured Affinity-driven selection at concentration follows.

親和性変異体は、1つ以上のラウンドのコンビナトリアル酵母接合およびインビボ組換え後の、親和性改良を定量するため、例えば、FACSを使用してオフレイトをスクリーニングする。
選択された2倍体FabのLCおよびHC1倍体酵母細胞への分割およびインビボ組換えよる反復遺伝子多様化
親和性が改良されたFab抗体を含んでいる選択された2倍体は、窒素飢餓の条件下で単離物を培養することにより、胞子形成を行うように誘導する(GuthrieおよびFink,1991)。胞子形成した2倍体を収集し、ザイモラーゼで処理し、超音波処理し、およびリッチプレートに撒いた。1倍体コロニーは続いて、1倍体HC細胞(−Try選択)かまたは1倍体LC細胞(−Leu選択)を選択するため、選択的プレートへ移した。このことは、各々、組換えおよび最適化されたCDR3を有するHCおよびLC発現カセットを含む、細胞BJ5457−HC/CDR3selおよびBJ5457−LC/CDR3selを生じる。改良されたLC−CDR3*またはLC−CDR3*を繋ぎ止めている1倍体コロニーは次ぎに、いくつかの戦略の1つによるインビボ組換えにより、多様化の第2ラウンドにかける:
(i)HC多様化のためのFR3−HC/CDR3*−FR4またはLC多様化のためのFR3−LC/CDR3*−FR4に対応する変異原性オリゴヌクレオチドでの、1倍体細胞BJ5457−HC/CDR3selおよびBJ5457−LC/CDR3selの形質転換。
Affinity variants are screened for off-rate using, for example, FACS to quantify affinity improvements after one or more rounds of combinatorial yeast conjugation and in vivo recombination.
Selected diploids comprising Fab antibodies with improved recurrent gene diversification affinity by splitting the selected diploid Fab into LC and HC1 haploid yeast cells and in vivo recombination are Incubation of the isolate under conditions induces sporulation to occur (Guthrie and Fink, 1991). Sporulated diploids were collected, treated with zymolase, sonicated, and plated on rich plates. Haploid colonies were subsequently transferred to selective plates to select either haploid HC cells (-Try selection) or haploid LC cells (-Leu selection). This yields cells BJ5457-HC / CDR3 sel and BJ5457-LC / CDR3 sel , which contain HC and LC expression cassettes with recombined and optimized CDR3, respectively. Haploid colonies anchoring the improved LC-CDR3 * or LC-CDR3 * are then subjected to a second round of diversification by in vivo recombination by one of several strategies:
(I) Haploid cells BJ5457-HC with mutagenic oligonucleotides corresponding to FR3-HC / CDR3 * -FR4 for HC diversification or FR3-LC / CDR3 * -FR4 for LC diversification / CDR3 sel and BJ5457-LC / CDR3 sel transformation.

(ii)各々、標的LCおよびHCのFR1およびFR2に相同的な配列により挟まれたURA3発現カセットを使用する、LC−CDR1ループおよびHC−CDR1ループの標的化された除去。これに続く、CDR1ループが多様化され、およびLCまたはHCのFR1およびFR2に相同的な配列により挟まれた、変異原性オリゴによる形質転換。   (Ii) Targeted removal of the LC-CDR1 loop and the HC-CDR1 loop using a URA3 expression cassette flanked by sequences homologous to the target LC and HC FR1 and FR2, respectively. Subsequent transformation with mutagenic oligos in which the CDR1 loop is diversified and flanked by sequences homologous to LC or HC FR1 and FR2.

(iii)各々、標的LCおよびHCのFR1およびFR2に相同的な配列により挟まれたURA3発現カセットを使用する、LC−CDR3ループおよびHC−CDR3ループの反復標的化除去。これに続く、CDR3ループが多様化され、およびLCまたはHCのFR1およびFR2に相同的な配列により挟まれた、変異原性オリゴによる形質転換。   (Iii) Repetitive targeted removal of the LC-CDR3 loop and the HC-CDR3 loop using a URA3 expression cassette flanked by sequences homologous to the target LC and HC FR1 and FR2, respectively. Subsequent transformation with mutagenic oligos in which the CDR3 loop is diversified and flanked by sequences homologous to the FR1 and FR2 of LC or HC.

第2ラウンドのコンビナトリアル酵母接合および親和性選択を次ぎに実施する。
多数の本発明の態様を説明してきた。しかしながら、多様な修飾が、本発明の精神および範囲から離れることなく行うことができることが理解されるであろう。従って、他の態様も特許請求の範囲内である。
A second round of combinatorial yeast conjugation and affinity selection is then performed.
A number of aspects of the invention have been described. However, it will be understood that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, other aspects are within the scope of the claims.

図1は、酵母細胞における免疫グロブリンタンパク質を組換える方法の例を示している。FIG. 1 shows an example of a method for recombining immunoglobulin proteins in yeast cells. 図2は、酵母細胞における免疫グロブリンタンパク質を組換える循環法の例を示している。FIG. 2 shows an example of a circulation method for recombining immunoglobulin proteins in yeast cells. 図3は、酵母細胞ディスプレイのための、酵母細胞における免疫グロブリンタンパク質を組換える方法の例を示している。FIG. 3 shows an example of a method for recombining immunoglobulin proteins in yeast cells for yeast cell display. 図4は、酵母細胞ディスプレイのための、酵母細胞における免疫グロブリンタンパク質を組換える方法の例を示している。図4において、1倍体細胞中のプラスミドは、部位特異的組換え46のための部位42および44を含んでいる。相同的組換え48は、2つの異なったLEU2アレル間で起こる。FIG. 4 shows an example of a method for recombining immunoglobulin proteins in yeast cells for yeast cell display. In FIG. 4, the plasmid in haploid cells contains sites 42 and 44 for site-specific recombination 46. Homologous recombination 48 occurs between two different LEU2 alleles. 図4は、酵母細胞ディスプレイのための、酵母細胞における免疫グロブリンタンパク質を組換える方法の例を示している。図4において、1倍体細胞中のプラスミドは、部位特異的組換え46のための部位42および44を含んでいる。相同的組換え48は、2つの異なったLEU2アレル間で起こる。FIG. 4 shows an example of a method for recombining immunoglobulin proteins in yeast cells for yeast cell display. In FIG. 4, the plasmid in haploid cells contains sites 42 and 44 for site-specific recombination 46. Homologous recombination 48 occurs between two different LEU2 alleles. 図5は、免疫グロブリン軽鎖発現核酸を、組み込み酵母ベクター内へ組み立てるための方法の例を示している。FIG. 5 shows an example of a method for assembling an immunoglobulin light chain expression nucleic acid into an integrating yeast vector. 図6は、免疫グロブリン重鎖発現核酸を、組み込み酵母ベクター内へ組み立てるための方法の例を示している。FIG. 6 shows an example of a method for assembling an immunoglobulin heavy chain expression nucleic acid into an integrating yeast vector. 図7は、別々の1倍体細胞中で免疫グロブリン重および軽鎖コード配列を変化させ、変化したコード配列を含んでいる細胞を接合して、2倍体Fabレパートリーを産生し、レパートリーから結合性Fabを親和性選択し、結合性Fabを示す細胞を胞子形成させ、そして随意に、親和性成熟の追加のラウンドを実行する、方法の例を示している。Figure 7 alters immunoglobulin heavy and light chain coding sequences in separate haploid cells and joins cells containing the altered coding sequence to produce a diploid Fab repertoire and bind from the repertoire FIG. 6 shows an example of a method in which sex Fabs are affinity selected, cells that display binding Fabs are sporulated, and optionally additional rounds of affinity maturation are performed. 図7は、別々の1倍体細胞中で免疫グロブリン重および軽鎖コード配列を変化させ、変化したコード配列を含んでいる細胞を接合して、2倍体Fabレパートリーを産生し、レパートリーから結合性Fabを親和性選択し、結合性Fabを示す細胞を胞子形成させ、そして随意に、親和性成熟の追加のラウンドを実行する、方法の例を示している。Figure 7 alters immunoglobulin heavy and light chain coding sequences in separate haploid cells and joins cells containing the altered coding sequence to produce a diploid Fab repertoire and bind from the repertoire FIG. 6 shows an example of a method in which sex Fabs are affinity selected, cells that display binding Fabs are sporulated, and optionally additional rounds of affinity maturation are performed.

Claims (77)

抗体タンパク質の配列を改変する方法であって、
各々が、プロモーターおよび機能可能なように連結されたコード領域を含んでなる、異種核酸を含んでなる酵母細胞を提供し、ここにおいて、コード領域は免疫グロブリン可変ドメインコード核酸に相同的な核酸を含んでなる;
酵母細胞内へ、1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入し、ここにおいて、1つ以上のIgセグメント−コード核酸の各々は、免疫グロブリン可変ドメインのセグメントをコードしている配列またはその相補体を含んでなる;そして
導入されたIgセグメント−コード核酸がコード領域と組換わるのを可能にする条件下で酵母細胞を維持し、それにより、コード領域が、免疫グロブリン可変ドメインを含むポリペプチドをコードする組換えられた核酸を産生する、可変ドメインは、少なくとも一部は、Igセグメント−コード核酸により導入された配列によりコードされている、
ことを含んでなる前記方法。
A method for altering the sequence of an antibody protein comprising:
Provided are yeast cells comprising heterologous nucleic acids, each comprising a promoter and an operably linked coding region, wherein the coding region comprises a nucleic acid homologous to an immunoglobulin variable domain coding nucleic acid. Comprising;
Introducing one or more Ig segment-encoding nucleic acids into a yeast cell, wherein each of the one or more Ig segment-encoding nucleic acids is a sequence encoding a segment of an immunoglobulin variable domain or a complement thereof. And maintaining the yeast cell under conditions that allow the introduced Ig segment-encoding nucleic acid to recombine with the coding region, whereby the coding region comprises a polypeptide comprising an immunoglobulin variable domain. The variable domain that produces the encoded recombinant nucleic acid is at least partially encoded by a sequence introduced by an Ig segment-encoding nucleic acid,
Said method comprising.
免疫グロブリン可変ドメインを含むポリペプチドが、細胞表面上に示され、およびプローブに到達可能であるように、組換えられた核酸を発現することをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the polypeptide comprising an immunoglobulin variable domain further comprises expressing the recombinant nucleic acid such that it is displayed on the cell surface and is accessible to the probe. 組換えに先立っては、コード領域が非機能性のコード領域である、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the coding region is a non-functional coding region prior to recombination. 融合された細胞が、Ig LCを含むポリペプチドおよびIg HCを含むポリペプチドをコードする核酸を含むように、組換えられた核酸を含む酵母細胞と、組み換えられた核酸によりコードされた免疫グロブリン可変ドメインに適合性の、免疫グロブリン可変ドメインをコードする核酸を含む他の酵母細胞を融合させることをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。   Yeast cells containing the recombinant nucleic acid and immunoglobulin variable encoded by the recombinant nucleic acid such that the fused cell contains a nucleic acid encoding a polypeptide comprising Ig LC and a polypeptide comprising Ig HC 2. The method of claim 1, further comprising fusing another yeast cell comprising a nucleic acid encoding an immunoglobulin variable domain that is compatible with the domain. 酵母細胞を提供することが、異種核酸を含む酵母細胞内へ、1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入することを含んでなる、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein providing a yeast cell comprises introducing one or more Ig segment-encoding nucleic acids into a yeast cell containing a heterologous nucleic acid. 酵母細胞を提供することが、1つ以上のIgセグメント−コード核酸、および異種核酸の免疫グロブリン可変ドメインの領域と相同的な1つ以上の核酸を、酵母細胞内へ同時に導入することを含んでなる、請求項1に記載の方法。   Providing a yeast cell comprises simultaneously introducing into the yeast cell one or more Ig segment-encoding nucleic acids and one or more nucleic acids that are homologous to a region of an immunoglobulin variable domain of a heterologous nucleic acid. The method according to claim 1. 融合することが、酵母接合を含んでなる、請求項4に記載の方法。   5. The method of claim 4, wherein the fusing comprises yeast mating. 抗体タンパク質の配列を改変する方法であって、
多数の酵母細胞を提供し、多数の酵母細胞の各々の細胞は、独特の抗体タンパク質をコードする抗体コード核酸配列を含んでなり、ここにおいて、抗体タンパク質は軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含んでなる;
多数の酵母細胞からの1つ以上の細胞内へ、1つ以上のIgセグメント−コード核酸を導入し、ここにおいて、1つ以上のIgセグメント−コード核酸の各々は、免疫グロブリン可変ドメインのセグメントをコードしている配列またはその相補体を含んでなる;そして
多数の酵母細胞からの細胞または複数の細胞を、導入されたIgセグメント−コード核酸が、サブセットの細胞の抗体−コード核酸配列と組換わるのを可能にする条件下で維持し、それにより、改変された免疫グロブリン可変ドメインを有している抗体タンパク質を発現できる、1つまたは多数の細胞を産生する、
ことを含んでなる前記方法。
A method for altering the sequence of an antibody protein comprising:
A number of yeast cells are provided, each cell of the number of yeast cells comprising an antibody-encoding nucleic acid sequence encoding a unique antibody protein, wherein the antibody protein comprises a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable. Comprising an immunoglobulin domain;
Introducing one or more Ig segment-encoding nucleic acids into one or more cells from a number of yeast cells, wherein each of the one or more Ig segment-encoding nucleic acids comprises a segment of an immunoglobulin variable domain. The coding sequence or its complement; and cells or cells from multiple yeast cells, the introduced Ig segment-encoding nucleic acid recombines with the antibody-encoding nucleic acid sequence of the subset of cells. Producing one or multiple cells that can be maintained under conditions that allow the expression of antibody proteins having modified immunoglobulin variable domains,
Said method comprising.
Igセグメント−コード核酸が各々、免疫グロブリン可変ドメインのCDRをコードしている配列またはその相補体を含んでなる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein each Ig segment-encoding nucleic acid comprises a sequence encoding a CDR of an immunoglobulin variable domain or a complement thereof. Igセグメント−コード核酸が各々、免疫グロブリン可変ドメインの単一のCDRをコードしている配列またはその相補体を含んでいる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein each Ig segment-encoding nucleic acid comprises a sequence encoding a single CDR of an immunoglobulin variable domain, or a complement thereof. 1つ以上のIgセグメント−コード核酸がヒト核酸から得られる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the one or more Ig segment-encoding nucleic acids are obtained from a human nucleic acid. 1つ以上のIgセグメント−コード核酸が、同一CDRの異なった変異体をコードする多数の核酸を含んでなる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the one or more Ig segment-encoding nucleic acids comprises multiple nucleic acids encoding different variants of the same CDR. 1つ以上のIgセグメント−コード核酸が、多数の異なったCDRの異なった変異体をコードする多数の核酸を含んでなる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the one or more Ig segment-encoding nucleic acids comprise multiple nucleic acids encoding different variants of multiple different CDRs. 1つ以上のIgセグメント−コード核酸が、免疫グロブリン軽鎖または重鎖の可変ドメインのCDR1、CDR2およびCDR3の異なった変異体をコードしている核酸を含んでなる、請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the one or more Ig segment-encoding nucleic acids comprise nucleic acids encoding different variants of immunoglobulin light chain or heavy chain variable domains CDR1, CDR2 and CDR3. . 各々のIgセグメント−コード核酸が、300ヌクレオチドより短い長さである、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein each Ig segment-encoding nucleic acid is less than 300 nucleotides in length. 導入することが、少なくとも103の異なったIgセグメント−コード核酸を、1つ以上の酵母細胞と接触させることを含んでなる、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein introducing comprises contacting at least 10 < 3 > different Ig segment-encoding nucleic acids with one or more yeast cells. 1つ以上のIgセグメント−コード核酸が1本鎖である、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the one or more Ig segment-encoding nucleic acids are single stranded. 多数のIgセグメント−コード核酸が、多数の酵母細胞の細胞内に、平行して導入される、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein multiple Ig segment-encoding nucleic acids are introduced in parallel into the cells of multiple yeast cells. 多数のIgセグメント−コード核酸が、多数の酵母細胞の細胞内に、同一の反応混合物中で導入される、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein multiple Ig segment-encoding nucleic acids are introduced into the cells of multiple yeast cells in the same reaction mixture. 導入することに先立って、サブセットの細胞の核酸メンバー内へ、計数器−選択可能マーカーを挿入し、そして導入した後、計数器−選択可能マーカーがIgセグメント−コード核酸により置き換えられている細胞を選択することをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。   Prior to the introduction, a counter-selectable marker is inserted into the nucleic acid member of the subset of cells, and after introduction, the cells in which the counter-selectable marker has been replaced by an Ig segment-encoding nucleic acid. The method of claim 1, further comprising selecting. 導入することに先立って、コード領域内へ突然変異を挿入することをさらに含んでなり、ここにおいて、突然変異は機能性免疫グロブリン可変ドメインの発現を妨げる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, further comprising inserting a mutation into the coding region prior to introducing, wherein the mutation prevents expression of a functional immunoglobulin variable domain. 突然変異が、終止コドン、マーカー遺伝子、フレームシフト、または部位特異的エンドヌクレアーゼの部位を含んでなる、請求項21に記載の方法。   24. The method of claim 21, wherein the mutation comprises a stop codon, marker gene, frameshift, or site-specific endonuclease site. ポリペプチドの回収が、ポリペプチドをコードしている核酸を含んでいる細胞の回収を生じるように、組み換えられた核酸から発現されたポリペプチドが、細胞との相互作用を可能にする配列を含んでなる、請求項2に記載の方法。   The polypeptide expressed from the recombinant nucleic acid contains sequences that allow interaction with the cell, such that recovery of the polypeptide results in recovery of cells that contain the nucleic acid encoding the polypeptide. The method of claim 2, comprising: 細胞との相互作用を可能にする配列が、膜貫通ドメインまたは酵母細胞表面へGPI−連結されるようになるドメインを含んでなるアンカードメインをコードする、請求項23に記載の方法。   24. The method of claim 23, wherein the sequence that allows interaction with the cell encodes an anchor domain comprising a transmembrane domain or a domain that becomes GPI-linked to the yeast cell surface. 抗体−コード核酸配列が、LC可変免疫グロブリンドメインを含んでなるポリペプチドをコードするLCコード配列、およびHC可変免疫グロブリンドメインを含んでなるポリペプチドをコードするHCコード配列を含んでなる、請求項8に記載の方法。   The antibody-encoding nucleic acid sequence comprises an LC coding sequence encoding a polypeptide comprising an LC variable immunoglobulin domain and an HC coding sequence encoding a polypeptide comprising an HC variable immunoglobulin domain. 9. The method according to 8. 少なくとも選択の時点で酵母細胞は2倍体細胞であり、2倍体細胞が胞子形成するときにLC−コード配列およびHC−コード配列が異なった胞子内へ隔離されるように、LC−コード配列およびHC−コード配列が相同的染色体上の座位内に組み込まれる、請求項25に記載の方法。   At least at the time of selection, the yeast cell is a diploid cell and the LC-coding sequence so that when the diploid cell sporulates, the LC-coding sequence and the HC-coding sequence are segregated into different spores. 26. The method of claim 25, wherein the and HC-coding sequences are integrated into loci on homologous chromosomes. 座位がMAT座位へ連結されている、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the sitting position is linked to the MAT sitting position. 抗体−コード核酸配列が、酵母染色体内へ組み込まれている、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the antibody-encoding nucleic acid sequence is integrated into the yeast chromosome. LCおよびHCコード配列が、異なった酵母染色体内へ組み込まれている、請求項25に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the LC and HC coding sequences are integrated into different yeast chromosomes. 抗体−コード核酸配列が、LC可変免疫グロブリンドメインおよびHC可変免疫グロブリンドメインを含んでなるポリペプチドをコードする、単鎖コード配列を含んでなる、請求項6に記載の方法。   7. The method of claim 6, wherein the antibody-encoding nucleic acid sequence comprises a single chain coding sequence that encodes a polypeptide comprising an LC variable immunoglobulin domain and an HC variable immunoglobulin domain. 抗体タンパク質がFabである、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, wherein the antibody protein is Fab. 抗体タンパク質を示す細胞を選択する方法であって、
多数の酵母細胞を提供し、多数の酵母細胞は、軽鎖可変免疫グロブリンドメインおよび重鎖可変免疫グロブリンドメインを含んでなる抗体タンパク質をコードすることが可能な、またはIgセグメントコード核酸と組換えて、抗体タンパク質をコードする機能性コード配列を形成することが可能な、抗体コード配列を各々が含んでいる;
以下の1つ以上のサイクルを実施する:
(i)各々が免疫グロブリン可変ドメインのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を含んでなる核酸を、サブセットの細胞からの抗体コード配列の少なくとも一部を含む細胞内へ導入し;
(ii)(i)において核酸と接触した細胞を、導入された核酸が細胞の抗体コード配列と組換わるのを可能にする条件下で維持し、それにより、1つ以上の改変された免疫グロブリン可変ドメインを有する、改変された抗体コード配列を含む、修飾された細胞を産生し;
(iii)修飾された細胞において改変されたコード配列を発現させ;
(iv)修飾された細胞と標的を接触させ;および
(v)修飾された細胞からさらなる細胞のサブセットを選択する、ここにおいて、さらなるサブセットは標的と相互作用する1つ以上の酵母細胞を含んでなる、
ことを含んでなる前記方法。
A method for selecting cells exhibiting antibody protein comprising:
A number of yeast cells are provided, the number of yeast cells being capable of encoding an antibody protein comprising a light chain variable immunoglobulin domain and a heavy chain variable immunoglobulin domain, or recombinantly with an Ig segment encoding nucleic acid. Each contains an antibody coding sequence capable of forming a functional coding sequence encoding the antibody protein;
Perform one or more of the following cycles:
(I) introducing a nucleic acid comprising a segment encoding a CDR of an immunoglobulin variable domain, or a complement thereof, into a cell comprising at least a portion of an antibody coding sequence from a subset of cells;
(Ii) maintaining the cell in contact with the nucleic acid in (i) under conditions that allow the introduced nucleic acid to recombine with the antibody coding sequence of the cell, thereby providing one or more modified immunoglobulins Producing a modified cell comprising a modified antibody coding sequence having a variable domain;
(Iii) expressing the altered coding sequence in the modified cell;
(Iv) contacting the target with the modified cell; and (v) selecting a further subset of cells from the modified cell, wherein the further subset comprises one or more yeast cells that interact with the target. Become,
Said method comprising.
少なくとも2回のサイクルが実施される、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, wherein at least two cycles are performed. 工程(iv)の接触させることが、異なったサイクルの間に異なった条件下で、細胞を標的と接触させることを含んでなる、請求項33に記載の方法。   34. The method of claim 33, wherein the contacting of step (iv) comprises contacting the cell with the target under different conditions during different cycles. 工程(v)の選択することが、前の選択工程と比較して、標的への改善された結合を必要としていることを含んでなる、請求項33に記載の方法。   34. The method of claim 33, wherein selecting in step (v) comprises requiring improved binding to the target compared to the previous selection step. 工程(i)の核酸を導入することに先立って、マーカー配列が抗体コード配列内へ挿入される、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, wherein a marker sequence is inserted into the antibody coding sequence prior to introducing the nucleic acid of step (i). 1つ以上のサイクルからの、さらなるサブセットの細胞から、抗体コード配列を回収することをさらに含んでなる、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, further comprising recovering the antibody coding sequence from an additional subset of cells from one or more cycles. 1つ以上のサイクルからの、さらなるサブセットの細胞中の抗体コード配列の、少なくともCDR−コード領域を配列決定することをさらに含んでなる、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, further comprising sequencing at least the CDR-coding region of the antibody coding sequence in the further subset of cells from one or more cycles. 核酸が、サブセットの細胞内へ導入される、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, wherein the nucleic acid is introduced into a subset of cells. 1つ以上のサイクルにおいて、(i)に先だって、サブセットの細胞を胞子形成させ、そして(ii)の後に、核酸が導入されている細胞を接合させることをさらに含んでなる、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, further comprising sporulating a subset of cells prior to (i) and joining cells into which nucleic acid has been introduced after (ii) in one or more cycles. the method of. 多数の酵母細胞を提供することが、多数の酵母細胞が実質的に同一であるように、本来の細胞を増幅することを含んでなる、請求項32に記載の方法。   35. The method of claim 32, wherein providing a large number of yeast cells comprises amplifying the original cells such that the large number of yeast cells are substantially identical. 多数の酵母細胞を提供することが、多数の本来の細胞を増幅することを含んでなり、ここにおいて、本来の細胞は、同一の標的と相互作用する、異なった抗体のための抗体コード配列を含んでなる、請求項32に記載の方法。   Providing a large number of yeast cells comprises amplifying a large number of native cells, wherein the native cells contain antibody coding sequences for different antibodies that interact with the same target. 40. The method of claim 32, comprising. 多数の酵母細胞を提供することが、ファージディスプレイライブラリーから1つ以上の核酸を選択し、そしてファージディスプレイシステムからの1つ以上の核酸を、酵母発現系内へ再編成させることを含んでなる、請求項32に記載の方法。   Providing a large number of yeast cells comprises selecting one or more nucleic acids from a phage display library and rearranging the one or more nucleic acids from the phage display system into a yeast expression system. 35. The method of claim 32. 酵母細胞上に示された抗体タンパク質のサブユニットを変化させる方法であって、
抗体タンパク質の第1のサブユニットをコードしている第1の核酸メンバーを含む、第1の1倍体酵母細胞を提供し、第1のサブユニットは免疫グロブリン可変ドメインを含んでなる;
免疫グロブリン可変ドメインの1つのCDRコードしているセグメントまたはその相補体を各々が含んでなる1つまたは多数の核酸を、第1の1倍体細胞またはそのクローン内へ、導入された核酸が第1の1倍体細胞またはそのクローン中の第1の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を産生し;そして
1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を、1つ以上の第2の1倍体細胞と接合させて、1つ以上の2倍体細胞を提供する、ここにおいて、第2の1倍体酵母細胞は抗体タンパク質の第2のサブユニットをコードしている第2の核酸メンバーを含んでおり、第2のサブユニットは、第1のサブユニットの免疫グロブリン可変ドメインに相補的な免疫グロブリン可変ドメインを含んでなり、そして、各々の2倍体細胞は、その細胞表面に、第1および第2のサブユニットを含んでなる抗体タンパク質を発現できる、
ことを含んでなる前記方法。
A method for altering the subunit of an antibody protein shown on yeast cells, comprising:
Providing a first haploid yeast cell comprising a first nucleic acid member encoding a first subunit of an antibody protein, the first subunit comprising an immunoglobulin variable domain;
A nucleic acid introduced into a first haploid cell or clone thereof into one or more nucleic acids each comprising one CDR-encoding segment of an immunoglobulin variable domain or its complement. Introduced into one haploid cell or a first nucleic acid member in a clone thereof, thereby producing one or more modified first haploid cells; and one or more The modified first haploid cell is conjugated with one or more second haploid cells to provide one or more diploid cells, wherein a second haploid yeast The cell comprises a second nucleic acid member encoding a second subunit of the antibody protein, the second subunit being an immunoglobulin variable domain complementary to the immunoglobulin variable domain of the first subunit. Not including And each diploid cell can express on its cell surface an antibody protein comprising first and second subunits,
Said method comprising.
導入することに先立って、第1の核酸メンバー内へ非免疫グロブリン配列を挿入し、それにより、第1のサブユニットのコードを破壊することを含んでなる、請求項44に記載の方法。   45. The method of claim 44, comprising inserting a non-immunoglobulin sequence into the first nucleic acid member prior to the introduction, thereby destroying the code of the first subunit. 非免疫グロブリンコード配列が計数器−選択可能マーカーを含んでなる、請求項45に記載の方法。   46. The method of claim 45, wherein the non-immunoglobulin coding sequence comprises a counter-selectable marker. 酵母細胞上に示された抗体タンパク質のサブユニットを変化させる方法であって、
抗体タンパク質の第1のサブユニットを含んでなるポリペプチドをコードできる、第1の核酸メンバーを含んでいる、第1の1倍体酵母細胞を提供し、第1のサブユニットは免疫グロブリン可変ドメインを含んでなり、ここにおいて、免疫グロブリン可変ドメインをコードする核酸メンバーの領域は破壊されている;
免疫グロブリン可変ドメインの1つのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を各々が含んでなる、1つまたは多数の核酸を、第1の1倍体細胞またはそのクローン内へ、導入された核酸が第1の1倍体細胞またはそのクローン中の第1の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を産生し;そして
1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を、1つ以上の第2の1倍体酵母細胞と接合させて、1つ以上の2倍体細胞を提供する、ここにおいて、第2の1倍体酵母細胞は、抗体タンパク質の第2のサブユニットを含んでなるポリペプチドをコードしている第2の核酸メンバーを含んでおり、第2のサブユニットは第1のサブユニットの免疫グロブリン可変ドメインに相補的な免疫グロブリン可変ドメインを含んでなり、そして、各々の2倍体細胞は、その細胞表面に、第1および第2のサブユニットを含んでなる抗体タンパク質を発現できる、
ことを含んでなる前記方法。
A method for altering the subunit of an antibody protein shown on yeast cells, comprising:
A first haploid yeast cell comprising a first nucleic acid member capable of encoding a polypeptide comprising a first subunit of an antibody protein is provided, wherein the first subunit is an immunoglobulin variable domain Wherein the region of the nucleic acid member encoding the immunoglobulin variable domain is disrupted;
A nucleic acid introduced into a first haploid cell or clone thereof, one or multiple nucleic acids each comprising a segment encoding one CDR of an immunoglobulin variable domain or its complement In combination with the first nucleic acid member in the first haploid cell or clone thereof, thereby producing one or more modified first haploid cells; and The above modified first haploid cells are joined with one or more second haploid yeast cells to provide one or more diploid cells, wherein the second 1 The ploidy yeast cell comprises a second nucleic acid member encoding a polypeptide comprising a second subunit of the antibody protein, the second subunit being an immunoglobulin variable of the first subunit. Complementary immunity to the domain Each diploid cell is capable of expressing an antibody protein comprising first and second subunits on its cell surface.
Said method comprising.
接合することに先立って、1つ以上のラウンドの細胞分割により、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を増幅することをさらに含んでなる、請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, further comprising amplifying the one or more modified first haploid cells by one or more rounds of cell division prior to joining. 酵母細胞上に示された抗体タンパク質のサブユニットを変化させる方法であって、
抗体タンパク質の第1のサブユニットを含んでなるポリペプチドをコードしている第1の核酸メンバーを含む、第1の1倍体酵母細胞、第1のサブユニットは免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含んでなり、および、抗体タンパク質の第2のサブユニットを含んでなるポリペプチドをコードしている第2の核酸メンバーを含む、第2の1倍体酵母細胞、第2のサブユニットは免疫グロブリン重鎖可変ドメインを含んでなる、を提供し;
免疫グロブリン可変軽鎖ドメインのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を各々が含んでなる、1つまたは多数の核酸を、第1の1倍体細胞またはそのクローン内へ、導入された核酸が第1の1倍体細胞またはそのクローン中の第1の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞を産生し;
免疫グロブリン可変重鎖ドメインのCDRをコードしているセグメントまたはその相補体を各々が含んでなる1つまたは多数の核酸を、第2の1倍体細胞またはそのクローン内へ、導入された核酸が第2の1倍体細胞またはそのクローン中の第2の核酸メンバーと組換わるように導入し、それにより、1つ以上の修飾された第2の1倍体細胞を産生し;そして、
1つ以上の修飾された第1の1倍体細胞と1つ以上の第2の1倍体細胞を接合し、変化した免疫グロブリン軽鎖可変ドメインおよび変化した免疫グロブリン重鎖可変ドメインを有する抗体タンパク質を、各々が細胞表面上に発現できる、1つ以上の2倍体細胞を提供する、
ことを含んでなる、前記方法。
A method for altering the subunit of an antibody protein shown on yeast cells, comprising:
A first haploid yeast cell comprising a first nucleic acid member encoding a polypeptide comprising a first subunit of an antibody protein, the first subunit comprising an immunoglobulin light chain variable domain And a second haploid yeast cell comprising a second nucleic acid member encoding a polypeptide comprising a second subunit of the antibody protein, wherein the second subunit is an immunoglobulin heavy Comprising a chain variable domain;
A nucleic acid introduced into a first haploid cell or clone thereof, one or multiple nucleic acids, each comprising a segment encoding the CDR of an immunoglobulin variable light chain domain or its complement Introduced to recombine with the first nucleic acid member in the first haploid cell or clone thereof, thereby producing one or more modified first haploid cells;
A nucleic acid introduced into a second haploid cell or clone thereof into one or more nucleic acids each comprising a segment encoding a CDR of an immunoglobulin variable heavy chain domain or its complement. Introducing into a second haploid cell or a second nucleic acid member in a clone thereof, thereby producing one or more modified second haploid cells; and
An antibody that joins one or more modified first haploid cells and one or more second haploid cells and has an altered immunoglobulin light chain variable domain and an altered immunoglobulin heavy chain variable domain Providing one or more diploid cells each capable of expressing a protein on the cell surface;
Said method comprising.
第1および第2の1倍体細胞を提供する工程が、
(i)抗体タンパク質の第1のサブユニットをコードしている第1の核酸メンバー、第1のサブユニットは免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含んでなる、および(ii)ヘテロオリゴマータンパク質の第2のサブユニットをコードしている第2の核酸メンバー、第2のサブユニットは免疫グロブリン重鎖可変ドメインを含んでなる、を含む2倍体酵母細胞を提供し;そして
2倍体酵母細胞を胞子形成させて、第1の核酸メンバーを含むが第2の核酸メンバーを含まない第1の1倍体細胞、および第2の核酸メンバーを含むが第1の核酸メンバーを含まない第2の1倍体細胞を提供する、
工程を含んでなる、請求項49に記載の方法。
Providing the first and second haploid cells comprises:
(I) a first nucleic acid member encoding a first subunit of an antibody protein, the first subunit comprising an immunoglobulin light chain variable domain, and (ii) a second of a hetero-oligomeric protein Providing a diploid yeast cell comprising a second nucleic acid member encoding the subunit, the second subunit comprising an immunoglobulin heavy chain variable domain; and sporulating the diploid yeast cell A first haploid cell comprising a first nucleic acid member but not a second nucleic acid member, and a second haploid comprising a second nucleic acid member but not the first nucleic acid member Providing cells,
50. The method of claim 49, comprising the steps.
接合することに先立って、1つ以上のラウンドの細胞分割により、1つ以上の修飾された第1または第2の1倍体細胞を増幅することをさらに含んでなる、請求項49に記載の方法。   52. The method of claim 49, further comprising amplifying the one or more modified first or second haploid cells by one or more rounds of cell division prior to joining. Method. 接合することにより形成された、1つ以上の2倍体細胞を胞子形成させることをさらに含んでなる、請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, further comprising sporulating one or more diploid cells formed by joining. 1つ以上の2倍体細胞またはそのクローンを標的へ接触させることにより、1つ以上の2倍体細胞のサブセットを選択することをさらに含んでなる、請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, further comprising selecting a subset of one or more diploid cells by contacting one or more diploid cells or clones thereof with a target. サブセットが、標的と相互作用する1つ以上の細胞を含んでなる、請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, wherein the subset comprises one or more cells that interact with the target. サブセットが、標的と相互作用しない1つ以上の細胞を含んでなる、請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, wherein the subset comprises one or more cells that do not interact with the target. サブセットの細胞を胞子形成させることをさらに含んでなる、請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, further comprising sporulating the subset of cells. 結合タンパク質を示す細胞を選択する方法であって、
タンパク質コード配列またはその相補体を含む、多数の多様な核酸を提供し;
多数の真核細胞を提供し、多数の真核細胞の各々の細胞は、1つ以上の多様な核酸中に存在する相同的配列と組換え可能な受容配列を含んでなる異種核酸を含んでなり、ここにおいて、受容配列および多様な核酸の組換えは、多様な核酸によりコードされているセグメントまたはその相補体を含む、ポリペプチドをコードする、組換えられた核酸を産生する;
多数の多様な核酸からの核酸を、多数の細胞の細胞内へ導入し;
1つ以上の導入された核酸を、各々の細胞中の異種核酸と組換え、それにより、1つ以上の導入された核酸によりコードされたセグメントまたはその相補体を含んでなるポリペプチドを各々がコードしている組換えられた核酸を産生し;
組換えられた核酸によりコードされているポリペプチドが細胞の表面に会合するように、細胞中で組換えられた核酸を発現させ;
組換えられた核酸を発現する細胞と標的を接触させ;そして
その標的との相互作用の機能で1つ以上の細胞を選択する、
ことを含んでなる、前記方法。
A method for selecting cells exhibiting a binding protein comprising:
Providing a large number of diverse nucleic acids comprising a protein coding sequence or its complement;
Providing a number of eukaryotic cells, each cell of the number of eukaryotic cells comprising a heterologous nucleic acid comprising a recombination sequence recombinable with homologous sequences present in one or more diverse nucleic acids. Wherein recombination of the acceptor sequence and the various nucleic acids produces a recombinant nucleic acid encoding a polypeptide comprising a segment encoded by the various nucleic acids or its complement;
Introducing nucleic acids from a number of diverse nucleic acids into the cells of a number of cells;
Recombining one or more introduced nucleic acids with a heterologous nucleic acid in each cell, whereby a polypeptide comprising a segment encoded by one or more introduced nucleic acids, or a complement thereof, each Producing a recombinant nucleic acid encoding;
Expressing the recombinant nucleic acid in the cell such that the polypeptide encoded by the recombinant nucleic acid associates with the surface of the cell;
Contacting the target with a cell expressing the recombinant nucleic acid; and selecting one or more cells by function of the interaction with the target;
Said method comprising.
異種核酸が、組換えのための受容配列を提供する、非機能性免疫グロブリンドメインコード配列を含んでなる、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein the heterologous nucleic acid comprises a non-functional immunoglobulin domain coding sequence that provides a accepting sequence for recombination. 非機能性免疫グロブリンドメインコード配列が、免疫グロブリンドメインコード配列の3’末端より前に終止コドンを含んでなる、請求項58に記載の方法。   59. The method of claim 58, wherein the non-functional immunoglobulin domain coding sequence comprises a stop codon prior to the 3 'end of the immunoglobulin domain coding sequence. 終止コドンがCDRをコードしている領域中に存在する、請求項59に記載の方法。   60. The method of claim 59, wherein the stop codon is in a region encoding a CDR. 非機能性免疫グロブリンドメインコード配列が、CDRをコードしている領域中にマーカー遺伝子を含んでおり、そして免疫グロブリンドメインのFR領域をコードしている配列は無傷である、請求項58に記載の方法。   59. The non-functional immunoglobulin domain coding sequence comprises a marker gene in the region encoding CDR and the sequence encoding the FR region of the immunoglobulin domain is intact. Method. マーカー遺伝子が、計数器−選択可能マーカーを含んでなる、請求項61に記載の方法。   62. The method of claim 61, wherein the marker gene comprises a counter-selectable marker. 組換えられた核酸が抗体軽鎖をコードし、および発現することが、抗体重鎖および軽鎖が会合し、そしてアンカードメインが細胞表面に抗体重鎖を繋ぎ止めるように、VHドメインおよびCH1ドメインおよびアンカードメインを含んでなる抗体重鎖をコードしている核酸をさらに発現することを含んでなる、請求項58に記載の方法。   The recombinant nucleic acid encodes and expresses the antibody light chain such that the antibody heavy and light chains associate and the anchor domain anchors the antibody heavy chain to the cell surface. 59. The method of claim 58, further comprising expressing a nucleic acid encoding an antibody heavy chain comprising an anchor domain. 異種核酸が、アンカードメインをコードしているセグメントを含んでなる、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein the heterologous nucleic acid comprises a segment encoding an anchor domain. 真核生物細胞が酵母細胞である、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein the eukaryotic cell is a yeast cell. 標的がタンパク質である、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein the target is a protein. 標的が哺乳動物細胞である、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein the target is a mammalian cell. アンカードメインが膜貫通ドメインを含んでなる、請求項64に記載の方法。   65. The method of claim 64, wherein the anchor domain comprises a transmembrane domain. アンカードメインがGPI−連結を仲介する、請求項64に記載の方法。   65. The method of claim 64, wherein the anchor domain mediates GPI-linkage. 組換えることに先立っては、異種核酸が機能性タンパク質をコードしていない、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein the heterologous nucleic acid does not encode a functional protein prior to recombination. 組換えることに先立っては、計数器−選択可能マーカーは異種核酸の受容配列間に位置されており、そして組換えることが計数器−選択可能マーカーを除去する、請求項70に記載の方法。   72. The method of claim 70, wherein prior to recombination, the counter-selectable marker is located between the accepting sequences of the heterologous nucleic acid and recombination removes the counter-selectable marker. 組換えることが、各々の細胞中の異種核酸を切断することにより促進される、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein recombination is facilitated by cleaving the heterologous nucleic acid in each cell. 切断することが、異種核酸中に2本鎖中断を作り出す、請求項72に記載の方法。   73. The method of claim 72, wherein the cleaving creates a double stranded break in the heterologous nucleic acid. 組換えることに先立って、酵母細胞中に発現されることが可能である、部位特異的エンドヌクレアーゼにより認識される部位が、異種核酸の受容配列間に位置されており、そして組換えることが、各々の細胞中に部位特異的エンドヌクレアーゼを提供することにより促進される、請求項72に記載の方法。   Prior to recombination, a site recognized by a site-specific endonuclease that can be expressed in yeast cells is located between the acceptor sequences of the heterologous nucleic acid and recombination 75. The method of claim 72, wherein the method is facilitated by providing a site-specific endonuclease in each cell. 部位特異的エンドヌクレアーゼがHOエンドヌクレアーゼであり、そして提供することが、HOエンドヌクレアーゼをコードしている遺伝子を転写することを含んでなる、請求項74に記載の方法。   75. The method of claim 74, wherein the site-specific endonuclease is a HO endonuclease and providing comprises transcribing a gene encoding the HO endonuclease. 組換えられた核酸が、免疫グロブリン可変ドメインをコードしている配列を含んでなる、請求項57に記載の方法。   58. The method of claim 57, wherein the recombined nucleic acid comprises a sequence encoding an immunoglobulin variable domain. 1つの基準で1つ以上の組換えられた核酸を選択し、そして、さらなる酵母細胞を提供することにより本方法を繰り返すことをさらに含んでなり、ここにおいて、さらなる酵母細胞のコード領域は1つ以上の選択された組換え核酸から調製される、請求項1に記載の方法。   The method further comprises selecting one or more recombinant nucleic acids on one basis and repeating the method by providing additional yeast cells, wherein the additional yeast cell coding region is one 2. The method of claim 1, wherein the method is prepared from the selected recombinant nucleic acid.
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