JP2015500662A - 加水分解酵素に対して耐性があるカプシドを有するvlpを用いるプロセス - Google Patents

加水分解酵素に対して耐性があるカプシドを有するvlpを用いるプロセス Download PDF

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Abstract

siRNA及びshRNAのような核酸、並びに小型ペプチドを含む目的の標的カーゴ分子を封入し、続いて単離及び精製するウイルス様粒子を調製するためにヒドロラーゼに耐性があるウイルスカプシドタンパク質を使用する、新規プロセス及び組成物が記載される。1つの態様において、本開示は、少なくとも1つの異種カーゴ分子及びパッキング配列を包むウイルス様粒子(VLP)を提供する。VLPは、更にカプシドによって包み込まれた少なくとも1つのリボザイムを含む。異種カーゴ分子は、オリゴヌクレオチド、又はオリゴリボヌクレオチドを含んでもよい。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国仮特許出願第61/578,706号(2011年12月21日出願)、米国仮特許出願第61/607,900号(2012年3月7日出願)、米国仮特許出願第61/661,688号(2012年6月19日出願)(その開示全部が、本発明において参考として含まれる)に対する優先権を主張し、そのすべての開示は参照により本明細書に組み込まれる。
配列表の組み込み
ファイル名450061_配列表_ST25.txt(容量77キロバイト)を含み2012年12月20日に作成された、「配列表」の紙のコピー及びフロッピー(登録商標)ディスクで配列表のコンピューターに読み込み可能な形式の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、ウイルス様粒子に関し、特に異種核酸を製造、区分け及び精製するためのナノコンテナのようなウイルスカプシドを用いた方法及び組成物に関する。
ウイルス様粒子(VLP)は、ウイルス外皮及び/又はウイルスカプシドを作り出す特定のウイルス構造タンパク質の発現を介してウイルスから部分的に得られた粒子であるが、VLPはウイルスゲノムを包含せず非感染性である。例えば、VLPは、B型肝炎ウイルス及び特定の他のウイルスから抽出され、ウイルス集合及びワクチン開発の研究に使用されている。
ウイルスカプシドは少なくとも1つのタンパク質、カプシドを形成するために組み立てるいくつかの複製から成る。あるウイルスにおいて、ウイルスカプシドはウイルス外皮で覆われている。そのようなウイルス外皮は、ウイルス糖タンパク質及び感染宿主細胞膜から成っており、別の方法でウイルスカプシドと接触する巨大分子からウイルスカプシドを保護する。カプシドは一般的に、ウイルスゲノム及び自然環境においてウイルスの持続に必要であるタンパク質も時々コードする核酸をカプシド形成するといわれている。新規の宿主に入るウイルスのウイルスゲノムに対して、カプシドを分解しなければならない。そのような分解は、それ自身も夾雑成分も退化するため通常は宿主によって使用される条件下で起こり、ほとんどの場合タンパク質分解を伴う。ウイルスは、それらのサイクル、すなわち、カプシド分解及びゲノム放出の欠かせない部分を可能にするためにタンパク質分解などの正常宿主工程を活用する。
従って、ペプチド結合に影響するヒドロラーゼのため、文献にはカプシド抵抗をこれまで記述しなかったことは驚くべきことではない。より大きなタンパク質である非常に限られた数の特定の特異ペプチド配列は、特定のプロテアーゼに対していくらか抵抗があることで知られているが、ペプチド配列の大部分ではない。タンパク質分解に抵抗するウイルスは、報告されていたが、これらはすべてエンベロープを持ったウイルスで、カプシドがウイルス外皮で保護する。そのようなウイルスにおいて、カプシドは記述されたプロテアーゼと接触しない、すなわち、記述されたプロテアーゼから保護する。従って、たとえあったとしても、そのような状況においてウイルスカプシドのタンパク質分解性の安定性の役割は知られていない。
タンパク質などの組み換え分子の大規模製造において、限外濾過はその単離につながる精製法で標的タンパク質より小さい分子を除去するのによく用いられる。精製法は、またしばしば沈殿、溶媒抽出、結晶化技術を伴う。これら分離技術は、クロマトグラフィーと対照的に、それらは表面でなくバルク相互作用に基づいているから、本質的に簡単で低価格である。しかし、これらの技術は典型的に簡易なシステム、並びに各タンパク質及び発現システムに必要な条件の異なる設定を明記する必要により、用途が限定されている。けれども各標準組み換え型タンパク質は、一意的な一組の結合相互作用を示し、それによってその単離過程唯一及び複体を作る。それ故に、これら簡易単離過程を用いた組み換えタンパクに対して分離効率は低い。
核酸(siRNA及びmiRNAが挙げられる)は化学的合成法を用いて大部分製造する。これらの方法は、必要とされる多くの工程及び技術的困難になりやすい反応、及び製造システムのコストの複雑性のため、一般的に複雑で高コストである。更に、複雑な合成試薬は、高価でそのためスケールメリットはバッチサイズを簡単に増やすことによって容易には得られない。
1つの態様において、本開示は、少なくとも1つの異種カーゴ分子及びパッキング配列を包むウイルス様粒子(VLP)を提供する。VLPは、更にカプシドによって包み込まれた少なくとも1つのリボザイムを含む。異種カーゴ分子は、オリゴヌクレオチド、又はオリゴリボヌクレオチドを含んでもよい。VLPは1つ以上のリボザイムを含んでもよく、リボザイムは核酸構築物を形成するためパッキング配列及びオリゴリボヌクレオチドに隣接してもよい。VLPは、複数の核酸構築物を含んでもよい。オリゴリボヌクレオチドを含むVLPにおいて、オリゴリボヌクレオチドはsiRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA、及びmiRNAから選ばれた短いRNAであってもよい。VLPは、少なくとも2つのリボザイムを含んでもよく、各リボザイムは短いRNAの一端を切り取るために選ばれる。VLPは、更に少なくとも1〜100のヌクレオチドから成るリンカー、少なくとも40%のA又は少なくとも40%のUを含むリンカーを含んでもよく、そのリンカーはオリゴリボヌクレオチド及びパッキング配列、又はオリゴリボヌクレオチド及びリボザイムを結びつける。リボザイムは、例えばハンマーヘッド型リボザイム及び肝炎デルタVリボザイムから選ばれてもよい。ハンマーヘッド型リボザイムは、少なくとも6つのオリゴリボヌクレオチドの連続的なヌクレオチドに対して相補的な連続した一連のヌクレオチドを有するハンマーヘッド型リボザイム変異体であってもよい。あるいは、リボザイムは、野生型肝炎デルタVリボザイムの割合多くても約50%の割合でオリゴリボヌクレオチドとのつながりを開裂できる変異型肝炎デルタVリボザイムであってもよい。そのような変異型HDVリボザイムは、例えば、配列番号:10〜18から選ばれた核酸配列を有してもよい。
本開示によるVLPは、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4、又は野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも21%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも45%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも56%、少なくとも59%、又は少なくとも86%の配列同一性を有するカプシドタンパク質によって触媒された加水分解に対して耐性がある野生型ウイルスカプシドを含むカプシドを含んでもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、配列番号3のアミノ酸配列を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質を含んでもよい。
本開示によるVLPは、ペプチド又はポリペプチドを含む異種カーゴ分子を含んでもよい。VLPは、異種カーゴペプチド又はポリペプチド分子及びウイルスカプシドを結びつけるオリゴヌクレオチドリンカーを更に含んでもよい。オリゴヌクレオチドリンカーはリボザイム配列を含むオリゴリボヌクレオチドであってもよい。あるいは、異種カーゴ分子は、特に約1,500Da以下の分子量を有する生物活性小分子を結びつける第1のアプタマー配列及びカプシドのパッキング配列を結びつけるための第2のアプタマー配列を含む二官能性ポリヌクレオチドを含む二分子カーゴ分子を含んでもよい。VLPは、更に第1のアプタマー配列を結びつけた生物活性小分子を含んでもよい。生物活性小分子は、例えば、アトラジン、アセタミプリドホレート、プロフェノホス、イソカルボホス及びオメトエートから選ばれてもよい、除草剤又は殺虫剤を含んでもよい。
別の態様において、本開示は、短いRNA、リボザイム及びパッキング配列をコードするヌクレオチド配列を含む核酸構築物を提供する。短いRNAは、例えば、siRNA又はshRNAであってもよい。核酸構築物は、4〜100ヌクレオチド、その中で少なくとも40%A’s又は少なくとも40%T’sの連結ヌクレオチド配列を更に含んでもよく、その連結ヌクレオチド配列はパッキングコード配列及び短いRNAコード配列に隣接する。核酸構築物は、4〜100ヌクレオチド、その中で少なくとも40%A’s又は少なくとも40%U’sの連結ヌクレオチド配列を更に含んでもよく、その連結ヌクレオチド配列はリボザイム及び短いRNAコード化配列に隣接する。リボザイム配列は、短いRNA及びパッキング配列に隣接してもよい。本開示は、また任意のそのような核酸構築物、及びそのようなベクトルを含む宿主細胞、並びにそのようなベクトルで安定して変形する宿主細胞を含むベクトルを含む。宿主細胞は、例えば、大腸菌細胞に限定されない細胞性細胞、植物細胞、哺乳類細胞、昆虫細胞、真菌細胞又は酵母細胞であってもよい。宿主細胞は、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるウイルスカプシドをコードする第2の核酸配列を含む第2のベクトルで更に安定して変形してもよい。第2の核酸配列は、例えば、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも40%の配列同一を有するウイルスカプシドをコードするウイルスタンパク質をコード化してもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。本明細書中に記載されるような核酸構築物は、また野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)をコード化してもよい。そのような核酸構築物のリボザイムは、例えば、ハンマーヘッド型リボザイム、少なくとも6つの短いRNAの連続的なヌクレオチドに対して相補的な連続した一連のヌクレオチドを有するハンマーヘッド型リボザイム変異体、肝炎デルタVリボザイム、又は野生型肝炎デルタVリボザイムの割合が多くても約50%の割合で短いRNAとのつながりを開裂できる変異型肝炎デルタVリボザイムであってもよい。非限定的だが例示的な変異型HDVリボザイムは、配列番号:10〜18から選ばれた核酸配列を有する。本開示は、また本明細書に記載された核酸構築物を含むために変形する植物又は植物組織、及び植物又は植物組織の種子又は子孫を含み、その種子又は子孫は核酸構築物を含む。
別の態様において、本開示は、a)少なくとも1つの異種カーゴ分子を包むウイルスカプシドをそれぞれ含む複数のウイルス様粒子、及びb)組成物中に存在するカプシドの100グラム毎に4グラム未満の量中に存在する1つ以上の細胞溶解産物を提供し、その細胞溶解産物は、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド及びこれらの組み合わせから選ばれる。組成物において、カプシドは、例えば、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも21%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも45%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも56%、少なくとも59%、又は少なくとも86%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含んでもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)を含んでもよい。組成物において、異種カーゴ分子は、オリゴリボヌクレオチドであってもよいオリゴヌクレオチドを含んでもよい。オリゴリボヌクレオチドは、例えば、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA及びmiRNAから選ばれてもよい。組成物において、各ウイルス様粒子は、更に少なくとも1つのリボザイムを含んでもよく、そのリボザイムは核酸構築物を形成するためパッキング配列及びオリゴリボヌクレオチドに隣接し、各ウイルス様粒子は、複数の核酸構築物を含んでもよい。そのような組成物のVLPにおいて、リボザイムは、例えば、ハンマーヘッド型リボザイム、少なくとも6つの短いRNAの連続的なヌクレオチドに対して相補的な連続した一連のヌクレオチドを有するハンマーヘッド型リボザイム変異体、肝炎デルタVリボザイム、又は野生型肝炎デルタVリボザイムの割合が多くても約50%の割合で短いRNAとのつながりを開裂できる変異型肝炎デルタVリボザイムであってもよい。非限定的だが例示的な変異型HDVリボザイムは、配列番号:10〜18から選ばれた核酸配列を有する。そのような組成物のVLPは、4〜100ヌクレオチド、その中で少なくとも40%A’s又は少なくとも40%T’sの連結ヌクレオチド配列を更に含んでもよく、その連結ヌクレオチド配列はパッキングコード配列及び短いRNAコード配列に隣接し、又は4〜100ヌクレオチド、その中で少なくとも40%A’s又は少なくとも40%U’sの連結ヌクレオチド配列を含んでもよく、その連結ヌクレオチド配列はリボザイム及び短いRNAコード化配列に隣接する。リボザイム配列は、短いRNA及びパッキング配列に隣接してもよい。そのような組成物のVLPは、ペプチド又はポリペプチドを含む異種カーゴ分子を含んでもよい。組成物のそのようなVLPは、異種カーゴ分子及びウイルスカプシドを結びつけるオリゴヌクレオチドリンカーを更に含んでもよい。オリゴヌクレオチドリンカーはリボザイム配列を含むオリゴリボヌクレオチドであってもよい。そのような組成物において、細胞溶解産物は、0.5グラム未満、0.2グラム未満又は0.1グラム未満の量中に存在してもよい。
別の態様において、本開示は、標的カーゴ分子を単離および精製するための方法を提供する。その方法は、(a)少なくとも1つの標的カーゴ分子を包むカプシド、そのカプシドは、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある、をそれぞれ含む複数のウイルス様粒子(VLP)を含む全細胞溶解液を得ること、(b)加水分解後そのような加水分解酵素が無傷のままである前に、十分な時間および条件下で100毎に少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、又は少なくとも90の個々のポリペプチドは、全細胞溶解液中に存在する一方、十分な時間および条件下で100毎に少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、又は少なくとも90の個々のポリペプチドは、全細胞溶解液中に存在するが、開裂するためにカプシドによって包まれないペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4を用いて加水分解するためのVLPを支配すること、である。その方法において、カプシドは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも21%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも45%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも56%、少なくとも59%、又は少なくとも86%の配列同一性を有するウイルスカプシドタンパク質をそれぞれ含んでもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)をそれぞれ含んでもよい。方法において、異種カーゴ分子は、オリゴリボヌクレオチド、又はペプチド若しくはポリペプチドであってもよいオリゴヌクレオチドを含んでもよい。オリゴリボヌクレオチドは、例えば、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA及びmiRNAから選ばれてもよい。方法において、各ウイルス様粒子は、リボザイムを更に含んでもよく、そのリボザイムは、パッキング配列及び核酸構築物を形成するためのオリゴリボヌクレオチドに隣接する。方法は、加水分解に続いてカプシドの精製を更に含んでもよい。精製は、少なくとも1つの液−液抽出工程、結晶化工程、分別沈殿工程、及び限外濾過工程を含んでもよい。本開示は、またそのような方法で製造した組成物を含んでもよい。
別の態様において、本開示は、宿主細胞の標的分子の細胞内産生に続いて全細胞溶解液の加水分解から標的分子を保護する方法を提供する。その方法は、(a)ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるウイルスカプシドを選択することと、(b)パッキング配列及びsiRNA配列に隣接したリボザイムを含む核酸配列を含む第1のベクトルとともに宿主細胞に安定して核酸を導入することと、(c)パッキング配列及びsiRNA配列に隣接されたリボザイムをカプシドで包むカプシドを発現し組み立てる形質転換細胞に対して十分な時間および条件下で細胞を維持することとを含む。その工程において、カプシドは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも21%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも45%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも56%、少なくとも59%、又は少なくとも86%の配列同一性を有するウイルスカプシドタンパク質をそれぞれ含んでもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。
別の態様において、本開示は、少なくとも1つの異種カーゴ分子を包むVLPを精製する工程を提供する。その工程は、(a)複数のVLPを含む細胞溶解物を得ることと、(b)加水分解を形成するためのVLP以外の細胞溶解産物を加水分解するために十分な時間および条件下でプロテアーゼとともに細胞溶解物に接触することと、(c)加水分解からVLPを単離することとを含む。工程(c)は(i)硫酸アンモニウムとともに第1の沈殿を行い、続いて第1の沈殿物及び第1の上清を得るために第1の遠心分離を行うことと、(ii)硫酸アンモニウムとともに第1の上清に第2の沈殿を行い、続いて第2の沈殿物を得るために第2の遠心分離を行うこととを含んでもよく、その第2の沈殿物は、VLPの少なくとも約70重量%、80重量%又は90重量%を含む。工程(c)は(i)エタノールとともに第1の沈殿を行い、続いて第1の沈殿物及び第1の上清を得るために第1の遠心分離を行うことと、(ii)硫酸アンモニウムとともに第1の上清に第2の沈殿を行い、続いて第2の沈殿物を得るために第2の遠心分離を行うこととを含んでもよく、その第2の沈殿物は、VLPの少なくとも約70重量%、80重量%又は90重量%を含む。工程(c)は、VLPの少なくとも約70重量%、80重量%又は90重量%を含む沈殿物を得るために加水分解を超遠心機にかけることを含んでもよい。工程において、VLPは、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるカプシドをそれぞれ含んでもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4は、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも21%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも45%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも56%、少なくとも59%、又は少なくとも86%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含んでもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)をそれぞれ含んでもよい。工程において、工程(b)は少なくとも約37℃で約30分にわたり行われてもよい。工程は、工程(b)の前に、少なくとも約37℃で30分にわたり少なくとも1つのヌクレアーゼ、アミラーゼ及びリパーゼとともに細胞溶解物に接触することを更に含んでもよい。工程において、プロテアーゼは、例えば、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4であってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4は、例えば、プロテイナーゼK、Streptomyces griseusからProtease、Bacillus lichenformisからProteaseから選ばれてもよい。工程において、VLPによって含まれた異種カーゴ分子は、オリゴリボヌクレオチド、又はペプチド若しくはポリペプチドであってもよいオリゴヌクレオチドを含んでもよい。オリゴリボヌクレオチドは、例えば、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA及びmiRNAから選ばれてもよい。工程において、VLPは、パッキング配列及び核酸構築物を形成するためのオリゴリボヌクレオチドに隣接した、本明細書中に記載されるようなリボザイムを更にそれぞれ含んでもよい。オリゴリボヌクレオチド及びパッキング配列は、少なくとも1〜100のヌクレオチドのリンカー配列によって結びつけられてもよく、40%を超えるA、40%を超えるU、又は40%を超えるTを含んでもよい。工程は、細胞のVLPの発現の後に細胞を遠心分離機にかけること、細胞を再懸濁すること、細胞を溶解させること及び上清を得るために細胞溶解物を遠心分離機にかけることによって工程(a)の前に細胞溶解物を調製することを更に含んでもよく、その上清は、工程(a)に対して細胞溶解物として用いられる。
別の態様において、本開示は、少なくとも1つの異種カーゴ分子及びパッキング配列を包むカプシドを含むVLPを提供す、そのカプシドは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)の変異体であるカプシドタンパク質を含む。カプシドタンパク質は、ポジション1でA残基が除去されることを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、ポジション1でA残基が除去され、ポジション2でS残基が除去されることを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、ポジション1でA残基が除去され、ポジション2でS残基が除去され、ポジション3でN残基が除去されることを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、ポジション129でY残基が除去されることを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、単一(1)112〜117セグメントのアミノ酸配列を有することを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、単一(1)112〜117セグメントのアミノ酸配列を有することを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、65〜83セグメントの1〜2残基の挿入を有することを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、44〜55セグメントの1〜2残基の挿入を有することを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、33〜43セグメントの単一(1)残基の挿入を有することを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、24〜30セグメントの1〜2残基の挿入を有することを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドタンパク質は、10〜18セグメントの単一(1)残基の挿入を有することを除いて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有する1つであってもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるカプシドに組み立てる第2のカプシドモノマー配列と連結したカプシドタンパク質モノマー配列を含んでもよい。カプシドは、C末端が第2のカプシドモノマー配列、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるそれらすべて、と連結される0〜6残基リンカーセグメントによりC末端が延長されるカプシドタンパク質モノマー配列を含んでもよい。リンカーセグメントは、例えば、−Gly−、−Gly−Gly−、及び−Gly−Gly−Gly−を含む、−(Gly)(x=0〜6)などの配列を有してもよい。リンカーセグメントは、−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−、−Gly−Gly−Ser及び−Gly−Ser−Gly−から選ばれたGly−Serリンカーであってもよい。カプシドは、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるカプシドに組み立てる第3のカプシドモノマー配列と連結したカプシドタンパク質を含んでもよい。カプシドは、C末端が第3のカプシドモノマー配列、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるそれらすべて、と連結される0〜6残基リンカーセグメントによりC末端が延長されるカプシドタンパク質を含んでもよい。カプシドは、カプシドタンパク質を含んでもよく、カプシドはカプシドタンパク質を含むものであり、一方又は両方のリンカー配列が−Gly−、−Gly−Gly−、及び−Gly−Gly−Gly−を含む、
−(Gly)(x=0〜6)である。リンカーセグメントは、−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−、−Gly−Gly−Ser及び−Gly−Ser−Gly−から選ばれたGly−Serリンカーであってもよい。
そのようなカプシドタンパク質は、例えば、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるカプシドに組み立てる。例えば、カプシドは、カプシドタンパク質を含んでもよく、一方又は両方のリンカー配列が−(Gly)x−(x=1)であり、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるカプシドに組み立てる。カプシドは、カプシドタンパク質を含んでもよく、一方又は両方のリンカー配列が−(Gly)x−(x=2)であり、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるカプシドに組み立てる。カプシドは、カプシドタンパク質を含んでもよく、一方又は両方のリンカー配列が−(Gly)x−(x=3)であり、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性があるカプシドに組み立てる。カプシドは、1〜3残基によって切り捨てられたN末端である1つ以上の外皮タンパク質配列を含んでもよく、本明細書中に記載されているようなリンカー配列は、除去された残基の数によって延長され、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、1残基によって切り捨てられたC末端である1つ以上の外皮タンパク質配列を含んでもよく、本明細書中に記載されているようなリンカー配列は、1つの残基によって延長され、そのカプシドは、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、1残基及び1つの残基によって延長されたリンカー配列によって切り捨てられたC末端である連結された二量体の第1の外皮タンパク質配列を含んでもよく、又は連結された三量体の第1の及び/又は第2の外皮タンパク質配列が1残基によって切り捨てられたC末端であり、カプシドは、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。カプシドは、N末端切り捨て及びC末端切り捨てを有するカプシドタンパク質を含んでもよく、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性がある。
カラー図参照
出願書類にはカラーで作成された少なくとも1枚の写真が含まれている。カラー写真を有するこの特許出願のコピーは、請求及び必要な料金の支払いに応じて特許庁より提供されるであろう。
その大腸菌宿主(ATCCNo.15669)において野生型MS2バクテリオファージ(ATCC No.15597−B1、American Type Culture Collection、Rockville、MD)の伝播を徐々に示す光学濃度のプロット(OD、黒菱形)及びpH(白四角)である。 大腸菌の増幅後に得られ、プロテイナーゼK及び限外濾過を用いて精製したMS2バクテリオファージ試料のSDS−PAGE解析の結果を示し、99%以上高く精製したプロテイナーゼK精製収率ファージ(MS2バクテリオファージ外皮タンパク質に相当する14kDaのバンド)を示すゲルである。 部分的に精製されたMS2のSDS−PAGE解析の結果を示し、ファージの完全分解及び溶解物(レーン4及び6)の1x又は2x限外濾過後に得られた結果を示すゲルである。 限外濾過及びプロテイナーゼK処理を用いて精製されたMS2試料のSDS−PAGE解析の結果を示すゲルである。 プロテイナーゼK、酸性条件で沈殿、塩基性と酸性条件でエタノールを用いる沈殿物、及び限外濾過を用いて精製されたMS2のSDS−PAGE解析の結果を示すゲルである。 プロテイナーゼK、酸性条件で沈殿、塩基性と酸性条件でエタノールを用いる沈殿物、及び限外濾過を用いて精製されたMS2試料のUVスペクトルを示すグラフである。 Ethidium Bromide(レーン1のプライマーF1201_1223−R1979_2001については1.2kbp、レーン2のプライマーF1201_1223−R1979_2001については800bp、及びレーン3のプライマーF1401_1426−R1680_1705については304bp)で染色した1.5%のアガロースゲルにクロマトグラフィーにより分析された、図5及び図6で記載した精製に続くMS2試料から得られたPCR生成物のクロマトグラフであり、無傷のMS2バクテリオファージゲノムを有する濃度を示す。 比較参照データ(菱形)及び図5及び図6で記載した精製に続くMS2試料(黒四角)で徐々に得られ、高い伝染力を保持したファージを含む精製された試料を示す光学濃度のプロット(OD、黒菱形)のプロットである。 外皮特異の19−mer RNAヘアピンに取り付けられた外皮タンパク質に対してRNAコーディングをカプシドで包むMS2カプシドの発現後のMS2試料のSDS−PAGE解析の結果を示すゲルである。 Ethidium Bromide(レーン1において304bp、Life Technologiesから1kb plus ladderに相当する最も左のレーン)で染色した2%のアガロースゲルにクロマトグラフィーにより分析された、MS2カプシドの一片の有無に関してMS2試料のPCR質問からPCR生成物のクロマトグラフであり、無傷のMS2被膜遺伝子を有する濃度を示す。 MS2ウイルス様粒子(VLP)の精製に対してエタノールを有する単純な沈殿後のMS2試料のSDS−PAGE解析の結果を示すゲルである。 プロテイナーゼK(PK)の使用後及びMS2 VLPの精製に対してエタノールを有する単純な沈殿後のMS2試料のSDS−PAGE解析の結果を示すゲルである。 constitutive hydrolases(CH)、エタノールを有する分別沈殿、及びMS2 VLPの精製に対する限外濾過の使用後のMS2試料のSDS−PAGE解析の結果を示すゲルである。 種々のヒドロラーゼ、及びMS2 VLPの精製に対する硫酸アンモニウムの使用後のMS2試料のSDS−PAGE解析の結果を示すゲルである。 MS2カプシドのカプシドに包まれたRNAから得られたRNAのPAGE解析の結果を示すゲルである。 デルタ肝炎ウイルス(HDV)リボザイムを用いてvitro transcriptionsに続いて製造されたRNA生成物のPAGE解析の結果を示すゲルである。 ロング・フランキング・ハンマーヘッド型リボザイムを用いてインビトロ転写中に得られたsiRNA生成物のPAGE解析の結果を示すゲルである。 VLPの精製後及びVLPからRNAの単離後に、VLPにおいてカプシドで包まれたRNAから得られたRNA生成物のPAGE解析の結果を示すゲルである。 VLPの精製及び懸濁、並びに培養の1時間及び4時間にわたる種々のプロテアーゼへの暴露後に、MS2カプシドを含むVLPのSDS−PAGE解析の結果を示す一連のゲルである。 選ばれた腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質の配列構造である。 UniProtデータベースから回復させ、重みづけ配列選択、ギャップペナルティなどの初期値を有するBLAST多重アラインメントを用いて整列させた完全レビウイルス科ウイルス外皮タンパク質配列の配列構造である。 UniProtデータベースから回復させ、重みづけ配列選択、ギャップペナルティなどの初期値を有するBLAST多重アラインメントを用いて整列させた完全レビウイルス科ウイルス外皮タンパク質配列の配列構造である。 UniProtデータベースから回復させ、重みづけ配列選択、ギャップペナルティなどの初期値を有するBLAST多重アラインメントを用いて整列させた完全レビウイルス科ウイルス外皮タンパク質配列の配列構造である。 1QBE鎖C(アロレビウイルス外皮タンパク質モノマー)と1AQ3鎖B(レビウイルス科外皮タンパク質モノマー)の主鎖重ねあわせの図解である。 図22に示した1QBE鎖C(アロレビウイルス外皮タンパク質モノマー)と1AQ3鎖B(レビウイルス科外皮タンパク質モノマー)の主鎖重ねあわせの代替図の図解である。 図22に示した1QBE鎖C(アロレビウイルス外皮タンパク質モノマー)と1AQ3鎖B(レビウイルス科外皮タンパク質モノマー)の主鎖重ねあわせの他の代替図の図解である。 図22に示した1QBE鎖C(アロレビウイルス外皮タンパク質モノマー)と1AQ3鎖B(レビウイルス科外皮タンパク質モノマー)の主鎖重ねあわせの他の代替図の図解である。 jFATCATリジッドを用いて1AQ3、2VTU及び1QBEの構造配列アラインメントである。 UniProtデータベースから回復させ、重みづけ配列選択、ギャップペナルティなどの初期値を有するBLAST多重アラインメントを用いて整列させた完全アロレビウイルス科ウイルス外皮タンパク質配列の配列構造である。 UniProtデータベースから回復させ、重みづけ配列選択、ギャップペナルティなどの初期値を有するBLAST多重アラインメントを用いて整列させた完全アロレビウイルス科ウイルス外皮タンパク質配列の配列構造である。 UniProtデータベースから回復させ、重みづけ配列選択、ギャップペナルティなどの初期値を有するBLAST多重アラインメントを用いて整列させた完全アロレビウイルス科ウイルス外皮タンパク質配列の配列構造である。 正二十面体のレビ及びアロレビウイルスカプシドを形成する180モノマーの他の60を示す図解である。各モノマーの主鎖は異なる色のリボンによって表された。主鎖の水素結合は、シアン線に寄って表される。正二十面体の三回軸は、図の中央である。モノマー−モノマー接点は、水素結合によって輪郭が描かれた中央の円を埋めない。 正二十面体カプシド(茶色及び濃紺でモノマー主鎖を表しているリボン)の接点でモノマーによって囲まれた2MS2モノマー(濃い青及び淡い青に色づけられた主鎖を表しているリボン)を示す図解である。アロレビウイルスQbetaは、残基72及び73(赤、下部中央)の間のレビウイルス科に対して2つの残基欠失を有する。中央の空隙は、この欠失跡の真下である(図5)。欠失はわずかに拡大する。126(赤中央左)でQbataの欠失は、セグメントから偏位を除去するが、隣接したモノマーのシート間で広範囲に接触し、本質的にモノマーを所定の位置に固定する。MS2連続番号を使用する。 正二十面体カプシド(茶色及び濃紺でモノマー主鎖を表しているリボン)の接点でモノマーによって囲まれた2MS2モノマー(濃い青及び淡い青に色づけられた主鎖を表しているリボン)の図解である。アロレビウイルスQbataは、残基12及び13(黄色、左上中央)の間のレビウイルス科に対して1つの残基挿入、溶媒中のカプシド外面から伸びる可動性ループ、内部のカーゴにわたるスタンド連結部の末端に広がる残基53及び54(黄色、左下中央)間の2つの残基の挿入を有し、残基27及び28の間の1つの残基挿入も、カプシドカーゴスペースにわたるβストランドコネクタの末端においてである。これらの挿入は、モノマーの折りたたみの動き又は隣同士の動きは必要ない。 正二十面体カプシド(茶色及び濃紺でモノマー主鎖を表しているリボン)の接点でモノマーによって囲まれた2MS2モノマー(濃い青及び淡い青に色づけられた主鎖を表しているリボン)の図解である。アロレビウイルスQbetaは、残基36及び37(黄色、右中央)の間のレビウイルス科に対して1つの残基挿入を有する。隣接したらせんの末端の反対のループの束は、残基を挿入したが、真下の可動性ループ上の中央空間に伸ばすことができる。 緑に色づけられたN末端、C末端赤の全てで、組み立てられたカプシドの対称点の周りを包んだ3非共有結合腸内細菌ファージMS2非共有結合二量体の主鎖リボンの図解である。
このセクション及び本明細書全体の開示において使用するときは、セクション見出しを限定するものではない。
A.定義
本明細書で用いられる場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が別に明らかに示さない限り、複数形の言及を含む。本明細書の数値範囲の記載については、その間にあるそれぞれの数も、同じ精度で明確に企図される。例えば、範囲6〜9のため、数字7及び8は6及び9のほかに考慮されており、範囲6.0〜7.0のため、数字6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9及び7.0は明示的に考慮される。
「又は」の使用は特に指定しない限り「及び/又は」を意味する。更に、用語「含む」の使用は、並びに「含む」及び「含まれる」などの他の形態は、限定的なものではない。
本明細書において、別に定義しない限り、本開示に関連して使用される科学用語および技術用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有するものとする。例えば、本明細書に記載された動物及び細胞解剖学、細胞及び組織培養、生物化学、分子生物学、免疫学、及び微生物学と関連して用いられる命名並びに技術は、当業者にはよく知られており普通に使用されている。用語の意味および範囲は、明確でなければならないが、任意の潜在的に曖昧な事象では、本明細書において提供される定義は、任意の辞書の定義または外因性の定義を超える先例を取る。更に、文脈上特に必要でない限り、単数形の用語は複数を含むものとし、複数形の用語は単数を含むものとする。
化学、生物化学、分子生物学、及び免疫学において多種多様の従来型技術及び道具が採用され、本明細書に記載された方法及び組み立てを実施するために利用可能であり、当業者の能力の範囲内であり、文献によく述べられている。野生型又はカーゴ分子とともに組換え型カプシドを含んでいるVLPの生成及び精製するため、並びに宿主生物を変換するため及び本明細に記載された組換えタンパク質と核酸を示すためのそのような技術及び道具を含む。例えば、MOLECULAR CLONING,ALABORATORY MANUAL 2nd ed.1989(Sambrook et al.,Cold Spring Harbor Laboratory Press)、及びCURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY (Eds.Ausubelet al.,Greene Publ.Assoc.,Wiley−Interscience,NY)1995を参照。これらのそれぞれの開示は、参照することで本明細書にその内容を取り入れることとする。
本明細書で使用するとき、用語「カーゴ分子」は、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド又はペプチド分子を意味し、カプシドによって包まれているか又は包まれ得る。
本明細書で使用するとき、用語「オリゴヌクレオチド」は、少なくとも2つの、及び約70ヌクレオチドしかない、好ましくはリン酸ジエステル結合によって結び付けられた約55ヌクレオチドしかない短いポリマーを意味する。オリゴヌクレオチドは、オリゴリボヌクレオチド(DNA)又はオリゴリボヌクレオチド(RNA)であってもよく、例えば、siRNA、shRNA、sshRNA、及びmiRNAなどの短いRNA分子を含むが、これに限らない。
本明細書で使用するとき、用語「ペプチド」は、ペプチド結合によって結び付けられた少なくとも2つのアミノ酸モノマー、好ましくは少なくとも約10、より好ましくは少なくとも20のアミノ酸モノマー、及びペプチド結合によって結び付けられた約60しかない、好ましくは約50しかないアミノ酸モノマーを最小限に含む高分子を意味する。例えば、用語は約10、約20、約30、約40、約50、又は約60のアミノ酸残基を有するポリマーを含む。
本明細書で使用するとき、用語「ポリペプチド」は、ペプチド結合によって結び付けられた少なくとも1つのアミノ酸モノマーの鎖を含む高分子を意味し、その鎖は、少なくとも約70のアミノ酸残基、好ましくは少なくとも約80の、より好ましくは少なくとも約90の、更に好ましくは少なくとも約100のアミノ酸残基を含む。本明細書で使用するとき、用語は、タンパク質を含み、そのタンパク質は、1つ以上の結合されたポリペプチド鎖を含んでもよく、その結合されたポリペプチド鎖は、更に共同因子又は他のタンパク質に結合してもよいか又は結合しなくてもよい。本明細書で使用するとき、用語「タンパク質」は、用語「ポリペプチド」と同じ意味で用いられる。
本明細書で使用するとき、分子に関して用語「変異体」は、実質的には天然分子又は野生型分子の配列と似ている配列である。ヌクレオチド配列に関して、変異体は、1つ以上の塩基に関して変化してもよいこれらの配列を含が、遺伝子コードの退化のため、天然タンパク質の同一のアミノ酸配列を更にコードする。変異体は、自然に起こる対立遺伝子、及び分子生物学、例えば部位特異的突然変異誘発法など、において周知の技術を用いて設計されたヌクレオチド配列、及び天然タンパク質をコード化し、並びにアミノ酸置換を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む。一般的に、本発明のヌクレオチド配列変異体は、天然の(内因的な)ヌクレオチド配列のために少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%又は少なくとも80%の配列同一性を有する。本開示は、少なくとも約85%の配列同一性、少なくとも約90%の配列同一性、少なくとも約85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%を有するヌクレオチド配列変異体も含む。
本明細書で使用するとき、特定のヌクレオチド配列に関して、用語「保存的変異体」は、参照配列と同一の又は本質的に同一のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を意味する。遺伝子コードの退化のため、ほとんどの場合2つ以上のコドンは、各アミノ酸、極めて密接につながったタンパク質をコードするヌクレオチド配列をコーディングすることができる。更に、異なる有機体は、多くのアミノ酸、異なる有機体又は更に同じ有機体、例えば、大腸菌株に対してコドンを好み、同じアミノ酸に対して異なるコドンを好んでもよい。したがって、最小の割合の配列同一性を共有しなくても、又は厳しい条件下で互いに雑種細胞を作らなくても、第2のヌクレオチド酸配列と同じポリペプチドを本質的にコードする第1のヌクレオチド酸配列は、第2のヌクレオチド配列と実質的に同一であると考慮される。更に、通常は、メチオニンに対してコドンだけである、ATGの限られた例外で、任意の配列は、標準的な方法で機能的に同一分子を産出するために修正されてもよく、そのような修正は本開示によって含まれることが理解されるべきである。以下に記載されるように、本開示は、特に天然タンパク質のタンパク質変異体を考慮し、そのタンパク質変異体は、天然のヌクレオチド配列に対して少なくとも15%、少なくとも16%、少なくとも21%、少なくとも21%、少なくとも40%、少なくとも41%、少なくとも52%、少なくとも53%、少なくとも56%、少なくとも59%、又は少なくとも86%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有する。
アミノ酸配列の配列同一性又はヌクレオチド配列は、分子の規定領域内に又は完全長配列を横切って、当技術分野でよく知られ、本明細書に記載されているような従来の道具及び方法を用いて測定される。例えば、2つのアミノ酸配列、又は2つのヌクレオチド配列の配列同一性の程度は、NCBI Basic Local Alignment Seardh Tool(BLAST)(Altschulet al.,1990)などの位置合わせツールを用いてすぐに決定され、複数のオンライン情報源からすぐに利用可能である。最適な配列アラインメントに対してのアルゴリズムは、当技術分野において周知であり、記載されおり、例えば、Smith and Waterman,Adv.Appl.Math.2:482(1981),Pearson and Lepman Proc.Natl.Acad.Sci.(U.S.A.)85:2444(1988)において含んでいる。配列解析に対してのアルゴリズムも、blastp、blastn、blastx、tblastn及びtblastxなどのプログラムですぐに利用可能である。本開示の目的のためには、2つのヌクレオチド配列は、また厳しい条件下で互いに雑種細胞を作る場合、「実質的に同一」と考慮されてもよい。類似度の高い核酸配列間でのみハイブリダイゼーションを許可する高いハイブリダイゼーションの温度及びハイブリダイゼーションの低塩を含む厳しい条件は、バッファの役割を果たす。厳しい条件は、配列依存性であり、環境が異なると異なるが、一般的に少なくとも60℃の温度を含み、特定のイオン強度及びpHで特定配列に対して熱融点(Tm)よりも約10℃〜15℃低くなる。塩濃度は、一般的にpH7で約0.02モルである。
2つのアミノ酸配列間の配列同一性の程度は、Karlin and AltschulのBLASTpアルゴリズム(Proc.Natl.Acad.Sci.USA87:2264〜2268,1993)を用いて測定され得る。配列同一性の割合は、比較ウインドウにわたって2つの最適に整列させた配列を比較することにより測定され、その比較ウインドウ中のアミノ酸配列の部分は二つの配列の最適の整列のための基準配列(これは付加または欠失を含まない)と比較して付加または欠失(即ち、ギャップ)を含み得る。%は、同じアミノ酸が両方の配列中に生じて適合位置の数を生じる位置の数を測定し、適合位置の数を比較のウインドウ中の位置の合計数で割り、その結果に100を掛けて配列同一性の%を得ることにより計算される。
当業者は、アミノ酸が成熟タンパク質の機能に影響を及ぼさない類似のアミノ酸残基と置換され得る場合に、ポリペプチドが「実質的に類似」であることを認めるであろう。上述の通り「実質的に類似」シェア配列であるポリペプチド配列は、残基位置(同一ではない)が保存的アミノ酸変化を有し得る。保存的アミノ酸置換は、類似の側鎖を有する残基の可換性を表す。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸のグループは、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、及びイソロイシンであり、脂肪族ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸のグループは、セリン及びトレオニンであり、アミド含有側鎖を有するアミノ酸のグループは、アスパラギン及びグルタミンであり、芳香族側鎖を有するアミノ酸のグループは、フェニルアラニン、チロシン、及びトリプトファンであり、塩基性側鎖を有するアミノ酸のグループは、リジン、アルギニン、及びヒスチジンであり、並びに硫黄含有側鎖を有するアミノ酸のグループは、あり、システイン及びメチオニンである。好ましい保存的アミノ酸置換基は、バリン−ロイシン−イソロイシン、フェニルアラニン−チロシン、リジン−アルギニン、アラニン−バリン、及びアスパラギン−グルタミンが挙げられる。
ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質をコード化する核酸は、所定のタンパク質に対して推定アミノ酸配列を用いて選ばれたcDNA又はゲノムライブラリースクリーニングによって得られてもよい。プライマー伸長法を使用する従来の方法(例えばSambrookらに記載された)は、前駆体及びプロセシング中間体を検出するために用いられてもよい。
カーゴ分子を包むカプシドから成るウイルス様粒子(VLP)
本明細書に記載の方法及び組成物は、ある種のウイルスカプシドが、核酸に対する商業化手続きを改善するための新たな製造方法及び精製方法で調製され及び/又は使用され得る賞賛の一部をもたらす。本明細書に記載の方法は、核酸、ペプチド、又はタンパク質を含むポリペプチドなどの異種カーゴ分子を含むために、すぐに利用可能なヒドロラーゼに対して耐性がある組み換え型ウイルスカプシドを使用する。
カプシドは、野生型カプシドに由来する野生型カプシド又は変異型カプシドであってもよい。ただし、カプシドが加水分解酵素と接触すると、カプシドがペプチド結合に従って少なくとも1つの加水分解酵素によって触媒された加水分解への耐性がある。本明細書で同じ意味で用いられるとき、細胞溶解産物であり、カプシドで包まれていないポリペプチドも含有する全細胞溶解液中に存在し、開裂するために溶解物(細胞溶解産物であり、カプシドで包まない)中に存在する個々のポリペプチド100毎に少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、又は少なくとも90(すなわち、個々の包まないポリペプチドが開裂される全ての少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、又は少なくとも90%)、更に加水分解後にそのような加水分解が無傷のままである前に存在するカプシド100毎に少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、又は少なくとも90に対して十分な時間および条件下でペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4を用いて加水分解を受けやすい場合、語句「加水分解への耐性」及び「加水分解酵素の耐性」は、任意のカプシドを表す。加水分解酵素は、加水分解を実施する前の細胞タンパク質の平均分子量、加水分解が約3分の2未満、約2分の1未満、約3分の1未満、約4分の1未満、又は約5分の1未満であるのに続いて、細胞株から残存する細胞タンパク質の平均分子量に対して十分な時間及び条件下で実施する。方法は、加水分解後に無傷のカプシドを精製すること、並びに加水分解及び精製前後にカプシドの重量及び全乾燥細胞物質の重量を測定することを更に含んでもよく、加水分解及び精製後に全乾燥細胞物質の重量よって分離したカプシドの重量は、加水分解及び精製前に測定した全乾燥細胞物質の重量よって分離した少なくとも2倍のカプシドの重量である。加水分解及び精製後に全乾燥細胞物質の重量よって分離したカプシドの重量は、加水分解及び精製前に測定した全乾燥細胞物質の重量よって分離したカプシドの重量より少なくとも10倍、好ましくは100倍、より好ましくは1,000倍、最も好ましくは10,000倍であってもよい。
加水分解酵素は、欧州委員会によって識別番号EC3に分類された加水分解反応を触媒する酵素である。例えば、エステル結合の加水分解酵素を触媒する酵素は、EC3.1から始まる識別番号を有する。グリコシド結合の加水分解酵素を触媒する酵素は、EC3.2から始まる識別番号を有する。ペプチド結合の加水分解酵素を触媒する酵素は、EC3.4から始まる識別番号を有する。タンパク質の加水分解を触媒する酵素であるプロテアーゼは、EC3.4(プロテイナーゼK及びスブチリシンが挙げられるが、これに限定されない)から始まる識別番号を用いて分類される。例えば、プロテイナーゼKは識別番号EC3.4.21.64を有する。非限定的な例において、本開示は、Streptomyces griseusからのプロテイナーゼK、Bacillus lichenformisからのProtease、ペプシン及びパパインの耐性があるVLP、並びにそのようなVLPを使用する方法及び工程を含む。
国際生化学分子生物学連合の命名法委員会は、また触媒する反応による酵素の命名及び分類を奨励する。それらの完全な推薦は自由で広く利用可能であり、例えば、http://enzyme.expasy.org及びwww.chem.qumul.ac.uk/iubmb/enzyme/などにオンラインでアクセスできる。各酵素に何を置くか記述するための速記を開発したIUBMBは、活性を有する。無差別に切り取る酵素は、広く特異性と称される。他の酵素に対する開裂パターンは、Xaa|Yaaと記述され、|は切断部位、Xaa={開裂のN末端側で酵素によって選ばれた残基の組}、及びYaa={開裂のC末端側で酵素によって選ばれた残基の組}を表す。いくつかの酵素は、これ以上の結合条件を有するので記述がより複雑になり得る。非常に特異的な反応、例えばプロトロンビンを活性トロンビンへ処理する酵素を触媒する酵素に対して、その活性が開裂記述の基礎である。特定の場合には、酵素の正確な活性は明らかでなくてもよく、そのような場合、B鎖インスリンのような標準テストタンパク質に対する開裂結果が報告される。EC3.4から始まる識別番号を有するペプチド結合の加水分解を触媒する酵素の使用に代わる方法として、酵素がP1ポケット結合選好のXaaを報告するが、P1’ポケットYaaを結合するための選好はない場合、及び反対に、酵素がP1’ポケット結合選好のYaaを報告するが、P1ポケットXaaを結合するための選好はない場合、Xaa|Yaa選好を有する特異性酵素は広範囲に用いられ得る。Xaa|Yaa選好を有する広く特異性の酵素が使用され得る。
本明細書でさらに詳細に記載するように、カプシドは、簡単な単離及び精製法を用いて単離され及び精製され得るように更に選ばれ及び/又は調製され得る。例えば、カプシドを簡単に抽出した非極性水非混和相の中に選択的に分離するために、カプシドは本明細書に記載されるような周囲のマトリックスよりもかなり疎水性が高く選択され又は遺伝子的に修正され得る。あるいは、カプシドは溶液から選択的に結晶化するための能力を改善するために選択され又は遺伝子的に修正されてもよい。
カプシドを用いた簡単な及び効果的な精製工程の使用は、上記明細書に記載されるように、カプシドがペプチド結合に従って少なくとも1つの加水分解酵素によって触媒された加水分解への耐性を示すように、ある種の野生型カプシドの選択又は野生型カプシドを含むタンパク質のアミノ酸配列のための修正により使用可能である。野生型MS2カプシドなどの、そのような野生型カプシドは、プロテイナーゼK又はスブチリシンなどのある種の安価な酵素がタンパク質分解のために用いられる精製工程に使用され得る。非限定的な例は、腸内細菌ファージMS2(配列番号1、MS2野生型ゲノム; 配列番号2、MS2野生型外皮タンパク質、DNA配列; 及び配列番号3、MS2野生型外皮タンパク質、アミノ酸配列である。
(配列番号1)全MS2ゲノム、野生型、太字で外皮タンパク質配列
(配列番号2)MS2外皮タンパク質DNA配列、野生型:
ATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG
(配列番号3)MS2外皮タンパク質、アミノ酸配列:
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY
驚いたことに、エンベロープを欠いているが修正されない野生型MS2カプシドは、カプシドの高度に精製された組成物(カーゴ分子を含んでもよい)が全細胞溶解液から調製され得るように、プロテイナーゼK及びスブチリシンを含まれるがこれらに限定されない、種々の分類EC3.4加水分解酵素に対して耐性がある。したがって、本開示は野生型MS2カプシドタンパク質を含むウイルスカプシドを含むVLP、及び/又は野生型MS2カプシドタンパク質と相同性をもつカプシドタンパク質を提供し、ウイルスカプシドはカーゴ分子をカプシドで包む。カーゴ分子は、1つ以上の異種核酸、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質を含んでもよい。したがって、これらVLPは、分類EC3.4を用いて加水分解工程後に、高純度のVLPの組成物、例えばVLPの少なくとも60重量%、少なくとも70重量%、少なくとも80重量%、又は少なくとも85%を製造するために、全細胞溶解液から単離され、精製されてもよい。VLPの少なくとも90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%、95重量%、96重量%、97重量%、及び98重量%の純度を有する組成物は、明確に考慮される。
本開示は、a)野生型ウイルスカプシド及び野生型ウイルスカプシドで包まれた少なくとも1つの標的異種カーゴ分子をそれぞれ含む複数のウイルス様粒子、及びb)組成物中に存在するカプシドの100グラムごとに40グラム未満、30グラム未満、20グラム未満、15グラム未満、10グラム未満、好ましくは9、8、7、6、5、4、3未満、より好ましくは2グラム未満、更に好ましくは1グラム未満の量中に存在する1つ以上の細胞溶解産物を含む組成物を含み、その細胞溶解産物はタンパク質、ポリペプチド、ペプチド及びこれらの任意の組み合わせから選ばれる。続いてカーゴ分子はカプシドから容易に採取できる。したがって、そのような組成物は、高純度及び/又は高い生産効率が必要とされるすべての用途に対して非常に好ましい。
本明細書に記載の加水分解酵素耐性カプシドは、ウイルス様粒子を形成するためにカーゴ分子の異なるタイプを包み込むために用いられてもよい。カーゴ分子は、任意の1つ以上のオリゴヌクレオチド又はオリゴリボヌクレオチド(DNA、RNA、LNA、PNA、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA若しくはmiRNA、又は核酸を生じる非天然型の任意のタイプを含む任意のオリゴヌクレオチド)、任意のペプチド、ポリペプチド又はタンパク質であるがこれに限定されない。オリゴヌクレオチド又はオリゴリボヌクレオチドであるカーゴ分子は、リンカーを使用して又は使用しないでカプシドで包まれてもよい。カプシドは、例えば、オリゴリボヌクレオチドなどのヌクレオチドカーゴの存在下でカプシドタンパク質から自己集合するためトリガーされ得る。非限定的な例において、本明細書に記載されるようなカプシドは、例えば、腸内細菌ファージMS2から19−merパックサイトを含む合計1,800〜2,248リボヌクレオチドを含有する標的異種RNAストランドなどの、標的異種RNAストランドを含んでもよく、プラスミドから転写されたそのようなRNAストランドは、Wei,Y.et al.(2008)J.Clin.Microbiol.46:1734−1740に記載されたような、カプシドタンパク質に対してプラスミドコーディングから分離する。
RNA干渉(RNAi)は、対象となる標的遺伝子の選択的抑制のために用いられ得るsiRNA分子などの短いRNA分子によって媒介された現象であり、バイオテクノロジー及び医学の多数の用途を有する。例えば、短いRNA分子は、望ましい表現型を得るための有機体において対象となる特異遺伝子を標的にするために用いられ得る。しかしながら、siRNAを含む、短いRNA分子は、RNAsesの称がある偏在性酵素によって容易に分解される。本明細書のこれらの記載のような、カプシドはカプシドで包まれたRNAを酵素分解から保護する。しかしながら、本明細書に記載のカプシドは、自己切断型リボザイム(シス作用)かある場合において他のRNAの結合を切断する能力がある(トランス作用)か、1つ以上のリボザイムを含有するRNAストランドを包んでもよい。1つ以上のリボザイムは、特に調製されたRNA分子(例えば、siRNA分子などが挙げられるがこれらに限定されるものではない)を製造するためのRNA配列を特に切断するため含まれてもよい。例えば、ハンマーヘッド型リボザイム及びデルタ肝炎ウイルスリボザイムの変異型は、知られており、長いR配列を切断するために用いられ得る。本開示は、上記に記載されたようなパック配列(すなわち、カプシドの内壁に強い親和性を有するRNA配列)に付属した1つ以上のリボザイム、及びリボザイムに付属したパッキング配列から短いRNA配列を切断するために用いられたリボザイムをカプシドで包んでいるカプシドを含む新種のVLPを記載する。
したがって、本開示は、それらをカプシドで包むために用いられたパッキング配列からsiRNA、shRNA、sshRNA、及びmiRNAなどの、短い又は小さい」RNA配列を単離するためにリボザイムの新しい使用も含む。特に別段の支持がない限り、用語短いRNAは二本鎖ステム及び一本鎖ループ又はヘアピンを有する短い一本鎖及びショートヘアピン型(ステムループ)RNA配列を含むことを理解されたい。短いRNAは、わずか30ヌクレオチド、好ましくはわずか25ヌクレオチド、より好ましくは22ヌクレオチドを有する任意のRNA一本鎖、又はステムにおいてわずか30ヌクレオチド塩基対、好ましくはわずか25ヌクレオチド塩基対、より好ましくはわずか22ヌクレオチド塩基対を有するヘアピンRNAである。
リボザイムを使用する際の課題は、RNAのカプシド化(encapsidation)を達成する前にそのような短いRNA配列をパッキング配列から単離するために高活性であることである。更に、siRNAなどの短いRNA、又はヘアピンパッキング配列の三次元構造は、リボザイムの適切な機能性に干渉し得ることが発見された。これらの問題は、1)短いRNAのカプシド化(encapsidation)を達成する前にパッキング配列から短いRNAの遊離を回避するために、活量のより遅い割合を明示するリボザイム変異体の使用、及び/又は2)リボザイムにおけるヌクレオチドの数の増加、によって克服できる。更に、トランス作用リボザイムは、完全なリボザイムによってではなくむしろトランス作用リボザイムの標的であり、また同じVLP中にカプシドで包まれたより短い配列によって短いRNA配列が隣接するならば、短いRNAのようにVLPにカプシドで包まれたRNAの割合を増加させるため有利に用いることができる。
1つ上の短いRNA配列は、また、特定の種類の細胞へタンパク質又は薬物分子を送達するために、外部のペプチドタグを挿入するために修正された、野生型か遺伝子的に修正されたウイルスカプシドにカプシドで包み得る。野生型カプシドは、また、特別の標的細胞RNAiを含むことを目的として短いRNA配列をカプシドで包むために有利に用いられ得る表面タンパク質細胞受容体に対して配位子の機能を果たす外部のペプチド配列を挿入するために遺伝子的に修正されてもよい。そのような組成物は、短いRNA送達のための現在の選択肢よりも非常に単純で、安価で、より確実に製造される。
有益なVLPの非限定的な例は、以下を含むRNAストランドを包むカプシドを含んで調製され得る。
(i)全ての一本鎖RNAスペーサーが4〜40ヌクレオチド(配列番号30)を有する場合、1つの一本鎖(非ハイブリダイズ)RNAスペーサーに隣接した少なくとも1つのパッキング配列及び1〜100の同一の又は異なるsiRNAs、
(ii)全ての一本鎖RNA配列が4〜40ヌクレオチド(配列番号28、HDVリボザイム)を有する場合、1つの(1)リボザイム及びsiRNAにつき1つの一本鎖(非ハイブリダイズ)RNA配列、
(iii)siRNAにつき2つの(2)リボザイム、
(iv)1つの(1)T7開始部位、1つの(1)リボザイム、1つの(1)パッキング部位及び1つの(1)転写終結部位、又は
(v)1つの(1)T7開始部位、1つの(1)パッキング部位、及び1つの(1)転写終結部位
(vi)siRNAにつき4つの(4)リボザイム(配列番号29)
1つ以上のリボザイムを含むVLPにおいて、本開示は、リボザイムがRNAを切断した後、得られた生成物を含有するVLPを更に意図している。転写ターミネータを含むVLPは、例えば、Studier FW,Moffatt BA.(1986)J.Mol Biol.May5;189(1):113−30;及び R Sousa,D Patra,EM Lafer(1992)J.Mol.Biol.224:319−334に記載されたようなT7転写ターミネータを使用することができる。例えば、次の2つの配列は、T7RNAポリメラーゼに対して適切な転写ターミネータである。
CTAGCATAACCCCTTGGGGCCTCTAAACGGGTCTTG(配列番号4)
又は
TAGCATAACCCCTTGGGGCCTCTAAACGGGTCTTGAGGGGTTTTTTG (配列番号5)
本明細書に記載されたようなVLPは、あるいは少なくとも1つの標的ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質を包んでもよい。標的異種カーゴ分子がペプチド、ポリペプチド又はタンパク質である場合、オリゴヌクレオチドリンカーは標的異種カーゴ分子及びウイルスカプシドを結びつけるために使用できる。ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質であるカーゴ分子は、好ましくはリンカーを用いてカプシドにパッケージされる。パッケージング工程は、外皮タンパク質及び標準カーゴ分子と融合したペプチドタグの間にリンクを形成する短いRNAアプタマー配列から成るリンカーによって進められる。(Fiedler,J.et al.,RNA−Directed Packaging of Enzymes within Virus−like Particles,Angew.Chem.Int.Ed.49:9648−9651(2010)参照)オリゴヌクレオチドリンカーは、DNA、RNA、LNA、PNAなどから成ってもよい。リンカーは、例えば、カプシド外皮の内部に対して結合特異性を有する第1の末端で短い配列(例えば、約20ntの長さ)、及びカーゴペプチド、ポリペプチド又はタンパク質に対して結合特異性を有する第2の反対端で他の配列(例えば、約70ntの長さ)を有する50−〜100−merである。更に、遅いリボザイムはRNAから成るリンカーに組み込まれてもよい。例えば、遅いリボザイムはパッキング配列(外皮タンパク質に結合)とアプタマー(標的タンパク質に結合)との間に組み込むことができる。活性化時に、リボザイムは標的タンパク質から外皮タンパク質を分離する。あるいは、本明細書に記載されたようなカプシドは、非共有でアプタマー−及びカプシドパック配列含有RNAストランド(例えば、Fiedler、J.et al.(2010)によって記述されたようなN末端タグ及びアプター−及びパック配列含有RNAストランド)に結合できるペプチドでタグ付けられた少なくとも1つの標的タンパク質N末端を包んでもよい。
カーゴ分子は、二分子カーゴ分子であり、本明細書に記載されたカプシドは、また1つ以上のリボザイムを含んでもよく又は含まなくてもよい二分子カーゴ分子をカプシドで包んでもよい。二分子カーゴ分子は、二官能性ポリヌクレオチドと結合したアプタマーを含んでもよい。アプタマーは、生活活性小分子、すなわち、遅い分子量(好ましくは1,500Daより遅い)を有する分子に特定の結合を示すためにSELEXを用いて特に選ばれた配列を有する。二官能性ポリヌクレオチドは、低分子量生物活性カーゴ分子を結合するための第1のアプタマー活性、及びカプシドのパッキング配列を結合するための第2のアプタマー活性の両方を有する。生物活性カーゴ分子と結合した二官能性ポリヌクレオチドは、次にカプシドと結合され得る二分子カーゴ分子を形成する。そのようなカーゴ分子は、生物活性小分子と結合するために用いられ、したがってVLPに小分子を充填する。したがって、本開示は、またそのような合成二分子カーゴ分子と結合したカプシドを含むVLPを含む。RNAアプタマーと結合することによってVLPに充填される低分子量生物活性の例は、Sett et al.(2012) Open Journal of Applied Biosensor、l:p.9−19によって記載されたような、アトラジン(除草剤)、アセタミプリドホレート、プロフェノホス、イソカルボホス及びオメトエート(殺虫剤)を含む。
RNAアプタマーと結合することによってVLPに充填される低分子量生物活性の例は、例えば、Roberts et al.(1998)Metabolic Pathways of Agrochemicals:Part1:Herbicides and Plant Growth Regulators.Published by Royal Society of Chemistry(Great Britain)ISBN978−1−84755−138−2によってリストアップされた他の中の、2,4−D(2,4−ジクロロフェノキシ酢酸)、カンバ((3,6−ジクロロ−2−メトキシ安息香酸)、パラコート(N,N’−ジメチル−4,4’ビピリジニウムジクロリド)、オリザリン(4−(ジプロピルアミノ)−3.5−ジニトロベンゼンスルホンアミド)、DCMU(3−(3,4−ジクロロフェニル)−1.1−ジメチル尿素)、トリフルラリン(2,6−ジニトロ−N,N−ジプロピル−4−(トリフルオロメチル)アニリン)、イマザピック(−メチル−2−[4−メチル−5−オキソ−4−(プロパン−2−イル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール-2-イル]ピリジン−3−カルボン酸)、アミノピラリド(4−アミノ−3,6−ジクロロピリジン−2−カルボン酸)、クロピラリド(3,6−ジクロロ−2−ピリジンカルボン酸)、メトラクロール((RS)−2−クロロ−N−(2−エチル−フェニル)−N−(1−メトキシプロパン−2−イル)アセトアミド)、ペンディメタリン(3,4−ジメチル−2,6−ジニトロ−N−ペンタン−3−イル−アニリン)、ピクロラム(4−アミノ−3,5,6−トリクロロ−2−ピリジンカルボン酸)、プロパニル(N−(3,4−ジクロロフェニル)プロピオンアミド)、トリクロピル[(3,5,6−トリクロロ−2−ピリジニル)オキシ]酢酸)、及びアトラジン(2−クロロ−4−(エチルアミノ)−6−(イソプロピルアミノ)−s−トリアジン)などの除草剤を含む。例えば、アトラジンを結びつけるRNAアプタマーは、Sinha et al.(2010)Nature Chmical Biology, 6:p.464−470によって記載された。
RNAアプタマーは、また例えば、Roberts et al.(1999)Metabolic Pathways of Agrochemicals:Part2:Insecticides and Fungicides.Published by Royal Society of Chemistry(Great Britain)ISBN978−1−84755−137−5によってリストアップされた他の中のプロパルギット(2−(4−ターシャリ−ブチルフェノキシ)シクロヘキシル=プロプ−2−イン−1−スルホン酸塩)、クロルピリホス(O,O−ジエチルO−3,5,6−トリクロロピリジン−2−イル=ホスホロチオエート)、ホスメット(2−ジメトキシホスフィノチオイルチオメチル)イソインドリン−1,3−ジオン)、ペルメトリン(3−フェノキシベンジル(1RS)−cis,trans−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシラート)、ダイアジノン(O,O−ジエチルO−[4−メチル−6−(プロパン−2−イル)ピリミジン−2−イル]ホスホロチオエート)、チルパラチオン(O,O−ジメチルO−(4−ニトロフェニル)ホスホロチオエート)、アセタミプリド(N−[(6−クロロ−3−ピリジル)メチル]−N’−シアノ−N−メチル−アセトアミジン)、及びクロロサロニル(2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル)などの防かび剤、キャプタン((3aR、7aS)−2−[(トリクロロメチル)スルファニル]−3a,4,7,7a−テトラヒドロ−1H−イソインドール−1,3(2H)−ジオン)、ボスカリド(2−クロロ−N−(4’−クロロビフェニル−2−イル)ニコチンアミド)、イプロジオン(3−(3,5−ジクロロフェニル)−N−イソプロピル−2,4−ジオキソイミダゾリジン−1−カルボアミド)、アゾキシストロビン(メチル(2E)−2−(2−{[6−(2−シアノフェノキシ)ピリミジン−4−イル]オキシ}フェニル)−3−メトキシアクリレート)、ピラクロストロビン(メチル2−[1−(4−クロロフェニル)ピラゾール−3−イルオキシメチル]−N−メトキシカルバニラート)、シプロジニル(4−シクロプロピル−6−メチル−N−フェニルピリミジン−2−アミン)、などの殺虫剤を結びつけるために用いられ得る。例えば、SELEXを用いて組み立てられたRNAアプタマーと同じような方法で組み込まれたDNAアプタマーを用いてSett et al.(2012)Open Journal of Applied Biosensor,1:p.9−19によって例示されたように、アプタマーはアセタミプリド、ホレート、プロフェノホス、イソカルボホス及びオメトエートを結合するために記載された。
これらの除草剤、殺虫剤又は防かび剤は、生物活性小分子、すなわち、低分子量、好ましくは1,500Daより下を有する分子である。サイズが小さいため、Wu et al.(2005) Delivery of antisense oligonucleotides to leukemia cells by RNA bacteriophage capsids,Nanomedicine:Nanotechnology,Biology and Medicine,1:p.67−76によって例示されたように、本開示のVLPを形成するカプシドを透過することができる。そのようなVLPが精製前か精製後かに形成された後に、これらの生物活性小分子は、生物活性小分子を結合するためにSELEXを用いて設計されたアプタマーをカプシドで包む本開示のVLPに添加される。例えば、これらの生物活性小分子の添加は、例えば、それらを30分〜10時間の間室温でVLPの溶解及び培養に添加することによって行われる。これらの生物活性小分子は、粒子対称軸において細孔を通り抜けて拡散してVLPに入り、包み込まれたアプタマーへのその結合によって内部に保持される。生物活性小分子をVLPに充填するために用いられた好適な溶媒は、水などの極性の範囲であり、水−エタノールは、例えば、イソオクタン、トルエン、ジクロロメタン、又はクロロホルムなどの非極性と混合する。例えば、Johnson et al.(2006),Solubilization and stabilization of bacteriophage MS2 in organic solvents,Biotechnology and bioengineering,2007.97(2):p.224−34によって記載されたように、VLPの分解に対する非極性溶媒の使用は、Aerosol OTのような界面活性剤の助けを借りて行われる。生物活性小分子を充填するために非極性溶媒の使用は、ほとんどの場合、極性溶媒のその溶解性が悪いので好ましい。
siRNA及び生物活性小分子の両方をカプシドで包むVLPは、例えば、標的植物、標的昆虫又は標的真菌が、生物活性小分子に耐性であるこれらの場合において、2つの生物活性原料の間で相乗効果が達成される用途において好ましい。そのような場合、Sammons et al.,Polynucleotide molecules for gene regulation in plants,US 2011/0296556によって例示されたように、siRNAは生物活性小分子への耐性を植物、昆虫又は真菌に与える生物学的経路をターゲットにするために設計される。
あるいは、二官能性ポリヌクレオチドは、少なくとも1つのsiRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA又はmiRNAをコード化してもよく、カーゴ分子は、小さい(低分子量)タンパク質又はペプチドであってもよい。したがって、二分子カーゴ分子は、低分子生理活性タンパク質又はペプチドを結合する能力があり得る。そのような二分子カーゴ分子は、少なくとも1つのsiRNA又はshRNA又はsshRNA又はlshRNA又はmiRNAをコード化するポリヌクレオチドと結合し、及び生理活性タンパク質又はペプチドカーゴ分子を結合するための第1のアプタマー活性及びカプシドのパッキング配列を結合するための第2のアプタマー活性を有する、生物学的活性タンパク質又はペプチドを含んでもよい。ポリヌクレオチドは、タンパク質又はペプチドカーゴ分子と結合し、カプシドのパッキング配列と結合する能力がある。
上述の二官能性ポリヌクレオチドは、1つ以上のリボザイム配列を任意に含んでもよい。上述の二官能性ポリヌクレオチドを含む二分子カーゴ分子を含むVLPは、1つ以上のリボザイムを任意に含んでもよい。本開示は、また、少なくとも1つのリボザイムがアプタマーを含む構成要素にカーゴ分子を切断するために二分子カーゴ分子に反応してから、カプシド及び二分子カーゴ分子の反応生成物を含むVLPを含む。
本明細書に記載のVLPは、1つ以上のカーゴ分子、及び必要に応じて任意のリンカー、パッキング配列、1つ以上のリボザイム、又はタグをカプシドで包む組み立てられた加水分解酵素耐性カプシドを有するVLPを製造する任意の入手可能な方法によって組み立てられてもよい。例えば、カプシド及びカーゴ分子は、任意の発現系で共発現させてもよい。1つ以上のカプシドタンパク質、1つ以上のカーゴ分子、及び必要に応じて任意のリンカー、パッキング配列、リボザイム又はタグをコード化する組換えDNAは、そのようなベクターを特定の細胞に取り込むのに、及び組換え配列を発現する細胞を生成するために安定した細胞に核酸を導入するのに有用な任意の手順によって1つ以上の発現ベクターとともにトランスフェクションによって宿主細胞、例えば、細菌性細胞、植物細胞、酵母細胞、真菌細胞、及び動物細胞(昆虫及び哺乳動物を含む)に容易に伝播し得る。
宿主細胞は、真核生物起源、例えば、植物、哺乳動物、昆虫、酵母又は菌類起源であることが好ましいが、非真核生物宿主細胞もまた用いられてもよい。適切な発現系は、組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNA又はVLP成分に対してコード配列を含有するコスミッドDNA発現ベクターで形質転換されたバクテリア(例えば、大腸菌)などの微生物を含むが、これらに限定されない。非限定的な例において、MS2カプシドタンパク質を用いるVLPに対して、大腸菌の発現は、適切な発現系である。
本開示は、本明細書に記載されるような核酸構築物を用いて形質転換した、及びカプシド外皮タンパク質、カーゴ分子及び必要に応じて任意のリンカー、パッキング配列、1つ以上のリボザイム、又はタグを発現する植物細胞を明確に意図している。植物細胞を含み、トランスジェニック細胞を調製する細胞を形質転換するための手段は、当技術分野において周知である。ベクター、プラスミド、コスミッド、YACs(酵母人工染色体)及びDNA断片は、細胞を形質転換するために用いられ、一般的に認められたような、プロモータ、エンハンサー、及び/又はポリリンカーを含むであろう。明確に意図するトランスジェニック細胞は、トウモロコシ、大豆、小麦、野菜、穀物、マメ科植物、果樹など、又は本明細書に記載されるようなVLPの導入から利益を得る任意の植物から採取した細胞を含むが、これらに限定されないが、トランスジェニック植物細胞を含む。また、植物、本明細書に記載されるような形質転換した細胞から採取した植物組織、及び種子又は植物の子孫又は植物組織が意図されている。
組み立てられたVLPの発現は、例えば、VLPの全構成要素をコード化する配列を含む少なくとも1つの発現ベクターを構築することによって得ることができる。2つのベクターは時々用いられる。カーゴ分子及び必要に応じて任意のリンカー、パッキング配列、1つ以上のリボザイム、又はタグをコード化する配列を含む第1のベクター、及びカプシドタンパク質をコード化する配列を含む第2のベクター。siRNAを含む例示的なVLPを生成するための例示的な工程において、2つのベクターは、実施例において更に詳述されるように、VLPの生成に対して宿主細胞に共発現されてもよい。コード配列並びに転写及び翻訳制御配列を含有するそのような発現ベクターを構築する方法及び道具は、当技術分野において周知である。一度構築したベクターはまた、当技術分野において周知の技術を用いて宿主細胞に移し、次いで、従来の技術の全てを使用して、発生するためのVLPの発現及び組み立てのために十分な時間、培養条件下で細胞を維持する。したがって、本開示は、任意のそのようなベクター、及びそのようなベクター、並びにVLPを含有する細胞によって形質転換した細胞を含有する宿主細胞を含む。
VLPが宿主細胞で発現され、組み立てられたとき、それらを単離し、ウイルス精製に対して当技術分野において周知の任意の方法を用いて精製され得る。例えば、細胞はプロテイナーゼK又はスブチリシンなどの少なくとも1つのペプチド結合ヒドロラーゼカテゴリーEC3.4を用いて加水分解を行う従来の細胞溶解の技術及び剤、及び細胞溶解物を用いて溶解することができるが、これに限定されない。加水分解の後に細胞溶解物に残存する無傷のカプシドは、従来のタンパク質単離技術を用いて除去され精製され得る。
カプシドの精製、VLP又はタンパク質は、また当技術分野において一般的に周知の方法を含んでもよい。例えば、次のカプシド発現及び細胞溶解、得られた溶解物は、1つ以上の単離又は精製工程を行うことができる。そのような工程は、例えば、酵素の脂肪分解、DNA加水分解、及びタンパク質分解工程を含んでもよい。タンパク質分解工程は、例えば、エンド−及びエキソプロテアーゼの混合を用いて実行してもよい。例えば、ほとんどの細胞成分の細胞溶解及び加水分解後に、それらのカーゴ分子を有するそのようなカプシドは、例えば、適切な非極性水非混和性溶媒の中の抽出によって、又は適切な溶媒からの結晶化によって周囲のマトリックスから分離することができる。例えば、加水分解及び/又はタンパク質分解工程は、小さい水溶性分子の中に溶解物マトリックス中に含有するカプシドから混入物質を形質転換する。その後、疎水性カプシドは、1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンなどの有機相に抽出されてもよい。カプシド、VLP又はタンパク質の精製は、例えば、少なくとも1つの液−液抽出工程、少なくとも1つの分別沈殿工程、又は少なくとも1つの結晶化工程を含んでもよい。液−液抽出は、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、クロロホルム、ジクロロメタン、又は四塩化炭素などの非混和性非水非極性溶媒の使用を含んでもよい。精製は少なくとも1つの結晶化工程を含んでもよい。1つ以上の加水分解工程、及び特に1つ以上のタンパク質分解工程の使用は、カーゴ分子を用いた現在の分離工程で観察された特定の問題を排除する。そのカーゴ分子は、主にカーゴ分子とそれらが産生される細胞培養から生成された成分との間に起こる結合相互作用の多く及びさまざまな程度から得られる。本明細書に記載のカプシドは、加水分解後に得られるマトリックスが周囲のマトリックスから任意のカーゴ分子を安全に分割する無傷のカプシドを含むような加水分解工程に抵抗する。それによって現在の精製工程を妨害する困難な結合相互作用を中断する。
精製の後に、カプシドはタンパク質若しくはポリペプチド、ペプチド、又は本明細書に記載されるような核酸分子であり得る、カーゴ分子を得るために開くことができる。カプシドは当技術分野において周知のいくつかの可能な手順の任意の1つを使用して開くことができる。例えば、50℃以上の水溶液中で加熱することを含む、凍結融解を繰り返す、ホルムアミドなどの変性剤とともにインキュベートする、1つ以上のタンパク質分解酵素でインキュベートすることによる、又は任意のこれらの手順の組み合わせによる。
加水分解酵素に耐性であリ、本開示によるVLP及び方法において有用であるカプシドタンパク質は、野生型MS2カプシドタンパク質の変異体であり、又は野生型MS2カプシドタンパク質に由来することができる。カプシドタンパク質は、例えば、野生型MS2カプシドアミノ酸配列と比較してアミノ酸配列の少なくとも1つの置換基、欠失又は挿入を含んでもよい。そのようなカプシドタンパク質は、天然に存在する変異体であってもよいか、一般的に変異体又は修正されたカプシドタンパク質が、本明細書に記載されるようなペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に耐性である非エンベロープカプシドを形成することを提供する、従来の技術を使用してMS2カプシドタンパク質を修正することによって得ることができる。
本明細書に記載されるような加水分解に耐性であるカプシドの中に組み立てることができる遺伝子的に修正されたMS2カプシドタンパク質は、本明細書及び本明細書中以下の実施例に記載されるような加水分解への耐性を保持するタンパク質を産生するために物理化学及び生物化学において従来の及び周知の原理に従ってアミノ酸配列の中で選択修正することによって操作できる。
例えば、機能タンパク質の形状又はグローバルな折り目が、タンパク質のアミノ酸配列によって決められること、及び折り目がタンパク質の機能を定義することは周知の事実である。グローバルな折り目は1つ以上のフォールディングドメインから成っている。2つ以上のフォールディングドメインがグローバルな折り目に存在すると、一般的にドメインはドメイン界面に沿って一緒に、ゆるく又はきつく結びつく。ドメインの折り目は、密集して、最初にドメイン形状に関与する明確に定義された二次構造要素のフォールディングコアに分解され、一般的に旋回構造及びループ構造から成るより移動性の外層は、フォールディングコアとの相互作用並びに隣接するドメイン及び他の分子(溶媒と他のタンパク質を含む)との相互作用に影響される。パブリックドメインにおいて溶解したタンパク質の構造のStructural Classification of Proteins(SCOP)database(Alexey G Murzin,Curr Opin Struct Biol(1996)6,386−394)は、http://scop.berkeley.eduにオンラインで維持されており、新しい溶解した構造がパブリックドメインデータベース (Protein Data Bank(F.C.Bernstein,T.F.Koetzle,G.J.Williams,E.E.Meyer Jr.,M.D.Brice,J.R.Rodgers,O.Kennard,T.Shimanouchi,M.Tasumi,”The Protein Data Bank:A Computer−based Archival File For Macromolecular Structures,” J.of.Mol.Biol.,112(1977):535),http://www.rcsb.org)に入ると定期的に拡張される。進化的に離れた族の一員は、同じ形状及び非常によく似た機能を有しているが、一般にわずか30%の同一残基を位相的に及び/又は機能的に等価位置で保持する。同じ族において、離れたメンバーの配列は、互いに(例えば、levi−及びalloleviviridaeカプシドタンパク質)関して変わらないそれらの残基のわずか20%を有する。折り目及び/又は機能を維持するための重大な残基を使わない限り、コア残基 (Peter O.Olins,S.Christopher Bauer,Sarah Braford−Goldberg,Kris Sterbenz,Joseph O.Polazzi,Maire H.Caparon,Barbara K.Klein,Alan M.Easton,Kumnan Paik,Jon A.Klover,Barrett R.Thiele,and John P.McKearn(1995)J Biol Chem 270,23754−23760;Yiqing Feng,Barbara K.Klein and Charles A.McWherter(1996),J Mol Biol 259,524−541;Dale Rennell,Suzanne E.Bouvier,Larry W.Hardy and Anthony R.Poteetel(1991)J Mol Biol 222,67−87)、1つ以上の残基の挿入/欠失(Yiqing Feng,Barbara K.Klein and Charles A.McWherter(1996),J Mol Biol 259,524−541)、配列の置換(Multi−functional chimeric hematopoietic fusion proteins between sequence rearranged c−mpl receptor agonists and other hematopoietic factors,US 6066318)、N末端又はC末端又は両方(それ自身のコピー又は他のペプチド又はタンパク質)(Multi−functional chimeric hematopoietic fusion proteins between sequence rearranged g−csf receptor agonists and other hematopoietic factors,US20040171115;Plevka,P.,Tars,K.,Liljas,L.(2008)Protein Sci.17:173)を介する連鎖又は共有結合修飾、例えば、グリコシル化、PEG化、SUMO化)又はペプチジルの添加又は非ペプチドアフィニティー標識であっても、タンパク質の折り目及び機能は定向突然変異又はランダム変異によって変わるため非常に耐性がある。
したがって、本開示による並びに任意の方法及び工程に使用されたようなVLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも15%、16%、21%、40%、41%、52%、53%、56%、59%又は少なくとも86%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含むこれらを含み、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性である。例えば、そのようなVLPは、上述のように配列番号3)とともに少なくとも52%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含むVLPを含む。また配列番号3に対して少なくとも53%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含むVLPも含まれ、その配列番号3はFRカプシドタンパク質を無視しないで、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)に対して53%の配列同一性を示しているが、上述のように実質的に得ることができる。また構造が1AQ3(van den Worm,S.H.,Stonehouse,N.J.,Valegard,K.,Murray,J.B.,Walton,C.,Fridborg,K.,Stockley,P.G.,Liljas,L.(1998)Nucleic Acids Res.26:1345−1351)、1GAV(Tars,K.,Bundule,M.,Fridborg,K.,Liljas,L.(1997)J.Mol.Biol.271:759−773)、1FRS(Liljas,L.,Fridborg,K.,Valegard,K.,Bundule,M.,Pumpens,P.(1994)J.Mol.Biol.244:279−290)及び2VTU(Plevka,P.,Tars,K.,Liljas,L.(2008)Protein Sci.17:1731)(上述に記載のProtein Data Bank鑑定者)と判明したとき、全3つの配列がまとめて考えられるので、配列位置の56%だけ同一配列及びバックボーンオーバーレイについて位相的に等価位置を有すると考えられるとき、配列番号3に対して少なくとも56%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含むVLPも含まれる。またGAウイルスカプシドタンパク質の配列と比較してMS2ウイルスカプシドタンパク質の配列が59%であると考えられる場合、配列番号3に対して少なくとも59%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含むVLPも含まれる。またFRカプシドタンパク質の配列と比較してMS2ウイルスカプシドタンパク質の配列が86%であると考えられる場合、配列番号3に対して少なくとも86%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含むVLPも含まれる。したがって、本開示によるVLPは、アラインメントにしっかり固定した有効な構造に基づいて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列とともに少なくとも15%、16%、又は21%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含むこれらを含み、ペプチド結合加水分解酵素分類EC3.4によって触媒された加水分解に対して耐性である。
したがって、VLPは本明細書に記載されるような任意のMS2カプシドタンパク質変異体を含む。本明細書に記載されたものと一致する遺伝子的に修正したカプシドタンパク質は、例えば、野生型MS2カプシドタンパク質のアミノ酸配列と比較して少なくとも1つのアミノ酸置換基、欠失又は挿入を有する少なくとも1つのカプシドタンパク質をコード化する少なくとも1つのDNAプラスミドを組み立てること、各プラスミドの多重コピーを作ること、プラスミドで細胞株を形質転換すること、核酸をカプシドで包むカプシドを発現する及び組み立てるために形質転換細胞に対して十分な時間および条件下で細胞を維持すること、細胞溶解物を形成するために細胞を溶解すること、少なくとも1つのペプチド結合加水分解酵素、分類EC3.4を用いて加水分解するために細胞溶解物を支配すること、及び野生型カプシドタンパク質に対して少なくとも1つの加水分解酵素に対する耐性の増加を有するカプシドを得るために加水分解後に細胞溶解物にとどまる無傷のカプシドを除去することによって産生することができる。得られた無傷のカプシドの精製後、各カプシドタンパク質に対するアミノ酸配列は、当技術分野において周知の方法にしたがって決定されてもよい。
両方のセッティングで用いられた精製工程が同じマトリックス組成物を有するので、本明細書に記載の特殊なカプシドは、改善された収率を提供するために研究開発及び産業製造施設で用いることができる。そのような同じ組成物を有すると、研究と開発の両方及び製造工程において同じ細胞株を用いて依存する。しかしながら、研究と開発の両方及び製造段階において用いられるタンパク質分解工程後、異なる細胞株を用いるためマトリックス組成物の差は、大きく減少する。この特徴は、最小限の製造収率ペナルティとともに両方の段階で両方の異なる細胞株の使用を可能にする。
実施例
以下の非限定的な実施例は、本開示の様々な態様を例示するために含まれる。以下の実施例に開示される技術は、本発明の実施において十分に機能するために本出願人によって発見された技術を表し、したがって、その実施のための好ましい方法を構成するために考慮され得ることは当業者に理解されるであろう。しかしながら、本開示を考慮すると、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、又は同様の結果のように得ながら、記載された具体例で多くの変化が起こることを理解すべきである。したがって、実施例は例示のためだけのものであり、決して本発明を限定するものと解釈されるべきではない。本発明を有効にし、記述するために必要な程度まで、引用された全ての文献は、本明細書に参考として組み込まれる。
実施例A:MS2バクテリオファージの増殖
MS2バクテリオファージ(ATTC No.15597−B1,from American Type Culture Collection,Rockville,MD)及び大腸菌(ATCC No.15669)は、ATCCから得られ、Strauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54 J.Mol.Biol 7:43−54によって記載された方法を使用して増殖させた。600nmの光学濃度(OD)及びpHは、反応の間ずっと追跡した。ODiは、宿主との接種後すぐのODを表している。感染は2.3時間で行われた。Ln(OD/ODi)は、左軸(全菱形)で表し、pHは右軸(白四角)で表した。この実験は宿主の接種後5.3時間で終了した。得られた溶解物を、2,000gで遠心分離し、残りの細菌及び細菌の破片を除去するために0.2umの膜を通して濾過した。
実施例B:プロテイナーゼK及び限外濾過を使用したMS2バクテリアファージの精製
MS2バクテリアファージの精製は次の通り行われた。精製中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図2に示す。
実施例Aの終わりに得られた8mLの溶解物(レーン1の試料、図2)を300kDaの膜(Sartorius Stedim,Bohemia,NYからVivaspin2)を通して濾過し、濾液を100kDaの膜を通して濾過し、そこから1mLの濃縮水(レーン2の試料、図2)が得られた。この濃縮水を二等分に分割した。半分(対照)にpH=7.5で206μL、20mMのCaClの水溶液を添加した。後の半分(Proteinase)に、pH=7.5で20mMのCaCl水溶液206μLに溶解した0.15mgのプロテイナーゼK(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)を添加した。両方のチューブを37℃でインキュベートし、1時間後にそれらを氷水浴に入れた。次いで、試料を採取し、分析した。レーン3の対照試料、図2、及びレーン5のProteinase試料、図2。次いで、各生成物を脱イオン(DI)水で2mLに希釈し、100kDaの膜を通して濾過した。各濃縮水(150μL)をDI水で2mLに希釈し、同じ膜を通して再び濾過した。各生成物に対してもう一度希釈及び限外濾過を繰り返した。次いで、各濃縮水の試料を採取し、分析した。レーン4の対照試料、図2、及びレーン6のProteinase試料、図2。14kDaのバンドは、MS2バクテリアファージの外皮タンパク質に相当する。30kDaのバンドは対照実験からプロテイナーゼK.に相当し、非常に不純なファージを生み出す。Proteinase実験からの生成物は、99%より高い純度のファージを含有する生成物を生み出す。
実施例C:MS2バクテリオファージの分解
MS2バクテリアファージの処理は次の通り行われた。処理中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図3に示す。実施例Aの終わりに得られた4mLの溶解物は、硫酸アンモニウムを用いた沈殿及びStrauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54によって記載されるようなトリクロロフルオロメタン(フレロン11)を用いた抽出によって部分的に精製された。レロン11での抽出後の水溶液の試料は、採取され、分析された(レーン1のサンプル、図3)。20mMのCaClの水溶液370μLを部分的に精製されたファージ溶液(130μL)に添加した。混合物を37℃でインキュベートし、1時間後にそれを氷水浴に入れた。次いで、試料を採取し、分析した。レーン2の試料、図3。インキュベーション生成物を脱イオン(DI)水で2mLに希釈し、100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(150μL)をDI水で2mLに希釈し、同じ膜を通して再び濾過した。濃縮水の希釈及び限外濾過をもう一回繰り返した。次いで、濃縮水の試料を採取し、分析した。レーン3の試料、図3。ファージの完全分解を示している、10kDa以下の弱いバンドのみ観測した。
実施例D:限外濾過を使用したMS2バクテリアファージの精製
MS2バクテリアファージの精製は次の通り行われた。精製中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図3に示す。実施例4の終わりに得られた4mLの溶解物は、硫酸アンモニウムを用いた沈殿及びStrauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54によって記載されるようなトリクロロフルオロメタン(フレロン11)を用いた抽出によって部分的に精製された。部分的に精製されたファージを含有する水溶液を、脱イオン水で2mLに希釈し、300kDaの膜を通して濾過し、濾液を100kDaの膜を通して濾過し、そこから150μLの濃縮水が得られた。次いで、濃縮水を脱イオン(DI)水で2mLに希釈し、同じ100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(150μL)の希釈及び限外濾過をもう一回繰り返した。次いで、濃縮水の試料を採取し、分析した。レーン4の試料、図3。混合物を37℃でインキュベートし、1時間後にそれを氷水浴に入れた。次いで、試料を採取し、分析した。レーン5の試料、図3。次いで、生成物を脱イオン(DI)水で2mLに希釈し、100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(150μL)をDI水で2mLに希釈し、同じ膜を通して再び濾過した。濃縮水の希釈及び限外濾過をもう一回繰り返した。次いで、濃縮水の試料を採取し、分析した。レーン6の試料、図3。100kDa以下の分子量でタンパク質を透過する膜によって維持された14kDaのMS2’s外皮タンパク質は、明確に視認でき、無傷のMS2カプシドの存在を示している。99%より高い純度のファージを含有する生成物を得た。
実施例E:プロテイナーゼKを使用したMS2バクテリアファージの精製、及び限外濾過
MS2バクテリアファージの精製は次の通り行われた。精製中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図4に示す。
実施例4の終わりに得られた4mLの溶解物は、硫酸アンモニウムを用いた沈殿及びStrauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54によって記載されるようなトリクロロフルオロメタン(フレロン11)を用いた抽出によって部分的に精製された。部分的に精製されたファージを含有する水溶液を、脱イオン水で2mLに希釈し、100kDaの膜を通して濾過し、そこから150μLの濃縮水が得られた。次いで、濃縮水を脱イオン(DI)水で2mLに希釈し、同じ100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(150μL)の希釈及び限外濾過をもう一回繰り返した。次いで、濃縮水の試料を採取し、分析した。レーン1の試料、図4。20mMのCaClの水溶液370μLに溶解されたプロテイナーゼKの0.15gを濃縮水(130μL)に添加した。混合物を37℃でインキュベートし、1時間後にそれを氷水浴に入れた。次いで、試料を採取し、分析した。レーン2の試料、図4。次いで、生成物を脱イオン(DI)水で2mLに希釈し、100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水の希釈及び限外濾過をもう一回繰り返した。次いで、濃縮水の試料を採取し、分析した。レーン3の試料、図4。99%より高い純度のファージを含有する生成物を得た。
実施例F:プロテイナーゼKを用いたMS2バクテリアファージの精製、酸性条件での沈殿物、塩基性及び酸性条件でのエタノールを用いた沈殿、及び限外濾過
MS2バクテリアファージの精製は次の通り行われた。精製中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図5に示す。実施例50の終わりに得られた4mLの溶解物は、硫酸アンモニウムを用いた沈殿及びStrauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54によって記載されるようなトリクロロフルオロメタン(フレロン11)を用いた抽出によって部分的に精製された。フレロン11での抽出後の水溶液の試料は、採取され、分析された(レーン1のサンプル、図5)。20mMのCaCl2の水溶液1.24mLに溶解された0.9mgのプロテイナーゼKを部分的に精製されたファージ溶液(1.2mL)に添加した。混合物を37℃でインキュベートし、1時間後にプロテイナーゼKを不活性化するためにエタノールに0.2Mのフッ化フェニルメチルスルホニル(PMSF)溶液60μLを添加した。次いで、混合物を氷水浴に入れた。次いで、試料を採取し、分析した。レーン2の試料、図5。0.1%のリン酸水溶液の0.68mLを、液体のpHを4までもたらすために氷水浴に激しい撹拌でゆっくり添加した。液体は30分間0℃に保ち、4℃で16,000gで30分間遠心分離した。上清を室温に到達させ、1%のNaOH130μLを液体のpHを8までもたらすために添加した。上清を氷水浴に15分間入れ、1%の酢酸1.3mLを液体のpHを4までもたらすために0℃で激しい撹拌でゆっくり添加した。0℃で1.5mLのエタノールを、液体中のエタノール濃度を34%までもたらすために激しい撹拌でゆっくり添加した。液体は30分間0℃に保ち、4℃で16,000gで30分間遠心分離した。ペレットを200μLの脱イオン水に再懸濁し、20μLの試料を採取し、分析した。レーン3、図5。残り(180μL)を脱イオン(DI)水で2mLに希釈し、100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(150μL)をDI水で2mLに希釈し、同じ膜を通して再び濾過した。濃縮水の希釈及び限外濾過をもう一回繰り返した。次いで、濃縮水の資料を採取し、SDS PAGEによって分析した。レーン4の試料、図5。100kDa以下の分子量でタンパク質を透過する膜によって維持された14kDaのMS2’s外皮タンパク質は、明確に視認でき、無傷のMS2カプシドの存在と一致する。同じ濃縮水でUVスペクトルは、図6に示され、それはG.F.Rohrmann and R.G.Krueger,(1970)J.Viro.,6(3):26により発行された結果と一致する。Superdex 200(GE Healthcare,Piscataway,NJ)サイズ排除クロマトグラフィーを、pH7.4及び150mMのNaClでトリス緩衝食塩水を使用して同じ濃縮水上で実行した。それはカラムの空隙容量でのみ280nmの吸光度を示した。600kD〜2kDのタンパク質に対する溶出量に吸光度はなかった。この試験は無傷のファージ粒子と一致する。RNAをQIAamp Viral RNA Mini Kit(Qiagen,Valencia,CA)及びDNA−free kit(Life Technologies,Grand Island,NY)を使用して同じ濃縮水の別の試料から単離し、High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit(Life Technologies)を使用して逆転写した。次いで、MS2ゲノムの3つの異なる部分の有無をPCR実験で識別した。次の一対のプライマーを使用し、各プライマーはMS2ゲノムの最初及び最後のベースの位置を指定し、それぞれforward(F)及びreverse(R):F1001_1021−R2180_2201,F1201_1223−R1979_2001,F1401_1426−R1680_1705。Platinum Taq DNA Polymerase High Fidelity (Life Technologies)を増幅に用いた。Ethidium Bromideで染色した1.5%のアガロースゲルにクロマトグラフィーで分析された、図9に示すようなPCR生成物(レーン1のプライマーF1201_1223−R1979_2001に対して1.2kbp、レーン2のプライマーF1201_1223−R1979_2001に対して800bp、及びレーン3のプライマーF1401_1426−R1680_1705に対して304bp)は、無傷のMS2バクテリアファージゲノムと一致した。また、感染性試験を以下のように同じ濃縮水上で実行した。濃縮水5μLを用いて、それがOD(600nm)=0.22に達した時点で、実施例Aに記載されたような細菌培養物の1mLを感染させた。図7に示すように、感染後1時間はOD(600nm)は0.62であり及び更に2時間後は0.21に下がったが、同じ時間中対照試料は、感染後1時間はOD(600nm)の0.82及び更に2時間後は1.2に達した。この試験は濃縮水の高い感染性のファージを示し、したがって精製工程は単離するために使用し、その安全性に妥協しなかったことを証明した。結論として、99%より高い純度のMS2バクテリアファージを含有する生成物を得た。
実施例G:異なる外因性プロテイナーゼを使用したMS2バクテリアファージの精製、及び限外濾過
異なる外因性プロテイナーゼを使用したMS2バクテリアファージの精製は、実施例Eに記載されるようにプロテイナーゼK以外のプロテイナーゼを使用したことを除いて実質的に試みられた。Bacillus lichenformis(P5380,Sigma Aldrich)からのプロテアーゼによって進められたタンパク質分解後に、MS2バクテリアファージを正常に精製した。しかしながら、pH6でporcine gastric mucosa(P6887,Sigma Aldrich)からのペプシンを用いたタンパク質分解反応は、MS2バクテリアファージを有意に分解するために見出された。一方、pH6でpapaya latex(P3125,Sigma Aldrich)からのパパインを用いたタンパク質分解反応は、MS2バクテリアファージを広範囲にわたって分解しなかった。実施例H:特定の19−mer RNAヘアピンに付属のその外皮タンパク質をコード化するRNAをカプシドで包むMS2カプシドの産出
MS2カプシドの産出は次の通り行われた。得られた結果を図8に示す。次のDNA配列、コード化MS2外皮タンパク質及びその特別のRNA19−merパック部位は、pDEST14_A252 Plamsmid(Life Technologies)にクローン化された。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAGACGCCGGCCATTCAAACATGAGGATTACCCATGTACCCAGCT(配列番号6)
One Shot BL21(DE3)Chemically Competent E.coli(Life Technologies)細胞は、そのようなプラスミドを用いて形質転換された。プラスミドを含有するBL21(DE3)は、OD(600nm)=0.8まで37℃でアンピシリンを含有するLB培地の750mLに増殖させた。次いで、誘導前試料を採取し、分析した。レーン1の試料、図8。次いで、Isopropyl β−D−1−thiogalactopyranoside(Sigma−Aldrich)を、週末濃度1mMに添加した。誘導後4時間、40分間3,000g及び4℃で遠心分離によって細胞を採取した。次いで、試料を採取し、分析した。レーン2の試料、図8。
実施例I:特定の19−mer RNAヘアピンに付属のその外皮タンパク質をコード化するRNAをカプシドで包むMS2カプシドの精製及び特性評価
MS2カプシドの精製は次の通り行われた。精製中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図8に示す。培養物の115mLと同等である実施例Hからのベレットの画分は、10mMのMgCl2を含有する20mMのTris−HCl、pH7.5に再懸濁し、細胞を溶解させるため超音波で分解した。細胞残屑は、16,000gで遠心分離によって除去される。得られた細胞溶解物は、硫酸アンモニウムを用いた沈殿及びStrauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54によって記載されるようなトリクロロフルオロメタン(フレロン11)を用いた抽出によって部分的に精製された。20mMのCaCl2の水溶液1.05mLに溶解された0.3mgのプロテイナーゼKを部分的に精製されたMS2カプシド溶液(1.05mL)に添加した。混合物を37℃でインキュベートし、2.5時間後にそれを氷水浴に入れた。次いで、試料を採取し、分析した。レーン3の試料、図8。15分後、0.1%のリン酸水溶液の0.14mLを、4.1まで液体のpHをもたらすために氷水浴に激しい撹拌でゆっくり添加した。液体は30分間0℃に保ち、4℃で16,000gで20分間遠心分離した。1%のNaOHの100μLを0℃で保つ上清に7.9まで液体のpHをもたらすために添加した。次いで、0℃で0.5mLのエタノールを、液体中のエタノール濃度を20%までもたらすために激しい撹拌でゆっくり添加した。液体は30分間0℃に保ち、4℃で16,000gで20分間遠心分離した。7まで溶液のpHを調節するために1%の酢酸を添加した後、上清をVivaspin2(Sartorius)300kDa膜を通して濾過し、そこから150μLの濃縮水を得た。次いで、濃縮水をリン酸緩衝生理食塩水で2mLに希釈し、同じ100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(150μL)の希釈及び限外濾過を4回繰り返した。次いで、濃縮水の資料を採取し、SDS PAGEによって分析した。レーン4の試料、図8。100kDa以下の分子量でタンパク質を透過する膜によって維持された14kDaのMS2’s外皮タンパク質は、明確に視認でき、無傷のMS2カプシドの存在と一致する。RNAをQIAamp Viral RNA Mini Kit(Qiagen,Valencia,CA)及びDNA−free kit(Life Technologies,Grand Island,NY)を使用して同じ濃縮水の別の試料から単離し、High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit(Life Technologies)を使用して逆転写した。次いで、MS2カプシドの部分の有無をPCR実験で識別した。F1401_1426−R1680_1705。次の一対のプライマーを使用し、各プライマーはMS2ゲノムの最初及び最後のベースの位置を指定し、それぞれforward(F)及びreverse(R):F1401_1426−R1680_1705。Platinum Taq DNA Polymerase High Fidelity (Life Technologies)を増幅に用いた。図10に示すような(レーン1の304bp、Life Technologiesからの1kb plus ladderに相当する最左のレーン)、Ethidium Bromideで染色した2%のアガロースゲルにクロマトグラフィーで分析された、PCR生成物は、無傷のMS2被膜遺伝子と一致した。結論として、99%より高い純度のMS2カプシドを含有する生成物を得た。
実施例J:MS2ウイルス様粒子の精製のためのエタノールを用いた単純な沈殿
MS2 VLPの精製は次の通り行われた。精製中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図11に示す。実施例Hと同一の実験から得たベレットの6分の1を、10mMのMgClを含有する20mMのTris−HCl、pH7.5に再懸濁し、細胞を溶解させるため超音波で分解した。細胞残屑は、16,000gで遠心分離によって除去される。得られた細胞溶解物は、硫酸アンモニウムを用いた沈殿及びStrauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54によって記載されるようなトリクロロフルオロメタン(フレロン11)を用いた抽出によって部分的に精製された。次いで、試料を採取し、分析した。レーン1の試料、図11。MS2ファージの外皮タンパク質と一致する約14kDaの強いバンドを見出した。他のバンド−不純物−高分子量の大部分は、試料重量の約27%を示す。20mMのCaCl水溶液の1.36mLを部分的に精製されたMS2 VLP溶液(1.35mL)に添加し、氷水浴に入れた。15分後、10%の酢酸水溶液の50mLを、4.1まで液体のpHをもたらすために添加した。次いで、同じ温度及び激しい撹拌で、1.44mLのエタノールをゆっくり添加した。液体は30分間0℃に保ち、4℃で16,000gで20分間遠心分離した。ペレットを20mMのTris−HCl及びpH7.5まで調製した10mMのMgClから成る水性緩衝液の2mLに懸濁させた。次いで、試料を採取し、SDS PAGEによって分析した。レーン2の試料、図11。この試料の不純物は試料重量の約24%を示した。希釈した試料はVivaspin2(Sartorius)100kDa膜を通して濾過し、そこから200μLの濃縮水を得た。次いで、濃縮水を同じバッファで2mLに希釈し、同じ100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(200μL)の希釈及び限外濾過を4回繰り返した。次いで、濃縮水の資料を採取し、SDS PAGEによって分析した。レーン3の試料、図11。この試料の不純物は試料重量の約9,7%を示した。結論として、99%より高い純度のMS2 VLPを含有する生成物を得た。
実施例K:プロテイナーゼK(PK)及びMS2 VLPの精製のためのエタノールを有する単純な沈殿
MS2 VLPの精製は次の通り行われた。精製中に試料を採取し、SDS PAGE分析を試料上で実行した。得られた結果を図12に示す。実施例Hと同一の実験から得たベレットの6分の1を、10mMのMgClを含有する20mMのTris−HCl、pH7.5に再懸濁し、細胞を溶解させるため超音波で分解した。細胞残屑は、16,000gで遠心分離によって除去される。得られた細胞溶解物は、硫酸アンモニウムを用いた沈殿及びStrauss and Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54によって記載されるようなトリクロロフルオロメタン(フレロン11)を用いた抽出によって部分的に精製された。次いで、試料を採取し、分析した。レーン1の試料、図12。MS2ファージの外皮タンパク質と一致する約14kDaの強いバンドを見出した。他のバンド−不純物−高分子量の大部分は、試料重量の約26%を示す。20mMのCaClの水溶液1.36mLに溶解された0.6mgのプロテイナーゼKを部分的に精製されたMS2 VLP溶液(1.35mL)に添加した。混合物を37℃でインキュベートし、2.5時間後に氷水浴に入れた。次いで、試料を採取し、SDS PAGEによって分析した。レーン2の試料、図12。この試料の不純物は試料重量の約14%を示した。15分後、10%の酢酸水溶液の約50mLを、4.1まで液体のpHをもたらすため氷水浴に添加した。次いで、同じ温度及び激しい撹拌で、1.54mLのエタノールをゆっくり添加した。液体は30分間0℃に保ち、4℃で16,000gで20分間遠心分離した。ペレットを20mMのTris−HCl及びpH7.5まで調製した10mMのMgClから成る水性緩衝液の2mLに懸濁させた。次いで、試料を採取し、SDS PAGEによって分析した。レーン3の試料、図12。この試料の不純物は試料重量の約10%を示した。希釈した試料はVivaspin2(Sartorius)100kDa膜を通して濾過し、そこから200μLの濃縮水を得た。次いで、濃縮水を同じバッファで2mLに希釈し、同じ100kDaの膜を通して濾過した。濃縮水(200μL)の希釈及び限外濾過を4回繰り返した。次いで、濃縮水の資料を採取し、SDS PAGEによって分析した。レーン4の試料、図12。この試料の不純物は試料重量の約5.1%を示した。結論として、約95%の純度のMS2 VLPを含有する生成物を得た。
実施例L:MS2 VLPを精製するための構成的加水分解(CH)、エタノールによる分別沈殿及び限外濾過
MS2 VLPの精製を以下のように実施した。試料を、精製の際に取り出し、SDS PAGE分析を試料に行った。得られた結果を図13に示す。実施例Hと同様の実験により得られたペレットの6分の1を、10mMのMgClを含有する20mMのTris−HCl、pH7.5に再懸濁し、超音波処理して細胞を溶解した。細胞片を16,000gでの遠心分離により除去した。得られた細胞溶解物を、Strauss & Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54に記載されているように、硫酸アンモニウムの使用による沈殿及びトリクロロフルオロメタン(Freon 11)の使用による抽出によって部分的に精製した。部分的に精製されたMS2 VLP溶液(1.35mL)に、1.36mLの20mM CaCl水溶液を加えた。混合物を、(構成的ヒドロラーゼが作用することを可能にするため)37℃で2.5時間インキュベートし、その後、氷水浴の中に入れた。試料を取り出し、SDS PAGEにより分析した:図13のレーン1が試料である。この試料中の不純物は、試料重量の約12%を表した。15分後、約120μLの1%水酸化ナトリウム水溶液を氷/水浴に加えて、液体のpHを7.86にした。次に、同じ温度で激しく撹拌しながら、0.81mLのエタノールをゆっくりと加えた。液体を0℃で30分間保持し、16,000gにより4℃で20分間遠心分離した。約100μLの10%酢酸水溶液を、氷/水浴中で激しく撹拌しながら上澄みにゆっくりと加え、液体のpHを4.01にした。次に、同じ温度で激しく撹拌しながら、1.3mLのエタノールをゆっくりと加えた。液体を0℃で30分間保持し、16,000gにより4℃で20分間遠心分離した。ペレットを、20mMのTris−HCl及び10mMのMgClを含有し、pH7.5に調整された2mLの緩衝水溶液に懸濁した。希釈された試料をVivaspin 2(Sartorius)100kDa膜で濾過し、200μLの濃縮液(retentate)を得た。次に濃縮水を同じ緩衝液で2mLに希釈し、同じ100kDa膜で濾過した。濃縮液(200μL)の希釈及び限外濾過を更に4回繰り返した。濃縮水の試料を取り出し、SDS PAGEにより分析した:図13のレーン3が試料である。この試料中の不純物は、試料重量の約4.7%を表した。結論として、得られた生成物は、MS2 VLPを約95%より高い純度で含有した。
実施例M:MS2 VLPを精製するためのプロテイナーゼK(PK)、エタノールによる分別沈殿及び限外濾過
MS2 VLPの精製を以下のように実施した。試料を、精製の際に取り出し、SDS PAGE分析を試料に行った。得られた結果を図13に示す。実施例Hと同様の実験により得られたペレットの6分の1を、10mMのMgClを含有する20mMのTris−HCl、pH7.5に再懸濁し、超音波処理して細胞を溶解した。細胞片を16,000gでの遠心分離により除去した。得られた細胞溶解物を、Strauss & Sinsheimer(1963)J.Mol.Biol 7:43−54に記載されているように、硫酸アンモニウムの使用による沈殿及びトリクロロフルオロメタン(Freon 11)の使用による抽出によって部分的に精製した。部分的に精製されたMS2 VLP溶液(1.35mL)に、1.36mLの20mM CaCl水溶液に溶解した0.3mgのプロテイナーゼKを加えた。混合物を、37℃で2.5時間インキュベートし、その後、氷水浴の中に入れた。試料を取り出し、SDS PAGEにより分析した:図13のレーン2が試料である。この試料中の不純物は、試料重量の約8.1%を表した。15分後、約120μLの1%水酸化ナトリウム水溶液を氷/水浴に加えて、液体のpHを7.86にした。次に、同じ温度で激しく撹拌しながら、0.81mLのエタノールをゆっくりと加えた。液体を0℃で30分間保持し、16,000gにより4℃で20分間遠心分離した。約100μLの10%酢酸水溶液を、氷/水浴中の上澄みに加え、液体のpHを4.01にした。次に、同じ温度で激しく撹拌しながら、1.3mLのエタノールをゆっくりと加えた。液体を0℃で30分間保持し、16,000gにより4℃で20分間遠心分離した。ペレットを、20mMのTris−HCl及び10mMのMgClを含有し、pH7.5に調整された2mLの緩衝水溶液に懸濁した。希釈された試料をVivaspin 2(Sartorius)100kDa膜で濾過し、200μLの濃縮液を得た。次に濃縮水を同じ緩衝液で2mLに希釈し、同じ100kDa膜で濾過した。濃縮液(200μL)の希釈及び限外濾過を更に4回繰り返した。濃縮水の試料を取り出し、SDS PAGEにより分析した:図13のレーン4が試料である。この試料中の不純物は、試料重量の約0.9%を表した。結論として、得られた生成物は、MS2 VLPを約99%より高い純度で含有した。
実施例N:MS2 VLPの精製のための多様なヒドロラーゼ及び硫酸アンモニウムによる分別沈殿の使用
MS2 VLPの精製を以下のように実施した。試料を、精製の際に取り出し、SDS PAGE分析を試料に行った。得られた結果を図14に示す。実施例Hと同様の実験により得られたペレットの6分の1を、10mMのMgClを含有する20mMのTris−HCl、pH7.5に再懸濁し、超音波処理して細胞を溶解した。細胞片を16,000gでの遠心分離により除去した。上澄みの試料を取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン1が試料である。この試料中の不純物は、試料重量の約70%を表した。実施例Hと同様の実験から得られたペレットの他の4つの同様の画分を、同じ方法で処理した。
容量がそれぞれ3.7mLの得られた5つの遠心分離細胞溶解物を、以下のように5つの異なる方法で更に処理した。第1の遠心分離細胞溶解物を、氷水浴に15分間入れ、0.1グラムの硫酸アンモニウムを加えた。混合物を、硫酸アンモニウムの完全な溶解が達成されるまでボルテックスした(vortexed)。液体を0℃で2時間保持し、16,000gにより4℃で30分間遠心分離した。0.4グラムの硫酸アンモニウムを上澄みに加え、硫酸アンモニウムの完全な溶解が達成されるまでボルテックスした。液体を0℃で2時間保持し、16,000gにより4℃で30分間遠心分離した。精製されたMS2 VLPペレットを、20mMのTris−HCl及び10mMのMgClを含有し、pH7.5に調整された0.2mLの緩衝水溶液に懸濁した。第2遠心分離細胞溶解物を37℃で5時間インキュベートし、氷水浴に第1遠心分離細胞溶解物と同じ時間にわたって入れ、続いて第1遠心分離細胞溶解物と同様の方法により処理した。0.15mgのプロテイナーゼK(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)を第3遠心分離細胞溶解物に加えた。次にこれを37℃で5時間インキュベートし、氷水浴に第1遠心分離細胞溶解物と同じ時間にわたって入れ、続いて第1遠心分離細胞溶解物と同様の方法により処理した。第4遠心分離細胞溶解物を37℃で2時間インキュベートした。次に0.15mgのPKを加えた。これを37℃で更に3時間インキュベートし、氷水浴に第1遠心分離細胞溶解物と同じ時間にわたって入れ、続いて第1遠心分離細胞溶解物と同様の方法により処理した。
500単位のBenzonase(登録商標)Nuclease(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)及び35単位の、Candida rugosa(カンジダルゴサ)のリパーゼ(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)を、第5遠心分離細胞溶解物に加え、37℃で1時間インキュベートした。次に15単位の、Bacillussp.(バチルス属)のα−アミラーゼ(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)を加え、37℃で更に1時間インキュベートした。次に0.15mgのPKを加えた。混合物を37℃で更に3時間インキュベートし、氷水浴に第1遠心分離細胞溶解物と同じ時間にわたって入れ、続いて第1遠心分離細胞溶解物と同様の方法により処理した。
試料を第2遠心分離細胞溶解物から5時間のインキュベーションの後で取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン2が試料である。試料を第3遠心分離細胞溶解物から5時間のインキュベーションの後で取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン3が試料である。 試料を第4遠心分離細胞溶解物から5時間のインキュベーションの後で取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン4が試料である。試料を第5遠心分離細胞溶解物から5時間のインキュベーションの後で取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン5が試料である。
試料を第1遠心分離細胞溶解物の精製されたMS2 VLP懸濁液から取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン6が試料である。得られた生成物は、MS2 VLPを約88%の純度で含有した。この試料のタンパク質濃度(Pierce(登録商標)BCA Protein Assay Kit,Thermo Fisher Scientific,Rockford,IL)は、18.5mg/mLであった。この試料の200:1の希釈を260nmにより1cmのセルで測定した光学濃度(OD−260nm)は、0.553であり、OD−280nmは0.303であった。これらの測定値は、培養物1リットルあたり約9mgのRNA収量と一致している。
試料を第2遠心分離細胞溶解物の精製されたMS2 VLP懸濁液から取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン7が試料である。得られた生成物は、MS2 VLPを約75%の純度で含有した。試料のタンパク質濃度は25.4mg/mLであった。この試料の200:1の希釈を260nmにより1cmセルで測定した光学濃度(OD−260nm)は、0.784であり、OD−280nmは0.453であった。これらの測定値は、培養物1リットルあたり約11mgのRNA収量と一致している。
試料を第3遠心分離細胞溶解物の精製されたMS2 VLP懸濁液から取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン8が試料である。得られた生成物は、MS2 VLPを約94.3%の純度で含有した。試料のタンパク質濃度は21.0mg/mLであった。この試料の200:1の希釈を260nmにより1cmセルで測定した光学濃度(OD−260nm)は、0.632であり、OD−280nmは0.321であった。これらの測定値は、培養物1リットルあたり約10mgのRNA収量と一致している。
試料を第4遠心分離細胞溶解物の精製されたMS2 VLP懸濁液から取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン9が試料である。得られた生成物は、MS2 VLPを約95.6%の純度で含有した。試料のタンパク質濃度は19.4mg/mLであった。この試料の200:1の希釈を260nmにより1cmセルで測定した光学濃度(OD−260nm)は、0.666であり、OD−280nmは0.353であった。これらの測定値は、培養物1リットルあたり約11mgのRNA収量と一致している。
試料を第5遠心分離細胞溶解物の精製されたMS2 VLP懸濁液から取り出し、SDS PAGEにより分析した:図14のレーン10が試料である。得られた生成物は、MS2 VLPを約96%の純度で含有した。試料のタンパク質濃度は19.8mg/mLであった。この試料の200:1の希釈を260nmにより1cmセルで測定した光学濃度(OD−260nm)は、0.661であり、OD−280nmは0.354であった。これらの測定値は、培養物1リットルあたり約11mgのRNA収量と一致している。
実施例O:緑色蛍光タンパク質(GFP)及びMS2 19−merRNAヘアピンに結合しているHDVリボザイムを標的にするshRNAを包むMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列の配列A(配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンする。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG 配列A(配列番号7)
以下のDNA配列の配列B(配列番号8)をプラスミドpACYC184にクローンした。転写ターミネーターも、配列B(配列番号8)の3’末端にクローンした(示されず)。配列B(配列番号8)は、shRNAヘアピン、shRNAヘアピンの3’末端を切断するように設計された肝炎デルタウイルス(HDV)リボザイム及びMS2の特異的RNA19−merをコードし、プラスミドpACYC184にクローンした。
配列T7−Rz6
GGATCCTAATACGACTCACTATAGGCAAGCTGACCCTGAAGTTCTCAAGAGGAACTTCAGGGTCAGCTTGCCAAGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCACGCTTCAAACATGAGGATTACCCATGTCGAAGCGACCATGG(配列番号8)
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号104)及び配列B(配列番号105)を含有する、2つのプラスミドにより形質転換した。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する32mLのLB培地において37oで増殖させた。培養密度がOD(600nm)=0.8に達したとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにした。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取した。RNAを、実施例Zに記載されているように精製VLPから抽出し、実施例AAに記載されているように分析した。図16のshRNAのレーンにおいて観察されたように、コード化されたshRNAで予測された同じ分子量のバンドが観察された。
実施例P:長ハンマーヘッドリボザイムにより5’末端でフランクされ、MS2 19−merRNAヘアピンに結合しているHDVリボザイムにより3’末端でフランクされているsiGFPをコードする転写物と、第2HDVリボザイムとを使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列の配列A(配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンする。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG 配列A(配列番号7)
以下のDNA配列の配列C(配列番号9)をプラスミドpACYC184にクローンする。転写ターミネーターも、配列C(配列番号9)の3’末端にクローンする(示されず)。配列C(配列番号9)は、T7プロモーター、siRNAヘアピンの5’末端を切断するように設計されたハンマーヘッドリボザイム、siRNAヘアピン、siRNAヘアピンの3’末端を切断するように設計された肝炎デルタウイルス(HDV)リボザイム及びMS2の特異的RNA19−merをコードし、別のHDVリボザイムをプラスミドpACYC184にクローンする。
配列T7−Rz12
GGATCCTAATACGACTCACTATAGGGAGATAAATAAATAAATTTGAATGAACTTCAGGGTCAGCTTGCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCCAGTGGTGTCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATTCAAGAGATGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCACGCTTCAAACATGAGGATTACCCATGTCGAAGCGAATTTATTTATTTAATTATTATTATTATTATTGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACACCTTCGGGTGGCGAATGGGACCAAAAAAAAATAATAATAATAATAATCCATGG(配列番号9)
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号104)及び配列C(配列番号106)を含有する2つのプラスミドにより形質転換する。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する32mLのLB培地において37oで増殖させる。培養密度がOD(600nm)=0.8に達するとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにする。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取する。
実施例Q:shRNAをコードする転写物及びMS2 19−merRNAヘアピンに結合している遅発性HDVリボザイムを使用するMS2カプシドの産生
それぞれ異なるカーゴを包むMS2カプシドを産生する幾つかの実験を、実施例Oに記載されているように実施する。しかし、配列B(配列番号8)に含まれるHDVリボザイム配列の代わりに、遅い反応速度定数を有するsiRNAの3’末端を切断する突然変異体を、それぞれの実験において使用する。遅発性HDVリボザイムを含有する以下の配列を、それぞれの実験において配列Bの代わりに使用する。
配列A16G:
TAATACGACTCACTATAGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCGGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号12)
配列G39U:
TAATACGACTCACTATAGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGTGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号13)
配列A78G:
TAATACGACTCACTATAGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAGTGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号14)
配列C21U:
TAATACGACTCACTATAGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTTCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号15)
配列G25A:
TAATACGACTCACTATAGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCACTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号16)
配列A78U:
TAATACGACTCACTATAGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGATTGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号17)
配列G74C:
TAATACGACTCACTATAGCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGCCGAATGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号18)
実施例R:一方の長ハンマーヘッドリボザイムにより5’末端がフランクされ、MS2 19−merRNAヘアピンに結合している他方の長ハンマーヘッドリボザイムにより3’末端がフランクされているshGFP及びHDVリボザイムをコードする転写物使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列の配列A(配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンする。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG
以下のDNA配列の配列D(配列番号19)をプラスミドpACYC184にクローンする。転写ターミネーターも、配列D(配列番号19)の3’末端にクローンする(示されず)。配列D(配列番号19)は、T7プロモーター、siRNAヘアピンの5’末端を切断するように設計されたハンマーヘッドリボザイム、siRNAヘアピン、siRNAヘアピンの3’末端を切断するように設計されたハンマーヘッドリボザイム、MS2の特異的RNA19−mer及びHDVリボザイムをコードする。
配列T7−Rz15:
GGATCCTAATACGACTCACTATAGGGAGACGTTCACGTTGAATGAACTTCAGGGTCAGCTTGCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCCAGTGGTGTCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATTCAAGAGATGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCACCGGATGTGCTCTCCGGTCTGATGAGTCCGTGAGGACGAAACAAGCTGACCCTGAAGTTCATCCGTGAACGACGCTTCAAACATGAGGATTACCCATGTCGAAGCGAATATATATATATAGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACACCTTCGGGTGGCGAATGGGACCAAAAAAATATATATATATACCATGG(配列番号19)
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号7)及び配列D(配列番号19)を含有する2つのプラスミドにより形質転換する。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する750mLのLB培地において37°で増殖させる。培養密度がOD(600nm)=0.8に達したとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにする。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取する。試料を、誘導の前及び分析のための採取時に取り出す。
実施例S:shRNAをコードする及びMS2 19−merRNAヘアピンに結合している長ハンマーヘッドリボザイムをコードする転写物を使用するMS2カプシドの産生
それぞれ異なるカーゴを包むMS2カプシドを産生する幾つかの実験を、実施例Oに記載されているように実施する。しかし、配列B(配列番号8)に含まれるHDVリボザイム配列の代わりに、siRNAの3’末端をハイブリダイズし、切断するように設計された長ハンマーヘッドリボザイム配を、それぞれの実験において使用する。長ハンマーヘッドリボザイムを含有する以下の配列を、それぞれの実験において配列B(配列番号8)の代わりに使用する。
実施例に記載された実験データは、本開示の良好に切断するRNA鎖がハンマーヘッドリボザイム配列を含むものであり、リボザイム配列の適切な折り畳みが、全鎖のshRNA(「ヘアピン」)セクションの折り畳みよりも熱力学的に好ましいという結論を支持する。上記の配列それぞれの熱力学的パラメーターを計算して、どの配列が良好に切断する及び切断しないかを決定した。
実施例T:MS2 19−merRNAヘアピンに5’末端が結合している長ハンマーヘッドリボザイム及び3’末端が結合しているトランス作用HDVリボザイムによりフランクされているsiRNAをコードする転写物を使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列(配列A;配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンする。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG (配列番号7)
以下のDNA配列の配列E(配列番号26)をプラスミドpACYC184にクローンする。転写ターミネーターも、配列E(配列番号26)の3’末端にクローンした(示されず)。配列E(配列番号26)は、BamHI制限部位、T7プロモーター及び開始配列、高感度緑色蛍光タンパク質に対するshiRNA(siEGPF)の3’末端をトランス様式で切断するように設計されたHDVリボザイム、ATATスペーサー、siEGFPヘアピンの5’末端を切断するように設計された長ハンマーヘッドリボザイム、siEGFPヘアピン、siEGFPヘアピンの3’末端をトランス様式で切断するHDVリボザイムに相補的な配列、MS2の特異的なRNA19−mer及びPacI制限部位をコードする。
GGATCCTAATACGACTCACTATAGGGATCTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGGGATCATATCTTGATGAACTTCAGGGTCAGCTTGCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCGTGTCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAATGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGCATTCAAACATGAGGATTACCCATGTCGAAGTTAATTAA(配列番号26)
BamHI及びHindIII部位を5’及び3’末端にそれぞれ付加して、pACYC184へのクローニングを促進する(示されず)。
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号104)及び配列E(配列番号26)を含有する2つのプラスミドにより形質転換する。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する750mLのLB培地において37°で増殖させる。培養密度がOD(600nm)=0.8に達するとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにする。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取する。試料を、誘導の前及び分析のための採取時に取り出す。
実施例U:MS2 19−merRNAヘアピンに結合している長ハンマーヘッドリボザイムによりフランクされているGFPを標的にする3つの異なるsiRNAをコードする転写物を使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列(配列A;配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンする。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG(配列番号7)
以下のDNA配列の配列F(配列番号27)をプラスミドpACYC184にクローンする。転写ターミネーターも、配列F(配列番号27)の3’末端にクローンした(示されず)。配列F(配列番号27)は、T7プロモーター及び開始配列、高感度緑色蛍光タンパク質に対するshiRNA(siEGPF)の5’末端を切断するように設計された3つのハンマーヘッドリボザイム、3つの異なるsiEGFPヘアピン、siEGFPヘアピンの3’末端を切断するように設計された3つの長ハンマーヘッドリボザイム、MS2の特異的なRNA19−merをコードする。
GGATCCTAATACGACTCACTATAGGGAGACTTGATGAACTTCAGGGTCAGCTTGCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCCAGTGGTGTCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAATGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCACCGGATGTGCTCTCCGGTCTGATGAGTCCGTGAGGACGAAACAAGCTGACCCTGAAGTTCATTATATCTTGGCAGATGAACTTCAGGGTCAGCTGATGAGACTCTTCGGAGTCGAAACACCCAGTGGTGTCCTGACCCTGAAGTTCATCTGCCAAGAGCAGATGAACTTCAGGGTCAGTCACCGGATGTGCTCTCCGGTCTGATGAGTCCGTGAGGACGAAACTGACCCTGAAGTTCATCTGCTATATCTTGTGGTGCAGATGAACTTCAGGGCTGATGAGGCTCTTCGGAGCCGAAACACCCAGTGGTGTCCCCTGAAGTTCATCTGCACCACAAGATGGTGCAGATGAACTTCAGGGTCACCGGATGTGCTCTCCGGTCTGATGAGTCCGTGAGGACGAAACCCTGAAGTTCATCTGCACCATACGCCGGCCATTCAAACATGAGGATTACCCATGTCGAAGTTAATTAA(配列番号27)
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号7)、他方が配列F(配列番号27)を含有する、2つのプラスミドにより形質転換する。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する750mLのLB培地において37°で増殖させる。培養密度がOD(600nm)=0.8に達するとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにする。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取する。試料を、誘導の前及び分析のための採取時に取り出す。
実施例V:MS2 19−merRNAヘアピンに結合している5’末端に位置するスペーサー及び3’末端に位置するHDVリボザイムによりフランクされているGFPを標的にする3つの異なるsiRNAをコードする転写物を使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列(配列A;配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンする。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG (配列番号7)
以下のDNA配列の配列G(配列番号28)をプラスミドpACYC184にクローンする。転写ターミネーターも、配列G(配列番号28)の3’末端にクローンした(示されず)。配列G(配列番号28)は、BamHI制限部位、T7プロモーター及び開始配列、高感度緑色蛍光タンパク質に対するshiRNA(siEGPF)の5’末端の3つのスペーサー、3つの異なるsiEGFPヘアピン、siEGFPヘアピンの3’末端を切断するように設計された3つのHDVリボザイム、MS2の特異的RNA19−mer及びPacI制限部位をコードする。
GGATCCTAATACGACTCACTATAGGGAGAATATATATACAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAATGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCAATTAATTACTGACCCTGAAGTTCATCTGCCAAGAGCAGATGAACTTCAGGGTCAGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCAATAATAATCCCTGAAGTTCATCTGCACCACAAGATGGTGCAGATGAACTTCAGGGTCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCCATTCAAACATGAGGATTACCCATGTCGAAGTTAATTAA(配列番号928)
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号7)及び配列G(配列番号28)を含有する2つのプラスミドにより形質転換する。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する750mLのLB培地において37°で増殖させる。培養密度がOD(600nm)=0.8に達するとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにする。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取する。試料を、誘導の前及び分析のための採取時に取り出す。
実施例W:MS2 19−merRNAヘアピンに結合している3’末端に位置する長ハンマーヘッドリボザイム及び5’末端に位置するHDVリボザイムによりそれぞれフランクされているGFPを標的にするsiRNAの2本の鎖をコードする転写物を使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列(配列A;配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンする。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG(配列番号7)
以下のDNA配列の配列H(配列番号29)をプラスミドpACYC184にクローンした。転写ターミネーターも、配列Hの3’末端にクローンした(示されず)。
配列T7−Rz8
GGATCCTAATACGACTCACTATAGGGAGAATGAACTTCAGGGTCAGCTTGCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCGTGTCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCATTAGCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCTGATGAGACTCCGAATTCGGAGTCGAAACACGGTAACCGTGTCATGAACTTCAGGGTCAGCTTGGCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCCATTCAAACATGAGGATTACCCATGTCGAAGCCATGG(配列番号29)
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号104)及び配列H(配列番号126)を含有する、2つのプラスミドにより形質転換した。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する750mLのLB培地において37oで増殖させた。培養密度がOD(600nm)=0.8に達するとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにした。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取した。
実施例X:MS2 19−merRNAヘアピンに結合している3’末端及び5’末端に位置するスペーサーによりフランクされている緑色蛍光タンパク質(GFP)を標的にする2つの異なるsiRNAをコードする転写物を使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施する。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列(配列A;配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンした。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG (配列番号7)
以下のDNA配列の配列I(配列番号30)をプラスミドpACYC184にクローンした。転写ターミネーターも、配列I(配列番号30)の3’末端にクローンした(示されず)。配列I(配列番号30)は、T7プロモーター及び開始配列、緑色蛍光タンパク質に対するshiRNA(siEGPF)の末端を隔てる3つのスペーサー、2つの異なるsiGFPヘアピン、MS2の特異的RNA19−merをコードする。
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号7)及び配列I(配列番号30)を含有する2つのプラスミドにより形質転換する。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する750mLのLB培地において37°で増殖させる。培養密度がOD(600nm)=0.8に達するとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにする。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取する。試料を、誘導の前及び分析のための採取時に取り出す。
実施例Y:実施例O〜Xにより得られたMS2 VLPの精製
実施例O〜Xにより得られたMS2カプシドを、実施例Nに概説された手順の使用により精製する。
実施例Z:実施例Nにより得られたMS2カプシドに包まれているRNAの単離
実施例Nに記載されているように精製されたMS2カプシドに包まれているRNAを、製造会社(Life Technologies,Grand Island,NY)から供給されたプロトコールに従って、TRIzol(登録商標)試薬の使用によりそれぞれの実験において抽出した。得られたRNAを、ホルムアミドにおいて95℃で5分間加熱して変性させ、8%のポリアクリルアミド、8モルの尿素、1.08%のTris塩基、0.55%のホウ酸及び0.093%のEDTAから構成される17.6cm×38cm×0.04cm(幅、長さ、高さ)のゲルにおける電気泳動により分析した。処理緩衝液は、ゲルと同じ濃度のTris塩基、ホウ酸及びEDTAを有した。電力は約40Wで送った。ゲルを、25%のホルムアミド、19%のイソプロパノール及び15mMのTrisをpH8で含有する水性混合物中のStains−All染料(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)の0.025%溶液の使用により染色した。得られた結果を図15に示す。図15のRNA電気泳動のレーン番号は、図14のタンパク質電気泳動と同じレーン番号を参照する。単一RNAバンドを各レーンにおいて観察することができ、それぞれの場合に回収された高純度RNAと一致しうる。
実施例AA:HDVリボザイムは、インビトロ転写の際にshRNAを産生した。
作成物T7−Rz2をインビトロ転写に使用した。この作成物をpACYC184プラスミド(New England Biolabs)にクローンした。One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E. coli(Life Technologies)の細胞を、このプラスミドの使用により形質転換した。プラスミドを含有するBL21(DE3)を、アンピシリンを含有するLB培地において37℃で増殖させ、OD(600nm)を0.8に等しくした。プラスミドを、製造会社の使用説明書に従ってQIAprep(登録商標)Spin Miniprep Kit(Qiagen)の使用により単離した。NcoI(New England Biolabs)を使用し、単離したプラスミドをこの作成物に導入した制限部位で切断した。消化の後、テンプレートを、1.5%アガロースゲルにおける電気泳動により精製し、製造会社の使用説明書に従ってPureLink(商標)Quick Gel Extraction Kit(Life Technologies)の使用により単離した。逆転写を、製造会社の使用説明書に従ってMAXIscript(登録商標)T7 Kitの使用により行った。RNA産物を、Novex(登録商標)変性15%ポリアクリルアミドTBE−尿素ゲル(Life Technologies)を70℃で作動して電気泳動した。RNAバンドを、臭化エチジウム(Sigma−Aldrich)の使用により可視化した。ゲル画像化を、Image Lab 4.0.1ソフトウエア(Bio−Rad)の使用により行った。
テンプレートT7−Rz2は、T7プロモーター、shRNAヘアピン、shRNAヘアピンの3’末端を切断するように設計されたHDVリボザイム、ATATATATATスペーサー及びNcoI制限部位を以下のようにコードした。
TAATACGACTCACTATAGGCTTGTGATGCTTCAGCCAAATCAAGAGTTTGGCTGAAGCATCACAAGCGGCCGGCATGGTCCCAGCCTCCTCGCTGGCGCCGGCTGGGCAACATTCGTGGCGAATGGGACCATATATATATACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号31)
結果は、HDVリボザイムが切断することを示す。最上部のバンドは、非切断転写物であり、その下の2つのバンドは、RNAの予測された切断片であった。
図16のゲルは、最も左側のレーンにRNAマーカーのセット、次のレーンに49ヌクレオチドshRNAマーカー、第3のレーンにインビトロ転写し、37℃で1時間作動したT7−Rz2作成物の切断、並びに第4の最も右側のレーンにインビトロ転写し、37℃で1時間作動し、42℃で更に1時間インキュベートしたT7−Rz2作成物の切断を示す。
3つの最も強力なバンドのうちで最も遅いものは、37/42よりも37でより高い強度を有した加えて、2つのより早いバンドは、37より37/42でより高い強度を有した。最後のレーンにおける最低分子量バンドは、49ヌクレオチドshRNA基準よりも僅かに遅く作動し、このことはT7Rz2において得られた51ヌクレオチドshRNAから予測された。まとめると、図16に示されている結果は、HDVリボザイムがT7−Rz2を切断するという仮説と一致している。
実施例BB:長フランキングハンマーヘッドリボザイムは、インビボ転写の際に短フランキングハンマーヘッドリボザイムにより有意に高い程度で切断する。
作成物T7−Rz1及びT7−Rz4をインビトロ転写に使用した。T7−Rz1は、共通リボザイムを含み、すなわち、6対未満のハイブリダイズヌクレオチドに切断されるRNAとハイブリダイズする幹を有するものを含む。T7−Rz4は、切断されるsiRNAとハイブリダイズする長い幹を有する、すなわち、6対を超えるハイブリダイズヌクレオチドを有する幹を有するフランキングリボザイムを含む。
作成物T7−Rz1は、T7プロモーター、siRNAに相補的な5つのヌクレオチドを有するsiRNAヘアピンの5’末端を切断するように設計されたハンマーヘッド(HH)リボザイム、siRNAヘアピン、siRNAに相補的な5つのヌクレオチドを有するsiRNAヘアピンの3’末端を切断するように設計されたHHリボザイム及びNcoI制限部位をコードする。
TAATACGACTCACTATAGGCTCGAGCAAGCCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCGTGTCGCTTGTGATGCTTCAGCCAAATCAAGAGTTTGGCTGAAGCATCACAAGCTCACCGGATGTGCTCTCCGGTCTGATGAGTCCGTGAGGACGAAAGCTTGCCATGG(配列番号32)
作成物T7−Rz4は、siRNAとハイブリダイズする12個のヌクレオチドを有する5’末端を切断するように設計されたHHリボザイム及びsiRNAとハイブリダイズする23個のヌクレオチドを有する3’末端を切断するように設計されたHHリボザイムによりフランクされているansiRNAをコードする。
TAATACGACTCACTATAGGGAGAACGCCGGCCATTCAAATAGTAAATAATAGAGGGTCAGCTTGCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCGTGTCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCACCGGATGTGCTCTCCGGTCTGATGAGTCCGTGAGGACGAAACAAGCTGACCCTGAAGTTCACTACGCCGGCCATTCAAACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号33)
インビトロ転写実験及び分析を、実施例Yと類似の方法でこれらの作成物により実施した。図17に示されているように、作成物T7−Rz1により得られた結果は、リボザイムが非常に低い程度で切断するという仮説と一致した。図17に示されている作成物T7−Rz4により得られた結果は、リボザイムが有意な程度で切断するという仮説と一致した。
実施例CC:MS2 19−merRNAヘアピンに5’末端が結合している長ハンマーヘッドリボザイム及び3’末端が結合している別の長ハンマーヘッドリボザイムによりフランクされているEGFPに対するshRNAをコードする転写物を使用するMS2カプシドの産生
MS2カプシドの産生を以下のように実施した。MS2のコートタンパク質をコードする以下のDNA配列(配列A;配列番号7)を、pDEST14(Life Technologies)プラスミドにクローンした。
ACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTAAGAAGGAGATATACATATGGCTTCTAACTTTACTCAGTTCGTTCTCGTCGACAATGGCGGAACTGGCGACGTGACTGTCGCCCCAAGCAACTTCGCTAACGGGGTCGCTGAATGGATCAGCTCTAACTCGCGTTCACAGGCTTACAAAGTAACCTGTAGCGTTCGTCAGAGCTCTGCGCAGAATCGCAAATACACCATCAAAGTCGAGGTGCCTAAAGTGGCAACCCAGACTGTTGGTGGTGTAGAGCTTCCTGTAGCCGCATGGCGTTCGTACTTAAATATGGAACTAACCATTCCAATTTTCGCTACGAATTCCGACTGCGAGCTTATTGTTAAGGCAATGCAAGGTCTCCTAAAAGATGGAAACCCGATTCCCTCAGCAATCGCAGCAAACTCCGGCATCTACTAATAG(配列番号7)
以下のDNA配列(作成物T7−Rz4)をプラスミドpACYC184にクローンした。転写ターミネーターも、作成物T7−Rz4の3’末端にクローンした(示されず)。
TAATACGACTCACTATAGGGAGAACGCCGGCCATTCAAATAGTAAATAATAGAGGGTCAGCTTGCTGATGAGGCGCTTCGGCGCCGAAACACCGTGTCCAAGCTGACCCTGAAGTTCATCAAGAGTGAACTTCAGGGTCAGCTTGTCACCGGATGTGCTCTCCGGTCTGATGAGTCCGTGAGGACGAAACAAGCTGACCCTGAAGTTCACTACGCCGGCCATTCAAACATGAGGATTACCCATGTCCATGG(配列番号33)
One Shot BL21(DE3) Chemically Competent E.coli(Life Technologies)の細胞を、クロラムフェニコール及びアンピシリン耐性形質転換体を選択するために、一方が配列A(配列番号7)及び作成物T7−Rz4(配列番号33)を含有する、2つのプラスミドにより形質転換した。カプシド産生では、これらの形質転換体を、アンピシリンとクロラムフェニコールの両方を含有する750mLのLB培地において37°で増殖させた。培養密度がOD(600nm)=0.8に達したとき、イソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(Sigma−Aldrich)を加えて、最終濃度を1mMにした。細胞を、誘導の4時間後に、3,000gによる4℃で40分間の遠心分離によって採取した。試料を、誘導の前及び分析のための採取時に取り出した。
実施例DD:実施例CCにより得られたウイルス様粒子の精製
実施例CCにおいて産生されたウイルス様粒子の精製を、実施例Nに記載されたとおりに実施した。
実施例EE:実施例DDにより得られたウイルス様粒子におけるRNAの単離
実施例DDに記載されているように精製されたウイルス様粒子に包まれているRNAを、製造会社(Life Technologies,Grand Island,NY)から供給されたプロトコールに従って、TRIzol(登録商標)試薬の使用により抽出した。得られたRNAを、ホルムアミドにおいて95℃で5分間加熱して変性させ、Novex(登録商標)変性15%ポリアクリルアミドTBE−尿素ゲル(Life Technologies)を70℃で作動して電気泳動することにより分析した。RNAバンドを、水溶液1mLあたり0.5μgの臭化エチジウム(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)の使用により可視化した。得られた結果を図18のレーン3に示す。レーン1は、分子基準のセットを示す。レーン2は、49個のヌクレオチド長さの化学的に合成されたshRNAを示す。
実施例FF:実施例DDにより得られたMS2カプシドを含むウイルス様粒子は、Engyodontium album(エンギオドンチウム・アルブム)、licheniformis(リケニホルミス)からのプロテイナーゼK、ブタ胃粘膜からのペプシン及びパパイヤラテックスからのパパインに耐性がある。
250mLの培養物から得られ、実施例DDに記載されたように精製された、MS2カプシドを含むウイルス様粒子を、400μLの20mM CaCl水溶液にpH=7.5で懸濁した。
この懸濁液の66μLのアリコートを、20mMのCaCl水溶液によりpH=7.5で希釈して0.25mLにし、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度(Pierce(登録商標)BCA Protein Assay Kit,Thermo Fisher Scientific,Rockford,IL)及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ3086及び4656mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン1B及び6にそれぞれ示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。この実験セットを陰性対照として使用した。
2μgの、Streptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)からのプロテアーゼを、20mMのCaCl水溶液によりpH=7.5で希釈して0.25mLにし、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ361及び324mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン1及び7にそれぞれ示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。この実験セットを別の陰性対照として使用した。
2μgの、Streptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)からのプロテアーゼを、MS2カプシド懸濁液を含むウイルス様粒子の別の66μLのアリコートに加え、20mMのCaCl水溶液によりpH=7.5で希釈して0.25mLにし、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ2940及び3012mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン2及び8にそれぞれ示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。この実験セットを使用して、ウイルス様粒子を形成するMS2カプシドのStreptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)からのプロテアーゼに対するタンパク質分解安定性について試験した。10%未満の分解が観察された。
MS2カプシド懸濁液を含むウイルス様粒子の別の66μLのアリコートを、20mMのCaCl水溶液によりpH=7.5で希釈して0.25mLにし、95℃で10分間の加熱及び10分間のウエットアイス(wet ice)による冷却の3サイクルに付して、ウイルス様粒子の解体を達成した。次に、2μgのStreptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)からのプロテアーゼをこの懸濁液に加え、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ2601及び3033mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン3及び9にそれぞれ示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。解体された粒子は、Streptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)からのプロテアーゼにより有意な程度で分解された。この実験セットを陽性対照として使用した。
0.002mLの20mM CaCl水溶液にpH7.5で溶解した2μgのStreptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)からのプロテアーゼを、実施例CCにおける41mLの細胞培養物から得た0.248mLの細菌細胞溶解物に加え、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ3192及び4837mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン4及び10にそれぞれ示す。図19の最後のレーンは、Lと標識されており、未処理細菌細胞溶解物を示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。MS2カプシドタンパク質以外のタンパク質の90%超が、Streptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)からのプロテアーゼにより分解された。この実験セットを別の陽性対照として使用した。
この5つの実験セットは、本開示のウイルス様粒子を形成するMS2カプシドがStreptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)からのプロテアーゼによるタンパク質分解に耐性があることを実証している。
2μgの、Bacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)からのプロテアーゼを、10mMの酢酸ナトリウム及び5mMの酢酸カリウム水溶液によりpH=7.5で希釈して0.25mLにし、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ976及び1003mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン2B及び7Bにそれぞれ示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。この実験セットを別の陰性対照として使用した。
2μgの、Bacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)からのプロテアーゼを、MS2カプシド懸濁液を含むウイルス様粒子の別の66μLのアリコートに加え、10mMの酢酸ナトリウム及び5mMの酢酸カリウム水溶液によりpH=7.5で希釈して0.25mLにし、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ3144及び3727mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン3B及び8Bにそれぞれ示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。この実験セットを使用して、ウイルス様粒子を形成するMS2カプシドのBacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)からのプロテアーゼに対するタンパク質分解安定性について試験した。10%未満の分解が観察された。
MS2カプシド懸濁液を含むウイルス様粒子の別の66μLのアリコートを、10mMの酢酸ナトリウム及び5mMの酢酸カリウム水溶液によりpH=7.5で希釈して0.25mLにし、95℃で10分間の加熱及び10分間のウエットアイスによる冷却の3サイクルに付して、ウイルス様粒子の解体を達成した。次に、2μgのBacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)からのプロテアーゼをこの懸濁液に加え、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ1769及び1785mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン4B及び9Bにそれぞれ示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。解体された粒子は、Bacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)からのプロテアーゼにより分解された。この実験セットを陽性対照として使用した。
0.002mLの10mM 酢酸ナトリウム及び5mMの酢酸カリウム水溶液にpH7.5で溶解した2μgのBacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)からのプロテアーゼを、実施例CCにおける41mLの細胞培養物から得た0.248mLの細菌細胞溶解物に加え、37℃でインキュベートした。試料を、タンパク質濃度及びSDS PAGE分析のために、インキュベーションの1時間及び4時間後に取り出した。これらの2つの試料におけるタンパク質濃度は、それぞれ3696及び4078mg/Lであった。SDS PAGE分析を、図19のレーン6B及び10Bにそれぞれ示す。図19の最後のレーンは、Lと標識されており、未処理細菌細胞溶解物を示す。同じ量のタンパク質を各レーンに装填した(4μg)。MS2カプシドタンパク質以外のタンパク質の90%超が、Bacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)からのプロテアーゼにより分解された。この実験セットを別の陽性対照として使用した。
この4つの実験セットは、本開示のウイルス様粒子を形成するMS2カプシドがBacillus licheniformis(バチルス・リケニフォルミス)からのプロテアーゼによるタンパク質分解に耐性があることを実証している。
追加の同等の3つの実験のセットは、本開示のウイルス様粒子を形成するMS2カプシドが、以下の3つのプロテアーゼ:Engyodontium album(エンギオドンチウム・アルブム)からのプロテイナーゼK、ブタ胃粘膜からのペプシン(CAS番号9001−75−6)及びパパイヤラテックス(CAS番号9001−73−4)(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)からのパパインのいずれかによるタンパク質分解に耐性があることを実証している。それぞれのプロテアーゼを製造会社の使用説明書に従って使用した。プロテイナーゼKをpH=7.5で使用し、ペプシンをpH=1.6で使用し、パパインをpH=6.6で使用した。
実施例GG:カプシドコートタンパク質変種
MS2ウイルスカプシドタンパク質(配列番号3)は、単一の折り畳みドメインを有し、レビウイルス科及びアロレビウイルス科カプシドタンパク質を含む、スーパーファミリーd.85の折り畳みファミリーd.85.1(RNAバクテリオファージカプシドタンパク質に属する。このファミリーのそれぞれのカプシドモノマーは、6本鎖ベータシート、続く2つのへリックスから構成される(時々、ねじれを有する長へリックスとして記載される)。180個のモノマーが非共有的に組み立てられて、カプシド内面を向いている連続ベータ−シート層及びカプシド外面にアルファ−へリックスを有する二十面体(ほぼ球状)のウイルスカプシドを形成する。X線結晶構造が、腸内細菌ファージMS2、GA(UniProt配列アイデンティファイアーP07234)及びFR(UniProt配列アイデンティファイアーP03614)ウイルスカプシド、並びに1つのMS2の1つのC末端が別の全てのd.81.1ファミリーレビウイルス科コートタンパク質のN末端と縮合しているMS2二量体から形成されるMS2のカプシドのために解明され、パブリックドメインに配置された。これらの構造のProtein Data Bankアンデンティファイアーは、それぞれ1AQ3(配列番号34)、1GAV(配列番号35)、1FRS(配列番号36)及び2VTU(配列番号37)であり、これらのアラインメントを図20に示す。この本明細書に記載されている全てのアラインメントにおいて、残基の番号付けは、連続した残基番号付けであり、例えば配列番号3は、大部分のPDB構造に使用されているように、細胞により除去されるリードMet(M)残基の0から開始している。
MS2ウイルスカプシドタンパク質の配列は、GA及びFRウイルスカプシドタンパク質に対してそれぞれ59%及び87%の同一性がある。3つの配列を全て一緒に考慮すると、僅か56%の配列位置が同一配列を有し、主鎖オーバーレイに関して位相幾何学的等価位置を有する。GA及びFRウイルスカプシドモノマーに対するMS2ウイルスカプシドタンパク質の主鎖立体配座の平均二乗偏差は、1A未満である1GAVモノマー0に対する1AQ3モノマーAの主鎖平均二乗偏差は、0.89オングストロームである。1FRSモノマーAに対する1AQ3モノマーAの主鎖平均二乗偏差は、0.37オングストロームである。比較を、タンパク質構造ツールの標準的なワークベンチにおけるRCSB Protein Data Bankサイトで入手可能な、タンパク質の構造研究をする実務者に良く知られているツールである、フリーウェアユーティリティーjFATCAT剛性(Prlic,et al,Bioinformatics 26,2983−2985(2010);www.rcsb.org/pdb/workbench/workbench.do;www.rcsb.org/pdb/workbench/workbench.do)を使用して行った。これらのタンパク質の全体的な折り畳みは、同一であった。挿入又は欠失はない。結晶学的非対称単位のタンパク質をそれぞれ個別に精製する。非対称単位内の組成的に同一の異なるタンパク質は、一般に、1オングストローム以上の主鎖平均二乗偏差を有するが、コアの位相幾何学的に等価なCalpha原子は、約0.45オングストローム未満で異なる傾向がある(Cyrus Chothia & Arthur M Lesk(1986)EMBO J 5,823−826)。例えば、1AQ3モノマーA及び1AQ3モノマーBは、主にLys66−Trp82領域における立体配座の差によって、1.72Aの平均二乗偏差を有する((jFATCAT剛性)。
十分な数の折り畳みファミリーが同定されると、ファミリー内でほとんど又は全く突然変異しない配列内の位相幾何学的に等価な残基位置である保存残基の鮮明な像が現れる。非保存位置は、特に側鎖が空間的近接者の側鎖に対して詰める場合、おそらく折り畳みにおける空間的近接者の協調的突然変異と一緒に、ファミリーの折り畳みを妨げることなく配列毎に突然変異すると予測することができる。保存残基は、タンパク質の安定した折り畳み、機能又はプロセッシングにとって、例えばタンパク質分解性消化にとって重要でありうる。幾つかは同時発生的に保存されうる。GenBank(Dennis A.Benson,Ilene Karsch−Mizrachi,David J.Lipman,James Ostell,and David L.Wheeler(2005)Nucleic Acids Res 33,D34−D38)は、現在、353個のレビウイルス科コートタンパク質配列を保持する。図21に示されているアラインメント表は、網羅的タンパク質配列ベータベースUniProt(Universal Protein Resource,(The UniProt Consortium,Reorganizing the protein space at the Universal Protein Resource(UniProt)Nucleic Acids Res.40:D71−D75(2012)),http://www.uniprot.org)(下記の表1を参照すること)から検索され、BLAST(閾値=10、自動重み付けアレイ選択、フィルタリングなし、ギャップ可能)により整列された40個の完全レビウイルス科コートタンパク質配列の複数アラインメントを示す。ef108465を除く全ての配列をUniProtから取得した。ef108465はGenBank(www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank)からのものであった。アラインメント表において、星印()は、保存残基を示し、xは、側鎖溶媒露出度、水素結合要件及び主査立体配座制約に基づいて計算される置換可能性である。これらのファミリーメンバーの配列における57個の残基は保存されている又は配列の45%は互いに同一である。これらの配列の幾つかは、配列番号3のC末端Tyr129残基の後に追加の残基を有し、他は、配列番号3に関してN末端から1〜2つの残基が除去されている。折り畳み内に挿入又は欠失はない。

配列番号34 1AQ3 腸内細菌ファージMS2コートタンパク質 T59S
ASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYSI
KVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPS
AIAANSGIY

配列番号35 1GAV 腸内細菌ファージGAコートタンパク質 A59T G79V
ATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIK
LEVPKIVTQVVNGVELPGSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGNPIAEA
ISSQSGFYA

配列番号36 1FRS 腸内細菌ファージFRコートタンパク質
>sp|P03614|COAT_BPFR コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ fr PE=1 SV=4
ASNFEEFVLVDNGGTGDVKVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSANNRKYTV
KVEVPKVATQVQGGVELPVAAWRSYMNMELTIPVFATNDDCALIVKALQGTFKTGNPIAT
AIAANSGIY

配列番号37 2VTU 腸内細菌ファージMS2コートタンパク質共有二量体
sp|P03612|COAT_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 PE=1 SV=2
ASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTI
KVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPS
AIAANSGIYANFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSS
AQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLL
KDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号38(配列番号38) G4WZU0 G4WZU0_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 329852
>sp|P03612|COAT_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 PE=1 SV=2
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYT
IKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNLELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIP
SAIAANSGIY

配列番号39
D0U1D6 D0U1D6_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022
>tr|D0U1D6|D0U1D6_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージMS2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNLELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号40
C0M2U4 C0M2U4_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2>tr|C0M2U4|C0M2U4_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVELPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号41
C0M2S8 C0M2S8_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M2S8|C0M2S8_BPMS2 コートタンパク質OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
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配列番号42
C0M212 C0M212_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
tr|C0M212|C0M212_BPMS2 コートタンパク質OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
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配列番号43
C0M1M2 C0M1M2_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M1M2|C0M1M2_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVAVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号44
C0M2L4 C0M2L4_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022遺伝子ms2g2
>tr|C0M2L4|C0M2L4_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
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配列番号45
C0M220 C0M220_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M220|C0M220_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
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配列番号46
Q2V0S8 Q2V0S8_BPBO1116 腸内細菌ファージbo1 12014
>tr|Q2V0S8|Q2V0S8_BPBO1 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ BO1 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGPLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号47
C0M216 C0M216_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M216|C0M216_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNDGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号48
C0M1Y0 C0M1Y0_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M1Y0|C0M1Y0_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
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配列番号49
D0U1E4 D0U1E4_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|D0U1E4|D0U1E4_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNLELTIPIFATNPDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号50
C0M309 C0M309_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M309|C0M309_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPISSAIAANSGIY

配列番号51
C0M325 C0M325_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M325|C0M325_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNVELTIPIFATNSDCEXIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号52
Q9T1C7 Q9T1C7_BPMS2116 腸内細菌ファージms12 110679
>tr|Q9T1C7|Q9T1C7_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ M12 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVXPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCALIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号53
C0M2Z1 C0M2Z1_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M2Z1|C0M2Z1_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNVELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIX

配列番号54
C0M1N8 C0M1N8_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M2Z1|C0M2Z1_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNVELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIX

配列番号55
J9QBW2 J9QBW2_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|J9QBW2|J9QBW2_BPMS2 カプシドタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVQLPVAAWRSYLNMELTIPIFATNDDCALIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号56
C8XPC9 C8XPC9_BPMS2113 腸内細菌ファージms2 329852
>tr|C8XPC9|C8XPC9_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVQLPVAAWRSYLNMELTIPIFATNDDCALIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号57
C0M2Y4 C0M2Y4_BPMS2115 腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M2Y4|C0M2Y4_BPMS2 コートタンパク質(フラグメント) OS=腸内細菌ファージMS2 GN=MS2g2 PE=4 SV=1
NFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNVELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号58P69171 COAT_BPZR115 腸内細菌ファージzr 332942
>sp|P69171|COAT_BPZR コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ ZR PE=1 SV=1
ASNFTQFVLVNDGGTGNVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号59
P69170 COAT_BPR17116 腸内細菌ファージr17 12026
>sp|P69170|COAT_BPR17 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ R17 PE=1 SV=1
ASNFTQFVLVNDGGTGNVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号60
P03612 COAT_BPMS2 腸内細菌ファージms2 329852
>sp|P03612|COAT_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 PE=1 SV=2
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号61
C0M1L4 C0M1L4_BPMS2116腸内細菌ファージms2 12022 遺伝子ms2g2
>tr|C0M1L4|C0M1L4_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=MS2g2 PE=2 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号62
C8XPD7 C8XPD7_BPMS2116 腸内細菌ファージms2 329852 遺伝子cp
>tr|C8XPD7|C8XPD7_BPMS2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ MS2 GN=cp PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号63
Q2V0T1 Q2V0T1_BPZR116 腸内細菌ファージzr 332942
>tr|Q2V0T1|Q2V0T1_BPZR コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ ZR PE=4 SV=1
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号64
Q9MCD7 Q9MCD7_BPJP5115 腸内細菌ファージjp501 12020
>tr|Q9MCD7|Q9MCD7_BPJP5 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ JP501 PE=4 SV=1
MASNFTEFVLVDNGETGNVTVAPSNFANGVAEWISSDSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVAVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCALIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号65
P03611 COAT_BPF2115 腸内細菌ファージf2 12016
>sp|P03611|COAT_BPF2 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ f2 PE=1 SV=1
ASNFTQFVLVNDGGTGNVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNLELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号66
P34700 COAT_BPJP3115 腸内細菌ファージjp34 12019
>sp|P34700|COAT_BPJP3 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ JP34 PE=3 SV=2
MATLRSFVLVDNGGTGDVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQVVNGVELPVSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGNPIADAISSQSGFYA

配列番号67
Q2V0U0 Q2V0U0_BPBZ1115 腸内細菌ファージjp500 332939
>tr|Q2V0U0|Q2V0U0_BPBZ1 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ JP500 PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGDVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQVVNGVELPVSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGNPIADAISSQSGFYA

配列番号68
Q2V0T7 Q2V0T7_BPBZ1115 腸内細菌ファージsd 332940
>tr|Q2V0T7|Q2V0T7_BPBZ1 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ SD PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQVVNGVELPISAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTTISKSLAGLFKVGNPIADAISSQSGFYA

配列番号69
Q9MBL2 Q9MBL2_BPKU1115 腸内細菌ファージku1 12021
>tr|Q9MBL2|Q9MBL2_BPKU1 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ KU1 PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQSVNGVELPVSAWKAFASIDLTIPIFAATDDVTLISKSLAGLFKIGNPVADAISSQSGFYA

配列番号70
P07234 COAT_BPGA115 腸内細菌ファージga 12018
>sp|P07234|COAT_BPGA コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ GA PE=1 SV=3
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYAIKLEVPKIVTQVVNGVELPGSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGNPIAEAISSQSGFYA

配列番号71
C8YJG7 C8YJG7_BPBZ1115 腸内細菌ファージbz13 329853
>tr|C8YJG7|C8YJG7_BPBZ1 カプシドタンパク質 OS=腸内細菌ファージ BZ13 PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQVVNGVELPVSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGNPIAEAISSQSGFYA

配列番号72
C8YJH1 C8YJH1_BPBZ1115 腸内細菌ファージbz13 329853
>tr|C8YJH1|C8YJH1_BPBZ1 カプシドタンパク質 OS=腸内細菌ファージ BZ13 PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQTVNGVELPVSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTLISKSLAGLFKIGNPVADAISSQSGFYA

配列番号73
C8YJH5 C8YJH5_BPBZ1115 腸内細菌ファージbz13 329853
>tr|C8YJH5|C8YJH5_BPBZ1 カプシドタンパク質 OS=腸内細菌ファージBZ13 PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQVVNGVELPVSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGDPIADAISSQSGFYA

配列番号74
Q2V0T4 Q2V0T4_BPTH1115 腸内細菌ファージth1 12029
>tr|Q2V0T4|Q2V0T4_BPTH1 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ TH1 PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQVVNGVELPVSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGNPIADAISSQSGFYA

配列番号75
Q2V0U3 Q2V0U3_BPBZ1116 腸内細菌ファージtl2 332938
>tr|Q2V0U3|Q2V0U3_BPBZ1 コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ TL2 PE=4 SV=1
MATLRSFVLVDNGGTGNVTVVPVSNANGVAEWLSNNSRSQAYRVTASYRASGADKRKYTIKLEVPKIVTQVVNGVELPVSAWKAYASIDLTIPIFAATDDVTVISKSLAGLFKVGNPIADAISSQSGFYA

配列番号76
P03614 COAT_BPFR116 腸内細菌ファージfr 12017
>sp|P03614|COAT_BPFR コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ fr PE=1 SV=4
MASNFEEFVLVDNGGTGDVKVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSANNRKYTVKVEVPKVATQVQGGVELPVAAWRSYMNMELTIPVFATNDDCALIVKALQGTFKTGNPIATAIAANSGIY

配列番号77
ef108465 腸内細菌ファージr17 329852
gi|132424616|gb|ABO33465.1| コートタンパク質 [腸内細菌ファージMS2]
MASNFTQFVLVDNGGTGDVTVAPSNFANGVAEWISSNSRSQAYKVTCSVRQSSAQNRKYTIKVEVPKVATQTVGGVELPVAAWRSYLNMELTIPIFATNSDCELIVKAMQGLLKDGNPIPSAIAANSGIY

配列番号78 1QBE
>sp|P03615|COAT_BPQBE コートタンパク質 OS=腸内細菌ファージ Qbeta PE=1 SV=2
AKLETVTLGNIGKDGKQTLVLNPRGVNPTNGVASLSQAGAVPALEKRVTVSVSQPSRNRKN
YKVQVKIQNPTACTANGSCDPSVTRQAYADVTFSFTQYSTDEERAFVRTELAALLASPLLI
DAIDQLNPAY
更に、アミノ酸残基は、これらの側鎖の同定により識別される。これらは、2つの例外を除いて、共通の主鎖及び可能な主鎖立体配座の共通セットを有する(Kleywegt & Jones,Structure 4 1395−1400(1996))。グリシンは、主鎖立体配座に安定して折り畳まれ、その側鎖が単一の水素原子からなるので、他のアミノ酸を拒否する。プロリン側鎖は、そのアミド水素の排除を介して主鎖窒素に供給結合している硬直した環に環化され、プロリンを、他のアミノ酸に対して小さな主鎖立体配座サブセットに制約し、水素結合供給体としての能力を排除する。
例えば配列番号3のアミノ酸のカプシドへの組み立てのためのドメイン折り畳み及びドメイン会合は、二次構造単位を確定する主鎖水素結合パターン、局所構造を安定化する又は二次構造単位(例えば、へリックス、鎖、コイル、ループ、ターン若しくは可動性末端)を一緒に結合する、側鎖と主鎖原子の間の水素結合、局所構造を安定化する又は二次構造単位(例えば、へリックス、鎖、コイル、ループ、ターン若しくは可動性末端)を一緒に結合する、異なる側鎖の原子の間の水素結合、並びにファンデルワールス相互作用を介して折り畳みをエネルギー的に安定化すること及び不安定化と局所展開をもたらしうる折り畳みへの溶媒の浸透を予防することの両方に機能する、疎水性側鎖原子の緊密なパッキングによって安定化される。残りの残基の側鎖は、ドメイン折り畳み維持又はドメイン間相互作用に参加しない。これらの主鎖立体配座が、ドメイン折り畳みに参加するためにGly又はシスProのみにより満たされる特別な要件を有さない限り、これらの残基は、最終ドメイン折り畳み又はその表面の全体的な位相に有意な影響を与えることなく単一又は群として突然変異され、既知構造に実施される表面利用能計算により(例えば、Fraczkiewicz & Braun,JMB;Meth Enzym;J Comp Chem 19,319(1998)を参照すること)、続いて既知構造の水素結合分析により明確にクラスとして同定されうる(全てタンパク質構造及び機能の研究における従来の技術である)。
Protein Data Bankからの2つのMS2カプシド構造、例えば、C末端をN末端に縮合して一本鎖タンパク質2ドメインタンパク質を形成する2つのMS2カプシドタンパク質モノマーにより形成される安定した六面体カプシドのRNAと2つのVTUを含有する二十面体カプシドの1AQ3を使用して、17個の残基(Ala1、Ser2、Thr5、Gln6、Ala21、Ala53、Val67、Thr69、Thr71、Val72、Val75、Ser99、Glu102、Lys113、Asp114、Gly115、Tyr129)が同定され、これらは、高度に溶媒和された側鎖位置を有し(Fraczkiewicz & Braunサーバ http://curie.utmb.edu/getarea、1.4A溶媒プローブ、勾配なし、残基1つあたり2つの部位/エネルギー)、カプシドの他の部分との水素結合に参加せず(水素結合基準を0.5A及び30°緩和した、広く使用されているフリーウエアソフトウエア可視化パッケージChimera(ERIC F.PETTERSEN,THOMAS D.GODDARD,CONRAD C.HUANG,GREGORY S.COUCH,DANIEL M.GREENBLATT,ELAINE C.MENG,THOMAS E.FERRIN(2004 J Comp Chem 25,1605−1612)により計算される水素結合)、並びにそれらの主鎖立体配座は、プロリンを除いた全てのアミノ酸残基により許可される。これらの17個の残基のサブセットを、GA及びFRカプシド配列、並びに腸内細菌ファージGA又はFRカプシド配列において突然変異した残基が無視される、腸内細菌ファージMS2の構造的アラインメントと比較すると、モノマーの構造若しくは機能又は安定したカプシドの中に組み立てられる能力に影響を及ぼすことなく突然変異に感受性があると推定される6つ位置が残ったままである。これは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)に52%の配列同一性を表す。
二次構造要素(へリックス、鎖、水素結合パターンを確定するターン及び構造化ループ、例えばオメガループ)内の残基の挿入及び/又は欠失は、これらの要素が確定された水素結合若しくは疎水性パッキングパターンを失う原因となる又は元のタンパク質配列の安定性、形状及び/若しくは機能を変えうる水素結合若しくは疎水性パッキングパターンに変化を強要する。このことは、パッキングを妨げ、折り畳みの包括的安定性に影響を与えうる。他方、表面曝露を有するが、(頻繁に、構造化要素に対して側鎖を詰め込むこと若しくは溶媒から隣接構造化要素の相互作用面を遮蔽することを介して又はカプシド、カーゴの場合に)残りのタンパク質折り畳みに重量な安定化を提供しない非構造化ループ、ランダムコイル及びNとC末端は、(1)結合再構造化要素の有意な再位置決めが必要ない場合の残基欠失、(2)残基の付加が、折り畳みにおける構造化要素の相対的な配置を有意に変えない又はタンパク質環境において水素結合供給体若しくは受容体と水素結合する能力を満たす残基の曝露表面を有意に覆うことがない場合のアミノ酸残基の挿入、或いは(3)有用な部分、例えば、蛍光体、リン光性基、ポリエチレングリコール、アフィニティータグ、レポーター基などに共有結合しうる天然に生じるアミノ酸突然変異又は非天然残基の突然変異の組み込みのための優れた候補である。当然のことながら、そのような挿入、欠失及び突然変異は、単一の適切な要素に同時に又は組み合わされて生じることができ、これらの組み込みは、改善された特徴を有するタンパク質を生じることができる。挿入及び/又は欠失のために最適なスポットを識別する直接的な方法は、挿入及び/又は欠失に緊密に関連する配列の複数のアラインメントを走査することである。N及びC末端の付加及び欠失の他に、既知のレビウイルス科コートタンパク質配列は、互いに挿入又は欠失を有さない。これは、挿入及び/又は欠失が発生できないことを意味しない。単に、構造/機能がより遠いメンバー又は折り畳みファミリーを検査しなければならないということである。
最も簡素な複数アラインメントアルゴリズムは、通常、パブリックドメイン配列及び構造データベースによって公衆が利用することができる。これらのアルゴリズムは、配列空間が高い同一性%、例えば90%から低い同一性%、例えば20%の連続配列範囲により混んでいる場合、非常に低い同一性%を共有する配列を正確に整列させることができる。これらのアルゴリズムは、同じ折り畳みを有する配列のクラスターを、これらのクラスターが低い同一性%を共有する場合に正確に整列させることに失敗する傾向があるが、そのようなクラスターを、それぞれのクラスターの1つ以上のメンバーのX線結晶構造が解明され、十分に精査される場合に、成功裏に明確に整列させることができる。折り畳みが緊密に関連するが、配列の関連が離れている二次構造要素の主鎖原子を最適に重ね合わせることにより、これらの配列の1対1の対応が緊密に定義され、直接的な配列アラインメントプロトコールにより連続的に生成される高い同一性%のクラスターを、主鎖重ね合わせによりもたらされる対アラインメント及び生成された折り畳みファミリーの正確な網羅的配列アラインメントに固定することができ、折り畳みファミリーメンバーの位相幾何学的に意味のあるアラインメントをもたらす(Arthur M Lesk,Michael Levitt,Cyrus Chothia(1986),Prot Eng 1,77−78)。網羅的配列アラインメントを検査することによって、どの折り畳みがその形態又は機能を損ねることなく挿入及び/又は欠失を許容するかという包括的な像を見ることができる。
アロレビウイルス科コートタンパク質は、レビウイルス科コートタンパク質(折り畳みファミリーd.85.1)と同じ折り畳みファミリーに属し、180個のモノマーから構成される二十面体カプシドの中に組み立てられる。UniProtに寄託されているアロレビウイルス科コートタンパク質の配列の複数アラインメントを、図27のアラインメント表に示す。アロレビウイルス科コートタンパク質配列の60パーセント(60%)が保存されている。レビ及びアロレビウイルス科のコートタンパク質は、両方とも約130個のアミノ酸残基の長さであるが、同一残基の率が低く、約20%であるので、複数配列アラインメントアルゴリズムは、典型的には、レビウイルス科配列に対するアロレビウイルス科配列の正確なアラインメントに失敗する。このことを認識する簡潔な方法は、配列を逆転させ、次に同じプロトコールを使用して、逆転した配列を整列させることである。配列と逆転配列の複数アラインメントは、一致しない。この難点は、代表的な構造を検査することによって回避することができる。アロレビウイルス科Qbeta(PDB番号1QBE)(配列番号78、下記を参照すること)のX線結晶構造が、パブリックドメインデータベースのRCSB Protein Data Bank(http://www.rcsb.org)に寄託されている。1QBEの別個に精製されたモノマーを、RCSB Protein Data BankのjFATCAT比較ツールの使用により{Calpha}原子の間の平均二乗偏差を最小限にすることによって、1AQ3の別個に精製されたモノマーに当て嵌めた。平均二乗偏差は図22〜25に示され、添付の図の説明に記載されているように、二次構造要素を連結するN末端残基1〜3及びセグメント8〜18、26〜28、50〜55及び67〜76(番号付けは、MS構造1AQ3における位相幾何学的に等価な残基を参照する)の主鎖配置における鎖に主に起因して、どの別個に精製されたモノマーが比較されたかに応じて、2.33〜2.76オングストロームの範囲である。1AQ3の別個に精製されたモノマーのjFATCATにより測定された主鎖平均二乗偏差は、同じ領域の立体配座の差に起因して1.72Aである。位相幾何学的アラインメントが表に示されており、水素結合パターンによる二次構造指定(DSSP,W Wolfgang Kabsch & Christian Sander(1983),Biopolymers 22,2577−2636)が1AQ3のために示されており、精製された主鎖立体配座が実質的に異なるので又セグメントの移動性が大きすぎて精製の際に電子密度に局在化できないので最大偏差を示すセグメントは、小文字で提供されている。結晶環境下で主鎖可動性を示す領域も、挿入及び/又は欠失の優れた候補であり、それは、これらの残基と残りの折り畳みとの相互作用が折り畳み安定にとって重要な場合、電子密度が局在化されるからである。追加すると、2VTUと同じ情報は、変化に適応するように最良に適合されたセグメントの更なる洞察を提供する。これらの比較は、1AQ3対2VTU対1QBEのアラインメントを示す図26に記号的に捕らえられている。
1AQ3及び1QBEモノマーの検査は以下の洞察を提供し、図28〜1及びこれらの対応する説明を参照してさらに例示されている。全ての残基番号は、1AQ3のモノマーに対して提示されている。
このことは、配列番号3の腸内細菌ファージMS2コートタンパク質の折り畳みが、1QBEの腸内細菌ファージMS2コートタンパク質Qbetaの配列に対して25%の同一性及びここで参照される全てのアロレビウイルス科コートタンパク質配列の保存残基に対して16%の同一性まで下がって保存されることも意味する。カプシドの他の部分との水素結合に参加せず、その主鎖立体配座がプロリンを除く全てのアミノ酸残基により許可されている側鎖の、先に計算され高度に溶媒和された側鎖位置の1つだけが、保存されたままであり、(配列番号3の番号付けでは)Y129である。その主鎖位置及び側鎖パッキングは、縮合MS2二量体(2VTU)により形成される六面体腸内細菌ファージMS2カプシド構造において実質的に変化している。この最後の変化を考慮すると、閾値アミノ酸配列同一性パーセントは15%になる。図26及び図27のアラインメント表を参照すること(明確化のために1AQ3対2VTU対1QBE及びアロレビの複数配列アラインメント表)。この段落における全ての類似性パーセントは、構造アンカードアラインメントの文脈においてのみ有効である。
N末端残基1〜3は、C末端残基129と水の水素結合潜在性を満たすことができ、逆の場合も同じであり、したがって、これらの残基の幾つか又は全てを欠失して、切断タンパク質を有する安定したVLPを形成するこが可能であるべきである。図32は、組み立てられたカプシドにおける対称点の周りに詰められた3つの非共有腸内細菌ファージMS2非共有二量体の主鎖リボン図を示す。全てのN末端は緑色に着色され、C末端は赤色に着色されている。末端の近接は、モノマーの配列を単一鎖に縮合して、共有二量体を形成できることを意味し、これは、1つのモノマーを次々と付加すること、すなわち(モノマー残基1〜129−モノマー残基1〜129)からなる単一タンパク質鎖を作り出すことにより又は関連する鎖方向(NからC末端へ)が連鎖モノマーからの連続ペプチド鎖の形成を可能にする限り、モノマー配列の間に追加の結合残基を付加することにより(モノマー残基1〜129−リンカー残基−モノマー残基1〜129)、2VTUにすることができる。リンカー残基の付加のないモノマー−モノマー連鎖が解決される(PDB番号2VTU)。2VTUにおいて、それぞれの非共有二量体は、操作されて単一のタンパク質になるが、Calphaの残基2及び129は、およそ6オングストローム離れており、折り畳みを妨げることなく結合セグメントと結合するほど近くはなく(Calpha間の距離は、ペプチド単位の共鳴形態のため、約3.8オングストロームに制約されている)、幾つかのモノマーでは、これらの主鎖は互いに水素結合する。それぞれの二量体のベータシート側(共有又は非共有)は、カプシドの内壁を形成する。ベータシートの形状は、シートの湾曲により確定されうる(Cyrus Chothia,Jiri Novotny,Robert Bruccoleri,Martin Karplus(1985)J Mol Biol 186,651−663)。2VTUにおける密結合は、ベータシートを下側局面に制約し、二十面体ではなく六面体のカプシドを生じる。0〜6つの残基のモノマーの間へのリンカーの組み込みは、共有二量体が二十面体カプシドと同じ要件に緩和されることを可能にするのに十分な可動性をもたらし、物理的特性は、二十面体非共有カプシド構造により緊密に関連する可能性がある。一般に、リンカーは1〜6つの残基である。しかし、例えば、2VTUの共有二量体は、実際には、第2コピーにSer2の欠失を有する。そのような場合、リンカーの長さは0でありうる。
リンカーのために選択される残基は、大量の原子が比較的小さい体積に詰め込まれることによる引き起こされうる立体歪みを回避するため、小さい側鎖を有するべきである。歪みは、より小さい主鎖立体配座空間を有するアミノ酸残基、例えばProを選択することによって、最小化することができる。歪みを回避することは、より素早く又はより効率的に折り畳むタンパク質と解釈することができる。嵩高で荷電された側鎖、特に長いループの中央にあるものは、プロテアーゼの結合標的になる傾向がある。Gly含有リンカーが好ましい。
図32から、1つのモノマーのC末端は、近隣非共有二量体において参加するモノマーのN末端に結合することができること及び安定した二十面体カプシドは、リンカーが適切な長さ及び可動性のものであり、カプシド環境においてプロテアーゼにより利用可能な潜在的な切断部位を含有しない限り、依然として形成されうることも、明らかである。事実、3つのモノマーを適切なリンカーに結合し、依然としてこのセクションのカプシドを形成することができる。図32の褐色、灰色及びミディアムブルー(medium blue)のモノマーもカプシドの非対称単位である。適切な結合セグメントが末端にある3つのモノマー連鎖末端も、安定した二十面体カプシドを形成することができる。
N末端残基1〜3は、C末端残基129と水の水素結合潜在性を満たすことができ、逆の場合も同じであり、したがって、これらの残基の幾つか若しくは全てを欠失して、切断タンパク質を有する又は代替的に連鎖タンパク質における欠失の数により延長された対応する潜在的な隣リンカーの長さを有する、安定したVLPを形成することが可能であるべきである。
したがって、本開示は、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)の変種であり、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドタンパク質を含むカプシドを含むVLPを包含する。例えば、VLPは、1位のA残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、1位のA残基が欠失している及び2位のS残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、1位のA残基が欠失している、2位のS残基が欠失している及び3位のN残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、129位のY残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列であるが、112〜117セグメントに単一のアミノ酸欠失を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列であるが、112〜117セグメントに単一のアミノ酸欠失を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列であるが、65〜83セグメントに1〜2つの残基挿入を有し、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、カプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列であるが、44〜55セグメントに1〜2つの残基挿入を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列であるが、33〜43セグメントに単一のアミノ酸残基挿入を有し、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、カプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列であるが、24〜30セグメントに1〜2つの残基挿入を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列であるが、10〜18セグメントに単一の残基挿入を有するカプシドタンパク質を含むことができる。VLPは、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる第2カプシドモノマー配列と連鎖しているカプシドタンパク質モノマー配列を含むことができる。VLPは、C末端が第2カプシドモノマー配列と連鎖している0〜6個の残基リンカー配列によりC末端が延長されているカプシドタンパク質モノマー配列を含むことができ、全ては、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる。安定したリンカー配列には、−(Gly)x−(ここでxは0〜6である)又は−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−、−Gly−Gly−Ser及び−Gly−Ser−Gly−などであるがこれらの限定されないGly−Serリンカーが含まれるが、これらに限定されない。VLPは、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる第3カプシドモノマー配列と連鎖しているカプシドタンパク質モノマー配列を更に含むことができる。ここで、カプシドタンパク質において、C末端は、C末端が第3カプシドモノマー配列と連鎖している0〜6個の残基リンカー配列により延長されることができ、全ては、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる。一方又は両方のリンカー配列は、−(Gly)x−(ここでx=0〜6)から又は−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−、−Gly−Gly−Ser及び−Gly−Ser−Glyから選択されるGly−Serリンカーから選択されうる。例えば、一方又は両方のリンカー配列において、リンカーは−(Gly)x−であり、xは1、2又は3である。VLPは、1〜3つの残基によりN末端が切断されている1つ以上のコートタンパク質配列を含むことができ、ここで、リンカー配列は欠失した残基の数により延長され、リンカー配列は−(Gly)x−であり、x=0〜6である。例えば、VLPは、1つの残基によりC末端が切断されている1つ以上のコートタンパク質配列を含むことができ、リンカー配列は1つの残基により延長され、ここで、リンカー配列は−(Gly)x−であり、x=0〜6である。VLPは、2つのコートタンパク質配列を含むことができ、ここで、連鎖二量体における第1コートタンパク質配列は、1つの残基によりC末端が切断されており、リンカー配列は、1つの残基により延長されているか又は連鎖二量体における第1及び/若しくは第2コートタンパク質配列は、1つの残基によりC末端が切断されており、リンカー配列は−(Gly)x−であり、x=0〜6である。
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参考文献

Claims (133)

  1. 少なくとも1つの異種カーゴ分子及びパッキング配列を封入するカプシドを含む、ウイルス様粒子(VLP)。
  2. カプシドに封入された少なくとも1つのリボザイムを更に含む、請求項1に記載のVLP。
  3. 異種カーゴ分子がオリゴヌクレオチドを含む、請求項2に記載のVLP。
  4. 異種カーゴ分子がオリゴリボヌクレオチドを含む、請求項3に記載のVLP。
  5. リボザイムが、パッキング配列およびオリゴリボヌクレオチドによりフランクされて核酸構築物を形成する、請求項4に記載のVLP。
  6. 複数の核酸構築物を含む、請求項5に記載のVLP。
  7. オリゴリボヌクレオチドが、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA及びmiRNAから選択される短RNAである、請求項4に記載のVLP。
  8. 少なくとも2つのリボザイムを含み、それぞれのリボザイムが短RNAの一端を切断するために選択される、請求項7に記載のVLP。
  9. 少なくとも1〜100個のヌクレオチドからなるリンカーを更に含み、リンカーが少なくとも40%のA又は少なくとも40%のUを含み、リンカーが、オリゴリボヌクレオチドとパッキング配列又はオリゴリボヌクレオチドとリボザイムを結合させる、請求項4に記載のVLP。
  10. リボザイムが、ハンマーヘッドリボザイム及び肝炎デルタVリボザイムから選択される、請求項2に記載のVLP。
  11. リボザイムが、オリゴリボヌクレオチドの少なくとも6個の隣接ヌクレオチドに相補的なヌクレオチドの隣接セットを有するハンマーヘッドリボザイム変種である、請求項2に記載のVLP。
  12. リボザイムが、野生型肝炎デルタVリボザイムの速度の最大で約50%の速度でオリゴリボヌクレオチドとの連結を切断することができる突然変異肝炎デルタVリボザイムである、請求項2に記載のVLP。
  13. リボザイムが、配列番号10〜18から選択される核酸配列を有する突然変異肝炎デルタV(HDV)リボザイムである、請求項2に記載のVLP。
  14. カプシドが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある野生型ウイルスカプシドを含む、請求項1に記載のVLP。
  15. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  16. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも41%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  17. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも45%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  18. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも52%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  19. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも53%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  20. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも56%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  21. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも59%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  22. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも86%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  23. カプシドが、配列番号3のアミノ酸配列を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質を含む、請求項1に記載のVLP。
  24. カプシドが、有効構造アンカードアラインメントに基づいて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも15%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  25. カプシドが、有効構造アンカードアラインメントに基づいて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも16%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  26. カプシドが、有効構造アンカードアラインメントに基づいて、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも21%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  27. 異種カーゴ分子が、ペプチド又はポリペプチドを含む、請求項1に記載のVLP。
  28. 異種カーゴ分子とウイルスカプシドを結合するオリゴヌクレオチドリンカーを更に含む、請求項27に記載のVLP。
  29. オリゴヌクレオチドリンカーが、リボザイム配列を含むオリゴリボヌクレオチドである、請求項28に記載のVLP。
  30. 異種カーゴ分子が、約1,500Da以下の分子量を有する生体活性小分子に特異的に結合する第1アパタマー(apatamer)配列及びカプシドのパッキング配列に結合する第2アパタマー配列を含む二官能性ポリヌクレオチドを含む二分子カーゴ分子を含む、請求項1に記載のVLP。
  31. 第1アプタマー配列に結合している生体活性小分子を更に含む、請求項30に記載のVLP。
  32. 生体活性小分子が、及び除草剤又は殺虫剤を含む、請求項31に記載のVLP。
  33. 生体活性小分子が、アトラジン、アセタミプリドホレート(acetamipridphorate)、
    プロフェノホス(profenofos)、イソカルボホス(isocarbophos)及びオメトエートアス(omethoateas)からなる群から選択される、請求項32に記載のVLP。
  34. 短RNA、リボザイム及びパッキング配列をコードするヌクレオチド配列を含む、核酸構築物。
  35. 短RNAが、siRNA又はshRNAである、請求項34に記載の核酸構築物。
  36. 少なくとも40%がAであるか、少なくとも40%がTであるか又は少なくとも40%がUである、4〜100個のヌクレオチドの結合ヌクレオチド配列を更に含み、結合ヌクレオチド配列が、パッキングコード配列により及びsiRNAコード配列によりフランクされている、請求項34に記載の核酸構築物。
  37. リボザイムが、短RNA及びパッキング配列によりフランクされている、請求項34に記載の核酸構築物。
  38. 短RNAが、siRNA又はshRNAである、請求項37に記載の核酸構築物。
  39. 請求項34に記載の核酸構築物を含むベクター。
  40. 請求項39に記載のベクターを含む宿主細胞。
  41. 宿主細胞がベクターにより安定して形質移入されている、請求項40に記載の宿主細胞。
  42. 細菌細胞である、請求項40に記載の宿主細胞。
  43. Escherichia coli(エシェリキア・コリ)細胞である、請求項40に記載の宿主細胞。
  44. 植物細胞である、請求項40に記載の宿主細胞。
  45. 哺乳類細胞である、請求項40に記載の宿主細胞。
  46. 真菌細胞である、請求項40に記載の宿主細胞。
  47. 酵母細胞である、請求項40に記載の宿主細胞。
  48. 宿主細胞が、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるウイルスカプシドをコードする第2核酸配列を含む第2ベクターにより安定して更に形質移入されている、請求項40に記載の宿主細胞。
  49. 第2核酸配列が、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するウイルスカプシドをコードするウイルスタンパク質をコードし、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項40に記載の宿主細胞。
  50. 核酸配列が、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)をコードする、請求項40に記載の宿主細胞。
  51. リボザイムがハンマーヘッドリボザイムである、請求項34に記載の核酸構築物。
  52. リボザイムが、短RNAの少なくとも6個の隣接ヌクレオチドに相補的な核酸の隣接セットを有するハンマーヘッドリボザイム変種である、請求項34に記載の核酸構築物。
  53. リボザイムが肝炎デルタVリボザイムである、請求項34に記載の核酸構築物。
  54. リボザイムが、野生型肝炎デルタVリボザイムの速度の最大で50%の速度で短RNAとの連結を切断することができる突然変異肝炎デルタVリボザイム又は配列番号10〜18から選択される核酸配列を有する突然変異肝炎デルタV(HDV)リボザイムである、請求項34に記載の核酸構築物。
  55. 請求項34に記載の核酸構築物を含有するように形質転換された、植物又は植物組織。
  56. 種又は子孫が核酸構築物を含む、請求項55に記載の植物又は植物組織の種又は子孫。
  57. a)少なくとも1つの異種カーゴ分子を封入するウイルスカプシドをそれぞれ含む複数のウイルス様粒子と、b)組成物に存在するカプシド100グラムあたり4グラム未満の量で存在する1つ以上の細胞溶解産物とを含み、細胞溶解産物が、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド及びこれらの任意の組み合わせから選択される、組成物。
  58. カプシドが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項57に記載の組成物。
  59. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項57に記載の組成物。
  60. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)を含む、請求項57に記載の組成物。
  61. 異種カーゴ分子がオリゴヌクレオチドを含む、請求項57に記載の組成物。
  62. 異種カーゴ分子が、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA及びmiRNAから選択されるオリゴリボヌクレオチドを含む、請求項57に記載の組成物。
  63. それぞれのウイルス様粒子が、少なくとも1つのリボザイムを更に含み、リボザイムが、パッキング配列およびオリゴリボヌクレオチドによりフランクされて核酸構築物を形成する、請求項62に記載の組成物。
  64. それぞれのウイルス様粒子が複数の核酸構築物を含む、請求項63に記載の組成物。
  65. リボザイムが、ハンマーヘッドリボザイム及び肝炎デルタVリボザイムから選択される、請求項63に記載の組成物。
  66. リボザイムが、オリゴリボヌクレオチドの少なくとも6個の隣接ヌクレオチドに相補的なヌクレオチドの隣接セットを有するハンマーヘッドリボザイム変種である、請求項63に記載の組成物。
  67. リボザイムが、野生型肝炎デルタVリボザイムの速度の最大で約50%の速度でオリゴリボヌクレオチドとの連結を切断することができる突然変異肝炎デルタVリボザイム又は配列番号10〜18から選択される核酸配列を有する突然変異肝炎デルタV(HDV)リボザイムである、請求項63に記載の組成物。
  68. オリゴリボヌクレオチド及びパッキング配列が、長さが1〜100個のヌクレオチドのヌクレオチド配列により結合されており、そのような結合配列が、40%を超えるA又は40%超えるUを含む、請求項63に記載の組成物。
  69. 異種カーゴ分子が、ペプチド又はポリペプチドを含む、請求項57に記載の組成物。
  70. 異種カーゴ分子とウイルスカプシドを結合するオリゴヌクレオチドリンカーを更に含む、請求項69に記載の組成物。
  71. オリゴヌクレオチドリンカーが、リボザイム配列を含むオリゴリボヌクレオチドである、請求項70に記載の組成物。
  72. 細胞溶解産物が0.5グラム未満の量で存在する、請求項57に記載の組成物。
  73. 細胞溶解産物が0.2グラム未満の量で存在する、請求項57に記載の組成物。
  74. 細胞溶解産物が0.1グラム未満の量で存在する、請求項57に記載の組成物。
  75. 標的カーゴ分子を単離及び精製する方法であって、(a)少なくとも1つの標的カーゴ分子を封入するカプシドをそれぞれ含む複数のウイルス様粒子(VLP)を含む全細胞溶解物を得ることであり、カプシドが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があること、(b)VLPを、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼを使用する加水分解に、全細胞溶解物に存在するが、カプシドにより封入されていない個別のポリペプチド100個あたり、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個又は少なくとも90個が切断されるが、そのような加水分解の前の全細胞溶解物に存在するカプシド100個あたり少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個又は少なくとも90個が、加水分解の後に無傷のまま残るのに十分な時間及び条件下で付すことを含む、方法。
  76. カプシドが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するウイルスカプシドタンパク質をそれぞれ含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項75に記載の方法。
  77. カプシドが、それぞれ野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)を含む、請求項75に記載の方法。
  78. 標的カーゴ分子がオリゴヌクレオチドを含む、請求項75に記載の方法。
  79. 標的カーゴ分子が、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA及びmiRNAから選択されるオリゴリボヌクレオチドを含む、請求項75に記載の方法。
  80. それぞれのウイルス様粒子が、リボザイムを更に含み、リボザイムが、パッキング配列およびオリゴリボヌクレオチドによりフランクされて核酸構築物を形成する、請求項75に記載の方法。
  81. 加水分解の後にカプシドの精製を更に含む、請求項75に記載の方法。
  82. 精製が、液−液抽出工程、結晶化工程、分別沈殿工程及び限外濾過工程の少なくとも1つを含む、請求項81に記載の方法。
  83. 標的カーゴ分子が、ペプチド又はポリペプチドを含む、請求項75に記載の方法。
  84. 請求項75に記載の方法により生成される組成物。
  85. 宿主細胞における標的細胞の細胞内産生の後で、全細胞溶解物における加水分解から標的分子を保護する方法であって、(a)カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるウイルスカプシドを選択すること、(b)ウイルスカプシドを形成するウイルスタンパク質をコードする核酸配列を含む第1ベクターと、パッキング配列及びsiRNA配列によりフランクされているリボザイムを含む核酸配列を含む第2ベクターにより、宿主細胞を安定的に形質移入すること、並びに(c)パッキング配列及びsiRNA配列によりフランクされているリボザイムを包むカプシドを発現及び組み立てるために、形質転換された細胞にとって十分な時間及び条件下で細胞を維持することを含む、方法。
  86. 少なくとも1つの異種カーゴ分子を封入するVLPを精製するプロセスであって、(a)複数のVLPを含む細胞溶解物を得ること、(b)細胞溶解物を、VLP以外の細胞溶解産物を加水分解するのに十分な時間及び条件下でプロテアーゼと接触させて、加水分解物を形成すること、並びに(c)加水分解物からVLPを単離することを含む、プロセス。
  87. 工程(c)が、(i)硫酸アンモニウムによる第1沈殿、続いて第1遠心分離を実施して、第1沈殿物及び第1上澄みを得ること、並びに(ii)硫酸アンモニウムによる第1上澄みに対する第2沈殿、続いて第2遠心分離を実施して、第2沈殿物を得ることを含み、第2沈殿物が少なくとも約90重量%のVLPを含む、請求項86に記載のプロセス。
  88. 工程(c)が、(i)エタノールによる第1沈殿、続いて第1遠心分離を実施して、第1沈殿物及び第1上澄みを得ること、並びに(ii)硫酸アンモニウムによる第1上澄みに対する第2沈殿、続いて第2遠心分離を実施して、第2沈殿物を得ることを含み、第2沈殿物が少なくとも約90重量%のVLPを含む、請求項86に記載のプロセス。
  89. 工程(c)が、加水分解物を超遠心分離して、少なくとも約90重量%のVLPを含む沈殿物を得ることを含む、請求項86に記載のプロセス。
  90. VLPが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドをそれぞれ含む、請求項86に記載のプロセス。
  91. VLPが、野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列と少なくとも40%の配列同一性を有するカプシドタンパク質を含む及びカテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドをそれぞれ含む、請求項86に記載のプロセス。
  92. VLPが、それぞれ野生型腸内細菌ファージMS2カプシドタンパク質(配列番号3)を含む、請求項86に記載のプロセス。
  93. 工程(b)が、約37℃で少なくとも約30分間実施される、請求項86に記載のプロセス。
  94. 工程(b)の前に、細胞溶解物をヌクレアーゼ、アミラーゼ及びリパーゼの少なくとも1つと約37℃で少なくとも約30分間接触させることを更に含む、請求項86に記載のプロセス。
  95. プロテアーゼが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼである、請求項86に記載のプロセス。
  96. プロテアーゼが、プロテイナーゼK、Streptomyces griseus(ストレプトマイセス・グリセウス)のプロテアーゼ、Bacillus lichenformis(バチルス・リケンフォルミス)のプロテアーゼ、ペプシン及びパパインから選択される、請求項86に記載のプロセス。
  97. 異種カーゴ分子がオリゴヌクレオチドを含む、請求項86に記載のプロセス。
  98. 異種カーゴ分子がオリゴリボヌクレオチドを含む、請求項86に記載のプロセス。
  99. オリゴリボヌクレオチドが、siRNA、shRNA、sshRNA、lshRNA及びmiRNAから選択される短RNAである、請求項98に記載のプロセス。
  100. VLPが、パッキング配列及びオリゴリボヌクレオチドによりフランクされて核酸構築物を形成するリボザイムをそれぞれ更に含む、請求項86に記載のプロセス。
  101. リボザイムが、ハンマーヘッドリボザイム及び肝炎デルタVリボザイムから選択される、請求項100に記載のプロセス。
  102. リボザイムが、オリゴリボヌクレオチドの少なくとも6個の隣接ヌクレオチドに相補的なヌクレオチドの隣接セットを有するハンマーヘッドリボザイム変種である、請求項100に記載のプロセス。
  103. リボザイムが、野生型肝炎デルタVリボザイムの速度の最大で約50%の速度でオリゴリボヌクレオチドとの連結を切断することができる突然変異肝炎デルタVリボザイムである、請求項100に記載のプロセス。
  104. リボザイムが、配列番号10〜18から選択される核酸配列を有する突然変異肝炎デルタV(HDV)リボザイムである、請求項100に記載のプロセス。
  105. オリゴリボヌクレオチド及びパッキング配列が、少なくとも1〜100個のヌクレオチドの、40%を超えるA又は40%超えるUを含むリンカー配列により結合されている、請求項100に記載のプロセス。
  106. 異種カーゴ分子が、ペプチド又はポリペプチドを含む、請求項86に記載のプロセス。
  107. VLPが、異種カーゴ分子とウイルスカプシドを結合するオリゴヌクレオチドリンカーをそれぞれ更に含む、請求項106に記載のプロセス。
  108. オリゴヌクレオチドリンカーが、リボザイム配列を含むオリゴリボヌクレオチドである、請求項107に記載のプロセス。
  109. 工程(a)の前に、細胞におけるVLPの発現に続いて細胞を遠心分離すること、細胞を再懸濁すること、細胞を溶解し、細胞溶解物を遠心分離して、上澄みを得ることによる細胞溶解物の調製を更に含み、上澄みが工程(a)に細胞溶解物として使用される、請求項86に記載のプロセス。
  110. カプシドが、1位のA残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  111. カプシドが、1位のA残基が欠失している及び2位のS残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  112. カプシドが、1位のA残基が欠失している、2位のS残基が欠失している及び3位のN残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  113. カプシドが、129位のY残基が欠失していることを除いて野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  114. カプシドが、112〜117セグメントに単一のアミノ酸欠失を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  115. カプシドが、112〜117セグメントに単一のアミノ酸欠失を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  116. カプシドが、65〜83セグメントに1〜2つの残基挿入を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  117. カプシドが、44〜55セグメントに1〜2つの残基挿入を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  118. カプシドが、33〜43セグメントに単一の残基挿入を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  119. カプシドが、24〜30セグメントに1〜2つの残基挿入を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  120. カプシドが、10〜18セグメントに単一の残基挿入を有する野生型腸内細菌ファージMS2カプシド(配列番号3)のアミノ酸配列を有するカプシドタンパク質を含み、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
  121. カプシドが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる第2カプシドモノマー配列と連鎖しているカプシドタンパク質モノマー配列を含む、請求項1に記載のVLP。
  122. カプシドが、C末端が第2カプシドモノマー配列と連鎖している0〜6個の残基リンカーセグメントによりC末端が延長されているカプシドタンパク質モノマー配列を含み、全てが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる、請求項1に記載のVLP。
  123. リンカー配列が、−(Gly)−であり、ここでx=0〜6であるか又は−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−、−Gly−Gly−Ser及び−Gly−Ser−Gly−から選択されるGly−Serリンカーである、請求項122に記載のVLP。
  124. カプシドが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる第3カプシドモノマー配列と連鎖しているカプシドタンパク質を含む、請求項122に記載のVLP。
  125. カプシドが、C末端が第3カプシドモノマー配列と連鎖している0〜6個の残基リンカーセグメントによりC末端が延長されているカプシドタンパクを含み、全てが、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられる、請求項122に記載のVLP。
  126. カプシドが、一方又は両方のリンカー配列が−(Gly)−であり、ここでx=0〜6であるか又は−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−、−Gly−Gly−Ser及び−Gly−Ser−Gly−から選択されるGly−Serリンカーであり、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられるカプシドタンパク質を含む、請求項125に記載のVLP。
  127. カプシドが、一方又は両方のリンカー配列が−(Gly)x−、x=1であり、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられるカプシドタンパク質を含む、請求項125に記載のVLP。
  128. カプシドが、一方又は両方のリンカー配列が−(Gly)x−、x=2であり、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられるカプシドタンパク質を含む、請求項125に記載のVLP。
  129. カプシドが、一方又は両方のリンカー配列が−(Gly)x−、x=3であり、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があるカプシドの中に組み立てられるカプシドタンパク質を含む、請求項134に記載のVLP。
  130. 1つ以上のコートタンパク質配列が、1〜3つの残基によりN末端切断されており、リンカー配列が、欠失された残基の数により延長され、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があり、リンカー配列が−(Gly)−であり、ここでx=0〜6である、請求項1に記載のVLP。
  131. 1つ以上のコートタンパク質配列が、1つの残基によりC末端切断されており、リンカー配列が、1つの残基により延長され、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があり、リンカー配列が−(Gly)−であり、ここでx=0〜6である、請求項1に記載のVLP。
  132. 連鎖二量体における第1コートタンパク質配列が、1つの残基によりC末端切断されており、リンカー配列が、1つの残基により延長されている、或いは連鎖三量体における第1及び/又は第2コートタンパク質配列が、1つの残基によりC末端切断され、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性があり、リンカー配列が−(Gly)−であり、ここでx=0〜6である、請求項1に記載のVLP。
  133. N及びC末端切断を含有し、カテゴリーEC3.4のペプチド結合ヒドロラーゼにより触媒される加水分解に耐性がある、請求項1に記載のVLP。
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