JP2017501738A - Cpmvエンハンサーエレメント - Google Patents

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Abstract

XヌクレオチドからなるCPMV 5’UTRヌクレオチド配列(CMPVX)であって、X=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である配列を含む、またはCMPVXと約80%から100%の配列類似性を含むヌクレオチド配列であって、X=配列番号:1の160、155、150、もしくは114配列番号:1である配列からなる、発現エンハンサーを提供する。発現エンハンサーは、5’UTRヌクレオチド配列の3’末端に融合されるスタッファー配列をさらに含んでもよい(CMPVX+、ここでX=配列番号:1の160、155、150、または114である)。スタッファー配列は1つ以上の植物コザック配列を含んでもよい。発現エンハンサーおよび発現エンハンサーを用いる方法を含む植物もまた記載される。

Description

本発明は、植物における目的のタンパク質の発現に関する。本発明はまた、植物における目的のタンパク質の生産のための方法および組成物を提供する。
植物は、組換えタンパク質のための生産系として大きな可能性を提供する。植物において外来タンパク質を生産することへの1つのやり方は、安定なトランスジェニック植物系統を生成することである。しかしながら、これは時間がかかり、および労働集約的な工程である。トランスジェニック植物の代替は、植物ウイルス−ベースの発現ベクターの使用である。植物ウイルス−ベースのベクターは、植物における急速で、高レベルな一過性のタンパク質の発現を可能にする。
植物における、高レベルで、一過性の外来タンパク質の発現を達成する1つの方法は、ササゲモザイクウイルス(Cowpea mosaic virus)(CPMV;例えば、WO2007/135480; WO2009/087391; US 2010/0287670, Sainsbury F. et al., 2008, Plant Physiology; 148: 121−1218; Sainsbury F. et al., 2008, Plant Biotechnology Journal; 6: 82−92; Sainsbury F. et al., 2009, Plant Biotechnology Journal; 7: 682−693; Sainsbury F. et al. 2009, Methods in Molecular Biology, Recombinant Proteins From Plants, vol. 483: 25−39を参照されたい)などのコモウイルスを含む、RNA植物ウイルスに基づくベクターの使用を伴う。
コモウイルスは、二分節ゲノムを有するRNAウイルスである。コモウイルスのRNAゲノムのセグメントは、RNA−1およびRNA−2と称される。RNA−1は、VPg、複製酵素(replicase)およびプロテアーゼタンパク質をコードする。ウイルスは、ウイルスのゲノムの複製のために当該複製酵素を必要とする。コモウイルス、ササゲモザイクウイルス(CPMV)のRNA−2は、4つの機能性ペプチドにプロセシングされる105kDaまたは95kDaのポリプロテインを生産する。
CPMV RNA−2の5’領域は、115、161、512および524位に開始コドン(AUG)を含む。161および512位の開始コドンは、同一のトリプレットリーディングフレームにある。161位の開始コドンでの開始は、105Kポリプロテインの合成を生じる一方で、512位の開始コドンでの開始は、95Kポリプロテインの合成を指示する。CPMVにおける512位の開始コドンでの翻訳の開始は、161位の開始より、より効率的であり、その結果、105Kポリプロテインより多くの95Kポリプロテインの生産がもたらされる。115位の開始コドンは、ウイルス複製にとって必須ではない(Wellink et al., 1993 Biochimie. 75(8):741−7)。
CPMV RNA−2における161および512位の開始部位間のフレームの維持は、RNA−1にコードされる複製酵素によるRNA−2の効率的な複製に必要とされる(Holness et al., 1989; Virology 172, 311− 320; van Bokhoven et al. 1993, Virology 195, 377−386; Rohll et al., 1993 Virology 193, 672−679; Wellink et al., 1993, Biochimie. 75(8):741−7)。この要件は、CPMV RNA−2発現ベクターの複製型における512開始コドンの上流に挿入されうる配列の長さに影響する。さらに、ポリリンカーの使用は、それらがこれらの開始部位間のコドンリーディングフレーム(ORF)をずらしうるので、慎重に使用されるべきである。
CPMVは、植物における異種ポリペプチドの生産に適切なベクター系の開発のための基礎として役立っている(Liu et al., 2005 Vaccine 23, 1788−1792; Sainsbury et al., 2007 Virus Expression Vectors (Hefferon, K. ed), pp. 339−555)。これらの系は、RNA−2の改変に基づくが、完全長型または欠失型が用いられるかどうかという点で異なる。改変RNA−2の複製は、RNA−1との共接種により達成される。外来タンパク質は、RNA−2由来のポリプロテインのC−末端に融合される。N−末端ポリペプチドの解放は、口蹄疫ウイルス由来の2A触媒ペプチド配列の作用により媒介される(Gopinath et al., 2000, Virology 267: 159−173)。得られるRNA−2分子は、植物内および植物間の両方に拡散することができる。この戦略は、ササゲ(cowpea)植物において、B型肝炎コア抗原(HBcAg)および小免疫タンパク質(SIPs)などの多くの組換えタンパク質を発現するために使用されてきた(Mechtcheriakova et al. J. Virol. Methods 131, 10−15; 2006; Monger et al., 2006, Plant Biotechnol. J. 4, 623−631; Alamillo et al., 2006, Biotechnol. J. 1, 1103−1111)。成功にもかかわらず、完全長のウイルスベクターの使用は挿入される配列のサイズを制限し、かつ植物間の移動はウイルスの生物学的封じ込めについて懸念される。
生物学的封じ込め、および挿入サイズの問題に対処するために、Canizaresらは、RNA−2のコーディング領域の大部分を目的の配列に置換し、CPMV RNA−2の無効なバージョン(deIRNA−2)を生産した(2006 Plant Biotechnol, J 4:183−193)。RNA−2の512位のAUG、3’非翻訳領域(UTR)のすぐ上流に、発現される配列を融合し、RNA−2を模倣する分子を作製した。かかる構築物は、RNA−1およびサイレンシングサプレッサーの存在下で植物へ導入された際に複製でき、かつ実質的なレベルの異種タンパク質の合成を指示した(Sainsbury et al., 2008 Plant Biotechnol J 6:82−92)。
CPMV RNA−2ベクターにおける161位の開始コドンの変異(U162C;HT)は、512位の開始コドンの後に挿入される配列によりコードされるタンパク質の発現レベルを増加させる。これはウイルス複製を必要としない外来タンパク質の高レベルの生産を可能にし、かつCPMV−HT系と命名された(WO2009/087391; Sainsbury and Lomonossoff, 2008, Plant Physiol. 148, 1212−1218)。pEAQ発現プラスミドにおいて(Sainsbury et al., 2009, Plant Biotechnology Journal, 7, pp 682−693; US 2010/0287670)、発現される配列は、5’UTRおよび3’UTR間に位置している。pEAQシリーズにおける5’UTRは、U162C(HT)変異を保有する。
本発明は、植物における目的のタンパク質の発現に関する。本発明はまた、植物における目的のタンパク質の生産のための方法および組成物を提供する。
本明細書に記載されるように、XヌクレオチドからなるCPMV 5’UTRヌクレオチド配列(CMPVX)であって、X=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である配列を含む、またはCMPVXと約80%から100%の配列類似性を含むヌクレオチド配列であって、X=配列番号:1の160、155、150、または114である配列からなる、発現エンハンサーが提供される。発現エンハンサーは、配列番号:24、27、68、69、70および71の群から選択されるヌクレオチド配列を含んでもよい。
本発明はまた、上記で定義されるような発現エンハンサーであって、ここで発現エンハンサーがスタッファー配列(CPMVX+、ここでX=配列番号:1の160、155、150、114である)をさらに含む、発現エンハンサーを提供する。スタッファー配列は、0から約100ヌクレオチドの長さ、もしくはそれらの間の任意の長さ、1つ以上の植物コザック配列、マルチプルクローニングサイト、1つ以上のリンカー配列、1つ以上の組換え部位、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。本発明はまた、上記で定義されるような発現エンハンサーであって、コザック配列が配列番号:5−17に示される配列の群から選択される、発現エンハンサーを提供する。既に定義した発現エンハンサー(CPMVX+、ここでX=配列番号:1の160、155、150、または114である)は、配列番号:2、72、73、74、75、76および77の群から選択されるヌクレオチド配列を含んでもよい。
目的のヌクレオチド配列と作動可能に(operatively)連結される、上記で定義されるような発現エンハンサーCPMVX、CPMVX+と作動可能に連結される制御領域を含む核酸配列を含む植物発現系もまた提供される。植物発現系は、コモウイルス3’UTRをさらに含んでもよい。植物発現系は、サイレンシングのサプレッサー、例えばHcProまたはp19をコードする第二の核酸配列をさらに含んでもよい。
上記で定義されるような植物発現系の目的のヌクレオチド配列は、ウイルスタンパク質または抗体をコードしてもよい。例えば、ウイルスタンパク質は、インフルエンザヘマグルチニンであってもよく、かつH1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、およびインフルエンザB型ヘマグルチニンの群から選択されてもよい。ウイルスタンパク質または抗体をコードするヌクレオチド配列は、天然シグナルペプチド配列、または非−天然シグナルペプチドを含んでもよく、例えば非−天然シグナルペプチドは、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)から得られてもよい。
本明細書に記載されるように、植物または植物の部分に、上記で定義されるようなCPMVXまたはCPMVX+を含む植物発現系を導入すること、および目的のタンパク質をコードするヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下で、植物もしくは植物の部分をインキュベートすることを含む、植物または植物の部分において目的のタンパク質を生産する方法が提供される。
本発明はまた、上記に記載されるような植物発現系を用いて一過性に遺伝子導入されている、または安定的に形質転換されている、植物もしくは植物の部分を提供する。
本明細書に記載される植物−ベースの発現系は、本明細書で定義されるCPMVXまたはCPMVX+のいずれかの発現エンハンサーに作動可能に連結される異種のオープンリーディングフレームをコードするヌクレオチド配列の発現の増加、または増強をもたらす。発現の増加は、不完全なMタンパク質を含む従来技術のエンハンサー配列(CPMV HT)に作動可能に連結される異種のオープンリーディングフレームをコードする同一のヌクレオチド配列の発現レベルと、CPMVXベースの、またはCPMVX+ベースの発現エンハンサーを用いて得られる発現レベルを比較することによって決定されてもよい(Sainsbury F., and Lomonossoff G.P., 2008, Plant Physiol. 148: pp. 1212−1218に記載される;出典明示により本明細書に組み込まれる)。従来技術のCPMV HT配列の例は、配列番号:4で提供される。
本明細書に記載される植物ベースの発現系はまた、例えば、遺伝子または目的のヌクレオチド配列にとって便利なクローニング部位を含有するなどの多くの特性を有してもよく、費用効果がある方法で植物に容易に感染してもよく、接種される植物の効率的な局所感染または全身感染を引き起こしてもよい。さらに、当該感染は、有用なタンパク質物質の良好な収率を提供するだろう。
この発明の概要は、必ずしも発明の全ての特徴を記載するものではない。
本発明のこれらの、および他の特徴は、添付した図面による参照における以下の記載からより明らかとなるだろう:
図1Aは、本明細書に記載される、いくつかのエンハンサー配列、CPMVX、およびCPMVX+(CPMVX、およびこの非限定例において、マルチプルクローニングサイトおよび植物コザック配列を含むスタッファーフラグメントを含む)の例の一般的な概略図を示す。CPMCXおよびCPMVX+を、それらの5’末端で植物制御領域、ならびにそれらの3’末端で順番に、目的のヌクレオチド配列(ATG開始部位およびストップ部位を含む)、3’UTR、およびターミネーター配列に作動可能に連結されるようそれぞれ示す。本明細書に記載される構築物CPMVXの例は、CPMV160である。本明細書に記載される構築物CPMVX+の例は、CPMV160+である。図1Bは、5’末端で植物制御領域(これら非限定例2X35Sにおける)、および3’末端で、目的のヌクレオチド配列、またはATG開始部位に隣接する植物コザック配列を含む「GOI」(角括弧内で示されるエレメントは文脈に含まれ、かつそれらはCPMVXもしくはCPMVX+エンハンサー配列の一部ではない)に作動可能に連結される、本明細書に記載されるエンハンサー配列を含む構築物のいくつかのバリアントの例を示す(CPMV160、配列番号:1で提供される全配列;CPMV155、配列番号:24で提供される全配列;CPMV150、配列番号:27で提供される全配列;およびCPMV114、配列番号:68で提供される全配列)。図1Cは、5’末端で植物制御領域(これら非限定例2X35Sにおける)、および3’末端で、スタッファーフラグメント(これらの非限定例において、マルチプルクローニングサイトおよび植物コザック配列を含む)、目的のヌクレオチド配列、ATG開始部位を含む「GOI」(角括弧内で示されるエレメントは文脈に含まれ、かつそれらはCPMVXもしくはCPMVX+エンハンサー配列の一部ではない)に作動可能に連結される、本明細書に記載されるエンハンサー配列を含む構築物のいくつかのバリアントの例を示す(CPMV160+、配列番号:2で提供される全配列;CPMV155+、配列番号:72で提供される全配列;CPMV150+、配列番号:73で提供される全配列;およびCPMV114+、配列番号:74で提供される全配列)。
図2は、目的のヌクレオチド配列と作動可能に連結される、CPMV−HT(従来技術)発現構築物、およびCPMV160+ベースの発現構築物を含む植物において生産されるタンパク質の粗タンパク質抽出物における相対血液凝集力価(HMG)を示す。PDIシグナルペプチドを有するH1 A/California/07/2009(PDI−H1 Cal;構築物番号484 5’UTR:CPMV HT;および構築物番号1897、5’UTR:CPMV160+;実施例5を参照されたい)、PDIシグナルペプチドを有するH3 A/Victoria/361/2011(PDI−H3 Vic;構築物番号1391、5’UTR:CPMV HT;および構築物番号1800、5’UTR:CMPV160+;それぞれ実施例1および2を参照されたい)、天然シグナルペプチドを有するインフルエンザA/Indonesia/5/2005由来のH5(WtSp−H5 Indo;構築物番号489、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号1880、5’UTR:CMPV160+;実施例6を参照されたい)、ならびに欠失タンパク質分解ループを有し、かつ天然シグナルペプチドを有する、B/Wisconsin/1/2010(WtSp−B Wis−PrL;構築物番号1445、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号1975、5’UTR:CMPV160+、実施例13を参照されたい)由来の、HAの発現のデータが示される。PDI:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;PrL−:欠失タンパク質分解ループ。
図3は、CPMV−HT(従来技術)発現構築物、およびCPMV160+ベースの発現構築物を含む植物において生産されるタンパク質の粗タンパク質抽出物における相対血液凝集力価(HMG)を示す。PDIシグナルペプチドを有するH1 A/California/07/2009(構築物番号484、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号1897 5’UTR:CMPV160+、実施例5を参照されたい)、PDIシグナルペプチドを有するH3 A/Victoria/361/2011(構築物番号1391、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号1800 5’UTR:CMPV160+、それぞれ実施例1および2を参照されたい)、欠失タンパク質分解ループを有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Brisbane/60/08(構築物番号1039 5’UTR CMPV HT;および構築物番号1937、5’UTR:CMPV160+;実施例9を参照されたい)、欠失タンパク質分解ループを有し、H1 A/California/07/2009のものによって置換された膜貫通ドメインおよび細胞質側末端を有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Brisbane/60/08+H1Tm(構築物番号1067、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号1977、5’UTR:CMPV160+;実施例10を参照されたい)、欠失タンパク質分解ループを有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Massachusetts/2/2012 2012(構築物番号2072、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号2050、5’UTR:CMPV160+;実施例11を参照されたい)、欠失タンパク質分解ループを有し、H1 A/California/07/2009のものによって置換された膜貫通ドメインおよび細胞質側末端を有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Massachusetts/2/2012+H1Tm(構築物番号2074、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号2060、5’UTR:CMPV160+;実施例12を参照されたい)、欠失タンパク質分解ループを有し、かつ天然シグナルペプチドを有するB Wisconsin/1/2010(構築物番号1445、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号1975、5’UTR:CMPV160+;実施例13を参照されたい)、ならびに欠失タンパク質分解ループを有し、H1 A/California/07/2009のものによって置換された膜貫通ドメインおよび細胞質側末端を有し、かつ天然シグナルペプチドを有するB Wisconsin/1/2010+H1Tm(構築物番号1454、5’UTR:CMPV HT;および構築物番号1893、5’UTR:CMPV160+;実施例14を参照されたい)由来の、HAの発現データが示される。
図4Aは、試験される植物コザック配列のバリアントの例を示す。CPMVX+、植物制御領域、スタッファーフラグメント、および目的のヌクレオチド配列(GOI)の部分的な配列を示す構築物。この非限定例において、当該構築物は、2X35S制御領域、CPMV160+、マルチプルクローニングサイトおよび植物コザック配列を含むスタッファーフラグメントを含む(目的のヌクレオチド配列の5’末端はまた:「ATG…GOI」と示され;ここでGOIは、H3 A/Victoria/361である)。植物コザック配列のバリアントはまた、配列の下にも示される(図9も参照されたい)。それぞれのバリアント植物コザック配列は、スタッファーフラグメントの3’末端、および目的のヌクレオチド配列(これらの非限定例において、H3 A/Victoria/361)の5’−ATG部位に融合された。構築物の他のエレメントは同じままだった)。図4Bは、示されるようなCMPV160+発現構築物およびバリアント植物コザック配列を含む植物において生産される目的のヌクレオチド配列のHA力価を示す。
図5は、CPMV−HT(構築物番号5001および5002、実施例15および16を参照されたい)もしくはCPMV160(構築物番号2100および2109、実施例15および16を参照されたい)の制御下の、それらの天然シグナルペプチドもしくはタンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)のシグナルペプチドで置換された天然シグナルペプチドのいずれかを有する、抗体リツキシマブ(Rituxan)の発現を示す。
図6は、構築物番号1391(A‐2X35S CPMV‐HT PDISP H3 Victoria NOS;実施例1を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1391は、従来技術CPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/H3 Victoria)との間に異種のコザック配列を含まない。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド。NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図6Aは、プライマー配列IF−PDI.S1=3c(配列番号:67)を示す。図6Bは、プライマー配列IF‐H3V36111.s1‐4r(配列番号:17)を示す。図6Cは、PDISP/H3 Victoriaの配列(配列番号:18)を示す。図6Dは、構築物1191の概略図を示す。図6Eは、構築物1191を示し;左から右に、t‐DNAボーダー(下線)、プラストシアニン‐P19‐プラストシアニンサイレンシング阻害剤発現カセットを有する2X35S CPMV‐HT NOS(配列番号:19)。図6Fは、2X35SプロモーターからNOSターミネーターまでの発現カセット番号1391を示す。PDISP/H3 Victoriaヌクレオチド配列に下線が引かれ;CPMV 5’UTRは太字で示され;不完全なM−タンパク質(配列番号:20)はイタリックである。図6Gは、PDISP/H3 Victoriaのアミノ酸配列を示す(配列番号:21)。図6Hは、構築物番号1391(参照構築物)の概略図を示す。
図7は、構築物番号1800(A‐2X35S CPMV160+ PDISP H3 Victoria NOS;実施例2を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1800は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド。NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図7Aは、プライマー配列IF**(SacII)−PDI.s1+4c(配列番号:22)を示す。図7Bは、プライマー配列IF−H3V36111.s1−4r(配列番号:23)を示す。PDISP/H3 Victoriaの配列は、図6Cに示される(配列番号:18)。図7Cは、構築物2171の概略図を示す(プラスミド線状化のために使用されるSacIIおよびStuI制限酵素部位が示されている)。図7Dは、構築物2171(配列番号:25)を示し、左から右に、t−DNAボーダー(下線)、プラストシアニン−P19−プラストシアニンサイレンシング阻害剤発現カセット、H1 California膜貫通細胞質側末端、およびCPMV3’UTRを有する2X35S/CPMV160+/NOS。図7Eは、2X35SプロモーターからNOSターミネーターの発現カセット番号1800を示す。PDISP/H3 Victoriaヌクレオチド配列に下線が引かれ;5’UTRは太字で示され;植物コザック配列に二重下線が引かれ;16塩基対のスタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)は、5’UTRおよび植物コザック配列間に位置する(配列番号:26)。PDISP/H3 Victoriaのアミノ酸配列は、図6Gに示される(配列番号:27)。図7Fは、構築物番号1800(CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図8は、構築物番号1935(2X35S/CPMV160/PDISP/H3 Victoria/NOS;実施例3を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1935は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTRを含み、かつスタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、もしくは植物コザック配列を含まず(この構築物はまた、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160(CPMVX、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド。NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図8Aは、プライマー配列IF−CPMV(fl5’UTR)_SpPDI.c(配列番号:28)を示す。図8Bは、構築物1190の概略図を示す。図8Cは、構築物1190の核酸配列を示し、左から右に、t−DNAボーダー(下線)、プラストシアニン−P19−プラストシアニンサイレンシング阻害剤発現カセットおよびCPMV3’UTRを有する2X35S/CPMV160/NOSの(配列番号:29)。図8Dは、2X35SプロモーターからNOSターミネーターの発現カセット番号1935を示す。PDISP/H3 Victoriaヌクレオチド配列に下線が引かれ、5’UTRは太字で示される(配列番号:30)。このカセットは、植物コザック配列またはスタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)を含まない。図8Eは、構築物番号1935(CPMVXベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図9は、「CPMV160+」ベースの構築物(構築物番号1992−1999)の選択を調製するために使用される植物コザック配列におけるバリエーションを含む配列を示す。植物コザック配列におけるバリエーションを含む、2X35S/CPMV160+/NOS発現系におけるSacII制限酵素部位とPDISP/H3 VictoriaのATGとの間の配列のバリエーションが示される(構築物1800由来の対応する配列からのバリエーションとして、配列が示される;実施例4を参照されたい)。バリアント植物コザック配列に下線が引かれる。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド。図9Aは、IF−HT1*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:31;構築物番号1992を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Bは、IF−HT2*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:32;構築物番号1993を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Cは、IF−HT3*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:33;構築物番号1994を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Dは、IF−HT4*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:34;構築物番号1995を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Eは、IF−HT5*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:35;構築物番号1996を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Fは、IF−HT6*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:36構築物番号1997を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Gは、IF−HT7*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:37;構築物番号1998を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Hは、IF−HT8*(−Mprot)−PDI.c(配列番号:38;構築物番号1999を調製するために使用される)のヌクレオチド配列を示す。図9Iは、配列番号:31(図9A)を用いる、植物コザック配列(コザック1)を含む構築物番号1992の概略図を示す。それぞれの構築物(1993−1999)が、それぞれ図9Bから9H(配列番号:32−38)に示される改変植物コザック配列(コザック1)を含むことを除き、構築物1993−1999は、構築物1992と同一の特徴を含む。
図10は、構築物番号484および1897(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/H1 California NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/H1 California NOS;実施例5を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号484は、従来技術CPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/H1 California)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1897は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を、含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド。NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図10Aは、PDISP/H1 Californiaのヌクレオチド配列(配列番号:39)を示す。図10Bは、PDISP/H1 Californiaのアミノ酸配列(配列番号:40)を示す。図10Cは、構築物番号484(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図10Dは、構築物番号1897(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図11は、構築物番号489、1880および1885(それぞれ2X35S/CPMV HT H5 Indonesia NOS;CPMV160+ H5 Indonesia NOS、およびCPMV160 H5 Indonesia NOS;実施例6を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号489は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/H1 California)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1880は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。構築物番号1885は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物はまた、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160(CPMVX、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図11Aは、天然H5 Indonesiaのヌクレオチド配列(配列番号:41)を示す。図11Bは、天然H5 Indonesiaのアミノ酸配列(配列番号:42)を示す。図11Cは、構築物番号489(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図11Dは、構築物番号1880(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。図11Eは、構築物番号1885(2X35S/CPMV160、CPMVXベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図12は、構築物番号1240および2168(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/H7 Hangzhou NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/H7 Hangzhou NOS;実施例7を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1240は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/H7 Hangzhou)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1897は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド。NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図12Aは、PDISP/H7 Hangzhouのヌクレオチド配列(配列番号:43)を示す。図12Bは、PDISP/H7 Hangzhouのアミノ酸配列(配列番号:44)を示す。図12Cは、構築物番号2140(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図12Dは、構築物番号2168(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図13は、構築物番号2130および2188(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCT NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCT NOS;実施例8を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号2130は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCT)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1897は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター;TMCT:膜貫通ドメイン細胞質側末端。図13Aは、PDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCTのヌクレオチド配列(配列番号:45)を示す。図13Bは、PDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCTのアミノ酸配列(配列番号:46)を示す。図13Cは、構築物番号2130(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図13Dは、構築物番号2188(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図14は、構築物番号1039および1937(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/HA B Brisbane(PrL−) NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/HA B Brisbane(PrL−) NOS;実施例9を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1039は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/HA B Brisbane(PrL−))との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1937は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター;PrL−:欠失タンパク質分解ループ。図14Aは、PDISP/HA B Brisbane(PrL−)のヌクレオチド配列(配列番号:47)を示す。図14Bは、PDISP/HA B Brisbane(PrL−)のアミノ酸配列(配列番号:48)を示す。図14Cは、構築物番号1039(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図14Dは、構築物番号1937(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図15は、構築物番号1067および1977(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCT NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCT NOS;実施例10を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1067は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCT)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1977は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター;PrL−:欠失タンパク質分解ループ;TMCT:膜貫通ドメイン細胞質側末端。図15Aは、PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCTのヌクレオチド配列(配列番号:49)を示す。図15Bは、PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCTのアミノ酸配列(配列番号:50)を示す。図15Cは、構築物番号1067(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図15Dは、構築物番号1977(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図16は、構築物番号2072および2050(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/HA B Massachusetts(PrL−) NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/HA B Massachusetts(PrL−) NOS;実施例11を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号2072は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/HA B Massachusetts(PrL−))との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号2050は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター;PrL−:欠失タンパク質分解ループ。図16Aは、PDISP/HA B Massachusetts(PrL−)のヌクレオチド配列(配列番号:51)を示す。図16Bは、PDISP/HA B Massachusetts(PrL−)のアミノ酸配列(配列番号:52)を示す。図16Cは、構築物番号2072(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図16Dは、構築物番号2050(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図17は、構築物番号2074および2060(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/HA B Massachusetts(PrL−)+H1 California TMCT NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/HA B Massachusetts(PrL−)+H1 California TMCT NOS;実施例12を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号2074は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/HA B Massachusetts(PrL−)+H1 California TMCT)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号2060は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター;PrL−:欠失タンパク質分解ループ;TMCT:膜貫通ドメイン細胞質側末端。図17Aは、PDISP/HA B Massachusetts(PrL−)+H1 California TMCTのヌクレオチド配列(配列番号:53)を示す。図17Bは、PDISP/HA B Massachusetts(PrL−)+H1 California TMCTのアミノ酸配列(配列番号:54)を示す。図17Cは、構築物番号2074(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図17Dは、構築物番号2060(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図18は、構築物番号1445、1820および1975(それぞれ2X35S/CPMV HT HA B Wisconsin(PrL−) NOS、2X35S/CPMV160+ HA B Wisconsin(PrL−) NOSおよび2X35S/CPMV160 HA B Wisconsin(PrL−) NOS;実施例13を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1445は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(HA B Wisconsin(PrL−))との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1820は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。構築物番号1975は160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTRを含み、かつスタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、もしくは植物コザック配列を含まず(この構築物はまた、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつ「CPMV160」(CPMVX)ベースの構築物の一例である。PrL−:欠失タンパク質分解ループ;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図18Aは、HA B Wisconsin(PrL−)のヌクレオチド配列(配列番号:55)を示す。図18Bは、HA B Wisconsin(PrL−)のアミノ酸配列(配列番号:56)を示す。図18Cは、構築物番号1445(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図18Dは、構築物番号1820(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物)の概略図を示す。図18Eは、構築物番号1975(2X35S/CPMV160;CPMVXベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図19は、構築物番号1454および1893(それぞれ2X35S/CPMV HT HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCT NOSおよび2X35S/CPMV160+ HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCT NOS;実施例14を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号1454は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCT)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号1893は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。NOS:ノパリンシンターゼターミネーター;PrL−:欠失タンパク質分解ループ;TMCT:膜貫通ドメイン細胞質側末端。図19Aは、HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCTのヌクレオチド配列(配列番号:57)を示す。図19Bは、PDISP/HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCTのアミノ酸配列(配列番号:58)を示す。図19Cは、構築物番号1454(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図19Dは、構築物番号1893(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図20は、構築物番号5001および2100(それぞれ2X35S/CPMV HT HC リツキシマブ(Rituxan) NOSおよび2X35S/CPMV160+ HC リツキシマブ(Rituxan) NOS;実施例15を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号5001は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(HC リツキシマブ(Rituxan))との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号2100は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。HC:重鎖;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図20Aは、HC リツキシマブ(Rituxan;配列番号:59)のヌクレオチド配列を示す。図20Bは、HC リツキシマブのアミノ酸配列を示す(Rituxan;配列番号:60)。図20Cは、構築物番号5001(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図20Dは、構築物番号2100(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図21は、構築物番号5002および2109(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/HC リツキシマブ(Rituxan) NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/HC リツキシマブ(Rituxan) NOS;実施例16を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号5001は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/HC Rituzan)との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号2100は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;HC:重鎖;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図21Aは、PDISP/HC リツキシマブ(Rituxan;配列番号:61)のヌクレオチド配列を示す。図21Bは、PSISP/HC リツキシマブ(Rituxan;配列番号:62)のアミノ酸配列を示す。図21Cは、構築物番号5002(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図21Dは、構築物番号2109(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図22は、構築物番号5021および2120(それぞれ2X35S/CPMV HT LC リツキシマブ(Rituxan) NOSおよび2X35S/CPMV160+ LC リツキシマブ(Rituxan) NOS;実施例17を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号5021は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(LC リツキシマブ(Rituxan))との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号2120は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。LC:軽鎖;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図22Aは、LC リツキシマブ(Rituxan;配列番号:63)のヌクレオチド配列を示す。図22Bは、LC リツキシマブ(Rituxan;配列番号:64)のアミノ酸配列を示す。図22Cは、構築物番号5021(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図22Dは、構築物番号2120(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
図23は、構築物番号5022および2129(それぞれ2X35S/CPMV HT PDISP/LC リツキシマブ(Rituxan) NOSおよび2X35S/CPMV160+ PDISP/LC リツキシマブ(Rituxan) NOS;実施例18を参照されたい)を調製するために使用される配列構成要素を示す。構築物番号5001は、従来技術のCPMV−HT配列(不完全なMタンパク質をコードする配列に融合される161位の変異開始コドンを有するCMPV 5’UTR)を組み込み、かつ5’UTRと目的のヌクレオチド配列(PDISP/LC リツキシマブ(Rituxan))との間に異種のコザック配列を含まない。構築物番号2100は、160ヌクレオチドを含むCPMV 5’UTR、スタッファーフラグメント(マルチプルクローニングサイト)、および植物コザック配列を含み(この構築物は、不完全なMタンパク質をコードする配列を含まない)、かつCPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の一例である。PDISP:タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド;HC:重鎖;NOS:ノパリンシンターゼターミネーター。図23Aは、PDISP/LC リツキシマブのヌクレオチド配列(Rituxan;配列番号:65)を示す。図23Bは、PSISP/LC リツキシマブのアミノ酸配列(Rituxan;配列番号:66)を示す。図23Cは、構築物番号5022(2X35S/CPMV HT;参照構築物)の概略図を示す。図23Dは、構築物番号2129(2X35S/CPMV160+;CPMVX+ベースの構築物、ここでX=160)の概略図を示す。
詳細な説明
本発明は、植物における目的のタンパク質の発現に関する。本発明はまた、植物における目的のタンパク質の生産のための方法および組成物を提供する。
以下の記載において、多くの用語は広く使用され、以下の定義は発明の種々の態様の理解を容易にするために提供される。用語の例を含む、本明細書における例の使用は、例示的な目的のみのためであり、かつ本明細書の発明の実施形態の範囲および意味を限定することを企図するものではない。
本明細書で使用されるように、用語「を含む」と併せて本明細書で使用される際に、単語「a」または「an」の使用は、「1つの」を意味してもよいが、それらはまた、「1つ以上の」、「少なくとも1つの」および「1より大きい」の意味と一致する。用語「約」は、指定される値からおよそ+/−10%のバリエーションを指す。用語「複数(plurality)」は、1より大きいこと、例えば、2つ以上、3つ以上、4つ以上等を意味する。
本発明は、配列番号:1のXヌクレオチド(ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である)を含むCPMV5’非翻訳領域(UTR)、「CPMVX」、またはCPMVX(ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である)と80%から100%の間の配列類似性を含む配列、を含む、発現エンハンサーを提供する。この発現エンハンサーは、一般的にCPMVXと称される(図1Aを参照されたい)。
CPMVXエンハンサー配列は、さらにスタッファー配列に融合されていてもよく、ここでCMPVXは、配列番号:1のXヌクレオチド(ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である)、またはCPMVX(ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114)と80から100%の間の配列類似性を含む配列を含み、かつスタッファー配列は、CMPVX配列の3’末端に融合される1−100ヌクレオチドを含む。例えば、スタッファー配列は、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、もしくは100ヌクレオチド、またはそれらの間のヌクレオチドの任意の数を含んでもよい。
もしCMPVX配列がスタッファーフラグメントを含むならば、この発現エンハンサーはCPMVX+と称されてもよく(図1Aを参照されたい)、ここでX=配列番号:1の160、155、150、114であり、それぞれX−160、155、150、または114の場合に、それらはまたスタッファー配列を含むCMPVXと称されてもよく、あるいはそれらはCPMV160+;CPMV155+;CPMV150+;CPMV114+と称されてもよい。スタッファー配列を含まないCPMVXを含む構築物は、CPMVX+と称されてもよく、ここでX=配列番号:1の160、155、150、114であり、かつスタッファー配列は0ヌクレオチド長である。
ヌクレオチド160に対して3’に位置するスタッファー配列を、天然CMPV 5’UTR配列のトランケーション、欠失、または置換により改変してもよい。5’UTRに関連する最初のまたは未改変(すなわち天然)のスタッファー配列と比較して、改変スタッファー配列を除去し、置換し、トランケートし、または短縮してもよい(Sainsbury F., and Lomonossoff G.P., 2008, Plant Physiol. 148: pp. 1212−1218に記載されるように)。スタッファー配列は、1つ以上の制限酵素部位(ポリリンカー、マルチプルクローニングサイト、1つ以上のクローニング部位)、1つ以上の植物コザック配列、1つ以上のリンカー配列、1つ以上の組換え部位、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、限定と考えられるものではないが、スタッファー配列は、植物コザック配列に融合される所望の長さのマルチプルクローニングサイトを順番に含んでもよい。スタッファー配列は、天然CPMV 5’UTRのヌクレオチド160に対して3’に位置する、天然5’UTR配列由来のヌクレオチド配列、例えばSainsbury F.,and Lomonossoff G.P.(2008,Plant Physiol.148:pp.1212−1218;出典明示により本明細書に組み込まれる)の図1に示されるヌクレオチド161−512、または配列番号:4のヌクレオチド161−509を含まない。すなわち、従来技術のCPMV HT配列にある不完全なMタンパク質(Sainsbury F.,and Lomonossoff G.P.,2008の図1)は、本発明において5’UTRから除去されている。
植物宿主内の目的のヌクレオチド配列の発現を駆動するために、発現エンハンサーCPMVX、またはCPMVX+を、植物において活性な制御領域とエンハンサー配列の5’末端で作動可能に連結してもよく、かつ発現エンハンサーの3’末端で目的のヌクレオチド配列に作動可能に連結してもよい(図1A)。
CMPVXまたはCPMVX+のいずれかを用いる、植物において1つ以上の目的のタンパク質を生産するための発現系もまた、提供される。本明細書に記載の発現系は、CPMVX、もしくはCPMVXと80%の配列類似性を含む配列、ならびに任意に、CMPVX(CPMVX+)に融合されるスタッファー配列を含む、発現カセットを含む。CMPVXまたはCMPVX+を含む発現カセットは、発現エンハンサーの5’末端に作動可能に連結される、植物において活性である制御領域をさらに含んでもよい。目的のヌクレオチド配列は発現カセットの3’末端に作動可能に連結してもよく、その結果、植物内に導入される時に植物宿主内の目的のヌクレオチド配列の発現を達成する。
目的のタンパク質をコードする目的のヌクレオチド配列、本明細書に記載されるCPMVXまたはCPMVX+を含む、発現カセットもしくは発現系を含む、植物細胞、植物組織、植物全体、接種源(inoculum)、核酸、構築物、ならびに植物において目的のタンパク質を発現する方法もまた提供される。
図1A、1Bおよび1Cを参照すると、配列番号:1のX由来のヌクレオチド(ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である)を含むCPMV 5’UTR(CPMVX)配列を含む、発現エンハンサーの非限定例が提供される。発現エンハンサーCMPVXはまた、それぞれX−160、155、150、または114の場合に、CPMV160;CPMV155;CPMV150;CPMV114、と称されてもよい。
目的のヌクレオチド配列は、様々なやり方を用いて、植物制御領域を含むエンハンサー配列に融合(作動可能に連結)されてもよい。例えば、限定と考えられるべきではないが:
1)目的のタンパク質をコードする目的のヌクレオチド配列は、5’UTR配列、例えばCPMVX(ここでX=配列番号:1のヌクレオチド160、155、150、114である)のすぐ後の発現エンハンサーの3’末端に融合されてもよい。この例では、目的のヌクレオチド配列は、マルチプルクローニングサイトを有しない5’UTRに融合され、かつ目的のヌクレオチド配列は、目的のヌクレオチド配列のATG開始部位のすぐ上流の5’末端で植物コザック配列を含んでもよい(図1Bを参照されたい)。配列番号:1のヌクレオチド150−160、または155−160はコザック様配列を含むので、もしX=160(すなわちCPMV160)ならば、CPMV160に作動可能に連結される目的のヌクレオチド配列は、その5’末端に融合される植物コザック配列を必要としなくてもよい。しかしながら、所望であればCPMV160を含む構築物において、植物コザック配列は含まれてもよい(図1Bを参照されたい:「+/−植物コザック」)。もしX−155、150、または114ならば、CPMV155、CPMV150、またはCPMV114を含む構築物において目的のヌクレオチド配列の5’末端に融合される植物コザック配列を含むことが、目的のヌクレオチド配列の最適な発現のために推奨される。
2)目的のヌクレオチド配列は、発現エンハンサーの3’末端で植物コザック配列を含むCMPVX+発現エンハンサー(ここでX=配列番号:1の160、155、150、114である)に融合されてもよく、結果、目的のヌクレオチド配列が植物コザック配列のすぐ後に位置する。この例では、CPMVX+に融合される目的のヌクレオチド配列は、マルチプルクローニングサイトまたは植物コザック配列を含まないだろう(得られる構築物は図1Bにおいて示されるものに類似するだろう)。
3)目的のヌクレオチド配列は、発現エンハンサーの3’末端でマルチプルクローニングサイト(MCS)を含むCPMVX+発現エンハンサー(ここでX=配列番号:1の160、155、150、114である)に、マルチプルクローニングサイトを用いて、融合されてもよい。この例では、発現エンハンサーのマルチプルクローニングサイトおよび目的のヌクレオチド配列のATG開始部位からすぐ上流の植物コザック配列との融合を可能にするために、目的のヌクレオチド配列はその5’末端に対応する配列を含んでもよい(図1Cを参照されたい)。
上記方法のいずれかを用いる全体的な結果は、ヌクレオチドX(ここでX=配列番号:1の160、155、150、114である)を含むCPMV 5’UTR配列(またはCPMV 5’UTR配列と80%の配列類似性を含むエンハンサー配列)と作動可能に関連する(作動可能に連結される)植物制御領域を含む、構築物(または発現カセット)であり、CPMV 5’UTR配列の3’末端は植物コザック配列の5’末端に融合され、植物コザック配列の3’末端はATG開始配列を含む目的のヌクレオチド配列の5’末端に融合され、かつ隣接する。構築物は、5’UTRと植物コザック配列との間に位置するマルチプルクローニングサイトを含んでもよく、または含まなくてもよい。構築物は、目的のヌクレオチド配列の3’末端に作動可能に連結される、3’非翻訳領域(UTR)配列、例えば、コモウイルス3’UTR、もしくはプラストシアニン3’UTR、ならびにターミネーター配列、例えばNOSターミネーター、をさらに含んでもよい(図1Aを参照されたい)。
本明細書に記載される1つまたは1より多くの発現エンハンサー(例えばCPMVX)と作動可能に連結される制御領域、および目的のヌクレオチド配列を含む核酸を含む植物発現系もまた提供される。さらに、CPMV 5’UTRおよび改変もしくは欠失されるスタッファー配列を含む発現エンハンサー(例えばCPMVX+)と作動可能に連結されるプロモーター(制御領域)配列、ならびに目的のヌクレオチド配列を含む、核酸が記載される。3’UTR、例えばコモウイルス3’UTR、もしくはプラストシアニン3’UTR、ならびにターミネーター配列、例えばNOSターミネーターをコードする配列を核酸はさらに含んでもよく、結果、目的のヌクレオチド配列は3’UTRより上流に挿入される。
「作動可能に連結される」により、核酸配列の発現の媒介または調節などの意図される機能を実施するために、直接的または間接的のいずれかで、特定の配列が相互作用することが意味される。例えば、作動可能に連結される配列の相互作用は、作動可能に連結される配列と相互作用するタンパク質により媒介されてもよい。
本明細書で参照される「発現エンハンサー」、 「エンハンサー配列」または「エンハンサーエレメント」は、RNA−2ゲノムセグメント由来のCPMV 5’UTRの部分に由来する、またはRNA−2ゲノムセグメント由来のCPMV 5’UTRの部分と配列類似性を共有する、配列を含む。それらが取り付けられた下流の異種のオープンリーディングフレーム(ORF)の発現を、エンハンサー配列は高めることができる。
用語「5’UTR」もしくは「5’非翻訳領域」または「5’リーダー配列」は、翻訳されないmRNAの領域を指す。典型的に5’UTRは転写開始部位で開始し、かつコーディング領域の翻訳開始部位もしくは開始コドン(通常mRNAにおいてAUG、DNA配列においてATG)の直前で終結する。5’UTRの変異、例えば置換、欠失または挿入によって、5’UTRの長さは改変されてもよい。コドンがもはや開始コドンとして機能せず、翻訳が代替開始部位で開始しうるように、自然に存在する開始コドンまたは翻訳開始部位に変異導入することによって、5’UTRはさらに改変されてもよい。
CPMV RNA−2配列(配列番号:1)のヌクレオチド1−160由来の5’UTRは、第一のインフレーム開始開始コドン(161位の)まで、転写開始部位で開始し。これは、野生型コモウイルスゲノムセグメントによりコードされる2つのカルボキシ共末端タンパク質の長い方の生産のための開始部位として機能する。さらにCPMV RNA−2ゲノム配列における115位での(または、に対応する)「第三の」開始部位はまた、変異され、欠失され、またはそうでなければ変更されてもよい。不完全なMタンパク質と組み合わされると、AUG161の除去に加えて、AUG115の除去は発現を高めることが示されている(Sainsbury and Lomonossoff, 2008, Plant Physiology; 148: 1212−1218; WO 2009/087391;出典明示により本明細書に組み込まれる)。
発現エンハンサーは、配列番号:1のX由来のヌクレオチド(ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114)(CPMVX)、またはCPMVX(ここでX=配列番号:1の160、155、150、または114;図1Aおよび1Bを参照されたい)と80%の配列類似性を含み、かつ不完全なMタンパク質を含む従来技術のCPMV HTエンハンサー配列に作動可能に連結される異種のオープンリーディングフレームをコードする同一のヌクレオチド配列の発現と比較される場合、発現エンハンサーに作動可能に連結される異種のオープンリーディングフレームをコードするクレオチド配列の発現を高める特性を示す配列を含む、CPMV5’非翻訳領域(UTR)を含んでもよい(Sainsbury F.,and Lomonossoff G.P.,2008,Plant Physiol.148:pp.1212−1218に記載される;出典明示により本明細書に組み込まれる)。
CPMVXエンハンサー配列はまた、スタッファー配列、例えばマルチプルクローニングサイト(MCS)もしくは植物コザック配列に連結されるMCSに融合されてもよく、ここでCMPVXは、配列番号:1のX由来のヌクレオチド(ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114)、またはCPMVX(ここでX=配列番号:1の160、155、150、または114)と80%の配列類似性を含み、かつ不完全なMタンパク質を含む従来技術のCPMV HTエンハンサー配列に作動可能に連結される異種のオープンリーディングフレームをコードする同一の配列の発現と比較される場合、発現エンハンサーに作動可能に連結される異種のオープンリーディングフレームをコードするヌクレオチド配列の発現を高める特性を示す配列を含む(Sainsbury F.,and Lomonossoff G.P.,2008,Plant Physiol.148:pp.1212−1218に記載されるように;出典明示により本明細書に組み込まれる)。スタッファー配列は、CMPVX配列の3’末端に融合される0−500ヌクレオチドを含む。好ましくは、スタッファー配列は、マルチプルクローニングサイト(MCS)、または植物コザック配列に連結されるMCSを含み、かつMタンパク質を含まない。もしCMPVX配列がスタッファーフラグメント(Mタンパク質を有しない)を含むならば、この発現エンハンサーは、「CPMVX+」(図1Aおよび1Cを参照されたい)、「スタッファー配列および植物コザック配列を含むCMPVX」、または「植物コザック配列とともにMCSを含むCMPVX」と称されてもよい。
発現エンハンサーCPMVX(ここでX=160)は配列番号:1のヌクレオチド1−160からなる:
Figure 2017501738
もし発現エンハンサーが、配列番号:1のヌクレオチド1−160からなる(CPMV160)ならば、開始配列(ATG)に隣接する5’末端に位置する5’植物コザック配列を有するまたは有しない目的のヌクレオチド配列は、5’UTRの3’末端(配列番号:1のヌクレオチド160の後)に融合されてもよく、結果、構築物全体が、図1B(CPMV160)に示される構築物に似る。CPMV160を含む構築物は、発現エンハンサーの5’末端に作動可能に連結される制御領域、および3’UTR、例えばコモウイルス3’非翻訳領域(UTR)もしくはプラストシアニン3’UTRをコードする配列、ならびに目的のヌクレオチド配列の3’末端に融合されるターミネーター配列、例えばNOSターミネーターをさらに含んでもよい。いかなる理論にも拘束されることはないが、配列番号:1の150−155、155−160、または150−160位の配列は、植物において活性な(天然)コザック配列として機能し得るので、CPMV160は目的のヌクレオチド配列の5’末端に植物コザック配列の付加を必要としなくてもよい。構築物番号1935(実施例3を参照されたい)および構築物番号1885(実施例6を参照されたい)は、CPMV160(CPMVX、ここでX=160)ベースの構築物の例である。
発現エンハンサーは、CPMVX+(X=160)を含んでもよい。かかるエンハンサーの非限定例は、配列番号:2の配列を含むCPMV160+である(図1Cを参照されたい)(5’UTR:ヌクレオチド1−160;マルチプルクローニングサイト イタリックのヌクレオチド161−176;植物コザック配列 大文字および太字のヌクレオチド177−181):
Figure 2017501738
発現エンハンサーとして配列番号:2を用いる構築物の例は、構築物1800、1897、1880、2168、2188、1937、1977、2050、2060、1975、1893、2100、2109、2120、2129を含む(それぞれ実施例3、および5−18を参照されたい)。
当業者に明らかなように、任意のマルチプルクローニングサイト(MCS)、または様々な長さ(より短い、またはより長いのいずれか)のMCSは、配列番号:2のヌクレオチド161−176の配列の代わりに使用されてもよい。さらに、配列番号:2の植物コザック配列(ヌクレオチド177−181で示される)は、配列番号:5−17から選択される配列の1つを含むが、これらに限定されない、任意の植物コザック配列であってもよい(図4Aも参照されたい;図4の構築物は、示されるような植物コザック配列のバリエーションを有する配列番号:2を含み、かつ5’UTRの5’末端に取り付けられる植物制御領域、および植物コザック配列に対して3’に位置する目的のヌクレオチド配列の転写開始部位、ATGを含む)。
発現エンハンサーCPMVXは、115位において「A」を含んでもよく(115A)、結果、CMPVX、115A(ここでX=160、155または150)が、野生型CPMV RNA2ゲノムの配列を含む(野生型CPMV RNA−2ゲノムセグメントの全配列について、出典明示により本明細書に組み込まれるWO2009/087391を参照されたい)。発現エンハンサーCPMVX、115Aの例は、配列番号:69により定義される「CPMV160、115A」である(「A」は、太字および下線で示される):
Figure 2017501738
発現エンハンサーCPMVX+もまた、115位において「A」を含んでもよく(115A)、結果、CMPVX+、115A(ここでX=160、155または150)が、野生型CPMV RNA2ゲノムの配列を含む(出典明示により本明細書に組み込まれるWO2009/087391)。配列番号:75により定義される、発現エンハンサーCPMVX+、115Aの非限定例は、「CPMV160+、115A」である(「A」は、太字および下線で示される):
Figure 2017501738
配列番号:2について上述したように、任意のMCS、または様々な長さのMCSは、配列番号:75のMCS配列の代わりに使用されてもよく、かつ植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよい。
もし発現エンハンサーが配列番号:1のヌクレオチド1−155からなるならば(CPMV155):
Figure 2017501738
開始配列(ATG)に隣接する5’末端に位置する植物コザック配列を有する目的のヌクレオチド配列は、5’UTRの3’末端に融合されてもよく(配列番号:1のヌクレオチド155の後)、結果、構築物全体が、図1Bに示される構築物(CPMV155)に似る。CPMV155を含む構築物は、発現エンハンサーの5’末端に作動可能に連結される制御領域、および3’UTR、例えばコモウイルス3’非翻訳領域(UTR)もしくはプラストシアニン3’UTRをコードする配列、ならびに目的のヌクレオチド配列の3’末端に融合されるターミネーター配列、例えばNOSターミネーターをさらに含んでもよい。この例において、天然コザック配列またはこの配列の一部(配列番号:1のヌクレオチド155−160)、は除去されているので、目的のヌクレオチド配列は、その5’末端で植物コザック配列を含む。
発現エンハンサーは、配列番号:72の配列を含むCPMV155+を含んでもよい(5’UTR:ヌクレオチド1−155;マルチプルクローニングサイト イタリックのヌクレオチド156−171;植物コザック配列 大文字および太字のヌクレオチド172−176):
Figure 2017501738
CPMV160+(配列番号:2)について上述したように、様々な長さのMCSを含む任意のMCSは、配列番号:72のMCS配列の代わりに使用されてもよく、かつ植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよい。
配列番号:70により定義されるように、発現エンハンサーCPMV155は115位において「A」を含んでもよく(115A)、結果、「CMPV155、115A」が野生型CPMV RNA2ゲノムの配列を含む(出典明示により本明細書に組み込まれるWO2009/087391を参照されたい)(「A」は、太字および下線で記載される):
Figure 2017501738
配列番号:76により定義されるように、発現エンハンサーCPMV155+はまた、115位において「A」を含んでもよく(115A)、結果、「CMPV155+、115a」が野生型CPMV RNA2ゲノムの配列を含む(WO2009/087391、出典明示により本明細書に組み込まれる)(「A」は、太字および下線で示される):
Figure 2017501738
配列番号:2について上述したように、任意のMCS、または様々な長さのMCSは、配列番号:76のMCS配列の代わりに使用されてもよく、かつ植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよい。
もし発現エンハンサーが配列番号:1のヌクレオチド1−150からなるならば(CPMV150):
Figure 2017501738
開始配列(ATG)に隣接する5’末端に位置する植物コザック配列を有する目的のヌクレオチド配列は、5’UTRの3’末端に融合されてもよく(配列番号:1のヌクレオチド150の後)、構築物全体が図1Bに示される構築物(CPMV150)に似る。CPMV150を含む構築物は、発現エンハンサーの5’末端に作動可能に連結される制御領域、および3’UTR、例えばコモウイルス3’非翻訳領域(UTR)もしくはプラストシアニン3’UTRをコードする配列、ならびに目的のヌクレオチド配列の3’末端に融合されるターミネーター配列、例えばNOSターミネーターをさらに含んでもよい。この例において、配列番号:1の150−160位の天然コザック配列は、除去されているので、目的のヌクレオチド配列は、その5’末端で植物コザック配列を含む。
発現エンハンサーは、配列番号:73(5’UTR:ヌクレオチド1−150;マルチプルクローニングサイト イタリックのヌクレオチド156−166;植物コザック配列 大文字および太字のヌクレオチド167−171)の配列:
Figure 2017501738
(配列番号:73)
を含むCPMV150+を含んでもよい。
CPMV160+(配列番号:2)について上述したように、様々な長さのMCSを含む任意のMCSは、配列番号:73のMCS配列の代わりに使用されてもよく、かつ植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよい。
配列番号:71により定義されるように、発現エンハンサーCPMV150は、115位において「A」を含んでもよく(115A)、結果、「CMPV150、115A」が、野生型CPMV RNA2ゲノムの配列を含む(出典明示により本明細書に組み込まれるWO2009/087391を参照されたい)(「A」は、太字および下線で示される):
Figure 2017501738
配列番号:77により定義されるように、発現エンハンサーCPMV150+はまた、115位において「A」を含んでもよく(115A)、結果、「CMPV150+、115A」が、野生型CPMV RNA2ゲノムの配列を含む(WO2009/087391、出典明示により本明細書に組み込まれる)(「A」は、太字および下線で示される):
Figure 2017501738
配列番号:2について上述したように、任意のMCS、または様々な長さのMCSは、配列番号:77のMCS配列の代わりに使用されてもよく、かつ植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよい。
もし発現エンハンサーが配列番号:1のヌクレオチド1−114からなるならば:
Figure 2017501738
開始配列(ATG)に隣接する5’末端に位置する植物コザック配列を有する目的のヌクレオチド配列は、5’UTRの3’末端に融合されてもよく(配列番号:1のヌクレオチド114の後)、結果、構築物全体が、図1Bに示される構築物(CPMV114)に似る。CPMV1114を含む構築物は、発現エンハンサーの5’末端に作動可能に連結される制御領域、および3’UTR、例えばコモウイルス3’非翻訳領域(UTR)もしくはプラストシアニン3’UTRをコードする配列、ならびに目的のヌクレオチド配列の3’末端に融合されるターミネーター配列、例えばNOSターミネーターをさらに含んでもよい。この例において、配列番号:1のヌクレオチド114に対して5’のコザック−様配列があるので、目的のヌクレオチド配列は、その5’末端で植物コザック配列を含む。
発現エンハンサーは、配列番号:74(5’UTR:ヌクレオチド1−114;マルチプルクローニングサイト イタリックのヌクレオチド115−130;植物コザック配列 大文字および太字のヌクレオチド131−135)の配列:
Figure 2017501738
を含むCPMV114+を含んでもよい。
CPMV160+(配列番号:2)について上述したように、様々な長さのMCSを含む任意のMCSは、配列番号:73のMCS配列の代わりに使用されてもよく、かつ植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよい。
発現エンハンサーはまた、配列番号:1の160位から下流に位置する植物コザック配列に融合される配列番号:1のヌクレオチド1−160を含んでもよい。植物コザック配列は、配列番号:1のヌクレオチド160に直接隣接して位置してもよく、または発現エンハンサーは、配列番号:1のヌクレオチド160に直接隣接して位置する約0−約500ヌクレオチドもしくはそれらの間の任意の量のスタッファーフラグメント(CPMVX+)、ならびにスタッファーフラグメントの3’末端に連結される植物コザック配列を含んでもよい。スタッファーフラグメントは、約4−100ヌクレオチドもしくはそれらの間の任意の量のマルチプルクローニングサイト(MCS)を含んでもよく、ならびに植物コザック配列およびその5’末端の対応するクローニング部位を含む目的のヌクレオチド配列は、MCSを用いて、CMPVX発現エンハンサーに作動可能に連結されてもよく、またはスタッファーフラグメントは、植物コザック配列に融合される約4−100ヌクレオチドのマルチプルクローニングサイトを含んでもよく、ならびに目的のヌクレオチド配列は、植物コザック配列のすぐ下流の発現エンハンサーに融合されてもよい。好ましくは、スタッファーフラグメントは、Mタンパク質をコードする配列を含まない。
限定と考えられるものではないが、順番に、スタッファーフラグメントに融合される配列番号:1のヌクレオチド1−160からなるCPMV 5’UTRに融合される植物制御領域を含む構築物の例は、図1Cに示されるCPMV160+である(図1Cにおいて、目的のヌクレオチド配列「GOI」のATG開始部位もまた明確に示される)。この例において、スタッファーフラグメントは、CPMV1−160配列の3’末端に融合され、かつ順番に、植物コザック配列(この例において、限定と考えられるものではないが、植物コザック配列は:AGAAAである)に融合されるマルチプルクローニングサイトを含む。スタッファーフラグメントは、Mタンパク質をコードする任意の配列を含まない。もしCPMV160+構築物が、目的のヌクレオチド配列に融合されるならば(図1Cに示されるように)、植物コザック配列は目的のヌクレオチド配列の5’に位置し、かつ目的のヌクレオチド配列のATG開始部位に隣接する。当業者に理解されるように、マルチプルクローニングサイトは、1つまたは1より多くの適切な制限酵素部位を含んでもよく、およびマルチプルクローニングサイトの配列は、図1Cにおいて示される例に限定されない。さらに、植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよく、かつ図1Cにおいて示される配列に限定されない。構築物番号1800、1897、1880、2168、2188、1937、1977、2050、2060、1975、1893、2100、2109、2120、2129(それぞれ実施例3、および5−18を参照されたい)は、CPMV160+(CPMVX+、ここでX=160)ベースの構築物の例である。
上述のCPMV160+について記載されるものと同様の方法で、それぞれスタッファーフラグメントに融合される、配列番号:1のヌクレオチド1−155、1−150、または1−114をそれぞれ含む、発現エンハンサーCPMV155+、CPMV150+、およびCPMV114+の例はまた、図1Cにおいて示される。図1Cにおいて、目的のヌクレオチド配列(GOI)のATG開始部位はまた、CPMV155+、CPMV150+、およびCPMV114+のそれぞれについて示される。これらの例において、CPMVエンハンサー配列の3’末端に融合されるスタッファーフラグメントは、順番に、植物コザック配列に融合されるマルチプルクローニングサイトを含む。スタッファーフラグメントは、Mタンパク質をコードする任意の配列を含まない。当業者に理解されるように、マルチプルクローニングサイトは、1つまたは1より多くの適切な制限酵素部位を含んでもよく、かつマルチプルクローニングサイトの配列は、図1Cにおいて示される実施例に限定されない。さらに、植物コザック配列は、任意の植物コザック配列であってもよく、かつ図1Cにおいて示される配列(AGAAA)に限定されない。
5’UTR配列の3’末端に融合され、かつ植物コザック配列を欠如しているマルチプルクローニングサイト(ポリリンカー、制限酵素部位;クローニング部位)と組み合わせて、発現エンハンサーはまた、発現エンハンサーCPMVX(ここでX=配列番号:1の160、155、150、または114)を含んでもよい(すなわちCPMVX+、ここでX=配列番号:1の160、155、150、または114)。これらの場合において、エンハンサーに接合される目的のタンパク質をコードする核酸配列(目的のヌクレオチド配列)は、目的のヌクレオチド配列の5’末端から3’末端まで順番に、目的のヌクレオチド配列のATG開始部位(転写開始部位)の上流に位置し、かつ隣接する植物コザック配列に融合されるマルチプルクローニングサイト(スタッファーフラグメントのものと相補的;スタッファーフラグメントは、Mタンパク質をコードする任意の配列を含まない。)を含むだろう。
発現エンハンサーは、1つ以上の「コザックコンセンサス配列」または「コザック配列」をさらに含んでもよい。コザック配列は、翻訳の開始において重要な役割を果たす。任意のmRNA不安定配列が、導入遺伝子構築物から排除されること、および翻訳開始部位(start site)または開始部位(initiation site)が、植物のためのコザックコンセンサスと一致することを確保することによって、翻訳の割合は最適化されうる(Gutierrrez, R.A. et al., 1999, Trends Plant Sci. 4, 429-438; Kawaguchi, R. and Bailey−Serres, J., 2002, Curr. Opin. Plant Biol. 5, 460-465)。このモチーフにおいて最も高度に保存される位置は、ATGコドンの3ヌクレオチド上流のプリン(最も頻繁にはA)であり、翻訳の開始を示す(Kozak, M., 1987, J. Mol. Biol. 20:947−950、出典明示により本明細書に組み込まれる)。植物コザックコンセンサス配列は、当技術分野で知られている(例えばRangan et al. Mol. Biotechnol., 2008, July 39(3), pp. 207−213を参照されたい)。本明細書に記載されるように、自然に存在するコザック配列および合成コザック配列の両方は発現エンハンサーにおいて使用されてもよく、または目的のヌクレオチド配列に融合されてもよい。
植物コザック配列は、以下の植物コンセンサス配列を含むがこれらに限定されない、任意の既知の植物コザック配列であってもよい(例えばL. Rangan et. al. Mol. Biotechnol., 2008, July 39(3), pp. 207−213を参照されたい):
caA(A/C)a (配列番号:5;植物界)
aaA(A/C)a (配列番号:6;双子葉植物)
aa(A/G)(A/C)a (配列番号:7;シロイヌナズナ)
植物コザック配列はまた:
AGAAA (配列番号:8)
AGACA (配列番号:9)
AGGAA (配列番号:10)
AAAAA (配列番号:11)
AAACA (配列番号:12)
AAGCA (配列番号:13)
AAGAA (配列番号:14)
AAAGAA (配列番号:15)
AAAGAA (配列番号:16)
(A/−)A(A/G)(A/G)(A/C)A.(配列番号:3;コンセンサス配列)
の群から選択されてもよい(図4を参照されたい)。
発現エンハンサーは、植物発現系への目的のヌクレオチドの挿入を容易にするための1つ以上の「制限酵素部位」または「制限酵素認識部位」、「マルチプルクローニングサイト」、「MCS」、「クローニング部位」「ポリリンカー配列」または「ポリリンカー」をさらに含んでもよい。制限酵素部位は、当技術分野でよく知られた制限酵素によって認識される特定の配列モチーフである。発現エンハンサーは、5’UTRの下流(3’)に位置する1つ以上の制限酵素部位またはクローニング部位を含んでもよい。1つ以上の制限酵素部位またはクローニング部位は、1つ以上のコザック配列の上流(5’)にさらに位置してもよく、また5’UTRおよびコザック配列間に位置してもよい。ポリリンカー配列(マルチプルクローニングサイト)は、目的のタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む、核酸配列を5’UTRの3’末端に付加および除去するために有用な核酸の任意の配列を含んでもよい。ポリリンカー配列は、4から約100核酸、またはそれらの間の任意の量を含んでもよい。
図1Bに示されるように、発現エンハンサーはまた、目的のヌクレオチド配列(GOI)に融合される植物制御領域および転写開始部位(ATG)と作動可能に関連する配列番号:1の配列を含んでもよい(CPMVX;ここでX=160、155、150または114)。CPMVXはまた、配列番号:5の−17の1つの配列を含むが、これらに限定されない、任意の植物コザック配列を含んでもよい。
配列番号:1および2のいずれかに記載の配列と100%、99%、98%、97%、96%、95%、90%、85%または80%の同一性を示す限り、本明細書に記載の発現エンハンサー(CPMVXまたはCPMVX+、ここでX=160、155、150または144)における使用のための5’UTRは、二分節RNAウイルス由来、例えばコモウイルスなどの二分節RNAウイルスのRNA−2ゲノムセグメント由来であってもよい。例えばエンハンサー配列は、配列番号:1および2の配列と約80%から約100%の同一性もしくはそれらの間の任意の量、配列番号:1および2の配列と約90%から約100%の同一性もしくはそれらの間の任意の量、配列番号:1および2の配列と約95%から約100%の同一性もしくはそれらの間の任意の量、または配列番号:1および2の配列と約98%から約100%の同一性もしくはそれらの間の任意の量を有してもよく、ここで、発現エンハンサーは、本明細書に記載される植物制御領域および植物コザック配列に作動可能に連結される場合に、同一の植物制御領域を用いてCMPV HT(配列番号:4;不完全なMタンパク質を含む、Sainsbury F.,and Lomonossoff G.P.,2008,Plant Physiol. 148:pp.1212−1218に記載される従来技術のエンハンサー配列;出典明示により本明細書に組み込まれる)に融合される目的のヌクレオチド配列の発現レベルと比較される場合、発現エンハンサーに作動可能に連結される目的のヌクレオチド配列の発現レベルを増加させる。
配列番号:4は、従来技術において知られたCPMV HT発現エンハンサー(例えばSainsbury and Lomonossoff 2008,Plant Physiol. 148:pp.1212−1218の図1;出典明示により本明細書に組み込まれる)を含む。「CPMV HT」は、115(gt)および162(ag)位の改変ヌクレオチドを有する配列番号:4のヌクレオチド1−160由来の5’UTR配列、ならびに不完全なMタンパク質を含み、かつ植物コザック配列を欠く(5’UTR:ヌクレオチド1−160;不完全なMタンパク質 下線、ヌクレオチド161−509)。配列番号:4はまた、従来技術のCPMV HT配列において存在しないマルチプルクローニングサイト(イタリック、ヌクレオチド510−528)を含む:
Figure 2017501738
CPMV HTを含む構築物は、参照構築物として本明細書で使用され、結果、目的のヌクレオチド配列の発現レベル、またはCPMVXもしくはCPMVX+を含む構築物を用いて生産される目的のヌクレオチド配列によりコードされる生産物が比較されてもよい。構築物1391、484、489、2140、2130、1039、1067、2072、2074、1445、1454、5001、5002、5021および5022(それぞれ実施例1および5−18を参照されたい)は、参照構築物CPMV HTを含む。
図2−5に示されるように、同一のプロモーターおよび3’UTRならびにターミネーター配列を用いる同一の目的のヌクレオチド配列の発現と比較すると、本明細書に記載される発現エンハンサーの使用は、目的のヌクレオチド配列の発現の増加をもたらした。例えば、図2、3および5を参照すると:
H1 A/California/07/2009(「PDI−H1 Cal」、または「H1 A/California/07/2009」):CPMV160+ベースの構築物番号1897、CPMV HTベースの構築物番号484(実施例5を参照されたい);
H3 A/Victoria/361/2011(「PDI−H3 Vic」、または「H3 A/Victoria/361/2011」):CPMV160+ベースの構築物番号1800;CPMV HTベースの構築物番号1391(それぞれ実施例1および2を参照されたい);
天然シグナルペプチドを有するインフルエンザA/Indonesia/5/2005由来のH5(WtSp−H5 Indo):CPMV160+ベースの構築物番号1880;CPMV HTベースの構築物番号489(実施例6を参照されたい);
欠失タンパク質分解ループを有し、かつ天然シグナルペプチドを有するB/Wisconsin/1/2010(「WtSp−B Wis−PrL」、または「B/Wisconsin/1/2010」):CPMV160+ベースの構築物番号1975;CPMV HTベースの構築物番号1445(実施例13を参照されたい);
欠失タンパク質分解ループを有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Brisbane/60/08(「B Brisbane/60/08」):CPMV160+ベースの構築物番号1937;CMPV HTベースの構築物番号1039(実施例9を参照されたい);
膜貫通ドメインおよび細胞質側末端に融合される欠失タンパク質分解ループを有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Brisbane/60/08+H1Tm(「B Brisbane/60/08+H1Tm」):CPMV160+ベースの構築物番号1977;CMPV HTベースの構築物1067(実施例10を参照されたい)、
欠失タンパク質分解ループを有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Massachusetts/2/2012 2012(「B Massachusetts/2/2012 2012」):CPMV160+ベースの構築物番号2050;CPMV HTベースの構築物番号2072(実施例11を参照されたい)、
膜貫通ドメインおよび細胞質側末端に融合される欠失タンパク質分解ループを有し、かつPDIシグナルペプチドを有するB Massachusetts/2/2012+H1Tm(「B Massachusetts/2/2012+H1Tm」):CPMV160+ベースの構築物番号2060;CPMV HTベースの構築物2074(実施例12を参照されたい)、
膜貫通ドメインおよび細胞質側末端に融合される欠失タンパク質分解ループを有し、かつ天然シグナルペプチドを有するB Wisconsin/1/2010+H1Tm(「B Wisconsin/1/2010+H1Tm」):CPMV160+ベースの構築物番号1893;CPMV HTベースの構築物1454(実施例14を参照されたい);
天然またはPDIシグナルペプチドを有するCPMV−HT(「CPMV−HT/野生型SP」および「CPMV−HT/PDISP」;構築物番号5001および5002、それぞれ、実施例15および16を参照されたい)、またはCPMV160+(「CPMV160+/野生型SP」および 「CPMV160+/PDISP」;構築物番号2100および2109、それぞれ実施例15および16を参照されたい)の制御下の、リツキシマブ(Rituxan)
と作動可能に連結されるCPMV−HT(従来技術)発現構築物およびCPMV160+ベースの発現構築物を含む植物において生産されるタンパク質の発現の比較が示されている。
それぞれの場合において、発現(場合によっては血液凝集活性として、またはリツキシマブ(Rituxan)発現で決定される)が、従来技術のCPMVベースの構築物に関するものと比較される場合、CMPV160+ベースの構築物において増加する。さらに、目的のヌクレオチド配列のいくつかは、例えば異種のシグナルペプチド(例えばPDI)、異種の膜貫通ドメイン細胞質側末端配列(TDCT)、および/または欠失タンパク質分解ループ(PrL−)を含む改変配列を含む、キメラタンパク質または改変タンパク質をコードした。
もし、上述のCPMV160+ベースの構築物において使用される植物コザック配列が、他の植物コザック配列、例えば、配列番号:8−16において定義されるそれらの植物コザック配列の1つと置き換わっていれば、CPMV160+ベースの構築物を用いて観察される発現の増加もまた、観察される。例えば、図4を参照すると、種々の植物コザック配列にそれぞれ融合される目的のヌクレオチド配列(H3 A/Victoria/361)と作動可能に連結されるCPMV160+ベースの発現構築物を含む植物において生産されるタンパク質の発現の比較が示されている。それぞれの場合において、CMPV160+ベースの構築物による発現(血液凝集力価として決定される)は、顕著な発現レベル、かつ従来技術のCMPV HTベースの構築物より大きいことを実証する。
特定の配列に言及する場合の用語「パーセントの類似性」、または「パーセントの同一性」は、例えばウィスコンシン大学GCGソフトウェアプログラムに記載されるように、またはマニュアルアラインメントおよび外観検査によって、使用される(例えば、Current Protocols in Molecular Biology,Ausubel et al.,eds. 1995補足を参照されたい)。比較のための配列のアラインメントの方法は、当技術分野でよく知られている。比較のための配列の最適なアラインメントは例えば、Smith&Watermanのアルゴリズム(1981,Adv. Appl. Math. 2:482)を用いて、Needleman&Wunschのアラインメントアルゴリズムによって(1970,J. Mol. Biol. 48:443)、Pearson&Lipmanの類似性方法のための研究によって(1988,Proc. Nat”l. Acad. Sci. USA 85:2444)、これらのアルゴリズムのコンピューター化される実装によって(例えば:Wisconsin Genetics Software Package, Genetics Computer Group (GCG) in GAP、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA、575 Science Dr.,Madison、Wis.)実行できる。
パーセントの配列同一性および配列類似性を決定するために適切なアルゴリズムの例は、BLASTおよびBLAST2.0アルゴリズムであり、それはAltschul et al.,(1977、Nuc. Acids Res. 25:3389−3402)およびAltschul et al.,(1990、J. Mol. Biol. 215:403−410 )にそれぞれ記載される。本発明の核酸およびタンパク質に対するパーセントの配列同一性を決定するために、BLASTおよびBLAST2.0は本明細書に記載されるパラメーターを用いて使用される。例えばBLASTNプログラム(ヌクレオチド配列用)は、11のワード長(W)、10の期待値(E)、M=5、N=−4および両鎖の比較をデフォルトとして使用してもよい。アミノ酸配列について、BLASTPプログラムは、3のワード長、および10の期待値(E)、およびBLOSUM62スコアリングマトリックス(scoring matrix)(Henikoff&Henikoff、1989、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915を参照されたい)50のアラインメント(B)、10の期待値(E)、M=5、N=−4、および両鎖の比較をデフォルトとして使用してもよい。BLAST解析を実行するためのソフトウェアは、国立生物工学情報センターを通じて利用可能である(URL:ncbi.nlm.nih.gov/を参照されたい)。
タンパク質をコードする目的のヌクレオチド配列は、発現される遺伝子の上流に位置する「翻訳開始部位(translation initiation site)」もしくは「開始部位(initiation site)」または「翻訳開始部位(translation start site)」もしくは「開始部位(start site)」または「開始コドン」の存在を必要とする。かかる開始部位が、エンハンサー配列の一部、または目的のタンパク質をコードするヌクレオチド配列の一部のいずれかとして提供されてもよい。
「発現カセット」は、宿主細胞における目的の核酸の転写のための適切なプロモーターまたは他の制御エレメントの制御下で、およびそれらと作動可能に(operably)(もしくは作動可能に(operatively))連結される目的の核酸を含むヌクレオチド配列を指す。
「タンパク質分解ループ」または「開裂部位」は、前駆体HA0開裂に伴うタンパク質分解部位のコンセンサス配列を意味する。本明細書に使用される「コンセンサス」または「コンセンサス配列」は、複数の配列のアラインメントの解析に基づく関連配列の配列可変性、例えば、特定のインフルエンザHA0配列のサブタイプを含む配列(アミノ酸またはヌクレオチド配列のいずれか)を意味する。インフルエンザHA0開裂部位のコンセンサス配列は、例えばコンセンサスH1、コンセンサスH3、コンセンサスH5を含むインフルエンザAコンセンサスヘマグルチニンアミノ酸配列、または例えば、B Florida、B Malaysia、B WisconsinおよびB Massachusettsに限定されないインフルエンザBコンセンサスヘマグルチニンアミノ酸配列を含んでもよい。タンパク質分解のループ領域の配列の非限定例は、米国仮出願番号61/806,227(2013年、3月28出願、出典明示により本明細書に組み込まれる;またBianchi et al.,2005,Journal Of Virology、79:7380−7388を参照されたい;出典明示により本明細書に組み込まれる)の図15および18Bにおいて示される。
例えば点変異、置換、挿入、または欠失に限定されないが、タンパク質分解ループまたは開裂部位における残基はいずれかが変異されてもよい。本明細書で使用される用語「アミノ酸変異」または「アミノ酸改変」は、アミノ酸置換、欠失、挿入、および改変を包含することを意味する。最終的な構築物が、所望の特徴、例えば、減少されるもしくは消滅されるタンパク質分解ループの開裂またはプロテアーゼによる開裂部位を所有する限り、置換、欠失、挿入、および改変の任意の組み合わせは、米国仮出願番号61/806,227(2013年、3月28出願、出典明示により本明細書に組み込まれる)に記載されるように、最終的な構築物に到達するよう作製されうる。
本明細書に記載されるように、目的のタンパク質をコードする目的のヌクレオチド配列に作動可能に連結される発現エンハンサー配列を含む核酸構築物(発現系)が提供される。本明細書に記載されるエンハンサー配列を含む植物発現系もまた、提供される。また、目的のタンパク質をコードする、目的のヌクレオチド配列に作動可能に連結されるエンハンサー配列と作動可能に関連する植物制御領域を含む植物発現系が提供される。エンハンサー配列は、配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つ、または配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つに記載の配列と100%、99%、98%、97%、96%、95%、90%、85%または80%の同一性を示すヌクレオチド配列から選択されてもよく、ここで、発現エンハンサーは、本明細書に記載される植物制御領域および植物コザック配列に作動可能に連結される場合に、同一の植物制御領域を用いてCMPV HT(配列番号:4;不完全なMタンパク質を含む従来技術のエンハンサー配列、Sainsbury F.,and Lomonossoff G.P.,2008,Plant Physiol. 148:pp.1212−1218に記載されるように;出典明示により本明細書に組み込まれる)に融合される目的のヌクレオチド配列の発現レベルと比較される場合、発現エンハンサーに作動可能に連結される目的のヌクレオチド配列の発現レベルを増加させる。
本発明のエンハンサー配列が、宿主生物、例えば植物における目的のタンパク質を発現するために使用されてもよい。この場合では、目的のタンパク質はまた、問題となっている宿主生物に異種であってもよく、かつ当技術分野で知られた形質転換技術を用いて植物細胞に導入されてもよい。生物における異種の遺伝子は、内在性等価遺伝子(endogenous equivalent gene)、すなわち同一のもしくは類似の機能を正常に実行するもの、と置き換わってもよく、または挿入される配列は、内在性遺伝子もしくは他の配列に付加されてもよい。
目的のヌクレオチド配列に作動可能に連結されるエンハンサー配列はまた、プロモーター、もしくは植物制御領域、ならびに3’UTRおよびターミネーター配列に作動可能に連結されてもよい。エンハンサー配列は、例えば、配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つ、または配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つに記載の配列に100%、99%、98%、97%、96%、95%、90%、85%または80%の同一性を示すヌクレオチド配列によって定義されてもよい。従って、目的のヌクレオチド配列は、エンハンサー配列とターミネーション配列との間に位置する(図1Aを参照されたい)。発現エンハンサーまたは目的のヌクレオチド配列のいずれかは、植物コザック配列を含んでもよい。
本発明はさらに、目的のヌクレオチド配列、3’UTR配列、およびターミネーター配列に融合される、本明細書に記載される発現エンハンサー配列に作動可能に連結される、プロモーターまたは植物制御領域を順番に含む発現カセットを提供する。エンハンサー配列は、例えば、配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つ、または配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つに記載の配列と100%、99%、98%、97%、96%、95%、90%、85%または80%の同一性を示すヌクレオチド配列によって定義されてもよい。発現エンハンサーまたは目的のヌクレオチド配列のいずれかは、植物コザック配列を含んでもよい。
当業者が理解するように、ターミネーション(ターミネーター)配列は、植物宿主で活性な任意の配列であってもよく、例えばターミネーション配列は、二分節RNAウイルス、例えばコモウイルスのRNA−2ゲノムセグメント由来であってもよく、またはターミネーション配列は、NOSターミネーターであってもよい。
本発明の構築物は、3’非翻訳領域(UTR)をさらに含みうる。3’非翻訳領域は、ポリアデニレーションシグナルおよびmRNAプロセッシングまたは遺伝子発現に影響を与えることができる任意の他の制御シグナルを含有する。ポリアデニレーションシグナルは通常、mRNA前駆体の3’末端へのポリアデニル酸トラック(tracks)の付加に影響を与えることによって特徴付けられる。バリエーションは共通ではないが、ポリアデニレーションシグナルは、一般に標準型5’AATAAA−3’への相同性の存在により認識される。適切な3’領域の非限定例は、ノパリンシンターゼ(Nos遺伝子)などのアグロバクテリウム腫瘍誘導(Ti)プラスミド遺伝子、およびダイズ貯蔵タンパク質遺伝子などの植物遺伝子、リブロース−1,5−二リン酸カルボキシラーゼ遺伝子の小サブユニット(ssRUBISCO;米国4,962,028;出典明示により本明細書に組み込まれる)、プラストシアニン発現を制御する際に使用されるプロモーター(Pwee および Gray 1993;出典明示により本明細書に組み込まれる)のポリアデニレーションシグナルを含有する、3’転写非翻訳領域である。ターミネーション(ターミネーター)配列は、アルファルファプラストシアニン遺伝子の3’UTRから得られてもよい。
「目的のヌクレオチド(もしくは核酸)配列」、または「目的のコーディング領域」によって、目的のタンパク質を生産するための、宿主生物、例えば植物内で発現される任意のヌクレオチド配列、またはコーディング領域(これらの用語は、互換的に使用されてもよい)が意味される。かかる目的のヌクレオチド配列は、限定されないが、天然もしくは改変タンパク質、工業用酵素もしくは改変工業用酵素、農業用タンパク質もしくは改変農業用タンパク質、ヘルパータンパク質、タンパク質サプリメント、医薬活性タンパク質、栄養補助食品、付加価値のある生産物、または飼料、食品もしくは飼料および食品用途の両方のためのそれらのフラグメントをコードしてもよい。
目的のタンパク質は、天然、または非天然シグナルペプチドを含んでもよく;非天然シグナルペプチドは、植物由来であってもよい。例えば、シグナルペプチドは、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼシグナルペプチド(PDI)であってもよい。天然シグナルペプチドは、発現されている目的のタンパク質のシグナルペプチドに対応してもよい。
目的のヌクレオチド配列、または目的のコーディング領域はまた、医薬活性タンパク質、例えば、予防接種もしくはワクチン接種等のため有用な、成長因子、成長調節因子、抗体、抗原、およびそれらのフラグメント、またはそれらの誘導体をコードするヌクレオチド配列を含んでもよい。かかるタンパク質は、ヒト病原体であるタンパク質、ウイルスタンパク質、例えば限定されないがVLP−形成抗原、呼吸器合胞体ウイルス(Respiratory syncytial virus)(RSV)、ロタウイルス、インフルエンザウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、狂犬病ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、エンテロウイルス71(EV71)由来の1つ以上のタンパク質、またはインターロイキン、例えば1つまたは1より多くのIL-1からIL−24、IL−26およびIL-27、サイトカイン、エリスロポエチン(EPO)、インスリン、G−CSF、GM−CSF、hPG−CSF、M−CSFもしくはそれらの組み合わせ、インターフェロン、例えば、インターフェロン−アルファ、インターフェロン−ベータ、インターフェロン−ガンマ、血液凝固因子、例えば、第VIII因子、第IX因子、またはtPA hGH、受容体、受容体アゴニスト、例えばリツキシマブ(Rituxan)を含むがこれに限定されない抗体、神経ポリペプチド、インスリン、ワクチン、例えば表皮成長因子、ケラチノサイト成長因子、形質転換成長因子に限定されない成長因子、成長調節因子、抗原、自己抗原、それらのフラグメント、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
目的のタンパク質はまた、インフルエンザヘマグルチニンを含んでもよい(HA;出典明示により本明細書に組み込まれるWO2009/009876を参照されたい)。HAは、シグナルペプチド、HA1ドメイン、および一般的にC−末端および小細胞質側末端で膜貫通アンカー部位を含むHA2ドメインを含むホモ三量体膜I型糖タンパク質である。HAをコードするヌクレオチド配列はよく知られており、かつ利用可能である(例えば、BioDefense and Public Health Database(Influenza Research Database;Squires et al.,2008 Nucleic Acids Research 36:D497−D503)URL:biohealthbase.org/GSearch/home.do?decorator=Influenza;または国立生物工学情報センター(National Center For Biotechnology Information)(URL:ncbi.nlm.nih.govを参照されたい)によって維持されるデータベースを参照されたい。両方が出典明示により本明細書に組み込まれる)。
HAタンパク質が、A型インフルエンザ、B型インフルエンザのものであってもよく、またはH1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、およびH16の群から選択されるA型インフルエンザHAのサブタイプであってもよい。発明のいくつかの態様において、HAが、H1、H2、H3、H5、H6、H7およびH9群から選択されるA型インフルエンザ由来であってもよい。上に列挙されたHAのフラグメントもまた、目的のタンパク質であると考えられてもよい。さらに、HAタイプまたは上に列挙されたサブタイプ由来のドメインが、キメラHAを生産するために組み合わせられてもよい(例えば出典明示により本明細書に組み込まれるWO2009/076778を参照されたい)。
HAタンパク質を含むサブタイプの例は、A/New Caledonia/20/99(H1N1)、A/Indonesia/5/2006(H5N1)、A/chicken/New York/1995、A/herring gull/DE/677/88(H2N8)、A/Texas/32/2003、A/mallard/MN/33/00、A/duck/Shanghai/1/2000、A/northern pintail/TX/828189/02、A/Turkey/Ontario/6118/68(H8N4)、A/shoveler/Iran/G54/03、A/chicken/Germany/N/1949(H10N7)、A/duck/England/56(H11N6)、A/duck/Alberta/60/76(H12N5)、A/Gull/Maryland/704/77(H13N6)、A/Mallard/Gurjev/263/82、A/duck/Australia/341/83(H15N8)、A/black−headed gull/Sweden/5/99(H16N3)、B/Lee/40、C/Johannesburg/66、A/PuertoRico/8/34(H1N1)、A/Brisbane/59/2007(H1N1)、A/Solomon Islands 3/2006(H1N1)、A/Brisbane 10/2007(H3N2)、A/Wisconsin/67/2005(H3N2)、B/Malaysia/2506/2004、B/Florida/4/2006、A/Singapore/1/57(H2N2)、A/Anhui/1/2005(H5N1)、A/Vietnam/1194/2004(H5N1)、A/Teal/HongKong/W312/97(H6N1)、A/Equine/Prague/56(H7N7)、A/HongKong/1073/99(H9N2))を含む。
HAタンパク質が、H1、H2、H3、H5、H6、H7またはH9サブタイプであってもよい。例えば、H1タンパク質が、A/New Caledonia/20/99(H1N1)、A/PuertoRico/8/34(H1N1)、A/Brisbane/59/2007(H1N1)、A/Solomon Islands 3/2006(H1N1)、A/California/04/2009(H1N1)またはA/California/07/2009(H1N1)株由来であってもよい。H3タンパク質はまた、A/Brisbane 10/2007(H3N2)、A/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Victoria/361/2011(H3N2)、A/Texas/50/2012(H3N2)、A/Hawaii/22/2012(H3N2)、A/New York/39/2012(H3N2)、またはA/Perth/16/2009(H3N2)株由来であってもよい。本発明のさらなる態様において、H2タンパク質が、A/Singapore/1/57(H2N2)株由来であってもよい。H5タンパク質が、A/Anhui/1/2005(H5N1)、A/Vietnam/1194/2004(H5N1)、またはA/Indonesia/5/2005株由来であってもよい。本発明の態様において、H6タンパク質が、A/Teal/HongKong/W312/97(H6N1)株由来であってもよい。H7タンパク質が、A/Equine/Prague/56(H7N7)株、またはH7A/Hangzhou/1/2013、A/Anhui/1/2013(H7N9)、もしくはA/Shanghai/2/2013(H7N9)株由来であってもよい。本発明の態様において、H9タンパク質は、A/HongKong/1073/99(H9N2)株由来である。本発明のさらなる態様において、HAタンパク質が、B/Malaysia/2506/2004、B/Florida/4/2006、B/Brisbane/60/08、B/Massachusetts/2/2012−様ウイルス(山形系統)、またはB/Wisconsin/1/2010(山形系統)を含むB型ウイルスであってもよいインフルエンザウイルス由来であってもよい。H1、H2、H3、H5、H6、H7、H9またはBサブタイプ由来のHAタンパク質のアミノ酸配列の非限定例は、WO2009/009876、WO2009/076778、WO2010/003225(出典明示により本明細書に組み込まれる)に記載される配列を含む。インフルエンザウイルスHAタンパク質は、H5 Indonesiaであってもよい。
HAはまた、HAの天然膜貫通ドメインが異種の膜貫通ドメインと置き換わっている、キメラHAであってもよい。HAタンパク質の膜貫通ドメインは、高度に保存されている(例えばWO2010/148511の図1Cを参照されたい;出典明示により本明細書に組み込まれる)。異種の膜貫通ドメインは、任意のHA膜貫通ドメイン、例えば、限定されないが、H1 California、B/Florida/4/2006(GenBankアクセッション番号.ACA33493.1)、B/Malaysia/2506/2004(GenBankアクセッション番号.ABU99194.1)、H1/Bri(GenBankアクセッション番号.ADE28750.1)、H1 A/Solomon Islands/3/2006(GenBankアクセッション番号.ABU99109.1)、H1/NC(GenBankアクセッション番号.AAP34324.1)、H2A/Singapore/1/1957(GenBankアクセッション番号.AAA64366.1)、H3 A/Brisbane/10/2007(GenBankアクセッション番号.ACI26318.1)、H3 A/Wisconsin/67/2005(GenBankアクセッション番号.ABO37599.1)、H5A/Anhui/1/2005(GenBankアクセッション番号.ABD28180.1)、H5A/Vietnam/1194/2004(GenBankアクセッション番号.ACR48874.1)、H5−Indo(GenBankアクセッション番号.ABW06108.1)由来の膜貫通ドメインから得られてもよい。膜貫通ドメインはまた、以下のコンセンサスアミノ酸配列によって定義されてもよい:
iLXiYystvAiSslXlXXmlagXsXwmcs(配列番号:78)
HAが天然または非天然シグナルペプチドを含んでもよく;非天然シグナルペプチドが、植物起源のものであってもよい。天然シグナルペプチドが、発現されているヘマグルチニンのものに対応してもよく、または第二のヘマグルチニンに対応してもよい。さらに、シグナルペプチドが、インフルエンザ以外のウイルスの構造タンパク質またはヘマグルチニン由来であってもよい。使用されてもよいシグナルペプチドの非限定例は、アルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI SP;アクセッション番号.Z11499のヌクレオチド32−103)のもの、またはパタチンシグナルペプチド(PatA SP;GenBankアクセッション番号A08215のヌクレオチド1738−1806に位置する)である。このアクセッション番号についてのPatA SPのヌクレオチド配列は:
ATGGCAACTACTAAAACTTTTTTAATTTTATTTTTTATGATATTAGCAACTACTAGTTCAACATGTGCT(配列番号:79)である。
パタチンシグナルペプチドのアミノ酸配列は:
MATTKTFLILFFMILATTSSTCA(配列番号:80)である。
本発明はまた、HAタンパク質をコードする配列を含む核酸分子を提供する。核酸分子が、HAタンパク質をコードする配列に作動可能に連結される1つ以上の制御領域をさらに含んでもよい。核酸分子が、H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16またはB型インフルエンザ由来のHAをコードする配列を含んでもよい。例えば、当該核酸分子によりコードされるHAタンパク質が、H1、H2、H3、H5、H6、H7、H9サブタイプ、B型由来のHAであってもよい。当該核酸によりコードされるH1タンパク質が、A/New Caledonia/20/99(H1N1)、A/PuertoRico/8/34(H1N1)、A/Brisbane/59/2007(H1N1)、A/Solomon Islands 3/2006(H1N1)、A/California/04/2009(H1N1)またはA/California/07/2009(H1N1)株由来であってもよい。当該核酸分子によりコードされるH3タンパク質が、A/Brisbane 10/2007(H3N2)、A/Wisconsin/67/2005(H3N2)、A/Victoria/361/2011(H3N2)、A/Texas/50/2012(H3N2)、A/Hawaii/22/2012(H3N2)、A/New York/39/2012(H3N2)、またはA/Perth/16/2009(H3N2)株由来であってもよい。当該核酸分子によりコードされるH2タンパク質が、A/Singapore/1/57(H2N2)株由来であってもよい。当該核酸分子によりコードされるH5タンパク質が、A/Anhui/1/2005(H5N1)、A/Vietnam/1194/2004(H5N1)、またはA/Indonesia/5/2005株由来であってもよい。当該核酸分子によりコードされるH6タンパク質が、A/Teal/HongKong/W312/97(H6N1)株由来であってもよい。当該核酸分子によりコードされるH7タンパク質が、A/Equine/Prague/56(H7N7)株、またはH7A/Hangzhou/1/2013、A/Anhui/1/2013(H7N9)、もしくはA/Shanghai/2/2013(H7N9)株由来であってもよい。さらに、当該核酸分子によりコードされるH9タンパク質が、A/HongKong/1073/99(H9N2)株由来であってもよい。当該核酸分子によりコードされるHAタンパク質が、B/Malaysia/2506/2004、B/Florida/4/2006、B/Brisbane/60/08、B/Massachusetts/2/2012−様ウイルス(山形系統)、またはB/Wisconsin/1/2010(山形系統)を含むB型ウイルスインフルエンザウイルス由来であってもよい。H1、H2、H3、H5、H6、H7、H9またはBサブタイプ由来のHAタンパク質のアミノ酸配列の非限定例は、WO2009/009876、WO2009/076778、WO2010/003225(出典明示により本明細書に組み込まれる)に記載される配列を含む。インフルエンザウイルスHAタンパク質は、H5 Indonesiaであってもよい。
表1:本明細書に記載される調製された構築物の例:
Figure 2017501738
Figure 2017501738
Figure 2017501738
:SP−シグナルペプチド
:PDI−アルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼ
:WT−野生型または天然
:TMCT−膜貫通ドメインおよび細胞質側末端
もし目的の核酸配列が、直接的にまたは間接的に植物に毒性な生産物をコードするならば、かかる毒性が、所望の組織内または所望の植物発達の段階で、目的のヌクレオチド配列を選択的に発現させることによって減少されてもよい。
本発明のヌクレオチド配列、または核酸分子、または遺伝的構築物、またはベクターで形質転換されている、またはこれらを含んでいる、任意の適切な植物宿主において、目的のコーディング領域または目的のヌクレオチド配列が発現されてもよい。適切な宿主の例は、シロイヌナズナ、例えばキャノーラ、アブラナ属、トウモロコシ(maize)、タバコ属(タバコ)、例えば、ニコチアナ・ベンサミアナ(Nicotiana benthamiana)、アルファルファ、ジャガイモ、サツマイモ(Ipomoea batatus)、ニンジン(ginseng)、エンドウ、オートムギ、コメ、ダイズ、コムギ、オオムギ、ヒマワリ、ワタ、コーン(corn)、ライムギ(Secale cereale)、ソルガム(Sorghum bicolor、Sorghum vulgare)、ベニバナ(Carthamus tinctorius)を含む農作物を含むが、これらに限定されない。
本明細書に使用される用語「バイオマス」および「植物物質」は、植物由来の任意の物質を指す。バイオマスまたは植物物質は、植物全体、または葉、根、茎、花、種子を含む植物の部分を含んでもよく、それはまた、植物の任意の組織、植物の任意の細胞、または植物の任意の画分、植物、組織もしくは細胞の部分を含んでもよい。さらに、バイオマスまたは植物物質は、細胞内の植物構成要素、細胞外の植物構成要素、植物の液体もしくは固体抽出物、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。さらに、バイオマスまたは植物物質は、植物の葉、茎、果実、根またはそれらの組み合わせ由来の、植物、植物細胞、組織、液体抽出物、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。植物の一部分が、植物物質またはバイオマスを含んでもよい。
「制御領域」「制御エレメント」または「プロモーター」によって、典型的に、常にではないが、遺伝子のタンパク質コーディング領域の上流の核酸の部分が意味され、それはDNAもしくはRNAのいずれか、またはDNAおよびRNAの両方を含んでもよい。制御領域が活性であり、かつ目的の遺伝子と作動可能に関連する、もしくは目的の遺伝子と作動可能に連結される場合、これは、目的の遺伝子の発現という結果をもたらしうる。制御エレメントが、器官特異性を媒介することができ、または発達もしくは一時的な遺伝子活性化を制御することができてもよい。「制御領域」は、プロモーターエレメント、基本的なプロモーター活性を示すコアプロモーターエレメント、外部刺激に反応して誘導性であるエレメント、負の制御エレメントなどのプロモーター活性を媒介するエレメントまたは転写エンハンサーを含む。本明細書で使用されるように「制御領域」はまた、転写後に活性なエレメント、例えば、翻訳および転写エンハンサー、翻訳および転写リプレッサーなどの遺伝子発現を調節する制御エレメント、上流活性化配列、ならびにmRNA不安定性決定因子、を含む。これらの後者のエレメントのいくつかが、コーディング領域の近位に位置してもよい。
この開示の文脈において、用語「制御エレメント」または「制御領域」は、常にではないが、通常、構造的な遺伝子のコーディング配列の上流(5’)のDNAの配列を典型的に指し、それは、特定の部位で開始する転写のために必要とされるRNAポリメラーゼおよび/または他の因子のための認識を提供することによってコーディング領域の発現を制御する。しかしながら、イントロン内に位置する、または配列の3’の他のヌクレオチド配列もまた、目的のコーディング領域の発現の制御に貢献しうることが理解されるだろう。特定の部位での開始を保証する、RNAポリメラーゼまたは他の転写因子のための認識を提供する制御エレメントの例は、プロモーターエレメントである。全てではないが、ほとんどの真核生物のプロモーターエレメントは、TATAボックス、転写開始部位のおよそ25塩基対上流に通常位置するアデノシンおよびチミジンヌクレオチド塩基対を含む保存された核酸配列を含有する。プロモーターエレメントは、転写の開始を担う基本的なプロモーターエレメント、並びに遺伝子発現を改変する他の制御エレメント(上に列挙されたような)を含んでもよい。
発生制御される、誘導性の、または構成的なものを含む、いくつかのタイプの制御領域が存在する。発生制御される、またはその制御下で遺伝子の差次的発現を制御する制御領域は、特定の器官もしくは器官の組織内で、その器官もしくは組織の発達の間の特定の時点で活性化される。しかしながら、発生制御されるいくつかの制御領域が、特定の発達段階で特定の器官または組織内で優先的に活性であってもよく、それらはまた、発生制御される方法で活性であってもよく、または同様に植物内の他の器官もしくは組織において基本的なレベルであってもよい。組織特異的な制御領域の例、例えば、種子特異的制御領域は、ナピンプロモーターおよびクルシフェリンプロモーターを含む(Rask et al.,1998,J. Plant Physiol. 152:595−599;Bilodeau et al.,1994,Plant Cell 14:125−130)。葉特異的なプロモーターの例は、プラストシアニンプロモーターを含む(米国7,125,978を参照されたい、出典明示により本明細書に組み込まれる)。
誘導性制御領域は、誘導物質に反応して1つ以上のDNA配列または遺伝子の転写を、直接的にまたは間接的に活性化することが可能なものである。誘導物質の不在下では、DNA配列または遺伝子は、転写されないだろう。典型的に、転写を活性化するための誘導性制御領域に特異的に結合するタンパク質因子は、不活性型で存在してもよく、それは次いで直接的にまたは間接的に誘導物質により活性型に変換される。しかしながら、タンパク質因子もまた、不在であってもよい。誘導物質は、タンパク質、代謝産物、成長調節剤、除草剤もしくはフェノール化合物などの化学的薬剤、または熱、低温、塩、もしくは毒性エレメントにより直接的に課される生理的ストレス、もしくは間接的にウイルスなどの病原体もしくは病因物質の作用を介す生理的ストレスでありうる。噴霧、散水、加熱、もしくは同様の方法によってなど、外部から誘導物質を細胞もしくは植物に加えることによって、誘導性制御領域を含有する植物細胞が誘導物質にさらされてもよい。誘導性制御エレメントは、植物または非植物遺伝子のいずれか由来であってもよい(例えばGatz、C. and Lenk、I.R.P.,1998,Trends Plant Sci. 3、352−358;出典明示により組み込まれる)。潜在的な誘導性プロモーターの例は、テトラサイクリン−誘導性プロモーター(Gatz、C.,1997,Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 48,89−108;出典明示により組み込まれる)、ステロイド誘導性プロモーター(Aoyama、T. and Chua、N.H.,1997,Plant J. 2,397−404;出典明示により組み込まれる)およびエタノール−誘導性プロモーター(Salter,M.G.,et al,1998,Plant Journal 16,127−132;Caddick、M.X.,et al,1998,Nature Biotech. 16、177−180、出典明示により組み込まれる)、サイトカイニン誘導性IB6およびCKI1遺伝子(Brandstatter,I. and Kieber,J.J.,1998,Plant Cell 10,1009−1019;Kakimoto,T.,1996,Science 274、982−985;出典明示により組み込まれる)およびオーキシン誘導性エレメント、DR5(Ulmasov、T.,et al.,1997,Plant Cell 9,1963−1971;出典明示により組み込まれる)を含むが、これらに限定されない。
植物の様々な部分にわたって、および継続的に植物発達にわたって、構成的な制御領域は、遺伝子の発現を指示する。既知の構成的な制御エレメントの例は、CaMV 35S転写産物に関連するプロモーター(p35S;Odell et al.,1985,Nature,313:810−812)、ライスアクチン1(Zhang et al,1991,Plant Cell,3:1155−1165)、アクチン2(An et al.,1996,Plant J.,10:107−121)、またはtms2(米国5,428,147、出典明示により本明細書に組み込まれる)、およびトリオースリン酸イソメラーゼ1(Xu et. al.,1994,Plant Physiol. 106:459−467)遺伝子、トウモロコシユビキチン1遺伝子(Cornejo et al,1993,Plant Mol. Biol. 29:637−646)、シロイヌナズナユビキチン1および6遺伝子(Holtorf et al,1995,Plant Mol. Biol. 29:637−646)、タバコ翻訳開始因子4A遺伝子(Mandel et al,1995 Plant Mol. Biol. 29:995−1004)。キャッサバ葉脈モザイクウイルス(Cassava Vein Mosaic Virus)プロモーター、pCAS、(Verdaguer et al.,1996);リブロースニリン酸カルボキシラーゼの小サブユニットのプロモーター、pRbcS:(Outchkourov et al.,2003)、pUbi(単子葉植物および双子葉植物のための)を含む。
本明細書に記載されるように、葉発現における実証される効率を有するエンハンサー配列を含む制御領域が、一過性発現において効果的であるとわかった。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、核マトリックスへの付着による光合成遺伝子の上流制御エレメントの付着が、強い発現を媒介しうる。例えばエンドウプラストシアニンの翻訳開始部位から−784まで(米国7,125,978、出典明示により本明細書に組み込まれる)が、強いレポーター遺伝子発現を媒介するために使用されてもよい。
本明細書に使用される用語「構成的な」は、構成的な制御領域の制御下のヌクレオチド配列が、全ての細胞タイプにおいて同一のレベルで発現されるが、存在量のバリエーションがよく観察されるとしても当該配列が広い範囲の細胞タイプにおいて発現されることを、必ずしも示すものではない。
上記に記載されるような発現構築物が、ベクター中に存在してもよい。ベクターは、生物または宿主のゲノムへの発現カセットの導入およびインテグレーションを可能にするボーダー配列を含んでもよい。当該構築物は、植物バイナリーベクター、例えばpPZP(Hajdukiewicz、et al. 1994)に基づくバイナリー形質転換ベクターであってもよい。当該構築物の他の例は、pBin19(Frisch、D. A.,L. W. Harris−Haller,et al. 1995,Plant Molecular Biology 27:405−409を参照されたい)を含む。
所望であれば、この発明の構築物は、選択可能なマーカーを含むようにさらに操作されてもよい。しかしながら、これは、必要とされなくてもよい。有用な選択可能なマーカーは、抗生物質、例えば、ゲンタマイシン(gentamycin)、ハイグロマイシン、カナマイシン、などの化学物質、またはホスフィノトリシン(phosphinothrycin)、グリホサート、クロルスルフロン(chlorosulfuron)などの除草剤への抵抗性を提供する酵素を含む。同様に、GUS(ベータ−グルクロニダーゼ)などの色変化、またはルシフェラーゼもしくはGFPなどの発光により同定可能な化合物の生産のために提供する酵素が使用されてもよい。
ベクターはまた、本明細書に記載される発現エンハンサーを含んでもよい。発現エンハンサーは、遺伝子サイレンシングのサプレッサーおよびNPTIIも含有するT−DNAに位置されてもよい。ポリリンカーはまた、タンパク質精製を容易にするために、目的のタンパク質へのN−またはC−末端His−タグの包含を可能にする、1つまたは2つの6xヒスチジン残基のセットをコードしてもよい。
転写後遺伝子サイレンシング(PTGS)が、植物における導入遺伝子の発現を制限することを伴ってもよく、およびジャガイモウイルスY(HcPro)由来のサイレンシングサプレッサーの共発現が、導入遺伝子mRNAの特異的な分解に対抗するために使用されてもよい(Brigneti et al.,1998,EMBO J. 17、6739−6746、出典明示により本明細書に組み込まれる)。代替サイレンシングサプレッサーが、当技術分野でよく知られており、かつ本明細書に記載されるように使用されてもよい(Chiba et al.,2006,Virology 346:7−14;出典明示により本明細書に組み込まれる)、例えば、限定されないが、TEV−p1/HC−Pro(タバコ・エッチ・ウイルス(Tobacco etch virus)−p1/HC−Pro)、トマト・ブッシー・スタント・ウイルス(Tomato bushy stunt virus)のBYV−p21、p19(TBSV p19;p19の構築は、WO2010/0003225に記載される、出典明示により本明細書に組み込まれる)、トマト・クリンクル・ウイルス(Tomato crinkle virus)のカプシドタンパク質(TCV −CP)、キュウリモザイクウイルスの2b;CMV−2b)、ジャガイモウイルスXのp25(PVX−p25)、ジャガイモウイルスMのp11(PVM−p11)、ジャガイモウイルスSのp11(PVS−p11)、ブルーベリー・スコーチ・ウイルス(Blueberry scorch virus)のp16、(BScV−p16)、シトラス・トリステザ・ウイルス(Citrus tristeza virus)のp23(CTV−p23)、ブドウ葉巻随伴病ウイルス(Grapevine leafroll−associated virus)−2のp24、(GLRaV−2 p24)、ブドウ葉巻ウイルスA(Grapevine virus A)のp10、(GVA−p10)、ブドウ葉巻ウイルスB(Grapevine virus B)のp14(GVB−p14)、ハナウド潜在ウイルス(Heracleum latent virus)のp10(HLV−p10)、またはニンニク共通潜在ウイルス(Garlic common latent virus)のp16(GCLV−p16)。
従って、1つ以上のサイレンシングのサプレッサー、例えば、限定されないが、HcPro、TEV−p1/HC−Pro、BYV−p21、TBSV p19、TCV−CP、CMV−2b、PVX−p25、rgscam、FHV由来のB2タンパク質、CPMVの小コートタンパク質、およびTCV由来のコートタンパク質、PVM−p11、PVS−p11、BScV−p16、CTV−p23、GLRaV−2 p24、GBV−p14、HLV−p10、GCLV−p16、またはGVA−p10が、さらに植物内で高レベルのタンパク質生産を保証するためにコモウイルス−ベースの発現カセット、ジェミニウイルス由来増幅エレメント、および目的のタンパク質をコードする核酸配列とともに共発現されてもよい。
本発明の構築物は、Tiプラスミド、Riプラスミド、植物ウイルスベクター、直接的なDNA形質転換、マイクロインジェクション、エレクトロポーレーション、等を用いて植物細胞に導入されうる。かかる技術の評価のためには、例えばWeissbach and Weissbach、Methods for Plant Molecular Biology,Academy Press,New York VIII、pp. 421−463(1988);Geierson and Corey, Plant Molecular Biology,2d Ed.(1988);ならびにMiki and Iyer、Fundamentals of Gene Transfer in Plants、In Plant Metabolism, 2d Ed. DT. Dennis, DH Turpin, DD Lefebrve, DB Layzell(eds), Addison Wesly, Langmans Ltd. London, pp. 561−579(1997)を参照されたい。他の方法は、直接的なDNA取り込み、リポソームの使用、エレクトロポーレーション、例えばプロトプラストを用いるもの、マイクロインジェクション、マイクロプロジェクタイル(microprojectile)またはウィスカー(whisker)、および減圧浸潤(vacuum infiltration)を含む。例えば、Bilang、et al.(1991、Gene 100:247−250)、Scheid et al.(1991、Mol. Gen. Genet. 228:104−112)、Guerche et al.(1987、Plant Science 52:111−116)、Neuhause et al.(1987、Theor. Appl Genet. 75:30−36)、Klein et al.,(2987、Nature 327:70−73);Freeman et al.(1984、Plant Cell Physiol. 29:1353)、Howell et al.(1980、Science 208:1265)、Horsch et al.(1985、Science 227:1229−1231)、DeBlock et al.,(1989、Plant Physiology 91:694−701)、Methods For Plant Molecular Biology(Weissbach and Weissbach、eds.,Academic Press Inc.,1988)、Methods In Plnat Molecular Biology(Schuler and Zielinski、eds.,Academic Press Inc.,1989)、WO92/09696、WO94/00583、EP331083、EP175966、Liu and Lomonossoff(2002、J Virol Meth、105:343−348)、EP 290395;WO 8706614;米国特許番号4,945,050;5,036,006;および5,100,792、1995年5月10日出願の米国特許出願番号08/438,666、および1992年9月25日出願の07/951,715を参照されたい(これらの全ては出典明示により本明細書に組み込まれる)。
一過性発現方法を使用して、本発明の構築物を発現させもよい( D’Aoust et al.,2009,Methods In Molecular Biology,Vol 483、pages41−50;Liu and Lomonossoff、2002、Journal Of Virological Methods、105:343−348を参照されたい;出典明示により本明細書に組み込まれる)。あるいは、Kapila et al.,(1997、Plant Sci. 122、101−108;出典明示により本明細書に組み込まれる)、またはWO00/063400、WO00/037663(これらは出典明示により本明細書に組み込まれる)により記載されるような減圧−ベースの一過性発現方法が使用されてもよい。これらの方法は、例えば、限定されないがアグロイノキュレーション(Agro−inoculation)またはアグロインフィルトレーション(Agro−infiltration)、シリンジインフィルトレーション(syringe infiltration)の方法を含んでもよいが、他の一過性方法もまた、上述のように使用されてもよい。アグロイノキュレーション、アグロインフィルトレーション、またはシリンジインフィルトレーションにより、所望の核酸を含むアグロバクテリアの混合物は、組織、例えば葉、植物の地上部分(茎、葉および花を含む)、他の植物の部分(茎、根、花)、または植物全体の細胞間隙に侵入する。表皮を横切った後、アグロバクテリアは感染し、かつt−DNAコピーを細胞に導入する。t−DNAはエピソームとして転写され、およびmRNAが翻訳され、感染される細胞における目的のタンパク質の生産をもたらすが、しかしながら、核内へのt−DNAの通過は一過性である。
本明細書に記載される一過性タンパク質発現のための適切なプラットフォーム植物として使用されてもよい本発明の遺伝子構築物を含有するトランスジェニック植物、植物細胞または種子も、本発明の一部と見なされる。植物細胞から植物全体を再生する方法もまた、当技術分野で知られている(例えばGuerineau and Mullineaux(1993、Plant transformation and expression vectors:Plant Molecular Biology Labfax(Croy RRD ed) Oxford, BIOS Scientific Publishers, pp 121−148を参照されたい)。一般的に、形質転換されている植物細胞は適切な培地において培養され、それは抗生物質などの選択的な薬剤を含有してもよく、ここで選択可能なマーカーは、形質転換されている植物細胞の同定を容易にするために使用される。カルスが形成されると、既知の方法に従い適切な植物ホルモンを用いることにより、シュート形成を促し、かつ当該シュートは、植物の再生のための発根培地に導入される。次に、種子から、または栄養繁殖技術を用いるいずれかで反復的発生(repetitive generation)を樹立するために、当該植物が使用されてもよい。トランスジェニック植物は、組織培養を用いずに生成されうる。安定な形質転換、およびこれらの生物の再生のための方法は、当技術分野で樹立され、かつ当業者に知られている。利用可能な技術は、Vasil et al.,(Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, VoI I, Il and III, Laboratory Procedures and Their Applications, Academic Press, 1984)、および Weissbach and Weissbach、(Methods for Plant Molecular Biology, Academic Press, 1989)において検討される。形質転換されている植物、および再生される植物を獲得する方法は、本発明に重要ではない。
もし植物、植物の部分もしくは植物細胞が形質転換、または2つ以上の核酸構築物により共形質転換される場合、核酸構築物が、核酸がプールされる単一の遺伝子導入事象においてアグロバクテリウムに導入されてもよく、またバクテリア細胞は記載されるように遺伝子導入されてもよい。あるいは、構築物は連続的に導入されてもよい。この場合では、第一の構築物は、記載されるようアグロバクテリウムに導入され、唯一単独で形質転換されているバクテリアだけが、増殖することができる選択的な条件下(例えば抗生物質の存在下)で当該細胞を増殖させる。この第一の選択工程の後、第二の核酸構築物を、記載されるようアグロバクテリウム(Agrobacterum)に導入し、かつ二重−形質転換されているバクテリアだけが増殖することができる二重−選択的条件で細胞を増殖させる。その後、本明細書に記載されるように、二重−形質転換されているバクテリアが植物、植物の部分もしくは植物細胞を形質転換するために使用されてもよく、または第三の核酸構築物に適応するさらなる形質転換工程に供されてもよい。
あるいは、もし植物、植物の部分、もしくは植物細胞が形質転換されている、または2つ以上の核酸構築物により共形質転換されているならば、アグロバクテリウム細胞と植物、植物の部分、または植物細胞の共浸潤性の(co−infiltrating)混合物によって、核酸構築物が、植物に導入されてもよく、それぞれアグロバクテリウム細胞が、植物内導入される1つ以上の構築物を含んでもよい。当該浸潤の工程の間に、構築物内の目的のヌクレオチド配列の植物、植物の部分または植物細胞内の相対発現レベルを変化させるために、所望の構築物を含む種々のアグロバクテリア集団の濃度は、変化されてもよい。
本開示はさらに、本明細書で定義される発現系を含むトランスジェニック植物を提供し、ここで、本明細書に記載されるような発現系、例えばCMPV HT(配列番号:4)の1つ以上の構成要素を欠く他の類似する発現系と比較して強化されるレベルで、カセットにおける目的の異種核酸は発現される。
本開示はさらに、本明細書に記載される発現系を発現する植物、または植物の部分を提供する工程、少なくとも目的のタンパク質が発現されている組織を採取する工程、および任意に、組織から目的のタンパク質を単離する工程を含む、目的のタンパク質を生成するための方法を含む。
従って、種々の態様において、限定無しに、本発明は:
−配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つ、または配列番号:1、2、24、27、68、69および70−77のいずれか1つに記載の配列に100%、99%、98%、97%、96%、95%、90%、85%もしくは80%の同一性を示すヌクレオチド配列から選択されるコモウイルス 5’UTRを含む発現エンハンサーであって、ここで、当該発現エンハンサーは、本明細書に記載される植物制御領域および植物コザック配列に作動可能に連結される場合に、同一の植物制御領域を用いてCMPV HT(配列番号:4;不完全なMタンパク質を含む従来技術のエンハンサー配列、Sainsbury F.,and Lomonossoff G.P.,2008,Plant Physiol. 148:pp.1212−1218に記載される;出典明示により本明細書に組み込まれる)に融合される目的のヌクレオチド配列の発現レベルと比較される場合、発現エンハンサーに作動可能に連結される目的のヌクレオチド配列の発現レベルを増加させるものである、発現エンハンサーを提供する。
−上記で定義されるようなコモウイルス−ベースの発現エンハンサーもしくは発現カセット、プロモーター(制御領域)、任意にポリリンカー、コザック配列、目的のタンパク質をコードする核酸、ならびにターミネーターを含む1つ以上の発現系を提供する。
−本明細書に記載される1つ以上の発現系またはベクターを用いて、植物などの宿主生物において目的のタンパク質を発現する方法を提供する。
−本発明の1つ以上の発現系またはベクターから目的のタンパク質を発現する宿主細胞および生物、ならびに当該宿主および生物を生産する方法を提供する。
表2:配列のリスト
Figure 2017501738
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実施例1−2X35S/CPMV−HT/PDISP/H3 Victoria/NOS(構築物番号1391)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されているインフルエンザA/Victoria/361/2011由来のH3(PDISP/H3 Victoria)をコードする配列を以下のPCR−ベースの方法を用いて、2X35S−CPMV−HT−NOS発現系(元のCMPV−HT)へクローニングした。PDISP/H3 Victoriaコーディング配列を含有するフラグメントを、PDISP/H3 Victoria配列(図6C、配列番号:18)をテンプレートとして用いて、プライマーIF−PDI.S1+3c(図6A、配列番号:67)およびIF−H3V36111.s1−4r(図6B、配列番号:17)を用いて増幅した。PCR産物をIn−Fusionクローニングシステム(Clontech、Mountain View、CA)を用いて2X35S/CPMV−HT/NOS発現系にクローニングした。構築物番号1191(図6D)をSacIIおよびStuI制限酵素で消化し、かつ線状化プラスミドをIn−Fusionアセンブリー反応のために使用した。構築物番号1191は、CPMV−HT−ベースの発現カセットにおける目的の遺伝子の「In Fusion」クローニングを企図するアクセプタープラスミドである。それはまた、アルファルファプラストシアニン遺伝子プロモーターおよびターミネーター下のTBSV P19サイレンシングサプレッサーの共発現のための遺伝子構築物を組み込む。骨格はpCAMBIAバイナリープラスミドであり、かつ左から右に配列t−DNAボーダーが図6Eに示されている(配列番号:19)。得られた構築物は、番号1391が与えられた(図6F、配列番号:20)。PDISPに融合されたインフルエンザA/Victoria/361/2011由来の成熟H3のアミノ酸配列は、図6Gに示されている(配列番号:21)。プラスミド1391の表示は、図6Hに示されている。
実施例2−2X35S/CPMV160+/PDISP/H3 Victoria/NOS(構築物番号1800)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されている、インフルエンザA/Victoria/361/2011由来のH3(PDISP/H3 Victoria)をコードする配列を以下のPCR−ベースの方法を用いて2X35S/CPMV160+/NOS発現系(CPMV160+)へクローニングした。PDISP/H3 Victoriaコーディング配列を含有するフラグメントをPDISP/H3 Victoria配列(図7C、配列番号:24)をテンプレートとして用いて、プライマーIF**(SacII)−PDI.s1+4c(図7A、配列番号:22)およびIF−H3V36111.s1−4r(図7B、配列番号:23)を用いて増幅した。PCR産物をIn−Fusionクローニングシステム(Clontech、Mountain View、CA)を用いて2X35S/CPMV160+/NOS発現系にクローニングした。構築物番号2171(図7D)をSacIIおよびStuI制限酵素で消化し、かつ線状化プラスミドをIn−Fusionアセンブリー反応のために使用した。構築物番号2171は、CPMV160+ベースの発現カセットにおける目的の遺伝子の「In Fusion」クローニングを企図するアクセプタープラスミドである。それはまた、アルファルファプラストシアニン遺伝子プロモーターおよびターミネーター下のTBSV P19サイレンシングサプレッサーの共発現のための遺伝子構築物を組み込む。骨格はpCAMBIAバイナリープラスミドであり、かつ左から右に配列t−DNAボーダーが図7Eに示されている(配列番号:25)。得られた構築物は、番号1800が与えられた(図7F、配列番号:26)。PDISPに融合されたインフルエンザA/Victoria/361/2011由来の成熟H3のアミノ酸配列は、図7Gに示されている(配列番号:27)。プラスミド1800の表示は、図7Hに示されている。
実施例3−2X35S/CPMV160/PDISP/H3 Victoria/NOS(構築物番号1935)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されている、インフルエンザA/Victoria/361/2011由来のH3(PDISP/H3 Victoria)をコードする配列を以下のPCR−ベースの方法を用いて2X35S−CPMV160−NOS発現へクローニングした。PDISP/H3 Victoriaコーディング配列を含有するフラグメントをPDISP/H3 Victoria配列(図7C、配列番号:24)をテンプレートとして用いて、プライマーIF−CPMV(fl5’UTR)_SpPDI.c(図8A、配列番号:28)およびIF−H3V36111.s1−4r(図7B、配列番号:23)を用いて増幅した。PCR産物をIn−Fusionクローニングシステム(Clontech、Mountain View、CA)を用いて2X35S/CPMV160/NOS発現系にクローニングした。構築物番号1190(図8B)をSacIIおよびStuI制限酵素で消化し、かつ線状化プラスミドをIn−Fusionアセンブリー反応のために使用した。構築物番号1190は、CPMV160−ベースの発現カセットにおける目的の遺伝子の「In Fusion」クローニングを企図するアクセプタープラスミドである。それはまた、アルファルファプラストシアニン遺伝子プロモーターおよびターミネーター下のTBSV P19サイレンシングサプレッサーの共発現のための遺伝子構築物を組み込む。骨格はpCAMBIAバイナリープラスミドであり、かつ左から右に配列t−DNAボーダーが図8Cに示されている(配列番号:29)。得られた構築物は、番号1935が与えられた(図8D、配列番号:30)。PDISPに融合されたインフルエンザA/Victoria/361/2011由来の成熟H3のアミノ酸配列は、図7Gに示されている(配列番号:27)。プラスミド1935の表示は、図8Eに示されている。
実施例4−2X35S/CPMV160+/NOS発現系におけるSacII制限酵素部位とPDISP/H3 VictoriaのATGとの間の配列のバリエーション(構築物番号1992−1999)
改変フォワードプライマーを用いて、および全ての他の構成要素を同一に保って、2X35S/CPMV160+/NOS発現系におけるSacII制限酵素部位とPDISP/H3 VictoriaのATGとの間の配列バリエーションを含む8構築物を、構築物番号1800(実施例2を参照されたい)に関して同一のPCR−ベースの方法を用いて作製した。バリアントHT1*からHT8*を図9A−9Hにおいて記載されるプライマーを用いて増幅した:
IF−HT1*(−Mprot)−PDI.c(図9A、配列番号:31)、
IF−HT2*(−Mprot)−PDI.c(図9B、配列番号:32)、
IF−HT3*(−Mprot)−PDI.c(図9C、配列番号:33)
IF−HT4*(−Mprot)−PDI.c(図9D、配列番号:34)
IF−HT5*(−Mprot)−PDI.c(図9E、配列番号:35)
IF−HT6*(−Mprot)−PDI.c(図9F、配列番号:36)
IF−HT7*(−Mprot)−PDI.c(図9G、配列番号:37)および
IF−HT8*(−Mprot)−PDI.c(図9H、配列番号:38)、
構築物番号1992から1999をそれぞれ作製するためのプライマー。プラスミド1992の表示は図9Iに示されている。類似する特徴を用いて構築物1993−1999を調製した。
実施例5−PDISP/H1 Californiaのための2X35S/CPMV HT(構築物番号484)および2X35S/CPMV160+(構築物番号1897)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されているインフルエンザA/California/7/2009由来のH1(PDISP/H1 California)に対応するコーディング配列(図10A、配列番号:39)を元のCPMV−HTおよびCPMV160へ、それぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)および1800(実施例2を参照されたい)として、PDISP/H1 Californiaに対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合されたインフルエンザA/California/7/2009由来の成熟H1のアミノ酸配列(配列番号:40)は、図10Bに示されている。プラスミド484および1897の表示は、図10Cおよび10Dにおいて示される。
実施例6−H5 Indonesiaのための2X35S/CPMV HT(構築物番号489)、2X35S/CPMV160+(構築物番号1880)および2X35S/CPMV160(構築物番号1885)
インフルエンザA/Indonesia/5/2005由来の天然H5に対応するコーディング配列(図11A、配列番号:41)を元のCPMV−HT、CPMV160+およびCPMV160へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)、1800(実施例2を参照されたい)および1935(実施例3を参照されたい)としてH5 Indonesiaに対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。インフルエンザA/Indonesia/5/2005由来の天然H5のアミノ酸配列は、図11Bに示されている(配列番号:42)。プラスミド489、1880および1885の表示は、図11Cから図11Eにおいて示される。
実施例7−PDISP−H7 Hangzhouのための2X35S/CPMV HT(構築物番号2140)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2168)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されているインフルエンザA/Hangzhou/1/2013由来のH7(PDISP/H7 Hangzhou)に対応するコーディング配列(図12A、配列番号:43)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)および1800(実施例2を参照されたい)としてPDISP/H7 Hangzhouに対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合されたインフルエンザA/Hangzhou/1/2013由来のH7成熟のアミノ酸配列は、図12Bに示されている(配列番号:44)。プラスミド2140および2168の表示は、図12Cおよび12Dにおいて示される。
実施例8−PDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCTのための2X35S/CPMV HT(構築物番号2130)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2188)
インフルエンザA/Indonesia/5/2005由来のH5の膜貫通ドメインおよび細胞質側末端(TMCT)に融合され、かつアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのシグナルペプチドを有する、インフルエンザA/Hangzhou/1/2013由来のH7(PDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCT)の外部ドメインに対応するキメラヘマグルチニン(chimer hemagglutinin)コーディング配列(図13A、配列番号:45)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)および1800(実施例2を参照されたい)としてPDISP/H7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCTに対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合されたH7 Hangzhou+H5 Indonesia TMCTのアミノ酸配列は、図13Bに示されている(配列番号:46)。プラスミド2130および2188の表示は、図13Cおよび13Dにおいて示される。
実施例9−PDISP/HA B Brisbane(PrL−)のための2X35S/CPMV HT(構築物番号1039)および2X35S/CPMV160+(構築物番号1937)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されている、欠失タンパク質分解ループ(PrL−)を有するインフルエンザB/Brisbane/60/2008由来のHA(PDISP/HA B Brisbane(PrL−))(出典明示により本明細書に組み込まれる、米国仮出願番号61/806,227 2013年3月28日出願、付加情報:HA配列における欠失タンパク質分解ループ領域を参照されたい)に対応するコーディング配列(図14A、配列番号:47)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)および1800(実施例2を参照されたい)としてPDISP/HA B Brisbane(PrL−)に対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合された成熟HA B Brisbane(PrL−)のアミノ酸配列は、図14Bに示されている(配列番号:48)。プラスミド1039および1937の表示は、図14Cおよび図14Dにおいて示される。
実施例10−PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCTのための2X35S/CPMV HT(構築物番号1067)および2X35S/CPMV160+(構築物番号1977)
インフルエンザA/California/7/2009由来のH1の膜貫通ドメインおよび細胞質側末端(TMCT)に融合され、かつアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのシグナルペプチドを有し、欠失タンパク質分解ループ(PrL−)を有するインフルエンザB/Brisbane/60/08由来のHA(PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCT)の外部ドメイン(出典明示により本明細書に組み込まれる、米国仮出願番号61/806,227 2013年3月28日出願、付加情報:HA配列における欠失タンパク質分解ループ領域を参照されたい)に対応するキメラヘマグルチニン(chimer hemagglutinin)コーディング配列(図15A、配列番号:49)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)および1800(実施例2を参照されたい)として、PDISP/HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCTに対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いて クローニングした。PDISPに融合された成熟HA B Brisbane(PrL−)+H1 California TMCTのアミノ酸配列は、図15Bに示されている(配列番号:50)。プラスミド1067および1977の表示は、図15Cおよび図15Dにおいて示される。
実施例11−PDISP/HA B Massachussetts(PrL−)のための2X35S/CPMV HT(構築物番号2072)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2050)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換され、欠失タンパク質分解ループを有するインフルエンザB/Massachussetts/2/2012由来のHA(PDISP/HA B Massachussetts(PrL−))(PrL−)(出典明示により本明細書に組み込まれる米国仮出願番号61/806,227 2013年3月28日出願 付加情報:HA配列における欠失タンパク質分解ループ領域、を参照されたい)に対応するコーディング配列(図16A、配列番号:51)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)および1800(実施例2を参照されたい)としてPDISP/HA B Massachussetts(PrL−)に対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合された成熟HA B Massachussetts(PrL−)のアミノ酸配列は、図16Bに示されている(配列番号:52)。プラスミド2072および2050の表示は、図16Cおよび図16Dにおいて示される。
実施例12−PDISP/HA B Massachussetts(PrL−)+H1 California TMCTのための2X35S/CPMV HT(構築物番号2074)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2060)
インフルエンザA/California/7/2009由来のH1の膜貫通ドメインおよび細胞質側末端(TMCT)に融合され、かつアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのシグナルペプチドを有し、欠失タンパク質分解ループ(PrL−)を有するインフルエンザB/Massachussetts/2/2012由来のHA(PDISP/HA B Massachussetts(PrL−)+H1 California TMCT)の外部ドメイン(出典明示により本明細書に組み込まれる米国仮出願番号61/806,227 2013年3月28日出願 付加情報:HA配列における欠失タンパク質分解ループ領域、を参照されたい)に対応するキメラヘマグルチニン(chimer hemagglutinin)コーディング配列(図17A、配列番号:53)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)および1800(実施例2を参照されたい)としてPDISP/HA B Massachussetts(PrL−)+H1 California TMCTに対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合された成熟HA B Massachussetts(PrL−)+H1 California TMCTのアミノ酸配列は、図17Bに示されている(配列番号:54)。プラスミド2074および2060の表示は、図17Cおよび17Dにおいて示される。
実施例13−HA B Wisconsin(PrL−)のための2X35S/CPMV HT(構築物番号1445)、2X35S/CPMV160+(構築物番号1820)およびCPMV160(構築物番号1975)
天然シグナルペプチドを有し、欠失タンパク質分解ループ(PrL−)を有するインフルエンザB/Wisconsin/1/2010由来のHA(HA B Wisconsin(PrL−))(出典明示により本明細書に組み込まれる米国仮出願番号61/806,227 2013年3月28日出願 付加情報:HA配列における欠失タンパク質分解ループ領域、を参照されたい)に対応するコーディング配列(図18A、配列番号:55)を元のCPMV−HT、CPMV160+、およびCPMV160へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)、1800(実施例2を参照されたい)および1935(実施例3を参照されたい)としてHA B Wisconsin(PrL−)に対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。天然シグナルペプチドを有するHA B Wisconsin(PrL−)のアミノ酸配列は、図18Bに示されている(配列番号:56)。プラスミド1445、1820および1975の表示は、それぞれ図18C、18Dおよび18Eにおいて示される。
実施例14−HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCTのための2X35S/CPMV HT(構築物番号1454)および2X35S/CPMV160+(構築物番号1893)
インフルエンザA/California/7/2009由来のH1の膜貫通ドメインおよび細胞質側末端(TMCT)に融合され、HA B Wisconsinの天然シグナルペプチドを有し、欠失タンパク質分解ループ(PrL−)を有するインフルエンザB/Wisconsin /2/2012由来のHA(HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCT)の外部ドメイン(出典明示により本明細書に組み込まれる米国仮出願番号61/806,227 2013年3月28日出願 付加情報:HA配列における欠失タンパク質分解ループ領域、を参照されたい)に対応するキメラヘマグルチニン(chimer hemagglutinin)コーディング配列(図19A、配列番号:57)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)、および1800(実施例2を参照されたい)としてHA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCTに対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。HA B Wisconsin(PrL−)+H1 California TMCTのアミノ酸配列は、図19Bに示されている(配列番号:58)。プラスミド1454および1893の表示は、図19Cおよび19Dにおいて示される。
実施例15−HC リツキシマブ(Rituxan)のための2X35S/CPMV HT(構築物番号5001)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2100)
モノクローナルIgG1抗体リツキシマブの重鎖に対応するコーディング配列(HC リツキシマブ(Rituxan);図20A、配列番号:59)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391(実施例1を参照されたい)、および1800(実施例2を参照されたい)としてHC リツキシマブ(Rituxan)に対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。HC リツキシマブ(Rituxan)のアミノ酸配列は、図20Bに示されている(配列番号:60)。プラスミド5001および2100の表示は、図20Cおよび図20Dにおいて示される。
実施例16−PDISP/HC リツキシマブ(Rituxan)のための2X35S/CPMV HT(構築物番号5002)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2109)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されているモノクローナルIgG1抗体リツキシマブの重鎖に対応するコーディング配列(PDISP/HC リツキシマブ(Rituxan);図21A、配列番号:61)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391および1800としてPDISP/HC リツキシマブ(Rituxan)に対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合された成熟HC リツキシマブ(Rituxan)のアミノ酸配列は、図21Bに示されている(配列番号:62)。プラスミド5002および2109の表示は、図21Cおよび図21Dにおいて示される。
実施例17−LC リツキシマブ(Rituxan)のための2X35S/CPMV−HT(構築物番号5021)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2120)
モノクローナルIgG1抗体リツキシマブの軽鎖に対応するコーディング配列(LC リツキシマブ(Rituxan);図22A、配列番号:63)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391および1800としてLC リツキシマブ(Rituxan)に対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。LC リツキシマブ(Rituxan)のアミノ酸配列は、図22Bに示されている(配列番号:64)。プラスミド5021および2120の表示は、図22Cおよび図22Dにおいて示される。
実施例18−PDISP/LC リツキシマブ(Rituxan)のための2X35S/CPMV−HT(構築物番号5022)および2X35S/CPMV160+(構築物番号2129)
天然シグナルペプチドがアルファルファタンパク質ジスルフィドイソメラーゼのものにより置換されているモノクローナルIgG1抗体リツキシマブの軽鎖に対応するコーディング配列(PDISP/LC リツキシマブ(Rituxan);図23A、配列番号:65)を元のCPMV−HTおよびCPMV160+へそれぞれ構築物1391および1800としてPDISP/LC リツキシマブ(Rituxan)に対して特異的に設計される改変PCRプライマーを用いて、同一のPCR−ベースの方法を用いてクローニングした。PDISPに融合された成熟LC リツキシマブ(Rituxan)のアミノ酸配列は、図23Bに示されている(配列番号:66)。プラスミド5022および2129の表示は、図23Cおよび図23Dにおいて示される。
実施例19−アグロバクテリウム遺伝子導入
D’Aoust et al 2008(Plant Biotechnology Journal 6:930−940)により記載される方法を用いて、DNA構築物をエレクトロポーレーションによりアグロバクテリウム株AGL1に遺伝子導入した。10mM 2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸(MES)、20μMアセトシリンゴン、50μg/mlカナマイシンおよび25μg/mlのカルベニシリンを補充したpH5.6のYEB培地において、遺伝子導入されているアグロバクテリウムを0.6および1.6間のOD600まで増殖させた。浸潤培地(10mM MgClおよび10mM MES pH5.6)において使用および再懸濁される前に、アグロバクテリウム懸濁液を遠心分離した。
植物バイオマス、接種源およびアグロインフィルトレーションの調製
市販の基材ピートモスで満たされる平地で、種子からニコチアナ・ベンサミアナ(Nicotiana benthamiana)植物を生長させた。当該植物を16/8光周期および、日中25℃/夜20℃の温度管理体制下で温室において生長するようにした。播種から3週間後、個々の苗木を取り出し、鉢に移植し、かつ同じ環境条件下でさらに3週間温室で生長させた。
10mM 2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸(MES)、20μMアセトシリンゴン、50μg/mlカナマイシンおよび25μg/mlのカルベニシリンを補充したpH5.6YEB培地において、それぞれ構築物が遺伝子導入されているアグロバクテリアを0.6および1.6間のOD600に達するまで増殖させた。浸潤培地(10mM MgCl2および10mM MES pH5.6)において使用および再懸濁される前にアグロバクテリウム懸濁液を遠心分離し、かつ一晩4°Cで貯蔵した。浸潤の日に、培養バッチを2.5培養容積で希釈し、かつ使用前にあたためた。N.benthamianaの植物全体を2分間20−40トルの真空下で気密ステンレススチールタンクにバクテリア懸濁液に逆さまに置いた。採取までの2−6日インキュベーション期間のために、植物を温室に戻した。
葉の採取および総タンパク質抽出
インキュベーション後、植物の地上の一部を採取し、−80℃で凍結し、かつ破砕した。3倍容積の、冷50mM Tris pH8.0、0.15M NaCl、0.1% Triton X−100および1mM フッ化フェニルメチルスルホニル(phenylmethanesulfonyl fluoride)において、凍結−破砕の植物物質のそれぞれのサンプルをホモジナイズ(Polytron)することで総可溶性タンパク質を抽出した。ホモジナイゼーション後、スラリーを4℃で10分間、10,000gで遠心分離し、かつこれらの清澄粗抽出物(上清)を解析のために保存した。
実施例20−タンパク質解析およびイムノブロッティング
参照標準としてウシ血清アルブミンを用いてブラッドフォードアッセイ(Bio−Rad、Hercules、CA)をすることによって、清澄粗抽出物の総タンパク質内容を決定した。免疫検出のために、タンパク質をSDS−PAGEにより分離し、かつポリフッ化ビニレン(polyvinylene difluoride)(PVDF)膜(Roche Diagnostics Corporation、Indianapolis、IN)に電気転写した。イムノブロッティングの前に、4℃で16−18時間トリス緩衝生理食塩水(TBS−T)中の5%スキムミルクおよび0.1%Tween−20で膜をブロッキングした。
TBS−Tween20 0.1%中2%スキムミルクにおいて2μg/mlの一次抗体を用いて、第一のインキュベーションでイムノブロッティングを実施した(表4は、それぞれのHAの検出のために使用される条件および抗体を提示する)。表4において示されるように、化学発光検出のために使用される二次抗体を、TBS−Tween20 0.1%中2%スキムミルクにおいて希釈した。基質としてルミノールを用いる化学発光により、免疫反応複合体を検出した(Roche Diagnostics Corporation)。
表4:発現されるタンパク質のイムノブロッティングのための電気泳動条件、抗体、および希釈。
Figure 2017501738
Figure 2017501738
JIR: Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA, USA;
CBER: Center for Biologics Evaluation and Research, Rockville, MD, USA.
Sino: Sino Biological inc., Beijing, China.
TGA: Therapeutic Goods Administration, Australia.
NIBSC: National Institute for Biological Standards and Control, United Kingdom
ITC: Immune Technology Corp., New York, NY, USA
実施例21−血液凝集アッセイ
血液凝集アッセイは、Nayak and Reichl(2004)により記載される方法に基づいた。簡潔には、ウェル当たりに希釈されるサンプルの100μLを残して試験サンプル(100μL)の二倍段階希釈を、100μL PBSを含有するV−底96−穴マイクロタイタープレートにおいて作製した。0.25%ターキー赤血球懸濁液(Bio Link Inc., Syracuse, NY;全てのB株、H1、H5およびH7のため)または0.5%モルモット赤血球懸濁液(H3のため)の100マイクロリッターをそれぞれのウェルに加え、および室温で2時間プレートをインキュベートした。HA活性として、完全な血液凝集を示す最大希釈の逆数を記録した。
全ての引用文献は、出典明示により本明細書に組み込まれる。
1つ以上の実施形態に関して、本発明は記載されている。しかしながら、請求項に明らかにされるような本発明の範囲から逸脱することなく多くの変形および改変を行えることは当業者には自明であろう。

Claims (23)

  1. XヌクレオチドからなるCPMV 5’UTRヌクレオチド配列(CMPVX)であって、X=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である配列を含む、またはCMPVXと約80%から100%の配列類似性を含むヌクレオチド配列であって、ヌクレオチドX=配列番号:1配列番号:1の160、155、150、もしくは114である配列からなる、発現エンハンサー。
  2. CMPV 5’UTRヌクレオチド配列の3’末端に融合される、約1から100ヌクレオチド長のスタッファー配列をさらに含む、請求項1に記載の発現エンハンサー(CMPVX+、ここでX=配列番号:1の160、155、150、もしくは114である)。
  3. スタッファー配列が植物コザック配列を含む、請求項2に記載の発現エンハンサー。
  4. スタッファー配列が、マルチプルクローニングサイトをさらに含む、請求項3に記載の発現エンハンサー。
  5. コザック配列が配列番号:5−17に示される配列の群から選択される、請求項3に記載の発現エンハンサー。
  6. 配列番号:2のヌクレオチド配列を含む、請求項2に記載の発現エンハンサー。
  7. 配列番号:24、27、68、69、70および71の群から選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項1に記載の発現エンハンサー。
  8. 配列番号:72、73、74、75、76および77の群から選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項2に記載の発現エンハンサー。
  9. 請求項1に記載の発現エンハンサーおよび目的のヌクレオチド配列と作動可能に連結される制御領域を含む核酸配列を含む、植物発現系。
  10. コモウイルス3’UTRをさらに含む、請求項9に記載の植物発現系。
  11. サイレンシングのサプレッサーをコードする第二の核酸配列をさらに含む、請求項9に記載の植物発現系。
  12. サイレンシングのサプレッサーが、HcProおよびp19の群から選択される、請求項11に記載の植物発現系。
  13. 制御領域がプラストシアニンプロモーター、CaMV 35Sプロモーター、2xCaMV35Sプロモーター、CASプロモーター、RbcSプロモーター、Ubiプロモーター、またはアクチンプロモーターから選択される、請求項9に記載の植物発現系。
  14. 目的のヌクレオチド配列がウイルスタンパク質または抗体をコードする、請求項9に記載の植物発現系。
  15. ウイルスタンパク質がH1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、およびインフルエンザB型ヘマグルチニンからなる群から選択されるインフルエンザヘマグルチニンである、請求項14に記載の植物発現系。
  16. ウイルスタンパク質または抗体をコードするヌクレオチド配列が、天然シグナルペプチド配列または非天然シグナルペプチドを含む、請求項14に記載の植物発現系。
  17. 非天然シグナルペプチドがタンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)由来である、請求項16に記載の植物発現系。
  18. 請求項9に記載の植物発現系を、植物または植物の部分に導入すること、および目的のタンパク質をコードするヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下で、植物もしくは植物の部分をインキュベートすることを含む、植物または植物の部分において目的のタンパク質を生産する方法。
  19. 請求項9に記載の植物発現系を用いて一過性に遺伝子導入されている、または安定的に形質転換されている、植物または植物の部分。
  20. 目的のヌクレオチド配列に作動可能に連結される、請求項1に記載の発現エンハンサーを含む核酸。
  21. 目的のヌクレオチド配列が、B HA、C、H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、およびH16から選択されるインフルエンザヘマグルチニン(HA)である、請求項20に記載の核酸。
  22. HAが、HAの天然膜貫通ドメインが異種の膜貫通ドメインと置き換わっている、キメラHAである、請求項21に記載の核酸。
  23. 異種の膜貫通ドメインがH1 Californiaから得られる、請求項22に記載の核酸。
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