JP2019509066A - 増強型Sleeping Beautyトランスポゾン、並びに転移のキット及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、増強されたSleeping Beauty(SB)型トランスポゾン及び転移の方法に関する。特に、本発明は、IR/DRに左側及び右側に隣接されたカーゴ核酸を含むポリヌクレオチドに関し、特定の配列を有するIR/DRは、SBトランスポザーゼタンパク質により認識され、該ポリヌクレオチドは細胞のDNA内に組み込まれ得る。また、本発明は、該ポリヌクレオチドと、FACT複合体の要素を欠失できる転移の補助因子、又はH、S、V及びLを含む群から選択されるカテプシンの阻害剤、又はHSP90を欠失若しくは阻害できる補助因子、又はG0/G1、G1/S若しくはG2/Mの細胞周期で細胞を一時停止する因子、又はPCNAのユビキチン化を阻害する因子等、又はこれらの要素がノックダウン若しくは阻害された細胞又は上記細胞周期で一時停止された細胞等の更なる要素とを含む核酸を転移するキットに関する。
【選択図】図1

Description

本発明は、増強型Sleeping Beauty型トランスポゾン及び転移(transposition)の方法に関する。特に、本発明は、逆向き反復配列/直列反復配列(IR/DR)に左右に隣接されたカーゴ核酸を含むポリヌクレオチドに関し、特定の配列を有するIR/DRは、Sleeping Beautyトランスポザーゼタンパク質により認識され、そのポリヌクレオチドは、細胞のDNA内に組み込まれることが可能である。また、本発明は、上記ポリヌクレオチド、及びFACT(facilitates chromatin transcription)複合体の要素、すなわちSSRP1及び/若しくはSUPT16H/SPT16、若しくはH、S、V及びLを含む群から選択されるカテプシンの阻害剤を欠失できる転移の補助因子、又はHSP90を欠失又は阻害できる補助因子、又はG0/G1、G1/S若しくはG2/Mの細胞周期における細胞周期を一時的に停止する因子、又はPCNAのユビキチン化を阻害する因子、又はこれらの要素がノックダウン若しくは阻害され、若しくは上記いずれかの細胞周期で一時停止された細胞等の更なる要素を含む核酸を転移するためのキットに関する。代替又は追加で、そのキットは、転移の補助因子として、ATRの濃度及び/若しくはシグナリングを増大できる因子、又はATRの濃度及び/若しくはシグナリングが増大された細胞を含み得る。さらに、本発明は、上記トランスポゾンポリヌクレオチドを用いた方法、宿主細胞及び医薬組成物を提供する。また、それは、例えば遺伝子組み換えされた核酸又は細胞を調整するための、転移効率を増大するためのトランスポゾンの補助因子又は特定の細胞の使用に関する。
DNA組換えは、本質的に、遠いDNAサイトの破損及び連結に関連する。真核生物において最もよく研究された組換え機構は、V(D)J組換え(脊椎動物における適応免疫系のイムノグロブリンのレパートリーを生成する転移様のプロセス)、並びにmariner及びSleeping Beauty転移可能エレメントの転移を含む。これらの組換え反応は、リコンビナーゼタンパク質とリコンビナーゼが結合して組換えを実行する特定のDNAサイトとの2つの主要な機能的要素を必要とする。DDE配列(D=アスパラギン酸、E=グルタミン酸)を含む保存性が高い触媒ドメインは、一般に、多くのリコンビナーゼを特徴付ける。バクテリアのISエレメント、DNAトランスポゾンのTc1/marinerファミリー、ヒト免疫不全ウィルスインテグラーゼ、又はV(D)J組換えのRAG1リコンビナーゼを含むこのDDEスーパーファミリーは、原核生物からヒトにまで広く及ぶ。真核生物における転移機構についての我々の理解は、種々のリコンビナーゼの結晶構造の決定された数の増加により徐々に深くなっている。それでも、触媒ドメインにより行われる共有の化学反応にかかわらず、異なるエレメントがどのように反応を処理するかという重要な差異がある。全てのDDEリコンビナーゼは、トランスポゾンの末端での一本鎖切断を含む組換え反応を開始するが(Mizuuchi K, et al., 1992. J Biol Chem., 267: 21273-6; Hickman AB,et al., 2014. Cell, 158: 353-67.)、第2の鎖の処理が異なり得る。第2の鎖の切断は、多くの場合ヘアピン中間体を介して達成されるが、marinerエレメント及びSleeping Beautyでは異なり(Dawson A and Finnegan DJ, 2003. Mol Cell. 11: 225-35; Izsvak Z, etal., 2004. Mol Cell, 13: 279-90.)、二本鎖切断がリコンビナーゼによる2回の連続する加水分解の結果として起こる(Richardson JM, et al., 2006. Embo J., 25: 1324-34; Richardson JM,et al., 2009. Cell, 138: 1096-108.)。
Sleeping Beauty(SB)を含むTcl/marinerスーパーファミリーのメンバーは、集中的に研究された真核生物のエレメントである。SBは、脊椎動物のゲノムを操作するために不可欠の遺伝子ツールとなった。mariner及びSBの両方は、トランスポゾンのサイズに感受性があり、大きいエレメントを野生型と比較して低い頻度で転移する。そのような類似性にもかかわらず、mariner及びSBの転移は、顕著な差異を有すると考えられる。トランスポゾンの末端の対合を実行するための方法及びそのような対合のための要件を含む規制も、リコンビナーゼ間で異なる。marinerは、それぞれのトランスポゾン末端における一つのトランスポゾン結合サイトを含む短いTIRを有するが(Rosenzweig B, et al., 1983. Nucleic Acids Res, 11: 4201-9; Tosi LRand Beverley SM, 2000. Nucleic Acids Res., 28: 784-90.)、Sleeping Beauty(SB)は、それぞれのトランスポゾン末端において2つのトランスポザーゼ結合サイト(直列反復配列で表される)を有するトランスポゾンの間接反復配列/直列反復配列(IR/DR)サブファミリーに属する(Franz G and Savakis C, 1991. Nucleic Acids Res, 19: 6646; Izsvak Z,et al., 1995. Mol Gen Genet. 247: 312-22; Ivics Z, et al., 1997. Cell, 91:501-10; Miskey C, et al., 2003. Nucleic Acids Res, 31: 6873-81; Plasterk RH, etal., 1999. Trends Genet, 15: 326-32)(図1A)。左のIRは、SB転移におけるエンハンサーとして作用する追加のモチーフ(HDR)を含む(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8.)。IR/DRがSB転移の絶対条件であるとの報告にもかかわらず (Izsvak Z, et al., 2000. J Mol Biol, 302: 93-102.)、転移プロセスにおけるその役割については不可解である。
SBトランスポゾンの種々の変異体は、本技術分野において周知である(WO 98/40510, US 8,227,432, Cui et al., 2002.Structure-function analysis of the inverted terminal repeats of the SleepingBeauty transposon". J. Mol. Biol. 318 (5): 1221-1235; Izsvak et al. 2000.Sleeping Beauty, a wide host-range transposon vector for genetic transformationin vertebrates. J. Mol. Biol. 302 (1): 93-102)。Sleeping Beautyトランスポゾンを含む商業的に入手可能なプラスミドは、以下に示される。
pT(https://www.addgene.org/26555/sequences/#depositor-partial)、
pT2(https://www.addgene.org/26557/sequences/#depositor-full)、又は
pT3(Yant SR, et al. Mutational analysis of the N-terminal DNA-binding domain ofsleeping beauty transposase: critical residues for DNA binding andhyperactivity in mammalian cells. Mol Cell Biol. 2004 Oct;24(20):9239-47.)。
それでも、本分野において、増大された効率を有するトランスポゾン、増強型トランスポゾンシステム、キット及び方法の必要性がある。この問題は、本発明者により解決された。本発明は、特許請求の範囲及び明細書に記載される。
特に、本発明は、左右に逆向き反復配列/直列反復配列(IR/DR)によって隣接されたカーゴ核酸を含むトランスポゾンを含むポリヌクレオチドを提供し、
(i)上記トランスポゾンは、Sleeping Beautyトランスポザーゼタンパク質により動作され、
(ii)左側のIR/DRは、左側の外側において配列番号1のヌクレオチド配列を含むDRモチーフを含み、左側の内側において配列番号2のヌクレオチド配列を含むDRモチーフを含み、
(iii)右側のIR/DRは、右側の外側において配列番号1のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含むDRモチーフを含み、右側の内側において配列番号2のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含むDRモチーフを含む。
また、本発明は、特にポリヌクレオチドが一本鎖の場合に相補的ポリヌクレオチドを提供する。
SBトランスポゾンのIR/DR構造の役割を解明する目的で、本発明者らは、インビボ、インビトロ及びインシリコのアプローチを組み合わせた。彼らは、トランスポゾンのIR/DR構造と、厳しく規制され、整理されたトランスポゾンの末端におけるDNA−タンパク質複合体のアセンブリに寄与するトランスポザーゼのDNA−タンパク質及びタンパク質−タンパク質相互作用表面との間の組織化された相互作用を発見した。彼らは、marinerトランスポゾン(Hsmarl)と比較して、SBでは、単一末端転移(single ended transposition)といった異常発生頻度が顕著に低いことを証明した。従って、IR/DR複合体構造は、異常な転移を抑制することによって、両方の転移可能エレメント及び宿主細胞ゲノムを再配列から保護するために発生され得る。
本発明者らは、トランスポゾン及びトランスポザーゼを小さい機能的ドメインに分け、SBの転移プロセスにおけるそれらの寄与について研究した。それぞれの試験は、以下の実施例の項に示される。それらの試験の過程で、本発明者らは、本発明の新規の増強型IR/DR配列、特により高い転移率を示す新規のDRモチーフを含むトランスポゾンを開発した。要するに、Sleeping BeautyトランスポザーゼのPAIドメインに結合することを促進する配列が、転移効率のために同定され、試験された。驚くべきことに、より高い結合親和性を有するいくつかの配列、特に本明細書に記載された本発明のポリヌクレオチド配列だけが、転移効率の増大を引き起こした。
本発明の外側のDR(14DR又は外側14DRとも言う)は、配列番号1の配列(左側の外側DR)、又はその逆向き配列若しくは逆相補鎖(右側の外側DR)を有する。このコンセンサス配列における2つの可変位置は、好ましい実施形態において、左側の外側DRと右側の外側DRとの間で異なる。特に、左側の外側DRにおいて、YはTであってもよい及び/又はWはAであってもよい。好ましくは、YはTであり、WはAである。特に、右側の外側DRにおいて、YはCであってもよい及び/又はWはTであってもよい。好ましくは、YはCであり、WはTである。従って、好ましくは、左側の外側DRモチーフは、配列番号3のヌクレオチド配列を含む及び/又は右側の外側DRモチーフは、配列番号4のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含む。最も好ましくは、左側の外側DRモチーフは、配列番号3のヌクレオチド配列を含み、右側の外側DRモチーフは、配列番号4のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含む。
(表1)
表1:外側DR(米国特許第8227432号の配列番号3又は4に対する差異は太字で示され、新規の位置は、太字で且つ下線により示される。Y=C/T、W=A/T)
本発明の内側のDR(12DR又は内側12DRとも言う)は、配列番号2の配列(左側の内側DR)、又はその逆向き配列若しくは逆相補鎖(右側の内側DR)を有する。このコンセンサス配列における3つの可変位置は、好ましい実施形態において、左側の内側DRと右側の内側DRとの間で異なる。好ましくは、左側の内側DRにおいて、YはTである及び/又は右側の内側DRにおいて、YはCである。好ましくは、左側の内側DRにおいてYはTであり、右側の内側DRにおいてYはCである。VはA、G又はCであってもよいが、好ましくは、VはCである。KはG又はTであってもよく、好ましくは、KはGである。従って、一実施形態において、左側の内側DRにおいてYはTであり、VはCであり、KはGである(配列番号5)、及び/又は右側の内側DRにおいてYはCであり、VはCであり、KはGである(配列番号6)。最も好ましくは、左側の内側DRモチーフは配列番号5のヌクレオチド配列を含み、内側の右側DRモチーフは配列番号6のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含む。
(表2)
表2:内側DR(米国特許第8227432号の配列番号3又は4に対する差異は太字で示され、新規の位置は、太字で且つ下線により示される。Y=C/T、M=A/C、R=A/G、V=A/G/C(好ましくはC)、K=G/T(好ましくはG))
さらに、本発明者らは、本発明のDR配列のPAI結合領域も増強型HDR領域を提供することを発見した。従って、本発明は、本発明のトランスポゾンを含むポリヌクレオチドも提供し、その左側のIR/DRは、外側DRと内側DRとの間に配列番号7のヌクレオチド配列を含むエンハンサーとして機能できるHDR領域を含む。VはA、G若しくはCであってもよく、好ましくはCであり、及び/又はKはG若しくはTであってもよく、好ましくは、KはGである。好ましくは、VはCであり、KはGである。任意に、上記トランスポゾンの右側のIR/DRは、上記HDR領域の逆相補鎖をさらに含む。
配列番号7 HDR GTKTA CAKACASD
K=G/T
S=C/G
D=A/T/G
この好ましいHDRは、内側DRのPAI結合領域に対応する。
直列反復配列を囲う配列もトランスポゾンの転移効率において重要な役割を果たすことが、先行技術において周知である。例えば、トランスポゾンは、外側DRと内側DRとの間のヌクレオチド数が約135〜196、好ましくは155〜176の場合に、最も効率が高く移動する。
本発明のIR/DRのために適するフレームワーク配列は、pT、pT2又はpT3トランスポゾンから周知の配列に対応し得る。
本発明のポリヌクレオチドは、本明細書において記載される配列番号1及び2の配列を全て含み、好ましくは、これらの周知のフレームワーク領域又は同等のフレームワーク領域の状況下でこれらの配列を含む。
従って、本発明はポリヌクレオチドを提供し、左側のIR/DRは、配列番号8及び配列番号9、又はその配列に対して90%以上の配列同一性を有する、好ましくはそれらの配列の一つに対して95%以上の配列同一性を有する配列からなる群から選択される、又は最も好ましくは配列番号8及び9を含む群から選択されるヌクレオチド配列を含む。
また、本発明はポリヌクレオチドを提供し、右側のIR/DRは、配列番号10、配列番号11、配列番号12及び配列番号13、並びにそれらの配列のうちの1つに対して90%以上の配列同一性、好ましくはその配列に対して95%以上の配列同一性を有する配列からなる群から選択される、又は最も好ましくは配列番号10、11、12及び13を含む群から選択される逆相補鎖ヌクレオチド配列を含む。
(表3)
表3:好ましいIR/DR配列
HDRを含むpT4の左側IR/DR:
配列番号8
TACAGTTGAAGTCGGAAGTTTACATACACYTWAGTTGGAGTCATTAAAACTCGTTTTTCAACTACTCCACAAATTTCTTGTTAACAAACAATAGTTTTGGCAAGTCAGTTAGGACATCTACTTTGTGCATGACACAAGTCATTTTTCCAACAATTGTKTACAKACASDTTATTTCACTTATAATTCACTGTATCACAATYCCAGTGGGTCAGAAGTGTACATACACGVKCT

HDRを含むpT5の左側IR/DR:
配列番号9
TATACAGTTGAAGTCGGAAGTTTACATACACYTWAGTTGGAGTCATTAAAACTCGTTTTTCAACTACTCCACAAATTTCTTGTTAACAAACAATAGTTTTGGCAAGTCAGTTAGGACATCTACTTTGTGCATGACACAAGTCATTTTTCCAACAATTGTKTACAKACASDTTATTTCACTTATAATTCACTGTATCACAATYCCAGTGGGTCAGAAGTGTACATACACGVKCT


HDRを含まないpT4の右側IR/DR(右側IR/DRは所定の配列の逆相補鎖を含む):
配列番号10
TACAGTTGAAGTCGGAAGTTTACATACACYTWAGCCAAATACATTTAAACTCACTTTTTCACAATTCCTGACATTTAATCCGAGTAAAGATTCCCTGTCTTAAGGTCAGTTAGGATCACCACTTTATTTTAAGAATGTGAAATATCAGAATAATAGTAGAGAGAATGATTCATTTCAGCTTTTATTTCTTTCATCACATTYCCAGTGGGTCAGAAGTGTACATACACGVKCT

HDRを含まないpT5の右側IR/DR(右側IR/DRは所定の配列の逆相補鎖を含む):
配列番号11
TATACAGTTGAAGTCGGAAGTTTACATACACYTWAGCCAAATACATTTAAACTCACTTTTTCACAATTCCTGACATTTAATCCTAGTAAAAATTCCCTGTCTTAGGTCAGTTAGGATCACCACTTTATTTTAAGAATGTGAAATATCAGAATAATAGTAGAGAGAATGATTCATTTCAGCTTTTATTTCTTTCATCACATTYCCAGTGGGTCAGAAGTGTACATACACGVKCT

HDRを含むpT4の右側IR/DR(右側IR/DRは所定の配列の逆相補鎖を含む):
配列番号12
TACAGTTGAAGTCGGAAGTTTACATACACYTWAGCCAAATACATTTAAACTCACTTTTTCACAATTCCTGACATTTAATCCGAGTAAAGATTCCCTGTCTTAAGGTCAGTTAGGATCACCACTTTATTTTAAGAATGTGAAATATCAGAATAATAGTAGAGAGAATGATGTKTACAKACASDTCATTTCAGCTTTTATTTCTTTCATCACATTYCCAGTGGGTCAGAAGTGTACATACACGVKCT

HDRを含むpT5の右側IR/DR(右側IR/DRは所定の配列の逆相補鎖を含む):
配列番号13
TATACAGTTGAAGTCGGAAGTTTACATACACYTWAGCCAAATACATTTAAACTCACTTTTTCACAATTCCTGACATTTAATCCTAGTAAAAATTCCCTGTCTTAGGTCAGTTAGGATCACCACTTTATTTTAAGAATGTGAAATATCAGAATAATAGTAGAGAGAATGATGTKTACAKACASDTCATTTCAGCTTTTATTTCTTTCATCACATTYCCAGTGGGTCAGAAGTGTACATACACGVKCT

Y=C/T、好ましくは、Yは左側DRにおいてTであり、右側DRにおいてCである。
W=A/T、好ましくは、Wは左側DRにおいてAであり、右側DRにおいてTである。
V=A/G/C、好ましくは、VはCである。
K=G/T、好ましくは、KはGである。
S=C/G、
D=A/T/G。
最も好ましくは、Yは左側DRにおいてTであり、右側DRにおいてCであり、Wは左側DRにおいてAであり、右側DRにおいてTであり、VはCであり、SはCであり、DはGであり、KはGである。
本発明のポリヌクレオチドの好ましい実施形態において、左側IR/DRは配列番号8のヌクレオチド配列を含み、右側IR/DRは配列番号10又は配列番号12の逆相補鎖ヌクレオチド配列を含む。これらのポリヌクレオチドにおいて、フレームワーク領域はpTに対応し、本発明のポリヌクレオチドではpT4と示される。
他の好ましい実施形態において、左側IR/DRは配列番号9のヌクレオチド配列を含み、右側IR/DRは配列番号11又は配列番号13の逆相補鎖ヌクレオチド配列を含む。これらのポリヌクレオチドにおいて、フレームワーク領域はpT2に対応し、本発明のポリヌクレオチドではpT5と示される。
本発明のトランスポゾンは、Sleeping Beautyトランスポザーゼタンパク質により移動され得る。従って、上記トランスポゾンは、例えばベクター等のドナーポリペプチドから切り取り、例えば細胞のゲノムDNA又は染色体外DNAといった標的サイト内に結合できる。本発明のポリヌクレオチドは、RNA又はDNAであってもよい。それは、二本鎖若しくは一本鎖、又はそれらの組合せであってもよい。本発明のポリヌクレオチドは、一本鎖であってもよく、例えばそれらはレトロウィルスベクター等の一本鎖に結合されてもよい。典型的には、本発明のポリヌクレオチドは二本鎖であろう。
本発明のポリヌクレオチドは、線状又は環状であってもよい。好ましくは、それは環状型である。スーパーコイル状プラスミド型が特に高い転移効率を有することが示されている。環状型において、最適な効率のために、左側IR/DRの5’末端は、例えば約300bp以上であるスペーサーによって右側IR/DRの3’末端から分離されている。
上記ポリヌクレオチドは、
(i)アデノウィ得うる、アデノ随伴ウィルス、レンチウィルス、レトロウィルス、単純ヘルペスウィルス、バキュロウィルス、エプスタイン‐バールウィルス及びポックスウィルスベクターを含む群から選択されるウィルスベクター、又は
(ii)プラスミド、ミニサークル、pFARコンストラクト若しくはウィロソームを含む群から選択される非ウィルスベクター
からなる群から選択されるベクターであってもよい。
ミニサークルは、非本質的原核生物ベクター部分からほとんど又は完全に分離された小分子環状プラスミド誘導体である。特に、ミニサークルは、抗生物質耐性又はORI等の細菌遺伝子をコードするDNAを含まない。本発明のミニサークルDNAは、Kay et al., 2010, Nature Biotechnology 28, 1287-1289に従って調製され得る。そのバックボーン(すなわちカーゴを含まない)は、2kb未満又は1kb未満、例えば約540〜580bp、好ましくは約560bpであることが好ましい。また、ベクターは、例えばMarie et al, 2010, J Gen Med 12(4), 323-332に記載のpFARベクター(抗生物質耐性マーカーを含まないプラスミド)であってもよい。
また、適切なベクターは、Narayanavari et al., 2017, Crit Rev Biochem Mol Biol. 52(1):18-44;Richter et al., 2016, Blood 128(18):2206-2217; Boehme, et al., 2016. Mol TherNucleic Acids 5, e337; 又は Yant et al., 2002, NatBiotechnol 20, 999-1005に記載されている。
本発明のポリヌクレオチドは、カーゴ核酸を含む。任意に、カーゴ核酸は、プロモーターに作動可能に連結されたオープンリーディングフレームを含み、そのオープンリーディングフレームは、例えばT細胞受容体コンストラクト又はその断片をコードしていてもよい。代替的又は追加的に、カーゴ核酸は、少なくとも1つのmiRNA又はshRNAをコードする配列を含んでもよい。オープンリーディングフレームは、代替的又は追加的に、例えば抗生物質耐性遺伝子、酵素又は蛍光タンパク質といったマーカーをコードしてもよい。また、本発明のトランスポゾンは、挿入変異に適し得る。
また、本発明は核酸を転移するためのキットを提供し、そのキットは、
(i)本発明のポリヌクレオチドと、
(ii)(a)SBトランスポザーゼタンパク質、又は(b)SBトランスポザーゼタンパク質をコードする核酸と、
(iii)(A)SSRP1及びSUPT16H/SPT16からなる群から選択されるFACT複合体の要素を欠失できる補助因子、
(B)F、H、L、S及びV(例えばE64D)を含む群から選択されるカテプシンの阻害剤、
(C)HSP90(HSPAA1)を欠失又は阻害できる補助因子、ゲルダナマイシン、ラジシコール又は17−N−アリルアミノ−17−デメトキシゲルダナマイシンを含む群から選択される阻害剤、
(D)細胞周期G0/G1、G1/S又はG2/Mで細胞を一時的に停止する因子、
(E)PCNA(増殖細胞核抗原)のユビキチン化を阻害する因子、並びに、
(F)ATR(毛細血管拡張性小脳失調症及びRad3関連タンパク質)の濃度及び/若しくはシグナリングを増大できる因子、
を含む群から選択される少なくとも1つの補助因子と、を含み、
上記補助因子は、小分子、siRNA及びmiRNA、又は、以下の特徴を有する細胞から選択される。
(AA)上記FACT複合体の要素、
(BB)上記カテプシン、及び/若しくは、
(CC)上記HSP90(HSPAA1)がノックダウンされている、
(DD)細胞周期がG0/G1、G1/S若しくはG2/Mで一時的に停止されている、
(EE)PCNAのユビキチン化が阻害されている、並びに/又は
(FF)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングが増大されている。
トランスポゾン及びSBトランスポザーゼタンパク質をコードする核酸を含むポリヌクレオチドは、特にSBトランスポダーゼタンパク質をコードする核酸がDNAである場合、同一のベクター又は異なるベクターに配置されてもよい。SBトランスポザーゼタンパク質をコードする核酸がRNAの場合、トランスポゾンを含むポリヌクレオチドは典型的にDNA、好ましくは環状、最も好ましくはスーパーコイル型のDNAである。多くの場合、トランスポゾンを含むポリヌクレオチドはDNA、好ましくは環状、最も好ましくはスーパーコイル型のDNAであり、SBトランスポザーゼはタンパク質であろう。
任意に、上記キットは、適切な緩衝液若しくは細胞培養液、並びに/又は細胞にトランスフェクションする及び/若しくは組換え核酸を生成するための説明書をさらに含む。転移は、例えばGoryshin et al., 1998, JBC 273, 7367-7374により教示された方法に従って、インビトロで行われ得る。しかしながら、通常、転移は、細胞内、典型的には細胞培養液中又はエクスビボで起こる。過排卵する女性への移植後の単一細胞接合子をマイクロインジェクションすることが可能である。さらに、転移は、SB−ウィルスベクターハイブリッドの組合せ(例えばhybrid SB-adeno such as Zhang et al, 2013 PLoS One 8(10):e75344)、又はエレクトロポレーション若しくはナノ粒子による輸送によってインビボで起こり得る。
本発明の全ての実施形態において、SBトランスポザーゼは、例えば米国特許第8227432B2に開示されたSBトランスポザーゼ、又はSB10(Ivics et al., 1997, Cell 91:501-510)であってもよい。好ましくは、本発明を通して、それは活動亢進性トランスポザーゼSB100X(Mates L1, et al. Molecular evolution of a novel hyperactiveSleeping Beauty transposase enables robust stable gene transfer in vertebrates.Nat Genet. 2009 Jun;41(6):753-61)である。
本発明者らは、さらに驚くべきことに、少なくとも1つの上記補助因子が転移中に存在する場合、特に、(A)FACT複合体の要素を欠失できる補助因子、(B)F、H、L、S及びVを含む群から選択されるリソソームカテプシンの阻害剤、(C)HSP90を欠失できる補助因子、(D)G0/G1、G1/S若しくはG2/Mの細胞周期で細胞を一時的に停止する因子、(E)PCNAのユビキチン化を阻害する因子、又は(F)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングを増大できる因子が存在する場合、転移の効率が顕著に増大することを発見した。
哺乳動物細胞において、SSRP1及びSUPT16H/SPT16は、ヘテロダイマーとして存在し、FACT(Facilitates chromatin transcription)複合体の要素である。FACT複合体は、DNA複製及び修復等の種々の処理に関連する。アフリカツメガエルにおけるFACTホモログの欠失は、不完全な複製を引き起こし(Orphanides et al., 1999, Nature 400:284-288)、従ってそれは複製において役割を有することを示す。さらに、FACT複合体は、PARP1及びRPA等のDNA損傷の修復処置に関連するタンパク質と相互作用し得ることも示されている(Huang et al., 2006, Nucleic Acids Res. 34:2398-2407; VanDenmark etal., 2006, Mol Cell. 22:363-374; Solinger et al., 2002, Mol Cell. 10:1175-1188)。近年、SSRP1の欠失が、相同組換え活性の増大、及びH2AX及びRad51の局在形成の増加を引き起こすことが示されている。興味深いことに、SSRP1がインビトロにおいてRad54と物理的に相互作用でき、Rad54により促進されるHJsのBM活性を機能的に阻害できることも示されている(Kumari et al., 2009, J Cell Biochem. 108:508-518)。
従って、FACT複合体の要素を欠失できる少なくとも1つの補助因子は、SSRP1及び/又はSUPT16H/SPT16を欠失できる。欠失は、問題の要素、特にFACT複合体の要素がトランスポザーゼ及び/又はトランスポゾンとの相互作用に十分に利用可能でない結果を起こす。これは、例えばsiRNA若しくはmiRNAによるRNA干渉によって適切な細胞株においてノックダウンすることにより、又は例えばSSRP1若しくはSUPT16H/SPT16に対する適切な抗体を用いてFACT複合体の要素を捕捉することにより、欠失された要素、例えばFACT複合体の要素の濃度を低減することにより達成され得る。
好ましくは、補助因子は、小分子、抗体、shRNA、siRNA及びmiRNAを含む群から選択される。小分子は、約800g/mol以下の活性因子であってもよい。例えば、E64D等のカテプシン阻害剤が用いられ得る。ゲルダナマイシン、ラジシコール又は17−N−アリルアミノ−17−デメトキシゲルダナマイシン等のHSP90阻害剤が、代替的又は追加的に用いられ得る。
本発明者らは、SUPT16Hの欠失は、転移を強く増大することを引き起こすことを示し、従ってそれは好ましい。
例えば、SSRP1及び/又はSUPT16H/SPT16といった問題の要素を欠失できる補助因子は、例えば以下に記載される結合アッセイ又は転移アッセイにより同定され得る。SSRP1又はSUPT16H/SPT16の濃度を低減できるsiRNA及びmiRNAは、当業者が調製でき、商業的に入手可能である。プレデザインされ、販売されている合成siRNA(siGENOME, SMARTpool)が(Dharmacon, GEhealthcareから)入手された。supt16H遺伝子(cat.No. M-009517-00-0005)及びssrp1(cat. No. M-011783-01-0005)のいずれかを標的にするsiRNAは、jetPEITMトランスフェクションシステムを用いてHek293Tにトランスフェクションされた。陰性対照として、ホタルルシフェラーゼ遺伝子を標的とするsiRNA(cat. No. D-001206-14-05)が用いられた。miRNAによるノックダウンのために、遺伝子を標的とするmiRNA(表5)が合成され(Eurofins)、最終的にトランスフェクションの前にmiRNAベクターにクローニングされた。
FACT複合体の両方の要素は欠失され得るが、本発明者らはそれらの要素のうちの1つの欠失が、例えば約50の因子によって顕著に転移の効率を増大するのに既に十分であることを示した。これは、例えば非活動亢進性SB10及びSB100Xを用いる転移の両方に当てはまる。
FACT複合体の少なくとも1つの要素の欠失は、本発明のトランスポゾン(例えばpT4又はpT5)、及び他のトランスポゾン、特にTc1/mariner型トランスポゾン、例えばpT、pT2又はpT3等のSleeping Beautyトランスポゾンの転移効率を増大する。
トランスポザーゼにより活性化された転写変化を監視するために、ゲノム全域にわたる転写研究が行われた(HeLa, Affymetrix)。トランスクリプトームの分析は、いくつかの宿主でコードされた遺伝子がトランスポザーゼの存在下で異なって制御されることを明らかにした。アップレギュレートされたタンパク質のリストは、HSAP2、別名HSP70−2及びカテプシンファミリーのいくつかのメンバーを含む(図6A)。ヒートショックタンパク質HSP70の変異体であるHSPA2はストレス応答タンパク質のメンバーであるが、カテプシンはリソソームプロテアーゼであり、哺乳動物の細胞抗体において重要な役割を有する。予備的結果は、HSP90(HSP90AA1)を阻害する又はカテプシン活性を阻害する(図6B)ことによるストレス応答の調節がSB転移を改善することを示す。さらに、細胞ストレス応答を低減することによりアポトーシスシグナリングの誘導が緩和され、細胞の生存率が改善する。
本発明者らは、例えば本明細書に記載された本発明のトランスポゾンのSleeping Beauty又はpT2等の従来のSleeping Beautyを介した転移がATRシグナリングを必要とすることをさらに示した(実施例2及び図7)。従って、ATRの濃度及び/又はシグナリング、好ましくは濃度を増大できる因子は、本発明のキットに有利に含まれ得る。好ましくは、その因子はATRの発現を増大する。そのような因子は、例えばmRNA等のATRをコードするポリヌクレオチドであってもよい。また、ATRをコードするポリヌクレオチドは、例えば細胞のゲノム内に組み込まれるのに適する型のDNAであってもよい。代替的に、ATRは、本発明のポリヌクレオチドにコードされ、好ましくは左右の逆向き反復配列/直列反復配列に隣接された領域の外側にコードされ得る。その因子は、タンパク質としてのATRであってもよい。ATRの濃度及び/又はシグナリングが増大される細胞はそのような因子を含むことが好ましい。好ましくは、ATRの発現は増大される。これに関連し、その増大は、ATRの濃度又はシグナリングがそのような因子の追加により影響されない細胞との比較に関連する。
代替的に、ATRの濃度及び/又はシグナリング、好ましくはシグナリングを減少できる因子は、Sleeping Beautyの活性の制御が望まれる場合、例えばSleeping Beautyの活性が負の方向に制御されるような陰性対照として本発明のキットに含まれ得る。ATRの濃度を低減できる因子はmiRNAであってもよい。ATRのシグナリングを低減できる因子はカフェインであってもよい。
従って、本発明は、組換えポリヌクレオチド、又はトランスポゾン、好ましくはSleeping Beautyトランスポゾンの転移による組換えポリヌクレオチドを含む組換え細胞を、例えばFACT複合体の要素を欠失できる補助因子といった少なくとも1つの上記補助因子又は因子の存在下で調製する方法を提供する。補助因子又は因子は、好ましくはインビトロ又はエクスビボで細胞内に導入され得る。
また、本発明は、組換えポリヌクレオチド、又はトランスポゾン、好ましくはSleeping Beautyトランスポゾンの転移による組換えポリヌクレオチドを含む組換え細胞を例えばFACT複合体の要素を欠失できる補助因子といった少なくとも1つの上記補助因子又は因子の使用を提供し、これにおいて、転移効率は上記補助因子又は因子が無い条件と比較して顕著に増大する。好ましくは、転移は少なくとも約10倍、少なくとも約20倍、少なくとも約30倍、少なくとも約40倍又は少なくとも約50倍増大する。
また、本発明は、SSRP1及び/又はSUPT16H/SPT16のノックダウン細胞(ΔSSRP1又はΔSUPT16H/SPT16)、例えばHEK293T細胞に基づく(HEK293TΔSSRP1及びHEK293TΔSUPT16H/SPT16)細胞株を提供し、転移、好ましくはpT2等のSleeping Beautyトランスポゾンを用いた転移による組換えポリヌクレオチド又は組換え細胞を生成するためのそれらの使用を提供する。HSP90及び/若しくはカテプシンのノックダウン細胞株、並びに/又はPCNAのユビキチン化が阻害された及び/若しくは細胞周期が上記段階のいずれかで停止された細胞が用いられ得る。そのような細胞株は、本発明のキット等の転移キットの要素であってもよい。そのような細胞株は、高い転移効率を達成するために用いられ得る。好ましくは、そのようなノックダウン細胞は安定発現株である。
本発明のノックダウン細胞株は、FACT複合体の要素の濃度が低減するように変異された細胞株であってもよい。そのような低減は、遺伝子改変を通じて、又は遺伝子又はmRNA転写物に相補的配列を有する短いDNA又はRNAオリゴヌクレオチド等の試薬による処理により起こり得る。DNAの遺伝子改変が行われた場合、安定的なノックダウンとなる。遺伝子発現の変更がmRNAに結合する又は遺伝子に一時的に結合するオリゴヌクレオチドにより引き起こされる場合、これは、染色体DNAを変更しない遺伝子発現の一時的な変更を引き起こし、これは一過性ノックダウンと呼ばれる。
一過性ノックダウンにおいて、このオリゴヌクレオチドの活性遺伝子又はその転写物への結合は、種々のプロセスを通って発現の低減を引き起こす。結合は、(例えば低分子干渉RNA(siRNA)又はRNase−H依存的アンチセンスによる)転写の阻害(遺伝子との結合の場合)、mRNA転写物の分解を通して起こり得る、又は(例えばモルフォリノオリゴ又は他のRNase−H非依存的アンチセンスによる)mRNAの翻訳、miRNAを含む他の機能性RNAの成熟のために用いられるプレmRNAのスプライシングサイト若しくはヌクレアーゼの切断サイトの阻害を通して起こり得る(Wikipedia)。
本発明における好ましいノックダウン方法は、RNA干渉(RNAi)であり、それはmRNA分解によって遺伝子をサイレンシングする手段である。この方法による遺伝子ノックダウンは、小分子の二本鎖干渉RNA(siRNA)を細胞質に導入することにより達成される。小分子干渉RNAは、細胞内部で生じてもよく、又は外部から細胞内に導入されてもよい。細胞内に導入されると、外因性siRNAは、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)により処理される。siRNAは、サイレンシングされる標的mRNAに相補的であり、RISCは標的mRNAを位置決めするためのテンプレートとしてsiRNAを用いる。RISCが標的mRNAに配置した後に、RNAはリボヌクレアーゼにより切断される。siRNAは細胞株内に恒常的に発現されてもよく、又は例えばエレクトロポレーションによるトランスフェクションのために他の要素と同時に導入されてもよい。
従って、ノックダウンのために用いられる方法に依存して、細胞はFACT複合体の要素を欠失できる補助因子を含んでもよい。また、本発明は、組換えポリヌクレオチド、又はSleeping Beautyトランスポゾン等のトランスポゾンの転移による組換えポリヌクレオチドを含む組換え細胞を調製するための方法を提供し、トランスポゾンは、好ましくは例えばトランスポザーゼ(タンパク質若しくは核酸型)及びトランスポゾンが導入されることによりFACT複合体の要素はノックダウンされた細胞において転移を誘導することを含む本明細書に記載された本発明のトランスポゾンである。また、本発明は、例えば組換えポリヌクレオチド又はSleeping Beautyトランスポゾン等のトランスポゾンの転移による組換えポリヌクレオチドを含む組換え細胞の調製のための、FACT複合体の要素がノックダウンされた細胞の使用を提供し、好ましくは、トランスポゾンは本発明のトランスポゾンである。
また、本発明は、本発明のノックダウン細胞を含む生物(特にマウス又はラット等の非ヒト生物)、及び、好ましくはpT4若しくはpT5のSleeping Beautyトランスポゾンの転移によりトランスフェクションされた生物を生成するためのそれの使用を提供する。
また、本発明は、本発明のキットの要素を、Sleeping Beautyトランスポザーゼの認識配列を含む標的核酸に接触させることを含む、組換え核酸を生成するための方法を提供する。
また、本発明は、トランスフェクションされた細胞を生成する方法を提供し、その方法は、本発明のキットの要素をその細胞内導入することを含む。好ましくは、その方法は、細胞にエレクトロポレーションをすることを含む。本発明の方法は、インビトロ又はインビボ、好ましくはインビトロで行われ得る。
また、本発明のポリヌクレオチド及び/又はキットは、例えば宿主としてチャイニーズハムスターの卵巣細胞を用いた組換えタンパク質の大規模生成のための細胞プール(すなわち組換え細胞のポリクローナル培養体)及びクローン細胞株の生成のために用いられ得る。チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞は、依然として、バイオ医薬、特にモノクローナル抗体(mAb)、二重特異性抗体及びFc融合タンパク質の製造のための最も一般的な宿主である。従って、本発明は、タンパク質、例えば抗体又は二重特異性抗体若しくはFc融合タンパク質等のその誘導体の生成のためのプロセスを提供し、それは、好ましくは本発明のキットを用いて、上記タンパク質をコードする本発明のポリヌクレオチドを例えばエレクトロポレーションでCHO細胞等の宿主細胞に導入するステップを含み、上記タンパク質は単離される。
また、本発明は、トランスポゾンを含む本発明のポリヌクレオチドを含む宿主細胞を提供する。一実施形態において、宿主細胞は、本発明のトランスポゾンを含む養子T細胞移植に適するT細胞であり、カーゴ核酸はトランスジェニックTCRコンストラクト又はその断片である、及び/又は少なくとも1つのmiRNAをコードする。
さらに、本発明は、本発明の宿主細胞を含む医薬組成物を提供する。例えば、宿主細胞が腫瘍抗原反応性トランスジェニックT細胞コンストラクトを発現する場合、医薬組成物は、癌を治療する方法に用いられ得る。他の実施形態において、(例えばそれらは感染細胞を標的とする適切なTCRコンストラクトを発現するT細胞であるため)本発明の宿主細胞は、例えばウィルス性又は細菌性疾患といった伝染病の治療に適する。
さらに、本発明は、特許請求の範囲を限定することを意図しない実施例において示され、また説明される。本明細書において引用される全ての文献は、完全に組み込まれる。他の部分で明示的に述べない限り、「1つ(A)」は「少なくとも1つ」と理解されることを意味する。「約」は+/−10%を意味する。
Mariner/Tc1及びSleeping Beauty転移可能エレメントの構造を示す。(A)marinerにおいて、トランスポザーゼのコーディング配列(灰色のバー)は、末端の逆向き反復配列(IR)により隣接され、IRはIR毎に単一の認識モチーフを含む。(B)Sleeping Beautyにおいて、IR/DRエレメントがより長い末端IR(矢印)を有し、IR毎に2つの認識シグナル配列を含み、直列反復配列型(DR)において2度繰り返される。左側のIRは、追加的に、転移のエンハンサーとして機能するモチーフ(HDR)を含む。 CASTingによるSBトランスポザーゼの最適結合サイトの選択を示す。CASTing方法のフローチャートである。 6度のCASTingサイクルにより選択されたオリゴヌクレオチドを配列決定し、SBトランスポザーゼの完全(PAIRED)DNA結合ドメインN123(Ivics Z, et al., 1997. Cell, 91: 501-10)を用いてゲルシフトアッセイ(EMSA)で試験した。結合親和性をSBの左側IRの14DRモチーフと比較した。CpxはDNA−タンパク質複合体であり、freeは遊離DNAプローブの位置である(右パネル)。 図2Bに示す複合体を定量し、関連する基質結合親和性値を算出した。 CASTing方法により選択された最適な結合サイトの配列アライメントである。REDの結合領域はイタリック体で示され、ATフック結合のヌクレオチドはボックスで囲われ、PAIの結合領域は大文字で示されている。配列をSBトランスポゾンの左側IRの12DR(左パネル)又は14DR(右パネル)の野生型モチーフに対してアライメントした。同一性スコアを以下に示す。同一のヌクレオチドの背景に色付けをした(黒色:50%以上、灰色:50%以下)。野生型モチーフの20%及び70%が、それぞれRED及びPAIの野生型モチーフのCASTingによって回復した。EMSA(図3)に用いられる選択された最適結合サイトにスターで印を付けた。WT 12DR:配列番号14 14DR:配列番号15CAST−1 12DR:配列番号16 14DR:配列番号17CAST−2 12DR:配列番号18 14DR:配列番号19CAST−3 12DR:配列番号20 14DR:配列番号21CAST−4 12DR:配列番号22 14DR:配列番号23CAST−5 12DR:配列番号24 14DR:配列番号25CAST−6 12DR:配列番号26 14DR:配列番号27CAST−7 12DR:配列番号28 14DR:配列番号29CAST−8 12DR:配列番号30 14DR:配列番号31CAST−9 12DR:配列番号32 14DR:配列番号33CAST−10 12DR:配列番号34 14DR:配列番号35CAST−11 12DR:配列番号36 14DR:配列番号37CAST−12 12DR:配列番号38 14DR:配列番号39CAST−20 12DR:配列番号40 14DR:配列番号31 12DRと14DRとの間の区別は、SBトランスポザーゼのDNA結合ドメインのREDサブドメインに関する。左側の逆向き反復配列(IR)の14(外側)DR(配列番号32)及び12(内側)DR(配列番号33)のアライメントを示す。フットプリント法(Ivics Z, et al., 1997. Cell, 91: 501-10)により同定されたDNA−タンパク質相互作用に関するヌクレオチドを上側に示し、非同定ヌクレオチドをイタリック体で示す。PAI(白丸)又はRED(黒丸)サブドメインにより認識されるヌクレオチド。及びATフック(囲まれている)を示す(Izsvak Z, et al., 2002. Chem, 277: 34581-8.)。RAG1の「7量体」及び「9量体」モチーフに類似するヌクレオチドを黒四角で強調している(Hesse, JE et al., 1989. Genes Development, 3: 1053-61)。モチーフ間のスペーサーの長さは、内側及び外側DRにおいてそれぞれ12又は14である。 RED(N58〜123、黒丸)、PAI(N1〜57、白丸)又は完全N末端DNA結合ドメイン(PAI+RED)のDNA結合特性をEMSAにより試験した。パネル3Ba及び3Bbにおいて、12DR(黒色)、14DR(灰色)又は12+AADR(点線黒色)に対応するラベル化オリゴヌクレオチドをDNA基質として用いた。予測される核タンパク質複合体の概要を示す。完全N末端DNA結合ドメイン(PAIRED、N123)と形成される複合体を、サイズマーカー(〜2×RED)として用いた。複合体を、4%(パネル3Ba)又は6%(パネル3Bb及び3Bc)ネイティブゲルで分離した。 化学的架橋剤である2mMのBS3の存在下におけるREDサブドメインのオリゴマー化を示す。複合体を15%SDS−PAGEにより分離し、抗SBトランスポザーゼポリクローナル抗体を用いてウェスタンブロットを行った。複合体(ヒスチジンタグを含む)の予想分子量は以下の通りである。M(REDモノマー)が8.5kDaであり、D(REDダイマー)が17kDaであり、T(REDテトラマー)が34kDaである。 内側DRにおける増強された結合親和性は、Sleeping Beauty転移に関連する。左側に種々のneo標識された変異トランスポゾンコンストラクトを示す。右側にそれぞれの転移活性を、野生型トランスポゾン(コンストラクト1)を100%として、それと比較して示す。(A)PAI(黒四角)又はRED(灰四角)認識モチーフを、CASTing試験により選択された高親和性結合サイト(CAST−5)に変更することにより、複合DRを作製した(PAI認識モチーフをスターで示し、RED認識モチーフをストリップで示す)。(B)CAST−5配列(配列番号24又は25)を、PAI認識モチーフのみを置き換えるために用い、DRの残りを野生型とした。 RNA干渉により生成した安定ノックダウン細胞株での転移アッセイを示す。ノックダウンコンストラクトを有する細胞の濃縮である。Hek293T細胞がトランスフェクトされず、詳細は実施例の項に示すようにレトロウィルスベクターMPSV−LTR-イントロン-トランケートされたhNGFR-WPRE-miRNA-LTRを用いて形質導入され、miRNAは以下の通りであり、いずれの宿主遺伝子をも標的としないコンストラクトが陰性参照(スクランブル)として用いられ、又は21ヌクレオチド(nt)を有し、ssrp1若しくはsupt16Hを特異的に標的とするmiRNAコンストラクトが用いられた。形質導入されたHek293T細胞の表面NGFR発現を、フローサイトメトリー(形質導入後)により監視した(x軸)。y軸は非染色である。miRNAを発現する細胞を濃縮するために、細胞をFACSでソーティングし、再度分析下(ソーティング後)。データは、miRNAがFACT複合体の要素を欠失する場合に、NGFRの増大した発現を示す。 miRNAのノックダウン効率をmiRNA濃縮細胞からqPCRにより測定した。バーの上の括弧内に示された数字は、ノックダウンの%を示す。 ノックダウン細胞株における転移アッセイである。pCMV−SB10&pT2B−Puro、又はpCMV−LacZ&pT2B−Puro、又はpCMV−SB100x&pT2B−Puroがトランスフェクションされたピューロマイシン耐性のHek293T細胞の染色されたコロニーを含むペトリ皿を示す。 siRNAの一過性トランスフェクションを用いたHEK293T細胞の転移アッセイを示す。siRNAはssrp1又はsupt16Hを標的とする。いずれの遺伝子も標的としないスクランブルriRNAが陰性参照として用いられている。pCMV−SB10&pT2B−Puro、又はpCMV−LacZ&pT2B−Puro、又はpCMV−SB100x&pT2B−Puroがトランスフェクションされたピューロマイシン耐性のHek293T細胞の染色されたコロニーを含むペトリ皿を示す。 SB転移におけるE64D(カテプシン、システインプロテアーゼ及びカルパインの阻害剤)の効果を示す。転移アッセイを示す(20μM、右側;参照、左側)。カテプシンに対するRNAiのアプローチは、類似の改善が得られることが期待される。 トランスポザーゼの存在下における宿主遺伝子の異なる発現を示す(HeLa、Affymetrix)。ダウンレギュレートされた宿主遺伝子(右側)、アップレギュレートされた宿主遺伝子(左側)を示す。カテプシン(CTs)はポリペプチドを分解し、基質特異性により区別される(CTSH、CTSF、CTS2)。 カフェイン処理がSB転移を阻害する。HeLa細胞に、ATRシグナリング阻害剤のカフェイン(4mM)を処理すると同時に、トランスポゾン(250ngのpT2B−Puro)、及びトランスポザーゼ(25ngのpCMV−SB100x)又はD3トランスポザーゼ(25ngの触媒的に不活性のpCMV−SB100x)プラスミドをトランスフェクションした。細胞をその処理の24時間後に回収し、コロニーフォーミングアッセイ、細胞周期分析及びウェスタンブロットを行った。(i)はコロニーフォーミングアッセイの結果を示す棒グラフである。(ii)は未処理及びカフェイン処理した細胞におけるSBトランスポザーゼの発現レベルを示すウェスタンブロットである。チューブリンの発現レベルをローディングコントロールとして示す。*はP>0.05(有意とみなさない)であり、***はP<0.001である(一元配置分散分析、テューキー・クラマー多重比較ポストテスト)。 ATR欠損細胞がSB転移において欠陥があることを示す。SB転移を、誘導的方法でATR又はATRkd(ATRのドミナントネガティブキナーゼ非活性アレル)を発現する安定細胞株で観察した。ATR野生型及びATRkd細胞のコロニーフォーミングアッセイの結果を棒グラフに示す。ATRが機能しない細胞で転移に顕著に影響した。
<実施例1>
[結果]
(SBトランスポザーゼのPAIサブドメインは、主要な基質の接触を仲介する)
IR/DRのDRは、複合構造を有し、複合DNA結合ドメインにより認識される。SBトランスポザーゼのDNA結合ドメインは、PAXファミリーの転写因子への類似に基づいて、PAI及びREDと呼ばれる2つのへリックス−ターン−へリックス(HTH)モチーフからなる(Izsvak Z, et al., 2002J Biol Chem, 277: 34581-8.; Czerny T, et al.,1993. Genes Dev., 7: 2048-61.)。両方のサブドメインは、配列特異性DNA結合に関連し、PAIは、DRで示される二分のトランスポザーゼ結合サイトの3’部分に結合し、REDは5’部分に相互作用する(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8)。DNA結合に加えて、PAIはタンパク質−タンパク質相互作用干渉性を有することが以前に示されている(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8.)。特に、トランスポゾンの末端におけるDR(外側DR)は2bp長い(図1の14DR対12DR)ので、SBの4つのDRは同一でない。
SBのPAIREDドメインにより占められた結合サイトは決定されているが(Ivics Z, et al., 1997. Cell, 91: 501-10)、フットプリント法の試験は基質認識の動態に関して有益でない。同時にPAI及びRED結合モチーフが認識されるだろうか。その回答のために、本発明者は、DNA結合タンパク質の最適結合サイトを同定するために元々開発されたCASTingアプローチ(Wright et al., 1991. Mol Cell Biol. 11:4104-10)を用いた(図2A)。CASTingは、親和性精製及びPCR増幅によってDNA配列の配列濃縮に基づいて、好適に複合体ライブラリーの外の結合配列を選択する。CASTingアプローチは、(i)高親和性結合サイトを同定するために、及び(ii)複合DNA結合ドメインによる主要な基質認識に好適に関連される配列モチーフを位置付けるために用いられる。SBトランスポザーゼ結合のフットプリントデータ(Ivics Z, et al., 1997. Cell, 91: 501-10)に基づいて、35bpランダムオリゴヌクレオチドライブラリーを結合条件で全長トランスポザーゼに曝露した。6度のCASTingサイクル後に選択されたオリゴヌクレオチドを配列決定し、トランスポザーゼの完全(PAIRED)DNA結合ドメインを用いたゲルシフトアッセイ(EMSA)で試験した。CASTing方法で選択された配列は、野生型14DR配列と比較して8倍に至る強さで結合した(図2B及び2C)。奇妙にも、CASTingで選択された高親和性結合サイトは、野生型DRに限定的な類似性のみを有し、PAI認識モチーフに主に集中して同一性を有した(図2D)。従って、PAIサブドメインは主要な基質認識を特定すると考えられるが(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8; Carpentier CE,et al., 2014. Prot Sci. 23:23-33)、REDはこのプロセスにわずかに関わる。CASTing法により捕捉された配列は、PAI及びREDのDNA相互作用が異なる機能を有し、REDによるタンパク質−DNA相互作用は、反応の後の方のステップで起こり得ることを提示する。さらに、CASTingで選択されたDRは、12DR型でも14DR型でもなく、トランスポゾンとトランスポザーゼとの「最初の接触」において内側12DRと外側14DRとの顕著な差異が無いことを提示する。
(SBトランスポザーゼのREDサブドメインは12DRと14DRとの区別を仲介する)
RED又はPAIにより認識される配列は、12DRと14DRとで異なる(図3A)。特に、RED結合は、12DRと14DRとの2塩基対の差異でオーバーラップし(Izsvak Z, et al., 2002. Chem, 277: 34581-8.)(図3A)、REDがトランスポゾンの末端から離れて位置するDR(12DR)又は近くに位置するDR(14DR)を識別するのに関連し得ることを提案する。この仮定を試験するために、12DR及び14DRで示される二本鎖オリゴヌクレオチドについて、SBトランスポザーゼのPAI(1〜57aa)又はRED(58〜123aa)サブドメインを用いて、EMSAを行った。図3B(レーン3、5及び6)に示すように、PAIは両方のDRに同様に結合した(図3B、レーン2、7、8及び13)。これに対して、REDは12DRに対して明らかに好適であり(図3B、レーン3、5及び6)、14DR基質を用いた場合では顕著な結合は検出されなかった(図3B、レーン12)。従って、REDは、12DRと14DRとを明確に区別でき、それは、配列の変化又は長さの差異を認識することにより起こり得る。これらの可能性を区別するために、14DRと同一の長さを有するように2ヌクレオチドを埋めた12DR様オリゴヌクレオチドを用いてEMSAを繰り返した。12DRへの2ヌクレオチドの組み込みは、REDによる特異的DNA結合を無効にしたが、PAIによる左側の結合には影響が無かった(図3B、下部、レーン8)。これらの結果は、明らかに、REDが配列ではなく、長さによって内側DRと外側DRとを区別することを示す。上記データは、内側(12DR)と外側(14DR)とのトランスポザーゼ結合サイトの選択的認識が12DRと14DRとの長さの差異により導かれ、また、それはSBトランスポザーゼのREDサブドメインにより認識されるといった仮説を支持する。奇妙にも、REDは、この試験条件において逆向き反復配列の末端に配置された14DRを認識する。
(12/14DRの区別に加えて、REDはタンパク質−タンパク質相互作用に関連する)
PAI及びREDサブドメインは類似のサイズであるが(それぞれ57及び66アミノ酸)、それらの核タンパク質複合体は、EMSAにおいて異なる移動をする(図3B)。移動性に基づいて、PAIは、モノマーとして12DR及び14DRの両方に結合すると考えられる。これに対して、類似の条件を用いて、REDと12DRとの間に形成されたドミナント核タンパク質複合体はゆっくりと移動し、これは、REDの2つの分子を含む複合体に一致する(図3B、レーン3、5及び6)。特に、REDモノマーにより形成された複合体は、結合反応において(20倍以上)低減したタンパク質濃度が検出された。この結果は、REDが12DRに結合するのに容易にダイマーを形成することを提示し、PAIと同様に、REDは、タンパク質−DNA及びタンパク質−タンパク質相互作用に関連することを提示する。REDがタンパク質−タンパク質相互作用表面を有するか否かを試験するために、REDペプチドに化学的架橋を施した後にウェスタンブロットを行った。REDの二量体、四量体及びそれ以上の多量体構造に対応するバンドを、DNA基質の存在(図3C)又は非存在下(図示せず)で同定した。これらの結果は、PAIと同様に(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8.)、REDサブドメインがホモ二量体化できることを示す。要するに、PAI(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8.)及びREDサブドメインの両方は、タンパク質−タンパク質相互作用表面を有するが、PAIでなくREDのみが単一のDNA基質にあたり二量体を形成する。
(IR/DRは、「要求されたアセンブリ」プロセスを管理する)
結合サイトの親和性の変更は、SBトランスポゾンの転移の際に起こる要求されたアセンブリプロセスを促し得る。従って、12DR及び/又は14DRモチーフをCASTingで選択された高親和性結合サイトに置き換えて一連のトランスポゾンの型を構築し(図4A)、その種々のコンストラクトに対して転移アッセイを行った。驚くべきことに、高親和性CAST−5配列で野生型モチーフを置換すると、転移頻度は改善しなかった。それどころか、12DR又は14DRのいずれかをCAST−5モチーフに置換すると、それぞれ野生型の活性の65%及び3%の活性となった(図4A)。同様に、4つ全てのDRをCAST−5に変更すると、転移が負に影響し(2.2%)、いずれかのDR位置での増強されたDNA結合親和性はSB転移を抑制し得ることを提示する。代替的に、転移におけるCAST−5の負の影響は、少なくとも部分的に、PAI結合の好適な選択のための原因となり、REDの機能を抑制する。実際に、CAST配列は、内側と外側との位置を区別する能力を含んで(図2)、RED相互作用に準最適となると予想される。2つのシナリオを区別するために、我々は、CAST−5をPAIのみ置換し、他はDR野生型(wt)を維持したCAST−5/wtを生成した。再度、我々は、種々の組合せでの転移におけるハイブリッドモチーフの影響を試験した。高親和性のCAST−5/wtハイブリッドモチーフは、外側と、組み合わせられた内側/外側の位置とにおいて、転移に負の影響を与えた。しかしながら、内側の位置で12DRを置換した場合は、CAST−5/wtモチーフは明らかに転移を改善した(130%)(図4B)。
「高親和性」試験は、SB転移の以下の機能を明らかにした。第1に、RED−14DR相互作用はEMSAにより検出されなかったが、転移反応の後期で転移に必要となる。第2に、外側のDR又は4つ全てのDRで結合活性を増強することは、転移に負に影響を及ぼし、内側と外側との位置のDRのDNA結合親和性が自由に変更されないことを示す。基質認識は、反応の異なる段階で明確に定義された段階で起こると考えられ、IR/DR構造により指向される。このプロセスの間、PAI及びREDサブドメインは、DNA−タンパク質及びタンパク質−タンパク質相互作用に関連する複数のタスクを実行することが予想される。
最後に、転移は、内側の位置(12DR)におけるPAIの結合親和性を増強することにより改善され得る。特に、その増強は、最適化された結合親和性に直接に比例せず、IR/DR構造は、急激な変化を許容しない細かく制御されたプロセスを管理することを示す。それにもかかわらず、分子展開的アプローチの組合せにおいてIR/DR構造の役割を解明する試みは、Sleeping Beautyの転移反応を顕著に改善することを解明できた。
(FACT複合体の要素の欠失は転移効率を増大する)
(SB10が関連する)転移における顕著な増強は、RNA干渉により生成された安定的ノックダウンHEK293T細胞のノックダウンで観察された(図5の左欄参照)。同様に、約50%の増強がSB100Xを用いて見られた(図5の右欄)。また、SUPT16Hのノックダウンは、転移の増大を引き起こし、対応するスクランブルRNAiは転移に顕著な影響を及ぼさなかった。SUPT16Hの欠失は、最も強い影響を引き起こす。
SPT16又はSUPT16Hの欠失のための商業的に入手可能なsiRNAを一過性にトランスフェクションされたHEK293T細胞における転移アッセイは、安定的ノックダウン細胞株を用いて観察された結果を確認した(図6)。
[材料及び方法]
(プラスミドコンストラクト)
ヘキサヒスチジンタグが付けられたSB DNA結合ドメインのサブドメインとしてのPAI、RED及びN123のそれぞれを発現する原核生物ベクターpET−21a/N57、pET−21a/58−123及びpET−21a/N123は、以前に説明されている(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8.)。HeLa細胞におけるSBトランスポザーゼの発現のために、pCMV−SB10(Ivics et al., 1997, Cell 91:501-510)及びpCMV−SBD3(D3)、SBの触媒的変異体(E278D)が用いられた。インビボアッセイにおけるドナープラスミドとして以下のコンストラクトが用いられる:以前に記載されたpT/neo(Ivics et al., 1997, Cell 91:501-510)。
(タンパク質の発現及び精製)
Hisタグ化PAI及びREDサブドメインの発現及び精製は、Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8.に記載されているように行った。
(ゲルシフトアッセイ(EMSA))
12DR又は14DRに対応する二本鎖オリゴヌクレオチドを、[α−32P]dCTP及びKlenow断片を用いて末端標識した。左側IRを含むDNAプローブは、pT/neoのEcoRI断片であり、[α−32P]dATPで末端標識される。Klenow反応後、標識化されたDNAを製造者の説明書通りにMicroSpinG−25カラムで精製した。結合反応液は、総量10μl中に20mMのHEPES(pH7.5)、0.1mMのEDTA、1mMのDTTを含み、20000〜50000cpmの標識化DNAプローブ及び種々の濃度のタンパク質(図に記載)を加え、氷上で10分間、インキュベートした。3μlのローディングダイ(50%グリセロール及びブロモフェノールブルー含有)を加えた後に、サンプルを4%又は6%ポリアクリルアミドゲルにロードした。電気泳動をTris−グリシンバッファpH8.3で、25mA、2〜3時間行った。ゲルをBIO−RAD社のゲルドライヤーを用いて45分間乾燥させた。ゲルを一晩中曝露した後、FujifilmFLA−3000を用いてスキャンし、AIDAプログラムで分析した。
実施例で用いたプローブの配列は以下の通りである。
14DR:
S 5’−ACATACACTTAAGTGTATGTAAACTTCCGACTTCAACTTGG−3’(配列番号79)
AS 5’−GACTCCAAGTTGAAGTCGGAAGTTTACATACACTTAAGTGTATGT−3’(配列番号80)
12DR:
S 5’−ACATACATTAGTGTATGTAAACTTCTGACCCACTGTTGG−3’(配列番号81)
AS 5’−GACTCCAACAGTGGGTCAGAAGTTTACATACACTAATGTATGT−3’(配列番号82)
CAST−2 S 5’−acatacaccctggtgtatgtaaagatcggacggccggttgg−3’(配列番号34)
AS 5’−gactccaaccggccgtccgatctttacatacaccagggtgtatgt−3’(配列番号35)
CAST−5 S 5’−acatacaggcgcgtgtatgtacacttggggtcgtcacttgg−3’(配列番号36)
AS 5’−gactccaagtgacgaccccaagtgtacatacacgcgcctgtatgt−3’(配列番号37)
CAST−9 S 5’−acatacagcaccatgtacttaaatctctgacctgggcttgg−3’(配列番号38)
AS 5’−gactccaagcccaggtcagagatttaagtacatggtgctgtatgt−3’(配列番号39)
CAST−20 S 5’−acatacacgtaagtgtacatactgtgtacacaaagacttgg−3’(配列番号40)
AS 5’−gactccaagtctttgtgtacacagtatgtacacttacgtgtatgt−3’(配列番号41)
(化学的架橋)
反応は、製造者の推奨に従って、ビス(スルホスクシンイミジル)基質(BS、Pierce Biotechnology, USA)を用いて行った。タンパク質(3μM)を、最終体積が15μlの20mMのHEPES(pH7.5)、5mMのMgCl、100mMのNaCl及び2.5mMのBSにおいて、氷上で2時間インキュベートした。最終濃度50mMのTris−HCl(pH7.5)を加え、室温で10分間インキュベートすることにより、反応を停止させた。その後、Laemliバッファ(125mMのTris−HCl(pH6.8)、5%のSDS、10%のβ−メルカプトエタノール、25%のグリセロール及びブロモフェノールブルー)を加え、サンプルを15%SDS−PAGEにロードし、ポリクローナル抗SB抗体(R&D Systems, USA)及び抗ヤギIgG(PierceBiotechnology, USA)を用いたウェスタンブロットによって分析した。
(CASTing試験)
Wright, Binderet al. (1991) に記載された方法に基づいて、CASTingを行った。ランダムの35bp長のコアを含むオリゴヌクレオチドSB−DOL:5’−GCG GGA TCC ACT CCA GGC CGG ATG CT (N)35 CAC CAG GGT GTA AGG CGG ATC CCG C -3’(配列番号42)を合成し、コアに隣接する配列に相補的なプライマーを用いたPCR反応で二本鎖を作製した。0.15μgの精製Hisタグ化SBトランスポザーゼ(SBFl−6H)(Izsvak Z, et al., 2002. J Biol Chem, 277: 34581-8.)と共に2μgの上記オリゴヌクレオチドを1時間インキュベートして形成された核タンパク質複合体を、Ni−NTAレジン(QIAGEN)を用いて回収した。結合されたオリゴヌクレオチドを広範な洗浄ステップにより濃縮した。選択されたオリゴヌクレオチドを抽出し、プライマーA:5’− GCG GGA TCC GCC TTA CAC CCT GGT G -3’(配列番号43)及びプライマーB:5’− GCG GGA TCC ACT CCA GGC CGG ATG CT -3’(配列番号44)により増幅し、その方法の特異性を増大するために追加のCASTingサイクルを行った。6度目のサイクルから得られたオリゴヌクレオチドを配列決定し、結合及び転移の試験を行った。
(細胞培養)
HeLa細胞を、10%ウシ胎児血清Gold(FCS Gold)(PAA, Germany)及び1%抗真菌性抗生物質(Invitrogen,Germany)を含むDMEM(GIBCO BRL, Germany)で増殖させた。トランスフェクションの1日前に細胞を6ウェルプレートに播種した。jetPEIRGDトランスフェクション試薬(Polyplus Transfection, France)を用いて、Qiagenで精製されたDNA (Qiaprep spin miniprep kit,Qiagen)を細胞にトランスフェクションした。トランスフェクションの2日後に、細胞を除去(excision)アッセイのために回収し、1mg/mlのG418(Biochrom, Germany)を用いた選択のために、10cmプレートに播種した。選択の3週間後に、Ivics et al., Cell 1997に記載されたようにコロニーを染色し、カウントした。
(Sleeping Beautyトランスポゾン除去アッセイ)
Sleeping Beautyトランスポゾンのプラスミドからゲノムへの転移の際の除去効率を決定するために、我々は、pCMV(CAT)−GFP/T2neoと呼ばれるSleeping Beautyトランスポゾンベースのレポーターをクローニングした。詳細には、まず、CMVプロモーターにより制御されるGFPのオープンリーディングフレームを、pcDNA3.1ベクターにクローニングした。続いて、選択遺伝子neo(SV40により作動)を含むsleeping beautyトランスポゾンを、GFPのORFにおけるTAサイトにクローニングした。
除去効率におけるsleeping beautyトランスポゾンの内部配列の効果を評価するために、977bp及び1654bpの配列(部分的なSV40−neoを含む)をそれぞれ元の除去レポーターから切り出し、短い内部配列(それぞれ1260bp及び583bp)を含む2つの代替の除去レポーターをクローニングした。
3つのトランスポゾンコンストラクトをQiagen plasmid midi kitを用いて精製した。精製されたプラスミドDNAを、製造者による説明書に従ってjetPEI(Polyplus transfection, 哺乳動物細胞用)を用いて、トランスポザーゼ発現プラスミドpCMV(CAT)SB100X(Mates L, et al. Molecular evolution of a novel hyperactive SleepingBeauty transposase enables robust stable gene transfer in vertebrates. NatGenet. 2009 Jun;41(6):753-61.)と共にHeLa細胞内にトランスフェクションした。3日後にGFP陽性細胞の数をFACSにより推定した。
(クローニング)
変異されたSBトランスポゾン末端をPCR介在突然変異誘発により生成した。プライマー配列及びクローニング方法を表4に要約した。
(表4)
(FACT複合体の要素の欠失が転移効率を増大する)
表5に記載された標的マイクロRNAを用いてmiRNAコンストラクトを生成した。安定的ノックダウン細胞株を構築するために、Hek293T細胞に対して上記マイクロRNAコンストラクトを用いて形質導入した。
ssrp1及びsupt16Hの安定的ノックダウン細胞株のために、下記要素を含むマイクロRNA(miRNA)ベースベクターを用いた。
MPSV−LTR-Intron-truncatedhNGFR-WPRE-miRNA−LTR
骨髄増殖性腫瘍ウィルス(MPSV);マウスの長い末端反復(LTR);トランケート型ヒト神経成長因子受容体(NGFR);ウッドチャック肝炎ウィルス(WHP)転写後調節エレメント(wPRE);標的(ssrp1又はsupt16H)を含むマウスmiR155のコア配列のセンス及びアンチセンス配列。
抗NGFR抗体による細胞の染色によってマイクロRNAの発現を監視した。マイクロRNAを有する細胞の濃縮のために、細胞に対してFACSのソート及び培養を行った。ノックダウン効率の分析のために、濃縮細胞群に対してRNA単離をし、続いてcDNA合成を行った。標的遺伝子の発現レベルを、遺伝子特異的プライマー(表6に示す)を用いたqPCRによって監視した。
前設計され、販売されている合成siRNA(siGENOME, SMARTpool)を入手した(Dharmacon,GEhealthcare)。supt16H遺伝子(cat. No. M-009517-00-0005)及びssrp1(cat. No. M-011783-01-0005)のいずれかを標的とするsiRNAを、jetPEITMトランスフェクションシステムを用いてHek293Tにトランスフェクションした。陰性対照として、ホタルルシフェラーゼ遺伝子を標的とするsiRNA(cat. No. D-001206-14-05)を用いた。24時間後に、細胞に転移のためのそれぞれのプラスミドをトランスフェクションした。トランスフェクションの2日後に、トランスフェクションされた細胞に対してトリプシン処理し、カウントし、ピューロマイシン選択をした。選択の1週間後に、コロニーに対して10%ホルムアルデヒドを含むPBSで15分間固定し、メチレンブルーを含むPBSで30分間染色し、脱イオン化水で広範に洗浄し、風乾し、撮影した。
以前に公開されているように(IvicsZ, et al., 1997. Cell, 91: 501-10)、転移アッセイを行った。その結果を図5及び図6に示す。
(表5)
表5:ノックダウンのためのmiRNA配列
(表6)
表6:プライマー
<実施例2>
DNA−PKcs及びATM活性の両方が有効なSB転移に必要であることが、以前から示されている(Izsvak et al., 2004, Mol Cell 13(2):279-90)。DNA−PKcs及びATMと同様に、ATRもホスファチジルイノシトール3キナーゼ様キナーゼ(PIKK)ファミリーに属し、チェックポイントシグナリング及び修復に関連する。ATRは、複製の際のDNA損傷により特異的に活性化される(Lupardus et al., 2002, Genes Dev 16(18):2327-32)。カフェインは、ATM、ATR及びmTOR(PIKKメンバー)の阻害剤であるが、DNA−PKCsは異なる(Sarkaria et al., 1999, Cancer Res. 59(17):4375-82)。本発明者らは、カフェイン処理下で(4mM)、標準転移アッセイを用いてSB転移を試験した。
コントロールと比較してカフェイン処理をした場合は、転移の頻度が約50%低減した(図7A)。ATRシグナリングが有効なSB転移に特異的に必要とされるか否かを解明するために、ATRの機能を制御できる安定TET誘導細胞株を用いた。誘導できる条件下において(Cliby et al., 1998, EMBO J. 17(1):159-69)、ATR(野生型)又はATRkd(ATRのドミナントネガティブキナーゼ不活性アレル)を発現する安定細胞株でSB転移を監視した。ATRの触媒性が無いATRkdの発現は、ドミナントネガティブ効果としてATRの活性を無効にする(Cliby et al., 1998)。ATR無効化細胞において、ATRは複製停止を解決するシグナルカスケードを開始できない。ATR及びATRkdを誘導し、2つの細胞株に対してゲノム転移アッセイを行った。その結果、ATR無効化細胞において、75%以下低減された転移が示され、ATRがSB転移に必須であることが示された(図7B)。さらに、ATRkd誘導細胞において、停止された複製フォークの蓄積にもかかわらず、転移の誘導が観察されず、完全なATRシグナリングが転移の引き金に必要となり得ることを提示する。

Claims (16)

  1. 逆向き反復配列/直列反復配列(IR/DR)に左側及び右側に隣接されたカーゴ核酸を含むトランスポゾンを含むポリヌクレオチド又はその相補的ポリヌクレオチドであって、
    (i)前記トランスポゾンは、Sleeping Beautyトランスポザーゼタンパク質によって移動可能であり、
    (ii)前記左側のIR/DRは、配列番号1のヌクレオチド配列を含む外側の左側DRモチーフと、配列番号2のヌクレオチド配列を含む内側の左側DRモチーフとを含み、
    (iii)前記右側のIR/DRは、配列番号1のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含む外側の右側DRモチーフと、配列番号2のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含む内側の右側DRモチーフとを含む、ポリヌクレオチド。
  2. 前記外側の左側DRモチーフは、配列番号3のヌクレオチド配列を含み、及び/又は前記外側の右側DRモチーフは、配列番号4のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含む、請求項1に記載のポリヌクレオチド。
  3. 前記内側の左側DRモチーフは、配列番号5のヌクレオチド配列を含み、及び/又は前記内側の右側DRモチーフは、配列番号6のヌクレオチド配列の逆相補鎖を含む、請求項1又は2に記載のポリヌクレオチド。
  4. 前記左側のIR/DRは、前記外側の左側DRモチーフと前記内側の左側DRモチーフとの間に、配列番号7のヌクレオチド配列を含むエンハンサーとして機能可能なHDR領域を含み、
    任意に前記右側のIR/DRは、前記HDR領域の逆相補鎖を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド。
  5. 前記左側のIR/DRは、配列番号8及び配列番号9からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド。
  6. 前記右側のIR/DRは、配列番号10、配列番号11、配列番号12及び配列番号13からなる群から選択される逆相補鎖ヌクレオチド配列を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド。
  7. 前記カーゴ核酸は、プロモーターに作動可能に連結されたオープンリーディングフレームを含み、
    前記オープンリーディングフレームは、好ましくはT細胞受容体コンストラクト又はその断片をコードする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド。
  8. (i)アデノウィルス、アデノ随伴ウィルス、レンチウィルス、レトロウィルス、単純ヘルペスウィルス、バキュロウィルス、エプスタイン−バールウィルス及びポックスウィルスベクターを含む群から選択されるウィルスベクター、又は、
    (ii)プラスミド、ミニサークル、pFARベクター若しくはウィロソームを含む群から選択される非ウィルスベクター、
    からなる群から選択されるベクターである、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド。
  9. 核酸を転移するためのキットであって、
    (i)請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドと、
    (ii)(a)Sleeping Beautyトランスポザーゼタンパク質、又は(b)Sleeping Beautyトランスポザーゼタンパク質をコードする核酸と、
    (iii)任意に、
    (A)SSRP1及びSUPT16H/SPT16からなる群から選択されるFACT複合体の要素を欠失できる補助因子、
    (B)H、S、V及びLを含む群から選択されるカテプシン阻害剤、
    (C)HSP90を欠失又は阻害できる補助因子、
    (D)G0/G1、G1/S若しくはG2/Mの細胞周期で細胞を一時停止する因子、
    (E)PCNAのユビキチン化を阻害する因子、
    (F)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングを増大できる因子
    の群から選択される少なくとも1つの補助因子、又は、
    (AA)前記FACT複合体の要素がノックダウンされた、
    (BB)前記カテプシンがノックダウンされた、
    (CC)前記HSP90がノックダウンされた、
    (DD)前記細胞周期がG0/G1、G1/S若しくはG2/Mで一時停止された、
    (EE)PCNAのユビキチン化が阻害された、及び/又は、
    (FF)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングが増大された、細胞と、を含み、
    前記補助因子は、小分子、siRNA及びmiRNAを含む群から選択される、キット。
  10. 組換え核酸を生成する方法であって、
    Sleeping Beautyトランスポザーゼの認識配列を含む標的核酸を請求項9に記載のキットの要素に接触することを含む、方法。
  11. トランスフェクト細胞を生成する方法であって、
    請求項9に記載のキットの要素を前記細胞に導入することを含み、好ましくは細胞にエレクトロポレーションを行うことを含む、方法。
  12. 前記Sleeping Beautyトランスポザーゼは、活動亢進性トランスポザーゼSB100Xである、請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド、請求項9に記載のキット又は請求項10若しくは11に記載の方法。
  13. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含み、
    好ましくは、請求項7に記載のポリヌクレオチドを含む養子T細胞移植に適するT細胞である、宿主細胞。
  14. 請求項13に記載の宿主細胞を含む医薬組成物。
  15. 組換えポリペプチド、又はSleeping Beautyトランスポゾン等のトランスポゾンの転移による組換えポリペプチドを含む組換え細胞を調製するための、補助因子又は細胞の使用であって、
    前記補助因子は、
    (A)SSRP1及びSUPT16H/SPT16からなる群から選択されるFACT複合体の要素を欠失できる補助因子、
    (B)H、S、V及びLを含む群から選択されるカテプシン阻害剤、
    (C)HSP90を欠失又は阻害できる補助因子、
    (D)G0/G1、G1/S若しくはG2/Mの細胞周期で細胞を一時停止する因子、
    (E)PCNAのユビキチン化を阻害する因子、
    (F)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングを増大できる因子、
    の群から選択される少なくとも1つの補助因子であり、
    前記補助因子は、好ましくはFACT複合体の要素を欠失できる補助因子であり、
    前記補助因子は、小分子、抗体、siRNA及びmiRNAを含む群から選択され、
    前記細胞は、
    (AA)前記FACT複合体の要素がノックダウンされた、
    (BB)前記カテプシンがノックダウンされた、
    (CC)前記HSP90がノックダウンされた、
    (DD)前記細胞周期がG0/G1、G1/S若しくはG2/Mで一時停止された、
    (EE)PCNAのユビキチン化が阻害された、及び/又は、
    (FF)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングが増大された、細胞であり、
    前記トランスポゾンは、好ましくは請求項1〜8のいずれか1項にポリペプチドである、使用。
  16. 組換えポリヌクレオチド、又はSleeping Beautyトランスポゾン等のトランスポゾンの転移による組換えポリヌクレオチドを含む組換え細胞を生成するための方法であって、
    (A)SSRP1及びSUPT16H/SPT16からなる群から選択されるFACT複合体の要素を欠失できる補助因子、
    (B)H、S、V及びLを含む群から選択されるカテプシン阻害剤、
    (C)HSP90を欠失又は阻害できる補助因子、
    (D)G0/G1、G1/S若しくはG2/Mの細胞周期で細胞を一時停止する因子、
    (E)PCNAのユビキチン化を阻害する因子、並びに、
    (F)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングを増大できる因子、
    からなる群から選択される補助因子を細胞に導入することと、
    前記細胞内で転移を誘導することと、を含み、又は、
    (AA)前記FACT複合体の要素がノックダウンされた、
    (BB)前記カテプシンがノックダウンされた、
    (CC)前記HSP90がノックダウンされた、
    (DD)前記細胞周期がG0/G1、G1/S若しくはG2/Mで一時停止された、
    (EE)PCNAのユビキチン化が阻害された、及び/又は、
    (FF)ATRの濃度及び/若しくはシグナリングが増大された、細胞を誘導する又は該細胞内で転移を誘導すること、を含み、
    前記トランスポゾンは、好ましくは、請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドであり、
    前記補助因子は、好ましくはFACT複合体の要素を欠失できる補助因子であり、
    前記補助因子は、小分子、抗体、siRNA及びmiRNAを含む群から選択される、方法。
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