JP2021524273A - 改変ノロウイルスvp1タンパク質および改変ノロウイルスvp1タンパク質を含むvlp - Google Patents

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Abstract

改変ノロウイルスVP1タンパク質をコードする核酸、および1つ以上の改変ノロウイルスVP1タンパク質を含むVLPが提供される。植物、植物の一部、または植物細胞において、改変ノロウイルスVP1タンパク質、およびノロウイルスVLPの産生のための方法も記載されている。

Description

本発明は、改変ノロウイルスVP1タンパク質、改変ノロウイルスVP1タンパク質を含むVLP、およびそれらを産生する方法に関する。
ノロウイルス感染に起因する世界的な疾病負荷は高く、全世界の下痢症例の推定20%に関連しており、年間20万人以上が死亡している。ノロウイルスは、北米での食中毒の発生の主な原因であり、高齢者の医療関連の発生の大部分の原因物質である。ノロウイルス株はまた、世界中の小児胃腸疾患の主要な原因であると認識されている。
ノロウイルスは、カリシウイルス(Caliciviridae)科の多くの属のうちの1つを構成する。ヒトノロウイルスゲノムは、3つのオープンリーディングフレーム(ORF)をコードし、その5’末端がVPgタンパク質でキャップされた一本鎖プラス鎖RNA分子である。ORF1は、VPg、RNA依存性RNAポリメラーゼ、およびウイルスプロテアーゼを含む6つの非構造ウイルスタンパク質をコードする。ORF2は、主要なメジャー構造のキャプシドタンパク質(VP1)をコードする。ORF3は、マイナーキャプシドタンパク質(VP2)をコードする。
VP1は、シェル(S)ドメインおよび突出(P)ドメインの2つのドメインで構成されている。タンパク質のN末端にあるSドメインは、キャプシド集合およびウイルス二十面体の形成に必要な構造要素を含有する。Pドメインは、VP1タンパク質の残りを含み、P1サブドメインおよびP2サブドメインからさらに構成される。P2サブドメインは、超可変ドメインと呼ばれ、受容体結合および免疫反応性において重要な役割を果たすと考えられている。
VP1タンパク質は、Pドメイン媒介性タンパク質相互作用を介して二量体を形成する。二量体化は、ビリオンキャプシドの安定性を高め、Sドメインによって形成されたノロウイルス粒子のベースコアから伸びる突起の形成をもたらす。発現すると、ノロウイルスVP1タンパク質は、自動的に集合して、2つのビリオン構造:直径38〜40nmのT=3正十二面体対称性を有する180merのキャプシド構造;および直径23nmのT=1正二十面体対称を有する60merのキャプシド構造を形成する。
マイナー構造タンパク質であるVP2の分子量(MW)は、約21〜24kDaである。研究によると、VP2は、非常に塩基性であり、キャプシドの内部にあることが示唆されている。VP2の機能は、まだ完全には理解されていないが、一般に、ビリオンを解体および分解から保護することにより、キャプシドの安定性に役割を果たすと考えられている(Bertolotti−Ciarlet A.,Crawford S.E.,Hutson A.M.,Estes M.K.2003,J.Virol.77:11603−11615)。VP2は、RNAゲノムのパッケージング中にも機能を有し得る。ビリオン中のVP2マイナー構造タンパク質の量は、比較的少なく、成熟したビリオンには1.5〜8コピーが組み込まれている。Bertolotti−Ciarlet et.al.(2003)は、昆虫および哺乳類細胞において、VP1/VP2で構成されたVLPは、VP1のみのものよりもプロテアーゼ切断に対して耐性があり、シスでのVP2の発現がVP1タンパク質産生の増加をもたらすことを報告している。加えて、ORF2遺伝子の下流に3’UTRが存在すると、NV ORF2 mRNAの定常状態レベルが上昇する。VP1発現の最大の増加は、同じ構築物上に存在し、1つのプロモーターの調節下にあるORF2+ORF3+3’UTRが発現したときに観察された。トランスでのVP2の発現は、いかなるVP1発現の増加ももたらさなかったが、これは、観察されたVP1産生の増加には、ORF2−ORF2−3’UTRのサブゲノム組織が必要であることを示している。
ノロウイルスは、VP1アミノ酸配列のそれらの系統発生的クラスター化に従って分類される。現在までに7つの遺伝子群(GI〜GVII)が分類されており、ヒトに感染することが知られている遺伝子群はGI、GII、およびGIVのみである。現在、ヒトの感染症に関連している32個の特異的な遺伝子型のうち、GII.4ノロウイルスが最近のノロウイルスの発生の大部分の原因となっている。GII.4の新株は、VP1の超可変P2ドメインのエピトープ決定領域の突然変異によって駆動されるプロセスによって進化し、2〜3年ごとに出現する。このプロセスにより、ノロウイルスは初期の株への以前の曝露によって獲得された体液性免疫応答から逃れることができる。
急速に進化し、遺伝的に多様なノロウイルス株の困難に直面している一方で、効果的なノロウイルスワクチンの開発は、さらなる課題によって悪化している。例えば、最近まで、ヒトノロウイルスは、細胞培養で増殖させることができず、現在でも、VLPおよび弱毒生ノロウイルスの両方に対する堅牢な細胞培養システムが不足している。
ワクチン開発における追加の課題は、ノロウイルス感染に対する免疫が株および遺伝子型に特異的であり、他の遺伝子群に対して最小限の交差免疫が付与されることである。さらに、ノロウイルス株に対する免疫は、生涯続くものではなく、6か月〜9年のどこからでも持続すると推定されている。
世界的には、ノロウイルスGII株が優勢であり、GII.4がノロウイルス遺伝子型として優勢である。遺伝的に別個の新規GII.4変異体は、2〜3年ごとに出現し、世界中に急速に広まった。GII.4変異体US95/96,Farmington Hills 2002、Hunter 2004,Den Haag 2006b(2006b),New Orleans 2009,およびSydney 2012は、パンデミック変異体として認識されているが、Asia 2003およびYerseke 2006aなどの一部の変異体が、限られた地域の流行でのみ報告されている。さらに、GII.4は、他の遺伝子型よりも重度の胃腸炎を引き起こすことが報告されている
昆虫および植物の発現系における組換えノロウイルスタンパク質の産生を含む、ノロウイルス感染に対する好適なワクチンを開発するために、様々なアプローチが行われてきた。
Huo et al.(Virus Research,2015,204:1−5)は、昆虫SF9細胞で産生されたノロウイルスVP1 VLPのM27G突然変異キャプシドタンパク質が、58kDaおよび55kDaのタンパク質を含む38nmおよび21nmのVLPの産生をもたらしたことを実証した。55kDaのタンパク質は、内部開始コドンの翻訳産物とは対照的に、完全長のP1キャプシドタンパク質の分解または切断の結果であった。VP1タンパク質の26または38個の欠失アミノ酸残基を含むN末端欠失変異体は、21nmのVLPの産生をもたらした。26個のアミノ酸欠失変異体は、少数の38nmのVLPを産生したが、38個のアミノ酸欠失変異体は、38nmのVLPの形成をもたらさなかった。
US2013/0273105は、遺伝子群I(G1)、遺伝子群II(GII)、またはコンセンサスウイルス配列に由来する抗原ペプチド、タンパク質、またはVLPを含むノロウイルス製剤の製造を教示している。ノロウイルス抗原には、VLPで発現するキャプシドタンパク質の変異体が含まれ得る。
US2015/0023995号は、昆虫Sf9細胞で産生されたVLPを含むワクチン製剤を提供し、VLPは、少なくとも2つのウイルスタンパク質配列に由来する複合アミノ酸配列を含む。例えば、GII.4 Minerva 2006−a、ならびにGII.4 Laurens 2006−bおよびGII.4 Houston 2002ノロウイルス株からのVP1配列を含む複合GII.4 VP1 VLPが記載されている。GII.1、GII.2 Snow Mountain、およびGII.3由来の複合配列、ならびにNorwalk GI.1、Southampton GI.1、およびChiba GI.1由来のGI複合配列についても説明する。
Mason et al.(Proc Natl Acad Sci U.S.A.,1996,93(11):5335−40)は、遺伝子操作されたタバコ植物およびジャガイモ塊茎を使用して、天然VP1タンパク質からGI.1ノロウイルスVLPを発現させることを教示している。植物産生されたノロウイルスVLPは、形態学的および物理的に、昆虫細胞で産生される38nmのNorwalk VLPと類似している。天然キャプシドタンパク質から精製されたタバコ産生Norwalk VLP、またはGI.1キャプシドタンパク質を発現するジャガイモ塊茎の経口投与は、マウスおよびヒトにおいて体液性免疫応答を誘導した(Tacket et al.,J.Infect.Dis.,2000,182(1):302−5)。
Huang et al.(Biotechnol.Bioeng.,2009,103(4):706−14)は、植物でGI.1ノロウイルスVLPを産生するためのジェミニウイルス由来DNAレプリコンベクターについて説明している。ニコチアナベンサミアナ(Nicotiana benthamiana)における豆黄矮性ウイルス由来ベクターおよびRep/RepA供給ベクターの同時送達は、迅速かつ強力なタンパク質産生をもたらした。
本発明は、改変ノロウイルスタンパク質、改変ノロウイルスタンパク質を含むウイルス様粒子(VLP)、ならびにノロウイルスタンパク質および改変ノロウイルスタンパク質を含むウイルス様粒子(VLP)を産生する方法に関する。
本発明の目的は、改変ノロウイルスタンパク質、改変ノロウイルスタンパク質を含むVLPを産生すること、および植物において改変ノロウイルスタンパク質を含むVLPを産生することである。
本明細書に記載されるように、改変ノロウイルスVP1をコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、前記改変ノロウイルスVP1が、Sドメイン及びPドメインを含み、
−前記SドメインはノロウイルスVP1GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸39、53、もしくは80に対応する1つもしくは複数のアミノ酸での置換を含む;
−前記PドメインはノロウイルスVP1GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333もしくは368に対応する1つもしくは複数のアミノ酸での置換を含む、または
−それらの組み合わせ
である、前記核酸が提供される。
また、改変ノロウイルスVP1タンパク質をコードするヌクレオチド配列が任意のノロウイルスGII.4株に由来し得る、上記のような核酸も提供される。例えば、限定的であるとは見なされないが、ノロウイルスGII.4株は、GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AU(配列番号:1)、Hu/GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)、US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5)、FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6)、Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7)、2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8)、およびNO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9)の群から選択され得る。
さらに、Sドメインは、ノロウイルス遺伝子型Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUまたはHu/GII.4/Sydney/2015に由来し得、Pドメインは、ノロウイルス遺伝子型Hu/GII.4/Sydney/2015に由来し得る。
上記の組換え核酸は、以下から独立して選択される、1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変VP1タンパク質をコードし得る:
1)ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸80との配列アラインメントにおいて、またはそれと対応する位置にアミノ酸置換を含むノロウイルス株Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUもしくはHu/GII.4/Sydney/2015に由来するSドメイン。今説明したように改変VP1タンパク質は、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333、368もしくはアミノ酸333および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する位置にアミノ酸置換を含むPドメインも含み得る。
2)ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸39および80との配列アラインメントにおいて、またはそれらと対応する位置に2つのアミノ酸置換を含むノロウイルス株Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUもしくはHu/GII.4/Sydney/2015に由来するSドメイン。今説明したように改変VP1タンパク質は、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333、368、もしくはアミノ酸333および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する位置にアミノ酸置換を含むPドメインも含み得る。
3)ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸53および80との配列アラインメントにおいて、またはそれらと対応する位置に2つのアミノ酸置換を含むノロウイルス株Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUもしくはHu/GII.4/Sydney/2015に由来するSドメイン。今説明したように改変VP1タンパク質は、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333、368もしくはアミノ酸333および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する位置にアミノ酸置換を含むPドメインも含み得る。
4)ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4のアミノ酸39、53、および80との配列アラインメントにおいて、またはそれらと対応する位置に3つのアミノ酸置換を含むノロウイルス株Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUもしくはHu/GII.4/Sydney/2015に由来するSドメイン。今説明したように改変VP1タンパク質は、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333、368もしくはアミノ酸333および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する位置にアミノ酸置換を含むPドメインも含み得る。
上記の核酸は、
−アミノ酸がバリン、イソロイシン、ロイシン、またはメチオニンに置換されている、アミノ酸39;
−アミノ酸がセリン、アスパラギン、システイン、またはスレオニンに置換されている、アミノ酸80;
−アミノ酸がイソロイシン、ロイシン、バリン、アラニン、またはメチオニンに置換されている、アミノ酸53;
−アミノ酸がバリン、イソロイシン、またはロイシンに置換されている、アミノ酸333;
−アミノ酸がグルタミン酸、アスパラギンまたはアスパラギン酸に置換されている、アミノ酸368
に対応するアミノ酸残基に1つまたは複数の置換を含む改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をさらにコードし得る。
上記の核酸のいずれもまた、ヒトコドン使用、増加したGC含有量、またはそれらの組み合わせのために最適化され得る。
上記のような核酸のいずれか1つを含むベクターも本明細書で提供される。
上記の核酸のいずれか1つによってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質も本明細書に記載されている。改変VP1タンパク質は、Hu/GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)またはGII.4/Sydney/NSW0514/2012/AU(配列番号:1)と約80〜約100%のアミノ酸配列類似性を含み得るが、ただし、改変ノロウイルスVP1タンパク質が、アミノ酸39、53、80、333、および368位に1つ以上の置換を含むことを条件とする。さらに、上記の組換え核酸のいずれか1つによってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質を含むVLPも開示されている。上記の核酸のいずれか1つによってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質を含むVLPは、ノロウイルスVP2タンパク質をさらに含み得る。
植物、植物の一部、または植物細胞において改変ノロウイルスVP1を産生するための方法も本明細書に提供される。改変ノロウイルスVP1は、上記の核酸のいずれか1つによってコードされ得る。この方法は、上記の核酸のうちの1つまたは複数を植物、植物の一部、または植物細胞に導入し、植物、植物の一部、または植物細胞を1つまたは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質の発現を可能にする条件下で、インキュベートすることを含む。本明細書で提供される方法は、植物、植物の一部、または植物細胞を収穫するステップをさらに含み得る。加えて、この方法は、植物、植物の一部、または植物細胞から1つまたは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質を抽出する、精製する、または抽出かつ精製するステップを含み得る。さらに、導入ステップにおいて、この方法は、ノロウイルスVP2タンパク質をコードする第2の核酸配列を植物、植物の一部、または植物細胞に導入することをさらに含み得、インキュベーションステップにおいて、条件は、植物、植物の一部、または植物細胞における、1つまたは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質およびノロウイルスVP2タンパク質の両方の共発現および共産生を可能にする。
また、植物、植物の一部、または植物細胞においてノロウイルスウイルス様粒子(VLP)を産生するための方法であって、VLPが、上記の核酸のうちの1つ以上によってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つまたは複数を含む、方法も記載されている。この方法は、上記の核酸のうちの1つまたは複数を植物、植物の一部、または植物細胞に導入し、植物、植物の一部、または植物細胞を1つまたは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質の発現を可能にする条件下でインキュベートし、それによりノロウイルスVLPを産生することを含む。本明細書で提供される方法は、植物、植物の一部、または植物細胞を収穫するステップをさらに含み得る。加えて、この方法は、植物、植物の一部、または植物細胞からノロウイルスVLPを抽出する、精製する、または抽出かつ精製するステップを含み得る。さらに、導入ステップにおいて、この方法は、ノロウイルスVP2タンパク質をコードする第2の核酸配列を植物、植物の一部、または植物細胞に導入することをさらに含み得、インキュベーションステップにおいて、条件は、植物、植物の一部、または植物細胞における、1つ以上の改変ノロウイルスVP1タンパク質およびノロウイルスVP2タンパク質の両方の共発現および共産生を可能にし、それによりノロウイルスVLPを産生する。本明細書に記載の方法によって産生されたノロウイルスVLPは、約15nm〜50nmの直径を有し得る。あるいは、VLPは、約23nm(T=1正二十面体対称性の場合)または約38nm(T=3正二十面体対称性の場合)の直径を有し得る。
抗体または抗体フラグメントを産生する方法であって、上記の核酸のうちの1つまたは複数によってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数、または改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数を含むノロウイルスVLPを対象または宿主動物に投与して、それによって抗体または抗体フラグメントを産生することを含む、方法が本明細書に提供される。
また、上記の核酸、組換え核酸のうちの1つもしくは複数によってコードされる改変ノロウイルスVP1、または1つもしくは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質を含むノロウイルスVLPを含む植物、植物の一部、または植物細胞も本明細書で提供される。
免疫応答を誘導するための組成物も本明細書に記載されている。組成物は、上記の核酸のうちの1つもしくは複数によってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数、または改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数を含むノロウイルスVLPの有効量、および薬学的に許容される担体、アジュバント、賦形剤、または添加剤を含む。
本開示はまた、免疫応答を誘導するためのワクチンであって、上記の核酸のうちの1つもしくは複数によってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数、または改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数を含むVLPの有効量を含む、ワクチンが提供される。
抗体または抗体フラグメントであって、上記の核酸のうちの1つもしくは複数によってコードされる改変ノロウイルスVP1のうちの1つもしくは複数、または改変ノロウイルスVP1のうちの1つもしくは複数を含むノロウイルスVLPを対象または宿主動物に投与することによって調製される、抗体または抗体フラグメントが本明細書で提供される。
また、対象においてノロウイルス感染に対する免疫を誘導する方法であって、上記の核酸のうちの1つもしくは複数によってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数、または改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数を含むノロウイルスVLPを投与することを含む、方法が本明細書に記載されている。改変ノロウイルスVP1タンパク質のうちの1つもしくは複数、またはノロウイルスVLPは、経口、鼻腔内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、直腸、または膣内で対象に投与され得る。
植物、植物の一部、または植物細胞におけるノロウイルスウイルス様粒子(VLP)の収量を増加させる方法が提供される。この方法は、上記のような核酸を植物、植物の一部、または植物細胞に導入し、改変ノロウイルスVP1タンパク質の発現を可能にする条件下で、植物、植物の一部、または植物細胞をインキュベートし、それによりノロウイルスVLPを産生することを含み、改変ノロウイルスVP1タンパク質を含むノロウイルスVLPの収量が、同じ条件下で、植物、植物の一部、または植物細胞で産生される野生型ノロウイルスVP1タンパク質を含むノロウイルスVLPの収量よりも大きい。
本発明のこの要約は、必ずしも本発明のすべての特徴を説明するものではない。
本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の図面を参照する以下の説明からより明らかになるであろう。
ノロウイルスゲノムならびにそこから翻訳されたポリタンパク質およびタンパク質の線形構造の概略図である。 シェル(S)ドメイン、P1およびP2サブドメインを含む突出(P)ドメインを含むノロウイルスVP1タンパク質の3次元構造のリボン図表現である。 2つのSドメイン(S)、2つのPドメイン(P)で構成されるノロウイルスVP1タンパク質二量体の3次元構造のリボン図表現である。 シェル(S)ドメインおよびP2サブドメインを示すノロウイルスVP1タンパク質の線形構造の概略図である。2つのノロウイルス遺伝子型GII.4/Sydney/2012/K4LM89(配列番号:1;GII.4/2012またはGII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)と、ノロウイルス遺伝子型GII.4/Sydney/2015(配列番号:3;GII.4/2015とも呼ばれる;Miranda de Graaf,Erasmus University Medical Center,Rotterdamから厚意で提供された配列)との間のアミノ酸の違いが示されている。GII.4 2012アミノ酸の1文字のアミノ酸コードの後に、その位置およびGII.4/2015における対応するアミノ酸の1文字のアミノ酸コードが続く。Sドメインには4つのアミノ酸の違い(V119I、I144M、V145I、およびP174S)があり、P2ドメインには7つの違いがある(R297H、D310N、V333M、R339K、E368Q、R373H、およびG393N)。 シェル(S)ドメイン、P2サブドメインを示す、GII.4/2015の改変ノロウイルスVP1タンパク質の例の線形構造の概略図である。アミノ酸39、53、80、333、および368位でのVP1タンパク質の改変が示されている。アミノ酸残基の番号付けは、天然ノロウイルス遺伝子型GII.4(GII.4/2012;配列番号:1)の番号付けと一致している。天然アミノ酸残基の後には、残基番号および新規または置換されたアミノ酸残基が続く。
野生型Hu/GII.4/Sydney/2015(配列番号:4;Miranda de Graaf,Erasmus University Medical Center,Rotterdamから厚意で提供された;S(GII.4/2015)+P(GII.4/2015),構築物#:4153))を発現するN.ベンサミアナ(N.benthamiana)の葉から調製された粗タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配画分のクーマシー染色SDS−PAGE分析を示す図である。タンパク質収量は、図2B、3A、および4Aに示された比較タンパク質収量の参照として「1倍」に設定した。 GII.4/2015(P80S、I119V、M144I、I145V、S174P);構築物#:4171)と同等である、mut GII.4 S/Sydney/2012_P80S_P/Sydney/2015(S(GII.4/2012(P80S))+P(GII.4/2015))を発現するN.ベンサミアナ(N.benthamiana)の葉から調製された粗タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配画分のクーマシー染色SDS−PAGE分析を示す図である。GII.4/2015に対するタンパク質収量は、0.8倍である(構築物4153;図2A)。
(左から右へ:C#:構築物#;GII.4 2015構築物#4153、図2Aに対してX倍増加または減少):上部パネル:mut GII.4 S/2012_P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4174);mut GII.4 S/2012_P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4176)、およびmut GII.4 S/2012_P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構築物#:4187);上部中央パネル:mut GII.4 S/2012_A39V+P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4188);mut GII.4 S/2012_A39V+P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4194);およびmut GII.4 S/2012_A39V+P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構築物#:4191);下部中央パネル:mut GII.4 S/2012_R53I+P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4189);mut GII.4 S/2012_R53I+P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4195);およびmut GII.4 S/2012_ R53I+P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構築物#:4192);下部パネル:mut GII.4 S/2012_A39V+R53I+P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4190);mut GII.4 S/2012_A39V+R53I+P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4196);およびmut GII.4 S/2012_A39V+R53I+P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構築物#:4193)を発現するN.ベンサミアナ(N.benthamiana)の葉から調製された粗タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配画分から精製されたウイルス様粒子(VLP)の一連のクーマシー染色SDS−PAGE分析を示す図である。 上部パネル、左から右へ:mut GII.4 S/2012_P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4174)、mut GII.4 S/2012_P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4176)、およびmut GII.4 S/2012_P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構築物#:4187);上部中央パネル、左から右へ:mut GII.4 S/2012_A39V+P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4188)、mut GII.4 S/2012_A39V+P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4194)、およびmut GII.4 S/2012_A39V+P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構築物#:4191);下部中央パネル、左から右へ:mut GII.4 S/2012_R53I+P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4189)、mut GII.4 S/2012_R53I+P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4195)、およびmut GII.4 S/2012_R53I+P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構築物#:4192);下部パネル、左から右へ:mut GII.4 S/2012_A39V+R53I+P80S_P/2015_M333V VP1(構築物#:4190)、mut GII.4 S/2012_A39V+R53I+P80S_P/2015_Q368E VP1(構築物#:4196)、およびmut GII.4 S/2012_A39V+R53I+P80S_P/2015_M333V+Q368E VP1(構造番号:4193)を発現するN.ベンサミアナ(N.benthamiana)の葉から調製された粗タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配画分から精製されたウイルス様粒子(VLP)の一連の透過型電子顕微鏡写真(TEM;倍率15,000倍;スケールバー=500nm)を示す図である。「GII.4/2012」は、ノロウイルス株GII.4/Sydney/2012/K4LM89(配列番号:1)を指し;「GII.4/2015」は、ノロウイルス株GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)を指し;または「S/GII.4/2012」は、ノロウイルス株GII.4/Sydney/2012/K4LM89((Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AU;配列番号:1とも呼ばれる)のVP1のSドメインを指し;「P(GII.4/2015)」は、ノロウイルス株GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)のVP1のPドメインを指す。VP1のアミノ酸置換は、野生型アミノ酸残基の後に残基番号および置換アミノ酸残基が続くことで示される。
(左から右へ:C#:構築物#;GII.4 2015構築物#4153、図2Aに対してX倍増加または減少):上部パネル:mut GII.4/2015_P80S VP1(構築物#:4154)、mut GII.4/2015_P80S+M333V VP1(構築物#:4241)、mut GII.4/2015_P80S+Q368E VP1(構築物#:4242)、mut GII.4/2015_P80S+M333V+Q368E VP1(構築物#:4243);上部中央パネル:mut GII.4/2015_A39V+P80S VP1(構築物#:4244);mut GII.4/2015_A39V+P80S+M333V VP1(構築物#:4245)、mut GII.4/2015_A39V+P80S+Q368E VP1(構築物#:4246)、mut GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q368E VP1(構築物#:4247);下部中央パネル:mut GII.4/2015_R53I+P80S VP1(構築物#:4248)、mut GII.4/2015_R53I+P80S+M333V VP1(構築物#:4249、mut GII.4/2015_R53I+P80S+Q368E VP1(構築物#:4250)、mut GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q368E VP1(構築物#:4251);下部パネル:mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S VP1(構築物#:4252)、mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V VP1(構築物#:4253)、mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q368E VP1(構築物#:4254)、mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V_Q368E VP1(構築物#:4255)を発現するN.ベンサミアナ(N.benthamiana)の葉から調製された粗タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配画分から精製されたウイルス様粒子(VLP)の一連のクーマシー染色SDS−PAGE分析を示す図である。「GII.4/2015」は、ノロウイルス株GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)を指す。VP1のアミノ酸置換は、野生型アミノ酸残基の後に残基番号および置換アミノ酸残基が続くことで示される。 上部パネル、左から右へ:mut GII.4/2015_P80S+M333V VP1(構築物#:4241)、mut GII.4/2015_P80S+Q368E VP1(構築物#:4242)、mut GII.4/2015_P80S+M333V+Q368E VP1(構築物#:4243);上部中央パネル:mut GII.4/2015_A39V+P80S VP1(構築物#:4244);mut GII.4/2015_A39V+P80S+M333V VP1(構築物#:4245)、mut GII.4/2015_A39V+P80S+Q368E VP1(構築物#:4246)、mut GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q368E VP1(構築物#:4247);下部中央パネル:mut GII.4/2015_R53I+P80S VP1(構築物#:4248)、mut GII.4/2015_R53I+P80S+M333V VP1(構築物#:4249、mut GII.4/2015_R53I+P80S+Q368E VP1(構築物#:4250)、mut GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q368E VP1(構築物#:4251);下部パネル:mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S VP1(構築物#:4252)、mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V VP1(構築物#:4253)、mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q368E VP1(構築物#:4254)、mut GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V_Q368E VP1(構築物#:4255)を発現するN.ベンサミアナの葉から調製された粗タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配画分から精製されたウイルス様粒子(VLP)の一連の透過型電子顕微鏡写真(TEM;倍率15,000倍;スケールバー=500nm)を示す図である。「GII.4/2015」は、ノロウイルス株GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)を指す。VP1のアミノ酸置換は、野生型アミノ酸残基の後に残基番号および置換アミノ酸残基が続くことで示される。
VP1 Hu/GII.4_Sydney_2012_K4LM89(GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUまたはGII.4/2012;配列番号:1とも称される)のアミノ酸配列を示す図である。 ヒトコドン最適化VP1 Hu/GII.4_Sydney_2012_K4LM89(配列番号:2)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3)のアミノ酸配列を示す図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:4;Miranda de Graaf,Erasmus University Medical Center,Rotterdamから厚意で提供された配列)(配列番号:4)の核酸配列を示す図である。
VP1 US96:GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5)のアミノ酸配列を示す図である。 VP1 FH02:GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6)のVP1のアミノ酸配列を示す図である。 VP1 Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7)のアミノ酸配列を示す図である。 VP1 2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8)のアミノ酸配列を示す図である。 VP1 NO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9)のアミノ酸配列を示す図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2012_P80S(配列番号:10)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2012_P80S(配列番号:11)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4152(VP1 GII.4/2012_P80S)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_P80S(配列番号:12)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_P80S(配列番号:13)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4154(VP1 GII.4/2015_P80S)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015;配列番号:14)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015)(配列番号:15)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4171(VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015))の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_M333V)(配列番号:16)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_M333V)(配列番号:17)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4174(VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_M333V))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)配列番号:18)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)(配列番号:19)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4176(VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_Q368E))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)配列番号:20)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)(配列番号:21)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4187(VP1 S(GII.4/2012_P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E))の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_M333V)配列番号:22)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_M333V)(配列番号:23)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4188(VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_M333V))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)配列番号:24)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)(配列番号:25)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4194(VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E;配列番号:26)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E(配列番号:27)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4191(VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V)配列番号:28)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V)(配列番号:29)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4189(VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)配列番号:30)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)(配列番号:31)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4195(VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)配列番号:32)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)(配列番号:33)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4192 VP1 S(GII.4/2012_R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V)配列番号:34)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V)(配列番号:35)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4190)VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)配列番号:36)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E)(配列番号:37)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4196(VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_Q368E))の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)配列番号:38)の核酸配列を示す図である。 VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E)(配列番号:39)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4193(VP1 S(GII.4/2012_A39V+R53I+P80S)+P(GII.4/2015_M333V+Q368E))の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_P80S+M333V;配列番号:40)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_P80S+M333V(配列番号:41)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4241(VP1 GII.4/2015_P80S+M333V)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_P80S+Q368E;配列番号:42)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_P80S+Q368E(配列番号:43)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4242(VP1 GII.4/2015_P80S+Q368E)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_P80S+M333V+Q368E;配列番号:44)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_P80S+M333V+Q368E(配列番号:45)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4243(VP1 GII.4/2015_P80S+M333V+Q368E)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+P80S;配列番号:46)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+P80S(配列番号:47)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4244(VP1 GII.4/2015_A39V+P80S)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V;配列番号:48)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V(配列番号:49)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4245(VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+Q386E;配列番号:50)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+Q386E(配列番号:51)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4246(VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+Q386E)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q386E;配列番号:52)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q386E(配列番号:53)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4247(VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q386E)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S;配列番号:54)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S(配列番号:55)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4248(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V;配列番号:56)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V(配列番号:57)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4249(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+Q386E;配列番号:58)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+Q386E(配列番号:59)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4250(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+Q386E)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q386E;配列番号:60)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q386E(配列番号:61)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4251(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q386E)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S;配列番号:62)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S(配列番号:63)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4252(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V;配列番号:64)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V(配列番号:65)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4253(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q386E;配列番号:66)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q386E(配列番号:67)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4254(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q386E)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V+Q386E;配列番号:68)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V+Q386E(配列番号:69)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4255(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V+Q386E)の概略図である。
左T−DNAから右T−DNA(配列番号:70)までのクローニングベクター3674の核酸配列を示す図である。 構築物3674の概略図である。 2X35SプロモーターからNOSターミネーター(配列番号:70)までの構築物4153の核酸配列を示す図である。 2X35SプロモーターからNOSターミネーター(配列番号:70)までの構築物4154の核酸配列を示す図である。
以下の説明は、好ましい実施形態のものである。
本明細書で使用される場合、「含む(comprising)」、「有する」、「含む(including)」、および「含有する」という用語、ならびにそれらの文法上の変形は、包括的または非限定型であり、追加の、引用されていない要素および/または方法ステップを除外しない。使用または方法に関連して本明細書で使用される場合の「から本質的になる」という用語は、追加の要素および/または方法ステップが存在し得るが、これらの追加は、列挙された方法または使用が機能する方法に実質的に影響を及ぼさないことを表す。使用または方法に関連して本明細書で使用される場合の「からなる」という用語は、追加の要素および/または方法ステップの存在を除外する。特定の要素および/またはステップを含むものとして本明細書に記載される使用または方法はまた、特定の実施形態では、本質的にそれらの要素および/またはステップからなり得、他の実施形態では、これらの実施形態が具体的に言及されているかどうかにかかわらず、それらの要素および/またはステップからなる。加えて、単数形の使用には、複数形が含まれ、「または」は、特に明記しない限り「および/または」を意味する。本明細書で使用される「複数」という用語は、1つ超、例えば、2つ以上、3つ以上、4つ以上などを意味する。本明細書で別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される場合、「約」という用語は、所与の値からの約+/−10%の変動を指す。そのような変動は、それが具体的に言及されているかどうかにかかわらず、本明細書で提供される任意の所与の値に常に含まれることを理解されたい。本明細書で「含む」という用語と併せて使用される場合の「a」または「an」という単語の使用は、「1つ」を意味し得るが、「1つ以上」、「少なくとも1つ」、および「1つまたは複数」の意味とも一致する。
本明細書で使用される「植物」、「植物の一部」、「植物部分」、「植物物質」、「植物バイオマス」、「植物材料」、植物抽出物」、または「植物の葉」という用語は、本明細書に記載の1つまたは複数の核酸を発現するための転写、翻訳、および翻訳後機構を提供することができる、植物全体、組織(例えば、葉、茎、根)細胞、もしくはそれらの任意の画分、細胞内植物成分、細胞外植物成分、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み得、かつ/またはそこから発現タンパク質もしくはVLPが抽出および精製され得る。植物には、例えば、カノーラ、ブラッシカ属、トウモロコシ、ニコチアナ属、(タバコ)、例えば、ニコチアナベンサミアナ(Nicotiana benthamiana)、ニコチアナルスティカ(Nicotiana rustica)、ニコチアナ(Nicotiana)、タバカム(tabacum)、ニコチアナアラタ(Nicotiana alata)、アラビドプシスタリアナ(Arabidopsis thaliana)、アルファルファ、ジャガイモ、サツマイモ(Ipomoea batatus)、ジンセン、エンドウ豆、オート麦、米、大豆、小麦、大麦、ヒマワリ、綿、トウモロコシ、ライ麦(Secale cereale)、ソルガム(Sorghum bicolor、Sorghum vulgare)、サフラワー(Carthamus tinctorius)を含む農作物が含まれ得るが、これらに限定されない。
本明細書で使用される「植物部分」という用語は、葉、茎、根、花、果実、葉、茎、根、花、果実から得られた植物細胞、葉、茎、根、花、果実から得られた植物抽出物、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植物の任意の部分を指す。本明細書で使用される「植物抽出物」という用語は、植物、植物の一部、植物細胞、またはそれらの組み合わせを物理的に(例えば、凍結し、続いて好適な緩衝液中での抽出によって)、機械的に(例えば、植物もしくは植物の一部を粉砕もしくは均質化し、続いて好適な緩衝液中での抽出によって)、酵素的に(例えば、細胞壁分解酵素を使用して)、化学的に(例えば、1つ以上のキレート剤もしくは緩衝液を使用して)、またはそれらの組み合わせで処理した後に得られる植物由来の生成物を指す。植物抽出物をさらに処理して、望ましくない植物成分、例えば、細胞壁の破片を除去し得る。植物抽出物は、植物、植物の一部、または植物細胞からの1つ以上の成分、例えば、植物、植物の一部、または植物細胞からのタンパク質(タンパク質複合体、タンパク質超構造、および/もしくはVLPを含む)、核酸、脂質、炭水化物、またはそれらの組み合わせの回収を助けるために得てもよい。植物抽出物がタンパク質を含む場合、そのとき、それはタンパク質抽出物と呼ばれ得る。タンパク質抽出物は、植物組織からの1つ以上のタンパク質、タンパク質複合体、タンパク質超構造、および/またはVLPを含む、粗植物抽出物、部分的に精製された植物もしくはタンパク質抽出物、または精製された生成物であり得る。必要に応じて、タンパク質抽出物もしくは植物抽出物は、当業者に既知である技術を使用して部分的に精製され得、例えば、抽出物は、塩もしくはpH沈殿、遠心分離、勾配密度遠心分離、濾過、クロマトグラフィー、例えば、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、またはそれらの組み合わせに供され得る。当業者に既知である技術を使用して、タンパク質抽出物も精製し得る。
本明細書で使用される「核酸セグメント」という用語は、目的のタンパク質をコードする核酸の配列を指す。核酸の配列に加えて、核酸セグメントは、核酸の配列に作動可能に連結された調節領域およびターミネーターを含む。調節領域は、例えば、プロモーター、および任意選択で、プロモーターに作動可能に連結されたエンハンサーエレメントを含み得る。
本明細書で使用される「核酸複合体」という用語は、2つまたは2つより多い核酸セグメントの組み合わせを指す。2つまたは2つより多い核酸セグメントは、単一の核酸中に存在し得、その結果、核酸複合体は、2つまたは2つより多い核酸セグメントを含み、各核酸セグメントは、調節領域およびターミネーターの制御下にある。あるいは、核酸複合体は、2つ以上の別々の核酸を含み得、各核酸は、1つまたは複数の核酸セグメントを含み、各核酸セグメントは、調節領域およびターミネーターの制御下にある。例えば、核酸複合体は、2つの核酸セグメントを含む1つの核酸を含み得、核酸複合体は、2つの核酸を含み得、各核酸は、1つの核酸セグメントを含み得、または核酸複合体は、2つもしくは2つより多い核酸を含み得、各核酸は、1つもしくは複数の核酸セグメントを含む。
本明細書で使用される「ベクター」または「発現ベクター」という用語は、外因性核酸配列を宿主細胞(例えば、植物細胞)に移入し、宿主細胞における外因性核酸配列の発現を指示するための組換え核酸を指す。「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調節エレメントの制御下にあり、かつそれらに使用可能に(もしくは作動可能に)連結された目的の核酸を含むヌクレオチド配列を指す。当業者が理解するように、発現カセットは、植物宿主において活性である任意の配列である終結(ターミネーター)配列を含み得る。例えば、終結配列は、二部RNAウイルス、例えば、コモウイルスのRNA−2ゲノムセグメントに由来してもよく、終結配列は、NOSターミネーターであってもよく、または終結配列は、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。
本開示の構築物は、3’非翻訳領域(UTR)をさらに含み得る。3’非翻訳領域は、ポリアデニル化シグナルおよび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調節シグナルを含有する。ポリアデニル化シグナルは、通常、mRNA前駆体の3’末端にポリアデニル酸トラックを付加することによって特徴付けられる。ポリアデニル化シグナルは、一般に、標準型5’AATAAA−3’との相同性の存在によって認識されるが、変種は、珍しくない。好適な3’領域の非限定的な例は、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−ビスホスファートカルボキシラーゼ遺伝子の小サブユニット(ssRUBISCO;US4,962,028;参照により本明細書に組み込まれる)、プラストシアニン発現の調節に使用されるターミネーターのポリアデニル化シグナルを含有する3’転写非翻訳領域である。
「調節領域」、「調節エレメント」、または「プロモーター」とは、常にではないが典型的には、DNAもしくはRNAのいずれか、またはDNAおよびRNAの両方から構成され得る遺伝子のタンパク質コード領域の上流にある核酸の一部を意味する。調節領域が活性であり、目的のヌクレオチド配列と機能的に関連しているか、または作動可能に連結されている場合、これは、目的のヌクレオチド配列の発現をもたらし得る。調節エレメントは、器官の特異性を媒介することができ得るか、または発生的もしくは一時的な遺伝子活性化を制御することができ得る。「調節領域」には、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、外部刺激に応答して誘導可能なエレメント、負の調節エレメントまたは転写エンハンサーなどのプロモーター活性を媒介するエレメントが含まれる。本明細書で使用される「調節領域」はまた、転写後に活性であるエレメント、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、上流の活性化配列、ならびにmRNA不安定性決定因子などの遺伝子発現を調節する調節エレメントを含む。これらの後者のエレメントのいくつかは、コード領域の近位にあり得る。
本開示の文脈において、典型的には、「調節エレメント」または「調節領域」という用語は、常にではないが通常、構造遺伝子のコード配列の上流(5’)にある、DNAの配列を指し、これは、特定の部位で転写を開始するために必要なRNAポリメラーゼおよび/または他の因子の認識を提供することによるコード領域の発現を制御する。しかしながら、イントロン内にある他のヌクレオチド配列、または配列の3’もまた、目的のコード領域の発現の調節に寄与し得ることが理解されるべきである。特定の部位での開始を確実にするためにRNAポリメラーゼまたは他の転写因子の認識を提供する調節エレメントの例は、プロモーターエレメントである。すべてではないが、ほとんどの真核生物プロモーターエレメントは、転写開始部位の約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のヌクレオチド塩基対から構成される保存された核酸配列であるTATAボックスを含有する。プロモーターエレメントは、転写の開始に関与する基本的なプロモーターエレメント、および遺伝子発現を改変する他の調節エレメントを含み得る。
発達的に調節されている、誘導性または構成的であるものを含む、いくつかのタイプの規制地域がある。発達的に調節されるか、またはその制御下にある遺伝子の差次的発現を制御する調節領域は、その器官または組織の発達中の特異的な時間に、特定の器官または器官の組織内で活性化される。しかしながら、発達的に調節されるいくつかの調節領域は、特異的な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り得、それらはまた、発達的に調節される方法で、または植物内の他の器官もしくは組織でも基礎レベルで活性であり得る。組織特異的調節領域の例、例えば、種子特異的調節領域は、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)。葉特異的プロモーターの例には、プラストシアニンプロモーターが含まれる(参照により本明細書に組み込まれるUS7,125,978を参照)。
誘導性調節領域は、インデューサーに応答して、1つ以上のDNA配列または遺伝子の転写を直接的または間接的に活性化することができる領域である。インデューサーがない場合、DNA配列または遺伝子は、転写されない。典型的には、転写を活性化するために誘導性調節領域に特異的に結合するタンパク質因子は、不活性型で存在し得、その後、インデューサーによって直接的または間接的に活性型に変換される。しかしながら、タンパク質因子も存在しなくてもよい。インデューサーは、タンパク質、代謝物、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薬剤、または熱、寒さ、塩、もしくは毒性要素によって直接的、または病原体もしくはウイルスなどの病因物質の作用によって間接的に課せられる生理学的ストレスであり得る。誘導性調節領域を含有する植物細胞は、噴霧、水やり、加熱、または類似の方法などによって、細胞または植物にインデューサーを外部から適用することによって、インデューサーに曝露され得る。誘導性調節要素は、植物または非植物遺伝子のいずれかに由来し得る(例えば、Gatz,C.and Lenk,I.R.P.,1998,Trends Plant Sci.3,352−358)。潜在的な誘導性プロモーターの例には、テトラカイニン誘導性プロモーター(Gatz,C.,1997,Ann.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.48,89−108)、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)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)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)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)が含まれるがこれらに限定されない。
構成的調節領域は、植物の様々な部分全体にわたって、かつ植物の発達を通して継続的に遺伝子の発現を指示する。既知である構成的調節エレメントの例には、CaMV 35S転写物に関連するプロモーター(p35S;Odell et al.,1985,Nature,313:810−812;参照により本明細書に組み込まれる)、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tms 2(U.S.5,428,147)、およびトリオースホスファートイソメラーゼ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(Arabidopsis)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);キャッサバ静脈モザイクウイルスプロモーター、pCAS(Verdaguer et al.,1996);リブロース二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用)が含まれる。
本明細書で使用される「構成的」という用語は、構成的調節領域の制御下にあるヌクレオチド配列が、すべての細胞型で同じレベルで発現されることを必ずしも示さないが、その配列が、存在量の変動がしばしば観察されるにもかかわらず、広範囲の細胞型で発現されることを示す。
上記のような発現構築物は、ベクター中に存在し得る。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移入および組み込みを可能にする境界配列を含み得る。構築物は、植物のバイナリーベクター、例えば、pPZPに基づくバイナリー変換ベクターであり得る(Hajdukiewicz、et al.1994)。他の例示的な構築物には、pBin19が含まれる(Frisch,D.A.,L.W.Harris−Haller,et al.1995,Plant Molecular Biology 27:405−409を参照)。
本明細書で使用される「天然」、「天然タンパク質」、または「天然ドメイン」という用語は、野生型タンパク質またはドメインのアミノ酸配列と同一の一次アミノ酸配列を有するタンパク質またはドメインを指す。天然のタンパク質またはドメインは、野生型配列と100%の配列類似性を有するヌクレオチド配列によってコードされ得る。天然アミノ酸配列はまた、ヒトコドン(hCod)最適化ヌクレオチド配列、または野生型ヌクレオチド配列と比較した場合に増加したGC含有量を含むヌクレオチド配列によってコードされ得るが、ただし、hCodヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列が、天然アミノ酸配列と100%の配列同一性を示すことを条件とする。
アミノ酸、アミノ酸配列、またはタンパク質が「改変されている」と述べられている場合、それは、改変されたアミノ酸、アミノ酸配列、またはタンパク質が由来する対応する天然もしくは野生型のアミノ酸、アミノ酸配列、またはタンパク質と比較した場合に、アミノ酸、アミノ酸配列、もしくはタンパク質が何らかの方法で変更されていることを意味する。例えば、改変アミノ酸、アミノ酸配列、またはタンパク質は、置換(すなわち、置き換え)または突然変異による1つ以上のアミノ酸の置き換えを含み得る。改変アミノ配列または改変タンパク質はまた、1つ以上の欠失アミノ酸を含み得るか、または1つ以上の挿入アミノ酸があり得る。そのような改変を実施するための技術は、当業者に周知である。
「ヒトコドン最適化」または「hCod」ヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列とは、ヒトヌクレオチド配列のオリゴヌクレオチド配列内で一般的に見られるコドン使用頻度に近づくオリゴヌクレオチド配列またはそのフラグメントの合成のための適切なDNAヌクレオチドの選択を意味する。「増加したGC含有量」とは、対応する天然オリゴヌクレオチド配列と比較した場合、GC含有量の増加、例えば、オリゴヌクレオチド配列のコーディング部分の長さにわたって、約1〜約30%、またはそれらの間の任意の量を含むコドン使用頻度に近づくためのオリゴヌクレオチド配列もしくはそのフラグメントの合成のための適切なDNAヌクレオチドの選択を意味する。例えば、オリゴヌクレオチド配列のコーディング部分の長さにわたって、約1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30%、またはそれらの間の任意の量から。以下に説明するように、ヒトコドン最適化ヌクレオチド配列、または増加したGC含有量(野生型ヌクレオチド配列と比較した場合)を含むヌクレオチド配列は、ヒト以外の最適化された(もしくはより低いGC含有量)ヌクレオチド配列の発現と比較した場合、植物、植物の一部、または植物細胞内での発現の増加を示す。
ノロウイルスVP1変異タンパク質(改変VP1タンパク質、改変ノロウイルスVP1タンパク質、ノロウイルスVP1タンパク質の変異体、GII.4 VP1変異タンパク質、改変GII.4 VP1タンパク質、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質、ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質の変異体などとも称される)および植物においてノロウイルス改変VP1タンパク質を産生する方法が本明細書に記載されている。改変ノロウイルスVP1タンパク質のいくつかは、GII.4 VP1のSドメインおよび/またはPドメインに特異的な改変、例えば置換または突然変異を含み、かつノロウイルスGII.4遺伝子型VP1タンパク質の変異体である。さらに、改変ノロウイルスVP1タンパク質は、ノロウイルスVP1融合タンパク質であり得、Sドメインは、第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメインまたはPドメインの一部に融合した第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来する。ノロウイルスGII.4遺伝子型では、特異的なアミノ酸を改変すると、野生型VP1と比較してVP1特性が改善されることが観察されている。VP1の改善された特性の例には、改変または置換(複数可)を含まない同じ遺伝子型の野生型VP1と比較して、植物細胞で発現した場合のVP1タンパク質収量の増加;改変または置換(複数可)を含まない同じ遺伝子型の野生型VP1と比較して、改変VP1タンパク質で構成されるVLPの密度の増加(例えば、密度勾配分離、ならびに任意選択でSDS−PAGEおよび/またはウエスタン分析を使用して決定);改変または置換(複数可)を含まない同じ遺伝子型の野生型VP1を含むVLPの完全性、安定性、または両方と比較して、改変VP1タンパク質で構成されるVLPの完全性、安定性、または完全性および安定性の両方の改善;改変または置換(複数可)を含まない同じ遺伝子型の野生型レベルのVLP産生と比較して、植物細胞で発現された場合のVLP収量の増加;改変または置換(複数可)を含まない同じ遺伝子型の野生型VP1と比較して、23nmのVLPとは対照的に38nmのVLPに集合するVLPのより高い割合;ならびにそれらの組み合わせが含まれる。
図1Dおよび以下の表1に示すように、GII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2102;配列番号:1;図5A;GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)とGII.4/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3;図5C;Miranda de Graaf,Erasmus University Medical Center,Rotterdamから厚意で提供された配列)とでは11の違いがある。違いのうち4つは、119、144、145、および174位のSドメインにあり、7つの違いは、297、310、333、339、368、373、および393位のPドメインにある。
Figure 2021524273
Sドメインの同等物
当業者は、119および145位にイソロイシン、144位にメチオニン、および174位にセリン(V119I、I144M、V145I、およびP174S)を含むGII.4/2012のSドメインが、構造的および機能的にGII.4/2015からのSドメインと同等であり、例えば、80位(P80S)にセリンを含むGII.4/2012 Sドメインが、P80S、I119V、M144I、I145V、およびS174P置換を含むGII.4/2015 Sドメインと構造的および機能的に同等であることを理解するであろう。結果として:
−GII.4/2012(P80S)Sドメインは、これらのSドメインが同じ配列を構成するため、GII.4/2015(P80S、I119V、M144I、I145V、S174P)Sドメインの省略形として使用され得る;
−GII.4/2012(A39V、P80S)Sドメインは、これらのSドメインが同じ配列を構成するため、GII.4/2015(A39V、P80S、I119V、M144I、I145V、S174P)Sドメインの省略形として使用され得る;
−GII.4/2012(R53I、P80S)Sドメインは、これらのSドメインが同じ配列を構成するため、GII.4/2015(R53I、P80S、I119V、M144I、I145V、S174P)Sドメインの省略形として使用され得る;
−GII.4/2012(A39V、R53I、P80S)Sドメインは、これらのSドメインが同じ配列を構成するため、GII.4/2015(A39V、R53I、P80S、I119V、M144I、I145V、S174P)Sドメインの省略形として使用され得る。
Pドメインの同等物
類似の方法で、当業者は、置換R297H、D310N、V333M、R339K、E368Q、R373H、G393Nを含むGII.4/2012のPドメインが、GII.4/2015からのPドメインと構造的および機能的に同等であり、例えば、M333V置換を含むGII.4/2015 Pドメインが、以下の置換:H297R、N310D、K339R、Q368E、H373R、N393G(333位のアミノ酸は、GII.4/2012ではすでに「V」である。表1を参照)を含むGII.4/2012 Pドメインを示すことと同じであることを理解するであろう。結果として:
−GII.4/2015(M333V)Pドメインは、これらのPドメインが同じ配列を構成するため、GII.4/2012(R297H、D310N、R339K、E368Q、R373H、G393N)Pドメインの省略形として使用され得る;
−GII.4/2015(Q368E)Pドメインは、これらのPドメインが同じ配列を構成するため、「GII.4/2012(R297H、D310N、V333M、R339K、R373H、G393N)」Pドメイン(368位のアミノ酸は、すでにGII.4/2012の「E」である)の省略形として使用され得る;
−GII.4/2015(M333V、Q368E)Pドメインは、これらのPドメインが同じ配列を構成するため、「GII.4/2012(R297H、D310N、R339K、R373H、G393N)」Pドメインの省略形として使用され得る。
S+Pドメインの同等物
当業者が理解するように、本明細書に記載の改変GII.4 VP1タンパク質は、定義されたGII.4 VP1改変を達成するために適切なアミノ酸置換を行うことによって得られてもよく、または例えば、GII.4/2012からのSドメインは、本明細書に記載の改変GII.4 VP1タンパク質を産生するために、所望のアミノ酸置換と共にGII.4/2015からのPドメインに融合されてもよい。例えば、以下の改変GII.4 VP1タンパク質は、構造的および機能的に同等である:
i)GII.4/2012(P80S)Sドメイン+GII.4/2015(M333V)Pドメイン(融合GII.4 VP1);
ii)GII.4/2015(P80S、I119V、M144I、I145V、S174P)Sドメイン+GII.4/2015(M333V)Pドメイン(GII.4/2015参照配列を使用);および
iii)GII.4/2012(P80S)Sドメイン+GII.4/2012(R297H、D310N、R339K、E368Q、R373H、G393N)Pドメイン(GII.4/2012参照配列を使用)。
本明細書に記載の他の改変GII.4 VP1タンパク質はまた、参照配列としてのGII.4/2012、GII.4/2015、またはGII.4/2012+GII.4/2015フュージョンを使用して上で概説したのと同様の方法で、産生、定義、または産生および定義の両方がされ得る。
したがって、本開示は、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質、および改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質を産生する方法を提供する。改変GII.4 VP1タンパク質は、
−ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2012;配列番号:1;図5Aを参照;Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)の任意の1つ以上のアミノ酸残基39、53、および80でのSドメインの置換、突然変異、もしくは改変;
−ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2015の39、53、および80位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸残基でのSドメインの置換、突然変異、もしくは改変;または
−ノロウイルス遺伝子型GII.4/2012、例えば、限定されないが、US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5;図6A)、FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6;図6B)、Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7;図6C)、2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8;図6D)、およびNO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9;図6E)のVP1の39、53、および80位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸残基でのSドメインの置換、突然変異、もしくは改変;
ならびに、
−ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3;図5C)の任意の1つ以上のアミノ酸残基333および368でのPドメインの置換、突然変異、もしくは改変;
−ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2012の333および368位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸残基でのPドメインの置換、突然変異、もしくは改変;または
−ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/2015、もしくは配列番号:3によって定義される配列と約80〜約100%のアミノ酸配列類似性、もしくはそれらの間の任意の量のアミノ酸配列類似性を有するGII.4 VP1タンパク質の333位および368位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸残基でのPドメインの置換、突然変異、もしくは改変;
を含むGII.4 VP1タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含み得る。
上記のような改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をコードする配列は、ヒトコドン使用頻度、GC含有量の増加、またはそれらの組み合わせに最適化され得る。
本明細書に記載されるように、GII.4 VP1タンパク質中のアミノ酸は、改変GII.4 VP1タンパク質を産生するために、置換、突然変異、または改変され得る。特異的な位置での置換、改変、または突然変異は、当業者が類似の特性を有するアミノ酸が、同定された位置でのアミノ酸の代わりになり得ることを理解するので、本明細書で例示される、または例に示されるようなアミノ酸置換に限定されない。例えば、改変GII.4 VP1タンパク質は、アミノ酸の保存されたまたは保存的な置換を含有し得る。
「残基」という用語は、アミノ酸を指し、この用語は、「アミノ酸」および「アミノ酸残基」という用語と交換可能に使用され得る。
本明細書で使用される場合、「保存された置換」または「保存的置換」という用語は、記載の置換とは異なるが、それと同じクラスのアミノ酸にある、GII.4 VP1タンパク質の配列でのアミノ酸残基の存在を指す。例えば、非極性アミノ酸を使用して非極性アミノ酸を置き換え、芳香族アミノ酸を使用して芳香族アミノ酸を置き換え、極性非荷電アミノ酸を使用して極性非荷電アミノ酸を置き換え、かつ/または荷電アミノ酸を使用して荷電アミノ酸を置き換えてもよい)。加えて、保存的置換は、対応する野生型アミノ酸を置き換えるアミノ酸と同じ符号であり、一般に類似の大きさの界面ハイドロパシー値を有するアミノ酸を包含することができる。
本明細書で使用される場合、「非極性アミノ酸」という用語は、グリシン(G、Gly)、アラニン(A、Ala)、バリン(V、Val)、ロイシン(L、Leu)、イソロイシン(I、Ile)、およびプロリン(P、Pro)を指し;「芳香族残基」(または芳香族アミノ酸)という用語は、フェニルアラニン(F、Phe)、チロシン(Y、Tyr)、およびトリプトファン(W、Trp)を指し;「極性非荷電アミノ酸」という用語は、セリン(S、Ser)、スレオニン(T、Thr)、システイン(C、Cys)、メチオニン(M、Met)、アスパラギン(N、Asn)、およびグルタミン(Q、Gln)を指し;「荷電アミノ酸」という用語は、負に荷電したアミノ酸であるアスパラギン酸(D、Asp)およびグルタミン酸(E、Glu)、ならびに正に荷電したアミノ酸であるリジン(K、Lys)、アルギニン(R、Arg)、およびヒスチジン(H、His)を指す。アミノ酸の他の分類は、以下のとおりである:疎水性側鎖を有するアミノ酸(脂肪族):アラニン(A、Ala)、イソロイシン(I、Ile)、ロイシン(L、Leu)、メチオニン(M、Met)、およびバリン(V、Val);疎水性側鎖を有するアミノ酸(芳香族):フェニルアラニン(F、Phe)、トリプトファン(W、Trp)、チロシン(Y、Tyr);極性中性側鎖を有するアミノ酸:アスパラギン(N、Asn)、システイン(C、Cys)、グルタミン(Q、Gln)、セリン(S、Ser)、およびスレオニン(T、Thr);帯電した側鎖を有するアミノ酸(酸性):アスパラギン酸(D、Asp)、グルタミン酸(E、Glu);帯電した側鎖を有するアミノ酸(塩基性):アルギニン(R、Arg);ヒスチジン(H、His);リジン(K、Lys)、グリシンG、Gly)、およびプロリン(P、Pro)。
保存的アミノ酸置換は、元の置換または改変と類似の得られた改変GII.4 VP1タンパク質の活性に対する影響を与える可能性が高い。保存的置換に関するさらなる情報は、例えば、Ben Bassat et al.(J.Bacteriol,169:751−757,1987),O’Regan et al.(Gene,77:237−251,1989),Sahin−Toth et al.(Protein ScL,3:240−247,1994),Hochuli et al(Bio/Technology,6:1321−1325,1988)に見出すことができる。
BLOSUMマトリックスは、ポリペプチド配列の関連性を決定するために一般的に使用される(Henikoff et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:10915−10919,1992)。BLOSUM90マトリックスの高度に保存されたターゲット周波数には、90%の同一性のしきい値を使用した。BLOSUM65マトリックスには、65%の同一性のしきい値を使用した。Blosumマトリックスのゼロ以上のスコアは、表2で選択された同一性のパーセンテージで「保存的置換」と見なされる。以下の表は、保存的アミノ酸置換の例を示している:表2。
Figure 2021524273
本明細書に記載の改変について、アミノ酸は、表2に概説されるような非常に高度に保存された置換、高度に保存された置換、または保存された置換、ならびに上記のような芳香族、極性、極性非荷電、極性中性、または非極性、負荷電、正に帯電した疎水性アミノ酸を使用して置換され得る。
例えば、改変P80Sは、80位のプロリンを極性中性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸であるセリンで置換することを含む。この位置のグルタミンはまた、極性中性側鎖を有することを特徴とする代替アミノ酸、例えば、アスパラギン、システイン、またはスレオニンのいずれか、すなわち、X=S、N、C、またはTであるP80Xで置換され得る。
アラニンを39位でバリン(疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変A39Vによって、バリンに加えて、アラニンも疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、イソロイシン、ロイシン、またはメチオニン、すなわち、X=V、I、L、またはMであるA39Xで置換され得る。
アルギニンを53位でイソロイシン(疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変R53Iによって、イソロイシンに加えて、アルギニンも疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、ロイシン、バリン、アラニン、またはメチオニン、すなわち、X=I、L、V、A、またはMであるR53Xで置換され得る。
メチオニンを333位でバリン(疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変M333Vによって、バリンに加えて、メチオニンも疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、イソロイシンまたはロイシン、すなわち、X=V、I、L、またはAであるM333Vで置換され得る。
グルタミンを368位でグルタミン酸(極性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変Q368Eによって、グルタミン酸に加えて、グルタミンも極性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、アスパラギンまたはアスパルタート、すなわち、X=E、N、またはDであるQ368Xで置換され得る。
改変または変異型ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質はさらに、第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメイン、または第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメインの一部に融合した第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメインを含むノロウイルスGII.4 VP1融合タンパク質であり得る。例えば、第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメインは、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/Sydney/2012/K4LM89(配列番号:1;図5Aを参照;Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)の39、53、および80位の任意の1つ以上のアミノ酸で、またはそれらとの配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸で置換、突然変異、または改変され得、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/Sydney/2015(配列番号:3;図5C)の333および368位の任意の1つ以上のアミノ酸で、またはそれらとの配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸で改変、置換、または突然変異される、第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメイン、またはPドメインの一部に融合され得る。
図5Aに示す配列を参照すると、ノロウイルスGII.4配列GII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2012;配列番号:1;Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)は、他のノロウイルスVP1配列をアラインさせ得る参照配列として使用される。
同じ植物かつ同じ条件下で発現させた場合(例えば、図2Aに示した結果を図3Aおよび4Aの結果と比較する)、GII.4/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3)から得られた野生型または天然のGII.4 VP1タンパク質の収量と比較した場合に、本明細書に記載されるような改変GII.4 VP1タンパク質の発現が増加することが観察された。加えて、第1のノロウイルス遺伝子型変異体のVP1タンパク質からの改変Sドメインおよび第2の(異なる)ノロウイルス遺伝子型変異体から得られたVP1タンパク質からの改変Pドメインを含むGII.4 VP1融合タンパク質の発現は、同じ植物かつ同じ条件下で発現させた場合、第1または第2のノロウイルス遺伝子型のいずれかから得られた天然GII.4 VP1タンパク質の収量と比較した場合にVP1融合タンパク質の収量を増加させ得る。例えば、第1のノロウイルス遺伝子型変異体は、GII.4/2012であり得、第2のノロウイルス遺伝子型変異体は、GII.4/2015であり得る。
また、植物において、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質を含むGII.4 VLPの産生を増加させる方法も本明細書で提供される。例えば、方法は、本明細書に記載のように、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をコードする核酸を植物、植物の一部、または植物細胞に導入することを伴い得る。1つまたは複数の改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質は、1つまたは複数の改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質を含むVLPを産生するために、植物、植物の一部、または植物細胞で発現され得る。あるいは、この方法は、本明細書に記載されるように改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をコードする核酸を含む植物、植物の一部、または植物細胞を提供すること、および1つまたは複数の改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質を含むVLPを産生するために、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をコードする核酸を発現することを含み得る。
GII.4 VP1改変タンパク質を含むVLPを産生する方法はまた、植物、植物の一部、または植物細胞においてVP2タンパク質をコードする核酸配列を共発現するステップを含み得る。
本明細書で使用される「単一構築物(single construct)」または「単一構築物(single constructs)」という用語は、単一の核酸配列を含む核酸ベクターを指す。本明細書で使用される「二重構築物(dual construct)」または「二重構築物(dual constructs)」という用語は、2つの核酸配列を含む核酸ベクターを指す。
共発現とは、2つ以上のヌクレオチド配列の導入および発現を意味し、2つ以上のヌクレオチド配列のそれぞれは、目的のタンパク質、または植物、植物の一部、もしくは植物細胞内の目的のタンパク質のフラグメントをコードする。2つ以上のヌクレオチド配列は、1つのベクター内の植物、植物の一部、または植物細胞に導入され得、その結果、2つ以上のヌクレオチド配列のそれぞれは、別々の調節領域(例えば、二重構築物を含む)の制御下にある。あるいは、2つ以上のヌクレオチド配列は、別々のベクター(例えば、単一の構築物を含む)内の植物、植物の一部、または植物細胞に導入され得、各ベクターは、対応する核酸の発現のための適切な調節領域を含む。例えば、それぞれ別々のベクター上にあり、かつ別々のアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)宿主に導入された2つのヌクレオチド配列は、真空浸潤前に各A.ツメファシエンス宿主の懸濁液を所望の容量(例えば、等しい容量、または各A.ツメファシエンス宿主の比率は、変更され得る)で混合することによって、共発現され得る。この方法で、複数のA.ツメファシエンス(A.tumifaciens)懸濁液の共浸潤により、複数の導入遺伝子の共発現が可能になる。
本明細書に記載されるようにノロウイルスGII.4 VP1改変または変異タンパク質をコードすることを含む核酸は、植物、植物の一部、または植物細胞におけるノロウイルスVP1改変タンパク質の発現を増強する配列をさらに含み得る。発現を増強する配列は、ノロウイルスVP1改変タンパク質をコードする核酸と機能的に関連するCPMVエンハンサーエレメント、または植物由来の発現エンハンサーを含み得る。VP1改変タンパク質または変異タンパク質をコードする配列は、ヒトコドン使用頻度、GC含有量の増加、またはそれらの組み合わせに最適化され得る。さらに、VP2をコードする核酸は、VP1変異体または改変タンパク質をコードする配列と共に共発現され得る。VP2をコードする核酸の共発現は、1つまたは複数のタイプのVP1改変タンパク質もしくは突然変異タンパク質を含むVLPの収量の増加、密度の増加、完全性の増加、またはそれらの組み合わせをもたらし得る。
本明細書で使用される「CPMVエンハンサーエレメント」という用語は、カウピーモザイクウイルス(CPMV)RNA2ポリペプチドを調節する5’UTRをコードするヌクレオチド配列または当技術分野で既知の改変CPMV配列を指す。例えば、CPMVエンハンサーエレメントまたはCPMV発現エンハンサーは、WO2015/14367;WO2015/103704;WO2007/135480;WO2009/087391;Sainsbury F.、およびLomonossoff G.P.、(2008,Plant Physiol.148:pp.1212−1218)に記載されているようなヌクレオチド配列を含み、これらのそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれる。CPMVエンハンサー配列は、それらが結合している下流の異種オープンリーディングフレーム(ORF)の発現を増強することができる。CPMV発現エンハンサーは、CPMV HT、CPMVX(X=160、155、150、114)、例えば、CPMV 160、CPMVX+(X=160、155、150、114)、例えば、CPMV 160+、CPMV−HT+、CPMV HT+[WT115]、またはCPMV HT+[511]を含み得る(WO2015/143567;WO2015/103704、これらは参照により本明細書に組み込まれる)。CPMV発現エンハンサーは、CPMV発現エンハンサー配列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調節領域を含む植物発現システム内で使用され得る。
本明細書で使用される「植物由来発現エンハンサー」という用語は、植物から得られたヌクレオチド配列、5’UTRをコードするヌクレオチド配列を指す。植物由来の発現エンハンサーの例は、米国仮特許出願第62/643,053号(2018年3月14日出願;参照により本明細書に組み込まれる)またはDiamos A.G.et al.(2016,Front Plt Sci.7:1−15;参照により本明細書に組み込まれる)に記載されている。植物由来の発現エンハンサーは、62/643,053に記載されているように、nbMT78、nbATL75、nbDJ46、nbCHP79、nbEN42、atHSP69、atGRP62、atPK65、atRP46、nb30S72、nbGT61、nbPV55、nbPPI43、nbPM64、およびnbH2A86から選択され得る。植物由来の発現エンハンサーは、植物由来の発現エンハンサー配列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調節領域を含む植物発現システム内で使用され得る。
「5’UTR」または「5’非翻訳領域」または「5’リーダー配列」という用語は、翻訳されていないmRNAの領域を指す。5’UTRは、典型的には、転写開始部位で始まり、翻訳開始部位またはコーディング領域の開始コドンの直前で終わる。5’UTRは、mRNA転写産物の安定性および/または翻訳を調節し得る。
「作動可能に連結された」とは、特定の配列が直接的または間接的のいずれかで相互作用して、核酸配列の発現の媒介または調節などの意図された機能を実施することを意味する。作動可能に連結された配列の相互作用は、例えば、作動可能に連結された配列と相互作用するタンパク質によって媒介され得る。
1つまたは複数のタイプの改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質が植物、植物の一部、または植物細胞で発現する場合、1つまたは複数の改変GII.4 VP1タンパク質が自己または自動集合してVLPになる。植物または植物の一部は、VLPの完全性を維持するために好適な抽出および精製条件下で収穫され得、1つまたは複数のタイプのVP1変異体(改変)タンパク質を含むVLPは、精製され得る。1つまたは複数のGII.4 VP1改変タンパク質または突然変異タンパク質はまた、VP2をコードするヌクレオチド配列と共発現され得、その結果、VLPは、改変GII.4 VP1タンパク質およびVP2タンパク質の両方を含み得る。本開示はまた、植物、植物の一部、または植物細胞内での本明細書に記載されるような1つまたは複数のタイプのGII.4 VP1改変または変異タンパク質の産生、ならびに植物、植物の一部、または植物細胞からの1つまたは複数のタイプのGII.4 VP1改変または突然変異タンパク質の抽出および精製を提供して、改変または突然変異GII.4 VP1タンパク質を含む、植物物質、植物抽出物、またはタンパク質抽出物を産生する。
植物物質、植物抽出物、または本明細書に記載のようにノロウイルスGII.4 VP1改変または突然変異タンパク質を含むタンパク質抽出物も提供される。植物物質、植物抽出物、またはタンパク質抽出物を使用して、対象においてノロウイルス感染に対する免疫を誘導し得る。あるいは、GII.4 VP1改変もしくは突然変異タンパク質、またはGII.4 VP1改変もしくは突然変異タンパク質(および任意選択で、VP2)を含むVLPは、精製または部分的に精製され得、精製または部分的に精製された調製物を使用して、対象のノロウイルス感染に対する免疫を誘導し得る。
本開示はまた、免疫応答を誘導するための、1つまたは複数のタイプの改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質、または1つまたは複数の改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質、および任意選択でVP2を含むVLPの有効量、ならびに薬学的に許容される担体、アジュバント、賦形剤、または添加剤を含む組成物を提供する。
また、1つもしくは複数のタイプの突然変異(改変)ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質または1つもしくは複数のタイプのノロウイルスGII.4 VP1改変もしくは突然変異タンパク質を含むVLPを経口、鼻腔内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、直腸、または膣内で対象に投与することを含む、対象においてノロウイルス感染に対する免疫を誘導する方法も本明細書に提供される。
本明細書で使用される「ノロウイルス」という用語は、一本鎖プラス鎖RNAを有することを特徴とするカリシウイルス(Caliciviridae)科のノロウイルス属のエンベロープを持たないウイルス株を指す。ノロウイルスゲノムの長さは、7,654ヌクレオチドである。ORF1は、ウイルスの3C様プロテアーゼによってRNA依存性RNAポリメラーゼを含む6つのタンパク質に切断される非構造的ポリタンパク質をコードする。ORF2およびORF3は、それぞれメジャー(VP1)およびマイナー(VP2)のキャプシドタンパク質をコードする(図1Aを参照)。
本明細書に開示されるようなノロウイルス株は、遺伝子型GII.4の任意の既知のノロウイルス株だけでなく、経時的に定期的に発生することが知られている既知のGII.4ノロウイルス株への改変も含む。この点で、GII.4の遺伝子型内変動は、周知である(例えば、Parra G.I.et.al.,2017 PLOS Pathogens 13(1):e1006136,doi:10.371/journal.ppat.1006136を参照;参照により本明細書に組み込まれる)。例えば、ノロウイルス株には、(それらのアミノ酸配列によって記載されるように)GII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2012;配列番号:1;図5A;GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)、GII/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3;図5C;Miranda de Graaf,Erasmus University Medical Center,Rotterdamから厚意で提供された配列)、US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5;図6A)、FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6;図6B)、Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7;図6C)、2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8;図6D)、およびNO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9;図6E)が含まれ得るが、これらに限定されない。ノロウイルス株にはまた、上記の株の上記のノロウイルス株のいずれかを有するVP1タンパク質に対して、約30〜100%またはその間の任意の量のアミノ酸配列同一性を有する株が含まれるが、だたし、VP1タンパク質が対象に投与された場合に、VP1タンパク質が、対象におけるノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。例えば、ノロウイルス株には、上記の株の上記のノロウイルス株のいずれかを有するVP1タンパク質に対して、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100%、またはそれらの間の任意の量のアミノ酸配列同一性(配列類似性;パーセント同一性;パーセント類似性)を有する株も含まれるが、だたし、VP1タンパク質が対象に投与された場合に、VP1タンパク質が、対象におけるノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。ノロウイルス株には、上記の株の上記のノロウイルス株のいずれかを有するVP1タンパク質をコードする約80〜100%またはその間の任意の量のヌクレオチド配列同一性を有する株も含まれるが、だたし、VP1タンパク質が対象に投与された場合に、コードされるVP1タンパク質が、対象におけるノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。例えば、ノロウイルス株には、上記の株の上記のノロウイルス株のいずれかを有するVP1タンパク質をコードする配列に対して、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100%、またはそれらの間の任意の量のヌクレオチド配列同一性(配列類似性;パーセント同一性;パーセント類似性)を有する株も含まれるが、だたし、VP1タンパク質が対象に投与された場合に、コードされるVP1タンパク質が、対象におけるノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。
「パーセント類似性」、「配列類似性」、「パーセント同一性」、または「配列同一性」という用語は、特定の配列を指す場合、例えば、University of Wisconsin GCGソフトウェアプログラムに記載されているように、または手動アラインメントおよび目視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)。比較のための配列のアラインメントの方法は、当技術分野で周知である。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(1981,Adv.Appl.Math.2:482)のアルゴリズムを使用して、Needleman&Wunsch(1970,J.Mol.Biol.48:443)のアラインメントアルゴリズムによって、Pearson&Lipman(1988,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444)の類似性メソッドの検索によって、これらのアルゴリズム(例えば:GAP,BESTFIT,FASTA,and TFASTA in the Wisconsin Genetics Software Package,Genetics Computer Group(GCG),575 Science Dr.,Madison,Wis.)のコンピュータ化された実装によって、行うことができる。
パーセント配列同一性および配列類似性を決定するのに適したアルゴリズムの例は、BLASTおよびBLAST 2.0アルゴリズムであり、これらは、それぞれ、Altschul et al.,(1977,Nuc.Acids Res.25:3389−3402)およびAltschul et al.,(1990,J.Mol.Biol.215:403−410)に記載されている。BLASTおよびBLAST 2.0は、本明細書に記載のパラメータと共に、本発明の核酸およびアミノ酸のパーセント配列同一性を決定するために使用される。例えば、BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列用)は、デフォルトとして、ワード長(W)11、期待値(E)10、M=5、N=−4、および両方の鎖の比較を使用し得る。アミノ酸配列の場合、BLASTPプログラムは、デフォルトとして、ワード長3、期待値(E)10、およびBLOSUM62スコアリングマトリックス(Henikoff&Henikoff,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10915を参照)アラインメント(B)50、期待値(E)10、M=5、N=−4、ならびに両方の鎖の比較を使用し得る。BLAST分析を実行するためのソフトウェアは、米国国立バイオテクノロジー情報センターから公開されている(URL:ncbi.nlm.nih.gov/を参照)。
本明細書で使用される「VP1」という用語は、本明細書に記載の1つ以上のノロウイルス株のORF2によってコードされるタンパク質またはポリペプチドに類似したアミノ酸配列を含むノロウイルスメジャーキャプシドタンパク質またはポリペプチドを指す。メジャーキャプシドタンパク質は、シェル(S)ドメインおよび突出(P)ドメインの2つの主要なドメインに折りたたまれる(図1Bを参照)。VP1タンパク質は、ビリオン粒子またはVLPに組み込まれると、二量体を形成する(図1C)。VP1のN末端の最初の部分はSドメインを含み、VP1ポリペプチドの残りはPドメインを含む。N末端VP1タンパク質のアミノ酸は、Sドメインを含む。折りたたまれると、VP1は、図1Bに示すように、球状のSドメイン(リボン構造の下部)およびPドメイン(リボン構造の上部)を含む立体構造を取る。
図1Cに示すように、VP1タンパク質は、Pドメイン相互作用を介して二量体化する。これらの相互作用は、ノロウイルスキャプシド分子の自発的な集合を安定させる。
本明細書で使用される「ウイルス様粒子(virus like particle)」、VLP、「ウイルス様粒子(virus like particles)」、または「VLPs」という用語は、1つまたは複数のタイプのノロウイルスVP1タンパク質、1つまたは複数のタイプのVP1改変タンパク質、またはそれらの組み合わせを含み、かつノロウイルスゲノムのすべての部分を欠く非複製、非エンベロープ、非感染性ウイルスキャプシド構造に自己組織化するノロウイルスウイルス様粒子(複数可)を指す。例えば、VLPは、本明細書に記載されるような1つのタイプの改変VP1タンパク質を含んでもよく、またはVLPは、本明細書に記載される2つ以上の異なる改変VP1タンパク質を含んでもよい。さらに、VLPは、VP2タンパク質を含み得る。VP1タンパク質、VP1+VP2タンパク質、改変VP1タンパク質、または改変VP1タンパク質+VP2タンパク質を含むVLPは、約15nm〜50nmまたはそれらの間の任意の量、例えば、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50nm、またはそれらの間の任意の量のサイズである。例えば、T=1正二十面体対称性の場合、VLPは、約23nmであってもよく、またはT=3正二十面体対称性の場合、VLPは、約38〜約40nmであってもよい。
図3Bおよび4Bの電子顕微鏡写真に示されているように、植物産生されたVP1タンパク質およびいくつかのノロウイルスGII.4遺伝子型に由来する改変VP1タンパク質は、自己組織化してVLPになる。
植物におけるノロウイルスGII.4 VP1タンパク質産生
VP1タンパク質は、ノロウイルスGII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2012;配列番号:1;図5A;Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)、GII.4/Sydney2015(配列番号:3;図5C)、US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5;図6A)、FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6;図6B)、Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7図6C)、2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8;図6D)、およびNO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9;図6E)からのVP1アミノ酸配列と約30〜約100%、約40〜約100%、約50〜約100%、約60〜約100%、約70〜約100%、約80〜約100%、約85〜約100%、約90〜約100%、または約95〜約100%、約98〜約100%、またはそれらの間の任意の量の配列同一性(配列類似性とも称され得る)を有するアミノ酸配列を含む任意のVP1タンパク質を含むが、ただし、VP1タンパク質が対象に投与された場合にノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。
改変GII.4 VP1タンパク質は、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2012;配列番号:1;図5Aを参照;Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)の任意の1つ以上のアミノ酸39、53、および80でのSドメインの置換、突然変異、もしくは改変ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015の39、53、および80位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸残基でのSドメインの置換、突然変異、もしくは改変;またはノロウイルスタンパク質GII.4/2012のVP1の39、53、および80位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸でのSドメインの置換、突然変異、もしくは改変;ならびにノロウイルスVP1タンパク質GII.4/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3;図5C)の任意の1つ以上のアミノ酸333および368でのPドメインの置換、突然変異、もしくは改変ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012の333および368位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸でのPドメインの置換、突然変異、もしくは改変;またはノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015の333および368位との配列アラインメントにおいて、もしくはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸でのPドメインの置換、突然変異、もしくは改変;を含むGII.4 VP1タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含み得る。
改変または変異型ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質はさらに、第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメイン、または第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメインの一部に融合した第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメインを含むノロウイルスGII.4 VP1融合タンパク質であり得る。例えば、第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメインは、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/Sydney/2012/K4LM89(配列番号:1;図5Aを参照;Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)の39、53、および80位の任意の1つ以上のアミノ酸で、またはそれらとの配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸で置換、突然変異、または改変され得、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4/Sydney/2015(配列番号:3;図5C)の333および368位の任意の1つ以上のアミノ酸で、またはそれらとの配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸で、置換、突然変異、または改変される、第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメイン、またはPドメインの一部に融合され得る。
改変ノロウイルスVP1タンパク質をコードするヌクレオチド配列は、ヒトコドン使用頻度、GC含有量の増加、またはそれらの組み合わせに最適化され得る。改変VP1タンパク質は、植物、植物の一部、または植物細胞で発現され得る。
超可変Pドメインに対して、ノロウイルスVP1 Sドメインの一次アミノ酸配列は、よく保存される。シェルドメインでは85〜100%の類似性が見られたが、P1ドメインおよびP2ドメインは、より低い類似性(75〜95%)が特徴であった(Montoya et al.「Molecular Evolution of the VP1 Gene in Human Norovirus GII.4 Variants in 1974‐2015」,Front.Microbiol.December 2017,Volume 8,Article 2399)。これらの結果は、GII.4株におけるVP1遺伝子の遺伝的分化がドメイン間で異なることを示した。例えば、本明細書に記載の核酸配列は、GII.4 VP1のSドメインに対して、約80〜約99%、またはそれらの間の任意の量の配列同一性を示し得る。例えば、本明細書に記載の核酸配列は、GII.4 VP1(GII.4/Sydney/2012/K4LM89;配列番号:1;Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)のSドメインに対して、約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99%またはその間の任意の量の配列同一性を示し得る。ノロウイルスVP1タンパク質GII.4(GII.4/Sydney/2012/K4LM89;配列番号:1)の39、53、および80位との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する1つ以上のアミノ酸は、改変され得る。さらに、本明細書に記載の核酸配列は、GII.4 VP1(GII.4/Sydney/2012/K4LM89;配列番号:1)のPドメインに対して、約80〜約99%、またはそれらの間の任意の量の配列同一性を示し得る。例えば、本明細書に記載の核酸配列は、GII.4 VP1(GII.4/Sydney/2012/K4LM89;配列番号:1)のPドメインに対して、約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99%、またはその間の任意の量の配列同一性を示し得る。さらに、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)の333および368位との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する1つ以上のアミノ酸は、改変され得る。
以前に示したように(PCT/CA2018/050352、2018年3月23日出願;参照により本明細書に組み込まれる)、野生型(天然とも称される)ノロウイルスVP1タンパク質は、植物で産生され得、VP1タンパク質を含むVLPも産生され得る。単一の核酸構築物としてのGI.1 VP1、単一の核酸構築物としてのGI.1 VP2、VP1およびVP2核酸配列が別々のベクターに導入されたGI.1 VP1とVP2の両方(「VP1+VP2」;デュアル構築物)またはVP1およびVP2核酸配列が同じベクターに導入されたGI.1 VP1とVP2の両方(「VP1/VP2」もしくは「VP1/VP2/3’UTR」;単一の核酸構築物)をコードする発現ベクターを含むアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)を含む葉(N.ベンサミアナ(N.benthamiana)から)の真空浸潤によって、VP1および/またはVP2配列の共発現を可能にし、VP1およびVP2産生について葉を調べた。浸潤後6日または9日後(それぞれ6DPIおよび9DPI)、葉のホモジネートから総粗タンパク質抽出物を調製し、SDS−PAGEで分離し、クーマシーブリリアントブルー色素で染色した。VP1タンパク質をコードする野生型GI.1 ORF2に対応するヌクレオチド配列を含む発現ベクターを浸潤させた葉は、クーマシー染色ゲルを使用して決定した場合、低レベルまたは検出不可能なレベルのGI.1 VP1を産生した。対照的に、ヒト発現(hCod)用にコドン最適化された、または野生型VP1核酸配列のGC含有量と比較した場合にGC含有量が豊富なGI.1 VP1ヌクレオチド配列を含む発現ベクターを浸潤させた葉は、クーマシー染色ゲル中のGI.1 VP1タンパク質の量を増加させ、これは、hCod GI.1 VP1は、VP1が単独で発現した場合に、植物で産生され得ることを実証している。
さらに、PCT/CA2018/050352(2018年3月23日提出;参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているように、野生型GI.1 VP1およびVP2、またはヒトコドン最適化GI.1 VP1およびVP2のいずれかを含むベクターを浸潤させた葉は、クーマシー染色ゲル中の低レベルのGI.1 VP1タンパク質を産生し、これは、VP1の発現は、ウイルスゲノムに見られるのと同じ組織を使用して(発現を制御するために1つのプロモーターを使用して)、同じベクター上でシスで共発現した場合、VP2の存在によって増強されないことを示唆している。しかしながら、VP1またはヒトコドン最適化VP1をそれぞれVP2またはhCod VP2と一緒にトランスで(別々の構築物上で)共発現させた場合(hCod VP1+VP2)、VP1タンパク質の増加が観察された。VP1およびVP2核酸セグメントのそれぞれは、調節領域およびターミネーターを含み、構築物は、核酸複合体として植物に導入され、これは、VP1タンパク質収量の対応する増加をもたらした。
この観察結果は、昆虫および哺乳類細胞で報告されたもの(Bertolotti−Ciarlet A.,Crawford S.E.,Hutson A.M.,Estes M.K.2003,J.Virol.77:11603−11615)が、VP1発現の増加は、VP1およびVP2(またはVP1+VP2+3’UTR)がシスに存在し、1つのプロモーターおよびターミネーターの制御下で、ウイルスゲノムに見られるのと同じ組織を使用して共発現した場合にのみ観察されたことを報告しているのとは対照的である。昆虫または哺乳動物細胞においてBertolotti−Ciarlet(2003)によりVP1発現の増加は観察されず、この場合、VP1とVP2とがトランスで共発現された。
本明細書に記載されるように、改変VP1タンパク質は、VP2と共に植物において共発現することができる。VP2タンパク質の共発現は、例えば、別々のプラスミドで共発現される場合、別々の発現系を伴い得る。あるいは、VP1およびVP2は、同じベクター上で発現され得るが、VP1およびVP2をコードする配列のそれぞれは、それらが別々の発現系を有するように、別々のプロモーターおよびターミネーター配列の制御下にあるべきである。
植物におけるノロウイルスGII.4 VP1タンパク質の収量または抽出量、およびノロウイルスGII.4 VP1タンパク質を含むVLPの産生は、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸39、53、80、333、または368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する1つもしくは複数のアミノ酸を改変することによって改善され得る。上記のようにアミノ酸39、53、80、333、および/または368において改変を有するノロウイルスVP1タンパク質は、直径が主に38nmである整形式キャプシドを有する高密度VLPを形成した(例えば、図3Bおよび4Bを参照)。
例えば、図3Aおよび4Aに示されるように、39(A39V)、53(R53I)、80(P80S)、333(M333V)、または368(Q368E)位での1つまたは複数のアミノ酸の改変を有するノロウイルスGII.4 VP1の発現は、野生型GII.4/2015(構築物#4153;図2A)の発現と比較した場合、2倍(例えば、構築物#4154、図4A)〜20倍以上(構築物#4255;図4A)の範囲の良好なタンパク質収量(SDS PAGEを使用して決定)で堅牢であった。例えば、図4Aに示すように、Sドメインにおける39(A39V)、53(R53I)、ならびに80(P80S)位での1つ以上の改変およびPドメインにおける333(M333V)および368(Q368E)位での1つ以上の改変(例えば、これに限定されないが、構築物#4255)を含む、遺伝子型変異体GII.4/2015からのノロウイルスVP1の発現は、野生型GII.4/2015 VP1発現(図2A、構築物#4153を参照)と比較した場合、堅牢であり、より高い収量を示した(SDS PAGEを使用して決定)。さらに、VP1タンパク質の増加した収量が、#4174、#4176、#4187、#4188、#4194、#4191、#4189、#4195、#4192、#4190、#4196、#4193、#4241、#4242、#4243、4244、#4245、#4246、#4247、#4248、#4249、#4250、#4251、#4252、#4253、#4254、および#4255を含む図3Aおよび4A(天然GII.4/2015;図2Aと比較した場合)に示されている各構築物を使用して産生された。
さらに、上記のように、39(A39V)、53(R53I)、80(P80S)、333(M333V)、およびQ368E)位での1つ以上の改変、またはこれらの改変の組み合わせを有するGII.4/2015遺伝子型変異体のノロウイルスVP1タンパク質は、主に直径38nmである整形式キャプシドを有する高密度VLPを形成し(図4B)、例えば、39(A39V)、53(R53I)、80(P80S)、および333(M333V)位での改変を有するGII.4/2015遺伝子型変異体(構築物#4253;図4Bを参照)のVP1タンパク質、ならびに39(A39V)、53(R53I)、80(P80S)、および368(Q368E)位での改変を有するGII.4/2015遺伝子型変異体(構築物#4254;図4Bを参照)のVP1タンパク質を含むVLPを参照されたい。しかしながら、VLPは、#4241、#4242、#4243、4244、#4245、#4246、#4247、#4248、#4249、#4259、#4251、#4252、#4253、#4254、および#4255を含む図4Bに示す各構築物を使用して産生した。類似の方法で、図3Bに示すように、主に直径38nmの整形式キャプシドを有するVLPも、構築物#4174、#4176、#4187、#4188、#4194、#4191、#4189、#4195、#4192、#4190、#4196、および#4193を参照して観察した。
したがって、植物におけるノロウイルスGII.4 VP1タンパク質の収量または抽出量、およびノロウイルスGII.4 VP1タンパク質を含むVLPの産生は、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質を発現することによって改善され得、例えば、GII.4 VP1融合タンパク質は、Pドメインに融合された第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメイン、または第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメインの一部を含み、Sドメインは、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4(配列番号:1)のアミノ酸39、53、および80との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択された位置での1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含み、Pドメインは、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4(配列番号:1)のアミノ酸333および368、またはそれらの組み合わせとの配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択される位置に1つまたは複数の改変を含む。
しかしながら、上記のように(および表1を参照して)、GII.4/2012遺伝子型からの改変SドメインおよびGII.4/2015遺伝子型からの改変Pドメインを含むGII.4 VP1融合タンパク質は、対応する置換を含む、GII.4/2015遺伝子型のGII.4/2012遺伝子型のいずれかに構造的および機能的に同等である。例えば、119および145位のイソロイシン、144位のメチオニン、および174位のセリン(V119I、I144M、V145I、およびP174S)を含むGII.4/2012のSドメインは、GII.4/2015からのSドメインと構造的および機能的に同等であり、改変R297H、D310N、V333M、R339K、E368Q、R373H、G393Nを含むGII.4/2012のPドメインは、GII.4/2015からのPドメインと構造的および機能的に同等である。したがって、図3Aおよび3B(P80S、A39V、および/またはR53I)に示されているS(GII.4/2012)の命名法および定義された置換は、S(V119I+I144M+V145I+P174Sを含むGII.4/2015)ならびに定義された置換、P80S、A39V、および/またはR53Iと構造的および機能的に同等である。
図3Aに示すように、ノロウイルス遺伝子型変異体GII.4/Sydney/2012/K4LM89(図3AではS(GII.4/2012)と呼ばれ;I119V、M144I、I145V、およびS174Pを含み、80位(P80S)、39および80位(A39V+P80S)、53および80位(R53I+P80S)または39、53、および80位(A39V+R53I+P80S)で置換を有するGII.4/Sydney/2015のSドメインに同等である)のSドメイン、ならびに333位(M333V)、368位(Q368E)、または333および368位(M333V+Q368E)で置換を有するノロウイルス遺伝子型変異体GII.4/Sydney/2015((GII.4/2015)と呼ばれる)のPドメインを含む改変VP1タンパク質を含むノロウイルスVLPの産生は、天然GII.4/2015の収量よりも高い良好なタンパク質収量で堅牢であった(図2Aを参照;イオジキサノール密度勾配遠心分離に続くSDS PAGEを使用して決定)。最高の収量は、
−80位(P80S)ならびに333および368位で置換を有するGII.4/2015 Pドメイン(M333V+Q368E;構築物#4187);
39および80位(A39V+P80S)ならびに333および368位で置換を有するGII.4/2015 Pドメイン(M333V+Q368E;構築物#4191);
−53および80位(R53I+P80S)ならびに333位で置換を有するGII.4/2015Pドメイン(M333V;構築物#4189);
53および80位(R53I+P80S)ならびに368位で置換を有するGII.4/2015 Pドメイン(Q368E;構築物#4195);
−53および80位(R53I+P80S)ならびに333および368位で置換を有するGII.4/2015 Pドメイン(M333V+Q368E;構築物#4192);
−39、53、および80位(A39V+R53I+P80S)ならびに333位で置換を有するGII.4/2015 Pドメイン(M333V;構築物#4190);
−39、53、および80位(A39V+R53I+P80S)ならびに368位で置換を有するGII.4/2015 Pドメイン(Q368E;構築物#4196)、ならびに
−39、53、および80位(A39V+R53I+P80S)ならびに333および368位で置換を有するGII.4/2015 Pドメイン(M333V+Q368E;構築物#4193)
(すべて図3Aを参照)で置換を有するGII.4/2012 Sドメイン(GII.4/2015+I119V+M144I+I145V+S174Pと同等)を含む改変ノロウイルスVP1タンパク質を発現させることで得た。
さらに、図3Aに示すようにアミノ酸39、53、80、333、および/または368で置換を有する改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質は、直径が主に38nmの整形式キャプシドを有する高密度VLPを形成した(図3B)。
対照的に、ノロウイルスGII.4遺伝子型変異体GII.4/Sydney/2015(GII.4/2015;図2A構築物#4153)の野生型VP1、またはSを含む改変ノロウイルスGII.4(GII.4/2012(P80S)+P(GII.4/2015)(図2B、構築物4171;GII.4/2015(P80S+I119V+M144I+I145V+S174P)と同等)を植物において発現させた場合、勾配遠心分離後の画分のSDS−PAGE分析を使用して決定した場合にVP1タンパク質の収量は低くなった。
本開示は、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をコードする核酸配列であって、改変ノロウイルスVP1が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4(配列番号:1)のアミノ酸39、53、80、333、および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸からなる群から選択される位置に1つまたは複数の改変、置換、または突然変異を含む、核酸配列を提供する。例えば、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をコードする核酸配列は、第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメインまたはPドメインの一部に融合した第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメインを含み得、Sドメインは、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸39、53、および80との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択された位置に1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含み;Pドメインは、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3、またはGII.4/2012、配列番号:1)のアミノ酸333および368、またはそれらの組み合わせとの配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択される位置に1つまたは複数の改変を含む。あるいは、核酸配列は、I119V、M144I、I145V、およびS174Pを含み、39、53、80、333、および368位、またはそれらの組み合わせに1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を有する改変GII.4/Sydney/2015 VP1タンパク質をコードし得る。
改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質をコードし、かつノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸39、53、80、333、および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸からなる群から選択される位置に1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含む植物発現核酸配列は、1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含まない野生型GII.4 VP1、例えば野生型GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)と比較して、改善されたVP1特性を示す。
改変GII.4 VP1の改善された特性の例として、以下が挙げられる:
−1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含まない野生型VP1と比較して、植物細胞で発現させた場合の改変GII.4 VP1タンパク質収量の増加(例えば、クーマシー染色SDS−PAGEおよびウエスタン分析を使用して決定)。例えば、改変GII.4 VP1タンパク質の収量の増加は、対応する野生型VP1収量の1.5〜20倍、またはその間の任意の量の範囲であり得る;
−例えば、1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含まない野生型GII.4 VP1の密度勾配分離と比較して、タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配分離を使用して決定された場合、改変GII.4 VP1タンパク質を含むVLPの密度の増加。例えば、改変GII.4 VP1タンパク質を含むVLPは、密度勾配遠心分離後の同じまたはより密度の高い画分で観察され得る;
−1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含まない野生型GII.4 VP1と比較して、改変GII.4 VP1タンパク質で構成されるVLPの完全性の改善。例えば、破壊された、または部分的に組み立てられたVLPの数は、TEMを使用して決定され得る;
−置換(複数可)、突然変異(複数可)、または改変(複数可)を含まない同じ遺伝子型の野生型レベルのVLP産生と比較して、植物細胞で発現させた場合のVLP収量の増加。VLP収量は、TEMを使用した密度勾配遠心分離後のVLP含有画分から得られた洗浄サンプルで決定され得る。例えば、改変GII.4 VP1タンパク質を含むVLPの収量の増加は、野生型VP1タンパク質を含むVLPの対応する収量の1.5〜20倍、またはその間の任意の量の範囲であり得る;
−1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含まない野生型GII.4 VP1を含むVLPと比較して、23nmのVLPとは対照的に38nmのVLPに組み立てられるVLPのより高い割合(TEMを使用して決定);および
−これらの改善された特性の組み合わせ。
理論に拘束されることを望まないが、野生型ノロウイルスVLPと比較して、密度勾配遠心分離後に高密度画分で観察されるVLPは、天然GII.4 VP1を含むVLPの集合が、植物で発現および植物から抽出された場合、改変VP1タンパク質を含むVLPよりも低い安定性である場合があることを示している。したがって、天然VLPは、奇形のキャプシド粒子および断片化生成物の生成の影響を受けやすい場合がある。結果として、増加した密度を有することを特徴とする改変GII.4 VP1タンパク質を含むVLPは、対応する野生型VP1を使用して産生されたVLPよりも大きな構造的完全性を示し得る。
本明細書に記載されるような改変GII.4 VP1タンパク質をコードする核酸配列は、GII.4 VP1をコードする核酸配列と約80%〜約99%の配列類似性(または同一性)を示し得、例えば、本明細書に記載の核酸配列は、ノロウイルスGII.4 VP1、例えば:GII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2012;配列番号:1;図5A;GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)、GII/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3;図5C)、US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5;図6A)、FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6;図6B)、Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7;図6C)、2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8;図6D)、およびNO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9;図6E)をコードする核酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99%またはそれらの間の任意の量の配列同一性を示し得るが、ただし、改変GII.4 VP1タンパク質が、39、53、80、333、368位、またはそれらの組み合わせに置換、突然変異、改変を含み、かつVP1タンパク質が対象に投与される場合、改変GII.4タンパク質が、対象のノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。
同様に、本発明は、任意のGII.4 VP1配列、例えば、GII.4/Sydney/2012/K4LM89(GII.4/2012;配列番号:1;図5A;GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUとも呼ばれる)、GII/Sydney/2015(GII.4/2015;配列番号:3;図5C)、US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5;図6A)、FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6;図6B)、Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7;図6C)、2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8;図6D)、およびNO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9;図6E)と約30%〜約99%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示すアミノ酸配列を含むが、ただし、GII.4 VP1タンパク質が対象に投与された場合にノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。例えば、本明細書に記載のアミノ酸配列は、上記で定義されたGII.4 VP1アミノ酸配列のいずれかと約30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、VP1タンパク質が、対象に投与された場合にノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。
「VP1突然変異タンパク質」、「突然変異VP1タンパク質」、「改変VP1タンパク質」、「改変ノロウイルスVP1タンパク質」などとは、アミノ酸配列内の1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含むノロウイルスVP1タンパク質を意味する。例えば、GII.4 VP1改変タンパク質または突然変異タンパク質は、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:1)のアミノ酸39、53、80、333、および368とアラインメントする位置に1つ以上の置換を含み得る。改変VP1タンパク質は、第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメインまたはPドメインの一部に融合された第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメインを含むノロウイルスVP1融合タンパク質をさらに含み得る。第1のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するSドメインは、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1;図5Aを参照)の39、53、および80位との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸で置換、突然変異、または改変され得る。第2のノロウイルス遺伝子型変異体に由来するPドメインまたはPドメインの一部は、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3、またはGII.4/2012,配列番号:1)の333および368位との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応する任意の1つ以上のアミノ酸で置換、突然変異、または改変され得る。
本明細書に記載されるように、GII.4株の39、53、80、333、および368位にアミノ酸の1つまたは複数の置換を含む改変VP1タンパク質は、改変VP1タンパク質、または改変VP1タンパク質を使用して産生されたVLPの改善された特性をもたらした。上記のように、当業者は、類似の特性を有するアミノ酸が識別された位置でのアミノ酸の代わりになり得ることを理解するので、改善された特性は、特定の部位で特異的なアミノ酸を置換することに限定されないことを理解されたい。例えば、改変P80Sは、80位のプロリンを極性中性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸であるセリンで置換することを含む。この位置のプロリンはまた、極性中性側鎖を有することを特徴とする代替アミノ酸、例えば、アスパラギン、システイン、またはスレオニンのいずれか、すなわち、X=S、N、C、またはTであるP80Xで置換され得る。
アラニンを39位でバリン(疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変A39Vによって、バリンに加えて、アラニンも疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、イソロイシン、ロイシン、またはメチオニン、すなわち、X=V、I、L、またはMであるA39Xで置換され得る。
アルギニンを53位でイソロイシン(疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変R53Iによって、イソロイシンに加えて、アルギニンも疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、ロイシン、バリン、アラニン、またはメチオニン、すなわち、X=I、L、V、A、またはMであるR53Xで置換され得る。
メチオニンを333位でバリン(疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変M333Vによって、バリンに加えて、メチオニンも疎水性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、イソロイシンまたはロイシン、すなわち、X=V、I、またはLであるM333Vで置換され得る。
グルタミンを368位でグルタミン酸(極性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸)で置換することを含む改変Q368Eによって、グルタミン酸に加えて、グルタミンも極性側鎖を有することを特徴とするアミノ酸、例えば、アスパラギンまたはアスパルタート、すなわち、X=E、N、またはDであるQ368Xで置換され得る。
VP1改変または変異タンパク質(改変VP1タンパク質)の例には、以下が含まれるが、これらに限定されない。
−GII.4_P80S VP1(GII.4_P80X、X=S、N、C、またはT、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1、またはGII.4/2015、配列番号:3)のアミノ酸80に対応するプロリンは、例えば、セリン(GII.4_P80S;配列番号:11、図7B、配列番号:13、図7E、もしくは配列番号:15、図7H)、またはGII.4_P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%もしくはその間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、変異、もしくは改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:11(図7B)、配列番号:13(図17E)、または配列番号:15(図7H)のいずれかで定義されるGII.4_P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸80に対応する位置での置換、突然変異、または改変が、S、N、C、またはT、例えばセリンのままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_P80S+M333V VP1(GII.4_P80X、X=S、N、C、もしくはT+M333X、X=V、I、もしくはL、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸80および333にそれぞれ対応するプロリンおよびメチオニンは、例えば、それぞれセリンおよびバリン(GII.4_P80S+M333V;配列番号:17、図8B、もしくは配列番号:41、図12B)、またはGII.4_P80S+M333V VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:17(図8B)または配列番号:41(図12B)で定義されるGII.4_P80S+M333V VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸80および333に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、S、N、C、もしくはT、例えばセリン、またはV、I、もしくはL、例えばバリンのままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_P80S+Q368E VP1(GII.4_P80X、X=S、N、CもしくはT+Q368E、X=E、N、もしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸80および368にそれぞれ対応するプロリンおよびグルタミンは、例えば、それぞれ、セリンおよびグルタミン酸(GII.4_P80S+Q368E;配列番号:19、図8E、もしくは配列番号:43、図12E)、またはGII.4_P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:19(図8E)または配列番号:43(図12E)で定義されるGII.4_P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸80および368に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、S、N、C、もしくはT、例えばセリン、またはE、N、もしくはD、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_P80S+M333V+Q368E VP1(GII.4_P80X、X=S、N、C、もしくはT+M333X、X=V、I、もしくはL、+Q368X、X=E、N、もしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸80、333、および368にそれぞれ対応するプロリン、メチオニン、およびグルタミンは、例えば、それぞれ、セリン、バリン、およびグルタミン酸(GII.4_P80S+M333V+Q368E;配列番号:21、図8H、もしくは配列番号:45、図12H)、またはGII.4_P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:21(図8H)または配列番号:45(図12H)で定義されるGII.4_P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸80、333、および368に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、S、N、C、もしくはT、例えばセリン、V、I、もしくはL、例えばバリン、またはE、N、D、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_A39V+P80S VP1(GII.4_A39X、X=V、I、L、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸39および80にそれぞれ対応するアラニンおよびプロリンは、例えば、それぞれ、バリンおよびセリン(GII.4_A39V+P80S;配列番号:23、図9B、もしくは配列番号:47、図13B)、またはGII.4_A39V+P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:23(図9B)または配列番号:47(図13B)で定義されるGII.4_A39V+P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GI.4のアミノ酸39および80に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、V、I、L、またはM、例えばバリン、およびS、N、C、またはT、例えばセリンのままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_A39V+P80S+Q368E VP1(GII.4_A39X、X=V、I、L、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT+Q368X、X=E、N、もしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸39、80、および368にそれぞれ対応するアラニン、プロリン、およびグルタミンは、例えば、それぞれ、バリン、セリン、およびグルタミン酸(GII.4_A39V+P80S+Q368E;配列番号:25、図9E、もしくは配列番号:51、図13H)、またはGII.4_A39V+P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:25(図9E)または配列番号:51(図13H)で定義されるGII.4_A39V+P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GI.4のアミノ酸39、80、および368に対応する位置でのssは、それぞれ、V、I、L、またはM、例えばバリン、S、N、C、またはT、例えばセリン、およびE、N、またはD、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_A39V+P80S+M333V+Q368E VP1(GII.4_A39X、X=V、I、L、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT+M333X、X=V、I、もしくはL+Q368X、X=E、NもしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸39、80、333、および368にそれぞれ対応するアラニン、プロリン、メチオニン、およびグルタミンは、例えば、それぞれ、バリン、セリン、バリン、およびグルタミン酸(GII.4_A39V+P80S+M333V+Q368E;配列番号:27、図9H、もしくは配列番号:53、図13K)、またはGII.4_A39V+P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:27(図9H)または配列番号:53(図13K)で定義されるGII.4_A39V+P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸39、80、333、および368に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、V、I、L、またはM、例えばバリン、S、N、C、またはT、例えばセリン、V、I、またはL、例えばバリン、E、N、またはD、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_R53I+P80S VP1(GII.4_R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1;またはGII.4/2015、配列番号:3)のアミノ酸53および80に対応するアルギニンおよびプロリンは、例えば、それぞれイソロイシン、セリン、およびバリン(GII.4_R53I+P80S;配列番号:55、図14B)、またはGII.4_R53I+P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:55(図14B)で定義されるGII.4_R53I+P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸53および80に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、およびS、N、C、またはT、例えばセリンのままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_R53I+P80S+M333V VP1(GII.4_R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT+M333X、X=V、I、もしくはL、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸57、80、および333に対応するアルギニン、プロリン、およびメチオニンは、例えば、それぞれ、イソロイシン、セリン、およびバリン(GII.4_R53I+P80S+M333V;配列番号:29、図10B、もしくは配列番号:57、図14E)、またはGII.4_R53I+P80S+M333V VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:29(図10B)または配列番号:57(図14E)で定義されるGII.4_R53I+P80S+M333V VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸53、80、および333に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、S、N、C、またはT、例えばセリン、およびV、I、またはL、例えばバリンのままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_R53I+P80S+Q368E VP1(GII.4_R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT+Q368X、X=E、N、もしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸57、80、および368に対応するアルギニン、プロリン、およびグルタミンは、例えば、それぞれイソロイシン、セリン、およびグルタミン酸(GII.4_R53I+P80S+Q368E;配列番号:31、図10E、もしくは配列番号:59、図14H)、またはGII.4_R53I+P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:31(図10E)または配列番号:59(図14H)で定義されるGII.4_R53I+P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸53、80、および368に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、S、N、C、またはT、例えばセリン、およびE、N、またはD、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_R53I+P80S+M333V+Q368E VP1(GII.4_R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT+M333X、X=V、I、もしくはL+Q368X、X=E、N、もしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸57、80、333、および368にそれぞれ対応するアルギニン、プロリン、メチオニン、およびグルタミンは、例えば、それぞれ、イソロイシン、セリン、バリン、およびグルタミン酸(GII.4_R53I+P80S+M333V+Q368E;配列番号:33、図10H、もしくは配列番号:61、図14K)、またはGII.4_R53I+P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:33(図10H)または配列番号:61(図14K)で定義されるGII.4_R53I+P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸53、80、333、および368に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、S、N、C、またはT、例えばセリン、V、I、またはL、例えばバリン、およびE、N、またはD、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_A39V+R53I+P80S VP1(GII.4_A39X、X=V、I、L、もしくはM+R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1、またはGII.4/2015、配列番号:3)のアミノ酸39、53、および80にそれぞれ対応するアラニン、アルギニン、およびプロリンは、例えば、それぞれ、バリン、イソロイシン、およびセリン(GII.4_A39V+R53I+P80S;配列番号:63、図15B)、またはGII.4_A39V+R53I+P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:63(図15B)で定義されるGII.4_A39V+R53I+P80S VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸39、53、および80に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、V、I、L、またはM、例えばバリン、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、S、N、C、またはT、例えばセリン、およびV、I、またはL、例えばバリンのままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_A39V+R53I+P80S+M333V VP1(GII.4_A39X、X=V、I、L、もしくはM+R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT、+M333X、X=V、I、もしくはL、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸39、53、80、および333にそれぞれ対応するアラニン、アルギニン、プロリン、およびメチオニンは、例えば、それぞれ、バリン、イソロイシン、セリン、およびバリン(GII.4_A39V+R53I+P80S+M333V;配列番号:35、図11B、もしくは配列番号:65、図15E)、またはGII.4_A39V+R53I+P80S+M333V VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:35(図11B)または配列番号:65(図15E)で定義されるGII.4_A39V+R53I+P80S+M333V VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸39、53、80、および333に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、V、I、L、またはM、例えばバリン、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、S、N、C、またはT、例えばセリン、およびV、I、またはL、例えばバリンのままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_A39V+R53I+P80S+Q368E VP1(GII.4_A39X、X=V、I、L、もしくはM+R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT、+Q368X、X=E、N、もしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸39、53、80、および368にそれぞれ対応するアラニン、アルギニン、プロリン、およびグルタミンは、例えば、それぞれ、バリン、イソロイシン、セリン、およびグルタミン酸(GII.4_A39V+R53I+P80S+Q368E;配列番号:37、図11E、もしくは配列番号:67、図15H)、またはGII.4_A39V+R53I+P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:37(図11E)または配列番号:67(図15H)で定義されるGII.4_A39V+R53I+P80S+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸39、53、80、および368に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、V、I、L、またはM、例えばバリン、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、S、N、C、またはT、例えばセリン、およびE、N、またはD、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
−GII.4_A39V+R53I+P80S+M333V+Q368E VP1(GII.4_A39X、X=V、I、L、もしくはM+R53X、X=I、L、V、A、もしくはM+P80X、X=S、N、C、もしくはT、+M333X、X=V、I、もしくはL+Q368X、X=E、N、もしくはD、VP1):ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸39、53、80、333、および368にそれぞれ対応するアラニン、アルギニン、プロリンメチオニン、およびグルタミンは、例えば、それぞれ、バリン、イソロイシン、セリン、バリン、およびグルタミン酸(GII.4_A39V+R53I+P80S+M333V+Q368E;配列番号:39、図11H、もしくは配列番号:69、図15K)、またはGII.4_A39V+R53I+P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80〜100%またはそれらの間の任意の量の配列類似性を示す配列に置換、突然変異、または改変されている。例えば、GII.4 VP1タンパク質は、配列番号:39(図11H)または配列番号:69(図15K)で定義されるGII.4_A39V+R53I+P80S+M333V+Q368E VP1タンパク質のアミノ酸配列と約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%、またはそれらの間の任意の量の配列類似性を有し得るが、ただし、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4のアミノ酸39、53、80、333、および368に対応する位置での置換、突然変異、または改変は、それぞれ、V、I、L、またはM、例えばバリン、I、L、V、A、またはM、例えばイソロイシン、S、N、C、またはT、例えばセリン、およびV、I、またはL、例えばバリン、およびE、N、またはD、例えばグルタミン酸のままであり、かつVP1タンパク質が、対象に投与されるとノロウイルスに対する免疫を誘導することを条件とする。GII.4 VP1をコードする配列は、任意のGII.4株、例えば、限定されないが、GII.4/2015(配列番号:3、アミノ酸;配列番号:4、ヌクレオチド;図5Cおよび5D)から得られ得る。
VLP収量
VP1の改善された特性の例は、改変VP1タンパク質を含むVLPの収量を比較して観察され得、図3Aおよび4Aを参照して示されている。植物における39、53、80、333、および368位のアミノ酸の1つまたは複数の置換を含む改変ノロウイルスVP1タンパク質の発現は、野生型GII.4/2015 VP1の収量と比較した場合、約2〜約20倍高いVLP収量をもたらした(図2Aを参照、収量は「1」に設定)。
加えて、39、53、80、333、および368位(もしくはGII.4 VP1の39、53、80、333、および368位に対応するか、もしくはそれらとアラインメントする)にアミノ酸の1つまたは複数の置換を有する改変VP1タンパク質を含むVLPは、調べたすべての改変VP1タンパク質について、対応する野生型または天然VP1タンパク質を含むVLPの収量と比較した場合、VLP収量の増加を示した。
野生型(GII.4/2015;図2A)と比較したVP1タンパク質収量の増加(図3A、4Aを参照)、および強力なVLP産生は、例えば、以下を発現する植物抽出物で観察された。
Figure 2021524273

Figure 2021524273

Figure 2021524273
VLPのサイズ、密度、安定性、および品質
図3Bおよび4Bに示すように、改変ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質の多くは、VLPが、野生型ノロウイルスGII.4/2015 VP1(図2A)と比較して、より高密度の画分、例えば29〜35%の画分で観察されるように、密度の高いVLPの改善された特性を示す(タンパク質抽出物のイオジキサノール密度勾配画分のクーマシー染色SDS PAGEで決定)。理論に拘束されることを望まないが、本明細書に記載されるように改変GII.4 VP1を含むVLPは、野生型GII.4/2015 VP1よりも大きな構造的完全性を示し得る。また、改変GII.4 VP1を含むVLPは、一般に、透過型電子顕微鏡法(TEM)を使用して決定した場合、野生型GII.4/2015 VLPよりも直径38nmのVLP対直径23nmのVLPのより大きい相対比率を含むことが観察される。
ノロウイルス感染に対する免疫の誘導
「免疫応答」は、一般に、対象の適応免疫系の応答を指す。適応免疫系は、一般に、体液性応答および細胞媒介性応答を含む。体液性応答は、Bリンパ球系統の細胞(B細胞)で産生される分泌抗体によって媒介される免疫の側面である。分泌された抗体は、侵入する微生物(ウイルスまたは細菌など)の表面上の抗原に結合し、それらに破壊のフラグを立てる。体液性免疫は、一般に、抗体産生およびそれに伴うプロセス、ならびにTh2細胞活性化およびサイトカイン産生、記憶細胞産生、食作用のオプソニン促進、病原体除去などを含む抗体のエフェクター機能を指すために使用される。「調節する」または「調節」などの用語は、一般に既知であるまたは使用されるいくつかのアッセイのいずれかによって決定される場合、特定の応答またはパラメータの増加または減少を指し、それらのいくつかは本明細書で例示される。
細胞媒介性応答は、抗体を伴わないが、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞(NK)、抗原特異的細胞傷害性Tリンパ球の活性化、および抗原に応答した様々なサイトカインの放出を伴う免疫応答である。細胞媒介性免疫は、一般的に、いくつかのTh細胞活性化、Tc細胞活性化、およびT細胞媒介性応答を指すために使用される。細胞媒介性免疫は、ウイルス感染に対応する上で特に重要であり得る。
例えば、抗原特異的CD8陽性Tリンパ球の誘導は、ELISPOTアッセイを使用して測定され得;CD4陽性Tリンパ球の刺激は、増殖アッセイを使用して測定され得る。抗ノロウイルス抗体価は、ELISAアッセイを使用して定量化され得;抗原特異的または交差反応性抗体のアイソタイプはまた、抗アイソタイプ抗体(例えば、抗IgG、IgA、IgE、もしくはIgM)を使用して測定され得る。そのようなアッセイを実行するための方法および技術は、当技術分野で周知である。
サイトカインの存在またはレベルも定量化され得る。例えば、Tヘルパー細胞応答(Th1/Th2)は、ELISA(例えば、BD Biosciences OptEIAキット)を使用したIFN−γおよびIL−4分泌細胞の測定によって特徴付けられる。対象から得られた末梢血単核細胞(PBMC)または脾細胞を培養し、上清を分析し得る。Tリンパ球はまた、当技術分野で既知であるマーカー特異的蛍光標識および方法を使用して、蛍光活性化セルソーティング(FACS)によって定量化され得る。
微小中和アッセイはまた、対象における免疫応答を特徴付けるために行われ得、例えば、Rowe et al.,1973の方法を参照されたい。ウイルス中和力価は、クリスタルバイオレット固定/細胞の着色に続く溶解プラークの数え上げ(プラークアッセイ);in vitro培養における細胞溶解の顕微鏡観察;ならびに2)ノロウイルスのELISAおよび分光光度検出を含む多くの方法で定量化され得る。
本明細書で使用される「エピトープ(epitope)」または「エピトープ(epitopes)」という用語は、抗体が特異的に結合する抗原の構造部分を指す。
また、本明細書では、改変ノロウイルスVP1タンパク質、または1つもしくは複数の改変VP1タンパク質を含むノロウイルスVLPを対象または宿主動物に投与して、それにより抗体または抗体フラグメントを産生することを含む抗体または抗体フラグメントを産生する方法も提供される。改変ノロウイルスVP1タンパク質は、ノロウイルスVP1遺伝子型GII.4(配列番号:1)のアミノ酸39、53、80、333、および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択された位置に1つまたは複数の置換、突然変異、または改変を含む。VLPは、ノロウイルスVP2タンパク質をさらに含み得る。
改変ノロウイルスVP1タンパク質を含むVLPの有効量、および薬学的に許容される担体、アジュバント、賦形剤、または添加剤を含む、免疫応答を誘導するための組成物も提供される。
植物の発現
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DNA形質転換、マイクロインジェクション、エレクトロポレーションなどを使用して植物細胞に導入することができる。そのような技術のレビューについては、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);およびMiki and Iyer,Fundamentals of Gene Transfer in Plants.In Plant Metabolism,2d Ed.DT.Dennis,DH Turpin,DD Lefebvre,DB Layzell(eds),Addison Wesly,Langmans Ltd.London,pp.561−579(1997)を参照されたい。他の方法には、直接的なDNAの取り込み、リポソームの使用、例えば、プロトプラストを使用したエレクトロポレーション、マイクロインジェクション、マイクロプロジェクタイルまたはウィスカー、および真空浸潤が含まれる。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 Plant 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),EP290395;WO8706614;米国特許第4,945,050号;同第5,036,006号;および同第5,100,792号、1995年5月10日に出願された米国特許出願第08/438,666号、ならびに1992年9月25日に出願された同第07/951,715号(これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる)を参照のこと。
一過性発現法を使用して、本発明の構築物を発現させ得る(D’Aoust et al.,2009,Methods in molecular biology,Vol 483,pages 41−50;Liu and Lomonossoff,2002,Journal of Virological Methods,105:343−348を参照のこと;これらは参照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;これは参照により本明細書に組み込まれる)、またはWO00/063400、WO00/037663(これらは参照により本明細書に組み込まれる)によって記載されるような真空ベースの一過性発現法が使用され得る。これらの方法には、例えば、これらに限定されないが、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)、シリンジ浸潤の方法が含まれ得るが、他の一時的な方法も上記のように使用され得る。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、またはシリンジ浸潤では、所望の核酸を含むアグロバクテリアの混合物が、組織、例えば、葉、植物の地上部分(茎、葉、および花を含む)、他の植物の一部(茎、根、花)、または植物全体の細胞間空間に入る。表皮を通過した後、アグロバクテリアは、感染し、t−DNAコピーを細胞に移入する。t−DNAは、エピソームで転写され、mRNAが翻訳されて、感染細胞で目的のタンパク質が産生されるが、核内部でのt−DNAの通過は、一時的なものである。
また、本発明の一部と見なされるのは、本明細書に記載の一過性タンパク質発現に適したプラットフォーム植物として使用され得る、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、または種子である。植物細胞から植物全体を再生する方法も当技術分野で既知である(例えば、Guerineau and Mullineaux(1993,Plant transformation and expression vectors.In:Plant Molecular Biology Labfax(Croy RRD ed)Oxford,BIOS Scientific Publishers,pp 121−148を参照)。一般に、形質転換された植物細胞は、抗生物質などの選択的薬剤を含有し得る適切な培地で培養され、選択可能なマーカーは、形質転換された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、既知の方法に従って適切な植物ホルモンを用いることによってシュート形成を促進することができ、シュートは、植物の再生のために発根培地に移入される。次いで、植物を使用して、種子から、または栄養繁殖技術を使用して、反復世代を確立し得る。トランスジェニック植物は、組織培養を使用せずに生成することもできる。これらの生物の安定した形質転換および再生のための方法は、当業者に確立されており、当業者に既知である。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)、ならびにWeissbachおよびWeissbach(Methods for Plant Molecular Biology,Academic Press,1989)でレビューされている。形質転換および再生された植物を得る方法は、本発明にとって重要ではない。
植物、植物部分、または植物細胞が2つ以上の核酸構築物によって形質転換または同時形質転換される場合、核酸構築物は、核酸がプールされ、細菌細胞がトランスフェクトされるように、単一のトランスフェクションイベントでアグロバクテリウムに導入され得る。あるいは、構築物は、連続的に導入され得る。この場合、記載されるように第1の構築物は、アグロバクテリウムに導入され、細胞は、単一で形質転換された細菌のみが増殖できる選択的条件下(例えば、抗生物質の存在下)で増殖される。この第1の選択ステップに続いて、記載されているように第2の核酸構築物は、アグロバクテリウムに導入され、細胞は、二重に形質転換された細菌のみが増殖できる二重選択条件下で増殖される。次いで、二重に形質転換された細菌を使用して、本明細書に記載されるように植物、植物部分、もしくは植物細胞を形質転換してもよく、または第3の核酸構築物を収容するためのさらなる形質転換ステップに供してもよい。
あるいは、植物、植物部分、または植物細胞が2つ以上の核酸構築物によって形質転換または同時形質転換される場合、核酸構築物は、アグロバクテリウム細胞の混合物を植物、植物部分、または植物細胞と共浸潤させることによって植物に導入され得、各アグロバクテリウム細胞は、植物内に導入される1つ以上の構築物を含み得る。構築物内の目的のヌクレオチド配列の植物、植物部分、または植物細胞内の相対的発現レベルを変化させるために、浸潤ステップ中に、所望の構築物を含む様々なアグロバクテリウム集団の濃度を変化させ得る。
したがって、本明細書では、1つもしくは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質、または1つもしくは複数の改変VP1タンパク質を含むノロウイルスVLPを含む植物、植物の一部、植物細胞、または植物抽出物が提供される。1つもしくは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質は、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3)のアミノ酸39、53、80、333、および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択された位置に1つもしくは複数の置換、突然変異、または改変を含む。VLPは、ノロウイルスVP2タンパク質をさらに含み得る。
また、1つもしくは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質をコードする核酸またはポリヌクレオチド配列を含む、植物、植物の一部、植物細胞、または植物抽出物も本明細書で提供される。1つもしくは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質は、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3、またはGII.4/2012、配列番号:1)のアミノ酸39、53、80、333、および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択された位置に1つもしくは複数の置換、突然変異、または改変を含む。
Figure 2021524273

Figure 2021524273
以下の例において、本発明をさらに説明する。
例1:ノロウイルスVP1構築物
GII.4 VP1の候補天然配列の例は、例えばGenbankで公開されている。ノロウイルス株は、経時的に定期的に突然変異および進化することが既知であり、GII.4の遺伝子型内変動は、周知であるため、以下に提供する例は、非限定的であると見なされることを理解されたい(例えば、Parra G.I.et.al.,2017 PLOS Pathogens 13(1):e1006136,doi:10.371/journal.ppat.1006136を参照;参照により本明細書に組み込まれる)。天然GII.4 VP1配列の非限定的な例には、以下が含まれる:
Hu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AU(GII.4_Sydney_2012_K4LM89とも呼ばれる;GII.4/2012;配列番号:1および2;図5Aおよび5B)。
Hu/GII.4/Sydney2015(GII.4/2015;配列番号:3および4;図5Cおよび5D);
US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(GII.4;配列番号:5;図6A);
FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(GII.4;配列番号:6;図6B);
Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(GII.4;配列番号:7;図6C);
2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(GII.4;配列番号:8;図6D);
NO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(GII.4;配列番号:9;図6E)。
表2に記載されたプライマーを使用して、以下に説明する構築物を調製した。
Figure 2021524273
2X35S/atPK74/VP1 GII.4−Sydney 2015(hCod)/NOS+MAR(構築物番号4153)
ノロウイルス株GII.4/Sydney/2015からのVP1をコードするヒトコドン最適化配列を、以下のPCRベースの方法を使用して2X35S/nbPK74/CPMV 3’UTR/NOS発現システムにクローニングした。GII.4 VP1コーディング配列を含有するフラグメントは、テンプレートとしてヒトコドン最適化GII.4/Sydney 2015 VP1遺伝子配列(配列番号:4)を使用してプライマーIF(nbPK74)GII.4Syd15(opt1).c(配列番号:73)およびIF−(Syd15)GII4(opt1).r(配列番号:74)を使用して増幅した。配列最適化のために、GII.4/Sydney 2015株のタンパク質配列(配列番号:3)を逆翻訳し、ヒトコドン使用頻度、GC含有量、およびmRNA構造のために最適化した。PCR産物は、In−Fusionクローニングシステム(Clontech、Mountain View,CA)を使用して、2X35S/nbPK74/CPMV 3’UTR/NOS発現システムでクローニングした。構築物番号3674(配列番号:70、図16A;構築物の概略図16B)をAatIIおよびStuI制限酵素で消化し、線形化したプラスミドをIn−Fusion集合反応に使用した。構築物番号3674は、MAR調節エレメントと共に2X35S/nbPK74/CPMV 3’UTR/NOSベースの発現カセットに目的の遺伝子を「In Fusion」クローニングすることを目的としたアクセプタープラスミドである。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の下でサイレンシングのTBSV P19サプレッサーを共発現させるための遺伝子構築物も組み込む。バックボーンは、pCAMBIAバイナリープラスミドであり、左T−DNAから右T−DNA境界の配列は、配列番号:70に含まれる。得られた構築物に番号4153(配列番号:71)を与えた。ノロウイルス株GII.4/Sydney 2015由来の天然VP1のアミノ酸配列は、配列番号:3で示される。プラスミド4153の表現を図5Eに示す。
2X35S/nbPK74/GII.4−Sydney 2015_P80S(hCod)/CPMV 3’UTR/NOS+MAR(構築物番号4154)
SドメインにP80S置換を含む株GII.4/Sydney/2015株のVP1をコードするヒトコドン最適化配列を、以下のPCRベースの方法を使用して2X35S/nbPK74/CPMV3’UTR/NOS+MAR発現システムにクローニングした。PCRの最初のラウンドでは、改変P80Sアミノ酸を有するSドメインを含有するフラグメントは、テンプレートとしてヒトコドン最適化GII.4/Sydney 2015 VP1遺伝子配列(配列番号:4)を使用してプライマーIF(nbPK74)GII.4Syd15(opt1).c(配列番号:73)およびGII.4Syd15(opt1)(P80S).r(配列番号:79)を使用して増幅した。SおよびPドメインの残りを有するP80S置換を含有する第2のフラグメントは、テンプレートとしてヒトコドン最適化GII.4/Sydney 2015 VP1遺伝子配列(配列番号:4)を使用してGII.4Syd15(opt1)(P80S).c(配列番号:80)およびIF−(Syd15)GII4(opt1).r(配列番号:74)を使用して増幅した。配列最適化のために、GII.4/Sydney 2015株のタンパク質配列(配列番号:3)を逆翻訳し、ヒトコドン使用頻度、GC含有量、およびmRNA構造のために最適化した。PCR産物は、In−Fusionクローニングシステム(Clontech、Mountain View,CA)を使用して、2X35S/nbPK74/CPMV 3’UTR/NOS発現システムでクローニングした。構築物番号3674(図16B)をAatIIおよびStuI制限酵素で消化し、線形化したプラスミドをIn−Fusion集合反応に使用した。構築物番号3674は、MAR調節エレメントと共に2X35S/nbPK74/CPMV 3’UTR/NOSベースの発現カセットに目的の遺伝子を「In Fusion」クローニングすることを目的としたアクセプタープラスミドである。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の下でサイレンシングのTBSV P19サプレッサーを共発現させるための遺伝子構築物も組み込む。バックボーンは、pCAMBIAバイナリープラスミドであり、左T−DNAから右T−DNA境界の配列は、配列番号:70に含まれる。得られた構築物に番号4154(配列番号:72)を与えた。改変GII.4/Sydney 2015_P80Sのアミノ酸配列は、配列番号:13で示される。プラスミド4154の表現を図7Fに示す。
野生型および改変VP1タンパク質、プライマー、テンプレート、および生成物の概要を表3および4に提供する。改変VP1タンパク質は、上記と同じ方法を使用して集合させた。
例2:方法
アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)トランスフェクション
アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)株AGL1は、D’Aoust et al.,2008(Plant Biotech.J.6:930−40)に記載されている方法を使用して、天然ノロウイルスVP1、天然ノロウイルスVP2、またはノロウイルスVP1改変タンパク質発現ベクターでのエレクトロポレーションによりトランスフェクトした。トランスフェクトしたアグロバクテリウムは、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pH5.6を補充したYEB培地で、0.6〜1.6のOD600まで増殖させた。アグロバクテリウム懸濁液を使用前に遠心分離し、浸潤培地(10mM MgClおよび10mM MES pH5.6)に再懸濁した。
植物バイオマスの調製、接種物、およびアグロインフィルトレーション
N.ベンサミアナ(N.benthamiana)植物は、市販のピートモス基質で満たされたフラットの種子から育てた。植物は、16/8の光周期および25℃の日中/20℃の夜の温度レジーム下の温室内で育てた。播種から3週間後、個々の苗木を取り出し、鉢に移植し、同じ環境条件下でさらに3週間温室で放置して育てた。
各天然ノロウイルスVP1、天然ノロウイルスVP2、またはノロウイルスVP1改変発現ベクターでトランスフェクトされたアグロバクテリウムを、それらが、0.6〜1.6のOD600に達するまで、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pH5.6を補充したYEB培地で増殖させた。アグロバクテリウム懸濁液を使用前に遠心分離し、浸潤培地(10mM MgClおよび10mM MES pH5.6)に再懸濁し、4℃で一晩保存した。浸潤の日に、培養バッチを2.5培養容量に希釈し、使用前に加温した。N.ベンサミアナ(N.benthamiana)の植物全体を20〜40トルの真空下で2分間気密ステンレス鋼タンク中の細菌懸濁液に逆さまに置いた。収穫まで、植物を6または9日のインキュベーション期間の間、温室に戻した。
葉の収穫および総タンパク質抽出
インキュベーション後、植物の地上部を収穫し、−80℃で凍結し、細かく砕いた。凍結粉砕した植物材料の各サンプルを2倍量の冷100mMリン酸緩衝液pH7.2+150mM NaCl、0.4μg/mlメタ重亜硫酸ナトリウム、および1mMフェニルメタンスルホニルフルオリドでホモジナイズ(Polytron)することにより、総可溶性タンパク質を抽出した。均質化後、スラリーを10,000gで10分間4℃で遠心分離し、これらの清澄化された粗抽出物(上清)を分析のために保存した。
清澄化された粗抽出物の総タンパク質含有量は、参照標準としてウシ血清アルブミンを使用するブラッドフォードアッセイ(Bio−Rad,Hercules,California)によって決定した。Criterion(商標)TGX Stain−Free(商標)プレキャストゲル(Bio−Rad Laboratories,Hercules,CA)を使用して、還元条件下でSDS−PAGEによりタンパク質を分離した。クーマシーブリリアントブルーでゲルを染色することにより、タンパク質を視覚化した。あるいは、タンパク質をGel Doc(商標)EZイメージングシステム(Bio−Rad Laboratories,Hercules,CA)で視覚化し、免疫検出のためにポリフッ化ビニレン(polyvinylene difluoride)(PVDF)メンブレン(Roche Diagnostics Corporation,Indianapolis,Indiana)にエレクトロトランスファーした。イムノブロッティングの前に、メンブレンを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を用いて、4℃で16〜18時間ブロックした。
タンパク質分析およびイムノブロッティング
イムノブロッティングをGIおよびGII遺伝子型のVP1に特異的な一次mAb 242P抗体との最初のインキュベーションで実行し、TBS−Tween 20 0.1%中の2%スキムミルクで1/500に希釈した。1/10000に希釈したペルオキシダーゼ共役ヤギ抗マウス(Jackson Immunoresearch,カタログ#115−035−146)を化学発光検出用の二次抗体として使用し、TBS−Tween 20 0.1%中の2%スキムミルクで希釈した。免疫反応性複合体を基質としてルミノールを使用する化学発光によって検出した(Roche Diagnostics Corporation)。ヒトIgG抗体の西洋ワサビペルオキシダーゼ−酵素コンジュゲーションは、EZ−Link Plus(登録商標)活性化ペルオキシダーゼコンジュゲーションキット(Pierce,Rockford,Ill.)を使用して実施した。
VLP形成/イオジキサノール勾配の分析
タンパク質は、2倍量の抽出緩衝液(100mMリン酸緩衝液pH7.2+150mM NaCl)を用いたブレンダーでの機械的抽出により、凍結バイオマスから抽出した。スラリーを大きな孔のナイロンフィルターで濾過して、大きな破片を取り除き、5000gで5分間4℃で遠心分離した。上清を回収し、5000gで30分間(4℃)で再度遠心分離して、余分な破片を取り除いた。次いで、上澄みを不連続なイオジキサノール密度勾配にロードする。分析密度勾配遠心分離を以下のように実行した:酢酸緩衝液中の不連続イオジキサノール密度勾配を含有する38mlチューブ(45%で1ml、35%で2ml、33%で2ml、31%で2ml、29%で2ml、および25%で5mlのイオジキサノール)を調製し、ウイルス様粒子を含有する25mlの抽出物で覆った。勾配を175000gで4時間(4℃)遠心分離した。遠心分離後、1mlの画分を下から上に収集し、タンパク質染色またはウエスタンブロットと組み合わせたSDS−PAGEによって画分を分析した。
電子顕微鏡法
上記のように、不連続なイオジキサノール密度勾配で部分的に清澄化した植物抽出物を遠心分離した後、サンプルを含揺する画分(1ml/画分)をプールし、100mM PBS pH7.2+150mM NaCl緩衝液と混合してチューブを完全に満たし、100000gで120分遠心分離する。VP1の量に応じて、ペレットを300〜1000μlの緩衝液に再懸濁した。タンパク質含有量をBCAによって分析した。
メッシュサイズが200nmのカーボンコーティングされた銅グリッド。プールされた溶出液は、カーボン側を上にしてペトリ皿のワットマン紙に置き、4℃で一晩インキュベートすることによって親水性になる。透過型電子顕微鏡(TEM)で観察する密度勾配遠心分離からの20μlのプール画分をParafilmに堆積させ、カーボン側を下に向けてグリッドを浮かせ、室温で5分間インキュベートした。次いで、グリッドを20μlの水滴で4回洗浄し、グリッドの側面でワットマン紙に触れることにより、最後の洗浄で余分な水を排出する。次いで、グリッドを水中の2%酢酸ウラニルの20μl液滴上で1分間インキュベートする。グリッドをワットマン紙で5分間乾燥させる。観察は、透過型電子顕微鏡下で、10,000倍〜150,000倍の範囲の倍率で実行した。
例3:植物におけるVP1タンパク質およびVLPの産生
例2に記載のように、N.ベンサミアナ(N.benthamiana)の葉に、野生型ノロウイルスVP1またはVP1配列の発現を可能にする改変ノロウイルスVP1構築物をコードする発現ベクターを含むアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)を真空浸透させ、VP1タンパク質および/またはVLP産生について葉を調べた。浸潤後9日(DPI)後、葉ホモジネートから全粗タンパク質抽出物を調製し、SDS−PAGEで分離し、クーマシーで染色するか(VP1産生)、または上記の例2で記載のように不連続イオジキサノール密度勾配を使用して分離した(VLP産生)。密度勾配からの画分は、クーマシー染色されたSDS−PAGEを使用して調べた。ノロウイルスVP1タンパク質は、約55〜60kDaのバンドで出現する。密度勾配の画分内でのVP1タンパク質の発生は、密度勾配遠心分離中にVLPが平衡化する画分(複数可)を示している。密度勾配遠心分離後のピーク画分から得られたVLPの収量も決定した。
野生型GII.4/2015遺伝子型変異体Hu/GII.4_Sydney/2015 VP1は、植物ではほとんど発現しなかった(図2A)。
対照的に、GII.4 VP1タンパク質が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4(配列番号:1)の39、53、80、333、および368位との配列アラインメントにおいて、それらにまたは対応する任意の1つ以上のアミノ酸で置換、突然変異、または改変されている改変ノロウイルスVP1タンパク質は、野生型GII.4/2015 VP1よりも高い収量(図3Aおよび4A)をもたらし、図3Bおよび4Bに示すように改変VP1タンパク質を含むVLPを産生した(図3Aおよび4Bならびに以下に示される収量の倍増は、「1倍」;図2Aに設定されたGII.4/2015の発現後に得られた収量に対してである):
Figure 2021524273

Figure 2021524273

Figure 2021524273
すべての引用は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、1つ以上の実施形態に関して説明してきた。しかしながら、当業者には、記載された主題に対して多くの変形および修正を行うことができることが明らかであろう。特許請求の範囲の範囲は、例に記載された好ましい実施形態によって限定されるべきではなく、全体としての説明と一致する最も広い解釈を与えられるべきである。
配列表2 <223>Hu cod VP1 GII.4/Sydney/2012/K4LM89の核酸配列
配列表4 <223>Hu cod VP1Hu/GII.4/Sydney/2015の核酸配列
配列表10 <223>Hu cod VP1 GII.4/2012_P80Sの核酸配列
配列表12 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_P80Sの核酸配列
配列表14 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_P80S)プラス記号P(GII.4/2015)の核酸配列
配列表16 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_P80S)プラス記号P(GII.4/2015_M333V)の核酸配列
配列表18 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_P80S)プラス記号P(GII.4/2015_Q368E)の核酸配列
配列表22 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_A39Vプラス記号P80S)プラス記号P(GII.4/2015_M333V)の核酸配列
配列表24 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)プラス記号P(GII.4/2015_Q368E)の核酸配列
配列表26 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_A39V+P80S)+P(GII.4/2015_M333A+Q368E)の核酸配列
配列表28 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_R53Iplus記号 P80S)プラス記号P(GII.4/2015_M333V)の核酸配列
配列表30 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_R53Iプラス記P80S)プラス記号P(GII.4/2015_Q368E))の核酸配列
配列表32 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_R53Iプラス記号P80S)プラス記号P(GII.4/2015_M333Vプラス記号Q368E))の核酸配列
配列表34 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_A39Vプラス記号R53Iプラス記号P80S)プラス記号P(GII.4/2015_M333V)の核酸配列
配列表36 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_A39Vプラス記号R53Iプラス記号P80S)プラス記号P(GII.4/2015_Q368E)の核酸配列
配列表38 <223>Hu cod VP1 S(GII.4/2012_A39Vプラス記号R53Iプラス記号P80S)プラス記号P(GII.4/2015_M333Vプラス記号Q368Eの核酸配列
配列表40 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_P80Sプラス記号M333Vの核酸配列
配列表42 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_P80Sプラス記号Q368Eの核酸配列
配列表44 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_P80Sプラス記号M333Vプラス記号Q368Eの核酸配列
配列表46 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号P80Sの核酸配列
配列表48 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号P80Sプラス記号M333Vの核酸配列
配列表50 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号P80Sプラス記号Q386Eの核酸配列
配列表52 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号P80Sプラス記号M333Vプラス記号Q386Eの核酸配列
配列表54 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_R53Iプラス記号P80Sの核酸配列
配列表56 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_R53Iプラス記号P80Sプラス記号M333Vの核酸配列
配列表58 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_R53Iプラス記号P80Sプラス記号Q386Eの核酸配列
配列表60 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_R53Iプラス記号P80Sプラス記号M333Vプラス記号Q386Eの核酸配列
配列表62 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号R53Iプラス記号P80Sの核酸配列
配列表64 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号R53Iプラス記号P80Sプラス記号M333Vの核酸配列
配列表66 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号R53Iプラス記号P80Sプラス記号Q386Eの核酸配列
配列表68 <223>Hu cod VP1 GII.4/2015_A39Vプラス記号R53Iプラス記号P80Sプラス記号M333Vプラス記号Q386Eの核酸配列
配列表70 <223>左T−DNAから右T−DNAまでのクローニングベクター3674の核酸配列
配列表73 <223>プライマーIF(nbPK74)GII.4Syd15(opt1).c
配列表74 <223>プライマーIF−(Syd15)GII4(opt1).r
配列表75 <223>プライマーIF(nbPK74)GII.4Syd12.c
配列表76 <223>プライマーGII.4(P80S).r
配列表77 <223>プライマーGII.4(P80S).c
配列表78 <223>プライマーIF−GII4Syd12VP1.r
配列表79 <223>プライマーGII.4Syd15(opt1)(P80S).r
配列表80 <223>プライマーGII.4Syd15(opt1)(P80S).c
配列表81 <223>プライマーGII.4Syd15(opt1)+GII.4Syd12.r
配列表82 <223>プライマーGII.4Syd12+GII.4Syd15(opt1).c
配列表83 <223>プライマーGII.4Syd15(opt1)(M333V).r
配列表84 <223>プライマーGII.4Syd15(opt1)(M333V).c
配列表85 <223>プライマーGII.4Syd15(opt1)(Q368E).r
配列表86 <223>プライマーGII.4Syd15(opt1)(Q368E).c
配列表87 <223>プライマーVP1_GII.4Syd12(A39V).r
配列表88 <223>プライマーVP1_GII.4Syd12(A39V).c
配列表89 <223>プライマーVP1_GII.4Syd12(R53I).r
配列表90 <223>プライマーVP1_GII.4Syd12(R53I).c
配列表91 <223>プライマーVP1(Syd15)GII4(opt1)(A39V).r
配列表92 <223>プライマーVP1(Syd15)GII4(opt1)(A39V).c
配列表93 <223>プライマーVP1(Syd15)GII4(opt1)(R53I).r
配列表94 <223>プライマーVP1(Syd15)GII4(opt1)(R53I).c
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+Q368E;配列番号:50)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+Q368E(配列番号:51)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4246(VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+Q368E)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q368E;配列番号:52)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q36 E(配列番号:53)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4247(VP1 GII.4/2015_A39V+P80S+M333V+Q368E)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S;配列番号:54)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S(配列番号:55)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4248(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V;配列番号:56)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V(配列番号:57)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4249(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+Q368E;配列番号:58)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+Q368E(配列番号:59)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4250(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+Q368E)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q368E;配列番号:60)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q36 E(配列番号:61)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4251(VP1 GII.4/2015_R53I+P80S+M333V+Q368E)の概略図である。
ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S;配列番号:62)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S(配列番号:63)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4252(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V;配列番号:64)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V(配列番号:65)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4253(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q368E;配列番号:66)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q368E(配列番号:67)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4254(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+Q368E)の概略図である。 ヒトコドン最適化(Hu cod)VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V+Q368E;配列番号:68)の核酸配列を示す図である。 VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V+Q368E(配列番号:69)のアミノ酸配列を示す図である。 構築物4255(VP1 GII.4/2015_A39V+R53I+P80S+M333V+Q368E)の概略図である。
野生型(GII.4/2015;図2A)と比較したVP1タンパク質収量の増加(図3A、4Aを参照)、および強力なVLP産生は、例えば、以下を発現する植物抽出物で観察された。
Figure 2021524273

Figure 2021524273

Figure 2021524273
また、1つもしくは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質をコードする核酸またはポリヌクレオチド配列を含む、植物、植物の一部、植物細胞、または植物抽出物も本明細書で提供される。1つもしくは複数の改変ノロウイルスVP1タンパク質は、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2015(配列番号:3、またはGII.4/2012、配列番号:1)のアミノ酸39、53、80、333、および368との配列アラインメントにおいて、またはそれらに対応するアミノ酸から選択された位置に1つもしくは複数の置換、突然変異、または改変を含む。
Figure 2021524273

Figure 2021524273
対照的に、GII.4 VP1タンパク質が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4(配列番号:1)の39、53、80、333、および368位との配列アラインメントにおいて、それらにまたは対応する任意の1つ以上のアミノ酸で置換、突然変異、または改変されている改変ノロウイルスVP1タンパク質は、野生型GII.4/2015 VP1よりも高い収量(図3Aおよび4A)をもたらし、図3Bおよび4Bに示すように改変VP1タンパク質を含むVLPを産生した(図3Aおよび4Bならびに以下に示される収量の倍増は、「1倍」;図2Aに設定されたGII.4/2015の発現後に得られた収量に対してである):
Figure 2021524273

Figure 2021524273

Figure 2021524273

Claims (47)

  1. 改変ノロウイルスVP1タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、SドメインおよびPドメインを含み、
    前記SドメインはノロウイルスVP1 GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AU(GII.4/2012;配列番号:1)のアミノ酸39、53、または80に対応する1つもしくは複数のアミノ酸での置換を含む、
    前記PドメインはノロウイルスVP1 GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333または368に対応する1つもしくは複数のアミノ酸での置換を含む、または
    それらの組み合わせ
    である、上記核酸。
  2. 前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、GII.4ノロウイルスGII.4 VP1タンパク質に由来する、請求項1に記載の核酸。
  3. 前記改変ノロウイルスVP1タンパク質をコードし、前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AU(配列番号:1)、Hu/GII.4/Sydney/2015(配列番号:3)、US96/GII.4/Dresden174/1997/DE_AY741811(配列番号:5)、FH02/GII.4/FarmingtonHills/2002/US_AY502023(配列番号:6)、Hnt04:GII.4/Hunter−NSW504D/2004/AU_DQ078814(配列番号:7)、2006b:GII.4/Shellharbour−NSW696T/2006/AU_EF684915(配列番号:8)、およびNO09:GII.4/Orange−NSW001P/2008/AU_GQ845367(配列番号:9)の群から選択されるGII.4ノロウイルス株由来である請求項1に記載の核酸。
  4. 前記Sドメインが、ノロウイルス株Hu/GII.4/Sydney/2015またはHu/GII.4/Sydney/NSW0514/2012/AUに由来し、かつGII.4/2012(配列番号:1)のノロウイルスVP1タンパク質のアミノ酸80に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項1に記載の核酸。
  5. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項4に記載の核酸。
  6. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸368に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項4に記載の核酸。
  7. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333および368に対応する位置に2つのアミノ酸置換を含む、請求項4に記載の核酸。
  8. 前記Sドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸39および80に対応する位置に2つのアミノ酸置換を含む、請求項1に記載の核酸。
  9. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項8に記載の核酸。
  10. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸368に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項8に記載の核酸。
  11. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333および368に対応する位置に2つのアミノ酸置換を含む、請求項8に記載の核酸。
  12. 前記Sドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸53および80に対応する位置に2つのアミノ酸置換を含む、請求項1に記載の核酸。
  13. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項12に記載の核酸。
  14. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸368に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項12に記載の核酸。
  15. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333および368に対応する位置に2つのアミノ酸置換を含む、請求項12に記載の核酸。
  16. 前記Sドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸39、53、および80に対応する位置に3つのアミノ酸置換を含む、請求項1に記載の核酸。
  17. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項16に記載の核酸。
  18. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸368に対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項16に記載の核酸。
  19. 前記Pドメインが、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸333および368に対応する位置に2つのアミノ酸置換を含む、請求項16に記載の核酸。
  20. 前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸39に対応する位置にアミノ酸置換を含み、かつ前記アミノ置換が、バリン、イソロイシン、ロイシン、またはメチオニンへの置換である、請求項1に記載の核酸。
  21. 前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸80に対応する位置にアミノ酸置換を含み、かつ前記アミノ置換が、セリン、アスパラギン、システイン、またはスレオニンへの置換である、請求項1に記載の核酸。
  22. 前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012(配列番号:1)のアミノ酸53に対応する位置にアミノ酸置換を含み、かつ前記アミノ置換が、イソロイシン、ロイシン、バリン、アラニン、またはメチオニンへの置換である、請求項1に記載の核酸。
  23. 前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012配列番号:1)のアミノ酸333に対応する位置にアミノ酸置換を含み、かつ前記アミノ置換が、バリン、イソロイシン、またはロイシンへの置換である、請求項1に記載の核酸。
  24. 前記改変ノロウイルスVP1タンパク質が、ノロウイルスVP1タンパク質GII.4/2012配列番号:1)のアミノ酸368に対応する位置にアミノ酸置換を含み、かつ前記アミノ置換が、グルタミン酸、アスパラギン、またはアスパラギン酸への置換である、請求項1に記載の核酸。
  25. 前記ヌクレオチド配列のコドン使用頻度が、ヒトコドン使用頻度、増加したGC含有量、またはそれらの組み合わせに最適化されている、請求項1に記載の核酸。
  26. 請求項1に記載の核酸を含むベクター。
  27. 請求項1に記載の核酸によってコードされる改変ノロウイルスVP1タンパク質。
  28. Hu/GII.4/Sydney/2015(配列番号:1)またはGII.4/Sydney/NSW0514/2012/AU(配列番号:3)と約80〜約100%の配列類似性を含む、請求項27に記載の改変ノロウイルスVP1タンパク質。
  29. 請求項28に記載の改変ノロウイルスVP1を含むウイルス様粒子(VLP)。
  30. 植物、植物の一部、または植物細胞において改変ノロウイルスVP1タンパク質を産生する方法であって、
    請求項1に記載の核酸を前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞に導入すること、および
    前記改変ノロウイルスVP1タンパク質の発現を可能にする条件下で、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞をインキュベートすること
    を含む、上記方法。
  31. 前記方法が、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞を収穫するステップをさらに含む、請求項30に記載の方法。
  32. 前記方法が、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞から前記改変ノロウイルスVP1タンパク質を抽出するステップ、精製するステップ、または抽出かつ精製するステップをさらに含む、請求項31に記載の方法。
  33. 請求項32に記載の方法によって産生された改変ノロウイルスVP1タンパク質。
  34. 植物、植物の一部、または植物細胞においてノロウイルスウイルス様粒子(VLP)を産生する方法であって、
    請求項1に記載の核酸を前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞に導入すること、および
    前記ノロウイルスVLPの発現を可能にする条件下で、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞をインキュベートすること
    を含む、上記方法。
  35. 前記方法が、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞を収穫するステップをさらに含む、請求項34に記載の方法。
  36. 前記方法が、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞から前記ノロウイルスVLPを抽出するステップ、精製するステップ、または抽出かつ精製するステップをさらに含む、請求項35に記載の方法。
  37. 請求項34に記載の方法によって産生されたノロウイルスVLP。
  38. 請求項33に記載のノロウイルスVP1タンパク質を含む植物、植物の一部、または植物細胞。
  39. 請求項37に記載のVLPを含む植物、植物の一部、または植物細胞。
  40. 請求項1に記載の前記組換え核酸を含む植物、植物の一部、または植物細胞。
  41. 請求項30に記載の方法によって産生された改変ノロウイルスVP1タンパク質を含む植物抽出物。
  42. 請求項34に記載の方法によって産生されたノロウイルスVLPを含む植物抽出物。
  43. 請求項29に記載のVLPの有効量、および薬学的に許容される担体、アジュバント、賦形剤、または添加剤を含む、免疫応答を誘導するための組成物。
  44. 免疫応答を誘導するための、請求項27に記載の改変ノロウイルスVP1タンパク質の有効量を含むワクチン。
  45. 対象においてノロウイルス感染に対する免疫を誘導するための方法であって、請求項29に記載のVLPを前記対象に投与することを含む方法。
  46. 前記VLPが、経口、鼻腔内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、直腸、または膣内で前記対象に投与される、請求項45に記載の方法。
  47. 植物、植物の一部、または植物細胞におけるノロウイルスウイルス様粒子(VLP)の収量を増加させる方法であって、
    請求項1に記載の核酸を前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞に導入すること、および
    前記改変ノロウイルスVP1タンパク質の発現を可能にする条件下で、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞をインキュベートし、それにより前記ノロウイルスVLPを産生すること、
    を含み、前記改変ノロウイルスVP1タンパク質を含む前記ノロウイルスVLPの収量が、同じ条件下で、前記植物、前記植物の一部、または前記植物細胞で産生される野生型ノロウイルスVP1タンパク質を含むノロウイルスVLPの収量よりも大きい、上記方法。
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