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
Description
−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。
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。
−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。
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。
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。
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)。
−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。
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。
−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。
−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。
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。
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)。
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。
「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。
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。
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:
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。
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。
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 MgCl2および10mM MES pH5.6)に再懸濁した。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (47)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 請求項1に記載の核酸を含むベクター。
- 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。
- 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。
- 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)。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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