JP2621656B2 - 有用蛋白質の製造方法 - Google Patents

有用蛋白質の製造方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、医薬品などに有用な蛋白質をカイコを利用
した遺伝子組換え法により効率良く生産する際に、カイ
コ体液中に存在する蛋白質分解酵素ならびに多角体生産
能を欠如した遺伝子組換えカイコ核多角体病ウィルスを
不活性化させる方法に関する。
[従来の技術] 遺伝子操作技術の進歩により、ヒト・インターフェロ
ンα、ブタ・成長ホルモンなどの有用蛋白質が、遺伝子
組換えしたカイコ核多角体病ウィルスをカイコに接種し
て増殖させ、カイコ体内に蓄積されたことが報告されて
いる。
しかしながら、カイコ体液中には蛋白質分解酵素が存
在することが知られており、従って体液抽出操作中もし
くは体液の保存中に目的とする蛋白質が分解されること
が考えられる。さらに、遺伝子組換え核多角体病ウィル
スをカイコに接種して増殖させて蛋白質を生産する方法
では、カイコ体液中にこのウィルスが存在するため、ウ
ィルスの封じ込めが必要となる。
[発明が解決しようとする課題] そこで、カイコ抽出液中に存在する蛋白質分解酵素お
よび遺伝子組換えカイコ核多角体病ウィルスの不活性化
が可能となれば、カイコを利用した有用蛋白質の量産の
途が開かれると期待される。
本発明は、カイコを用いた有用蛋白質の製造を効率良
く行ない、以って有用蛋白質を大量生産することを目的
とする。
[問題を解決するための手段] 本発明者らは、かかる状況に鑑み、創意工夫をなし、
抽出したカイコ体液を酸性にすることにより、カイコ体
液中に存在する蛋白質分解酵素および多角体生産能を欠
如した遺伝子組換え核多角体病ウィルスを不活性化する
ことに成功し、以って有用蛋白質をカイコを用いて大量
に製造する方法を確立し、かくして本発明を完成するに
至った。
すなわち、本発明は、有用蛋白質をコードする遺伝子
により組換えられた組換えカイコ核多角体病ウィルスを
カイコに接種して有用蛋白質を製造する際に、カイコ体
液をpH0.5〜3.0にすることを特徴とする有用蛋白質の製
造方法、ならびに遺伝子組換えウィルスの封じ込め方法
である。
以下、本発明に関し逐次詳細に説明する。
本発明の有用蛋白質としては特に限定されないが、酸
に安定な蛋白質が好ましい。酸に安定な蛋白質としては
種々のものが報告され、今後も多くのものが報告される
であろうが、それらへの応用が可能である。例えば、酸
に安定な有用蛋白質として、ヒトインターフェロンβ、
ネコインターフェロン(以下FeIFNと略す)、マウスイ
ンターフェロンβなどのインターフェロン類などが挙げ
られる。本発明では、特にFeIFNが好ましく用いられ
る。
遺伝子組換えカイコ核多角体病ウィルスは、例えば次
のようにして作製することができる。
すなわち、有用蛋白質をコードするDNAの上流に核多
角体病ウィルス由来のプロモーター領域を含むDNA断
片、下流に終止シグナル以下のDNA断片を有する組換え
プラスミドと核多角体病ウィルスのDNAとを、例えばBM-
N細胞のようなカイコ培養細胞に同時に感染させること
によって、in vivo的に外来の有用蛋白質をコードするD
NAのウィルスDNAの組換えが起こり、遺伝子組換えウィ
ルスが作製される。このようにして作製された遺伝子組
換え核多角体病ウィルスは、核多角体病ウィルスの多角
体蛋白の遺伝子領域に外来のDNAが置換または挿入され
ているため、多角体を生産することができない。従って
非組換え体ウィルスと容易に区別できる。このような遺
伝子組換え核多角体病ウィルスとして、例えばFeIFNの
蛋白質をコードするDNAが組換えられたrBNV100を挙げる
ことができる。
rBNV100は、例えばE.coli(pFeIFN1)(微工研条寄第
1633号)から抽出したプラスミドからFeIFNの蛋白質を
コードするDNAを切り出して、カイコのクローニングベ
クター(文献1)に連結して作製した組換え体プラスミ
ドとカイコ核多角体病ウィルスDNAとを、カイコ樹立細
胞にコ・トランスフェクションして作製することができ
る。
すなわち、微工研条寄第1633号の大腸菌形質転換体か
ら一般的な方法により抽出したプラスミドpFeIFN1か
ら、FeIFNの蛋白質をコードするDNA部分を、例えばpBM0
30(文献1)などのカイコのクローニングベクターの発
現調節部分の下流に連結するという一般的な遺伝子操作
に従って組換え体プラスミドを作製することができる。
この組換え体プラスミドとカイコ核多角体病ウィルスDN
A(文献1)とを、文献1のような方法でカイコ樹立細
胞、例えばBM-N株(文献1)にコ・トランスフェクショ
ンした後、培養を続け、培養液中に出現した非組換え体
(野生型)と組換え体のウィルスの中から限界希釈法お
よびプラーク法などの一般的な方法によって、組換え体
ウィルスをクローニングすることができる。組換え体ウ
ィルスは多角体の形成能がないことから、野生型ウィル
スと容易に区別できる。
有用蛋白質の生産は、前記の組換えカイコ核多角体病
ウィルスをカイコ生体中で増殖させることにより行な
う。すなわち、前記の組換え体ウィルスを含む培養液を
カイコ幼虫に接種(注射)して、クワの葉または人工飼
料を与えて飼育する。飼育後、カイコを開腹し、そこか
ら得られる液をカイコ体液とする。
カイコ体液を酸性にするには、カイコ体液に酸を加え
る方法、酸中に体液を受ける方法、もしくは開腹したカ
イコをそのまま酸中に入れ攪拌する方法が可能である。
これらの操作は氷水浴中で行なうのが好ましいが、限定
されない。
使用する酸としては塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸、ま
たは蟻酸、酢酸などの有機酸を用いることができる。こ
の中でも塩酸が特に好ましく用いられる。
酸性の範囲はpH0.5〜3.0とする。好ましいpHは1.0〜
2.5であり、特にpH1.3〜2.0にするのが好ましい。
このようにして作った酸性液中には、酸により変性凝
固した物質が生じるため、遠心分離機を用いるなどして
除去し、必要ならば後続の精製プロセスに使用する。
[実施例] 以下に、主にFeIFNの例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明の範囲がこれに限定されるもの
ではない。
実施例1 (1)FeIFNをコードするDNAを含む組換えプラスミドの
作製 プラスミドpFeIFN1(特開平2-195884)から、第1図
に示す方法でFeIFNをコードするDNAを含む組換えプラス
ミドを作製した。
すなわち、プラスミドpFeIFN1 50μgを制限酵素XhoI
で完全分解し、得られた複数のDNA断片をアガロースゲ
ル電気泳動で分け、約1.2kbのDNA断片をエレクトロエリ
ューションで取り出し、約10μgを回収した。
次に、このDNA断片10μgを制限酵素SfaNIとHincIIで
完全分解し、得られたDNA断片のうち約750bpのものを同
様にして約3μg回収した。こうしてFeIFN構造遺伝子
を含むSfaNI-HincII断片を得た。この断片と制限酵素Ba
mHIとHincIIとで切断した市販のpUC18(宝酒造(株)
製)の断片とを、T4DNAリガーゼで連結し、pUCIFN4を作
製した。pUCIFN4 25μgを制限酵素BamHI、HincIIで完
全分解し、得られた複数のDNA断片をアガロース電気泳
動で分け、約0.7kbのDNA断片をエレクトロエリューショ
ンで取り出し、約2μgを回収した。
次に、市販のM13mp19RFDNA(宝酒造(株)製)5μg
を制限酵素Bg1Iで完全分解し、次いでT4DNAポリメラー
ゼ3′末端を平滑末端にした後、T4DNAリガーゼで連結
し、Bg1I切断部位を欠いたM13ベクターを作製した。こ
のベクターを制限酵素BamHI、HincIIで完全分解後、前
述の0.7kbのBamHI-HincII断片とT4DNAリガーゼで連結し
た。この組換えDNA10μgを制限酵素Bg1I、Eco0109Iで
完全分解し、バクテリアアルカリホスファターゼ(宝酒
造(株)製)反応後、アガロース電気泳動で分け、約7.
9kbのDNA断片をエレクトロエリューションで取り出し
た。
次に、Bg1I部位からEco0109I部位までになる2本鎖DN
Aを合成した。すなわち、Abllied Biosystems社製のDNA
シンセサイザーで合成した。
41mer(TGGCGCTGGGCTGCAACTCCGTCTGCGTGCTGGGCTGTGA
C)と32mer(CTGCCTCAGACCCACGGCCTGCTGAACAGGAG)と38
mer(GCCCAGCACGCAGACGGAGTTGCAGCCCAGCGCCACCA)と41m
er(GCCCTCCTGTTCAGCAGGCCGTGGGTCTGAGGCAGGTCACA)の
4種のオリゴマーを混合し、T4ポリヌクレオチドキナー
ゼ(宝酒造(株)製)でカイネーシング後、90℃で2分
間加熱したあと、放冷することによってアニーリングし
た。この2本鎖DNAと上記で得た約7.9kbのBg1I-Eco0109
I断片とを、T4DNAリガーゼで連結した。20μgを制限酵
素BamHI、HincIIで完全分解し、得られた複数のDNA断片
をアガロースゲル電気泳動で分け、約750bpのDNA断片を
エレクトロエリューションで取り出し、約2μgを回収
した。こうしてFeIFNをコードするDNAを含むBamHI-Hinc
II断片を得た。
クローニングベクターpBM030(文献1)5μgを制限
酵素Bg1II、SmaIで完全分解し、上記のBamHI-HincII断
片とT4DNAリガーゼでライゲーションした。この反応液
をコンピテント化したE.coli HB101(宝酒造(株)製)
と混合し、形質転換を行なった。100μg/mlのアンピシ
リンを含むLBプレート上に生育するコロニーの中から、
アルカリミニスクリーン法で抽出したプラスミドのHind
IIIでの制限分析により、クローニングベクターpBM030
に約750bpのDNA断片が組込まれているプラスミドを得
た。そのプラスミドのFeIFNをコードするDNAのシーケン
スを行なって、pB030にFeIFNをコードするDNAが組込ま
れているプラスミドを得た。この組換え体プラスミドを
pYU871とした。
(2)FeIFNをコードするDNAで組換えられた組換えカイ
コ核多角体病ウィルスの作製 文献1の方法で組換え体ウィルスを作製した。
すなわち、50mM HEPESバッファーpH7.1、0.28M NaC
1、0.7mMNa2HPO4、0.7mM NaH2PO4からなる2.5mlの溶液
に、2.5mlのDNA混合液(0.25M CaCl2、カイコ核多角体
病ウィルスBmNPV T3株(文献1)のDNA10μg、組換え
体プラスミドpYU871のDNA65μgを含む)を滴下し、生
じた懸濁液の0.5mlを5mlの10%FBSを添加したTC-10培地
(文献2)中、25cm2のフラスコで平面培養した約3×1
05個のBM-N細胞(文献1)の培養基に加え、カイコ細胞
にDNAを導入した。20時間後、新鮮な培地と交換し、さ
らに5日間培養後、培養液を回収した。その培養液を遠
心して清澄化した上清を希釈して平面に培養したBM-N細
胞の培養基に添加して7日間培養後、顕微鏡観察により
ウィルス感染が見られ、かつ多角体が形成していない培
養基を選択した(限界希釈法)。
限界希釈法を5回繰り帰した後、プラーク法によって
組換え体ウィルスをクローニングした。つまり、60mm径
の培養用プラスチックシャーレに5×106個のBM-N細胞
を培養し、培養液を取り除いた後にプレート当り0.5ml
のウィルス液を加えて、27℃で1時間保温した後、ウィ
ルス液を除き、0.75%のシー・プラーク・アガロース
(FMC社製)と5%の牛胎児血清を含むTC-10培地を5ml
加え、アガロースを固化させた後、27℃で4〜6日間培
養した。
次に、上記のアガロースを含む培養液に0.01%の中性
赤を加えたTC-10培地を2.5ml重層し、27℃で1日保温し
た。多角体を形成しない透き通ったプラークをパスソー
ルピペットとアガロースとで吸いとり、少量の培養液に
浮遊させた後、さらにプラーク純化を2回繰り返して、
組換え体ウィルスをクローニングした。ここで作製した
FeIFNをコードするDNAを含む組換え体ウィルスをrBNV10
0とした。
(3)組換え体ウィルス液の調整 75cm2のフラスコ底面で、15mlの10%FBSを含むTC-10
培地中で平面培養した約3×106のBM-N細胞に、前記
(2)項でクローニングした組換え体ウィルスを含むBM
-N細胞の培養液50μlをBM-N細胞に添加して、27℃で5
日間培養後、培養液を3,000rpmで5分間遠心分離して、
遠心上清を組換え体ウィルス液として得た。ウィルス液
を10-7希釈し、その1mlをBM-N細胞の培養基に添加して2
7℃で7日間培養を続けると、顕微鏡観察によって培養
基のBM-N細胞にウィルス感染が認められた。
(4)カイコ体液の調整 5令2日目のカイコ幼虫に、前記(3)項で得た組換
え体ウィルスのウィスル液を50μl/頭注射し、25℃で4
日間、市販の人工飼料(ビタシルク販売(株)製)を与
えて飼育後、7頭のカイコの腹部を切り、体液および中
腸内容物などを含む抽出液を氷冷したプラスチックチュ
ーブに採取し、遠心分離の上清を得、0.2μmのフィル
ターで過滅菌した。この液0.5mlに、0.1N塩酸もしく
は蒸留水4.5mlを添加した。塩酸を加えたものはpH1.5に
なった。4℃で1日保存後、両液の抗ウィルス活性を測
定した。その結果を表−1に示す。
次に過液中のウィルス数をカイコBM-N細胞を用い
て、TCID50を測定した。その結果を表−1に示す。
なお、FeIFNの抗ウィルス活性測定は以下の方法によ
り行なった。
ウィルスはVesicular Stomatitis Virus、感受性細胞
はネコFC9(文献3)用い、CPE法に従って抗ウィルス活
性を測定した。スタンダードリフェランスとして、NIH
のヒトの天然型αIFN換算したHuIFNαを用いた。
[発明の効果] 本発明によれば、医薬品などに有用な蛋白質を、カイ
コを利用した遺伝子組換え法により大量生産することが
できる。
[参考文献] 文献1.T.Horiuchiら,Agric.Biol.Chem.,51,1573-1580
(1987) 文献2.G.R.Gardiner and H.Stockdale;J.Invertebrate
Patholagy,25,363-370(1975) 文献3.J.K.Yamamotoら;Vet.Immunol.and Immunopatho
l.,11,1-19(1986)
【図面の簡単な説明】
第1図は、ネコインターフェロンをコードするDNAを含
む組換え体プラスミドpYU871の作製の概略図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有用蛋白質をコードする遺伝子により組換
    えられた組換えカイコ核多角体病ウィルスをカイコに接
    種して有用蛋白質を製造する際に、カイコ体液をpH0.5
    〜3.0にすることを特徴とする有用蛋白質の製造方法。
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