JP2706697B2 - 動物における筋肉組織の増大 - Google Patents

動物における筋肉組織の増大

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明はc−ski遺伝子に関する。特に、本発明はニ
ワトリc−skiタンパク質をコード化するDNA断片、該DN
A断片を含むDNA構築物およびそれにより形質転換された
細胞に関する。本発明はさらに、筋肉の大きさが増大し
た動物に関する。
背景的情報 v−ski腫瘍遺伝子を含むウイルスは試験管内での形
態学的形質転換を引き起こすことができるだけでなく、
筋原性分化を誘導することも可能である(Stavnezer等,
1981,J.Virol.39,920〜934;Li等,1986,J.Virol.57,1065
−1072;Stavnezer等,1986,J.Virol.57,1073−1083;Colm
enaresおよびStavnezer,1989,Cell 59,293−303)。c
−ski cDNAを保持・発現するウイルスもまた病巣および
筋原性分化を誘導する(Sutrave等,1990,Mol.Cell.Bio
l.10,3137−3144)。このことは、skiの2つの公知作
用、すなわち形質転換および分化は矛盾した特性である
ように考えられるので、ski腫瘍遺伝子が二元機能性で
ある可能性を示唆する。v−skiプローブを用いて、c
−skiに対するゲノムクローンが単離され、そして部分
的に配列決定されている(Stavnezer等,1989,Mol.Cell.
Biol.9,4038−4045)。一方のスプライシングにより関
連づけられるc−skiの2形態、ならびに様々なv−ski
およびc−ski欠失突然変異体の比較により、形質転換
および分化に必要なskiの部分はかなり類似しているこ
とが示された。これらの結果は、形質転換を引起し、そ
して分化を誘導するc−skiおよびv−skiの能力が2つ
の分断した機能というよりもむしろskiの単一特性の関
連した面であり得ることを示唆する。
skiタンパク質の生化学的機能についてはあまり知ら
れていない。研究されたc−skiおよびv−skiの生物学
的に活性な形態の全ては主として核内に局在している
(Barkas等,1986,Virology 151,131−138;Sutrave等,19
90,Mol.Cell.Biol.10,3137−3144)。c−skiタンパク
質がニワトリ細胞内で過剰に発現されると、異なる形態
のc−skiはそれらの核内での局在が異なるが、しかし
これらの相違に重要性があるかもしれないが、依然とし
て不明である。クロマチンが細胞分裂のために濃縮する
際に、過剰発現したc−skiタンパク質は濃縮クロマチ
ンと凝縮される(Sutrave等,1990,Mol.Cell.Biol.10,31
37−3144)。生化学的研究により、c−skiの少なくと
も1つの形態がその他のタンパク質の存在下にDNAに結
合し得ることもまた示された(Nagase等,1990,Nucl.Aci
ds Res.18,337−343)。
成長および発達(もしあるならば)におけるその役割
に関するか、または作用機作への直接的洞察を得るよう
なc−skiの正常機能を推論することを、利用可能なデ
ータは可能にはしない。
発明の要約 本発明の目的は、単離され、そして特徴づけられたc
−ski cDNAを提供することである。
本発明の別の目的は、動物において筋肉の大きさを増
大する遺伝子を提供することである。
本発明の別の目的は、増大された筋肉の大きさおよび
減少された脂肪組織を有する家畜を提供することであ
る。
本発明のその他の目的は、重大の筋肉障害または筋肉
変性疾病に苦しむ患者の治療を提供することである。
本発明の種々のその他の目的および利点は本発明に関
する図面および以下の記載から明らかとなるであろう。
一実施態様において、本発明はニワトリc−skiタン
パク質をコード化するDNA断片または該断片に相補的なD
NA断片に関する。
別の実施態様において、本発明はニワトリc−skiタ
ンパク質をコード化するDNA断片およびベクターを含むD
NA構築物に関する。その他の実施態様において、本発明
はc−skiの機能を有する先端切除ニワトリc−skiタン
パク質をコード化するDNA断片およびベクターを含むDNA
構築物に関する。本発明はまた、上記の2種のDNA構築
物のいずれかで安定に、該構築物にコード化されたタン
パク質の発現を可能にするように形質転換された宿主細
胞に関する。
さらに別の実施態様において、本発明は筋肉の大きさ
が増大した動物に関し、その動物の細胞の全てが、動物
または動物の先祖に導入された、skiタンパク質をコー
ド化するDNA断片およびベクターを含むDNA構築物を含有
する。DNA断片は全体のタンパク質または先端が切断さ
れた変形物をコード化し得る。
その他の実施態様において、本発明は筋肉の大きさが
増大した動物に関し、その動物の細胞の全てが、動物ま
たは動物の先祖に導入された、skiの機能を有する先端
切除skiタンパク質をコード化するDNA断片およびベクタ
ーを含むDNA構築物を含有する。
別の実施態様において、本発明は、本発明のDNA構築
物のタンパク質が発現されて、筋肉成長が誘導されるよ
うな条件下で、本発明のDNA構築物を筋肉に伝達するこ
とからなる、筋肉成長を刺激するか、または筋肉変性を
防止する方法に関する。
その他の実施態様において、本発明は、本発明のDNA
構築物のタンパク質が発現されて、治療が達成されるよ
うな条件下で、本発明のDNA構築物を影響を受けた筋肉
に伝達することからなる、筋肉変性疾病を治療する方法
に関する。
図面の簡単な説明 図1:c−ski cDNAクローンの構造。
cDNAの長さは一定の率で拡大して描かれ、そして制限
部位が示されている。v−skiは比較のために示されて
いる。v−skiにおけるドットを付した四角はウイルスS
KVを鋭敏に形質転換する際のgag−ski融合のgag領域を
示す。A,B,CおよびDは、S1ヌクレアーゼ保護分析のた
めの一本鎖プローブを生成するために使用される領域を
示す。矢印の次の数字はエキソン番号に一致する。
図2:FB29型のcDNAの完全コード配列および部分的コー
ド領域。
これは、FB29の5′末端配列がFB28およびCELクロー
ンの5′末端に類似していると仮定している。↑はFB28
およびCELが異なっている部位を示す。CELクローンにだ
け見いだされた25塩基は示されていない。↓はv−ski
の境界を示す。エキソン境界には番号が付され、そして
交互にスプライシングされたエキソンは四角で囲まれて
いる。c−skiとv−skiの一個の塩基およびアミノ酸の
変化もまた破線の四角で囲まれている。翻訳停止コドン
は太線で囲まれている。可能性のあるポリアデニル化シ
グナルは太く下線が付されている。mRNA安定性に包含さ
れ得るATTTA配列を含むATリッチ領域は破線で下線が付
されている。
図3:cDNA配列分析から予測されるようなc−ski遺伝
子座に対して生成された交互のmRNAの説明図。エキソン
は一定の率で描かれていない。c−skimRNAはv−skiに
関連して示されている。黒い部分は非コード領域であ
り、一方白い四角はcDNAのタンパク質コード領域であ
る。v−skiの両末端にあるドットを付した四角はskiウ
イルスを形質転換する際のgag−ski融合のgag領域であ
る。推定上の翻訳開始コドンおよび翻訳停止コドンの相
対的位置もまた示されている。図4:全RNAのS1ヌクレア
ーゼ保護分析。
図4Aは、ハイブリダイセーションに使用された均一に
標識した一本鎖プローブが各写真の下に図式で示されて
おり、太線がcDNA配列を表し、そして細線はM13配列を
表す図面を示す。プローブの全体の長さおよび保護断片
の予想長さもまた示されている。RNAハイブリダイゼー
ションは各列の上に示されている。列上の番号(8,10,1
2,15または17)はRNAが調製された胚の齢を示す。図4B
はFB27/29型のKpn I−Hind III断片を含有するプローブ
A(図1参照)を示す。このプローブは矢印で示される
ような645塩基対(bp)と断片1種と262および272bpの
2種のより短い断片を産生した。図4CはFB28型のKpn I
−Hind III断片を含有するプローブB(図1参照)を示
す。プローブは矢印で示されるような534bpの断片1種
を産生した。より小さい断片は検出されなかった。図4D
はM13配列に連結したFB27型の497bpHind III断片を含有
するプローブC(図1参照)を示す。該プローブは497b
pの断片1種と243/254のより小さい断片2種をもたらし
た。479bpの断片だけが矢印で示されている。図4EはFB2
8/29型のHind III断片を含有する長さ1116bpであるプロ
ーブD(図1参照)を示す。プローブDは矢印で示され
ている799bpの断片を生じた。
図5:c−skiとトリ白血症ウイルスからのgagのp19領域
との配列相同性。c−ski配列は218ないし242位であ
り、gag領域のp19の配列は633ないし658位である。相同
領域は四角で囲まれている。
図6:c−ski発現カセット。
図中に示されたPvu IないしNru I断片はプラスミドの
二重消化に続いてゲル電気泳動により単離された。線状
のDNAが受精卵のマイクロインジェクションによりトラ
ンスジェニックマウスを創成するために使用された。
図7:c−skiを発現するトランスジェニックマウスおよ
びその通常同腹子。
c−skiトランス遺伝子は交配で正常に分離すると考
えられる。写真は筋肉の発達した表現型(前方)を示す
ヘテロ接合マウスおよびDNA陰性の同腹子を示す。二重
盲検DNA分析により、筋肉の発達のした表現型がトラン
ス遺伝子と共に分離することが確認された。
図8:トランス遺伝子発現のノーザン転写分析 パネルAはTG8566系のマウスの種々の組織から単離さ
れたRNAの分析を示す。該パネルの上側にはニワトリc
−skiとハイブリダイゼーションした後のオートラジオ
グラムを示す。トランス遺伝子から正確に転写されたc
−skiメッセージの移動の予測位置は2.5kbである。2.5k
bに相当する位置には印(Ski)が付されている。下側の
パネルにはニワトリβ−アクチンcDNAへのハイブリダイ
ゼーションに続く同一フィルターからのオートラジオグ
ラムを示す。β−アクチンcDNAはβ−アクチンmRNAだけ
でなく、その他のアクチンメッセージとハイブリダイゼ
ーションするであろう。β−アクチンおよびα−アクチ
ンmRNAの両方の移動の予測位置はパネルの右側に示され
ている。
パネルB:パネルBに示されたオートラジオグラムは、RN
Aが3種のその他のトランスジェニック系に由来するこ
とを除いて、パネルAに示されたものと同様である。RN
Aを調製するために使用された系は図面の右端に示され
ている。パネルBに示されたフィルターは同時に行わ
れ、パネルAに示されたものは異なる日に行われた。
図9:トランス遺伝子からのRNAのRNアーゼ保護。図面
の上側にゲルのトラジオグラムを示す。第1列はRNアー
ゼ消化をしていないアンチセンスRNAプローブを含む。
次の2つの列はRNAを添加しないか、またはtRNAを添加
したプローブのハイブリダイゼーションの後の消化の結
果を示す。次の8つの列は4種のトランスジェニック系
の心臓(Heart)または骨格筋(Sk.Muscle)のいずれか
ら単離されたRNAに対するハイブリダイゼーションの結
果を示す。次の列は、トランス遺伝子を保持しないマウ
スの骨格筋からのRNAにプローブをハイブリダイゼーシ
ョンした結果を示す(Control Sk.Muscle)。最後の列
は分子量マーカーを含有する。オートラジオグラムの下
側には、アンチセンスRNAプローブに関するMSV LTR c−
ski発現カセットの説明図がある。T7転写はc−skiコー
ド領域の中央で始まり、そしてMSV LTRを介してpBR322
(pBRと表記)に由来する隣接配列に進む。トランス遺
伝子に由来する転写が正確に開始するならば、そのとき
984塩基の断片が保護されるであろう。
図10:トランスジェニックマウスにおけるニワトリc
−skiタンパク質発現。
抽出物は対照マウス(Control)またはc−skiトラン
ス遺伝子を保持し発現するマウスの肝臓(Liv)または
骨格筋(Sk.M)から調製された。放射標識された分子量
標準の移動位置は図面の左側に示されている。
図11:(a)対照マウスおよび(b)TG8566系のマウ
スからの脚底の筋肉の丁度中央から調製された横断切
片。両方の図面は同じ倍率であり、サイズマーカーは20
0μである。(c)対照マウスの脚底および(d)作用
を受けたマウスの脚底からのより高倍率の図面。(c)
および(d)におけるサイズマーカーは100μである。
図12:通常およびトランスジェニックマウスからの選
択された筋肉における繊維径の分布。
パネルA:c−skiを発現するトランスジェニックマウスに
おいて横隔膜は正常のように見える。筋肉の発達した表
現型を有するマウス(TG8566)からの横隔膜および通常
の対照マウスからの横隔膜は切断され、そして得られた
横断切片領域の個々の筋繊維の数が記録された。
パネルB:前方脛骨筋はTG8566系からのマウスにおいて大
きく増大されている。縦断切片はトランスジェニックマ
ウスおよび対照マウスの両方からの調製された。各々の
得られた横断切片領域の繊維数が記録された。この筋肉
は2種類の異なるタイプの繊維からなり、そのいくつか
は、対照に見いだされた繊維に比べ、より小さく、その
他はより大きい(図11もまた参照せよ)。
図13:TG8566からの特定の筋肉におけるトランス遺伝
子発現 全RNA20μgを電気泳動により分画し、そしてニトロ
セルロース膜に転写する。転写物はニワトリc−skiで
まず探索され、次にフィルターを細片化し、そしてニワ
トリβ−アクチンcDNAで再び探索された(Cleveland等,
1980,Cell 20,95−105)。RNAは横隔膜、脚底または大
骨格筋(Sk Muscle)から単離された。
図14:作用を受けたマウスのロームボイドイスキャピ
ティス筋の中央から調製された切片の免疫蛍光染色。
(a)スローMHCに特異的なモノクローナル抗体NOQ7 5
4Dでの染色。スロー繊維は肥大していない。(b)II a
MHCに特異的なモノクローナル抗体SC711での染色。II a
繊維は肥大していない。(c)すべてのファストMHCイ
ソ体と反応するモノクローナル抗体2G3での染色。全て
の肥大した繊維はこの抗体で染まる。(d)はII bMHC
に特異的なm/aBF−F3での染色。全てではないが多くの
肥大した繊維が染まる。倍率230倍。
発明の詳細な説明 本発明はニワトリc−skiタンパク質の全体またはユ
ニーク部分をコード化するDNA断片に関する。該DNA断片
は種々のニワトリc−skiタンパク質の1種、例えばFB2
9、FB28およびFB27をコード化し得る。本明細書で使用
される「ユニーク部分」とは、少なくとも5個(または
6個)のアミノ酸、またはそれに相当する少なくとも15
個(または18個)のヌクレオチドからなるものと定義さ
れる。本発明はまた、そのようなDNA断片を含有するDNA
構築物およびそれらで形質転換された細胞に関する。
本発明は図2に示されたエキソン6のアミノ酸配列ま
たは図2に示されたエキソ7のアミノ酸配列をコード化
するDNA断片に関する。本発明はまた、エキソン7の他
に、図2に示されたエキソン1、エキソン2、エキソン
3、エキソン4、エキソン5またはエキソン6からなる
群から選択される少なくとも4つのエキソンをさらに含
むDNA断片に関する。そのようなDNA断片の例はFB29、FB
28およびFB27を包含する。
本発明が関するDNA断片はまた、例えば図1のアミノ
酸配列のアレリック体を包含する図1のエキソンにおい
てコード化される実質的に同様のタンパク質をコード化
するものを包含する。本発明はまた、上記配列に相補的
なDNA断片に関する。本発明のDNA断片のユニーク部分ま
たはその相補的断片はDNAまたはRNA試料中の相補的鎖の
存在を検出するためのプローブとして使用され得る。
本発明はさらに、DNA構築物またはそれで形質転換さ
れた宿主細胞に関する。一実施態様において、本発明の
DNA構築物は本発明のc−skiタンパク質をコード化する
DNA断片およびベクター、例えばpMEXneoからなる。別の
実施態様において、DNA構築物はc−skiの機能を有する
先端切除c−skiタンパク質をコード化するDNA断片(例
えばΔFB29)およびベクター(例えばpMEXneo)からな
る。DNA構築物は宿主細胞を形質転換するのに適当であ
る。宿主細胞は原核細胞であるか、または好ましくは真
核細胞(例えば哺乳細胞)であってよい。
本発明はさらに、筋肉の大きさが増大した動物、例え
ば家畜に関する。増大した筋肉を有する家畜のそのよう
な品種の開発は通常の育種計画の主要な目的であり続け
る。(本明細書で使用されている家畜はその肉のために
飼育される動物、例えばブタ、ニワトリ、七面鳥、アヒ
ル、ヒツジ、ウシおよび魚、特にマスおよびナマズに関
する)。
種々の遺伝子をマウスおよび種々のタイプの家畜の生
殖系列に導入することは当業者に比較的通常の操作であ
る。本発明者は、ΔFB29とpMEXneoベクターとを含むDNA
構築物を受精卵に導入することにより筋肉の大きさが増
大したマウスを創成した。生成した創形マウスおよびそ
れらの子孫はそれらの全ての体細胞および生殖細胞に当
該DNA構築物を有する。
skiタンパク質(例えばc−skiタンパク質)をコード
化するDNA構築物の動物の受精卵への導入(例えばマイ
クロインジェクション)により、増大した筋肉発達およ
び減少した脂肪組織を有する動物の品種を生じる。当業
者が理解するであろうように、本発明の大きさの増大し
た筋肉を有する動物はまた、様々な種からのskiタンパ
ク質をコード化するDNAを用いて創成され得る(ニワト
リが丁度そのような例である)。さらに、本発明の動物
はskiに関連するタンパク質をコード化するDNA構築物、
例えばsno遺伝子を用いて創成され得る。
フレームシフト突然変異により作成されたDNA断片ΔF
B29は先端切除タンパク質を生じる。しかしながら、当
業者が理解するであろうように、本発明のトランスジェ
ニック動物はまた、全長のskiタンパク質、skiタンパク
質の一部をコード化するDNA断片、例えば1種もしくは
2種のエキソンまたは生物学的に活性な欠失誘導体、例
えばウイルスタンパク質に融合した先端切除c−skiを
発現するv−skiを含むDNA構築物により製造され得る。
さらに、筋肉組織におけるタンパク質の選択的発現がpM
EXneo以外のベクターにおいて創成されたDNA構築物に由
来し得ることも理解される。
本発明はまた、動物例えばヒトにおける筋肉成長を刺
激する、および筋肉変性を防止する方法に関する。筋肉
組織の損失を生じる傷害および筋肉の変性を生じる神経
性障害に対する可能な治療は筋肉の成長を刺激すること
であろう。筋肉の損失の場合に、この治療は組織の再生
の刺激を含むであろう。一方、神経性障害の場合には、
筋肉成長は消失性神経刺激物と関係なくなされる必要が
あろう。本発明によれば、筋肉成長はskiタンパク質を
コード化するDNA構築物にコード化されたタンパク質が
発現されるような条件下で筋肉組織に該DNA構築物を伝
達することにより刺激され得る。上記構築物は当業者に
は公知の標準法を用いて筋肉に標的化され、そして伝達
され得る。
本発明はさらに、筋肉変性疾病、例えば筋ジストロフ
ィーおよび筋萎縮性側索硬化症(ルイ・ゲーリック症と
しても知られている)を治療する方法に関する。治療は
本発明のDNA構築物にコード化されたタンパク質が発現
されて、治療が達成されるような条件下で、本発明のDN
A構築物を影響を受けた筋肉に伝達することからなる。
実施例 cDNAライブラリィのスクリーニング 2種のニワトリcDNAライブラリィが標準的プロトコル
(Maniatis等,1982,Molecular Cloning.A Laboratory M
anual.コールド・スプリング・ハーバー研究所,ニュー
ヨーク州コールド・スプリング・ハーバー)を用いてv
−skiプローブでスクリーニングされた。一方のライブ
ラリィは10日胚の体壁から単離されたポリA′mRNAから
作成され、他方はAEV形質転換されたニワトリ赤芽細胞
から単離されたmRNAから作成された。4種の異なるc−
skicDNAが単離され、3種は体壁ライブラリィからであ
り(これらのクローンはFB27,FB28およびFB29と表記さ
れた)、そして1種のcDNAクローンは赤芽細胞ライブラ
リィからだった(CELと表記された)。これらのcDNAは
ウイルスに存在するskiの部分の両方の5′および3′
を延長する配列を含んでいた。そのcDNAは、v−skiが
単一の細胞遺伝子に由来することを示し、そして別個の
skiタンパク質をコード化する多重c−ski mRNAが交互
スプライシングによりc−ski遺伝子座から産生される
ことを示唆し(Leff等,1986,Ann.Rev.Biochem.55,1091
−1117)、これはこの様式で多重mRNAを産生することが
知られている腫瘍遺伝子の増加するリストに加えられる
(Ben−Neviah等,1986,Cell 44,577−586;Levy等,1987,
Mol.Cell.Biol.7,4142−4145;Martinez等,1987,Science
237,411−415;McGrath等,1983,Nature 304,501−50
6)。
cDNAクローンの構造 DNA配列決定(Sanger等,1977,Proc.Natl.Acad.Sci.US
A 74,5463−5467)により特徴づけられたc−ski cDNA
クローンの全ての構造およびそれらのv−skiとの関係
は図1に示されている。
FB28およびCELだけがv−skiの5′配列を有し;FB27
およびFB29の両方は5′末端で切除されている。FB29の
5′末端の消失配列がFB28およびCELのものと類似して
いると仮定して、混成ヌクレオチド配列およびFB29型の
cDNAに対する予想アミノ酸配列が図2に示されている。
実質的な下流読み枠を有する最初のATGはヌクレオチド1
68位に位置する。このATGの上流には読み枠は開放され
ておらず、これらの配列が5′非翻訳領域を表すことを
示唆する。
cDNA配列分析ならびにゲノム配列からの公知のスプラ
イシングドナーおよびアクセプター部位の位置の比較
(Stavnezer等,1989,Mol.Cell.Biol.9,4038−4045)に
基づいて、エキソン境界が誘導された(図3参照)。こ
の図面に見られるように、c−ski配列は7つのエキソ
ンにわたって分布されている。FB29は7つの全てのエキ
ソンを含有し、FB28およびFB27はそれぞれエキソン2お
よびエキソン6を欠いている。この特異なスプライシン
グは3種のcDNAのタンパク質コード能力に影響する。
エキソン2の特異なスプライシングは読み取り枠下流
のコード能力に影響を及ぼすことなく37個のアミノ酸を
欠失する。しかしながら、エキソン6の特異なスプライ
シングはエキソン7のコード能力に影響を及ぼす。エキ
ソン5がエキソン7にスプライシングされるならば(FB
27 cDNAにおいて見られる)、翻訳停止コドンがスプラ
イシング結合部位に生成し、そしてエキソン7は非コー
ド性エキソンになる。しかしながら、FB28/29のよう
に、エキソン5がエキソン6に、そしてエキソン6がエ
キソン7にスプライシングされるならば、このとき読み
取り枠はエキソン7において追加のアミノ酸129個をコ
ード化する417ヌクレオチドが続く。
FB29およびFB27mRNAの消失性5′末端がFB28およびCE
Lに存在するものと同一の配列を含有すると仮定する
と、そのときcDNAの3種の異なるタイプに相当するmRNA
の翻訳は3種のタンパク質の生成を導くであろう。その
1つ目は750個のアミノ酸(FB29からの)を含み、2つ
目は713個のアミノ酸(FB28からの)を含み、そして3
つ目のタンパク質は510個のアミノ酸(FB27からの)を
含む。
CELクローンは3′配列を消失している。体壁(FB)
ライブラリィに由来するcDNAは、ヌクレオチド2803ない
し2898からの95塩基対(bp)のATリッチ領域を含む長い
3′非翻訳領域を有する。この領域内には、c−myc、
インターフェロン、c−junおよびc−fos等の一時的に
誘導される種々のmRNAにおいてmRNA脱安定化に関与した
配列ATTTA2コピーがある(Meijlink等,1985,Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 82,4987−4991;Ryder等,1985,Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 85,1487−1491;Shaw等,1986,Cell 46,659
−667)。これら配列の付加または欠失はc−fosの形質
転換能力に影響を及ぼすことが示された(Meijlink等,1
985,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82,4987−4991)。
c−ski cDNAは3348位と4167位に位置する2つの強力
なポリ(A)シグナル(AATAAA)を含む。3種の全ての
クローンはFBライブラリィから同じ位置で単離されたけ
れども、ポリ(A)尾部を持たない。それ故に、c−sk
imRNAの3′末端はこれらのクローンに含まれていない
といえそうである。単離され、そして特徴づけられた4.
2kbのcDNAはノーザン転写分析により検出された5.7−8.
0kbおよび10.0kbのmRNA(Li等,1986,J.Virol.57,1065−
1072)より小さい、この矛盾は説明されていないが、ポ
リ(A)尾部を欠くこれまで単離されたクローンもまた
mRNAの3′末端からの配列を欠いていることが示唆され
る。
c−ski mRNAの5′末端 5′末端での配列比較は、FB28およびCELの両方が推
定上の翻訳開始ATGコドンの上流89bp位まで共直線性で
あることを示す。FB28は追加の76bpを有するが、CELはF
B28に見いだされたものとは異なる25bpを有する。2つ
の配列が異なるこの領域がゲノムクローンからの配列と
比較され(Stavnezer等,1989,Mol.Cell.Biol.9,4038−4
045)、そしてFB28における上流配列はゲノム配列と共
直線性である。
CELとFB28とが相違する点でのゲノムDNAの配列の試験
は、ドナーまたはスプライシング部位のためのコンセン
サス配列を明らかにしない。クローンの信頼性を確認す
るために、S1ヌクレアーゼ保護分析が行われた。この結
果は、FB28に存在する配列が通常の胚においてmRNAとし
て発現されることを示した。同様のS1分析はCELクロー
ンの5′最末端での25bpのmRNA中の存在に対する証拠を
与えなかった。このことにより、CELクローンの最初の2
5塩基はクローニング人工物の結果であること、およびF
B28クローンに見いだされた配列はc−ski mRNA中に発
現されることが示唆される。
どのくらい多くのc−ski mRNAの5′非翻訳領域がFB
28中に含まれるかを決定するために、プライマー伸長分
析が行われた。FB28中に存在する5′セグメントの複製
により約280塩基の伸長産物が得られるべきである。し
かしながら、220塩基のプライマー伸長産物が見られ
た。S1分析データは、この断片がRNAにおいて発現され
ることを示した。観察されたプライマー伸長産物は未熟
な停止の結果であるかもしれないが、c−ski mRNAのた
めの多重5′末端があることも可能である。
内部エキソンの機構 FB27、FB28およびFB29ならびにCELcDNAの中心部での
配列比較は、FB28が37個のアミノ酸を失うであろう1079
−1191の111bp(エキソ2)の小さい領域を欠いてるこ
とを示す。相当する領域でのゲノム配列(Stavnezer等,
1989,Mol.Cell.Biol.9,4038−4045)は、cDNAが別々に
スプライシングされたmRNAから誘導されることを示唆す
る、欠失の境界でのコンセンサス・スプライシングドナ
ーおよびアクセプター配列の存在を明らかに示す。
FB28およびFB28/29型のmRNAの存在を確認するため
に、S1分析が全RNAに関して行われた。全RNAは標準的プ
ロトコル(Chirgwin等,1979,Biochemistry 18,5294−52
99)を用いて8、10、12、15および17日齢のニワトリ胚
から単離された。全RNA約20ないし30μgが標準的プロ
トコル(Maniatis等,1982,Molecular Cloning.A Labora
tory Maual.コールド・スプリング・ハーバー研究所,
ニューヨーク州コールド・スプリング・ハーバー)を用
いる核S1分析のために使用された。
FB29/27またはFB28のKpn IとHind III部位との間の領
域に及ぶ均一に標識された一本鎖プローブ(図1のプロ
ーブAおよびB)を全体の細胞RNAとハイブリダイゼー
ションさせた。図4Bに示されるように、mRNAへのハイブ
リダイゼーション、続くFB29に由来するプローブのS1消
化により、FB27/29型のmRNAへのハイブリダイゼーショ
ンを示す645bpの保護断片および前記プローブがFB28型
のmRNAとハイブリダイゼーションさせた場合に予想され
る262/272bp断片が得られた。FB28(プローブB)は534
bpの断片を保護した(図4C参照)。FB28プローブのFB27
/29型のmRNAへのハイブリダイゼーションからのより小
さい断片は観察されなかったが、S1はRNAのループ外の
領域に効果的に反対のDNAプローブを常に切断するわけ
ではない。これらの試験は、第2エキソンを含むFB27/2
9型の両方に相当するmRNAおよび第2エキソンを欠くFB2
8型に相当するmRNAが通常の細胞中に発現されることを
示す。
3′コード性エキソンの機構 3種の繊維芽細胞クローンの配列比較は、FB28および
FB29がFB27に欠けている断片(エキソン6)を含むこと
を示した。cDNAが異なっている位置に相当する位置での
ゲノムDNAの試験はコンセンサス・スプライシングドナ
ーを明らかにする(Stavnezer等,1989,Mol.Cell.Biol.
9,4038−4045)。2種のcDNAはエキソン6を包含する
か、または排除するスプライシングに由来するように考
えられる。この相互のエキソンの下流で、3種全てのcD
NAの3′部分は同一である。
両方のタイプのcDNAが通常の細胞mRNAを表現するかど
うかを調べるために、S1分析が行われた。均一に標識さ
れた一本鎖プローブはFB28の3′末端からの799bpHind
III(プローブD,図1参照)およびM13mp18中にサブクロ
ーン化されたFB27の3′末端からの497bpHind III断片
(プローブC)から製造された。一本鎖プローブを製造
し、そして異なる齢の全体のニワトリ胚から調製された
全RNA20μgにハイブリダイゼーションさせた。図4Eに
示されるように、RNAのプローブD(FB28)へのハイブ
リダイゼーションにおよび続くS1処理により、FB28/29
型のmRNAが存在する場合に予想されるであろう799bp断
片が得られた。FB27型のmRNAとハイブリダイゼーション
するFB28プローブにより生成されるであろうより小さい
断片は検出されなかった。FB27プローブ(プローブC)
のS1消化により、497bpの断片および243ないし254bpの
2種のより小さい断片が得られた(図4D参照)。これら
のより小さい断片は、FB27プローブがFB28/29型のmRNA
と異なる部位での該プローブのS1切断に由来すると考え
られる。これらのデータはFB28/29型mRNAの存在を確認
するが、しかしFB27mRNAが存在する場合、FB28/29に比
べより低いレベルで存在すると考えられる。
特異なスプライシング cDNAクローンの核酸配列分析から予測されるような3
種のc−ski mRNAの特異なスプライシングの説明図は図
3に示されている。ニワトリ胚から誘導された全RNAのS
1分析により、エキソン2を含むものと含まないものと
の2種のクラスのmRNAの存在が確認された。同様のプロ
トコルを用いて、エキソン6を含むmRNAの存在が確認さ
れた。この技術を利用して、FB27cDNAに相当するであろ
うエキソン6を欠くmRNAの存在を示すことはできなかっ
たが、一連の議論は、エキソン27cDNAが単純なクローニ
ング人工物でないことを示唆する。FB27にない配列は確
かなスプライシング結合部により結合されている(cDNA
配列および利用可能なゲノムDNA配列の両方の試験によ
り判断されるように)。おそらく部分的にプロセシング
されたmRNAが逆転写されるから、1またはそれ以上のイ
ントロンを含むcDNAがときおり得られるけれども、エキ
ソンを人工的に消失しているcDNAの単離は理論に基づい
ておそらく少なく、そしてcDNAライブラリィの作成にお
いて、たとえあってもまれにしか起こらないように思わ
れる。これらの理由のために、FB27が、比較的まれであ
るならば、実際のc−ski mRNAを表現するという理解は
現在支持されるている。
c−skiとv−skiとの比較 レトロウイルスによりc−oncの形質導入はc−oncに
おける先端切除、欠失または点突然変異をしばしば生じ
る(Bishop,J.M.,1983,Ann Rev.Biochem.52,301−35
4)。c−ski配列とv−ski配列の比較により、v−ski
遺伝子が5′および3′の両方の末端で先端切除され、
そしてc−skiコード領域の一部だけを表現することが
示されている(図1および3参照)。v−ski配列は244
位で始まり(推定上のイニシエーターATGは168位にあ
る)、そして1541位で終わる(図3参照)。5′および
3′の先端切除の生物学的意義は知られていない。v−
skiが「C」を有し、そしてc−skiが「T」を有する12
84位で、c−skiに対してv−skiには1個の塩基変化だ
けがある。この塩基変化はc−skiにおけるTrpからv−
skiにおけるArgに変更する。v−skiの欠失分析は、上
記アミノ酸変化がv−skiの形質転換能力に重要な役割
を演じないことを意味する。cDNAの生物学的活性は複製
能力のあるレトロウイルスベクター(Hughes等,1987,J.
Virol.61,3004−3012)を用いるcDNAからのコード領域
を発現することにより評価される。
図5に示されるように、20bpのうち18bpがc−skiと
親ALVにおけるgagのp19領域との間で同一である。相同
のこの領域はウイルス配列とv−skiとの間に5′結合
部を含有する。そのような長い範囲の相同があれば、
5′組換え結合部を正確に確認することが不可能であ
る。実質的な相同性は3′ski/ALV結合部に正確に示さ
れ得ない。しかしながら、3′結合部のすぐ下流に、v
−ski/ALV結合部の3′に見られたc−skiの断片にきわ
めて相同であるALV配列がある。組換えに包含される核
酸の並列において相同のこの領域を引き起こすことが可
能である。
形質導入機構 レトロウイルスが細胞性腫瘍遺伝子を必要とする正確
な機構は不明確なままである。第1段階として、ウイル
スDNAが細胞性腫瘍遺伝子の隣りかまたはその中に組み
込まれることが示唆されている(Bishop,J.M.,1983,Ann
Rev.Biochem.52,301−354)。レトロウイルスおよび細
胞の配列は次のDNA欠失法(Bishop,J.M.,1983,Ann Rev.
Biochem.52,301−354;Czernilofsky等,1983,Nature 30
1,736−738)またはRNAリードスルー(Herman等,1987,S
cience 236,845−848;Nilsen等,1985,Cell 41,1719−17
16)により融合され得るが、相同性はこれらの方法のい
ずれかに関連することは知られていない。skiの場合に
おいて、c−ski配列とp19コード領域との比較はskiウ
イルスの生成におけるいくつかの過程が相同的組換えを
含んでいたことを意味する。しかしながら、相同的組換
えは2次的であってよい。元の過程が非相同的であり、
そして直接反復を含むウイルスゲノムを生成するなら
ば、ルイ悪性腫瘍ウイルスに観察されたよう、おそらく
逆転写の間のコピー選択を介して反復間の配列がウイル
ス培養の間の組換えにより消失され得ることが期待され
るであろう。しかしながら、腫瘍遺伝子がc−oncと複
製可能ウイルスとの間の相同組換えにより要求されるモ
デルを提案することが可能である。相同の短い長さはウ
イルス腫瘍遺伝子の両末端(Banner等,1985,Mol.Cell.B
iol.5,1400−1407;Van Beveren等,1983,Cell 32,1241−
1255)または左側もしくは5′組換え結合部(Besmer
等,1986,Nature(London)320,415−421;Roebroek等,19
87,J.Virol.61,2009−2016)だけに観察された。このデ
ータは、5′相同組換えが1次的であるか、または2次
的であるかの決定を可能にしない。
トランス遺伝子およびトランスジェニックマウスの創成 c−skiの7種全てのコード性エキソン由来の配列を
含むFB29であり、そしてDNA配列により判断され、750個
のアミノ酸のc−skiタンパク質をコード化する単離さ
れたcDNAの最大のものは誘導体ΔFB29の創成に使用され
た。ΔFB29は第5のコード性エキソン内の1475位にフレ
ームシフト突然変異を有し(一続きの5個のC中の1個
のCがフレームシフト突然変異体において消失した)、
そして最初の436個のアミノ酸がc−skiのFB29体の最初
の436個のアミノ酸に同一である448個のアミノ酸のタン
パク質を生じることが予測される(最後の12個のアミノ
酸がフレームシフト突然変異を受け、そのためc−ski
のFB29体のものと異なっている)。トランス遺伝子の調
製において使用されるΔFB29は図6に模式的に示されて
いる。
トランス遺伝子のski部分の構築は既に記載されてい
る(SutraveおよびHughes,1989,Mol.Cell.Biol.9,4046
−4051;Sutrave等,1990,Mol.Cell.Biol.10,3137−314
4)。要するに、ΔFB29と呼ばれる先端切除ニワトリc
−ski cDNAはアダプタープラスミドC1a12Ncoに予めクロ
ーン化された。ΔFB29と呼ばれる先端切除ニワトリc−
ski cDNAはアダプタープラスミドC1a12Ncoに予めクロー
ン化された。ΔFB29断片はCla1消化によりアダプタープ
ラスミドから切り出され、そして5′突出部をE.coliDN
AポリメラーゼIのクレノウ断片および4種全てのdNTP
を用いて充填する。このブラント末端断片を、EcoRI制
限酵素での消化およびクレノウ断片とのブラント末端化
を行ったpMEXneoベクターに連結した。正しい配向に挿
入されたクローンを選択し、そしてPvu IおよびNru I両
方の制限エンドヌクレアーゼで消化した。これらの酵素
はMSV LTRおよびSV40ポリAシグナルが両端に配置され
たΔFB29cDNAを含む断片を遊離する(図6参照)。この
断片をゲル精製し、そしてマウス受精卵に注入するため
に用いた〔Hogan等,1986,Manipulating the mouse embr
yo.A Laboratory Manual.(コールド・スプリング・ハ
ーバー研究所,ニューヨーク州コールド・スプリング・
ハーバー)〕。
ΔFB29クローンはMSV LTRとSV40ポリアデニル化部位
との間に先端切除c−ski cDNAがあるような配向でpMEX
発現プラスミド内に置かれている(図6参照)。このプ
ラスミドをPvu IおよびNru Iで消化して発現カセットを
遊離した。該発現カセットはゲル電気泳動により精製さ
れ、そしてマイクロインジェクションによりマウス受精
卵に導入された。44匹の創成マウが2回の別々の注射の
後に得られた。マウスは尾切断部から単離されたDNAの
ドットブロット分析により同定された。この分析はサザ
ン転写により確認された。44匹の創成マウスのうち3匹
が明らかな筋肉表現型を示した(TG8566,TG8821およびT
G8562)。この3匹の創成マウスおよび完全なトランス
遺伝子の再配列されていないコピーを含むが、しかし表
現型を示さない1匹のマウス(TG8542)が系を生成する
ために使用された。TG8566、TG8821、TG8562およびTG85
42からのDNAのサザン転写分析は、各系のトランス遺伝
子の組み込み部位が異なり、そしてコピー数がゲノムあ
たり約5−35コピーに及ぶことを示唆する。
3つの系(TG8566,TG8821およびTG8562)からのDNA陽
性マウスは異常な筋肉成長を生じる同様の明確な外観を
有していた。3つの系のマウスは腫瘍遺伝子を保持する
けれども、いずれの系も腫瘍の高められた発生を有する
ようには見えない。ニワトリが感染細胞を注射されない
ならば、v−skiウイルスはその鳥において腫瘍原性で
ないから、上記の結果は全体的に予期されない〔E.Stav
nezer,1988,The Oncogene Handbook,E.P.Reddy,A.Akalk
aおよびT.Curran編,(アムステルダム:エンセビエル
・サイエンス出版社)393−401頁〕。3つの系統のマウ
スは骨格筋の他は高レベルのトランス遺伝子を発現しな
い。このことは、c−skiが骨格筋細胞に直接影響を及
ぼすもので、改変された運動神経機能の二次的結果とし
てではないという知見と一致する。大部分の骨格筋が包
含される。この表現型を有するマウスは拡大された前脚
筋および顎筋の外観により容易に同定され得る(図
7)。表現型は3つの別々の創成体で得られるから、最
も妥当な説明は表現型がニワトリc−skiトランス遺伝
子により引き起こされるということである。それ故に、
マウスの全4種の系、筋肉の発達した表現型を有する3
系および観察できる表現型を持たなかった1系が、トラ
ンス遺伝子の発現のために試験された。
発現カセットもまた当業界で公知の標準法を用いてブ
タ受精卵内に導入された。創成ブタは遺伝子の発現の予
期された筋肉に特定した選択を示し、従って、当該ブタ
が創成マウスにおいて見られたのと同様の筋肉表現型を
有するであろうことが予測される。
DNA/RNA分析 全体の細胞DNAおよびRNAは標準法により単離された。
RNA単離のために、組織を細かく切断し、RNAゾル(シナ
・バイオテックス)中にホモジナイズした後にすぐに液
体窒素中で凍結させ、そして製造業者の推奨に従って処
理した。ノーザン転写分析のために、異なる組織から全
RNA約20μgを、2.2Mホルムアルデヒド含有1.5%アガロ
ースゲル上での電気泳動により分画した。RNAをニトロ
セルロース膜に転写し、そしてニック翻訳されたニワト
リski cDNAまたはニワトリβ−アクチンcDNAのいずれか
をプローブとして検索した。β−アクチンcDNAのコード
領域はその他の作用に対するメッセージと交差反応し、
そしてほとんどの組織からのRNAの定量および定性のた
めに使用され得る。
脾臓、肺、脳、腎臓、肝臓、胃、心臓および脚(骨
格)筋からの全RNAが上記のように単離され、そして結
果が図8に示されている。表現型を有する3種の全ての
系(TG8566,TG8821およびTG8562)は骨格筋において高
レベルに2.5kbニワトリc−ski特定転写物を発現した
が、いくつかの系のマウスはその他の組織において低レ
ベルのニワトリc−skiRNAを示した。TG8562系は、骨格
筋中に比べ低いけれども、心臓中にトランス遺伝子から
のRNAを有する。TG8562マウスからの心臓の組織病理学
は、該組織への重要な影響がないことを示した。あらゆ
る表現型を示していないTG8542系は、表現型を示した系
に比べ、筋肉においてトランス遺伝子からのより低いレ
ベルのRNAを有していた。MSV LTRはその他の遺伝子に連
結された場合に種々の組織において発現されることが示
されているので(Khillan等,1987,Genes Dev.1,1327−1
335)、発現が筋肉に制限されたという観察は予期され
なかった。
skiトランス遺伝子を発現する組織において転写が適
当な部位で開始されたかどうかを決定するために、RNA
アーゼ保護アッセイがMeltonにより記載されたように行
われた(Melton等,1984,Nucl.Acids Res.12,7035−703
6)。Pvu IないしBgl Iの1.8kb断片をブルースクリプト
KSベクター中でサブクローン化し、そしてT7プロモータ
ーからの放射標識RNAを生成するために使用した。全RNA
約10μgをプローブ5×105cpmとハイブリダイゼーショ
ンさせた。ハイブリダイゼーションは80%ホルムアミド
および1倍緩衝液(5倍ハイブリダイゼーション緩衝液
は0.2M Pipes,pH6.4,2M塩化ナトリウム,5mM EDTAであ
る)中50℃で一晩行われた。ハイブリダイゼーションの
後、試料をリボヌクレアーゼ消化緩衝液(10mMトリスC
1,pH7.5,0.3M塩化ナトリウム5mM EDTA)中に希釈し、そ
してRNアーゼT1と1u/μの濃度で30℃60分間処理し
た。20%SDS10μおよびプロテイナーゼK(保存液10m
g/ml)4μの添加および37℃で15分間の保温によりRN
アーゼ消化を停止させた。消化試料をフェノール−クロ
ロホルム(1:1混合液)で抽出し、担体tRNAとエタノー
ル沈殿させた。ペレットを70%エタノールで1回すす
ぎ、乾燥させ、そしてブロモフェノールブルーおよびキ
シレンシアノール染料を含有するホルムアミド中に溶解
させた。試料を100℃で変性させ、そして7.5M尿素含有
の6%ポリアクリルアミドゲル上で分離した。
均一に標識されたアンチセンスRNAがMSV LTRとc−sk
iに及ぶ断片からのT7 RNAポリメラーゼにより製造され
た(図9参照)、3種の陽性トランスジェニック系から
のRNAを用いると、約980塩基の保護断片が見られるが、
これは転写がMSV LTR内の実際の開始部位で開始される
場合に予想される大きさである(図9参照)。この分析
はまた、表現型陽性および表現型陰性のマウス系の両方
の心筋および骨格筋においてトランス遺伝子RNAのレベ
ルのより定量的な評価を与える。図9はTG8821の心臓中
のトランス遺伝子RNAのレベルが骨格筋中に見いだされ
たレベルに比べより低いことを示す(概算で1/10ないし
1/20)、さらにこの分析は、表現型陰性の系TG8542が低
いが骨格筋中に検出可能なレベルのトランス遺伝子RNA
を有することを示す。これらのデータは筋肉の発達した
表現型がニワトリc−skiトランス遺伝子の発現と関連
するだけでなく、筋肉表現型を製造するために最低いき
値レベルのc−skiRNAが達成されていなければならない
ことを示唆する。実際、これらのデータは、トランス遺
伝子の効果を見るための最低いき値レベルは高く、おそ
らく被試験ニワトリ組織における内因性c−ski発現(S
utraveおよびHughes,1989,Mol.Cell.Biol.9,4046−405
1)の数千倍のレベルであることを示唆する。
タンパク質分析 基礎にある仮定は、c−skiRNA発現が筋肉の発達した
発現型を直接生じるということではなく、むしろ該発現
型がc−skiタンパク質の存在のためであるということ
である。従って、c−skiタンパク質がウエスタン転写
アッセイにおいて観察さた。c−skiの50kd体を特異的
に認識するウサギ抗血清が調製されたけれども(Sutrav
e等,1990,Mol.Cell.Biol.10,3137−3144)、これらの抗
血清はウエスタン転写アッセイにおいて十分に作用しな
い。c−skiを認識し、ウエスタン転写アッセイにおい
て十分に作用するマウスモノクローナル抗体が開発され
たが、これらの試薬の使用は技術的問題を提示する。こ
れらのモノクローナル抗体は直接標識を可能にする十分
量利用できなかった。例えば標識ウサギ抗マウスを用い
る間接標準法は、抗skiモノクロナールだけでなく、内
因性マウス重鎖をも検出し、これはトランス遺伝子から
製造されたc−skiの50kd体と一緒に移動する。この問
題を解決するために、通常対照およびトランスジェニッ
クマウスからの筋肉および対照組織(肝臓)の抽出物が
調製された。内因性マウス抗体は下記のようにウサギ抗
マウス抗体との沈殿によりこれらの抽出物から除去され
た。
トランスジェニックおよび対照マウスからの組織中の
skiタンパク質の検出のために、組織1−5mgをRIPA緩衝
液1ml、20mMトリスC1pH7.5、150mM NaC1、0.5%SDS、0.
5%NP40、0.5%デオキシコール酸ナトリウム、1mM EDT
A、1mM PMSFおよび35μ/mlアプロテイニン中にホモジナ
イズした。ホモジネートを10000rpmで10分間の遠心分離
により清澄化した。1mg/mlウサギ抗マウスIgG(PBS中)
10μとの氷上で2時間の保温により、マウスIgGが上
澄み100μから除去された。複合体がRIPA緩衝液中の4
0%プロテインAセファロースビーズ100μを添加する
ことにより除去された。生成する上澄みが集められ、そ
して20μが10%SDSポリアクリルアミドゲル上で分画
された。タンパク質を、0.125MトリスC1、0.092Mグリシ
ンおよび20%メタノール、pH8.3含有の緩衝液中で一晩
ニトロセルロース膜に転写した。TBS緩衝液(0.5Mトリ
スC1,pH7.4および0.2M塩化ナトリウム)中の4%乾燥脱
脂乳を用いて室温で2時間フィルターをブロックし、そ
して3種の抗skiモノクローナル抗体の混合物と1:3000
の希釈で2時間室温で保温し、次いでTBSで3回洗浄し
た。ウサギ抗マウスIgGとの2回目の保温は室温で2時
間行われた(1mg/ml貯蔵液から1:2000希釈)。フィルタ
ーを上記のように洗浄し、そして最後に126Iプロテイン
A(アマルシャム,比活性30mCi/mg)5μCiと室温で2
時間保温した。フィルターをTBSで3回洗浄し、そしてX
ARコダックフィルムに−70℃で6日間暴露した。
トランスジェニック動物からの作用を受けた組織(骨
格筋)だけが50kdのc−skiタンパク質を含有する(図1
0)。これらのデータはまた、3種の陽性系の筋肉中の
c−skiタンパク質のレベルに違いがあり得るというこ
とを示唆するが、この実験における操作の複雑さは定量
的理解を不確かな問題にする。
組織学 組織学のために、TG8566系からの選択された筋肉が起
始点および着生点で付着したままであるように分離さ
れ、次に2%ホルムアルデヒド、2%グルタルアルデヒ
ド中に固定された。固定された筋肉を筋膨大部の中央を
正確に通って切開し、そしてJB4プラスチック(ポリサ
イエンセズ,ペンシルベニア州)中に包埋した。
免疫細胞化学のために、組織を液体窒素中で冷却した
イソペンタン中で急速冷凍した。免疫化学染色のための
操作はNarusawa等に概略従った〔(1987),J.Cell.Bio
l.104,447−459〕。
結果は、トランス遺伝子の発現がほとんどあり、そし
てその作用は筋肉に制限され、発現および作用が少なく
ともTG8566系においては、特定の筋肉、明確には特定の
繊維型に限定されていることを示した。しかしながら、
作用を受けた繊維は同型の全てであるわけではない。
心筋は正常であり、そしてこれらの動物において内蔵
の平滑筋の異常はなかった。図11aおよび11bは成熱オス
対照マウスとトランスジェニックマウスからの脚低筋の
中央から正確に作成された横断切片を比較する。対照の
横断切片面積は2.7μであり、TG8566マウスのそれは
対照値の2倍以上である9.4μである。この増大した
成長は一般化されている。横断切片における匹敵する増
大はTG8566系のオスおよびメスのマウスを通じてほぼ全
ての軸性および虫垂筋に見られた。3種の筋肉だけ:
舌、横隔膜および脚底が正常であることが見いだされ
た。これらはトランスジェニックマウスにおいて対照マ
ウスのものと同じ大きさである(図12参照)。RNAはTG8
566マウスの横隔膜および脚底筋から単離された。ノー
ザン転写分析により、ニワトリc−skiRNAのレベルが同
系からの作用を受けた筋肉に比べこれら2つの表現型的
に通常の筋肉においてより低いことが示される(図1
3)。
最も明らかなその他の全体的な形態学的異常性は、ト
ランスジェニック動物にほぼ全体的に脂肪がないのに対
し、対照動物が実質量の皮下脂肪および腹膜組織内脂肪
を含むことである。このために、対照マウスとTG8566マ
ウスには体重の違いがほとんどない。骨格の異常性もあ
る:トランスジェニック動物の脛骨は大きさが正常であ
るが、明らかに、全部脛骨と伸長ジギトラム筋の大きさ
2倍以上の増大に順応するための適応として、頭蓋骨の
ように湾曲している。
対照マウスにおける筋肉はある範囲の横断切片面積を
有する繊維からなる。大きさの範囲はTG8566マウスにお
いて極めて増大されている(図11および12)。全ての繊
維が作用を受けているわけではない。肥大は選ばれた数
の繊維に限定されている(図11d)。これらの繊維の肥
大はTG8566系における筋肉量の増大を明らかに説明す
る。繊維数は個々の筋肉において顕著に増大していると
いう証拠はなかった。例えば、対照脚底における繊維数
は912±111(n=3)であり、TG8566では991±87(n
=3)である。同様に、TG8566マウスと対照マウスの伸
長ジギトラム長筋内の繊維総数に違いは見られなかっ
た。
繊維のどの型がTG8566系において作用を受けているか
を調べるため、スローミオシン重鎖(MHC)(NOQ7 5 4
D,Narusawa等,1987,J.Cell.Biol.104,447−459)、全て
のファストMHC(2G3,Narusawa等,1987,J.Cell.Biol.10
4,447−459)II型ファストMHC(SC7 11,Schiaffino等,1
989,J.Muscle Res.and Cell Motil,10,197−205)およ
びII b型ファストMHC(BF−F3,Schiaffino等,1989,J.Mu
scle Res.and Cell Motil.10,197−205)を特異的に認
識する3種のモノクローナル抗体が使用された。図14は
これらの3種の抗体を有するロームボイドスキャピティ
ス筋からの切片の免疫蛍光染色を示す。スロー繊維が増
大している証拠は見られず(図14a)、そしてTG8566マ
ウスからのロームボイドイスキャピティス筋のスロー繊
維の総数(120)は対照マウスからのロームボイドイス
キャピティス筋に見いだされたスロー繊維の数(117)
に近似する。II a型繊維の多くは肥大繊維間にあり、そ
してそれらの近傍への広がりにより圧迫されるかのよう
に、しばしば形が歪められている(図14b)。
小さいファストII a型繊維および全ての肥大繊維はモ
ノクローナル抗体2G3で染色され(図14c)、全てが肥大
繊維がファストであることを示す。ロームボイドイスキ
ャピティスにおいて、全てでないがほとんどの大きい繊
維もまた、II bMHCに特異的であるモノクローナル抗体B
F−F3で染色される(図14d)。脚底では、反応性に多く
の相違があり、そして肥大繊維の50%のみがBF−F3で染
色される。これらの結果は、TG8566マウスにおける繊維
の肥大変形が少なくとも2つの型のファスト繊維を含む
ことを示す。これらの1つはII b型である。排除によ
り、われわれは他方がIIX繊維(Schiaffino等,1989,J.M
uscle Res.and Cell Motil.10,197−205;Termin等,198
9,Histochemistry 92,453−457;Gorza,1990,J.Histoche
m.Cytochem.38,257−265)であることを示唆する。
酸予備保温後の肥大繊維のアクトミオシンATPアーゼ
組織化学的反応での染色における相違、ミトコンドリア
酵素活性のためのDPNH染色およびPAS染色の全てが1以
上のファスト繊維型がこの系のトランスジェニックマウ
スにおいて作用を受けるという結論を支持する。これら
の結果はまた、II bおよびIIX繊維の両方が肥大してい
るという解釈を支持する。
偶発的壊死性および再生性繊維がTG8566マウスの筋肉
の全てではないがいくつかに見いだされた。後ろ脚にお
いて、これらは全部脛骨筋に最も広範囲に存在するよう
に見え、それらはロームボイドイスキャピティス、首の
表面筋には決して見いだされなかった。
* * * * * * 上記の全ての刊行物は引用によりそれら全体が本明細
書に編入される。
以上、本発明は明確化および理解のためにある程度詳
細に記載されてきたが、本明細書の開示を読めば、当業
者により、形態および詳細の種々の変化は本発明の真の
範囲および特許請求の範囲を離脱せずになされ得ること
が理解されるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スートレイブ,プラモード アメリカ合衆国,メリーランド 21701, フレデリック,2ディー,ラトルエッジ プレイス 1211 (56)参考文献 Journal of Virolo gy,57(3),1065−1072(1986) Dissertation Abst racts Internation B,47(9),3649(1987) Molecular and Cel lular Biology,9 (9),4038−4045(1989) Molecular and Cel lular Biology,9 (9),4046−4051(1989) Molecular and Cel lular Biology,10 (6),3137−3144(1990) Cell,59,293−303(1989) Science,240,1483−1488 (1988),Science,242,1575 −1578(1988) Science,244,1275−1281 (1988),Proc,Nalt,Aca d,Sci,USA,85,3150−3154 (1988)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ニワトリc−skiタンパク質をコード化す
    るか、またはニワトリc−skiタンパク質をコード化す
    る配列に相補的であるDNA断片であって、前記ニワトリ
    c−skiタンパク質は下記のアミノ酸配列を有する、前
    記DNA断片。
  2. 【請求項2】i)請求項1記載のDNA断片、および ii)ベクター を含むDNA構築物。
  3. 【請求項3】前記ベクターが、先端切除ニワトリc−sk
    iタンパク質をコード化するDNA断片を挟んでMSV LTRお
    よびSV50ポリAシグナルを、隣接する制限部位Pvu IとN
    ru Iとの間にあるDNA断片内に有する請求項2記載の構
    築物。
  4. 【請求項4】請求項2記載の構築物においてコード化さ
    れた前記タンパク質の発現を可能にする様式で、前記構
    築物で安定に形質転換された宿主細胞。
  5. 【請求項5】哺乳動物細胞である請求項4記載の宿主細
    胞。
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