JP4338528B2 - 弱毒化グラム陰性菌 - Google Patents

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Description

本発明は、弱毒化グラム陰性生細菌に関する。弱毒化株が研究者及び彼らが接触するもの(例えば、動物、ヒト)に対してより高い安全性を示すので、弱毒化グラム陰性菌を、例えば細菌感染を予防するための免疫原性組成物又はワクチン組成物、並びに研究において、用いることができる。
従って、本発明は、本発明のグラム陰性菌、例えば、弱毒化グラム陰性生細菌を含む、免疫原性組成物又はワクチン組成物に関する。この細菌は組成物中で不活性化させることもできるが、細菌は、弱毒化グラム陰性生細菌であることが好ましい。従って、本発明はさらに、かかる組成物の調製方法及び/又は製剤化方法に関する。例えば、適切な培地上又は培地中で前記細菌を培養又は成長又は増殖させ、細菌を回収し、場合によっては細菌を不活性化し、適切な獣医学上又は製薬上許容可能な担体、賦形剤、希釈剤又は媒体、及び/又はアジュバント、及び/又は安定剤と混合するか、或いは前記細菌を適切な獣医学上又は製薬上許容可能な担体、賦形剤、希釈剤又は媒体、及び/又はアジュバント、及び/又は安定剤と混合する方法が挙げられる。従って、本発明は、かかる組成物の製剤化における前記細菌の使用にも関する。
また、この弱毒化細菌は、発現又は複製ベクターとして作用することができる。例として、弱毒化細菌に、例えば、免疫原、抗原又は病原性物質(本弱毒化細菌以外の病原性物質など)由来のエピトープをコードする核酸分子に非相同の核酸分子を複製及び又は発現させるためのベクターが挙げられる。また、ベクターとして弱毒化細菌を使用することにより、弱毒化ベクターを用いて研究している研究者又は技術者及び彼らが接触し得るもの(例えば、動物、ヒト)に対してより高い安全性が得られる。
従って、本発明はさらに、例えば、細菌が非相同の核酸分子を含有し、場合によっては発現するように細菌を形質転換する、かかるベクターを調製する方法に関する。
また、本発明は、かかるベクターの使用にも関する。例えば、遺伝子産物、例えば、免疫原、エピトープ又は抗原等の細菌に非相同のポリペプチドを産生する方法で、発現に適切な条件下、遺伝子産物をコードする非相同の核酸分子を含有し発現するように形質転換された細菌を培養、成長又は増殖させるステップと、場合によってはその遺伝子産物を回収若しくは単離若しくは分離させるステップとを含む方法;又は遺伝子産物を発現するように形質転換された細菌から遺伝子産物を回収又は単離又は分離させるステップを含む方法;或いは、遺伝子産物及び/又は細菌に対する免疫応答若しくは免疫原応答、又は遺伝子産物が由来する若しくは取得される病原体及び/又は細菌に対する防御免疫反応を誘導する方法で、被験体、例えば動物(病原体及び/又は細菌による感染にかかりやすいウシ又はシチメンチョウなどの動物)に遺伝子産物を発現するように形質転換された細菌を投与することを含む方法;或いは、免疫原性組成物、免疫学的組成物又はワクチン組成物を調製する方法で、ベクター又は形質転換細菌を製薬上又は獣医学上許容可能な担体、希釈剤、媒体又は賦形剤、及び/又はアジュバンド、及び/又は安定剤と混合することを含む方法、が挙げられる。
また、本発明は、例えば、細菌を弱毒化するための標的をコードする突然変異ヌクレオチド配列又は遺伝子等の細菌を弱毒化するための標的と、細菌を弱毒化するためのポリペプチドを標的化する方法と、弱毒化細菌を生成する方法とに関する。弱毒化のための標的は、例えば、免疫原性組成物中若しくはワクチン組成物中で免疫原化合物として、又は免疫原性組成物若しくはワクチン組成物で使用するためのエピトープを産出するために用いることができる。従って、本発明は、例えば、製薬上又は獣医学上許容可能な担体、希釈剤、賦形剤又は媒体、及び/又はアジュバント、及び/又は安定剤と混合する等、組成物中での調製における弱毒化のための標的の使用に関する。
本発明はさらに、本発明のワクチン又は免疫原性組成物を動物に投与することを含む、被験体、例えば、パスツレラなどのグラム陰性菌による感染にかかりやすい動物(例えば、シチメンチョウ又はウシ)に免疫学的免疫反応又は免疫原性免疫反応又は防御免疫応答を誘導する方法に関する。
さらにまた本発明は、例えば、細菌へ1種又は複数の転位因子を導入するステップと、標的種に死をもたらさない(従って弱毒化されている)転位因子を含有する細菌を単離するステップとを含む、かかる弱毒化細菌(例えば、パスツレラなどのグラム陰性菌)の調製に関する。さらに、場合によっては、細菌の突然変異を同定することができ、それによって、弱毒化細菌を生成する選択的手段が可能となる。
本発明はさらに、弱毒化細菌を生成するためのかかる選択的手段に関する。突然変異は同定又は特徴付けされているので、例えば、相同組換えなどの、細菌へ1種又は複数の転位因子を導入する以外の相同組換え等の技術、例えば、細菌ゲノムの一部に、少なくとも1つのゲノムへの付加(挿入)、又は少なくとも1つのゲノムからの欠失(2つ以上の付加及び/又は欠失も想定される)、或いは置換(例えば、少なくとも1つのヌクレオチドを別のヌクレオチドで置換)をもたらす相同組換えによって、細菌へ突然変異を導入することができる。従って、本発明は、好ましくは組換えを介して、細菌ゲノムへ欠失又は挿入又は置換を導入するステップと、場合によっては、修飾又は突然変異を含有する細菌を同定及び/又は単離するステップとを含む、既知の、又はこれまでに同定されている修飾又は突然変異(例えば、本明細書で同定されている修飾又は突然変異)を含有する弱毒化細菌を生産する方法に関する。
従って、本発明はさらにグラム陰性菌の突然変異体であって、前記細菌が、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93として同定されているヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列と70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列中に少なくとも1つの突然変異を有しており、前記突然変異が細菌の弱毒化をもたらす、前記変異体に関する。さらに本発明は、本明細書に記載されているかかる細菌が関与する使用、組成物及び方法に関する。
本出願は、2002年4月5日に出願された、米国仮出願第60/370,282号(引用により本明細書に援用する)による優先権を主張する。この先行出願、及びその中に引用されている全ての文献、又はその審査中に引用された全ての文献「(出願引用文献」)、及び出願引用文献中に引用若しくは参照されている全ての文献、及び本明細書で引用若しくは参照されている全ての文献(「本明細書の引用文献」)、及び本明細書の引用文献中で引用若しくは参照されている全ての文献、並びに、全てのメーカーの取扱説明書、記載、製品仕様書、及び本明細書又は本明細書に引用により援用されている全ての文献に記載されている全ての製品の製品記入表は、これによって本明細書に引用により援用するものとし、本発明の実施において用いることができる。
弱毒化生存微生物は非常に効果的なワクチンであり得、かかるワクチンによって誘導される免疫反応は、多くの場合、非複製免疫原によって産出したものに比べて程度が高く、且つ長い持続性があるということが十分に立証されている。これに関する解釈の1つとしては、弱毒化生存株は宿主中で局限性感染を起こし、自然感染の初期段階を模倣するということであろう。さらに、殺菌又は不活性化された製剤とは異なり、生ワクチンは、マクロファージなどの抗原提示細胞における複製能力に関連し得る、強力な細胞性反応を誘導することができる。
特に化学的突然変異誘発技術を用いた動物及びヒトにおける弱毒化生ワクチンの使用については長い歴史がある。しかし、実験的な弱毒化ワクチン(empirically attenuated vaccines)には毒性が復帰する可能性がある。
細菌病原性に関する知識の高まりと最新の分子生物学技術によって、in vivoでの微生物の増殖及び生存に関与する幾つかの遺伝子の同定を導いた。これは、弱毒化に新たな標的遺伝子を提供した。今後のワクチン株が、毒性に関連しているとして知られている選択遺伝子へ、定義された非復帰性の突然変異を導入することにより、「合理的に」弱毒化することが可能な、今後のワクチン株の構想に関しては、例えば、国際公開(WO−A)第00/61724号、国際公開第00/68261号、及び欧州特許出願公開(EP−A)第0889120号を参照されたい。
研究所では多数の弱毒化株が得られたが、動物で使用される有望なワクチン候補として適するものはほんのわずかであった。これは、1つには、微生物が復帰し、再び活性化し病原性となる可能性と、ワクチンの免疫原性とを平衡化する必要性があるためであろう。
適切なワクチン候補をもたらす、弱毒化に適当な遺伝子の選択は簡単ではなく、容易に予測することができないことは明らかである。ワクチンとしての弱毒化突然変異体の許容には多くの要因が影響を及ぼすと考えられ、従って、研究の目的達成には、適切な弱毒化遺伝子を同定し選択することが必要とされている。弱毒化実験の多くはin vitroのみで行われており、それらの結果からはin vivoにおける、特にワクチン注射した動物で生じる突然変異体の残留病原性に関して推定することができない。
以下のものを列挙する:
Kachlany SC、Planet PJ,Bhattacharjee MK、Kollia E、DeSalle R、Fine DH、Figurski DH.、「Nonspecific adherence by Actinobacillus actinomycetemcomitans requires genes widespread in bacteria and archaea」、J Bacteriol.、2000年11月;182(21):6169〜76頁。
Fuller TE、Martin S、Teel JF、Alaniz GR、Kennedy MJ、Lowery DE.、「Identification of Actinobacillus pleuropneumoniae virulence genes using signature−tagged mutagenesis in a swine infection model」、Microb Pathog.、2000年7月;29(1):39〜51頁。
Fuller TE、Kennedy MJ、Lowery DE.、「Identification of Pasteurella multocida virulence genes in a septicemic mouse model using signature−tagged mutagenesis」、Microb Pathog.、2000年11月;29(1):25〜38頁。
Kehrenberg C、Werckenthin C、Schwarz S.、Tn5706、「a transposon−like element from Pasteurella multocida mediating tetracycline resistance.」Antimicrob Agents Chemother.、1998年8月;42(8):2116〜8頁。
DeAngelis PL.、「Transposon Tn916 insertional mutagenesis of Pasteurella multocida and direct sequencing of disruption site.」、MicrobPathog.、1998a年4月;24(4):203〜9頁。
DeAngelis PL、Jing W、Drake RR、Achyuthan AM.、「Identification and molecular cloning of a unique hyaluronan synthase from Pasteurella multocida.」J Biol Chem.、1998b年4月、3;273(14):8454〜8頁。
Lee MD、Henk AD.、「Tn10 insertional mutagenesis in Pasteurella multocida.」、Vet Microbiol.、1996年5月;50(1−2):143〜8頁。
Choi KH、Maheswaran SK、Choi CS.、「Colorimetric assay using XTT for assessing virulence of avian Pasteurella multocida strains.」、Vet Microbiol.、1995年7月;45(2−3):191〜200頁。
Nnalue NA.、「Tn7 inserts in both orientations at a single chromosomal location and apparently forms cointegrates in Pasteurella multocida.」、Mol Microbiol.、1990年1月;4(1):107〜17頁。
Stocker、米国特許第4,550,081号、第4,837,151号、第5,210,035号、及び第5,643,771号。
Highlander、米国特許第6,180,112号。
KachlanyにはTad遺伝子が記載されていた。Kachlanyの突然変異されたTad遺伝子と弱毒化の間には相関はない。Kachlanyでは動物試験は行われておらず、また本発明ではTad遺伝子は選択されていない。Fullerの報告には本発明では選択されていない配列が含まれている。Kehrenbergには、弱毒化突然変異体、又は標識タグ付き突然変異誘発(Signature Tagged Mutagenesis)、すなわちSTM技術は含まれていなかった;しかしもっと正確に言えば、Kehrenbergには、トランスポゾンの部位特異的挿入が記載されていた(同一挿入配列の使用)。DeAngelisの1998aには、STM技術の一般的な記載のみが提供されており、突然変異体自体について記載はない。DeAngelisの1998bには、HA生合成遺伝子座(Genbank AF036004)にトランスポゾンを挿入するためにSTM技術を使用することが記載されていた。この配列はPM70の配列Pm0775の相同体である。Pm0775をコードする配列は本発明では選択されていない。LeeはTn10トランスポゾンを用いたSTM技術を使用していたが、Leeは動物実験に関するいかなる試験も、又は弱毒化突然変異体についてのいかなる探索も記載又は示唆していない。もっと正確に言えば、Leeには栄養要求性突然変異体のみが記載されていた。ChoiはPasteurella multocidaトランスポゾン挿入突然変異体に言及している。この突然変異体により誘発された死は認められなかったかもしれないが、Choiにはトランスポゾン挿入の位置に関する詳細は記載されておらず、従って、再現可能であると言うことはできない。同様に、Nnalueには本発明は教示又は示唆されていない。Stockerの特許には、aroA遺伝子にTn10トランスポゾンを挿入することが記載されていた。しかし、AroA遺伝子は本発明では選択されていない。Highlanderには、不活性ロイコトキシンにlktC遺伝子中のTn1545トランスポゾンを挿入することが記載されている。しかし、LktC遺伝子は本発明では選択されていない。従って、本発明は確かに当技術分野では教示又は示唆されていないと考えられる。
国際公開第00/61724号 国際公開第00/68261号 欧州特許出願公開第0889120号 Stocker、米国特許第4,550,081号 Stocker、米国特許第4,837,151号 Stocker、米国特許第5,210,035号 Stocker、米国特許第5,643,771号 Highlander、米国特許第6,180,112号 欧州出願特許公開第1001025号 米国特許第5,174,993号 米国特許第5,505,941号 米国特許第5,766,599号 米国特許第5,756,103号 Kachlany SC、Planet PJ,Bhattacharjee MK、Kollia E、DeSalle R、Fine DH、Figurski DH.、「Nonspecific adherence by Actinobacillus actinomycetemcomitans requires genes widespread in bacteria and archaea」、J Bacteriol.、2000年11月;182(21):6169〜76頁 Fuller TE、Martin S、Teel JF、Alaniz GR、Kennedy MJ、Lowery DE.、「Identification of Actinobacillus pleuropneumoniae virulence genes using signature−tagged mutagenesis in a swine infection model」、Microb Pathog.、2000年7月;29(1):39〜51頁 Fuller TE、Kennedy MJ、Lowery DE.、「Identification of Pasteurella multocida virulence genes in a septicemic mouse model using signature−tagged mutagenesis」、Microb Pathog.、2000年11月;29(1):25〜38頁 Kehrenberg C、Werckenthin C、Schwarz S.、Tn5706、「a transposon−like element from Pasteurella multocida mediating tetracycline resistance.」Antimicrob Agents Chemother.、1998年8月;42(8):2116〜8頁 DeAngelis PL.、「Transposon Tn916 insertional mutagenesis of Pasteurella multocida and direct sequencing of disruption site.」、Microb Pathog.、1998a年4月;24(4):203〜9頁 DeAngelis PL、Jing W、Drake RR、Achyuthan AM.、「Identification and molecular cloning of a unique hyaluronan synthase from Pasteurella multocida.」J Biol Chem.、1998b年4月、3;273(14):8454〜8頁 Lee MD、Henk AD.、「Tn10 insertional mutagenesis in Pasteurella multocida.」、Vet Microbiol.、1996年5月;50(1−2):143〜8頁 Choi KH、Maheswaran SK、Choi CS.、「Colorimetric assay using XTT for assessing virulence of avian Pasteurella multocida strains.」、Vet Microbiol.、1995年7月;45(2−3):191〜200頁 Nnalue NA.、「Tn7 inserts in both orientations at a single chromosomal location and apparently forms cointegrates in Pasteurella multocida.」、Mol Microbiol.、1990年1月;4(1):107〜17頁 Kajimuraら、GATA7(4):71〜79頁(1990年) Doree S Mら、J.Bacteriol.、2001年、183(6):1983〜9頁 Pandher 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さらに、弱毒化に関係する遺伝子配列又は核酸配列を特徴付けること、及びこれをもとにした弱毒化細菌の開発、並びに弱毒化ワクチン又は免疫原性組成物、例えば、高い免疫原性を有するもの、及び副作用が制限された、又は副作用のない良好な安全性プロファイルを示すものの開発が望まれている。
本発明は、第1のポリペプチドをコードし、且つ弱毒化細菌をもたらす、第1のヌクレオチド配列中に突然変異を有するグラム陰性菌の突然変異体であって、
第1のポリペプチドがアミノ酸配列を有しており、
第2のポリペプチドが、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、又は93として同定されているヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列を有しており、
第1のポリペプチドのアミノ酸配列が第2のポリペプチドのアミノ酸配列と同一であるか、第1のポリペプチドのアミノ酸配列が第2のポリペプチドのアミノ酸配列と70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有している、前記変異体を提供する。
変異細菌はパスツレラセエ(Pasteurellaceae)であってよく、例えば、その細菌は、パスツレラ・ムルトシダ(Pasteurella multocida)、パスツレラ・ヘモリティカ(Pasteurella haemolytica)、パスツレラ・アナティペスティファ(Pasteurella haemolytica)、又はアクチノバチルス・プルロニューモニエ(Actinobacillus pleuropneumoniae)であってよく、そのうちパスツレラ・ムルトシダが好ましい。
突然変異は、第1のヌクレオチド配列における欠失、又は第1のヌクレオチド配列への挿入、又は核酸の置換であってよく、例えば、第1のヌクレオチド配列全体の欠失であり;或いは、配列番号2中のヌクレオチド180〜181、又はヌクレオチド182〜183、又はヌクレオチド190〜191、配列番号6中のヌクレオチド77〜78、又はヌクレオチド1026〜1027、又はヌクレオチド1027〜1028、配列番号9中のヌクレオチド416〜417、配列番号12中のヌクレオチド389〜390、配列番号16中のヌクレオチド381〜382、配列番号19中のヌクレオチド219〜220、配列番号22中のヌクレオチド1353〜1354、配列番号25中のヌクレオチド136〜137、配列番号28中のヌクレオチド384〜385、配列番号31中のヌクレオチド222〜223又はヌクレオチド225〜226、配列番号34中のヌクレオチド217〜218、配列番号37中のヌクレオチド1411〜1412、配列番号40中のヌクレオチド943〜944、配列番号43中のヌクレオチド855〜856、配列番号46中のヌクレオチド369〜370、配列番号49中のヌクレオチド111〜112、配列番号52中のヌクレオチド443〜444、配列番号55中のヌクレオチド4〜5、配列番号61中のヌクレオチド573〜574、配列番号64中のヌクレオチド875〜876、配列番号70中のヌクレオチド218〜219、配列番号75中のヌクレオチド1072〜1087、配列番号78中のヌクレオチド64〜65、配列番号81中のヌクレオチド282〜283、配列番号84中のヌクレオチド1431〜1432、配列番号87中のヌクレオチド974〜975、配列番号90中のヌクレオチド802〜803、配列番号92中のヌクレオチド850〜851;又は配列番号58のヌクレオチド1のすぐ上流;又は配列番号67のヌクレオチド1のすぐ上流の間の挿入であってよい。
本突然変異体は、非相同の核酸配列、例えば、ウイルス性、寄生虫性若しくは細菌性病原体由来の免疫原、治療用タンパク質、アレルゲン、増殖因子、又はサイトカインをコードする非相同核酸配列を含んでいてよい。
また本発明は、本発明による突然変異体、及び製薬上又は獣医学上許容可能な希釈剤、担体、媒体又は賦形剤、場合によってはさらにアジュバントを含む、免疫原性組成物又はワクチンを提供する。
さらに本発明は、アミノ酸配列を有する単離された第1のポリペプチドであって、
配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90又は93として同定されているヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列を有する第2のポリペプチドがあり、
第1のポリペプチドのアミノ酸配列が第2のポリペプチドのアミノ酸配列と同一であるか、或いは第1のポリペプチドのアミノ酸配列が、第2のポリペプチドのアミノ酸配列と70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%以上の同一性を有している、前記ポリペプチドを提供する。
本発明は、単離された第1のポリペプチド、及び製薬上又は獣医学上許容可能な希釈剤、担体、媒体又は賦形剤、場合によってはアジュバントを含有する免疫原性組成物又はワクチン組成物が考えられる。
さらにまた本発明は、第1の単離されたポリペプチドに特異的な抗体を含む抗体製剤が考えられる。
また本発明には、サンプル中の第1の単離されたポリペプチド、又はその第1の単離されたポリペプチドに特異的な抗体を検知することを含む、グラム陰性菌による感染を検出する診断方法が含まれる。
さらに、本発明は、前記抗体製剤を投与することを含む、受動免疫法に関する。
また本発明は、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、若しくは93として同定されている配列、又は、配列番号1、4、5、8、11、14、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、48、51、54、57、60、63、66、69、72、73、77、80、83、86、89、92、95、96、若しくは97として同定されている配列を有する単離された核酸分子、並びに、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、若しくは93として同定されているヌクレオチド配列、又は、配列番号1、4、5、8、11、14、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、48、51、54、57、60、63、66、69、72、73、77、80、83、86、89、92、95、96、若しくは97として同定されているヌクレオチド配列の少なくとも10個の連続する核酸である配列を有する単離された核酸分子を含む、グラム陰性菌を検出するためのPCRプライマーを提供する。プローブ又はプライマーは、少なくとも8個、好ましくは少なくとも10個、さらに好ましくは少なくとも12、13、14、又は15個、例えば、少なくとも20個、例えば、少なくとも23個又は25個、例えば、少なくとも27個又は30個のヌクレオチドの任意の長さであって、前記プローブ又はプライマーは、増幅しようとする配列に特有であるか、又は増幅しようとする配列中に存在し、さらに、少なくとも、例えば、グラム陰性菌の中、又はグラム陰性菌の特定の属若しくは種の中、例えば、パスツレラの中に、又はパスツレラ・ムルトシダ、パスツレラ・ヘモリティカ、パスツレラ・アナティペスティファ、若しくはアクチノバチルス・プルロニューモニエのいずれか1種の中、好ましくは、パスツレラ・ムルトシダの中に、保存されているものである。また、PCR又はハイブリダイゼーションのプライマー又はプローブ、及びそれらに関する最適の長さについては、Kajimuraら、GATA7(4):71〜79頁(1990年)によって論じられている。
「免疫原性組成物(immunogenic composition)」及び「免疫学的組成物(immunological composition)」及び「免疫原性又は免疫学的組成物(immunogenic or immunological composition)」という用語は、標的化病原体に対する免疫反応を誘導するすべての組成物を網羅する。例えば、動物(鳥類、例えばシチメンチョウ、又はウシ、例えば雌ウシ)への投与又は注射後に、標的化病原体(例えば、パスツレラ・ムルトシダ)に対する免疫反応を誘導する組成物が挙げられる。「ワクチン接種組成物(vaccinal composition)」、「ワクチン(vaccine)」及び「ワクチン組成物(vaccine composition)」という用語は、標的化病原体に対する防御免疫応答を誘導するか、又は病原体に対して効果的な保護するすべての組成物を網羅する。例えば、動物(鳥類、例えばシチメンチョウ、又はウシ、例えば雌ウシ)への投与又は注射後に、標的化病原体に対する防御免疫応答を誘導するか、又は病原体(例えばP.ムルトシダ)に対して効果的な保護を提供するすべての組成物が挙げられる。病原体のサブユニット、例えば病原体から単離された抗原又は免疫原又はエピトープ、例えばグラム陰性菌、例えばP.ムルトシダなどの細菌;及びサブユニット組成物は、病原体、例えばグラム陰性菌、例えばP.ムルトシダなどの細菌から単離された1又は複数の抗原、免疫原又はエピトープを含むか、本質的にそれらから成る。
本明細書では、特に特許請求の範囲では、「含む(comprises)」、「含まれている(comprised)」、「含んでいる(comprising)」等の用語は、米国特許法で与えられた意味を有し得る。例えば、それらは、「含む(includes)」、「含まれている(included)」、「含んでいる(including)」等を意味し得ることに注意されたい。また、「本質的に、から成っている(consisting essentially of)」及び「本質的に、から成る(consists essentially of)」などの用語は、米国特許法で与えられた意味を有する。例えば、それらの用語では明らかに列挙されていない要素は含まれるが、先行技術で明らかとなっている要素、又は本発明の基本的特性若しくは新しい特性に影響する要素は除外されることに注意されたい。
これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の詳細な記載に記載されているか、或いはその記載から明らかであり、且つそれにより網羅されている。
本発明は、微生物、例えば細菌、例えばグラム陰性菌(パスツレラ・ムルトシダなど)の弱毒化に関与するヌクレオチド配列及び遺伝子、そのヌクレオチド配列によってコードされている産物(例えばタンパク質、抗原、免疫原、エピトープ)、かかるヌクレオチド配列、産物、微生物を生成する方法、並びに、例えばワクチン若しくは免疫原性組成物を調製するための使用、又は免疫学的反応若しくは免疫反応を誘導するための使用、或いはベクターとして、例えば発現ベクター(例えばin vitro又はin vivoにおける発現ベクター)としての使用を提供する。
微生物のヌクレオチド配列及び遺伝子へ導入された突然変異によって、新規で非自明の弱毒化突然変異体が得られる。これらの突然変異体は、弱毒化生免疫原性組成物又は高い免疫原性を有する弱毒化生ワクチンの生産に有用である。
また、これらの突然変異体は、発現産物のin vitroにおける発現で、及びヌクレオチド配列の再生又は複製(例えばDNAの複製)で、並びにin vivoにおける発現産物で有用となり得るベクターとして有用である。
その突然変異の同定によって、新規で非自明のヌクレオチド配列及び遺伝子、並びにそのヌクレオチド配列及び遺伝子によりコードされている新規で非自明の遺伝子産物が得られる。
かかる遺伝子産物は、抗原、免疫原及びエピトープを提供するとともに、単離された遺伝子産物として有用である。
また、かかる単離された遺伝子産物も、そのエピトープ同様、抗体を生成するのに有用であり、その抗体は診断用途に有用である。
また、エピトープ、抗原又は免疫原を提供又は生成可能なかかる遺伝子産物は、ワクチンと同様に免疫原性組成物又は免疫学的組成物に有用である。
一態様では、本発明は、ヌクレオチド配列又は遺伝子に弱毒化突然変異を含む細菌であって、前記突然変異は、遺伝子がコードするポリペプチド又はタンパク質の発現及び/又は生物活性を修飾、低減、若しくは消滅させ、その結果細菌の毒性の弱毒化を導く。
本突然変異は、その機能を阻止し、その結果として弱毒化をもたらすのに、必ずしもコード配列又は遺伝子内に位置する必要はない。また、本突然変異は、遺伝子発現の制御に関与しているヌクレオチド配列中、例えば、転写開始、翻訳及び転写終結を制御する領域中で作製され得る。従って、さらに、プロモーター及びリボソーム結合領域(一般に、これらの制御エレメントは、コード配列又は遺伝子の開始コドンの約60〜250ヌクレオチド上流に位置する;Doree S Mら、J.Bacteriol.、2001年、183(6):1983〜9頁;Pandher Kら、Infect.Imm.、1998年、66(12):5613〜9頁;Chung J Yら、FEMS Microbiol letters、1998年、166:289〜296頁)、転写ターミネーター(一般にこのターミネーターは、コード配列又は遺伝子の停止コドンの約50ヌクレオチド下流にある;Ward C Kら、Infect.Imm.、1998年、66(7):3326〜36頁)も含まれる。オペロンの場合には、かかる制御領域は遺伝子又はコード配列のより遠位の上流に位置し得る。また、遺伝子間領域内の突然変異も弱毒化をもたらし得る。
このヌクレオチド配列の突然変異が、遺伝子によってコードされているポリペプチド又はタンパク質の発現及び/又は生物活性を修飾、阻害、消滅し、それによって細菌の毒性が弱毒化するようなコード配列又は遺伝子に関連しているかかる制御配列内の突然変異は、本発明で同定されている遺伝子又はコード配列内の突然変異に同等のものであり得る。
弱毒化は、細菌の病原性、及び重度の臨床的症状又は損傷を低減又は消滅させ、細菌の増殖率を低下させ、細菌による死を予防する。
本発明は、細菌、例えばグラム陰性菌、例えばパスツレラセエ属の細菌、例えばパスツレラ・ムルトシダ、パスツレラ・ヘモリティカ、パスツレラ・アナティペスティファ、及びアクチノバチルス・プルロニューモニエなどの微生物に関する。好ましくは、細菌はパスツレラ・ムルトシダである。
パスツレラ・ムルトシダはグラム陰性菌であって、生産動物における種々の疾患の原因因子であり、またヒトの日和見感染の病原体である。前記細菌は、家畜及び野生のトリの家禽コレラ、ウシ出血性敗血症及びブタ萎縮性鼻炎などの重篤なパスツレラ症の病原学的因子である(Hunt MLら、Vet Microbiol、2000年、72(1−2):3〜25頁)。単離物は血清学的に莢膜抗原に基づいた血清グループ(A、B、D、E及びF)、又は菌体LPS抗原に基づいた16血清型へ分類することができる。
細菌の弱毒化に関与する潜在的なヌクレオチド配列は、標識タグ付き突然変異誘発(Signature Tagged Mutagenesis、STM)を用いて同定した。この方法は本明細書に引用した文献に論じられており、また国際公開第96/17951号に記載されている。
STMには、特有の識別タグ付き(signature-tagged)トランスポゾンを微生物のゲノムへ挿入されることが含まれる。
挿入の遺伝子座では、そのゲノムヌクレオチド配列は破壊される。本発明では、得られた突然変異(従って、突然変異を保有する突然変異体)を弱毒化に関して分析する。
個々の弱毒化突然変異体の破壊領域(例えば、遺伝子又はコード配列又はオープンリーディングフレーム(ORF))の配列は、PCR増幅(ポリメラーゼ連鎖反応)、クローニング及びトランスポゾンに隣接するDNA領域のシークエンシングによって検出される。
本発明の一実施態様では、パスツレラ・ムルトシダで機能するように国際公開第96/17951に記載されているSTM法を改良した。これらの改良には、特に、Tn5よりもむしろTn10トランスポゾンを使用し、ストレプトマイシン耐性選択よりもロイシン非含有CDM培地の選択を使用することが含まれている。さらなる詳細は実施例で記載している。
STM法によって同定された潜在的な遺伝子由来の弱毒化に関与する遺伝子又はヌクレオチド配列は、動物へ本突然変異体細菌を接種した後に死亡例がないことに基づいてさらに選択する。
獣医学用途では、本発明の好ましい一態様には、動物モデルよりも、標的動物における実験上の直接的選択を実施することが含まれている。この方法では、変異細菌の適当な突然変異に関してより正確に選択することができる。パスツレラ・ムルトシダについては、パスツレラ・ムルトシダの野生の標的宿主の1つであるシチメンチョウで直接実験を行う。
十分量のプールの標識タグ付きP.ムルトシダ突然変異体をシチメンチョウに筋肉内注射する(例えば、0.5ml、動物1匹当たり10CFU)。接種後の一定の時間に再単離されない突然変異体は弱毒化されている可能性があるものと考えられる。再単離されない突然変異体は、標識タグによるPCR増幅及び分析によって、再単離されるプール中のものとは区別される。
次いで、潜在的な各弱毒化突然変異体を筋肉内経路によりシチメンチョウに注射する(例えば、0.5ml、動物1匹当たり10CFU)。シチメンチョウの死亡については、注射後7日間毎日記録する。死をもたらさない突然変異体は弱毒化されたものと考えられる。
この特定の方法をパスツレラ・ムルトシダP−1059株で実施し、多数の弱毒化突然変異体を得た。これらのうち5株は2003年4月1日にフランス国パリ所在のパスツール研究所のCNCM(Collection Nationale de Cultures de Microorganismes)に寄託されている。4G11突然変異体はアクセッション番号CNCM I−2999により入手可能である。5D5突然変異体はアクセッション番号CNCM I−3000により入手可能である。9C8突然変異体はアクセッション番号CNCM I−3001により入手可能である。9H4突然変異体はアクセッション番号CNCM I−3002により入手可能である。13E1突然変異体はアクセッション番号CNCM I−3003により入手可能である。
トランスポゾン挿入の遺伝子座に隣接しているヌクレオチド配列は、配列番号1、4、5、8、11、14、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、48、51、54、57、60、63、66、69、72、73、77、80、83、86、89、92、95、96、97で表されている。
トランスポゾンは、各配列1、8、11、14、15、27、33、42、54、57、66、72、73、77、80、95及び97の5’末端に近接して、また各配列4、5、18、21、24、30、36、39、45、48、51、60、63、69、83、86、89及び96の3’末端に近接して、パスツレラ・ムルトシダP−1059株に挿入した。突然変異体9H4については、トランスポゾンは、配列番号92の配列の位置850〜851のヌクレオチド間に挿入した。
本発明の詳細な態様は、配列番号1、4、5、8、11、14、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、48、51、54、57、60、63、66、69、72、73、77、80、83、86、89、92、95、96及び97の配列から選択される配列を含む遺伝子若しくはORF、及び/又はそれらの制御領域中に弱毒化突然変異を有するパスツレラ・ムルトシダP−1059株の弱毒化突然変異体である。
さらに本発明の詳細な実施形態には、ブダペスト条約の条件のもとにCNCMに寄託されている、本明細書に記載の弱毒化突然変異体などの弱毒化突然変異体が含まれている。
弱毒化P−1059突然変異体は、例えば、トランスポゾン挿入によって、又は部位特異的変異技術(欠失、挿入、置換)によって得ることができる。弱毒化突然変異は、これらのヌクレオチド配列又は遺伝子内に、並びにそれらの相補的配列内に作製することができる。また、この弱毒化突然変異は、前記遺伝子又はヌクレオチド配列の制御領域に含まれているヌクレオチド配列で作製することができる。
トランスポゾン挿入突然変異体を検出し選択するには、PCRプライマーとして、上述の各配列又はその一部(例えば、少なくともその10、15若しくは20ヌクレオチド、例えば、少なくともその連続する10ヌクレオチド、又は少なくともその連続する15ヌクレオチド、さらに好ましくは、少なくともその連続する20ヌクレオチドから各配列の完全長まで)を用いることができる。PCRは、例えば1組のプライマー、例えば、トランスポゾンに特異的なプライマー、及び突然変異されている遺伝子又はヌクレオチド配列に特異的なプライマーを含み得る。本方法は、PCR増幅産物の予想サイズに基づいてPCR断片を増幅及び/又は検出することができる。生物、例えばパスツレラ属などのグラム陰性菌、例えばパスツレラ・ムルトシダ(例えばパスツレラ・ムルトシダPM70株又はP−1059株)(例えば、以下を参照されたい)中の対応する遺伝子若しくはORF及び/又はそれらの制御領域に関する情報、例えば対応する遺伝子若しくはORF及び/又はそれらの制御領域のサイズは、PCRプライマーを設計し、増幅されたPCR断片をスクリーニングし、突然変異体の選択を可能にする適切なサイズを有するものを検出するために用いることができる。
パスツレラ・ムルトシダPM70株の全ゲノムは、EMBLデータベース、及びMay BJら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、2001年、98(6):3460〜5頁で入手可能である。配列番号1、4、5、8、11、14、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、48、51、54、57、60、63、66、69、72、73、77、80、83、86、89、92、95、96、97の配列を用いて実施したBlastでは、PM70のゲノム上の相同配列が同定され、次いでPM70中の対応する遺伝子又はORFを検出することができた。
パスツレラ・ムルトシダPM70株のこれらのヌクレオチド配列は、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90で表されている。
P−1059株の突然変異体9H4については、PM70中では相同配列は見い出されなかった。P−1059 ORFは配列決定され、配列番号93で表されている。
本発明の別の態様は、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87及び90から選択されるヌクレオチド配列及び/又はそれらの制御領域を含む遺伝子又はORF中に少なくとも1つの弱毒化突然変異を有するPM70株の弱毒化突然変異体である。
弱毒化突然変異は、これらのヌクレオチド配列又は遺伝子、並びにこれらの相補的配列内に作製することができる。また、弱毒化突然変異は、前記遺伝子の制御領域に含まれるヌクレオチド配列中でも作製され得る。弱毒化突然変異体は、例えばトランスポゾン挿入によって、又は部位特異的変異技術(欠失、挿入、置換)によって得ることができる。
本明細書の「相補的」という用語は、二本鎖ゲノム中の他方の鎖のヌクレオチド配列を意味し、従って、センス鎖の相補鎖としてのアンチセンス鎖と、またその逆も網羅する。また、「ヌクレオチド」という用語には、デオキシリボヌクレオチド(従って、デオキシリボ核酸、すなわちDNAを構成しているもの)、リボヌクレオチド(従って、リボ核酸、すなわちRNAを構成しているもの)、及びメッセンジャーリボヌクレオチド(mRNA)が含まれる。
より一般的には、弱毒化突然変異は、グラム陰性菌などの細菌のゲノム中に、例えば、パスツレラセエ属の細菌、例えばP.ムルトシダ、P.ヘモリティカ、P.アナティペスティファ、又はA.プルロニューモニエ、好ましくは、P.ムルトシダの種々の株のうちの任意の株(例えば、P−1059株、PM70株)のゲノム中に、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93として同定されているヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列の1つに少なくとも約70%の相同性、少なくとも約75%の相同性、少なくとも約80%の相同性、少なくとも約85%、少なくとも約90%の相同性、好ましくは少なくとも約95、96、97、98、又は99%以上の相同性を有するアミノ酸配列をコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列中の突然変異を導入され得る。弱毒化突然変異は、これらのヌクレオチド配列又は遺伝子内、並びにこれらの相補的配列内で作製することができる。また、弱毒化突然変異は、前記遺伝子の制御領域に含まれているヌクレオチド配列内にも作製することができる。弱毒化突然変異体は、例えばトランスポゾン挿入によって、又は部位特異的変異技術(欠失、挿入、置換)によって得ることができる。得られた弱毒化突然変異体は本発明の実施形態である。詳細な実施形態は、P−1059の弱毒化突然変異体である。
2つのアミノ酸配列間の相同性の割合は、NCBI(米国国立生命工学情報センター)(米国、メリーランド州、Bethesda)のペアワイズブラスト(pairwise blast )及びblosum62 マトリックスにより、標準パラメーターを用いて、証明することができる。(すなわち、National Center for Biotechnology Informationのサーバー、並びにAltschulら、J.Mol.Biol.、1990年、215、403〜410頁で入手可能なBLAST又はBLASTXアルゴリズム;従って、本資料は、「blast」という用語により、アルゴリズム又はBLAST又はBLASTX及びBLOSUM62マトリックスを用いることを意味する。)
本明細書で用いられている動詞の「コードする(code)」とは、ヌクレオチド配列が実際上のコード配列に限定されることを意味するのではなく、非コード配列であるその制御配列を含む遺伝子全体を包含するものとする。
ヌクレオチド配列相同性などの配列相同性又は同一性も、NCBIで入手可能な、Myers及びMillerの「Align」プログラム(「Optimal Alignments in Linear Space」、CABIOS 4、11〜17頁、1988年、引用によりこの文献は本明細書に援用する)、やNCBIサイトなどのインターネット上のサイトから、インターネットを介して入手可能な同一プログラム又は他のプログラムを用いて決定することができる。
或いは又はさらに、例えばヌクレオチド又はアミノ酸配列に関する「相同性(homology)」又は「同一性(identity)」という用語は、2つの配列間の相同性の定量的尺度を示すことができる。配列相同性のパーセントは、(Nref−Ndif)*100/Nref(式中、Ndifは、整列させた場合に2つの配列で同一でない残基の総数であり、Nrefは、1つの配列中の残基の数である)として算出することができる。従って、DNA配列のAGTCAGTCは、配列AATCAATCと75%の配列同一性を有する(Nref=8;Ndif=2)。
或いは又はさらに、配列に関しての「相同性」又は「同一性」は、同一のヌクレオチド又はアミノ酸を有する位置の数を2つの配列の短い配列中のヌクレオチド又はアミノ酸の数で割ったもの意味し得る。この場合、2つの配列のアライメントは、例えば、20ヌクレオチドのウィンドウサイズ、4ヌクレオチドのワード長、及び4ギャップペナルティーを用いて、Wilbur及びLipmanアルゴリズム(Wilbur及びLipman、1983年、PNAS USA、80:726頁、引用により本明細書に援用する)に従って検出することができる。このアライメントを含む配列データのコンピューターによる分析及び判断は、市販のプログラム(例えば、カリフォルニア州、Intelligenetics Inc.のIntelligenetics(商標)Suite)を用いて容易に行うことができる。RNA配列が類似している場合、或いはDNA配列と同一性又は相同性の配列程度を有すると考えられる場合、DNA配列中のチミジン(T)はRNA配列のウラシル(U)と同じであると考えられる。従って、RNA配列は本発明の範囲内であり、RNA配列中のウラシル(U)と同じであると考えられるDNA配列中のチミジン(T)によりDNA配列から導かれ得る。
好ましくは、アミノ酸配列同一性又は相同性などの配列同一性又は相同性は、NCBIで利用可能なBlastPプログラム(Altschulら、Nucl.Acids Res.、25、3389〜3402頁、引用により本明細書に援用する)、並びにインターネットを介して入手可能な同一プログラム又は他のプログラム(NCBIサイトなど)を用いて検出することができる。
以下の文献(各文献は引用により本明細書に援用する)は、2種類のタンパク質のアミノ酸残基などの配列の相対的同一性若しくは相同性を比較するアルゴリズムを提供しており、さらに又は或いは先の記述に関して、これらの文献での開示を相同性又は同一性のパーセントの検出に用いることができる:Needleman SB及びWunsch CD、「A general method applicable to the search for similarities in the amino acid sequences of two proteins」、J.Mol.Biol.、48:444〜453頁(1970年);Smith TF及びWaterman MS、「Comparison of Bio−sequences」、Advances in Applied Mathematics、2:482〜489頁(1981年);Smith TF、Waterman MS及びSadler JR、「Statistical characterization of nucleic acid sequence functional domains」、Nucleic Acids Res.、11:2205〜2220頁(1983年);Feng DF及びDolittle RF、「Progressive sequence alignment as a prerequisite to correct phylogenetic trees」、J.of Molec.Evol.、25:351〜360頁(1987年);Higgins DG及びSharp PM、「Fast and sensitive multiple sequence alignment on a microcomputer」、CABIOS、5:151〜153頁(1989年);Thompson JD、Higgins DG及びGibson TJ、「Cluster W:improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighing,positions−specific gap penalties and weight matrix choice」、Nucleic Acid Res.、22:4673〜480頁(1994年);並びにDevereux J、Haeberlie P及びSmithies O、「A comprehensive set of sequence analysis program for the VAX」、Nucl.Acids Res.、12:387〜395頁(1984年)。また、相同性のパーセントを決定するために、当業者は過度の実験を行うことなく、他の多数のプログラム又は文献を参考にすることができる。
本発明は、生物学上の同一機能を有するポリペプチド又はタンパク質をコードするヌクレオチド配列又は遺伝子の突然変異に関する。機能の類似性は、活性部位の保存によって分析又は同定又は決定又は調査され得る。これは、NCBI DARTリサーチ(ドメイン構造検索ツール:Domain Architecture Retrieval Tool)により実施することができる。
従って本発明は、本明細書に定義されている弱毒化突然変異を含む、本明細書に記載されている細菌の弱毒化突然変異体を提供する。
弱毒化グラム陰性菌突然変異体には1つの突然変異が含まれており、この場合、少なくとも1つの特定の遺伝子又は核酸配列の全部又は一部が本明細書に記載されているように突然変異されている。特定の遺伝子又は核酸配列には、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90若しくは93の配列又はそれらの制御領域を含むもの、或いはそれらに相同である(例えばそれらと70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、又は99%相同である)ものが含まれる。好ましくは、特定の遺伝子又は核酸配列は、配列番号2、6、9、12、25、31、37、40、43、46、70、75、78、81、84、87、90若しくは93の配列又はそれらの制御領域を含むもの、或いはそれらに相同であるものが含まれる。より好ましくは、特定の遺伝子又は核酸配列は、配列番号6、12、25、31、37、40、46、70、75、84、87、90若しくは93の配列又はそれらの制御領域を含むもの、或いはそれらに相同であるものが含まれる。さらに好ましくは、特定の遺伝子又は核酸配列は、配列番号37、40、75、90若しくは93の配列又はそれらの相同ヌクレオチド配列を含むもの、或いはそれらに相同であるものが含まれる。好ましくは、突然変異体は、P.ムルトシダ(例えばP−1059、PM70)などのパスツレラである。
選択した遺伝子又は核酸配列に明確に定義された突然変異を導入するには、例えば組換えDNA技術など既知の任意の技術を用いて、微生物へ突然変異を導入することができる(定方向突然変異誘発(directed mutagenesis))。かかる突然変異は、相同核酸配列又は非相同核酸配列の挿入、欠失、置換、(例えば別のヌクレオチドによる少なくとも1つのヌクレオチドの置換)、或いはこれらの組み合わせであってよい。ある実施形態では、突然変異は、遺伝子又は核酸配列の破壊が一部の欠失によって、好ましくは核酸配列又は遺伝子全体の欠失によって起こる欠失突然変異である。核酸の欠失により病原性復帰が回避される。別の実施形態では、突然変異は、本明細書に(例えば実施例に)記載されているトランスポゾン挿入座に対応する遺伝子座への挿入である。これらの座は、P−1059株に関しては、各配列1、8、11、14、15、27、33、42、54、57、66、72、73、77、80、95及び97の5’末端に隣接して、また各配列4、5、18、21、24、30、36、39、45、48、51、60、63、69、83、86、89及び96の3’末端に隣接して位置するのが有利である。また、これらの座は、以下の間のPM70株に位置しているものである:配列番号2中のヌクレオチド180〜181、又はヌクレオチド182〜183、又はヌクレオチド190〜191、配列番号6中のヌクレオチド77〜78、又はヌクレオチド1026〜1027、又はヌクレオチド1027〜1028、配列番号9中のヌクレオチド416〜417、配列番号12中のヌクレオチド389〜390、配列番号16中のヌクレオチド381〜382、配列番号19中のヌクレオチド219〜220、配列番号22中のヌクレオチド1353〜1354、配列番号25中のヌクレオチド136〜137、配列番号28中のヌクレオチド384〜385、配列番号31中のヌクレオチド222〜223又はヌクレオチド225〜226、配列番号34中のヌクレオチド217〜218、配列番号37中のヌクレオチド1411〜1412、配列番号40中のヌクレオチド943〜944、配列番号43中のヌクレオチド855〜856、配列番号46中のヌクレオチド369〜370、配列番号49中のヌクレオチド111〜112、配列番号52中のヌクレオチド443〜444、配列番号55中のヌクレオチド4〜5、配列番号61中のヌクレオチド573〜574、配列番号64中のヌクレオチド875〜876、配列番号70中のヌクレオチド218〜219、配列番号75中のヌクレオチド1072〜1087、配列番号78中のヌクレオチド64〜65、配列番号81中のヌクレオチド282〜283、配列番号84中のヌクレオチド1431〜1432、配列番号87中のヌクレオチド974〜975、配列番号90中のヌクレオチド802〜803、配列番号92中のヌクレオチド850〜851;或いは配列番号58のすぐ上流のヌクレオチド1;或いは配列番号67のすぐ上流のヌクレオチド1。またこれらの座は、その同一性の割合を有する、本明細書で定義された相同アミノ酸配列をコードするパスツレラセエ属メンバー(例えばP.ムルトシダ、P.ヘモリティカ、P.アナティペスティファ、又はA.プルロニューモニエ)などの別のグラム陰性菌のヌクレオチド配列中のヌクレオチドの(PM70で説明したものよりも)類似のペアの間に配置されているものである。従って、突然変異体はグラム陰性菌であってよく、好ましくはP.ムルトシダ、P.ヘモリティカ、P.アナティペスティファ又はA.プルロニューモニエなどのパスツレラ、例えばP−1059又はPM70などのP.ムルトシダである。
定義によれば、欠損変異株は、本発明によるヌクレオチド配列の、又は同配列中に少なくとも1つの欠失を含んでいる。これらの欠損変異株には、特定の遺伝子配列又は特定のヌクレオチド配列の全部又は一部が欠失されているものが含まれる。一態様では、突然変異により、遺伝子又は特定のヌクレオチド配列の少なくとも1つの核酸の、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約98%、又は少なくとも約99%の欠失が生じる。このうち、遺伝子又は特定ヌクレオチド配列の全部が欠失されるのが好ましい。
突然変異体は複数の突然変異を含み得る。この場合、追加的又は相乗的な弱毒化が起こり得、その結果、毒化の復帰が良好に阻止され得る。
これらの複数の突然変異は、aro遺伝子、例えばaroA(Homchampa P.ら、Veterinary Microbiology、1994年、42:35〜44頁)などの弱毒化特性が知られているヌクレオチド配列又は遺伝子への突然変異、及び本発明によるヌクレオチド配列又は遺伝子への突然変異に関連し得る。
一実施形態では、突然変異体には少なくとも2つの突然変異が含まれており、この場合、各突然変異については、特定の遺伝子又は核酸配列の全部又は一部が本明細書で述べているように突然変異されている。これらの特定の遺伝子又は核酸配列には、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90若しくは93又はそれらの制御領域を含むもの、或いはそれらに相同であるものが含まれる。従って、例えば、本明細書で述べているように欠失された、突然変異されている前述の配列の2つ以上を有する突然変異体が本発明により想定される。好ましくは、突然変異体は、以下の配列、或いは本明細書で述べているように欠失された、突然変異されている以下の配列を含む、或いはそれらに相同である配列の2つ以上を有している:配列番号2、6、9、12、25、31、37、40、43、46、70、75、78、81、84、87、90若しくは93又はそれらの制御領域。より好ましくは、突然変異されている(例えば2つ以上が突然変異されている)特定の遺伝子又は核酸配列には、配列番号6、12、25、31、37、40、46、70、75、84、87、90若しくは93又はそれらの制御領域を含むもの、或いはそれらに相同であるものが含まれる。この突然変異体はグラム陰性菌であってよく、好ましくは、この突然変異体はP.ムルトシダ(例えばP−1059又はPM70)などのパスツレラである。
好ましくは、突然変異されている(例えば、本明細書に論述しているように欠失されている)以下の配列、すなわち、配列番号37、40、75、90及び93、又はそれらの相同ヌクレオチド配列、或いはそれらの制御領域の2つ以上を有する突然変異体が本発明により想定される。
種々の実施形態には、配列番号37及び40;配列番号37及び75;配列番号37及び90;配列番号37及び93;配列番号40及び75;配列番号40及び90;配列番号40及び93;配列番号75及び90;配列番号75及び93;配列番号90及び93の配列、或いはそれらの制御領域を含むか、或いはそれらに相同である遺伝子又は核酸配列の欠失、或いは遺伝子又は核酸配列中の欠失を有する突然変異体が含まれる。この突然変異体はグラム陰性菌であってよく、好ましくは、この突然変異体はP.ムルトシダ(例えばP−1059又はPM70)などのパスツレラである。
特定のゲノム領域へ突然変異を導入する方法は既知であり、また本明細書の開示及び当技術分野の知識から当業者には明らかであろう。例えば、突然変異する遺伝子全体若しくは配列全体又は断片をベクターへクローニングし、その発現及び/又はその生物活性を停止させるように修飾する。ベクターは、例えばエレクトロポレーション(例えばJablonski L.ら、Microbial Pathogenesis、1992年、12、63〜68頁)によって、又は接合(conjugation)(Lee M.D.ら、Vet.Microbiol.、1996年、50、143〜148頁)によって細菌へ導入する。改変DNA断片は遺伝子組換えによって、好ましくは細菌染色体及びベクター間の相同組換えによって細菌ゲノム中へ再導入される。一例として、ベクターはCardenas(Cardenas Mら、Vet Microbiol、2001年5月3;80(1):53〜61頁)に記載されている自殺プラスミドであってよい。好ましくは、このベクターはさらに、すべての可能な翻訳を阻止するように、(相同組換えで用いられる)2つの隣接するアーム又は領域の間に、ポリ停止配列(例えば6個の停止コドン、各読み枠中に1個ずつ)を含んでいる。
本発明の弱毒化微生物(例えばP.ムルトシダなどのグラム陰性菌)は、さらにそのゲノムへ挿入されている少なくとも1つの相同核酸配列又は非相同核酸配列を含むことができる。これは、in vivo又はin vitroにおける非相同核酸分子の再生又は自己複製、及び/又は非相同核酸分子の発現に有用である。この非相同核酸配列は、弱毒化微生物によって自然に発現するものとは異なり、ウイルス性、寄生虫性若しくは細菌性病原体由来の免疫原、抗原又はエピトープをコードしているのが好ましい。この非相同配列は、別の微生物株又は細菌株(例えば別のP.ムルトシダ株)由来の免疫原、抗原又はエピトープをコードしていてもよい。免疫原又は抗原は、病原性物質又は病原性物質からの分泌抗原に対する免疫反応を誘導可能なタンパク質又はポリペプチドであり、1種又は複数のエピトープを含有している。エピトープは、病原性物質又は病原性物質由来の分泌抗原に対する免疫反応を誘導可能なペプチド又はポリペプチドである。
かかるベクターでの使用に適切な非相同核酸配列は当業者には明らかであり(Fedorova ND及びHighlander SK、Infect Immun、1997年、65(7):2593〜8頁)、例えばパスツレラセエ属メンバー(特に、パスツレラ・ムルトシダ、パスツレラ・ヘモリティカ、パスツレラ・アナティペスティファ、又はアクチノバチルス・プルロニューモニエ)由来のもの、或いは大腸菌、サルモネラ、カンピロバクターなどの細菌由来のものが含まれている。
好ましくは、弱毒化微生物及び前記の発現免疫原の両方に対する免疫反応が現れるように投与した場合に、宿主中で微生物によって発現するように、この非相同配列を挿入する。この非相同配列は、プロモーターなどのその発現を可能とする制御エレメントに、又はその下流に挿入するか、又は操作的に結合させるのが好ましい。タンパク質のアドレス指定及び分泌に有用であるヌクレオチド配列もまた加えることができる。従って、細胞壁を介した輸送及び/又は分泌を促進するようにリーダー配列又はシグナル配列を発現産物に含めることができる。
一実施形態では、相同配列又は非相同配列は、弱毒化に用いられる選択ヌクレオチド配列又は選択遺伝子内に挿入される。この場合、相同配列又は非相同配列は、本明細書で確認されているトランスポゾン挿入座に対応する座の1つに挿入するのが好ましい。
発現を改善するために、用いる細菌ベクターにコドンを使用することができる。
また、本発明の弱毒化突然変異体は、治療用タンパク質、アレルゲン、増殖因子、又はサイトカイン、又は免疫修飾物質若しくは免疫促進物質、例えばGM−CSF、例えば標的種にマッチしたGM−CSF、をコードする核酸配列を含み得る(例えば、ウシへの投与に際して弱毒化ベクターがP.ムルトシダである場合、例えば、別の非相同タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、抗原、免疫原又はエピトープのベクターによる発現とともに、ウシGM−CSFがベクターにより発現され得る)。
本発明のさらなる態様によれば、弱毒化微生物は、弱毒化免疫原生組成物又は弱毒化生ワクチン組成物を得るために用いられる。
本発明の好ましい態様によれば、その弱毒化微生物は、パスツレラなどのグラム陰性菌、例えば、本発明により修飾されたP.ムルトシダ(例えばP−1059、PM70)である。
好ましくは、本明細書に記載されているように、微生物は、パスツレラ以外の病原体による感染に対して、動物又はヒトに免疫化及び/又はワクチン接種するための組換えベクターとして作用し得る。
免疫原性組成物又はワクチン組成物は、弱毒化突然変異体、及び製薬上又は獣医学上許容可能な担体、賦形剤、希釈剤又は媒体、場合によっては安定剤又はアジュバントを含む。弱毒化突然変異体は、ベクターに非相同性の核酸分子、例えば非相同エピトープ、抗原、免疫原、及び/又は増殖因子、サイトカイン、免疫制御剤又は免疫賦活剤をさらに発現するベクターであってよい。
「免疫原性組成物」という用語は、本明細書では、動物又はヒトに注入した場合に、標的病原体に対する免疫反応を誘導可能なすべての組成物を網羅する。「ワクチン組成物」又は「ワクチン」という用語は、本明細書では、動物又はヒトに注入した場合に、標的化病原体に対する予防上の免疫反応を誘導可能なすべての組成物を網羅する。
製薬上又は獣医学上許容可能な媒体は、水又は生理的食塩水であってよいが、また、例えば細菌培地を含んでいてもよい。
本発明による弱毒化生細菌は、安定剤で凍結乾燥するのが好適であり得る。凍結乾燥は既知の標準の凍結乾燥方法に従って実施することができる。製薬上又は獣医学上許容可能な安定剤は、炭水化物(例えばソルビトール、マンニトール、ラクトース、ショ糖、グルコース、デキストラン、トレハロース)、グルタミン酸ナトリウム(Tsvetkov Tら、Cryobiology、1983年、20(3):318〜23頁;Israeli Eら、Cryobiology、1993年、30(5):519〜23頁)、タンパク質、例えば、ペプトン、アルブミン、ラクトアルブミン又はカゼイン、スキムミルクなどの作用物質を含有するタンパク質(Mills CKら、Cryobiology、1988年、25(2):148〜52頁;Wolff Eら、Cryobiology、1990年、27(5):569〜75頁)、及びバッファー(例えばリン酸緩衝液、アルカリ金属リン酸緩衝液)であってよい。
アジュバントは凍結乾燥製剤を溶け易くするために用いることができる。
アジュバントの例は及び/又は鉱油、植物油、及びブロック共重合体、Tween(登録商標)、Span(登録商標)などの非イオン性界面活性剤を基にした水中油型乳剤、水中油中水型乳剤である。他の好適なアジュバントは、例えばビタミンE、サポニン、及びCarbopol(登録商標)、水酸化アルミニウム又はリン酸アルミニウムである(「Vaccine Design、 The subunit and adjuvant approach」、Pharmaceutical Biotechnology、第6巻、Michael F.Powell及びMark J.Newman編集、1995年、Plenum Press New York)。
弱毒化生細菌は、−70℃にてグリセロール含有培地に保存することができる。
場合によっては、免疫原性組成物又はワクチンは、不活性化形態又は生存形態である他の病原性微生物又はウイルスから選択される1種又は複数の免疫原、抗原又はエピトープと組み合わせることができる。
本発明の別の態様は、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90及び93で表される本発明によるヌクレオチド配列又は遺伝子、好ましくは、配列番号1、4、5、8、11、14、15、18、21、24、27、30、33、36、39、42、45、48、51、54、57、60、63、66、69、72、73、77、80、83、86、89、92、95、96、97で表されるものなどの本発明によるヌクレオチド配列又は遺伝子である。
本発明の別の態様は、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質又はより一般的には、発現産物(例えば免疫原、抗原又はエピトープ)の発現及び産出のための本発明によるヌクレオチド配列又は遺伝子の使用である。一実施形態では、これらのヌクレオチド配列又は遺伝子によってコードされているポリペプチド又はペプチド又はタンパク質は、免疫原性組成物又はワクチンにおいてサブユニット免疫原又は抗原又はエピトープとして用いることができる。例えばオーバーラッピングペプチドライブラリーを作製する等のエピトープ測定方法(Hemmer B.ら、Immunology Today、1998年、19(4)、163〜168頁)、Pepscan(Geysen H.M.ら、Proc.Nat.Acad.Sci.USA、1984年、81(13)、3998〜4002頁;Geysen H.M.ら、Proc.Nat.Acad.Sci.USA、1985年、82(1)、178〜182頁;Van der Zee R.ら、Eur.J.Immunol.、1989年、19(1)、43〜47;Geysen H.M.、Southeast Asian J.Trop.Med.Public Health、1990年、21(4)、523〜533頁;Multipin(登録商標)Peptide Synthesis Kits de Chiron)及びアルゴリズム(De Groot A.ら、Nature Biotechnology、1999年、17、533〜561頁)は、本発明の実施において過度の実験を行うことなく用いることができる。
好ましいポリペプチドは、配列番号3、7、10、13、17、20、23、26、29、32、35、38、41、44、47、50、53、56、59、62、65、68、71、76、79、82、85、88、91、94として同定されているアミノ酸配列を有するもの、又は配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93のヌクレオチド配列によってコードされているものである。また、これらのポリペプチドからのエピトープを好適に用いることができる。
本発明には、別の細菌、例えばグラム陰性菌、好ましくはパスツレラセエ属中の種、例えばP.ムルトシダ、P.ヘモリティカ、P.アナティペスティファ、A.プルロニューモニエ由来の同等なポリペプチドが含まれており、さらに好ましくは、P.ムルトシダの種々の株のうち任意の1株のゲノム中には、アミノ酸配列が、配列番号3、7、10、13、17、20、23、26、29、32、35、38、41、44、47、50、53、56、59、62、65、68、71、76、79、82、85、88、91、94として同定されているアミノ酸配列のうちの1つに対して少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、及び少なくとも約96、97、98又は99%の同一性を有する同等のポリペプチド、及び/又は上記に配列番号で同定されているポリペプチドと同一の生物学的機能を有するポリペプチドが含まれている。同一性又は同一の生物学的機能を証明する基準は、上に記載している。
また本発明は、ポリペプチドの少なくとも10アミノ酸、少なくとも20アミノ酸、少なくとも30アミノ酸、好ましくは少なくとも50アミノ酸、より好ましくは少なくとも70アミノ酸の鎖長を有するこれらのポリペプチドの免疫原性断片、例えばポリペプチドの連続する少なくとも10アミノ酸、好ましくはポリペプチドの連続する少なくとも20アミノ酸、例えば、ポリペプチドの連続する少なくとも30アミノ酸、より好ましくは少なくとも50アミノ酸、さらに好ましくはポリペプチドの連続する少なくとも70アミノ酸を含有するポリペプチド断片も含んでいる。もちろん、断片はポリペプチド全体よりも短いものである。断片は、他のポリペプチドと、例えば融合ポリペプチド中で組み合わせることができる。例えば、本発明のポリペプチド又は断片は、別の部分(別のポリペプチド)、例えば免疫原性増強部分及び/又は分泌増強部分(例えば、免疫原性を増強するリポタンパク質部分、或いはシグナル配列部分又はリーダー配列部分)を含んでいる融合ポリペプチドの一部であってよい。従って、本発明は、融合物として、例えば融合ポリペプチド、例えばリポタンパク質部分などの免疫原性増強部分、及び/又はシグナル配列部分若しくはリーダー配列部分などの分泌増強部分を好適に含んでいる、融合ポリペプチドの一部としてのポリペプチド、タンパク質、抗原、免疫原又はエピトープ−本明細書で同定した配列又はその断片、或いは本発明のベクターの非相同体であろうと−の発現を想定する。
これらのポリペプチド又は断片は、in vitroにおける発現によって好適に産生される。本発明によるヌクレオチド配列(例えば、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93)又はその断片は、プロモーター、リボソーム結合領域及びターミネーター、並びに開始コドン及び停止コドンなどの制御エレメントに操作的に結合させてベクターに挿入する。好ましいベクターは、細菌、すなわち大腸菌中でのin vitro発現に有用なプラスミドである(Mahona Fら、Biochimie、1994年、46(1):9〜14頁;Watt M Aら、Cell Stress Chaperones、1997年、2(3):180〜90頁;Frey、J Res.Microbiol.、1992年、143(3):263〜9頁)。
また、これらのポリペプチドは化学的に合成することができる(Luo Yら、Vaccine、1999年、17(7−8):821〜31頁)。
従って、本発明の態様は、本発明による少なくとも1つのポリペプチド若しくは断片(サブユニット免疫原性組成物又はワクチン)又は本明細書に記載されている少なくとも1つのin vivoにおける発現ベクター(組換え生免疫原性組成物又は組換え生ワクチン)と、製薬上若しくは獣医学上許容可能な担体、賦形剤、希釈剤若しくは媒体、場合によってはアジュバントとを含む、免疫原性組成物又はワクチンである。かかる成分の例は、生ワクチンの関連で本明細書に記載されている。
別の実施形態では、これらのヌクレオチド配列又はそれらの断片を組換えベクターに挿入し、宿主内でこのヌクレオチド配列又は断片によりコードされているポリペプチドをin vivoで発現することが可能な組換え生免疫原性組成物又は組換え生ワクチンを産生させることができる。
in vivo発現ベクターは、ポリヌクレオチドベクター又はプラスミド(欧州出願特許公開第1001025号;Chaudhuri P Res.Vet.Sci.、2001年、70(3)、255〜6頁)、ウイルス(例えばアデノウイルス、(鶏痘ウイルス(米国特許第5,174,993号、米国特許第5,505,941号、及び米国特許第5,766,599号)又はカナリア痘ウイルス(米国特許第5,756,103号)などのポックスウイルス)))或いは細菌(すなわち大腸菌又はサルモネラ種)であってよい。
また、本発明のポリペプチド及び断片は治療においても使用することができる。
また、ポリペプチド及び断片は抗体抗原反応の試薬として用いることもできる。従って、本発明の別の態様は、グラム陰性菌による感染を検出するための診断方法及び/又は診断キットである。キット(例えばELISA)は、本発明による少なくとも1つのポリペプチド又は断片(例えば、本明細書において配列により同定されている少なくとも1つのポリペプチド、又は本明細書に論述されているその断片)を含み得る。
本明細書のポリペプチド又は断片に対する抗体(例えば、本明細書の配列によって同定されているポリペプチド、又は本明細書に論述されているその断片)は、診断試薬として、又は受動免疫法若しくはワクチン接種において、又は治療において用いることができる。受動免疫法で投与される抗体の量は、当技術分野で用いられているのと同じ量であるか、類似の量であってよく、当技術分野の情報から当業者が過度の実験を行うことなく受動免疫法を実施することができる。
本発明の別の態様は、ポリペプチドに特異的な抗体又は本発明による断片を含む抗体製剤と、それを用いた診断方法である。ポリペプチドに特異的な抗体については、例えば、抗体が他のポリペプチドではなく本ポリペプチドに結合する等、抗体が本ポリペプチドに選択的に結合すること、又は本ポリペプチドに対して好ましい特有の、本ポリペプチドの特異性を有していることを意味し、当技術分野で既知の技術、又は下記のSambrookをはじめとする本明細書で引用されている文献に記載されている技術を用いて、サンプルから本ポリペプチドを単離させるか、又は5%以下の偽陽性でサンプル中の本ポリペプチドの存在を検出するためにこの抗体を用いることができる。
抗体はポリクローナル又はモノクローナルであってよい。
抗体を産生する方法は、当業者には既知である。
ポリクローナル抗体を所望の場合、選択した動物(マウス、ウサギ、ヤギ、ウマなど)をポリペプチド又は断片で免疫化する。免疫動物の血清を回収し、既知の方法に従って処理し、場合により精製する。例えば、Jurgensら、J.Chrom.、1985年、348:363〜370頁を参照されたい。
ハイブリドーマ技術を用いてモノクローナル抗体を調製する一般的な方法は既知である。抗体産生不死細胞系は、細胞融合によって、また発癌性DNAによるBリンパ球の直接形質転換、又はエプスタインバールウイルスによる形質移入などの他の技術によって得ることができる。例えば、J.E.Liddell、「A practical guide to monoclonal antibodies」、John Wiley and sons編集、1991年、188頁;S.J.de StGrothら、J.Immunol.Methods、1980年、35(1−2)、1〜21頁を参照されたい。
本発明によるヌクレオチド配列及びそれらの断片は、例えば診断方法において、ハイブリダイゼーション用のプローブとして用いることができる。
ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件を用いるのが好ましい。それについては、Sambrookら、Molecular Cloning、A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、(1989年)、1.101〜1.104によって記載されているものを参照することができる。ストリンジェントな条件下のハイブリダイゼーションとは、55℃にて、好ましくは62℃、より好ましくは68℃にて1×SSCバッファー及び0.1%SDSで1時間洗浄後、例えば55℃にて、例えば62℃、好ましくは68℃にて0.2×SSCバッファー及び0.1%SDSで1時間した後、陽性のハイブリダイゼーションシグナルがなお確認されることを意味する。
またそれは、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で結合するそれらの能力によって、ヌクレオチド配列を特徴付けることができる。従って、本発明は、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でヌクレオチド配列に結合する本明細書で同定された核酸配列及び核酸分子を想定することができる。
本発明によるヌクレオチド配列及びそれらの断片は、例えば、任意の媒体中、(例えば組織サンプル、体液、水、食)中のグラム陰性菌を検出するために、PCR用のプライマーとして、又は増幅及び/若しくはハイブリダイゼーションに関与する類似の方法で用いることができる。
好適には、例えば、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93の、本発明によるヌクレオチド配列又は遺伝子の少なくとも連続する20の、少なくとも連続する30の、例えば、少なくとも連続する50の、例えば、少なくとも連続する70の、より好ましくは少なくとも連続する100の核酸を有するヌクレオチド配列断片を用いる。
さらに、本発明は、動物、好ましくは、トリ、ウサギ、ウシ、ブタなどの種、より好ましくはニワトリ、シチメンチョウ及びアヒルなどのトリ類(種畜、ブロイラー及び産卵鶏を含む)の細菌感染にかかりやすい動物、又はヒトにおいて、細菌感染に対して免疫化する方法、又は細菌感染を予防する方法、又は細菌感染に対して保護する方法に関する。
これらの方法によれば、(1)本発明の弱毒化生免疫原性組成物若しくは弱毒化生ワクチン、或いは(2)本発明のサブユニット免疫原性組成物又はワクチン、或いは(3)本発明の組換え生免疫原性組成物若しくは組換え生ワクチン、又はそれらの組み合わせ、を投与する。もちろん、本発明の実施形態は、例えば、プライムブースト法(本発明のワクチン又は免疫原性組成物を最初に投与し、その後、他のワクチン又は免疫原性組成物を投与する、或いはその逆)などにおいて、本発明のものではない他のワクチン又は免疫原性組成物を用いることができる。
投与は、特に、筋肉注射(IM)、皮内注射(ID)又は皮下注射(SC)によって、或いは鼻腔内投与、気管内投与又は経口投与によって行うことができる。本発明による免疫原性組成物又はワクチンは、注射器、針なし注射具(例えば、Pigjet、Avijet、Dermojet又はBiojector(米国、オレゴン州、Bioject)、スプレー、飲料水、点眼薬によって投与されるのが好ましい。
弱毒化生免疫原性組成物又は弱毒化生ワクチンは、卵内投与、経口投与(例えば飲料水、全身スプレー)、経眼投与(例えば点眼薬、全身スプレー)、経気管投与(例えばスプレー)、皮内投与、皮下(SC)投与又は筋肉内(IM)投与が好ましい。
生存している弱毒化微生物の量は、本明細書と当技術分野の情報から過度の実験を行うことなく、当業者によって決定され、最適化することができる。通常、1回の投与当たり、動物(ヒトを含む)には約10〜10CFU、好ましくは約10〜10CFU、さらに好ましくは約10〜10CFUを投与することができる。
筋肉内経路により、鳥類には約10〜10CFU、好ましくは約10〜10CFUの単回投与量1単位を投与することができる。1回の投与当たりの容量は約0.2mlから約0.5mlの間であり、好ましくは約0.3mlであってよい。経口、経気管、経眼により、鳥類には1回の投与当たり約10〜10CFU、好ましくは約10−10CFUを投与することができる。噴霧投与については、容量は装置及び小滴の大きさに合わせるが、約1000匹に対して約30mlから約600ml、好ましくは1匹当たり約0.2mlである。
ウシ及びブタの動物に関しては、好ましい経路はIM及びSCである。動物に、1回の投与当たり、約10〜10CFU、好ましくは約10〜10CFUを投与することができる。1回の投与当たりの容量は約0.2mlから約5.0mlの間であり、好ましくは約0.5mlから約2.0mlの間であり、より好ましくは約1.0mlであってよい。
ウサギには、IM経路又はSC経路によって1回の投与当たり、約10〜10CFU、好ましくは約10〜10CFUを投与することができる。単回投与量1単位の容量は約0.2mlから約0.5mlの間であり、好ましくは約0.5mlであってよい。またウサギには、ID経路によって1回の投与当たり、約10〜10CFU、好ましくは、約10〜10CFUを投与することができる。1回の投与当たりの容量は約0.1mlから約0.2mlの間であってよい。
さらにここで、本発明を以下の実施例を参照してさらに記載するが、これに限定されるものではない。
標識タグ付きP.ムルトシダトランスポゾン突然変異体のライブラリーの構築(STMスクリーニング)
タグ付きSM10λpir pLOF/km形質転換体の構築
タグはHenselら(Science、1995年、269:400〜403頁)に記載されているようにして得た。まず、十分にハイブリダイズするが互いにクロスハイブリダイズしないタグを含む、タグ付きpUTminiTn5Km2のプラスミドを選択した。タグ付きpUTminiTn5Km2ベクター中のミニ−Tn5トランスポゾンは、パスツレラ・ムルトシダのうち数株では転移しないことが分かった。一方、トランスポゾンミニ−Tn10は、P.ムルトシダ中で機能することが明らかになった(Leeら、Vet Microbiol、1996年、50:143〜8頁)。従って、あらかじめ選択したタグをpUTminiTn5ベクターからミニ−Tn10を含有するプラスミドpLOF/Kmへ転移させた(Herreroら、J.Bacteriology、1990年、172:6557〜6567頁)。タグは、pUTminiTn5Km2ベクターでタグがクローニングされるKpnI部位の片側に結合するプライマーを用いてPCRにより増幅した。これらのプライマーには、制限酵素SalIの配列が含まれていた。次いで、SalIでPCR産物を消化し、SalI部位を特有のSfiIクローニング部位と置換したpLOF/Kmベクターの改変型のSalI部位へクローニングした。次いで、タグ付きpLOF/Kmプラスミドを大腸菌株SM10λpir(Km、thi、thr、leu、tonA、lacY、supE、recA::RP4−2−Tc::Muλpir)(Miller V.L.ら、J.Bacteriol.、1988年、170:2575〜83頁)に形質転換した。この株は、接合により宿主細菌へpLOF/Kmなどのプラスミドを移すことができる。
選択方法及び対抗選択方法
接合方法では、プラスミドpLOF/KMを獲得した宿主P.ムルトシダを選択する方法と、大腸菌SM10λpirドナーに対する対抗選択方法が必要である。
宿主P.ムルトシダを選択する方法では、ミニ−Tn10トランスポゾンによりコードされているカナマイシンを用いる。
まず接合における大腸菌ドナーに対する対抗選択については、パスツレラP−1059株のストレプトマイシン自然耐性変異株を用いた。しかし、この株はシチメンチョウに対しては毒性が弱毒化されており、従って本発明においては使用不可と考えられた。パスツレラ・ムルトシダ株は既知組成培地(chemically defined media)(CDM)上で増殖することができる(Huら、Infection and Immunity、1986年、804〜810頁)。寒天を含有し、ロイシン非含有であるこの既知組成培地の改変型を大腸菌ドナーに対する対抗選択を行うために用いた。パスツレラ株は、この培地(その組成は表1に示す)上で増殖することができたが、大腸菌SM10λpir(ロイシン栄養要求体)は増殖しなかった。
CDM培地上でのP.ムルトシダ株の継代
P.ムルトシダ株の凍結乾燥アンプル(USDA P−1059、American Type Culture Collectionから入手可能、アクセッション番号ATCC15742)にBHI(脳心臓滲出物)200μlを添加することによって復元し、その懸濁液の1分量をBHI寒天プレート上に画線塗布し、プレートを37℃にて一晩インキュベートした。このプレートから得たコロニー物質を用いてBHI肉汁培養液(broth culture)に接種し、37℃にて一晩振盪しながらインキュベートした。グリセロールを最終濃度が5%v/vになるまで添加し、各分量を−80℃にて凍結保存した。これらの凍結分量のうちの1つのサンプルをBHI寒天プレート上に画線塗布し、一晩インキュベートした。次いで、このBHIプレートから得られたコロニー物質を表1に示した組成物を含むCDM寒天プレート上に画線塗布し、3日間37℃にてインキュベートした。このCDMプレートから得られたコロニー物質をBHI肉汁培養液へ接種し、37℃にて一晩振盪しながらインキュベートした。グリセロールを最終濃度が5%v/vになるまで添加し、各分量を−80℃にて凍結した。この株を16084(CDM)と命名した。
突然変異体バンクの構築
タグ付きSM10λpir pLOF/km形質転換体を16084(CDM)P.ムルトシダ株と接合させた。同胞突然変異体(接合法時に突然変異体の複製により生じる、同一位置に配置されているトランスポゾンを有する突然変異体)の単離を最小限にするため、各タグ付きSM10λpir形質転換体は、少なくとも3回の個別の接合においてP.ムルトシダ株と接合させた。パスツレラトランスポゾン突然変異体は、カナマイシン50μg/ml補充CDM寒天プレート上で選択した。
次いで、単一コロニーを形成させるため、各タグ付きトランスポゾンについてのカナマイシン耐性突然変異体をBHIカナマイシン50μg/ml寒天プレート上に2回画線塗布した。次いで、単一コロニーをBHI肉汁培養液へ接種し、振盪しながら37℃にて一晩増殖させた。次いで、グリセロールを最終濃度が5%v/vになるまで添加し、これらの突然変異体を個々のバイアル中で−80℃にて保存した。
シチメンチョウに対して弱毒化した突然変異体を得るための、標識タグ付きパスツレラ突然変異体バンクのスクリーニング
シチメンチョウ接種用のP.ムルトシダ突然変異体の培養物は、実施例Iで得られた突然変異体のグリセロールストックの各20μlをカナマイシン50μg/ml補充BHI培地200μlと混合することによって増殖させ、96ウェルのマイクロタイター皿中に入れた。これらのマイクロタイター皿は37℃にて約18時間、静的条件下でインキュベートした。次いで、各突然変異体の18時間培養物の10μl分量を新しいマイクロタイタープレート中、カナマイシン50μg/ml補充BHI培地200μlと混合し、そのプレートを約4時間37℃にてインキュベートした。この培養は対数増殖期で停止させ、各突然変異体の培養物100μlを新しいマイクロタイタープレートに移し、650nmの吸光度(OD)の測定に用いた。
接種液又はインプットプールは、4時間の培養で残存した100μlを混合することにより調製した。各インプットプールは48種の異なる突然変異体から構成されていた。プールしたこれらの懸濁液の力価は、100μl分量をFACS(蛍光標示式細胞分取器)で分析することによって決定した。次いで、プールした懸濁液の分量(1ml)を生理的緩衝液中(physiologically buffered water)で希釈し、2.10cfu/mlの力価を有する懸濁液を得た。3週齢の5羽のシチメンチョウの各群にこの懸濁液の分量0.5ml(1羽当たり10cfu)を筋肉内注射した。注射前のシチメンチョウの血清状態は、注射1日前に得た血液サンプル中のパスツレラに対する抗体の存在をスクリーニングすることにより決定した。インプットプールの残部の細胞を遠心分離によって回収し、その細胞ペレットから染色体DNAを抽出した。
注射後約14時間に5羽のシチメンチョウのうち3羽から血液サンプル1mlを採取した。血液サンプルの希釈系列(10−1〜10−7)を5%ヒツジ血液補充Columbia寒天プレート上に塗布した。そのプレートを24時間、37℃にてインキュベートし、その後、BHI培地中に約10000個のパスツレラコロニーを再懸濁した。次いで、これらの懸濁液(これをアウトプットプールと称する)を遠心分離にかけ、細胞ペレットから染色体DNAを抽出した。
インプットプール中には存在するが、シチメンチョウから再単離されなかったパスツレラ突然変異体は、Henselら(Science、1995年、269:400〜403頁)に記載されて通りに、インプットプール及びアウトプットプールから得たDNAサンプル中に存在する標識タグのPCR増幅と、標識タグをコードしているDNAが配置されているドットブロットに対する増幅PCR産物のハイブリダイゼーションとにより同定した。これらの突然変異体は毒性が潜在的に弱毒化されているものと考えられた。この弱毒化については、シチメンチョウにこの潜在的突然変異体を一度感染させ、その後の死亡の有無をスクリーニングすることにより確認した。
P.ムルトシダ突然変異体のシチメンチョウに対する弱毒性の確認
実施例2で潜在的に弱毒化されたとして同定されたトランスポゾン突然変異体、又は培養時の増殖能力が抑制されていた突然変異体は、マイクロタイター皿中でグリセロールストック20μlをカナマイシン50μg/ml補充BHI培地200μlと混合することにより回復させた。これらのマイクロタイター皿は37℃にて18時間静置条件下でインキュベートした。次いで、これらの培養の各突然変異体の10μl分量をとり、新しいマイクロタイタープレート中でカナマイシン50μg/ml補充BHI培地200μlと混合し、このプレートを約4時間静置条件下でインキュベートした。培養は対数増殖期で中止し、各突然変異体の培養物100μlを新しいマイクロタイタープレートに移し、650nmの吸光度(OD)の測定に用いた。次いで、これらの突然変異体の各培養物を生理的緩衝液中10000分の1に希釈し、濃度を約2.10cfu/mlとした。次いで、これらの希釈液の分量(0.5ml)を5週齢の2羽のシチメンチョウに筋肉内注射した(1羽当たり10cfu)。各群のシチメンチョウ少数羽の血清状態は、注射前日に得た血液サンプルから決定した。シチメンチョウの死亡についてその後7日間モニターした。試験した突然変異体のうち72株では、注射した鳥2羽のいずれも死亡しなかった。従って、これらの72種の突然変異体は弱毒化していると考えられた。
シチメンチョウでのスクリーニング後に同定されたトランスポゾン挿入突然変異体の特性決定
弱毒化P.ムルトシダ突然変異体のゲノム中のトランスポゾン挿入部位は、逆PCR、又はAP−PCRによってトランスポゾン挿入の片側に隣接するDNAをクローニングすることにより同定した。
これらの突然変異体は、BHIカナマイシン50μg/ml寒天プレート上に分量を画線塗布することにより、−80℃のグリセロールストックから回復させた。次いで、単一コロニーを用いてBHI肉汁培養液へ接種し、そこから染色体DNAを調製した。
逆PCRについては、染色体DNAを4塩基対の認識部位を有する制限酵素、例えばTsp509I、αTaqI又はRsaIで消化した。次いで、DNAを大容量中で連結させて分子内の連結を促進させる。次いで、トランスポゾンの既知の配列にアニールする、外向きプライマー、例えばStipJ(配列番号98、20mer)(5’ATC TGA TCC TTC AAC TCA GC 3’)、StipA(配列番号99、19mer)(5’CGC AGG GCT TTA TTG ATT C 3’)、KTGRI(配列番号100、27mer)(5’GCG GAA TTC GAT GAA TGT TCC GTT GCG 3’)、Tn10IR1(配列番号101、20mer)(5’TTT ACC AAA ATC ATT AGG GG 3’)、及びTn10IR4(配列番号102、19mer)(5’GAT CAT ATG ACA AGA TGT G 3’)を用いて、トランスポゾンに隣接するDNAをこの連結されたDNAテンプレートから増幅する。次いで、これらの逆PCR産物をクローニングし配列決定する。
AP−PCRについては、トランスポゾンにアニールする1つの外向きプライマー、例えば、StipA、及びランダムプライマー、例えばarb1(配列番号103、35mer)(5’GGC CAC GCG TCG ACT AGT ACN NNN NNN NNN GAT AT 3’)、又はarb6(配列番号104、35mer)(5’GGC CAC GCG TCG ACT AGT ACN NNN NNN NNN CAG CC 3’)を用いた1回目のPCR反応において、染色体DNAをテンプレートとして用いた。この1回目のPCR反応のアニール温度は、最初は非常に低く設定されており、後のサイクルではこのアニール温度は上昇させる。次いで、この1回目のPCR産物の一部は2回目のPCRでテンプレートとして用いられる。この2回目のPCRは、1回目のPCRで用いられるプライマーよりもトランスポゾンの末端に近接している位置でトランスポゾンにアニールする、例えばKTGRIなどの別の外向きプライマーを利用する。この2回目のPCRで用いられる別のプライマーは、1回目のPCRで用いられるランダムプライマーの5’末端に既知の20塩基の配列と同じ配列を有しており、例えばarb2(配列番号105、20mer)(5’GGC CAC GCG TCG ACT AGT AC 3’)などである。次いで、この第2のPCRのPCR産物をクローニングし、配列決定する。
次いで、トランスポゾンによって破壊され得るオープンリーディングフレーム(ORF)を同定するために、この得られた配列を分析し、EMBLデータベース及びミネソタ大学が決定したパスツレラ・ムルトシダPM70株のゲノム配列(May BJら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、2001年、98(6):3460〜5頁)において現在入手可能な類似配列を調査するためにも用いた。
参考までに、以下のヌクレオチド配列では、Nは、任意の核酸(A又はC又はG又はT)に対応する。
突然変異体1G4、3F4、3G12、12D6及び14C10
突然変異体1G4、3F4及び12D6は全く同一のトランスポゾン挿入部位を有している。トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号1(775mer)で示してある。トランスポゾンはこの配列の5’末端に接して挿入される。
開始コドンは、配列番号1の配列の位置179〜181に位置する。
突然変異体3G12については、トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号95(101mer)で示してある。トランスポゾンはこの配列の5’末端に接して挿入される。
突然変異体14C10については、トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号96(220mer)で示してある。トランスポゾンはこの配列の3’末端に接して挿入される。
他の4つのパスツレラセエタンパク質及び遺伝子は、配列番号1によってコードされている60アミノ酸配列を用いて実施したブラスト(blast)により同定された。
突然変異体1G4、3F4及び12D6中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006115の8507〜8508の位置に相当する。突然変異体3G12中のトランスポゾンの位置は、AE006115配列の8609〜8610の位置に相当する。突然変異体14C10中のトランスポゾンの位置は、AE006115配列の8517〜8518の位置に相当する。このトランスポゾンは、PM70遺伝子PM0773、PhyAの相同体を破壊する。PhyA遺伝子は莢膜合成に関与することが想定される。PM0773のヌクレオチド配列は本明細書では配列番号2として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号3として同定されている。
突然変異体1G8、9D1及び9D8
突然変異体1G8では、トランスポゾンは、配列番号4(226mer)の配列の3’末端に接して挿入される。この配列は、より長い潜在的タンパク質をコードする2つのオープンリーディングフレーム(+2及び−2)を有している。本発明によるORFは、フレーム−2にある。
突然変異体9D1に挿入されているトランスポゾンは、配列番号5(87mer)の配列の3’末端に接して存在する。
突然変異体9D8に挿入されているトランスポゾンは、配列番号4の配列の位置225の後に存在する。
突然変異体1G8、9D1及び9D8の中のトランスポゾンは、PM70遺伝子、PM0871の相同体を破壊する。これらの突然変異体中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006125の位置9849〜9850(突然変異体1G8)、8899〜8900(突然変異体9D1)又は9848〜9849(突然変異体9D8)に相当する。PM0871のヌクレオチド配列は、本明細書では配列番号6として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号7として同定されている。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は、配列番号7を用いて実施したブラストにより同定されている。これはインフルエンザ菌HI1586である。(Genbankアクセッション番号U32832及びAAC23234)。本発明者らは、PM0871とHI1586の間の507アミノ酸にわたって72%の同一性を見い出している。
突然変異体2F2
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号8(78mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。この配列は、より長い潜在的タンパク質をコードする3つのオープンリーディングフレーム(+1、+2及び−1)を有している。本発明によるORFは、フレーム+2に存在する。
突然変異体2F2中のトランスポゾンは、PM70遺伝子PM1727の相同遺伝子を破壊する。このトランスポゾンは、パスツレラ・ムルトシダPM70配列、Genbankアクセッション番号AE006210(PM1727)の644〜645に相当する位置に配置されている。PM1727のヌクレオチド配列は、本明細書では配列番号9として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号10として同定されている。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は、配列番号10を用いて実施したブラストにより同定された。これはインフルエンザ菌HI0621(Genbankアクセッション番号U32744及びAAC22281)である。本発明者らは、PM1727とHI0621の間に183アミノ酸にわたって77%の同一性を見い出している。
PM1727は加水分解酵素のスーパーファミリーに属し、特にヒスチジノールリン酸ホスファターゼと関係がある。
突然変異体3A2
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号11(467mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。
停止コドンは位置428〜430に位置する。
突然変異体3A2中のトランスポゾンは、パスツレラ・ムルトシダPM70配列、Genbankアクセッション番号AE006094(PM0586)の5103〜5104に相当する位置に配置されている。PM0586のヌクレオチド配列は本明細書では配列番号12として同定されており、そのアミノの配列は配列番号13としての同定されている。
他の2つのパスツレラセエ遺伝子及びタンパク質は、配列番号13を用いて実施したブラストにより同定された。これらの遺伝子とタンパク質は、パスツレラ・ヘモリティカA1PlpD(Genbankアクセッション番号AF058703及びAAC32565)、並びにヘモフィルスソムヌス31kDa(Genbankアクセッション番号L07795及びAAA24941)である。本発明者らは、PM0586とP.ヘモリティカPlpDの間に276アミノ酸にわたって73%の同一性を見い出し、PM0586とH.ソムヌス31kDaの間に273アミノ酸にわたって71%の同一性を見い出している。
PlpDとPM0586はompAタンパク質ファミリーに属する。
突然変異体3D3
トランスポゾン挿入部位の隣接するDNA配列は、配列番号14(204mer、5’末端のトランスポゾン)及び配列番号15(35mer、5’末端のトランスポゾン)で示してある。
停止コドンは、配列番号14の位置7〜9及び配列番号15の位置33〜35に位置する。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は、配列番号14及びそれによってコードされているアミノ酸配列(65アミノ酸)を用いて実施したブラストにより同定された。本発明者らは、PM0064タンパク質と65アミノ酸にわたって100%の同一性があることを見い出している。突然変異体3D3中のトランスポゾンの位置は、配列番号14及び15からそれぞれ推定された位置である、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列(Genbankアクセッション番号AE006042)の位置4778〜4779又は4787〜4788に相当している。この違いは、トランスポゾン挿入部位に少数のヌクレオチドの重複をもたらすトランスポゾンの挿入によるものであろう。位置4788はPM0064遺伝子に位置する。位置4778は、PM0064の停止コドンの6bp下流である。PM0064のヌクレオチド配列は本明細書では配列番号16として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号17として同定されている。
他のグラム陰性菌遺伝子及びタンパク質は、配列番号17を用いて実施したブラストにより同定された。
突然変異体3D8
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号18(75mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
突然変異体3D8中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006080の位置7769〜7770間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0445の相同体を破壊する。PM0445のヌクレオチド配列は、本明細書では配列番号19として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号20として同定されている。
突然変異体3E1
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号21(229mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
突然変異体3E1中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006133の位置9195〜9196の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0940の相同体を破壊する。PM0940のヌクレオチド配列は、本明細書では配列番号22として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号23として同定されている。
他のグラム陰性菌遺伝子及びタンパク質は、配列番号17を用いて実施したブラストにより同定されている。
突然変異体3H2
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は配列番号24(58mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。この配列は、より長い潜在的タンパク質をコードする2つのオープンリーディングフレーム(+1及び−3)を有している。本発明によるORFはフレーム+1にある。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子は配列番号24を用いて、またそのコードされているアミノ酸配列(19アミノ酸)を用いて実施したブラストにより同定された。本発明者らは、PM1951タンパク質と19アミノ酸にわたって100%の同一性を見い出している。突然変異体3H2中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70配列、Genbankアクセッション番号AE006231(PM1951、uvrA)の位置9418〜9419の間に相当する。PM1951のヌクレオチド配列は本明細書では配列番号25として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号26として同定されている。
他のグラム陰性菌遺伝子及びタンパク質は、配列番号26を用いて実施したブラストにより同定された。
UvrAはDNA修復ABC除去ヌクレアーゼである。
突然変異体4D6
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号27(54mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。この配列は、より長い潜在的タンパク質をコードする2つのオープンリーディングフレーム(+1及び−2)を有している。本発明によるORFはフレーム+1にある。
突然変異体4D6中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70配列、Genbankアクセッション番号AE006036の位置6492〜6493の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0032又はhktEの相同体を破壊する。PM0032のヌクレオチド配列は本明細書では配列番号28として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号29として同定されている。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は、配列番号29を用いて実施したブラストにより同定された。これは、アクチノバチルスアクチノミセテムコミタンス(Actinobacillus actinomycetemcomitans)カタラーゼ(Genbankアクセッション番号AF162654及びAAF17882)である。本発明者らは、PM0032とA.アクチノミセテムコミタンスカタラーゼ間に482アミノ酸にわたって85%の同一性を見い出している。
HktEはカタラーゼである。
突然変異体4F4及び12A5
突然変異体4F4に関しては、トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は配列番号30(172mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。突然変異体12A5に関しては、トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号97(546mer)中に提供されている。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して挿入されている。
他の4つのパスツレラセエ遺伝子及びタンパク質は、配列番号30によってコードされている57アミノ酸配列を用いて実施したブラストにより同定された。
突然変異体4F4中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006116の位置5272〜5273の間に相当する。突然変異体12A5中のトランスポゾンの位置は、AE006116配列の位置5275〜5276の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0776の相同体を破壊する。PM0776のヌクレオチド配列は本明細書では配列番号31として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号32として同定されている。これらのタンパク質はUDPグルコースデヒドゲロナーゼである。
突然変異体4F12
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号33(226mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。
突然変異体4F12中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70配列、Genbankアクセッション番号AE006038の位置9263〜9264の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0048又はfadRの相同体を破壊する。本明細書ではPM0048のヌクレオチド配列は配列番号34として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号35として同定されている。FadRは大腸菌タンパク質の相同体であって、数種類の脂肪酸生合成(fab)及び脂肪酸分解(fad)遺伝子に影響を及ぼす脂肪酸代謝の調節因子である。
突然変異体4G11
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号36(214mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子は、配列番号36とそれによりコードさせているアミノ酸配列(70アミノ酸)を用いて実施したブラストにより同定された。本発明者らは、PM1024タンパク質と70アミノ酸にわたる100%の同一性を見い出している。突然変異体4G11中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006143の位置3532〜3533の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM1024又はHtpGの相同体を破壊する。本明細書ではPM1024のヌクレオチド配列は配列番号37として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号38として同定されている。
他のグラム陰性菌遺伝子及びタンパク質は、配列番号38を用いて実施したブラストにより同定された。
HtpGは熱ショックタンパク質である。
4G11突然変異体は、ブダペスト条約に基づいてPasteur Institute Collectionに寄託されており、アクセッション番号CNCMI−2999として入手可能である。
突然変異体5D5
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号39(252mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
突然変異体5D5中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006188の位置5695〜5696の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM1517又はPIpEの相同体を破壊する。本明細書ではPM1517のヌクレオチド配列は配列番号40として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号41として同定されている。
PIpEは膜リポタンパク質であると想定される。
5D5突然変異体は、ブダペスト条約に基づいてPasteur Institute Collectionに寄託されており、アクセッション番号CNCMI−3000として入手可能である。
突然変異体5F11
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号42(546mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。
停止コドンは位置148〜150に位置する。
突然変異体5F11中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70ゲノム、Genbankアクセッション番号AE006150の位置572〜573の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM1087又はNifR3の相同体を破壊する。本明細書ではPM1087のヌクレオチド配列は配列番号43として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号44として同定されている。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は、配列番号44を用いて実施したブラストにより同定された。これはインフルエンザ菌HI0979(Genbankアクセッション番号U32778及びAAC22639)である。本発明者らは、PM1087とHI0979の間の332アミノ酸にわたって78%の同一性を見い出している。
NifR3はニトロゲナーゼ調節遺伝子である。
突然変異体5G9
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号45(43mer)で提供されている。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。この配列は、より長い潜在的タンパク質をコードする3つのオープンリーディングフレーム(+2、+3及び−1)を有している。本発明によるORFはフレーム+2にある。
他の4つのパスツレラセエ遺伝子及びタンパク質は、配列番号45によってコードされている14アミノ酸配列を用いて実施したブラストにより同定されている。
突然変異体5G9中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006116の位置573〜574の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0774又はHyaEの相同体を破壊する。本明細書ではPM0774のヌクレオチド配列は配列番号46として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号47として同定されている。これらの遺伝子は莢膜合成(capsule synthesis)に関係する。
突然変異体6E5
トランスポゾン挿入部位に隣接しているDNA配列は、配列番号48(279mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
開始コドンは位置169〜171に位置する。
突然変異体6E5中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70ゲノム、Genbankアクセッション番号AE006182の位置6673〜6674の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM1459又はpgtBの相同体を破壊する。本明細書ではPM1459のヌクレオチド配列は配列番号49として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号50として同定されている。
PgtBはホスホグリセリン酸輸送調節タンパク質である。
突然変異体6E6
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号51(93mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
停止コドンは位置12〜14に位置する。
突然変異体6E6中のトランスポゾンの位置は、パスツレラム・ルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006096の位置9051〜9052の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0605の相同体を破壊する。本明細書ではPM0605のヌクレオチド配列は配列番号52として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号53として同定されている。
突然変異体6F12
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号54(772mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。
開始コドンは位置2〜4に位置する。
突然変異体6F12中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006192の位置5362〜5363の間に一致する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM1556又はcomF遺伝子の相同体を破壊する。本明細書ではPM1556のヌクレオチド配列は配列番号55として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号56として同定されている。
ComFは受容能タンパク質Fである。
突然変異体6G4
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号57(700mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。
突然変異体6G4中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006206の位置3758〜3759の間に相当する。その挿入はPM1696とPM1697の遺伝子間にある。トランスポゾンはPM1696のプロモーター領域と開始コドンの間に挿入されている。
PM1696の開始コドンは、配列番号57の配列中の位置26〜28に位置する。
本明細書ではPM1696のヌクレオチド配列は配列番号58として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号59として同定されている。
他のグラム陰性菌遺伝子及びタンパク質は、配列番号59を用いて実施したブラストにより同定された。
突然変異体6H1
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号60(188mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
突然変異体6H1中のトランスポゾンの位置はパスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006119の位置4139〜4140の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0806又はspeF遺伝子の相同体を破壊する。本明細書ではPM0806のヌクレオチド配列は配列番号61として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号62として同定されている。
他の2つのパスツレラセエ遺伝子及びビブリオナセエ遺伝子は、配列番号62を用いて実施したブラストにより同定された。これらの遺伝子は、インフルエンザ菌speF(Genbankアクセッション番号U32740及びAAC22248)、並びにコレラ菌オルニチンデカルボキシラーゼ(AE004431及びAAF96957)である。本発明者らは、PM0806とインフルエンザ菌speFの間で719アミノ酸にわたって83%の同一性を見い出している。
SpeFはオルニチンデカルボキシラーゼである。
突然変異体6H6
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号63(101mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。この配列は、より長い潜在的タンパク質をコードする2つのオープンリーディングフレーム(+1及び−1)を有している。本発明によるORFはフレーム+1にある。
突然変異体6H6中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006155の位置983〜984の間に相当する。このトランスポゾンは、PM70遺伝子PM1138の相同体を破壊する。本明細書ではPM1138のヌクレオチド配列は配列番号64として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号65として同定されている。
突然変異体7A7
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は配列番号66(222mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。突然変異体7A7中のトランスポゾンの位置は、(PM1321とPM1322の間の遺伝子間領域で)パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006170の位置7853〜7854の間に相当する。このトランスポゾンはPM1322のターミネーター領域と停止コドンの間に挿入されている。
停止コドンは、配列番号66の配列の位置25〜27に位置する。本明細書ではPM1322のヌクレオチド配列は配列番号67として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号68として同定されている。
突然変異体7F8
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は配列番号69(55mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。この配列は、より長い潜在的タンパク質をコードしている3つのオープンリーディングフレーム(+1、+3及び−3)を有している。本発明によるORFはフレーム+3にある。
突然変異体7F8中のトランスポゾンの位置はパスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006224の位置8292〜8293の間に相当する。このトランスポゾンは、PM70遺伝子PM1866の相同体を破壊する。本明細書ではPM1866のヌクレオチド配列は配列番号70として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号71として同定されている。
突然変異体9C8
トランスポゾン挿入部位の両側に隣接しているDNA配列は、配列番号72(598mer、5’末端のトランスポゾン)及び配列番号73(561mer、5’末端のトランスポゾン)で示してある。
停止コドンは、配列番号72の位置26〜28に位置する。配列番号72及び73の配列は互いに組み合わされ、且つORFに限定されている。得られた配列は配列番号74(575mer)で表されている。
突然変異体9C8中のトランスポゾンの位置は、配列番号72及び73からそれぞれ推定された位置である、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006132の位置2224〜2225又は位置2210〜2211の間に相当する。両位置はPM0926(fimA)遺伝子内にある。本明細書ではPM0926のヌクレオチド配列は配列番号75として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号76として同定されている。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は配列番号76を用いて実施したブラストにより同定された。これはインフルエンザ菌FimA(Genbankアクセッション番号AF053125及びAAC08991)である。本発明者らは、PM0926とインフルエンザ菌FimAの間に171アミノ酸にわたって77%の同一性を見い出している。
FimAはアドヘシン(線毛タンパク質)である。
9C8突然変異体はブダペスト条約に基づいてPasteur Institute Collectionに寄託されており、アクセッション番号CNCMI−3001として入手可能である。
突然変異体9H4
トランスポゾン挿入部位に隣接しているDNA配列は配列番号92(1391mer)で示してある。トランスポゾンはこの配列の位置850〜851に挿入された。この配列は1つの読み枠のみを有している。本発明によるORFはフレーム−2にある。
開始コドンは位置1318〜1316に位置し、停止コドンは配列番号92の位置29〜31に位置する。このORFで得られる配列は配列番号93(1290mer)で表されており、そのアミノ酸配列は配列番号94で表されている。
配列番号92及び配列番号94を用いて実施されたブラストにより相同遺伝子又はタンパク質は同定されなかった。
9H4突然変異体は、ブダペスト条約に基づいてPasteur Institute Collectionに寄託されており、アクセッション番号CNCMI−3002として入手可能である。
突然変異体10G11
トランスポゾン挿入部位に隣接するDNA配列は、配列番号77(70mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。開始コドンは位置62〜64に位置する。
突然変異体10G11中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006056の位置2938〜2939の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM0220(rpL31_1)の相同体を破壊する。本明細書ではPM0220のヌクレオチド配列は配列番号78として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号79として同定されている。
RpL31_1は50Sリボソームタンパク質である。
突然変異体11E8
トランスポゾン挿入部位に隣接しているDNA配列は、配列番号80(506mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の5’末端に接して存在する。
開始コドンは、配列番号80の位置195〜197に位置する。
突然変異体11E8中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006085の位置282〜283の間に相当する。このトランスポゾンは、PM70遺伝子PM0488の相同体を破壊する。本明細書ではPM0488のヌクレオチド配列は配列番号81として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号82として同定されている。
突然変異体12A1
トランスポゾン挿入部位に隣接しているDNA配列は、配列番号83(243mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在する。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子は配列番号83及びそのコードされているアミノ酸配列(81アミノ酸)により実施されたブラストにより同定された。本発明者らは、PM0063タンパク質と81アミノ酸にわたって100%の同一性を見い出している。突然変異体12A1中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006042の位置2880〜2881の間に相当する。このトランスポゾンは、PM70遺伝子PM0063又はlepA遺伝子の相同体を破壊する。本明細書ではPM0063のヌクレオチド配列は配列番号84として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号85として同定されている。
他のグラム陰性菌遺伝子及びタンパク質は配列番号85を用いて実施したブラストにより同定された。
LepAはGTP結合膜タンパク質である。
突然変異体12B3
トランスポゾン挿入部位に隣接しているDNA配列は、配列番号86(147mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在している。
突然変異体12B3の中のトランスポゾンの位置はパスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006152の4028〜4029の間に相当する。トランスポゾンは、PM70遺伝子PM1112又はdeaD遺伝子の相同体を破壊する。本明細書ではPM1112のヌクレオチド配列は配列番号87として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号88として同定されている。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は、配列番号88を用いて実施したブラストによって同定された。これはインフルエンザ菌HI0231(Genbankアクセッション番号U32709及びAAC21900)である。本発明者らは、PM1112とHI0231の間で605アミノ酸にわたって80%の同一性を見い出している。
DeaDはRNAヘリカーゼである。
突然変異体13E1
トランスポゾン挿入部位に隣接しているDNA配列は、配列番号89(187mer)で示してある。トランスポゾンは、この配列の3’末端に接して存在している。この配列は、有望なより長いタンパク質をコードする2つのオープンリーディングフレーム(+1及び−3)を有している。本発明によるORFはフレーム−3にある。
突然変異体13E1中のトランスポゾンの位置は、パスツレラ・ムルトシダPM70遺伝子配列、Genbankアクセッション番号AE006138(PM0989)の位置2173〜2174の間に相当する。本明細書ではPM0989のヌクレオチド配列は配列番号90として同定されており、そのアミノ酸配列は配列番号91として同定されている。
他の1つのパスツレラセエ遺伝子/タンパク質は、配列番号91を用いて実施したブラストによって同定された。これはインフルエンザ菌HI0325(Genbankアクセッション番号U32717及びAAC21988)である。本発明者らは、PM0989とHI0325の間で414アミノ酸にわたって79%の同一性を見い出している。
13E1突然変異体はブダペスト条約に基づいてPasteur Institute Collectionに寄託されており、アクセッション番号CNCMI−3003として入手可能である。
トランスポゾン挿入突然変異体のPCR選択
トランスポゾンは、細菌のゲノム内のあらゆる場所に挿入することができる。しかし適切な突然変異体の選択はPCRを用いて行うことができる。
1組のプライマーが用いられるが、かかるプライマーは、トランスポゾンに特異的なもの、例えば、Tn10IR1(配列番号101)、Tn10IR4(配列番号102)、KTGRI(配列番号100)、StipA(配列番号99)及びStipJ(配列番号98)、並びに突然変異される遺伝子又は配列に特異的なものである。この遺伝子のヌクレオチド配列又はその一部(例えば、上に配列決定されているようなトランスポゾン挿入の遺伝子座近傍領域の配列)はかかるプライマーの設計に有用である。これは、パスツレラ・ムルトシダの他の株、又は他のグラム陰性菌、例えばパスツレラセエ属の細菌、特にパスツレラ・ヘモリティカ、パスツレラ・アナティペスティファ、及びアクチノバチルス・プルロニューモニエの遺伝子又はヌクレオチド配列に適合し得る。
パスツレラ・ムルトシダPM70株又はP−1059株(実施例4)中の対応する遺伝子又はORF及び/又はそれらの制御領域に関する情報(例えばそのサイズなど)を用いて、増幅PCR断片をスクリーニングし、突然変異すべき遺伝子又は配列に挿入するトランスポゾンに対応するサイズを有するものを検出する。トランスポゾンがその遺伝子の外部に挿入された場合には、PCR断片は増幅されないか、非常に長いサイズを持つ断片が増幅され得る。従って、PCRにより本突然変異体を選択することができる。
パスツレラ・ムルトシダP−1059株について、かかる遺伝子に特異的なプライマーは次のとおりであり得る:
これまでに得られている突然変異体の場合には、PCRは、以下の組のプライマーを用いて実施し、増幅PCR断片は以下のサイズを有していた:
相同体の感染に対するトランスポゾン挿入突然変異体の有効性及び予防
パスツレラ・ムルトシダ16084株(実施例1)由来のトランスポゾン挿入突然変異体を3週齢の通常飼育のシチメンチョウに点眼投与した。パスツレラ・ムルトシダ16084株を用いて、眼からの相同体感染に対する有効性を検討した。
通常飼育の3週齢のシチメンチョウを24群準備した。D0(接種日)に、それらの群には、以下の表に示した約10CFUの突然変異体を点眼により接種した。
3週齢の通常飼育のシチメンチョウの1群についてはワクチン接種を行わないで、対照として用いた(第25群)。
D23に、すべてのシチメンチョウに1羽当たり10CFUを点眼投与することによりパスツレラ・ムルトシダ16084株を用いて感染させた。
感染後2週間の間、毎日死亡数を記録した。この試験の終了時(D37)に臨床検査を実施し、生存している鳥の健康状態を判定した。
予防率は、D37時点で検証した鳥の数と健康な鳥の数を考慮して算出した。
一部の群については、これらの実験を再現した。予防率は累積結果である。本発明の一部の突然変異体はこれらの実験では試験しなかった。
非相同体の感染に対するトランスポゾン挿入突然変異体の有効性及び予防
パスツレラ・ムルトシダ16084株(実施例1)由来のトランスポゾン挿入突然変異体を3週齢の通常飼育のシチメンチョウに点眼投与した。パスツレラ・ムルトシダX73株(USDA)を用いて眼からの非相同体の感染に対する有効性を検討した。
3週齢の通常飼育の10羽のシチメンチョウを5群準備した。D0に、それらの群には、以下の表に示した約10CFUの突然変異体を点眼により接種した。
3週齢の通常飼育の10羽のシチメンチョウについてはワクチン接種を行わないままで、対照として用いた(第6群)。
すべてのシチメンチョウに、D21に1羽当たり10CFUを点眼投与することにより、パスツレラ・ムルトシダX73株を用いて感染させた。
感染後2週間の間、毎日死亡数を記録した。この試験の終了時(D36)に臨床検査を実施し、生存している鳥の健康状態を判定した。
予防率は、D36時点の検証した鳥の数と健康な鳥の数を考慮して算出した。
接合による画定欠損変異株の構築
最初に、高忠実度(high fidelity)ポリメラーゼを用いて標的遺伝子と隣接DNA配列とをPCRにより増幅し、好適なクローニングベクターへクローニングする。PCRプライマーは、逆PCRで用いて最初の構築物を産生する場合にその遺伝子を欠失するように設計されている。PCRプライマーには、新しい制限部位を導入し、従って遺伝子欠失にマーカーを供給するためのXbaI部位が含まれている。次いで、パスツレラ染色体に移入するために、この欠失構築物を自殺ベクターpCVD442(Donnenbergら、Infection and Immunity、1991年、59:4310〜4317頁)へ導入する。次いで、pCVD442プラスミドを大腸菌株SM10λpir中へ形質転換する。大腸菌SM10λpir/pCVD442による接合によって16084(CDM)P.ムルトシダ株へこの構築物を導入する。pCVD442プラスミド(アンピシリン耐性遺伝子)上に存在する抗生物質耐性マーカーを用いて、相同部位(部分2倍体)で染色体中に組み込まれたプラスミドを含有する形質転換体及び組換え体を選択する。パスツレラ突然変異体は1μg/mlアンピシリン補充BHI寒天プレート上で選択する。
pCVD442プラスミドは複製のためにPirタンパク質を必要とする。このタンパク質はpir遺伝子によってコードされており、宿主P.ムルトシダ中ではなく、ドナー株SM10λpir中のλファージ溶原として存在する。従って、pCVD442プラスミドは宿主P.ムルトシダ株中では自己複製しない。従って、このプラスミドが染色体へ取り込まれた場合のみに、抗生物質耐性のコロニーが得られる。また、この自殺ベクターは酵素レバンスクラーゼをコードするsacB遺伝子を含有している。この酵素はショ糖の存在下、大部分のグラム陰性菌に有毒である。従って、第2の組換え現象が生じ、染色体からのプラスミドが失われたコロニーを単離する対抗選択として、ショ糖選択を用いることができる。この第2の組換え現象により、2つの結果、すなわち、野生型対立遺伝子の再生、又は欠損変異株の生成が生じ得る。欠失突然変異を含有するコロニーは、コロニーPCRによって同定する。
エレクトロポレーションによる定義した欠損変異株の構築
最初に、高忠実度ポリメラーゼを用いて標的遺伝子と隣接DNA配列とをPCRにより増幅し、好適なクローニングベクターへクローニングする。PCRプライマーは、逆PCRで用いて最初の構築物を産生する場合にその遺伝子を欠失するように設計されている。PCRプライマーには、新しい制限部位を導入し、従って遺伝子欠失にマーカーを供給するためのXbaI部位が含まれている。次いで、パスツレラ染色体に移入するために、この欠失構築物を自殺ベクターpCVD442へ導入する。エレクトロポレーションにより16084(CDM)P.ムルトシダ株へこの構築物を導入する。16084の実質的な細胞外莢膜を除去するため、定常期細胞をヒツジ精巣ヒアルロニダーゼ(V型、使用前にろ過滅菌(最終濃度25μg/ml)で1時間処理し、その後細胞を回収、洗浄する。pCVD442(1.5μg)を10%グリセロール中の細胞懸濁液(0.05ml、1010細胞/ml)と混合し、直後に氷冷した1mmエレクトロポレーションキュベット(米国、カリフォルニア州、Hercules、Biorad)へ混合物をピペットで移す。Gene Pulser(Biorad)を用いて細胞にパルスを加える(12.5kV/cm、250オーム、40μF)。パルス直後に、1mlのBHIで細胞を希釈し、培養物の各一部(5〜50μl)をすばやく(1〜5分以内に)1μg/mlアンピシリン含有BHI寒天プレート上に広げる。プラスミドに存在する抗生物質耐性マーカー(アンピシリン耐性遺伝子)を用いて、相同部位(部分2倍体)で染色体中に組み込まれたプラスミドを含有する組換え体を選択する。
pCVD442プラスミドは宿主P.ムルトシダ株中で自己複製しない。従って、プラスミドが染色体中に組み込まれている場合にのみ、抗生物質耐性のコロニーが得られる。また、この自殺ベクターは酵素レバンスクラーゼをコードするsacB遺伝子を含有している。この酵素はショ糖の存在下、大部分のグラム陰性菌に有毒である。従って、別の組換え現象が生じ、染色体からプラスミドが失われたコロニーを単離する対抗選択としてショ糖選択を用いることができる。この第2の組換え現象により、2つの結果、すなわち、野生型対立遺伝子の再生、又は欠損変異株の生成が生じ得る。
コロニーは、2〜4日間37℃でインキュベーションした後に現れる。同様のプレート上にコロニーを画線塗布することにより個々の形質転換体を単離する。欠失突然変異を含有するコロニーは、コロニーPCRによって同定する。
ワクチン及び有効性の試験
実施例8又は実施例9で得られた弱毒化欠損変異株は、24〜48時間、振盪条件下、CDM培地中で培養する(Huら、Infection and Immunity、1986年、804〜810頁)。
増殖が停止したところで培養物を回収し、続いて吸光度(OD)又はpH測定を行う。
吸光度により細菌の濃度を検出し、必要に応じて、新しい培地を用いて1ml当たり10CFUの最終濃度まで濃度を調節する。
ワクチンの有効性は、3週齢のシチメンチョウにおいて、ワクチン接種と細菌感染によって試験する。
シチメンチョウに対し、ワクチン接種前に、血液サンプルのELISAによって、パスツレラ抗体のないことを確認する。
シチメンチョウの第1群に、0.1ml中10CFUを注射で眼にワクチン接種する。
第2群は、ワクチン接種はしないままとした(対照群)。
D21又はD23に、すべての動物にP.ムルトシダP−1059株を眼から感染させる(動物1匹当たり0.1ml中10CFU)。
D35まで毎日死亡数を確認する。
対照と比較すると、ワクチン接種した動物は死亡率が低いことが認められる。
さらに、以下の段落に本発明を記載する。
1 グラム陰性菌の突然変異体であって、前記細菌が、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93として同定されているヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列と70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列中に1つの突然変異を有しており、前記突然変異が細菌の毒性の弱毒化をもたらす変異体。
2 細菌がパスツレラセエ(Pasteurellaceae)である、段落1に記載の突然変異体。
3 細菌が、パスツレラ・ムルトシダ(Pasteurella multocida)、パスツレラ・ヘモリティカ(Pasteurella haemolytica)、パスツレラ・アナティペスティファ(Pasteurella haemolytica)、又はアクチノバチルス・プルロニューモニエ(Actinobacillus pleuropneumoniae)から選択される、段落2に記載の突然変異体。
4 細菌がパスツレラ・ムルトシダである、段落3に記載の突然変異体。
5 突然変異が、ヌクレオチド配列における欠失、又はそのヌクレオチド配列への挿入、又は核酸の置換である、段落1から4のいずれか1つに記載の突然変異体。
6 突然変異がヌクレオチド配列全体の欠失である、段落5に記載の突然変異体。
7 挿入が、配列番号2中のヌクレオチド180〜181、又はヌクレオチド182〜183、又はヌクレオチド190〜191、配列番号6中のヌクレオチド77〜78、又はヌクレオチド1026〜1027、又はヌクレオチド1027〜1028、配列番号9中のヌクレオチド416〜417、配列番号12中のヌクレオチド389〜390、配列番号16中のヌクレオチド381〜382、配列番号19中のヌクレオチド219〜220、配列番号22中のヌクレオチド1353〜1354、配列番号25中のヌクレオチド136〜137、配列番号28中のヌクレオチド384〜385、配列番号31中のヌクレオチド222〜223又はヌクレオチド225〜226、配列番号34中のヌクレオチド217〜218、配列番号37中のヌクレオチド1411〜1412、配列番号40中のヌクレオチド943〜944、配列番号43中のヌクレオチド855〜856、配列番号46中のヌクレオチド369〜370、配列番号49中のヌクレオチド111〜112、配列番号52中のヌクレオチド443〜444、配列番号55中のヌクレオチド4〜5、配列番号61中のヌクレオチド573〜574、配列番号64中のヌクレオチド875〜876、配列番号70中のヌクレオチド218〜219、配列番号75中のヌクレオチド1072〜1087、配列番号78中のヌクレオチド64〜65、配列番号81中のヌクレオチド282〜283、配列番号84中のヌクレオチド1431〜1432、配列番号87中のヌクレオチド974〜975、配列番号90中のヌクレオチド802〜803、配列番号92中のヌクレオチド850〜851;或いは配列番号58のヌクレオチド1のすぐ上流;或いは配列番号67のヌクレオチド1のすぐ上流で行われる、段落5に記載の突然変異体。
8 非相同の核酸配列が、ウイルス性、寄生虫性若しくは細菌性病原体由来の免疫原、治療用タンパク質、アレルゲン、増殖因子、又はサイトカインをコードする非相同核酸配列を含む、段落1から7のいずれか1つに記載の突然変異体。
9 段落1から8のいずれか1つに記載の弱毒化突然変異体、及び製薬上許容可能な希釈剤、担体、媒体又は賦形剤を含む、免疫原性組成物。
10 アジュバントをさらに含む、段落9に記載の免疫原性組成物。
11 段落1から8のいずれか1つに記載の弱毒化突然変異体、及び製薬上許容可能な希釈剤、担体、媒体又は賦形剤を含むワクチン。
12 アジュバントをさらに含む、段落11に記載のワクチン。
13 配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93として同定されているヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列と70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチドと、製薬上許容可能な希釈剤、担体、媒体又は賦形剤、場合によってはアジュバントを含む、免疫原性組成物。
14 配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93として同定されているヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列と70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有するポリペプチドに特異的な抗体を含む抗体製剤。
15 配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93として同定されているヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列によってコードされているアミノ酸配列と70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有するポリペプチド、又は前記ポリペプチドに特異的な抗体を用いて、グラム陰性菌による感染を検出する診断方法。
16 グラム陰性菌に対する受動免疫組成物又は治療用組成物を調製するための段落14に記載の抗体製剤の使用。
17 培地中のグラム陰性菌を検出するPCR用プライマーとしての、配列番号2、6、9、12、16、19、22、25、28、31、34、37、40、43、46、49、52、55、58、61、64、67、70、75、78、81、84、87、90、93として同定されているヌクレオチド配列からなる群から選択されるヌクレオチド配列、又は少なくとも20ヌクレオチドの断片の使用。
このように本発明の詳細な好ましい実施形態を記述してきたが、上記の段落によって定義されている本発明は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、その多くの明らかな改変が可能なように、上記で述べられている特定の詳細に限定されるものではないことを理解されたい。

Claims (18)

  1. ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列中に突然変異を有するグラム陰性菌の突然変異体であって、突然変異する前の前記ヌクレオチド配列が、配列番号37のヌクレオチド配列と90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有し、前記突然変異により前記細菌が弱毒化される、突然変異体。
  2. 細菌がパスツレラセエ(Pasteurellaceae)である、請求項1に記載の突然変異体。
  3. 細菌が、パスツレラ・ムルトシダ(Pasteurella multocida)、パスツレラ・ヘモリティカ(Pasteurella haemolytica)、パスツレラ・アナティペスティファ(Pasteurella anatipestifer)、及びアクチノバチルス・プルロニューモニエ(Actinobacillus pleuropneumoniae)からなる群から選択される、請求項2に記載の突然変異体。
  4. 細菌がパスツレラ・ムルトシダである、請求項3に記載の突然変異体。
  5. 突然変異が、ヌクレオチド配列へのトランスポゾン挿入、ヌクレオチド配列の定方向突然変異誘発、又は相同組換えによってもたらされる、請求項1〜4のいずれかに記載の突然変異体。
  6. 定方向突然変異誘発又は相同組換えによってもたらされる突然変異が、ヌクレオチド配列における欠失、ヌクレオチド配列への挿入、又は核酸の置換の結果である、請求項5に記載の突然変異体。
  7. 突然変異が、定方向突然変異誘発によってもたらされ、ヌクレオチド配列全体の欠失を含む、請求項5記載の突然変異体。
  8. 挿入が、配列番号37中のヌクレオチド1411〜1412の間で行われる、請求項6に記載の突然変異体。
  9. 少なくとも1つの非相同の核酸配列をさらに含む、請求項1〜8のいずれかに記載の突然変異体。
  10. 少なくとも1つの非相同の核酸配列が、ウイルス性、寄生虫性若しくは細菌性病原体由来の免疫原、治療用タンパク質、アレルゲン、増殖因子、又はサイトカインをコードする、請求項9に記載の突然変異体。
  11. 突然変異体が、アクセッション番号CNCM I−2999により入手可能な突然変異体4G11、又は該突然変異体を同定するための特性をすべて有する細菌であり、4G11突然変異体が配列番号37に突然変異を有する、請求項1に記載の突然変異体。
  12. 突然変異が、ヌクレオチド配列の発現を制御する制御配列内で生じ、前記制御配列が、転写開始領域、翻訳制御領域、転写終結領域、プロモーター、リボソーム結合領域、遺伝子間領域、及びオペロンと会合する制御領域からなる群から選択される、請求項1〜10のいずれかに記載の突然変異体。
  13. ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列中に突然変異を有するグラム陰性菌の突然変異体であって、
    前記ポリペプチドが、
    配列番号38のアミノ酸配列と90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有し、前記突然変異により前記細菌が弱毒化される、突然変異体。
  14. 細菌がパスツレラセエ(Pasteurellaceae)である、請求項13に記載の突然変異体。
  15. 細菌が、パスツレラ・ムルトシダ(Pasteurella multocida)、パスツレラ・ヘモリティカ(Pasteurella haemolytica)、パスツレラ・アナティペスティファ(Pasteurella anatipestifer)、及びアクチノバチルス・プルロニューモニエ(Actinobacillus pleuropneumoniae)からなる群から選択される、請求項14に記載の突然変異体。
  16. 細菌がパスツレラ・ムルトシダである、請求項15に記載の突然変異体。
  17. ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列中に突然変異を有し、ロイシン非含有CDM培地で選択されたパスツレラセエ(Pasteurellaceae)の突然変異体であって、突然変異する前の前記ヌクレオチド配列が、配列番号37のヌクレオチド配列と90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有し、前記突然変異により前記細菌が弱毒化される、突然変異体。
  18. ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列中に突然変異を有し、ロイシン非含有CDM培地で選択されたパスツレラセエ(Pasteurellaceae)の突然変異体であって、前記ポリペプチドが、配列番号38のアミノ酸配列と90%、95%、96%、97%、98%若しくは99%以上の同一性を有し、前記突然変異により前記細菌が弱毒化される、突然変異体。
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