JP5464378B2 - Method for increasing gene amplification efficiency and kit for performing the method - Google Patents

Method for increasing gene amplification efficiency and kit for performing the method Download PDF

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Description

本発明は、哺乳動物細胞において所望の遺伝子を増幅する際に、遺伝子増幅効率を増加させる方法、および当該方法を行なうためのキットを提供する。より好ましくは本発明は、本発明者が開発した「高度遺伝子増幅系」を用いて所望の遺伝子を増幅する際の遺伝子増幅効率をさらに増加させる方法、および当該方法を行なうためのキットに関する。   The present invention provides a method for increasing the efficiency of gene amplification when a desired gene is amplified in a mammalian cell, and a kit for performing the method. More preferably, the present invention relates to a method for further increasing gene amplification efficiency when a desired gene is amplified using the “advanced gene amplification system” developed by the present inventor, and a kit for performing the method.

本発明者は、哺乳動物複製開始領域(IR; initiation region)と核マトリックス結合領域(MAR; matrix attachment region)とを持つプラスミド(以下「IR/MAR プラスミド」という)をヒト由来がん細胞(COLO 320 大腸がん細胞株、およびHeLa細胞株)にリポフェクション法で導入し、プラスミド上に存在する薬剤耐性遺伝子(ブラスティサイジン(Blasticidine)あるいはネオマイシン(Neomycine))を利用して選択するだけで、
(1)発現させるべきタンパク質をコードする遺伝子(以下、適宜「目的遺伝子」という)の細胞内コピー数を1万コピー程度にまで増幅できること、および、
(2)目的遺伝子はIR/MAR プラスミドに対して同一の遺伝子構築物(シス)として導入した場合であっても、別の遺伝子構築物(トランス)として導入した場合であっても、高度に増幅することができるということを発見した(特許文献1および非特許文献1参照)。そして、本発明者は当該知見に基づいて、IR/MAR プラスミドと目的遺伝子とを、哺乳動物細胞(例えば、ヒト由来がん細胞(COLO 320 大腸がん細胞株、およびHeLa細胞株)、CHO細胞等)にリポフェクション法で導入し、プラスミド上に存在する薬剤耐性遺伝子(BlasticidineあるいはNeomycine )を利用して選択するだけで、目的遺伝子を1万コピー程度に増幅できる系(以下、「高度遺伝子増幅系」という)を完成させるに至った。
The present inventor used a plasmid having a mammalian replication initiation region (IR) and a nuclear matrix attachment region (MAR) (hereinafter referred to as “IR / MAR plasmid”) as a human-derived cancer cell (COLO). 320 Introduced by lipofection into colon cancer cell lines and HeLa cell lines) and selected using drug resistance genes (Blasticidine or Neomycine) present on the plasmid,
(1) The ability to amplify the number of intracellular copies of a gene encoding a protein to be expressed (hereinafter referred to as “target gene” as appropriate) to about 10,000 copies; and
(2) The target gene must be highly amplified, whether it is introduced as the same gene construct (cis) or another gene construct (trans) into the IR / MAR plasmid. (See Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Then, based on this finding, the present inventor used an IR / MAR plasmid and a target gene for mammalian cells (for example, human-derived cancer cells (COLO 320 colorectal cancer cell lines and HeLa cell lines), CHO cells). The gene can be amplified to about 10,000 copies by simply using the lipofection method and selecting using a drug resistance gene (Blasticidine or Neomycine) present on the plasmid (hereinafter referred to as “advanced gene amplification system”). ") Was completed.

特開2003−245083号公報(公開日:平成15(2003)年9月2日)JP 2003-245083 A (publication date: September 2, 2003)

Noriaki Shimizu, et al. (2001) Plasmids with a Mammalian Replication Origin and a Matrix Attachment Region Initiate the Event Similar to Gene Amplification. Cancer Research vol.61, no.19, p6987-6990.Noriaki Shimizu, et al. (2001) Plasmids with a Mammalian Replication Origin and a Matrix Attachment Region Initiate the Event Similar to Gene Amplification.Cancer Research vol.61, no.19, p6987-6990.

本発明は、上記高度遺伝子増幅系における遺伝子増幅効率をさらに向上させることを目的とした。また本発明は上記高度遺伝子増幅系を用いない場合においても、導入された目的遺伝子の増幅効率を向上させる方法、および当該方法を行なうためのキットを提供することを目的とした。   An object of the present invention is to further improve the gene amplification efficiency in the above advanced gene amplification system. Another object of the present invention is to provide a method for improving the amplification efficiency of the introduced target gene and a kit for performing the method even when the above-described advanced gene amplification system is not used.

本発明者は、上記課題を解決すべく上記高度遺伝子増幅系を用いて鋭意検討を行なったところ、以下の(1)および(I)〜(II)に示す少なくとも1つ以上の条件を満たすことによって、遺伝子増幅効率をさらに向上することができることを発見し、本発明を完成させるに至った:
(1)形質転換哺乳動物細胞を低酸素濃度条件下で培養する;
(I)逆方向反復配列(例えば回文配列)を哺乳動物細胞に導入する;
(II)転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で遺伝子導入および形質転換細胞の選抜を行なう。
The present inventor conducted intensive studies using the above-described advanced gene amplification system to solve the above-mentioned problems, and as a result, satisfies the following conditions (1) and (I) to (II) : Has found that the gene amplification efficiency can be further improved, and has led to the completion of the present invention:
(1) culturing transformed mammalian cells under low oxygen concentration conditions;
(I) introducing an inverted repeat sequence (eg, palindromic sequence ) into a mammalian cell;
(II) Gene transfer and selection of transformed cells in a state where the transcription activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated.

特に本発明は以下の発明を包含する。   In particular, the present invention includes the following inventions.

すなわち、本発明にかかる方法は、(i)真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含む第1ポリヌクレオチドと、(ii)発現させるべきタンパク質をコードする第2ポリヌクレオチド、およびプロモーターを含むポリヌクレオチドであり、かつ当該第2ポリヌクレオチドが当該プロモーターに制御可能に連結されている第3ポリヌクレオチドとを、哺乳動物細胞へ同時に導入する導入工程、並びに、
当該第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜する選抜工程を行なって、第2ポリヌクレオチドを増幅する場合において、
以下に示される(I)の条件を満たすことを特徴とする遺伝子増幅効率を増加させる方法である。
(I)上記導入工程において、第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドと同時に、逆方向反復配列を哺乳動物細胞へ導入する。
That is, the method according to the present invention comprises (i) a first polynucleotide comprising a replication origin that functions in a eukaryotic cell and a nuclear matrix-binding region, and (ii) a second polynucleotide encoding a protein to be expressed, And a polynucleotide comprising a promoter, and a third polynucleotide in which the second polynucleotide is controllably linked to the promoter, an introduction step of simultaneously introducing into a mammalian cell, and
In the case of amplifying the second polynucleotide by performing a selection step of selecting mammalian cells into which the first and third polynucleotides have been introduced,
This is a method for increasing gene amplification efficiency characterized by satisfying the following condition (I) .
(I) In the introduction step, an inverted repeat sequence is introduced into a mammalian cell simultaneously with the first polynucleotide and the third polynucleotide.

本発明にかかる方法は、以下に示す(II)の条件をさらに満たしていてもよい。
(II)上記プロモーターは、所定の操作によって転写活性が活性化または不活性化される転写活性調節型プロモーターであり、転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なう。
The method according to the present invention may further satisfy the following condition (II) .
(II) The promoter is a transcriptional activity-regulated promoter whose transcriptional activity is activated or inactivated by a predetermined operation, and the introduction step and selection are performed in a state where the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated. Perform the process.

本発明にかかる方法は、上記逆方向反復配列が、回文配列であってもよい。   In the method according to the present invention, the inverted repeat sequence may be a palindromic sequence.

また本発明にかかる方法は、上記真核生物細胞内で機能する複製起点が、c-myc遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、またはβ-グロビン遺伝子座の複製起点に由来していてもよい。   In the method according to the present invention, the origin of replication that functions in the eukaryotic cell may be derived from the origin of replication of the c-myc locus, the dihydrofolate reductase locus, or the β-globin locus.

また本発明にかかる方法は、上記核マトリックス結合領域が、Igκ遺伝子座、SV40初期領域、またはジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の核マトリックス結合領域に由来していてもよい。   In the method according to the present invention, the nuclear matrix binding region may be derived from the nuclear matrix binding region of the Igκ locus, the SV40 initial region, or the dihydrofolate reductase locus.

また本発明にかかるキットは上記本発明にかかる方法を行なうためのキットであって、真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含むポリヌクレオチドと、逆方向反復配列とを含むことを特徴としている。   The kit according to the present invention is a kit for carrying out the above-described method according to the present invention, and includes a polynucleotide containing a replication origin functioning in a eukaryotic cell and a nuclear matrix-binding region, and an inverted repeat sequence. It is characterized by that.

本発明にかかるキットにおいて上記逆方向反復配列は、回文配列であってもよい。   In the kit according to the present invention, the inverted repeat sequence may be a palindromic sequence.

また本発明にかかるキットは、上記真核生物細胞内で機能する複製起点が、c-myc遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、またはβ-グロビン遺伝子座の複製起点に由来していてもよい。   In the kit according to the present invention, the origin of replication that functions in the eukaryotic cell may be derived from the origin of replication of the c-myc locus, the dihydrofolate reductase locus, or the β-globin locus.

また本発明にかかるキットは、上記核マトリックス結合領域が、Igκ遺伝子座、SV40初期領域、またはジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の核マトリックス結合領域に由来していてもよい。   In the kit according to the present invention, the nuclear matrix binding region may be derived from the nuclear matrix binding region of the Igκ locus, the SV40 early region, or the dihydrofolate reductase locus.

本発明によれば、高度遺伝子増幅系を用いて、または当該高度遺伝子増幅系を用いることなく目的遺伝子を増幅する際に、遺伝子増幅効率を増加させることが可能となる。それゆえ本発明によれば、所望のタンパク質(例えば有用タンパク質)を大量に生産することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to increase gene amplification efficiency when a target gene is amplified using an advanced gene amplification system or without using the advanced gene amplification system. Therefore, according to the present invention, the desired protein (for example, useful protein) can be produced in large quantities.

pΔBNAR1が導入された形質転換細胞の多クローン性集団に関する遺伝子増幅構造形成頻度を示す棒グラフである。It is a bar graph which shows the gene amplification structure formation frequency regarding the polyclonal population of the transformed cell into which p (DELTA) BNAR1 was introduce | transduced. pΔBNTREが導入された形質転換細胞の多クローン性集団に関する遺伝子増幅構造形成頻度を示す棒グラフである。It is a bar graph which shows the gene amplification structure formation frequency regarding the polyclonal population of the transformed cell which introduce | transduced p (DELTA) BNTRE. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞を低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合、または通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合における遺伝子増幅構造形成頻度を示す棒グラフである。When CHO cells introduced with pSFVdhfr / d2EGFP are cultured under low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v)), or under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v) It is a bar graph which shows the gene amplification structure formation frequency at the time of culture | cultivating in ()). pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞を低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合、または通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合におけるd2EGFP発現量を示す棒グラフである。When CHO cells introduced with pSFVdhfr / d2EGFP are cultured under low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v)), or under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v) It is a bar graph which shows the d2EGFP expression level when it culture | cultivates in ()). pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞を通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合において、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter in the case of culture | cultivating the CHO cell introduce | transduced pSFVdhfr / d2EGFP on normal oxygen concentration conditions (20% (v / v)). pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞を通常の低酸素濃度条件(10%(v/v))で培養した場合において、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter in the case of culture | cultivating the CHO cell introduce | transduced pSFVdhfr / d2EGFP on normal low oxygen concentration conditions (10% (v / v)). pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞を通常の低酸素濃度条件(5%(v/v))で培養した場合において、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter in the case of culture | cultivating the CHO cell in which pSFVdhfr / d2EGFP was introduce | transduced by normal low oxygen concentration conditions (5% (v / v)). pSFV-Vd2EGFPが導入されたCHO細胞を低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合、または通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合における遺伝子増幅構造形成頻度を示す棒グラフである。When CHO cells introduced with pSFV-Vd2EGFP are cultured under low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v)), or under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v) It is a bar graph which shows the gene amplification structure formation frequency at the time of culture | cultivating in ()). pSFV-Vd2EGFPが導入されたCHO細胞を低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合、または通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合におけるd2EGFP発現量を示す棒グラフである。When CHO cells introduced with pSFV-Vd2EGFP are cultured under low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v)), or under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v) It is a bar graph which shows the d2EGFP expression level when it culture | cultivates in ()). pSFV-Vd2EGFPが導入されたCHO細胞を通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合において、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter in the case of culture | cultivating the CHO cell introduce | transduced pSFV-Vd2EGFP on normal oxygen concentration conditions (20% (v / v)). pSFV-Vd2EGFPが導入されたCHO細胞を通常の低酸素濃度条件(10%(v/v))で培養した場合において、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter in the case of culture | cultivating the CHO cell in which pSFV-Vd2EGFP was introduce | transduced on normal low oxygen concentration conditions (10% (v / v)). pSFV-Vd2EGFPが導入されたCHO細胞を通常の低酸素濃度条件(5%(v/v))で培養した場合において、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter in the case of culture | cultivating the CHO cell into which pSFV-Vd2EGFP was introduce | transduced by normal low oxygen concentration conditions (5% (v / v)). pΔBN.Palimdの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of p (DELTA) BN.Palimd. pΔBN.Palindが導入されたCHO細胞の増幅構造形成頻度の結果を示す棒グラフである。It is a bar graph which shows the result of the amplification structure formation frequency of the CHO cell which introduce | transduced p (DELTA) BN.Palind. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞の増幅構造形成頻度の結果を示す棒グラフである。It is a bar graph which shows the result of the amplification structure formation frequency of the CHO cell which introduce | transduced pSFVdhfr / d2EGFP. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞に対して、(I)〜(V)の各パターンにおいてDoxを添加した場合における、d2EGFP発現量を示す棒グラフである。It is a bar graph which shows d2EGFP expression level at the time of adding Dox in each pattern of (I)-(V) with respect to the CHO cell into which pSFVdhfr / d2EGFP was introduced. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞に対して、(I)のパターンにおいてDoxを添加した場合における、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果である。It is the result of having analyzed the expression level of d2EGFP by the cell sorter when Dox is added in the pattern of (I) to the CHO cell introduced with pSFVdhfr / d2EGFP. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞に対して、(II)のパターンにおいてDoxを添加した場合における、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果である。It is the result of having analyzed the expression level of d2EGFP by the cell sorter when Dox is added in the pattern of (II) to the CHO cell introduced with pSFVdhfr / d2EGFP. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞に対して、(III)のパターンにおいてDoxを添加した場合における、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果である。It is the result of having analyzed the expression level of d2EGFP by the cell sorter when Dox is added in the pattern of (III) to the CHO cell into which pSFVdhfr / d2EGFP is introduced. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞に対して、(IV)のパターンにおいてDoxを添加した場合における、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果である。It is the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter when Dox is added in the pattern of (IV) to the CHO cell introduced with pSFVdhfr / d2EGFP. pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞に対して、(V)のパターンにおいてDoxを添加した場合における、d2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果である。It is the result of having analyzed the expression level of d2EGFP with the cell sorter when Dox is added to the CHO cell introduced with pSFVdhfr / d2EGFP in the pattern of (V).

本発明の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   The embodiment of the present invention will be described as follows. Note that the present invention is not limited to this.

本発明にかかる方法は、高度遺伝子増幅系を用いて、または当該高度遺伝子増幅系を用いることなく目的遺伝子を増幅する際に、遺伝子増幅効率を増加させる方法に関するものである。   The method according to the present invention relates to a method for increasing gene amplification efficiency when a target gene is amplified using an advanced gene amplification system or without using the advanced gene amplification system.

ここで本発明において「遺伝子増幅効率を増加させる」とは、本発明の方法を実施することによって、本発明が実施されていない場合に比して、形質転換細胞の遺伝子増幅構造形成頻度を向上させることを意味する。上記「遺伝子増幅構造形成頻度」は、多クローン性集団に含まれる当該増幅構造が形成されたクローンの割合を計算することにより求めることができる。増幅遺伝子の増幅構造は、染色体外のダブルマイニュート染色体(以下、適宜「DM」という)上、または染色体の均一染色領域(Homogeneously staining regeon;以下、適宜「HSR」という)で小型増幅領域として増幅される場合、HSRで大型増幅領域または中型増幅領域として増幅される場合がある。形質転換細胞のクローンについて増幅構造が形成されたかを判断する方法については、特に限定されるものではないが、例えば分裂期の染色体について公知のFISH法(fluorescence in situ hybridization)を行ない、哺乳動物細胞へ導入した遺伝子を検出することによって判断し得る。上記判断は、当業者であれば容易に行ない得る。なおFISH法を実施する際の具体的な方法については特に限定されるものではなく、従来公知の方法を適宜選択の上、採用すればよい。   Here, “increasing the efficiency of gene amplification” in the present invention means that the frequency of gene amplification structure formation in transformed cells is improved by carrying out the method of the present invention compared to the case where the present invention is not carried out. It means that The “gene amplification structure formation frequency” can be determined by calculating the ratio of clones in which the amplification structure is included in the polyclonal population. The amplification structure of the amplified gene is amplified as a small amplification region on an extrachromosomal double-minute chromosome (hereinafter referred to as “DM” where appropriate) or on a homogeneous staining region of the chromosome (hereinafter referred to as “HSR” where appropriate). In some cases, the HSR may be amplified as a large amplification region or a medium amplification region. A method for determining whether an amplified structure is formed for a clone of a transformed cell is not particularly limited. For example, a known FISH method (fluorescence in situ hybridization) is performed on chromosomes at mitosis, and mammalian cells are obtained. This can be determined by detecting the gene introduced into the. The above judgment can be easily made by those skilled in the art. A specific method for carrying out the FISH method is not particularly limited, and a conventionally known method may be appropriately selected and adopted.

また上記FISH法を行なうことによって、DM上で小型増幅領域として増幅された、HSRで小型増幅領域として増幅された、HSRで中型増幅領域として増幅された、または大型増幅領域として増幅されかを判断し得る。より具体的には、DM上に蛍光を示すか、またはHSRで蛍光を示すかを検出することによって、目的遺伝子がDM上で増幅されたか、またはHSR上で増幅されたかをまず判断し得る。HSRは染色体上の領域であるのに対して、DMは染色体外に存在するため、蛍光顕微鏡観察を行なうことによって、両者の区別は容易に行ない得る。また目的遺伝子が大型増幅領域として増幅されたか、中型増幅領域として増幅されたか、または小型増幅領域として増幅されたかについては、例えば、”The ACT Cytogenetics Laboratory Manual (second edition” edited by Margaret J. Barch, Raven Press (1991) に記載された方法にしたがって分裂間期染色体標本を作製し、分裂間期染色体標本中で、染色体腕の幅を基準にして、それよりも増幅領域の長さが長ければ大型、同程度であれば中型、それより短ければ小型、といったようにして判断することができる。   Also, by performing the above FISH method, it is determined whether it is amplified as a small amplification region on DM, amplified as a small amplification region with HSR, amplified as a medium amplification region with HSR, or amplified as a large amplification region. Can do. More specifically, it can be first determined whether the gene of interest has been amplified on DM or HSR by detecting whether it exhibits fluorescence on DM or fluorescence on HSR. HSR is a region on the chromosome, whereas DM exists outside the chromosome, so that the two can be easily distinguished by observation with a fluorescence microscope. Whether the target gene was amplified as a large amplification region, a medium amplification region, or a small amplification region, for example, “The ACT Cytogenetics Laboratory Manual (second edition” edited by Margaret J. Barch, An interphase chromosome sample is prepared according to the method described in Raven Press (1991), and if the length of the amplified region is longer than the width of the chromosome arm in the interphase chromosome sample, the size is larger. It can be judged as medium size if it is about the same, small size if it is shorter.

また「遺伝子増幅効率を増加させる」とは、本発明の方法を実施していない場合に比べて遺伝子増幅構造形成頻度を上昇させることをいう。より具体的には、DM上で遺伝子増幅が行われている頻度を、本発明の方法を実施していない場合に比して上昇させること、あるいはHSRで遺伝子が増幅している場合には、本発明の方法を実施していない場合に比してより長い増幅形態をとる(すなわち増幅領域が長くなる)頻度を上昇させることをいう。   Further, “increasing the efficiency of gene amplification” means increasing the frequency of gene amplification structure formation compared to the case where the method of the present invention is not performed. More specifically, when the frequency of gene amplification performed on DM is increased as compared with the case where the method of the present invention is not performed, or when the gene is amplified by HSR, This means that the frequency of taking a longer amplification form (that is, the amplification region becomes longer) is increased as compared with the case where the method of the present invention is not performed.

本発明にかかる方法は、(i)真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含む第1ポリヌクレオチドと、
(ii)発現させるべきタンパク質をコードする第2ポリヌクレオチド、およびプロモーターを含むポリヌクレオチドであり、かつ当該第2ポリヌクレオチドが当該プロモーターに制御可能に連結されている第3ポリヌクレオチドとを、哺乳動物細胞へ同時に導入する導入工程、並びに、
当該第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜する選抜工程を行なって、第2ポリヌクレオチドを増幅する場合において、以下に示される(1)または(I)のいずれか1つ以上の条件を満たすことを特徴としている:
(1)上記選抜工程において、第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を、哺乳動物細胞を通常培養する酸素濃度未満である低酸素濃度条件下で培養する;
(I)上記導入工程において、第2ポリヌクレオチドの回文配列を、第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドと同時に、哺乳動物細胞へ導入する。
The method according to the present invention comprises: (i) a first polynucleotide comprising an origin of replication and a nuclear matrix binding region that functions in eukaryotic cells;
(ii) a second polynucleotide encoding a protein to be expressed, and a polynucleotide comprising a promoter, and the third polynucleotide to which the second polynucleotide is controllably linked to the promoter; An introduction step for simultaneous introduction into cells, and
In the case of amplifying the second polynucleotide by performing a selection step of selecting mammalian cells into which the first and third polynucleotides have been introduced, any one of (1) or (I) shown below It is characterized by meeting the above conditions:
(1) In the selection step, the mammalian cells into which the first polynucleotide and the third polynucleotide are introduced are cultured under a low oxygen concentration condition that is less than the oxygen concentration at which the mammalian cells are normally cultured;
(I) In the introduction step, the palindromic sequence of the second polynucleotide is introduced into a mammalian cell simultaneously with the first polynucleotide and the third polynucleotide.

また本発明にかかる方法は、以下に示す(II)の工程をさらに含む方法であってもよい:
(II)上記プロモーターは、所定の操作によって転写活性が活性化または不活性化される転写活性調節型プロモーターであり、転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なう。すなわち本発明にかかる方法には、上記(1)の条件、(I)の条件、(1)+(I)の条件、(1)+(II)の条件、(I)(II)の条件、または(1)+(I)(II)の条件、を満たす場合が含まれる。
The method according to the present invention may be a method further comprising the following step (II) :
(II) The promoter is a transcriptional activity-regulated promoter whose transcriptional activity is activated or inactivated by a predetermined operation, and the introduction step and selection are performed in a state where the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated. Perform the process. That is, the method according to the present invention includes the above condition (1), the condition (I) , the condition (1) + (I) , the condition (1) + (II) , the condition (I) + (II) The case where the condition or the condition of (1) + (I) + (II) is satisfied is included.

本発明にかかる方法には、上記当該選抜工程によって選抜された哺乳動物細胞を培養する培養工程が含まれていてもよい。以下、本発明にかかる方法を工程ごとに説明する。   The method according to the present invention may include a culture step of culturing the mammalian cell selected by the selection step. Hereinafter, the method according to the present invention will be described step by step.

<導入工程>
本発明にかかる方法における導入工程は、
(i)真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含む第1ポリヌクレオチドと、
(ii)発現させるべきタンパク質をコードする第2ポリヌクレオチド、およびプロモーターを含むポリヌクレオチドであり、かつ当該第2ポリヌクレオチドが当該プロモーターに制御可能に連結されている第3ポリヌクレオチドとを、哺乳動物細胞へ同時に導入する工程である。
<Introduction process>
The introduction step in the method according to the present invention includes:
(i) a first polynucleotide comprising an origin of replication and a nuclear matrix binding region that function in eukaryotic cells;
(ii) a second polynucleotide encoding a protein to be expressed, and a polynucleotide comprising a promoter, and the third polynucleotide to which the second polynucleotide is controllably linked to the promoter; It is a process of introducing simultaneously into cells.

上記第1ポリヌクレオチドには、真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域が含まれている。かかる第1ポリヌクレオチドに含まれる複製起点としては真核生物細胞内で機能するものであれば特に限定されるものではなく、c-myc遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、β-グロビン遺伝子座等の複製起点が挙げられる。なおc-myc遺伝子座の複製起点については、「McWhinney, C. et al., Nucleic Acids Res. vol. 18, p1233-1242 (1990)」参照のこと。またジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の複製起点については、「Dijkwel, P.A. et al., Mol. Cell. Biol. vol.8, p5398-5409 (1988) 」参照のこと。またβ-グロビン遺伝子座の複製起点については、「Aladjem, M. et al., Science vol. 281, p1005-1009 (1998) 」参照のこと。   The first polynucleotide includes an origin of replication and a nuclear matrix binding region that function in eukaryotic cells. The origin of replication contained in the first polynucleotide is not particularly limited as long as it functions in eukaryotic cells, such as c-myc locus, dihydrofolate reductase locus, β-globin locus, etc. Is the origin of replication. For the origin of replication of the c-myc locus, see “McWhinney, C. et al., Nucleic Acids Res. Vol. 18, p1233-1242 (1990)”. For the origin of replication of the dihydrofolate reductase locus, see “Dijkwel, P.A. et al., Mol. Cell. Biol. Vol.8, p5398-5409 (1988)”. For the origin of replication of the β-globin locus, see “Aladjem, M. et al., Science vol. 281, p1005-1009 (1998)”.

また第1ポリヌクレオチドに含まれる核マトリックス結合領域としては、真核生物細胞内で機能するものであれば特に限定されるものではなく、Igκ遺伝子座、SV40初期領域、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座等の核マトリックス結合領域に由来する配列が挙げられる。なお、Igκ遺伝子座の核マトリックス結合領域については、「Tsutsui, K. et al., J. Biol. Chem. vol. 268, p12886-12894 (1993) 」参照のこと。またSV40初期領域の核マトリックス結合領域については、「Pommier, Y. et al., J. Virol., vol 64, p419-423 (1990) 」参照のこと。またジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の核マトリックス結合領域については、「Shimizu N. et al., Cancer Res. vol. 61, p6987-6990 」参照のこと。   The nuclear matrix-binding region contained in the first polynucleotide is not particularly limited as long as it functions in eukaryotic cells, such as Igκ locus, SV40 early region, dihydrofolate reductase locus, etc. Examples include sequences derived from the nuclear matrix binding region. Regarding the nuclear matrix-binding region of the Igκ locus, see “Tsutsui, K. et al., J. Biol. Chem. Vol. 268, p12886-12894 (1993)”. See also “Pommier, Y. et al., J. Virol., Vol 64, p419-423 (1990)” for the nuclear matrix binding region of the SV40 initial region. See also “Shimizu N. et al., Cancer Res. Vol. 61, p6987-6990” for the nuclear matrix-binding region of the dihydrofolate reductase locus.

なお上記第1ポリヌクレオチドには、この他、適宜目的に応じて、大腸菌内でクローニングを行なうために必要な配列、および/または、選択マーカー(マーカータンパク質)としての薬剤耐性遺伝子(ブラスティサイジン抵抗性遺伝子、ネオマイシン抵抗性遺伝子、ヒグロマイシン抵抗性遺伝子等)または緑色蛍光タンパク質遺伝子等が含まれていてもよい。これらの選択マーカーを指標とすることによって、第1ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選別できる。   In addition to the above-mentioned first polynucleotide, a sequence necessary for cloning in Escherichia coli and / or a drug resistance gene (blasticidin resistance) as a selection marker (marker protein) may be used depending on the purpose. Sex gene, neomycin resistance gene, hygromycin resistance gene, etc.) or green fluorescent protein gene. By using these selection markers as indices, mammalian cells into which the first polynucleotide has been introduced can be selected.

一方、第2ポリヌクレオチドは、発現させるべきタンパク質をコードするポリヌクレオチド(すなわち「目的遺伝子」)であり、特に限定されるものではなく、所望のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを適宜選択の上、採用すればよい。第2ポリヌクレオチドは、その塩基配列情報を元にPCR等の公知の技術を用いて取得すればよい。なお本発明の説明において「発現させるべきタンパク質」のことを、適宜「目的タンパク質」と称する。   On the other hand, the second polynucleotide is a polynucleotide that encodes a protein to be expressed (that is, “target gene”), and is not particularly limited, and a polynucleotide encoding a desired protein is appropriately selected and adopted. do it. The second polynucleotide may be obtained using a known technique such as PCR based on the base sequence information. In the description of the present invention, “protein to be expressed” is appropriately referred to as “target protein”.

また本発明にかかる方法において利用する、第3ポリヌクレオチドは、第2ポリヌクレオチドが、プロモーターに制御可能に連結されているポリヌクレオチドを含むものである。上記プロモーターは、導入される哺乳動物細胞において機能するものであれば特に限定されるものではなく、転写因子等による所定の操作によって、プロモーターの転写活性が活性化または不活性化されるプロモーター(本明細書においては「転写活性調節型プロモーター」という)であっても、恒常的に転写活性が活性化されている恒常型プロモーターであってもよい。「転写活性調節型プロモーター」は、上記特性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、TREプロモーター(クロンテック社製)、T−REXプロモーター(インビトロジェン社製)等の市販品が本発明にかかる方法において利用可能である。恒常型プロモーターとしては、CMVプロモーター、SV40プロモーター、SRalphaプロモーター、LTRプロモーター、MMTVプロモーター等が利用可能である。   The third polynucleotide used in the method according to the present invention includes a polynucleotide in which the second polynucleotide is controllably linked to a promoter. The promoter is not particularly limited as long as it functions in a mammalian cell to be introduced. A promoter (this book) whose transcription activity is activated or inactivated by a predetermined operation using a transcription factor or the like. It may be a “transcriptional activity-regulated promoter” in the specification, or a constitutive promoter in which transcriptional activity is constantly activated. The “transcriptional activity-regulated promoter” is not particularly limited as long as it has the above-mentioned characteristics. For example, commercially available products such as TRE promoter (Clontech) and T-REX promoter (Invitrogen) are available. It can be used in the method according to the invention. As the constitutive promoter, CMV promoter, SV40 promoter, SRalpha promoter, LTR promoter, MMTV promoter and the like can be used.

上記第1ポリヌクレオチド、および第3ポリヌクレオチドが、哺乳動物細胞へ同時に導入されることによって、本発明者が特許文献1等に開示した「高度遺伝子増幅系」を構成することができ、当該哺乳動物細胞において第2ポリヌクレオチドを高度に増幅することが可能となる。上記哺乳動物細胞は、特に限定されるものではなく、例えばCHO−K1細胞(入手先:例えば、ATCC CCL-61、RIKEN RCB0285、RIKEN RCB0403等)、各種腫瘍細胞等が挙げられる。ただし、上記哺乳動物細胞としては、無限増殖能を有する腫瘍細胞が特に好ましい。上記腫瘍細胞としては、例えば、HeLa細胞(入手先:例えば、ATCC CCL-2、ATCC CCL-2.2、RIKEN RCB0007、RIKEN RCB0191等)、ヒト大腸がんCOLO 320DM細胞(入手先:例えば、ATCC CCL-220)、ヒト大腸がんCOLO 320HSR細胞(入手先:例えば、ATCC CCL-220.1)、NS0細胞(入手先:例えば、RIKEN RCB0213)等が挙げられる。なおヒト大腸がんCOLO 320DM細胞については、「Shimizu, N., Kanda, T., and Wahl, G. M. Selective capture of acentricfragments by micronuclei provides a rapid method for purifying extrachromosomally amplified DNA. Nat. Genet., 12: 65−71, 1996.」参照のこと。   By introducing the first polynucleotide and the third polynucleotide into mammalian cells at the same time, the present inventors can constitute the “advanced gene amplification system” disclosed in Patent Document 1 and the like. The second polynucleotide can be highly amplified in animal cells. The mammalian cells are not particularly limited, and examples thereof include CHO-K1 cells (source: for example, ATCC CCL-61, RIKEN RCB0285, RIKEN RCB0403, etc.), various tumor cells, and the like. However, as the mammalian cells, tumor cells having infinite proliferation ability are particularly preferable. Examples of the tumor cells include HeLa cells (obtained from, for example, ATCC CCL-2, ATCC CCL-2.2, RIKEN RCB0007, RIKEN RCB0191, etc.), human colon cancer COLO 320DM cells (obtained from, for example, ATCC CCL- 220), human colon cancer COLO 320HSR cells (source: eg, ATCC CCL-220.1), NS0 cells (source: eg, RIKEN RCB0213), and the like. For human colon cancer COLO 320DM cells, see `` Shimizu, N., Kanda, T., and Wahl, GM Selective capture of acentricfragments by micronuclei provides a rapid method for purifying extrachromosomally amplified DNA. Nat. Genet., 12: 65 -71, 1996.

なお、第1および第3ポリヌクレオチドを哺乳動物細胞に導入する際には、両ポリヌクレオチドが同時に哺乳動物細胞へ導入される態様であれば特に限定されるものではなく、両ポリヌクレオチドを連結して同一の遺伝子構築物として導入してもよいし、おのおの別々の遺伝子構築物として導入してもよい。また遺伝子構築物の形態については、プラスミドであってもコスミドであってもよい。また第1および第3ポリヌクレオチドの哺乳動物細胞への導入方法は、特に限定されるものではなく、リポフェクション、エレクトロポレーション法、パーティクルガン法等公知の方法を適宜選択の上、採用すればよい。   The introduction of the first and third polynucleotides into mammalian cells is not particularly limited as long as both polynucleotides are introduced into mammalian cells at the same time. May be introduced as the same gene construct, or may be introduced as separate gene constructs. The form of the gene construct may be a plasmid or a cosmid. The method for introducing the first and third polynucleotides into the mammalian cells is not particularly limited, and a known method such as lipofection, electroporation method, particle gun method may be appropriately selected and employed. .

なお第1および3ポリヌクレオチドを別の遺伝子構築物として導入する場合には、それぞれの遺伝子構築物に選択マーカーをコードする遺伝子が含まれていることが好ましい。上記ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜することができるからである。この時、第1ポリヌクレオチドを含む遺伝子構築物に含まれる選択マーカーと、第3ポリヌクレオチドを含む遺伝子構築物に含まれる選択マーカーとが異なることが好ましいことはいうまでもない。   When the first and third polynucleotides are introduced as separate gene constructs, it is preferable that each gene construct contains a gene encoding a selection marker. This is because it is possible to select mammalian cells into which the polynucleotide has been introduced. At this time, it goes without saying that the selection marker contained in the gene construct containing the first polynucleotide is preferably different from the selection marker contained in the gene construct containing the third polynucleotide.

また本発明にかかる方法は、当該プロモーターの転写因子をコードするポリヌクレオチド(第4ポリヌクレオチド)を哺乳動物細胞に導入して転写活性化因子を発現させる工程を包含していてもよい。かかる工程によれば、目的タンパク質の発現を制御するプロモーターの転写活性を調節することができ、目的タンパク質の発現を適宜調節することができるという効果を奏する。ここで第4ポリヌクレオチドとは、上記第3ポリヌクレオチドに含まれるプロモーターの転写因子をコードするポリヌクレオチドのことである。例えば、プロモーターとしてTREプロモーターを用いた場合には、Tet−ONタンパク質をコードするポリヌクレオチド(「Tet−ON遺伝子(クロンテック社製)」という)、またはTet−OFFタンパク質をコードするポリヌクレオチド(「Tet−OFF遺伝子(クロンテック社製)」という)を第4ポリヌクレオチドとすればよい。第4ポリヌクレオチドを上記哺乳動物細胞に導入して転写活性化因子を発現させる工程では、かかる第4ポリヌクレオチドと当該第4ポリヌクレオチドを発現させるためのプロモーターとを制御可能に連結して構築した遺伝子構築物を哺乳動物細胞に導入すればよい。当該第4ポリヌクレオチドを発現させるためのプロモーターは、哺乳動物細胞において機能するものであれば特に限定されるものではなく、転写活性調節型プロモーターであっても、恒常型プロモーターであってもよい。   The method according to the present invention may include a step of introducing a polynucleotide (fourth polynucleotide) encoding a transcription factor of the promoter into a mammalian cell to express the transcriptional activator. According to this process, the transcription activity of the promoter that controls the expression of the target protein can be adjusted, and the expression of the target protein can be appropriately adjusted. Here, the fourth polynucleotide is a polynucleotide encoding a transcription factor of a promoter contained in the third polynucleotide. For example, when a TRE promoter is used as the promoter, a polynucleotide encoding a Tet-ON protein (referred to as “Tet-ON gene (Clontech)”) or a polynucleotide encoding a Tet-OFF protein (“Tet-ON”). -OFF gene (Clontech) ") may be used as the fourth polynucleotide. In the step of introducing a fourth polynucleotide into the mammalian cell to express a transcriptional activator, the fourth polynucleotide and a promoter for expressing the fourth polynucleotide were linked in a controllable manner. A gene construct may be introduced into a mammalian cell. The promoter for expressing the fourth polynucleotide is not particularly limited as long as it functions in mammalian cells, and may be a transcriptional activity-regulated promoter or a constitutive promoter.

また第4ポリヌクレオチドを含む遺伝子構築物の哺乳動物細胞への導入の時期は、上記第1および第3ポリヌクレオチドの導入後に第4ポリヌクレオチドを導入してもよいし、またその逆であってもよい。さらに上記第1および第3ポリヌクレオチドの導入と同時に第4ポリヌクレオチドを哺乳動物細胞へ導入してもよい。本発明者の検討によれば、上記第1および第3ポリヌクレオチドの導入と同時に第4ポリヌクレオチドを哺乳動物細胞へ導入した方が、目的タンパク質が高発現するとの知見が得られているため、同時に導入することが最も好ましい。なお第4ポリヌクレオチドを哺乳動物細胞へ導入する際には、第4ポリヌクレオチドを導入するための遺伝子構築物に選択マーカーをコードする遺伝子が含まれていることが好ましい。上記ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜することができるからである。この時、第1および/または3ポリヌクレオチドを含む遺伝子構築物に含まれる選択マーカーと、第4ポリヌクレオチドを含む遺伝子構築物に含まれる選択マーカーとが異なることが好ましいことはいうまでもない。なお遺伝子構築物の形態、哺乳動物細胞への導入方法については、既述の第1および第3ポリヌクレオチドの場合と同様にすればよい。   In addition, the time when the gene construct containing the fourth polynucleotide is introduced into the mammalian cell may be the fourth polynucleotide introduced after the introduction of the first and third polynucleotides, or vice versa. Good. Furthermore, the fourth polynucleotide may be introduced into the mammalian cell simultaneously with the introduction of the first and third polynucleotides. According to the study of the present inventor, since the knowledge that the target protein is highly expressed is obtained when the fourth polynucleotide is introduced into the mammalian cell simultaneously with the introduction of the first and third polynucleotides, Most preferably, they are introduced simultaneously. When the fourth polynucleotide is introduced into a mammalian cell, the gene construct for introducing the fourth polynucleotide preferably contains a gene encoding a selection marker. This is because it is possible to select mammalian cells into which the polynucleotide has been introduced. At this time, it goes without saying that the selection marker contained in the gene construct containing the first and / or 3 polynucleotides is preferably different from the selection marker contained in the gene construct containing the fourth polynucleotide. The form of the gene construct and the method for introducing it into mammalian cells may be the same as those for the first and third polynucleotides described above.

本発明にかかる方法では、上記導入工程において、回文配列(「Palindrome」ともいう)をはじめとする逆方向反復配列を、第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドと同時に、哺乳動物細胞へ導入することを1つの特徴としている。ここで本発明の説明において「逆方向反復配列」および「回文配列」とは、「逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチド」および「回文配列よりなるポリヌクレオチド」のことをそれぞれ意味する。なお逆方向反復配列および回文配列については、例えば分子生物学辞典 第1版 第4刷(発行:東京化学同人、発行日:1999年7月1日)に記載されている。また上記回文配列をはじめとする逆方向反復配列は、通常の遺伝子工学的手法を用いて作製し得るため、当業者であれば容易に作製し得る。 In the method according to the present invention, in the introduction step, an inverted repeat sequence including a palindromic sequence (also referred to as “Palindrome”) is introduced into a mammalian cell simultaneously with the first polynucleotide and the third polynucleotide. This is one feature. Here, in the description of the present invention, “inverted repeat sequence” and “ palindromic sequence ” mean “polynucleotide consisting of inverted repeat sequence” and “polynucleotide consisting of palindromic sequence ”, respectively. The inverted repeat sequence and palindromic sequence are described, for example, in the Molecular Biology Dictionary, 1st edition, 4th edition (issued by Tokyo Kagaku Dojin, published date: July 1, 1999). In addition, the inverted repeat sequence including the palindromic sequence can be prepared using a normal genetic engineering technique, and thus can be easily prepared by those skilled in the art.

回文配列をはじめとする逆方向反復配列を哺乳動物細胞へ導入する際には、
(i)真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含む第1ポリヌクレオチドと、
(ii)発現させるべきタンパク質をコードする第2ポリヌクレオチドおよびプロモーターを含むポリヌクレオチドであり、かつ当該第2ポリヌクレオチドが当該プロモーターに制御可能に連結されている第3ポリヌクレオチドと、
(iii)逆方向反復配列(回文配列)とを、哺乳動物細胞へ同時に導入すればよい。
かかる場合、第1ポリヌクレオチド、第3ポリヌクレオチド、および逆方向反復配列(回文配列)をすべて連結し、同一の遺伝子構築物として哺乳動物細胞へ導入してもよいし、それぞれを連結せずに別々の遺伝子構築物として導入してもよい。また第1ポリヌクレオチドと逆方向反復配列(回文配列)とを同一の遺伝子構築物とし、第3ポリヌクレオチドを別の遺伝子構築物として哺乳動物細胞に導入してもよい。また第3ポリヌクレオチドと逆方向反復配列(回文配列)とを同一の遺伝子構築物とし、第1ポリヌクレオチドを別の遺伝子構築物として哺乳動物細胞に導入してもよい。さらに第1ポリヌクレオチドと第3ポリヌクレオチドとを同一の遺伝子構築物とし、逆方向反復配列(回文配列)を別の遺伝子構築物として哺乳動物細胞に導入してもよい。
When introducing inverted repeats, including palindromic sequences, into mammalian cells,
(i) a first polynucleotide comprising an origin of replication and a nuclear matrix binding region that function in eukaryotic cells;
(ii) a third polynucleotide that includes a second polynucleotide encoding a protein to be expressed and a promoter, and the second polynucleotide is controllably linked to the promoter;
(iii) An inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) may be simultaneously introduced into a mammalian cell.
In such a case, the first polynucleotide, the third polynucleotide, and the inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) may all be linked and introduced into a mammalian cell as the same gene construct, or may not be linked to each other. It may be introduced as a separate gene construct. Alternatively, the first polynucleotide and the inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) may be introduced into a mammalian cell as the same gene construct and the third polynucleotide as another gene construct. Alternatively, the third polynucleotide and the inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) may be introduced into a mammalian cell as the same gene construct and the first polynucleotide as another gene construct. Further, the first polynucleotide and the third polynucleotide may be the same gene construct, and the inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) may be introduced into the mammalian cell as another gene construct.

なお、本発明の方法において利用される逆方向反復配列(回文配列)の長さは、特に限定されるものではないが、50bp以上1000bp以下が好ましく、100bp以上400bp以下がさらに好ましい。上記好ましい範囲であれば、高い細胞増殖効率と高い遺伝子増幅効率とを両立し易くなる。 The length of the inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) used in the method of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 bp to 1000 bp, more preferably 100 bp to 400 bp. If it is the said preferable range, it will become easy to make high cell growth efficiency and high gene amplification efficiency compatible.

また、本発明の方法において利用される逆方向反復配列(回文配列)の塩基配列は、逆方向反復配列(回文配列)となっている以外は特に限定されるものではなく、タンパク質をコードするものであっても、コードしないものであってもよい。後述する実施例においては、d2EGFP構造遺伝子を用いて逆方向反復配列(回文配列)作製している。なお逆方向反復配列(回文配列)は、任意のヌクレオチド鎖を化学合成等の公知の手法により適宜調製してもよい。 Further, the base sequence of the inverted repeat sequence utilized in the method of the present invention (palindromic sequence), is not particularly limited except that a inverted repeat sequence (palindromic sequence), encodes a protein It may or may not be coded. In the examples described later, an inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) is prepared using the d2EGFP structural gene. The inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) may be appropriately prepared by known methods such as chemical synthesis of any nucleotide chain.

本発明者は、逆方向反復配列(回文配列)を哺乳動物細胞へ導入した際に、遺伝子の増幅効率が増加することを見出した。上記のごとく逆方向反復配列(回文配列)を宿主細胞へ導入することによって遺伝子の増幅効率が向上するメカニズムの詳細は現時点では不明であるが、逆方向反復配列(回文配列)の位置でDNAの2本鎖切断が生じ、それが遺伝子増幅の引き金となるためではないかと発明者は推察している。 The present inventor has found that the efficiency of gene amplification increases when inverted repeat sequences ( palindrome sequences ) are introduced into mammalian cells. As described above, the details of the mechanism by which the amplification efficiency of the gene is improved by introducing the inverted repeat sequence (palindrome sequence) into the host cell is unknown at present, but at the position of the inverted repeat sequence ( palindrome sequence ). The inventor speculates that double-strand breaks in DNA occur, which may trigger gene amplification.

また本発明にかかる方法は、以下の条件を満たす方法であってもよい。
第3のポリヌクレオチドに含まれるプロモーターが転写活性調節型プロモーターであり、かつ転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なう。
The method according to the present invention may be a method that satisfies the following conditions.
The introduction step and the selection step are performed in a state where the promoter contained in the third polynucleotide is a transcriptional activity-regulated promoter and the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated.

上記プロモーターの転写活性を、活性化させたり、または不活性化させたりする方法は、プロモーターに応じた所定の方法により行なえばよい。より具体的には、プロモーターが転写活性化因子の存在によってその転写活性が活性化されるプロモーターである場合には、導入工程および選抜工程を行なう系内に転写活性化因子を存在させずに導入工程および選抜工程を行なえばよく、逆に当該プロモーターが転写不活性化因子の存在によってその転写活性が不活性化されるプロモーターである場合には、導入工程および選抜工程を行なう系内に転写不活性化因子を存在させて導入工程および選抜工程を行なえばよい。   A method of activating or inactivating the transcription activity of the promoter may be performed by a predetermined method corresponding to the promoter. More specifically, when the promoter is a promoter whose transcriptional activity is activated by the presence of the transcriptional activator, it is introduced without the presence of the transcriptional activator in the system that performs the introduction step and the selection step. In the case where the promoter is a promoter whose transcription activity is inactivated by the presence of a transcription inactivating factor, transcription is not performed in the system that performs the introduction step and the selection step. The introduction step and the selection step may be performed in the presence of an activator.

例えば、第3ポリヌクレオチドに含まれる転写活性調節型プロモーターとして、TREプロモーター(クロンテック社製)を用い、当該プロモーターの転写活性化因子をコードするTet−ON遺伝子(クロンテック社製)を第4ポリヌクレオチドとして用いた場合には、テトラサイクリン(Doxycycline(クロンテック社製))の非存在下で第2ポリヌクレオチド、第3ポリヌクレオチド、および第4ポリヌクレオチドを哺乳動物細胞に導入し、さらにテトラサイクリン(Doxycycline(クロンテック社製))の非存在下で選抜工程を実施すればよい。Tet−ONタンパク質(クロンテック社製)は、TREプロモーターと結合する転写活性化因子であり、テトラサイクリン(Doxycycline(クロンテック社製))の存在下でTREプロモーター(クロンテック社製)の転写活性が活性化される。   For example, a TRE promoter (manufactured by Clontech) is used as a transcriptional activity-regulated promoter contained in the third polynucleotide, and a Tet-ON gene (manufactured by Clontech) encoding a transcriptional activator of the promoter is used as the fourth polynucleotide. In the absence of tetracycline (Doxycycline (Clontech)), the second polynucleotide, the third polynucleotide, and the fourth polynucleotide are introduced into mammalian cells, and tetracycline (Doxycycline (Clontech)). The selection process may be carried out in the absence of a company))). Tet-ON protein (Clontech) is a transcriptional activator that binds to the TRE promoter, and the transcriptional activity of the TRE promoter (Clontech) is activated in the presence of tetracycline (Doxycycline (Clontech)). The

一方、第3ポリヌクレオチドに含まれる転写活性調節型プロモーターとして、TREプロモーター(クロンテック社製)を用い、当該プロモーターの転写活性化因子をコードするTet−OFF遺伝子(クロンテック社製)を第4ポリヌクレオチドとして用いた場合には、テトラサイクリン(Doxycycline(クロンテック社製))の存在下で第2ポリヌクレオチド、第3ポリヌクレオチド、および第4ポリヌクレオチドを哺乳動物細胞に導入し、さらにテトラサイクリン(Doxycycline(クロンテック社製))の存在下で選抜工程を実施すればよい。Tet−OFFタンパク質(クロンテック社製)は、TREプロモーター(クロンテック社製)と結合する転写活性化因子であり、テトラサイクリン(Doxycycline(クロンテック社製))の存在下でTREプロモーター(クロンテック社製)の転写活性が不活性化される。   On the other hand, a TRE promoter (Clontech) is used as a transcriptional activity-regulated promoter contained in the third polynucleotide, and a Tet-OFF gene (Clontech) encoding a transcriptional activator of the promoter is used as the fourth polynucleotide. In the presence of tetracycline (Doxycycline (Clontech)), the second polynucleotide, the third polynucleotide, and the fourth polynucleotide are introduced into mammalian cells, and tetracycline (Doxycycline (Clontech) The selection step may be carried out in the presence of the production)). Tet-OFF protein (Clontech) is a transcriptional activator that binds to TRE promoter (Clontech), and transcription of TRE promoter (Clontech) in the presence of tetracycline (Doxycycline). The activity is inactivated.

転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なうことによって、遺伝子の増幅効率が向上するメカニズムの詳細は現時点では不明であるが、プロモーターからの転写が生じていると、それがIRからの複製フォークと正面衝突することによりDNAの2本鎖切断があらゆる箇所で頻繁に激しく生じるために、一旦形成された遺伝子増幅構造が破壊されてしまうのに対して、プロモーターからの転写が生じていない状態では遺伝子増幅構造の破壊が起こり難いために遺伝子の増幅効率が向上するのではないかと、発明者は推察している。なお、DNAの2本鎖切断は遺伝子増幅の引き金となるが、上記のとおり2本鎖切断があらゆる箇所で頻繁に激しく生じればもはや修復不可能となり遺伝子増幅構造の破壊につながるものと考えられる。   Although the details of the mechanism by which the efficiency of gene amplification is improved by performing the introduction and selection steps while the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated are unknown at this time, transcription from the promoter occurs. In contrast, the double-strand breaks of DNA frequently and violently occur everywhere due to the frontal collision with the replication fork from the IR, so that the gene amplification structure once formed is destroyed. The inventors speculate that the gene amplification efficiency may be improved because the gene amplification structure is unlikely to break down in the absence of transcription from the promoter. DNA double-strand breaks trigger gene amplification, but as described above, if double-strand breaks occur frequently and violently everywhere, it can no longer be repaired, leading to the destruction of the gene amplification structure. .

<選抜工程>
本発明にかかる方法の「選抜工程」は、上記第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜する工程である。より詳細には、本工程は、上記第1および第3ポリヌクレオチドが導入されていない哺乳動物細胞、および第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞が含まれる細胞の多クローン性集団から後者の細胞を選抜する工程である。なお、薬剤耐性を指標として本工程を行なう場合には、哺乳動物細胞を培地で培養する工程が含まれる場合があるが、本工程では第1および第3ポリヌクレオチドが導入されていない哺乳動物細胞、および第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞が含まれる細胞の混合物を培養するのに対して、後述する培養工程は第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞として既に選抜された細胞を培養する点において、両工程は明らかに相違する。かかる選抜工程によって、哺乳動物細胞に導入された第2ポリヌクレオチド(目的遺伝子)が高度に増幅された哺乳動物細胞を選抜することができる。
<Selection process>
The “selection step” of the method according to the present invention is a step of selecting mammalian cells into which the first and third polynucleotides have been introduced. More particularly, this step comprises a polyclonal population of cells comprising mammalian cells into which the first and third polynucleotides have not been introduced, and mammalian cells into which the first and third polynucleotides have been introduced. The latter cell is selected from the above. In addition, when this step is performed using drug resistance as an index, a step of culturing mammalian cells in a medium may be included, but in this step, mammalian cells into which the first and third polynucleotides are not introduced , And a mixture of cells containing mammalian cells into which the first and third polynucleotides have been introduced, whereas the culture process described below is performed as mammalian cells into which the first and third polynucleotides have been introduced. The steps are clearly different in that the cells that have already been selected are cultured. By such a selection step, a mammalian cell in which the second polynucleotide (target gene) introduced into the mammalian cell is highly amplified can be selected.

上記選抜工程の具体的方法は特に限定されるものではないが、例えば、第1および第3ポリヌクレオチドを哺乳動物細胞へ導入する際に用いた遺伝子構築物に薬剤耐性遺伝子が含まれている場合、その薬剤耐性を利用して第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜すればよい。   Although the specific method of the selection step is not particularly limited, for example, when a drug resistance gene is included in the gene construct used when introducing the first and third polynucleotides into mammalian cells, A mammalian cell into which the first and third polynucleotides have been introduced may be selected using the drug resistance.

本発明にかかる方法は、上記のごとく選抜工程に第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を培養する工程が含まれる態様において、哺乳動物細胞を通常培養する酸素濃度未満である低酸素濃度条件下で培養することを特徴点の一つとしている。「低酸素濃度条件下」とは、哺乳動物細胞を培養する際の雰囲気中の酸素濃度が、当該哺乳動物細胞が通常培養される酸素濃度未満であることを意味する。「哺乳動物細胞が通常培養される酸素濃度」は、細胞によって異なるために一義的に決定されるものではないが、通常の哺乳動物細胞であれば20%(v/v)である。よって、低酸素濃度条件下とは、哺乳動物細胞を培養する際の雰囲気中の酸素濃度が、20%(v/v)未満である場合がある。なお哺乳動物細胞を低酸素条件下で培養する際の酸素濃度は、5%(v/v)以上20%(v/v)未満が好ましく、5%(v/v)以上10%(v/v)未満がさらに好ましい。上記好ましい範囲内であれば、哺乳動物細胞が増殖し易く、かつ遺伝子増幅効率の増加効果が得られやすい。なお「%(v/v)」は「体積パーセント」を意味し、「% v/v」または「% vol/vol」とも表記する。   As described above, the method according to the present invention is an embodiment in which the selection step includes the step of culturing mammalian cells into which the first polynucleotide and the third polynucleotide have been introduced. One of the characteristics is that the culture is performed under a certain low oxygen concentration condition. The “under low oxygen concentration condition” means that the oxygen concentration in the atmosphere when culturing mammalian cells is lower than the oxygen concentration at which the mammalian cells are normally cultured. The “oxygen concentration at which mammalian cells are usually cultured” is not uniquely determined because it varies depending on the cells, but is 20% (v / v) for normal mammalian cells. Therefore, under low oxygen concentration conditions, the oxygen concentration in the atmosphere when culturing mammalian cells may be less than 20% (v / v). The oxygen concentration when culturing mammalian cells under hypoxic conditions is preferably 5% (v / v) or more and less than 20% (v / v), preferably 5% (v / v) or more and 10% (v / v). More preferably less than v). If it is in the said preferable range, a mammalian cell will be easy to proliferate and it will be easy to acquire the increase effect of gene amplification efficiency. “% (V / v)” means “volume percent” and is also expressed as “% v / v” or “% vol / vol”.

哺乳動物細胞を通常培養する酸素濃度未満である低酸素濃度条件下で培養することによって、遺伝子の増幅効率が向上するメカニズムの詳細は現時点では不明であるが、低酸素濃度下ではDNA2本鎖切断が生じる場合があり、それが遺伝子増幅の引き金となるのではないかと発明者は推察している。   Although details of the mechanism by which gene amplification efficiency is improved by culturing mammalian cells under conditions of low oxygen concentration, which is less than the normal oxygen concentration, are unknown at this time, DNA double-strand breaks under low oxygen concentration The inventor speculates that this may trigger gene amplification.

なお、本発明の方法における選抜工程は、PCR法やサザンブロット法によって、哺乳動物細胞に含まれる第1および第3ポリヌクレオチドまたはそのヌクレオチド断片を検出することによっても行ない得る。上記薬剤耐性、PCR法、サザンブロット法の具体的な方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法が適宜利用され得る。   The selection step in the method of the present invention can also be carried out by detecting the first and third polynucleotides or nucleotide fragments thereof contained in mammalian cells by PCR or Southern blotting. Specific methods of the drug resistance, PCR method, and Southern blot method are not particularly limited, and known methods can be appropriately used.

<培養工程>
本発明にかかる方法の「培養工程」は、上記選抜工程によって既に選抜された哺乳動物細胞を培養する工程である。かかる培養工程によって、第2ポリヌクレオチド(目的遺伝子)が導入され且つ高度に増幅された哺乳動物細胞を増殖させることができ、所定の操作(転写誘導操作)によって、目的タンパク質を生産することができる。
<Culture process>
The “culturing step” of the method according to the present invention is a step of culturing mammalian cells that have already been selected by the above selection step. Through this culturing step, a mammalian cell into which the second polynucleotide (target gene) has been introduced and highly amplified can be grown, and the target protein can be produced by a predetermined operation (transcription induction operation). .

上記培養工程の具体的方法は特に限定されるものではなく、培養する哺乳動物細胞に最適な条件を検討の上、適宜採用すればよい。かかる培養工程における、培養雰囲気中の酸素濃度は特に限定されるものではなく、通常の酸素濃度条件であっても、低酸素条件下であってもよい。ただし、本発明者の検討によれば、後者の条件で培養する方が目的タンパク質の高い発現量が得られる傾向にあるため、培養工程においても低酸素条件下で哺乳動物細胞を培養する方が好ましいといえる。   The specific method of the culture step is not particularly limited, and may be appropriately adopted after examining optimum conditions for mammalian cells to be cultured. The oxygen concentration in the culture atmosphere in the culturing step is not particularly limited, and may be a normal oxygen concentration condition or a low oxygen condition. However, according to the inventor's study, culturing under the latter condition tends to obtain a higher expression level of the target protein. Therefore, culturing mammalian cells under hypoxic conditions also in the culturing step. It can be said that it is preferable.

なお本発明は、上記で説示した本発明にかかる方法を行なうためのキットをも包含する。すなわち、本発明にかかるキットは、真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含むポリヌクレオチドと、逆方向反復配列とを含むことを特徴としている。本発明にかかるキットは、本発明にかかる方法を実施し得るものであれば、上記構成に限定されるものではなく、その他の構成を含んでいてもよい。なお、本発明にかかるキットを構成する物品等の説明については、本発明にかかる方法の説明を適宜援用することができる。   In addition, this invention also includes the kit for performing the method concerning this invention demonstrated above. That is, the kit according to the present invention is characterized by comprising a polynucleotide including a replication origin and a nuclear matrix-binding region that function in eukaryotic cells, and an inverted repeat sequence. The kit according to the present invention is not limited to the above configuration as long as the method according to the present invention can be performed, and may include other configurations. In addition, about description of the articles | goods which comprise the kit concerning this invention, description of the method concerning this invention can be used suitably.

ところで、上記説示した本発明にかかる方法は、本発明者が開発した高度遺伝子増幅系以外の系、すなわちIRとMARを利用しない通常の系においても適用し得る。具体的には、発現させるべきタンパク質をコードするポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を、哺乳動物細胞を通常培養する酸素濃度未満である低酸素濃度条件下で培養する工程を含むことを特徴とする遺伝子増幅効率を増加させる方法も本発明は包含する。さらには、発現させるべきタンパク質をコードするポリヌクレオチド、および逆方向反復配列(回文配列)を、哺乳動物細胞へ同時に導入する工程を含むことを特徴とする遺伝子増幅効率を増加させる方法も本発明は包含する。さらには、逆方向反復配列(回文配列)を含むことを特徴とする、遺伝子増幅効率を増加させる方法を実施するためのキットをも本発明は包含する。高度遺伝子増幅系以外の系を用いた態様の説明は、IRとMARの説明を除き、既述の説明を適宜援用し得る。 By the way, the method according to the present invention described above can be applied to a system other than the advanced gene amplification system developed by the present inventor, that is, a normal system that does not use IR and MAR. Specifically, the method includes a step of culturing a mammalian cell into which a polynucleotide encoding a protein to be expressed is introduced under a low oxygen concentration condition that is less than the oxygen concentration at which the mammalian cell is normally cultured. The present invention also includes a method for increasing the efficiency of gene amplification. Furthermore, the present invention also relates to a method for increasing the efficiency of gene amplification, which comprises the step of simultaneously introducing a polynucleotide encoding a protein to be expressed and an inverted repeat sequence ( palindrome sequence ) into a mammalian cell. Includes. Furthermore, the present invention also includes a kit for carrying out a method for increasing the efficiency of gene amplification, comprising an inverted repeat sequence ( palindrome sequence ). For the description of the embodiment using a system other than the advanced gene amplification system, the above description can be used as appropriate, except for the explanation of IR and MAR.

本発明は、以下の通りに表現することができる。すなわち本発明にかかる方法は遺伝子増幅効率を増加させる方法であって、上記課題を解決するために、
(i)真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含む第1ポリヌクレオチドと、
(ii)発現させるべきタンパク質をコードする第2ポリヌクレオチド、およびプロモーターを含むポリヌクレオチドであり、かつ当該第2ポリヌクレオチドが当該プロモーターに制御可能に連結されている第3ポリヌクレオチドとを、哺乳動物細胞へ同時に導入する導入工程、並びに、
当該第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜する選抜工程を行なって、第2ポリヌクレオチドを増幅する場合において、以下に示される(1)または(I)のいずれか1つ以上の条件を満たすことを特徴としている:
(1)上記選抜工程において、第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を、哺乳動物細胞を通常培養する酸素濃度未満である低酸素濃度条件下で培養する;
(I)上記導入工程において、第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドと同時に、逆方向反復配列を哺乳動物細胞へ導入する。
The present invention can be expressed as follows. That is, the method according to the present invention is a method for increasing the efficiency of gene amplification, and in order to solve the above problems,
(i) a first polynucleotide comprising an origin of replication and a nuclear matrix binding region that function in eukaryotic cells;
(ii) a second polynucleotide encoding a protein to be expressed, and a polynucleotide comprising a promoter, and the third polynucleotide to which the second polynucleotide is controllably linked to the promoter; An introduction step for simultaneous introduction into cells, and
In the case of amplifying the second polynucleotide by performing a selection step of selecting mammalian cells into which the first and third polynucleotides have been introduced, any one of (1) or (I) shown below It is characterized by meeting the above conditions:
(1) In the selection step, the mammalian cells into which the first polynucleotide and the third polynucleotide are introduced are cultured under a low oxygen concentration condition that is less than the oxygen concentration at which the mammalian cells are normally cultured;
(I) In the introduction step, an inverted repeat sequence is introduced into a mammalian cell simultaneously with the first polynucleotide and the third polynucleotide.

また本発明にかかる方法は、以下に示す(II)の条件をさらに満たす方法であってもよい:
(II)上記プロモーターは、所定の操作によって転写活性が活性化または不活性化される転写活性調節型プロモーターであり、転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なう。
The method according to the present invention may be a method that further satisfies the following condition (II) :
(II) The promoter is a transcriptional activity-regulated promoter whose transcriptional activity is activated or inactivated by a predetermined operation, and the introduction step and selection are performed in a state where the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated. Perform the process.

また本発明にかかる方法は、上記逆方向反復配列が、回文配列であってもよい。   In the method according to the present invention, the inverted repeat sequence may be a palindromic sequence.

また本発明にかかる方法は、上記真核生物細胞内で機能する複製起点が、c-myc遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、またはβ-グロビン遺伝子座の複製起点に由来するものであってもよい。   In the method according to the present invention, the replication origin that functions in the eukaryotic cell may be derived from the replication origin of the c-myc locus, the dihydrofolate reductase locus, or the β-globin locus. Good.

また本発明にかかる方法は、上記核マトリックス結合領域が、Igκ遺伝子座、SV40初期領域、またはジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の核マトリックス結合領域に由来するものであってもよい。   In the method according to the present invention, the nuclear matrix-binding region may be derived from the nuclear matrix-binding region of the Igκ locus, SV40 early region, or dihydrofolate reductase locus.

また本発明にかかる方法は、上記低酸素濃度条件が、酸素濃度20%(v/v)未満であってもよい。   In the method according to the present invention, the low oxygen concentration condition may be an oxygen concentration of less than 20% (v / v).

また本発明は、上記方法を行なうためのキットであって、
真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含むポリヌクレオチドと、逆方向反復配列とを含むことを特徴とするキットをも包含する。
The present invention also provides a kit for performing the above method,
Also included is a kit comprising a polynucleotide comprising an origin of replication and a nuclear matrix binding region that functions in eukaryotic cells, and an inverted repeat sequence.

また本発明は、発現させるべきタンパク質をコードするポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を、哺乳動物細胞を通常培養する酸素濃度未満である低酸素濃度条件下で培養する工程を含むことを特徴とする遺伝子増幅効率を増加させる方法をも包含する。   The present invention also includes a step of culturing a mammalian cell into which a polynucleotide encoding a protein to be expressed is introduced under a low oxygen concentration condition that is less than the oxygen concentration under which the mammalian cell is normally cultured. And a method for increasing the efficiency of gene amplification.

また本発明は、発現させるべきタンパク質をコードするポリヌクレオチドと、逆方向反復配列とを、哺乳動物細胞へ同時に導入する工程を含むことを特徴とする遺伝子増幅効率を増加させる方法をも包含する。さらに本発明は、上記方法を行なうためのキットであって、逆方向反復配列を含むことを特徴とするキットをも包含する。   The present invention also includes a method for increasing the efficiency of gene amplification, which comprises the step of simultaneously introducing a polynucleotide encoding a protein to be expressed and an inverted repeat sequence into a mammalian cell. Furthermore, the present invention includes a kit for performing the above-described method, wherein the kit includes an inverted repeat sequence.

以下添付した図面に沿って実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   Embodiments will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the present invention is also applied to the embodiments obtained by appropriately combining the disclosed technical means. It is included in the technical scope of the invention.

また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。   Moreover, all the academic literatures and patent literatures described in this specification are incorporated herein by reference.

〔実施例1〕
(方法)
ブラスティサイジン抵抗性遺伝子(「BSR」と適宜表記する)、IRおよびMARを持った2種類のプラスミド(pΔBNAR1およびpΔBNTRE)を、それぞれCHO−K1細胞(以下「CHO細胞」という)にリポフェクションにより導入した。その後、形質転換体を5μg/mlブラスティサイジンにより選抜した。ブラスティサイジンによる選抜の際に、培養雰囲気中の酸素濃度を、通常の20%(v/v)、低酸素条件の10%(v/v)、または低酸素条件の5%(v/v)にしてCHO細胞の培養を行なった。4週間培養後、細胞を固定し、プラスミドプローブを用いてFISHを行なった。
[Example 1]
(Method)
Two plasmids (pΔBNAR1 and pΔBNTRE) having a blasticidin resistance gene (referred to as “BSR” as appropriate), IR and MAR are introduced into CHO-K1 cells (hereinafter referred to as “CHO cells”) by lipofection, respectively. did. Thereafter, transformants were selected with 5 μg / ml blasticidin. During selection with blasticidin, the oxygen concentration in the culture atmosphere is set to 20% (v / v) of the usual, 10% (v / v) of the hypoxic condition, or 5% (v / v) of the hypoxic condition. ) And CHO cells were cultured. After culturing for 4 weeks, the cells were fixed and FISH was performed using a plasmid probe.

pΔBNAR1は、pSFVdhfrをBam HIおよびNru Iの同時消化によってヒグロマイシン抵抗性遺伝子を発現する部分を除去し、その後一旦クローン化した後に、BSRの下流でジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の複製起点(「DHFR IR」と適宜表記する)と接している部分にあるNot Iサイトで切断して、その位置にMAR活性を持つAR1を挿入することにより構築された。なお上記AR1は、「N. Shimizu, et al. (2001) Cancer Research , vol.61, p6987-6990.」に記載の方法によって取得された。   pΔBNAR1 removes the portion expressing the hygromycin resistance gene by simultaneous digestion of pSFVdhfr with Bam HI and Nru I, and then once cloned, followed by replication origin (“DHFR IR”) of the dihydrofolate reductase locus downstream of BSR. It was constructed by cutting at the Not I site at the part in contact with (where appropriate) and inserting AR1 having MAR activity at that position. The AR1 was obtained by the method described in “N. Shimizu, et al. (2001) Cancer Research, vol. 61, p6987-6990.”.

またpΔBNTREは、pSFVdhfrをBam HIおよびNru Iの同時消化によってヒグロマイシン抵抗性遺伝子を発現する部分を除去した後、その位置に、TRE promoter-マルチクローニングサイト(「MCS」と表記する)-SV40 polyAの配列を挿入することで構築された。なお上記TRE promoter-MCS-SV40 polyAの配列は、pTRE2Hyg(Clontech社より購入)をXho IおよびAse II消化することによって得られた。   In addition, pΔBNTRE removes the portion expressing the hygromycin resistance gene by simultaneous digestion of pSFVdhfr with Bam HI and Nru I, and then at that position, TRE promoter-multicloning site (denoted as “MCS”)-SV40 polyA It was constructed by inserting a sequence. The TRE promoter-MCS-SV40 polyA sequence was obtained by digesting pTRE2Hyg (purchased from Clontech) with Xho I and Ase II.

pSFVdhfr(11.0kbp)は、John Kolman 博士および Geoffrey M. Wahl 博士(The Salk Institute, San Diego, CA)から供与された。PSFVdhfrはヒドロ葉酸リダクターゼに対して3'-下流の領域に由来するOriβを含む4.6kbp断片を有している(「Dijkwel, P. A., and Hamlin, J. L. Matrix attachment regions are positioned near replication initiation sites, genes, and an interamplicon junction in the amplified dihydrofolate reductase domain of Chinese hamster ovary cells. Mol. Cell Biol., 8: 5398−5409, 1988.」参照)。   pSFVdhfr (11.0 kbp) was a gift from Dr. John Kolman and Dr. Geoffrey M. Wahl (The Salk Institute, San Diego, CA). PSFVdhfr has a 4.6 kbp fragment containing Oriβ from the 3′-downstream region of hydrofolate reductase (“Dijkwel, PA, and Hamlin, JL Matrix attachment regions are positioned near replication initiation sites, genes, and an interamplicon junction in the amplified dihydrofolate reductase domain of Chinese hamster ovary cells. Mol. Cell Biol., 8: 5398-5409, 1988.).

CHO細胞は、東北大学加齢医学研究所 医用細胞資源センターより入手された。細胞培養は、上記細胞株をD-MEM/F-12培地(Gibco社製)へ10%牛胎児血清を添加した培地中で、37℃、5% CO2存在下で行われた。 CHO cells were obtained from Tohoku University Institute of Aging Medicine, Medical Cell Resource Center. Cell culture was performed in a medium in which 10% fetal bovine serum was added to D-MEM / F-12 medium (Gibco) and the above cell line in the presence of 37 ° C. and 5% CO 2 .

上記のプラスミドを、Qiagenプラスミド精製キット(Qiagen Inc., Valencia, CA)により精製し、GenePorter 2リポフェクションキット(Gene Therapy Systems, San Diego, CA)により細胞にトランスフェクトした。   The above plasmid was purified with Qiagen plasmid purification kit (Qiagen Inc., Valencia, CA) and transfected into cells with GenePorter 2 lipofection kit (Gene Therapy Systems, San Diego, CA).

FISH法は、細胞に導入したものと同じプラスミドDNAをビオチンまたはDIG(ジゴキシゲニン:Digoxigein)標識したものをプローブとし、形質転換体細胞から調製した染色体標本との間でハイブリダイゼーションを行なった後、ハイブリダイズしたプローブを蛍光色素で検出することによって行なわれた。   The FISH method uses the same plasmid DNA introduced into cells as biotin or DIG (digoxigenin) labeled as a probe, hybridizes with a chromosomal specimen prepared from a transformant cell, and then hybridizes. This was done by detecting the soy probe with a fluorescent dye.

(結果)
図1にpΔBNAR1が導入された形質転換細胞の多クローン性集団において遺伝子増幅構造(遺伝子がHSRで小型増幅領域として増幅されている(「小型HSR」で示す)、遺伝子がHSRで中型増幅領域として増幅されている(「中型HSR」で示す)、および遺伝子がHSRで大型増幅領域として増幅されている(「大型HSR」で示す))が形成された頻度(すなわち「遺伝子増幅構造形成頻度」)を示した。また図2にpΔBNTREが導入された形質転換細胞の多クローン性集団において遺伝子増幅構造(小型HSR、中型HSR、および大型HSR)が形成された頻度を示した。なお遺伝子増幅構造形成頻度(単に「増幅構造形成頻度」ともいう)の合計が大きいほど、遺伝子増幅効率が高いことを示している。また小型HSR→中型HSR→大型HSRの順に増幅構造が大きくなればなるほど、細胞あたりの目的遺伝子のコピー数を顕著に増加させることができるというメリットを享受できる。増幅構造の大きさについては、”The ACT Cytogenetics Laboratory Manual (second edition” edited by Margaret J. Barch, Raven Press (1991)に記載された方法にしたがって分裂間期染色体標本を作製し、分裂間期染色体標本中で、染色体腕の幅を基準にして確認した。
(result)
FIG. 1 shows a gene amplification structure (a gene is amplified as a small amplification region by HSR (indicated by “small HSR”) in a polyclonal population of transformed cells into which pΔBNAR1 has been introduced. Frequency of amplification (indicated by “medium-sized HSR”) and gene being amplified as a large amplification region by HSR (indicated by “large-sized HSR”) (ie, “gene amplification structure formation frequency”) showed that. FIG. 2 shows the frequency of formation of gene amplification structures (small HSR, medium HSR, and large HSR) in a polyclonal population of transformed cells introduced with pΔBNTRE. In addition, it shows that gene amplification efficiency is so high that the total of gene amplification structure formation frequency (it is also only called "amplification structure formation frequency") is large. Further, as the amplification structure increases in the order of small HSR → middle HSR → large HSR, it is possible to enjoy the advantage that the copy number of the target gene per cell can be remarkably increased. Regarding the size of the amplified structure, an interphase chromosome sample was prepared according to the method described in “The ACT Cytogenetics Laboratory Manual (second edition” edited by Margaret J. Barch, Raven Press (1991). In the specimen, confirmation was made based on the width of the chromosome arm.

図1および図2の横軸は培養雰囲気中の酸素濃度%(v/v)を示し、縦軸は増幅構造形成頻度(%)を示す。両図によれば、IRおよびMARを備えたプラスミド(pΔBNAR1、およびpΔBNTRE)が導入された形質転換細胞を、低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合は、通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合に比して、明らかに増幅構造形成頻度が高くなっていることが示された。また低酸素濃度条件下で培養された細胞は、増幅構造が大型化する傾向が見られた(中型HSRまたは大型HSRが増加)。   The horizontal axis of FIGS. 1 and 2 represents the oxygen concentration% (v / v) in the culture atmosphere, and the vertical axis represents the amplification structure formation frequency (%). According to both figures, transformed cells introduced with plasmids (pΔBNAR1 and pΔBNTRE) equipped with IR and MAR were subjected to low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v)). It was shown that the frequency of amplification structure formation was clearly higher in the case of cultivating under the condition (2) than in the case of culturing under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v)). In addition, the cells cultured under low oxygen concentration conditions tended to increase in size of the amplified structure (increase in medium-sized HSR or large-sized HSR).

なお、図1および2における「L」、「M」、および「S」は、「大型HSR」、「中型HSR」、および「小型HSR」をそれぞれ示す(以下の実施例において同じ)。   Note that “L”, “M”, and “S” in FIGS. 1 and 2 indicate “large HSR”, “medium HSR”, and “small HSR”, respectively (the same applies to the following examples).

〔実施例2〕
(方法)
TREプロモーターの下流に発現マーカーのd2EGFP構造遺伝子(以下「d2EGFP遺伝子」)を備え、且つIRおよびMARをもつプラスミド(pSFVdhfr/d2EGFP)、または、TREプロモーターおよびd2EGFP遺伝子を備え、IRおよびMARを有しないプラスミド(pSFV-Vd2EGFP)をそれぞれTet-Onプラスミド(クロンテック社製)と共に、CHO細胞にリポフェクションにより導入した。その後、形質転換体を5μg/mlブラスティサイジンにより選抜した。ブラスティサイジンによる選抜の際に、培養雰囲気中の酸素濃度を、通常の20%(v/v)、低酸素条件の10%(v/v)、または低酸素条件の5%(v/v)にしてCHO細胞の培養を行なった。4週間培養後、細胞を固定し、プラスミドプローブを用いてFISHを行なった。また4週間培養後、Doxycycline(クロンテック社製、以下「Dox」という)を1μg/mlになるように培地中へ添加することによって、タンパク質の発現を誘導し、セルソーターでd2EGFP(Green Fluorescent Protein)の発現量を定量した。セルソーターによるd2EGFP発現量の測定は、生細胞のみをゲートにかけ、2万個の細胞をソートすることによって行なわれた。なおセルソーターは、Becton Dickinson 社製を用い、運転条件は付属のマニュアルに従った。
[Example 2]
(Method)
A plasmid (pSFVdhfr / d2EGFP) having an expression marker d2EGFP structural gene (hereinafter “d2EGFP gene”) downstream of the TRE promoter and having IR and MAR, or having a TRE promoter and d2EGFP gene, and having no IR and MAR The plasmid (pSFV-Vd2EGFP) was introduced into CHO cells together with Tet-On plasmid (Clontech) by lipofection. Thereafter, transformants were selected with 5 μg / ml blasticidin. During selection with blasticidin, the oxygen concentration in the culture atmosphere is set to 20% (v / v) of the usual, 10% (v / v) of the hypoxic condition, or 5% (v / v) of the hypoxic condition. ) And CHO cells were cultured. After culturing for 4 weeks, the cells were fixed and FISH was performed using a plasmid probe. After 4 weeks of culture, Doxycycline (Clontech, hereinafter referred to as “Dox”) is added to the medium at 1 μg / ml to induce protein expression, and the cell sorter d2EGFP (Green Fluorescent Protein). The expression level was quantified. The measurement of the expression level of d2EGFP by a cell sorter was performed by sorting only 20,000 cells by using only live cells as a gate. The cell sorter was manufactured by Becton Dickinson and operating conditions were in accordance with the attached manual.

pSFVdhfr/d2EGFPは、pSFVdhfrのヒグロマイシン抵抗性遺伝子発現ユニットを除去し、その位置にTREプロモーター(クロンテック社製)、d2EGFP遺伝子、SV40 poly A配列(pTRE-d2EGFP (クロンテック社製)由来)を、この順で、転写がIRの方向に向かうように組み込むことにより構築された。なお上記pSFVdhfr(11.0kbp)は、John Kolman 博士および Geoffrey M. Wahl 博士(The Salk Institute, San Diego, CA)から供与された。PSFVdhfrはヒドロ葉酸リダクターゼに対して3'-下流の領域に由来するOriβを含む4.6kbp断片を有している(「Dijkwel, P. A., and Hamlin, J. L. Matrix attachment regions are positioned near replication initiation sites, genes, and an interamplicon junction in the amplified dihydrofolate reductase domain of Chinese hamster ovary cells. Mol. Cell Biol., 8: 5398−5409, 1988.」参照)。   pSFVdhfr / d2EGFP removes the hygromycin-resistant gene expression unit of pSFVdhfr, and in that order the TRE promoter (Clontech), d2EGFP gene, SV40 poly A sequence (derived from pTRE-d2EGFP (Clontech)) Thus, it was constructed by incorporating the transcription so that it was directed in the IR direction. The above pSFVdhfr (11.0 kbp) was provided by Dr. John Kolman and Dr. Geoffrey M. Wahl (The Salk Institute, San Diego, CA). PSFVdhfr has a 4.6 kbp fragment containing Oriβ from the 3′-downstream region of hydrofolate reductase (“Dijkwel, PA, and Hamlin, JL Matrix attachment regions are positioned near replication initiation sites, genes, and an interamplicon junction in the amplified dihydrofolate reductase domain of Chinese hamster ovary cells. Mol. Cell Biol., 8: 5398-5409, 1988.).

またpSFV-Vd2EGFPは、pSFVdhfrからDHFR IR部分をNot I消化により切り出し、一旦クローン化した後、Bam HIおよびNru I消化によりヒグロマイシン抵抗性遺伝子の発現カセットを除き、その位置にTREプロモーター(クロンテック社製)、d2EGFP遺伝子、SV40 poly A配列(pTRE-d2EGFP (クロンテック社製)由来)を、この順で、転写がBam HIがあった方向に向かうように組み込むことにより構築された。   In addition, pSFV-Vd2EGFP was excised from pSFVdhfr by DHFR IR part by Not I digestion, and once cloned, then the expression cassette of hygromycin resistance gene was removed by Bam HI and Nru I digestion, and the TRE promoter (manufactured by Clontech) was placed at that position. ), D2EGFP gene, SV40 poly A sequence (derived from pTRE-d2EGFP (manufactured by Clontech)) was constructed in this order so that transcription was directed in the direction of Bam HI.

(結果)
図3〜図7は、pSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞に関する結果を示しており、図3は遺伝子増幅構造形成頻度を示す図であり、図4は各形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量を示す図であり、図5は20%(v/v)の酸素条件で培養された形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図であり(d2EGFP発現量=2,882)、図6は10%(v/v)の酸素条件で培養された形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図であり(d2EGFP発現量=10,825)、図7は5%(v/v)の酸素条件で培養された形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である(d2EGFP発現量=3,422)。
(result)
3 to 7 show the results regarding CHO cells into which pSFVdhfr / d2EGFP had been introduced. FIG. 3 shows the frequency of gene amplification structure formation. FIG. 4 shows the polyclonal population of each transformed cell. FIG. 5 is a diagram showing the results of analyzing the d2EGFP expression level of a polyclonal population of transformed cells cultured under 20% (v / v) oxygen conditions using a cell sorter (FIG. 5). d2EGFP expression level = 2,882), FIG. 6 is a diagram showing the results of analyzing the d2EGFP expression level of a polyclonal population of transformed cells cultured under 10% (v / v) oxygen conditions using a cell sorter ( d2EGFP expression level = 10,825), FIG. 7 is a diagram showing the results of analyzing the d2EGFP expression level of a polyclonal population of transformed cells cultured under 5% (v / v) oxygen conditions using a cell sorter ( d2EGFP expression level = 3,422).

図3によれば、IRおよびMARを備えたプラスミド(pSFVdhfr/d2EGFP)が導入された形質転換細胞を、低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合は、通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合に比して増幅構造形成頻度が高くなる傾向が見られ、さらに低酸素濃度条件下で培養された細胞は、増幅構造が大型化していることが示された(大型HSRが増加していた)。また図4〜7によれば、IRおよびMARを備えたプラスミド(pSFVdhfr/d2EGFP)が導入された形質転換細胞を、低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合は、通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合に比してd2EGFPの発現量が高くなっていることが示された。   According to FIG. 3, transformed cells introduced with a plasmid (pSFVdhfr / d2EGFP) equipped with IR and MAR were subjected to low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v)). In the case of culturing, the frequency of amplification structure formation tends to be higher than that in the case of culturing under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v)), and cells cultured under low oxygen concentration conditions. Showed that the amplification structure was enlarged (large HSR increased). 4-7, the transformed cells into which the plasmid (pSFVdhfr / d2EGFP) provided with IR and MAR was introduced were subjected to low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v). It was shown that the expression level of d2EGFP was higher when cultured in ()) than when cultured under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v)).

また図8〜図12は、pSFV-Vd2EGFPが導入されたCHO細胞に関する結果を示しており、図8は遺伝子増幅構造形成頻度を示す図であり、図9は各形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量を示す図であり、図10は20%(v/v)の酸素条件で培養された形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図であり(d2EGFP発現量=136)、図11は10%(v/v)の酸素条件で培養された形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図であり(d2EGFP発現量=165)、図12は5%(v/v)の酸素条件で培養された形質転換細胞の多クローン性集団のd2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果を示す図である(d2EGFP発現量=740)。   8 to 12 show the results regarding CHO cells into which pSFV-Vd2EGFP has been introduced. FIG. 8 shows the frequency of gene amplification structure formation. FIG. 9 shows the polyclonal population of each transformed cell. FIG. 10 is a diagram showing the results of analyzing the d2EGFP expression level of a polyclonal population of transformed cells cultured under 20% (v / v) oxygen conditions using a cell sorter. (D2EGFP expression level = 136), FIG. 11 is a figure which shows the result of having analyzed the d2EGFP expression level of the polyclonal population of the transformed cell cultured by oxygen condition of 10% (v / v) by the cell sorter (d2EGFP Expression level = 165), FIG. 12 is a diagram showing the results of analyzing the expression level of d2EGFP in a polyclonal population of transformed cells cultured under oxygen conditions of 5% (v / v) using a cell sorter (d2EGFP expression level) = 740).

図8によれば、IRおよびMARを有しないプラスミド(pSFV-Vd2EGFP)が導入された形質転換細胞を、低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合は、通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合に比して増幅構造形成頻度が高くなる傾向が見られ、さらに低酸素濃度条件下で培養された細胞は、増幅構造が大型化していることが示された(中型HSRが増加していた)。また図9〜12によれば、IRおよびMARを備えたプラスミド(pSFVdhfr/d2EGFP)が導入された形質転換細胞を、低酸素濃度条件下(10%(v/v)または5%(v/v))で培養した場合は、通常の酸素濃度条件(20%(v/v))で培養した場合に比してd2EGFPの発現量が高くなることが示された。   According to FIG. 8, transformed cells into which a plasmid (pSFV-Vd2EGFP) without IR and MAR was introduced were subjected to low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v)). In the case of culturing, the frequency of amplification structure formation tends to be higher than that in the case of culturing under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v)), and cells cultured under low oxygen concentration conditions. Showed that the amplification structure was enlarged (medium-sized HSR was increased). Further, according to FIGS. 9 to 12, transformed cells into which a plasmid (pSFVdhfr / d2EGFP) equipped with IR and MAR was introduced were subjected to low oxygen concentration conditions (10% (v / v) or 5% (v / v). It was shown that the expression level of d2EGFP was higher when cultured in ()) than when cultured under normal oxygen concentration conditions (20% (v / v)).

〔実施例3〕
d2EGFP遺伝子の回文配列(Palindrome)をもつプラスミド(pΔBN.Palimd)を構築した。簡単には以下の通りとした。まずpSFVdhfr/d2EGFPをSac IIおよびBam HIで消化して得られたd2EGFP遺伝子をライゲーションすることによって、当該遺伝子の回文配列(Palindrome)の繰り返し構造を有する遺伝子構築物を得た。次に上記遺伝子構築物をBam HI消化することによって、d2EGFP遺伝子の回文配列(1単位)を調製した。得られたd2EGFP遺伝子の回文配列(1単位)を、pSFVdhfr/d2EGFPのSacIIおよびBam HI消化物にライゲーションして、ブラスティサイジン耐性遺伝子、IR、MAR、TREプロモーター、およびd2EGFP遺伝子の回文配列(1単位)を有するプラスミド(pΔBN.Palind)を構築した。当該pΔBN.Palindの模式図を図13に示す。なおpΔBN.Palindにおいては、目的遺伝子はブラスティサイジン耐性遺伝子(図13における「BSR」)といえる。
Example 3
A plasmid (pΔBN.Palimd) having a palindromic sequence of the d2EGFP gene was constructed. Briefly, it was as follows. First, by ligating the d2EGFP gene obtained by digesting pSFVdhfr / d2EGFP with Sac II and Bam HI, a gene construct having a repetitive structure of palindrome of the gene was obtained. Next, a palindromic sequence (1 unit) of the d2EGFP gene was prepared by digesting the gene construct with Bam HI. The palindromic sequence of the obtained d2EGFP gene (1 unit) was ligated to the SacII and Bam HI digests of pSFVdhfr / d2EGFP, and the palindromic sequence of the blasticidin resistance gene, IR, MAR, TRE promoter, and d2EGFP gene A plasmid (pΔBN.Palind) having (1 unit) was constructed. A schematic diagram of the pΔBN.Palind is shown in FIG. In pΔBN.Palind, the target gene can be said to be a blasticidin resistance gene (“BSR” in FIG. 13).

d2EGFP遺伝子の回文配列を有するpΔBN.Palind、d2EGFP遺伝子の回文配列を有しないpSFVdhfr/d2EGFPをそれぞれTet-Onプラスミド(クロンテック社製)と共に、CHO細胞にリポフェクションにより導入した(導入工程)。   pΔBN.Palind having the palindromic sequence of the d2EGFP gene and pSFVdhfr / d2EGFP not having the palindromic sequence of the d2EGFP gene were introduced into CHO cells by lipofection together with the Tet-On plasmid (Clontech) (introduction step).

遺伝子導入後の各細胞を、5μg/mlブラスティサイジンを含む培地中で2週間培養することによって、安定な形質転換細胞の多クローン性集団を選抜した(選抜工程)。   Each cell after the gene transfer was cultured in a medium containing 5 μg / ml blasticidin for 2 weeks to select a polyclonal population of stable transformed cells (selection step).

選抜工程によって選抜された形質転換細胞の多クローン性集団を新鮮な培地に接種し、さらに2週間培養を行なった(培養工程)。   The polyclonal population of transformed cells selected by the selection process was inoculated into a fresh medium, and further cultured for 2 weeks (culture process).

なお、以下に示すパターンにしたがって、Doxを1μg/mlとなるように培地中へ添加した。
(I)導入工程、選抜工程および培養工程の全工程においてDoxが系内に添加されている。
(II)導入工程および選抜工程においてDoxが系内に添加されている。培養工程においてDoxが培地に添加されていない。
(III)導入工程および選抜工程においてDoxが系内に添加されていない。培養工程の2週間においてDoxが培地に添加されている。
(IV)導入工程および選抜工程においてDoxが系内に添加されていない。培養工程の後半1週間のみにおいてDoxが培地に添加されている。
(V)導入工程および選抜工程においてDoxが系内に添加されていない。培養工程の最後の1日のみにおいてDoxが培地に添加されている。
In addition, according to the pattern shown below, Dox was added to the culture medium so that it might become 1 microgram / ml.
(I) Dox is added to the system in all steps of the introduction step, the selection step, and the culture step.
(II) Dox is added in the system in the introduction step and the selection step. Dox is not added to the medium during the culture process.
(III) Dox is not added to the system in the introduction step and the selection step. Dox is added to the medium during the 2 weeks of the culture process.
(IV) Dox is not added to the system in the introduction process and the selection process. Dox is added to the medium only in the latter half of the culture process.
(V) Dox is not added to the system in the introduction process and the selection process. Dox is added to the medium only during the last day of the culture process.

上記各工程を経た形質転換細胞を固定し、プラスミドプローブを用いてFISHを行なった。また上記細胞について、セルソーターでd2EGFPの発現量を定量した。   The transformed cells that had undergone the above steps were fixed, and FISH was performed using a plasmid probe. Moreover, about the said cell, the expression level of d2EGFP was quantified with the cell sorter.

(結果)
図14にpΔBN.Palindが導入されたCHO細胞の増幅構造形成頻度の結果を示し、図15にpSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞の増幅構造形成頻度の結果を示した。各図の横軸は(I)〜(V)は、上記Doxの添加パターン(I)〜(V)にそれぞれ対応している。図14と図15とを比較すれば、pΔBN.Palindが導入されたCHO細胞の増幅構造形成頻度の方が、pSFVdhfr/d2EGFPの場合のそれに比して明らかに高いということが分かる。すなわち上記結果は、回文配列を導入することによって遺伝子増幅効率が増加したことを示している。
(result)
FIG. 14 shows the result of the amplification structure formation frequency of the CHO cell introduced with pΔBN.Palind, and FIG. 15 shows the result of the amplification structure formation frequency of the CHO cell introduced with pSFVdhfr / d2EGFP. In each figure, the horizontal axes (I) to (V) correspond to the Dox addition patterns (I) to (V), respectively. Comparing FIG. 14 with FIG. 15, it can be seen that the amplification structure formation frequency of the CHO cells introduced with pΔBN.Palind is clearly higher than that in the case of pSFVdhfr / d2EGFP. That is, the above results indicate that gene amplification efficiency was increased by introducing palindromic sequences.

また図14および15の結果によれば、(I)および(II)のパターンに比して、(III)、(IV)および(V)のパターンでDoxを添加した細胞の方が、増幅構造形成頻度が高くなる傾向にあり、さらに増幅構造が大型化していることが示された(中型HSRおよび大型HSRが増加していた)。すなわちこの結果は、転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なうことによって、遺伝子の増幅効率が向上したことを示している。   Further, according to the results of FIGS. 14 and 15, the amplified structure of cells added with Dox in the patterns of (III), (IV) and (V) compared to the patterns of (I) and (II). The frequency of formation tended to increase, and the amplification structure was shown to be larger (medium-sized HSR and large-sized HSR were increased). That is, this result indicates that the gene amplification efficiency was improved by carrying out the introduction step and the selection step in a state where the transcription activity of the transcriptional activity-regulated promoter was inactivated.

図16〜21にpSFVdhfr/d2EGFPが導入されたCHO細胞のd2EGFP発現量を示した。図16は、(I)〜(V)のDox添加パターンにおける、d2EGFP発現量を示す棒グラフであり、図17〜21は、(I)〜(V)のパターンのパターンでDoxが添加された場合のd2EGFP発現量をセルソーターにより解析した結果をそれぞれ示す((I)のd2EGFP発現量=686、(II)のd2EGFP発現量=1,003、(III)のd2EGFP発現量=3,277、(IV)のd2EGFP発現量=3,459、(V)のd2EGFP発現量=3,020)。   16 to 21 show the expression level of d2EGFP in CHO cells into which pSFVdhfr / d2EGFP has been introduced. FIG. 16 is a bar graph showing the expression level of d2EGFP in the Dox addition patterns of (I) to (V), and FIGS. 17 to 21 are cases where Dox is added in the pattern patterns of (I) to (V). (2) d2EGFP expression level = 686, (II) d2EGFP expression level = 1,003, (III) d2EGFP expression level = 3,277, (IV) ) D2EGFP expression level = 3,459, (V) d2EGFP expression level = 3,020).

図16〜21によれば、d2EGFPの発現量についても、(I)および(II)のパターンに比して、(III)、(IV)および(V)のパターンでDoxを添加した細胞の方が、高くなることが示された。すなわちこの結果は、転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なうことによって、遺伝子の増幅効率が向上し、最終的にd2EGFPが高発現したことを示している。   According to FIGS. 16 to 21, the expression level of d2EGFP is also higher in the cells to which Dox is added in the patterns (III), (IV) and (V) than in the patterns (I) and (II). However, it was shown to be higher. In other words, this result indicates that the gene amplification efficiency was improved and the d2EGFP was highly expressed in the final stage by performing the introduction and selection steps while the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter was inactivated. ing.

上記説示したように本発明にかかる方法によれば、高度遺伝子増幅系を用いて、または当該高度遺伝子増幅系を用いることなく目的遺伝子を増幅する際に、遺伝子増幅効率を増加させることが可能となる。それゆえ本発明によれば、所望のタンパク質(例えば有用タンパク質)を大量に生産することができるという効果を奏する。   As described above, according to the method of the present invention, it is possible to increase gene amplification efficiency when a target gene is amplified using an advanced gene amplification system or without using the advanced gene amplification system. Become. Therefore, according to the present invention, the desired protein (for example, useful protein) can be produced in large quantities.

したがって本発明は、タンパク質の生産を行なう産業、例えば医薬品、化学、食品、化粧品、繊維等種々広範な産業において利用可能である。
Therefore, the present invention can be used in various industries that produce proteins, such as pharmaceuticals, chemistry, foods, cosmetics, and fibers.

Claims (12)

(i)真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含む第1ポリヌクレオチドと、(ii)発現させるべきタンパク質をコードする第2ポリヌクレオチド、およびプロモーターを含むポリヌクレオチドであり、かつ当該第2ポリヌクレオチドが当該プロモーターに制御可能に連結されている第3ポリヌクレオチドとを、哺乳動物細胞へ同時に導入する導入工程、並びに
当該第1および第3ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜する選抜工程を行なって、第2ポリヌクレオチドを増幅する場合において、
以下に示される(I)の条件および(II)の条件を満たすことを特徴とする遺伝子増幅効率を増加させる方法:
(I)上記導入工程において、第1ポリヌクレオチドおよび第3ポリヌクレオチドと同時に、逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチドを哺乳動物細胞へ導入する
(II)上記プロモーターは、所定の操作によって転写活性が活性化または不活性化される転写活性調節型プロモーターであり、転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なう。
(i) a first polynucleotide comprising an origin of replication and a nuclear matrix binding region that functions in eukaryotic cells; (ii) a second polynucleotide encoding a protein to be expressed; and a polynucleotide comprising a promoter; And the introduction process which introduce | transduces into the mammalian cell simultaneously the 3rd polynucleotide by which the said 2nd polynucleotide is connected controllably with the said promoter, and the mammalian cell into which the said 1st and 3rd polynucleotide was introduce | transduced In the case of amplifying the second polynucleotide by performing a selection step of selecting
Method of increasing the gene amplification efficiency and satisfies the conditions and terms of (II) in shown below (I):
(I) in the introduction process, at the same time as the first polynucleotide and the third polynucleotide, introducing polynucleotides consisting of inverted repeat sequences into mammalian cells;
(II) The promoter is a transcriptional activity-regulated promoter whose transcriptional activity is activated or inactivated by a predetermined operation, and the introduction step and selection are performed in a state where the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated. Perform the process.
上記逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチドが、回文配列よりなるポリヌクレオチドである、請求項1に記載の方法。 Polynucleotides having the above inverted repeat sequence is a polynucleotide consisting of palindromic sequence, The method of claim 1. 上記真核生物細胞内で機能する複製起点が、c-myc遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、またはβ-グロビン遺伝子座の複製起点に由来することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 Origin of replication functional in the eukaryotic cell, c-myc locus, according to claim 1 or 2, characterized in that from the origin of replication dihydrofolate reductase locus, or β- globin locus Method. 上記核マトリックス結合領域が、Igκ遺伝子座、SV40初期領域、またはジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の核マトリックス結合領域に由来することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the nuclear matrix-binding region is derived from a nuclear matrix-binding region of an Igκ locus, an SV40 early region, or a dihydrofolate reductase locus. 請求項1に記載の方法を行なうためのキットであって、
真核生物細胞内で機能する複製起点および核マトリックス結合領域を含むポリヌクレオチドと、逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチド、所定の操作によって転写活性が活性化または不活性化される転写活性調節型プロモーターを含むポリヌクレオチドとを含むことを特徴とするキット。
A kit for performing the method of claim 1,
A polynucleotide comprising an origin of replication and a nucleic matrix attachment region that function in eukaryotic cells, a polynucleotide consisting of inverted repeat sequences, transcription activity regulated transcriptional activity is activated or inactivated by a predetermined operation A kit comprising a polynucleotide comprising a promoter .
上記逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチドが、回文配列よりなるポリヌクレオチドである、請求項5に記載のキット。 Polynucleotides having the above inverted repeat sequence is a polynucleotide consisting of palindromic sequence, The kit of claim 5. 上記真核生物細胞内で機能する複製起点が、c-myc遺伝子座、ジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座、またはβ-グロビン遺伝子座の複製起点に由来することを特徴とする請求項5または6に記載のキット。 Origin of replication functional in the eukaryotic cell, c-myc locus, according to claim 5 or 6, characterized in that from the origin of replication dihydrofolate reductase locus, or β- globin locus kit. 上記核マトリックス結合領域が、Igκ遺伝子座、SV40初期領域、またはジヒドロ葉酸リダクターゼ遺伝子座の核マトリックス結合領域に由来することを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のキット。 The kit according to any one of claims 5 to 7, wherein the nuclear matrix-binding region is derived from a nuclear matrix-binding region of an Igκ locus, an SV40 early region, or a dihydrofolate reductase locus. 発現させるべきタンパク質をコードする目的遺伝子、およびプロモーターを含むポリヌクレオチドであり、かつ当該目的遺伝子が当該プロモーターに制御可能に連結されているポリヌクレオチドを、哺乳動物細胞へ同時に導入する導入工程、並びに
上記ポリヌクレオチドが導入された哺乳動物細胞を選抜する選抜工程を行なって、上記目的遺伝子を増幅する場合において、以下に示される(I)の条件および(II)の条件を満たすことを特徴とする遺伝子増幅効率を増加させる方法:
(I)上記導入工程において、上記ポリヌクレオチドと同時に、逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチドを哺乳動物細胞へ導入する
(II)上記プロモーターは、所定の操作によって転写活性が活性化または不活性化される転写活性調節型プロモーターであり、転写活性調節型プロモーターの転写活性が不活性化された状態で導入工程および選抜工程を行なう。
Gene of interest encoding a protein to be expressed, and a polynucleotide comprising a promoter, and introducing step of the polynucleotide to which the target gene is operably linked to the promoter, is introduced simultaneously into the mammalian cells, and
Performs a selection process for selecting a mammalian cell in which the polynucleotide has been introduced, in the case of amplifying the target gene, and satisfies the condition and the condition of (II) in shown below (I) Methods to increase gene amplification efficiency:
In (I) the introduction step, simultaneously with the polynucleotide, introducing polynucleotides consisting of inverted repeat sequences into mammalian cells;
(II) The promoter is a transcriptional activity-regulated promoter whose transcriptional activity is activated or inactivated by a predetermined operation, and the introduction step and selection are performed in a state where the transcriptional activity of the transcriptional activity-regulated promoter is inactivated. Perform the process.
上記逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチドが、回文配列よりなるポリヌクレオチドである、請求項9に記載の方法。 Polynucleotides having the above inverted repeat sequence is a polynucleotide consisting of palindromic sequence, The method of claim 9. 請求項9に記載の方法を行なうためのキットであって、
逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチド、所定の操作によって転写活性が活性化または不活性化される転写活性調節型プロモーターを含むポリヌクレオチドとを含むことを特徴とするキット。
A kit for performing the method of claim 9 , comprising:
A polynucleotide consisting of inverted repeat sequences, the kit characterized in that it comprises a polynucleotide comprising the transcriptional activity regulated promoter which transcription activity is activated or inactivated by a predetermined operation.
上記逆方向反復配列よりなるポリヌクレオチドが、回文配列よりなるポリヌクレオチドである、請求項11に記載のキット。 Polynucleotides having the above inverted repeat sequence is a polynucleotide consisting of palindromic sequence, The kit of claim 11.
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