JP5691052B2 - 組換え生物及び組換え生物により作られるタンパク質 - Google Patents
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Description
(i)配列番号1の塩基配列を有する核酸
(ii)配列番号2のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする核酸
(iii)上記(i)の核酸と90%以上の配列同一性を有し、牽引糸タンパク質をコードする核酸
(iv)上記(i)の核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、牽引糸タンパク質をコードする核酸
(i)配列番号1の塩基配列を有する核酸
(ii)配列番号2のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする核酸
(iii)上記(i)の核酸と90%以上の配列同一性を有し、牽引糸タンパク質をコードする核酸
(iv)上記(i)の核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、牽引糸タンパク質をコードする核酸
配列番号1の塩基配列を有する核酸を含むベクターを利用し、上記核酸の両端にマッチするプライマーを設計し、PCR法によりクモ遺伝子を取得した。プライマーには、次の遺伝子操作をするために、あらかじめ適当な制限酵素サイトを設けた。具体的には、フォワードプライマーとしてMaSp1FW(5’−CGACTCACTATAGGGAATTCCTTAACTAGTGGAGCAGCC−3’)(配列番号3)を用い、リバースプライマーとしてMaSp1RV(5’−GACAATCCGTATACCAAGCTTTCTCTGCTAGCTAG−3’)(配列番号4)を用いた。
カイコフィブロインH鎖遺伝子プロモーター配列は、同遺伝子の配列(GeneBank登録番号AF226688)に基づいて設計したプライマーを用い、通常のカイコゲノムDNAをテンプレートとし、PCR法により取得した。具体的には、フォワードプライマーとして制限酵素HindIIIサイトを含むPfibH5’(5’−AAGCTTGTTGTACAAAACTGCC−3’)(配列番号5)を用い、リバースプライマーとしてSpeIサイトを含むPfibH3’(5’−TGCAGCACTAGTGCTGAAATCGCT−3’)(配列番号6)を用いた。
カイコフィブロインH鎖遺伝子のC末端部分配列は、同遺伝子の配列(GeneBank登録番号AF226688)に基づいて設計したプライマーを用い、通常のカイコゲノムDNAをテンプレートとし、PCR法により取得した。具体的には、フォワードプライマーとして、NheIサイトを含むLBS−FW(5’−CTAGCTAGCAGTTACGGAGCTGGCAGGG−3’)(配列番号7)を用い、リバースプライマーとして、BamHIサイトを含むLBS−RV(5’−CGGGATCCTAGTACATTCAAATAAAATGCATAC−3’)(配列番号8)を用いた。
上記カイコフィブロインH鎖プロモーター配列(FP)、クモ遺伝子配列(MASP)及びカイコフィブロインH鎖遺伝子のC末端部分配列(FC)を順に連結し、クモ遺伝子発現カセットとした。このクモ遺伝子発現カセットを、piggyBacトランスポゾンを含むベクタープラスミドに導入し、遺伝子組換え用ベクタープラスミドとした。図1は、遺伝子組換え用ベクタープラスミドの構造を示す模式図である。図1中の記号は以下のものを意味する。
MASP:クモ遺伝子配列
FC:カイコフィブロインH鎖遺伝子のC末端部分配列
MK:マーカー遺伝子配列
L:piggyBacトランスポゾンLハンド
R:piggyBacトランスポゾンRハンド
上記遺伝子組換用ベクタープラスミドを、大腸菌で増殖させ、「QIAGEN plasmid Midi Kit」((株)キアゲン社製)を用い、キットに添付したマニュアルに従って精製した。トランスポゼースタンパク質遺伝子を含むヘルパープラスミドも上記の方法で精製した。精製した上記のプラスミドDNAをTEバッファーで溶解し、遺伝子組換え用ベクタープラスミドDNAとヘルパープラスミドDNAを1対1の比で混和し、エタノール沈殿を行った。最後に、この混和DNAを400ng/ulの濃度になるように、5mMのKClを含むpH7のリン酸バッファーで調製した。これを産後3〜6時間のカイコ卵に顕微鏡の下で注射した。
カイコのゲノムDNAは、公知の方法(Sambrook and Maniatis,Molecular Cloning−A Laboratory Manualを参照)で抽出した。ゲノムDNAは制限酵素HaeIIIにより切断した後、セルフライゲーションされた。これをテンプレートとし、piggyBacの左右ハンドにそれぞれマッチする2ぺアのプライマーを用い、挿入位置のカイコゲノム配列を含む断片を送付し、配列を同定した。具体的には、レフトハンドフォワードプライマーとしてBacLF(5’−CTTGACCTTGCCACAGAGGACTATTAGAGG−3’)(配列番号9)を用い、レフトハンドリバースプライマーとしてBacLR(5’−CAGTGACACTTACCGCATTGACAAGCACGC−3’)(配列番号10)を用い、ライトハンドフォワードプライマーとして(5’−CCTCGATATACAGACCGATAAAACACATG−3’)(配列番号11)を用い、ライトハンドリバースプライマーとして(5’−GTCAGTCAGAAACAACTTTGGCACATATC−3’)(配列番号12)を用いた。図2は、クモ遺伝子発現カセットが挿入された位置の右側のカイコゲノム配列(配列番号13)を示す。
遺伝子組み換えカイコが作製した繭を切取り、1mgの繭片に対して50μlの60%LiSCNを加えて振動させ、室温下で2時間静置し、タンパク質を可溶化した。その後、15000rpmで遠心して不溶部分を除き、SDS−PAGEにより、上層の溶液中のクモ糸タンパク質とカイコのフィブロインとを分離した。図3は、遺伝子組換えカイコが作製した絹糸のタンパク質をSDS−PAGEで分離した結果を示す図である。図3中、FHはカイコフィブロインH鎖を意味し、MASPはクモ糸タンパク質を意味する。また、図3のレーン1にはHMW分子量マーカーを流し、レーン2には組換えカイコが作製した絹糸のタンパク質を含む上記上層の溶液を流し、レーン3にはレーン2の5倍のタンパク質を含む溶液を流した。分離結果から、絹糸タンパク質中のクモ糸タンパク質の含有率を計算したところ、22.5%と、従来の組換えカイコにおける上記含有率よりも顕著に高い数値を示した。
組換えカイコが作製した繭を40℃の温水に1分間漬け、毛羽を除き、丁寧に糸を採取し、20℃、65%RHの条件で一昼夜馴致したものをサンプルとした。得られたサンプルについて、SEM(走査電子顕微鏡)S−2380N(日立製作所製)を用い、10kV電圧で観察及び撮影を行った。これをもとに、糸の直径と断面積を推算し、その断面積をもとに糸の強度を計算した。コントロールとして、遺伝子組み換えを行っていないカイコ(非組換えカイコ)の繭についても同様の処理を行った。図4は、組換えカイコ(A)と非組換えカイコ(B)の絹糸の走査電子顕微鏡写真である。
組換えカイコが作製した繭を40℃の温水に1分間漬け、毛羽を除き、丁寧に糸を採取し、20℃、65%RHの条件で一昼夜馴致したものをサンプルとした。得られたサンプルについて、「AUTOGRAPH AGS−J」(島津製作所製)を用いて、20℃、65%RHの標準条件下で引っ張り試験を行った。コントロールとして、遺伝子組換えを行っていないカイコ(非組換えカイコ)が作製した絹糸についても、同様に引っ張り試験を行った。その結果、コントロール(非組換えカイコ)の絹糸の強度が397.0MPa(3.49g/d)であったのに対して、組換えカイコが作製した絹糸の強度は489.2MPa(4.27g/d)と、22.35%も増強していた。
Claims (3)
- 以下の(i)〜(iv)のいずれかの核酸が導入された非ヒト組換え生物。
(i)配列番号1の塩基配列を有する核酸
(ii)配列番号2のアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする核酸
(iii)前記(i)の核酸と90%以上の配列同一性を有し、牽引糸タンパク質をコードする核酸
(iv)前記(i)の核酸の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、牽引糸タンパク質をコードする核酸 - 組換えカイコである、請求項1に記載の組換え生物。
- 請求項2に記載の組換えカイコにより作られる絹糸。
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