JP6025745B2 - ヒト遺伝子由来プロモーター - Google Patents

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Description

本発明は、ヒト遺伝子由来プロモーターを有する外来遺伝子発現ベクターを用いることにより、外来蛋白質の転写活性が増強された哺乳動物形質転換宿主細胞、及びこれを用いた該外来蛋白質の製造方法に関する。
遺伝子組換え技術の発展によって、治療用蛋白質や抗体医薬といった蛋白質性医薬品が急速にその市場を拡大している。中でも、抗体医薬は人体に投与しても有害な免疫反応を引き起こさず、その特異性の高さから開発が盛んに進められている。
抗体医薬に代表される蛋白質性医薬を生産させる宿主としては、微生物や酵母、昆虫、動植物細胞、トランスジェニック動植物等を挙げることができる。蛋白質性医薬の生理活性や抗原性には、フォールディングや糖鎖修飾といった翻訳後修飾が必須であるため、複雑な翻訳後修飾を行うことができない微生物や糖鎖構造の異なる植物は宿主として不適である。ヒトと類似した糖鎖構造を有し、翻訳後修飾が可能、さらには安全性の面を考慮し、ヒトと近縁生物であるCHO細胞(Chinese Hamster Ovary:チャイニーズハムスターの卵巣)等の哺乳動物培養細胞が現在の主流となっている。
哺乳動物培養細胞を宿主とする場合、微生物等と比較して、増殖速度の低さ、生産性の低さ、高価なコスト等の問題を抱えている(非特許文献1)。また、蛋白質性医薬品を臨床で利用するためには大量の投与が必要となるため、世界的にもその生産能力の不足が問題となっている。哺乳類培養細胞発現系で蛋白質性医薬品を製造する場合、合成低分子医薬品に比べて製造コストが高いため、各製造工程の改良によって製造コストの低減が図られているが、哺乳類培養細胞発現系における生産量の向上も製造コスト低減の有力な方法である(非特許文献2、3)。そこで、哺乳動物培養細胞における外来遺伝子の生産性を向上させるため、これまでに、プロモーターやエンハンサー、薬剤選択マーカー、遺伝子増幅、培養工学的手法等多くのアプローチが試行錯誤されてきている。CHO細胞を宿主細胞として用いられる場合、外来遺伝子の発現、すなわち蛋白質性医薬品の生産にはウイルス由来のHuman cytomegalovirus major immediate early promoter(以下CMVプロモーター)が一般的に用いられている(非特許文献4、5、6)。また、CHO細胞において、ヒトリボソーム蛋白質遺伝子であるRPL32やRPS11の転写開始点の上流域のポリヌクレオチドをDNAエレメントとして使用し、他の異種プロモーターと組み合わせて蛋白質発現に使用できることが知られている(非特許文献7、特許文献1)
WO2006/123097
Florian M.Wurm.,Nat. Biotechnol. 22(11):1393−1398,2004 Farid SS., J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 848(1):8−18,2007 Werner RG. Economic aspects of commercial manufacture of biopharmaceuticals. J Biotechnol. 113(1−3):171−182,2004 Durocher Y et al., Curr Opin Biotechnol. 20(6):700−707,2009 Boshart M et al., Cell. 41(2):521−530,1985 Foecking MK et al., Gene. 45(1):101−105,1986 Hoeksema F. et al., Biotechnology Research International、Volume2011, Article ID 492875, 11pages
本発明の課題は、哺乳動物培養細胞等の宿主細胞において、高い外来遺伝子発現亢進活性を有するプロモーターを用いて、蛋白質性医薬品となる外来蛋白質の産生を亢進させる手段を提供することにある。CHO細胞等においてCMVプロモーターと同等以上のプロモーター活性をもつプロモーターを見出すことにより、哺乳動物細胞が安定的に外来遺伝子の高発現を達成する手段を提供し、哺乳類培養細胞発現系における蛋白質生医薬品の生産量の向上、すなわち製造コスト低減に貢献する手段を提供することができる。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ヒトリボソーム蛋白遺伝子の転写開始点の上流約2kbpのヌクレオチドから開始コドンに対応するヌクレオチド配列直前のヌクレオチドまでのポリヌクレオチドが、優れたプロモーター活性を有し、哺乳動物培養細胞において発現対象となる外来蛋白質の生産性を著しく向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
(1)配列表の配列番号1に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(2)配列表の配列番号2に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(3)配列表の配列番号3に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(4)前記(1)乃至(3)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列に対して95%以上同一性を有するヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、プロモーター活性を有するポリヌクレオチド。
(5)前記(1)乃至(3)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列に対して99%以上同一性を有するヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、プロモーター活性を有するポリヌクレオチド。
(6)前記(1)乃至(3)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドであって、プロモーター活性を有するポリヌクレオチド。
(7)前記(1)乃至(6)のいずれか一つに記載のポリヌクレオチドを含むことからなる、外来遺伝子発現ユニット。
(8)外来遺伝子が多量体蛋白質をコードする遺伝子である、前記(7)に記載の外来遺伝子発現ユニット。
(9)外来遺伝子がヘテロ多量体蛋白質をコードする遺伝子である、前記(7)に記載の外来遺伝子発現ユニット。
(10)外来遺伝子が抗体又はその機能性断片をコードする遺伝子である、前記(7)に記載の外来遺伝子発現ユニット。
(11)前記(7)乃至(10)のいずれか一つに記載の外来遺伝子発現ユニットを含む外来遺伝子発現ベクター。
(12)前記(7)乃至(10)のいずれか一つに記載の外来遺伝子発現ユニット及び下記A群の(a)乃至(i)に記載のポリヌクレオチドから選択されるいずれか一つ又は複数のポリヌクレオチドを含む外来遺伝子発現ベクター。
A群
(a)配列表の配列番号10に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(b)配列表の配列番号11に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(c)配列表の配列番号12に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(d)配列表の配列番号13に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(e)配列表の配列番号14に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
(f)配列表の配列番号10乃至14のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列のうち少なくとも3000の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチド。
(g)配列表の配列番号10乃至14のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列のうち少なくとも2000の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチド。
(h)前記(a)乃至(g)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列に対して95%以上同一性を有するポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、外来遺伝子発現亢進活性を有するポリヌクレオチド。
(i)上記(a)乃至(g)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列に対して99%以上同一性を有するヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、外来遺伝子発現亢進活性を有するポリヌクレオチド。
(13)前記(11)又は(12)に記載の外来遺伝子発現ベクターが導入された形質転換細胞。
(14)前記(11)又は(12)に記載の外来遺伝子発現ベクターとエレメントベクターが導入された形質転換細胞。
(15)細胞が哺乳動物由来の培養細胞である、前記(13)又は(14)に記載の形質転換細胞。
(16)哺乳動物由来の培養細胞が、COS−1細胞、293細胞、又はCHO細胞である、前記(15)に記載の形質転換細胞。
(17)前記(13)乃至(16)のいずれか一つに記載の形質転換細胞を培養し、培養物から外来遺伝子由来の蛋白質を取得することを特徴とする、該蛋白質の製造方法。
(18)形質転換細胞において外来遺伝子を発現させることを目的とする、前記(1)乃至(6)のいずれか一つに記載のポリヌクレオチド配列の使用。
(19)形質転換細胞において外来遺伝子を発現させることを目的とする、前記(11)又は(12)に記載の外来遺伝子発現ベクターの使用。
本発明のヒト遺伝子由来のプロモーターを用いた外来遺伝子発現ベクターを哺乳動物宿主細胞へ導入することによって、治療用蛋白質や抗体等の外来遺伝子の発現を著しく亢進することが可能になる。また、本発明のプロモーターは、DNAエレメントと組み合わせることにより、治療用蛋白質や抗体等の外来遺伝子の発現をさらに亢進することが可能になる。
CHO−K1ポリクローナル形質転換細胞におけるSEAP活性を指標としたプロモーター活性の評価。CMVプロモーターの値を1として各プロモーターのSEAP活性を示した。2回の独立した実験結果を示す。(n=3、平均±SD) CHO−K1ポリクローナル形質転換細胞におけるSEAP活性を指標としたトランケート型プロモーター活性の評価 。CMVプロモーターの値を1として各プロモーターの活性を示した。(n=3、平均±SD) ChIP on chipを行ったサンプルが、抗アセチル化ヒストンH3抗体特異的にChIPされたことを、GAPDH領域の増幅により確認した図。 DNAエレメントが挿入されたSEAP発現ベクターの概略図。 CHO形質転換細胞株を用いて、DNAエレメントA2、A7、A18、B5、C14の発現亢進効果について、CMVプロモーターにより発現されたSEAP活性を指標に確認した図。 CHO形質転換細胞株を用いて、DNAエレメントA2、A7の発現亢進効果について、EF−1α又はSV40プロモーターにより発現されたSEAP活性を指標に確認した図。 DNAエレメントが挿入された抗体発現(抗体遺伝子X 重鎖、軽鎖共発現)ベクターの概略図。 CHO形質転換細胞株を用いて、DNAエレメントA7の発現亢進効果について、CMV又はEF−1αプロモーターにより発現された抗体生産量を指標にELISA法により確認した図。 DNAエレメントA2及び関連配列の配列長。 CHO形質転換細胞株を用いて、DNAエレメントA2及び関連配列の発現亢進効果について、SEAP活性を指標に確認した図。 DNAエレメントA7及び関連配列の配列長。 CHO形質転換株を用いて、DNAエレメントA7及び関連配列の発現亢進効果について、SEAP活性を指標に確認した図。 DNAエレメントA18及び関連配列の配列長。 CHO形質転換株を用いて、DNAエレメントA18及び関連配列の発現亢進効果について、SEAP活性を指標に確認した図。 DNAエレメントB5及び関連配列の配列長。 CHO形質転換株を用いて、DNAエレメントB5及び関連配列の発現亢進効果について、SEAP活性を指標に確認した図。 DNAエレメントC14及び関連配列の配列長。 CHO形質転換株を用いて、DNAエレメントC14及び関連配列の発現亢進効果について、SEAP活性を指標に確認した図。 HEK293形質転換株を用いて、DNAエレメントA2、A7、A18、B5、C14の発現亢進効果について、SEAP活性を指標に確認した図。 DNAエレメントA2、A7、又はA18の全長配列を基準として始点と終点となるヌクレオチドを示した図。 DNAエレメントB5、又はC14の全長配列を基準として始点と終点となるヌクレオチドを示した図。
以下、本発明を具体的に説明する。
本明細書において、「遺伝子」とは、mRNAに転写され、蛋白質に翻訳される部分を意味し、DNAのみならずそのmRNA、cDNA及びそのRNAも含まれるものとする。
本明細書において、「ポリヌクレオチド」とは核酸と同じ意味で用いており、DNA、RNA、プローブ、オリゴヌクレオチド、及びプライマーも含まれている。
本明細書において、「ポリペプチド」と「蛋白質」は区別せずに用いている。
本明細書において、「遺伝子発現」とは、ある遺伝子がmRNAに転写される現象、及び/又は該mRNAから蛋白質が翻訳される現象を意味している。
本明細書において、「外来遺伝子」とは、人工的に宿主細胞に導入される遺伝子を意味している。
本明細書において、「外来蛋白質」とは、外来遺伝子にコードされる蛋白質を意味している。
本明細書において、「遺伝子発現ユニット」とは、転写の読み枠の方向に、少なくともプロモーター領域、外来遺伝子、転写ターミネーター領域(ポリA付加シグナル)を有するポリヌクレオチドを意味している。
本明細書において、「外来遺伝子発現亢進活性」とは、外来遺伝子を含む遺伝子発現ユニット周辺DNAに転写に有利な環境を作り出し、転写効率を大きく向上させることにより、外来蛋白質の宿主細胞における生産を亢進させる活性をいう。
本明細書において、「プロモーター」とは、DNAからRNAへの転写の開始に関与する転写因子が結合する領域を意味する。本明細書においては、「プロモーター領域」ということもある。プロモーターとして、例えば、転写開始点の上流約2kbpのヌクレオチドから開始コドンに対応するヌクレオチド配列直前のヌクレオチドまでのポリヌクレオチドを例示でき、5’UTR、及びイントロンを含んでもよい。
本明細書において、「プロモーター活性」とは、転写因子がプロモーターに結合し、転写を開始し、遺伝子にコードされる蛋白質の生産を行う活性をいい、分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)等のレポーター遺伝子にコードされる蛋白質の活性を指標として検定することが可能である。
本明細書において、「プロモーター活性を有する」とは、後記(実施例3)に記載のSEAP発現量を指標としたプロモーター活性の評価と同様の条件で、CMVプロモーターと同等以上のSEAP発現活性を有することをいう。
本明細書中において、「DNAエレメント」とは、遺伝子発現ユニットの近傍又は、遺伝子発現ユニットの含まれる外来遺伝子発現ベクター上に配置された場合に、外来遺伝子発現亢進活性を有するポリヌクレオチドを意味する。
本明細書中において、「抗体の機能性断片」とは、抗原との結合活性を有する抗体の部分断片を意味しており、Fab、F(ab’)等を含むが、抗原との結合能を有している限りこれらの分子に限定されない。
本明細書中において、「同一性」とは、当該分野で公知のように、配列の比較によって決定される、2つ以上のヌクレオチド配列又はアミノ酸配列の、配列間の関係をいう。当該分野において、「同一性」はまた、場合に応じて、一列の2つ以上のヌクレオチド配列間または2つ以上のアミノ酸配列間の一致によって決定したときの、核酸分子間またはポリペプチド間の配列関連性の程度を意味する。「同一性」は、2つ以上の配列のうち小さなものと、特定の数理的モデルまたはコンピュータプログラム(すなわち、「アルゴリズム」)によってアドレス指定されるギャップアラインメント(存在する場合)との間の同一一致のパーセントを算出することにより評価することができる。具体的には、European Molecular Biology Laboratory−European Bioinformatics Institute(EMBL−EBI)が提供するClustalW2等のソフトを使用することにより評価することができるが、当業者において使用されるものであればこれに限定されない。
本明細書中において、「ストリンジェントな条件でハイブリダイズする」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。例えば、ある核酸に対する同一性が80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、最も好ましく99%以上のヌクレオチド配列からなる核酸の相補鎖がハイブリダイズし、それより同一性が低いヌクレオチド配列からなる核酸の相補鎖がハイブリダイズしない条件を挙げることができる。より具体的には、市販のハイブリダイゼーション溶液ExpressHyb Hybridization Solution(クロンテック社製)中、68℃でハイブリダイズすること、又は、DNAを固定したフィルターを用いて0.7乃至1.0MのNaCl存在下68℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1乃至2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度SSCとは150 mM NaCl、15 mM クエン酸ナトリウムからなる)を用い、68℃で洗浄する条件又はそれと同等の条件でハイブリダイズすることを意味する。
1.外来遺伝子の発現亢進に使用されるプロモーター
本発明のヒト遺伝子由来のプロモーター(以下、「本発明のプロモーター」ということもある)として、ヒトリボソーム蛋白質遺伝子の転写開始点の上流約2kbpのヌクレオチドから開始コドンに対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドまでのポリヌクレオチドが好ましく、転写開始点の上流約1kbpのヌクレオチド、又は0.5kbpから開始コドン配列に対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドまでのポリヌクレオチドでもよい。
該ヒトリボソーム蛋白質遺伝子としては、好ましくは、ヒトリボソーム蛋白質S7遺伝子(以下、「RPS7」という)、ヒトリボソーム蛋白質L32遺伝子(以下、「RPL32」という)、ヒトリボソーム蛋白質L34遺伝子(以下、「RPL34」という)である。
本発明のプロモーターとして、好適には、RPS7、RPL32、又はRPL34のプロモーターであり、さらに好適には配列表の配列番号1乃至9に記載のポリヌクレオチドであり、特に好適には配列番号1乃至3のポリヌクレオチドである。
配列番号1乃至3のヌクレオチド配列は、それぞれRPS7、RPL32、RPL34の転写開始点の上流約2kbpのヌクレオチドから開始コドンに対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドからなる配列であり、配列番号4、6及び8は、それぞれ、RPS7、RPL32、RPL34の転写開始点の上流約1kbpのヌクレオチドから開始コドンに対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドからなる配列であり、配列番号5、7及び9は、それぞれRPS7、RPL32、RPL34の転写開始点の上流約0.5kbpのヌクレオチドから開始コドンに対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドからなる配列である。
また、本発明のプロモーターは配列番号1乃至9に示すいずれか一つのヌクレオチド配列に対して80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、最も好ましくは99%以上の同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつ、プロモーター活性を有するポリヌクレオチドであっても良い。
本発明のプロモーターは、配列番号1乃至9に記載のヌクレオチド配列からなる群から選択されるいずれか一つのヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、プロモーター活性を有するポリヌクレオチドであってもよい。
本発明のプロモーターは、配列番号1乃至9に記載のヌクレオチド配列からなる群から選択されるいずれか一つのヌクレオチド配列において、1又は複数、好ましくは1乃至300個、さらに好ましくは1乃至30個のヌクレオチドが欠失、置換、及び/又は付加されたヌクレオチド配列からなる変異ポリヌクレオチドであって、かつプロモーター活性を有するポリヌクレオチドであってもよい。
前記ヌクレオチド配列の変異(欠失、置換、及び/又は付加)の導入は、Kunkel法若しくはGapped duplex法等の当該技術分野で公知の手法、又はこれに準ずる方法により行うことができ、例えば部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(例えばMutant−K(タカラバイオ社製)若しくはMutant−G(タカラバイオ社製)、タカラバイオ社のLA PCR in vitro Mutagenesis シリーズキット等が利用できる。このような変異ポリヌクレオチドも本発明のプロモーターとして使用することができる。
本発明のプロモーターの有する外来遺伝子発現亢進活性は、SEAP等のレポーター遺伝子にコードされる蛋白質の活性を指標として検定することが可能である。CMVプロモーターを使用した場合と本発明のプロモーターを使用した場合を比較して、レポーター蛋白質の活性が同等以上、好ましくは1.2倍以上、より好ましくは1.5倍以上に上昇した場合、該プロモーターが外来遺伝子発現亢進活性を有すると判断することができる。1.2倍程度以上の亢進によっても、細胞の培養スケールの削減、培養時間、及び精製工程の短縮が期待され、結果として収量の向上と培養コストの削減が可能となる。収量が向上すれば、医薬としての外来蛋白質を安定して供給することが可能となる。又、培養コストが削減されれば、医薬としての外来蛋白質の原価が軽減される。
また、本発明のプロモーターは、当業者に周知の方法を用いて、宿主細胞に導入することにより、宿主細胞の内在性遺伝子の発現亢進に使用することも可能である。
2.外来遺伝子発現ユニット
本発明の外来遺伝子発現ユニット(以下、「本発明の遺伝子発現ユニット」ということもある)は、転写の読み枠の方向に、少なくとも前記1.に記載の本発明のプロモーター、外来遺伝子、及び転写ターミネーター領域(ポリA付加シグナル)を有するものである。
また、ポリA付加配列は、プロモーターからの転写に対して転写終結を起こす活性を有する配列であればよく、プロモーターの遺伝子と同じ又は異なる遺伝子のものであってもよい。
3.外来遺伝子の発現亢進に使用されるDNAエレメント
前記2.に記載の本発明の遺伝子発現ユニットとDNAエレメントを組み合わせて使用することにより、外来遺伝子の発現をさらに亢進することができる。組み合わせて使用するDNAエレメントは、実施例6に示されるように、アセチル化ヒストンH3との相互作用を指標として取得することが可能である。一般にヒストン(H3、H4)のアセチル化は転写の活性化に関与しているといわれており、主に2つの説が考えられている。ヒストンテールがアセチル化することで電荷的に中和され、DNAとヒストンとの結合が緩くなるというヌクレオソームの立体構造変化が関係している説(Mellor J. (2006) Dynamic nucleosomes and gene transcription. Trends Genet. 22(6):320−329)と、様々な転写因子のリクルートに関与するという説(Nakatani Y. (2001) Histone acetylases−versatile players. Genes Cells. 6(2):79−86)である。いずれの説においても、ヒストンのアセチル化が転写活性化に関与している可能性は高く、抗アセチル化ヒストンH3抗体を用いたクロマチン免疫沈降(Chromatin Immunoprecipitation;ChIP)によって、アセチル化ヒストンH3と相互作用するDNAエレメントを濃縮することが可能である。
本発明のプロモーターと組み合わせて使用する、外来遺伝子の発現亢進に使用されるDNAエレメントの1つとして、A2を挙げることができる。A2はヒト15番染色体80966429〜80974878に位置しており、AT含量62.2%、8450bpのポリヌクレオチドである。A2のヌクレオチド配列は、配列表の配列番号10に記載されている。
同様のDNAエレメントとして、A7、A18、B5、C14を挙げることができる。A7はヒト11番染色体88992123〜89000542に位置しており、AT含量64.52%、8420bpのポリヌクレオチドである。A7のヌクレオチド配列は、配列表の配列番号11に記載されている。
A18は、ヒト4番染色体111275976〜111284450に位置しており、AT含量62.54%、8475bpのポリヌクレオチドである。A18のヌクレオチド配列は、配列表の配列番号12に記載されている。
B5は、ヒト1番染色体143034684〜143043084に位置しており、AT含量66.37%、8401bpのポリヌクレオチドである。B5のヌクレオチド配列は、配列表の配列番号13に記載されている。
最後に、C14は、ヒト11番染色体46089056〜46097482に位置しており、AT含量63.81%、8427bpのポリヌクレオチドである。C14のヌクレオチド配列は、配列表の配列番号14に記載されている。
本発明のプロモーターと組み合わせて使用する、DNAエレメントの有する外来遺伝子発現亢進活性は、SEAP等のレポーター遺伝子にコードされる蛋白質の活性を指標として検定することが可能である。
本発明のプロモーターと組み合わせて使用する場合、前記DNAエレメントのいずれか1種を単独で使用しても良く、DNAエレメントの1種を2コピー以上使用しても良い。あるいは2種以上DNAエレメントを組み合わせて使用しても良い。
本発明のプロモーターと組み合わせて使用するDNAエレメントの好ましい例として、A2、A7、A18、B5、C14が挙げることができる。
本発明において使用されるDNAエレメントは、配列番号10乃至14に示すヌクレオチド配列に対して80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、最も好ましくは99%以上の同一性を有するヌクレオチド配列からなり、かつ外来遺伝子発現亢進活性を有するヌクレオチド配列であっても良い。ヌクレオチド配列のホモロジー検索は、例えば、日本DNAデータバンク(DNA Databank of JAPAN)等を対象に、FASTAやBLAST等のプログラムを用いて行うことができる。
本発明のプロモーターと組み合わせて使用されるDNAエレメントは、配列番号10乃至14に記載のヌクレオチド配列からなる群から選択されるいずれか一つのヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ外来遺伝子発現亢進活性を有するDNAエレメントであってもよい。
当業者であれば、Molecular Cloning(Sambrook, J. et al., Molecular Cloning :a Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 10 Skyline Drive Plainview, NY (1989))等を参照することにより、こうしたホモログ遺伝子を容易に取得することができる。また、前記のヌクレオチド配列の同一性は、同様に、FASTA検索やBLAST検索により決定することができる。
前記ポリヌクレオチドの変異(欠失、置換、及び/又は付加)の導入は、Kunkel法若しくはGapped duplex法等の当該技術分野で公知の手法、又はこれに準ずる方法により行うことができ、例えば部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(例えばMutant−K(タカラバイオ社製)若しくはMutant−G(タカラバイオ社製)、タカラバイオ社のLA PCR in vitro Mutagenesis シリーズキット等が利用できる。このような変異ポリヌクレオチドも本発明のDNAエレメントとして使用することができる。
本発明のプロモーターと組み合わせて使用されるDNAエレメントとしては、配列表の配列番号10乃至14のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列のうち、少なくとも3000、あるいは、少なくとも2000の連続するヌクレオチドからなる部分断片を使用することができる。このような部分断片の例としては、A2の部分断片であるA2−1乃至A2−17、A7の部分断片であるA7−1乃至A7−18、A18の部分断片であるA18−1乃至A18−4、B5の部分断片であるB5−1乃至B5−6、又はC14の部分断片であるC14−1乃至C14−14を挙げることができるが、外来遺伝子発現亢進活性を有している限りこれらの部分断片に限定されない。
本発明においては、前記部分断片のいずれか1種を単独で使用しても良く、部分断片の1種を2コピー以上使用しても良い。あるいは2種以上部分断片を組み合わせて使用しても良い。また、各DNAエレメントの全長配列と部分断片を組み合わせて使用しても良い。該組み合わせにおいて、部分断片は、組合せを構成する全長配列のDNAエレメント由来であっても、異なる全長配列のDNAエレメント由来であっても良い。
A2の各断片のポリヌクレオチド配列においては、A2−1は配列表の配列番号10の1乃至3000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−2は配列表の配列番号10の2801乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−3は配列表の配列番号10の5401乃至8450番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−4は配列表の配列番号10の701乃至2700番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−5は配列表の配列番号10の701乃至2200番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−6は配列表の配列番号10の701乃至3700番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−7は配列表の配列番号10の2001乃至5000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−8は配列表の配列番号10の4001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−9は配列表の配列番号10の1乃至3700番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−10は配列表の配列番号10の2001乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−11は配列表の配列番号10の2801乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−12は配列表の配列番号10の701乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−13は配列表の配列番号10の2001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−14は配列表の配列番号10の2801乃至8450番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−15は配列表の配列番号10の1乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−16は配列表の配列番号10の701乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてA2−17は配列表の配列番号10の2001乃至8450番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
A7の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、A7−1は配列表の配列番号11の601乃至3600番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−2は配列表の配列番号11の3601乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−3は配列表の配列番号11の5401乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−4は配列表の配列番号11の3401乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−5は配列表の配列番号11の1501乃至4500番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−6は配列表の配列番号11の4401乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−7は配列表の配列番号11の2401乃至5400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−8は配列表の配列番号11の1乃至3600番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−9は配列表の配列番号11の1501乃至5400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−10は配列表の配列番号11の2401乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−11は配列表の配列番号11の3401乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−12は配列表の配列番号11の4401乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−13は配列表の配列番号11の1乃至5400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−14は配列表の配列番号11の1501乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−15は配列表の配列番号11の2401乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−16は配列表の配列番号11の3401乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−17は配列表の配列番号11の1乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてA7−18は配列表の配列番号11の1501乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
A18の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、A18−1は配列表の配列番号12の1乃至5040番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A18−2は配列表の配列番号12の1001乃至6002番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A18−3は配列表の配列番号12の2001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてA18−4は配列表の配列番号12の3000乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
B5の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、B5−1は配列表の配列番号13の1乃至4001番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−2は配列表の配列番号13の1乃至3200番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−3は配列表の配列番号13の2491乃至5601番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−4は配列表の配列番号13の5373乃至8401番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−5は配列表の配列番号13の901乃至4001番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてB5−6は配列表の配列番号13の4001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
C14の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、C14−1は配列表の配列番号14の960乃至4015番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−2は配列表の配列番号14の1987乃至5014番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−3は配列表の配列番号14の4020乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−4は配列表の配列番号14の960乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−5は配列表の配列番号14の960乃至6011番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−6は配列表の配列番号14の4939乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−7は配列表の配列番号14の960乃至5014番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−8は配列表の配列番号14の2994乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−9は配列表の配列番号14の4020乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−10は配列表の配列番号14の1乃至5014番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−11は配列表の配列番号14の1987乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−12は配列表の配列番号14の2994乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−13は配列表の配列番号14の960乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてC14−14は配列表の配列番号14の1987乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
4.ポリヌクレオチドの取得
本発明において、後記の産生亢進の対象となる外来蛋白質をコードする外来遺伝子を含むポリヌクレオチドは、以下に示す一般的な方法により取得することができる。例えば、外来遺伝子が発現している細胞や組織に由来するcDNAライブラリーを、当該遺伝子断片をもとにして合成したDNAプローブを用いてスクリーニングすることにより単離することができる。mRNAの調製は、当該技術分野において通常用いられる手法により行うことができる。例えば、前記細胞又は組織を、グアニジニン試薬、フェノール試薬等で処理して全RNAを得、その後、オリゴ(dT)セルロースカラムやセファロース2Bを担体とするポリU−セファロース等を用いたアフィニティーカラム法により、あるいはバッチ法によりポリ(A)+RNA(mRNA)を得る。さらに、ショ糖密度勾配遠心法等によりポリ(A)+RNAをさらに分画してもよい。次いで、得られたmRNAを鋳型として、オリゴdTプライマー及び逆転写酵素を用いて一本鎖cDNAを合成し、該一本鎖cDNAからDNA合成酵素I、DNAリガーゼ及びRNaseH等を用いて二本鎖cDNAを合成する。合成した二本鎖cDNAをT4DNA合成酵素によって平滑化後、アダプター(例えば、EcoRIアダプター)の連結、リン酸化等を経て、λgt11等のλファージに組み込んでin vivoパッケージングすることによってcDNAライブラリーを作製する。また、λファージ以外にもプラスミドベクターを用いてcDNAライブラリーを作製することもできる。その後、cDNAライブラリーから目的のDNAを有する株(ポジティブクローン)を選択すればよい。
また、蛋白質の産生に用いる前記プロモーター、ターミネーター領域を含むポリヌクレオチド、前記DNAエレメント、又は外来遺伝子を含むポリヌクレオチドをゲノムDNAから単離する場合、は、一般的手法(Molecular Cloning(1989),Methods in Enzymology 194(1991))に従い、採取源となる生物の細胞株よりゲノムDNAを抽出し、ポリヌクレオチドを選別することにより行う。ゲノムDNAの抽出は、例えば、Cryer らの方法(Methods in Cell Biology, 12, 39−44(1975))及びP. Philippsenらの方法(Methods Enzymol., 194, 169−182(1991))に従って行うことができる。
目的とするプロモーター、DNAエレメント、又は外来遺伝子を含むポリヌクレオチドの取得は、例えばPCR法(PCR Technology.Henry A.Erlich,Atockton press(1989))によって行うこともできる。PCR法を用いたポリヌクレオチドの増幅には、プライマーとして20〜30merの合成1本鎖DNAを、鋳型としてゲノムDNAを用いる。増幅された遺伝子はポリヌクレオチド配列を確認した後、用いる。PCRの鋳型としては、バクテリア人工染色体(BAC)等のゲノムDNAライブラリーを使用することが可能である。
一方、配列未知の外来遺伝子を含むポリヌクレオチドの取得は、(a)常法により遺伝子ライブラリーを作製し、(b)作製された遺伝子ライブラリーから所望のポリヌクレオチドを選択し、当該ポリヌクレオチドを増幅する、ことによって行うことができる。遺伝子ライブラリーは、採取源となる生物の細胞株から常法により得た染色体DNAを適当な制限酵素によって部分消化して断片化し、得られた断片を適当なベクターに連結し、該ベクターを適当な宿主に導入することによって調製することができる。また、細胞よりmRNAを抽出し、ここからcDNAを合成後、適当なベクターに連結し、該ベクターを適当な宿主に導入することによっても調製することができる。この際用いられるベクターとしては、通常公知の遺伝子ライブラリー調製用ベクターとして知られるプラスミドを用いることができ、ファージベクター又はコスミド等も広く用いることができる。形質転換又は形質導入を行う宿主は、前記ベクターの種類に応じたものを用いればよい。外来遺伝子を含むポリヌクレオチドの選択は、前記遺伝子ライブラリーから、外来遺伝子に特有の配列を含む標識プローブを用いるコロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法等によって行う。
また外来遺伝子を含むポリヌクレオチドを化学的に全合成することもできる。例えば相補的な2対のオリゴヌクレオチドを作製しこれらをアニールさせる方法や、数本のアニールされたDNAをDNAリガーゼにより連結する方法、又は一部相補的な数本のオリゴヌクレオチドを作製しPCRによりギャップを埋める方法等により、遺伝子を合成することができる。
ポリヌクレオチド配列の決定は、通常の方法、例えばジデオキシ法(Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 74, 5463−5467(1977))等により行うことができる。更に前記ポリヌクレオチド配列の決定は、市販のシークエンスキット等を用いることによっても容易に行い得る。
5.外来遺伝子発現ベクター、エレメントベクター
本発明の外来遺伝子発現ベクターとしては、前記1.に記載の本発明のプロモーターを含む前記2.に記載の外来遺伝子発現ユニットを含むベクターが提供される。本発明の外来遺伝子発現ベクターは、前記3.に記載のDNAエレメントの1種、前記のDNAエレメントの1種を2個以上のコピー数、又は前記のDNAエレメントの2種以上の組み合わせを含んでもよい。前記の外来遺伝子発現ベクターによって外来遺伝子を宿主細胞内で発現させる際には、DNAエレメントを遺伝子発現ユニットの直前又は直後に配置してもよく、又は遺伝子発現ユニットから離れた位置に配置しても良い。また、複数のDNAエレメントを含む1つの外来遺伝子発現ベクターを用いてもよい。なお、DNAエレメントの向きは、遺伝子発現ユニットに対して順方向又は逆方向のいずれであっても良い。
また、本発明で使用されるベクターとしては、前記DNAエレメントの1種、前記のDNAエレメントの1種を2個以上のコピー数、又は前記のDNAエレメントの2種以上の組み合わせを含み、かつ遺伝子発現ユニットを含まないベクター(以下、「エレメントベクター」という。)も含まれる。このようなエレメントベクターは、前記のDNAエレメントを含む外来遺伝子発現ベクター、又は外来遺伝子発現ユニットのみを含みDNAエレメントは含まない外来遺伝子発現ベクターと組み合わせて使用することが可能である。エレメントベクターを並存させることによって、外来遺伝子発現ベクターを単独で使用する場合に比べて外来遺伝子の発現が亢進されるため、前記のベクターの組み合わせも本発明の外来遺伝子発現ベクターに含まれる。
外来遺伝子としては、特に限定はされないが、分泌型アルカリフォスファターゼ(SEAP)、緑色蛍光蛋白質(GFP)、ルシフェラーゼ等のレポーター遺伝子、α−アミラーゼ遺伝子、α−ガラクトシダーゼ遺伝子等の各種酵素遺伝子、医薬上有用な生理活性蛋白質であるインターフェロンα、インターフェロンγ等の各種インターフェロン遺伝子、IL1、IL2等の各種インターロイキン遺伝子、エリスロポエチン(EPO)遺伝子、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)遺伝子等の各種サイトカイン遺伝子、成長因子遺伝子、又は多量体蛋白質をコードする遺伝子、例えば抗体又はその機能性断片であるヘテロ多量体をコードする遺伝子等を挙げることができる。これらの遺伝子はいかなる手法によって得られるものでもよい。
「抗体の機能性断片」とは、抗原との結合活性を有する抗体の部分断片を意味しており、Fab、F(ab’)2、Fv、scFv、diabody、線状抗体、及び抗体断片より形成された多特異性抗体等を含む。また、F(ab’)2を還元条件下で処理した抗体の可変領域の一価の断片であるFab’も抗体の機能性断片に含まれる。但し、抗原との結合能を有している限りこれらの分子に限定されない。また、これらの機能性断片には、抗体蛋白質の全長分子を適当な酵素で処理したもののみならず、遺伝子工学的に改変された抗体遺伝子を用いて適当な宿主細胞において産生された蛋白質も含まれる。
また、本発明の外来遺伝子発現ベクター及びエレメントベクターには、形質転換体を選抜するための選択マーカーを含めることができる。例えば、セルレニン、オーレオバシジン、ゼオシン、カナバニン、シクロヘキシミド、ハイグロマイシン、ピューロマイシン、ブラストシジン、テトラサイクリン、カナマイシン、アンピシリン、ネオマイシン等の薬剤に対して耐性を付与する薬剤耐性マーカー等を使用することで、形質転換体の選抜を行うことが可能である。また、エタノール等に対する溶剤耐性や、グリセロールや塩等に対する浸透圧耐性、銅等の金属イオン耐性等を付与する遺伝子をマーカーにすることで、形質転換体の選抜を行うことも可能である。
本発明の外来遺伝子発現ベクター及びエレメントベクターは、染色体DNAに組込まれないベクターであってもよい。一般的に、外来遺伝子発現ベクターは宿主細胞に遺伝子導入された後、ランダムに染色体に組込まれるが、simian virus 40(SV40)やpapillomavirus(BPV、HPV)、EBV等の哺乳動物ウイルス由来の構成成分を用いることにより、導入された宿主細胞中で自己複製が可能なepisomal vectorとして使用することができる。例えば、SV40由来の複製起点及びtrans−acting factorであるSV40 large T抗原をコードした配列を有するベクターやEBV由来のoriP及びEBNA−1をコードした配列を有するベクター等が広く用いられている。DNAエレメントの効果はベクターの種類、あるいは染色体への組込み有無を問わず、外来遺伝子発現亢進活性を示すことが可能である。
6.形質転換細胞
本発明の形質転換細胞は、前記5.の外来遺伝子発現ベクターを用いて導入した形質転換細胞である。外来遺伝子発現ベクターとして、(A)DNAエレメントを含まない外来遺伝子発現ベクターのみを導入しても良く、又は(B)DNAエレメントを含まない外来遺伝子発現ベクターとエレメントベクターを組み合わせて導入しても良い。あるいは、(C)DNAエレメントを含む外来遺伝子発現ベクターを導入しても良く、又は(D)DNAエレメントを含む外来遺伝子発現ベクターとエレメントベクターを組み合わせて導入しても良い。
前記(B)又は(D)の組み合わせによる外来遺伝子の宿主細胞内での発現は、例えば、Girod らの方法(Biotechinology and Bioengineering, 91,2−11(2005))及びOtteらの方法(Biotechnol. Prog., 2007,23,801−807(2007))に従って行うことができる。
形質転換させる宿主細胞としては、真核細胞、好ましくは哺乳動物細胞、さらに好ましくはヒト、マウス、ラット、ハムスター、サル、又はウシ由来の細胞である。哺乳動物細胞としては、COS−1細胞、293細胞、CHO細胞(CHO−K1、DG44、CHO dhfr−、CHO−S)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
本発明において、宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、導入遺伝子が宿主内にて安定に存在し、かつ適宜発現させることができる方法であればいかなる方法でもよく、一般的に用いられている方法、例えば、リン酸カルシウム法(Ito et al., (1984) Agric.Biol.Chem.,48,341)、エレクトロポレーション法(Becker, D.M. et al. (1990) Methods. Enzymol., 194,182−187)、スフェロプラスト法(Creggh et al., Mol.Cell.Biol.,5,3376(1985))、酢酸リチウム法(Itoh, H. (1983) J. Bacteriol. 153, 163−168)、リポフェクション法等を挙げることができる。
7.外来蛋白質の製造方法
本発明における外来蛋白質の製造は、外来蛋白質をコードする遺伝子を、前記6.の項目に記載の形質転換細胞を公知の方法により培養し、その培養物から採取し、精製することにより行うことができる。「培養物」とは、培養上清のほか、培養細胞、又は細胞の破砕物のいずれをも意味するものである。なお、6.の項目に記載の形質転換細胞を用いて産生することのできる外来蛋白質としては、単量体蛋白質のみならず多量体蛋白質を選択することも可能である。異なる複数のサブユニットから構成されるヘテロ多量体蛋白質の生産を行う場合、これらのサブユニットをコードしている複数の遺伝子を、それぞれ6.の項目に記載の宿主細胞に導入する必要がある。
形質転換細胞を培養する方法は、その宿主細胞の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
形質転換細胞が哺乳動物細胞の場合は、例えば37℃、5%又は8%CO条件下で培養し、培養時間は24〜1000時間程度であり、培養は静置、振とう、攪拌、通気下の回分培養や流加培養又は連続培養等により実施することができる。
前記の培養物(培養液)から外来蛋白質遺伝子の発現産物の確認は、SDS−PAGE、ウエスタン解析、ELISA等により行うことができる。生産された蛋白質を単離精製するためには、通常の蛋白質の単離、精製法を用いればよい。培養後、目的蛋白質が細胞内に生産される場合には、細胞を超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー、ダイノミル等により破砕することにより、目的蛋白質を採取する。また、目的蛋白質が細胞外に生産される場合には、培養液をそのまま使用するか、遠心分離等により細胞を除去する。その後、有機溶媒による抽出等により目的蛋白質を採取し、必要に応じて各種クロマトグラフィー(疎水性クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー法、イオン交換クロマトグラフィー等)、分子篩を用いたゲルろ過法、ポリアクリルアミドゲル等を用いる電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用いて単離精製すればよい。
前記の培養法、精製法は一例であって、これらに限定されるものではない。なお、精製された遺伝子産物が有するアミノ酸配列の確認は、公知のアミノ酸分析、例えばエドマン分解法による自動アミノ酸配列決定法等により行うことができる。
8.抗体蛋白質の製造方法
前記7.の項目に記載の製造方法を用いて製造されるヘテロ多量体蛋白質としては抗体蛋白質を挙げることができる。抗体蛋白質は、2分子の重鎖ポリペプチド及び2分子の軽鎖ポリペプチドからなる4量体蛋白質である。従って、抗原結合能を維持した形態で抗体蛋白質を取得するためには、前記6.の項目に記載の形質転換細胞において、重鎖及び軽鎖の遺伝子の双方が導入されている必要がある。この場合に、重鎖及び軽鎖の遺伝子発現ユニットは、同じ発現ベクター上に存在しても良く、あるいは異なる発現ベクター上に存在していても良い。
本発明において製造される抗体としては、ウサギ、マウス、ラット等実験動物を所望の抗原で免疫して作製された抗体を挙げることができる。また、前記の抗体を原料とするキメラ抗体、及びヒト化抗体も本発明において製造される抗体として挙げることができる。さらに、遺伝子改変動物又はファージディスプレイ法によって取得されるヒト抗体についても、本発明において製造される抗体である。
抗体製造に用いる抗体遺伝子としては、該抗体遺伝子より転写・翻訳される重鎖ポリペプチドと軽鎖ポリペプチドの組合せが、任意の抗原蛋白質と結合する活性を保持している限り、特定のポリヌクレオチド配列を持つ抗体遺伝子に限定されない。
また、抗体遺伝子としては、必ずしも抗体の全長分子をコードしている必要はなく、抗体の機能性断片をコードしている遺伝子を用いることができる。これらの機能性断片をコードする遺伝子は、抗体蛋白質の全長分子をコードする遺伝子を遺伝子工学的に改変することによって取得することができる。
9.その他の外来蛋白質の製造方法
本発明の製造方法の対象となる外来蛋白質としては、前述の抗体に加え、ヒト又は非ヒト動物由来の各種蛋白質、その機能性断片、その改変体等を挙げることができる。そのような蛋白質等としては、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)、脳性ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)、バソプレッシン、ソマトスタチン、成長ホルモン(GH)、インスリン、オキシトシン、グレリン、レプチン、アディポネクチン、レニン、カルシトニン、オステオプロテジェリン、インスリン様成長因子(IGF)等のペプチドホルモン、インターロイキン、ケモカイン、インターフェロン、腫瘍壊死因子(TNFα/βほかTNFスーパーファミリー等)、神経成長因子(NGF)、細胞増殖因子(EGF、FGF、PDGF、HGF、TGF等)、造血因子(CSF、G−CSF、エリスロポエチン等)、アディポカイン等のサイトカイン、ТNF受容体等の受容体、リゾチーム、プロテアーゼ、プロテイナーゼ、ペプチダーゼ等の酵素、その機能性断片(元の蛋白質の生物活性を一部又は全部保持している断片)、それらの蛋白質を含むことからなる融合蛋白質等を挙げることができるが、それらに限定されるものではない。
10.実施例
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、これらの実施例は本発明の技術的範囲をなんら限定するものではない。本発明の実施例で用いるプラスミド、制限酵素、DNA修飾酵素等は市販のものであり、常法に従って使用することができる。また、DNAのクローニング、ポリヌクレオチド配列の決定、宿主細胞の形質転換、形質転換細胞の培養、得られる培養物からの蛋白質の採取、精製等に用いた操作についても当業者によく知られているものであるか、文献により知ることのできるものである。
(実施例1)プロモーター活性評価用ベクターCMV/pSeapIRESpuroの構築
プロモーター活性の評価は、SEAPの発現を指標にして行うこととし、評価用ベクターの構築を行った。
1−1)SEAPのcDNAのPCRによる増幅との制限酵素部位の付加
SEAPのcDNAは、開始コドンのATGの直前にNheI部位、終止コドンの直後にBglIIを付加したプライマーとKOD−Plus(TOYOBO)を用いたPCRにより増幅した。テンプレートとしては、pSEAP2−control(Clontech)を使用した。得られたフラグメントをNheIおよびBglIIで消化し、minelute reaction kit(QIAGEN)で精製した。
使用したプライマー
SEAPF:AAAGCTAGCATGCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGGGCC
SEAPR:AAAAGATCTTCATGTCTGCTCGAAGCGGCCGGCCGC
1−2)CMV/pSeapIRESpuroの構築
pIRESpuro3(Clontech)を、NheI―BamHIで消化後、1−1)で調製したSEAPフラグメントをligation反応により組み込んだ。得られたプラスミドをCMV/pSeapIRESpuro命名した。
(実施例2)RPS7、RPL32、及びRPL34のプロモーター領域のクローニング
mRNA量を指標とし、転写活性の高いプロモーターを有すると考えられるヒト遺伝子として、EEF2、YBX1,PPIA,PSAP,RAN,PRL32,PRL34,RPLP1,RPS7,RPS24,TMSB4X、UBC,YWHAE,ARPC2,SERBP1を選出し、各遺伝子のプロモーター領域のクローニングを行い、実施例3のプロモーター活性の評価に供した。
2−1)RPS7のプロモーター領域のクローニング
RPS7のプロモーター領域としては、GenBankにNM_001011.3で登録されているmRNAの配列を参考にして、RPS7の転写開始点の上流約2kbpのヌクレオチドから開始コドン配列に対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドまでの配列を用いた。
RPS7のプロモーター領域は、大腸菌人工染色体のクローンRP11−644P19(GenoTechs)をテンプレートとして、以下に示すプライマーセットとKOD−Plus(TOYOBO)を用いたPCRで増幅し、minelute reaction kit(QIAGEN)で精製した。CMV/pSeapIRESpuroをSpeI−NheI消化して、CMVプロモーターを取り除いた後に、SpeI−NheI部位にRPS7のプロモーター領域をIn−Fusion Advantage PCRクローニングキット(Clontech)を用いて組み込み、RPS7/pSeapIRESpuroを構築した。クローニングしたRPS7のプロモーター領域のヌクレオチド配列を配列表の配列番号1に示す。
RPS7のプライマーセット
RPS7−F:TTGATTATTGACTAGTATTTATGTATATTAACAGCACATTAACAGC
RPS7−R:GCAGCAGCATGCTAGCGGCTTTCTCCTGGGAGAACTGAAGGCACAGCGG
2−2)RPL32のプロモーター領域のクローニング
RPL32のプロモーター領域としては、GenBankにNM_000994.3で登録されているmRNAの配列を参考にして、RPL32の転写開始点の上流約2kbpのヌクレオチドから開始コドン配列に対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドまでの配列を用いた。
RPL32のプロモーター領域は、大腸菌人工染色体のクローンRP11−767C1(GenoTechs)をテンプレートとして、以下に示すプライマーセットとKOD−Plus(TOYOBO)を用いたPCRで増幅し、minelute reaction kit(QIAGEN)で精製した。CMV/pSeapIRESpuroをSpeI−NheI消化して、CMVプロモーターを取り除いた後に、SpeI−NheI部位にRPL32のプロモーター領域をIn−Fusion Advantage PCRクローニングキット(Clontech)を用いて組み込み、RPL32/pSeapIRESpuroを構築した。クローニングしたRPL32のプロモーター領域のヌクレオチド配列を配列表の配列番号2に示す。
RPL32のプライマーセット
RPL32−F:TTGATTATTGACTAGTCTAAAGTGATTCCTAAAGAATTCTTCCC
RPL32−R:GCAGCAGCATGCTAGCGATGCCTTTTGGGGAAGAAGCGGCCCC
2−3)RPL34のプロモーター領域のクローニング
RPL34のプロモーター領域としては、GenBankにNM_033625.2で登録されているmRNAの配列を参考にして、RPL34の転写開始点の上流約2kbpのヌクレオチドから開始コドン配列に対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドまでの配列を用いた。
RPL34のプロモーター領域は、大腸菌人工染色体のクローンRP11−462C24(GenoTechs)をテンプレートとして、以下に示すプライマーセットとKOD−Plus(TOYOBO)を用いたPCRで増幅し、minelute reaction kit(QIAGEN)で精製した。CMV/pSeapIRESpuroをSpeI−NheI消化して、CMVプロモーターを取り除いた後に、SpeI−NheI部位にRPL34のプロモーター領域をIn−Fusion Advantage PCRクローニングキット(Clontech)を用いて組み込み、RPL34/pSeapIRESpuroを構築した。クローニングしたRPL34のプロモーター領域のヌクレオチド配列を配列表の配列番号3に示す。
RPL34のプライマーセット
RPL34−F:TTGATTATTGACTAGTATGGTGGCACAATCATGGTTCACTGCAGCC
RPL34−R:GCAGCAGCATGCTAGCTCTGAGTGCCTAAATTAAGAATAGAGTAACATC
2−4)他のヒト遺伝子のプロモーター領域のクローニング
前記2−1)に記載の方法に準じて、EEF2、YBX1、PPIA、PSAP、RAN、PRL32、PRL34、RPLP1、RPS7、RPS24、TMSB4X、UBC、YWHA、ARPC2、SERBP1のプロモーター領域のクローニングを行い、クローニングされたポリヌクレオチドを含むpSeapIRESpuroを構築した。
(実施例3)CHO−K1ポリクローナル形質転換細胞におけるSEAP発現量を指標としたプロモーター活性の評価
3−1)トランスフェクション
CHO―K1細胞(ATCC)は10% Ultra−Low IgG FBS(GIBCO)を含むF−12 Nutrient Mixture培地(GIBCO)を用いて5%CO、37℃で継代培養した。
6 well plate(IWAKI)に5×10cells/wellでCHO−K1細胞を播種し、翌日に2μgの実施例1)、及び2)で作製したCMV/pSeapIRESpuro、RPS7/pSeapIRESpuro、RPL32/pSeapIRESpuro、及びRPL34/pSeapIRESpuro等をそれぞれlipofectamine2000(Invitrogen)を用いてトランスフェクションした。
3−2)Puromycinによる薬剤選択
トランスフェクションの2日後に、6 well plateから細胞をトリプシン処理により回収し、全量を6cm dish(Nunc)に播種するとともに培地に終濃度8 μg/mLのPuromycin(Clontech)を添加して薬剤選択を開始した。
3−3)ポリクローナル形質転換細胞株による評価
薬剤選択開始から11日後にポリクローナル形質転換細胞株をトリプシンで回収し細胞数を測定し、1×10cells/mL/wellで24 well plate(IWAKI)に播種し、24時間後に培養上清を回収し上清のSEAP活性をSensoLyteTM pNPP Secreted Alkaline Phosphatase Reporter Assay(ANASPEC)を用いて測定した。対照としたCMVプロモーター(CMV/pSeapIRESpuro)のSEAP活性と比べて強かったのは、RPS7、RPL32、RPL34のプロモーター領域であり、それぞれ1.7倍以上、2.0倍以上、2.5倍以上のSEAP活性であった(図1)。EEF2、YBX1、PPIA、PSAP、RAN、PRL32、PRL34、RPLP1、RPS7、RPS24、TMSB4X、UBC、YWHA、ARPC2、SERBP1のプロモーター領域は、CMVプロモーターのSEAP活性と比べて弱かった。
(実施例4)トランケート型プロモーターのクローニング
RPS7、RPL32、及びRPL34のトランケート型プロモーターとして、各遺伝子の転写開始点の約1kb上流のヌクレオチドから開始コドンに対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドまでのヌクレオチド配列(T1)、及び転写開始点の約0.5kb上流のヌクレオチドから開始コドンまで対応するヌクレオチド配列の直前のヌクレオチドまでのヌクレオチド配列(T2)を用いて、そのトランケート型プロモーターのクローニングを実施した。
4−1)RPS7T1、及びRPS7T2のクローニング
RPS7T1、及びRPS7T2は、2−1)で作製したRPS7/pSeapIRESpuroをテンプレートとして、以下に示すプライマーセットとKOD−Plus(TOYOBO)を用いたPCRで増幅し、minelute reaction kit(QIAGEN)で精製した。CMV/pSeapIRESpuroをSpeI−NheI消化して、CMVプロモーターを取り除いた後に、SpeI−NheI部位にRPS7T1、及びRPS7T2のプロモーター領域をIn−Fusion Advantage PCRクローニングキット(Clontech)を用いて組み込み、RPS7T1/pSeapIRESpuro、及びRPS7T2/pSeapIRESpuroを構築した。クローニングしたRPS7T1、及びRPS7T2のプロモーター領域のヌクレオチド配列を配列表の配列番号4、及び配列番号5に示す。
RPS7T1のプライマーセット
RPS7−T1:TTGATTATTGACTAGTCCTAGTGTGGCTTCTGCATTTTTCACAGTGC
RPS7−R:GCAGCAGCATGCTAGCGGCTTTCTCCTGGGAGAACTGAAGGCACAGCGG

RPS7T2のプライマーセット
RPS7−T2:TTGATTATTGACTAGTCCTCGGCTCACGGCAGCCTCGACCTTTCGGC
RPS7−R:GCAGCAGCATGCTAGCGGCTTTCTCCTGGGAGAACTGAAGGCACAGCGG
4−2)RPL32T1、及びRPL32T2のクローニング
RPL32T1、及びRPL32T2は、2−2)で作製したRPL32/pSeapIRESpuroをテンプレートとして、以下に示すプライマーセットとKOD−Plus(TOYOBO)を用いたPCRで増幅し、minelute reaction kit(QIAGEN)で精製した。CMV/pSeapIRESpuroをSpeI−NheI消化して、CMVプロモーターを取り除いた後に、SpeI−NheI部位にRPL32T1、及びRPL32T2のプロモーター領域をIn−Fusion Advantage PCRクローニングキット(Clontech)を用いて組み込み、RPL32T1/pSeapIRESpuro、及びRPL32T2/pSeapIRESpuroを構築した。クローニングしたRPL32T1、及びRPL32T2のプロモーター領域のヌクレオチド配列を配列表の配列番号6、及び配列番号7に示す。
RPL32T1のプライマーセット
RPL32T1:TTGATTATTGACTAGTCCTCTCGAGTAACTGGGACTACAGGCATGC
RPL32−R:GCAGCAGCATGCTAGCGATGCCTTTTGGGGAAGAAGCGGCCCC

RPL32T2のプライマーセット
RPL32T2:TTGATTATTGACTAGTGCAGTTTCGCCCAGTGGTTAGAAGCGTGG
RPL32−R:GCAGCAGCATGCTAGCGATGCCTTTTGGGGAAGAAGCGGCCCC
4−3)RPL34T1、及びRPL34T2のクローニング
RPL34T1、及びRPL34T2は、2−3)で作製したRPL34/pSeapIRESpuroをテンプレートとして、以下に示すプライマーセットとKOD−Plus(TOYOBO)を用いたPCRで増幅し、minelute reaction kit(QIAGEN)で精製した。CMV/pSeapIRESpuroをSpeI−NheI消化して、CMVプロモーターを取り除いた後に、SpeI−NheI部位にRPL34T1、及びRPL34T2のプロモーター領域をIn−Fusion Advantage PCRクローニングキット(Clontech)を用いて組み込み、RPL34T1/pSeapIRESpuro、及びRPL34T2/pSeapIRESpuroを構築した。クローニングしたRPL34T1、及びRPL34T2のプロモーター領域のヌクレオチド配列を配列表の配列番号8、及び配列番号9に示す。
RPL34T1のプライマーセット
RPL34T1:TTGATTATTGACTAGTGCTTCCTGGAGGTGCATTCTAAGAGCGCTCCCC
RPL34−R:GCAGCAGCATGCTAGCTCTGAGTGCCTAAATTAAGAATAGAGTAACATC

RPL34T2のプライマーセット
RPL34T2:TTGATTATTGACTAGTGTAAAGCTTGTGCTCTGAATAAATGACAAGG
RPL34−R:GCAGCAGCATGCTAGCTCTGAGTGCCTAAATTAAGAATAGAGTAACATC
(実施例5)CHO−K1ポリクローナル形質転換細胞におけるSEAP発現量を指標としたトランケート型プロモーターの活性の評価
5−1)トランスフェクション
CHO―K1細胞(ATCC)は10% Ultra−Low IgG FBS(GIBCO)を含むF−12 Nutrient Mixture培地(GIBCO)を用いて5%CO2、37℃で継代培養した。
6 well plate(IWAKI)に2×10cells/wellでCHO−K1細胞を播種し、翌日に2μgの実施例1)、2)及び4)で作製したCMV/pSeapIRESpuro、RPS7/pSeapIRESpuro、RPS7T1/pSeapIRESpuro、RPS7T2/pSeapIRESpuro、RPL32/pSeapIRESpuro、RPL32T1/pSeapIRESpuro、RPL32T2/pSeapIRESpuro、RPL34/pSeapIRESpuro、RPL34T1/pSeapIRESpuro、及びRPL34T2/pSeapIRESpuroをそれぞれFugene6(Roche Applied Science)を用いてトランスフェクションした。
5−2)Puromycinによる薬剤選択
トランスフェクションの2日後に、6 well plateから細胞をトリプシン処理により回収し、全量を6cm dish(Nunc)に播種するとともに培地に終濃度8 μg/mLのPuromycin(Clontech)を添加して薬剤選択を開始した。
5−3)ポリクローナル形質転換細胞株による評価
薬剤選択開始から11日後にポリクローナル形質転換細胞株をトリプシンで回収し細胞数を測定し、1×10cells/mL/wellで24 well plate(IWAKI)に播種し、24時間後に培養上清を回収し上清のSEAP活性をSensoLyte(登録商標) pNPP Secreted Alkaline Phosphatase Reporter Assay(ANASPEC)を用いて測定した。測定結果を図2に示す。各トランケート型プロモーターにおいても、対照としたCMVプロモーター(CMV/pSeapIRESpuro)のSEAP活性を上回るSEAP活性が得られ、これらのプロモーターがCMVよりも強いプロモーター活性を持つことが示された。
(実施例6)DNAエレメントの抽出
(6−1) 抗アセチル化ヒストンH3抗体を用いたクロマチン免疫沈降
抗アセチル化ヒストン抗体を用いたChIPは、下記手順によりEZ ChIP(Upstate)を用いて行った。尚、特記がない限り、下記手順の中で使用した抗体、buffer等はUpstate社製品を使用した。
まず、293F細胞(Invitrogen)をGIBCO(登録商標) FreeStyleTM 293 Medium(Invitrogen)を用いて37℃、8%CO条件下で培養を行い、遠心分離(1000rpm、5分、室温)により増殖期にある細胞を回収した。2×10個の細胞を1%ホルムアルデヒド入り培地で10分間攪拌した後、10×グリシンを加えて5分間室温で攪拌を行った。遠心分離(3000rpm、5分、4℃)により上清を除き、PBSを加えて細胞縣濁後に再度、遠心分離によりPBSを除去し、SDS lysis bufferを加えて細胞の縣濁・溶解を行った。溶解したサンプルを氷水で冷却しながら超音波ホモジナイザー(BRANSON)を用いてDNAの断片化を行い、protease inhibitor cocktail入りdilution buffer及びProtein G固定化アガロースを加え、4℃で1時間攪拌し、遠心分離後に上清の回収を行った。次に、10μgのnormal rabbit IgG、又はα―acetyl Histone H3抗体を加え、4℃で一晩攪拌を行った。その溶液にprotein G固定化アガロースを加えて、4℃で1時間攪拌後、遠心分離によりペレットの回収を行った。そのペレットをLow Salt Immune Complex Wash Bufferで2回、High Salt Immune Complex Wash Bufferで2回、LiCl Immune Complex Wash Bufferで2回、最後にTE Bufferで4回洗浄し、elution buffer(20μlの1M炭酸水素ナトリウム、10μlのSDS、170μlの滅菌水)を加えて30分後に遠心分離を行い、上清の回収を行った。
次に、その上清に5M塩化ナトリウムを加えて65℃で一晩加熱し、更に、RNase Aを加えて37℃で30分間インキュベートした。0.5M EDTA、1M Tris−HCl、Ptoteinase Kを加えて45℃で2時間静置した。
最後に、Ptoteinase Kで処理した溶液の5倍量のReagentA、B、Cを加え、Spin filterによる遠心分離(10000rpm、30秒、室温)によりクロマチン免疫沈降されたDNAの精製を行った。
(6−2)マイクロアレイ解析
GenomePlex Complete Whole Genome Amplification(WGA) Kit(Sigma)を用いて、(6−1)の各ChIPサンプルの増幅を行った。手順はKit付属のSigma社のプロトコールに従って行った。
ChIPの確認を行うため、WGAにより増幅した各DNA320ngを鋳型として、下記プライマー及びSYBR(登録商標) Premix Ex TaqTM(Perfect Real Time)(TAKARA)を用いて、PCR法(95℃ 5秒、60℃ 20秒×45cycle)によりグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素(glycelaldehyde−3−phosphate dehydrogenase:GAPDH)遺伝子内部の増幅を行った。なお、GAPDHは、ChIPによりDNAエレメントが濃縮されたことを確認するための陽性コントロールとなるハウスキーピング遺伝子であり、EZ ChIP(Upstate)に付属のプライマーを用いてPCR法を実施した。
5’−TACTAGCGGTTTTACGGGCG−3’
5’−TCGAACAGGAGGAGCAGAGAGCGA−3’
その結果、抗アセチル化ヒストンH3抗体で免疫沈降を行ったサンプル特異的にGAPDHの増幅が確認された(図3)。WGAによって増幅した各DNAサンプルをマイクロアレイ解析(NimbleGen)にかけることにより、Chromatin immunoprecipitation on Chip(ChIP on chip)を行った。ChIP on chipは、(6−1)で濃縮されたDNAをマイクロアレイ解析に供することによって、各DNAエレメントの同定を行う手法である。
(6−3)DNAエレメントの抽出
(6−2)から得られたChIP on chip解析結果を基に、62%以上のAT含量を有する5つの配列の抽出を行った。
A2;15番染色体(80966429〜80974878)
A7;11番染色体(88992123〜89000542)
A18;4番染色体(111275976〜111284450)
B5;1番染色体(143034684〜143043084)
C14;11番染色体(46089056〜46097482)
(実施例7)
分泌型アルカリフォスファターゼ(SEAP)の発現を指標とした、DNAエレメントの効果
(7−1)SEAP発現ベクターの構築
pSEAP2−control(Clontech)を鋳型に、下記プライマー及びKOD−plus−(TOYOBO)を用いたPCR法(94℃ 30秒、68℃ 2分×40cycle)により、SEAP遺伝子の増幅を行った。
5’−AAAGCTAGCATGCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGGGCC−3’
5’−AAAAGATCTTCATGTCTGCTCGAAGCGGCCGGCCGC−3’
次に、アガロースゲル電気泳動により増幅されたSEAP断片を分離後、ゲルから切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(Qiagen)により精製し、このDNA断片をインサートとした。インサートを制限酵素NheI、BglII、ベクターpIRES hyg3(clontech)を制限酵素NheI,BamHIで処理後、アガロース電気泳動によりそれぞれの目的断片を分離後、ゲルから切り出し、精製後に、ligation反応、transformationを行った。Ligation反応は、LigaFast Rapid DNA Ligation System(Promega)を用いて行った。Transformationは、まず、凍結しているコンピテントセルJM109(TAKARA)を融解し、その溶液にligation反応後の溶液10μlを加え、氷上で30分静置した。その後、heat shock(42℃、45秒)を行い、5分氷冷した。この菌体懸濁液に1mlのLB培地を加え、37℃で1時間振とうし、0.1mg/mlアンピシリン入りのLBプレートに播き、37℃で14〜16時間培養した。その後、アルカリ法によりLBプレート上で培養したコロニーから目的プラスミドの回収を行った。最後に、アルカリ法にて得られたプラスミド中のSEAPのポリヌクレオチド配列を決定することで、pCMV/SEAP ires Hygroを構築した。
(7−2)DNAエレメントのクローニング
次に、実施例6で抽出したDNAエレメントを、それぞれのポリヌクレオチド配列を有するバクテリア人工染色体(BAC)からBAC SUBCLONING Kit(Gene Bridges)を用いて(7−1)のSEAP発現ベクターへクローニングを行った。
まず、(7−1)のpCMV/SEAP ires Hygroを制限酵素SpeIで数時間処理し、エタノール沈殿を行い、滅菌水で溶解した。SpeI処理した前記ベクターを鋳型に、下記プライマー及びKOD−plus−(TOYOBO)を用いたPCR法(94℃ 15秒、55℃ 30秒、68℃ 10分×30cycle)を行った。
A2D;
5’−GGAAATTGAGAAGTATCATTCACAACAGTACCACAAACATGAAATAAATGTGGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2R;
5’−CTCATTCTGTGGGTTGTCATTTCACTTCCTTGATGCTATCCTTTCAAGCAAAATCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

A7D;
5’−CTTATTTTCTAAGTAGTATAGACTTAATTGTGAGAACAAAATAAAAACTTGGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A7R;
5’−CTCTTCCCATTCTCATTTGAATCTACTTCAAAAGGTTTACCATACTAAGACCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

A18D;
5’−CGCCTGTAATCCCAGCACTTTGGGAGGCTGAGGCGGGTGGATCACCTGAGGTCGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A18R;
5’−CATACAGAAGCCAGTTTGAACTGAGACCTCACTCCATTTCTTACAAGTTATGCCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

B5D;
5’−ACCGTTTTATATTGTTTAAGCATTTCCTAGACATATTTGGCTACAAATCTAGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
B5R;
5’−GATCTTAGGGGGGCTGATTATATAAAACAATAGAAATGTAGTCTTAGATGAAACCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

C14D;
5’−CACAAAGTTCACTGTCAAGGCCAGGTGATGAGGCCCACACATGCCCGGACCTTGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
C14R;
5’−CAAAACCTCATCTCTACTGAAAATAGAAAATTAGCTGGGCGTGGTGGCAGGTGCCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’
反応溶液の一部を用いてアガロースゲル電気泳動により増幅の確認を行った後、残りの溶液はエタノール沈殿を行い、滅菌水で溶解し、形質転換用DNAとした。
次に、形質転換用大腸菌の調製を行った。

実施例6で抽出された5配列と対応するBACクローンは以下の通り。
融解した前記BAC(株式会社ジェノテックス)10μlを培地1ml(最終濃度chloramphenicol 15μg/ml含む)に植菌し、37℃で一晩培養を行った。その培養液30μlを1.4mlの培地(最終濃度chloramphenicol 15μg/ml含む)に移し、37℃で2時間培養を行い、遠心及び滅菌水による洗浄を2回繰り返し、20μlの滅菌水で懸濁した。冷却したキュベット(0.1cm)にpRED/ET(Gene Bridges) 1μl及び大腸菌を添加し、Electroporation(1350V、10μF)を行った後、SOC培地1mlを加え、30℃で70分間の培養を行い、培養液100μlをLBプレート(最終濃度tetracyclin 3μg/ml、chloramphenicol 15μg/ml含む)に播種し、30℃で一晩インキュベートした。次の日に得られたコロニーを培地1ml(最終濃度tetracyclin 3μg/ml、chloramphenicol 15μg/ml含む)に植菌し、30℃で一晩培養を行った。培養液30μlを1.4ml培地(最終濃度tetracyclin 3μg/ml、chloramphenicol 15μg/ml含む)に移し、30℃で2時間培養を行い、50μlの10%L―arabinoseを添加し、更に37℃で1時間の培養を行った。その後、滅菌水による洗浄を2回繰り返し、30μlの滅菌水で懸濁した大腸菌及び、形質転換用DNA 1μlを、冷やしたキュベット(0.1cm)に添加し、Electroporation(1350V、10μF)を行った。SOC培地1mlを加え、37℃で90分培養を行い、培養液全量をLBプレート(アンピシリン100μg/ml含む)への播種、プレート培養、アルカリ法による目的プラスミドの取得を行った。最後に、取得されたプラスミドの配列確認及び制限酵素確認の実施により、目的プラスミドの構築を行った(図4)。
(7−3)SEAP発現を指標とした評価
宿主細胞CHO―K1細胞(ATCC)、遺伝子導入試薬Lipofectamine2000(Invitrogen)を用いて、(7−2)で構築された各プラスミドの評価を実施した。
遺伝子導入2日後からhygromycin 800μg/mlによる薬剤選択を約2週間行い、ポリクローナル安定発現株の構築を行った。樹立された細胞株は、測定前日に培地交換を行い、一定細胞数を24穴プレート(IWAKI)に播種した。播種24時間後に培養上清の回収を行い、SEAP活性の測定を行った。培養上清中のSEAP活性は、SensoLyteTM pNPP Secreted Alkaline Phosphatase Reporter Assay(ANASPEC)を用いて、測定した。
測定結果を図5に示す。No elementであるコントロールのSEAP活性を1としたとき、DNAエレメントA2、A7、A18、B5、C14を有するCHO安定発現株の培養上清中のSEAP活性は5倍以上の数値を示した。このことにより、DNAエレメント5種類全てはSEAP発現を劇的に亢進することが確認された。なお、前記の5種類のポリヌクレオチド配列は、配列表の配列番号の10乃至14に記載されている。
(実施例8)併用プロモーターの一般性
実施例7においてDNAエレメントの評価に用いたベクターのプロモーターはCMVプロモーターであったが、他の一般的なプロモーターとの併用について検討を行った。
(8−1) EF−1α及びSV40プロモーターを用いたSEAP発現ベクターの構築
pSEAP2−control(Clontech)を鋳型に、(7−1)に記載のプライマー及びKOD−plus−を用いたPCR法(94℃ 30秒、68℃ 2分×40cycle)により、SEAP遺伝子の増幅を行った。増幅されたSEAPは、(7−1)と同様の方法によりインサートとして調製した。インサートを制限酵素NheI、BglII、ベクターpIRES puro3(clontech)を制限酵素NheI、BamHIで処理し、(7−1)と同様の方法でpCMV/SEAP ires Puroを構築した。
次に、pEF1/V5−His A(Invitorogen)を鋳型として、下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法(94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 2分×30cycle)により、EF−1αプロモーターの増幅を行った。
5’−AAAACTAGTCAGAGAGGAATCTTTGCAGCTAATGGACC−3’
5’−AAAGATATCCCTAGCCAGCTTGGGTGGTACCAAGC−3’
前記で構築したpCMV/SEAP ires Puroをベクターとして、それぞれを制限酵素SpeI、EcoRVで処理し、(7−1)に記載の方法に準じてpEF/SEAP ires Puroの構築を行った。
同様に、pcDNA3.1+(Invitrogen)を鋳型に、下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法(94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 1分×30cycle)により、SV40プロモーターの増幅を行った。
5’−AAAACTAGTCTGTGGAATGTGTGTCAGTTAGGGTG−3’
5’−AAAGATATCAGCTTTTTGCAAAAGCCTAGGCCTC−3’
前記で構築したpCMV/SEAP ires Puroをベクターとして、それぞれを制限酵素SpeI、EcoRVで処理し、(7−1)に記載の方法に準じてpSV40/SEAP ires Puroの構築を行った。
(8−2) DNAエレメントA2又はA7のクローニング
(8−1)で構築したpEF/SEAP ires Puro及びpSV40/SEAP ires Puroを基本骨格として、DNAエレメントA2又はA7のクローニングを行った。
まず、pEF/SEAP ires Puro及びpSV40/SEAP ires Puroを制限酵素SpeIで数時間処理し、エタノール沈殿を行い、滅菌水で溶解した。SpeI処理したそれぞれのベクターを鋳型に、下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法(94℃ 15秒、55℃ 30秒、68℃ 10分×30cycle)により、形質転換用DNAの調製を行った。
A2(EF/D);
5’−GGAAATTGAGAAGTATCATTCACAACAGTACCACAAACATGAAATAAATGTGCTAGTCAGAGAGGAATCTTTGCAGC−3’
A2(SV40/D);
5’−GGAAATTGAGAAGTATCATTCACAACAGTACCACAAACATGAAATAAATGTGCTAGTCTGTGGAATGTGTGTCAGTTAG−3’
A2(共通/R);
5’−CTCATTCTGTGGGTTGTCATTTCACTTCCTTGATGCTATCCTTTCAAGCAAAATTTTAAAACTTTATCCATCTTTGCA−3’

A7(EF/D);
5’−CTTATTTTCTAAGTAGTATAGACTTAATTGTGAGAACAAAATAAAAACTTGCTAGTCAGAGAGGAATCTTTGCAGC−3’
A7(SV40/D);
5’−CTTATTTTCTAAGTAGTATAGACTTAATTGTGAGAACAAAATAAAAACTTGCTAGTCTGTGGAATGTGTGTCAGTTAG−3’
A7(共通/R);
5’−CTCTTCCCATTCTCATTTGAATCTACTTCAAAAGGTTTACCATACTAAGAACTAGTTTTAAAACTTTATCCATCTTTGCA−3’
調製した形質転換用DNA及びpRed/ETを形質転換したBACを用いて、DNAエレメントA2、A7を(8−1)に記載のベクターへクローニングを行った。尚、操作は(7−2)に記載の方法に準じて行った。
(8−3) SEAP発現を指標とした評価
宿主細胞CHO―K1細胞(ATCC)、遺伝子導入試薬Lipofectamine2000(Invitrogen)を用いて、(8−2)で構築された各プラスミドの評価を実施した。
遺伝子導入2日後からpuromycin 8μg/mlによる薬剤選択を約2週間行い、ポリクローナル安定発現株の構築を行った。樹立された細胞株は、測定前日に培地交換後に一定細胞数を24穴プレートに播種した。播種24時間後に培養上清の回収を行い、SEAP活性の測定を行った。培養上清中のSEAP活性は、SensoLyteTM pNPP Secreted Alkaline Phosphatase Reporter Assay(ANASPEC)を用いて、測定した。
測定結果を図6に示す。No elementであるコントロールのSEAP活性を1としたとき、DNAエレメントA2又はA7は、EF−1αプロモーターと併用することで2倍以上、SV40プロモーターと併用することで4倍以上の発現亢進効果を示した。このことから、これらのDNAエレメントは、一般的なプロモーターとの併用により外来遺伝子の発現亢進効果を示すことが確認された。
(実施例9)抗体発現を指標とした評価
(9−1)ヒト軽鎖発現ベクターpEF6KCLの構築
プラスミドpEF6/V5−HisB(Invitrogen)を鋳型として下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法を行うことにより、BGHpAの直後(Sequence Position 2174)から、SmaI(Sequence Position 2958)までのDNA断片(f1 origin of replication及びSV40 promoter and originを含むDNAフラグメント、以下、「フラグメントA」とする。なお、フラクメントAのポリヌクレオチド配列は、配列表の配列番号15に記載されている。)を取得した。
5’−CCACGCGCCCTGTAGCGGCGCATTAAGC−3’
5’−AAACCCGGGAGCTTTTTGCAAAAGCCTAGG−3’
得られたフラグメントAと、ヒトκ鎖分泌シグナル、ヒトκ鎖定常領域及びヒトpolyA付加シグナルをコードするDNA配列を含むDNAフラグメント(以下、「フラグメントB」とする)をオーバーラップPCRにより結合した。得られたフラグメントAとフラグメントBとが結合したDNA断片を制限酵素KpnI及びSmaIで消化し、制限酵素KpnI及びSmaIで消化したプラスミドpEF6/V5−HisB (Invitrogen)とライゲーションし、EF−1αプロモーターの下流にシグナル配列、クローニングサイト、ヒトκ鎖定常領域、及びヒトpolyA付加シグナル配列をもつ、ヒト軽鎖発現ベクターpEF6KCLを構築した。
前記の方法で得られたpEF6KCLから制限酵素KpnI及びSmaIで切り出されたDNA断片を、KpnI及びSmaIで消化したpEF1/myc−HisB(Invitrogen社)とligationし、transformation、アルカリ法、配列確認によりプラスミドpEF1KCLを構築した。
(9−2)ヒト重鎖発現ベクターpEF1FCCUの構築
ヒトIgG1シグナル配列及び定常領域のアミノ酸をコードするDNA配列を含むDNA断片(このDNA断片の有するポリヌクレオチド配列は、配列表の配列番号16に記載されている)を制限酵素NheI及びPmeIで消化し、NheI及びPmeIで消化したプラスミドpEF1KCLと結合し、EF−1αプロモーターの下流にシグナル配列、クローニングサイト、ヒト重鎖定常領域、及びヒトpolyA付加シグナル配列をもつヒト重鎖発現ベクターpEF1FCCUを構築した。
(9−3)ヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN#)の構築
(9−1)、(9−2)で構築したL鎖又はH鎖発現ベクターを結合させることにより、ヒト化抗体発現シングルベクター(pEF_LHN(可変領域なし))の構築を行った。
pEF1KCLのプロモーター上流及びpolyAの下流までの遺伝子発現ユニットの両端にPCR法により制限酵素SalIサイトの付加を行い、アガロースゲル電気泳動、切り出し、DNA断片の精製を行い、インサートとした。(9−2)で構築されたpEF1FCCUを制限酵素SalIで処理することで、遺伝子発現ユニットより上流に存在するSalIサイトでベクターをリニアーにし、前記インサートとligation反応を行い、transformation、アルカリ法、配列確認によりヒト化抗体発現シングルベクター(pEF_LHN(可変領域なし)の構築を行った。
次に、pEF_LHN(可変領域なし)のAatIIサイトへ下記オリゴの導入を行った。
5’−CGCGGCCGCACTAGTGACGT−3’
5’−CACTAGTGCGGCCGCGACGT−3’
それぞれのオリゴを5pmolに希釈し、T4 Polynucleotide Kinase(TAKARA)を用いて、37℃で1時間反応後、10×H buffer(TAKARA)を添加し、96℃ 1分、室温30分の反応によりアニーリングを行った。このオリゴと、制限酵素AatII処理したベクターpEF_LHNとをligationし、transformation、アルカリ法、配列確認により、pEF_LHN#(可変領域なし)を構築した。
前記で構築した汎用ベクター(pEF_LHN#(可変領域なし))にヒト化抗体遺伝子Xの可変領域の組込みを行うことで、ヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN#)の構築を完成させた。
まず、下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法(94℃ 15秒、55℃ 30秒、68℃ 1分×30cycle)により、ヒト化抗体遺伝子XのL鎖可変領域の増幅を行った。
L鎖可変領域;
5’−AAACATATGGCGACATCCAGATGAC−3’
5’−AAACGTACGCTTGATCTCCACCTTGG−3’
増幅したL鎖可変領域断片及び汎用ベクター(pEF_LHN#(可変領域なし))を制限酵素NdeI、BsiWI処理し、アガロースゲル電気泳動による目的断片の切り出し、精製、ligation反応、transformation、アルカリ法、配列確認によりL鎖可変領域の組込みを行った。同様に、下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法(94℃ 15秒、55℃ 30秒、68℃ 1分×30cycle)により、ヒト化抗体遺伝子XのH鎖可変領域の増幅を行った。
H鎖可変領域;
5’−AAAGCTGAGCCAGGTGCAGCTGCAGG−3’
5’−AAAGCTGAGCTCACGGTCACCAGGGTTC−3’
増幅したH鎖可変領域断片及びL鎖可変領域が挿入されたベクターを制限酵素BlpIで処理し、アガロースゲル電気泳動による目的断片の切り出し、精製、ligation反応、transformation、アルカリ法、配列確認によりH鎖可変領域の組込みを行い、ヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN#)を構築した。
(9−4) ヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pCMV_LHN#)の構築
(9−3)で構築したヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN#)をベクター基本骨格として、下記手順によってプロモーターの交換を行い、ヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pCMV_LHN#)の構築を行った。
pIRES puro3を鋳型として、下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法(94℃ 30秒、68℃ 3分×40cycle)によりCMVプロモーター断片の増幅を行った。
H鎖上流;
5’−CTTTTGCAAAAAGCTTCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCC−3’
5’−TTCATGGTGGCGCTAGCCCGCAGATATCGATCCGAGCTCGGTA−3’
L鎖上流;
5’−TGACGTCGACAAGCTTCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCC−3’
5’−CTGGATGTCGCCATATGCGCCGGAGATCCACAGCAGCAGGGAGATGAACACCTGGGTCTGCAGCACCATGGTGGCGCTAGCCCGCAGATATCGATCCGAGCTCGGTA−3’
PCR反応溶液に制限酵素DpnIを加えて37℃、1時間反応させ、miniElute reaction Cleanup kit(Qiagen)により精製を行い、In―Fusion用のサンプルとした。一方、ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN#を制限酵素HindIII、NheI、NdeI、FseIで処理し、アガロースゲル電気泳動を行うことで、断片の中で大きな断片2本の分離を行った。ゲルからそれぞれを切り出し、ゲルからDNAの抽出を行い、In―Fusion用のサンプルとした。全てのIN―Fusion用サンプルを集め、In―FusionTM Advantage PCRクローニングキット(TAKARA)、transformation、アルカリ法、配列確認により、ヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pCMV_LHN#)を構築した。
(9−5) DNAエレメントA7のクローニング
SEAPの発現亢進効果が認められた5種類のDNAエレメントの中からA7を選択し、抗体発現ベクターへのクローニングを行った。
(7−2)と同様の方法で、制限酵素NotI処理したヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクター(ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN#、ヒト化抗体遺伝子X/pCMV_LHN#)それぞれを鋳型として、下記プライマー及びKOD−plus−を用いてPCR法(94℃ 15秒、55℃ 30秒、68℃ 11分×30cycle)により、形質転換用DNAの調製を行った。
ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN# D;
5’−CTCTTCCCATTCTCATTTGAATCTACTTCAAAAGGTTTACCATACTAAGACTCGAGGCACTAGTGACGTCAGGTGGCACT−3’
ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN# R;
5’−CTCTTCCCATTCTCATTTGAATCTACTTCAAAAGGTTTACCATACTAAGAGCACTAGTGACGTCAGGTGGCACTTTTCGG−3’

ヒト化抗体遺伝子X/pCMV_LHN# D;
ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN# Dを使用。
ヒト化抗体遺伝子X/pCMV_LHN# R;
ヒト化抗体遺伝子X/pEF_LHN# Rを使用。

調製した形質転換用DNA及びpRed/ETを形質転換したBACを用いて、DNAエレメントA7を(9−3)、(9−4)記載のヒト化抗体遺伝子X発現シングルベクターへクローニングを行った。図7にベクターの概略図を示す。尚、操作は(7−2)に記載の方法に準じて行った。
(9−6)抗体発現を指標とした評価
宿主細胞CHO―K1細胞(ATCC)、遺伝子導入試薬Lipofectamine2000(Invitrogen)を用いて、(9−5)で構築された各プラスミドの評価を実施した。
遺伝子導入2日後からGeneticin(Roche) 800μg/mlによる薬剤選択を約2週間行い、ポリクローナル安定発現株の構築を行った。樹立された細胞株は、測定前日に培地交換後、一定細胞数を24穴プレートに播種し、播種24時間後に培養上清の回収を行い、ELISA法により培養上清中の抗体発現量の測定を行った。尚、ELISAは以下の方法で行った。Anti−kappa Light Chainを50ng/wellでコーティングした96穴プレートに、除細胞した培養上清100μlを添加し、37℃で1時間静置した。次に、サンプル(培養上清)を除き、PBS−Tween(0.05%)200μlで各wellを洗った後、HRP標識されたanti−human IgG(Fc)100μlをwellに添加し、さらに37℃で1時間静置した。その後、HRP標識されたanti−human IgG(Fc)を除き、PBS−Tween(0.05%)で各wellを洗った後、POD基質A.B.T.S.キット(nacalai)を用いて発色させ、測定波長405nmの吸光度を測定した。anti−kappa Light Chain、anti−human IgG(Fc)及びサンプルの希釈にはPBS−Tween(0.05%)を用いた。段階希釈(12ng、6ng、3ng、1.5ng、0.75ng、0.375ng、0.1875ng)したhuman IgGをスタンダードに、サンプル濃度を算出した。
結果を図8に示す。EF−1αプロモーター又はCMVプロモーターを有する抗体発現ベクターにおいて、DNAエレメントA7を持つサンプルは、no elementであるコントロールよりも大きな抗体生産亢進効果を示すことが確認された。
(実施例10)外来遺伝子発現亢進活性を示す配列長
(10−1)配列長の異なるDNAエレメントのクローニング
実施例7で用いた配列長を基に、各DNAエレメントの異なる配列長を有するベクターの構築を行った。
DNAエレメントA2、A7、A18、B5、C14のfull lengthを基に設計した異なる配列長を有するエレメントの詳細を図9、11、13、15、17に示す。(7−1)のpCMV/SEAP ires Hygroを制限酵素SpeIで数時間処理し、エタノール沈殿を行い、滅菌水で溶解した。SpeI処理した前記ベクターを鋳型に、下記プライマー及びKOD−plus−を用いたPCR法(94℃ 15秒、55℃ 30秒、68℃ 10分×30cycle)を行い、形質転換用DNAの調製を行った。調製した形質転換用DNA及びpRed/ETを形質転換したそれぞれのBACを用いて、配列長の異なる各DNAエレメントを(7−1)のpCMV/SEAP ires Hygroへクローニングを行った。尚、操作は(7−2)に記載の方法に準じて行った。
A2−1D;
5’−CATGCACAGATTAGCCATTTAGTACTTACTAAATCAAACTCAATTTCTGAAGTCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−1R;
5’−CTCATTCTGTGGGTTGTCATTTCACTTCCTTGATGCTATCCTTTCAAGCAAAATTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A2−2D;
5’−ACACTGGTCAAAGGGACAGGTCATTGTTATGCTGGCAATGCAGGCTGCTGAAAACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−2R;
5’−ACTGTAGCTTCTTATTTTTTACCTGCAGTGCATTCCTGTAAAAGTAGTGTGGAGTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A2−3D;
5’−CTGGAAATTGAGAAGTATCATTCACAACAGTACCACAAACATGAAATAAATGTGCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−3R;
5’−CCAAGCTTGTCCAACCGCGGCCTGCAGGCTGCATGCAGCCTGTGAAGGCTTTGATCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A2−4D;
5’−TCAATCATTTATCAATTTTATCTTCAAAGTCCCTCACTTCAGGGAGATGATATACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−4R;
5’−ATATATAAAAGTTCATGTATATATAAAATCATGCAATACACGGCCTTTTGTGACTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A2−5D;
5’−CGCATAAAAGGAAAAGCATCCTTAAAATAAACACCATCAATGGCTCCTCGGTGGCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−5R;
A2−4Rを使用。

A2−6D;
5’−GGGAGGCTACAGCTTGCCTCTCTAACCACTAAAAGGCATGACCCTCCTCAAAGCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−6R;
A2−4Rを使用。

A2−7D;
5’−TCTGGCTTCCCTGGGCCACGCTGGAAGAAGAATTGTCTTGCGCCACACATAAAACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−7R;
5’−AGCTGATTTTTACGTTAAATGTAACATGTAAAGAAATATATGTGTGTTTTTAGATCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A2−8D;
5’−GTGAAGAGGAGGAGATGTCAAAATTCAAAGTCTTAAATGATGTAGTTTTAAGTACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A2−8R;
5’−ATGACACTTGATATTGTTGTTTATATTGCTGGTTAGTATGTGCCTTCATTTACCTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A2−9D;
A2−6Dを使用。
A2−9R;
A2Rを使用。

A2−10D;
A2−2Dを使用。
A2−10R;
A2−7Rを使用。

A2−11D;
A2−8Dを使用。
A2−11R;
A2−2Rを使用。


A2−12D;
A2−2Dを使用。
A2−12R;
A2−4Rを使用。

A2−13D;
A2−8Dを使用。
A2−13R;
A2−7Rを使用。

A2−14D;
A2Dを使用。
A2−14R;
A2−2Rを使用。

A2−15D;
A2−2Dを使用。
A2−15R;
A2Rを使用。

A2−16D;
A2−8Dを使用。
A2−16R;
A2−4Rを使用。

A2−17D;
A2Dを使用。
A2−17R;
A2−7Rを使用。

A7−1D;
5’−AAAAACAAAACTGGAGTAAACAAGATGAATTGTTTTAATAGAGGCACTGTATTACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A7−1R;
5’−ATACAATGTTCCATGTATTCTGTGCCTGAACCTATGCAGCTGATGTAGCTGAAGTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A7−2D;
5’−GATCTTATTTTCTAAGTAGTATAGACTTAATTGTGAGAACAAAATAAAAACTTGCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A7−2R;
5’−TGTTGTTTTCAGCCACTAAGTTTGAGGTGATTTGTTCTGGCAGTCCTAGGAAACTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A7−3D;
A7−2Dを使用。
A7−3R;
5’−AGCCTACACTACCCTTTGCAGCCTTTGGTAACTATCCTTCTGCTGTCTACCTCCTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A7−4D;
5’−AGGAGCTCCTGAATGAAGGACATCACTCAGCTGTGTTAAGTATCTGGAACAATACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A7−4R;
5’−GACATAAAATGTAAGATATGATATGCTATGTAAGATATGATACCTGCCTTAAAATCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A7−5D;
5’−CACTGCTTGATACTTACTGTGGACTTTGAAAATTATGAATGTGTGTGTGTGTGTCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A7−5R;
5’−CAATTACATTCCAGTGATCTGCTACTTAGAATGCATGACTGAACTCCTGGGTGGTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A7−6D;
5’−TTATTTTGAAGAGAAACTCCTGGTTCCCACTTAAAATCCTTTCTTGTTTCCAAGCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A7−6R;
5’−AAGCAGTGTGTGTTTACCTGCATGTGTATGTGAATTAACTCTGTTCCTGAGGCATCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A7−7D;
5’−ATTGCATGTTCTCATTTATTTGTGGGATGTAAAAATCAAAACAATAGAACGTATCTAGTTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A7−7R;
5’−TTGGGAGGCCGCAGCTGGTAGATCACTTGAGGCCACGAATTTGACACCAGCAGGTCAATAATCAATGTCAACGCGTATAT−3’

A7−8D;
A7−1Dを使用。
A7−8R;
A7Rを使用。

A7−9D;
A7−7Dを使用。
A7−9R;
A7−5Rを使用。

A7−10D;
A7−4Dを使用。
A7−10R;
A7−7Rを使用。

A7−11D;
A7−6Dを使用。
A7−11R;
A7−4Rを使用。

A7−12D;
A7−2Dを使用。
A7−12R;
A7−6Rを使用。

A7−13D;
A7−7Dを使用。
A7−13R;
A7Rを使用。

A7−14D;
A7−4Dを使用。
A7−14R;
A7−5Rを使用。

A7−15D;
A7−6Dを使用。
A7−15R;
A7−7Rを使用。

A7−16D;
A7−2Dを使用。
A7−16R;
A7−4Rを使用。

A7−17D;
A7−4Dを使用。
A7−17R;
A7Rを使用。

A7−18D;
A7−6Dを使用。
A7−18R
A7−5Rを使用。

A18−1;
5’−ATCCCCTGCTCTGCTAAAAAAGAATGGATGTTGACTCTCAGGCCCTAGTTCTTGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A18−1R;
A18Rを使用。

A18−2D;
5’−CTAAAGTGCTGGGATTACAGGCATAAGCCACCGTGCCCGGCTGGAGCATTGGGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A18−2R;
5’−ACTACTTACACATTTCGAGTTTTAAATAAGGCGTTCAATATAGAGTGAACACCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

A18−3D;
5’−CAGGCATAAGCCACCGCACCCGGCCACCCCTTACTAATTTTTAGTAACGTCGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
A18−3R;
5’−CTGATTGACTTTGACCTCTGCTTTCCAACTTTGCCCCAAAGAAAGTTAGTCACCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

A18−4D;
A18−3Dを使用。
A18−4R;
5’−TTCAATGAAACAAGCTCTGTGAGGCTCATTTGTACCCATTTTGTTCAGTACTGCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

B5−1D;
5’−ACATACCCAGAGACACTGAGAGAGACAGACAGACAGTAAACAGAGGAGCACGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
B5−1R;
B5Rを使用。

B5−2D;
5’−GCTCAATTGTATCTTATGAAAACAATTTTTCAAAATAAAACAAGAGATATGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
B5−2R;
B5Rを使用。

B5−3D;
5’−CCTGTGCTGAATACCGTCTGCATATGTATAGGAAAGGGTTAACTCAGCAGGGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
B5−3R;
5’−TATGTGAATGGAAATAAAATAATCAAGCTTGTTAGAATTGTGTTCATAATGACCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

B5−4D;
B5Dを使用。
B5−4R;
5’−GAAAGTCTACAATTTTTTCAGTTTAAAATGGTATTTATTTGTAACATGTACCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

B5−5D;
B5−1Dを使用。
B5−5R;
5’−CAAAGATGAAGGATGAGAGTGACTTCTGCCTTCATTATGTTATGTGTTCATATCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

B5−6D;
5’−CAGTGAATTATTCACTTTGTCTTAGTTAAGTAAAAATAAAATCTGACTGTGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
B5−6R;
5’−GAACAGACAGGTGAATGAGCACAGAGGTCATTTGTAAACCGTTTGTGGTTAGCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

C14−1D;
5’−CTTTTTGGCTTCTGTGTTTAAGTTATTTTTCCCCTAGGCCCACAAACAGAGTCGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
C14−1R;
5’−AACCTTGGAAAAATTCTGTTGTGTTTAGAAGCATGTACCAATCTATCACTCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

C14−2D;
5’−CTATTCACTGTCTGTAGGATGAAAAAGTTAATAACACCCTGAGAGGTTTCGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
C14−2R;
5’−CCTTAGATTAGTTTATTGTATTTTTTATCAGCTACTATAAGGTTTACACACCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

C14−3D;
5’−CAAGACCCTCAAAATTCAAAAATTTCCTTTATCTTGCTGTAGCACCTCCTGCGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
C14−3R;
5’−GGAGGGGATAGGAAGGGGATGAGGCCTAACAGGTTGATGATCTAGGCTTTACCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

C14−4D;
5’−CTCAAAAAGGAGATAATTCCAGCCCCTCGCCTTAAAGAATCCCTATCAAGTGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
C14−4R;
C14−1Rを使用。

C14−5D;
5’−CGCTTGAACCTGGGAGGCAGAGGTTGCAGTGAGCCGAGATCACGCCGTTGGATCCTATTAATAGTAATCAATTACG−3’
C14−5R;
C14−1Rを使用。

C14−6D;
C14−4Dを使用。
C14−6R;
5’−TTAACTTTTTCATCCTACAGACAGTGAATAGTAAAGCTTTCTGTGAAGACATACCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

C14−7D;
C14−2Dを使用。
C14−7R;
C14−1Rを使用。

C14−8D;
C14−3Dを使用。
C14−8R;
5’−AAATTATTTCCTGGTGGGCAATATTAGAATATGGGGAATGTTTGCTTCTGAGCCTAGTCAATAATCAATGTCAACG−3’

C14−9D;
C14−4Dを使用。
C14−9R;
C14−3Rを使用。

C14−10D;
C14−2Dを使用。
C14−10R;
C14Rを使用。

C14−11D;
C14−3Dを使用。
C14−11R;
C14−2Rを使用。

C14−12D;
C14−4Dを使用。
C14−12R;
C14−8Rを使用。

C14−13D;
C14−3Dを使用。
C14−13R;
C14−1Rを使用。

C14−14D;
C14−4Dを使用。
C14−14R;
C14−2Rを使用。
A2の各断片のポリヌクレオチド配列においては、A2−1は配列表の配列番号10の1乃至3000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−2は配列表の配列番号10の2801乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−3は配列表の配列番号10の5401乃至8450番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−4は配列表の配列番号10の701乃至2700番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−5は配列表の配列番号10の701乃至2200番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−6は配列表の配列番号10の701乃至3700番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−7は配列表の配列番号10の2001乃至5000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−8は配列表の配列番号10の4001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−9は配列表の配列番号10の1乃至3700番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−10は配列表の配列番号10の2001乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−11は配列表の配列番号10の2801乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−12は配列表の配列番号10の701乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−13は配列表の配列番号10の2001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−14は配列表の配列番号10の2801乃至8450番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−15は配列表の配列番号10の1乃至5800番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A2−16は配列表の配列番号10の701乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてA2−17は配列表の配列番号10の2001乃至8450番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
A7の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、A7−1は配列表の配列番号11の601乃至3600番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−2は配列表の配列番号11の3601乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−3は配列表の配列番号11の5401乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−4は配列表の配列番号11の3401乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−5は配列表の配列番号11の1501乃至4500番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−6は配列表の配列番号11の4401乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−7は配列表の配列番号11の2401乃至5400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−8は配列表の配列番号11の1乃至3600番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−9は配列表の配列番号11の1501乃至5400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−10は配列表の配列番号11の2401乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−11は配列表の配列番号11の3401乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−12は配列表の配列番号11の4401乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−13は配列表の配列番号11の1乃至5400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−14は配列表の配列番号11の1501乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−15は配列表の配列番号11の2401乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−16は配列表の配列番号11の3401乃至8420番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A7−17は配列表の配列番号11の1乃至6400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてA7−18は配列表の配列番号11の1501乃至7400番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
A18の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、A18−1は配列表の配列番号12の1乃至5040番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A18−2は配列表の配列番号12の1001乃至6002番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、A18−3は配列表の配列番号12の2001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてA18−4は配列表の配列番号12の3000乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
B5の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、B5−1は配列表の配列番号13の1乃至4001番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−2は配列表の配列番号13の1乃至3200番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−3は配列表の配列番号13の2491乃至5601番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−4は配列表の配列番号13の5373乃至8401番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、B5−5は配列表の配列番号13の901乃至4001番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてB5−6は配列表の配列番号13の4001乃至7000番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
C14の各断片のポリヌクレオチド配列おいては、C14−1は配列表の配列番号14の960乃至4015番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−2は配列表の配列番号14の1987乃至5014番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−3は配列表の配列番号14の4020乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−4は配列表の配列番号14の960乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−5は配列表の配列番号14の960乃至6011番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−6は配列表の配列番号14の4939乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−7は配列表の配列番号14の960乃至5014番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−8は配列表の配列番号14の2994乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−9は配列表の配列番号14の4020乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−10は配列表の配列番号14の1乃至5014番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−11は配列表の配列番号14の1987乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−12は配列表の配列番号14の2994乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、C14−13は配列表の配列番号14の960乃至7119番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当し、そしてC14−14は配列表の配列番号14の1987乃至8141番目のヌクレオチドからなるポリヌクレオチド配列に相当する。
各断片の全長配列上の始点と終点は、図20及び図21でも示されている。
(10−2)配列長の異なるDNAエレメントの評価
宿主細胞CHO―K1細胞(ATCC)、遺伝子導入試薬Lipofectamine2000を用いて、(10−1)で構築された各プラスミドの評価を実施した。
(7−3)の方法と同様に、遺伝子導入後からhygromycinによる薬剤選択を行い、ポリクローナル安定発現株の樹立を行った。樹立された細胞株は、測定前日に培地交換後、一定細胞数を24穴プレートに播種し、播種24時間後に培養上清の回収を行い、SEAP活性の測定を行った。
測定結果を図、10、12、14、16、18に示す。full lengthのDNAエレメントだけでなく、full lengthより短い配列長を有するクローンにおいても発現亢進効果が確認された。このことより、DNAエレメントA2、A7、A18、B5、C14はfull lengthに比べて短い配列長を持つ場合においても外来遺伝子発現亢進活性を示すが、配列長がfull lengthの場合に最も大きな効果を発揮することが確認された。
(実施例11)CHO細胞以外での効果
実施例7〜10における評価細胞にはCHO細胞が用いられてきたが、CHO細胞以外の細胞株としてHEK293細胞を選択した。HEK293細胞は10%FCS入りのDMEM培地(Invitrogen)を用いて37℃、5%CO存在下で静置培養を行い、遺伝子導入前日に一定細胞数を6穴プレートに播種した。(8−2)で構築された各DNAエレメントを有するSEAP発現ベクターの評価を行うため、各プラスミド及び遺伝子導入試薬Lipofectamine2000(Invitrogen)を用いて遺伝子導入を行い、遺伝子導入2日後からhygromycinによる薬剤選択を約2週間行い、ポリクローナル安定発現株の樹立を行った。樹立された細胞株は、測定前日に培地交換後に一定細胞数を24穴plateに播種し、播種24時間後に培養上清の回収を行い、SEAP活性の測定を行った。培養上清中のSEAP活性は、SensoLyteTM pNPP Secreted Alkaline Phosphatase Reporter Assay(ANASPEC)を用いて、測定した。
測定結果を図19に示す。実施例3における結果と同様、各DNAエレメントはHEK293細胞においても外来遺伝子(SEAP)の高い発現亢進効果を有することが確認された。
本発明のプロモーターを用いた外来遺伝子発現ユニット又は本発明の外来遺伝子発現ベクターを哺乳動物宿主細胞へ導入することによって、治療用蛋白質や抗体等の外来遺伝子の生産性を向上させることが可能となる。

Claims (17)

  1. 配列表の配列番号1に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
  2. 請求項1に記載のヌクレオチド配列に対して95%以上同一性を有するヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、プロモーター活性を有するポリヌクレオチド。
  3. 請求項1に記載のヌクレオチド配列に対して99%以上同一性を有するヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、プロモーター活性を有するポリヌクレオチド。
  4. 請求項1に記載のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドであって、プロモーター活性を有するポリヌクレオチド。
  5. 請求項1乃至のいずれか一つに記載のポリヌクレオチドを含むことからなる、外来遺伝子発現ユニット。
  6. 外来遺伝子が多量体蛋白質をコードする遺伝子である、請求項に記載の外来遺伝子発現ユニット。
  7. 外来遺伝子がヘテロ多量体蛋白質をコードする遺伝子である、請求項に記載の外来遺伝子発現ユニット。
  8. 外来遺伝子が抗体又はその機能性断片をコードする遺伝子である、請求項に記載の外来遺伝子発現ユニット。
  9. 請求項乃至のいずれか一つに記載の外来遺伝子発現ユニットを含む外来遺伝子発現ベクター。
  10. 請求項乃至のいずれか一つに記載の外来遺伝子発現ユニット及び下記A群の(1)乃至(9)に記載のポリヌクレオチドから選択されるいずれか一つ又は複数のポリヌクレオチドを含む外来遺伝子発現ベクター。
    A群
    (1)配列表の配列番号10に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
    (2)配列表の配列番号11に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
    (3)配列表の配列番号12に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
    (4)配列表の配列番号13に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
    (5)配列表の配列番号14に記載のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
    (6)配列表の配列番号10乃至14のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列のうち少なくとも3000の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチド。
    (7)配列表の配列番号10乃至14のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列のうち少なくとも2000の連続するヌクレオチドを含むポリヌクレオチド。
    (8)上記(1)乃至(7)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列に対して95%以上同一性を有するポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、外来遺伝子発現亢進活性を有するポリヌクレオチド。
    (9)上記(1)乃至(7)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列に対して99%以上同一性を有するヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであって、外来遺伝子発現亢進活性を有するポリヌクレオチド。
  11. 請求項又は10に記載の外来遺伝子発現ベクターが導入された形質転換細胞。
  12. 請求項又は10に記載の外来遺伝子発現ベクターとエレメントベクターが導入された形質転換細胞。
  13. 細胞が哺乳動物由来の培養細胞である、請求項11又は12に記載の形質転換細胞。
  14. 哺乳動物由来の培養細胞が、COS−1細胞、293細胞、又はCHO細胞である、請求項13に記載の形質転換細胞。
  15. 請求項11乃至14のいずれか一つに記載の形質転換細胞を培養し、培養物から外来遺伝子由来の蛋白質を取得することを特徴とする、該蛋白質の製造方法。
  16. 形質転換細胞において外来遺伝子を発現させることを目的とする、請求項1乃至のいずれか一つに記載のポリヌクレオチド配列の使用。
  17. 形質転換細胞において外来遺伝子を発現させることを目的とする、請求項又は10に記載の外来遺伝子発現ベクターの使用。
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