JP6351119B2 - サルモネラの生物的防除のための及び食品の製造若しくは加工におけるバクテリオファージ - Google Patents

サルモネラの生物的防除のための及び食品の製造若しくは加工におけるバクテリオファージ Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、微生物学の分野に関し、詳細には、好ましくはサルモネラ(Salmonella)での汚染及び/又はサルモネラに関連する個体における状態を予防、治療又は診断するための、バクテリオファージ、ポリペプチド、並びに相当するポリヌクレオチド、核酸分子及び/又はベクター、及び/又はそのようなポリヌクレオチドを含む細胞、前記バクテリオファージ、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、コンストラクト、ベクター及び/又は細胞を含む組成物に関する。さらに本発明は、医薬の使用のための、好ましくは、家畜を治療するための、又は食品添加物若しくは消毒剤としての使用のための、又は細菌を検出するための、好ましくは診断的適用における、抗菌性組成物に関し、前記抗菌性組成物は、バクテリオファージ、ポリペプチド、相当するポリヌクレオチド、コンストラクト及び/又はベクター、及び/又はそのようなポリペプチドを含む細胞、及び/又は本発明による組成物を含む。
発明の背景
サルモネラエンテリカ(Salmonella enterica)のメンバーは、世界的な主な食品起因性疾患の一つであるサルモネラ症の原因物質である。サルモネラエンテリカは極めて多様であり、認められている血清型は2500を超える(Grimont及びWeill、2007年)。種々の血清型の多くのサルモネラエンテリカ菌株は、サルモネラゲノムアイランド1(SGI1)上に位置する抗菌剤耐性遺伝子を含む。多数の異なる血清型及び菌株があるため、サルモネラエンテリカの生物学的防除は特に困難である。
このように、サルモネラエンテリカに特異的でありながら、その種内の広い宿主範囲を標的とするなど、改善された特徴を有する新たな抗菌剤が必要とされている。
発明の説明
バクテリオファージ、又は略してファージは、原核生物にもっぱら感染するウイルスである。これらは環境中に遍在的に分布し、地球上で最も大量に存在する自己複製性の実体である(1032と推定される(Rohwer及びEdwards、2002年;Brussow、2005年))。
本明細書に提供するのは、カウドウイルス(Caudovirales)目に属するファージS16と命名される、単離された新規なバクテリオファージである。ファージS16は、ミオウイルス(Myoviridae)科の明確な形態学的特色である収縮性のテールを有する。ファージS16は、最初の厳密にビルレントな、非毒性の、広い宿主範囲の、今までに記載されているサルモネラ菌にもっぱら感染するT偶数系様のバクテリオファージである。ファージS16は、文献に記載されている他のT偶数系ファージの場合と同様、いずれの種類のビルレンス因子をも欠く。ファージS16は、T偶数系タイプのサブグループに属するT4様ウイルス属の新たなメンバーであり、サルモネラへの感染に限定されるT4様ファージの最初に完全に特徴付けられたメンバーである。
T偶数系タイプのバクテリオファージは、当技術分野において、厳密に溶菌性の(ビルレントの)生活様式、宿主染色体の分解、及び標的の種に対する広い宿主範囲により特徴付けられることが知られている。
本発明者らは、驚くべきことに、この新規なS16バクテリオファージの宿主範囲は、サルモネラ属内の殆どの血清型に特異的で、感染性であることが今日までに知られている唯一の広い宿主範囲のバクテリオファージであるFelixO1よりもさらに広いことを見出した。本発明者らは、サルモネラ32株中25株、及び試験したS.TmLT2のLPS変異体14株中13株が、ファージS16により感染したことを見出した。ファージS16のゲノム配列は決定され、アノテーションされている(表6)。
ファージS16のDNA修飾系により、ファージS16のゲノムは多くの通常の制限系に免疫となり、FelixO1を凌ぐさらなる利点がファージS16に与えられる。ファージS16の重要な特徴は、ファージの受容体結合タンパク質及び宿主細胞上の受容体である。これらはそれぞれ、ファージS16では、タンパク質gp37(配列番号8によってコードされる配列番号9)三量体の先端に位置する単一のタンパク質であるgp38タンパク質(配列番号10によりコードされる配列番号11)、並びに外膜タンパク質C(OmpC、配列番号16によりコードされる配列番号17)を含む、ロングテールファイバーの遠位サブユニットとして同定されている。このロングテールファイバーの遠位サブユニットは、OmpCに結合するのに必要とされる最小構造であり、gp37タンパク質三量体の先端に位置する単一のgp38タンパク質を含む。受容体結合性の特徴はファージT4の特徴に似ているが、受容体結合性タンパク質自体はファージT2の受容体結合性タンパク質に構造的により緊密に関連しており、テールファイバー及びシャペロンタンパク質gp38は成熟したテールファイバーにおけるgp37にやはり付着しており、外側のリポ多糖(LPS)コアの末端のNアセチルグルコサミン残基を感染に必要とするFelixO1と対照的に(Lindberg、1967年;Lindberg及びHolme、1969年)、ファージS16はディープラフ株にも感染できるようになっている。ディープラフ株は、比較的一般的なディープラフ変異を保有し、不完全なリポ多糖をもたらす菌株であることは、当技術分野において知られている。ファージS16は、サルモネラ属に属さないいかなる菌株には感染しないことが見出されている。本発明者らは、大腸菌(E.coli)6株又は非病原性分離株25株のうちどれもファージS16に感受性でなかったことを見出した。ファージS16はすべてのサルモネラ種及び亜種に感染するが、試験した28のエシェリヒア(Escherichia)(大腸菌O157:H7;National Center for Enterobacteria(NENT)、さらなる命名:N06−1382を含む)、クロノバクター(Cronobacter)(43株)、エンテロバクター(Enterobacter)(4株)、シトロバクター(Citrobacter)(1株)、クレブシエラ(Klebsiella)(1株)、ビブリオ(Vibrio)(1株)、カンピロバクター(Campylobacter)(1株)、及びシュードモナス(Pseudomonas)(3株)の試験した菌株のいずれにも感染しない。サルモネラ菌株に感染性であり、T4様ファージを示すこれまでの報告は存在しない。子孫のファージを放出して上首尾に感染するには他に障害が存在し得るが、細菌細胞に感染するのに認識及び結合は不可欠である。ファージテールファイバーが受容体分子に特異性があること、及びサルモネラompCと大腸菌ompCとの間のパーセント同一性が低いこと(サルモネラompCと大腸菌ompCとのパーセント同一性の最高値は≦81%である)は、大腸菌に特異的なT4様ファージのどれもサルモネラ菌株に感染することがかつて報告されていない理由の説明となり得る。本発明者らは、ファージS16のロングテールファイバーは、サルモネラOmpCを特異的に認識することを見出した。ファージS16は、大腸菌K12野生型菌株に対して著しい吸着を示さないが、ファージS16の吸着は、ompCのサルモネラホモログでの置換によりこの菌株に伝達され得る。
これらの発見は、ファージS16がサルモネラと戦うのに比類なく適することを示唆するものである。
第1の態様において、本発明は、ミオウイルスの形態型群に属するバクテリオファージ、好ましくは単離されたバクテリオファージであって、下記特徴からなる群から選択される少なくとも1つの特徴を含むバクテリオファージを提供する。本発明によるバクテリオファージは、下記特徴の少なくとも2つ、3つ、より好ましくは4つを含むのが好ましい。
・バクテリオファージのゲノムは少なくとも100kbpである。
・バクテリオファージのゲノムは、配列番号3、5、7、9及び11からなる群から選択されるアミノ酸配列に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする少なくとも1種のポリヌクレオチドを含む。
・バクテリオファージ受容体はサルモネラ外膜タンパク質C(OmpC)である。
・バクテリオファージは、少なくとも1種のサルモネラ種に感染し、それを溶菌することができる。
本明細書において、形態型群(morphotype group)とは、異なる亜科及び属の科と定義される。
本発明によるバクテリオファージが、好ましくは、少なくともサイズ100、110、120、130、140、150、155、156、157、158、159又は160kbpのゲノムを有するのが好ましい。本発明によるバクテリオファージが約160kbpのゲノムを有するのがより好ましく、ゲノムが160,221bpであるのが最も好ましい。本発明によるバクテリオファージは、配列番号3、5、7、9及び11からなる群から選択される1つ、好ましくは2つ、より好ましくは3つ、最も好ましくは4つの異なるアミノ酸配列に対して、好ましくは少なくとも50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする少なくとも1種のポリヌクレオチドを含むゲノムを有するのが好ましい。
本発明によるバクテリオファージは、サルモネラ外膜タンパク質C(OmpC)に結合するのが好ましい。本発明のバクテリオファージのOmpCに対する結合は、当業者に知られている任意の適切な結合アッセイにより評価することができる。本発明によるバクテリオファージの、細菌細胞に対する結合又は吸着が、実施例1にさらに詳細に記載するプルダウンアッセイにより試験されるのが好ましい。簡潔に述べると、試験しようとする細菌株の一夜培養物(1mL、OD600=1.0±0.05)を、ファージ溶液(10μL、10PFU/mL)又は対照としてLuria−Bertaniブロス(LB、10g/Lダイズペプトン、5g/L酵母エキス、10g/L NaClを含み、pH7.5であるのが好ましい)とともにインキュベートし(10分、RT)、遠心分離する(20000g)。上清中のプラーク形成単位(PFU)を3回ずつ測定し、上清中のPFUの低下として吸着を計算する。本発明のバクテリオファージは、サルモネラティフィムリウム(Salmonella Typhimurium)DT7155ΔompCなどのompC欠失変異サルモネラ菌株からの細胞を用いる本明細書で規定されるプルダウンアッセイを用いて、野生型サルモネラ菌株、好ましくはサルモネラティフィムリウムDT7155wtの細胞と比べて、吸着において好ましくは少なくとも10、20、30、40、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、95、99又は100%の統計的に関連のある低減が見出される場合、OmpCに結合すると言われる。
サルモネラインファンティス(Infantis)、ケンタッキー(Kentucky)、ニューポート(Newport)、スタンレー(Stanley)、ハーダー(Hadar)、ウィルヒョー(Virchow)、ティフィムリウム、エンテリティディス(Enteritidis)、アゴナ(Agona)、アナツム(Anatum)、ゼンフテンベルグ(Senftenberg)、モンテビデオ(Montevideo)、ムンステール(Muenster)、ジャビアナ(Javiana)、ハイデルベルグ(Heidelberg)、ダービー(Derby)、ウイーン(Wien)、ポーシ(Porci)、ブレーダーアプップ(Braederup)、パナマ(Panama)、ニューイングトン(Newington)、リビングストン(Livingston)、ブレダニー(Bredeney)、ダブリン(Dublin)、コレラスイス(Cholerasuis)、ギブ(Give)、アムハースチナ(Amherstiana)、サルモン(Salmone)、テネシー(Tennesee)、ブロックリー(Blockley)、インディアナ(Indiana)、及びジャワ(Java)からなる群に属するサルモネラの全菌株の少なくとも70、80、85、90、95又は100%に好ましくは感染し、それらを溶菌することができる、広い宿主範囲を有する本発明によるバクテリオファージがさらに好ましい。本発明の文脈内で、広い宿主範囲は、本明細書において同定される異なる菌株の少なくとも70%に本発明のバクテリオファージが感染することを意味する。
さらに好ましいのは、バクテリオファージが少なくとも70、75、80、85、90、95又は100%のサルモネラエンテリカ菌株に感染し、それらを溶菌することができる、本発明によるバクテリオファージである。本発明によるバクテリオファージは、サルモネラRe−LPS変異(ディープラフ)株に感染し、それを溶菌することができるのが好ましく、この菌株には内部コアの2−ケト−デオキシ−d−オクタノエート(KDO)残基のみが存在する。これにより、本発明によるバクテリオファージは、感染に外側のLPSコアの末端N−アセチルグルコサミン残基を必要とするFelixO1とは対照的に(Lindberg、1967年;Lindberg及びHolme、1969年)、ディープラフ株にも感染することができるようになる。本発明によるバクテリオファージは、サルモネラLPS合成ノックアウト株に感染し、それを溶菌することができるのが好ましい。本発明によるバクテリオファージを有する所与の細菌株の感染及び溶菌は、当業者に知られている任意の適切なアッセイにより定量的に試験することができる。好ましい一アッセイにおいて、感染及びその後の溶菌を、実施例1に詳しく記載するスポットオンザローン(spot−on−the−lawn)方法により試験する。簡潔に述べると、乾燥LB寒天平板に、試験しようとする細菌株の対数期培養物4mLを充満させ、過剰の培養物を除去し、寒天平板を30分間乾燥させる(30℃)。ナトリウム−マグネシウムバッファー中力価1011PFU/ml(5.8g/L NaCl、8mM MgSO、50mM Tris−Cl、pH7.4を含む)を有する生成バッチの10−2から10−7ファージ希釈液3μLを平板上にスポットし、30℃で一夜インキュベートする。本発明の文脈内で、バクテリオファージは、単一のプラークを任意の1つのスポットに観察することができる場合に、菌株に感染したと言われる。
本発明によるバクテリオファージのゲノムが、少なくとも10、15、20、25、26、27、28、29、30、31又は32個の以下の制限酵素に耐性であるのが好ましい:Eco521(EagI)、DpnI、HhaI、Eco1051(SanBI)、HincII(HindII)、KpnI、MluI、MpH1 1031(NsiI)、MspI(HpaII)、NheI、SacI、SalI、OliI(AleI)Van91I(PflMI)、PaeI(SphI)、Eco881(AvaI)、MssI(PmeI)、PvuII、PagI(BspHI)、BseJI(BsaBI)、Bsp68I(NruI)、TaqI、EcoRI、EcoRV(Eco321)、HindIII、PauI(BssHII)、FspBI(BfaI)NdeI、MboI(先はすべてFermentas GmbHにより以前に製造されたもの)、SspI(GE Healthcareにより製造されたもの)、PacI、SwaI(SmiI)、XcmI、CalI(後4者はNew England Biolabsにより製造されたもの)。制限酵素の耐性は、当業者に知られている任意の適切なアッセイを用いて試験することができる。そのようなアッセイを、実施例1に詳しく記載する。簡潔に述べると、精製されたファージDNAを制限酵素と、製造元の使用説明書に従った濃度、温度及び時間でインキュベートし、その後RFLPパターンを電気泳動で分析することができる。
本発明のバクテリオファージは、JS98、JS10、CC31及びF387/08からなる群から選択されるT4様ファージのいずれでもないのが好ましい。
サルモネラなどの食品由来病原体の生物的防除において安全に用いようとするバクテリオファージにとって、これらは厳密にビルレントである(溶原性を避ける)必要があり、ファージゲノムにコードされている、知られているビルレンス因子、毒素又は抗生物質耐性遺伝子が存在してはならず、ファージ粒子による宿主DNAの伝達である普遍形質導入は排除されなければならない(Hagens及びLoessner、2010年)。本発明によるバクテリオファージは、バクテリオファージのゲノムにコードされているビルレンス因子又は知られている毒素を含まず、厳密にビルレントである(溶原性を避ける)のが好ましい。ビルレンス因子又は知られている毒素の非存在は、当業者によく知られている方法により評価することができる。一実施形態において、ビルレンス因子又は知られている毒素の非存在は、全ゲノムシーケンシング及び知られているビルレンス因子又は毒素に対するスクリーニングにより評価される。望ましくない病原因子又は毒素に、任意のタイプの毒素、抗生物質耐性遺伝子、溶血素、強力な抗原タンパク質、及び/又は炎症因子が含まれるのが好ましい。
本発明によるバクテリオファージは、形質導入活性を実証せず、すなわち、宿主DNAの他の宿主細胞へのいかなる伝達も示さないのが好ましい。形質導入活性は、当業者によく知られているアッセイにより評価することができる。そのようなアッセイを、実施例1に詳しく記載する。簡潔に述べると、第1の菌株が第1の抗生物質に耐性であり、第2の菌株が第2の抗生物質に耐性である、変異サルモネラ2株が提供される。第1の菌株を、本発明によるバクテリオファージに感染している第2の菌株から調製した溶菌液に感染させる。前記第1の菌株を、第1の抗生物質及び第2の抗生物質の両方を含む平板上でコロニーが増殖するその能力に対して試験することにより、形質導入活性を分析する。本発明の文脈内で、バクテリオファージは、このアッセイにおいてコロニーの増殖が起こらない場合に形質導入活性を示さないと言われる。
形質導入の頻度は、rIIA、rIIB、stp及びacにおける変異により増大することが知られている(Youngら、1982年)。本発明によるバクテリオファージは、機能的なndd、denB、rIIA及びrIIB遺伝子を特徴とすることが好ましい。本発明の文脈内で、機能性は形質導入アッセイにより保証することができる。
本発明によるバクテリオファージは、CBS Fungal Biodiversity CentreにCBS130493番の下に寄託され、本明細書において配列番号1によって表される、ファージS16のゲノムに対して少なくとも50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性を有するゲノムを有するのが好ましい。
本発明によるバクテリオファージは、変異の、キメラの及び/又は組換えのバクテリオファージであってもよい。当業者であれば、当技術分野において知られている方法を用いて、ゲノムに変異を配置することにより、及び/又はゲノム中でコード配列若しくはコード配列の部分を欠失する及び/又は挿入することにより、S16から出発してバクテリオファージを構築することができる。
本発明によるバクテリオファージはファージS16であるのが最も好ましい。
第2の態様において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージの遺伝子によりコードされるアミノ酸配列を含む、ポリペプチド、好ましくは単離されたポリペプチド、ポリペプチドバリアント、又はキメラのポリペプチドコンストラクトを提供する。本発明のポリペプチドが、本発明の第1の態様によるバクテリオファージから得ることができるのが好ましい。前記ポリペプチドがロングテールファイバーポリペプチドであり、配列番号3、5、7、9、及び11からなる群から選択されるアミノ酸配列に対して少なくとも50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するのが好ましい。成熟S16ファージにおいて、配列番号2、4、6、8及び10によりコードされる、それぞれ配列番号3、5、7、9及び11により本明細書において同定されるgp34〜38は、完全なロングテールファイバー構造を形成することが必要とされる。前記ポリペプチドは、ロングテールファイバー(LTF)の遠位ポリペプチドサブユニットであるgp37ポリペプチドである、配列番号8によりコードされる配列番号9に対して、少なくとも50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するのがより好ましい。前記ポリペプチドは、少なくともアミノ酸500、600若しくは700個の長さ、及び/又は最大でアミノ酸1000、900、800若しくは750個の長さを有するのが好ましい。前記ポリペプチドは、アミノ酸749個の長さを有するのが最も好ましい。本明細書で規定されるロングテールファイバーポリペプチドを含むポリペプチドバリアント及び/又はポリペプチドコンストラクトも好ましい。
本発明のgp37ポリペプチドは、合成的に又は組換えで生成することができる。gp37ポリペプチドに対する組換え生成方法は、Bartualら、2010年、及び実施例1にさらに詳細に記載される。簡潔に述べると、前記生成は、シャペロンポリペプチドgp57A及びgp38の同時発現を必要とする。本発明のポリペプチドのgp38が、配列番号10によりコードされる配列番号11に少なくとも50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性、並びに少なくともアミノ酸50、100若しくは150個の長さ、及び/又は最大でアミノ酸400、300若しくは250個の長さを有するのが好ましい。前記ポリペプチドがアミノ酸249個の長さを有するのが最も好ましい。本発明のgp57Aが、配列番号12によりコードされる配列番号13に少なくとも50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性、並びに少なくともアミノ酸40、50、60若しくは70個の長さ、及び/又は最大でアミノ酸100、90、80若しくは78個の長さを有するのが好ましい。前記ポリペプチドがアミノ酸75個の長さを有するのが最も好ましい。本発明による発現されたポリペプチドは、低密度Ni−NTAビーズ(Chemie Brunschwig AG、Basel、Switzerland)を用いた重力流固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)など、当業者により知られている任意の適切な方法を用いて精製することができる。
本発明によるロングテールファイバーの遠位サブユニットが、当業者によく知られている適切な結合アッセイにより確立される通り、外膜タンパク質OmpCに結合するのが好ましい。好ましい一アッセイにおいて、本発明によるロングテールファイバーの遠位サブユニットの結合は、実施例1に詳しく記載する通りに確立される。簡潔に述べると、本発明によるgp38に結合しているgp37蛍光タグ付けしたポリペプチド三量体を、上記のように生成し、本発明の、gp37(配列番号9によりコードされる配列番号8)及びgp38(配列番号11によりコードされる配列番号10)をコードするポリヌクレオチドをそれぞれ、発現系におけるトランスフェクションのためにpHGFP Amprベクターにクローニングする(Loessnerら、2002年)。試験しようとする細菌株の対数期培養物0.5mLをペレット化し、SMバッファー(5.8g/L NaCl、8mM MgSO、50mM Tris、pH7.4)200μLに再懸濁する。蛍光gp37/gp38複合体(複合体は、三量体のGFP標識化gp37及びそれに付着した単一のgp38からなる)を遠心分離して凝集物を除去し(30分、31000g、4℃)、蛍光gp37/gp38複合体およそ1μgを細菌細胞に加える。室温で10分インキュベートした後、細胞をSMバッファー中で洗浄する。蛍光顕微鏡観察に倍率100倍のZeissアキシオプラン(axioplan)顕微鏡(励起:BP450〜490nm、FT510nm、発光LP520nm、Carl Zeiss AG、Germany)を用いて、gp37/gp38蛍光複合体の結合を評価することができる。本発明の文脈内で、HGFP_gp37/gp38結合を、ompCサルモネラ欠失変異体、好ましくはS.Tm DT7155ΔompCに対して、野生型サルモネラ菌株、好ましくはS.Tm DT7155wtに比べて評価する場合、蛍光シグナルの検出によって評価して観察可能な結合が検出できない場合、gp37/gp38複合体はOmpCに結合すると言う。gp37/gp38複合体によりOmpC結合を評価するのに好ましい別の一結合アッセイは、上述のプルダウンアッセイである。本発明の文脈内で、上述のプルダウンアッセイにおいて、前記細胞を緑色蛍光タンパク質(GFP)とプレインキュベートした細菌株に比べて、本明細書で規定される蛍光gp37/gp38複合体ポリペプチドとプレインキュベートした、OmpCを発現する細菌株、好ましくは野生型サルモネラ菌株、より一層好ましくはサルモネラティフィムリウムDT7155wtを用いて、少なくとも15、20、25、26、27、28、29又は30%の吸収の低下が検出される場合、本発明の複合体はOmpCに結合すると言う。好ましい一実施形態において、本発明のバクテリオファージを加える前に、OmpCを発現する前記細菌株、好ましくは野生型サルモネラ菌株、より一層好ましくはサルモネラティフィムリウムDT7155wtを、本明細書で規定される蛍光gp37/gp38複合体20μgと10分間プレインキュベートした。
本発明による別の好ましい一ポリペプチドは、本発明の第1の態様によるバクテリオファージから得ることができるエンドリシンである。本明細書で規定されるエンドリシンを含むポリペプチドバリアント及び/又はポリペプチドコンストラクトも好ましい。
本発明による前記エンドリシンポリペプチドは、配列番号14によりコードされる配列番号15に対して少なくとも50、55、60、65、70、75、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列、並びに少なくともアミノ酸50、75若しくは100個の長さ、及び/又は最大でアミノ酸300、250、200若しくは170個の長さを有するのが好ましい。前記エンドリシンポリペプチドがアミノ酸166個の長さを有するのが最も好ましい。本発明による前記エンドリシンポリペプチドは溶菌活性を有するのが好ましい。溶菌活性は、当業者に知られている任意の適切な方法により評価することができる。一実施形態において、溶菌活性は、基質の細胞懸濁液の濁度の低下を測定することにより、分光光度的に評価することができる。濁度は、波長600nmの光学密度を測定することにより評価され、典型的に、波長600nmで少なくとも0.3ODの光学密度を示す場合に培養液は濁っている。溶菌活性が、サルモネラ懸濁液の濁度の低下を測定することにより分光光度的に評価することができるのが好ましく、濁度はOD600を分光光度的に(Libra S22、Biochrom)測定することにより定量される。本発明によるエンドリシンポリペプチド200nMを、分光光度的に(Libra S22、Biochrom)評価した1±0.05の初期OD600を有するサルモネラ懸濁液と一緒に、PBSバッファーpH7.4、120mM塩化ナトリウム中、37℃で30分間インキュベートするのがより好ましい。濁度の低下は、インキュベート30分前のOD600からインキュベート30分後のOD600を差し引くことにより算出される。本発明の文脈内で、本発明のポリペプチドは、このアッセイを用いて少なくとも10、20、30、40、50又は60%の濁度の低下が検出された場合に溶菌活性を有すると言う。少なくとも70%の低下が検出されるのが好ましい。
本発明の一実施形態はバリアントのポリペプチドを包含する。バリアントのポリペプチドは、天然に存在しない形態のポリペプチドであってもよい。ポリペプチドバリアントは、いくつかの操作方法において、その天然の供給源から単離されるポリペプチドと異なることがある。ポリペプチドバリアントは、本明細書で規定されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列から出発し、配列番号2、4、6、8、10、12及び/又は14により示される部位特異的変異誘発により作成することができる。ポリペプチドバリアントが、コードするポリペプチドの生物学的機能を変更しない変異を含むのが好ましい。好ましい実施形態によると、ポリペプチドバリアントは、本明細書において先に同定したアッセイにおいて測定して、配列番号3、5、7、9、11、13及び/又は15それぞれのOmpC結合性及び/又は溶菌活性に比べて、同じ又は増強されている、OmpC結合性及び/又は溶菌活性を示す。
本発明は、後述の天然に存在する又は後付けのポリヌクレオチドコンストラクトによりコードされるキメラのポリペプチドをさらに提供する。前記キメラのポリペプチドは、前述のポリペプチドの少なくとも1つを含み、少なくとも1つの付加的な機能的ドメインをさらに含むのが好ましい。本発明の範囲内の機能的ドメインは、シグナル伝達、触媒作用、シャペロン及び/又は結合活性を示す任意のドメインであり得る。
好ましい一実施形態において、本発明は、そのC末端上で疎水性ペンタペプチドに共有結合性に連結している、本明細書で規定されるエンドリシンを含むキメラのポリペプチドに関し、前記疎水性ペンタペプチドはPhe−Phe−Val−Ala−Proであるのが好ましく、Ibrahimら、1994年(JBC、1994年、269巻、5053〜5063頁)により報告される通り、特にグラム陰性細菌に対して、エンドリシンの殺菌作用の増大がもたらされる。
第3の態様において、本発明は、本発明の第2の態様によるポリペプチド、ポリペプチドバリアント又はキメラのポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、好ましくは分離されたポリヌクレオチドを提供する。本発明によるポリヌクレオチドは、配列番号2、4、6、8、10、12又は14のいずれかの配列に対して少なくとも50、60、70、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の配列同一性を有するのが好ましい。本発明によるポリヌクレオチドは、配列番号2、4、6、8、10、12若しくは14の対応配列に対して最小の配列同一性を有することができ、又は代替的に、ストリンジェントな条件下でこれらの所与の配列とハイブリダイズすることができる。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、例えば、6×SSC(1000mlあたり20×SSC:175.3gNaCl、107.1gクエン酸ナトリウム5HO、pH7.0)、0.1%SDS、0.05%ピロリン酸ナトリウム、5デンハート液、及び20μg/ml変性ニシン精子DNA中、56℃、18〜24時間のハイブリダイゼーション、引き続き、56℃の5×SSC、0.1%SDS中の洗浄を30分2回、及び56℃の2×SSC、0.1%SSC中の洗浄を30分2回など、当技術分野において理解されているものである。本発明のポリヌクレオチドが、少なくともアミノ酸40、50、60、70、75、100、150、200、300、400、500、600若しくは700個の長さ、及び/又は最大でアミノ酸1500、1400、1300、1000、900、800、750、400、300、250、170若しくは100個の長さを有するのが好ましい。
本発明によるポリペプチド又はポリヌクレオチドは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20個以上の、それぞれヌクレオチド又はアミノ酸を、置換、挿入、欠失又は付加することにより、本発明に示すポリペプチド又はポリヌクレオチドの1つに由来し得る。本発明によるポリペプチドは、安定性、溶解性及び活性を増大するために、付加的なN末端若しくはC末端のアミノ酸又は化学的部分を加えることにより、本明細書に同定されるポリペプチドの1つに由来し得る。
本発明によるポリヌクレオチドは、配列番号2、4、6、8、10、12又は14のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドのバリアントであってもよい。ポリヌクレオチドバリアントが、少なくとも20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、300、400又は500bpからなるのが好ましい。ポリヌクレオチドバリアントを、前述のポリペプチドバリアントを調製するのに用いることができる。本発明によるポリヌクレオチドバリアントは、上述のいずれかのポリヌクレオチドのフラグメントであり得る。ポリヌクレオチドバリアントはまた、遺伝暗号の縮重のおかげで、配列番号2、4、6、8、10、12又は14と異なる配列を有するポリヌクレオチドであってもよい。ポリヌクレオチドバリアントはまた、配列番号2、4、6、8、10、12又は14の配列を有するポリヌクレオチドのアレルバリアントであってもよい。アレルバリアントは、同じ染色体遺伝子座を占める遺伝子の2つ以上の代替的な形態のいずれかを意味する。本発明による好ましい一ポリヌクレオチドバリアントは、サイレント変異を含むヌクレオチド配列を有する。代替的に又は組み合わせて、ポリヌクレオチドバリアントは、ポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドの別のアミノ酸配列を生じないが、本発明のポリペプチドの生成を意図する宿主生物のコドン使用頻度に相当する、ヌクレオチド置換の導入によっても得ることができる。好ましい一実施形態によると、本発明によるポリヌクレオチドバリアントは、その生物学的機能を依然として表すポリペプチドをコードする。本発明によるポリヌクレオチドバリアントが、OmpC結合活性又はエンドリシン活性を表すポリペプチドをコードするのがより好ましい。本発明によるポリヌクレオチドバリアントは、前述の、増強されたOmpC結合活性又はエンドリシン活性を有するポリペプチドをコードするのがさらに好ましい。増強された活性は、本明細書において、本発明のポリペプチドの活性に比べて、少なくとも110、120、130、140、150、200、300、400又は500%以上の活性を有すると規定される。OmpC結合活性又はエンドリシン活性を表すポリペプチドをコードする、本発明によるポリヌクレオチドは、当業者に知られている任意の適切な方法により、合成的又は組換えにより生成することができる。これらのバリアントはすべて、プローブをデザインするのに用いることができる、配列番号2、4、6、8、10、12若しくは14のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド、又はこれらのバリアントとの、低度から中度から高度のハイブリダイゼーション条件下でのハイブリダイゼーションによるライブラリーのスクリーニング(例えば、サザンブロッティング手順を用いて)など、当業者に知られている技術を用いて得ることができる。低度から中度から高度のストリンジェンシー条件は、42℃で5×SSPE、0.3%SDS、せん断及び変性したサケ精子DNA200pg/ml、並びに低度から中度から高度のストリンジェンシーに対してそれぞれ25%、35%又は50%のいずれかのホルムアミド中でのプレハイブリダイゼーション及びハイブリダイゼーションを意味する。引き続き、ハイブリダイゼーション反応を、30分間、各々2×SSC、0.2%SDS、及び低度から中度から高度のストリンジェンシーに対して55℃、65℃、又は75℃のいずれかを用いて、3回洗浄する。
第4の態様において、本発明は、本発明の第2の態様によるポリペプチドをコードする本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又はコンストラクト内の任意の可能な位置に機能的ドメインを含む核酸コンストラクトをさらに提供する。本発明内の機能的ドメインは、シグナル伝達、触媒作用、シャペロン及び/又は結合活性を示す任意のドメインであり得る。好ましい一実施形態において、前記機能的ドメインは、タンパク質精製タグ(Protein Purification Tag)とも名づけられた、精製を容易にするための結合ドメインである。そのような本発明のタンパク質精製タグは、これらに限定されないが、キチン結合性タンパク質(CBP)、マルトース結合性タンパク質(MBP)、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、ポリ(His)タグ、V5タグ、c−mycタグ、又はHAタグであり得る。本明細書において、異種性のヌクレオチド配列を含む前記核酸コンストラクトは「後付けのコンストラクト」(“retrofitted construct”)として定義される。
第5の態様において、本発明は、本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクトを含む発現ベクターを提供する。好ましくは、発現ベクターは、本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクトを含み、核酸コンストラクトは1つ又は複数の制御配列に作動可能に連結されており、制御配列は、細胞、対象、又は細胞フリーの発現系においてコードされたポリペプチドの生成又は発現を指示する。
発現ベクターは、組換え発現ベクターとして見ることができる。このベクターは、本発明によるポリヌクレオチドを導入することにより形質転換される、プラスミド、コスミド、バクテリオファージ又はウイルスであり得る。宿主生物の形質転換を可能にする、そのような形質転換ベクターは、当業者によく知られており、広く文献に記載されている。
本発明のさらなる一主題は、本発明によるポリヌクレオチドを少なくとも1つ導入することによる、宿主生物を形質転換するためのプロセスであり、この形質転換は、専門家の文献、特に本出願において引用する参考文献に広く記載されている任意の適切な公知の手段により、より詳しくは本発明によるベクターにより、行うことができる。
第6の態様において、本発明は、本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、又は本発明の第5の態様による発現ベクターを含む細胞を提供する。細胞は、本発明のポリペプチドの発現に適する、任意の微生物性、原核生物又は真核生物の細胞であり得る。好ましい一実施形態において、前記細胞は大腸菌である。さらに好ましい一実施形態において、前記細胞は大腸菌XL1blue MRF’である。
好ましい一実施形態において、本発明は、本発明のバクテリオファージの繁殖及び/又は生成のための細胞を提供する。本発明のバクテリオファージは、当業者に知られている任意の適切な方法により、繁殖及び/又は生成並びに任意選択により精製することができる。本発明のバクテリオファージを、Gratia、1936年及び実施例1に詳細に記載されている二重寒天重層法(double agar overlay method)により繁殖及び精製するのが好ましい。簡潔に述べると、4mL LC軟寒天(7.5g/L NaCl、5g/L酵母エキス、10g/Lトリプトン、1%グルコース、2mM MgSO4、10mM CaCl)を、細菌一夜培養物、好ましくはサルモネラエンテリティディス(Salmonella Enteritidis)分離株ナンバー13 100μL、及び本発明のバクテリオファージのバクテリオファージ希釈物10μlと混合し、LB底寒天平板(LB bottom agar plates)(6g/寒天1L)上に注いだ。平板を30℃で一夜インキュベートし、セミコンフルエントの平板を、室温で5時間、SMバッファー(5.8g/L NaCl、8mM MgSO、50mM Tris、pH7.4)5mLで掻き取り、SMバッファーを平板から回収し、ファージを0℃で一夜、PEGで沈殿させた(0.5M NaCl中、8%PEG8000(Fluka))。遠心分離後(15分、10000g、4℃)、ペレットをSMバッファー5mL中に再懸濁し、CsCl勾配で2回精製して(段階勾配)、高度に純粋なバクテリオファージ粒子を得た(Sambrook及びRussel、2001年)。
第7の態様において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞を含む組成物を提供し、前記組成物が、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるエンドリシンを含むのが好ましく、前記組成物が本発明の第1の態様によるバクテリオファージを含むのが最も好ましい。本発明による組成物が抗菌性であるのが好ましく、食品保存剤又は殺菌剤であるのが好ましい。前記抗菌性が、細菌、好ましくはサルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌を死滅させるためであるのが好ましい。本発明による組成物が、広い宿主範囲のサルモネラ感染の性質を表し、厳密にビルレントであり、形質導入の性質を示さず、本明細書で規定されるOmpC結合活性及び/又は溶菌活性を有するのが好ましい。
本発明による組成物は、本発明による異なるバクテリオファージ及び/又はポリペプチド及び/又はポリヌクレオチド及び/又は核酸コンストラクト及び/又はベクター及び/又は細胞の混合物を含むことができる。
本明細書で規定される組成物は、好ましくは効果的であることが知られている濃度における、1つ又は複数の付加的な有効成分をさらに含むことができる。本明細書において、有効とは、好ましくは、前述のOmpC及び/又はLPS結合性及び/又は溶菌活性を示すこと、又は任意のそのような活性を補助及び/又は増強することと定義される。本発明内で、有効成分はまた、サルモネラ以外の1つ又は複数の他の原核生物、好ましくは病原性原核生物、より一層好ましくは病原性細菌、より一層好ましくは細菌性食品由来病原体、例えば、これらに限定されないが、カンピロバクタージェジュニ(Campylobacter jejuni)、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)、大腸菌、セレウス菌(Bacillus cereus)、リステリアモノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、シゲラ(Shigella)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、ブドウ球菌腸炎菌(Staphylococcal enteritis)、レンサ球菌(Streptococcus)、コレラ菌(Vibrio cholera)、腸炎ビブリオ菌(Vibrio parahaemolyticus)、ビブリオバルニフィカス(Vibrio vulnificus)、エルシニアエンテロコリティカ(Yersinia enterocolitica)、及び仮性結核菌(Yersinia pseudotuberculosis)に対する溶菌活性を示すことが当技術分野において知られている成分も含む。前記有効成分が、その他の場合に存在する食品由来病原体の数の著しい低下をもたらすのに、当技術分野で知られている濃度において存在するのが好ましい。前記1つ又は複数の付加的な有効成分が、さらなるバクテリオファージ、静菌剤、殺菌剤、抗生物質、界面活性剤及び/又は酵素からなる群から選択されるのが好ましい。本発明の抗生物質は、抗生物質及び化学療法剤を含み、また、バンコマイシン、ナイシン、ダノフロキサシン及びネオマイシンを含む(これらに限定されない)、当技術分野において知られている任意の抗生物質であり得る。本発明の組成物において有用な酵素は、これらに限定されないが、生物膜(例えば、食品加工装置に見出される生物膜)を分解するのに助けとなる酵素、例えば、これらに限定されないが、多糖解重合酵素及びプロテアーゼが含まれる。本発明の組成物において有用な界面活性剤は、バクテリオファージが種々の表面にわたって適切に分布するように表面を湿潤する助けとなり、サルモネラがバクテリオファージに接近できるように汚れを溶解し除去する助けとなる。適切な界面活性剤には、これらに限定されないが、ポリソルベート(tween)80、20及び81並びにDobanols(Shell Chemical Co.RTM)が含まれる。
本発明の抗菌性消毒剤組成物は、これらに限定されないが、安息香酸及びPBT、好ましくは、本発明のバクテリオファージがそれと適合性である消毒剤など、当技術分野において知られている表面消毒剤をさらに含むことができる。
本発明による組成物におけるさらなるバクテリオファージは、本発明のバクテリオファージ以外の、文献において知られている任意のファージであり得る。そのようなさらなるバクテリオファージには、これらに限定されないが、ミオウイルス、シホウイルス(Siphoviridae)、及びポドウイルス(Podoviridae)からなる、カウドウイルス目のテイルドファージが含まれるのが好ましい。前記さらなるバクテリオファージが、広い宿主範囲のファージFelixO1であるのが最も好ましい。FelixO1及び本発明のバクテリオファージは、大部分重複するが、それにもかかわらず相補的な宿主範囲を示す。十分に研究された広い宿主範囲のサルモネラファージFelixO1と合わせて、本明細書において非限定的に列挙する、種々の適用においてサルモネラ菌を打ち負かすのに唯一有用である、本発明のバクテリオファージとFelixO1の組合せを作成することにより、殆んど完全な宿主範囲を実現することができる。
さらに、ファージFelixO1及び本発明のバクテリオファージは、サルモネラ細胞上の異なる受容体を有する(それぞれリポ多糖、すなわちLPS及びOmpC)ため、2つのファージのうち1つに対する耐性をもたらす変異でも、依然として細胞は他のファージに感受性である。
本発明による組成物は、賦形剤、好ましくは薬学的に許容される賦形剤をさらに含むことができる。薬学的に許容される賦形剤をさらに含む本発明による組成物を、本明細書において、本発明による薬学的組成物と呼び、好ましくは、医薬又は薬剤としての使用のためのものである。本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、本発明の第2の態様によるポリペプチド、本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞を送達するためのビヒクルとして使用することができる賦形剤は、当業者であれば明らかである。本発明の薬学的組成物を、個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延に用いるのが好ましい。
本発明の組成物は、液体、固体又は半流動体若しくは半固体の形態であってもよい。
第8の態様において、本発明は、薬剤、好ましくは、個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための薬剤としての使用のための、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物を提供する。本発明の第7の態様による組成物が、薬剤としての使用のためであるのが好ましい。この薬剤が、個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延に対するものであるのが好ましい。本明細書において、個体とは、家畜を含む任意のヒト又は動物対象と定義される。本発明は、薬学的組成物又は医薬組成物にも関する。本明細書において、薬学的組成物又は医薬組成物とは、薬用の性質を有し、好ましくは抗菌性の性質を有し、より好ましくは特定の抗菌性の性質を有し、より一層好ましくはサルモネラ菌を特異的に溶菌する性質を有する、任意の物質と定義される。本発明は、感染性疾患を予防するための、薬学的組成物又は医薬組成物に関するのがさらに好ましい。本発明は、細菌、好ましくはサルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌により引き起こされる感染性疾患を予防するための、薬学的組成物又は医薬組成物に関するのが好ましい。前記感染性疾患がサルモネラ症であるのが好ましい。
本発明による薬学的組成物は、サルモネラに感染し、又はサルモネラに感染するリスクのある個体、好ましくは動物及びヒトを含む哺乳動物を治療するのに使用することができる。前記組成物は、経口、エアロゾル、又は肺に送達するための他の装置、鼻噴霧、静脈内、筋肉内、腹腔内、くも膜下腔内、膣内、直腸内、局所、腰椎穿刺、並びに脳及び/又は髄膜に対する直接適用を含む(これらに限定されない。)任意の適切な投与経路を用いて投与することができる。本発明による薬学的組成物は、個体又は細胞、前記個体の組織又は器官に、効果的な投与量を、1回、2回、3回以上、少なくとも1週間、1か月、6か月、1年以上の間、投与することができる。
一実施形態において、本発明の組成物は、家畜の飼料に、好ましくは、屠殺前の家畜に混合して、前記家畜におけるサルモネラを制御するものである。本発明の組成物を混合した試料を与えた家畜又は家畜に由来する肉は、本発明の組成物が非存在である飼料を与えた家畜又は家畜に由来する肉に比べて、存在するサルモネラ菌の量が低減しているのが好ましい。
別の一実施形態において、本発明の組成物は、本明細書で規定される対象の静脈内(IV)投与に用いるためのものである。例えば、本発明の第1の態様によるフリーファージ(free phage)、本発明の第2の態様によるエンドリシン、及び/又は本発明の第6の態様によるエンドリシンを含む宿主細菌は、凍結乾燥された形態であってもよく、IV注射による投与の直前に溶解してもよい。本明細書において、有効投与量とは、後述の個体若しくは前記個体の細胞に存在するサルモネラ菌の量における低減、及び/又は後述の個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防若しくは遅延である、所望の効果を生成する投与量と定義される。バクテリオファージに対する投与の投与量は、約10から約1013PFU/kg/日の範囲40、好ましくは約1012PFU/kg/日であることが企図される。エンドリシンに対する投与の投与量は、約2〜2000ng/g/日、好ましくは約20〜200ng/g/日の範囲であることが企図される。バクテリオファージ、エンドリシン、及び/又はエンドリシンを含む宿主細菌を、サルモネラ菌の上首尾な排除が実現するまで、又はサルモネラモノサイトゲネス(Salmonella monocytogenes)の量が実質的に低減するまで、投与する。
本発明による薬学的組成物は、個体に、又は前記個体の細胞に、又は細胞株に、又は細胞フリーのin vitro系に存在するサルモネラ菌の量を低減し、好ましくは、サルモネラ菌の初期の量の99%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%以下が依然として検出可能であることを意味する場合に、好ましくは、活性であり、機能的若しくは治療的に活性であり、あるいはサルモネラ関連状態を治療、予防及び/又は遅延することができるという。サルモネラ菌が検出されないのが好ましい。この段落において、「サルモネラ菌の量」の表現は、生存性のサルモネラ菌を意味するのが好ましい。サルモネラ菌は、免疫磁気分離法などのサルモネラ特異的抗体を用いた免疫組織学的技術、凝集及び酵素結合免疫測定法、免疫クロマトグラフィー法、若しくは蛍光検出、キシロース−リジン−デソキシコレート(XLD)などの選択培地上で特異的に濃縮する増殖アッセイ、及び/又はPCR若しくはハイブリダイゼーションなどのDNA技術など、当業者に知られている標準的な技術を用いて検出することができる。生存性のサルモネラ菌は、微生物学的細菌培養技術及び/又は細菌のmRNAに対してアッセイするためのリアルタイム定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応など、当業者に知られている標準的技術を用いて検出することができる。
サルモネラ菌の量のパーセント値における低減は、試料又は個体の組織若しくは細胞において、本発明の前記組成物又はポリペプチドで処置する前の前記試料又は個体に存在する量に比較することにより評価するのが好ましい。あるいは、比較は、処置が局所的である場合、本発明による前記薬学的組成物で未だ処置していない、試料又は前記個体の組織若しくは細胞で行うことができる。
第9の態様において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物の、好ましくは抗菌剤としての、より好ましくは食品保存剤又は殺菌剤としての、好ましくは細菌を制御するための、好ましくは前記細菌、好ましくはサルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌を溶菌することによる使用を提供する。バクテリオファージ、エンドリシン、及び/又は前記バクテリオファージ若しくはエンドリシンを含む細胞、又は本発明による組成物を用いて、サルモネラ菌の計数値を低減し、及び/又は食品製品(これに限定されないが、乳業におけるものを含む。)において、同様に食品製品を加工する食品加工工場において、例えば、加工装置上及び食品産業施設の他のサイト上で(例えば食品貯蔵容器)サルモネラ菌の増殖を最初に予防するのが好ましい。
抗菌剤としての使用のための、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物は、これらに限定されないが、前記バクテリオファージ、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、核酸コンストラクト、ベクター、細胞又は組成物を、混合し、噴霧し又は直接適用することを含む数々の手段により、食品製品上に若しくは食品製品中に、及び/又は食品加工工場内の種々の物理的なサイト中の食品加工装置の上若しくは中に適用される。
さらなる一実施形態において、本発明の第2の態様によるポリペプチドは、本発明の第6の態様による細胞から単離することができ、又は本発明の第2の態様によるポリペプチドを含む本発明の第6の態様による細胞は、前記ポリペプチドを単離せずに直接適用又は投与することができる。例えば、本発明のポリペプチドを生成する細胞を、対象(ヒト若しくは動物)に投与してもよく、又は本発明のポリペプチドが食品中に分泌される表面に、表面上に若しくは対象の腸管中に適用してもよい。本発明のポリペプチドを、次いで、この環境に存在する細菌、好ましくはサルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌の細胞に結合させ、任意選択により溶菌させることができる。本明細書で規定される適用は、その他の場合には存在するサルモネラ菌の数を大幅に低減する。
一実施形態において、本発明の食品保存剤又は殺菌剤は、1つ又は複数のさらなる有効成分と組み合わせて用いられる。本明細書において、有効とは、好ましくは、本明細書で先に規定されたOmpC及び/又はLPS結合性及び/又は溶菌活性を示すこと、又は任意のそのような活性を補助及び/又は増強することと定義される。本発明内で、有効成分はまた、サルモネラ以外の1つ又は複数の他の原核生物、好ましくは病原性原核生物、より一層好ましくは病原性細菌、より一層好ましくは細菌性食品由来病原体、例えば、これらに限定されないが、カンピロバクタージェジュニ、ウェルシュ菌、大腸菌、セレウス菌、リステリアモノサイトゲネス、シゲラ、黄色ブドウ球菌、ブドウ球菌腸炎菌、レンサ球菌、コレラ菌、腸炎ビブリオ菌、ビブリオバルニフィカス、エルシニアエンテロコリティカ、及び仮性結核菌に対する溶菌活性を示すことが当技術分野において知られている成分も含む。前記有効成分が、その他の場合に存在する食品由来病原体の数の著しい低下をもたらすのに、当技術分野で知られている濃度において存在するのが好ましい。前記1つ又は複数の付加的な有効成分が、さらなるバクテリオファージ、静菌剤、殺菌剤、抗生物質、界面活性剤及び/又は酵素からなる群から選択されるのが好ましい。本発明の抗生物質は、抗生物質及び化学療法剤を含み、また、バンコマイシン、ナイシン、ダノフロキサシン及びネオマイシンを含む(これらに限定されない。)当技術分野において知られている任意の抗生物質であり得る。本発明の組成物において有用な酵素は、これらに限定されないが、生物膜(例えば、食品加工装置に見出される生物膜)を分解するのに助けとなる酵素、例えば、これらに限定されないが、多糖解重合酵素及びプロテアーゼが含まれる。本発明の組成物において有用な界面活性剤は、バクテリオファージが種々の表面にわたって適切に分布するように表面を湿潤する助けとなり、サルモネラがバクテリオファージに接近できるように汚れを溶解し除去する助けとなる。適切な界面活性剤には、これらに限定されないが、ポリソルベート(tween)80、20及び81並びにDobanols(Shell Chemical Co.RTM)が含まれる。
本発明による組成物におけるさらなるバクテリオファージは、本発明のバクテリオファージ以外の、文献において知られている任意のファージであり得る。そのようなさらなるバクテリオファージには、これらに限定されないが、ミオウイルス、シホウイルス及びポドウイルスからなる、カウドウイルス目のテイルドファージが含まれるのが好ましい。前記さらなるバクテリオファージが、広い宿主範囲のファージFelixO1であるのが最も好ましい。FelixO1及び本発明のバクテリオファージは、大部分重複するが、それにもかかわらず相補的な宿主範囲を示す。十分に研究された広い宿主範囲のサルモネラファージFelixO1と合わせて、本明細書において非限定的に列挙する、種々の応用においてサルモネラ菌を打ち負かすのに唯一有用である、本発明のバクテリオファージとFelixO1の組合せを作成することにより、殆んど完全な宿主範囲を実現することができる。
さらに、ファージFelixO1及び本発明のバクテリオファージは、サルモネラ細胞上に異なる受容体を有する(それぞれリポ多糖、すなわちLPS及びOmpC)ため、2つのファージのうち1つに対する耐性をもたらす変異でも、依然として細胞は他のファージに感受性である。
さらに別の一実施形態において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物の、細菌を検出するための、より好ましくはサルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌を検出するための使用に関する。前記バクテリオファージ、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、核酸コンストラクト、ベクター、細胞及び/又は組成物を、診断用途において用いるのが好ましい。前記バクテリオファージ、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、核酸コンストラクト、ベクター、細胞及び/又は組成物は、他の検出試薬と一緒に用いられることが可能である。
第10の態様において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物の、薬剤、好ましくは本発明の第8の態様による個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための薬剤を製造するための使用に関する。
第11の態様において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物を投与することを含む、個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための方法を提供する。
本発明が、感染性疾患の治療、予防又は遅延の方法を提供するのが好ましい。本発明が、細菌、好ましくはサルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌により引き起こされる感染性疾患の治療、予防又は遅延の方法に関するのがより好ましい。個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延の方法も好ましい。本明細書において、個体とは、家畜を含む任意のヒト又は動物対象と定義される。前記感染性疾患がサルモネラ症であるのが好ましい。
本発明の治療、予防又は遅延の方法において、これらに限定されないが、経口、エアロゾル、又は肺に送達するための他の装置、鼻噴霧、静脈内、筋肉内、腹腔内、くも膜下腔内、膣内、直腸内、局所、腰椎穿刺、並びに脳及び/又は髄膜に対する直接適用を含む任意の適切な投与経路を用いることができる。本発明による治療、予防又は遅延の前記方法は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物を、本明細書で規定される個体又は前記個体の細胞、組織若しくは器官に、有効な投与量を、1回、2回、3回以上、少なくとも1週間、1か月、6か月、1年以上の間投与することを含み得る。
一実施形態において、本発明の治療、予防又は遅延の方法は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物を、家畜におけるサルモネラを制御するために、家畜の飼料に、好ましくは屠殺前の家畜に、混合することを包含する。本発明の組成物を混合した試料を与えた家畜又は家畜に由来する肉は、本発明の組成物が非存在である飼料を与えた家畜又は家畜に由来する肉に比べて、存在するサルモネラ菌の量が低減しているのが好ましい。
別の一実施形態において、本発明の治療、予防又は遅延の方法は、本明細書で規定される対象の静脈内(IV)投与を包含する。例えば、本発明の第1の態様によるフリーファージ、本発明の第2の態様によるエンドリシン、及び/又は本発明の第6の態様によるエンドリシンを含む宿主細菌は、凍結乾燥された形態であってもよく、IV注射による投与の直前に溶解してもよい。本明細書において、有効投与量とは、後述の個体若しくは前記個体の細胞に存在するサルモネラ菌の量における低減、及び/又は後述の個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防若しくは遅延である、所望の効果を生成する投与量と定義される。バクテリオファージに対する投与の投与量は、約10から約1013PFU/kg/日の範囲40、好ましくは約1012PFU/kg/日であることが企図される。エンドリシンに対する投与の投与量は、約2〜2000ng/g/日、好ましくは約20〜200ng/g/日の範囲であることが企図される。バクテリオファージ、エンドリシン及び/又はエンドリシンを含む宿主細菌を、サルモネラ菌の上首尾な排除が実現するまで、又はサルモネラモノサイトゲネスの量が実質的に低減するまで投与する。
本発明の治療、予防又は遅延の方法は、本発明による薬学的組成物は、個体に、又は前記個体の細胞に、又は細胞株に、又は細胞フリーのin vitro系に存在する、サルモネラ菌の量を低減する場合に効果的であると言われるのが好ましく、サルモネラ菌の初期の量の99%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%以下が依然として検出可能であり、又は本発明の治療、予防若しくは遅延の方法が提供されない場合に存在することを意味するのが好ましい場合に、効果的であると言われるのが好ましい。サルモネラ菌が検出されないのが好ましい。この段落において、「サルモネラ菌の量」の表現は、生存性のサルモネラ菌を意味するのが好ましい。サルモネラ菌は、免疫磁気分離法などのサルモネラ特異的抗体を用いた免疫組織学的技術、凝集及び酵素結合免疫測定法、免疫クロマトグラフィー法、又は蛍光検出;キシロース−リジン−デソキシコレート(XLD)などの選択培地上で特異的に濃縮する増殖アッセイ;及び/又はPCR若しくはハイブリダイゼーションなどのDNA技術など、当業者に知られている標準的な技術を用いて検出することができる。生存性のサルモネラ菌は、微生物学的細菌培養技術及び/又は細菌のmRNAに対してアッセイするためのリアルタイム定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応など、当業者に知られている標準的技術を用いて検出することができる。
サルモネラ菌の量のパーセント値における低減は、試料、又は個体の組織若しくは細胞において、本発明の前記組成物又はポリペプチドで処置する前の前記試料又は個体に存在する量に比べることにより評価するのが好ましい。あるいは、比較は、処置が局所的である場合、本発明による前記薬学的組成物で未だ処置していない試料又は前記個体の組織若しくは細胞で行うことができる。
第12の態様において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物を、食品若しくは飼料製品と、食品若しくは飼料加工装置と、及び/又は食品若しくは飼料容器と接触させることを含む、食品若しくは飼料製品中、食品若しくは飼料加工装置上、及び/又は食品若しくは飼料加工装置中、食品若しくは飼料容器の上及び/又は食品若しくは飼料容器中の微生物汚染を制御するための方法に関する。
前記方法が、サルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌を制御するためであるのが好ましい。前記制御の方法が、サルモネラ菌の計数値を低減し、及び/又は食品製品(これに限定されないが、乳業におけるものを含む。)において、同様に食品製品を加工する食品加工工場において、例えば、加工装置上及び食品産業施設の他のサイト上で(例えば食品貯蔵容器)、サルモネラ菌の増殖を最初に予防するのが好ましい。本発明の方法は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、及び/又は本発明の第2の態様によるポリペプチド、及び/又は本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、及び/又は本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、及び/又は本発明の第5の態様によるベクター、及び/又は本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物の、これらに限定されないが、前記バクテリオファージ、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、核酸コンストラクト、ベクター、細胞又は組成物を混合し、噴霧し又は直接適用することを含む数々の手段により、食品製品上に若しくは食品製品中に及び/又は食品加工工場内の種々の物理的なサイト中の食品加工装置の上若しくは中に適用することを包含する。
さらなる一実施形態において、本発明の第2の態様によるポリペプチドは、本発明の第6の態様による細胞から単離することができ、又は本発明の第2の態様によるポリペプチドを含む本発明の第6の態様による細胞を、前記ポリペプチドを単離せずに直接適用又は投与することができる。例えば、本発明のポリペプチドを生成する細胞を、対象(ヒト若しくは動物)に投与してもよく、又は本発明のポリペプチドが食品中に分泌される表面に、表面上に、又は対象の腸管中に適用してもよい。本発明のポリペプチドを、次いで、この環境に存在する細菌、好ましくはサルモネラ属の細菌、より好ましくはサルモネラエンテリカ種の細菌の細胞に結合させ、任意選択により溶菌させることができる。本明細書で規定される適用は、その他の場合には存在するサルモネラ菌の数を大幅に低減する。
第13の態様において、本発明は、本発明の第1の態様によるバクテリオファージ、本発明の第2の態様によるポリペプチド、本発明の第3の態様によるポリヌクレオチド、本発明の第4の態様による核酸コンストラクト、本発明の第5の態様によるベクター、本発明の第6の態様による細胞、及び/又は本発明の第7の態様による組成物を、サルモネラを含むことが疑われる試料と接触させることを含む、サルモネラの存在を検出するための方法に関する。好ましい一実施形態において、及び試料における変化を検出する。サルモネラ菌の量のパーセント値における低減は、試料又は個体の組織若しくは細胞において、組成物又は本発明のポリペプチドで処置する前の前記試料又は個体に存在する量と比べることにより評価するのが好ましい。あるいは、処置が局所的である場合は、本発明による前記薬学的組成物で未だ処置していない試料又は前記個体の組織若しくは細胞と、比較を行ってもよい。前記試料は、食品製品若しくは食品の試料でも、又は固体表面、好ましくは食品製品が加工若しくは貯蔵される固体表面のスワブであってもよい。
本発明のバクテリオファージは、食品上(又は食品内)に存在するサルモネラ菌、及び食品を処理加工している食品加工工場の装置若しくは一般的環境に又は食品の貯蔵に用いられる容器上に存在するサルモネラ菌、及びサルモネラに感染した動物におけるサルモネラ菌を同定するのに用いられる。当業者に知られている任意の適切な方法を、本明細書において意味する検出に用いることができる。サルモネラに特異的である本発明のバクテリオファージを用いて、組換えDNAベクターを調製する方法を用いるのが好ましい。ベクターには、サルモネラ菌の遺伝子産物ではない1つ又は複数の検出可能なタンパク質の発現をコードするDNAを含む遺伝子系が含まれる。DNAベクターは、サルモネラ属の細菌に感染し、遺伝子系を細菌に伝達する。検出可能なタンパク質が細菌により発現され、検出可能なタンパク質が検出されればサルモネラ属の細菌の存在が指摘される。
サルモネラ属の細菌の存在を検出するには、マーカー遺伝子を用いる。マーカー遺伝子は、細胞を適切な宿主細胞のベクターによって感染させ、引き続きマーカー遺伝子の発現に適する条件下で培養した時に検出することができる遺伝子である。マーカー遺伝子は、サルモネラ属の細菌に生じないものであり、組換え技術を用いて、ベクター、本発明のバクテリオファージ中に挿入されるものであるのが好ましい。そのような遺伝子及びその遺伝子産物は当技術分野において知られており、ビブリオ属などの、種々の発光細菌におけるバリアントに生じるlux遺伝子などの生物発光タンパク質が含まれる。lux遺伝子を組み入れることで、発光の測定による検出が可能となる。lux遺伝子の一例は、ビブリオハーベイ(Vibrio harveyi)からのluxAB遺伝子である。他の適切なタンパク質には、これらに限定されないが、ルシフェラーゼ、及び緑色蛍光タンパク質などの蛍光タンパク質が含まれる。
検出反応は、これらに限定されないが、試験用ストリップを含む固体表面上で起こり得る。この実施形態において、マーカー遺伝子を含むベクターを、試料適用ゾーンに、又は試料適用ゾーンから下流に可逆的に固定してもよい。あるいは、ベクターを、試験用ストリップ上に適用する前に、試料とインキュベートしてもよい。抗サルモネラ抗体を、ベクター及び試料適用ゾーンから下流に不可逆的に固定化する。サルモネラを含む試料が適用されると、ベクターがサルモネラに感染し、検出可能なタンパク質が発現される。試料が試験用ストリップを移動すると、サルモネラは抗サルモネラ抗体により固定化される。次いで、マーカータンパク質が、固定化されたサルモネラにおいて検出される。
さらなる一態様において、本発明は、キットオブパーツ、好ましくはサルモネラを検出するためのキットオブパーツであって、本発明によるバクテリオファージ、ポリペプチド若しくはそのフラグメント、ポリヌクレオチド若しくはそのフラグメント、核酸コンストラクト、ベクター、細胞、及び/又は組成物を含み、検出試薬、標識化試薬、対照飼料、対照データ、使用説明書、ハイブリダイゼーション試薬若しくは増幅試薬、及び容器の少なくとも1つをさらに含むキットオブパーツを提供する。
定義:
本明細書において、「配列同一性」とは、配列を比較することにより決定される、2つ以上のアミノ酸(ペプチド、ポリペプチド若しくはタンパク質)配列間、又は2つ以上の核酸(ヌクレオチド、ポリヌクレオチド)配列間の関係と定義される。当技術分野において、「同一性」はまた、場合に応じて、一続きのアミノ酸又はヌクレオチド配列の間の適合により決定されるように、アミノ酸間又はヌクレオチド配列間の配列の関連性の度合いを意味する。本発明の範囲内で、特定の配列との配列同一性は、前記特定のポリペプチド又はポリヌクレオチド配列の全体の長さにわたる配列同一性を意味するのが好ましい。本明細書に提供する配列情報は、誤って同定されたベースを含むことを必要とするほど狭義に解釈してはならない。当業者であれば、このように誤って同定されたベースを同定することができ、そのような誤りを修正する方法を知っている。
2つのアミノ酸配列間の「類似性」は、1つのペプチド又はポリペプチドのアミノ酸配列及びその保存されているアミノ酸置換を、第2のペプチド又はポリペプチドの配列と比較することにより決定される。好ましい一実施形態において、同一性又は類似性は、本明細書で同定する配列番号全体にわたって算出される。「同一性」及び「類似性」は、これらに限定されないが、Computational Molecular Biology、Lesk、A.M.編集、Oxford University Press、New York、1988年;Biocomputing:Informatics and Genome Projects、Smith、D.W.編集、Academic Press、New York、1993年;Computer Analysis of Sequence Data、Part I、Griffin、A.M.、及びGriffin、H.G.編集、Humana Press、New Jersey、1994年;Sequence Analysis in Molecular Biology、von Heine、G.、Academic Press、1987年;並びにSequence Analysis Primer、Gribskov、M.及びDevereux、J.編集、M Stockton Press、New York、1991年;並びにCarillo、H.、及びLipman,D.、SIAM J.、Applied Math.、48巻:1073頁(1988年)に記載されているものを含む公知の方法によって容易に算出することができる。
同一性を決定するのに好ましい方法は、試験する配列間に最大の適合をもたらすようにデザインされている。同一性及び類似性を決定するための方法は、公的に入手できるコンピュータプログラムに体系化されている。2つの配列間の同一性及び類似性を決定するのに好ましいコンピュータプログラム方法には、例えば、GCGプログラムパッケージ(Devereux、J.ら、Nucleic Acids Research、12巻(1):387頁(1984年))、BestFit、BLASTP、BLASTN、及びFASTA(Altschul、S.F.ら、J.Mol.Biol.、215巻:403〜410頁(1990年)が含まれる。BLAST Xプログラムは、NCBI及び他の供給源から公的に入手できる(BLAST Manual、Altschul、S.ら、NCBI NLM NIH Bethesda、MD 20894;Altschul、S.ら、J.Mol.Biol.、215巻:403〜410頁(1990年)。よく知られているSmith Watermanアルゴリズムも、同一性を決定するのに用いることができる。
ポリペプチド配列比較に好ましいパラメータには以下が含まれる:Algorithm:Needleman及びWunsch、J.Mol.Biol.、48巻:443〜453頁(1970年);Hentikoff及びHentikoff、Proc.Natl.Acad.Sci.USA.、89巻:10915〜10919頁(1992年)からのComparison matrix:BLOSSUM62;Gap Penalty:12;及びGap Length Penalty:4。これらのパラメータで有用なプログラムは、Madison、WIにある、Genetics Computer Groupからの「Ogap」プログラムとして公的に入手できる。上述のパラメータは、アミノ酸比較のためのデフォルトパラメータである(末端のギャップに対するペナルティはない)。
核酸比較に好ましいパラメータには以下が含まれる:アルゴリズム:Needleman及びWunsch、J.Mol.Biol.、48巻:443〜453頁(1970年);比較マトリクス:マッチ=+10、ミスマッチ=0;Gapペナルティ:50;Gap長ペナルティ:3。Madison、Wisにある、Genetics Computer GroupからGapプログラムとして入手できる。上記に示すのは、核酸比較用のデフォルトパラメータである。
当業者には明らかである通り、任意選択により、アミノ酸類似性の度合いを決定する上で、当業者であれば、いわゆる「保存的な」アミノ酸置換も考慮に入れることもできる。保存的なアミノ酸置換は、類似の側鎖を有する残基の互換性を意味する。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン及びイソロイシンであり、脂肪族−ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸の群はセリン及びスレオニンであり、アミド含有側鎖を有するアミノ酸の群はアスパラギン及びグルタミンであり、芳香族側鎖を有するアミノ酸の群は、フェニルアラニン、チロシン及びトリプトファンであり、塩基性側鎖を有するアミノ酸の群は、リジン、アルギニン及びヒスチジンであり、イオウ含有側鎖を有するアミノ酸の群はシステイン及びメチオニンである。好ましい保存的アミノ酸置換の群は、バリン−ロイシン−イソロイシン、フェニルアラニン−チロシン、リジン−アルギニン、アラニン−バリン、及びアスパラギン−グルタミンである。本明細書に開示するアミノ酸配列の置換のバリアントは、開示する配列における少なくとも1個の残基が除去され、異なる残基がその場所に挿入されているものである。アミノ酸の変更が保存的であるのが好ましい。天然に存在するアミノ酸各々に対する好ましい保存的置換は以下の通りである:serに対してala、lysに対してarg、gln又はhisに対してasn、gluに対してasp、ser又はalaに対してcys、asnに対してgln、aspに対してglu、proに対してgly、asn又はglnに対してhis、leu又はvalに対してile、ile又はvalに対してleu、argに対してlys、gln又はglu、leu又はileに対してmet、met、leu又はtyrに対してphe、thrに対してser、serに対してthr、tyrに対してtrp、trp又はpheに対してtyr、及びile又はleuに対してval。
ポリヌクレオチドはヌクレオチド配列によって表される。ポリペプチドはアミノ酸配列によって表される。核酸コンストラクトとは、天然に存在する遺伝子から単離されたポリヌクレオチド、又は別の方法では天然に存在しないやり方で組み合わされ若しくは並べられるポリヌクレオチドのセグメントを含むように修飾されているポリヌクレオチドと定義される。任意選択により、核酸コンストラクトに存在するポリヌクレオチドは、細胞において又は対象において前記ペプチド又はポリペプチドの生成又は発現を指示する1つ又は複数の制御配列に作動可能に連結される。
本明細書において、「異種性の配列」又は「異種性の核酸」の語は、前記第1のヌクレオチド配列の隣接の配列として作動可能に連結していることが天然に見出されないものである。本明細書において、「異種性」の語は「組換え」を意味し得る。「組換え」は、天然に一般的に見出されるものとは別の遺伝的実体を意味する。ヌクレオチド配列又は核酸分子に適用するものとして、これは、前記ヌクレオチド配列又は核酸分子が、クローニング、制限、及び/又はライゲーションステップ、並びに天然に見出される配列又は分子と別個であるコンストラクトの生成をもたらす他の手順の種々の組合せの産物であることを意味する。
本明細書において、「作動可能に連結される」とは、制御配列が、細胞及び/又は対象において本発明のペプチド又はポリペプチドの生成/発現を指示するように、制御配列が、本発明のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に対する位置に適切に配置されている立体配置と定義される。
「作動可能に連結される」はまた、キメラのポリペプチドが細胞及び/又は対象においてコードされるように、配列が、機能的ドメインをコードする別の配列に対する位置に適切に配置されている立体配置を規定するのに用いてもよい。
発現は、これらに限定されないが、転写、転写後修飾、翻訳、翻訳後修飾及び分泌を含む、ペプチド又はポリペプチドの生成に関与する任意のステップを含むことが理解されよう。任意選択により、核酸コンストラクトに存在するヌクレオチド配列により表されるプロモーターは、本明細書において同定されるペプチド又はポリペプチドをコードする別のヌクレオチド配列に作動可能に連結している。
「形質転換」の語は、新たなDNA(すなわち、細胞にとって外来性のDNA)を組み入れた後、細胞に導入される、永続的な、又は一過性の遺伝子の変更を意味する。細胞が細菌細胞である場合、本発明において意図する通り、この語は通常、選択性の抗生物質耐性を抱え持つ、染色体外の、自己複製性のベクターを意味する。
発現ベクターは、組換えDNA手順にかけると便利であり得、細胞及び/又は対象における本発明のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列の発現をもたらし得る、任意のベクターであり得る。本明細書において、「プロモーター」の語は、遺伝子の転写開始点の転写の方向に関して上流に位置する、1つ又は複数の遺伝子又は核酸の転写を制御するように機能する核酸フラグメントを意味する。これは、DNA依存性RNAポリメラーゼ、転写開始点、並びに転写因子結合部位、リプレッサー及びアクチベータータンパク質結合部位、及びプロモーターからの転写の量を直接的又は間接的に調節するように作用することが当業者に知られている任意の他の配列のヌクレオチドを含む(これらに限定されない。)任意の他のDNA配列に対する結合部位の存在により同定される結合部位に関連する。本発明の文脈内で、プロモーターが、転写開始点(TSS)のヌクレオチド−1で終わるのが好ましい。
本明細書において、「ポリペプチド」は、任意のペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、遺伝子産物、発現産物又はタンパク質を意味する。ポリペプチドは、連続したアミノ酸からなる。「ポリペプチド」の語は、天然に存在する分子又は合成の分子を包含する。
本明細書において、「制御配列」の語は、ポリペプチドの発現に必要又は有利であるすべてのコンポーネントを含むものとする。各制御配列は、ポリペプチドをコードする核酸配列から生じたものでも、又は外来性のものでもよい。そのような制御配列には、これらに限定されないが、リーダー、最適の翻訳開始配列(Kozak、1991年;J.Biol.Chem.、266巻:19867〜19870頁に記載される)、ポリアデニレーション配列、プロ−ペプチド配列、プレ−プロ−ペプチド配列、プロモーター、シグナル配列及び転写ターミネーターが含まれる。最低で、制御配列は、プロモーター、並びに転写及び翻訳のストップシグナルを含む。
制御配列は、ポリペプチドをコードする核酸配列のコード領域との該制御配列のライゲーションを促進する特異的な制限部位を導入するためのリンカーとともに提供され得る。
制御配列は、核酸配列を発現するために宿主細胞により認識される核酸配列である適切なプロモーター配列であり得る。プロモーター配列は、ポリペプチドの発現を媒介する、転写制御配列を含む。プロモーターは、変異の、切断された及びハイブリッドのプロモーターを含む、細胞において転写活性を示す任意の核酸配列であり得、細胞に対して相同又は非相同いずれかの、細胞外又は細胞内のポリペプチドをコードする遺伝子から得ることができる。
制御配列はまた、転写を終結することが宿主細胞により認識される配列である、適切な転写終結配列であってもよい。終結配列は、ポリペプチドをコードする核酸配列の3’末端に作動可能に連結している。本発明では、細胞において機能的である任意のターミネーターを使用することができる。
制御配列はまた、宿主細胞による翻訳にとって重要であるmRNAの非翻訳領域である、適切なリーダー配列であってもよい。リーダー配列は、ポリペプチドをコードする核酸配列の5’末端に作動可能に連結している。本発明では、細胞において機能的である任意のリーダー配列を使用することができる。
制御配列はまた、核酸配列の3’末端に作動可能に連結している配列であり、転写されると、転写されたmRNAにポリアデノシン残基を付加するシグナルとして宿主細胞により認識される、ポリアデニレーション配列であってもよい。本発明では、細胞において機能的である任意のポリアデニレーション配列を使用することができる。
本明細書及び特許請求の範囲において、動詞「含む」(“comprise”)及びその活用は、この語の後に続く項目は含まれるが、特に言及されない項目は排除されないことを意味する、非限定的な意味で用いられる。さらに、動詞「からなる」(“consist”)は、本明細書で規定される、産物、又は組成物、又は核酸分子、又はペプチド、又は核酸コンストラクトのポリペプチド、又はベクター、又は細胞が、具体的に同定するもの以外の付加的なコンポーネントを含み得、前記付加的なコンポーネントは本発明の独特な特徴を改変しないことを意味する、「から本質的になる」によって置き換えることができる。さらに、不定冠詞「一つの」(“a”又は“an”)による構成要素の指示は、1つ及びたった1つの構成要素が存在することを文脈が明らかに要求しなければ、1つを超える構成要素が存在する可能性を排除するものではない。不定冠詞「一つの」(“a”又は“an”)は通常「少なくとも1つ」を意味する。
本明細書に引用する特許及び参考文献はすべて、参照によりその全体が本明細書に援用される。
以下の実施例は説明の目的で提供されるものにすぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。
本発明の実施形態は例えば下記実施形態1〜15を含む。
実施形態1:
ミオウイルス科(Myoviridae)の形態型群に属する単離されたバクテリオファージであって、下記特徴からなる群から選択される少なくとも1つの特徴を含むバクテリオファージ。
・バクテリオファージのゲノムは少なくとも100kbpである。
・バクテリオファージのゲノムは、配列番号3、5、7、9及び11からなる群から選択されるアミノ酸配列に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする少なくとも1種のポリヌクレオチドを含む。
・バクテリオファージ受容体はサルモネラ(Salmonella)の外膜タンパク質Cである。
・バクテリオファージは、少なくとも1種のサルモネラ種に感染し、それを溶菌することができる。
実施形態2:
ファージS16 CBS130493である、実施形態1に記載の単離されたバクテリオファージ。
実施形態3:
実施形態1又は2に記載のバクテリオファージから得ることができるエンドリシン。
実施形態4:
配列番号15に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するエンドリシン。
実施形態5:
配列番号3、5、7、9及び11からなる群から選択される配列に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するロングテールファイバーポリペプチド。
実施形態6:
実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
実施形態7:
実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、又は実施形態6に記載のポリヌクレオチドを含む組成物であって、好ましくは抗菌性であり、好ましくは食品保存剤又は消毒剤である組成物。
実施形態8:
さらなるバクテリオファージ、静菌剤、殺菌剤、抗生物質、界面活性剤及び酵素からなる群から選択される付加的な有効成分をさらに含む、実施形態7に記載の組成物。
実施形態9:
実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、実施形態6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は実施形態7若しくは8に記載の組成物の、抗菌剤、好ましくは食品保存剤又は消毒剤としての使用。
実施形態10:
薬剤、好ましくは個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための薬剤としての使用のための、実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、実施形態6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は実施形態7若しくは8に記載の組成物。
実施形態11:
薬剤、好ましくは個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための薬剤を製造するための使用であって、実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、実施形態6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は実施形態7若しくは8に記載の組成物の使用。
実施形態12:
個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための方法であって、実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、実施形態6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は実施形態7若しくは8に記載の組成物を個体に投与するステップを含む方法。
実施形態13:
食品又は飼料の製品中、食品又は飼料の加工装置の上及び/又は中、食品又は飼料の容器の上及び/又は中の微生物汚染を制御するための方法であって、実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、実施形態6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は実施形態7若しくは8に記載の組成物を、食品若しくは飼料の製品、食品若しくは飼料の加工装置、及び/又は食品若しくは飼料の容器と接触させるステップを含む方法。
実施形態14:
サルモネラの存在を検出するための方法であって、実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、実施形態6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は実施形態7若しくは8に記載の組成物を、サルモネラを含むことが疑われる試料と接触させるステップと、試料における変化を検出するステップと、を含む方法。
実施形態15:
サルモネラを検出するためのキットオブパーツであって、実施形態1若しくは2に記載のバクテリオファージ、実施形態3〜5のいずれかに記載のポリペプチド、実施形態7若しくは8に記載の組成物、及び/又は実施形態6に記載のポリヌクレオチド、又はそのフラグメントを含み、検出試薬、標識試薬、対照試料、対照データ、使用説明書、ハイブリダイゼーション試薬若しくは増幅試薬、及び容器のうちの少なくとも1つをさらに含むキットオブパーツ。
配列:
Figure 0006351119

GenBankアクセッション番号を2番目のカラムにおけるカッコの中に示し、GenBankアクセッション番号の後にS16遺伝子産物の連続番号を示す(表6を参照されたい)。さらに本明細書において、S16のコード配列及び遺伝子産物を、そのT4対応物のgp番号によって示す(例えば、S16gp166はgp34としての適用におけるものを意味する)。
Fig1: S16の透過型電子顕微鏡写真。A:テールファイバーは、テールに沿って「積み込まれた」(“stowed”)位置にある(矢印)。B:テールファイバーは拡張している。2部構造のファイバーは、「ニー」(“knee”)(矢印)により分割される近位及び遠位の部分からなることに留意されたい。C:収縮したテール及び拡張したテールファイバー。テールチューブ(矢印)が、ミオウイルス特有の形態学的特徴である収縮したテールシースから突出していることに留意されたい(TEM、倍率52000倍、バーの長さは100nmであり、2%PWS、Max Planck Institute、Berlin、GermanyのDr.Rudi Lurzにより撮影された)。 Fig2: S16DNAの制限酵素断片長多型(RFLP)分析。ゲノムは、高度に制限酵素耐性である。試験した34個の酵素のうち、SwaI、TaqI、NdeI及びSspIだけがS16のゲノムDNAを消化することができる。 Fig3: S16、T4及びT2間の配列の比較。矢印はアノテーションされたコード配列を表す。影付きは、タンパク質間の%アミノ酸配列同一性を示す。 Fig4: gp38アドヘシンタンパク質の系統樹。S16gp38は、T2様ファージと一緒に明らかに配置されるが、別々の枝を表す(UPGMAアルゴリズム、ブートストラップ複製1000、CLC bio)。 Fig5: 65℃の、S16_gp37の変性勾配SDS−PAGE。数字は、65℃での分におけるインキュベート時間に相当する。最後の試料は、ゲル上にローディングする10分前に煮沸した。 Fig6: HGFP_gp37結合アッセイの蛍光顕微鏡写真。10mMアラビノースで誘導した(G,H)S.Tm.DT7155wt(A,B)、S.Tm.DT7155ΔompF(C,D)、S.Tm.DT7155ΔompC(E,F)及びS.Tm.DT7155ΔompC::ompC(DT)の、位相差画像(A,C,E及びG)及び蛍光画像(B,D,F及びH)。 Fig7: S16のS.Tm.DT7155に対する吸着。S16の吸着は、外膜タンパク質C(OmpC)の存在又は非存在によって大幅に影響を受ける。A:S.Tm.DT7155wt;B:S.Tm.DT7155ΔompC;C:10mMアラビノースで誘導したS.Tm.DT7155ΔompC::ompC(DT);D:GFP_gp37とプレインキュベートしたS.Tm.DT7155wt;E:GFPとプレインキュベートしたS.Tm.DT7155wt(値は3回の実験の平均を示し、エラーバーは相当する標準偏差を示す)。 Fig8: S16の大腸菌K−12に対する吸着。大腸菌K−12ΔompCにおけるompC(DT)の発現は、ファージS16の吸着を有意に増大するが、ompC(K−12)の発現は増大しない。A:S.Tm.DT7155wt;B:大腸菌K−12wt;C:10mMアラビノースで誘導した大腸菌K−12ΔompC::ompC(DT);D:10mMアラビノースで誘導した大腸菌K−12ΔompC::ompC(DT)(値は3回の実験の平均を示し、エラーバーは相当する標準偏差を示す)。
[実施例1]
材料及び方法:
菌株及びプラスミド:
この試験に用いた菌株及びプラスミドの概要を、表1及び表2に示す。宿主範囲の分析において用いたさらなる菌株を列挙し、表6に掲載する。細菌はすべて、別段の指摘がなければ、振盪機における試験管中、37℃のLB培地中で増殖させた。用いた抗生物質の濃度は以下の通りである:アンピシリン(Amp、AppliChem GmbH、Darmstadt、Germany):100μg/ml;クロラムフェニコール(Cm、Sigma−Aldrich、St.Louis、U.S.A.):25μg/ml;カナマイシン(Kan、Sigma−Aldrich):液体培地用200μg/ml及び寒天平板用50μg/ml;テトラサイクリン(Tet、Sigma−Aldrich):18μg/ml。
ファージの繁殖及び精製:
バクテリオファージを、二重寒天重層法(Gratia、1936)により繁殖させた。4ml LC軟寒天(7.5g/l NaCl、5g/l酵母エキス、10g/lトリプトン、1%グルコース、2mM MgSO4、10mM CaCl2)を、細菌一夜培養物100μl及びファージ希釈液10μlと混合し、LB底寒天平板(6g/l寒天)上に注いだ。平板を30℃で一夜インキュベートした。セミコンフルエントの平板を、室温で5時間、SMバッファー(5.8g/l NaCl、8mM MgSO4、50mM Tris、pH7.4)5mlで掻き取った。SMバッファーを平板から回収し、ファージを0℃で一夜、PEGで沈殿させた(8%PEG8000Fluka;0.5M NaCl)。遠心分離後(15分、10000g、4℃)、ファージをSMバッファー5ml中に再懸濁し、2回CsCl勾配で精製して(段階的勾配)、高度に純粋なファージ粒子を得た(Sambrook及びRussel、2001年)。
ファージDNAの調製:
2倍のCsCl勾配で精製したファージを、1000倍過剰のSMバッファーに対して透析した。溶液を、37℃で20分間、RNAse(10μg/ml)及びDNAse(20μg/ml)で処理した。20mM EDTA(pH8)及びプロテイナーゼK(50μg/ml、Fermentas)を56℃で1時間加えた後、DNAをフェノール/クロロホルムで抽出し、エタノールで沈殿させた(Sambrook及びRussel、2001年)。
制限酵素断片長多型(RFLP)分析:
精製したファージDNA500ngを、少なくとも20倍の過剰消化で、製造元の使用説明書に従って消化した。RFLPパターンを電気泳動により分析した。表3は、用いた制限酵素を列挙したものである。
1段階増殖曲線:
全ステップをLB培地中37℃で行った。一夜培養物をLB培地中1:100希釈し、600nmの光学密度(OD600)0.5に増殖させた。MOI 0.01のファージを加え、混合し、5分間インキュベートした。この吸着ステップの後、懸濁液を、予め加温した培地で100倍希釈し、引き続きプラーク形成単位(PFU)を、標準軟寒天重層により5分ごとに決定した。
形質導入アッセイ:
普遍形質導入の能力を、本発明者らが以下に記載する部位特異的変異誘発を用いて構築したサルモネラティフィムリウムの異なる2つの変異体である、DT7155:Δ1493::Cmr(Cm:クロラムフェニコール)及びΔPhoN::Kanr(Kan:カナマイシン)を用いて試験した。ファージライセートをCmr株に対して調製し、Kanr株に感染させるのに用いた。培養物を、両方の抗生物質を含む平板上のコロニーの増殖に対して試験した。
ゲノムのシーケンシング、アセンブリー、アノテーション、及び比較:
ファージS16のゲノムのシーケンシングを、454パイロシーケンシング技術(FLXチタニウム試薬、GATC biotech AG、Konstanz、Germany)により行った。配列を、GS De Novoアセンブラーソフトウエア(Newbler、Version2.3、Roche AG、Switzerland)を用いて、単一のコンティグに組み立てた。CLC Main Workbench(Version6.0、CLC bio)を用いてさらなる分析を行った。読み取り長さは平均358bpであり、864bp及び36bpがそれぞれ最長及び最短の読みであった。ゲノムの平均適用範囲は84.38リードである(最小=31、最大=130)。不明瞭なコンセンサスを有する遺伝子座をPCR増幅し、Sangerシーケンシング(GATC Biotech AG、Konstanz、Germany)により確認した。S16のゲノムの予備的なアノテーションを、「Genome Annotation Transfer Utility」(GATU;http://www.virology.ca/gatuで入手可能)、及びリファレンスとしてバクテリオファージT4完全ゲノム(NC_000866)を用いて行った(Tcherepanovら、2006年)。アノテーションを手操作で洗練させた。推定上のtRNAを、tRNAscan−SE v.1.21(http://lowelab.ucsc.edu/tRNAscan−SE/で入手可能(Lowe及びEddy、1997年))を用いてアノテーションした。アノテーションしたS16のゲノムは、GenBankアクセッション番号HQ331142の下で入手可能である。
ホスト範囲分析:
乾燥LB寒天平板に対数期培養物4mlを充満させ、過剰の培養物を除去し、30℃で30分間乾燥させた。>1012PFU/mlのCsCl保存液の10−2から10−7のファージ希釈液3μlを平板上にスポットし、30℃で一夜インキュベートした(スポットオンザローン(spot−on−the−lawn)法)。
PCR産物を用いた部位特異的変異誘発:
大腸菌及びサルモネラエンテリカ亜種エンテリカ(subsp.enterica)における挿入変異株を、以前に記載されている通りに創製した(Datsenko及びWanner、2000年)。対象の遺伝子の最初の18ヌクレオチド及び最後の36ヌクレオチドが非改変のままであるような、相同の配列を選択した。残りの遺伝子を制限カセットにより置き換えた(すなわち、ΔompC::Kanr、又は短縮して単にΔompC)。耐性のコロニーを、遺伝子座のサイズに対してスクリーニングした。陽性のクローンは、アンピシリン感受性について精製し、引き続き試験した単一のコロニーであった(pKD46の減少)。欠失変異体を、アラビノースにより誘導されるベクターpBAD18_Ampr((Guzmanら、1995)、Dr.Thilo Fuchs、TU Munichの厚意により提供された)上トランスの、S.Tm.DT7155(ompC(DT))又は大腸菌K−12(ompC(K−12))のいずれかのompCを補うことにより補完した。
タンパク質の発現及び精製:
ファージS16のロングテールファイバーを、pHGFP Amprベクター中にクローニングした(Loessnerら、2002年)。このプラスミドにより、IPTG(イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド)による転写の誘導が可能になり、このプラスミドはN末端6×Hisタグ(本発明者らは、6×His−タグを頭文字Hと略す;すなわち、HGFP)を含む。gp37特異的シャペロンgp38を、バイシストロニック転写物におけるロングテールファイバー遺伝子の下流にクローニングした(13RBSとしてAGGAGGを用いて)。一般的な三量体形成シャペロンであるgp57Aを、アラビノース誘導性プロモーター下、第2のプラスミド14(pBAD18_Cmr)上に配置した((Guzmanら、1995年)、Dr.Thilo Fuchs、TU Munichの厚意により提供された)。用いた発現株は、大腸菌XL1 Blue MRF’(Stratagene AG、Basel、Switzerland)であった。タンパク質の発現を0.5mM IPTG(Axon Lab、Baden−Dattwil、Switzerland)で誘導し、20℃で一夜行った。精製を、低密度Ni−NTAビーズ(Chemie Brunschwig AG、Basel、Switzerland)を用いて重力流固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)により行った。
統計学的分析:
データの値を平均し、標準偏差を算出した。スチューデントのt検定(片側、不等分散の2標本、有意水準α=0.05)のP値を決定した(Excel 2010、Microsoft)。
GFP融合タンパク質との結合アッセイ:
結合アッセイを、対数期培養物を用いて行った。0.5mlをペレット化し、SMバッファー200μlに再懸濁した。タンパク質を遠心分離して凝集物を除去し(30分、31000g、4℃)、タンパク質およそ1μgを細胞に加えた。室温で10分インキュベートした後、細胞をSMバッファーで洗浄した。倍率100倍のZeiss axioplan顕微鏡を、蛍光顕微鏡観察に用いた(励起:BP 450〜490nm、FT 510nm、発光:LP 520nm、Carl Zeiss AG、Germany)。
プルダウンアッセイ:
一夜培養物1mlをOD600=1.0±0.05に調節し、ファージ溶液(10pfu/mL)10μlを加えた。試料を室温で10分間インキュベートし、引き続き遠心分離した(10分、20000g)。上清を除去し、pfuを3回ずつ測定した。LB対照に対する吸着のパーセント値を決定した。HGFP_gp37によるプルダウンアッセイの阻害を、以下の改変で決定した:ファージを加える前に、細胞を、HGFP_gp37およそ20μgと10分間プレインキュベートした。また、ファージとのインキュベートを、試験管の3回転倒に減らしたが、これにより陽性対照の結合が低下することはなかった。
結果:
ファージS16はT4様ミオウイルスである:
ファージS16はカウドウイルス目に属する。これの収縮性のテールは、ミオウイルス科の決定的な形態学的特徴である(Fig1)。さらに、S16は、長さ117.2±4.1nm、及び幅91.5±2.8nm(偏平−偏平)のわずかに伸びたヘッドを特徴とする(n=10)。このテールの長さの平均は120.2±2.8nmである(n=10)。このように、これは形態学的にファージT4に非常に似ており、ファージT4のヘッドは長さ120nm及び幅85nmで、テールは長さ113nmである(Tetartら、2001年;Calendar、2006年)。S16は、ヘッドの形態学のA2群内に配置することができ、この群は、知られているすべてのテールファージのおよそ3.2%を構成する(Ackermann、1998年)。S16のベースプレートをFig1Aに示し、テールのシースディスク(sheath disk)はFig1Bにおいて最も明瞭に見ることができる。カラー(collar)及びテールシース(tail sheath)の収縮はFig1Cにおいて見ることができる。ロングテールファイバーをそれが貯蔵される位置に保持するウイスカー(wac)は、電子顕微鏡写真で観察することはできない。
ファージS16はサルモネラに特異的に感染する:
ファージS16の感染を、サルモネラ(32株、及びS.Tm LT2のLPS変異体14株)並びに大腸菌(6株プラス表4にはない非病原性単離株25株)に対して試験した。S16は、スポットすると、サルモネラ臨床分離株1株以外のすべてを溶菌することができる。32分離株中25株に単一のプラークが観察された。大腸菌はこのファージに感受性ではないことが見出された。S.Tm.LT2のLPSノックアウト変異体は、1つを除いてすべて感染した。内部コアの2−ケト−デオキシ−d−オクタノエート(KDO)残基の後のいかなる糖を完全に欠く再変異(Re−mutant)株でさえ感受性であった。Rd2変異体は、S16により感染されなかった。より長いLPSコアタイプ及びより短いLPSコアタイプの両方とも感染され得、LPS変異株は同質遺伝子でなければならないため、この結果は極めて不可解である。ファージS16は、サルモネラに対して非常に広範に、かつ特異的に有効であることが証明されている。
S16は速やかに複製する:
増殖のパラメータは、ファージの特徴付けに不可欠な部分である。上記のように、1段階の増殖曲線を3回ずつ行った。ファージのバーストが、合計インキュベート時間20分後に開始し、インキュベート30分から35分に終了した。3回の独立した実験の平均のバーストは、細胞1個あたり37.2±1.3粒子であった。増殖速度は、このように、他のT偶数系ファージに匹敵する(T2及びT4の両方に対して潜伏期23分)。しかし、バーストサイズは、関連のファージに対して報告されているよりも低い(T2:135、T4:150(De Paepe及びTaddei、29、2006年))。
S16は宿主のDNAを形質導入しない:
ファージの中には、自身のDNAだけではなくファージの宿主生物のDNAもパッケージするものもあることが知られている。このプロセスは形質導入と呼ばれ、遺伝子水平伝播の主な源である(Sternberg及びMaurer、1991年)。ファージを生物的防除剤として使用することを究極的に意図するのであれば、形質導入は排除しなければならない(Hagens及びLoessner、2010年)。陽性対照としてファージP22(HT変異体(Schmieger、1972年))を用いた。このファージでは、Cm及びKanの両方に耐性であるコロニーが容易に観察された。両方の抗生物質に耐性であるコロニーは、S16では観察されなかった。したがって、これは、試験した条件下で非形質伝達性のファージである。
ゲノムのシーケンシング及びアセンブリー:
S16のゲノムは長さ160.221bpであり、G+C含量36.9%を特徴とするが、その宿主はG+C含量52.2%を特徴とする。S16はまた、高度に制限酵素耐性であり、試験した制限酵素34個中4個しかS16 DNAを消化することができない(Fig2)。S16のゲノムの全体的な概観及びT4のアラインメントをFig3に示す。コード配列(CDS)189個及びtRNA遺伝子3個(Met、Gln及びArg、並びにそれぞれアンチコドンCAT、TTG及びTCT)をアノテーションした。S16はT4に似ているため、本発明者らは、すべてのCDSの61.38%に機能を割り当てることができた。他の38.62%は、S16のみにアノテーションされた仮想(hypothetical)タンパク質、及び他のT4様ファージに近い相同体を有するが割り当てられた機能がないその他の両方を表す。CDSは平均長さ704ヌクレオチドであり、1kbあたり1.18CDSである。推定コード能力(coding capacity)は83%である。アノテーションされた開始コドンの利用頻度は、ATG(88.36%)、TTG(4.76%)、ATT(2.65%)、GTG(2.12%)、ATC及びCTG各1.06%である。S16はT4様ウイルスに属する。最近、遺伝子がゲノムレベルで見直され、1セットのコア遺伝子が規定されている(Petrovら、2010年)。S16とT4との間のコアゲノムタンパク質の比較を表5に示す。T4様コアゲノムの39遺伝子のうち2つが、S16では欠損している。S16のゲノムには、uvsW(組換えDNA RNAヘリカーゼ及びDNA依存性ATPase)に対する全長の遺伝子は存在しない。その代り、2つの別々の、短い遺伝子が見出された。これら2つのタンパク質(UvsW1及び2と命名した)はそれぞれ、T4UvsW残基1から234及び216から502に非常に似ている。T4UvsWの結晶構造は以前に解明されている(Sickmierら、2004年;Kerrら、2007年)。S16UvsW1及び2の2次構造予測を(HHpred;http://toolkit.tuebingen.mpg.de/hhpredを用いて)行った。両タンパク質とも、T4UvsWに非常に強力な類似性を有する(S16UvsW1及び2それぞれに対して、ドメイン2oca_A;確率100%、E値1.310〜33及び確率:99.97%、E値:210〜30)。このように、2つの別々の遺伝子以外、基本的にT4UvsWタンパク質全体がS16ゲノムにコードされている。これらが同じ機能を遂行できるか否かは依然として分かっていない。第2の欠損したコア遺伝子はgp49(エンドヌクレアーゼVII)である。gp49はT4における不可欠なタンパク質であるが、大腸菌ファージRB16及びアエロモナス(Aeromonas)ファージ65では、他のエンドヌクレアーゼ(I−TevIIに類似の触媒作用のドメインを有する)により置換されていることが見出された(Petrov、Nolanら、2006年)。S16は、269aa長のホーミングエンドヌクレアーゼであり、ファージRB3のI−TevIIIに非常に似ている(88.52%同一性、E値:0.00(Robbinsら、2007年))I−TevIIIを特徴とする。T4では、ホーミングエンドヌクレアーゼI−TevIIIは消滅している。I−TevIIIはアミノ酸長がたった97個であり、N末端の触媒作用ドメインが欠損している(Robbinsら、2007年)。S16のI−TevIIIは、おそらく、大腸菌ファージRB16及びアエロモナスファージ65の場合におけるI−TevIIのように、gp49の非存在を補償する。さらなる差異の層として、T4様ファージの属をゲノムタイプに細分した。その定義によると、DNA修飾遺伝子(2つのグリコシルトランスフェラーゼ及び1つのdCMPヒドロキシメチラーゼ)の存在及び全体的なゲノム構造により、S16はT偶数系タイプのファージの群に配置される(Petrov、Ratnayakaら、2010年)。細菌のビルレンス因子又は毒素遺伝子はS16のゲノムにコードされていないことが見出された。完全なアノテーションは、表6において見出すことができる。
テールファイバー遺伝子の同定及びインシリコ分析:
T4様ファージのロングテールファイバー(LTF)は、宿主細胞表面の、初期の、可逆性の認識を媒介する。この相互作用は天然におけるショートテールファイバーの結合よりも選択的であり、ショートテールファイバーは、T4の場合、すべての腸内細菌に共通するLPS内部コアに結合する。gp34からgp37は、LTFを近位から遠位のセグメントまで構成する。LTFを三量体化するのに、2つのシャペロンが必要とされる。全体的なシャペロンgp57A及びgp37特異的gp38(Fig3は、S16、T2及びT4のLTF遺伝子並びにこれらのシャペロンのアラインメントを示す(Calendar、2006年))。T4では、gp37のC末端部分が、その受容体に対する結合を媒介する。特異性は、いわゆるHisボックスにより決定されると思われる(コンセンサス配列:GXHXH(Tetartら、1996年))。S16のgp37にHisボックスは見出されなかった。T2及びT6では、対照的に、結合はgp38シャペロン自体により媒介される。これはアドヘシンとして作用し、gp37のC末端部分に付着し、細胞表面に対する結合を媒介する(Riedeら、1985年)。T2のgp38に記載されているものと同様のグリシンアイランドも、S16において同定され得る。これらのアイランドは比較的保存されている領域であり、アドヘシンの受容体特異性を決定する可能性があるより多様な領域の限界を定めるものである(Tetartら、1996年;Trojetら、2011年)。S16のgp37及びgp38のホモロジー検出及び2次構造予測(HHpred;http://toolkit.tuebingen.mpg.de/hhpredを用いて)は、T4の相当するタンパク質よりもT2の相当するタンパク質に対する類似性を示している。具体的に、S16及びT2両方のgp37が、これらのC末端において、ファージK1Fのエンド−N−アセチルノイラミニダーゼドメインに対して強力な類似性を有する(確率:それぞれ99.49及び99.35、並びにE値:2.610〜14及び4.910〜13)。同定された弱い構造的相同性は、S16及びT2クラスタのgp38は、S16及びT4のgp38よりも接近していることを指摘する。S16のgp38を、系統樹における他のシーケンシングされたT4様ファージのgp38と比較することで、S16は明らかに、T4よりもT2及びT6に近くにグループ分けされる(Fig4)。これらの分析より、S16のLTFは、T2のLTFに近く関連する構造を有することが予想され、gp38は、gp37のC末端先端部に結合している。
精製された全長のロングテールファイバー(LTF)タンパク質を得た:
ファージT4と同様、gp38及びgp57Aの2つのシャペロンが、S16のLTFタンパク質の遠位サブユニット(gp37)のフォールデングを正すのに必要とされることが見出された(Bartualら、2010年;Leimanら、2010年)。可溶性タンパク質は、両者の同時発現なしで得ることはできなかった(データは示さず)。T4様ファージのLTFは、三量体の状態において活性である(Cerritelliら、1996年)。これらは高頻度の遺伝子水平伝播を指摘するモザイク状構造であるため、T4様ファージのgp37ホモログはすべて三量体であることが想定される(Hashemolhosseiniら、1996年)。タンパク質のオリゴマー構造を説明するために、精製したHGFP_gp37を熱変性勾配SDS−PAGEにより分析した(Fig5)。明らかに見ることができる、高分子量のバンドの低分子量バンドへの段階的な変性が観察され、高次構造の解明を指摘するものであった。変性されたS16 HGFP_gp37の電気泳動の移動性は、インシリコ予測から予想したものよりも高かった。全長のタンパク質の予測分子量は108.5kDaであるが、観察されたバンドは97kDaを下回った(Fig5,最終レーン)。ファージT2のgp37は、タンパク質分解性のプロセシングを受け、そのC末端の120個のアミノ酸の除去をもたらすことが以前に示されている(Drexlerら、1986年)。そのようなC末端の最終の120個のアミノ酸をタンパク質分解性に除去することで、観察されたバンドサイズに相当する94.3kDaのタンパク質が生じる。タンパク質のバンドを、MS/MS分析により分析した(Functional Genomics Centre Zurich、FGCZ、Zurich、Switzerland)。S16のgp37のC末端の201個のアミノ酸に、単一の6aaペプチド1個以外、ペプチドのヒットは存在しなかった。両方のシャペロンともMS/MSにより検出された(gp38に対してペプチド2個、gp57Aに対して1個)。これらの観察に基づき、構造予測と合わせて(上記を参照されたい)、S16のgp37のC末端のタンパク質分解性のプロセシングが起こっている可能性がある。
S16のLTFは外膜タンパク質C(OmpC)に結合する:
可溶性のHGFP_gp37と結合アッセイを行うことにより、S16のLTFの受容体を同定することができた(Fig6)。サルモネラティフィムリウムDT7155wtを陽性対照として供した(Fig6A,B)。S16がT2及びT4に似ていることから、これら両方のファージの受容体タンパク質をノックアウトして、HGFP_gp37の結合を評価した。OmpF(ファージT2の受容体(Hantke、1978年))を除去しても、HGFP_gp37による細胞の装飾は妨げられなかった(Fig6C,D)。一方、OmpC(ファージT4の受容体(Yu及びMizushima、1982年))を欠失すると、そのような結合は妨害された(Fig6E,F)。HGFP_gp37の付着は、pBAD18 Ampr上にトランスのompCを提供することにより回復することができた(Fig6G,H)。これらの結果は、OmpCが、S16のLTFのサルモネラティフィムリウムDT7155に対する結合に必要であり、十分であることを実証するものである。
S16はサルモネラOmpCを有する細胞に吸着する:
プルダウンアッセイを行って、全ファージの吸着もOmpCに依存的であることを証明した(Fig7)。S16のサルモネラティフィムリウムDT7155ΔompCに対する吸着は未だに観察することができるが、野生型の吸着よりずっと低い(野生型の98.43%に対し47.46%、p値:0.0084)。ompC(DT)でのpBAD Amprに対する補完は、ほぼ野生型の吸着レベル(97.50%)を回復した。さらに、HGFP_gp37を加えることで、S16の吸着率を有意に低減することができたが(野生型98.43%に比べて67.25%、p値:0.0483)、HGFP単独では低減しなかった(吸着率93.76%)。ファージの感染には耐性であっても、大腸菌K−12に対するS16のいくらかの吸着を観察することができる。しかし、これはサルモネラティフィムリウムDT7155より有意に低い(28.06%対98.43%;p値:0.0127;Fig8)。大腸菌K−12ΔompC株(CGSC4401)を構築し、K−12のompC遺伝子(ompC(K−12))又はサルモネラティフィムリウムDT7155のompC遺伝子(ompC(DT))のいずれかで補完した。K−12株の常在性のompC遺伝子の欠失、及びompC(DT)での補完により、S16の吸着率は91.53%に有意に増大した(p値:0.0155;Fig8)。同じ実験を、ompC(K−12)を補完して行った。大腸菌K−12wtに比べて吸着の増大は観察されなかった(26.44%;Fig8)。この対照は、種々の細胞内レベルのOmpCによる可能な効果を除外するものである。これらの所見は、LTF結合だけではなく全ファージ粒子の吸着もOmpCに依存的であることを実証するものである。さらに、ファージS16は、サルモネラティフィムリウムのOmpCに特異的に結合し、大腸菌K−12wtのOmpCには結合しない。
考察:
ファージは細菌の天敵である。細菌の病原菌を制御するのにファージを用いることは、現在、多くの研究者によって評価されている。サルモネラエンテリカ亜種エンテリカに属する菌株は、世界中の食品由来疾患の主な原因の一つである。この亜種は非常に多様であり、2500を超える血清型が認められており(Grimont及びWeill、2007年)、広い宿主範囲を有するファージを獲得するのが比較的困難になっている。この研究において、新規な広い宿主範囲のサルモネラミオウイルスのS16を記載した。ゲノム配列を決定し、アノテーションした。S16は、絶えず拡大しているT4様ウイルスの属の新メンバーであり、T偶数系型のサブグループに属する。本発明者らが知る限り、S16は、サルモネラへの感染に限定されるT4様ファージの、最初に完全に特徴付けられたメンバーである(Petrovら、2010年)。S16のゲノム構造はファージT4に非常に似ている(Fig3)。S16の宿主範囲は、サルモネラ属内で非常に広いが、試験した大腸菌分離株はどれも感受性ではなかった。S16は、2つの大きな理由から、FelixO1よりも生物的防除に適するファージであると論じることができる。第1に、FelixO1は、感染に外側のLPSコアの末端N−アセチルグルコサミン残基を必要とする(Lindberg、1967年;Lindberg及びHolme、1969年)。S16は、T4同様、内部コアの2−ケト−デオキシ−d−オクタノエート(KDO)残基しか必要としないことが実証された(再変異体)。このため、S16は、FelixO1とは対照的に、ディープラフ株にも感染することができる。本発明者らが試験した、すべての同質遺伝子の、逐次的なLPSコア合成ノックアウト株のサルモネラティフィムリウムLT2の中で、1株が耐性であった。このRd2変異体のLPSコアだけが、3個の2−ケト−デオキシ−d−オクタノエート(KDO)残基及び単一の七単糖を含む。LPS構造だけに基づくと、この菌株が耐性であることが証明される理由の説明を見出すことができなかった。異常な構造をもたらすLPS合成に対する極性効果(polar effect)などの、他の意図せぬ変更がこの菌株に生じた可能性がある。第2に、S16のDNA修飾系により、S16のゲノムが多くの通常の制限系に不感受性となり(Fig2)、S16にFelixO1を凌ぐさらなる利点をもたらしている。特異性は別にして、食品由来病原体の生物的防除に用いられるファージには、他の基準がいくつか存在する。ファージは厳密にビルレントである必要があり(溶原性を避ける)、ファージゲノムにコードされているビルレンス因子又は既知のアレルゲンがあってはならない。ファージ粒子による宿主DNAの輸送である、普遍形質導入もまた、排除されなければならない(Hagens及びLoessner、2010年)。最初の2点は、全ゲノムのシーケンシング及びアノテーションにより除外することができた。3番目は、形質導入実験により評価された。本発明者らのS16でのセットアップに、耐性カセットの形質導入は観察されなかった。形質導入は、ファージP22(HT変異体(Schmieger、1972年))の場合に容易に観察することができた。T4自体は、いくつかの変異なしで宿主DNAを形質導入することは知られていない(Wilsonら、1979年)。具体的に、宿主の核破壊(nuclear disruption)(ndd)に加えてエンドヌクレアーゼIV(denB)に対する遺伝子における変異、及びおそらくD1領域(rIIBとdenBとの間)の遺伝子における変異がすべて、T4を普遍形質導入性のファージに変換するのに必要である。形質導入の頻度は、rIIA、rIIB、stp及びacにおける変異により増大され得る(Youngら、1982年)。S16は、インタクトなndd、denB、rIIA及びrIIB遺伝子を特徴とする。このように、普遍形質導入に対する必要条件はこのファージには与えられない。S16は遺伝子stp及びacを欠くが、これらの遺伝子の非存在だけでは、形質転換性のファージへの変換に十分ではない。そこで、S16は、サルモネラ亜種を生物的防除するための主な候補を代表すると結論付けることができる。ファージ受容体結合タンパク質及び受容体は、その主要な特徴の一つである。S16では両方とも同定されている。S16のロングテールファイバー(LTF)の遠位サブユニットは同定されている。それは遺伝子産物gp37である。全長の、GFPタグ付けされたgp37(HGFP_gp37)は、発現及び精製することができた。用いた発現のための方法は、(Bartualら、2010年)に最初に記載されたものである。この著者らはT4のLTFを、三量体化シャペロンgp57A及びgp38との同時発現により、大量に生成した。同じ研究で、この方法が他のT4様ファージに適用できることが提唱された。この現在の研究において、この取組みは実際に、他のファージにも適用可能であることを実証した。得られた天然のHGFP_gp37タンパク質は、熱変性SDS−PAGEにより、オリゴマーであることを明らかに示した(Fig5)。このgp37タンパク質の機能性を、結合アッセイにより(Fig6)、及びファージ吸着を低減するその能力により(Fig7)、確立することができた。欠失変異体により、このタンパク質はサルモネラの外膜タンパク質C(OmpC)に特異的に結合することが示された。OmpCを欠くサルモネラティフィムリウムDT7155は、タグ付け及び蛍光顕微鏡により可視化することができず、結合は、トランスのOmpCを提供することにより再構成することができた(Fig6)。また、OmpCを欠く細胞に対するファージ粒子の吸着速度は低下し、トランスのOmpCを補完することにより、再構成することができた(Fig7)。さらに、ファージ全体の結合に、サルモネラエンテリカ亜種エンテリカのOmpCが必要であることが示された。ファージの吸着速度は、野生型大腸菌K−12及び大腸菌K−12ΔompC::ompC(K−12)の両方に比べて、大腸菌K−12ΔompC::ompC(DT)では大幅に増大した(Fig8)。このように、大腸菌K−12のOmpCではなく、サルモネラティフィムリウムDT7155のOmpCは、ファージS16の吸着に十分な受容体であることが見出された。T4(大腸菌におけるOmpC又はLPS)及びT2(OmpF又はFadL)の場合のように、S16のLTFが結合することができるさらなる表面構造は存在し得る(Hantke、1978年;Yu及びMizushima、1982年;Trojetら、2011年)。OmpC及びOmpFの他に、以下のノックアウトも試験した:ompA、ompX btuB tonB、及びtsx。これらの変異株のどれも、S16に対する感受性の低下を示さなかった(データは示さず)。gp38における変異は受容体特異性を変更することができることは以前に示されている。例えば、T2様ファージであるM1は、その受容体としてOmpAを用いる。しかし、M1の特異性は、OmpC又はOmpTに対して変化し得る。これらの変化は、グリシンアイランド間の可変領域において、主にチロシン、トリプトファン、セリン又はアスパラギンのアミノ酸置換により媒介されると思われる(Hashemolhosseiniら、1994年;Tetartら、1998年;Trojetら、2011年)。このように柔軟性であれば、OmpFではなくOmpCに対して結合性のT2様gp38配列を見出すのは驚くにはあたらない。gp38は、T4の場合はアドヘシンとして作用しないので、T偶数系gp38タンパク質の系統樹では、T4のgp38は、明らかに残りと隔てられている。gp38がアドヘシンとして作用するファージの群内で、S16は、新規な別個の枝を規定している(Fig4)。樹において表される他のファージはすべて大腸菌ファージであることに留意されたい。さらにサルモネラのT偶数系ファージは、S16と同じ枝に配置することができ、T偶数系ファージの新たなサブグループの形成を指摘することができる。この研究において、新規な、広い宿主範囲のサルモネラファージS16が完全に特徴付けられた。S16は、サルモネラに特異的なT4様属の最初のメンバーである。その宿主範囲は、FelixO1の宿主範囲よりさらに広い。S16はDNA修飾系のため、及びラフ株に感染する能力のため、S16は生物防除剤として優れた選択肢であることが提唱される。
表1: この試験で使用された菌株
Figure 0006351119
表2: この試験で使用されたプラスミド
Figure 0006351119
表3: この試験で使用された制限酵素
酵素は、Fermentas GmbH(St.Leon−Rot、Germany)、New England Biolabs(Ipswich、U.S.A.)又はGE Healthcare(Little Chalfont、England)により製造されたものである。
Figure 0006351119
表4: ファージS16の宿主範囲の分析(スポットにおける溶菌:++:サルモネラティフィムリウムDT7155に匹敵;+:サルモネラティフィムリウムDT7155に比べて2logを超えて低減した溶菌;−:溶菌は観察されず;単一プラーク:+:プラークが観察された;−:プラークは観察されなかった) :(68);†:(49)
供給源1:実験室保存株;2:Dr.med.Helmut Brade教授(Research Center Borstel;Germany);3:Novagen(Merck Biosciences);4:Coli Genetic Stock Center(CGSC、Yale University、U.S.A.);5:Horn教授/Frosch教授(University of Wurzburg、Germany);6:National Center for Enterobacteria(NENT);7:Dr.Thilo Fuchs(Technical University of Munich、Germany);8:Dr.Cheng−Hsun Chiu(Chang Gung Hospital、Taiwan);9:Nicholas R.Thomson(Sanger Institute、UK);10:Salmonella Genetic Stock Centre(SGSC、University of Calgary、Canad)の菌株(Dr.Uwe Mamat(Research Center Borstel;Germany)により提供された。)
Figure 0006351119

Figure 0006351119

供給源No.10のLPS変異株はすべて、サルモネラ遺伝子保存センター(Salmonella genetic stock center)、SGSC(University of Calgary、Canada)から得たものであり、http://people.ucalgary.ca/〜kesander/catalogue.htmlの、無料で入手できるカタログにおいて検索することができる。
表5: S16及びT4のT4様コアゲノムタンパク質のアミノ酸レベルの比較
Petrovら,2010年において規定された通りに選択及びアレンジしたコアゲノムタンパク質
Figure 0006351119

Figure 0006351119
表6: S16のアノテーション表
<は逆方向を示す。サイズ[nt]は終止コドンを含むが、サイズ[aa]は含まない。
Figure 0006351119

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Figure 0006351119

Figure 0006351119

Figure 0006351119

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Claims (18)

  1. ミオウイルス科(Myoviridae)の形態型群に属する単離されたバクテリオファージであって、バクテリオファージのゲノムは配列番号1に対して少なくとも90%の配列同一性を有し、バクテリオファージは、少なくとも1種のサルモネラ種に感染し、それを溶菌することができる、バクテリオファージ
  2. ファージS16(寄託番号:CBS130493)である、請求項1に記載の単離されたバクテリオファージ。
  3. 請求項1又は2に記載のバクテリオファージから得ることができるポリペプチドであって、エンドリシンであるポリペプチド。
  4. 配列番号15に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドであって、エンドリシンであるポリペプチド。
  5. 配列番号9に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列及び配列番号11に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むロングテールファイバーポリペプチドであって、外膜タンパク質C結合活性を有するポリペプチド。
  6. 請求項3又は4に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
  7. 請求項5に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
  8. 請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3若しくは4に記載のポリペプチド、及び/又は請求項6に記載のポリヌクレオチドを含む組成物であって抗菌性である組成物。
  9. 食品保存剤又は消毒剤である、請求項8に記載の組成物。
  10. さらなるバクテリオファージ、静菌剤、殺菌剤、抗生物質、界面活性剤及び酵素からなる群から選択される付加的な有効成分をさらに含む、請求項8又は9に記載の組成物。
  11. 請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3若しくは4に記載のポリペプチド、請求項6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物の、抗菌剤としての使用。
  12. 食品保存剤又は消毒剤としての、請求項11に記載の使用。
  13. 個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための薬剤としての使用のための、請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3若しくは4に記載のポリペプチド、請求項6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための薬剤を製造するための使用であって、請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3若しくは4に記載のポリペプチド、請求項6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物の使用。
  15. 個体におけるサルモネラ関連状態の治療、予防又は遅延のための剤であって、請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3若しくは4に記載のポリペプチド、及び/又は請求項6に記載のポリヌクレオチドを有効成分として含有する剤。
  16. 食品又は飼料の製品中、食品又は飼料の加工装置の上及び/又は中、及び/又は食品又は飼料の容器の上及び/又は中の微生物汚染を制御するための方法であって、請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3若しくは4に記載のポリペプチド、請求項6に記載のポリヌクレオチド、及び/又は請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物を、食品若しくは飼料の製品、食品若しくは飼料の加工装置、及び/又は食品若しくは飼料の容器と接触させるステップを含む方法。
  17. サルモネラの存在を検出するための方法であって、請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3〜5のいずれか一項に記載のポリペプチド、請求項6若しくは7に記載のポリヌクレオチド、及び/又は請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物を、サルモネラを含むことが疑われる試料と接触させるステップと、試料における変化を検出するステップと、を含む方法。
  18. サルモネラを検出するためのキットオブパーツであって、請求項1若しくは2に記載のバクテリオファージ、請求項3〜5のいずれか一項に記載のポリペプチド、請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物、及び/又は請求項6若しくは7に記載のポリヌクレオチドを含み、検出試薬、標識試薬、対照試料、対照データ、使用説明書、ハイブリダイゼーション試薬若しくは増幅試薬、及び容器のうちの少なくとも1つをさらに含むキットオブパーツ。
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