JPH0191786A - Cis作用抑制配列、cis作用抗抑制配列、ベクター、その調製方法及び使用 - Google Patents

Cis作用抑制配列、cis作用抗抑制配列、ベクター、その調製方法及び使用

Info

Publication number
JPH0191786A
JPH0191786A JP63130021A JP13002188A JPH0191786A JP H0191786 A JPH0191786 A JP H0191786A JP 63130021 A JP63130021 A JP 63130021A JP 13002188 A JP13002188 A JP 13002188A JP H0191786 A JPH0191786 A JP H0191786A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gene
hiv
cis
sequence
art
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63130021A
Other languages
English (en)
Inventor
William A Haseltine
ウイリアム・エイ・ハセルテイン
Craig A Rosen
クレイグ・エイ・ローザン
Joseph G Sodroski
ジヨウジフ・ジエラルド・ソドロスキ
Ernest Terwilliger
アーネスト・ターウイリガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dana Farber Cancer Institute Inc
Original Assignee
Dana Farber Cancer Institute Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dana Farber Cancer Institute Inc filed Critical Dana Farber Cancer Institute Inc
Publication of JPH0191786A publication Critical patent/JPH0191786A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/61Growth hormone [GH], i.e. somatotropin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、(1つ又は複数の)cis作用(cis−a
cLiB)抑制DNA配列、cis作用抗抑制DNA配
列を含むベクター、形質転換体及び細胞系の使用に係り
、また、タンパク質の合成をコントロールするためのか
かる(1つ又は複数の)DNA配列の使用に係る。特に
好ましくは、外来性(heterologous)遺伝
子産物の発現を調節しコントロールするためにcis作
用抑制配列がcis作用抗抑制配列とart31伝子産
物と共に使用される。
〔従来の技術〕
ヒト免疫不全ウィルス(HIV−1、これはまたHTL
V−I[I、LAV又はHTLV−III /LAV 
トも指称されル)ハ後天性免疫不全症候群(AIDS)
及び関連疾患の病因物質である[Barre−Sino
ussi等、5cience 220−1868−87
1(1983) ;Gal Io等、5cience 
224.500−503(1984) ;Lane等、
1984 ;Levy等、5cience 225:8
40−842(1984);Popovic等、5ci
ence 224.497−500(1984) ;S
arn−gadbaran等、5cience 224
:506−508(1984);Siegal等、Ll
L上ム虹厖猥−:1439−1444(1981)]、
この疾患の特徴は、長い無症状期間後の免疫系と中枢神
経系における進行性退化である。ウィルスの研究の結果
、その複製は極めて調節されており、組織培養物中でC
D4陽性ヘルパ−Tリンパ球サブセットの潜伏感染及び
溶菌感染が発生することが判明した[Zagury等、
5cience 231:850−853(1986)
]。
病気の進行中に感染性ウィルスの力価が低い値に維持さ
れるので、感染患者においてもウィルスの発現が調節さ
れていると考えられる。 HIV−1の複製及びゲノム
構成の分子的研究によって、HIV−(が少なくとも7
つの遺伝子をコードすることが判明した[Ratner
等、Nature 313:277−284(1985
);5anchez−Pescador等、5cien
ce 227:484−492(1985);Mues
ing等、Nature 313:450−457(1
985) Jain−110b−son等、(1985
)]、このうちの3つの遺伝子、即ちgag、pol及
びenv遺伝子はすべてのレトロウィルスに共通である
。しかしなから、ゲノムは、はとんどのレトロウィルス
に共通でない更に4つの遺伝子、即ちsor、 tat
、 art及び3″orf遺伝子をコードしている[5
odrosk i等、5cience 231:154
9−1553(1986) ;Δrya等、5cien
ce 229:69−73(1985);5odro−
ski等、5cience 227:171−173(
1985);5odroski等、Nature 32
上:412−417(1988) ;Feinberg
等、Ce1l 46:807−817(1986)]。
これらの遺伝子の2つ、即ち23kdのタンパク質をコ
ードするsor遺伝子[5odroski、 J、等、
Sc 1ence231:1549−1553(198
6)、Lee、 T、H,等、5cience 231
:1546−15’49(1986)]と271cdの
タンパク質をコードする3°o+(遺伝子[^11an
、 J、S、等、5cience 230:810−8
12(1985)]とにおける変異ではTリンパ球内で
のウィルスの複製能及び該リンパ球に傷害を与えるウィ
ルスの能力は阻害されない[5odroski、 J。
等、5cience 231、上掲]。
trans活性化(tatn[)遺伝子は、ウィルスメ
ツセージのリーダー中の特異的標的配列TARとの相互
作用を介して[Rosen、 C,へ9等、Ce1l 
41:813−823(1985)]、HIV−I (
7) LTRに支配される遺伝子発現を転写後に刺激す
る14kdのタンパク質をコードしている[1985年
12月6日出願の米国特許出願第806263号;Ro
sen、 C,^9等、Nature 319:555
−559(1986);5ocl−roski、 J、
G、等、5cience 227:171−173(1
985);^rya 。
So等、5cience 229、上掲及び5odro
ski、 J、等、5cience 229−1上掲]
、2分節系(bipartite)tat [1遺伝子
の第1コードエキソンの5”部分の突然変異は、構造タ
ンパク質を有効に合成し複製するウィルスの能力を破壊
する[米国特許出願第806263号;Dayton、
^1等飄旦−44:941−497(1986)]。こ
れらの突然変異はtaLl[タンパク質を構成的に発現
する細胞系においてtrans様に補完される。
また、キャプシド及びエンベロープタンパク質の発現に
artIl伝子が必要であることも知見された[198
6年5月20日出願の米国特許出願第865151号;
5odrosk i等、Nature 321:412
−417(1986)]、機能的tat遺伝子産物がa
rt欠失プロウィルスによって製造され得るという我々
の観察はart遺伝子が転写後調節物質として作用する
ことを示す。
所望タンパク質の発現を調節する系をもつことは極めて
有用であろう、高レベルの外来性遺伝子産物を産生ずる
ためにtat I[[遺伝子産物を使用することが可能
ではあるが、envタンパク質のごときある種の遺伝子
産物の産生はその結果として細胞の溶解を生起する。そ
の結果、細胞は多量の所望タンパク質を産生ずる前に死
滅してしまう。
更に、ある種の細胞は外来性タンパク質を分解するタン
パク質分解酵素をもち多量の外来性タンパク質の蓄積を
妨げる。
本発明者等は、art遺伝子産物によってcis作用負
調節配列の効果を消去しこれにより所望タンパク質の発
現をコントロールできる方法を発見した。
〔発明が解決しようとする課題〕
cis作用阻害特性を生じる特異的配列の産生方法及び
その実用化は強く要望されている。特に、阻害配列がa
rt遺伝子産物のごとき別のタンパク質による抑制に反
応性であるような場合が望ましい、これらの特性を与え
る不連続配列が知見されれば、調節系中のウィルスゲノ
ムに対応するヌクレオチドのより小さい部分を使用する
ことが可能になる。
更に、HIV−1ウイルスがどのように複製するかがわ
かれば、構造タンパク質を有効に合成し複製するウィル
スの能力に対する新しい解明方法を開発することが可能
である。
〔課題を解決するための手段〕
発明者等は、外来性遺伝子の発現を抑圧するある種のD
NA配列を発見し、また所望タンパク質の発現を調節す
る方法を発見した。
本明細書では、外来性遺伝子産物の発現を抑圧し得るD
NA配列をcis作用抑制(crts)配列と相称する
。 artタンパク質の存在下にCSR配列の抑圧に拮
抗する(即ち抑制する)配列をcis作用抗抑制(CA
R)配列と相称する。これらのDNA配列の多くはar
t調節領域エンベロー1(^RE)と相称されるより大
きいDNAセグメントの一部分を形成している。
いくつかの具体例においてこれらの配列は、HIV−I
ゲノム中のヌクレオチド配列に実質的に対応するヌクレ
オチド配列に由来し得る。特に、^RE領域は、cis
作用抑制調節特性を有しart遺伝子産物の抗cis作
用調節特性に反応するに十分な数のヌクレオチド637
6−7760に対応する。^RE領域に対応する配列の
使用が好ましい。
CRS 、はeis作用抑制性を与えるに十分な数のH
IV−Iゲノムの6376−6725内のヌクレオチド
に対応する。 CRS2はcis作用抑制性を与えるに
十分な数の7283−7325内のヌクレオチドに対応
する。 CRS3はcis作用抑制性を与えるに十分な
数の領域5893−6538内のヌクレオチドに対応す
る。 CRS、はcis作用抑制性を与えるに十分な数
の領域8204−8597内のヌクレオチドに対応する
CAR、はart遺伝子産物の存在下にCRSのcis
作用抑制性に拮抗するに十分な数の領域6969−71
63内のヌクレオチドに対応する。領域CAR2はar
t遺伝子産物の存在下にCRS配列による抑制を解除す
るCRS2の一部分く即ち7283−7325)に対応
する。
CRS、は、env遺伝子の外部に存在し3’orf3
i伝子配列の内部に存在するHIV−1のゲノムの領域
に対応する。この配列は外来性遺伝子産物の発現に強い
影響を与えるが、HIViウィルスタンパク質に同様の
影響を与えることは証明されていない。タンパク質発現
に最大阻害効果を与えるためにはCRS 、及びCRS
、配列が好ましい。これらは野性型細胞に比較して外来
性遺伝子産物の発現を約100倍抑圧し得る。この阻害
はart遺伝子産物の存在によって相殺され得る。
これらの調節配列はベクター内で発現をコンl−ロール
すべき遺伝子の下流で非翻訳メツセージ内に存在する。
これらの配列は所望の遺伝子産物の産生をコントロール
するために使用され得る。該方法は、(a)art3J
i伝子産物に父子産物cis作用抑制配列とcis作用
抗抑制配列との上流に融合した所望の外来性遺伝子を含
むベクターを予め選択された細胞系にトランスフェクト
し、 (b)cis作用抑制配列を抑制して所望の外来性遺伝
子産物を発現させるべくcis作用抗抑制系を活性化す
るに十分な量のart′ii伝子産物とcis作用抗抑
制配列とを所定の時間接触させる段階を含む。
非構造遺伝子は構造遺伝子(例えばgag及びenv)
に使用されるメツセンジャーRN^(mRNA)とは異
なる種類のメツセンジャーRN^(mRNA)によって
合成される[Muesing等、Nature 313
:450−457(1985) ;へrya等、1掲]
、 tat及びart遺伝子はピリオン構造タンパク質
をコードする情報の大部分がスプライシングによって除
去されたmRNAから合成される(第1図)。
第1図は図示のHIV−1mRNAを産生するために使
用されたスプライシング過程を示す* gag、 en
v、tat及びartのmRNA内に存在するエキソン
が実線で示される。これらのエキソンは旧V−1cDN
Δクローンの分析によって決定された0点線は最終転写
物からスプライスされたイントロン配列を示す。
^rt3I!l伝子の突然変異体は複製欠陥を示す。あ
る種のウィルスRN^はart遺伝子の欠失したプロウ
ィルスを感受性細胞にトランスフェクトしたときに形成
され得るので、この複製欠陥は怒染の後期に生じると考
えられる。突然変異プロウィルスでトランスフェクトさ
れた細胞中ではキャプシド遺伝子タンパク質及びエンベ
ロープ遺伝子タンパク質はいずれも検出されなIv’)
[5odrosk i等、Nature凪、1掲;Fe
inberg、上掲]、注目すべきは、機能的tat遺
伝子産物がart欠失プロウィルスによって形成される
ことである[5odrosk i等、Nature 3
21.1掲]、これは、すべてのウィルスタンパク質が
同じ一次転写物のスプライシングに由来のmRNAから
合成されるのでart遺伝子がピリオン構造遺伝子の転
写後調節物質として作用することを示す(第1図)、 
[Knight等、5cience 236:837−
840(1987)参照]。
我々は、外来性遺伝子の発現を抑圧するために使用され
得る特殊DNA配列を発見した。これらの抑制配列は、
tatI[遺伝子産物と違ってcis作用配列なので、
その産生を調節すべき遺伝子の下流に配置される必要が
ある0発現阻害効果をもつ配列をcis作用抑制(又は
調節)配列(CBS)と指体する。
これらの配列は一般にHIV−1,■IV−11、向ヒ
トT−リンパ球ウィルス(HTLV)タイプ4及び向サ
ルTリンパ球ウィルス(STLV)タイプ3のゲノムの
3′部分内の配列に対応する。また、夫々のart遺伝
子産物に反応性の不連続配列も存在し、該配列は十分量
の該art3ft伝子産物の存在下にCRSによる抑制
に拮抗する。これをcis作用抗抑制(CAR)配列と
指体する0本発明の開示に基づき当業者に公知の技術を
使用してCSR配列とCAR配列と所望の遺伝子とを含
むベクターを構築することが可能である。これらのベク
ターは完全ウィルスゲノムを含まない。好ましい具体例
ではベクターはart遺伝子を含まない、好ましくは、
cis作用調節下の所望遺伝子が外来性遺伝子である。
好ましくは、CRS及びCAR配列は旧V−1ゲノム内
のヌクレオチド配列に対応する。しがしなから、別のウ
ィルスゲノムに対応するヌクレオチド配列の使用も可能
である。 II(V−2もまた、その構造遺伝子に加え
てtat及びart調節配列を含みtrans活性化作
用を示す[Guyader、 M、等、Nature 
32B+662−669(1987)]、 、:、 ノ
ウィルスニ基づ< CRS及ヒCAR配列は好ましくは
env領域内のヌクレオチドに対応し、CBSは遺伝子
の非翻訳メツセージ中に存在するときに上流遺伝子のc
is作用阻害(調節)効果を与えるに十分な数の該ヌク
レオチドに対応し、CARはart遺伝子産物の存在下
で前記阻害効果に拮抗するに十分な数の該ヌクレオチド
に対応する。
STLV−:lびHTLV−IV ハt タ、HIV−
Iト構造的ニも機能的にも同様であること考えられるt
at及びart調節配列と構造遺伝子とをもつ[Hir
sch、 V、等、旺肚姓:307−319(1987
)]。これらのウィルスに基づ< CRS及びCAR配
列は好ましくはenv領域内のヌクレオチドに対応し、
CRSは遺伝子の非翻訳メツセージに存在するときに上
流遺伝子にcis作用抑制効果を与えるに十分な数の該
ヌクレオチドに対応し、CARはart遺伝子産物の存
在下にCRSの阻害効果に拮抗するに十分な量のヌクレ
オチドに対応する。好ましくは、CAR配列を誘導した
特定ウィルスによって産生されたart3f!伝子産物
に封子産物artタンパク質とCAR配列とを接触させ
る。
当業者に公知の技術を用いベクターを細胞にトランスフ
ェクトする。好ましくは、ベクターが更に、対応するウ
ィルスLTIIを含む、トランスフェクト細胞は所望遺
伝子産物を発現するため゛のmRN八を蓄積するが、a
rt遺伝子産物が添加されるまでは遺伝子産物を発現し
ない。好ましい具体例において、対応するウィルスLT
Rとtatタンパク買とを使用すると所望遺伝子産物の
発現が促進される。
art遺伝子産物は当業者に公知の種々の方法で添加さ
れ得る0例えば、art逍伝遺伝物を発現するベクター
と細胞とを所定時間コトランスフェクトしてもよい、(
合成によって又は培養と精製とによって産生された)a
rt遺伝子産物は、所望時点で細胞に直接添加されても
よい。または、出発ベクターがart遺伝子を含みこの
art遺伝子が二次因子のコントロール下にあってもよ
い。
好ましい方法においては、art遺伝子がart細胞系
中に既に存在しており前記のごとく二次因子のコントロ
ール下にある。
本明細書の説明ではHIV−1ゲノムを代表例として使
用したが、この説明が前記に列挙したその他のウィルス
ゲノム全般にも当てはまることは理解されよう。
遺伝子の非翻訳メツセージ中で遺伝子の下流に挿入され
たときに所望遺伝子にcis作用抑制効果を与えるに十
分な数の旧V−1ゲノム内のヌクレオチドに対応するヌ
クレオチドを含む以下のDNA配列を使用し得る。
(a)領域6376−6725内の十分な数のヌクレオ
チドに対応するCBS、。
(b)領域7283−7325内の十分な数のヌクレオ
チドに対応するCRS2: (c)領域5893−6538内の十分な数のヌクレオ
チドに対応するCRS、;及び (d)領域8204−8597内の十分な数のヌクレオ
チドに対応するCRS、。
タンパク質発現に最大の阻害効果を与えるのでCRS 
、又はCRS、が好ましい、遺伝子が発現できるために
はCAR配列とCRS配列との双方を使用する必要があ
る。
CAR配列は、HIV−1、HIV−2,STLV−3
及びHTLV−■に由来し、十分な量のart遺伝子産
物の存在下にCRSの阻害効果に拮抗するに十分な数の
ヌクレオチドに対応する。例えば、HIV−I中のCA
R,は、art遺伝子産物の存在下にcis作用調節効
果に拮抗する領域6969−7163内の十分な数のヌ
クレオチドに対応する。CAR2は、有効量のart遺
伝子産物の存在下にCRS配列による抑制を解除する。
 CRS2の部分に対応する。HIV−1ではCAR2
の使用が好ましい。
第2図(Δ)は遺伝子内HIV−1配列中の前記111
V−ICSRとCARとの対応する場所を示す。
我々は、)IIV−1欠失突然変異体を使用することに
よって前記調節配列が上述のごとく機能することを証明
することに成功した。CRSはクロラムフェニコールア
セチルトランスフェラーゼ(CAT)及びヒト成長ホル
モン(hGI+)のごとき外来性遺伝子の発現を負に調
節する。これらCRSの効果はart遺伝子産物の存在
下にCAR配列によって阻害される。
これらCRS及びCAR配列の多くは、HIV−1ゲノ
ムの領域6376−7760、即ちenvn列配のイン
トロンに完全に内蔵されている。これらの配列を含むイ
ントロンはart調節領域env(^RE)と指体され
る。
コントロールに影響を与えることなく 5’ LTRは
外来性遺伝子プロモータエレメントで置換でき3’ L
TRは外来性ポリアゾニレ−ジョンシグナルで置換でき
るので、CATのごとき外来性遺伝子発現に対するen
v遺伝子配列の調節効果はHIV−I  LTR配列に
左右されない。
外来性遺伝子の発現レベルを低下させる少な°くとも4
つの領域がHIV−1プロウイルスの3′半分内部で検
出された。プラスミド対pl[[^R/pAR−2及び
p^−6376/、^−6725で示されるようにヌク
レオチド6376と6725との間の配列が除去される
とCAT遺伝子の発現は10倍以上も増加し、従ってc
is作用を負に調節する配列(CRS、)を示す、外来
性遺伝子の発現に対する第2の強力な阻害効果は、例え
ばプラスミド対pm^R/pAR−7で示されるヌクレ
オチド8204と8597との間の配列(CRS、)で
観察された。その他のより効果の小さい阻害配列は夫々
、プラスミド対p^−7283/pA−7325及びp
AR−2SV/pAR−3SVテ示されるようにヌクレ
オチド7283と7325との間(CBS2)及びヌク
レオチド5893と6538との間(CRS、)に存在
する。これらの抑制エレメントの1つ(CRS、)は、
3’ LTRの近傍の3’ orf道伝子内部でエンベ
ロープ遺伝子の外部に存在する0機能的tat及びar
t遺伝子の双方がCRS、を含むがCAR配列の欠失し
たcDN^クローンから産生され得るので、CBSの効
果、特にCRS、の効果は配列の前後関係に依存する。
より好ましくは、art遺伝子産物の非存在下にcis
作用抑制効果を所望遺伝子に与えるに十分な数ノARE
領域(即ちHIV−1ゲ/ ムノ6376−7760)
G:対応するヌクレオチドを含むセグメントを使用する
。このcis作用調節効果art遺伝子産物の存在下に
阻害される。このセグメントは非翻訳メツセージ中でそ
の発現をコントロールすべき遺伝子の下流に配置される
。このセグメントはenv遺伝子内の主要スプライスの
供与配列と受容配列との間の配列に完全に対応する。へ
RE領域は旧v−2,STLV−3及びHTLV−IV
ゲノムの対応部分に存在すると予想される。
少なくとも2つの異なる領域が、CRSによる発現の抑
制に拮抗するart反応性配列であることが判明した。
 CAR2領域をcis作用マイナス調節配列と共に使
用するのが好ましい。この配列(CAR2)の少なくと
も一部が、プラスミド対p^−7283/p^−732
5で示されたようにヌクレオチド7283と7325と
の間に存在する42個のヌクレオチド領域(CRS 2
 )内に存在する。しかしなから、これらの配列の欠失
したいくつかのプラスミドもart遺伝子産物(例えば
pAR−ISV、zsv及び3Sv)ニ反応性テアルコ
トカラ、少なくとも1つの別のart反応性配列の存在
が予想される。プラスミドpAR−3SVはart遺伝
子産物に反応性でありこのプラスミドと同じ3′プロウ
ィルス配列、ヌクレオチド6376−6969を含むプ
ラスミドpB−6376はart反応性でないので、第
2ニレメン) (CAR,)はヌクレオチド6969と
7163との間に存在する。
CAR2は42個のヌクレオチドを含むCRS、領域の
一部であると定義した(第2図)、この配列中のヌクレ
オチド組成は極めてプリンに富む領域を含むので普通で
はない、このプリンに富む配列はウィルスの種々の菌株
中で保存されている(第2図)。CAR。
を含む領域内部に別のプリンに富む配列が保存されてい
る。しかしなから、CAR、のプリンに富む領域内部の
配列は第2図に示すCAR2の配列と同じではない。
本発明によれば、多段階的(multi−tiered
)311伝子発現系の作成が可能である。例えば、所望
の遺転子、好ましくは外来性遺伝子をCRSのコントロ
ール下に配置すると、 CARが十分な量のart遺伝
子産物に暴露されることによって活性化(turn o
n)されCRSの阻害効果に拮抗するようになるまで所
望遺伝子の発現を阻止し得る。理論的に確認されてはい
ないが、CRSは該CRSを含むmRHAの翻訳を停止
させると考えることが可能である。CAR配列はart
タンパク質の存在下にCRSを含むメツセージの翻訳を
再開させる。第11図及び第12図参照、第11図は2
0Kdのartタンパク質と遺伝子のmRHAのCAR
領域との間の推定される相互作用を示す、第12図はC
RSとCARとを含むmRNへの翻訳がartタンパク
質の非存在下に停止されartタンパク質の存在下に開
始されることを示す。
enva伝子中封子RSに加えてgag−pol遺伝子
封子少なくとも1つのCRSが存在する。第13図はH
IV−lゲノムの概略説明図である。第14図は^RE
領域及びGAG−POL領域のCRS配列を示す、調節
遺伝子及び構造遺伝子のメツセンジャーRN^も図示さ
れている* gag、 pol及びenVは、artと
CARとが共存する場合以外は発現を阻止するCRS及
びCAR配列を含むが、tat、 art及び3°or
fはかかる配列を含ますartとは無関係に発現する。
CRSによる阻害効果がart逍伝遺封子によって解除
されるためには同じ遺伝子内にCARが存在しなければ
ならない。
好ましくは遺伝子産物はHIVi  LTrl配列のコ
ントロール下にある。その後、発現が最終的に行なわれ
るときに、tat [1遺伝子産物が存在していると極
めて高レベルのタンパク質産生が生じる。しかしなから
、これ−らのLTRは置換可能であり、例えば5°LT
Rは外来性プロモーターエレメントで置換され、3°L
TRは外来性ポリアゾニレ−ジョンシグナルで置換され
得る。かかる系の好ましい具体例においてはHTLV−
1又は■のLTRが使用される。
かかるLTRはまた、tat I又はtatII遺伝子
産物によってtrans活性化され所望遺伝子産物の発
現を増加し得る。
例えば、HIV−I  LTR配列を含み、ポリアゾニ
レ−ジョン配列が削除された所望遺伝子が該配列の下流
に存在し、CRS及びCAR配列が該遺伝子の非翻訳メ
ツセージ中で融合している前記タイプの発現ベクターを
使用し得る。このベクターは、art遺伝子が二次因子
のコントロール下にない限り機能的art遺伝子を含ま
ないであろう、ベクターがart遺伝子を含まないのが
好ましい。好適具体例において、ベクターは^RE配列
に対応する十分なヌクレオチドを含む。好ましくはまた
、機能的tat l[遺伝子産物を発現するに十分なt
at m遺伝子のヌクレオチドが存在する。かかるベク
ターは当業者によって容易に構築され得る。
次に、ベクターを細胞にトランスフェクトする。
使用ベクターがtat [1配列を含まないときは、細
胞をtatl[遺伝子産物と接触させるのが好ましい。
かかる接触は種々の方法で行なうことができる。
例えば、米国特許出願第806263号に記載のごとく
ベクターをtatlLJl胞系にトランスフェクトして
もよい、または、トランスフェクトした細胞をLatI
[[a封子とコトランスフェクトしてもよく、またはt
atI[[遺伝子産物を細胞に添加してもよい。
CBSの結果として、所望遺伝子の多量のmRHAが得
られるが、この遺伝子はCARがCRSの効果に拮抗す
るまで発現されない、この抗CRS効果は、CARが十
分な量のart遺伝子産物に暴露されるまで生じない。
HIV−2、HTLV−IV及びSTLV−3のtat
及びart配列は既知であり、機能的遺伝子を含むベク
ターは、これらのウィルスゲノムに対応するCBS及び
CへR領域を使用し本明細書の開示に基づいて当業者に
よって容易に調製され得る。
art遺伝子産物にCARを暴露するためには種々のメ
カニズムを使用できる。例えば、予め選択された所望時
点で細胞培地にart遺伝子産物を直接添加してもよい
。または、art遺伝子を二次因子のコントロール下に
維持し、予め選択された所望の時点まで活性化(tur
n on)されないようにしてもよい、かかるart遺
伝乎はart細胞系の使用によって細胞内に既に存在し
てもよく、又はart遺伝子がベクターに存在していて
もよい、二次因子は例。
えば、温度依存性で所定の温度に到達するまでタンパク
質を発現させない因子でもよく又はホルモンのごとき化
学因子でもよい。また、予め選択された所望の時点でa
rt遺伝子を含むベクターを細胞にトランスフェクトし
てもよく、又はトランスフェクト細胞とart細胞系と
を共生培養してもよい、米国特許出願第865151号
参照。
十分な量のart遺伝子産物に暴露されるとCARはC
RSの阻害効果を抑制し、所望のタンパク質が迅速に発
現されるであろう、高レベルの輸RN^が既に蓄積され
ているので所望の遺伝子産物の高レベル発現が短時間で
得られる。この発現がtatI[[遺伝子産物の存在下
にHIV−I  LTRの支配下で行なわれるときは極
めて高レベルのタンパク質発現が生じる。従って、細胞
の死又は外来性タンパク質に対する酵素の攻撃のごとき
外来性遺伝子の発現に伴う問題が極めて発生し難い。更
に、これらの不連続CRS及びCAR配列を使用するこ
とによって、env(及び/又はgag)所望遺伝子産
物融合タンパク質の形成が阻止される。
理論的に確認されてはいないが、エンベロープ遺伝子内
部のcis作用阻害配列及びart反応性配列の存在が
gag及びenv遺伝子発現のart依存性を説明し得
る。gag及びenvタンパク質の合成を誘導するmR
N^はいずれもCARl、2.1及び、を含むので、へ
RE領域内部のCRSはgag及びenvタンパク質の
発現を抑圧するのであろう* gag及びenv遺伝子
の発現の抑圧はart産物の存在下にCAR、及びCA
R,配列によって解除されるであろう。その他の■IV
コード領域、例えばgag及びpal遺伝子の内部にも
同様の調節配列が存在すると推測される0本文中で報告
された調節効果のいくつかは外来性遺伝子アッセイで使
用されたときにのみ明らかになるという考え方もある。
しかしなから、CAT及びhGH遺伝子の調節がgag
及びenv遺伝子の調節と極めて類似しているのでその
可能性は少ないと考えられる。
本発明で使用したアッセイにおいて、HrV−ICRS
が欠失したプラスミドではart遺伝子産物の存在下で
外来性遺伝子発現の有意な付加的増加は全く観察されな
いので、CARの表現型はCRSの効果を除去する機能
をもつ。遺伝子内cis作用調節配列の存在は先例がな
いわけではない0例えば、ラウス肉腫ウィルスのgag
遺伝子内部の配列はエンハンサ−エレメントとして機能
する[^rrigo等、Hot。
Ce11. Biol、7:388−397(1987
)]、 Lがしなから発明者等の得た結果は、CAR配
列は転写エンハンサ−エレメントに特有の特性をもたな
いことが証明された。 CAR2配列の活性はプラスミ
ド対pAR−1sV/p^R−ISVRで証明されるよ
うに方向依存性である。
更に、CAR配列はartの有無にかかわりな(HTL
V−■プロモーターのエンハンサ−エレメントの代わり
となることはできない。
公知のart−ARE系による調節経路は、調節タンパ
ク質相メツセージと及びピリオン構造タンパク質用メツ
セージとを区別して使用し得る。この調節においてCR
Sがcis形(in cis)遺伝子発現を阻害する重
要な役割を果たすことが判明した。 CAR配列が存在
しないときCRS配列の阻害効果は強く、art産物の
影響を受けない、 CRS配列はmRN^の翻訳を遮断
すべく機能するか又はmRN^の安定性を失わせる。 
mRN^の半減期を短縮させる配列の存在が最近報告さ
れている[Kamen等、Ce1l 4B+659−6
67(1986)]、ヒトリンホカイン遺伝子GMCS
Fの3°非コード領域に由来のヌクレオチド51個の八
Tに富む配列をウサギβグロブリン遺伝子の3°非翻訳
領域に導入するとβグロブリンmRN^の半減期ががな
り短縮される[Kamcn等、玉揚]0本文中に記載の
CRS領域内部の配列が同様の活性を与えている可能性
もある0例えば、CAR配列をcis作用調節配列と共
に3′非翻訳領域に配置すると、このGMCSF ci
s作用配列はartタンパク質の存在下でGMCSF 
cis作用阻害に拮抗するであろう、また、遺伝予肉転
写末端配列の存在も報告されている[Johnson等
、Mol。
Ce11. Biol、 6:4008−4018(1
986)]、 Lかしなから、tat産物は完全長さの
プロウィルス種に由来のスプライス転写物から製造され
tatの発現はartに依存しないので、CRSが転写
ターミネータとして機能するという可能性は薄い。
ピリオン構造遺伝子及び調節遺伝子の区別的発現(di
IVerential expression)は、T
4+リンパ球に致死性のenvのごときウィルス遺伝子
産物が発現されないときに調節遺伝子を発現させること
によってウィルス潜伏期の成立に重要な役割を果たすか
もしれない、また、調節遺伝子と構造遺伝子との区別的
発現は、gag及びenv遺伝子産物の合成に先立って
tatl[のごとき遺伝子産物を蓄積させるので溶菌サ
イクルで重要な役割を果たすかもしれない。
これらの配列によってCAR配列を不活性化する方法を
研究することも可能である。かかる結果を利用し、構造
遺伝子産物の発現を阻止しウィルスを潜伏期間に維持す
ることが可能である。
本発明はまた弱毒生ワクチンの製造に使用することも可
能である。 CAR領域全部が除去されたプロウィルス
を使用することによって、ウィルスは調節タンパク質を
産生ずるが構造タンパク質を産生ぜず、従って病気を発
症させることができない。
しかしなから、調節タンパク質に対する抗原反応は生じ
る可能性がある。
本発明を実施例に基づいて以下に詳細に説明する。これ
らの実施例は本発明の理解を容易にするために例示され
たものであり、本発明の範囲がこれらの実施例に限定さ
れると解釈してはならない。
10%ウシ胎児血清を加えたRP旧−1640培地でJ
urkat Latl[I ft!i胞を増殖した。1
0%ウシ胎児血清を加えたダルベツコ改質イーグル培地
(DME)で11ela tatl[[とCHOtat
n[細胞とを増殖した。米国特許出願第806263号
に教示された方法でJurkat、!1ela及びCI
I O+!III胞に欠失両栄養性(amphotro
pic)レトロウィルスtatl[発現ベクターを感染
させることによってtatn13ft伝子の安定な発現
を達成した[Rosen等、Nature 319:5
55−559(1986)も参照コ。
これらの細胞系の樹立に使用したレトロウィルスベクタ
ーは完全形(intact)art逍伝遺封子まずその
ままでart発現することはできない、ここで使用した
Jurkat taL m及びCHOtat m細胞系
のtat l[の安定な発現は、標準方法を使用し両栄
養性レトロウィルスtat l[cDNDNAベクター
を感染させることによって得られた。このベクターは、
tatl[[cDN^DNAメント[^rya等、玉揚
]をプラスミドpZIPNEOsV(x)1[Cepk
o等、Ce1l 37:1053−1062(1984
)]のBamHr部位に挿入することによって構築され
た。これらの細胞系中の機能的taL産物の存在は、■
IV−I  LTRに支配されるCAT遺伝子発現レベ
ルがtat陰性細胞系で得られる発現レベルに比較して
高いことによって確認される。使用されたtat[[c
DNDNAベクターではart遺伝子の第2エキソンが
欠失している。
7ラノ、 9 F復潴− すべてのDNA操作は本質的にHaniatis等(1
983)に記載の方法で行なわれた。プラスミド構築物
の各々を以下に簡単に説明する。ヌクレオチド位置の番
号はRN^開始部位+1に対する番号である。どのプロ
ウィルス配列もプラスミド1lXBc2[Fisher
等、Nature 316:262−265(1985
)1から得られたものである。
(i )p)13−art、 cDN^DNAン[^r
ya等、玉揚]を出発材料とし、Bal 31エキソヌ
クレアーゼ[Legarski等、Nucleic A
c1cls Res、 5:1445−1460(19
87)コで部分消化し次に5altで開裂することによ
ってartコード領域を得た。 artコード領域を含
むフラグメントを、HIV−I  LTRヌクレオチド
−167〜+81とプラスミドpSV2−β[Mull
gan等、Nature 277:108−114(1
977)]の113g1II −EcoRlフラグメン
トから得られたSV40ポリアゾニレ−ジョンシグナル
との間に存在する5p64マルチプル制限酵素リンカ−
(Pro−mega Biotech>にクローニング
した。 pH3−artを第4図(^)に示す、 ar
t遺伝子の境界は、env遺伝子の5゛側とenv遺伝
子の3゛部分の内部とに位置する突然変異体がいずれも
gag及びenv遺伝子発現に対して同様の表現型を与
えるという観察に基づいて発見された。別の読取枠によ
ってart遺伝子はtatl[[の第1及び第2のエキ
ソンと部分的にオーバーラツプする2つのコードエキソ
ンから成る。第1エキソンは位置5550のメチオニン
コドンから開始してヌクレオチド5625の既知のスプ
ライス供与部位に延びており、ヌクレオチド7956の
スプライス受容部位の次にヌクレオチド8277の終結
コドンで終結するirrframe読取枠が続く、この
実験では、tatlll及びartの双方のコード配列
を含むHIV−1のcDN^(^rya等、玉揚、但し
HIV−J  cDN^の任意のソースを使用できる)
をBat 31エキソヌクレアーゼで処理して、予想さ
れたart開始コドンの5′側に存在するLatln^
TGコドンを除去した。完全形artコード領域を含み
tatl[[^TGコドンが欠失したcDNAフラグメ
ントを標準一過性発現ベクターpH3にサブクローニン
グした。このベクターは、エンハンサ;しロモーターと
TAR配列(tatに反応性の配列)を含むHIV−I
  LTRの一部分とSV40ウィルスから得られたポ
リアゾニレ−ジョンシグナルとを含む。p)I3−ar
t中に存在する配列が図の下部に示されている。高レベ
ルのart遺伝子発現を達成するために、tatl[産
物を構成的に発現するがart遺伝子産物を合成できな
いJurkat細胞中で一過性発現実験を行なった[米
国特許出願第865151号;Rosen等、Natu
re 31主、玉揚コ、 art陰性プロウィルスHX
Bc2−Bfs[5odroski等、Nature 
321:412−417(1986)]とのコトランス
フェクション後にgag及びenv遺伝子の発現を補完
する能力を検査することによってpH3−artの活性
を評価した。第4図(B)参照、対照実験では、I(X
Bc2−BfsとゲノムDN^フラグメント内のart
を発現するプラスミドpEx5498venvとをコト
ランスフェクトした[米国特許出願第865151号]
上記の1ラスミドDNAとのコトランスフエクションの
48時間後にエイズ患者抗血清を使用して細胞溶解物か
らgag及びenv遺伝子封子パク質を免疫沈降させた
。ピリオンenv(gp160)及びキャプシド(p5
5)タンパク質が示される。
(ii )HIV−1及びHTLV−I  LTR/C
AT/HIVハイブリッド構築物、第3図(A)参照。
終結コドンに後続しポリアゾニレ−ジョンシグナルに先
行するBa1ll制限部位を含むCAT遺伝子フラグメ
ント(D、Ce1anderより入手)[Gorman
、C,M、等、Mo1.Ce1l Biol、 2:1
044−1051 (1982)も参照]を、Bgll
lで開裂後にDNAポリメラーゼIで処理し合成5al
lリンカ−に結合した。1Iindl[及びSal I
で開裂後、ポリ^−CAT遺伝子フラグメントをHIV
−I  LTRの配列−167〜+81の3′側に存在
するSp64(Promega l1iotech)マ
ルチプル制限ポリリンカーの旧ndI[r −5al 
r部位にクローニングした。従って、得られたプラスミ
ドpmはポリアゾニレ−ジョン配列の欠失したCAT3
jt伝子)5′側に旧V−I  LTRを含ム、CAT
遺封子ノ3′側にHIV−1配列を組み込むために、H
IV−1ヌクレオチド5462−9177を包含するS
at I −Xba lフラグメントを、プラスミドp
l[[中に存在するCAT遺伝子の3°側に存在するS
al I −Xba 1部位にクローニングした。ar
tの第2コードエキソン内部のBam81部位にフレー
ムシフト突然変異を含みtaLの第1コードエキソンの
5′末端が欠失したクローンから5a11−Xba I
プロウィルスセグメントが得られた[5od−rosk
 i等、Nature 321:1掲]、 pill^
RからpRIΔ^Rを生成すべく遺伝子向配列を欠失さ
せるために、Kpn lを用いて標準法で消化し再度環
形成して欠失プラスミドを再編成した。プラスミドpl
、pi^R及びplΔ^Rは夫々のHIV/CATハイ
ブリッド構築物pm、pill^R及びpI[[A^R
に等しいが、HIV−I  5゜LTRがプラスミドp
U3R−1から得られた)ITLV−ILTR配列(ヌ
クレオチド−350〜+325)で置換されている。
第3図(^)はハイブリッド構築物の各々に存在するプ
ロウィルス配列のオリジンを示す概略図である。図示の
ごと(CAT3fi伝子の5°末端側にHTLV−1又
はHIV−I  LTR配列が結合している。図示のH
IV−■配列及びポリ^配列を、終結コドンを含むがポ
リアゾニレ−ジョン配列の欠失したCAT遺伝子(斜線
ブロック)の3′側にサブクローニングした。ポリアゾ
ニレ−ジョンシグナルは3’ HIV−I  LTR(
黒色ブロック)から得られた。制限酵素部位には以下の
略号を使用した。II、ll1ncl[[;S、Sat
 I ;に、Kpnl;ST、 5tul;Bg、 B
gl ■;B、 [lamHl 、 SD及びS^は既
知のスプライス供与部位及び受容部位の場所を夫々示す
[MuesiB等、Nature 313:450−4
47(1985);Arya等、1掲]。
(iii)プラスミドpl[l^R中のHIVインサー
トの欠失体。
Ba131エキソヌクレアーゼで制限消化するか(Le
−garski等、1掲)又は利用可能な制限酵素部位
を使用して、プラスミドpI[[^R内部に存在するH
IV−■プロウィルス配列内部の内部欠失を形成した。
Maxam&G11bert、P、N、A、S、 US
A−74:560−564(1977)に記載の方法で
各欠失の末端をDNA配列分析で決定した。第3図(^
)に示すプラスミド中の欠失プロウィルス配列の5゛及
び3境界の夫々を以下に示す。
pAR−1はヌクレオチド5432−5893が欠失し
ている。
pAR−2はヌクレオチド5893−6376が欠失し
ている。
pAR−3はヌクレオチド6583−7163が欠失し
ている。
pAR−4はヌクレオチド6378−7683が欠失し
ている。
、八R−5はヌクレオチド5893−8020が欠失し
ている。
、八R−6はヌクレオチド7781−8235が欠失し
ている。
pAR−7はヌクレオチド8204−8560が欠失し
ている(第6[Z (A)参照)、 7 ラスミF p
AR−ISV、 pAR−2SV及びpAR−3SV<
第6図(B))j、t )IIV−1ヌクレ、t チト
8561G、: SV40ポリアゾニレ−ジョンシグナ
ルを含む、各プラスミドはHIV−1ヌクレ、i チ)
’ 7163−7683ノ内部欠失を含む。付加的欠失
はヌクレオチド7236−6536、プラスミドpAR
−2SV又ハヌク’vオ’r ト5893−6536、
プラスミドpAR−3SVを包含する。プラスミドp^
R−ISVRは、pAR−ISVに等しいがpAR−I
SV中に存在するIIIT/−I  Kpnフラグメン
トが逆位になっている。
第6図はプラスミドpl[[八代中に存在するHIV−
1配列内部の欠失の相対位置を示す、第6図(B)のプ
ラスミドは3’ LTR(黒色ブロック)が欠失し、S
V40の初期領域に由来のSV40ポリアゾニレ−ジョ
ン配列(斑点ブロック)を含む、制限酵素部位の略号は
第3図と同じ略号である。
(iv)pA−6376中のHIV−Iインサートの5
′欠失体。
7’ ラ:2. ミF pA−6376ハ1llV−I
  LTRCAT配列ト5v40ポリアゾニレ−ジョン
配列との間に存在するHIV−1ヌクレオチド6376
−7761を含む、第8図楊に示す構築物はSal I
 (ヌクレオチド6376)で開裂し次にpA−637
6をBa131エキソヌクレアーゼで処理することによ
って形成したものである。制限フラグメントのオーバー
ラツプ末端をT4 DNΔポリメラーゼで充填し、合成
C1a lリンカ−に結合した。C1ai及Xho l
で開裂後、標準方法によって完全形のLTR−CA73
ft伝子を欠失プラスミドの各々に再クローニングした
。各構築物の5゛境界をDNA配列分析によって確認し
た。各プラスミドの名称は各々の内部に存在する旧V−
1の最も5゛位のヌクレオチドを示す。
第8図は、これらの構築物を概略的に示す、各クローン
の3°境界はtltV−1ヌクレオチド7760に存在
する、 HIV−I  LTR配列(黒色フロック)、
CAT遺伝子配列(斜線ブロック)、IITV−1遺伝
子自記列(単線)及びSV40ポリアゾニレ−ジョンシ
グナル(斑点ブロック)が図示されている。制限酵素部
位の略号は第3図と同じである。
(v )HIV−I  LTR/ヒト成長ホルモンハイ
ブリッドプラスミド、プラスミドpc、hGH800(
Dr、 NormanEberhardtから入手した
が公知の任意のhGH遺伝子ソースの使用が可能である
)中に存在するhGHcDN^DNAメントからヒト成
長ホルモン(hGll)遺伝子を得た。ポリアゾニレ−
ジョンシグナルを除去するためにプラスミドpc、hG
II800をまず終結コドンの3′側から8個目のヌク
レオチドに存在する5IIla 1部位で開裂した0次
にSma I部位を5alI部位に転化し、hGIIコ
ード配列を含むHindlI[−5al Iフラグメン
トを1ラスミドpl[[(上記参照)の構築に使用され
たHIV−I  LTR/CAT遺伝子フラグメントの
3′側にクローニングした。得られたプラスミドpmG
Hの上のLTR/hGfl配列をプラスミドpl[[八
Rに存在する!+1V LTR/CAT配列と置換し−
(1pHG11−八Rを生成した。
プラスミドpl[IGl[−SVはプラスミドpH[G
I+に存在するhGHフラグメントの3°側にSV40
ポリアゾニレ−ジョン配列を含む、これらの構築物を第
3図(B)に示す。
(vi)エンハンサ−テストプラスミド。HIV−Iヌ
クレオチド69フO−8440(pC−55/ I[[
1470)と5963−8442(pC−55/247
9)とを第9図ニ示す配向テHTLV−I  LTR配
列−55〜+325の5′側に存在するマルチプル制限
部位ポリリンカー(PromeHa Biotech)
にクローニングした[Rosen等、P、N、^、S、
 82:6502−6506トに反応性であることが予
め証明されていた[Rosen等、J、Viol、 1
57:379−384(1986):米国特許第614
297号]、ヌクレオチド−55〜+325に存在する
HTf、V−I  LTR配列はcis作用エンハンサ
−エレメントに反応性である。プラスミドpC−55/
 112479及びpC55/ m 1470は夫々、
第9図の方向でクローニングされた2479及び147
0の旧V−1ヌクレオチドを含む。
(vii)5°env及びgag遺伝子ハイブリッド構
築物、プラスミドplenv−317、plenv−3
14及びplenv−100を構築するためにヌクレオ
チド5572−5893を内包する1lindI[[−
Kpn I  HIV−1プロウイルスフラグメン)ヲ
HIV−I  LTR配列−167〜+81ノ3°側に
存在する5D64ポリリンカーにクローニングした。に
pnI(ヌクレオチド5893)で開裂し、次にBal
 31エキソヌクレアーゼで消化することによって欠失
が生じた。
DNA末端を74 DNAポリメラーゼで充填し、Kp
n lリンカ−に結合し、次にKpn IとIlam■
■とによって開裂した。直線化したDNAを、CAT遺
伝子とSV40ポリアゾニレ−ジョンシグナルとを含む
DNAのKpn 1−BamHIセグメントに結合した
。各プラスミドの番号及び名称はヌクレオチド5572
の3゛に存在する1[V−Iヌクレオチドの数を示す。
プラスミドII X B c 2(ヌクレオチド81−
630)の旧ndl[[フラグメントをプラスミドp1
13R−111のBindl[部位にサブクローニング
することによってプラスミドpLgag−404及びp
Lgag−321を構築した。欠失を生じさせるために
プラスミドDNAをCAT遺伝子内部のEcoR1部位
で開裂し、次に[lal 31エキソヌクレアーゼで処
理した。
得られたLTR/リーダーフラグメントを完全形CAT
逍伝遺封子接してサブクローニングした。
DNAトーンスフェ ジョン CAThG11アッセイ
0.5〜1.0μsのCsC1バンドした指示プラスミ
ドDNAを付着細胞にトランスフェクトした。3μgの
DNAをリンパ球にトランスフェクトした。3μgのp
H3−art又は3μgの対照DNA[プラスミドpL
13R−mβ;Rosen等、虹」仕:813−823
(1985)]と共にコトランスフェクションを行なっ
た。プラスミドpIII^Rを使用し各細胞系毎にDN
A用量反応アッセイを行なった。各トランスフェクショ
ンのために選択した最終量のDNAは用量反応アッセイ
で直線反応を与える量であった(データ図示せず)、 
Lopata等、Nuc l 、^cidsRes、 
12:5707−5717(1984)(付着細胞)、
及びQueen& Baltimore、 Ce1l 
33ニア4l−748(1983)(リンパ球)、に記
載のDEAEデキストラン法を使用してトランスフェク
ションを行なった。既に公表されている方法(Gorm
an等、1掲)でトランスフェクションした48時間後
にCATアッセイを行なった。アセチル化物質に転化し
た14C−クロラムフェニコールの量を薄層クロマトグ
ラフィープレートから切り出したスポットの液体シンチ
レーションカウンティングによって測定した。
hG11アッセイのためには、トランスフェクションの
48時間後に細胞から得られた培地(100μりを使用
して分泌されたヒト成長ホルモンのレベルを測定した。
hGIlレベルのレベル測定には公知のラジオイムノア
ッセイキット(Nichols In5titute、
San Juan Capistrano、C^)を使
用した。
急速m 各5ugの各プラスミドDN^をJurkat tat
 [1細胞(1xlO’)にトランスフエフ1− した
。トランスフェクションの約40時間後に細胞を3ss
−システィンで更に8〜12時間代謝的に標識した0m
胞溶解物を調製し、t+rv−特異的タンパク質を[G
oh等、J、Virol。
59:181−184(198B)の方法で]エイズ患
者抗血清で免疫沈降させた。免疫沈降可能な物質をSO
Sポリアクリルアミドゲル電気泳動[Laemm l 
i等、Nature■7:680−685(1970)
]で分析した。
^rj3 −   によるタ    −   の舌。節
感染性HrV−Jプロウィルスの3゛半分を前記のごと
く細菌性クロラムフェニコールアセチルトランスフェラ
ーゼ(CAT)遺伝子の3′側に配置した(第3図(^
))、この結合で、orv−1配列がCAT遺伝子転写
物の非コード部分に組み込まれる。プロウィルスのセグ
メントは米国特許出願第865151号に開示されたa
rt遺伝子の3゛コードエキソンのフレームシフト突然
変異を含むart欠失突然変異体に由来しり、CAT遺
伝遺伝子0唸現ハHIV1 ノLTR配列−167〜+
81によって支配された。また、SV40ボリアデ二1
/−シEl ンシク+ルノ5’側4:HIV−I  L
TICAT遺伝子とを含む対照プラスミドを使用した実
験も行なった[プラスミドpU3R−1[;5odro
ski等、針上−旺姐■7:171−173(1985
)参照]。
前記のごと(art遺伝子産物を発現するように設計さ
れたプラスミド(pH3−art)を構築した(第4図
(八))、 art欠失プロウィルスのgag及びen
v合成における欠陥を補完するこのプラスミドの能力を
コトランスフェクション実験で分析した(第4図(B)
)art3fi伝子中のフレームシフト突然変異を含む
プラスミドpHXBc2−Bfsと恣受性細胞とのコト
ランスフェクション後に検出可能なgag又はenv遺
伝子産物は検出されなかった。しかしなから、プラスミ
ドpHXBc2−Bfsと、art機能を発現すること
が既に証明されているプラスミドpEx5496env
[米国特許出願第856151号HSodroski等
、Nature 321:1掲]又はp II 3− 
a r tとのコトランスフエクションの結果、gag
タンパク質及びenvタンパク質の双方が合成された(
第4図(It))、これらの実験はプラスミドpH3−
artが機能的art遺伝子産物を発現することを示す
このプラスミドはtat遺伝子産物又は別の公知のいか
なるウィルス遺伝子タンパク質産物をも発現しない。
プラスミドpH3−artの存在下又は非存在下に前記
ハイブリッドHIV/CAT構築物を細胞系にトランス
フェクトした。 )IIV LTRに支配されるart
遺伝子の高い発現レベルを得るために、これらの実験で
はtat ■遺伝子を構成的に発現する細胞系(Hel
atat[[、JurkaL tatl[及びCll0
 tatl[[)を使用しな[Rosen等、Natu
re 319−1上掲(1986)]、前記のごと<1
ヘランスフエクシヨンの48時間後にCAT酵素活性レ
ベルを測定した。
プラスミドpU3R−1[[をトランスフエフl−した
全部の細胞でCAT遺伝子の高レベル発現を検出した(
表I、第5図)。
表土 artタンパク質の存在下及び非存在下におけるハイブ
リ・ソド旧V/CAT遺伝子の発現 貼lユ0 細胞系 実験プラスミド tlela−tat−DI   Ju
rkat−tat−1[I   Cl0−tat−I1
11pυ3R−III   3.162.91(0,9
) 1.931.86(1,0)  1,862.21
(1,2)pm−^RO,133,90(30) 0.
020.53(26)  0.301.46(49)p
mΔ^R1,671,72(1,0) 1.411.3
6(1,0)pI[[<、01  (,01<、01 
、<、012  pU3R−16,415,6(0,9
) 5.061.78(0,4)plARO,041,
26(32)   0.06 0.フッ(13)p r
 AAR4,064,66(1,1) 2.531.2
0(0,5)p I         <、01  <
、01      <、01  <、013  pU3
Rnl   3.062.40(0,8) 1.201
.14(0,9)  6.605.50(0,8)pn
l^RO,102,40(24)  0.041.36
(34)   0.235.80(25)pAR−10
,030,36(12) <、010.40p^R−2
0,162,63(16)  0.030.80(27
)pAR−31,203,21(2,7) 0.242
.2H9,2)pAR−40,120,15(1,2)
 0.270.24(0,9)pAR−51,702,
20(1,3) 0.410.46(1,1)pAR−
60,122,22(19)  0.051.93(3
9)pAR−71,844,64(2,5> 0.83
4.30(5,2)pAR−ISV   0.051.
50(30)  0.060.54(9,0)  0.
416.71(16)pAR−2SV   0.081
.80(23)  0.131.43(11)   0
.265.72(22)pAR−3SV   O,32
2,30(7,2) 0.523.51(6,7)  
1.108.12(7,4)pU3R−III   2
.662.53(0,9)          1.8
61.53(0,8)pmΔRO,081,80(23
)           0.051.40(28)p
I[[^15V   O,591,26(2,1)  
        0.530.86(1,6)p^−6
3760,030,46(15)          
0.030.36(12)p^−67250,713,
40(4,8)          0.311.86
(6,0)p^−70000,683,70(5,4)
          0.341.76(5,2)p^
−71260,662,40(3,6>       
   0.803.60(4,5)p^−72010,
262,06(8,0)         0.242
.46(10)   Iip^−72050,462,
26(5,0)           0.312.8
0(9,0)   。
p^−72830,240,80(3,3)     
      0.331.55(4,6>   −p^
−73251,001,00(1,0)       
  0.860.78(0,9)   。
ρ^−7441     1.13 0.80(0,7
)                    0.72
 0.78(1,1)     −p八−75101,
001,12(1,1)              
     1.28 0.93(0,7)    幻p
^−75950,560,48(0,8)      
     0.460.51(1,1)pB−6376
0,460,38(0,8)           0
.430.41(0,9)注 a1表示プラスミドDNAの1#(Hela tatI
[[及びCl0tatl[[)又は3μFI(Jurk
at Lat I[[)を細胞にトランスフェクトした
。 DNAの使用量を各細胞系毎に作成したDNA用量
反応曲線から決定した。薄層クロマ    1トゲラフ
イープレートから切り出したスポットの液体シンチレー
ションカラティングによって絶対CAT活性を測定した
。クロラムフェニコールがアセチル形に転化する毎分の
転化パーセントを示す。
各実験グループ(1〜4)の結果はすべて同じ日に1じ
細胞セットで行なったものである。各実験をνなくとも
2回繰り返した。報告された結果は単一実験で得られた
CAT活性レベルを示す。CAT活性つレベルは実験毎
に2倍以内のばらつきを示すがrラスミドに支配される
CAT活性の相対誤差の実験毎のばらつきは20%以内
である。
b6表示プラスミドを3μSのプラスミドpH3−ar
t(+)又は均等量の非特異的コンペテイターDNA(
−)(プラスミドpU3R−mβ;Rosen等、Ce
1l 41:813−823(1985)とコトランス
フェクトした。
C1括弧内の誘導値はartの存在下に得られたCAT
活性パーセントをartの非存在下に得られたCAT活
性パーセントで除算することによって決定された。
第5図は、ハイブリッドHIV/CATtFi築物によ
って支配されるCAT遺伝子発現に対するart遺伝子
産物の影響を示す、プラスミドp II 3− a r
 tの存在下(+)及び非存在下(−)にJurkaL
−taL IlI細胞に3μsの各ハイブリッドプラス
ミドを1〜ランスフェクl−した。
トランスフェクションに使用したDNAの量はDNA用
量反応曲線から決定されたような直線範囲内に存在した
。実験手順で説明したようにトランスフェクションの4
8時間後にCATアッセイを行なった。
経時的アッセイの直線範囲内の種々の時点から得られた
CATアッセイのオートラジオダラムを示す。
選択された時点は各対のアッセイで同じである。
第5図(^)は、プラスミドpt13R−111(レー
ン1)、pill(レーン2)、pll[Δ^R(レー
ン3)及びpl[(^R(レーン4)をトランスフェク
トしたJurkat−tat[l細胞のCATアッセイ
を示す、第5図(B)は、プラスミドpυ3R−I(レ
ーン1)、pl(レーン2)、plΔ^R(レーン3)
及びpI^R(レーン4)をトランスフェクトしたJu
r−kat−tatl[細胞のCATアッセイを示す。
第5図(B)に示す実験の場合、HTLV−1tran
s活性物質を発現する3μgのプラスミドp I ta
t Iを細胞に同時にトランスフェクトした。
HIV−I  LTRとCAT遺伝子とだけを含むプラ
スミドpH[をトランスフェクトした細胞中では酵素活
性が検出されないので、CAT遺伝子の発現はポリアゾ
ニレ−ジョンシグナルの存在に依存した。これらのプラ
スミドによって発現されるCAT活性のレベルはプラス
ミドp tl 3− a r tとのコトランスフエク
ションによって影響を受けなかった。HIV−1プロウ
イルスの3′部分がCAT遺伝子のコード配列の3゛側
に配置されているプラスミドp■^Rによって発現され
るCAT酵素活性のレベルは、同じ細胞にプラスミドp
U3R−[[をトランスフェクトして検出されたレベル
に比較して顕著に減少していた。しかしなから、art
タンパク質を発現するプラスミドpH3−artとpH
[^RとのコトランスフェクションはCAT遺伝子の発
現レベルをかなり(26〜49倍)増加させた。art
の存在下にプラスミドpH[^Rによって支配されるC
AT酵素のレベルは、He1a taLIn細胞中のプ
ラスミドpU3R−IIIで得られるレベルにほぼ等し
いが、Jurkat tat 11及びCHOtatI
[[細胞で得られるレベルよりやや低い、これは、ウィ
ルスの3゛半分がCAT遺伝子発現をマイナスに調節す
る配列をもちこの阻害効果がart311伝子産物によ
って克服され得ることを示す、これらの結果はまた、3
′プロウィルス配列の調節効果及びart遺伝子機能に
対して組織又は種特異的因子が全く不要であることも示
す。
CAT遺伝子で得られた結果の普遍性は、第2の外来性
遺伝子、即ちヒト成長ホルモン(hGH)をコードする
遺伝子[5elden等、No1.Ce1l Biol
、 6:3173−3179(198B)コに対する3
′プロウィルス配列の影響を測定することによって証明
される。hG■遺伝子をコードするcDN^DNAHI
V−I  LTR配列と+11V−1プロウイルスの3
°末端との間に挿入した(プラスミドp m GHAR
;第3図(B))、このプラスミドに使用されたhGH
配列は細胞b G IIプロモーターとポリアゾニレ−
ジョン配列とをもたない。更に2つのプラスミドを作成
した。1つはポリアゾニレ−ジョンシグナルをもたない
■IV−I  LTの3′側に配置されたヒト成長ホル
モン遺伝子を含むプラスミド(pI[[GII)テあり
、1つはh G 113fi伝子の3°側4:mSV4
0ポリアゾニレ−ジョン配列を含むプラスミド(pl[
IGH3v)である0表■のデータはプラスミド+11
11にHSVがHe1a tatlI[及びCf1Ot
atI[l細胞の双方においてhal+の合成を支配す
ることを示した。プラスミドpl[GIIをトランスフ
ェクトした細胞中で有意なhGH活性は検出されなかっ
た。これらのプラスミドによって支配されるhGH活性
のレベルはプラスミドρ+13−artとのコトランス
フェクションによって影響されなかった。
艮1 artタンパク質の存在下及び非存在下におけるハイブ
リッド旧■分泌hGH(cpm)” 細胞系 ■ela−tat−III   CHO−tat−1[
プラスミドpH3−artb−+()’   −+()
cpnlGIlsV        68266423
(0,9)  1328913567(1,0)pI[
GIIAR3126083(20)   890 96
95(11)注 a、プラスミドpH3−artの存在下(+)又は非存
在下(−)に2μgの表示プラスミドDNAを細胞にト
ランスフェクトした。トランスフェクションの48時間
後に100μlの培地を採取しhGH活性を検定した。
固体支持体に結合した+ 25■標識抗bGH抗体の毎
分カウント数(CPM)を、合計CPMを測定し模擬ト
ランスフェクトした細胞の培地から得られたパックグラ
ウンドCPMを減算することによって補正した。
b、括弧内に示す誘導値はartの存在下に得られた補
正CPMをartの非存在下に得られた補正CI’Mで
除算した値を示す。
art遺伝子産物の非存在下にプラスミドpill(:
HARによって支配されるb G IIのレベルはHc
La Lat I[[及びCHOtat I[[のいず
れの細胞系においても極めて低かった。pIII(:H
ARとプラスミドpH3−artとのコトランスフェク
ションの結果、hGI+活性は顕著に増加した(11〜
20倍)、 art産物の存在下にプラスミドpl[l
G■^Rによって産生されたh G 11のレベルはプ
ラスミドpl[[GtlsVで得られたレベルと同様で
あった。
CAT遺伝子に関して観察されたように、IITV−1
プロウイルスの3°半分はhGI+遺伝子の発現に阻害
効果をもつ配列を含み、これらの配列の抑制効果はar
t遺伝子産物によって解除される。従って、)IIV−
■プロウィルス配列に結合したCAT及びh G I+
遺伝子の発現はgag及びcnv遺伝子自体の調節に酷
似する。
^rt;  にお番る5° LTRの 5’ )IIV−I  LTRを向ヒトTリンパ球ウィ
ルスタイ7” I ()ITLV−1)ノLTR(第3
図(A))テ置換しタフラスミドを構築した。遺伝子発
現がHTLV−I  LTRによって引き起こされるす
べての実験において、HTLV−Iのtrans活性タ
ンパク質を発現するプラスミドpI tat Iを細胞
に同時にトランスフェクトした。
)ITLV−I  LTRのコントロール下にCAT遺
伝子の3′側に位置するHIV−1ゲノムの3°半分を
含むプラスミドplΔ^Rによって支配されるCAT酵
素活性のレベルは、CAT遺伝子の3′側に位置するS
V40のポリアゾニレ−ジョン配列を含むプラスミドp
U3R−1のレベルよりはるかに低かった(第5図及び
表■)。
しかしなから、pH3−artとのコトランスフェクシ
ョンの結果、プラスミドpIΔ^Rに支配されるCAT
活性のレベルは盟著に増加した(13〜30倍)、レシ
ピエンドとしてJurkat細胞を使用するときも同様
の結果が得られたりこれらの実@iま、1IrVlの5
゛LTRがHIV−1プロウイルスの3°部分によって
与えられるcis作用抑制効果又はcis作用抗抑制効
果に不要であることを示す。
CRSCARの   1  打 ・・−エンベロープ遺
伝子配列の大部分が欠失したプラスミドplΔ^R及び
pmΔ^Rの誘導体を構築しくp111Δ^R及びpi
Δ^R;第3図(B))、art3fi伝子産物の存在
下及び非存在下にCAT活性を試験した。env遺伝子
の大部分の欠失の結果、これらの双方のプラスミドによ
って支配されるCAT遺伝子の活性レベルは、夫々の対
照プラスミドp r AR及びpill^Rに比較して
増加を示した。プラスミドpH3−artとのコトラン
スフェクションによって酵素活性の増加は検出されなか
った。従って、ヌクレオチド5893−8561間に存
在するHIV−1i&列の欠失は阻害性調節効果を解除
し、HIV−1配列によって伝えられるart反応性抗
阻害効果を除去する。
また、より小さい一連の欠失をプラスミドpl[^Rに
存在するプロウィルス配列に導入しプラスミドpAR−
1からpArl−7で示す(第6図)。これらのプラス
ミドに支配されるCAT活性のレベルを、プラスミドp
H3−artの存在下又は非存在下にHeLa−tat
 m細胞及びJurkat−tat ll[細胞中で測
定した。 CAT酵素活性のレベルに対するこれらの欠
失の影響を第7図及び表Iに示す。プロウィルスセグメ
ントの5°配列、tat及びart遺伝子の5′コード
エキソンを含む領域、enV遺伝子の5′末端及びイン
トロンのスプライス供与部位(pAR−1)の欠失が存
在するとき、CAT酵素活性のレベルはプラスミドpl
[r^Rでトランスフェクトした同じ1leLa ta
tl[細胞のレベルの約173に低下する。 artの
存在下でCAT酵素活性のレベルは少なくとも12倍増
加した。これらの結果は、スプライス供与部位を含むプ
ロウィルスインサートの5°末端から欠失した配列はa
rt産物に対するHIV−1配列の反応に必須ではない
ことを示す。
第7図はこれらの実験の結果を示す。細胞に1μgの表
示プラスミドDNAと3μgの非特異的コンペティター
DN^(−)(プラスミドルU311−111β;玉揚
)又は3μJのpH3−art(+ )とをコトランス
フエクトシた。トランスフェクションの48時間後にC
ATアッセイを行なった9図示のオートラジオダラムは
経時的アッセイの直線部分から得られた。実験1ではC
0O−Lat■細胞にプラスミドpU3R−III(レ
ーンa)、pI[[八R(レーンb)%pAR−1(レ
ーンc)、pAR−6(レーンd)及びpAR−3(レ
ーンC)をトランスフェクトしな、実験2ではHeLa
−tat II[細胞にプラスミドpt13R−I[1
(レーンa)、p■^R(レーンb)、pill^RS
V (レーンC)、p^−6376(レーンd)及びp
^−7126(レーンe)をトランスフェクトした。実
験3ではl1eLa−tatl[[細胞にプラスミドp
U3R−III(レーンa)、pI[[^R(レーンb
)及びpB−6376(レーンC)をトランスフェクト
した。実験4ではII e L a −Lat[[細胞
にプラスミドplI[^R(レーンa)、pAR−IS
V(レーンb)及びpAR−ISVR(レーンC)をト
ランスフェクションた。
artの非存在下に、プラスミドpAR−2及びpAR
−6をトランスフェクトした細胞中で観察されたCAT
活性のレベルは親プラスミドpHlΔRで得られたレベ
ルと同様であった。これらの3つのプラスミド全部が同
様のレベルのCAT活性を支配し、プラスミドp II
 3− a r tとのコトランスフエクション後には
CAT酵素活性レベルのかなりの増加を示す(HeLa
−tat111i胞で16〜24倍、Jurkat−t
atl[I !胞で17〜39倍に増加)。プラスミド
pAR−6に存在する欠失はenV遺伝子イントロンの
スプライス受容部位を除去し、またtat及びart遺
伝子の3゛コードエキソンを除去する。これらの領域の
除去はCBS配列にもCへR配列にも影響を与えない、
実験によれば、阻害調節作用及びart反応性抗阻害効
果の双方にenvEflt伝子内部に存封子るスプライ
ス供与部位もスプライス受容部位も不要であることが判
明した。
プラスミドpAR−3及びpAR−7をトランスフェク
トした細胞中のartの非存在下に得られたCAT酵素
活性のレベルとプラスミドpill^Rのトランスフェ
クションによって得られたレベルとを比較すると、双方
の欠失の場合にCAT活性のレベルが約10倍に増加す
ることが判明した。しかしなから、プラスミドpH3−
artとのコトランスフェクションによってCAT活性
のレベルは更に増加し、HeLa−tat I[l R
m胞で約2.5倍、Jurkat−tatll細胞で約
5〜9倍になる。CAT遺伝子発現をマイナスに調節す
る配列は明らかにこれらのプラスミドから除去されてい
る。
しかしなから、これらの2つの欠失はart遺伝子産物
に対する反応を完全には除去しない。これらの実験は、
プラスミドpl[I^R中に存在するプロウィルス配列
が外来性遺伝子の発現レベルを低下させる少なくとも2
つの異なる配列を含むことを示す。
tat及びart mRN八から除去されたイントロン
の中央領域に大きい欠失を含むプラスミドpAR−4及
びpAR−5によって支配されるCAT活性のレベルは
art遺伝子産物の存在の影響を受けなかった(表り。
これらの欠失は明らかにプロウィルスの3′半分のCA
R配列を完全に除去する。従ってCAR配列はヌクレオ
チド6376と7683との間に存在する。
art遺伝子産物の非存在下にプラスミドpAR−4に
よって支配されるCAT活性のレベルはpm八へによっ
て支配されるレベルと同様であった(表I)。しかしな
から、プラスミドpAR−5でトランスフェクトされた
細胞はプラスミドpAR−4又はpl[IARでトラン
スフェクトされた細胞の10倍のCAT酵素活性のレベ
ルを示した。この結果は、CAT遺伝子の活性を抑制す
るプラスミドpAR−4に存在するCRSはプラスミド
pAR−5に存在する大きい欠失によって除去されてい
ることを示す。
八rt   に・ る3’ LTRの 3’ HIV−I  LTR配列が前記のごト< SV
40ウィルスのポリアゾニレ−ジョンシグナルで置換さ
れた一連のプラスミドを構築したく第6図(B))、こ
れらのプラスミドは更に、プロウィルスenvi封子配
列の付加的欠失を含む。art遺伝子産物の非存在下に
プラスミドpAR−ISV又はpAR−2SVによって
支配されるCAT酵素活性のレベルは、すべてのレシピ
エンド細胞系中で親プラスミドpl[ARによって支配
される活性のレベルと同様である(表I)。これらのプ
ラスミドによって支配されるCAT酵素活性のレベルは
、プラスミドpH3−artを同時にトランスフェクト
した細胞中で20〜40倍に増加した。プロウィルスの
付加的領域が除去されたプラスミドp^−3SVをトラ
ンスフェクトした細胞中でartの非存在下に得られる
CAT活性は、プラスミドpHl^15pAR−ISV
又!、tpAR−2SVテfQ!察された活性より大き
カッた。しかしなから、このプラスミドに支配されるC
AT活性のレベルはartの存在下に約7倍に増加しな
、これらの結果は、art調節に3″LTRが不要なこ
と、及び、プラスミドpAR−3SV中に存在する配列
がCARエレメントを保持していることを示す。
ヌクレオチド7683からヌクレオチド8561までの
同し3”プロウィルス配列を含むプラスミドpAR−4
がart反応性でないので、pAR−3SV中のart
反応性CARエレメントはヌクレオチド6583と71
63との間に存在する配列中に位置すると考えられる。
CΔR1の 確fthb・・ ヌクレオチド6376〜7760 (第8図)、CRS
配列とCAR配列との双方を含むプロウィルスの領域を
含むプラスミドルへ−6376を出発材料として次第に
拡張する(nested>一連の欠失を作成した(表I
)。このプラスミドにおいてSV40ポリアゾニレ−ジ
ョン配列はプロウィルス配列の3′に位置していた。a
rt遺伝子の非存在下にプラスミドp^−6376によ
って支配されるCAT酵素活性のレベルは、5′及び3
′のプロウィルス配列の長い(cxtensive)欠
失を含むpAR−SVIプラスミドで観察されたレベル
と同様であった。プラスミドpΔR−SV1及びpA−
6376によって支配されるCAT酵素活性のレベルは
PH3−artプラスミドとのコトランスフエクション
によって実質的に増加した。
プラスミドpA−6725(第8図)を得るために、プ
ラスミドp^−6376のプロウィルス配列の5′末端
から更に約350個のヌクレオチドを欠失させると、a
rt産物の非存在下のCAT活性のレベルがpA−63
76に比較して約10〜20倍増加しなく表I)。CA
T遺伝子の発現レベルはartの存在下に更に5〜6倍
増加した。別のプラスミドからプロウィルス配列の同様
の領域が欠失すると(ρ■^RとpAR−3SVとの比
較、表I)、CAT酵素活性のレベルはプラスミドpm
ΔRに比較して増加した(表■)。これらの観察は、ヌ
クレオチド65S3と6725との間に位置するCRS
、即ちenv遺伝子のコード領域内部に完全に内包され
る配列の存在を示す。
プラスミドp^−7000からpA−7283(第8図
)を得るために更に別のヌクレオチドを順次欠失させて
もart非存在下のトランスフェクト細胞で観察された
CAT酵素活性のレベルはプラスミドp^−6725(
表1)に支配される酵素活性に比較して有意に変化しな
かった。これらのプラスミドをトランスフエフ)・シた
細胞中で観察された遺伝子発現のレベルはプラスミドp
H3−artとのコトランスフエクションによって実質
的に増加した。プラスミドpAR−3SV中のCARエ
レメント、即ちヌクレオチド6583−7163を含む
領域の1つが1ラスミドp^−7201及びp^−72
83では完全に欠失しているときにもart反応は維持
されていた。
p^−7283から更に42個のヌクレオチドを欠失さ
せて得られたプラスミドρ^−7325はart存在下
に遺伝子発現レベルの増加を示さなかった。プラスミド
p^−7325によって支配されるCAT酵素活性のレ
ベルは、artの非存在下にプラスミドρA−6725
からp^−7283までによって支配される酵素活性よ
りもやや高いレベルを示した。より大きい欠失を含むプ
ラスミドp^−7441、p^−7510及びp^−7
545はプラスミドp^−7325と同様の活性レベル
を示した。更に、プラスミドpH3−artとのコトラ
ンスフェクション後にもこれらのプラスミドによって支
配されるCAT酵素活性が増加しないことが検出された
。これらの実験において、art3fi伝子に反応性の
CへR配列を含む最小セグメントは、ヌクレオチド72
83と7760との間に位置する400個のヌクレオチ
ドから成るプロウィルスフラグメントである。
ヌクレオチド6376から6970までのプロウィルス
配列とSV40ポリアゾニレ−ジョンシグナルとを順次
に含む別のプラスミドpB−6376を構築した。表I
のデータと第7図とは、HeLa−tatI[[及びC
HO−Lat Illにおいてこのプラスミドによって
支配されるCAT酵素活性のレベルが、プラスミドp 
II 3− a r tとのコトランスフェクションに
よって影響をうけないことを証明した。Cl03R−1
[に関する低い基礎活性は、領域6376から6970
までの内部にCRSが存在することを示す、 art反
応性の欠如は、ヌクレオチド6583から7163まで
の内部に存在するart反応性CARエレメントがプラ
スミドpB−6376中では崩壊していることを示す。
プラスミドHXBc2(菌株3B)中で地図作成された
CAR2機能に必要な配列を第2図(B)に示す、プリ
ンに富む部分に上線を付しである。菌株3B中で同定さ
れたCAR2配列[Ratner等、Nature 3
13:277−284(1985)]を菌株IIRU[
1i1ain−tlobson等、Ce1l 40:9
−17(1985)] 、MAL[M、^1izon、
personal communication]、E
LI[M、Δ1izon、 personal com
munication]及び^RV−2[5anche
z−Pescador等、5cience 277:4
84−492(1985)]に存在する夫々の領域と整
列させた。
^rt    の  口 前記のごとく、プラスミドpAR−ISVによって支配
されるCAT酵素活性のレベルは、art遺伝子産物の
存在下にかなり増加した(16〜43倍)、プラスミド
pAR−ISV中に存在するプロウィルス配列と同一で
はあるが逆方向(第6図(B))のプロウィルス配列を
含むプラスミド(pAR−ISVR)を使用してプロモ
ーター及びポリアゾニレ−ジョン配列に対するCAR配
列の方向の影響を示した。プラスミドpAR−ISVR
によって支配されるCAT酵素活性のレベルは、art
の非存在下にプラスミドpAR−ISVによって支配さ
れるレベルと同様であった。プラスミドpAR−ISV
RとpH3−artとのコトランスフエクションによっ
てCAT酵素活性レベルの増加は全く観察されなかった
。プラスミドpU3R−1に比較して活性レベルがエン
ハンサ−エレメントを除いて、コード領域内部のCAR
配列の場所が、先に同定されたcis作用調節配列から
このエレメントを識別する。env逍伝遺封子の配列が
転写開始部位に対して5′側に配置されているときにC
AT3!!伝子発現を調子発現るか否かを決定するため
に、env遺伝子の部分がエンハンサ−配列の欠失した
プロモーターに対して5′側に配置されたプラスミドを
構築した(第9図)。
これらの実験に使用されたプロモーターは、II T 
L V−I  LTRから誘導され、外来性エンハンサ
−配列に反応性であることが予め判っていた配列−55
〜+325を含む。プロモーターに対して5°側に位置
するenvs伝子配列を含むプラスミド(pC−55/
 m 1470及びpC−55/llI2479)によ
って支配されるCAT酵素活性のレベルは、HTLV−
1プロモーターだけを含むプラスミドpC−55で観察
された活性レベルと同様であった(表■)。これらのプ
ラスミドはプラスミドpH3−artとコトランスフエ
クションの後にもCAT活性の増加を全く示さなかった
。これはこれらの実験で使用された旧V−1配列がar
t産物の存在下又は非存在下にエンハンサ−活性を全く
持たないことを示す。
艮l 細胞系 11eLa−taL−1[I   CICll0−ta
t−実験プラスミドpH3−artb−+  □c−+
  0’1  pC−551,000,82(0,8)
pC−55/■2479    1.000.88(0
,9)pC−55/I[[14700,710,79(
1,6)2   pU3R−III        1
.001.30(1,3) 1.001.40(1,4
)pAR−ISV       O,020,82(3
1)  0.060.82(14)pAR−ISVRO
,050,05(1,0) 0.120.10(0,8
)注 a、 3μgの表記プラスミドDNAと3μgの非特異
的コンペティタープラスミドpU3R−I B又はプラ
スミドp tl 3− a r tとを細胞にトランス
フェクトした。トランスフェクションの48時間後にC
ATアッセイを行なった。絶対CAT活性をartの非
存在下にトランスフェクションプラスミドpC−55(
実験1)又はpU3R−■(実験2)後に得られた値に
標準化した。
b、括弧内に示す誘導値はartの存在下に得られた相
対CAT活性をartの非存在下に得られた相対CAT
活性で除算して得られた値である。
Ga      env’  −−I      Cへ
R1++1V−I LTRとCAT遺伝子との間に挿入
されたこれらの遺伝子の5′末端部分を含むプラスミド
を構築した(第10図)。プラスミドpLenv−31
4及びpLenv−100及びプラスミドp14ag−
321をHeLa−tatI[I及びCll0−Lat
I[[+!!I胞にトランスフェクトすると高レベルの
CAT酵素活性が得られた。
gag及びenV3i!を調子リーダー領域配列を含む
ハイブリッドプラスミドの概略図及び活性を第10図に
示す。env遺伝子(^)又はgag遺伝子(B)のリ
ーダー配列の表示部分’!−1+1V−1配列(ヌクレ
オチド−167〜+80)に対して3°側及びCAT遺
伝子に対して5°側にクローニングした。各プラスミド
の名称に使用した数字は各ハイブリッド構築物中に存在
するH[V−1塩基対の数を示す、各プラスミドのCA
T活性を、プラスミドpU3R−1[[で得られた値(
十++)に標準化した。フレーム(frame)はHI
V−1配列がCAT遺伝子の同じ翻訳読取枠(in)に
あるか異なる翻訳読取枠(out)にあるかを示す。開
始コドンは・、終結コドンは■で示される。
これらのプラスミドとプラスミドp[l3−artとの
コトランスフェクションによってCAT酵素活性のレベ
ルは増加しなかった。プラスミドr’Lenv−317
又はpLgag−404をトランスフエフl−した細胞
中でCAT活性は全く検出されながった。これらの2つ
のプラスミドのgag及びenv遺伝子の読取枠はCA
T遺伝子と同じである。プラスミドpLenv−314
及びpLenv−10o中のcnvKi伝子^U封子読
取枠とプラスミドpLgag−321中のgag遺伝子
封子Gの読取枠とはCAT遺伝子の読取枠とは異なって
いた。従って、プラスミドpLenv−317及びpL
Hag−404がCAT遺伝子発現を支配できない理由
は、CAT遺伝子のタンパク質合成の開始が5°に位置
する枠内(inframe)開始コドンによって妨害さ
れるためであると推測できる。
これらの結果は、翻訳読取枠が下流遺伝子の読取枠に等
しいときに上流へ〇Gコドンが下流の開始を最も効果的
に妨害するという別の報告と一致する。
【図面の簡単な説明】
第1図は旧Vl  mRN^を産生するために使用され
たスプライシング過程の概略図、第2図は遺伝子内HI
V−1配列で同定されたcis作用抑制配列の場所(八
)及びCAR,活性に必要なヌクレオチド配列(B)の
説明図、第3図はハイブリッド旧V/CAT構築物の構
造(^)及びハイブリッドHIV−ヒト成長ホルモン(
hc:If/HIV)構築物ノ構造(Bo)説明図、第
4図はプラスミドpH3−artの構造及びpH3−a
rt中に存在する配列(^)及びプラスミドpH3−a
rtの活性(B)を示す説明図、第5図は種々のハイブ
リッド−HIV/CATf′R築物によって支配される
Jurkat tatI[[中のCAT発現に対するa
rt3Jl伝子産物の影響を示す説明図、第6図はプラ
スミドpI[lAR中のHIV−I配列内部の欠失の相
対位置(A)及び3’ LTRが欠失しS V 40 
’F刀期領域に由来のSV40ポリアゾニレ−ジョン配
列を含むpillAR中に存在するHIV川配列向配列
内部の相対位置(B)を示す概略説明図、第7図はar
t遺伝子産物の存在下又は非存在下の欠失突然変異体の
CAT活性を示す説明図、第8図は1IIViヌクレオ
チド配列5332−7760内部に形成された5′欠失
の概略説明図、第9図はエンハンサーテスI・プラスミ
ドの説明図、第10図はgag及びQnV遺伝子のリー
ダー領域配列を含むハイブリッドプラスミドの活性を示
す概略説明図、第11図はCll5及びCAR配列のコ
ントロール下の遺伝子のCAR領域と20kDのart
It伝子産物封子相互作用の説明図、第12図はart
/cis調節コントロールの推定メカニズムの説明図、
第13図ハ1lIV−Iゲ/ム(7)概略説明図、第1
4図はII I V −Iゲノム中のCRS、CAR及
びΔRE領域及びmRN^を示す説明図である。 代理人弁理士 船  山   武 −一 1寸 二 C す 菖 し\− 禽 a−+    −÷ B    −+    −→ ・   −十−+ ト    −    十−十 )C− く         ロ

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)HIV− I 、HIV−2、HTLV−IV及びS
    TLV−3から成るグループのゲノムの3′部分のヌク
    レオチドに対応するヌクレオチドを、或る遺伝子の下流
    で該遺伝子の非翻訳メッセージ中に挿入されたときに該
    遺伝子にcis作用抑制効果を与えるに十分な数で含む
    ことを特徴とする¥cis¥作用調節配列。
  2. (2)HIV− I ゲノムの領域6376−6725内
    の十分な数のヌクレオチドに対応することを特徴とする
    請求項1記載のcis作用調節配列。
  3. (3)HIV− I ゲノムの領域7283−7325内
    の十分な数のヌクレオチドに対応することを特徴とする
    請求項1記載のcis作用調節配列。
  4. (4)HIV− I ゲノムの領域5893−6538内
    の十分な数のヌクレオチドに対応することを特徴とする
    請求項1記載のcis作用調節配列。
  5. (5)HIV− I ゲノムの領域8204−8497内
    の十分な数のヌクレオチドに対応することを特徴とする
    請求項1記載のcis作用調節配列。
  6. (6)HIV− I 、HIV−2、HTLV−IV及びS
    TLV−3から成るグループのゲノムのヌクレオチドを
    、有効量のart遺伝子産物の存在下に或る遺伝子に対
    するcis作用抑制効果に拮抗するに十分な数で含むこ
    とを特徴とするcis作用抗抑制配列。
  7. (7)HIV− I ゲノムの領域6969−7163内
    の十分な数のヌクレオチドに対応することを特徴とする
    請求項6記載のcis作用抗抑制配列。
  8. (8)HIV− I ゲノムの領域7283−7325内
    の十分な数のヌクレオチドに対応することを特徴とする
    請求項6記載のcis作用抗抑制配列。
  9. (9)(a)所望遺伝子を含み、その下流で非翻訳メッ
    セージ中に、 (b)HIV− I 、HIV−2、HTLV−IV及びS
    TLV−3から成るグループのゲノムの3′部分に対応
    するヌクレオチドを、該所望遺伝子にcis作用抑制効
    果を与えるに十分な数で含むcis作用抑制配列(CR
    S)と、 (c)HIV− I 、HIV−2、HTLV−IV及びS
    TLV−3から成るグループのゲノムの3′領域に対応
    するヌクレオチドを、十分な量のart遺伝子産物の存
    在下にCRSのcis作用抑制効果に拮抗するに十分な
    数で含むcis作用抗抑制配列(CAR)とを含むこと
    を特徴とするベクター。
  10. (10)CRS及びCAR配列がHIV− I ゲノムに
    対応することを特徴とする請求項9記載のベクター。
  11. (11)CRS及びCAR配列がHIV−2ゲノムに対
    応することを特徴とする請求項9記載のベクター。
  12. (12)CRS及びCAR配列がHTLV−IVゲノムに
    対応することを特徴とする請求項9記載のベクター。
  13. (13)CRS及びCAR配列がSTLV−3ゲノムに
    対応することを特徴とする請求項9記載のベクター。
  14. (14)所望遺伝子に対して3′側のHIV− I LT
    RとCRS及びCAR配列に対して5′側のHIV−
    I LTRとを含むことを特徴とする請求項10記載のベ
    クター。
  15. (15)所望遺伝子に対して3′側のHIV−2LTR
    とCRS及びCAR配列に対して5′側のHIV−2L
    TRとを含むことを特徴とする請求項10記載のベクタ
    ー。
  16. (16)所望遺伝子に対して3′側のHTLV−IVLT
    RとCRS及びCAR配列に対して5′側のHTLV−
    IVLTRとを含むことを特徴とする請求項10記載のベ
    クター。
  17. (17)所望遺伝子に対して3′側のSTLV−3LT
    RとCRS及びCAR配列に対して5′側のSTLV−
    3LTRとを含むことを特徴とする請求項10記載のベ
    クター。
  18. (18)所望遺伝子が外来性遺伝子であることを特徴と
    する請求項9記載のベクター。
  19. (19)(a)予め選択した細胞系に請求項9記載のの
    ベクターをトランスフェクトし、(b)CRS配列を抑
    制して所望の遺伝子産物を発現させるべくCAR配列を
    活性化するに十分な量のart遺伝子産物とCAR配列
    とを所定の時間に接触させることを特徴とする所望遺伝
    子産物の産生をコントロールする方法。
  20. (20)予め選択された細胞系がウイルスゲノムに対応
    するtat遺伝子を含むtatを細胞系であり、ベクタ
    ーが更に、該tat遺伝子に対応するウイルスゲノム由
    来のLTRセグメントを含むことを特徴とする請求項1
    9記載の方法。
  21. (21)操作可能なart遺伝子を含むベクターを使用
    することによってart遺伝子産物をトランスフェクト
    細胞と接触させることを特徴とする請求項20記載の方
    法。
  22. (22)art遺伝子産物が二次因子のコントロール下
    にあり、該因子は、CARを活性化するに十分な量のa
    rt遺伝子を発現すべく所定の時間に活性化されること
    を特徴とする請求項19記載の方法。
  23. (23)art遺伝子産物の非存在下に所望遺伝子に対
    するcis作用抑制効果を与えるに十分な数のHIV−
    I ゲノムの領域6376−7760に対応するヌクレ
    オチドを含むセグメントの上流に該所望遺伝子を含み、
    前記cis作用の効果がart遺伝子産物の存在下に拮
    抗されることを特徴とするベクター。
  24. (24)(a)予め選択された細胞系に請求項23記載
    のベクターをトランスフェクトし、 (b)CRSを抑制して所望遺伝子産物を発現させるべ
    くCAR配列を活性化するに十分な量のart遺伝子産
    物とCAR配列とを所定の時間に接触させることを特徴
    とする所望の遺伝子産物の産生をコントロールする方法
  25. (25)ベクターが所望遺伝子の3′側にHIV− I
    LTRを含むことを特徴とする請求項24記載の方法。
  26. (26)予め選択された細胞系がtatIII細胞系であ
    ることを特徴とする請求項25記載の方法。
JP63130021A 1987-05-29 1988-05-27 Cis作用抑制配列、cis作用抗抑制配列、ベクター、その調製方法及び使用 Pending JPH0191786A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5662087A 1987-05-29 1987-05-29
US056620 1987-05-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0191786A true JPH0191786A (ja) 1989-04-11

Family

ID=22005604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63130021A Pending JPH0191786A (ja) 1987-05-29 1988-05-27 Cis作用抑制配列、cis作用抗抑制配列、ベクター、その調製方法及び使用

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0293181B1 (ja)
JP (1) JPH0191786A (ja)
AT (1) ATE126534T1 (ja)
CA (1) CA1339733C (ja)
DE (1) DE3854313D1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133029A (en) * 1988-03-21 2000-10-17 Chiron Corporation Replication defective viral vectors for infecting human cells
US5716826A (en) 1988-03-21 1998-02-10 Chiron Viagene, Inc. Recombinant retroviruses
EP0361749B1 (en) * 1988-09-27 1995-02-08 Dana Farber Cancer Institute A vector comprising a replication competent HIV-I provirus and a heterologous gene
ATE219519T1 (de) * 1989-01-23 2002-07-15 Chiron Corp Rekombinanttherapien für infektionen und hyperproliferative störungen
US6251675B1 (en) 1989-05-25 2001-06-26 Duke University Methods utilizing mutant rev genes encoding transdominant repressors of HIV replication
US5871958A (en) * 1989-05-25 1999-02-16 Duke University Mutant rev genes encoding transdominant repressors of HIV replication
JP3203599B2 (ja) * 1989-10-24 2001-08-27 カイロン コーポレイション 感染性タンパク質デリバリーシステム
US5817491A (en) * 1990-09-21 1998-10-06 The Regents Of The University Of California VSV G pseusdotyped retroviral vectors
DE69219787T2 (de) * 1991-11-29 1997-08-28 Chiron Viagene, Inc., Emeryville, Calif. Immuntherapeutische vektorkonstrukte gegen krebs
US5534408A (en) * 1993-09-24 1996-07-09 University Of Massachusetts Medical Center 2-deoxystreptamine aminoglycoside inhibition of HIV RRE/Rev binding
US5888814A (en) * 1994-06-06 1999-03-30 Chiron Corporation Recombinant host cells encoding TNF proteins
WO2000046403A2 (en) * 1999-02-03 2000-08-10 THE GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA, as represented by THE SECRETARY, DEPARTMENT OFHEALT H AND HUMAN SERVICES Methods and reagents for molecular detection of hiv-1 groups m, n and o

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4738922A (en) * 1984-05-25 1988-04-19 Dana Farber Cancer Institute Trans-acting transcriptional factors
EP0187041B1 (en) * 1984-12-24 1996-05-15 Genentech, Inc. Fusions of AIDS-related polypeptides
EP0233764A1 (en) * 1986-02-14 1987-08-26 THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by the Secretary United States Department of Commerce Plasmids which inhibit Human T-Cell Lymphotropic Virus Type III replication

Also Published As

Publication number Publication date
EP0293181A1 (en) 1988-11-30
CA1339733C (en) 1998-03-17
EP0293181B1 (en) 1995-08-16
DE3854313D1 (de) 1995-09-21
ATE126534T1 (de) 1995-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
de Ronde et al. Natural HIV-1 NEF accelerates virus replication in primary human lymphocytes
US5786464A (en) Overexpression of mammalian and viral proteins
Dorn et al. Equine infectious anemia virus tat: insights into the structure, function, and evolution of lentivirus trans-activator proteins
Cullen et al. Subcellular localization of the human immunodeficiency virus trans-acting art gene product
CA2009403C (en) A packaging defective hiv provirus, cell lines, and uses thereof
Wu et al. Localization of the Vpx packaging signal within the C terminus of the human immunodeficiency virus type 2 Gag precursor protein
Stephens et al. Cloning and characterization of cDNAs encoding equine infectious anemia virus tat and putative Rev proteins
WO1998012207A1 (en) High level expression of proteins
WO1998012207A9 (en) High level expression of proteins
Kappes et al. Intracellular transport and virion incorporation of vpx requires interaction with other virus type-specific components
JPH0191786A (ja) Cis作用抑制配列、cis作用抗抑制配列、ベクター、その調製方法及び使用
US5747307A (en) Mason-Pfizer Monkey Retroviral packaging defective vectors
US5321124A (en) Art (rev) protein of human T-cell leukemia virus
JP3264281B2 (ja) Hivパッケージング配列を含むベクター、パッケージング不全hivベクター及びその使用
Bieniasz et al. Gene transfer using replication-defective human foamy virus vectors
US5985661A (en) Anti-HIV ribozymes
Mergia et al. cis-acting regulatory regions in the long terminal repeat of simian foamy virus type 1
Han et al. Human immunodeficiency virus type 1 Tat-mediated trans activation correlates with the phosphorylation state of a cellular TAR RNA stem-binding factor
US5604114A (en) Cis-acting repression sequences, cis-acting antirepression sequences, vectors, methods of preparation and use
Rosin-Arbesfeld et al. Structural and functional characterization of rev-like transcripts of equine infectious anemia virus
US5424197A (en) H. saimiri-HTLV-X region vector
EP1183383B1 (en) Siv-based packaging-deficient vectors
US20060067948A1 (en) Viral vectors
Schiltz Translational studies of equine infectious anemia virus RNA and analysis of the viral regulatory proteins