JPH02501802A - 遺伝子導入植物内の修飾された貯蔵種子タンパク質遺伝子の発現による生物学的に活性なペプチドの製造方法 - Google Patents

遺伝子導入植物内の修飾された貯蔵種子タンパク質遺伝子の発現による生物学的に活性なペプチドの製造方法

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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】 遺伝子導入植物内の修飾された貯蔵趣旨タンパク質遺伝子の発現による生物学的 に活性なペプチドの製造方法 本発明は、適当な植物遺伝子の修飾により、有用で生物学的に活性な、ポリペプ チドを生成する方法に関する。
容易に純化できる形でかつ有用な量で一定の生物学的に活性なポリペプチドを生 成することには今なおほとんどの場合において多大な問題点がある。
代替的な手法として挙げられるのは、化学的合成又は遺伝的に処理された微生物 による製造である。第1の手法は、きわめて費用のかかる手法であり、しかも往 々にして、適正なコンフォーメーション(立体配座)をもつポリペプチドが得ら れない、後者の手法は、ポリペプチドの不安定さ、細胞内沈降そして純粋な形で の生成物の純化といった問題点のため、むずかしいものである、その上、ホルモ ンペプチドを含むいくつかのクラスのペプチドは、適正なジスルフィドブリッジ 形成、アセチル化、グリコジル化又はメチル化といった付加的な処理の後に初め て充分な活性を有することになる。天然においては、ジスルフィドブリッジは、 前駆体の膜転移の間にタンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(異性化酵素)によ る同時翻訳触媒作用を受けるため、きわめて高効率で形成される0次に、タンパ ク質分解印割により、前駆体から活性形が誘導される。
化学的に合成された又は原核系内で過剰生産されたペプチドは一般に還元された 形で得られ、従って、次に、システィン残基の穏やかな酸化によりジスルフィド ブリッジを形成させなくてはならない、往々してペプチドの充分に変性された「 スクランブル」状態から出発するため、このときジスルフィドブリッジの形成は 不規則過程であり、この間に分子間架橋(より高い分子量の会合物を生成する) ならびに不適切なジスルフィド結合(不活性ペプチドを生成する)が正しく折り たたまれたペプチドの他に生成される可能性がある。
一定のペプチドを製造するためのシステムとして植01599などにおいて提案 されてきた。この特許の・中では、既知の技法(EP83112985.3)に 従った前記ペプチドを構造的に表現へともって行くことを原理とする提案されて いる方法が、植物の生理を乱すことなく高い発現レベルを得ることそして植物タ ンパク質から分離することによりかかるペプチドを回収する上で高い収量を得る ことを可能にするものである、ということは実証されていない、このことは特に 、植物全体があるがままの形で用いられ土中で育てられる場合に言えることであ る。
本発明の目的は、これらの問題点を克服し、経済的に価値ある方法及び大量に生 産できる遺伝子的に処理された生物体を提供することにある。この方法において 、一定のポリペプチドは、かかる生物体の生理を乱すことなく大量に合成されつ ると同時に、同じ又はは ′ぼ同じアミノ酸配列をもつ野生型ペプチドに共通の 高度の生理学的活性を提供する形で生成され、また、かかる生物体から容易に回 収されつる。
さらに詳しく言うと、本発明の目的は、遺伝的に修飾された植物DNAならびに かかる植物材料の細胞で複製可能なこの遺伝的に修飾されたDNAを含む植物の 生きた材料を提供することにある。ここで遺伝的に修飾された植物のDNAは、 相応する植物の成長の少なくとも1段階においてその発現を実施させる一定の与 えられた植物プロモータによって表現が制御されているような前記一定のポリペ プチドについてコード付けする配列を含んでいる。この成長段階は、大量に作ら れしかも容易に回収可能な植物の器官又は組織内で発現が起きるように選ばれる 。
本発明のもう1つの目的は、種子の貯蔵タンパク質に備わっている、植物中に大 量に生産される能力及びかかる植物の一定の成長段階とくに種子形成段階におい て発現される能力を利用することにある。さらに詳しく言うと、本発明は、水溶 性貯蔵タンパク質が相応する植物の種子から容易に回収されつるという点を利用 することをその目的としている。
植物内での外来性遺伝子の発現は充分に立証されている(De Blaere他 、1987年)、いくつかの事例において、種子の貯蔵タンパク質遺伝子が他の 植物内に移入された。またいくつかの事例において、移入された種子の貯蔵タン パク質遺伝子がその新しい環境の中で、組織特異的でかつ発育調製された形で表 現されるということが示された。 (Beachy他、1985年;Okamu ro他、1986年; Sengupta−Gopalan他11985年;  Higgins他、1986年)、このことはすなわち、移入された遺伝子が、 種子の適当な部分内でしかも正規の時点でのみ発現される、ということを意味し ている。同様に、少なくとも1つの事例において、外来性種子貯蔵タンパク質が 宿主植物のタンパク粒の中に位置づけられていることも示されたむしろcDNA がキメラ遺伝子のためのベースとじて用いられた場合に、安定した機能的な伝令 RNAを得ることができるということも立証された(Chee他、1986年) 。
種子貯蔵タンパク質は、多くの植物の種子内で全種子タンパク質の最高90%を 占めている。これらは、発芽直後の若い苗のための栄養源として用いられる。こ れらをコード付けしている遺伝子は、厳しく制御されており、きわめて組織特異 的かつ段階特異的な形で発現される(Walling他、1986年; Hig gins他、1984年)、従ってこれらは、はぼ排他的に発育する種子内での み発現され、異なるクラスの種子貯蔵タンパク質は、その種子の異なる発育段階 で発現されつる。これらは一般にその細胞内位置に関して制限を受けており、タ ンパク粒(プロティンボディ)又はタンパク質貯蔵液胞と呼ばれる、膜で結合さ れた細胞小器官(オルガネラ)内に貯蔵されている。これらの細胞小器官は、プ ロテアーゼの無い環境を提供し、父性々にしてプロテアーゼ抑制因子をも含んで いる。これらのタンパク質は、開花の時点で減成され、発育中の種子のための栄 養源として役立つものと考えられている。これらのタンパク質のうちのいくつか のクラスについて単純な純化技法が記述されてきた。
種子貯蔵タンパク質は、例えばSvedbergが規定しているように(St、 ryer、 L、 、著rBiochemistry (生化学)」、第2版内 、W、H,Freeman、 New York。
p599)、一般に可溶性とサイズ(さらに限定的に言うと沈降速度)に基づい て分類される。1つの特定のクラスの種子貯蔵タンパク質が研究された。すなわ ち、水溶性あるアルブミン類であり従って他のタンパク質から容易に分離される 28種子貯蔵タンパク質である。これらはサイズが小さいこともあって純化が単 純になっている。い(つかの2S貯蔵タンパク質が、タンパク質又はcDNAの いずれかのレベルで特徴づけされてきた( Crouch他、1983年; 5 harief &Li、1982年; Ampe他、1986年; Alten bach他、1987年; Er1cson他、1986年: 5cofiel d &Crouch、 1987年; Josefsson他、1987年:そ して本出願明細書に記述されている研究)、2Sアルブミンは、ジスルフィドブ リッジにより連結された、それぞれ6〜9及び3〜4キロダルトン(kd)の2 つのサブユニットから細胞内で形成される。
上述の参考図書内の研究は、2Sアルブミンが、数多くの異なる種の2Sアルブ ミン間で共有の構成をもつ複合ブリプロペプチドとして合成され、第2図にこれ らの種のうちの3つについて概略的に示されているとおりである、ということを 示していた。いくつかの完全な配列が第2図に示されている。
2Sアルブミンのタンパク質配列に関する第2図については、以下のような観察 が行なわれる*Lユ肛三、 B、 excelsia及びA、 thalian aについては、タンパク質及びDNAの両配列が共に決定された。 R,com munisについては、タンパク質配列のみが利用可能である。(Lユ肛胚はC rouch他、1983年及びEr1cson他、1986年より: B、 e xcelsiaは、An+pe他、1986年、de Ca5tro他、198 7年及びAltenbaeh他、1987年より: R,communisは5 harief他、1982年より)、囲みは、相同性を表わしており、高くなっ た点はシスティンの位置を表わしている。
前駆体の初めのタンパク質配列と、シグナルペプチドの標準的コンセンサス配列 を比較すると、この前駆体が、成熟タンパク質では存在しない1つではなく2つ のセグメントをアミノ末端基において有しており、そのうちの最初のものがシグ ナル配列であり(Per1man& Halvorson、1983年)、第2 のものはアミノ末端基処理済フラグメントと呼称された(いわゆるATPE)、 シグナル配列は、小胞体の膜を横切っての未完成ポリペプチドの同時翻訳輸送を 確実に行なうのに役立ち(Blobel、1980年)、これまでに研究されで きた全ての種子貯蔵タンパク質を含む数多くのクイブのタンパク質内に見い出さ れる( Herman他、1986年)、これは、タンパク質の適当な区画化に とってきわめて重要である。タンパク質はさらに、正しいジスルフィドブリッジ が形成されるような形で折りたたまれる。このプロセスはおそらく、酵素ジスル フィドイソメラーゼが局在化されている小胞体膜の管腔部位に局在化される(R oden他、1982年HBergman & Kuehl、1979年)、小 胞体膜を、横切っての転座の後、はとんどの貯蔵タンパク質は前記小胞体を経由 してゴルジ体へと輸送され、次にそこから小さな膜で結合された小胞(「密な小 胞」)内をタンパク粒へと輸送される(Chrispeels、1983年:C raig & Goodchild、1984年; Lord、1985年)、 シグナルペプチドが同時翻訳して除去されるということはすなわちタンパク粒へ の種子貯蔵タンパク質のそれ以上の輸送を検出するシグナルが、存在するタンパ ク質配列の残りの部分にあるにちがいないということを暗に意味している。
2Sアルブミン類は、成熟ポリペプチド内には存在しないシグナル配列以外の配 列を前駆体のアミノ末端に含んでいる。これは、全ての貯蔵タンパク質に一般的 なことではない、このアミノ末端基処理済フラグメントは、第1図においてはP roと、そして第2図ではATPFと標識づけされている。
さらに、第1図及び第1A図に示されているように、前駆体内で小さなサブユニ ットと大きなサブユニットの間に位置づけされているいくつかのアミ、ノ酸は除 去される[第1図では1ink、第1A図ではIPFと標識づけされており、I PFは内部処理フラグメント(internal processed fra gment)を意味する]、さらに、前駆体のカルボキシル末端基からいくつか の残基が除去される[第1図はTa1i、第1A図ではCTPFと標識づけされ ており、CTPFはカルボキシル末端基処理フラグメント(carboxyl  terminalprocessed fragment)を意味する]、これ ら後者の処理段階の細胞位置づけは不確かであるが、タンパク粒である可能性が 最も高い(Chrispeels、 1983年;Lord、1985年)、こ れらの処理段階の結果として、小さなサブユニット(Sm1.5ub)及び大き いサブユニットが残る。これらは、以下に述べるようにジスルフィドにより連結 される。
種々の植物の28−アルブミン類のタンパク質配列を比較すると、強い構造的類 似性がみられる。このことは、さらに詳しくは、第2図及び第2A図で例示され ている。これらの図は以下のような異なる植物の代表的な2S−貯蔵種子アルブ ミンタンパク質のそれぞれ小サブユニット及び大サブユニットのアミノ酸配列を 与えている: R,comm、 : Ricinus communisA、 thali ;  Arabido sis thalianaB、 napus ; Bras sica na usB、 excel ; Bertholletia ex celsa(ブラジル産ナツツ) 第2図及び第2A図においては以下のことに留意しなくてはならない。
−前記サブユニットのアミノ酸配列は、複数のライン上に広がっている。
−例として示されている貯蔵タンパク質のアミノ酸配列及び前記タンパク質のう ちのいくつかの中の同様なアミノ酸のシスティン基は、垂直に整列させられてい る:これらの配列のいくつかの中に現われるハイフン記号は、アミノ酸欠損言い 換えるとそれら′ ととり囲む最も近いアミノ酸の間の直接連結を表わしている 。
−異なるタンパク質においてはほぼ保存されているアミノ酸配列が、枠で囲まれ ている。
全ての配列は、k吐赳匹紅り旦虱n皿の28−アルブミンの実験により立証され た真の構造を表わすというよりはむしろ(本論述を目的とした)仮想モデルを表 わしている第3図に概略的に示されているようなジスルフィドブリッジ内に参与 しつる8つのシスティン残基(小サブユニット内に第1と第2のもの、残りは大 サブユニット内)を含んでいる、ということがわかる、かかる仮想モデルは、血 清アルブミン(Brown。
1976年)、アルファ胎児タンパク(Jagodzinski他、1987年 ; Morinaga他、1983年)及び、類似の一定のC−Cダブレット及 びC−X−CトリブレットがみられたビタミンD結合タンパク質(Yang他、 1985年)のような動物性アルブミンのジスルフィドブリッジが媒介となった ループ形成よりヒントを得たものである。
さらに、システィン残基の間の距離は、大サブユニット内の第6と第7のシステ ィン残基の間の距離を除いて、各サブユニット内でほぼ一定に保たれている。こ のことは、これらの配置が構造的に重要であるものの、この第6と第7のシステ ィンの間で大サブユニット内で成る程度の変化が許されるということを示唆して いる。
起こさずに修飾されうるような貯蔵タンパク質の領域の決定に基づいている。こ の領域(第3図に拡幅された斜線入り部分で概略的に示されている)は、以下の 例において「超可変部」と呼ばれる。第3図はまた、前駆体の小サブユニットと 大サブユニットを分離するrIPFJセクションならびに、タンパク質サブユニ ットのシスティン残基のほぼ保持された部分内のアミノ酸の数(a a)を含め て、前駆体配列の他の部分のそれぞれの位置も示している。処理開裂部位は、マ という記号で示されている。
数多くの植物の種子は、上述の貯蔵タンパク質とほぼ同じサイズのアルブミンを 含んでいる。しかしながら文言を簡略にするため、ここでは、第1図に示されて いる全体的構造のペプチド前駆体をコード付けする遺伝子をもち、ジスルフィド ブリッジにより連結された2つのサブユニットから成る最終的な形に処理される 種子タンパク質を指して、r2Sアルブミン」という語を用いる。これは、以下 に記述する方法がこのような2Sアルブミンのみに適用できることを意味すると みなされてはならない。
問題の一定のポリペプチドを生成するための本発明に従った方法は、 −−世代又は複数世代にわたり、再生された植物細胞から又はこの再生植物細胞 から得られた植物の゛種子から得た植物を栽培する段階、(なおここにおいて、 かかる植物内で複製可能なこの植物細胞の遺伝的遺産又は情報には、種子特異的 なプロモータの制御下に置かれた核酸配列が含まれている。これは、かかる植物 のシグナルペプチドを含む貯蔵タンパク質の前駆体の少なくとも一部分をコード 付けするmRNAに転写され、前記核酸は以下「前駆体コード付は核酸」と呼ば れる) ・なおここで、かかる核酸には1つのヌクレオチド配列(以下「関連配列」と呼 ぶ)が含まれ、かかる関連配列は、その中で自らをとり囲む未修飾部分と共に読 みとり段階においてオーブンリーディングフレームを形成する非相同核酸インサ ートにより修飾された可欠領域を含んでいる;・かかるインサートは、前記問題 のポリペプチドをコード付けするヌクレオチドセグメントを含んでいる: ・前記非相同ヌクレオチドセグメントは、このインサート又は隣接する末端のい ずれか又はその両方に属するヌクレオチドを有する単数又は複数のコドンにより 、前記関連配列の周囲の未修飾部分の隣接する末端に連結されている; ・前記単数又は複数のコドンは、修飾された関連配列によりコード付けされた雑 種貯蔵タンパク質又は貯蔵タンパク質サブユニット内の問題のペプチドをとり囲 む選択的に開裂可能な境界部位を構成する単数又は複数のアミノ酸残基をコード 付けするニ ー 栽培された植物の種子を回収し、その中に含まれている雑種貯蔵タンパク質 を抽出する段階;−開裂部位レベルで前記雑種貯蔵タンパク質から問題のペプチ ドを開裂させる段階:そして−問題のペプチドを純化された形で回収する段階を 含んでいる。
上述の条件の下で、栽培された植物の各々全ての細胞が修飾された核酸を含んで いることがわかるだろう、それでも上述の組換え型つまり雑種の配列は、栽培さ れた植物の種子形成段階のみにおいて又はほとんどこの段階において発現され、 従って雑種タンパク質は大部分がこの種子内で生成されることになる。
上述の「非相同核酸インサート」は、少なくとも一部分が当該種子又は植物の貯 蔵タンパク質の前駆体をコード付けする天然の核酸にとって外来性のものである ようなヌクレオチド配列を含むインサートから成る。最も一般的には1問題のポ リペプチドをコード付けするセグメントはそれ自体、前記貯蔵タンパク質の前駆 体をコード付けする天然の核酸にとって外来性のものである。それでも、「非相 同核酸インサート」という語は、上述の種子又は植物細胞の遺伝的財産又は情報 の中に通常存在する上述のようなセグメントを含むインサートをも含んでいる。
このとき前記インサートの「非相同」性は、その両側でそれをとり囲み前記セグ メントを前記前駆体をコード付けする核酸の未修飾部分に連結する単数又は複数 のコドンに向けられているのである。上述の最後に示した状況の下で、本発明は このように、植物の種子形成段階またはその発育のその他の段階のいずれにおい ても、また種子のタンパク球内又は前記植物細胞の他のいずれの場所においてで あれ、通常植物自体の中で作られる貴重なタンパク質を生成し容易に分離し回収 することを可能にするような方法を提供している。
r問題のポリペプチド」は、通常、本発明に基づく方法の最終段階において雑種 貯蔵タンパク質から開裂されたとき、生物学的特性のうち少なくともその問題の 単一のポリペプチド又はタンパク質によって処理されるべきものを保持又は回復 するような単一のポリペプチド又はタンパク質で構成される0問題のポリペプチ ドが保持すべき特性の、制限的な意味をもたない一例として、酵素活性又は治療 効果、一定の抗体により認識されつる能力、免疫学的特性例えば、生きた宿主内 でかかる問題のペプチド又はこの「問題のポリペプチド」と同じ又は類似したア ミノ酸配列を含む抗原を含む病原性因子を中和できる抗体を惹起(誘発)する能 力などを挙げることができる。
ただし、「問題のポリペプチド」はまた、とくに何らかの望ましい生物学的活性 をもつ個々のペプチド又はポリペプチドのユニットの反復をも含みつる。かかる ユニットは、生物学的なユニット又は反復を互いに分離することができるように している開裂可能な部位の上又はその中を通して互いに合わさっている。決定的 なものではないものの、このような開裂可能な部位は、「問題のポリペプチド」 全体が雑種貯蔵タンパク質から開裂されうるようにする上述のような「境界制限 酵素」などの同じ開裂手段と同一であるか又は、これに対して感応性をもつとい う利点がある。実際、活性ユニットの互いからの分離は、このとき上述の「開裂 (切り出し)」オペレーションと同時に達成されつる。それでも異なるユニット 又は反復は、異なる開裂部位を通して結合される可能性があり、こうしてこのユ ニットの互いの分離は、雑種貯蔵タンパク質からの前記「問題のポリペプチド」 の「開裂」オペレーションの後に続いて行なわれつる。
当然のことながら問題のポリペプチド内の反復ユニットの数は、本書中に規定さ れている条件の下で関連する貯蔵タンパク質内に取り込まれつる問題のポリペプ チドの最大長さによって異なる。
本発明に基づく方法についての上述の定義づけにおいて、前駆体をコード付けす る前記核酸の関連配列のいわゆる「可欠領域」は、未修飾の天然の貯蔵タンパク 質のものに比べて結果として得られた上記雑種貯蔵クンバク質の全体的構成が変 わることなく、又、それ相応に修飾された未完成雑種貯蔵タンパク質の上述のタ ンパク球内への輸送に変化を与えることなく、上述のインサートをその中に挿入 するか又はかかるインサートで前記可欠領域の少なくとも一部分を置換すること によって修飾されつるようなヌクレオチド配列をもつ領域から成る。
本発明においては、上述の前駆体コード付は核酸は当然のことながら、本発明に て栽培されているものと同じ植物種から出てきたものであってよい、しがしこれ は又、すでに登記されているBeachey他、1985年及びOkamuro 他、1987年の教示に沿って、その他の植物種から出てきたものであってもよ い。
同様に、種子特異的プロモータは、同じ植物種からのものでも異なる植物種から のものでもよい、ただし、後者の場合、宿主植物のポリメラーゼにそれを認識す る能力があることを条件とする。
貯蔵クンバク質内の可欠領域の位置づけについては、どんな方法でも用いること ができる。この領域がひとたびタンパク質配列レベルで規定されると、前駆体コ ード付は核酸の相応する領域を変えることができる0例えば、分子モデリングに よる二次的及び三次的タンパク質構造の設定に基づく方法を用いて、可欠領域を 位置付けることができる。このようなモデルは、より高次の集合におけるその構 成又は相互作用にとってきわめて重要なタンパク質の領域の識別を可能にする。
このような技術が無い場合、さまざまな植物種からの類似のタンパク質のペプチ ド配列を比較することができる。前記ペプチド配列が共通してもっている副配列 (そしてこの一応の証明のある事実は、有害な形でペプチドの構造、処理、細胞 内通過又はパッケージングに影響を及ぼすことなくこれらを修飾することは、で きないという仮定を裏づけることになる)、これらが、そのとき一定の非相同イ ンサートによる修飾に適しているとみなされつる「可欠領域」で構成されうると いう仮定を裏づけるためには互いに異なりすぎているような副配列とは、区別さ れつるものである。
このようなアプローチは、異なる植物からのいくつかの同じような貯蔵タンパク 質の核酸配列又はタンパク質配列が確認されている場合に可能である(2Sアル ブミンの場合のように)、このとき適切な方法には、アミノ酸配列又は長さ或い はその両方におレプる可変性を受けているペプチド領域をコード付けする前記核 酸領域を、逆に前記いくつかの植物種の間でアミノ酸配列の大刀の保存を示して いる領域との比較において識別する作業が含まれている。研究中の貯蔵クンバク 質がシスティン残基な含み、さらにかかるシスティンが、当該貯蔵タンパク質の 構造及びコンフォメーションの設定に重要な役割を果たす可能性の高いジスルフ ィドブリッジに参加するということが考えられている又は実験データを通してす でにわがっている場合、この方法は、このことを考慮に入れるように拡張されな くてはならない、この場合、システィン残基は貯蔵タンパク質の修飾により変え られた残基のうちのいずれかであってはならず、類似タンパク質のタンパク質配 列の配列比較によってシスティン間の距離(アミノ酸残基内の)が保持されてい ることがわがった場合、この距離はその後のいかなる修飾によっても変えられて はならない、このようにして選択されたタンパク質配列内の前記可欠領域はこの とき、前駆体コード付は核酸の相応する領域内に望ましいペプチド生成物をコー ド付けする核酸セグメントを挿入することにより修飾することができ、かかる修 飾が達成された後、植物の発育の種子形成段階において回収可能な種子内の修飾 された貯蔵タンパク質の発現を検定することができる。
1つの領域を修飾にもっていくことができるものであると考えるか否か決定する ため当業者が利用できる” もう1つの方法は、かかる修飾を行なうこと、モし キメラタンパク質を経済的に有利な量だけ生成するには適切ではないもののキメ ラタンパク質が安定していれば分析のため少量を生成するような複数の発現シス テムのうちのいずれかでキメラ遺伝子を発現することから成る。このような実験 においては、未修飾のタンパク質も対照として発現させられなくてはならない、 このようなシステムとしては(ただし制限的な意味無く)、Xenopus 1 eavesオオキスト(接合子嚢) (Bas−sener他、1983年)、 植物のクロロプラスト(葉緑体)内の一過性発現(Fromm他、1985年) 、酵母菌(Hollenberg他、1985年)、植物のカルス(仮置)及び Acetabularia (カサノリ属)システムがある。後者のものは、ゼ イン遺伝子の機能的分析及びリジンをコード付けする配列によるその修飾のため にBrown他(1986年)により用いられた。
修飾すべき植物細胞中に移入されるべき修飾された核酸を生成するために、2S −タンパク質特に水溶性の2S−タンパク質の前駆体をコード付けする前駆体コ ード付は核酸を選択することは、既に記録されている理由により、きわめて魅力 のあることである。
第2図及び第2A図を見ればわかるように、タンパク質の小さなづブユニット内 では第1及び第2のシスティンの間、タンパク質の大きいサブユニット内ではま ず第5と第6のシスティン間そして第7と第8のシスティン間に介在している領 域は、かなりの保存度つまり類似性を示している。従って、これらの領域は、な んらかの形で、植物の種子内で合成されたときのタンパク質の適切なひだ形成及 び/又は安定性にとってきわめて重要である。
逆に、小サブユニットの終り、大サブユニットの最初と終りにおけるようなその 他の領域は、きわめて大きな差異を示しているため、これらはタンパク質の最終 的特性に対し多大な影響を全く及ぼすものではないものと仮定して保持すること ができる0重要であると思われない領域は、大きなサブユニット内で、成熟タン パク質の第6と第7のシスティンの間にある領域の中央位置から成る0図面(第 2図)をみるとわかるように、し」と匹は、前にあるQアミノ酸と後にくる■ア ミノ酸の間にCKQQM配列を有し、一方同じレベルで、A、 thaliは同 じ近隣のseighbouringheighbouringアミノ酸の間で同 様な配列を全く有しておらず、B、 exeel及びR,comm、は、それぞ れさらに短いCEQ及びCQペプチドを含んでいる。従り°C、アミノ酸残基の レベルにおける類似性の欠如に加えて、この領域を最長の28アルブミンでの置 換及び最短の25アルブミ:ノにおけるアミノ酸付加又はその両方の延長のため に好適なものとしている長さの相違があるように思われる。
同じ観察は、前記第6と第7のシスティンの間の同じ領域の最初の第3部分のほ ぼ終りのレベルにもあてはまる:その他の例示された2S−タンパク質の相応す る領域に比べてその領域においてはるかに短いものであるR、 commun島 の配列を参照のこと。
当業者の技能の範囲内にある実験によると、成熟タンパク質の上述の第6及び第 7のシスティンに隣接するその他のアミノ酸のうちのどれほどが、雑種タンパク 質の安定性及び適正な処理を妨げることなくさらに置換されうるかがわかる0例 えば、実験により、L凹2凹の上述のGKQQM配列にその上流及び下流で隣接 しているその他のアミノ酸のうちのどれほどがさらに、正常な72S−アルブミ ンの基本的特性を雑種クンバク質が失うことなしに、形成される可能性のある雑 種タンパク質をさらに置換させること無(置換されつるか、がわかる、考慮され ている修飾は、好ましくは、関連するシスティン例えば25−成熟タンパク質の 第6及び第7のシスティンに隣接する3つの好ましくは6つのアミノ酸に影響を 与えるべきではない。
当然のことながら、他の場所では甚だしい差異を示すタンパク質の類似した部分 を一列にすることが関わってくるような任意の選択に基づく仮定に対しては用心 しなくてはならないということがわかる。それでも、かかる比較はその他の遺伝 学の分野においては、当業者に対して、異なるソースの類似したタンパク質にお いて一方では局所的な構造的差異から他方では局所的類似性から、(なお外来性 の又は非相同性の配列により局所的に修飾された同じタンパク質内に未修飾タン パク質の基本的特性のいくつかを保持しなくてはならない場合に)かかるタンパ ク質のどの部分が修飾できどの部分が修飾できないかを合理的に推測するための 適切な指針を与えてくれるものである。
従って、確認の要はあるものの、1つのタンパク質又はそのサブユニットのいず れの部分でも、異なるアミノ酸配列を有するペプチドによる置換に適していると みなすことができる、ということが一応の証明ある事実と考えられている。
本発明に基づく方法において用いられるべき適切な可欠領域の選択は、同様に、 問題のペプチドの長さによっても左右される。従って基本的には本発明に基づく 方法は、長さがアミノ酸3〜100個の範囲にある生物学的に活性のポリペプチ ドの生成を可能にする。この生物学的に活性なポリペプチドは、植物性のもので あってもよいし、又は、細菌、菌類、藻類又は無せきつい動物又は哺乳類のよう なせきつい動物を源とする植物種非特異的なポリペプチドであってもよい。
関連貯蔵タンパク質例えば2S−タンパク質又はそのサブユニットの適当な領域 内に挿入されるべき配列(インサート)は、通常、この問題のポリペプチドをコ ード付けするセグメントのみならず例えばプロテアーゼ又は化学的処理により開 裂可能な上述のアミノ酸接合部を形成するアミノ酸又はペプチドをコード付けす るコドン(或いは又前駆体コード付は核酸の関連ヌクレオチド配列の非修飾部分 の隣接するヌクレオチドが適当にコドンを補足することになった場合にはこのコ ドンの一部分)をも含んでおり、このため問題めペプチドは後に、純化された2 Sタンパク質から回収されつる。この接合部−配列は、2本鎖オリゴマーとして 、或いは又遺伝子の一部分が使用可能である場合には、制限フラグメントとして 作ることができるが、後者の場合、開裂部位例えばプロテアーゼ開裂部位が一般 に付加されなくてはならない0問題のペプチドを縁どる配列の選択は、プロセス の最終段階において、このペプチドを純化するために用いられるべき技法に左右 されるいくつかの要因に応じて異なる0問題のペプチドは、問題のペプチドの配 列が内部の類似開裂部位を含んでいないことを条件として、いかなるタンパク質 分解印割部位でも側面に有することができる。最後に、プロテアーゼ及び/又は 化学的開裂試薬は、特異的でかつ直ちに入手できなくてはならない、これらは、 アミノ末端及びカルボキシル末端の両方において挿入された配列を適正に開裂し なくてはならない1例えば、プロテアーゼトリプシンは、アルギニン又はリジン 残基の後にプロリンがついていないと仮定して、これらの前記の後で開裂する。
従って、アルギニン又はリジン残基のいずれも問題のペプチド内に存在しない場 合(又はこれらの残基の後にプロリンがついている場合)、この配列は、これら 2つのアミノ酸の1つをコード付けするコドンな側面に有することができる。こ のときペプチドを、トリプシンを用いて雑種タンパク質から開裂させることがで き、その後に、余分なカルボキシル末端Arg(アルギニン)又はLys (リ ジン)を除去するためエキソブロテアーゼカルボキシベブチダーゼBで処理がほ どこされる。同様にして、プロテアーゼendo−Lys−C(Jekel他、 1983年)は、リジン残基の後で開裂し、そのため、このプロテアーゼを用い て2Sアルブミンから開裂された形で2つのこのような残基の間にペプチドを1 つ挿入し、カルボキシペブチグーゼBを用いて再び余分のリジンを除去すること ができる。このような戦略は、2Sアルブミンが用いられる場合に特に有益であ る。というのもそのリジン含有量が少ないために、わずかなフラグメントしか生 成されず、その結果純化が容易であるからである。臭化シアンを、化学的開裂試 薬の一例として用いることができる。この試薬による処理は、メチオニンのカル ボキシ・ル側で開裂する。従って各々のケースについて、別々の戦略を展開しな くてはならないが、利用可能なさまざまなプロテアーゼ開裂技法において同一の 基本原理に遵することが可能となっている。できるかぎり頻繁に、戦略には経済 的な市販のプロテアーゼ又は試薬が用いられなくてはならず、又、純化作業段階 数も制限されていなくてはならない、さまざまな酵素による又は化学的な開裂技 術を再検討するためには、[酵素学諸法(Methods in Enzymo logy)Jの第19巻(1970年)及び第47巻(1971年)を参照され たい。
最後に、C−末端アルファ・アミド構造をもついくつかのペプチドは、自然界に 見い出される(アルファーメラノトロピン、カルシトニンその他: Hunt  &Dayhoff、1976年参照)、この翻訳後修飾は、ペプチドの生物学的 活性にとってきわめて重要であるということがわかっている。かかるC末端でア ミド化されたペプチドは、C−末端グリシン残基のアミド基への形質転換により 得ることができる(Seiringer他、1985年)、従ってこのようなペ プチドは、C末端グリシン残基を、純化後にアミド基に形質転換されるペプチド に付加することによって2S雑種タンパク質から生成され得る。
貯蔵タンパク質内に挿入されるべき領域の完全なタンパク質配列が、問題のポリ ペプチド及び上述の開裂可能な接合部を形成するペプチドのアミノ酸の両方を含 めて決定された時点で、かかるタンパク質配列をコード付けするためのヌクレオ チド配列が決定されなくてはならない、おそらくは絶対的に必要なことではない かもしれないが、コード付は核酸のコドン使用は、できるかぎり修飾される遺伝 子のものに類似しているべきである。当業者は、かかるコドン使用を決定する適 切なコンビニーり解析手段を利用することができるだろう。
選択された前駆体コード付は核酸の一部分の代わりにインサートを置換するため 、又はこれを前記前駆体コード付は核酸の適当な領域内に挿入するためには、適 当ないかなる遺伝子工学技法でも用いることができる。キメラ遺伝子を作るため には、細菌内クローニングを伴う一般的な試験管内組換え技術を用いることがで きる。以下にさらに詳しく例示されるように、同じ目的のために部位指向の突然 変異誘発を用いることができる。現行の専門的文献において開示されている技術 に従って、植物細胞の形質転換に適したプラスミドといったDNA組換え体も生 成することができる。これは又、最終的に、選択された前駆体コード付は核酸の 関連部分によりコード付けされた雑種貯蔵タンパク質が表現されつるような形質 転換された植物細胞の生成にも適用できる0例として、この目的のための適当な 技術を開示している公開済みの欧州特許出願明細書第116718号又は国際特 許出願明細書WO34102913号(本書に参考文献として内含されている) を参照することができる。
以上の詳述は、さらに詳しくは、−例として貯蔵2Sアルブミンの修飾を基礎と して行なわれてきた。
しかし、それが分離されつる植物内でそれをコード付けするDNA配列がすでに 識別されている又は識別されうること、そしてその中の可欠又は「超可変配列」 がすでに検出されている又は検出されうることを条件として、本発明に基づくプ ロセスは、他の沈降係数をもつその他のいかなるタイプの28−貯蔵タンパク質 又はその他の貯蔵タンパク質(例えば7S−11S及び−123貯蔵クンバク質 )或いは同じものを用いた上で、実施することができるということもわかるだろ う。
このようなその他の貯蔵タンパク質の例(例示を目的とするものにすぎない)と しては以下のようなものがある[再検討のためにはHiggins(1984年 )も参照のこと] ニ ー エントウ及びその他の豆類から分離できるレクチンのような12Sタンパク 質或いはすでに記録済みの25アルブミン又はエントウ、ハツカダイコン又はひ まわりから分離できるその他の2Sアルブミンといった2Sタンパク質などが考 えられる、水溶性貯蔵タンパク質であるその他のアルブミンニー Phaseo lusから分離可能なフェゾリン、エントウから分離可能なヴイシリン、大豆か ら分離可能なコングリシニン、オート麦から分離可能なオートーヴイシリンのよ うな7−88グロブリンか、又はエントウから分離可能なレグミン、大豆から分 離可能なグリシニン、ひまわりから分離可能なへりアンチンのような1l−14 Sグロブリン、又は、インゲン豆、Arab上泣脛口及びおそらくは小麦から分 離可能なその他の1l−14S−グロブリンが考えられる、塩水中で可溶な貯蔵 タンパク質であるグロブリン; −とうもろこしから分離可能なゼイン、大麦から分離可能なhordien 、 小麦から分離可能なグリアジン及びモロコシ属から分離可能なカフィリンといっ たアルコール可溶性貯蔵タンパク質であるプロラミンニ ー 低いpH条件下で可溶性をもち、小麦から分離可能な貯蔵クンバク質である グルテリン。
−例としてのみ挙げられたこれらの貯蔵タンパク質のうちのいくつかは、システ ィン含有量が少ないものである。それでも、同じグループの異なるタンパク質は 、一方では可変的な領域を示し、他方ではよりうま(保存された領域を示す。
言うまでもないことではあるが、これらの貯蔵タンパク質は、相応する溶剤内で のそのそれぞれの特異的可溶性に応じて、上述の雑種タンパク質の生成及び種子 タンパク質からのそのそれぞれの純化のための適当なベクターとして用いること ができる。
以上に一般的に開示されてきた手順は、問題のペプチドをコード化するDNA配 列を含む非相同性インサートによる上述のその他の貯蔵タンパク質のいずれかの 可欠領域の適切な修飾に、そして次に関連する植物の種子内における問題のペプ チドの配列を含む雑種タンパク質の生成のために得られたキメラ遺伝子による関 連する植物の形質転換に適用され、これらは、かかる植物からの問題のペプチド の回収に適用され、る、言うまでもないことであるが、当業者はあらゆる場合に おいて、かかる問題のペプチドの最良の生産収量を達成するためには、既存の技 術のうちのいずれが、かかる修飾済植物の生産の各段階レベルでのその必要性を 最もうまく満たすことになるかを選定することができることだろう。
これまでの記述は、さらに詳しく言って、−例として、生物学的に活性なペプチ ドをコード付けするインサートによる一定の貯蔵タンパク質の超可変領域の修飾 を基礎としてきた。しかし、当業者はインサートとしてかかる生物学的に活性な ペプチドの反復をコード付けする配列を選ぶことができる。この場合、かかる生 物学的に活性なペプチドをコード付けする全ての配列は、純化の間のその分離を 可能にする選択的開裂部位をコード付けする周縁配列により他から分離される。
例えば、相応する前駆体−コード付は核酸が配列決定されたとき、一定の問題の ポリペプチド又はその反復を種子内で生成するための適切なベクターとして用い られうる貯蔵タンパク質の能力を利用するために、以下の方法を用いることがで きる。このとき、かかる方法には、以下の段階が含まれる: 1)その一部を1つのインサートで置換することによって或いはその中にこのイ ンサートを挿入することによって修飾されつるペプチド配列をコード付けする可 欠領域を含む(なおここでかかる修飾は、貯蔵タンパク質の構成の保持と相客れ るものである)前駆体コード付は核酸の前記関連配列の1つを位置づけし、選択 する段階 2)前記関連配列の未修飾部分を適当なリーディングフレーム関係で前記前駆体 核酸の選択された領域内に核酸インサートを挿入する段階;なお、かかるインサ ートには、問題のポリペプチド又はその反復をコード付けする一定のセグメント 、そしてこのセグメントの下流及び上流に、前記前駆体コード付は核酸内への挿 入が達成された後問題のポリペプチド又はその個々の反復を互いに又は貯蔵タン パク質又はそのサブユニットの関連部分内に連結するアミノ酸接合部をコード付 けするコドンの形成に参加しくこうしてかかるアミノ酸接合部は問題のペプチド をとり囲む周縁部位を構成する)、それ自体特異的ペプチダーゼなどによって選 択的に開裂されつるような、適当なヌクレオチド、コドン又はヌクレオチドのト リブレットが含まれている。
3)完全な種子形成植物に再生されうる植物細胞の形質転換に適したプラスミド 内に得られた修飾された前駆体コード付は核酸を挿入する段階、ここにおいて、 かかる挿入は、調節要素特に、それと結びつけられたオーブンリーディングフレ ームの前記植物の種子内での発現を提供することのできる種子特異的プロモータ の制御下に置かれる): 4)かかる修飾されたプラスミドで、かかる植物細胞の培養物を形質転換する段 階; 5)その超可変領域内に挿入された形で、問題のポリペプチド又はその反復をコ ード付けするセグメントの一定の配列を有するキメラ貯蔵タンパク質の発現を検 定する段階、そしてこれが達成されると、6)得られた形質転換済み植物細胞か ら前記植物を再生し、かかる植物を種子形成段階まで育てる段階ニ ア)種子を回収し、その中に含まれている貯蔵タンパク質を抽出する段階; 8)例えば前述の特異的ペプチダーゼを用いて前記貯蔵タンパク質を開裂させる 段階、かなりの数のシスティン残基を含む貯蔵2S−タンパク質の場合(今のと ころこの貯蔵タンパク質が好ましい)、そしてさらに、異なる植物内で同じ機能 を果たししかもそれぞれ前記異なる植物を源としている複数の類似したタンパク 質の前駆体コード付は核酸が利用可能であり、すでに配列決定された(又は配列 決定できる)場合、上述の一般的方法のステップl)は、以下のように実施する ことができる(ただし、以下に記されている一連のステップは、任意的なもので あり、同じ結果を目的と、する他のいかなる手順によってでも置き換えることが できる)、このとき前記「ステップl)Jは、次の作業を含む。
a)それぞれ複数の種子形成植物種において入手可能であり識別可能な前記植物 貯蔵タンパク質のいくつかを選択すること: b)前記植物種の各々において前記植物貯蔵タンパク質の前駆体をコード付けす る前駆体コード付LJ核酸配列を位置づけし、かかる前駆体コード付は核酸内に おいて、成熟貯蔵タンパク質をコード付けする配列又はかかる成熟貯蔵タンパク 質のサブユニットに対してコード付目する適当な副配列から成る関連ヌクレオチ ド配列を決定すること: C)前記成熟タンパク質又はタンパク質すブユニッ ′ト内の連続1−7たシス ティン残基なコード付けするコドンの相対的位置を決定すること、そして、前駆 体コード付は核酸の前記副配列内の前記コドンの上流、間及び下流に位置づけさ れた相応する連続的核酸領域を識別し、さらにかかる連続領域の中に、かかる複 数の植物種内のアミノ酸配列の大刀の保存をまさに示しているようなその他の領 域と比較して、植物種同士でアミノ酸配列又はその長さ又はその両方において可 変性を受りているような部分を識別すること(なお、かかるヌクレオチド領域の 1つはこのとき、前記2)に開示されているように問題のペプチド又はその反復 をコード付けするセグメントを含む核酸インサートのその中への挿入のために選 択される)。
この最後に記した本発明の実施態様は、1つの植物内で雑種タンパク質の一部と して問題の非相同ポリペプチド又はその反復を作らせるにあたり、膜の転座の間 に植物タンパク質にジスルフィドイソメラーゼが通り、こうして、その正常な前 駆体状況におけるように雑種前駆体内に正しいジスルフィドブリッジが形成され る一方で間開のポリペプチド又はその反復が、宿主微生物内に外来性ペプチドを 生成するための標準的遺伝子工学技術に関して先に喚起したようなさまざまな欠 点から守られる確率が増加されることになる、ということを蜆定しでいる。
本発明はさらに、本発明に基づく方法において用いうねる組換え型核酸自体特に 以下のものに関するニ ー 前記方法の枠内で定義づけされてきた組換え型前駆体コード付は核酸ニ ー 他の植物のDNAからの前記前駆体コード付は核酸のものと同じDNAを源 としているか否かには無関係の1つの種子特異性プロモータの制御下にある前記 修飾された前駆体:】−ド付は核酸を含む組換λ型核酸。
−ベクター、さらに詳しく言うと、例えば上述の植物細胞の形質転換において用 いるため前述の組換え型核酸のいずれかにより修飾されたTi誘導のプラスミド といった、植物プラスミド。
キメラ遺伝子にシグナル配列が無い場合(全ての貯蔵タンパク質がそうであるよ うに)適切なこのシグナル配列を与えなくてはならない。
本発明は又、完全な植物に再生されつるような種子形成植物細胞又はかかる種子 形成植物の種子のいずれかで形成されている、問題のポリペプチドの再生可能な 供給源にも関する。かかる供給源は、かかる植物又は種子が、前記植物細胞の再 生の結果として得られる植物の一世代又は複数世代の結果として得られること、 さらに前記植物細胞又は種子の遺伝的情報を支持するDNAは、種子特異的プロ モータの制御の下に置かれた、前記植物の貯蔵タンパク質の前駆体に相当するm RNA内に転写されうる、シグナルペプチドをコード付けする配列を含めた1つ の核酸又はその−郡部を含んでいること、そして ・ 前記核酸配列には、成熟した貯蔵タンパク質をコード付けする関連修飾配列 又はこの成熟した貯蔵タンパク質の単数又は複数のサブユニットに対しコード付 けする複数の副配列のうちの1つが含まれていること: ・ 前記関連配列の変更は、その可欠領域の1つの中で起こり、関連配列の中で 自らをとり囲んでいる未修飾部分と読取り段階において1つのオーブンリーディ ングフレーム庖形成する非相同核酸インサー1−で構成されること、 ・ 前記インサートには、前記問題のポリペプチドをコード付けするヌクレオチ ドセグメントが含まれていること: ・ 前記非相同ヌクレオチドセグメントは、このインサート又は隣接する末端の いずれか又はその両方に属するヌクレオチドを有する単数又は複数のコドンによ り、前記関連配列の周囲の未修飾部分の隣接する末端に連結されていること、 ・ 前記単数又は複数のコドンは、修飾された関連配列によりコード付けされた 雑種貯蔵タンパク質又は貯蔵タンパク質サブユニット内の問題のペプチドをとり 囲む選択的に開裂可能な周縁部位を構成する単数又は複数のアミノ酸残基なコー ド付けすること を特徴としている。
本発明がこれに限定されているものとみなされてはならないが1問題のポリペプ チド又はその反復なコード付けする核酸インサートは、はとんどの場合において 、ウィルス又は細菌の遺伝子から又はウィルス又は細菌のRNAの誘導cDNA さらには非植物性真核生物遺伝子から誘導されたオリゴヌクレオチド又は人工的 合成ヌクレオチドであり、これらは全て通常、その性質の如何に関わらず生物学 的プロセスを通して本発明に基づく植物細胞又は種子の適切な場所に挿入される 可能性が全く無いものである。換言すると、これらのインサートは通常、とくに 遺伝的に全く関係が無く従って天然交雑プロセスを含む標準的な生物学的方法に よっていかなる遺伝的材料も交換することのできない異なる種類の植物の中に挿 入されつるという点で「植物種に非特異的」なものなのである。
従って、本発明はさらに、前記形質転換された細胞又は種子から得られた種子形 成植物自体にも関するものである。かかる植物は、それがその細胞内で種子プロ モータと結びつけられている前記雑種前駆体コード付は核酸を有していること、 ただしほとんどかかる植物の種子の中でかかるインサートが発現され相応する雑 種タンパク質が生成されていることをその特徴とする。
以下に、28種子貯蔵タンパク質遺伝子の修飾、遺伝子導入植物中でのその発現 、2S貯蔵タンパク質の純化そして問題の生物学的に活性のペプチドの回収のた めに用いることのできる好ましい方法の概略を記す、ここに与えられている方法 の概略の後には、特定的な例が記されている。当業者は、この方法をその他の2 S種子貯蔵タンパク質遺伝子の修飾のためにも適合させることができるものと思 われる。
1、問題の配列による2S貯蔵タンパク質遺伝子の超可変領域の置換又は補足 2SアルブミンのcDNA又はゲノムクローンのいずれでも用いることができる 。第2図の遺伝子の超可変領域の配列の比較をみると、それらの長さが変わって いることがわかる。従って問題の配列が短く、比較的短い超可変領域を伴う2S アルブミンが用いられる場合、問題の配列を挿入することができる。そうでなけ れば超可変領域の一部を除去して、その問題のセグメント又は配列、及び場合に よって周縁コドンな含むインサートによりこれを置き換える。その結果得られる 雑種貯蔵タンパク質は、修飾された未修飾の天然タンパク質に比べ長いこともあ れば短いこともある。いずれの場合でも、次の2つの標準的技法を適用すること ができる。すなわち、適当な制限部位を利用するか又は突然変異誘発ベクターを 用いる(例えば5taussen他、1987年)かである0両方の場合におい て、メツセージのリーディングフレーム(読取り枠)を維持するよう注意しなく てはならない。
2、変えられた2Sアルブミンコード付は領域を種子特異的遺伝子プロモータの 制御下に置(。
種子のみにおいて必ずその後の発現が行なわれるようにするため1種子特異的プ ロモータが用いられる。こうして望まれる生成物の回収が容易になり、植物のそ の他の部分に対する抑制の可能性を無くすることができる。原則的に、修飾2S アルブミンのプロモータを用いることができる。しかしこれは必ずそうでなくて はならないものではない、同じ目的に役立つものであればその他のいかなるプロ モータでも用いることができる。プロモータは、形質転換されるべき植物種にお けるその効率レベルに応じて選択することができる。以下の例においては、大豆 からのレクチンプロモータ及びArabido sisからの28アルブミンプ ロモータが用いられている。キメラ遺伝子の構造によっては、そのプロモータが 使用中である遺伝子から又は修飾された遺伝子から、単一ペプチドコード付は領 域も同様に含み入れられなくてはならない、キメラ遺伝子の実際の構築は、標準 的な分子生物学技法を用いて行なわれる(例を参照のこと)。
3、キメラ遺伝子構造を、適当な宿主内に移入する。
キラメ又は修飾遺伝子構造が完成すると、これは、植物形質転換ベクター内へと 全て移入させられる。アグロバクテリウム・ツメファシェンス(Agrobac terium tumefaciens)から誘導された無力化された(非催腫 瘍性の)Ti−プラスミドに基づく多種多様のものが、二元性形及び同時組込み 形の両方で利用可能である(De Blaere他、1987年)、一般に抗生 物質耐性があり、形質転換用の選択可能な標識を含むベクターを選ばなくてはな らない、同様に、植物形質転換の方法も数多くあり、個々の植物に適合されてい る。その大部分は、原形置体形質転換(Marton他、1979年)又は成体 植物からの組織小片の形質転換(Horsch他、1985年)に基づくもので ある。以下の例においては、ベクターは、二元性の無防備のTi−プラスミドペ ククーであり、標識は、カナマイシン耐性のあるものでリーフディスク形質転換 方法が用いられている。
形質転換手順からのカルスは、選択可能な標識に基づいて選択され、適切なホル モン導入により成体植物に再生される。これも又、使用されている植物の種に、 応じて変化する。再生された植物は次に種子を収穫できるような安定した系統を 作り上げるのに用いられる。
4、生物学的に活性なポリペプチドの回収。
2S植物アルブミンの純化は、充分に実証されている(Youle及びluan g、1981年; Ampe他、1986年)、これは成熟した種子内の主要な タンパク質であり、水性緩衝液中で高い可溶性を示す、2S貯蔵タンパク質の典 型的な純化には、以下のようなステップが関与してくる:l)ドライアイス内で の種子の均質化及びヘキサンでの抽出;2)高塩分緩衝液での抽出及び精製水に 対する透析(汚染グロブリンを析出させる);3)ゲルろ過クロマトグラフィに よる水溶性分画の付加的な純化(これによりより小さな2S貯蔵夕 ′ンバク質 がより大きな汚染物質から分離される):千して4)イオン交換クロマトグラフ ィによる最終的純化、使用される正確な方法は、ここで記される技法にとって決 定的な重要性をもつものではなく、ゲルろ過、イオン交換及び逆相クロマトグラ フィ及びアフィニティ又はイムノアフィニティクロマトグラフィを含む、広範な 古典的技法を、キメラ2Sアルブミンを純化するためそしてそれがアルブミンか ら開裂された後生物学的に活性なペプチドを純化するための両方に適用すること ができる。この開裂のために用いられる正確な技術は、側面にある配列(上記参 照)の設計の時点で決定される戦略によって決められる。2Sアルブミンは、プ ロテアーゼに対し幾分か抵抗性を有するため、プロテアーゼ処理の前に往々にし て変性ステップを含み入れるべきである(例を参照のこと)。
5、生物学的に活性なペプチドの検定。
回収された生成物についての検定は明らかに、生成物自体によって異なる。植物 の初期スクリーニングのためには、問題のペプチドの存在を検出するのに免疫学 的検定を用いることができる。望まれる生成物に対する抗体、往々にして、それ がなお雑種2Sタンパク質の一部分である間ででも機能する。そうでない場合に は、これは雑種から部分的又は完全に解放されなくてはならず、その後でペプチ ド混合物を用いることができる。抗体を用いたスクリーニングは、古典的なEL I SA技法(Engvall & Pe5ce、1978年)によって行なわ れるか又は、以前にポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離されたタンパク 質のニトロセルロースプロットに基づいて行なわれる(ウェスタンプロット法、 Towbin他、1979年)、純化されたペプチドはさらに、アミノ酸の組成 及び配列分析により分析され、その同一性が確証される。
生物学的活性についての生物学的検定は当然のことながら、問題の最終的ペプチ ドの性質及び機能によって左右される。
本発明はまた、適当なベクターとして植物の種子貯蔵タンパク質を用いた、生物 学的に活性でありう委標識づけされたタンパク質の生成にも適用できるというこ とも、理解しなくてはならない、この場合、上述の項目3)に記されている、得 られた形質転換体の植物再生は、標識づけされた炭素源(l S C)及び/又 は、窒素源(”N)及び/又は水素源(8H)及び/又は硫黄源(ssS)及び /又はリン光体源(sap)が形質転換された成長中の植物に対して与えられる べき条件の下で起こらなくてはならない−(Kollcal他、1979年:  Jung & Jettner、 1972年、De Wit他、1978年) 。
本発明の付加的な特徴は、とくに以下の添付の図面に基づいた、制限的な意味の 無い特定の例の開示を通して明らかになるものと思われるニ ー 第1図、第1A図、第2A図、第2図及び第3図は、すでに上述のような2 S−貯蔵タンパク質の全体的特長を示している。
−第4図は、以下に指示されているように得られたpBN2s1プラスミドから 得たブラジルナツツの28−アルブミンの配列の一部分とその関連要素を表わし ている。
−第5図は、他の図面に示されている構成内で用いられている制限部位を表わし ている。
−第6図及び第7図は、1つの前駆体をコード付けする核酸を含む制限フラグメ ントを含むキメラプラスミドの構成の連続的段階を図式的に示している(なお、 かかる核酸は本書において[前駆体−コード付は核酸」と呼ばれ、この全体は、 特に部位指向性をもつ突然変異誘発を通して問題のポリペプチドをコード付けす るDNAの挿入による変更に適している)。
−第8図は、上述の部位指向性の突然変異誘発の実施に適したプラスミドの制限 部位及び遺伝地図を示している。
−第9図は、一般に適当な場所での核酸の変更に適用できるような5tanss ens他(1987年)の部位指向性突然変異誘発手順のさまざまな段階を図式 的に示している。
−第10図、第11図及び第12図は、以下の開示において例としてロイ・エン ケファリンが用いられているような1つの問題のポリペプチドをコード付けする インサートを、その前駆体核酸配列の可欠領域内に含み込むため、この前駆体核 酸を含む上述のキメラプラスミドを変更する諸段階を、図式的に示している。
−第13図は、Arabidopsis thaliana2 Sアルブミン遺 伝子を含むlkbフラグメントの配列を表わし、関連する要素を示している。
− 第14図は、上述のArabidopsis 2 Sタンパク質の大きなサ ブユニットのタンパク質配列を、関連するオリゴヌクレオチド配列と共に提供し ている。
−第15図は、pGsc1703の制限地図を示している。
−第16図は、pGsc1703Aの制限地図を示している。
−第17A図は、04カラム上での、標識として用いられた合成ペプチドYGG FLKのアリコートのクロマトグラムを表わしている。勾配(破線)は0%の溶 剤で0〜5分で平担であり、溶剤Bは70分で100%に達するべく増大する。
溶剤A:水水中0.冗 O31%のTFA。
− 第17B図は、第17A図で行なわれたものと同じ条件下での酸化された2 S上のトリブレシン(tryptic)消化のクロマトグラムを表わす、斜線の ついたピーク部を収集して、さらに純化を行なった。
− 第18B図は、CI8カラム上での、標識として用いられた合成ペプチドY GGFLKのアリコートのクロマトグラムを表わす.勾配(破IJi)は0%溶 剤にて0分〜5分の間平担であり、溶剤Bは70分で100%に達するべく増大 する.溶剤A:氷水中.1%TFA :溶剤Bニア0%CH 3 CNNO31 %TFA。
− 第18図は、04カラム上でHPLCから得られたピークを含むYGGFL KのC18カラム上での再クロマトグラフィを表わす(第17B図を参照)、実 施条件は、第18A図の場合と同じである。
− 第19図は、YGGFLK上のアミノ酸配列の決定の結果を表わす、左角の 囲みは、PTHアミノ酸の標準を示す(各々20pモル)、サイクル1〜6につ いての信号は、基準より8倍減衰されている。
− 第20A図は、マーカーとして用いられるYGGFLペプチドを示すクロマ トグラムである。
このペプチドは合成ペプチドYGGFLKに対するカルボキシペプチダーゼB消 化の結果である.実施条件は、第17A図の場合と同じである。
− 第20B図は、植物材料から分離されたYGGFLKペプチドに対するカル ボキシペプチダーゼB消化の後の、☆印で表わされたIGGF.Lペプチドの分 離を示している。
− 第21図は、超可変領域のほぼ全ての欠失及びそのAccI部位での置換、 以下の開示に例として与えられている開裂部位及びGHRFをコード付けする配 列の、特に部位指向性突然変異誘発を通してのAccI部位内への挿入ならびに 、植物の形質転換に適した植物ベクター内の前記キメラ遺伝子のクローニングを 含む、キメラ2SアルブミンのArabido sis thalianfa遺 伝子の構成の連続的段階を、図式的に示している。
− 第22A図は、GHRFS及びGHRFL遺伝子の構成に用いられる8つの オリゴヌクレオチドを示している.オリゴヌクレオチドの限界は垂直線で表わさ れ、かかるオリゴヌクレオチドの上下の数字はその番号を示す.オリゴヌクレオ チド4及び8において、囲み内に入っている塩基は除外され、結果としてGHR FSをコード付けする遺伝子が得られる.このGHRFSとGHRFLのペプチ ド配列及び、CnBr開裂部位を与えるメチオニン配列は、DNA配列の上に示 されている。
− 第22B図は、修飾されたAT2S1遺伝子のAccI部位及び、オーブン リーディングフレームが維持されるようにするこのAccI部位内への前記GH RFの挿入を示している。
例」2 記述されている方法の第1の例としてヒトの脳及びその他の神経繊維内において アヘン剤活性をもつペンクペプチドであるロイ・エンケファリンの生成のための 手順が示される. (H. Ughes他、1975a)、ペプチド及び特異的 プロテアーゼの開裂部位をコード付けする合成オリゴマーが、Bertholl etia excelsa(ブラジルナツツ)の28アルブミンをコード付けす るcDNAクローン内で超可変領域の一部と置換される.このキメラ遺伝子は、 大豆のレクチン遺伝子のプロモータ及びシグナルペプチドコード付は領域を含む フラグメントに融合させられる( Goldberg他、1983年)、この構 成全体を、アグロバクテリウムを媒介にした形質転換システムを用いてタバコに 移入(転移)させる、この植物を再生させ、開花の後種子を収集し、2Sアルブ ミンを純化させる。
オリゴヌクレオチド内に組み込まれた開裂部位をも・つ2つの特異的プロテアー ゼを用いて、2Sアルブミンからエンケファリンペプチドを開裂させ、次にHP LC技法を用いてこれを回収する。
1、cDNAの合成及びスクリーニング1arris及びDureにより記述さ れている方法(1981年)を用いてブラジルナツツのほぼ成熟した種子から全 RNAを分離する1次に、オリゴdTクロマトグラフィを用いてポリA+RNA を分離する(Maniatis他、1982年)、いくつかの公開されている方 法のいずれか(Maniatis他、1982年; Okayama & Be rg、1982年; Land他、1981年HGubler & Hoffm an、1983年)を用いて。
cDNAの合成及びクローニングを行なうことができる。この事例においては、 ブラジルナツツからの2S ’アルブミンが配列決定され(Ampe他、198 6年)、アミノ酸配列に基づくオリゴヌクレオチドが構築された。これは、Ma niatis他(1982年)の方法を用いて作られたcDNAライブラリなス クリーニングするのに用いられた。結果として得られたクローンはあまりにも短 すぎることがわかり、Gubler及びHoffman(1983年)の方法を 用いて第2のライブラリを作り、第1のより短いcDNAクローンを用いてスク リーニングさせた。ブラジルナツトの23アルブミン配列を含むDNA組換え体 を分離した。後者をさらに、プラスミドpUC18内でクローニングさせた[Y anisch−Perron、 C,、Vieira、 J、及びMassin o。
J、(1985年)、rGene(遺伝子)」33、P103〜119] 回収されたプラスミドをpBN2s1と呼称した6誘導されたタンパク質配列、 DNA配列、置換されるべき領域及び関連する制限部位は、第4図に示されてい る。
導き出されたタンパク質配列(プラスミドpBN2s1から得られたもの)は、 DNA配列の上に示され、タンパク質分解処理部位が示されている(第4図)、 シグナル配列の終りは、aで表わされている。第6図、第7図、第10図、第1 1図及び第12図中の構造にて用いられている制限部位が表示されている。構造 の後半部分内で用いられるPstI部位を表示する目的で、クローニングベクタ ーのポリリンカーが示されている。挿入されるべきペプチドのタンパク質及びD NA配列は、突然変異誘発に用いられるべきオリゴヌクレオチドの残りと共に、 cDNA配列の下に示されている。突然変異誘発手順の間、図示されているオリ ゴヌクレオチドは、cDNAの反対側のストランドに対し交雑される(第10図 参照)。
2、キメラ遺伝子の構成。
まず、大豆のレクチン遺伝子のシグナルペプチドとプロモータをコード付けする DNAフラグメントに25アルブミン遺伝子を融合させる。レクチン及びブラジ ルナツツの両方の中のシグナルペプチドの開裂点は、標準的コンセンサスシーケ ンスから誘導される(Perlman & Halvorson、1983年) 、以下にそして第4図内に、関連配列が示されている:GCA AACTCA  GCG CGT TTG AGT CGC de I c / T N A G psOYLEAl ☆ N5DL GCA AACTCA GAT CTGCGT TTCAGT CTA GAC Bgll’I A/GATCT BN251 ☆ AFRAT ACCGCCTTCCGG GCCACCTCCCGG AAG GCCCGG  TGGgl II GCCNNNN/NGGC プラスミドpLe1.psOYLEA1及びpBN2S1内のシグナルペプチド /成熟タンパク質配列の領域内のタンパク質配列及び2重鎖DNA配列が第5図 に示されている0図面に示されている構造において用いられる制限部位の位置及 び認識部位が示されている。☆印は、シグナル配列の終りのタンパク質開裂部位 を表わす。
構成の出発点は、大豆のゲノムHindmフラグメントを含むプラスミドp L  e 1 (Okamuro他、1987年)である、このフラグメントには、 大豆レクチン遺伝千金て、そのプロモータ、種子特異的発現にとって重要であり うるプロモータの上流の配列が含まれている。このフラグメントから、適当な大 豆レクチンプロモータ/シグナル配列のカセットが、第6a図に示されているよ うに構成された。DdeI部位は、シグナル配列(SS)をコード付けする配列 の終りにあり、その印割部位(C/TCAG)はプロセシング部位に相当する。
このプロセシング部位において有効な制限部位を得るために、SS配列のKpn I−DdeIフラグメント(以下rssJと呼ぶ)をpLElから分離し、それ 自体KpnI及びBglnで線形化されたpLK57ヘクローニングする(Bo tterman、1986年)、DdeI及びBglm(7)末端には、Kle nowDNAボリメラーゼエを満たす、これはBg1m部位(A/GATCT) を再構成し、その開裂部位はこのときシグナル配列処理部位に相当する(第6図 、78図参照)、このようにして得られたプラスミドpsOYLEA1は、従っ て、プラスミドpLK57から成り、ここにおいて当初pLE l内に含まれて いたSS配列のKpnI−DdeIフラグメント(SS)はpLK57の初期K pnI−BglIIフラグメントで置換されている。 Hindm部位は、第4 図に図式的に示されているように、psoyLeal内の(1)で表わされたP stI−KpnIフラグメントの代りにpLK69からの前記HindI11部 位を含むKpnI−PstIフラグメントを置換することにより、このフラグメ ントの前に置かれている。この中間構成はpSoyLea2と呼ばれる。第2段 階においては、pSoyLea2内にpLElのHindm −Kpn Iフラ グメント(2)を挿入することによりレクチンプロモータを再構成する。このプ ロモータフラグメントの上流には別のBg111部位があるため、レクチンプロ モータ/シグナル配列カセットは、このときBglII−Bglllフラグメン トとしてプラスミドpSoyLeaS中に存在する。
このカセットはこのとき、プラスミドpBN2s1の205bpブラジルナツツ cDNAフラグメントとレジスタ内で融合する。なおこれは、ブラジルナツツの ブロー28アルブミンに対するコード付は配列(すなわちシグナル配列を除く前 駆体分千金て)を含んでいる。このことは、第5図に示されているとおりに行な われる。BgllでのcDNAクローンpBN2s1の消化(第4図)、Bgl I突出末端を切除するためのに1enowD N Aボリメラーゼエでの処理及 びPstIでの消化の後に得られた205bpフラグメントは、Sma I及び PstIでの消化により線形化されたpuc 18へクローニングされる( Y annish−Perron他、1985年)、結果として得られたプラスミド pUc18−BNIは、両末端共に充てんされ再結紮されているEcoRI及び AvaIの両方で消化される。その結果、最初にEc o RI部位をもつ望ま しいブラジルナツツコード付は配列を含むpUCl B−BN2と呼ばれる新し いプラスミドが再構成されることになる(第7図)。
レジスタ内のブラジルナツツコード付は配列をレクチンプロモータ/シグナル配 列カセットに融合するために、pUclB−BN2はEcoRIで消化され、末 端は、dATPのみが存在する中でKlenow酵素を用いて部分的に充てんさ れる。残りの張出しヌクレオチドはS1ヌクレアーゼで除去され、その後P s  t、I消化が行なわれる。こうして1つの鈍端と1つのPstI消化末端をも つフラグメントが生み出される。レクチンプロモータ/シグナル配列フラグメン トは、充てんされたB g I II末端をもっEcoRI−BgllTフラグ メントとして、pSoyLeal (第7図)からとられる、これら2つのセグ メントはPstI−EcoRI消化されたpUc18で合わせて結紮される。こ の結果、シグナルペプチドコード付は配列とブラジルナツツ配列の接合部に再構 成されたBgllT部位をもつpUc18sLBN1が得られる(第7図)、従 ってpUc18sLBN1は、psoyLealのBglII−EcoRIフラ グメント(第6図に(3)として示されている)そしてその転写方向上流にはp Uc18BN2により供給されブラジルナツツプロー28アルブミンに対する2 05bpcDNAコード付は配列を含むEcoRI−PstEcoRIフラグメ ントが中に挿入されてしまっているPUCl 8プラスミドで構成される。
しかしながら、読みとり枠は適切に維持されていない、これを補正するために、 このプラスミドをBal■で線形化し、S1ヌクレアーゼで処理し、再結紮する 。この中間体をpUc18sLBN2と呼ぶ、この構成は最後に、pSoyLe a3からのプロモータの5′部分を担うKpnIフラグメントを挿入し、pUc 18sLBN3を生み出し、pBN2s1からのブラジルナツツcDNAの3′ 部分を含むPstIフラグメントを後者に挿入することにより、2段階の作業に て完成される。その結果得られた最終的構成pUC3LBN4は、BamHIフ ラグメント内に含まれているレクチンプロモータ/シグナル配列−ブラジルナッ ツcDNA配列の融合物を含んでいる。
3、エンケファリン及びプロテアーゼ開裂部位をコード付けする配列での超可変 領域の一部分の置換。
ロイ−エンケファリンペプチドはTyr−Gly−G l y−Phe−Leu の配列を有する( Hughes他、1975b)、純化後の雑種2Sアルブミ ンから無傷のポリペプチドを回復することができるように、リジンをコード付け するコドンを、エンケファリンコード付は配列のいずれかの側に置く、こうする ことによっ・て、下流の処理段階においてひきつづき、エンドペプチダーゼエン ドリジン・C及びカルボキシペプチダーゼB、2Sアルブミンからエンケファリ ンポリペプチドを開裂することができる。最後に、突然変異誘発の間に、オリゴ ヌクレオチドが間隙ある二本鎖分子に交雑できるようにするため(以下参照)、 保持すべきブラジルナッツ配列に対し相補的な追加配列を含み入れる。複数の植 物貯蔵タンパク質遺伝子におけるコドン使用を研究した後決定されたオリゴヌク レオチドの正確な配列は以下のとおりである: 5 ′−GCAACAGGAGAAGTACGGTGGATTCTTGAAGC AGATGCG−3’ブラジルナツツ2Sアルブミンの超可変領域をコード付け する配列の一部分の置換は、プライマとしてオリゴヌクレオチドを用い部位指向 の突然変異誘発を使って行なわれる(第4図及び第10図1.5tanssen s他(1987年)のシステムが用いられる。
5tanssens他の方法は第9図に図示されでおり、以下に再現する。これ は、その制限及び遺伝子地図が第8図に示されその主な特長も又以下に再現され ているようなプラスミドpMac5−8を用いる。
pMac5−8の関連する遺伝子座は、第8図に示されている。矢印は、その機 能的方向性を示す、fd、T:ファージfdの中央転写終結信号(ターミネータ );Fl−ORI :繊維状ファージ(fl)の複数起点:ORI:Co/El タイプの複数起点;BLA/Ap”:β−ラクタマーゼに対しコード付けする領 域:CAT/Cm”:クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼに対し コード付けする領域。pMc5−8 (b 1 a−am遺伝子はSea X部 位をもたない)及びp M c 5−8 (e a t −a m、 :突然変 異は単一のP v u I11部位を除去する)内に存在するアンバー突然変異 の位置が示されている。1且ユ上及びΣ見2ヱ宿主の両方におけるcutアンバ ー突然変異の抑制の結果、少なくとも25μg / 1nlのCmに対する耐性 が得られる。pMc5−8は、それぞれ5upE及び5upF菌株でのアンバー 抑制の時点で主20μ 耐性を与える.野生型cut遺伝子内に存在するEcoRI、Ba1I及びNe oI部位(星印で示されている)は、突然変異技術を用いて除去された。
以下に記されているように、ここで例示されている2S−アルブミン領域の選択 された超可変領域に対するロイ−エンケファリンペプチドの置換に対しても適用 されるようなこの5tanssens方法の原理も同様にまず、以下に再現され る: 基本的に、上述の置換のために用いられる突然変異誘発の1ラウンドは、以下の ように進行する.閉じた円でAp及びCm選択可能標識内のアンバー突然変異が 示されている第9図を参照する. の記号は、突然変異誘発オリゴヌクレオチド を表わす.突然変異自体は矢印の頭で示されている。
このプロセスの個々の段階は、以下のとおりであるニ ー 標的DNAフラグメントのp M a 5 − 8へのクローニング(1) 、このベクターは、CmI″遺伝子内のアンバー突然変異を続行し、アンピシリ ンに対する耐性を規定するニ ー 偽ウィルス粒子からのこの組換え体の一本鎖DNAの調製(■)ニ ー 相補的pMc型プラプラスミドの制限フラグメントの調製(Ill) 、  pMC型ベクターは、Ap耐性標識内にアンバー突然変異がとり込まれている一 方で、野生型Cm”遺伝子を含んでいるニー 試験管内DNA/DNA交雑によ る間隙二本鎖DNA(以下gdDNAと呼ぶ)の構成(IV)、gdDNA内に おいて、標的配列は一本鎖DNAとして露出される.交雑のその他のコンポーネ ントからのgdDNAの予備的純化は必要でないニ ー gdDNAへの合成オリゴヌクレオチドのアニーリング(V)ニ ー 同時試験管内DNAポリメラーゼ/DNAリガーゼ反応による残りの間隙の 充てんならびにニックのシーリング(■)ニ ー Cm耐性について選択する、mutS宿主、すなわち誤対合修復において欠 失している菌株の形質転換.この結果、混合プラスミド後代が生成される(■) ニ ー アンバー突然変異を抑制することのできない宿主の再形質転換による鋳型ス トランド(pMa型)から誘導される後代の除去(■)、Cm耐性に関する選択 の結果、間隙あるストランドすなわちその中.に突然変異誘発オリゴヌクレオチ ドが取り込まれているストランドから誘導された後代が豊富になるニ ー 望ましい突然変異の存在に関する、再形質転換の結果として得られたクロー ンのスクリーニング。
第9図に描かれている突然変異誘発実験において、Cm耐性は、合成標識のため の間接的な選択として用いられる.明らかに、Ap選択可能な標識が開発利用さ れるように、実験をセットアツプすることもできる.後者の場合、−重鎖鋳型( II)及びフラグメント(Ill)はそれぞれpMc及びp M a−型である .単一の突然変異誘発プロセスは、望ましい突然変異の導入はその逆の変換とい う結果をもたらす.従って、これら2つの形態の間の循環(アンピシリン又はク ロラムフェニコールに対する抵抗性についての交互選択も含む)を用いて、連続 する突然変異誘発ラウンド中に標的配列内で多くの突然変異を構成することがで きる。
ここで、ブラジルナツツ2Sアルブミンの超可変領域をコード付けする配列の一 部分の置換に関する本例に戻ると、 5tanSSenS他のシステムは以下の ように適用される: 問題の領域を含むキメラ遺伝子のPstl−EcoRIフラグメント(第10図 、第11図及び第4図参照)を、アンバー突然変異を伴うクロラムフェニコール アセチルトランスフェラーゼ遺伝子と無傷のべ一タラククマーゼ遺伝子を運ぶp Maベクター内に挿入しく第10図)、出発プラスミドがアンピシリン耐性のみ を付与し、クロラムフェニコール耐性を付与しないようにする。−重鎖DNA  (第4図に示されているものと反対のストランドを表わす)を調製し、E c  o RI −P s t I 41i形化形状のpMc型プラプラスミドニーリ ングし、間隙ある二本鎖分子を生成する。オリゴヌクレオチドをこの間隙二本鎖 にアニーリングする。−重鎖間隙を、KlenovD N Aポリメラーゼエで 充てんし、結紮し、混合物を適切な宿主に形質転換させる。望ましい突然変異を 有するクローンは、アンピシリンに対し敏感であるが、クロラムフェニコールに 対する耐性をもつ、クロラムフェニコール耐性をもつ形質転換体を選び、DNA 配列づけにより分析する。最後に、pUc18sLBN’4内のPstl−Nc olフラグメントをpMC58BNからの突然変異誘発されたものと置換するこ とにより、雑種遺伝子フラグメントをレクチン/ブラジルナツツキメラに挿入し 直す(第11図)、結果として得られたプラスミドpUC18SLBN5は、全 てBamHIフラグメントとして、雑種ブラジルナツツ−エンケファリン遺伝子 に融合されたレクチンプロモータ及びシグナルシーケンスを含む。
4、タバコの形質転換 キメラ遺伝子を含むBamHIフラグメントを、二元性ベクターpGSC170 2のBamH1部位内に挿入する(第12図)、このベクターは、大腸菌(E、 colil及びA、 tumefaciensの両方における安定性及び選択の ための官能基ならびにT−DNAフラグメントとして外来性DNAの植物ゲノム への転移のための官能基を含んでいる(Deblaere他、1987年)、後 者は、オクトビンニー領域の末端反復配列から成る。
フラグメントがクローニングされるBamHI部位は、T−DNA遺伝子7のポ リアデニル化シグナルの前にある。ツバリン合成(nos)プロモータ、ネオマ イシンフォスフオドランスフェラーゼタンパク質コード付は領域(neo)及び oC8遺伝子の3′末端基から成るキメラ遺伝子が存在するため、形質転換され た植物はカナマイシン耐性をもつことになる。標準的な手順(Deblaere 他、1987年)を用いて、プラスミドを、プラスミドpGV2260をもつア グロバクテリウム菌株C58CIRifに転移させる。後者は植物のゲノムへT −DNA領域をうまく転移させるのに必要とされるin trans及びvir 遺伝子官能基を与える0次にこのアグロバクテリウムを用いて、標準の手順によ り菌株SRIのタバコを形質転換する( Deblaere他、1987年)、 100μg/−のカナマイシン上でカルスを選択し、耐性あるカルスは、植物を 再生するのに用いる。これらの植物から調製されたDNAを、ブラジルナツツの 2Sアルブミンクローン又はオリゴヌクレオチドとの交雑により雑種遺伝子の存 在についてチェックする。陽性の植物を生育させ、以下に記されているように処 理する。
5、種子からの23アルブミンの純化 陽性の植物を生育させ種子を生じさせる。これには約15週間が必要である1個 々の植物の種子を収穫しドライアイス中で均質化(ホモシナイス)し、ヘキサン で抽出する。残留物をLaemmli標本緩衝液に溶かし、沸とうさせ、SDS ポリアクリルアミドゲル上に置((Laemli、1970年)0分離させたタ ンパク質をニトロセルロースシート上にて電気プロットしくTowbin他、1 979年)、ロイ−エンケファリン抗原の市販の多クローン性抗体で検定する( UCBcat、fi721001.1b721002)。
上述の免疫学的検定を用いて、強度に陽性の植物を選択する0次にこれらをさら に大量に育て、種子を収穫する。ヘキサン粉末を調製し、高塩度緩衝液(0,5 M NaCQ、0.05Mのリン酸ナトリウムpH7,2)で抽出する0次にこ の抽出物を水に対し透析し、遠心分離で清澄にさせ(30分間50、 OOOX  g) 、同じ高塩分緩衝液内で行なわれた5ephadexG −75カラム 上でのゲルろ過により上澄みをさらに純化する。DEAE−セルロースカラム上 ・の非イオン、非タンパク質材料のイオン交換クロマトグラフィから、さらにタ ンパク質を純化する0次に、2Sタンパク質混合物を含む分画と組合せ、0.5 %のNH4HCOIに対し透析し、乾燥凍結させる。
6、ロイ−エンケファリンの回収 純化された内生の28貯蔵タンパク質と雑種2Sタンパク質の混合物を、End o−Lys−Cで消化する。効果的にタンパク質分解減成を行なうため、ます過 ギ酸で2Sタンパク質を酸化させる(旧rs、1956年)、この酸化段階は、 ジスルフィドブリッジを開き、タンパク質を変性させる。ロイ−エンケファリン は過ギ酸と反応しうるアミノ酸残基を含んでいないので、この処理によってアヘ ン誘導体が変わる ′ことはない、Endo−Lys−C消化は、37℃で12 時間、0.5%のNH,HCO,溶液中で実施され、凍結乾燥で終結する。この 消化によりロイ−エンケファリンは遊離させられるが、なおC末端リジン残基に 付着したままである。雑種クンバク質にはその他のりジン残基がきわめてわずか しか含まれていないため、endo−Lys−Cペプチドの数はきわめて少なく 、このペプチドの付加的な純化を単純なものにしている。エンケファリン−Ly sペプチドは、CI8カラムを用いて(例えばVYDACの商標で市販されてい るもの)HPLC逆相クロマトグラフィで純化する。勾配は、初期溶剤としての 0.1%のトリフルオロ酢酸(A)そしてグイリュータ溶剤としての0. 1% のトリフルオロ酢酸中の70%のアセトニトリル(B)で構成されている。−分 あたり1.5%のA中B溶剤の勾配を、Ampe他(1987年)により開示さ れている条件の下で用いる。純化されたエンケファリン−Lysペプチドは、ア ミノ酸分析及び/又は免疫学的方法により識別する。さらに、カルボキシル末端 リジン残基を除去するためAmb)、er (1972年)が開示したようにカ ルボキシペプチダーゼBでこれを処理する。最後に、Lewj、s他(1979 年)が開示している方法に従って逆相HPLCクロマトグラフィによりオピオイ ドペプチドの分離及び純化を達成する。
例Hに示されているとおり、その他の方法も利用可能である。
7、ロイ−エンケファリンの生物学的活性の検定エンケファリンは、テンジクネ ズミの脳のナトリウムの無いホモジエネート内で[3H]−ナロクソンの結合を 抑制する。前述のように(Simantov他、1976年)、ラットの脳膜に 対する特異的[”H]−ナロクソン結合を抑制する能力として、オピオイド活性 を検定することが可能である(Pasternak他、1975年)、rエンケ ファリン」のオピオイド活性の1ユニツトは、200dの検定において50%の 占有度を生むような量として定義づけされた(Colquhaun他、1973 年)。
例■: 当該技法の柔軟性を立証するものとして、異なる1つの28アルブミンを用いた ロイ−エンケファリンの生成手順が与えられる。この場合、構成の基礎としてB ertholletia excelsaからのcDNAクローンを用いる代り に、紅蝕力遼脛口」加状国匣から分離したゲノムクローンを用いる。1つのゲノ ムクローンが用いられるため、その遺伝子自身のプロモータが用いられ、構成は 著しく簡略なものとなる。当該技術の一般性をさらに立証するため、タバコ、A rabido sis及びその近縁植物であり同様に28アルブミンを有するB ras■競」朋口(導入部参照)といった異なる3つの植物において、変化した 2Sアルブミン遺伝子を発現させる。この例の細部の多(は前述の例と同様であ るため、ここではさらに簡単に説明する。
1、Ar吐胆並旦り止虹旦胚の28アルブミン遺伝子のクローニング 2Sアルブミンの純化が容易であるとすると(導入部、例(1)参照)、Ara bido sisの2Sアルブミン遺伝子をクローニングする最も直接的な方法 は、タンパク質配列に基づきオリゴヌクレオチドプローブを作り上げることであ る。タンパク質配列は、標準的な技法すなわち基本的にブラジルナツツの28ア ルブミンのものと同じ方法で決定された( Ampe他、1986年)、第13 図は、Arabido sis thalianaの28アルブミン遺伝子を含 むl kb Hindmフラグメントの配列を示している。導き出されたタンパ ク質配列はDNA配列の上に示され、タンパク質分解処理部位が表示されている 。シグナル配列の終りはaで示されており、SSUは小さなサブユニットを表わ す、挿入されるべきペプチドのタンパク質配列及びDNA配列は、突然変異誘発 に用いるべきオリゴヌクレオチドの、残りのものと同じく、cDNA配列の下に 示されている。突然変異手順の間、示されているオリゴヌクレオチドは、示され ているDNA配列の反対側のストランドに交雑される。構成中にHi n d  nIフラグメントの方向性をチェックするために用いられるNdeI部位には下 線が引かれている(bp−117)、番号づけシステムは、開始コドンのAが塩 基対Jとしてとられるようなものである。
オリゴヌクレオチドプローブを用いる上での問題点は、1つ以上のコドンが1つ のアミノ酸をコード付けする可能性があるため、タンパク質配列からDNA配列 をあいまいでなく決定することが不可能である、ということにある、従って、あ いまいな位置では、塩基イノシンが用いられた。イノシンの構造は、交雑の強度 を増大させはしないものの減少させもしないというようなものである(大塚他、 1985年:高橋他、1985年)、これに基づき、第14図「紅並居二社し肋 ユ■月の28アルブミンの大きいサブユニットのタンパク質配列」に示されてい るように、3つのオリゴヌクレオチドプローブが設計された。タンパク質配列の 下には、遺伝子をクローニングするための交雑プローブとして用いられるオリゴ ヌクレオチドの配列がある。■はイノシンを表わす。
標準的な方法(Maniatis他、1982年HBenton &Davis 、1977年)を用いて、ファージCharon35内で作られたArabio do 5isD N Aのゲノムライブラリなスクリーニングするのに、この3 つのオリゴヌクレオチドを用いた(Loenen & Blattner、19 83年)、オリゴヌクレオチドをキナーゼ化しくMiller &Barnes 、1986年) 、5 X S S P E (Maniatis他、1982 年)、o、i%のSDS、0.02%のフィコール、0.02%のポリビニルピ ロリドンそして50I4/−の音波処理されたニシンの精液DNAの中で45℃ で交雑を行なった。フィルターは、4〜8分45度で5XSSPE、0.1%S DS中で洗浄した。これらの条件を用いて、これら3つのオリゴヌク離した。適 当な領域を、標準的な技法(νaniatis他、1982年)を用いてpUC l 8にサブクローニングしく Yani、5ch−Perron他、1985 年)、Maxam &G11bert (1980年)の方法を用いて配列づけ した。この遺伝子を含む領域の配列は、第】3図に示されている。
2、エンケファリン及びプロテアーゼ開裂部位をコード付けする配列での可変領 域の一部分の置換上述の分離された遺を、ロイ−エンケファリン/2Sアルブミ ンキメラの構成のために直接使用した9第1の例の場合と同様に、下流の処理段 階においてエンケファリンポリペプチドを回収することができるようにロイエン ケファリン配列とその両側にリジンコード付はコドンを、そして突然変異誘発の 間オリゴヌクレオチドが間隙ある二本鎖分子に交雑できるように側面にあるAr abido sis配列に対し相補性のある追加配列を取込む1つのオリゴを設 計した。その結果として得られたオリゴヌクレオチドの配列は、以下のようなも のである: 5’ −CAAGCTGCCAAGTACGGTGGATTCTTGAAGCA GCACCAAC−3’配列中のその位置は第8図に示されている。
遺伝子及び必要な全ての調節信号を含むのに充分な側面の(flankingl 領域を含む領域は、クローニングベクターpJB65内に挿入された3、5kb のB g l II 7ラグメント上で含まれている(Botterman他、 1987年)、このクローンはpAT2sIBgと呼ばれる。突然変異誘発され るべき領域は、3,6kbのBg1mフラグメント内でlkbのHindIII フラグメント上で含まれており、この比較的小さいフラグメントは、5tans sens他(1987年)のp M a 5−8べ、フタ−のHindIII部 位内に挿入される(第5C図)、非対称のNdeIを用いて方向性をチェックす る(第8図)、突然変異誘発は、例1のステップ3に記されている戦略そのもの を用いて行なわれる。その後、標準的な技法(Maniatis他、1982年 )を用いて、雑種遺伝子を、突然変異誘発されたものを伴うより大きいフラグメ ント内に再度挿入する。再びNdeI部位を用いて方向性をチェックする。
3、植物の形質転換 雑種遺伝子ならびに、遺伝子調節のための適当な信号が確かに存在するようにす るためのコード付は領域に対する充分な側面配列(5′と3′の両方)を含んで いるB a I IIフラグメントを、例1において用いられているのと同じ二 元性ベクターpGsc1702のBamHI部位内に挿入する(第12図)、こ のベクターについては、例1の第4節に記されている。タバコの形質転換はまさ にそこに記述されているとおりに行なわれる。 Arabido sis th aliana及びBrassica−堕!凹の形質転換は、同じベクター内で全 (同じ構成が用いられうるようなものである0例1の第4節に記されているよう にアゲロバクチ1ウム・ツメファシエ72に対する授動の後、それぞれArab ido sis及びBrassicaの形質転換のために、Llyod他(19 86年)及びklimaszewska他(1985年)の手順を用いる。各々 の場合において、タバコについてと同様、カルスを100μg / dのカナマ イシン上で選択し、耐性あるカルスを植物の再生に用いることができる。このよ うな植物から調製されたDNAを、突然変異誘発に用いられるオリゴヌクレオチ ドとの交雑により、雑種遺伝子の存在についてチェックする(タバコ及びBra ssicaの場合、雑種構成の比較的大きい部分を用いることができるが、Ar abido sisの場合、これらは内生の遺伝子と交雑する。
本発明の実施態様において、雑種遺伝子ならびに、遺伝子調節のための適切な信 号が必ず存在するようにするのに充分なコード付は領域に対する側面配列(5′ 及び3′の両方)を含むBa1IIフラグメントは、二元性ベクターpGsc1 703 (第15図)又はpGsc1703A (第16図)のBglII部位 内に挿入される。pGsc1703は、大腸菌及びアグロバクテリウムの両方に おける選択のための官能基、ならびに外来性DNAの植物ゲノム内への転移を可 能にするT−DNAフラグメントを含んでいる( Deblaere他、198 7年)、これにはさらに、ネオマイシンフォスフオドランスフェラーゼタンパク 質コード付は領域(NPTlr)及びocs遺伝子の3′末端基を伴う両方向性 プロモータT R(Velten他、1984年)が含まれている。これには、 PGSC1702のようにアンピシリン耐性をコード付けする遺伝子は含まれて おらず、そのため、感染段階の後アゲロバクチリアを殺すのにカルベニシリンな らびにクラフオランを用いることができる。ベクターpGSC1703Aは、ハ イグロマイシントランスフェラーゼをコード付けする付加的な遺伝子と共に、ベ クターpGsc1703と同じ官能基を含んでいる。このためカナマイシン及び ハイグロマイシンの両方について形質転換体を選択することが可能である。タバ コの形質転換は、例1の第4節に記されているとおりに行なわれ、こうして雑種 遺伝子は、植物形質転換ベクターpGS1703内に挿入される。江蝕上應四n thaliana及びBrassica na usの形質転換は、その中に雑 種AT2S1遺伝子が挿入されたpGsc1703Aを用いて行なわれた。プラ スミドpMP90をもつアゲロバクチ賃ウム・ツメファシェンスC58CIR1 fへの授動の後(Koncz & 5chell、1986年)、(なおこのプ ラスミドは、in trans及びvir遺伝子官能基を与えるがアンピシリン 耐性をコード付けする遺伝子は有していない)、それぞれArabido si s及びBrassicaを形質転換するためにLyoyd他(1986年)及び Klimaszewska他(1985年)の手順が用いられる。同時培養が起 こった後アグロバクテリウムを殺すためにカルベニシリンを用いる。各々の場合 において、タバコの場合と同様に、カルスを100μg/−のカナマイシン上で 選択し、耐性あるカルスを植物の再生のために用いることができる。このような 植物から調製されたDNAを、突然変異誘発において用いられたオリゴヌクレオ チドとの交雑により、雑種遺伝子の存在についてチェックする。(タバコの場合 、雑種構成の比較的大きい部分を用いることができるが、Brassica及び Arabiodo sisの場合、これらは、内生の遺伝子と交雑する) 4、種子からの28アルブミンの純化及び付加的な処理 各種属からの陽性の植物を育てて種子をつけさせる。タバコの場合、これには約 15週間が必要であるが、Arabido sis及びBrassicaについ てはそれぞれ6週間及び3力月が必要である。異なる品種を使用すると、これら の期間も異なりうる0種子からの28アルブミンの純化、ロイ−エンケファリン 及び生物学的活性についての後者の検定は、以下のように行なわれる。
Arabido sis からのエンケファリンの 離に肛旦並ゑ1」 Arab力墜旺ム種子からエンケファリンを分離するのに2つの方法を用いた。
まず第1に、複数の個々の形質転換体から分離された少量の種子を、キメラ2S アルブミンの存在についてスクリーニングした。これは、Jones他(198 5年)が記述しているように導入された遺伝子の表現が個々の形質転換体の間で 大幅に変わりうるという理由から行なわれるものである。この予備的スクリーニ ングにより見られた個々の植物からの種子を用いて次に、より多い量を分離し、 収量をより正確に測定する0両方の手順が以下に記さスフ1−ニング 個々の植物の種子(約50mg)を収集し、l:ppendorf管の中でこの 管に合う形の小さなプラスチック製グラインダを用いて磨砕した。この手順では 、ドライアイスは全く用いない、結果として得られたペーストを1−のへブタン で3回抽出し、残留物を乾燥させた。粉末をIMのNaCβ 0.2−中で懸濁 させ、Eppendorf遠心分離機内で5分間遠心分離した。この抽出を三回 (り返し、上澄みを組合せ、合計的0.5−の量が得られた。この溶液を水で2 0倍に希釈し、最終的に0.05MのNaCl2濃度を得た。これを−晩4℃で 保存し、次に5orvall S S −340−ターで40分間5000rp mの速さで回転させた。結果として得られた上澄みを、使い捨てのC1Bカート リツジ上に通過させた( S E P −P A C、Millipore。
Milford、米国マサチニーセッツ州)、このカートリッジには、5−7分 の速さでカラムを通し注射器で10dの上澄みを注入して装荷した0次にこのカ ートリッジを、0.1%のTFA 2M1で洗い、7%、14%、21%等々で 最高70%までのアセトニトリルを含むO,1%のTFA溶液の2一部分で段階 的に溶出することによって脱饗させた。28%から49%の範囲のアセトニトリ ル中に溶出している分画な、異なる分画からとったアリコートについて行なった 5DS−ポリアクリルアミドゲル分析によって判断されるように、2Sアルブミ ンについて富化する。2Sアルブミン含有分画を組合わせ、5peed Vac 濃縮器(Savant Instrument、s)内で乾燥させた。
組合わされた分画を水中1%TFA O,95i内で再構成させ、HV −4M illexフィルター(Millipore)を通してろ過し、長さ25cm直 径(、)、46cmの逆相C4カラムを適用したfVydac214TP54、 気孔径300オングストローム、粒径5+Im)、HPLC機器は、2台のポン プ(510型)、1台の勾配制御装置(680型)そして1台のLC分光検知器 (Lamda−Max481型、全て米国マサヂューセッツ州、 Milfor dのWaters社からのもの)で構成されていた。勾配は、以下のように実行 した:すなわち、溶液Aは、、HzO中0.1%のTFAであり、溶液Bは70 %のCH、CNNO31%のTFAであった。5分間、BO%A100%の溶液 なカラム上に流し、その後Bの濃度を70分にわたり線形的に100%にまで上 昇させていった。214nmの吸収度によりカラムの溶出物を検出した。2Sア ルブミンを含む分画を収集し、5peed Vac濃縮器内で乾燥させた。
プロテアーゼでのより完全な消化を得るためには、過ギ酸でジスルフィドブリッ ジを酸化させることによりタンパク質を変性することが勧められる。このことは 、9−の蟻酸と1−の30%H20tを室温で混合して作った溶液を0.5−加 えて行なわれる。この溶液は、使用より2時間前に作られた。0℃で30分反応 を進ませ、 5peed Vac濃縮器内での乾燥で終らせた。微量の残留蟻酸 は、水500ジを2度加え、標本を凍結乾燥させることによって除去した。
残渣をpns、5の0.1MのTris−HCfiO175i中に再度溶解させ 、その後AugのTPCK処理されたトリプシン(Worthington)を 加えた1反応を3時間37℃で放置し、その後TFA 10dを加えて終結させ 、分析に先立ち一20℃で保存した。結果として得られたペプチド混合物を、前 述の勾配混合物及びカラムを用いてHPLCで分離させる。標準として、期待さ れるものと同じ配列(YGGFLK)のペプチドを、標準的な技術を用いてBi olynx4175ペプチド合成装置(LKB)で合成した。このペプチドをカ ラム上に流し、保持時間を測定した0次に同じカラム上で、トリプシン消化物か ら得られたペプチドの混合物を装荷し、標準と同じ保持時間のペプチドを収集し 、乾燥し、C18−逆相カラム上に再度装荷した。標識ペプチドの溶出時間はこ こでも、エンケファリン含有ペプチドの正しい位置についての基準として役立っ た。アミノ酸配列づけによってこのペプチドの同一性を確認し、又これによって 大力の定量を行なうこともできた8分析された6つの形質転換体のうち4つの植 物が有効量のロイ−エンケファリンを含んでいることがわかった9例として、こ れらの4つの植物のうちの1つについての詳しい分析及び処理段階が以下に示さ れている。
前記植物からの2.11gの種子をドライアイス内でモルタルの中でグラインデ ィングした。5−のへブタンで三回抽出することによって結果として得られた粉 末から脂質を除去した。結果として得られた残渣を乾燥した。
之ンバ先iΔ笹止 粉末を約4−の1.OM Na0g内に溶かした。
結果として得られたペーストを5S−340−ター内で1750orpmの速さ で40分間回転させた。各回転の後に、上澄みを新しい試験管内に移し、ベレッ トを再び4−の1.0MNaCβ中に懸濁させた。この手順を三度くり返した。
0.45Fのフィルター(HA、 Millipore)に3回の上澄み(計1 2−)を通した。
ゲルろ過による2Sアルブミンの 離 削段階からの溶液12−を6艷のバッチ2つに分けて5ephadexG −5 0媒質(Pharmacial上を通過させた。カラムは、直径2.5cm、長 さ100cmで0.5MのNaCff中毎時約27−の流量で作動した。約7− の分画を収集した。この分画を次の2つの方法でタンパク質について監視した。
すなわち、まず第一に、鉛筆で分画番号を表わしたWhatman 3 M M ペーパー片に各分画を104適用することにより、合計タンパク質を検出した。
暖気の中で斑点を乾燥させ、10%のTCA溶液中にペーパーをすばやく浸して (30秒)タンパク質を定着させた0次に紙片を、ポリアクリルアミドゲル染色 に用いられるものと類似したCommassie Blue溶液へと移す、1分 後、ペーパーをとり出し水道水で洗う、クンバク質を含む分画は、白の地に青の 斑点を示す、この技術の最小検出限界は、約0.05mg/−である、これらの タンパク質含有分画を、7−分画2pを101L!!の標本緩衝液に加え次に1 7.5%のポリアクリルアミドのミニゲル上にこの混合物6pを装荷することに よって、2Sアルブミンの存在について検定した。2Sアルブミンを含むことが わかった分画をプールしておいた。プールした分画の合計量は175−であった 。
離された2Sアルブミンの 塩 これは、長さ25cm、直径0.46cmの04カラム上でHPLCによって行 なった(Vydac214TP54、気孔径300オングストローム、粒径5F )、HPLC装置は、2台のポンプ(51o型)、勾配制御装置(680型)及 びLC分光検出器fLamda−Max481型、全て米国マサチューセッツ州 、MilfordのWaters社のもの)で構成されていた。各々3.5−ず つ6回にわけてこのシステムに175dのうち21−を装荷した。勾配は以下の ように実行した:すなわち、溶液AはH,O中の0.1%TFAであり、溶液B は70%CHS CN中の0.1%TFAであった。5分間0%のBと100% のAをカラム上に流し、その後Bの濃度を70分にわたって線形に100%まで 上昇させた。各回共その間に28アルブミンの分画を収集し、6回全てが終了し た時点でこれらの分画をプールして3本の試験管に分けてとり、従ってこれらの 試験管の各々には2.11gの種子がらの23アルブミンが77175人ってい た。さらに別々にアリコートの各々を処理し、収量の量的評価のために使用した 。
トリフと乙五止量 トリプシンでの消化に先立ち、3つのアリコートを上述の要領で酸化させた。ト リプシン消化は、基本的に上述のように行なった。各アリコートに0.95m1 ’のO,IM Tris−HCE、pns、sを付加し、これに5014のトリ プシン(Worthington)を補足して、37℃で4時間反応させた。
YGGFLKペプチドq立亘 カルボキシル末端残基な含むエンケファリンペプチドを2つの連続したHPLC 段階を用いて分離した。上記小規模分離手順内に説明されているように、期待さ れているものと同じ配列のペプチドを合成し、上述の脱塩段階で記されているの と同じカラム及び勾配条件を用いてHPLCシステム上に流した0合成ペプチド の保持時間を測定した(第17A図)0次に3つのトリプシン消化物を(別々に )同じカラム上に装荷し、合成ペプチドを同じ保持時間の材料を収集しく第17 B図斜線の部分)、乾燥させた9次に、CI8カラム(25X 0.46cm、 Vydac218TP104材料、気孔径300オングストローム、粒径10P )を用いたことを除いて同じ装置及び勾配を用い同じ手順に従った。ここでも、 合成ペプチドと同じ保持時間の材料を収集した(第18A図及び第18B図)、 この結果、各々合計23アルブミンの7/175から誘導された3つの調製物が 得られた。
これらの3つのアリコートの1つにある材料の1720を用いて、分離されたペ プチドの配列をチェックした。これは、Applied Biosystems  Inc。
(U、 S、 A、 lの47OA気相シークエネークー(5equena−t or)を用いた自動気相配列決定によって確認された6段階的に遊離されたフェ ニルチオヒグントイン(PTH)アミノ酸誘導体をオンラインPTHアミノ酸分 析器(Applied Biosystems Inc、12 OA )で分析 した。シークエネーター(5equenator)及びPTH分析器は、製造業 者の指示に従って作動させた。サイクル1から6までの遊離されたPTHアミノ 酸のHPLCクロマトグラムが、第19図に示されている。配列は、予想とおり YGGFLKであった。この中間ペプチドの収量を計算するのには、第1のサイ クルのPTHアミノ酸の収量を用いた(種子1グラムあたり251〜277 n mol) e エンケファリンからの余 なリジンの2、去前段階の結果得られた3つのアリコ ートをpH8,5の0.2MのN−エチルモルフォリン1004中に再度懸濁さ せ(ベルギー、 Janssen Chimica)、各々の3分の1を37℃ で0.2ugのカルボキシベブチターゼE (Boehringer Manh eim、配列決定グレード)で処理した。3つのアリコートをそれぞれ5分、1 2分及び17分間処理したが、3つの消化物は全て同等に有効であることがわか った。消化の後、上記脱塩の項で記されているものと同じ装置、カラム及び勾配 を用いてHPLCによってエンケファリンを純化させた。
アミノ酸分析を行なうことにより、エンケファリンの最終的収量を決定した。上 述の3つのアリコートの合計量の1/150にあたるアリコートを6NHCJ2 .0 、05 % 7 エノ)Ii 400 N (D中で110℃で24時間 加水分解した。加水分解産物を乾燥させ、アミノ酸をフェニルチオカルバモイル (PTC)残基に誘導体合成した(Bildingmeyer他、1984年) 、P I Co−TAGアミノ酸分析システム(米国マサチューセッツ州Mil ford Millipore。
Waters社)を用いて数量化した。内標準としてアルファアミノブチル酸を 用いて3つの標本の各々についてエンケファリンペプチドの収量を計算した。3 つの測定値の平均に基づき1種子1gあたり206 nmolのエンケファリン という最終収量を計算した。
最終的に得られたペプチドの同一性は三つの方法で確認された。まず第一に、そ のアミノ酸組成であリ、これは、Gly、1.76;Tyr、1.00;Leu 、1.15及びPhe、1.02の分子比を示していた。第2に、その逆相HP LCカラム上での保持時間は、基準エンケファリンペプチドのものと一致してお り(第20図)、最後に、そのアミノ酸配列が決定された。これらの基準は、明 確に、キメラ2Sアルブミンから分離されたペプチドをロイ−エンケファリンで あるものとして識別している。
鳳旦 上述の方法の第3の例として、2つの成長ホルモン放出因子(GHRF)の類似 体の生成のための手順が与えられる0位置27におけるメチオニンがロイシンに より置換され、カルボキシル末端基がさまざまな方法で変更されているか又は4 つのアミノ酸により短縮されてさえいるような当初分離された44のアミノ酸ペ プチド(Gui11emin他、1982年)の合成及び天然の類似体は、活性 であることが示された(Kempe他、1986年: Rivier他、198 2年)、この場合、以下GHRFL及びGHRFSと呼称される2つの類似体が 生成される0両方の場合共、位置27にメチオニンの代りにロイシンの置換を取 り込んでいる。G)IRFLは、ペプチドの天然形態においてみられるようにカ ルボキシル末端基がL e u −N H*であるような形で生成される(Gu illemin他、1982年)、GHRFSはArg−Hse−NH*で終る 。ここでHseはホモセリンを意味する。この類似体は、生物学的に活性である ことがKempe他(1986年)により示されている6両方の類似体は共に、 2Sアルブミン内でメチオニンコドンを側面に有しており、そのためCnBrで の処理によって開裂されつる。このことはいずれの類似体も内部メチオニンを含 んでいないことから可能なのである。HPLC技術を用いた2つのペプチドの分 離の後、これらは化学的に修飾されて、その結果Leu−NH*及びArg−H se−NHgカルボキシル末端が得られる。
2つのGHRF類似体及びCnBr開裂部位をコード付けする1組の合成オリゴ ヌクレオチドは、紅助力鼠旺旦」加状匡凹の2Sアルブミンをコード付けするゲ ノミッククローン内の超可変領域全体について置換される。6番目及び7番目の システィン残基に隣接するいくつかのアミノ酸のみが残った。このキメラ遺伝子 は、その天然のプロモータ及びシグナルペプチドの制御下にある。そのプロセス 及び構造は、第21図及び第22図に図式的に示されている。構成全体を、アグ ロバクテリウムを媒介とする形質転換システムを用いてタバコ、Arabido  sis thaliana及びBrassica n社胚へと移入(転移)さ せる、植物を再生させ、開花後に種子を収集して、2Sアルブミンを純化させる 。GHRFペプチドを、CnBrを用いて2Sアルブミンから開裂させ、(なお この印割部位はオリゴヌクレオチド内に組込まれている)、次にHPLC技術を 用いて回収する。
Arabido sis thaliana2 Sアルブミン゛ のり三二三之 l k吐■肚旦り旦旦n皿遺伝子は、例■に示されている事項に従ってクローニング された( Krebbers他、1988年も参照のこと)、すでに公式の記録 に載っているように、この遺伝子を含むプラスミドはPAT2S1と呼ばれる。
AT2S1と呼ばれる、この遺伝子を含む領域の配列は、第13図に示されてい る。
2、AT2S1’ の 口 パ の びAccIo<による AT2S1の超可変領域の一部分は、以下のオリゴヌクレオチドと置換される: 5’−CCA ACCTTG AAA GGTmer なおここで下線の配列は、AccI部位を表わし。
周囲の配列は、保持されるべきArabidopsis 2 Sアルブミン遺伝 子の超可変領域のコード付は配列に対し相補的な配列である。この結果、最終的 に、オリゴヌクレオチドの下に記されているアミノ酸配列が得られる。
AT2S1の超可変領域をコード付けする配列の一部分の欠失及び置換は、プラ イマーとしてオリゴヌクレチドを用い、部位指向性突然変異誘発を使って行なわ れる0例工に示されているように、5tanssens他(1987年)のシス テムが用いられる。
このプロセスの個々の段階は、以下のとおりである。
−AT2S1遺伝子のコード付は領域を含むpAT2s1のHindIrlフラ グメントのpMa5−8へのクローニング(I)、このベクターはCm”遺伝子 内でアンバー突然変異を続行し、アンピシリン耐性を規定する。この結果得られ るプラスミドは、pMacAT2slと呼称される(第21図、ステップ1を参 照)ニ ー 偽ウィルス粒子からのこの組換え体の一本鎖DNAの調製(■): −相補性p M c型プラスミドからのHindIII制限フラグメントの調製 (1)、pMc型のベクターは、Ap耐性標識内にアンバー突然変異が取り込ま れている一方で、野生型Cm”遺伝子を含んでいる;−試験管内DNA/DNA 交雑による間隙二本鎖DNA (以下gdDNAと呼ぶ)の構成(■)。
gdDNAにおいて、標的配列は一本鎖DNAとして露出されている。交雑混合 物のその他の構成成分からのgdDNAの予備的な純化は不要であるニー gd DNAへの30−mar合成オリゴヌクレオチドのアニーリング(V)。
−同時試験管内klenowD N Aボリメラーゼエ/DNAリガーゼ反応に よる、残りの一本鎖間隙の充てんとニックのシーリング(■); −Cm耐性について選択する、mutS宿主すなわち誤対合修復における欠失菌 株の形質転換:この結果、混合プラスミド後代が生成される(■)。
−アンバー突然変異を抑制することのできない宿主の再形質転換による鋳型スト ランド(p M a−型)から誘導される後代の除去(■)、Cm耐性に関する 選択の結果、間隙あるストランドすなわちその中に突然変異誘発オリゴヌクレオ チドが取り込まれているストランドから誘導された後代が豊富になるニ ー 望ましい突然変異の存在に関する、再形質転換の結果として得られたクロー ンのスクリーニング、結果として得られるAT2S1の欠失した圧可変領域を含 むプラスミドはpMa (AT2SIC40と呼ばれる(第21図ステップ2を 参照)。
3、召口・・弔域をコード・しする ダが したAT2Sl遺伝 へのGHRF をコード・口する西牲二垣込 上述のように、超可変ループのほとんどをコード付けする配列が除去されたとき 、AccI部位がその代りに挿入された1問題の配列はこのAccI部位内に挿 入されるが、第2のAccI部位も又、変更された遺伝子を含むHi n d  IIIフラグメント内に存在する。従って、変更された遺伝子を含むN d e  I −HindIIIフラグメントは、同様にNde I及びHi n d  IIIで切断されたクローニングベクターp B R(322) (Boliv er、1977年)にサブクローニングされる。2Sアルブミン遺伝子内のNd eI部位の位置は、第4図に示されている。結果として得られるサブクローンは pBRAT2s1と呼ばれる(第21図、ステップ3)、成長ホルモンの2つの バージョンをコード付けする配列は、アニーリングされたときGHRFの完全な 配列を形成するような一連の相補的合成オリゴヌクレオチドを構成することによ りpBRAT2slのAccI部位内に挿入される。AT2S1のものとほぼ一 致するようにコドン使用が選択され、診断目的で用いられるべき制限部位(St yI)が含み入れられ、GHRFコード付は配列の末端にはEamHI及びPs tI部位に対し相補的な千鳥型末端基が、上述のステップの後2Sアルブミン遺 伝子の読取り枠が維持されるようにするための追加の塩基と合わせて含み入れら れた。2つの構成において用いられた8つのオリゴヌクレオチドが第22図に示 されている。第22A図において、オリゴヌクレオチドの限界は垂直線により示 されており、配列の上下の数字はその番号を表している。オリゴヌクレオチド( 4及び8)において、囲み内に入っている塩基は除外され、その結果、この構成 のGHRFSバージョンが得られる。第22A図中☆印が付いている塩基は、G HRFLをさらに構成するために用いられるクローン(pEK7)内でTに突然 変異させられたということがわかったが、これらの変化はアミノ酸配列に影響を 及ぼさなかったため、補正されなかった。GHRFペプチドのペプチド配列及び CnBr部位を与えるために含まれているメチオニンは、DNA配列の上に示さ れている。各末端の張出し塩基は、フラグメントをB a m HI及びPst I部位に結紮するのに役立つ、これらはS1消化により除去される0次に、第2 2B図に示されているように、鈍端フラグメントがpBRAT2s1のKlen ow処理されたAccI部位へと結紮される。AccI部位の読取り枠文脈は、 図の上部に示されており、開裂部位はマで表わされている。処理の結果は下にあ り、AccI部位及びその充てんの結果得られた塩基は、太字で示されている。
各々の構成において用いられている6つのオリゴヌクレオチドは全て、キナーゼ 化された。アニーリング反応のためには、各々のオリゴヌクレオチド2pモルを 合計12pJ!の体積になるよう組合わせた。混合物を10分間90℃で保温し 、10分間約65〜70’Cの温度へと移行させ、それから35〜45分にわた って30〜35℃まで漸進的に冷却させた。この時間の終了時点で、リガーゼバ ッフy (Maniatis他、1982年)及び1.5ユニツトのT4−リガ ーゼを付加し、体積を15dに調整し、混合物を16℃で一晩保温した0次に混 合物を5分間65℃に保温し、その後、100mM NaCε制限エンドヌクレ アーゼバッファ2−51tJl (Maniatis他、1982年)、Bam HI及びPatIの各々を5〜10ユニツト付加し、体積を254に調整した。
この消化物は、結紮段階中に形成したコンカテマーを開裂するためのものである 。45分間の消化の後、反応物をフェノール/クロロホルムで抽出し、沈降させ 、BamHI及びPstIで消化され細菌アルカリフォスファターゼで処理され たp U C18(Yanisch−Perron他、1985年)と結紮され たもの5μを含む10パ中に再度懸濁させた。標準的な技術による細菌細胞の形 質転換の後(Maniatis他、1982年) 、 stpという標識のつい たオリゴヌクレオチドNo、 1末端を用いてGrunstein(1975年 )の方法により組換え体コロニーなスクリーニングした。GHRF遺伝子の各バ ージョンからのクローンを配列決定し、pEK7 (GHRFLを含む)及びp EK8 (GHRFSを含む)と呼ばれる各バージョンについて1つずつのクロ ーンを、その後のステップで用いた(第21図のステップ4参照)。
pEK7及びpEK8のBamHI−PstIフラグメントをpBRAT2s1 のAccI部位内に挿入した(第21図、ステップ5)、オーブンリーディング フレームを維持するために行なわれた処理の詳細は、第22図に示されている。
pEK7及びpEK8を各々BaHI及びPstIの両方で切断し、S1ヌクレ アーゼで処理し、GHRFコード付は配列を含むフラグメントを、ゲル電気泳動 の後分離させた。吹にこれらのフラグメントを、AccIで切断されDNAポリ メラーゼエのKlenowフラグネントで処理されたpBRAT2s1と個別に 結紮した。結果として得られたクローンを、この目的のための合成配列が含み入 れら0れた部位である5tay I及びHindIHとの消化によりGHRFコ ード付は配列の適切な方向性についてチェックした。正しい方向性でインサート を含んでいることがわかったいくつかのクローンを配列決定した。これは、$1 ヌクレアーゼ消化がつねに厳密に制御できないことから、必要となることである 。2つのGHRF構成の各々について正しい配列をもつことの確認された1つの クローンを、その後のステップで用いた。これらは、それぞれGHRFL及びG HRFSについてpEK 100及びpEK200と呼称された。
4、 真された6 なAT2S1゛ 五 のその 醪プロモータによる 完全なキメラ遺伝子は、以下のように再構成される(第21図参照):クローン pAT2sIBgは、遺伝子AT2S1のコード付は領域を含む1.OkbのH indIIIフラグメントのみならず、遺伝子の適切な発現にとって充分な配列 をこのフラグメントの上流及び下流にて包含しているクローニングベクターpJ B65(Botterman他、1987年)内に挿入された3、6kbのB  g l IIフラグメントを含んでいる。このプラスミドはHi n d II Iで切断され、5.2kbのフラグメント〔すなわちAT2S1のコード付は領 域を含んでいないプラスミドの一部分)が分離される。クローンpAT2slは Hi n d III及びNdeIで切断され、結果として得られる320bp HindIII−Nde Iフラグメントが分離される。このフラグメントは、 追加のAcc I部位の複雑さ無く第21図のステップ5のオリゴヌクレオチド の挿入が進められうるように、pBRAT2s1の構成中に変更された2Sアル ブミンから除去されたもの(第21図のステップ3)を表わす0次にこれら2つ の分離されたフラグメントを、3方向結紮にて、修飾されたコード付は配列を含 むそれぞれpEKloo及びpEK (200)からのN d e l−H1n dIrIフラグメントと結紮させる。数多くの部位のうちのいずれかを用いて、 B a I IIフラグメント内の再構成されたHindIIIフラグメントの 適当な方向性についてチェックするため、個々の形質転換体をスクリーニングす ることができる。結果として得られるプラスミドp E K 502及びpEK 6011は、全体的にBa1IIフラグメント上に含まれている、未修飾遺伝子 と同じ側面配列ひいては同じブロモークによりとり囲まれた、超可変領域内のみ において修飾された2Sアルブミン遺伝子で構成されている。
5.11二皿且旦1 キメラ遺伝子を含むBa1mフラグメントを、例2の第3節で用いられ説明され ている二元性ベクターpGsc1703AのBglII内に挿入する(第21図 、ステップ6も参照のこと)、結果として得られたプラスミドはpTAD 12 と呼ばれる。標準的な手順を用いて(Deblaere他、1987年)、pT AD12を、同様に例■の第3節で用いられているプラスミドpMP90を有す るアグロバクテリウム菌株C58CIRifに移入する。このアグロバクテリウ ムを次に植物の形質転換のために用いる。SRI株のタバコを、標準的な手順を 用いて形質転換する(Deblaere他、1987年) 、 l OOug/ MIのカナマイシン上でカルスを選択し、耐性あるカルスを植物の再生に用いる 。
Arabido sis thaliana及びBrassica na us の形質転換のための技法は、同じベクター内で全く同じ構成を用いることができ るようなものである。上述のようなア ロバクチ1ウム・ツメファシェンスに対 する授動の後、それぞれArabido sis及びBrassicaの形質転 換のために、Lloyd他(1986年)及びklimaszewska他(1 985年)の手順を使用する。
各々のケースについて、タバコの場合と同様に、カルスを100μg / 1n 1のカナマイシン上で選択し、耐性あるカルスを植物の再生に用いることができ る。
全三種の場合、再生の初期段階において、カナマイシンを補足した媒質上で葉か らカルスを導き出すことにより、形質転換について再生体をチェックする。
(第6項も参照のこと)。
全三種の場合において、再生された植物を種子をつけるよう育てる。形質転換さ れたさまざまな植物は、異なる表現レベルをもつと予想されうるため(「位置の 効果J Jones他、1985年)、当初複数の形質転換体を分析しなくては ならない、これは原則として、RNA又はタンパク質のいずれかのレベルで行な うことができる。この場合、Beacby他(1985年)に記されているよう に種子RNAを調製し、標準的な技法を用いて(Thomas他、1980年) 、ノーザン・プロット法を行なった。 Brassica及びArabido  sisの両方の場合においては、キメラ遺伝子全体は内因性遺伝子との交差交雑 という結果をもたらすため、2Sアルブミン内の挿入に対し相補性のオリゴヌク レオチドプローブを用いた。すなわち構成を作るのに用いたようなオリゴヌクレ オチドの1つを用いることができる、各々の種について、1つ又は2つの個々の 植物を選択し、以下に開示するようなさらに詳しい分析に用いた。
まず、キメラ遺伝子のコピ一番号を、形質転換された植物の葉の組織からDNA を調製しくDellaporta他、1983年)、上で用いられているオリゴ ヌクレオチドでブロービングすることによって決定する。
例IIに説明されているように、高塩分抽出、ゲルろ過及び逆相HPLCによっ て、2Sアルブミンを純化する。
天然GHRFに対する市販の抗体(tJ CB −Bioproducts、  Drogenbos、ベルギー)を用いた免疫学的技法により、キメラ2Sアル ブミンの正しい溶離回数(時間)を測定する。
B)キメラ2Sアルブミンの 裂 びGHRFオ似体1り1塁 2Sアルブミンを含む脱塩、HPLC純化されたGHRFを次にCN B r  (Gross & Witkop、1961年)で処理する。CnBrは、なお C0OH末端基に付いている余分なホモセリン/ホモセリン−ラクトンでGHR F類似体を遊離させる。GHRF類似体を、例IIに示されているように、古典 的な逆相HPLC技法を用いて純化させ、例Hに示されている方法を用いて、そ のアミノ酸配列を決定する。 Kempe他(1986年)が記しているように アンモニア、n−ブチルアミン及びn−ドデシルアミンを用いて、分離されたG HRFSB似体をアミド化する。この結果が、説明されるArg−Hse−NH *末端である。
カルボキシル末端になお余分なメチオニンを有する第2の類似体GHRFLをま ずカルボキシペプチダーゼBで処理し、カルボキシル末端ホモセリン残基を除去 する(Ambler、1972年)、その結果、Leu−Gly−COOH末端 が得られる。 Kreil (1984年)に記されているように、カタラーゼ 及びアスコルビン酸塩の存在する中でD−アミノ酸オキシグーゼで処理すること により、グリシン−Coo)I末端は、アミド−CONH、及びグリオキシル酸 末端に変換される。この−組の酵素段階の結果、最終的なアミド化されたGHR FL類似体が得られる。
従って、前記諸例は、ロイ−エンケファリン又は成長ホルモン放出因子をコード 付けするインサートを中にとり込むよう2Sアルブミン貯蔵タンパク質をいかに 変更するか、そしてそれに続く相応する変更された前駆体核酸を含む適切なプラ スミドを用いたタバコ、紅蝕力桓匣旦及びBrassica細胞の形質転換、形 質転換された植物細胞の相応する植物への再生、種子形成段階に至るまでのその 栽培、種子の回収、そこからの雑種2Sアルブミンの分離そして最終的に純粋な 形でのかかる雑種タンパク質からのロイエンケファリン又はGHRFの回収につ いての完全な例示を与えている。
従って本発明が、タンパク質又はポリペプチドの遺伝的処理技術及びその天然の 形態に近い形態でそれらを生み出す条件の下で大量にこれらを生産する技術を提 供するものであるということは直ちに明白である。
又当然のことながら、本発明は上述の例に限られているわけではない、当業者は 、各々のケースにおいて、問題となっているいずれかの一定のポリペプチド又は ペプチドの生産に用いるべき貯蔵タンパク質、その性質(例えば、相応するDN Aインサートを最もうまく収納するためそれが含んでいる適切な制限部位に応じ て)を選択し、問題のペプチドが究極的に開裂、回収及び純化されつるもとであ る相応する雑種タンパク質を生成するための、形質転換されるべき種子形成植物 の性質に基づく最適な種子特異的プロモータの選択を適切に行なうことになる。
以下に、本書に記されているプロセスの段階のいくつかを達成するための既知の 方法又は本発明の実施に先立って立証された一般的知識に対し参照指示がなされ た範囲内で本開示全体を通して基準とされてきた参考文献を、妃ず。
なお、以下のことをさらに確認しておく:・−ブラ、スミドpGV2260は、 1983年12月にDSMに2799にて寄託されたこと、−プラスミドI)  S OY L E Aは、1987年8月3日付で、DSMに4205にて寄託 されたこと、−ブラスミドエ3BN2Slけ、1987年8月3日付でDSMに 4205にて寄託されたこと、−プラスミドp M a 5−8は、1988年 5月3日付で4567にて、又pMcは同日4566にてDSMに寄託されたご と、 −プラスミドpAT2S 1は、1988年10月7日付で、D S Mに48 79にて寄託されたこと、−プラスミドpAT2sIBgは、1988年10月 7日付でDSHに4878にて寄託されたこと、 −プラスミドpGsc1703Aは、1988年10月7日付でDSMに488 0にて寄託されたこと、 −プラスミドpEK7は、1988年10月7日イ寸でDSMに4876にて寄 託されたこと、−プラスミドpEK8は、1988年JO月7日イ寸でDSMに 4877にで寄託されたこと6ただし、これらは全て、当業者がいかなる発明性 の作業を実施しなくても入手可能な遺伝材料から再生することのできるような構 成である。
艷1文児 −Altenback、 S、B、、 Pearson、 K、W、、 Leu ng、 F、W、。
Sun、 S、S、M共著(1987年) Plant、 Mo1. Biol (植物分子生物学)、旦、239−250゜−Ambler、 R,P、著(1 972年) 、rMethod inEnzym、 (酵素学諸法)」1支、1 43−154゜−Ampe C,、Van Damme、 J、、 de Ca 5tro、 L、A、B、。
Sampaio、 M、J、A、M、、 Van Montagu、 L及びV andekerckhove、 J、共著(1986年)、r Eur、 J。
Biehem (欧州生物学ジャーナル)J159.597Rapaport、 、 T、A、共著(1983年)、rEur、 J。
Biochem、) l 33.321−326゜−Bpaehy、 R,N、 、 Chen、 2.−L、、 Horsch R,B、。
Rogers、 S、G、、 Hoffman、 N、J、及びFraley  R,T。
共著(1985年) rEMBo Ji4.3047〜3053゜ −Benton、W、D、及びDavis、 R,W共著(1977年)r 5 cience (科学)」、196.180−182゜−Bergman、 L 、W、及びKuel、 W、N、共著(1979年) J、 Biol Che w、(生科学ジャーナル)」254.5690−5694゜ −Bildingn+eyer、 B、A、、 Chohen S、A、及びT aruinT、1.、共著(1984年) rJ、 of Chromatog raphy(クロマトグラフィジャーナルJ、−336,93−104゜ −Blobel著(1980年) Proc、 Natl、 Acad 5ci (国立科学アカデミ−会報」エユ、1496−1500゜ −Bolivar、 F、、 Rodriguez、 R,L、、 Green e、 P、J、。
Betlach、 M、C,、Heynecker、 H,L、、 Boyer 、 H,W、。
Crosa、 J、H,及びFal、kow、 S、共著(1977年〕rGe ne(遺伝子)」λ、95゜ −Botterman、 J、著(1986年) 、PhD、 Theris( 理学博士論文)ゲント大学。
−Botterman、 J、及びZabeau、 M、共著(1987年)r DNAJ旦、583〜591゜ −Brown、 J、W、S、、 Wandelt、 Ch、、 Maier、  U、。
Dietrich、 G、、 Schwall、 N、、及びFe1x、 G、 共著(1986年)EMBO研究集会(ワークショップ)「植物貯蔵クンバク質 遺伝子」プログラム及び要約ベージ17、Eds、 J、 Brown及びG、  Fe1x共著(フライブルグ大学)(1986年)。
−Chee、 P、P、、 Klassy、 R,C及びSlightom J 、L、共著(1986年)rGene(遺伝子)」土1.47−57゜ −Chrispeels、 N、J、著(1983年) rP1antaJ15 8.140−152゜ −Colguhoun、 D、著(1973年)掲載書: rDrugRece ptors (薬物受容体) J Rang出版、H,P、 (メリーランド州 、ボルチモア、University ParkPress) p 149−1 82 。
−Craig、 S、 & Goodchild、 D、J、共著(1984年 ) rProtoplasma (原形質)J122.35−44゜ −Crouch、 M、L、、 Tembarge、 K、M、、 Simon 、 A、E、及びFerl、 R,(1983年) 、rJ、 Mo1. Ap pl、 Gen。
(分子応用遺伝学ジャーナル)」工、273−283゜ −DeBlaere、 R,、Reynaerts、 A、、 Hofte、  H,。
Hernalsteens、 J、−P、、 Leemans、 J、及びVa nMontagu、 M、共著(1987年)、「酵素学諸法」(印刷中)(な お印刷中E、に、?) −De Ca5tro、 L、A、B、、 Lacerada、 Z、、 Ar amayo。
R,A、、 Sampaio、 M、J、A、M、及びGander E、S、 共著(1987年) r Mo1. Gen、 Genet (分子遺伝子遺伝 学?)J206.338−343゜ −Dellaporta S、L : J、 ; Wood、 J、及びHic ks、 B。
(1983年)「植物分子生物学報告書」1.1 9−2 1゜ −De Wit、 J、L、著(1978年)、「タバコのモザイクウィルスの 核磁気共鳴」に関する理学博士論文、 Landbouwhogeschool  Wogeningen、オランダ、p72−85゜ −Ellis、 J、R,、5hirsat、 A、H,、Hepher、 A 、。
Yarwood、 J、N、、 Gatehouse、 J、A、、 Croy 、 R,R,D。
’ Mo1ecular Biology(植物分子生物学)」1旦、203− 214゜ −Engvall、 E、及びPe5ce A、J、共著(1978年)、rS cand、 Immunol、 5upp1. (スカンジアビア免疫学増刊号 」7゜ −Er1cson、M、L、、Rodin、J、、Lenman、M、。
Glimeliums、 K、、 Lars−Goran、 J、及びRak、  L、共著(1986年) rJ、 Biol、 Chem、 (生化学ジャー ナル)J261.14576−14581゜−Fromm、 ・・・、Tayl or、 W、及びWalbot、 V、共著(1985年) rProc、 N atl、 Acad、 Sci (国立科学アカデミ−会報」且、5824−5 828゜−Goldberg、 R,B、、 Ho5chek、 G、、及びV odkin。
L、0.共著(1983年)rcell(細胞)J33.465−475゜ −Greenwood、 J、S、及びChrispeels、 M、J、共著 (1985年)、r Plant Physiol、 (植物生理学)」エユ、 65−71゜ −Gross、 E、及びWitkop、 B、共著(1961年)rJ、 o f Amer、 Chem、 5oci (米国化学学会誌)」83.1510 −1511゜ −Grunstein、 M、及びHogness、 D、共著(1975−G ubler、 U−及びHoffman、 B、J、共著rGene(遺伝子) 」旦、263−269゜ −Guillemin、R,、Brazeau、P、、B B 13hlen、 P、。
Esch、 f、、 Ling、 N、及びWehrenberg、 W、B、 共著(1982年) r 5cience (科学)」スユ、585−587゜ −Harris、 B、及びDure、 L、共著(1981年)r Bioc hemistry (生化学)」1ユ、3250−3256゜ −Herman、 E、M、、 5hannon、 L、M、及びChrisp eels。
ν、J、共著(1986年)、掲載書「種子貯蔵タンパク質及びレクチンの分子 生物学J L、M、、 5hannonand M、J、Chrispeels  Eds、、米国植物生理学者学会。
−Higgins、 T、J、V、著(1984年) r Ann、 Rev。
Plant Physiol、 (植物生理学年報)J35.191−221゜ −Higgins、 T、J、V、、Llewellyn、 D、、 newb igin、E。
及び5pencer、 D、共著(EK?シンポジウム参照資料十日イ寸) −Hirs、 C,H,W、共著(1956年) 、 J、 Biol。
Chem、 (生化学ジャーナル)219,611−621 。
−Hoffman、L、M、、Donaldson、D、D、、Booklan d。
R,、Ra5hka、 K1. Herman、 E、M、共著(1987年) EMBOJ、旦、3213−3221゜−Hollenberg、C,P、、R oggenkamp、R,、Re1pen、G。
及びBielefeld、 M、(1985年)、掲載書:rQuo vadi s J r遺伝子工学により生み出される治療薬」0編集者: Joyeux、  A、、 Leygne、 G、、 Morre。
M、、 Roncucci、 R,、及びSchmelck、 R,P、H,5 ANOFI−Horsch、 R,B、、 Fry、 J、E、、 Hoffm ann、 N、L、。
Eichholtz、 D、、 Rogers、 S、G、及びFraley、  R−T−共著(1985年)、rScience (科学)J227.122 9−1231゜ −Hughes、 J、、 Sm1th、 T、、 Morgan、 B、及び Fothergill、 L、共著(1975a) rlife Sci。
(生命科学)」1互、1753−1758゜−Hughes、 J、、 Sm1 th、 T、W、、 Kosterlitz、 HJ、。
Fothergill、 L、A、、 Morgan、 B、A、及びMorr is。
H,R,(1975b) 、rNatureJ 25B、577−579゜ −Hunt、 L、T、及びDayhoff、 M、0. (1976年)。
掲載書:「タンパク質の配列及び構造地図」、繻集音: Dayhoff、 M 、0.、 National BiochemicalResearch Fo undation (国立生化学研究基金)、5ilver Spring、  Md、 Vol、 5.追補I1.ppH3−145゜ −Jagodzinski、L、、Sargent、T、、Yang、M、。
Glackin、 C,、Bonner、 J、共著(1987年)、Proc 、 Natl、 Acad、 Sci、 U、S、A、1旦、3521−352 5゜ −Jekel、 P、A、、 Weijer、 WJ、及びBeinkema、  J、J。
共著(1983年) r Anal、 Biochem、 (分析生化学)J1 34,347−354゜ −Jones J、D、G、 ; Dunsmuir、 P、及びBedkro ok、 J。
共著(1985年)EMBOJ、 4 (10)、 2411−2418゜ −Josefsson、 L−G : Lenman、 M、、 Er1cso n、 M、L、及びRa5k、 L、共著(1987年) 、 J、 Biol 、 Chem。
(生化学ジャーナル)、262 (25)、12196−12201゜ −Jung、 G、、 J (3uβttner、 F、、 rchem、Zt gl 96(11)、603−611゜ −Kempe、 T : Chow、 F、、 Peterson、 S、M、 、 Baker。
P、、 Hays、 W、、 Opperman、 G、、 L’Italia n、 Jj、。
Long、 C,、及びPaulson、 B、共著(1986年)r Bio /Technology (バイオテクノロジー)」丘、565−568゜ −Klimaszewska、 K、及びKeller、 W、A、共著(19 85年)「植物細胞組織器官培養」迭、183−197゜ −Kollman、V、H,、London、R,E、、Hanners、J、 L、。
Gregg、 C,T、、 Whaley、 T、W、、共著r J、 Lab elledCompd、 Radiopharm、 (標識化合物放射性薬品ジ ャーナル)」、1互(6) 、833−842゜−Koncz、 C,及び5c hee1. J、共著(1986年)、Mo1. Gen、 Genet (分 子遺伝学?)204.383−396゜ −Krebers、 E、、 Herdies、 L、、 DeClercq、  A、。
5eurinck、J、、Leemans、J、、Vandamme、J、。
Segura、 M、、 Gheysen、 G、、 Van Montagu 、 M、及びVandekerckhove、 J、共著(1988年) 、r PlantPhysiol、 (植物生理学)」、旦旦(4)、859−866 ゜ −Kreil、 G、著(1984年)、「酵素学諸法」然)J227.680 −685゜ −Land、H,、Grez、kl、、Hauser、H,、Lindenma ier。
W、及び5chuetz、 G、共著(1981年)。
rNucl、 Ac1ds Res、 (核酸研究)」旦、2251−2266 ゜ −Larkins、 B、A、及びHurkman、 W、J、(1978年)  rPlant Physiol、 (植物生理学)」、且、256−263゜ −Lewis、 R,V、、 5tein、 S、及びUdenfriend、  S、共著(1979年) 、rInt、 J、 Peptide Prote in Res。
(国際ペプチドタンパク質研究ジャーナル)」。
■、493−497゜ −Lloyd、 A、M、、 Barnason、 A、R,、Rogers、  S、G、。
Byrne、 M、C,、Fraley、 R,T、及びHorsh、 R,B 、共著(1986年) 、rScience (科学)J234゜464−46 6゜ −Loenen及びBlattner共著(1983年)、rGeneC遺伝子 )」且、171゜ −Lord、 J、M、著(1985年) 、 Eur、 J、 Bioche m。
(欧州生化学ジャーナル)、146.403−409゜ −Maniatis、 T、、 Fr1tsch、 E、F、及びSambro ok、 J。
共著(1982年)、「分子クローニングJ ColdSpring Harb or Laboratory、 Co1d Spring Harbor。
ニューヨーク。
−Marris、 C,、Ga1lois、 P、、 Copleyj、及びK reis。
N、共著(1988年)、「植物分子生物学」−り旦、359−366゜ −Marton、 L、、 Wullems、 G、J、、 Mo1endij k、 L、及び5chilperoort、 R,A、共著(1979年]、  rNatureJ、277.129−131゜ −Maxam、 A、M、及びG11bert、 ’it、共著(1980年) 「酵素学諸法J旦、499−560゜−Miller、 J、に、及びBarn es、 W、M、共著(1986年) 、 Proc、 Natl、 Acod 、 Sci、 USA、 83.1026−1030゜ −モリナガ、T1.サカイ、 N、、 Wegmann、 T、、クナオキ、T 、共著(1983年) 、 Proc、 Natl、 Acad。
Sci、旦0.4604−4606゜ −オオツ力、E2.マツイ、S、、イヶハラ9M、。
タカハシ、Y、及びマツパラ、L共著(1985年) 、rJ、 Biol、  Chem、J 260.2605−2608゜ −オカムO,J、に、、ジョフクに、 D、及びGoldberg、 R。
B、共著(1986年) * Proc、 Natl、 Acad、 Sci。
USA、1旦、8240−8244゜ −オカヤマ、H9及びBerg、 P、共著(1982年)。
r Mo1. Ce11. Biol、 (分子細胞生物学)」Z。
161−170゜ −Pa5ternak、 G、W、、 Wilson、 H,A、及び5nyd er、 S。
H4共著(1975年) 、 Mo1. Pharmacol、(分子薬理学) 、上ユ、340−350゜ −Perlman、 +1.及びHaLvorson、 H,0,共著(198 3年) rJ、 Mo1. Biol、(分子生物学ジャーナル」167.39 1−409゜−Radke、S、E、、Andrews、B、M、、 Mo1o ney、 M、M、。
Crouch、 M、L、、 Kr1dl、 J、C:、及びKnauf、 V 、C,共著(1988年) 、 Theor、 Appli、 Genet、  (理論的応用遺伝学)751.685−694゜ −Rivier、 J、、 5piess、 J、、 Thorner、 M、 及びVale、 W、共著(1982年) 、rNatureJ 300.27 6−278゜ −Roden、 L、T、、 Miflin、 B、J、、 Freedman 、 R,B、共著(1982年) FEBS Lett、 138.121−1 24゜ −5cofield、 S、R,及びCrouch、 M、L、共著(1987 年) 、rJ、 Biol、 Chem、 (生化学ジャーナル)」262 ( 25)、12202−12208゜−Seiringer、B、R,、Lieb isch、D、C,、Gramsch。
C,、Herz、 A、、 Weber、 E、、 Evans、 C1,、E sch、 F。
S、及びBoehlen、 P、共著(1985年) 、 rNatureJ3 13、57−59゜ −Sengupta−Gopalan、C,、Re1chert、N、A、。
Barker、 R,F、、 Hall、 T、C,及びKemp、 J、D、 共著(1985年) 、rProc、 Natl、 Acad、 Sci、 U SAJ82、3320−3324゜ 一5harief、 F、及びLi、 S、S、共著(1982年)。
r J、 Biol、 Chem、 (生化学ジャーナル)J257.1475 3−14759゜ −Simantov、 R,及び5nyder、 S、H,(1976年)r  Life Sci、(生命科学)J 18.781−788゜ −Slightom、 J、L、及びChee、 P、P、共著(1987年)  、rBiotech、 Adv、(バイオテクノロジーの進歩?)」旦、29 −45゜ −5tanssens、 P、、 McKeown、 Y、、 Fr1edri ch、 K、、及びFr1tz、 H,J、共著(1987年) 、 ENBO 実験所講座マニュアル: 「指向性突然変異誘発及びタンパク質工学J、198 7年7月4〜18日於: Max Planck 1nstitute FBu βr Biochemie。
Martinsried、西ドイツ。
−Staswick、 P、E、著(1988年) r PlantPhysi ol、 (植物生理学)J8ユ、250−254゜ −タカハシ、Yl、カトウ、キクヤ、ハヤシザキ。
Yl、ワカバヤシ、■、、オーツカ、E、、マツイ、S、。
イケハラ9M、及びマツバラ、に、共著(1985年)、rProc、 Nat l、 Acad、 Sci、 U、S、A、 J、82.1931−1935年 。
−Thomas、 P、S、著(1980年) 、 Proc、 Natl。
Acad、 Sci、 77.5201゜−Towbin、 H,、5taeh elin、 T、及びGordon、 J、共著(1979年) 、 Proc 、 Natl、 Acad、 Sci。
(υ、S、A、)ヱ」−14350−4354゜−Velteu、 J、、 V elten、 L、、 Hain、 R,及び5chell。
J、共著(1984年) EMBOJ、旦、2723−2730゜ −Walling、 L、 Drews、 G、N、及びGoldberg、  R,共著(1986年) 、Proc、 Natl、 Acad、 Sci、8 3.2123−2127゜ −Yang、 F、、 Luna、 V、G、、 McAnelly、 R,D 、。
Noberhaus、K、H,、Cupples、 R,L、、 Bowman 、B、H,共著(1985年)、rNucl、 Ac1ds Res、 (核酸 研究)1皿、8007−8017゜ −Yanisch−Perron、 C,、Vieira、 J、及びMess ing。
J、共著(1985年)rGene(遺伝子)」、−Youle、 R,及びH uang、 A、I(、C,共著(1981年) rAmerican J、  Bot、 (米国植物学ジャーナル)」且、44−48゜ へ計種 タンパク”の 率で表わした2SアルブCompositae Helianthus annuus (ヒマワリ) 62%Crucifer ae Brassica spp、(アブラナ) 62%Linaceae Linum usitatissimum (アマニ) 42%Legumin osae は且二Lz山比肚旦胚 (ハウチワマメ) 38%Arachis h o a ea (ビーナツツ) 20%Lecythidaceae Bertholletia excelsa (ブラジルナツツ)30%Li1 iaceae 世:ca spp、(ユッカ) 27%Euphorbiacae Ricinus communis (トウゴマの実) 44%(出典 You le & Huang、1981年)さ ト 2Sアルブミンタンパク質配列の比較 FIGURE 3 大きなサブユニット FIG、4 pL・ I Dd・■ C/ T NAG pBN2s1 pUc 1B 区瓜胆虱印史 pL)C1BSLBN3 −木鎖調製 PS FY会 164 CCTTCrTTC丁ACTAAATCTCAAACAAACCCTCAAAG CGTATGkGAGTGTGGTTGTTGAT^5tOTA丁^CATGT 丁GACACT丁GACACATACCACACCTCATCGT+dGTTT TATGATAAATGT 59フFLG、13 PQGQQQEQQLFQQCCN!LRQ!GGICAICAICAIGAI CAICAIXTITTICAICAITGITGIAAIG^FIG、Ik た■ニ一旦 ■トμL■ ムnニー往 Fiaure 22: KGI H AAA GGT’AT A CAC TTT CCA TA’T GTG 国際調査報告 L+++−南−^帥’−””NII PCT/EP 811100944+mm −^m−1”” PCT/EP 88100944−一−−−^陣−−+−m、 PCT/EP 88100944国際調査報告 EP 8800944 SA 25648

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)種子形成植物内で関心の対象である一定のポリペプチドを製造するための 方法において、−一世代又は複数世代にわたり、再生された植物細胞から又はこ の再生植物細胞から得られた植物の種子から得た植物を栽培する段階、(なおこ こにおいてかかる植物内で複製可能なこの植物細胞の遺伝的遺産又は情報には、 種子特異的なプロモータの制御下に置かれた各酸配列が含まれている);−栽培 された植物の種子を回収し、その中に含まれている雑種貯蔵タンパク質を抽出す る段階;−開裂部位レベルで前記雑種貯蔵タンパク質から関心の対象であるペプ チドを切り出す段階;そして −問題のペプチドを純化された形で回収する段階(なおこのペプチドは、かかる 植物のシグナルペプチドを含む貯蔵タンパク質の前駆体の少なくとも一部分をコ ード付けするmRNAに転写され、前記核酸は、以下「前駆体コード付け核酸」 と呼ばれる) を含むこと、 ・かかる核酸には、1つのヌクレオチド配列(以下「関連配列」と呼ぶ)が含ま れ、かかる関連配列は、その(関連配列)中で自ら(インサート)をとり囲む未 修飾部分と共に読取り段階においてオープンリーディングフレームを形成する非 相同核酸インサートにより修飾された可欠領域を含んでいること、 ・かかるインサートは、前記問題のポリペプチドをコード付けするヌクレオチド セグメントを含んでいること、 ・前記非相同ヌクレオチドセグメントは、このインサート又は隣接する末端のい ずれか又はその両方に属するヌクレオチドを有する単数又は複数のコドンにより 、前記関連配列の周囲の未修飾部分の隣接する末端に連結されていること、 ・前記単数又は複数のコドンは、修飾された関連配列によりコード付けされた雑 種貯蔵タンパク質又は貯蔵タンパク質サブユニット内の問題のペプチドをとり囲 む選択的に開裂可能な周縁部位を構成する単数又は複数のアミノ酸残基をコード 付けすることを特徴とする方法。
  2. (2)前記問題のペプチドが、純化中又はその後のいずれかにおけるその分離を 可能にする選択的な開裂部位により互いから分離された生物学的に活性なポリペ プチド又はタンパク質で構成された1ユニットの反復で形作られている各請求項 に記載の方法。
  3. (3)前記植物の貯蔵タンパク質が水溶液である請求項(1)又は(2)に記載 の方法。
  4. (4)前記植物の貯蔵タンパク質が、2Sアルブミンー貯蔵タンパク質といった 2S−タンパク質である請求項(1)乃至(3)のいずれかに記載の方法。
  5. (5)前記種子特異的プロモータが、その性質上前駆体核酸と同じ核酸に属して いる請求項(1)乃至(4)のいずれかに記載の方法。
  6. (6)前記種子特異的プロモータが、その前駆体核酸との関係において非相同で ある請求項(1)乃至(5)のいずれかに記載の方法。
  7. (7)前記、問題のポリペプチドが、質量数14の炭素、質量数15の窒素、質 量数3の水素そして質量数32のリン光体から成るグループの中から選ばれた原 子を含む標識付けされたタンパク質である請求項(1)乃至(5)のいずれかに 記載の方法。
  8. (8)問題のポリペプチドをコード付けする核酸セグメントが、前記貯蔵タンパ ク質の前駆体をコード付けする天然の核酸に対し外来性のものである請求項(1 )乃至(7)のいずれかに記載の方法。
  9. (9)非相同インサートには、通常前記種子又は植物細胞の遺伝子的遺産又は情 報中に存在する前述のようなセグメントが1つ含まれていること、そしてこのと きかかるインサートの「非相同」性は、その両側でそれをとり囲み、前記前駆体 をコード付けする核酸の未変更部分に前記セグメントを連結させるような単数又 は複数のコドンに対し向けられている請求項(1)乃至(8)のいずれかに記載 の方法。
  10. (10)以下「前駆体コード付け核酸」と呼ばれ、前記植物のシグナルペプチド を含む貯蔵タンパク質の前駆体の少なくとも一部分をコード付けするmRNA内 に転写されうる核酸配列を含む組換え型DNAにおいて、 ・前記核酸にはヌクレオチド配列が1つ含まれており(以下「関連配列」と呼ぶ )、かかる関連配列は、その中で自らをとり囲む未修飾部分と共に読取り段階に おいてオーブンリーディングフレームを形成する非相同核酸インサートにより修 飾された可欠領域を含んでいること; ・かかるインサートは、前記問題のポリペプチドをコード付けするヌクレオチド セグメントを含んでいること、 ・前記非相同ヌクレオチドセグメントは、このインサート又は隣接する末端のい ずれか又はその両方に属するヌクレオチドを有する単数又は複数のコドンにより 、前記関連配列の周囲の未修飾部分の隣接する末端に連結されていること、 ・前記単数又は複数のコドンは、修飾された関連配列によりコード付けされた雑 種貯蔵タンパク質又は貯蔵タンパク質サブユニット内の問題のペプチドをとり囲 む選択的に開裂可能な周縁部位を構成する単数又は複数のアミノ酸残基をコード 付けすること、 を特徴とする組換え型DNA。
  11. (11)前記前駆体コード付け核酸が、種子特異的プロモータの制御下に置かれ ている組換え型DNA。
  12. (12)前記植物貯蔵タンパク質が2Sアルブミンのような2S−タンパク質で ある請求項(11)に記載の組換え型DNA。
  13. (13)プラスミドである請求項(10)乃至(12)のいずれかに記載の組換 え型DNA。
  14. (14)植物細胞を形質転換することそしてかかる植物細胞内で前記修飾された 前駆体核酸配列を複製することができる請求項(13)に記載の組換え型DNA 。
  15. (15)Ti−誘導のプラスミドである請求項(14)に記載の組換え型DNA 。
  16. (16)完全な植物に再生されうるような種子形成植物の植物細胞又はかかる種 子形成植物の種子のいずれかで形成されている、問題のポリペプチドの再生可能 な供給源において、かかる植物又は種子は、前記植物細胞の再生の結果として得 られる植物の一世代又は複数の世代の結果として得られること、さらに前記植物 細胞又は種子の遺伝的情報を支持するDNAは、種子特異的プロモータの制御の 下に置かれた、前記植物の貯蔵タンパク質の前駆体に相当するmRNA内に転写 されうる、シグナルペプチドをコード付けする配列を含めた1つの核酸又はその 一部分を含んでいること、そして ・前記核酸配列には、成熟した貯蔵タンパク質をコード付けする関連修飾配列又 はこの成熟した貯蔵タンパク質の単数又は複数のサブユニットに対しコード付け する複数の副配列のうちの1つが含まれていること; ・前記関連配列の修飾は、その可欠領域の1つの中で起こり、自らをとり囲んで いる未修飾部分と読取り段階において1つのオーブンリーディングフレームを形 成する非相同核酸インサートで構成されること、 ・前記インサートには、前記問題のポリペプチドをコード付けするヌクレオチド セグメントが含まれていること; ・前記非相同ヌクレオチドセグメントは、このインサート又は隣接する末端のい ずれか又はその両方に属するヌクレオチドを有する単数又は複数のコドンにより 、前記関連配列の周囲の未修飾部分の隣接する末端に連結されていること、 ・前記単数又は複数のコドンは、修飾された関連配列によりコード付けされた雑 種貯蔵タンパク質又は貯蔵タンパク質サブユニット内の問題のペプチドをとり囲 む選択的に開裂可能な周縁部位を構成する単数又は複数のアミノ酸残基をコード 付けすること; を特徴とするポリペプチド供給源。
  17. (17)前記植物貯蔵タンパク質が、2Sアルブミンのような2S−タンパク質 であるポリペプチド供給源。
  18. (18)前記インサートが、合成の人工的オリゴヌクレオチドである請求項(1 6)又は(17)のいずれかに記載のポリペプチド供給源。
  19. (19)前記インサート内に含まれている非相同セグメントが、植物品種に非特 異的なポリペプチドをコート付けする請求項(16)、(17)又は(18)に 記載のポリペプチド源。
  20. (20)植物細胞環境内にある請求項(10)乃至(15)のいずれかに記載の 組換え型DNA。
  21. (21)全ての細胞が請求項(10)乃至(15)のいずれかに記載の組換え型 DNAを含んでいる、通常2S−タンパク質を含む遺伝子的に処理された種子形 成植物又はかかる植物の一部分。
  22. (22)通常2S−タンパク質を含み、その細胞の全てが請求項(10)乃至( 15)のいずれかの組換え型DNAを含んでいるような遺伝子的に処理された種 子。
JP1500933A 1987-10-20 1988-10-20 遺伝子導入植物内の修飾された貯蔵種子タンパク質遺伝子の発現による生物学的に活性なペプチドの製造方法 Expired - Lifetime JP3026985B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1341467C (en) * 1988-07-29 2004-12-07 John C. Rogers Producing commercially valuable polypeptides with genetically transformed endosperm tissue
US5589615A (en) * 1988-10-14 1996-12-31 Plant Genetic Systems N.V. Process for the production of transgenic plants with increased nutritional value via the expression of modified 2S storage albumins
AU634987B2 (en) * 1988-10-14 1993-03-11 Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuaria (Embrapa) A process for the production of transgenic plants with increased nutritional value via the expression of modified 2s storage albumins
US6222097B1 (en) 1989-07-19 2001-04-24 Calgene, Llc Use of ovary-tissue transcriptional factors for altering plant color
US6268546B1 (en) * 1989-07-19 2001-07-31 Calgene Llc Ovary-tissue transcriptional factors
US7033627B2 (en) 1990-03-23 2006-04-25 Syngenta Mogen B.V. Production of enzymes in seeds and their use
US5543576A (en) * 1990-03-23 1996-08-06 Mogen International Production of enzymes in seeds and their use
US5593963A (en) * 1990-09-21 1997-01-14 Mogen International Expression of phytase in plants
FR2704237B1 (fr) * 1993-04-19 1995-07-13 Eurolysine Procede d'adressage dans les levures.
US6310194B1 (en) * 1994-09-26 2001-10-30 Carnegie Institution Of Washington Plant fatty acid hydroxylases
US7732678B1 (en) * 1995-06-07 2010-06-08 Calgene Llc Cotton fiber transcriptional factors
US5965793A (en) * 1995-09-20 1999-10-12 Monsanto Company, Inc. Strong early seed-specific gene regulatory region
US5804694A (en) * 1995-11-06 1998-09-08 Prodigene, Inc. Commercial production of β-glucuronidase in plants
US6080913A (en) * 1996-09-25 2000-06-27 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Binary methods of increasing accumulation of essential amino acids in seeds
US7361331B2 (en) * 1996-10-18 2008-04-22 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Agriculture And Agri-Food Plant bioreactors
WO1998021348A1 (en) * 1996-11-12 1998-05-22 Battelle Memorial Institute Method of producing human growth factors from whole plants or plant cell cultures
US6066779A (en) * 1997-04-28 2000-05-23 Yan's Heterosis & Herbicide, Inc. Crop heterosis and herbicide
US6750324B1 (en) 1997-12-02 2004-06-15 Neuralab Limited Humanized and chimeric N-terminal amyloid beta-antibodies
CA2325344C (en) 1998-04-08 2017-12-05 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Methods and means for obtaining modified phenotypes
US20050060775A1 (en) * 1998-05-14 2005-03-17 Hooker Brian S. Production of human coagulation factor VIII from plant cells and whole plants
US6693185B2 (en) 1998-07-17 2004-02-17 Bayer Bioscience N.V. Methods and means to modulate programmed cell death in eukaryotic cells
DE60028053T2 (de) * 1999-08-27 2006-12-21 SemBioSys Genetics, Inc., Calgary Samenspezifischer promoter aus flachs (linum usitatissimum)
GB2364705A (en) * 2000-07-14 2002-02-06 Icgeb Fusion protein expression in plastids
JP4565231B2 (ja) * 2000-08-22 2010-10-20 独立行政法人農業生物資源研究所 外来遺伝子産物を植物の種子中に高度に蓄積させる方法
AU8847801A (en) 2000-08-25 2002-03-04 Basf Plant Science Gmbh Plant polynucleotides encoding novel prenyl proteases
EP2390256A1 (en) 2001-05-30 2011-11-30 Agrisoma, Inc. Plant artificial chromosomes, uses thereof and methods of preparing plant artificial chromosomes
CN100537600C (zh) * 2001-09-17 2009-09-09 孟山都技术公司 增强型蛋白及其应用方法
US7576262B2 (en) 2002-03-14 2009-08-18 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Modified gene-silencing RNA and uses thereof
DE10212892A1 (de) 2002-03-20 2003-10-09 Basf Plant Science Gmbh Konstrukte und Verfahren zur Regulation der Genexpression
ES2224792B1 (es) * 2002-06-28 2007-02-16 Era Plantech, S.L. Produccion de peptidos y proteinas por acumulacion de cuerpos proteicos derivados de reticulos endoplasmico en plantas.
US7329798B2 (en) * 2002-06-28 2008-02-12 University Of Guelph Harvest-inducible regulatory elements and methods of using same
WO2004002216A2 (en) 2002-06-28 2004-01-08 University Of Guelph Harvest-inducible genes from alfalfa (medicago sativa) and methods of use thereof
ATE405658T1 (de) 2002-07-26 2008-09-15 Basf Plant Science Gmbh Neue selektionsverfahren
US7250296B2 (en) * 2003-03-05 2007-07-31 University Of Florida Research Foundation, Inc. Nucleotide sequences of 2S albumin gene and its promoter from grape and uses thereof
US7786349B2 (en) 2003-04-09 2010-08-31 Bayer Bioscience N.V. Methods and means for increasing the tolerance of plants to stress conditions
US20070150976A1 (en) * 2003-12-09 2007-06-28 Ventria Bioscience High-level expression of fusion polypeptides in plant seeds utilizing seed-storage proteins as fusion carriers
US7915482B2 (en) * 2004-06-15 2011-03-29 Grains Research And Development Corporation Anther specific promoters and uses thereof
CN101040049B (zh) 2004-09-24 2012-07-11 拜尔作物科学公司 胁迫抗性植物
EP1999263B1 (en) 2006-03-21 2013-04-24 Bayer CropScience NV Stress resistant plants
EP2018431B1 (en) 2006-05-12 2011-08-10 Bayer BioScience N.V. Novel stress-related micro-RNA molecules and uses thereof
BRPI0701172B1 (pt) 2007-02-05 2019-11-26 Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuaria Embrapa composições e métodos para modificar a expressão de genes usando o promotor do gene da proteína de conjugação à ubiquitina de plantas de soja
BRPI0701230B1 (pt) 2007-02-05 2018-06-26 Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuária - Embrapa Composições e métodos para modificar a expressão de genes usando o promotor do gene da proteína de conjugação à ubiquitina de plantas de algodoeiro
BRPI0701826B1 (pt) 2007-03-16 2021-02-17 Embrapa - Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuária proteínas da teia de aranha nephilengys cruentata, avicularia juruensis e parawixia bistriata isoladas da biodiversidade brasileira
US20110131668A1 (en) 2007-08-14 2011-06-02 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Improved gene silencing methods
EP2443234B1 (en) 2009-06-15 2018-08-15 Icon Genetics GmbH Nicotiana benthamiana plants deficient in xylosyltransferase activity
WO2011009182A2 (pt) 2009-07-24 2011-01-27 Embrapa - Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuária Molécula de ácido nucléico isolada, construção gênica, vetor, célula transgênica, método para obtenção de uma célula e de uma planta transgênica, polipeptídeo isolado e purificado, composição pesticida biodegradável, método para o controle de uma praga, método de obtenção de linhagens transgênicas resistentes a um inseto praga
PL2491119T3 (pl) 2009-10-20 2016-12-30 Sposoby i środki do zmiany biosyntezy lipidów przez kierowanie wielu enzymów do domen suborganelli
US9181532B2 (en) 2011-07-29 2015-11-10 Icon Genetics Gmbh Production of galactosylated N-glycans in plants
AU2012320847B2 (en) 2011-10-04 2018-03-08 Icon Genetics Gmbh Nicotiana benthamiana plants deficient in fucosyltransferase activity
CA2878286C (en) 2012-07-06 2023-06-13 Bayer Cropscience Nv Brassica rod1 gene sequences and uses thereof
US9968041B2 (en) 2012-07-06 2018-05-15 Bayer Cropscience Nv Soybean ROD1 gene sequences and uses thereof
WO2014006162A1 (en) 2012-07-06 2014-01-09 Bayer Cropscience Nv Brassica plants with modified seed oil composition
JP6453315B2 (ja) 2013-05-23 2019-01-16 ノマド・バイオサイエンス・ゲーエムベーハー 植物に非生物的ストレス抵抗性をもたらす方法
CA2917105C (en) 2013-07-01 2023-09-26 Bayer Cropscience Nv Methods and means for modulating flowering time in monocot plants
EP3178313A1 (en) 2015-12-09 2017-06-14 Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie Gene and protein for the synthesis of oxidized zingiberene derivatives
US20210269818A1 (en) 2018-06-27 2021-09-02 Basf Se Thermostable rubisco activase and uses thereof
AU2020278906A1 (en) 2019-05-23 2021-11-25 Nomad Bioscience Gmbh RNA viral RNA molecule for gene editing
WO2021004838A2 (en) 2019-07-05 2021-01-14 BASF Agricultural Solutions Seed US LLC Rubisco activase with reduced adp inhibition and uses thereof
JP2023510464A (ja) 2019-11-19 2023-03-14 プロタリクス リミテッド 形質転換細胞からの構築物の除去
JP2023545999A (ja) 2020-10-05 2023-11-01 プロタリクス リミテッド ダイサー(dicer)様ノックアウト植物細胞
WO2022101286A1 (en) 2020-11-11 2022-05-19 Leibniz-Institut Für Pflanzenbiochemie Fusion protein for editing endogenous dna of a eukaryotic cell
EP4373260A1 (en) 2021-07-23 2024-05-29 Basf Agricultural Solutions Seed Us Llc Blackleg resistant plants and methods for the identification of blackleg resistant plants
AU2022358470A1 (en) 2021-10-01 2024-04-11 Basf Se Plants with improved properties
WO2023052562A1 (en) 2021-10-01 2023-04-06 Basf Se Wheat plants with an increased yield

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068971B (en) * 1980-01-30 1983-06-08 Searle & Co Recombinant dna techniques
US4353962A (en) * 1980-05-15 1982-10-12 Environmental Chemicals, Inc. In-flight encapsulation of particles
CA1192510A (en) * 1981-05-27 1985-08-27 Lawrence E. Pelcher Rna plant virus vector or portion thereof, a method of construction thereof, and a method of producing a gene derived product therefrom
WO1983001176A1 (en) * 1981-10-01 1983-04-14 Int Plant Research Inst Process for the genetic modification of cereals with transformation vectors
US4617149A (en) * 1983-09-21 1986-10-14 Eli Lilly And Company Growth hormone release factor analogs
BR8404834A (pt) * 1983-09-26 1985-08-13 Agrigenetics Res Ass Metodo para modificar geneticamente uma celula vegetal
DD240911A1 (de) * 1983-12-31 1986-11-19 Adw Der Ddr Zi Fuer Genetik Un Verfahren zur herstellung von ernaehrungsphysiologisch verbesserten pflanzensamenproteinen
EP0208418B1 (en) * 1985-06-12 1991-10-30 Lubrizol Genetics Inc. Modified zein
US4886878A (en) * 1985-06-12 1989-12-12 Lubrizol Genetics, Inc. Modified zein genes containing lysine
US4956282A (en) * 1985-07-29 1990-09-11 Calgene, Inc. Mammalian peptide expression in plant cells
JPH01500718A (ja) * 1986-05-29 1989-03-16 カルジーン,インコーポレイティド ブラッシカの種における形質転換及び外来遺伝子の発現
NZ221259A (en) * 1986-07-31 1990-05-28 Calgene Inc Seed specific transcriptional regulation
US5003045A (en) * 1986-08-29 1991-03-26 Lubrizol Genetics, Inc. Modified 7S legume seed storage proteins

Also Published As

Publication number Publication date
AU2811889A (en) 1989-05-23
WO1989003887A1 (en) 1989-05-05
US5487991A (en) 1996-01-30
JP3026985B2 (ja) 2000-03-27

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