JPH03195495A - 骨形態形成タンパク - Google Patents
骨形態形成タンパクInfo
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- JPH03195495A JPH03195495A JP2192862A JP19286290A JPH03195495A JP H03195495 A JPH03195495 A JP H03195495A JP 2192862 A JP2192862 A JP 2192862A JP 19286290 A JP19286290 A JP 19286290A JP H03195495 A JPH03195495 A JP H03195495A
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
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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。
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、軟骨および骨の成長を開始させる骨形態形成
タンパク(BMP)に関する。BMPの全長コード配列
、ポリペプチドが提供される。
タンパク(BMP)に関する。BMPの全長コード配列
、ポリペプチドが提供される。
BMPは、供給源の骨から単離することにより提供され
、そして9組換えDNAの手法を用いて合成することに
より提供される。
、そして9組換えDNAの手法を用いて合成することに
より提供される。
(従来の技術)
一般に、基質誘導骨形成(matrix 1nduc
edbone formation)と呼ばれる工程に
より、無機質が脱落した骨基質を柔組織に移植した場合
には、該骨基質が新しい骨形成を誘導することが知られ
ている(Urist、M、R,,5cience、 1
50巻: 893−899(i965年)参照)。この
工程を誘導する単数または複数の活性物質を抽出し、同
定する多大の努力がなされており、この単数または複数
の活性物質は、これらの文献中では一般に骨形態形成タ
ンパク(BMP)と言われている。BMPは単一の物質
であるのか、あるいは物質の混合物であるのかについて
は確定しておらず、従って、どの物質(もし存在すれば
)が骨形態形成タンパクであるかということに関しては
、研究者の意見が一致していない。
edbone formation)と呼ばれる工程に
より、無機質が脱落した骨基質を柔組織に移植した場合
には、該骨基質が新しい骨形成を誘導することが知られ
ている(Urist、M、R,,5cience、 1
50巻: 893−899(i965年)参照)。この
工程を誘導する単数または複数の活性物質を抽出し、同
定する多大の努力がなされており、この単数または複数
の活性物質は、これらの文献中では一般に骨形態形成タ
ンパク(BMP)と言われている。BMPは単一の物質
であるのか、あるいは物質の混合物であるのかについて
は確定しておらず、従って、どの物質(もし存在すれば
)が骨形態形成タンパクであるかということに関しては
、研究者の意見が一致していない。
ここで論議されるように、用語rBMPJは、第3図(
ウシBMP)または第5図(ヒトBMP)に示される。
ウシBMP)または第5図(ヒトBMP)に示される。
シグナルペプチドをもたないアミノ酸配列を有するタン
パクを説明するのに使用される。
パクを説明するのに使用される。
BMPを治療に使用することは、伝統的な骨移植物質を
使用する場合に比べかなりの利点がある。
使用する場合に比べかなりの利点がある。
いかなる理論にも制限されないが、一つの仮説として、
BMPが組繊細胞を骨芽細胞(骨を形成する細胞)に分
化させると考えられる。正常なヒト胎児の発達で繰り返
される工程のなかで、BMPに誘導された骨芽細胞は軟
骨を形成し、数週間にわたって硬骨に発達する。このよ
うに、BMPは。
BMPが組繊細胞を骨芽細胞(骨を形成する細胞)に分
化させると考えられる。正常なヒト胎児の発達で繰り返
される工程のなかで、BMPに誘導された骨芽細胞は軟
骨を形成し、数週間にわたって硬骨に発達する。このよ
うに、BMPは。
病気や事故により破壊された骨を更新するため。
側弯症の患者を治療するため、奇形の骨や誤って形成さ
れた骨を治療するため、骨折を直すため。
れた骨を治療するため、骨折を直すため。
歯を再形成するため、股肉節を矯正するため、骨の型を
直すため、およびオステオポローシスを制御するためな
どに有用であり得る。
直すため、およびオステオポローシスを制御するためな
どに有用であり得る。
従って1本発明の目的は、全アミノ酸配列が同定された
タンパクであり、BMP活性を有する機脆性軟骨および
骨成長因子あるいはその構成要素を生産することである
。
タンパクであり、BMP活性を有する機脆性軟骨および
骨成長因子あるいはその構成要素を生産することである
。
本発明の他の目的は、この生物学的に活性のあるBMP
タンパクを組換えDNAの手法により生産することであ
る。
タンパクを組換えDNAの手法により生産することであ
る。
(発明の要旨)
本発明は、 「骨形態形成タンパク」あるいはrBMP
Jと本発明で名付けられる哺乳類の天然成熟タンパクの
クラスを提供する。BMPは2本発明で記載されている
ヒト天然BMPおよびウシ天然BMPに代表される。一
般に、このクラスのタンパクは、骨成長をインビボある
いはインビトロで誘導する。ヒトおよび/またはウシB
MP配列は、このクラスの代表例であり、核酸配列およ
びアミノ酸配列において相同性が少な(とも一部または
全体にわたっである他の哺乳類BMPタンパクの同定お
よび単離に使用され得る。当業者は。
Jと本発明で名付けられる哺乳類の天然成熟タンパクの
クラスを提供する。BMPは2本発明で記載されている
ヒト天然BMPおよびウシ天然BMPに代表される。一
般に、このクラスのタンパクは、骨成長をインビボある
いはインビトロで誘導する。ヒトおよび/またはウシB
MP配列は、このクラスの代表例であり、核酸配列およ
びアミノ酸配列において相同性が少な(とも一部または
全体にわたっである他の哺乳類BMPタンパクの同定お
よび単離に使用され得る。当業者は。
本発明に記載されるヒトおよびウシタンパクと相同性の
ある配列に基づいた他の哺乳類BMP、 および生物
的活性の同定を容易に行うことができる。
ある配列に基づいた他の哺乳類BMP、 および生物
的活性の同定を容易に行うことができる。
BMP中の対立遺伝子の変異は極内でもあり得ることが
認められ、このような対立遺伝子の変異体もまた本発明
により提供されるタンパクのクラスの範囲内にある。
認められ、このような対立遺伝子の変異体もまた本発明
により提供されるタンパクのクラスの範囲内にある。
本発明は更に、BMPの類似体(例えばBMP変異タン
パク)、 融合タンパク(BMPあるいはBMPドメイ
ンを有する)、およびBMP断片であるポリペプチドを
提供する。好ましい類似体は。
パク)、 融合タンパク(BMPあるいはBMPドメイ
ンを有する)、およびBMP断片であるポリペプチドを
提供する。好ましい類似体は。
BMP活性を有している。BMP変異タンパクは。
天然BMP配列と本質的に相同なタンパクであり(例え
ば、少なくとも約75%、85%、90%または95%
の相同性を有する)、少なくとも1つのアミノ酸が異な
っている。融合タンパクという語は、完全なりMP配列
またはBMPドメイン、および非相同のN末端またはC
末端配列(例えば、シグナル配列またはタンパクを分解
から保護する配列)を有するタンパクを包含する。BM
P断片またはBMPドメインは、BMPタンパク由来の
充分な長さのアミノ酸配列であり、従って、そのような
りMPタンパク由来であることから同定が可能である。
ば、少なくとも約75%、85%、90%または95%
の相同性を有する)、少なくとも1つのアミノ酸が異な
っている。融合タンパクという語は、完全なりMP配列
またはBMPドメイン、および非相同のN末端またはC
末端配列(例えば、シグナル配列またはタンパクを分解
から保護する配列)を有するタンパクを包含する。BM
P断片またはBMPドメインは、BMPタンパク由来の
充分な長さのアミノ酸配列であり、従って、そのような
りMPタンパク由来であることから同定が可能である。
特定のペプチドの起源は2例えば、公共のデータベース
にある配列と該ペプチドの配列とを比較することにより
決定され得る。
にある配列と該ペプチドの配列とを比較することにより
決定され得る。
本発明は、他の実施態様において、第3図および第5図
(シグナルペプチドも示す)に示されるアミノ酸配列を
有するBMPを提供する。本発明はまた1組換えDNA
の手法によるBMPの調製方法を提供する。
(シグナルペプチドも示す)に示されるアミノ酸配列を
有するBMPを提供する。本発明はまた1組換えDNA
の手法によるBMPの調製方法を提供する。
もう一つの実施態様において9本発明は、 BMPを
コードするDNA配列またはその類似体を提供し、この
DNA配列またはその類似体は、宿主システム中で発現
するベクターを組換えDNAの手法により構築するため
に使用され得る。
コードするDNA配列またはその類似体を提供し、この
DNA配列またはその類似体は、宿主システム中で発現
するベクターを組換えDNAの手法により構築するため
に使用され得る。
更にもう一つの実施態様において9本発明は。
BMP、 および必要に応じて、基質Glaタンパク
(MGP)および骨カルシウム沈着因子(BCF)のよ
うな他の骨誘導関連因子を含有する治療用組成物を提供
し、そして、骨形態形成を開始させる効果的な量のBM
Pを、所望の部位にインビボで導入することにより、を
椎動物の軟骨および骨を形成する方法を提供する。MG
Pの同定は。
(MGP)および骨カルシウム沈着因子(BCF)のよ
うな他の骨誘導関連因子を含有する治療用組成物を提供
し、そして、骨形態形成を開始させる効果的な量のBM
Pを、所望の部位にインビボで導入することにより、を
椎動物の軟骨および骨を形成する方法を提供する。MG
Pの同定は。
Pr1ce、 UristおよびOtawara (B
ioche+*、 Biophys、 Res、 Co
m+*、 117巻: 765−771.1983年)
により初めて報告された。BCFの同定は、 198
9年6月2日に出願された同一出願人による同時係属中
の特許出願第360.826号に開示されている。
ioche+*、 Biophys、 Res、 Co
m+*、 117巻: 765−771.1983年)
により初めて報告された。BCFの同定は、 198
9年6月2日に出願された同一出願人による同時係属中
の特許出願第360.826号に開示されている。
本発明の組成物は、他の骨誘導関連因子を実質的に含ま
ない、@乳類骨形態形成タンパク(BMP)およびその
類似体からなる群より選択されるポリペプチドを含有す
る。
ない、@乳類骨形態形成タンパク(BMP)およびその
類似体からなる群より選択されるポリペプチドを含有す
る。
好適な実施態様においては、上記哺乳類骨形態形成タン
パクは、ヒトまたはウシBMPである。
パクは、ヒトまたはウシBMPである。
好適な実施態様においては、上記ポリペプチドは、 第
5図に示されるアミノ酸配列 aal−aat$2
またはその断片を含有する。
5図に示されるアミノ酸配列 aal−aat$2
またはその断片を含有する。
好適な実施態様においては、上記ポリペプチドは、
第3図に示されるアミノ酸配列 aal−aal18
またはその断片を含有する。
第3図に示されるアミノ酸配列 aal−aal18
またはその断片を含有する。
上記ポリペプチドは、16KD酵母開裂類似体を含有す
る。
る。
本発明は、#4乳類BMPおよびその類似体のアミノ酸
配列を含有するポリペプチドをコードする。
配列を含有するポリペプチドをコードする。
イントロンを含まないDNA配列またはその補体を包含
する。
する。
好適な実施態様においては、上記DNAは、ヒトまたは
ウシBMPをコードする。
ウシBMPをコードする。
上記ポリペプチドは、111乳類BMPシグナル配列を
含有し、もしくは含有しない。
含有し、もしくは含有しない。
好適な実施態様においては、上記ポリペプチドは、宿主
酵母における分泌を提供するN末端酵母α因子シグナル
配列を更に含有する。
酵母における分泌を提供するN末端酵母α因子シグナル
配列を更に含有する。
本発明は、上記DNA配列を有するレプリコンを包含す
る。
る。
本発明は、上記DNA配列を宵するベクターを包含する
。
。
本発明は、上記レプリコンを有する細胞を包含する。
本発明は、上記ベクターを有する細胞を包含する。
本発明は、以下の工程を包含する組換え体哺乳類BMP
またはその類似体を調製する方法を包含する: (a)非相同のDNA配列を有する細胞集団を提供する
工程、ここで、該DNA配列は(i)該細胞内で機能す
る転写および翻訳制御配列、および(II)Ili乳類
乳類8詰Pびその類似体を包含するポリペプチドをコー
ドし、該転写および翻訳制御配列の制御下にあるコード
配列を有する;および (b)該ポリペプチドを発現するための条件下で該細胞
集団を増殖させること。
またはその類似体を調製する方法を包含する: (a)非相同のDNA配列を有する細胞集団を提供する
工程、ここで、該DNA配列は(i)該細胞内で機能す
る転写および翻訳制御配列、および(II)Ili乳類
乳類8詰Pびその類似体を包含するポリペプチドをコー
ドし、該転写および翻訳制御配列の制御下にあるコード
配列を有する;および (b)該ポリペプチドを発現するための条件下で該細胞
集団を増殖させること。
好適な実施態様においては、上記ポリペプチドは、更に
、該ポリペプチドのN末端にシグナル配列をフードする
配列を有し、そして該ポリペプチドが前記細胞から分泌
される。
、該ポリペプチドのN末端にシグナル配列をフードする
配列を有し、そして該ポリペプチドが前記細胞から分泌
される。
本発明の骨増殖誘導方法は、骨組織を、有効量の、哺乳
類BMP組成物またはその活性類似体組成物と接触させ
る工程を包含する。
類BMP組成物またはその活性類似体組成物と接触させ
る工程を包含する。
本発明は、哺乳類骨形態形成タンパクに対するモノクロ
ナール抗体を包含する。
ナール抗体を包含する。
(発明の構成)
本発明のeupは、化学的方法(例えばメリフィールド
合成法)を用いるペプチド分取合成法、または組換えD
NA法によって、骨起源から直接に、他の骨誘導関連因
子を含有せずに得られ得る。
合成法)を用いるペプチド分取合成法、または組換えD
NA法によって、骨起源から直接に、他の骨誘導関連因
子を含有せずに得られ得る。
実施例1に一層詳しく説明するように、 BMPは。
ヒト、ウシまたはその他のを推動物の骨の部分的に精製
した抽出物から、タンパクを分取ゲル電気泳動法と電気
溶離法とを用いて調製することによって得ることができ
る。
した抽出物から、タンパクを分取ゲル電気泳動法と電気
溶離法とを用いて調製することによって得ることができ
る。
BMPの核酸配列は、 mRNへの逆転写体をスクリー
ニングするか、または細胞由来のゲノムライブラリーを
スクリーニングするような組換えDNA法によって得る
ことができる。このDNAは、一般に利用できる技術お
よびDNA合成装置を用いてDNAを合成することによ
っても得ることができる。合成法は、 DNAを調製す
る際に、特定の制限部位を導入できるので、天然起源に
は存在しない制限部位を含有する遺伝子をベクターに用
いることが容易になるので有利である。更に、 DNA
における所望の部位修飾を合成によって導入することが
でき、 DNAを変異誘発によってさらに修飾する必要
がない。
ニングするか、または細胞由来のゲノムライブラリーを
スクリーニングするような組換えDNA法によって得る
ことができる。このDNAは、一般に利用できる技術お
よびDNA合成装置を用いてDNAを合成することによ
っても得ることができる。合成法は、 DNAを調製す
る際に、特定の制限部位を導入できるので、天然起源に
は存在しない制限部位を含有する遺伝子をベクターに用
いることが容易になるので有利である。更に、 DNA
における所望の部位修飾を合成によって導入することが
でき、 DNAを変異誘発によってさらに修飾する必要
がない。
一般に、 BMPをコードするDNAは、を推動物の組
織から単離されたmRNAからcDNAライブラリーを
構築し、相同配列を有するcDN^ライブラリー中のク
ローンを検出するために、ヒトまたはウシ由来の鎖のコ
ード部分を、標識を付けたDNAプローブでスクリーニ
ングするか;またはcDNA (mRNA由来)をポリ
メラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅し。
織から単離されたmRNAからcDNAライブラリーを
構築し、相同配列を有するcDN^ライブラリー中のク
ローンを検出するために、ヒトまたはウシ由来の鎖のコ
ード部分を、標識を付けたDNAプローブでスクリーニ
ングするか;またはcDNA (mRNA由来)をポリ
メラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅し。
ザブクローン化し、標識を付けたDNAプローブでスク
リーニングして1次いで、クローンを制限酵素分析法で
分析し、核酸の配列を決定して全長のクローンを同定し
、全長クローンがライブラリー中に存在しない場合は、
各種のクローン由来の適切な断片を回収して、それら断
片を該クローンに共通の制限部位で連結して全長分子を
コードするクローンを組立てることによって、ヒト、ウ
シなどの起源から得ることができる。特に好ましいDN
Aプローブは後述する実施例で説明する。BMP cD
NAの5゛末端から欠失したいずれの配列も、 mRN
Aを鋳型として使用してBMP配列に相補的な合成オリ
ゴヌクレオチド3°末端を延長することによって得られ
得る(いわゆるプライマー延長法)。あるいは相同の配
列は、第3図または第5図に示すヒトもしくはウシの配
列由来の公知のcDNAから供給される。
リーニングして1次いで、クローンを制限酵素分析法で
分析し、核酸の配列を決定して全長のクローンを同定し
、全長クローンがライブラリー中に存在しない場合は、
各種のクローン由来の適切な断片を回収して、それら断
片を該クローンに共通の制限部位で連結して全長分子を
コードするクローンを組立てることによって、ヒト、ウ
シなどの起源から得ることができる。特に好ましいDN
Aプローブは後述する実施例で説明する。BMP cD
NAの5゛末端から欠失したいずれの配列も、 mRN
Aを鋳型として使用してBMP配列に相補的な合成オリ
ゴヌクレオチド3°末端を延長することによって得られ
得る(いわゆるプライマー延長法)。あるいは相同の配
列は、第3図または第5図に示すヒトもしくはウシの配
列由来の公知のcDNAから供給される。
本発明を実施する場合、特にことわらない限り。
通常の分子生物学、微生物学および従来の技術に含まれ
る組換えONN性法利用される。このような技術は文献
類に充分説明されている〔例えば以下の文献を参照のこ
と: Maniatis、 Fr1tsch &Sam
brook、 ”Mo1ecular Clon
ing:A Laboratory Manua
l” (i982年); DNA Cloning
:八 Peactical 八pproach”第1
および■巻CD、 N、 Glover編集、 198
5年);”[lIigonucleotide 5yn
thesis” (M、J、Galt編集。
る組換えONN性法利用される。このような技術は文献
類に充分説明されている〔例えば以下の文献を参照のこ
と: Maniatis、 Fr1tsch &Sam
brook、 ”Mo1ecular Clon
ing:A Laboratory Manua
l” (i982年); DNA Cloning
:八 Peactical 八pproach”第1
および■巻CD、 N、 Glover編集、 198
5年);”[lIigonucleotide 5yn
thesis” (M、J、Galt編集。
1984年); “Nucleic 八cid H
ybridization” (B、D。
ybridization” (B、D。
Names &S、 J、 Higgins編集、
1985年); ”Transcription 八
nd Translation ″ (B、D、H
ames&S、T、Higgins編集、 1984)
;“Animal Ce1ls Cu1ture”(R
,LFreshney編集、 1986年);“Im
mobilized Ce1ls And Bnzym
es″(IRN Press、 1986年) ;B
、 Perbal、 A Practical Gu
ide To Mo1ecular Cloning″
(i984年)〕。
1985年); ”Transcription 八
nd Translation ″ (B、D、H
ames&S、T、Higgins編集、 1984)
;“Animal Ce1ls Cu1ture”(R
,LFreshney編集、 1986年);“Im
mobilized Ce1ls And Bnzym
es″(IRN Press、 1986年) ;B
、 Perbal、 A Practical Gu
ide To Mo1ecular Cloning″
(i984年)〕。
本発明を説明する際に、下記の用語が、以下に説明する
定義にしたがって用いられる。
定義にしたがって用いられる。
“骨誘発関連因子”という用語には、@乳動物の骨など
の哺乳類の組織中に存在する当該技術分野に公知の因子
が含まれ、 BMPもしくはBMP活性とともに共精製
(co−purify)される傾向がある。このような
因子は、限定はされないが、骨から単離され、 5O3
−PAGB上の泳動による相対分子量が34kD。
の哺乳類の組織中に存在する当該技術分野に公知の因子
が含まれ、 BMPもしくはBMP活性とともに共精製
(co−purify)される傾向がある。このような
因子は、限定はされないが、骨から単離され、 5O3
−PAGB上の泳動による相対分子量が34kD。
24kD、 18.5kD、 17.5kD、 16.
5に0.14kD(米国特許第4゜761、471号に
引用されている)および6kD (Pr ice。
5に0.14kD(米国特許第4゜761、471号に
引用されている)および6kD (Pr ice。
P、 A、ら、 Prot、Natl、^cad、
Sci、 、 73巻、 1447−1451夏、
1976年に報告されている)であると報告されている
タンパクを含有している。観察された分子量はすべて1
本願では、 5O3−PAGEゲル上の泳動による相対
的分子量として報告されている。
Sci、 、 73巻、 1447−1451夏、
1976年に報告されている)であると報告されている
タンパクを含有している。観察された分子量はすべて1
本願では、 5O3−PAGEゲル上の泳動による相対
的分子量として報告されている。
「レプリコン」は、インビボでDNAを複製する自律性
単位として機能する。すなわちそれ自体の制御のもとに
複製できる。あらゆる遺伝要素(例えば、プラスミド、
染色体、ウィルス)である。
単位として機能する。すなわちそれ自体の制御のもとに
複製できる。あらゆる遺伝要素(例えば、プラスミド、
染色体、ウィルス)である。
「ベクター」は、プラスミド、ファージもしくはコスミ
ドのようなレプリコンであり、これに他のDNAセグメ
ントが連結して、連結したセグメントの複製が行われる
。
ドのようなレプリコンであり、これに他のDNAセグメ
ントが連結して、連結したセグメントの複製が行われる
。
r DNA分子」は、−本領もしくは二本鎖らせん形の
デオキシリボヌクレオチド(アテ′ニン、グアニン、チ
ミンもしくはシトシン)の高分子形態を意味する。この
用語は2分子の一次と二次の構造のみを意味し、特定の
三次構造に限定しない。したがって、この用語には、特
に線形DNA分子(例えば制限断片)、ウィルス、プラ
スミドおよび染色体中に見出された二本鎖DNAが含ま
れる。特定の二本鎖DNA分子の構造を考察する際9本
願では。
デオキシリボヌクレオチド(アテ′ニン、グアニン、チ
ミンもしくはシトシン)の高分子形態を意味する。この
用語は2分子の一次と二次の構造のみを意味し、特定の
三次構造に限定しない。したがって、この用語には、特
に線形DNA分子(例えば制限断片)、ウィルス、プラ
スミドおよび染色体中に見出された二本鎖DNAが含ま
れる。特定の二本鎖DNA分子の構造を考察する際9本
願では。
配列は、 DNAの非転写ストランド(すなわち、 m
RNAに相同の配列を有するストランド)にそって5°
から3゛への方向の配列だけを示す通常の規則にしたが
って記載する。
RNAに相同の配列を有するストランド)にそって5°
から3゛への方向の配列だけを示す通常の規則にしたが
って記載する。
DNA「コード配列」は、適切な調節配列の制御下にお
かれている場合、インビボで、ポリペプチドに転写され
翻訳される二本鎖DNA配列である。
かれている場合、インビボで、ポリペプチドに転写され
翻訳される二本鎖DNA配列である。
コード配列の境界は、5′(アミノ)末端における開始
コドンと、3°(カルボキシ)末端における翻訳終止コ
ドンとによって決定される。コード配列には、特に限定
はされないが、原核配列、真核mRNA由来のcDNA
、真核(例えば哺乳類の) DNA由来のゲノムDNA
配列が含まれ1合成のDNA配列も含まれ得る。ポリア
デニル化シグナルと転写終止配列は。
コドンと、3°(カルボキシ)末端における翻訳終止コ
ドンとによって決定される。コード配列には、特に限定
はされないが、原核配列、真核mRNA由来のcDNA
、真核(例えば哺乳類の) DNA由来のゲノムDNA
配列が含まれ1合成のDNA配列も含まれ得る。ポリア
デニル化シグナルと転写終止配列は。
通常、コード配列に対して3′側に位置している。
転写制御配列および翻訳制御配列は、プロモーター、エ
ンハンサ−、ポリアデニル化シグナル。
ンハンサ−、ポリアデニル化シグナル。
ターミネータ−等のDNA調節配列であり、宿主細胞中
でコード配列の発現を行う。
でコード配列の発現を行う。
「プロモーター配列」は、細胞中でRNAポリメラーゼ
を結合し、下流の(3°方向)コード配列の転写を開始
することができるDNA調節領域である。
を結合し、下流の(3°方向)コード配列の転写を開始
することができるDNA調節領域である。
本発明を定義するために、プロモーター配列は。
その3′末端において転写開始部位を境界とし、上流(
5°方向)はバックランドを越えて検出可能なレベルで
転写を開始するのに必要な最小数の塩基もしくは要素を
含むように広がっている。プロモーター配列内には、転
写開始部位(通常ヌクレアーゼS1を用いてマツピング
することによって定義される)と、 RASポリメラー
ゼの結合に関与するタンパク結合ドメイン(コンセンサ
ス配列)とが見出される。真核プロモーターは、常時で
はないが、“TAT^”ボックスと“CAT”ボックス
を有することが多い。原核プロモーターは、−10と−
35のコンセンサス配列に加えてシャイン、ダルガルノ
配列をもっている。
5°方向)はバックランドを越えて検出可能なレベルで
転写を開始するのに必要な最小数の塩基もしくは要素を
含むように広がっている。プロモーター配列内には、転
写開始部位(通常ヌクレアーゼS1を用いてマツピング
することによって定義される)と、 RASポリメラー
ゼの結合に関与するタンパク結合ドメイン(コンセンサ
ス配列)とが見出される。真核プロモーターは、常時で
はないが、“TAT^”ボックスと“CAT”ボックス
を有することが多い。原核プロモーターは、−10と−
35のコンセンサス配列に加えてシャイン、ダルガルノ
配列をもっている。
RNAポリメラーゼがコード配列をmRNAに転写し。
次にこのmRNAが、コード配列によってコードされる
タンパクに翻訳される場合に、コード配列は。
タンパクに翻訳される場合に、コード配列は。
細胞内の転写制御配列および翻訳制御配列の「制御下」
にある。
にある。
「シグナル配列」は、コード配列の前に、含有され得る
。この配列は、ポリペプチドのN末端側のシグナルペプ
チドをコードし、このシグナルペプチドは、宿主細胞に
コミュニケートしてポリペプチドを細胞表面に誘導する
か、またはポリペプチドを培地中に分泌し、そしてこの
シグナルペプチドは、宿主細胞によって切り離されてか
ら細胞から放出される。シグナル配列は、真核細胞およ
び原核細胞に天然に存在する各種タンパクと結合して見
出され得る。例えば天然の一酵母タンパクである。α因
子は、酵母から分泌され、そのシグナル配列は、培地に
分泌される非相同タンパクに連結され得る。(米国特許
第4.546.082号、 1983年1月12日公開
のヨーロッパ特許出願公開0116201号;1983
年8月12日出願の米国特許出願第522.909号参
照)。さらにα因子とその類似体は、サツカロマイセス
(Saccharomyces)およびクルイベ0フイ
セス(Kluyveromyces)等の各種酵母から
非相同タンパクを分泌させることが見出されている (
i988年12月23日出願のヨーロッパ特許出願88
312306.9号; 1987年12月30日出願の
米国特許出願第139.682号;および1989年2
月1日公開のヨーロッパ特許出願公開第0301669
号)。
。この配列は、ポリペプチドのN末端側のシグナルペプ
チドをコードし、このシグナルペプチドは、宿主細胞に
コミュニケートしてポリペプチドを細胞表面に誘導する
か、またはポリペプチドを培地中に分泌し、そしてこの
シグナルペプチドは、宿主細胞によって切り離されてか
ら細胞から放出される。シグナル配列は、真核細胞およ
び原核細胞に天然に存在する各種タンパクと結合して見
出され得る。例えば天然の一酵母タンパクである。α因
子は、酵母から分泌され、そのシグナル配列は、培地に
分泌される非相同タンパクに連結され得る。(米国特許
第4.546.082号、 1983年1月12日公開
のヨーロッパ特許出願公開0116201号;1983
年8月12日出願の米国特許出願第522.909号参
照)。さらにα因子とその類似体は、サツカロマイセス
(Saccharomyces)およびクルイベ0フイ
セス(Kluyveromyces)等の各種酵母から
非相同タンパクを分泌させることが見出されている (
i988年12月23日出願のヨーロッパ特許出願88
312306.9号; 1987年12月30日出願の
米国特許出願第139.682号;および1989年2
月1日公開のヨーロッパ特許出願公開第0301669
号)。
外因性もしくは非相同性のDNAが細胞内に導入された
場合に、その細胞はこれらのDNAによって「形質転換
」されたという。形質転換DNAは、細胞のゲノムを構
成する染色体DNAに組み込まれる(共有結合的に連結
されている)か、または組み込まれない。例えば、原核
細胞、酵母細胞および哺乳類細胞内には、形質転換DN
Aは、プラスミド等のエピソーム要素上に保持され得る
。真核細胞については、安定して形質転換された細胞は
、形質転換DNAが、染色体に組み込まれるようになり
。
場合に、その細胞はこれらのDNAによって「形質転換
」されたという。形質転換DNAは、細胞のゲノムを構
成する染色体DNAに組み込まれる(共有結合的に連結
されている)か、または組み込まれない。例えば、原核
細胞、酵母細胞および哺乳類細胞内には、形質転換DN
Aは、プラスミド等のエピソーム要素上に保持され得る
。真核細胞については、安定して形質転換された細胞は
、形質転換DNAが、染色体に組み込まれるようになり
。
染色体の複製によって娘細胞に遺伝される細胞である。
この安定性は、真核細胞が、形質転換DNAを有する娘
細胞の集団からなる細胞系もしくはクローンを作る能力
によって示される。「クローン」は、単一細胞もしくは
共通の先祖から有糸分裂で誘導される細胞の集団である
。「細胞系」は、多世代にわたってインビトロで安定に
増殖できる一次細胞のクローンである。
細胞の集団からなる細胞系もしくはクローンを作る能力
によって示される。「クローン」は、単一細胞もしくは
共通の先祖から有糸分裂で誘導される細胞の集団である
。「細胞系」は、多世代にわたってインビトロで安定に
増殖できる一次細胞のクローンである。
ヌクレオチドの少なくとも約85%(好ましくは少なく
とも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%)が
、 DNA配列の所定の長さにわたって一致する場合、
2つのDNA配列は「実質的に相同である」。実質的に
相同の配列は1例えばその特定の系に対して定義された
厳密な条件下、サザンハイプリダイゼーション実験法で
同定することができる。適切なハイブルダイゼーション
条件を定義することは、当業者の技術範囲内である(例
えば。
とも約90%、最も好ましくは少なくとも約95%)が
、 DNA配列の所定の長さにわたって一致する場合、
2つのDNA配列は「実質的に相同である」。実質的に
相同の配列は1例えばその特定の系に対して定義された
厳密な条件下、サザンハイプリダイゼーション実験法で
同定することができる。適切なハイブルダイゼーション
条件を定義することは、当業者の技術範囲内である(例
えば。
Maniatisら、上記文献;ONA Clonin
g、 Iおよび■巻、上記文献; Nucleic
Ac1d 1lybridization、上記文献参
照)。
g、 Iおよび■巻、上記文献; Nucleic
Ac1d 1lybridization、上記文献参
照)。
DNA構築物の「非相同」領域は、より大きな[]NA
分子内の、 ONへの同定可能なセグメントであるが。
分子内の、 ONへの同定可能なセグメントであるが。
天然には、その大きなIINAに連結した状態では見い
出されていないセグセントである。したがって。
出されていないセグセントである。したがって。
非相同領域が哺乳類の遺伝子をコードする場合。
その遺伝子は、起源の生物体のゲノム内の哺乳類ゲノム
DNAに隣接していないDNAが通常隣接している。非
相同のコード配列の他の例は、コード配列自体が天然に
は見られない構造である(例えば。
DNAに隣接していないDNAが通常隣接している。非
相同のコード配列の他の例は、コード配列自体が天然に
は見られない構造である(例えば。
ゲノムのコード配列が、イントロンをもっているcDN
A、または天然遺伝子とは異なるコドンを有する合成配
列)。対立遺伝子の変化、または自然に発生ずる変異現
象は1本願で定義するDNAの非相同領域には起こらな
い。
A、または天然遺伝子とは異なるコドンを有する合成配
列)。対立遺伝子の変化、または自然に発生ずる変異現
象は1本願で定義するDNAの非相同領域には起こらな
い。
組成物中の少なくとも約75重量%のタンパク。
DNA、ベクター(後記AとBの属する種の範鴫によっ
て決まる)が「A」の場合、「A」を含有する組成物(
「A」は単一のタンパク、 DNA分子。
て決まる)が「A」の場合、「A」を含有する組成物(
「A」は単一のタンパク、 DNA分子。
ベクターなどである)には、rB」 (rBJは1種以
上の夾雑タンパク、 DNA分子、ベクターなどを含む
)は実質的に存在しない。好ましくは「A」は1組成物
中で、少なくともA+8の種の約90重量%、最も好ま
しくは、少なくとも約99重量%含有される。汚染物が
実質的に存在しない組成物が。
上の夾雑タンパク、 DNA分子、ベクターなどを含む
)は実質的に存在しない。好ましくは「A」は1組成物
中で、少なくともA+8の種の約90重量%、最も好ま
しくは、少なくとも約99重量%含有される。汚染物が
実質的に存在しない組成物が。
問題の種の活性もしくは特性を有する単一の分子量の種
だけを含有する組成物であることも好ましい。
だけを含有する組成物であることも好ましい。
「抗体」は、抗体およびその断片を含む免疫ダブリンで
あり、特異的なエビローブと結合する。
あり、特異的なエビローブと結合する。
この用語は、特に、ポリクローナル、モノクローナルお
よびキメラの抗体を含む。
よびキメラの抗体を含む。
さらにキメラ抗体については、米国特許第4.816、
397号と第4.816.567号を参照のこと。
397号と第4.816.567号を参照のこと。
本発明によって提供されるイントロンを含まないDNA
は、天然に発生するヒトおよびウシの遺伝子が、イント
ロンをもっていると考えられるので。
は、天然に発生するヒトおよびウシの遺伝子が、イント
ロンをもっていると考えられるので。
新規である。したがって、「イントロンを含まない」と
いう用語は、ヒトもしくはウシの細胞染色体内に天然に
発生するDNA配列を除外する。本願に記載されるDN
A配列から誘導可能なイントロンを含有しないcDN^
DNA配列含する。
いう用語は、ヒトもしくはウシの細胞染色体内に天然に
発生するDNA配列を除外する。本願に記載されるDN
A配列から誘導可能なイントロンを含有しないcDN^
DNA配列含する。
以下の実施例で一層詳しく説明しているように。
ヒトとウシのcDNAライブラリーは、標識を付けたオ
リゴデオキシヌクレオチド配列を用いてBMP配列をコ
ードする配列について最初にプローブされた。なお上記
の標識を付けたオリゴデオヌクレオチドの配列は9本願
に記載した骨由来の精製タンパク試料の分析結果から決
定された部分アミノ酸配列に基づいたものである。しか
し9本願に記載したヒトとウシのBMPをコードするイ
ントロンを含まないDNAと、そのリーダー配列とが一
旦得られると正確にハイブリッドを形成するプローブを
記載された配列から調製して、所望のヒトもしくはウシ
の遺伝子の残りの部分を容易に得ることができることが
当業者に認識されるであろうことは明らかである。
リゴデオキシヌクレオチド配列を用いてBMP配列をコ
ードする配列について最初にプローブされた。なお上記
の標識を付けたオリゴデオヌクレオチドの配列は9本願
に記載した骨由来の精製タンパク試料の分析結果から決
定された部分アミノ酸配列に基づいたものである。しか
し9本願に記載したヒトとウシのBMPをコードするイ
ントロンを含まないDNAと、そのリーダー配列とが一
旦得られると正確にハイブリッドを形成するプローブを
記載された配列から調製して、所望のヒトもしくはウシ
の遺伝子の残りの部分を容易に得ることができることが
当業者に認識されるであろうことは明らかである。
ベクターは、 BMPポリペプチドをコードするDN
Aの操作、すなわち、多量のDNAを調製して、プロセ
ッシングをさらに行う(クローニングベクター)か、ま
たはBMPポリペプチドの発現(発現ベクター)を行う
ための操作を簡略化するのに用いられる。ベクターには
、プラスミド、ウィルス(ファージを含む)および組み
込み可能なりNA断片、すなわち組み換えによって宿主
ゲノムに組み込むことができる断片が含まれる。クロー
ニングベクターは9発現制御配列をもつ必要はない。し
かし。
Aの操作、すなわち、多量のDNAを調製して、プロセ
ッシングをさらに行う(クローニングベクター)か、ま
たはBMPポリペプチドの発現(発現ベクター)を行う
ための操作を簡略化するのに用いられる。ベクターには
、プラスミド、ウィルス(ファージを含む)および組み
込み可能なりNA断片、すなわち組み換えによって宿主
ゲノムに組み込むことができる断片が含まれる。クロー
ニングベクターは9発現制御配列をもつ必要はない。し
かし。
発現ベクター中の制御配列には、転写プロモータ、転写
を制御する任意のオペレーター配列、適切なリポソーム
結合部位(原核発現のための部位)をコードする配列、
および転写と翻訳の終止を制御する配列等の転写と翻訳
の制御配列が含まれる。
を制御する任意のオペレーター配列、適切なリポソーム
結合部位(原核発現のための部位)をコードする配列、
および転写と翻訳の終止を制御する配列等の転写と翻訳
の制御配列が含まれる。
発現ベクターには、好ましくは、 BMPの安定した発
現を容易にし、そして/あるいは形質転換体を同定する
選択遺伝子が含まれていなければならない。しかし9発
現を維持する選択遺伝子は、真核宿主細胞を用いて、共
形質転換システムで別個のベクターによって供給するこ
とができる。
現を容易にし、そして/あるいは形質転換体を同定する
選択遺伝子が含まれていなければならない。しかし9発
現を維持する選択遺伝子は、真核宿主細胞を用いて、共
形質転換システムで別個のベクターによって供給するこ
とができる。
適切なベクターは、一般に、レプリコン(非組み込みベ
クターに用いる複製の起点)と、目的とする発現宿主と
相溶性の種由来の制御配列とを有する。本願で用いる「
複製可能な」ベクターという用語は、上記のレプリコン
と、宿主ゲノムへの組み込みによって複製されるベクタ
ーとを含有するベクターを包含するものとする。形質転
換された宿主細胞は、 BMPをコードするDNAを含
有するベクターで形質転換されたか、またはトランスフ
ェクトされた細胞である。発現されたBNPは9選択さ
れた宿主細胞と1発現されたペプチドの適切なプロセッ
シングシグナル、例えば、相同もしくは非相同のシグナ
ル配列の存在によって、細胞内に析出するか;または細
胞周辺の空間もしくは培養物上清中に分泌される。
クターに用いる複製の起点)と、目的とする発現宿主と
相溶性の種由来の制御配列とを有する。本願で用いる「
複製可能な」ベクターという用語は、上記のレプリコン
と、宿主ゲノムへの組み込みによって複製されるベクタ
ーとを含有するベクターを包含するものとする。形質転
換された宿主細胞は、 BMPをコードするDNAを含
有するベクターで形質転換されたか、またはトランスフ
ェクトされた細胞である。発現されたBNPは9選択さ
れた宿主細胞と1発現されたペプチドの適切なプロセッ
シングシグナル、例えば、相同もしくは非相同のシグナ
ル配列の存在によって、細胞内に析出するか;または細
胞周辺の空間もしくは培養物上清中に分泌される。
適切な宿主細胞は、原核細胞もしくは真核細胞である。
原核細胞には、ゲノム陰性またはゲノム陽性の生物9例
えばイー・コリ(E、 coli)もしくは桿菌類が含
まれる。真核細胞には、酵母、または哺乳類起源の株化
細胞系のような高等真核細胞が含まれる。
えばイー・コリ(E、 coli)もしくは桿菌類が含
まれる。真核細胞には、酵母、または哺乳類起源の株化
細胞系のような高等真核細胞が含まれる。
宿主細胞の発現ベクターは、複製起点、リボゾーム結合
部位とともにBMPをコードする配列の上流に位置する
プロモーター、ポリアデニル化部位および転写終止配列
を通常もっている。当業者ならば、これらの配列のいく
つかは、ある種の宿主内での発現には必要でないことが
分かるであろう。
部位とともにBMPをコードする配列の上流に位置する
プロモーター、ポリアデニル化部位および転写終止配列
を通常もっている。当業者ならば、これらの配列のいく
つかは、ある種の宿主内での発現には必要でないことが
分かるであろう。
微生物とともに用いる発現ベクターは、宿主によって3
忍識される複製起点、宿主内で機能するプロモーター、
および選択遺伝子だけを含有する必要がある。
忍識される複製起点、宿主内で機能するプロモーター、
および選択遺伝子だけを含有する必要がある。
発現ベクターは9本発明によって構築され、 BMPを
コードする配列は、適切な調節配列を有するベクター内
に位置され、そのコード配列は、制御配列の「制御」下
で転写され翻訳されるように(すなわち、制御配列の位
置でDNA分子と結合するRNAポリメラーゼがコード
配列を転写するように)制御配列に対して位置し配向し
ている。制御配列は、上記のクローニングベクターのよ
うなベクターに挿入される前に、コード配列に連結され
る。
コードする配列は、適切な調節配列を有するベクター内
に位置され、そのコード配列は、制御配列の「制御」下
で転写され翻訳されるように(すなわち、制御配列の位
置でDNA分子と結合するRNAポリメラーゼがコード
配列を転写するように)制御配列に対して位置し配向し
ている。制御配列は、上記のクローニングベクターのよ
うなベクターに挿入される前に、コード配列に連結され
る。
あるいは、コード配列は、制御配列と適切な制限部位と
をすでにもっている発現ベクターに直接クローン化する
こともできる。原核細胞と酵母中にBMPを発現させる
には、制御配列は、コード配列に対して非相同であるこ
とが必要である。宿主細胞が原核細胞の場合、コード配
列がイントロンを含まないこと(例えばcDNA)が必
要である。選択された宿主細胞が哺乳類の細胞の場合、
制御細胞はBNPをコードする配列に対して非相同もし
くは相同であり得、コード配列1ま、イントロンを含有
するゲノムON^またはcDNAであり得る。ゲノム配
列もしくはcDNAをコードする配列は、酵母中に発現
することができる。
をすでにもっている発現ベクターに直接クローン化する
こともできる。原核細胞と酵母中にBMPを発現させる
には、制御配列は、コード配列に対して非相同であるこ
とが必要である。宿主細胞が原核細胞の場合、コード配
列がイントロンを含まないこと(例えばcDNA)が必
要である。選択された宿主細胞が哺乳類の細胞の場合、
制御細胞はBNPをコードする配列に対して非相同もし
くは相同であり得、コード配列1ま、イントロンを含有
するゲノムON^またはcDNAであり得る。ゲノム配
列もしくはcDNAをコードする配列は、酵母中に発現
することができる。
発現ベクターは、宿主生物によって認識されるプロモー
ターを含有していなければならない。組換えDNAを構
築するのに用いられる。公知で利用可能なプロモーター
には、β−ラクタマーゼ(ぺ二シリナーゼ)とラクトー
スプロモーター系、トリプトファン(Trp)プロモー
ター系およびそのtacプロモーターが包含されている
。これらのプロモーターが通常用いられているが、他の
公知の微生物プロモーターも適用できる。
ターを含有していなければならない。組換えDNAを構
築するのに用いられる。公知で利用可能なプロモーター
には、β−ラクタマーゼ(ぺ二シリナーゼ)とラクトー
スプロモーター系、トリプトファン(Trp)プロモー
ター系およびそのtacプロモーターが包含されている
。これらのプロモーターが通常用いられているが、他の
公知の微生物プロモーターも適用できる。
原核細胞に加えて、酵母のような真核細胞がBNPをコ
ードするベクターで形質転換される。サツカロミセス1
セレビシエ(Saccharomyces cerev
isiae)すなわち通常のパン酵母は、低級な真核宿
主微生物の中で最も普通に用いられている。しかし、他
の多くの種も、一般に利用することができ1本発明に有
用である。酵母ベクターは、一般に、2ミクロンの酵母
プラスミド由来の複製起点もしくは自己複製配列(AR
5) 、 プロモーター、 BMPをコードするDNA
、ポリアデニル化と転写終止のための配列、および選
択遺伝チを含有している。
ードするベクターで形質転換される。サツカロミセス1
セレビシエ(Saccharomyces cerev
isiae)すなわち通常のパン酵母は、低級な真核宿
主微生物の中で最も普通に用いられている。しかし、他
の多くの種も、一般に利用することができ1本発明に有
用である。酵母ベクターは、一般に、2ミクロンの酵母
プラスミド由来の複製起点もしくは自己複製配列(AR
5) 、 プロモーター、 BMPをコードするDNA
、ポリアデニル化と転写終止のための配列、および選
択遺伝チを含有している。
酵母ベクター内の適切なプロモーター列には。
以下のような解糖系酵素のプロモーターが含まれている
。これらの酵素には1例えばエノラーゼ。
。これらの酵素には1例えばエノラーゼ。
3−ホスホグリセリン酸キナーゼ、グリセルアルデヒド
−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピル
ビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、
グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリ
セリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリ
ン酸イソメラーゼ。
−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピル
ビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、
グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリ
セリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリ
ン酸イソメラーゼ。
ホスホグルコースイソメラーゼおよびグルコキナーゼが
含まれる。
含まれる。
その他の酵母プロモーターは、転写が増殖条件によって
制御されるという追加の利点をもっているものがある。
制御されるという追加の利点をもっているものがある。
これらは、アルコールデヒドロゲナーゼ1もしくは2.
イソシトロクロムC1酸性ホスファターゼ、およびマル
トースとガラクトースの利用に関与する酵素に対するプ
ロモーター領域である。
イソシトロクロムC1酸性ホスファターゼ、およびマル
トースとガラクトースの利用に関与する酵素に対するプ
ロモーター領域である。
高級真核細胞の培養物は、を推動物の細胞もしくは非を
推動物の細胞にかかわらず、昆虫を含めて、用いること
ができ、その増殖法は公知である(例えば、 Ti5s
ue Cu1ture、^cademic Press
、 KruseとPatterson編集、 1973
年参照)。
推動物の細胞にかかわらず、昆虫を含めて、用いること
ができ、その増殖法は公知である(例えば、 Ti5s
ue Cu1ture、^cademic Press
、 KruseとPatterson編集、 1973
年参照)。
高級真核細胞にBMPを発現させるのに適切な宿主細胞
には、 SV40で形質転換されたサル腎臓CVI系(
CO3−7,ATCCCRL 1651) ;仔ハム
スター腎臓細胞(B)IK、八TCCCRL 10);
チャイニーズハムスター卵巣細胞DHPR(Urlau
bとChasin、 PNAS(IJSA)、 77巻
。
には、 SV40で形質転換されたサル腎臓CVI系(
CO3−7,ATCCCRL 1651) ;仔ハム
スター腎臓細胞(B)IK、八TCCCRL 10);
チャイニーズハムスター卵巣細胞DHPR(Urlau
bとChasin、 PNAS(IJSA)、 77巻
。
4216頁、 1980年に記載されている);マウス
・セルトリ細胞(TM4. Mather、 J、 P
、 、 Biol、Reprod、 23巻。
・セルトリ細胞(TM4. Mather、 J、 P
、 、 Biol、Reprod、 23巻。
243−251頁、 1980年);サル腎臓細胞(C
VI ATCC[C1,70) ;7−y +)カミ)
’ IJ f)Lt腎臓細胞(VERO−76゜^TC
[: CRL 1587); ヒト子宮頚癌細胞(I(
ELA、 ATCC[:C10);イヌ腎臓細胞(MD
CK、 ATCCCC’L 34) ;バッファローラ
ット肝臓細胞(BRL 3A、ATCCCRL 144
2) ;ヒト肺細胞(W138.AT[’[: CCL
75); ヒト肝臓細胞(Hep G2.HB 80
65);”ウス乳腺腫瘍(MMT 060652.AT
[:(i゜C[’L51);ラット肝癌細胞(t(TC
,Ml、 54.8aumann、 M、ら。
VI ATCC[C1,70) ;7−y +)カミ)
’ IJ f)Lt腎臓細胞(VERO−76゜^TC
[: CRL 1587); ヒト子宮頚癌細胞(I(
ELA、 ATCC[:C10);イヌ腎臓細胞(MD
CK、 ATCCCC’L 34) ;バッファローラ
ット肝臓細胞(BRL 3A、ATCCCRL 144
2) ;ヒト肺細胞(W138.AT[’[: CCL
75); ヒト肝臓細胞(Hep G2.HB 80
65);”ウス乳腺腫瘍(MMT 060652.AT
[:(i゜C[’L51);ラット肝癌細胞(t(TC
,Ml、 54.8aumann、 M、ら。
J、Ce1l Biol、、85巻、1〜8頁、 19
80年);およびTRI細胞(Mather J、P、
ら、 Annals N、Y、 Acad。
80年);およびTRI細胞(Mather J、P、
ら、 Annals N、Y、 Acad。
Sci、 、 383巻、44〜68頁、 1982年
)が含まれる。通常用いられるプロモーターは、ポリオ
ーマ、アデノウィルス2およびシミアンウィルス40
(SV40) 由来のものである。組換えBMPは、@
乳類の組織中で発現された場合、グリコジル化によって
分子量が高くなっていることは認識されている。それ故
に1分子量が19KOより大きい1部分的もしくは完全
にグリコジル化された形態のBMPは、その末グリコジ
ル化形態とともに本発明の範囲に含まれるものである。
)が含まれる。通常用いられるプロモーターは、ポリオ
ーマ、アデノウィルス2およびシミアンウィルス40
(SV40) 由来のものである。組換えBMPは、@
乳類の組織中で発現された場合、グリコジル化によって
分子量が高くなっていることは認識されている。それ故
に1分子量が19KOより大きい1部分的もしくは完全
にグリコジル化された形態のBMPは、その末グリコジ
ル化形態とともに本発明の範囲に含まれるものである。
多数の原核発現ベクターが当該技術分野で公知になって
いる(例えば、米国特許4.440.859号。
いる(例えば、米国特許4.440.859号。
第4.436.815号、第4.431.740号、第
4.431.739号。
4.431.739号。
第4.428.941号、第4.425.437号、第
4.418.149号。
4.418.149号。
第4.411.994号、第4.366、246号およ
び第4.342.832号を参照のこと;英国特許出願
公開第GB2.121.054号、第GB2.008.
123号および第GB2.007.675号;ならびに
ヨーロッパ特許出願公開第103.395号も参照のこ
と)。好ましい原核発現系はイー・コリ内である。
び第4.342.832号を参照のこと;英国特許出願
公開第GB2.121.054号、第GB2.008.
123号および第GB2.007.675号;ならびに
ヨーロッパ特許出願公開第103.395号も参照のこ
と)。好ましい原核発現系はイー・コリ内である。
(以下余白)
その他の好ましい発現ベクターは、真核系に用いるベク
ターである。真核発現系の1例は、ワタシニアウイルス
を用いるもので、これは当該技術分野で公知である。(
例えば、 1JHcketら、 J、Virol、。
ターである。真核発現系の1例は、ワタシニアウイルス
を用いるもので、これは当該技術分野で公知である。(
例えば、 1JHcketら、 J、Virol、。
49巻、857頁、 1984年;”DNA Clo
ning”第■巻。
ning”第■巻。
191〜211頁、前記文献; PCT特許出願公開第
WO36107593号参照)。酵母の発現ベクターは
当該技術分野で公知である(例えば、米国特許第4.4
46゜235号、第4.443.539号、第4.43
0.428号;ヨーロッパ特許出願公開第103.40
9号、 100.561号。
WO36107593号参照)。酵母の発現ベクターは
当該技術分野で公知である(例えば、米国特許第4.4
46゜235号、第4.443.539号、第4.43
0.428号;ヨーロッパ特許出願公開第103.40
9号、 100.561号。
96、491号参照)。その他の好ましい発現系は、チ
ャイニーズハムスター卵巣細胞を形質転換するベクター
pH5lである(PCT特許出願公開第WO37102
062号参照)。哺乳類の組織を、ジヒドロ葉酸還元酵
素(DHFR)もしくはチミジンキナーゼのような選択
可能なマーカーをコードするDNAと、 BNPをコー
ドするDNAとで共形質転換することができる。
ャイニーズハムスター卵巣細胞を形質転換するベクター
pH5lである(PCT特許出願公開第WO37102
062号参照)。哺乳類の組織を、ジヒドロ葉酸還元酵
素(DHFR)もしくはチミジンキナーゼのような選択
可能なマーカーをコードするDNAと、 BNPをコー
ドするDNAとで共形質転換することができる。
野生型のDHPR遺伝子4用いる場合、 DHPRが欠
乏している宿主細胞を選択するのが好ましく、その結果
、ヒボキサンチン、グリシンおよびチミジンを欠いたh
gt−培地中でうまくトランスフェクトしたか否かを確
かめるだめのマーカーとして叶PRをコードする配列を
用いることができるようになる。この場合の適切な宿主
細胞は、 DHFR活性を欠いたチャイニーズハムスタ
ー卵巣(CIIO)細胞系であり、 Urlaubと
Chasin、 Proc、Nat、^cad、Sc
i、 (USA) 。
乏している宿主細胞を選択するのが好ましく、その結果
、ヒボキサンチン、グリシンおよびチミジンを欠いたh
gt−培地中でうまくトランスフェクトしたか否かを確
かめるだめのマーカーとして叶PRをコードする配列を
用いることができるようになる。この場合の適切な宿主
細胞は、 DHFR活性を欠いたチャイニーズハムスタ
ー卵巣(CIIO)細胞系であり、 Urlaubと
Chasin、 Proc、Nat、^cad、Sc
i、 (USA) 。
77巻、 4216頁、 1980年に記載されている
ようにして調製・増殖される。昆虫細胞中で用いられる
バキュロウィルス(Baculovirus)由来の発
現ベクターは、当該技術分野で公知であり、利用するこ
とができる(LucklowとSummers、 Bi
otechnology。
ようにして調製・増殖される。昆虫細胞中で用いられる
バキュロウィルス(Baculovirus)由来の発
現ベクターは、当該技術分野で公知であり、利用するこ
とができる(LucklowとSummers、 Bi
otechnology。
6巻、47〜55頁参照)。
選択された発現系と宿主に基づき、 BMPは、上記発
現ベクターのような外因性もしくは非相同のDNA構築
物で形質転換された宿主細胞を、 BMPタンパクが発
現される条件下で増殖させることによって産生される。
現ベクターのような外因性もしくは非相同のDNA構築
物で形質転換された宿主細胞を、 BMPタンパクが発
現される条件下で増殖させることによって産生される。
次いで、生成したBMPを宿主細胞から単離して精製す
る。発現系がBMPを増殖培地に分泌したならば、タン
パクは、無細胞の培地から直接精製することができる。
る。発現系がBMPを増殖培地に分泌したならば、タン
パクは、無細胞の培地から直接精製することができる。
BMPタンパクが分泌されない場合は、細胞溶解物から
単離される。
単離される。
適切な増殖条件と回収法の選択は、当該技術分野の技術
に含まれる。
に含まれる。
組換え技術で作製したBMPは、公知の方法にしたがっ
て、形質転換された細胞から回収される。
て、形質転換された細胞から回収される。
形質転換された細胞からBMPを分泌する発現ベクター
を使用するのが好ましく、シたがって、その細胞を遠心
分離で分離することができる。BMPは一般に9通常の
タンパク精製法によって精製され。
を使用するのが好ましく、シたがって、その細胞を遠心
分離で分離することができる。BMPは一般に9通常の
タンパク精製法によって精製され。
これらの方法には、特に限定されないが、サイズ排除法
、イオン交換クロマトグラフィー、 HPLCなどが含
まれる。
、イオン交換クロマトグラフィー、 HPLCなどが含
まれる。
BMPに対するコード配列が、−旦調製もしくは単離さ
れると、適切なベクターにクローン化され得、 BMP
をコードする配列を含有しない細胞が実質的に存在しな
い細胞の組成物(例えば、他のライブラリークローンが
存在しない)中に保持され得る。多数のクローニングベ
クターが当業者にとって公知である。クローニング用の
組換えDNAベクターと、これらベクターが形質転換で
きる宿主細胞には、各種の、バクテリオファージスベク
ター (イー・コリ)、 pBR322(イー・コリ
) 、 pAcYc177(イー −:I !J )
、 pKT230(グラム陰性菌)、 pGV1106
(グラム陰性菌) 、 pLAFRl (グラム陰性菌
)、 pMB290(非イー・コリグラム陰性菌)、
ptlV14 [イー・コリおよびバチルス・サブチリ
ス(Bacillus 5ubtilis) ] 、
pBD9 (バチルス)、 PIJ61 (ストレプト
ミセス)、 pUc6 (ストレプトミセス)、アク
チノファージ、φC31(ストレプトミセス)、Y[p
5(サツカロミセス)、 YCp19 (サツロミセス
)、 およびウシ乳頭腫ウィルス(哺乳動物細胞)が含
まれる (一般に、 ONA Cloning : I
巻および■巻、上記文献; T、 Maniatisら
、上記文献; B、Perbal、上記文献参照)。
れると、適切なベクターにクローン化され得、 BMP
をコードする配列を含有しない細胞が実質的に存在しな
い細胞の組成物(例えば、他のライブラリークローンが
存在しない)中に保持され得る。多数のクローニングベ
クターが当業者にとって公知である。クローニング用の
組換えDNAベクターと、これらベクターが形質転換で
きる宿主細胞には、各種の、バクテリオファージスベク
ター (イー・コリ)、 pBR322(イー・コリ
) 、 pAcYc177(イー −:I !J )
、 pKT230(グラム陰性菌)、 pGV1106
(グラム陰性菌) 、 pLAFRl (グラム陰性菌
)、 pMB290(非イー・コリグラム陰性菌)、
ptlV14 [イー・コリおよびバチルス・サブチリ
ス(Bacillus 5ubtilis) ] 、
pBD9 (バチルス)、 PIJ61 (ストレプト
ミセス)、 pUc6 (ストレプトミセス)、アク
チノファージ、φC31(ストレプトミセス)、Y[p
5(サツカロミセス)、 YCp19 (サツロミセス
)、 およびウシ乳頭腫ウィルス(哺乳動物細胞)が含
まれる (一般に、 ONA Cloning : I
巻および■巻、上記文献; T、 Maniatisら
、上記文献; B、Perbal、上記文献参照)。
あるいは、 BMPは9通常のペプチド合成法1例えば
、メリフィールド合成法の原理およびメリフィールド合
成法を利用するように設計された市販の自動装置を用い
ることによって製造され得る。
、メリフィールド合成法の原理およびメリフィールド合
成法を利用するように設計された市販の自動装置を用い
ることによって製造され得る。
通常のペプチド合成法を用いて作製したペプチドは9通
常のアフィニティークロマトグラフィーゲル濾過法およ
び/またはRP−HPLC法を用いて精製され得る。
常のアフィニティークロマトグラフィーゲル濾過法およ
び/またはRP−HPLC法を用いて精製され得る。
第3図は、ウシBMP cDNAのヌクレオチド配列と
。
。
推定したアミノ酸配列もしくは前駆体ポリペプチドを示
す。推定のシグナルペプチダーゼの開裂部位は(↓)印
で示しである。cDNA配列を928MPcDNAクロ
ーン#1の830bp Bgl If挿入断片から得た
。なおこのクローンは、下記のようにして、仔つシ肝1
)iicDNAライブラリーから単離した。
す。推定のシグナルペプチダーゼの開裂部位は(↓)印
で示しである。cDNA配列を928MPcDNAクロ
ーン#1の830bp Bgl If挿入断片から得た
。なおこのクローンは、下記のようにして、仔つシ肝1
)iicDNAライブラリーから単離した。
第5図は、ヒトBMP cDNAのヌクレオチド配列と
。
。
前駆体ポリペプチドの推定アミノ酸配列とを示す。
推定シグナルペプチダーゼの開裂部位は(↓)印で示し
である。cDNA配列は、ヒトBMP cDNAクロー
ンA6の600bp Dam)If/Hind III
挿入断片から得たが。
である。cDNA配列は、ヒトBMP cDNAクロー
ンA6の600bp Dam)If/Hind III
挿入断片から得たが。
このクローンは、下記のようにして、 BMP/PCR
ヒト腎1]1lcDNAライブラリから単離した。
ヒト腎1]1lcDNAライブラリから単離した。
第3図と第5図のヌクレオチド配列は、さらにBMP類
似体が9本発明の範囲に含まれるものであることを意図
している。断片のような類似体は。
似体が9本発明の範囲に含まれるものであることを意図
している。断片のような類似体は。
例えば、 BMPをペプシンで消化することによって産
生され得る。変異タンパク (mutein)のような
他の類似体は、 BMPコード配列の標準的な特定部位
の変異誘発によって産生され得る。r BMP活性」を
示す類似体は、インビボおよび/またはインビトロのア
ッセイによって同定され得るが、インビトロの軟骨誘発
アッセイが好ましい(Methodsof Bnzym
ology、 146巻、 294〜312頁、
1987年)。
生され得る。変異タンパク (mutein)のような
他の類似体は、 BMPコード配列の標準的な特定部位
の変異誘発によって産生され得る。r BMP活性」を
示す類似体は、インビボおよび/またはインビトロのア
ッセイによって同定され得るが、インビトロの軟骨誘発
アッセイが好ましい(Methodsof Bnzym
ology、 146巻、 294〜312頁、
1987年)。
BMP類似体の1例は、ウシもしくはヒト BMPの全
長発現産物からインビボで産生される酵母の開裂生成物
である。ウシ発現産物のプロセッシングによって、後記
の実施例9で説明される2つのほぼ16kDのポリペプ
チドが生じ、これらの類似体の1つもしくは両方を本願
では、 r16kD酵母開裂類似体」と呼ぶ。
長発現産物からインビボで産生される酵母の開裂生成物
である。ウシ発現産物のプロセッシングによって、後記
の実施例9で説明される2つのほぼ16kDのポリペプ
チドが生じ、これらの類似体の1つもしくは両方を本願
では、 r16kD酵母開裂類似体」と呼ぶ。
上記のように、 BMPをコードするDNA配列は。
クローン化するよりはむしろ合成によって調製され得る
。DNA配列は、 BMPアミノ酸配列配列する適切な
コドンを用いて設計され得る。一般に、配列が発現に使
用される場合、目的とする宿主に対して好ましいコドン
が選択される。完全な配列は。
。DNA配列は、 BMPアミノ酸配列配列する適切な
コドンを用いて設計され得る。一般に、配列が発現に使
用される場合、目的とする宿主に対して好ましいコドン
が選択される。完全な配列は。
標準方法で調製されたオリゴヌクレオチドをオーバーラ
ツプさせることにより組立られ1次いで完全なコード配
列に組立られる(例えば、 Bdge、Nature。
ツプさせることにより組立られ1次いで完全なコード配
列に組立られる(例えば、 Bdge、Nature。
292巻、756頁、 1981年HNambairら
、 5cience。
、 5cience。
223巻、 1299頁、 1984年HJay
ら、 J、Biol、[:hem、。
ら、 J、Biol、[:hem、。
259巻、 6311頁、 1984年参照)。
合成のON^配列によって、 BMP類似体または「変
異タンパク」を発現する遺伝子を簡便に構築することが
できる。あるいは、変異タンパクをコードするDNAは
、天然BMPの遺伝子もしくはcDNAの特定部位に変
異を誘発させることによって作製され得、変異タンパク
は1通常のポリペプチド合成法を用いることによって直
接作製され得る。
異タンパク」を発現する遺伝子を簡便に構築することが
できる。あるいは、変異タンパクをコードするDNAは
、天然BMPの遺伝子もしくはcDNAの特定部位に変
異を誘発させることによって作製され得、変異タンパク
は1通常のポリペプチド合成法を用いることによって直
接作製され得る。
部位特異的変異誘発法は、変異をおこすべき一本鎖ファ
ージDNAに、特定のミスマツチ部分を除いて相補性の
ブライマー合成オリゴヌクレオチドを用いて行われ、所
望の変異が得られる。簡単に述べれば1合成オリゴヌク
レオチドをブライマーとして用いて、ファージに相補性
の一本鎖が直接合成され、得られた二重鎖DNAはファ
ージを保持する宿主細菌に形質転換される。形質転換さ
れた細菌の培養物を寒天の上面にプレートして、ファー
ジを保持する単一の細胞からプラークを形成させること
ができる。
ージDNAに、特定のミスマツチ部分を除いて相補性の
ブライマー合成オリゴヌクレオチドを用いて行われ、所
望の変異が得られる。簡単に述べれば1合成オリゴヌク
レオチドをブライマーとして用いて、ファージに相補性
の一本鎖が直接合成され、得られた二重鎖DNAはファ
ージを保持する宿主細菌に形質転換される。形質転換さ
れた細菌の培養物を寒天の上面にプレートして、ファー
ジを保持する単一の細胞からプラークを形成させること
ができる。
理論的には、新しいプラークの50%が、−重鎖として
変異した形態のファージを含有し、50%が元の配列を
有している。得られたプラークは、正確に一致したもの
のハイブリダイゼーションが可能であるが1元の鎖に対
して一致していない場合は充分にハイブリダイゼーショ
ンが防止される温度で、キナーゼ化された合成ブライマ
ーを用いてハイブリッドされる。プローブとハイブリッ
ドするプラークを次に取り出し、培養して、 DNAが
回収される。
変異した形態のファージを含有し、50%が元の配列を
有している。得られたプラークは、正確に一致したもの
のハイブリダイゼーションが可能であるが1元の鎖に対
して一致していない場合は充分にハイブリダイゼーショ
ンが防止される温度で、キナーゼ化された合成ブライマ
ーを用いてハイブリッドされる。プローブとハイブリッ
ドするプラークを次に取り出し、培養して、 DNAが
回収される。
一般的な非天然アミノ酸のタンパクへの部位特異的組込
み法は、 Christophen J、Noren、
5pencerJ、Anthony−Cahill、M
ichael C0Griffith、Peter
G。
み法は、 Christophen J、Noren、
5pencerJ、Anthony−Cahill、M
ichael C0Griffith、Peter
G。
5chultz、5cience、 244巻、 1
82〜18B頁、 1989年4月に記載されている
。この方法は、非天然アミノ酸を有する類似体を作成す
るのに用いられ得る。
82〜18B頁、 1989年4月に記載されている
。この方法は、非天然アミノ酸を有する類似体を作成す
るのに用いられ得る。
BMPおよびその類似体の調製は、 Uristら、
Methods in [inzymology
(D、Barnes and ロ、A、5irb
aska編集)、 146巻、 294〜312頁、
1987年、 Academic Press、ニ
ューヨークに記載の方法によって。
Methods in [inzymology
(D、Barnes and ロ、A、5irb
aska編集)、 146巻、 294〜312頁、
1987年、 Academic Press、ニ
ューヨークに記載の方法によって。
インビボでアッセイされ得、また5atoとLlris
t、 Cl1n、0rthop、、 183巻、 18
0〜187頁、 1984年の方法であって、 Kaw
amuraとUrist、Dew、Biolo、 13
0巻。
t、 Cl1n、0rthop、、 183巻、 18
0〜187頁、 1984年の方法であって、 Kaw
amuraとUrist、Dew、Biolo、 13
0巻。
435〜442頁、 1988年で改変された方法によ
ってインビトロでアッセイされ得る。これらの文献はす
べて本願に援用されている。
ってインビトロでアッセイされ得る。これらの文献はす
べて本願に援用されている。
実質的に純粋なりMP 、その高分子量でグリコジル化
された形態のもの、またはその活性断片、またはその非
毒性の塩は、医薬的に許容される担体と組合わされて医
薬組成物を形成し、ヒトを含む哺乳類に、静脈、皮下、
経皮、筋肉内または経口投与され得る。
された形態のもの、またはその活性断片、またはその非
毒性の塩は、医薬的に許容される担体と組合わされて医
薬組成物を形成し、ヒトを含む哺乳類に、静脈、皮下、
経皮、筋肉内または経口投与され得る。
上記のタンパクは、医薬的に許容される非毒性の塩9例
えば酸付加塩、または例えば、亜鉛、鉄などとの金属錯
体(これらは上記の用途では塩とみなされる)の形態で
投与されることが多い。このような酸付加塩の例として
は、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、リン酸塩、マレイ
ン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、安息香酸塩、コハク酸塩
、リンゴ酸塩、アスコルビン酸塩、酒石酸塩などである
。
えば酸付加塩、または例えば、亜鉛、鉄などとの金属錯
体(これらは上記の用途では塩とみなされる)の形態で
投与されることが多い。このような酸付加塩の例として
は、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、リン酸塩、マレイ
ン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、安息香酸塩、コハク酸塩
、リンゴ酸塩、アスコルビン酸塩、酒石酸塩などである
。
活性成分を錠剤形態で投与する場合9錠剤は、トラガカ
ントゴム、コーンスターチもしくはゼラチンのような結
合剤;アルギン酸のような崩壊剤;およびステアリン酸
マグネシウムのような滑沢剤を含有している。波形態で
投与したい場合、甘味剤および/または矯味矯臭剤が用
いられ1等張食塩水、リン酸緩衝溶液などに入れて静脈
内投与がなされる。
ントゴム、コーンスターチもしくはゼラチンのような結
合剤;アルギン酸のような崩壊剤;およびステアリン酸
マグネシウムのような滑沢剤を含有している。波形態で
投与したい場合、甘味剤および/または矯味矯臭剤が用
いられ1等張食塩水、リン酸緩衝溶液などに入れて静脈
内投与がなされる。
医薬組成物は、従来から医薬として許容される担体とと
もに、有効量のBMPを通常含有している。
もに、有効量のBMPを通常含有している。
投与量は、タンパクが投与される具体的な目的によって
変動し、約0.1μg〜約100 mg/kg体重の範
囲の投与レベルが用いられ得る。
変動し、約0.1μg〜約100 mg/kg体重の範
囲の投与レベルが用いられ得る。
本発明では、さらに、インビトロおよびインビボの両方
で骨形成を開始する治療用組成物としてのBMPと、特
にヒトもしくはウシのBCFとの組合せを目的としてい
る。
で骨形成を開始する治療用組成物としてのBMPと、特
にヒトもしくはウシのBCFとの組合せを目的としてい
る。
組換えBMPを、単独の、または1種以上の骨誘導関連
因子と混合した場合の移植物は、軟骨と骨の増殖を開始
するのに用いられ得る。この移植物は1例えば、宿主被
検体が吸収しつる天然もしくは合成のリポソームや他の
徐放性膜内にカプセル封入される徐放性組成物であって
もよい。BMPは。
因子と混合した場合の移植物は、軟骨と骨の増殖を開始
するのに用いられ得る。この移植物は1例えば、宿主被
検体が吸収しつる天然もしくは合成のリポソームや他の
徐放性膜内にカプセル封入される徐放性組成物であって
もよい。BMPは。
ヒト、ウシもしくはその他の哺乳動物形、またはその混
合物であってもよい。骨の増殖を開始するために、 B
MPは、1種以上の他のタンパク、特に骨由来の1種以
上の他のタンパクの組合せと混合してもよい。このよう
な混合物は、軟骨の形成を開始し2次いで骨を増殖させ
る。BMPの移植物は。
合物であってもよい。骨の増殖を開始するために、 B
MPは、1種以上の他のタンパク、特に骨由来の1種以
上の他のタンパクの組合せと混合してもよい。このよう
な混合物は、軟骨の形成を開始し2次いで骨を増殖させ
る。BMPの移植物は。
四頭筋のコンパートメントで軟骨と骨の増殖を誘発する
のに用いられ得る。
のに用いられ得る。
以下に詳細に述べる精製法によって、初めて。
正確にアミノ酸の配列決定ができる。充分な量と充分な
純度で、天然のBMPを精製することができる。精製さ
れたBMPから得られるアミノ酸配列によって、天然B
MP核酸配列の単離を促進するプローブの設計、または
BMPのアミノ酸配列をコードする合成核酸配列の設計
が可能になり、それとともに、 BMPとその類似体に
対する診断用抗体と治療用抗体の両者が初めて生産可能
になる。BMP DNA遺伝子もしくは断片は、欠陥の
あるBMP遺伝子を有する被検体を同定する診断試験に
も利用され得る。
純度で、天然のBMPを精製することができる。精製さ
れたBMPから得られるアミノ酸配列によって、天然B
MP核酸配列の単離を促進するプローブの設計、または
BMPのアミノ酸配列をコードする合成核酸配列の設計
が可能になり、それとともに、 BMPとその類似体に
対する診断用抗体と治療用抗体の両者が初めて生産可能
になる。BMP DNA遺伝子もしくは断片は、欠陥の
あるBMP遺伝子を有する被検体を同定する診断試験に
も利用され得る。
特異的抗血清もしくはモノクローナル抗体(以下に述べ
る)は第3rXJもしくは第5図に示すようなアミノ酸
残基の配列もしくは断片を有する合成りMPペプチドに
作製することができる。第1図に示すトリプシンの断片
が例であり、これに対する抗体は9選択された組織、細
胞抽出物もしくは体液中に存在するBMPを免疫沈澱さ
せるのに使用することができる。この超厚から得た精製
BMPは。
る)は第3rXJもしくは第5図に示すようなアミノ酸
残基の配列もしくは断片を有する合成りMPペプチドに
作製することができる。第1図に示すトリプシンの断片
が例であり、これに対する抗体は9選択された組織、細
胞抽出物もしくは体液中に存在するBMPを免疫沈澱さ
せるのに使用することができる。この超厚から得た精製
BMPは。
次に配列が決定され、上記の特異的プローブを設計する
基礎として使用され得る。公知のBMPと異なる。他の
領域に対する抗体も使用され得る。精製された天然もし
くは組換えBMPは抗原としても有用である。
基礎として使用され得る。公知のBMPと異なる。他の
領域に対する抗体も使用され得る。精製された天然もし
くは組換えBMPは抗原としても有用である。
天然、組換えまたは合成のBMPペプチド(全長もしく
はサブユニット)は、ポリクローナル抗体とモノクロー
ナル抗体との両者を作製するのに使用され得る。ポリク
ローナル抗体が所望の際は。
はサブユニット)は、ポリクローナル抗体とモノクロー
ナル抗体との両者を作製するのに使用され得る。ポリク
ローナル抗体が所望の際は。
精製BMPペプチドを用いて選択された哺乳動物(例え
ば、マウス、ラビット、ヤギ、ウマなど)を免疫化し、
免疫化された動物から血清を集めて。
ば、マウス、ラビット、ヤギ、ウマなど)を免疫化し、
免疫化された動物から血清を集めて。
公知の方法で処理する。BMPに加えて、各種の抗原に
対するポリクローナル抗体を含有する組成物は、免疫ア
フィニティークロマトグラフィーによって、抗BMPで
ない抗体が実質的に存在しないように作製し得る。
対するポリクローナル抗体を含有する組成物は、免疫ア
フィニティークロマトグラフィーによって、抗BMPで
ない抗体が実質的に存在しないように作製し得る。
モノクローナル抗BMP抗体も、当業者には本文中の開
示内容から容易に作製できる。ハイブリドーマによって
モノクローナル抗体を作製する一般的な方法は周知であ
る。永久増殖化された抗体産生細胞系は、腫瘍DNAに
よるBリンパ球の直接形質転換、またはエプスタイン−
バーウィルスによるトランスフェクションのような融合
以外の手法によっても作製され得る。(例えば、 M、
5chreierら、 rHybridoma Te
chniques」、 1980年; Hammer
lingら、 ’Monoclonal Antib
odies And T−cell Hybridom
as 、 1981年;にennett ら、
”MonoclonalAntibodies”、 1
980年;米国特許第4.341.761号。
示内容から容易に作製できる。ハイブリドーマによって
モノクローナル抗体を作製する一般的な方法は周知であ
る。永久増殖化された抗体産生細胞系は、腫瘍DNAに
よるBリンパ球の直接形質転換、またはエプスタイン−
バーウィルスによるトランスフェクションのような融合
以外の手法によっても作製され得る。(例えば、 M、
5chreierら、 rHybridoma Te
chniques」、 1980年; Hammer
lingら、 ’Monoclonal Antib
odies And T−cell Hybridom
as 、 1981年;にennett ら、
”MonoclonalAntibodies”、 1
980年;米国特許第4.341.761号。
第4.399.121号、第4.427.783号、第
4.444.887号、 4,451,570号、第4
.466、917号、第4.472.500号、第4.
491.632号、第4.493.890号参照)。
4.444.887号、 4,451,570号、第4
.466、917号、第4.472.500号、第4.
491.632号、第4.493.890号参照)。
BMPペプチドに対して作製されたモノクローナル抗体
のパネルは種々の特性、すなわちアイソタイプ、エピト
ープ、親和性などについてスクリーニングされ得る。特
に重要なのは、 EIMPの活性を中和するモノクロー
ナル抗体である。このようなモノクローナル抗体は、
BMP活性アッセイにおいて容易に同定され得る。親和
性の高い抗体は、天然もしくは組換えBMPの免疫アフ
ィニティー精製においても有用である。
のパネルは種々の特性、すなわちアイソタイプ、エピト
ープ、親和性などについてスクリーニングされ得る。特
に重要なのは、 EIMPの活性を中和するモノクロー
ナル抗体である。このようなモノクローナル抗体は、
BMP活性アッセイにおいて容易に同定され得る。親和
性の高い抗体は、天然もしくは組換えBMPの免疫アフ
ィニティー精製においても有用である。
本文中に記載のBMP形態に対する抗体(ポリクローナ
ルおよびモノクローナルの両方)は、骨粗しよう症、変
形性関節症などのような骨の疾病の各種の臨床上の病状
を抑制もしくは回復させるのに用いることができる。ひ
とつの治療法は、患者を9通常の静脈内経路を通して有
効投与量の抗BMP抗体を投与することにより治療する
ことであろう。
ルおよびモノクローナルの両方)は、骨粗しよう症、変
形性関節症などのような骨の疾病の各種の臨床上の病状
を抑制もしくは回復させるのに用いることができる。ひ
とつの治療法は、患者を9通常の静脈内経路を通して有
効投与量の抗BMP抗体を投与することにより治療する
ことであろう。
BMPの変異タンパクのようなりMPの拮抗体もしくは
作動体も抗体の代わりに用いることができる。
作動体も抗体の代わりに用いることができる。
これらの抗BMP組成物はまた。各種の形態の腫瘍を検
出もしくは阻害するのに有用であり得る。その理由はい
くつかの腫瘍が成長因子によって誘発されることが知ら
れているからである。
出もしくは阻害するのに有用であり得る。その理由はい
くつかの腫瘍が成長因子によって誘発されることが知ら
れているからである。
適切な治療計画(すなわち投与量、投与頻度。
全身投与または局所投与など)の決定は、当該技術分野
の範囲内である。投与するために、抗体を。
の範囲内である。投与するために、抗体を。
医薬的に許容される非経口溶剤と共に単位投与量の注射
形態(溶液、懸濁液、乳濁など)として処方する。この
ような溶剤は1通常無毒性でかつ非治療性である。この
ような溶剤の例は、水、生理食塩水、リンガ−液、ブド
ウ糖溶液およびハンクス液である。固定油やオレイン酸
エチルのような非水溶性溶剤も使用され得る。好ましい
溶剤は。
形態(溶液、懸濁液、乳濁など)として処方する。この
ような溶剤は1通常無毒性でかつ非治療性である。この
ような溶剤の例は、水、生理食塩水、リンガ−液、ブド
ウ糖溶液およびハンクス液である。固定油やオレイン酸
エチルのような非水溶性溶剤も使用され得る。好ましい
溶剤は。
ヒトアルブミンの5 w/w%生理食塩水溶液である。
溶剤は1等張性と化学的安定性を高める物質1例えば緩
衝剤と保存剤のような添加物を少量含有していてもよい
。抗体は、一般に、このような溶剤中に、約1μg/m
j!〜10mg/−の濃度で処方される。
衝剤と保存剤のような添加物を少量含有していてもよい
。抗体は、一般に、このような溶剤中に、約1μg/m
j!〜10mg/−の濃度で処方される。
抗BMP抗体はまた9診断用途にも有用である。
本発明は、ヒト(もしくは他の哺乳類)由来のサンプル
を得、 BMPの量をアッセイにおいて定量的に測定す
る方法、特に診断方法を考慮している。
を得、 BMPの量をアッセイにおいて定量的に測定す
る方法、特に診断方法を考慮している。
例えば、定量的免疫学的検定法において用いたBMP抗
体は、 BMP中の遺伝子的な欠損を検出するのに利用
されつる。BMPに対して特異的な抗体は、従来のどの
ような免疫学的検定形式(例えば、同種または異種の放
射性免疫測定法もしくはBLISA)にも処方され得る
。種々の形式が当業者には周知である(例えば、 ”I
mmunoassay 八Practical Gui
de”D、 W、 ChanとM、T、Perlste
in編集、 1987年参照)。
体は、 BMP中の遺伝子的な欠損を検出するのに利用
されつる。BMPに対して特異的な抗体は、従来のどの
ような免疫学的検定形式(例えば、同種または異種の放
射性免疫測定法もしくはBLISA)にも処方され得る
。種々の形式が当業者には周知である(例えば、 ”I
mmunoassay 八Practical Gui
de”D、 W、 ChanとM、T、Perlste
in編集、 1987年参照)。
この開示内容は参照として本文中に包含される。
一般に9組換え体−BMPの産生によって、夾雑タンパ
クを実質的に含有しないポリペプチドからなる組成物を
提供できる。高レベルの純度を得る能力は、インビボで
の超厚に比べて相当量のBMPを産生できる組換え体の
発現系の成果である。したがって1組換え体培養物に従
来の手法を適用することにより、骨超厚から得られる組
成物よりも実質的に純度の高いBMP組成物が得られる
。
クを実質的に含有しないポリペプチドからなる組成物を
提供できる。高レベルの純度を得る能力は、インビボで
の超厚に比べて相当量のBMPを産生できる組換え体の
発現系の成果である。したがって1組換え体培養物に従
来の手法を適用することにより、骨超厚から得られる組
成物よりも実質的に純度の高いBMP組成物が得られる
。
精製されたBMPは、軟骨もしくは骨の成長阻害因子の
設計およびスクリーンニングの道具として特に有用であ
ろう。まず第一に、ミリグラム量の物質が9本発明に従
って得られる。ミリグラム量によって、X線解析とコン
ピュータ分析を用いた三次元的な研究を行うための結晶
化が可能となる。
設計およびスクリーンニングの道具として特に有用であ
ろう。まず第一に、ミリグラム量の物質が9本発明に従
って得られる。ミリグラム量によって、X線解析とコン
ピュータ分析を用いた三次元的な研究を行うための結晶
化が可能となる。
これは9分子の形態に関する演鐸を可能にし、従って、
BMPが通常示す活性の阻害因子として有用な物質に
対する適正な形態が定義できるであろう。
BMPが通常示す活性の阻害因子として有用な物質に
対する適正な形態が定義できるであろう。
一般に、拮抗物質は、ペプチドであり、そのペプチドの
活性が阻害されるポリペプチドとの相互作用は、そのペ
プチド結合に関与する「残基」を修飾して、安定化する
。この「残基」は、酵素、受容体もしくは補助因子(例
えばBMPの場合の骨誘導関連因子)と特異的に相互作
用するペプチドの性能を強化するようにペプチド結合に
関与する。
活性が阻害されるポリペプチドとの相互作用は、そのペ
プチド結合に関与する「残基」を修飾して、安定化する
。この「残基」は、酵素、受容体もしくは補助因子(例
えばBMPの場合の骨誘導関連因子)と特異的に相互作
用するペプチドの性能を強化するようにペプチド結合に
関与する。
したがって、そのペプチド結合は、特異的に選択された
カルボン酸とアミン(必ずしもアミノ酸ではない)とを
結合する。これらのペプチドは、目標の標的の形態を相
補する三次元配列の形態をもっている。類似の鍵と錠孔
の空間配置は1本発明のBMPの表面外形に相補的に設
計された分子からも生じ得る。「表面」が内側に面した
渦巻き(canvolution)を有し、特異的に活
性部位を含んでいることは、理解されてい る。さらに
、「相補的」という用語は、「適合する」空間形態に加
えて。
カルボン酸とアミン(必ずしもアミノ酸ではない)とを
結合する。これらのペプチドは、目標の標的の形態を相
補する三次元配列の形態をもっている。類似の鍵と錠孔
の空間配置は1本発明のBMPの表面外形に相補的に設
計された分子からも生じ得る。「表面」が内側に面した
渦巻き(canvolution)を有し、特異的に活
性部位を含んでいることは、理解されてい る。さらに
、「相補的」という用語は、「適合する」空間形態に加
えて。
タンパクと、その表面外形と一致する分子との相互作用
が吸引的でかつ積極的であることを意味すると理解され
ている。これらの相互作用は、水素結合、イオン的親和
性もしくは疎水的親和性であってもよい。
が吸引的でかつ積極的であることを意味すると理解され
ている。これらの相互作用は、水素結合、イオン的親和
性もしくは疎水的親和性であってもよい。
したがって1本発明は1組換えBMPの表面の三次元外
形に相補的な三次元外形によって特徴づけられる。 B
MPに対するペプチドの拮抗物質および作動物質(2−
15アミノ酸)を考慮している。これに関連して、ペプ
チドは、拮抗物質もしくは作動物質が、カルボン酸アミ
ド結合を有することを意味する。このカルボン酸とアミ
ンの関与物質はαアミノ酸でなくてもよい。
形に相補的な三次元外形によって特徴づけられる。 B
MPに対するペプチドの拮抗物質および作動物質(2−
15アミノ酸)を考慮している。これに関連して、ペプ
チドは、拮抗物質もしくは作動物質が、カルボン酸アミ
ド結合を有することを意味する。このカルボン酸とアミ
ンの関与物質はαアミノ酸でなくてもよい。
第二に、三次元構造の決定の助けを得なくても。
本発明の精製BMPは、評価への特別なアプローチとし
てインビトロでBMP阻害因子をスクリーニングする試
薬として有用である。現在人手できる未精製のBMP製
剤は、不純物に起因する。混乱したデータを生じる。例
えば、それら自体が、 BMPにとって、阻害因子、活
性化物質、または基質となる汚染物は、評価に干渉する
可能性がある。したがって、精製BMPタンパクを利用
することによりBMPの作動物質と捨孔物質に対する現
在のスクリーング手法に実質的な改良がもたらされるで
あろう。
てインビトロでBMP阻害因子をスクリーニングする試
薬として有用である。現在人手できる未精製のBMP製
剤は、不純物に起因する。混乱したデータを生じる。例
えば、それら自体が、 BMPにとって、阻害因子、活
性化物質、または基質となる汚染物は、評価に干渉する
可能性がある。したがって、精製BMPタンパクを利用
することによりBMPの作動物質と捨孔物質に対する現
在のスクリーング手法に実質的な改良がもたらされるで
あろう。
(以下余白)
本発明は、哺乳類BMPおよびその類似体のアミノ酸配
列を含有するポリペプチドをコードする。
列を含有するポリペプチドをコードする。
イントロンを含まないDNA配列またはその補体を包含
する。
する。
好適な実施態様においては、上記DNAは、ヒトまたは
ウシBMPをコードする。
ウシBMPをコードする。
上記ポリペプチドは、哺乳類BMPシグナル配列を含有
し、もしくは含有しない。
し、もしくは含有しない。
好適な実施態様においては、上記ポリペプチドは、宿主
酵母における分泌を提供するN末端酵母α因子シグナル
配列を更に含有する。
酵母における分泌を提供するN末端酵母α因子シグナル
配列を更に含有する。
本発明は、上記DNA配列を有するレプリコンを包含す
る。
る。
本発明は、上記DNA配列を有するベクターを包含する
。
。
本発明は、上記レプリコンを有する細胞を包含する。
本発明は、上記ベクターを有する細胞を包含する。
本発明は、以下の工程を包含する組換え体哺乳類BMP
またはその類似体を調製する方法を包含する: (a)非相同のDNA配列を有する細胞集団を提供する
工程、ここで、該DNA配列はくり該細胞内で機能する
転写および翻訳制御配列、および(I I)哺乳類BM
Pおよびその類似体を包含するポリペプチドをコードし
、該転写および翻訳制御配列の制御下にあるコード配列
を有する;および (b)該ポリペプチドを発現するための条件下で該細胞
集団を増殖させること。
またはその類似体を調製する方法を包含する: (a)非相同のDNA配列を有する細胞集団を提供する
工程、ここで、該DNA配列はくり該細胞内で機能する
転写および翻訳制御配列、および(I I)哺乳類BM
Pおよびその類似体を包含するポリペプチドをコードし
、該転写および翻訳制御配列の制御下にあるコード配列
を有する;および (b)該ポリペプチドを発現するための条件下で該細胞
集団を増殖させること。
好適な実施態様においては、上記ポリペプチドは、更に
、該ポリペプチドのN末端にシグナル配列をコードする
配列を有し、そして該ポリペプチドが前記細胞から分泌
される。
、該ポリペプチドのN末端にシグナル配列をコードする
配列を有し、そして該ポリペプチドが前記細胞から分泌
される。
本発明の骨増殖誘導方法は、骨組織を、有効量の、#4
乳類BMP組成物またはその活性類似体組成物と接触さ
せる工程を包含する。
乳類BMP組成物またはその活性類似体組成物と接触さ
せる工程を包含する。
本発明は、@乳類骨形態形酸タンパクに対するモノクロ
ナール抗体を包含する。
ナール抗体を包含する。
本発明の記述および開示が2本発明の精神および範囲内
にある本発明のすべての変更および改変を包含すること
を意図していることは理解されるであろう。分子のカル
シウム沈着および骨成長誘導活性に実質的な影響を及ぼ
さずに、BMPのアミノ酸配列内にアミノ酸を挿入、欠
失あるいは置換することは当該技術の知識の範囲内であ
る。従って2本発明は、そのような欠失、付加あるいは
置換を包含する。更に、当業者がこのような修飾タンパ
クを組換えによって生成し得ることは理解されている。
にある本発明のすべての変更および改変を包含すること
を意図していることは理解されるであろう。分子のカル
シウム沈着および骨成長誘導活性に実質的な影響を及ぼ
さずに、BMPのアミノ酸配列内にアミノ酸を挿入、欠
失あるいは置換することは当該技術の知識の範囲内であ
る。従って2本発明は、そのような欠失、付加あるいは
置換を包含する。更に、当業者がこのような修飾タンパ
クを組換えによって生成し得ることは理解されている。
(実施例)
以下に実施例を説明するが9本発明を制限するものでは
ない。
ない。
ユリストら(Urist、 et al)、 Pro
c、 Nat。
c、 Nat。
Acad、 Sci、 USA、 81巻、
371−375頁、 1984年、が述べているよう
に、ヒト(i7KD)およびウシ(i9KD)起源由来
の部分精製した。ここで問題とするBMPタンパクを、
予備的ゲル電気泳動および電気溶出(M、 W、 バ
ンカピラー E、ルジャン、F、オストランダー、およ
びり、 E、 フード(M、ll’、 Hunka
piller、 E、 Lujan、 F、 0str
anderand L、E、 Hood) 、 Met
hods in Enzy+mology、 91巻:
227−236頁、 1983年)によってさらに
精製し。
371−375頁、 1984年、が述べているよう
に、ヒト(i7KD)およびウシ(i9KD)起源由来
の部分精製した。ここで問題とするBMPタンパクを、
予備的ゲル電気泳動および電気溶出(M、 W、 バ
ンカピラー E、ルジャン、F、オストランダー、およ
びり、 E、 フード(M、ll’、 Hunka
piller、 E、 Lujan、 F、 0str
anderand L、E、 Hood) 、 Met
hods in Enzy+mology、 91巻:
227−236頁、 1983年)によってさらに
精製し。
均質にした。この精製により、最初の部分精製サンプル
が、19KDのBMPに加えて、34KD。
が、19KDのBMPに加えて、34KD。
22KD、14KDおよび6KDの他の哺乳類タンパク
を含むことが示された。アセトンで沈降さf (W、H
,コニグスバーグおよびり、ヘンダーソン(W、H,K
onigsberg and L、Henderson
) r Methodsfn Enzymology
、 91巻: 254−259頁、 1983年)。
を含むことが示された。アセトンで沈降さf (W、H
,コニグスバーグおよびり、ヘンダーソン(W、H,K
onigsberg and L、Henderson
) r Methodsfn Enzymology
、 91巻: 254−259頁、 1983年)。
アミノ酸分析によって定量[B、A、 ピドリングマ
イヤー、 S、 A、 コーエンおよびT、
L、 タービン(B、A、Bidlingmeyer
、 S、A、Cohen and T、L、Tarwi
n)、 Journal of Chromatogr
aphy、 336巻:93−104頁、 1984
年コした後、該物質を変性条件下で。
イヤー、 S、 A、 コーエンおよびT、
L、 タービン(B、A、Bidlingmeyer
、 S、A、Cohen and T、L、Tarwi
n)、 Journal of Chromatogr
aphy、 336巻:93−104頁、 1984
年コした後、該物質を変性条件下で。
2−メルカプトエタノールで還元し、システィン残基を
4−ビニル−ピリジンで誘導体化した[M。
4−ビニル−ピリジンで誘導体化した[M。
フリドーマン、 L、 G、 クラルおよびJ、
F、ケイビンス(M、Priedman、 L、G
、Krull and J、F、Cavins)、 J
ournal of Biological Chem
istry、 245巻=3868−3871頁197
0年]。充分に透析することによって変性物を除去した
後、アミノ酸分析を反復してタンパク回収率を評価した
。該タンパクを2M尿素の存在下にTPCK−)リブシ
ンで消化し。
F、ケイビンス(M、Priedman、 L、G
、Krull and J、F、Cavins)、 J
ournal of Biological Chem
istry、 245巻=3868−3871頁197
0年]。充分に透析することによって変性物を除去した
後、アミノ酸分析を反復してタンパク回収率を評価した
。該タンパクを2M尿素の存在下にTPCK−)リブシ
ンで消化し。
配列分析に適したブロックされていないペプチド断片を
生成させた[G、 アレン(G、A11en)、
Sequencing of Proteins an
d Peptides、 51−62頁、 198
1年、 Elsevier/North Ho1la
nd Publishing Company、オラン
ダ、アムステルダム]。消化産物を。
生成させた[G、 アレン(G、A11en)、
Sequencing of Proteins an
d Peptides、 51−62頁、 198
1年、 Elsevier/North Ho1la
nd Publishing Company、オラン
ダ、アムステルダム]。消化産物を。
トリフルオロ酢酸水溶液中アセトニトリルあるいはアセ
トニトリル/イソプロパツール勾配を用いて、逆相高速
液体クロマトグラフィーにより分析した[J、 E、
シバリー(J、E、5hlvely)、 Meth
odsof Protein Microcharac
terization、 41−87頁。
トニトリル/イソプロパツール勾配を用いて、逆相高速
液体クロマトグラフィーにより分析した[J、 E、
シバリー(J、E、5hlvely)、 Meth
odsof Protein Microcharac
terization、 41−87頁。
1986年、 Humana Press、 二ニ
ーシャーシー州りリフトン]。アプライド・バイオシス
テムズ470Aタンパクシーケンサ−を用いてペプチド
画分を自動エドマン分解に付した[M、 W、 バ
ンカピラR,W、 へヴイック、 W、 J、
ドレイヤーおよびり、 E、 フード(M、W、
Hunkapiller、R,M、Hevick、 W
、J、Dreyer and L、E、Hood) 、
Methods ln Enzy+*ology、
91巻: 399−413頁1983年]。フェニル
チオヒダントインアミノ酸誘導体を、アプライド。
ーシャーシー州りリフトン]。アプライド・バイオシス
テムズ470Aタンパクシーケンサ−を用いてペプチド
画分を自動エドマン分解に付した[M、 W、 バ
ンカピラR,W、 へヴイック、 W、 J、
ドレイヤーおよびり、 E、 フード(M、W、
Hunkapiller、R,M、Hevick、 W
、J、Dreyer and L、E、Hood) 、
Methods ln Enzy+*ology、
91巻: 399−413頁1983年]。フェニル
チオヒダントインアミノ酸誘導体を、アプライド。
バイオシステムズ120A PTH分析器でクロマト
グラフィーにかけて同定した[M、 W、 バンカ
ピラー(M、W、Hunkapiller)、 App
lied Blosyste+nS、ユーザー会報第1
4号、1985年、 Applied Biosy
ste+os、カリフォルニア州フォスター・シティ]
。
グラフィーにかけて同定した[M、 W、 バンカ
ピラー(M、W、Hunkapiller)、 App
lied Blosyste+nS、ユーザー会報第1
4号、1985年、 Applied Biosy
ste+os、カリフォルニア州フォスター・シティ]
。
9 American Type Cu1ture
Co11ectfonから得られたヒト胎児の肝臓細胞
系293 (ATCCNo、 CRL 1573)を、
10%の子ウシ胎児血清、100U / m 1のペニ
シリン、および100μg/mlのストレプトマイシン
を含むダルベツコ変性イーグル培地中で、37・Cで5
%のCO2の雰囲気下で培養した。
Co11ectfonから得られたヒト胎児の肝臓細胞
系293 (ATCCNo、 CRL 1573)を、
10%の子ウシ胎児血清、100U / m 1のペニ
シリン、および100μg/mlのストレプトマイシン
を含むダルベツコ変性イーグル培地中で、37・Cで5
%のCO2の雰囲気下で培養した。
立上ノ」υ1薩 RNAを、子ウシの肝臓(JR5ci
entific、 カリフォルニア州ウッドランドよ
り入手)からチオシアン酸グアニジン/ Cs Cl
法によって単離した[マニアティん T、フリッチ、E
。
entific、 カリフォルニア州ウッドランドよ
り入手)からチオシアン酸グアニジン/ Cs Cl
法によって単離した[マニアティん T、フリッチ、E
。
F、およびサムプルツク、 J、 CManiat
is、 T、Fr1tsch、 E、F、 and S
ambrook、 J、) 、 Mo1ecular
Cloning :A Laboratory Man
ual (Cold Sprfng Harbor L
ab、、 ニューヨーク州コールドスプリングハーバ−
1982年;フリーマン、 G、 J、、クレイバ
ーif −、c、 、デクリニイフ、R0ローゼンプ
ラム、 D、 S、 およびカンタ−、H,(F
reeIlan、 G、J、、Clayberger
、C,、DeKruyff、R,、Rosenblum
。
is、 T、Fr1tsch、 E、F、 and S
ambrook、 J、) 、 Mo1ecular
Cloning :A Laboratory Man
ual (Cold Sprfng Harbor L
ab、、 ニューヨーク州コールドスプリングハーバ−
1982年;フリーマン、 G、 J、、クレイバ
ーif −、c、 、デクリニイフ、R0ローゼンプ
ラム、 D、 S、 およびカンタ−、H,(F
reeIlan、 G、J、、Clayberger
、C,、DeKruyff、R,、Rosenblum
。
D、S、、and Cantor、H,) 、 Pr
oc、 Natl、 Acad、 Sci。
oc、 Natl、 Acad、 Sci。
:USA、 80巻: 4094−4098頁1983
年]。オリゴ(d T)−セルロースで1回分画するこ
とにより、ポリ(A)”RNAを精製した(Mania
tis、 T、Fr1tsch。
年]。オリゴ(d T)−セルロースで1回分画するこ
とにより、ポリ(A)”RNAを精製した(Mania
tis、 T、Fr1tsch。
E、F、 and Sambrook、 J、
(i982) Mo1ecular Cloni
ng:a Laboratory Manual (C
old Spring Harbor Lab、、 C
o1d Spring Harbor、NY)。
(i982) Mo1ecular Cloni
ng:a Laboratory Manual (C
old Spring Harbor Lab、、 C
o1d Spring Harbor、NY)。
オリゴヌクレオチドのA オリゴヌクレオチドアダプ
ター、ブライマー、およびプローブは、アプライド・バ
イオシステムズ(カリフォルニア州フォスターシティ−
)モデル380Aシンセサイザーを用いたホスホアミダ
イト法によって合成し。
ター、ブライマー、およびプローブは、アプライド・バ
イオシステムズ(カリフォルニア州フォスターシティ−
)モデル380Aシンセサイザーを用いたホスホアミダ
イト法によって合成し。
ポリアクリルミドゲル電気泳動にかけて精製して。
ウォーターズ5EP−PAK (C1s)カートリッジ
で脱塩した。
で脱塩した。
(a)アダプター:14−merオリゴヌクレオチド(
5’ CCTGTAGATCTCCG3°)および18
−merオリゴヌクレオチド(5°AATTCGGAG
ATCTACAGG3゜)を合成し、λZAPI+中で
構築されたcDNAライブラリー用のEcoR1アダプ
ターとして使用した。
5’ CCTGTAGATCTCCG3°)および18
−merオリゴヌクレオチド(5°AATTCGGAG
ATCTACAGG3゜)を合成し、λZAPI+中で
構築されたcDNAライブラリー用のEcoR1アダプ
ターとして使用した。
14−merをリン酸化しくマニアティん T。
フリッチ、 E、 F、およびサムプルツク、J。
1982年(Maniatis、 T、 Fr1tsc
h、 E、F、 and Sambrook、 J、、
1982年)、 Mo1ecular Clonin
g:A Lab。
h、 E、F、 and Sambrook、 J、、
1982年)、 Mo1ecular Clonin
g:A Lab。
ratory Manual (Cold Sprin
g Harbor Lab、 ColdSpring
Harbor、 NY)、二ニーヨーク州コールドスプ
リングハーバ−)、その後15分間95・Cに加熱して
ポリヌクレオチドキナーゼを不活性化し2次に18−m
erとアニーリングした。これらの非対称リン酸化アダ
プターは、内部に、 Bgll+制限酵素部位も含ん
でいた。
g Harbor Lab、 ColdSpring
Harbor、 NY)、二ニーヨーク州コールドスプ
リングハーバ−)、その後15分間95・Cに加熱して
ポリヌクレオチドキナーゼを不活性化し2次に18−m
erとアニーリングした。これらの非対称リン酸化アダ
プターは、内部に、 Bgll+制限酵素部位も含ん
でいた。
(b)PCRプライT−: 2つの47−merオリゴ
ヌクレオチドは、肝臓細胞系293mRNAから得たヒ
トBMP cDNAの完全なコード領域のPCR増幅
のために合成され1次いでλZApHにクローン化され
た。 5゛センスブライマー(5°TCCGGACTC
GAGGAATTCAAACAATCATGATTTC
CAGAATGGAGAAG3°)および3°アンチセ
ンスプライマー(5°GACTCGAGGAATTCG
TCGACACCTCAAGGCCGTTACTCAA
AGTCAGT3°)は、各々、ヒトの遺伝子エクソン
1および7に基づいている。この2つのプライマーは。
ヌクレオチドは、肝臓細胞系293mRNAから得たヒ
トBMP cDNAの完全なコード領域のPCR増幅
のために合成され1次いでλZApHにクローン化され
た。 5゛センスブライマー(5°TCCGGACTC
GAGGAATTCAAACAATCATGATTTC
CAGAATGGAGAAG3°)および3°アンチセ
ンスプライマー(5°GACTCGAGGAATTCG
TCGACACCTCAAGGCCGTTACTCAA
AGTCAGT3°)は、各々、ヒトの遺伝子エクソン
1および7に基づいている。この2つのプライマーは。
いくつかの制限酵素部位を含む5′延長部分(アダプタ
ー)を有する。
ー)を有する。
2セツトの追加PCRCラブライマーダプターを合成し
、ウシおよびヒトBMP cDNAクローン(成熟タ
ンパクのみをコードする)を増幅させ1次いで酵母α−
因子リーダー配列を含むプラスミド、pAB125にク
ローン化した。ヒトBMP cDNAの5°センスブ
ライv −(42−mer)(5°ACTACTGGT
CTAGATAAAAGATTCCCAGTGTACG
ACTACGAT3°)およびウシBMP cDNA
の5′センスブライマー(41−mar) (S°G
GAACCCTCTCTAGATAAAAGATTCC
CGGTGTATGACTATG3’ )は、 Xb
a1部位を有し、PCRで増幅されたcDNAのα因子
リーダー配列への連結を容易にする。ヒトBMP c
DNAの3°アンチセンスブライ7−(37−mar)
(5°TCTTACCTGTCGACTATTAC
TCAAAGTCAGTATTTAT3°)およびウシ
BMP cDNAの3°アンチセンスブライマー(4
1−+eer) (5°AATGGCCGTCGAC
TATCACTCAAAGCCAGGGTTTACTC
TTG3°)は、終止コドンのすぐあとに5a11部位
を有する。
、ウシおよびヒトBMP cDNAクローン(成熟タ
ンパクのみをコードする)を増幅させ1次いで酵母α−
因子リーダー配列を含むプラスミド、pAB125にク
ローン化した。ヒトBMP cDNAの5°センスブ
ライv −(42−mer)(5°ACTACTGGT
CTAGATAAAAGATTCCCAGTGTACG
ACTACGAT3°)およびウシBMP cDNA
の5′センスブライマー(41−mar) (S°G
GAACCCTCTCTAGATAAAAGATTCC
CGGTGTATGACTATG3’ )は、 Xb
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リーダー配列への連結を容易にする。ヒトBMP c
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(5°TCTTACCTGTCGACTATTAC
TCAAAGTCAGTATTTAT3°)およびウシ
BMP cDNAの3°アンチセンスブライマー(4
1−+eer) (5°AATGGCCGTCGAC
TATCACTCAAAGCCAGGGTTTACTC
TTG3°)は、終止コドンのすぐあとに5a11部位
を有する。
(C)プローブ:ウシBMPのトリプシンペプチド配列
に基づいたオリゴヌクレオチドプローブを、ウシゲノム
ライブラリー(プローブA−D)のスクリーニングのた
めに合成した。第1図にこれを示す。実際のプローブは
、示される配列に相補的である。4つの追加BMP )
リブシンペプチドの配列を決定しくE−H)、 第1
図にこれを示す。いくつかのコドンと共に、2つのヌク
レオチドが変性した位置に含まれ、正確な推測の可能性
を高めている。セリン残基において、各々のプローブに
対する2つの異なるオリゴヌクレオチド(セリンコドン
においてのみ異なる)を、セリンコドンが変性されてい
るという唯一の特性のために。
に基づいたオリゴヌクレオチドプローブを、ウシゲノム
ライブラリー(プローブA−D)のスクリーニングのた
めに合成した。第1図にこれを示す。実際のプローブは
、示される配列に相補的である。4つの追加BMP )
リブシンペプチドの配列を決定しくE−H)、 第1
図にこれを示す。いくつかのコドンと共に、2つのヌク
レオチドが変性した位置に含まれ、正確な推測の可能性
を高めている。セリン残基において、各々のプローブに
対する2つの異なるオリゴヌクレオチド(セリンコドン
においてのみ異なる)を、セリンコドンが変性されてい
るという唯一の特性のために。
合成しなければならなかった。
ウシBMPエクンン3配列に基づいた。2つの部分的に
オーバーラツプした50−marオリゴヌクレオチドを
、子ウシの肝臓cDNAライブラリー(Probe I
)をスクリーニングするために9合成した。これを第2
図a(下線部)に示す。4つのオリゴヌクレオチドプロ
ーブを、ヒトBMP遺伝子のエクソン1. 5. 6.
および7を同定するために合成した(表1参照)。
オーバーラツプした50−marオリゴヌクレオチドを
、子ウシの肝臓cDNAライブラリー(Probe I
)をスクリーニングするために9合成した。これを第2
図a(下線部)に示す。4つのオリゴヌクレオチドプロ
ーブを、ヒトBMP遺伝子のエクソン1. 5. 6.
および7を同定するために合成した(表1参照)。
プローブBMP 103(5°CCAGTGGTTCA
TTCCAAGGACAAATATCACCAACAT
CTTCATCGCCATCTTCTCCAT3°)は
、ウシBMPエクソン1コード配列に相補的な57−m
erである。プローブB M P 104 (5’TC
ACTCAAAGCCAGGGTTTACTCTTGC
TCTGGGCCACGGGTTCGAGTACCTT
CTATT3”)もまた。
TTCCAAGGACAAATATCACCAACAT
CTTCATCGCCATCTTCTCCAT3°)は
、ウシBMPエクソン1コード配列に相補的な57−m
erである。プローブB M P 104 (5’TC
ACTCAAAGCCAGGGTTTACTCTTGC
TCTGGGCCACGGGTTCGAGTACCTT
CTATT3”)もまた。
ウシBMPエクソン7コード配列に相補的な57−me
rである。BMPI l 6 (5°GAGACCAA
ATAGATAATTGTTTCTCCATTTATG
AGATCC3°)は、ヒトBMPエクソン5コード配
列に相補的な39−merである。 BMPI 1
7 (5°CAAGTGACCGATCATAAA
ATTGTTCACTTATGGACTCGTCTGA
AATGAGA3’ )は、 ヒトBMPエクソン6コ
ード配列に相補的な51−merである。ヒトBMPエ
クソン3コード配列(プローブJ)に相補的な26−m
erオリゴヌクレオチド(5°TAGTCCCTCTG
GAAGGCACATGTAGC3°)を、ヒトBMP
/PCRcDNAライブラリーをスクリーニングするた
めに合成した。
rである。BMPI l 6 (5°GAGACCAA
ATAGATAATTGTTTCTCCATTTATG
AGATCC3°)は、ヒトBMPエクソン5コード配
列に相補的な39−merである。 BMPI 1
7 (5°CAAGTGACCGATCATAAA
ATTGTTCACTTATGGACTCGTCTGA
AATGAGA3’ )は、 ヒトBMPエクソン6コ
ード配列に相補的な51−merである。ヒトBMPエ
クソン3コード配列(プローブJ)に相補的な26−m
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GAAGGCACATGTAGC3°)を、ヒトBMP
/PCRcDNAライブラリーをスクリーニングするた
めに合成した。
!
cDNAライブラリーの = (a)子ウシの肝11
acDNAライブラリー オカヤマおよびバーブ(Ok
ayama、 H,and Berg、 P、 Mar
ac、 and Cel 1. Biol、 3巻:
4094−4098頁、 1983年)と同様の条件
を用いて子ウシの肝臓ポリ(A)”RNAから第1J[
cDNAを合成した。5mMトリス−塩酸(pH7゜5
)20μl中のポリ(A)”RNA約5μgを3分間6
5’Cに加熱し、その後氷水上で急冷し、ただちに室温
で、50mMトリス−塩酸(42°CでpH8,3):
8mM MgC12B 30mM KCl;10
mMジチオスレイトール;dATP。
acDNAライブラリー オカヤマおよびバーブ(Ok
ayama、 H,and Berg、 P、 Mar
ac、 and Cel 1. Biol、 3巻:
4094−4098頁、 1983年)と同様の条件
を用いて子ウシの肝臓ポリ(A)”RNAから第1J[
cDNAを合成した。5mMトリス−塩酸(pH7゜5
)20μl中のポリ(A)”RNA約5μgを3分間6
5’Cに加熱し、その後氷水上で急冷し、ただちに室温
で、50mMトリス−塩酸(42°CでpH8,3):
8mM MgC12B 30mM KCl;10
mMジチオスレイトール;dATP。
dGTP、(ITTPおよび〔α−32P)dCTP(
約300cpm/pmol)各2mM:60単位のRN
asln、 および2.5ggのオリゴ(dT) 1
2−11 (総容量40m1)を含むように調整した。
約300cpm/pmol)各2mM:60単位のRN
asln、 および2.5ggのオリゴ(dT) 1
2−11 (総容量40m1)を含むように調整した。
クローニングしたモロニーマウス白血病ウィルス逆転写
酵素50−60単位を添加して反応を開始させ、42’
Cで60分間継続させた。二次CDNA鎖を、アルフォ
およびシード(Aruffo、A、and 5eed、
B、、 Proc、Natl、Acad、Sei:U
SA 74巻:8573−8577頁、 1987年
)により修正されたガブラーおよびホフマン(Gubl
er、 U、and Hoffman、B、J、、 G
ene25巻:263−269頁、 1983年)の
方法によって合成した。次いで、アルフォおよびシード
前出が述べているように、ds cDNAを非対称(
ヘミ)リン酸化EcoRIアダプター(オリゴヌクレオ
チド合成の項参照)に連結し、Taポリヌクレオチドキ
ナーゼでリン酸化して(マニアティスら、前出)。
酵素50−60単位を添加して反応を開始させ、42’
Cで60分間継続させた。二次CDNA鎖を、アルフォ
およびシード(Aruffo、A、and 5eed、
B、、 Proc、Natl、Acad、Sei:U
SA 74巻:8573−8577頁、 1987年
)により修正されたガブラーおよびホフマン(Gubl
er、 U、and Hoffman、B、J、、 G
ene25巻:263−269頁、 1983年)の
方法によって合成した。次いで、アルフォおよびシード
前出が述べているように、ds cDNAを非対称(
ヘミ)リン酸化EcoRIアダプター(オリゴヌクレオ
チド合成の項参照)に連結し、Taポリヌクレオチドキ
ナーゼでリン酸化して(マニアティスら、前出)。
0.5M NaC1,25mM EDTAとなるよ
うに調整し、75・Cで15分間加熱してポリヌクレオ
チドキナーゼを不活性化した。ds cDNAを、バ
イオゲルA−15mを用いたクロマトグラフィーにかけ
て、連結していないアダプターから分離し、エタノール
沈殿によって回収した。CDNAをT4DNAリガーゼ
(New England Biolabs)を用い、
供給者が指示している方法により。
うに調整し、75・Cで15分間加熱してポリヌクレオ
チドキナーゼを不活性化した。ds cDNAを、バ
イオゲルA−15mを用いたクロマトグラフィーにかけ
て、連結していないアダプターから分離し、エタノール
沈殿によって回収した。CDNAをT4DNAリガーゼ
(New England Biolabs)を用い、
供給者が指示している方法により。
EcoRI−切断λZAPII (Stratagen
e)に連結した。但し、フェイファーおよびチンマーマ
ン(Pheiffer。
e)に連結した。但し、フェイファーおよびチンマーマ
ン(Pheiffer。
B、H,and Zimmerman、S、B、、Nu
cl、Ac1ds、Res、11巻=7853−787
1頁、 1983年)が述べた修正に従い、15%ポ
リエチl/ングリコール(PEG) 8000 (Si
gma)を含有させた。連結したDNAを遠心分離(i
2,000xg)によって回収し、クロロホルムで洗浄
しC乾燥し、水4μl中に再懸濁して、インビトロパッ
ケージング抽出物(Stratagene)と共に、供
給者の指示に従って、インキ1ベートした。組換えファ
ージをイー・コリ XLI−Blue (Strata
gena)中で増殖させた。 (b)BMPでプライ
ムされたPCRによって増幅された(BMP/PCR)
ヒト肝臓cDNAライブラリー。PCR反応は、PCR
キットの供給者、パーキン、エルマー、およびシータス
(Perkin/Els+er/Cetus)によって
説明されるように行った。配列が、ヒトBMP遺伝子の
エクソン1(センスブライマー)およびエクソン7(ア
ンチセンスプライマー)由来であり、クローンに適する
制限部位アダプターを含む、2つの合成47−merオ
リゴヌクレオチドプライマーを、各々lμMの最終濃度
で使用した。PCRブライマーは、hBMP mRN
Aの完全なコード領域に隣接する。テンプレートcDN
Aを、2.5μgのヒト腎臓胚細胞系293ポリ(A)
”RNAから合成した。cDNA合成の条件は9反応容
量が20μmであったこと以外は上記(パートA)と同
一であった。cDNAを、 B(ogel A−15
mで上記のように分画し、エタノール沈殿によって回収
し、100μlの滅菌水で再懸濁した。1−10μlの
cDNAテンプレートを、各PCR反応に使用した。4
0サイクルのPCRが、パーキン/エルマー/シーラス
(Perkin/E1w+er/Cetus) DNA
熱循環器(DNA ther+eal cycler)
によって行われた。各サイクルは、94・Cで1分間の
変性工程。
cl、Ac1ds、Res、11巻=7853−787
1頁、 1983年)が述べた修正に従い、15%ポ
リエチl/ングリコール(PEG) 8000 (Si
gma)を含有させた。連結したDNAを遠心分離(i
2,000xg)によって回収し、クロロホルムで洗浄
しC乾燥し、水4μl中に再懸濁して、インビトロパッ
ケージング抽出物(Stratagene)と共に、供
給者の指示に従って、インキ1ベートした。組換えファ
ージをイー・コリ XLI−Blue (Strata
gena)中で増殖させた。 (b)BMPでプライ
ムされたPCRによって増幅された(BMP/PCR)
ヒト肝臓cDNAライブラリー。PCR反応は、PCR
キットの供給者、パーキン、エルマー、およびシータス
(Perkin/Els+er/Cetus)によって
説明されるように行った。配列が、ヒトBMP遺伝子の
エクソン1(センスブライマー)およびエクソン7(ア
ンチセンスプライマー)由来であり、クローンに適する
制限部位アダプターを含む、2つの合成47−merオ
リゴヌクレオチドプライマーを、各々lμMの最終濃度
で使用した。PCRブライマーは、hBMP mRN
Aの完全なコード領域に隣接する。テンプレートcDN
Aを、2.5μgのヒト腎臓胚細胞系293ポリ(A)
”RNAから合成した。cDNA合成の条件は9反応容
量が20μmであったこと以外は上記(パートA)と同
一であった。cDNAを、 B(ogel A−15
mで上記のように分画し、エタノール沈殿によって回収
し、100μlの滅菌水で再懸濁した。1−10μlの
cDNAテンプレートを、各PCR反応に使用した。4
0サイクルのPCRが、パーキン/エルマー/シーラス
(Perkin/E1w+er/Cetus) DNA
熱循環器(DNA ther+eal cycler)
によって行われた。各サイクルは、94・Cで1分間の
変性工程。
55°Cで2分間のア二一リング工程、および72・C
で3分間の鎖延長工程から構成された。40番目サイク
ルで鎖延長工程は、3分ではなく、15分であった。サ
ンプルを、フェノール/クロロホルム/ I A A
(i:l:0.04)で−度抽出し、クロロホルム/
I AA (24:1)で−度抽出し、エタノール沈殿
により回収し、 EcoRIで消化し、そして、7%
のアクリルアミド、1xTBEゲル上で、電気泳動によ
り分画した。400−800 b、p。
で3分間の鎖延長工程から構成された。40番目サイク
ルで鎖延長工程は、3分ではなく、15分であった。サ
ンプルを、フェノール/クロロホルム/ I A A
(i:l:0.04)で−度抽出し、クロロホルム/
I AA (24:1)で−度抽出し、エタノール沈殿
により回収し、 EcoRIで消化し、そして、7%
のアクリルアミド、1xTBEゲル上で、電気泳動によ
り分画した。400−800 b、p。
の間に移動するDNAをゲルから切り出し、エル−チッ
プ−dカラムを通過さびることによって精製し、 E
co−R1断片λZAP I 1に連結し、上記(パー
トA)のようにパッケージし、増殖させた。
プ−dカラムを通過さびることによって精製し、 E
co−R1断片λZAP I 1に連結し、上記(パー
トA)のようにパッケージし、増殖させた。
ライブラ −のスフ −ニング: (a)ウシゲノムラ
イブラリー。ウシゲノムライブラリー(C1ontec
h)由来のイー・コリ LE392中の約106の組換
えファージをプレートしく20,000フア一ジ/直径
137mmプレート)、37−Cで5−6時間増殖させ
た。ファージを、ニトロセルロースフィルター(Mil
lipore、 HATF137)に移して、ベントン
およびデービス(Benton and Davis
) (8)に従って処理し、プローブAでスクリーニ
ングした(第1図)。このプローブをT4ポリヌクレオ
チドキナーゼおよび(δ32−P) ATP(i)で末
端標識し。
イブラリー。ウシゲノムライブラリー(C1ontec
h)由来のイー・コリ LE392中の約106の組換
えファージをプレートしく20,000フア一ジ/直径
137mmプレート)、37−Cで5−6時間増殖させ
た。ファージを、ニトロセルロースフィルター(Mil
lipore、 HATF137)に移して、ベントン
およびデービス(Benton and Davis
) (8)に従って処理し、プローブAでスクリーニ
ングした(第1図)。このプローブをT4ポリヌクレオ
チドキナーゼおよび(δ32−P) ATP(i)で末
端標識し。
比活性を1−2xlO”cpm/μgとした。フィルタ
ーを、5xSSC(ixSSC=O115M塩化ナトリ
ウム10.015Mクエン酸ナトリウム。
ーを、5xSSC(ixSSC=O115M塩化ナトリ
ウム10.015Mクエン酸ナトリウム。
pH7)、5xデンノ翫−ト液(lxデンノ1−ト液=
0.02%ポリビニルピロリドン70.02%フィコー
ル70.02%ウシ血清アルブミン)、10%硫酸デキ
ストラン、50mMリン酸ナトリウム。
0.02%ポリビニルピロリドン70.02%フィコー
ル70.02%ウシ血清アルブミン)、10%硫酸デキ
ストラン、50mMリン酸ナトリウム。
pH6,8,1mMピロリン酸ナトリウム、0.1%N
aDodSO4および50μg/ml変性サケ精子DN
Aにて、37・Cで1−2時間ブレノ1イブリダイズさ
せた。標識したプローブを10’cpm/mlの濃度で
添加し、穏やかに揺り動かしなから37・Cで一晩ハイ
ブリダイザーシ謬ンを継続させた。
aDodSO4および50μg/ml変性サケ精子DN
Aにて、37・Cで1−2時間ブレノ1イブリダイズさ
せた。標識したプローブを10’cpm/mlの濃度で
添加し、穏やかに揺り動かしなから37・Cで一晩ハイ
ブリダイザーシ謬ンを継続させた。
フィルターを2xSSC,0,1%NaDOdSOa中
55・Cで洗浄し、デュポン・ライトニングプラス強力
スクリーン(Dupont Lightning
Plus intensifying 5creen)
により、−80・Cで一晩コダ・ツクXAR−2フィル
ムに露光させた。現像した後。
55・Cで洗浄し、デュポン・ライトニングプラス強力
スクリーン(Dupont Lightning
Plus intensifying 5creen)
により、−80・Cで一晩コダ・ツクXAR−2フィル
ムに露光させた。現像した後。
プローブは、 0.1xSSC,0,1%NaDod
SO4中。
SO4中。
65°Cで洗浄することによって、フィルターより取す
除かれた。次いで、1セツトのフィルターを。
除かれた。次いで、1セツトのフィルターを。
プローブB(第1図)と71イブリダイズさせ、洗浄し
、上記のように露光した。プローブAおよびBによりシ
グナルを与えるプラーク領域を、拾い上げ、再びプレー
トし、ニトロセルロースに移しく検体数4)、ウー(W
oo) (21)に従って増幅し、プローブA−D
(第1E)(iフィルター当り、1プローブ)でスクリ
ーニングした。上記のように、フィルターを、洗浄し、
フィルムに露光した。4つのプローブのうち、3つ(A
−C)のプローブでシグナルを与えるプラークを、再び
プレートし、スクリーニングすることによって精製した
。
、上記のように露光した。プローブAおよびBによりシ
グナルを与えるプラーク領域を、拾い上げ、再びプレー
トし、ニトロセルロースに移しく検体数4)、ウー(W
oo) (21)に従って増幅し、プローブA−D
(第1E)(iフィルター当り、1プローブ)でスクリ
ーニングした。上記のように、フィルターを、洗浄し、
フィルムに露光した。4つのプローブのうち、3つ(A
−C)のプローブでシグナルを与えるプラークを、再び
プレートし、スクリーニングすることによって精製した
。
(b)子ウシゲノムライブラリー。イー・コリXLI−
blue中の約192,000の組換えファージをプレ
ートしく16,000フア一ジ/直径137mmプレー
ト)、上記のように処理し、イー・コリプローブ! (
第2図a)でスクリーニングした。プローブは、DNA
ポリメラーゼI (クレノー断片)および(α32−P
) −d CTP (9)で標識し、比活性2xlO
”cpm/μgとした。
blue中の約192,000の組換えファージをプレ
ートしく16,000フア一ジ/直径137mmプレー
ト)、上記のように処理し、イー・コリプローブ! (
第2図a)でスクリーニングした。プローブは、DNA
ポリメラーゼI (クレノー断片)および(α32−P
) −d CTP (9)で標識し、比活性2xlO
”cpm/μgとした。
フィルターを、以下の変更を加えたこと以外、上記(a
)と同様にしてスクリーニングした。(i)ハイブリダ
イゼータ5ン溶液は40%のホルムアミドを含有した。
)と同様にしてスクリーニングした。(i)ハイブリダ
イゼータ5ン溶液は40%のホルムアミドを含有した。
および(2)フィルターは、2xSSC,0,1%Na
DodSO4中65°Cで洗浄した。
DodSO4中65°Cで洗浄した。
(C)ヒトゲノムライブラリー。イー・コリLE392
中のヒトゲノムライブラリー(Stratagene)
由来の約106組換えファージをプレートしく50゜0
00フアージ/プレート) 、 b BMP c
DNA#1 (第3図)の7sobp BglII挿
入物で処理し、スクリーニングした。プローブを標識し
く9)、フィルターを上記のようにハイブリダイズした
(子ウシ肝臓c DNAライブラリー参照)。フ4ル9
−ヲ、 2xSSC,0,1%NaD。
中のヒトゲノムライブラリー(Stratagene)
由来の約106組換えファージをプレートしく50゜0
00フアージ/プレート) 、 b BMP c
DNA#1 (第3図)の7sobp BglII挿
入物で処理し、スクリーニングした。プローブを標識し
く9)、フィルターを上記のようにハイブリダイズした
(子ウシ肝臓c DNAライブラリー参照)。フ4ル9
−ヲ、 2xSSC,0,1%NaD。
dsO4中、60°Cで洗浄した。陽性のプラークを再
びプレートし、モして再スクリーニングすることによっ
て精製した。
びプレートし、モして再スクリーニングすることによっ
て精製した。
(d)(BMP/PCR)ヒト肝臓cDNAライブラリ
ー イー・コリXLI Blue中の約1000の組換
えファージをプレートシ(直径500mmプレート)、
処理し、プローブJ(第4図す、下線)でハイブリダイ
ズし、 (a)のように洗浄した。陽性プラークを、再
プレートシ、モして再スクリーニングすることによって
精製した。
ー イー・コリXLI Blue中の約1000の組換
えファージをプレートシ(直径500mmプレート)、
処理し、プローブJ(第4図す、下線)でハイブリダイ
ズし、 (a)のように洗浄した。陽性プラークを、再
プレートシ、モして再スクリーニングすることによって
精製した。
サブクローニング および
プラスミドDNAは、アルカリ分解法、 (マニアティ
ス、前出)によって単離され、λDNAは。
ス、前出)によって単離され、λDNAは。
ジョーンズおよびロールズ(Jones、に、W、 a
nd Ravls、 J、M Genetics 12
0巻ニア33−742頁、 1988年)により説明
されるファージミニ調製法(a phagemtnip
rep procedure)によって単離された。
nd Ravls、 J、M Genetics 12
0巻ニア33−742頁、 1988年)により説明
されるファージミニ調製法(a phagemtnip
rep procedure)によって単離された。
BMP cDNAを含有するブルースクリプト5K(
−)プラスミドを、供給者(stratagene)が
述べているM13解放/切除(rescue/exci
sion)プロトコールにより、λZAPから放出させ
た。BMP遺伝子断片を、 5ailまたは他の適切
な制限酵素による消化(第2図および第1表参照)によ
り。
−)プラスミドを、供給者(stratagene)が
述べているM13解放/切除(rescue/exci
sion)プロトコールにより、λZAPから放出させ
た。BMP遺伝子断片を、 5ailまたは他の適切
な制限酵素による消化(第2図および第1表参照)によ
り。
EMBL3 λベクターから放出させた。BMPcD
NA挿入物を、 Bgl[I (bBMP cDNA
)またはBamH1/旧ndlll (hBMP cD
NA)消化により、ブルースクリプトSK (−)ベク
ターから切り出した。DNA断片を、ポリアクリルアミ
ドまたはアガロースゲル電気泳動(マニアティスら、前
出)およびエル−チップ−dカラム(Schleich
er and 5chuell)を通過させることによ
って精製して、 pUC19またはMI3配列決定用
ベクター(sequenclng vector)
(ヤミフシューペロン、C0,ビエラ、J、およびメツ
シング、 J、 (Yamisch−Perron
、 C,、Vieira。
NA挿入物を、 Bgl[I (bBMP cDNA
)またはBamH1/旧ndlll (hBMP cD
NA)消化により、ブルースクリプトSK (−)ベク
ターから切り出した。DNA断片を、ポリアクリルアミ
ドまたはアガロースゲル電気泳動(マニアティスら、前
出)およびエル−チップ−dカラム(Schleich
er and 5chuell)を通過させることによ
って精製して、 pUC19またはMI3配列決定用
ベクター(sequenclng vector)
(ヤミフシューペロン、C0,ビエラ、J、およびメツ
シング、 J、 (Yamisch−Perron
、 C,、Vieira。
J、 and Messing、 J、、 Gen
e 33巻、 103−119頁。
e 33巻、 103−119頁。
1985年)にサブクローニングした。DNA配列決定
は2M13プライマーならびに特異的内部ブライマーを
使用して、ジデオキシ鎖終了法(サンガF、、ニックレ
ン、S、およびカウルソン。
は2M13プライマーならびに特異的内部ブライマーを
使用して、ジデオキシ鎖終了法(サンガF、、ニックレ
ン、S、およびカウルソン。
A、 R,)、 Proc、Natl、Acad、Sc
i、USA、 74巻:5463−67頁、 197
7年)により実施した。曖昧な領域は、7−ジアザ−2
−ブオキシグアニジンートリホスフエート(バー、
P、 J、 、セイヤー RlM、、レイブーン、
P、、ナシヤリアン、 R,C,。
i、USA、 74巻:5463−67頁、 197
7年)により実施した。曖昧な領域は、7−ジアザ−2
−ブオキシグアニジンートリホスフエート(バー、
P、 J、 、セイヤー RlM、、レイブーン、
P、、ナシヤリアン、 R,C,。
シープ、F、、およびトラン、 D (Barr、
P、J、。
P、J、。
Thayer、 R,M、、 Laybourn、
P、、 Najarian、 R,C,。
P、、 Najarian、 R,C,。
5eela、 F、、 and Tolan、 D、
) 、 Biotechniques 4巻: 42
8−32頁、 1986年)およびシーケナーゼ(U
。
) 、 Biotechniques 4巻: 42
8−32頁、 1986年)およびシーケナーゼ(U
。
S、 Biochemicals)を用いて分析した。
ノーザンプロット ポリ(A)”RNAをホルムア
ルデヒドの存在下に1.4%アガロースゲル上で分画し
くレーラッシュ、 H,、ダイアモンド。
ルデヒドの存在下に1.4%アガロースゲル上で分画し
くレーラッシュ、 H,、ダイアモンド。
D、 ウィズニー J、 M、 およびベトウカ
ーH,(Lehrach、 H,、Diamond、
D、、 Wozney、 J、M。
ーH,(Lehrach、 H,、Diamond、
D、、 Wozney、 J、M。
and Boedtker、 H,) Biochem
istry 16巻: 4743−51頁、 197
7年)、トーマス(Thomas、 P、、 Proc
、 Natl、 Acad、 Sci、 USA 77
巻: 5201−5頁、 1980年)に従って直接
ニトロセルロースに移した。
istry 16巻: 4743−51頁、 197
7年)、トーマス(Thomas、 P、、 Proc
、 Natl、 Acad、 Sci、 USA 77
巻: 5201−5頁、 1980年)に従って直接
ニトロセルロースに移した。
フィルターをプローブIまたはbBMP cDNA4
t 1でハイブリダイズし、上記セクションBで、ライ
ブラリーをスクリーニングしたときに述べたように、洗
浄した。
t 1でハイブリダイズし、上記セクションBで、ライ
ブラリーをスクリーニングしたときに述べたように、洗
浄した。
サザンブロット ゲノムプロット: 10μgのヒ
ト、ウシ、およびマウスゲノムDNA(C1ontec
h)を、 EcoRlで消化し、0.7%アガロース
ゲル上で分画し、ニトロセルロースに移した(マニアテ
ィスら、前出)。ハイブリダイゼーションおよび洗浄は
、 「ノーザンプロット分析」で記述したものと同様で
あった。クローンおよびPCRプロット:ゲノムクロー
ン、cDNAクローンまたはPCR反応により得られた
DNAを、様々な制限酵素で消化し、1%のアガロース
ゲル上で分画シ、ニトロセルロースに移した(マニアナ
イスら、前出)。
ト、ウシ、およびマウスゲノムDNA(C1ontec
h)を、 EcoRlで消化し、0.7%アガロース
ゲル上で分画し、ニトロセルロースに移した(マニアテ
ィスら、前出)。ハイブリダイゼーションおよび洗浄は
、 「ノーザンプロット分析」で記述したものと同様で
あった。クローンおよびPCRプロット:ゲノムクロー
ン、cDNAクローンまたはPCR反応により得られた
DNAを、様々な制限酵素で消化し、1%のアガロース
ゲル上で分画シ、ニトロセルロースに移した(マニアナ
イスら、前出)。
皿
詳細を上記に述べたPCRプライマーを使用して、pA
B125に直接インフレームクローニングするための、
Xba 1およびSat 1制限部位を有するDN
A配列を生じさせた。上記pAB125は、ADH2/
GAPDHプロモーター(i985年7月29日出願で
、同時係属中の米国特許出願束760.197号に記載
)に融合しているα因子リーダー(i984年8月22
日発行のヨーロッパ特許公開第0116201号に記載
)配列を有するベクターである。生じたプロモーター/
リーダー/遺伝子カセットを、 BamHlおよびS
al 1により切り出し、酵母発現ベクターpBs24
.1.にクローン化した。プラスミドpBs24.1は
、 198フ年12月24日出願の同時係属中の米国特
許出願束H8,894号に記載の誘導体である。pBS
24のBamHI−Sal+ベクター断片を、65塩基
対のヒトベーシックFGFBa+i旧−5ail断片に
連結し、 pBs24.1.を創製した。
B125に直接インフレームクローニングするための、
Xba 1およびSat 1制限部位を有するDN
A配列を生じさせた。上記pAB125は、ADH2/
GAPDHプロモーター(i985年7月29日出願で
、同時係属中の米国特許出願束760.197号に記載
)に融合しているα因子リーダー(i984年8月22
日発行のヨーロッパ特許公開第0116201号に記載
)配列を有するベクターである。生じたプロモーター/
リーダー/遺伝子カセットを、 BamHlおよびS
al 1により切り出し、酵母発現ベクターpBs24
.1.にクローン化した。プラスミドpBs24.1は
、 198フ年12月24日出願の同時係属中の米国特
許出願束H8,894号に記載の誘導体である。pBS
24のBamHI−Sal+ベクター断片を、65塩基
対のヒトベーシックFGFBa+i旧−5ail断片に
連結し、 pBs24.1.を創製した。
この65塩基対の断片は、 pBs24.1に連結す
るBamHI−Sai+プロモーター/リーダー/BM
Pカセ・ノドに置き換えられ得る。得られたプラスミド
pBS 24bBMPおよびpBS24hBMPを使用
して、酵母菌株ABI 10遺伝子型Mata、 u
ra3−52.1eu2−04または1eu2−3およ
び1eu2−112の両方、 pep4−3. h
is4−580゜cir’を、ロイシンを含まない合成
完全培地のようなロイシン選択培地[F、ジャーマン、
G、 R。
るBamHI−Sai+プロモーター/リーダー/BM
Pカセ・ノドに置き換えられ得る。得られたプラスミド
pBS 24bBMPおよびpBS24hBMPを使用
して、酵母菌株ABI 10遺伝子型Mata、 u
ra3−52.1eu2−04または1eu2−3およ
び1eu2−112の両方、 pep4−3. h
is4−580゜cir’を、ロイシンを含まない合成
完全培地のようなロイシン選択培地[F、ジャーマン、
G、 R。
フィフクおよびJ、B、 ヒックス(Methods
in Yeast Genetics、 Co1d
Spring Harbor Laboratorie
s、 1986. F、Sherman、 G、R,F
lnk and J、B、 Hicks]で、形質転換
した。発現の誘導のために、細胞を下記のウラシル欠損
培地で、48時間増殖させた。
in Yeast Genetics、 Co1d
Spring Harbor Laboratorie
s、 1986. F、Sherman、 G、R,F
lnk and J、B、 Hicks]で、形質転換
した。発現の誘導のために、細胞を下記のウラシル欠損
培地で、48時間増殖させた。
20g カザミノ酸
5g 硫酸アンモニウム
1g リン酸カルシウム
0.5g
0.1g
0、 1 g
0、 04
1
0、 01
0、03
0、 03
70 m
水を加えて9
水を加えて1
g
g
0
0
硫酸マグネシウム
塩化ナトリウム
塩化カルシウム
微量混合成分
2% モリブデン酸ナトリウム
ビタミン混合物
パントテン酸塩
イノシトール
50% グルコース
mlとし、pHを6.0とし。
Omlとする。
微量混合成分
g
0.4g
g
g
g
g
g
ホウ酸
硫酸第二銅
ヨウ化カリウム
塩化第二鉄
硫酸マンガン
モリブデン酸ナトリウム
硫酸亜鉛
水を加えて10100Oとし、濾過により滅菌する。
ビタミン混合物
3g ミオイノシトール
3g チアミン
3g ピリドキシン
3g パントテン酸カルシウム0.2g
ビオチン 2g I)−アミノ安息香酸2g
リボフラビン 0.2g 葉酸 3g ナイアシン 酵母細胞を、遠心分離により培地から除去し。
ビオチン 2g I)−アミノ安息香酸2g
リボフラビン 0.2g 葉酸 3g ナイアシン 酵母細胞を、遠心分離により培地から除去し。
上清のタンパクを、10%トリクロロ酢酸/デオキシク
ロレー) (0,4mg/ml)で沈降させた後9分析
した。ペレットを、アセトンで洗浄し、 15%の5D
S−ポリアクリルアミドゲルに、適当な対照とともに、
かけた。タンパクを、クマシーブル−染色によって可視
化した。pBS24.1bBMPまたはpBS24.1
hBMPを含むS、 cerevisIae ABII
O株の1サンプルは、1989年6月1日に、 AT
CCに、受託番号20949および20950で、寄託
された。
ロレー) (0,4mg/ml)で沈降させた後9分析
した。ペレットを、アセトンで洗浄し、 15%の5D
S−ポリアクリルアミドゲルに、適当な対照とともに、
かけた。タンパクを、クマシーブル−染色によって可視
化した。pBS24.1bBMPまたはpBS24.1
hBMPを含むS、 cerevisIae ABII
O株の1サンプルは、1989年6月1日に、 AT
CCに、受託番号20949および20950で、寄託
された。
酵母細胞から遠心分離によって培地を除去し。
10倍に濃縮した。pHを、4.5に調節し、濃縮物を
伝導率5 m S / c m未満に希釈した。これを
、50mM酢酸ナトリウム、1mMEDTA。
伝導率5 m S / c m未満に希釈した。これを
、50mM酢酸ナトリウム、1mMEDTA。
および1mMPMSF (pH4,5)で予め平衡化し
たファースト70−S (Fast Flow S)イ
オン交換樹脂(Pharmacia)にかけた。カラム
を1容量の上記緩衝液で洗浄し、上記緩衝液中のO−L
Mの塩化ナトリウム勾配を用いて溶出した。19KDお
よび16KDタンパクを、伝導率5−.25m5 /
c mで溶出し、5DS−PAGEを用いて確認した。
たファースト70−S (Fast Flow S)イ
オン交換樹脂(Pharmacia)にかけた。カラム
を1容量の上記緩衝液で洗浄し、上記緩衝液中のO−L
Mの塩化ナトリウム勾配を用いて溶出した。19KDお
よび16KDタンパクを、伝導率5−.25m5 /
c mで溶出し、5DS−PAGEを用いて確認した。
主に、19KDタンパク含有画分をプールし、pH7,
5に調節し、尿素の濃度を4.5Mとし、濃縮し、4M
尿素、 100mM )リス/HCI、 1mM
EDTA、 1mM PMSF(pH7,5)
を用いて、5−ioo分級カラムにかけた。19KDお
よび16KDタンパクを含有する画分を5DS−PAG
Eによって同定し。
5に調節し、尿素の濃度を4.5Mとし、濃縮し、4M
尿素、 100mM )リス/HCI、 1mM
EDTA、 1mM PMSF(pH7,5)
を用いて、5−ioo分級カラムにかけた。19KDお
よび16KDタンパクを含有する画分を5DS−PAG
Eによって同定し。
別々にプールし、水に対して透析した後、凍結乾燥した
。
。
精製された組換えBMPのサンプルを、ラットの胎児の
中腹二頭筋ブリシイ(+eidbelly trice
psbrachii)筋肉画分を含有するCMRL−1
066(G I BCO)培養物培地に加えた。結合組
織の外植を、成体雄Sprague−Davleyラッ
トの長骨骨幹由来のBMPを含まないマトリックスの基
底上で培養した。このアッセイは、カワムラおよびユリ
スト(Kawataura and Urist、 D
evelopmental Biology、 130
巻、 435−442頁、 1982年)によって
更に詳しく説明されている。誘導活性は、DNAへの[
3H]チミジンとりこみ、グリコサミノグリカンへの[
353]硫酸塩とりこみ、および組織構造学的に軟骨生
成の確認によって測定される。組換えBMPを、2ml
培養系中、200ng/mlから5g/m+の濃度でテ
ストした。同等の濃度において天然のBMPについてあ
らかじめ観察されたのと同レベルのポジティブな結果が
9組換えBMPについて観察された。組換えBMP誘導
培養物においては、より高度な[3H]チミジンおよび
[35S]硫酸のとりこみ、ならびに新しい軟骨および
軟骨生成が観察された。組換えBMPを有しない対照培
養物では、軟骨も軟骨生成も見られながった。
中腹二頭筋ブリシイ(+eidbelly trice
psbrachii)筋肉画分を含有するCMRL−1
066(G I BCO)培養物培地に加えた。結合組
織の外植を、成体雄Sprague−Davleyラッ
トの長骨骨幹由来のBMPを含まないマトリックスの基
底上で培養した。このアッセイは、カワムラおよびユリ
スト(Kawataura and Urist、 D
evelopmental Biology、 130
巻、 435−442頁、 1982年)によって
更に詳しく説明されている。誘導活性は、DNAへの[
3H]チミジンとりこみ、グリコサミノグリカンへの[
353]硫酸塩とりこみ、および組織構造学的に軟骨生
成の確認によって測定される。組換えBMPを、2ml
培養系中、200ng/mlから5g/m+の濃度でテ
ストした。同等の濃度において天然のBMPについてあ
らかじめ観察されたのと同レベルのポジティブな結果が
9組換えBMPについて観察された。組換えBMP誘導
培養物においては、より高度な[3H]チミジンおよび
[35S]硫酸のとりこみ、ならびに新しい軟骨および
軟骨生成が観察された。組換えBMPを有しない対照培
養物では、軟骨も軟骨生成も見られながった。
■、ウシBMP遺伝子
プローブAおよびB(第1図)を使用して、1つの強力
なおよび7つの弱いハイブリダイジングクローンを、ウ
シゲノムライブラリーの10’の組換え体から単離した
。1つの強力にハイブリダイズするクローン(29−b
g−3)を再びプローブA−D(第1図)でスクリーニ
ングした。3つのプローブ(A −C)は、 29−
bg−3にハイブリダイズした。
なおよび7つの弱いハイブリダイジングクローンを、ウ
シゲノムライブラリーの10’の組換え体から単離した
。1つの強力にハイブリダイズするクローン(29−b
g−3)を再びプローブA−D(第1図)でスクリーニ
ングした。3つのプローブ(A −C)は、 29−
bg−3にハイブリダイズした。
精製された29−bg−3D N Aのサザンプロット
分析によって、プローブAおよびBが1.9kb Ec
oRI断片。
分析によって、プローブAおよびBが1.9kb Ec
oRI断片。
そしてプローブCが1.2kb EcoRI−Sai+
断片であることが判明した。両方の断片を配列決定し、
そのトップリーディングフレームに、各々のトリプシン
ペプチドをコードする領域を含んでいることが観察され
た(第2図;箱型に区切ったアミノ酸)。
断片であることが判明した。両方の断片を配列決定し、
そのトップリーディングフレームに、各々のトリプシン
ペプチドをコードする領域を含んでいることが観察され
た(第2図;箱型に区切ったアミノ酸)。
面白いことに、トリプシンペプチドDもまた存在してい
たが、2つのエクソンに分裂していた。このことによっ
て、プローブDとのハイブリダイゼーションの欠如を説
明することができる。インドC27−xyソン境界線は
、GT−AGルールに適合し、縦線によって示される。
たが、2つのエクソンに分裂していた。このことによっ
て、プローブDとのハイブリダイゼーションの欠如を説
明することができる。インドC27−xyソン境界線は
、GT−AGルールに適合し、縦線によって示される。
追加ウシBMPエクソンは、単離されなかった。ウシB
MP遺伝子由来のエクソン配列をプローブとして使用し
、ウシBMP cDNAクローンを単離することが試
みられた。
MP遺伝子由来のエクソン配列をプローブとして使用し
、ウシBMP cDNAクローンを単離することが試
みられた。
I 1. ウシBMP cDNA
プローブIを使用して、幾つかのウシ組織由来のポリ(
A)”RNAをノーインプロット分析することによって
、子ウシの肝臓がウシBMP mRNAの良好な起源
であることが判明した(データは示されていない)。次
いで、プローブIを使用して、推定ウシBMP cD
NAクローンを子ウシの肝臓c DNAライブラリーか
ら単離した。2つのクローン(#1および#7)を配列
決定すると、同一のオーバーラツプする配列および予想
されるコード化トリプシンペプチド(A−D)が含まれ
ていることが示されたく第3図)。追加のBMP)リブ
シンペプチド(E −H,第1図)もまた、ウシBMP
cDNAにおいて、コード化されていることが観察
された。
A)”RNAをノーインプロット分析することによって
、子ウシの肝臓がウシBMP mRNAの良好な起源
であることが判明した(データは示されていない)。次
いで、プローブIを使用して、推定ウシBMP cD
NAクローンを子ウシの肝臓c DNAライブラリーか
ら単離した。2つのクローン(#1および#7)を配列
決定すると、同一のオーバーラツプする配列および予想
されるコード化トリプシンペプチド(A−D)が含まれ
ていることが示されたく第3図)。追加のBMP)リブ
シンペプチド(E −H,第1図)もまた、ウシBMP
cDNAにおいて、コード化されていることが観察
された。
I I 1. ヒトBMP遺伝子
肝臓、腎臓、および骨肉腫を含む幾つかのヒト組織およ
び細胞系由来のポリ(A)”RNAのノーインプロット
分析によって(プローブとしてウシBMP cDNA
#1を使用)、ヒトBMPを検出することはできなかっ
た。しかし、同一のハイブリダイゼーションおよび洗浄
条件下で行われたサザンプロットでは、ヒトBMP遺伝
子断片が検出された(データは示されていない)。
び細胞系由来のポリ(A)”RNAのノーインプロット
分析によって(プローブとしてウシBMP cDNA
#1を使用)、ヒトBMPを検出することはできなかっ
た。しかし、同一のハイブリダイゼーションおよび洗浄
条件下で行われたサザンプロットでは、ヒトBMP遺伝
子断片が検出された(データは示されていない)。
ノーインおよびサザンプロットの結果に基づいて、以下
の方法を適用して、 (i)ヒトBMP遺伝子をクロー
ン化し、配列決定し9次いで(2)PCR増幅によって
ヒトBMP mRNAの組織源を同定しくヒトBMP
に基づくブライマー(BMP/PCRcDNA)を使用
)、そして生成物のサザンプロット分析を行い、 (
3)PCHにより生成したヒトBMP cDNAをク
ローン化し、単離した。
の方法を適用して、 (i)ヒトBMP遺伝子をクロー
ン化し、配列決定し9次いで(2)PCR増幅によって
ヒトBMP mRNAの組織源を同定しくヒトBMP
に基づくブライマー(BMP/PCRcDNA)を使用
)、そして生成物のサザンプロット分析を行い、 (
3)PCHにより生成したヒトBMP cDNAをク
ローン化し、単離した。
ウシBMP cDNA#1をプローブとして使用して
7つの強力なおよび5つの弱いハイブリダイズするクロ
ーンを、ヒトゲノムライブラリーの106の組換え体か
ら単離した。12のクローンの内、11のクローンから
の精製されたDNAのサザンプロット分析によって、3
つのクローンHG4.5および9に共通の2つのハイブ
リダイズする旧nd l l I断片(i,7kbおよ
び2.0kb)を同定した。HO2からの1,7kbお
よび2.Ok b)Ilndll+断片を配列決定し、
各々、第2図aおよび第2図すに示すように、ウシBM
Pエクソンに対して63.4%および62.2%のアミ
ノ酸相同性を有していることが示された。表1は、これ
らの結果および残りのヒトBMPエクソンについてのサ
ザンプロットの結果をまとめている。各サブクローンの
エクソンを含む領域の配列を、第4図a−Cに示す。エ
クソン1の5′末端(キャップ部位)およびエクソン7
の3′末端(ポリ(A)9付加部位)は、不明である。
7つの強力なおよび5つの弱いハイブリダイズするクロ
ーンを、ヒトゲノムライブラリーの106の組換え体か
ら単離した。12のクローンの内、11のクローンから
の精製されたDNAのサザンプロット分析によって、3
つのクローンHG4.5および9に共通の2つのハイブ
リダイズする旧nd l l I断片(i,7kbおよ
び2.0kb)を同定した。HO2からの1,7kbお
よび2.Ok b)Ilndll+断片を配列決定し、
各々、第2図aおよび第2図すに示すように、ウシBM
Pエクソンに対して63.4%および62.2%のアミ
ノ酸相同性を有していることが示された。表1は、これ
らの結果および残りのヒトBMPエクソンについてのサ
ザンプロットの結果をまとめている。各サブクローンの
エクソンを含む領域の配列を、第4図a−Cに示す。エ
クソン1の5′末端(キャップ部位)およびエクソン7
の3′末端(ポリ(A)9付加部位)は、不明である。
イントロン/エクソン境界線は、GT−AGルールに従
い、縦線によって示される。DNAは、3つの全てのリ
ーディングフレームにおいて翻訳された。中央および先
端のフレームは、各々、エクソン1−6およびエクソン
7についての正しいアミノ酸を含む(箱型で示す)。
い、縦線によって示される。DNAは、3つの全てのリ
ーディングフレームにおいて翻訳された。中央および先
端のフレームは、各々、エクソン1−6およびエクソン
7についての正しいアミノ酸を含む(箱型で示す)。
IV、ヒトBMPcDNA
腎臓(細胞系、293)は、PCR増幅およびサザンプ
ロット分析によってhBMP mRNAの源として同
定された。hBMP/PCRcDNAから作製、cDN
Aライブラリーの103の組換え体は、プローブJ (
ヒトエクソン3プローブ)でスクリーニングされ、12
個の推定hBMPcDNAクローンが、単離された。ク
ローンのBamHI/旧ndlll 消化後のアガロー
スゲル電気泳動により、各クローンが700bpまたは
600bpのcDNA挿入物を含むことが示された。D
NAの配列決定によって、700bp種が、予想された
全長BMP cDNA(第5図)であり、そして、a
oobp種が、エクソン2を欠損した(示されていない
)切形のヒトBMP cDNAであることが判明した
。この短いcDNA種は、異常にスプライスされた。無
機能mRNAを代表しているようである。なぜなら、翻
訳のフレームシフトが、新たに形成されたエクソン1/
工クソン3連結部において起こり、その結果、未熟な終
止コドンが生じる。
ロット分析によってhBMP mRNAの源として同
定された。hBMP/PCRcDNAから作製、cDN
Aライブラリーの103の組換え体は、プローブJ (
ヒトエクソン3プローブ)でスクリーニングされ、12
個の推定hBMPcDNAクローンが、単離された。ク
ローンのBamHI/旧ndlll 消化後のアガロー
スゲル電気泳動により、各クローンが700bpまたは
600bpのcDNA挿入物を含むことが示された。D
NAの配列決定によって、700bp種が、予想された
全長BMP cDNA(第5図)であり、そして、a
oobp種が、エクソン2を欠損した(示されていない
)切形のヒトBMP cDNAであることが判明した
。この短いcDNA種は、異常にスプライスされた。無
機能mRNAを代表しているようである。なぜなら、翻
訳のフレームシフトが、新たに形成されたエクソン1/
工クソン3連結部において起こり、その結果、未熟な終
止コドンが生じる。
比丘
hBMPは、3つの約17KDのタンパクの混金物とし
て酵母中に発現するが、bBMPは9分子量が19KD
および16KDの2つの組合せである3種の混合物とし
て発現される。サイズが不均一であるのは、酵母によっ
てコードされた酵素により1分泌中に各BMPがプロセ
ッシングされる結果である。bBMP混合物のアミノ末
端のアミノ酸配列の決定により、単一7ミノ末端(Ph
e)が与えられ、このことにより、プロセッシングがタ
ンパクのカルボキシル領域において起こり、16KD酵
母開裂類似体が生成することが示される。
て酵母中に発現するが、bBMPは9分子量が19KD
および16KDの2つの組合せである3種の混合物とし
て発現される。サイズが不均一であるのは、酵母によっ
てコードされた酵素により1分泌中に各BMPがプロセ
ッシングされる結果である。bBMP混合物のアミノ末
端のアミノ酸配列の決定により、単一7ミノ末端(Ph
e)が与えられ、このことにより、プロセッシングがタ
ンパクのカルボキシル領域において起こり、16KD酵
母開裂類似体が生成することが示される。
この領域における幾つかの対の塩基性アミノ酸残基は9
分泌中におけるタンパク分解部位の候補であり得る。こ
の観察により2分子量が20kDより大きい推定タンパ
ク生成物を、各BMP cDNAがコードするという
事実と共に、BMPが。
分泌中におけるタンパク分解部位の候補であり得る。こ
の観察により2分子量が20kDより大きい推定タンパ
ク生成物を、各BMP cDNAがコードするという
事実と共に、BMPが。
インビボで、より大きな前駆体由来のタンパク分解プロ
セッシングの生成物であるという可能性が強調される。
セッシングの生成物であるという可能性が強調される。
表土
ゲノムクローン由来のヒトBMP エクソン含有DN
Aを同定するサザンプロット結果の一覧鉱限販亙1 1 Q、6 pst I Hg 4
” BMP 1032 0.6 pst
I HG 43hBMP cDNA3
1.7 Hind III HG 9 b
BMP cDNA4 2、OHind III
HG 9 bBMP cDNAS G、4
Bgl II l(G 5 BMP
1166 3.0 Bgl II
HG 53BMP 1167 1.1
Bgl It HG5 BMP1041
エクソン含有DNA制限断片。
Aを同定するサザンプロット結果の一覧鉱限販亙1 1 Q、6 pst I Hg 4
” BMP 1032 0.6 pst
I HG 43hBMP cDNA3
1.7 Hind III HG 9 b
BMP cDNA4 2、OHind III
HG 9 bBMP cDNAS G、4
Bgl II l(G 5 BMP
1166 3.0 Bgl II
HG 53BMP 1167 1.1
Bgl It HG5 BMP1041
エクソン含有DNA制限断片。
2 制限断片が得られるゲノムクローン。
3 エクソンlおよび2 DNAは、pUc19にサブ
クローンされたHG4の7kb Sal■断片から得
られた。両方のエクソンは、同一のPst I断片上
で見いだされたが、異なるプローブで同定された。エク
ソン6は、pUc19にサブクローン化されたHG5の
15kb 5alI挿入物から得られた。
クローンされたHG4の7kb Sal■断片から得
られた。両方のエクソンは、同一のPst I断片上
で見いだされたが、異なるプローブで同定された。エク
ソン6は、pUc19にサブクローン化されたHG5の
15kb 5alI挿入物から得られた。
4 エクソン含有DNA制限断片を同定するのに使用し
たプローブ。プローブについては、 「オリゴヌクレオ
チド合成」の項の材料と方法において、説明されている
。ハイブリダイゼーションおよび洗浄条件は、実施例に
おいて、実施例3の[ライブラリーのスクリーニング(
C) ヒトゲノムライブラリー」の項において、で説明
されている。
たプローブ。プローブについては、 「オリゴヌクレオ
チド合成」の項の材料と方法において、説明されている
。ハイブリダイゼーションおよび洗浄条件は、実施例に
おいて、実施例3の[ライブラリーのスクリーニング(
C) ヒトゲノムライブラリー」の項において、で説明
されている。
(発明の要約)
組換えDNA手法による骨形態形酸タンパクの精製およ
びクローニング、ならびにBMPおよびその類似体の製
造が開示されている。BMPを含有する薬剤組成物およ
びそのような組成物の使用も開示されている。
びクローニング、ならびにBMPおよびその類似体の製
造が開示されている。BMPを含有する薬剤組成物およ
びそのような組成物の使用も開示されている。
4、 の な1
第1図は、ウシBMPのトリプシン消化物からの8つの
ペプチドのアミノ酸配列を示す。
ペプチドのアミノ酸配列を示す。
第2図は、ウシBMP遺伝子の2つのエクソン含有領域
のDNAおよびアミノ酸配列を示す。
のDNAおよびアミノ酸配列を示す。
第3図は、ウシBMP cDNAのヌクレオチド配列
および前駆体ポリペプチドの確推定アミノ酸配列を示す
。
および前駆体ポリペプチドの確推定アミノ酸配列を示す
。
第4図aから第4図Cは、ヒトBMP遺伝子のエクソン
含有領域の配列を示す。
含有領域の配列を示す。
第5図は、ヒトBMPのヌクレオチド配列および前駆体
ポリペプチドの推定アミノ酸配列を示す。
ポリペプチドの推定アミノ酸配列を示す。
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、他の骨誘導関連因子を実質的に含まない、哺乳類骨
形態形成タンパク(BMP)およびその類似体からなる
群より選択されるポリペプチドを含有する組成物。 2、前記哺乳類骨形態形成タンパクがヒトBMPである
、請求項1に記載の組成物。 3、前記哺乳類骨形態形成タンパクがウシBMPである
、請求項1に記載の組成物。 4、前記ポリペプチドが、第5図に示されるアミノ酸配
列aa_1−aa_1_8_2またはその断片を含有す
る、請求項1に記載の組成物。 5、前記ポリペプチドが、第3図に示されるアミノ酸配
列aa_1−aa_1_9_6またはその断片を含有す
る、請求項1に記載の組成物。 6、前記ポリペプチドが、16KD酵母開裂類似体を含
有する、請求項5に記載の組成物。 7、哺乳類BMPおよびその類似体のアミノ酸配列を含
有するポリペプチドをコードする、イントロンを含まな
いDNA配列またはその補体。 8、前記DNAがヒトBMPをコードする、請求項7に
記載のDNA。 9、前記DNAがウシBMPをコードする、請求項7に
記載のDNA。 10、前記ポリペプチドが哺乳類BMPシグナル配列を
含有する、請求項7に記載のDNA配列。 11、前記ポリペプチドが哺乳類BMPシグナル配列を
含有しない、請求項7に記載のDNA配列。 12、前記ポリペプチドが、宿主酵母における分泌を提
供するN末端酵母α因子シグナル配列を更に含有する、
請求項7に記載のDNA配列。 13、請求項8に記載のDNA配列を有するレプリコン
。 14、請求項8に記載のDNA配列を有するベクター。 15、請求項13に記載のレプリコンを有する細胞。 16、請求項14に記載のベクターを有する細胞。 17、以下の工程を包含する組換え体哺乳類BMPまた
はその類似体を調製する方法: (a)非相同のDNA配列を有する細胞集団を提供する
工程、ここで、該DNA配列は(i)該細胞内で機能す
る転写および翻訳制御配列、および(ii)哺乳類BM
Pおよびその類似体を包含するポリペプチドをコードし
、該転写および翻訳制御配列の制御下にあるコード配列
を有する;および (b)該ポリペプチドを発現するための条件下で該細胞
集団を増殖させること。 18、前記ポリペプチドがヒトBMPである、請求項1
7に記載の方法。 19、前記ポリペプチドがウシBMPである、請求項1
7に記載の方法。 20、前記細胞集団が微生物である、請求項17に記載
の方法。 21、前記細胞集団が酵母である、請求項17に記載の
方法。 22、前記細胞集団がイー・コリ(E.coli)であ
る、請求項17に記載の方法。 23、前記ポリペプチドが更に、該ポリペプチドのN末
端にシグナル配列をコードする配列を有し、そして該ポ
リペプチドが前記細胞から分泌される、請求項18に記
載の方法。 24、前記細胞が酵母細胞であり、そして、該シグナル
配列が酵母α因子シグナル配列である、請求項23に記
載の方法。 25、骨組織を、有効量の、哺乳類BMP組成物または
その活性類似体組成物と接触させる工程を包含する骨増
殖誘導方法。 26、哺乳類骨形態形成タンパクに対するモノクロナー
ル抗体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38280589A | 1989-07-19 | 1989-07-19 | |
US382,805 | 1989-07-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03195495A true JPH03195495A (ja) | 1991-08-27 |
Family
ID=23510481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2192862A Pending JPH03195495A (ja) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | 骨形態形成タンパク |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5620867A (ja) |
EP (1) | EP0409472B1 (ja) |
JP (1) | JPH03195495A (ja) |
AT (1) | ATE114169T1 (ja) |
CA (1) | CA2020729A1 (ja) |
DE (1) | DE69014162T2 (ja) |
DK (1) | DK0409472T3 (ja) |
ES (1) | ES2063278T3 (ja) |
IE (1) | IE66495B1 (ja) |
PT (1) | PT94732B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2011502534A (ja) * | 2007-11-16 | 2011-01-27 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 骨形態形成タンパク質結合ペプチド |
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