JPH03201990A - 遺伝子を目標に向つて変える方法 - Google Patents
遺伝子を目標に向つて変える方法Info
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- JPH03201990A JPH03201990A JP2056799A JP5679990A JPH03201990A JP H03201990 A JPH03201990 A JP H03201990A JP 2056799 A JP2056799 A JP 2056799A JP 5679990 A JP5679990 A JP 5679990A JP H03201990 A JPH03201990 A JP H03201990A
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- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
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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、相同組換えにより、無傷の哺乳動物細胞のゲ
ノム内の遺伝子を目標に向って変える方法に関る、。
ノム内の遺伝子を目標に向って変える方法に関る、。
[従来の技術]
種々の遺伝子的に制限された病気の原因の研究及び分子
平面上の病気を起こす欠失の局在化は、その使用時に常
に正確でかつ安全になる遺伝子技術により、常に急速に
進歩している。特に哺乳動物細胞中の重要な多くの遺伝
子の機能は、特に無傷の哺乳動物細胞の突然変異のため
の満足しつる方法がなお存在しないので、従来なお不明
のままである。そのような方法は、更に、既に公知の遺
伝子欠損の修正のために必要である。
平面上の病気を起こす欠失の局在化は、その使用時に常
に正確でかつ安全になる遺伝子技術により、常に急速に
進歩している。特に哺乳動物細胞中の重要な多くの遺伝
子の機能は、特に無傷の哺乳動物細胞の突然変異のため
の満足しつる方法がなお存在しないので、従来なお不明
のままである。そのような方法は、更に、既に公知の遺
伝子欠損の修正のために必要である。
このために、従来は、哺乳動物細胞中での第1退化器官
中で、欠損遺伝子の存在の場合には、その機能を相応る
、機能化遺伝子の他の位置での挿入により替える試みが
なされているが、この際には、変異すべき位置以外の位
置でのできるだけ長時間有効な変化が惹起されるのでこ
の方法は哺乳動物細胞での場合による病気処置のために
は排除される。
中で、欠損遺伝子の存在の場合には、その機能を相応る
、機能化遺伝子の他の位置での挿入により替える試みが
なされているが、この際には、変異すべき位置以外の位
置でのできるだけ長時間有効な変化が惹起されるのでこ
の方法は哺乳動物細胞での場合による病気処置のために
は排除される。
相同組換えを介して突然変異生成のための哺乳動物細胞
中での従来の実験法におけるもう1つの重要な欠点は、
実施突然変異の検出のために、マーカー遺伝子の導入が
必要であることである。この位置でのもしくは、主とし
てゲノム中での異種遺伝子であるこのマーカー遺伝子に
おいても、大きい確率で不所望の副作用を甘受しなけれ
ばならない。
中での従来の実験法におけるもう1つの重要な欠点は、
実施突然変異の検出のために、マーカー遺伝子の導入が
必要であることである。この位置でのもしくは、主とし
てゲノム中での異種遺伝子であるこのマーカー遺伝子に
おいても、大きい確率で不所望の副作用を甘受しなけれ
ばならない。
従来使用されている生体内突然変異生成の方法における
成功率は、「遺伝子ターゲツティング(gene ta
rgetting) Jとも称され、哺乳動物細胞では
なお比較的低い。
成功率は、「遺伝子ターゲツティング(gene ta
rgetting) Jとも称され、哺乳動物細胞では
なお比較的低い。
[発明の解決しようとる、課題]
従って、遺伝子技術の開発の大きい目的の1つ及び本発
明の課題も、同時に不所望の他の突然変異作用をる、と
か必然的な異種配列を導入る、危険に遭遇る、ことなし
に、生細胞内での哺乳動物細胞ゲノムの特異部分の直接
的変化を可能にる、方法を提供る、ことである。
明の課題も、同時に不所望の他の突然変異作用をる、と
か必然的な異種配列を導入る、危険に遭遇る、ことなし
に、生細胞内での哺乳動物細胞ゲノムの特異部分の直接
的変化を可能にる、方法を提供る、ことである。
[課題を解決る、ための手段]
この課題は、本発明により、相同組換えによる無傷の哺
乳動物細胞のゲノム内で遺伝子を目標に向って変える方
法により解決され、この方法では、変えるべき遺伝子に
対して相同であるが、突然変異、欠損又は挿入により少
なくとも1個のヌクレオチド内でこの遺伝子の配列から
はずれているDNA−配列を、マイクロインジェクショ
ンにより相応る、細胞内に導入し、得られた変化を立証
る、ことのできる細胞を取得る、。
乳動物細胞のゲノム内で遺伝子を目標に向って変える方
法により解決され、この方法では、変えるべき遺伝子に
対して相同であるが、突然変異、欠損又は挿入により少
なくとも1個のヌクレオチド内でこの遺伝子の配列から
はずれているDNA−配列を、マイクロインジェクショ
ンにより相応る、細胞内に導入し、得られた変化を立証
る、ことのできる細胞を取得る、。
本発明方法は、意外にも、所望位置での相同組換えの特
に高い配分をもたらし、この際、640細胞当り1個よ
り多くで相同組換えが起こる。マイクロインジェクトさ
れた細胞150個当り1個の組換え率が、既に本発明方
法により達成る、ことができた。このことは、相同組換
え対従来から哺乳動物細胞中で使用された方法による非
正統的組換えの割合に比べて、効率の極端な上昇である
。更に、本発明の方法では、マーカー遺伝子の導入及び
このマーカー遺伝子に関る、適当な選択を行なう必要な
しに、行なわれた変化を立証る、ことができる。この変
化は、マイクロインジェクションされた細胞のクローニ
ングの後に、サイン・プロッティング又は配列決定によ
り立証る、ことができる。
に高い配分をもたらし、この際、640細胞当り1個よ
り多くで相同組換えが起こる。マイクロインジェクトさ
れた細胞150個当り1個の組換え率が、既に本発明方
法により達成る、ことができた。このことは、相同組換
え対従来から哺乳動物細胞中で使用された方法による非
正統的組換えの割合に比べて、効率の極端な上昇である
。更に、本発明の方法では、マーカー遺伝子の導入及び
このマーカー遺伝子に関る、適当な選択を行なう必要な
しに、行なわれた変化を立証る、ことができる。この変
化は、マイクロインジェクションされた細胞のクローニ
ングの後に、サイン・プロッティング又は配列決定によ
り立証る、ことができる。
本発明の特に有利な実施形では、行なわれた変化の立証
をPCR(ポリメラーゼ・チエイン・リアクション)−
法(R、K 、5aiki等による5cience23
9、(1988)487〜491)により実施る、。こ
の際、予めの細胞のクロニングなしに、既に、所望の突
然変異が行なわれたか否かを確認る、ことができる。こ
の際、この方法は、多くの細胞数を必要とせずに、既に
僅かなりNA−分子を確実に分析できる程度に高い感度
である。この場合、この方法は、点突然変異すらも検出
できるような方法でも使用できる。
をPCR(ポリメラーゼ・チエイン・リアクション)−
法(R、K 、5aiki等による5cience23
9、(1988)487〜491)により実施る、。こ
の際、予めの細胞のクロニングなしに、既に、所望の突
然変異が行なわれたか否かを確認る、ことができる。こ
の際、この方法は、多くの細胞数を必要とせずに、既に
僅かなりNA−分子を確実に分析できる程度に高い感度
である。この場合、この方法は、点突然変異すらも検出
できるような方法でも使用できる。
この検出のために、その1個がその遺伝子とは異なるD
NA−配列の位置に対して競争る、2個のプライマーを
使用る、。組換えが行なわれた場合にのみ、このプライ
マーから増幅を行なうことができ、検出できる。
NA−配列の位置に対して競争る、2個のプライマーを
使用る、。組換えが行なわれた場合にのみ、このプライ
マーから増幅を行なうことができ、検出できる。
変えるべき遺伝子と相同であるが少なくとも1個所でこ
の配列からはずされているDNA−配列としては、天然
で単離され、場合によりクローニングされたが合成によ
っても製造されたDNA−配列を使用る、ことができる
。この場合、従来は、ホモロジイの長さは、遺伝子変換
現象の頻度に正比例し、これに対しヘテロシイの長さは
逆比例る、ことから明らかである。従って、必要な位置
のみで変えるべきゲノム配列からはずれているができる
だけ大きいホモロジイを有る、DNA−配列を用いるこ
とが特に有利であり、これにより、使用DNA−配列が
長いほど組換え率は大きいことが判る。
の配列からはずされているDNA−配列としては、天然
で単離され、場合によりクローニングされたが合成によ
っても製造されたDNA−配列を使用る、ことができる
。この場合、従来は、ホモロジイの長さは、遺伝子変換
現象の頻度に正比例し、これに対しヘテロシイの長さは
逆比例る、ことから明らかである。従って、必要な位置
のみで変えるべきゲノム配列からはずれているができる
だけ大きいホモロジイを有る、DNA−配列を用いるこ
とが特に有利であり、これにより、使用DNA−配列が
長いほど組換え率は大きいことが判る。
本発明の有利な1実施形では、哺乳動物細胞として体幹
細胞を使用る、。このような幹細胞及びこのような細胞
中への遺伝子転移に関る、従来の知識は、例えばP、M
、デクスター(Dexter)及びり、ベツティンガ−
(Boettinger)により 、 Gene T
ransfer 1nto Hemapoetic
Ce1ls byRetroviral Vec
tors ISl、^tlas of 5cience
167〜174にまとめられている。本発明による体幹
細胞のゲノムの変化は、細胞を哺乳動物内に導入の後に
、存在る、かつ周知の欠損を高めることを可能にる、。
細胞を使用る、。このような幹細胞及びこのような細胞
中への遺伝子転移に関る、従来の知識は、例えばP、M
、デクスター(Dexter)及びり、ベツティンガ−
(Boettinger)により 、 Gene T
ransfer 1nto Hemapoetic
Ce1ls byRetroviral Vec
tors ISl、^tlas of 5cience
167〜174にまとめられている。本発明による体幹
細胞のゲノムの変化は、細胞を哺乳動物内に導入の後に
、存在る、かつ周知の欠損を高めることを可能にる、。
それというのも、この幹細胞は、機能的細胞に対して区
別され、体内の欠損ポピユレーションは有効に交換され
るからである。欠損遺伝子を、本発明により突然変異さ
れた幹細胞の(再)導入による補修る、ための使用例と
しては、血液欠損例えばファクター■−欠損症(血友病
)が挙げられる。ランゲルハンス島細胞を分化る、幹細
胞内に記載のインシュリン遺伝子内の欠損が補修できる
場合には、もう1つの使用可能性が生じ、ここで、遺伝
子表面上の糖尿病に対抗る、チャンスが生じる。体細胞
は、いわゆるフィーダーセル(Feeder−Cell
)層上で保持され、即ち、分裂失活の、もはや分割でき
ない細胞の層上での培養で保持されるか又は生長因子を
用いて(DIA:A、G、5sith等によるNatu
re 、Vol、 336(1988)、688頁、L
I F : R,L、1illia園S等によるNa
ture 336 (1988) 684頁)、分化を
阻止し、これにより培養を可能にる、。
別され、体内の欠損ポピユレーションは有効に交換され
るからである。欠損遺伝子を、本発明により突然変異さ
れた幹細胞の(再)導入による補修る、ための使用例と
しては、血液欠損例えばファクター■−欠損症(血友病
)が挙げられる。ランゲルハンス島細胞を分化る、幹細
胞内に記載のインシュリン遺伝子内の欠損が補修できる
場合には、もう1つの使用可能性が生じ、ここで、遺伝
子表面上の糖尿病に対抗る、チャンスが生じる。体細胞
は、いわゆるフィーダーセル(Feeder−Cell
)層上で保持され、即ち、分裂失活の、もはや分割でき
ない細胞の層上での培養で保持されるか又は生長因子を
用いて(DIA:A、G、5sith等によるNatu
re 、Vol、 336(1988)、688頁、L
I F : R,L、1illia園S等によるNa
ture 336 (1988) 684頁)、分化を
阻止し、これにより培養を可能にる、。
農業、特に有用動物畜産のために、例えば、動物内の生
長因子の分泌増加を目的とる、本発明の方法の用途は重
要であり、ここでは、畜産で変異遺伝子が生殖系列内に
、成熟卵内へのデイゴテンインジエクション(Zygo
teninjection)又は胚幹細胞の使用により
導入る、ことができる。
長因子の分泌増加を目的とる、本発明の方法の用途は重
要であり、ここでは、畜産で変異遺伝子が生殖系列内に
、成熟卵内へのデイゴテンインジエクション(Zygo
teninjection)又は胚幹細胞の使用により
導入る、ことができる。
体幹細胞又は胚幹細胞及び場合により成熟卵内へのデイ
ゴテンインジエクションの使用下における本発明方法の
もう1つの重要な使用可能性は、従来未知の遺伝子の機
能を、動物モデルで検査できることにより開発される可
能性である。例えば特定の位置で突然変異された遺伝子
を有る、マウスの幹細胞を成熟卵内に注入し、こうして
得られるキメラ動物上への影響を研究る、ことができる
。もう1つの極めて重要な使用可能性は、本発明により
、変異された細胞を、動物例えばマウスの生殖系列へ導
入して、ヒトで確認される病気に関る、マウス−モデル
を得ることである。これにより、医薬品の作用をマウス
−モデルで研究る、可能性が得られ、この際、このマウ
スモデルは、ヒトでの使用に関る、多大の供述能力を有
る、。
ゴテンインジエクションの使用下における本発明方法の
もう1つの重要な使用可能性は、従来未知の遺伝子の機
能を、動物モデルで検査できることにより開発される可
能性である。例えば特定の位置で突然変異された遺伝子
を有る、マウスの幹細胞を成熟卵内に注入し、こうして
得られるキメラ動物上への影響を研究る、ことができる
。もう1つの極めて重要な使用可能性は、本発明により
、変異された細胞を、動物例えばマウスの生殖系列へ導
入して、ヒトで確認される病気に関る、マウス−モデル
を得ることである。これにより、医薬品の作用をマウス
−モデルで研究る、可能性が得られ、この際、このマウ
スモデルは、ヒトでの使用に関る、多大の供述能力を有
る、。
未来にとっても、本発明方法は、改良され又は変えられ
た例えば抵抗を有る、植物を栽培る、可能性を提供る、
。この場合、原則的に、哺乳動物細胞におけると同じ方
法を使用る、ことができ、直ちにこのような植物細胞内
にマイクロインジェクションによりDNAを有効に導入
し、相同組換えを行なう可能性を提供る、ことができる
。
た例えば抵抗を有る、植物を栽培る、可能性を提供る、
。この場合、原則的に、哺乳動物細胞におけると同じ方
法を使用る、ことができ、直ちにこのような植物細胞内
にマイクロインジェクションによりDNAを有効に導入
し、相同組換えを行なう可能性を提供る、ことができる
。
要る、に、本発明方法により、今日まで予想外及び意想
外な方法で、生細胞内での目標位置で、かつ相同位置以
外での変化を可能になり、体遺伝子治療で、補修を実施
る、ことを可能になり、この際、まったく付加的な異種
−DNA−配列は細胞内に導入されず、長期間の欠損を
恐れる必要はない。
外な方法で、生細胞内での目標位置で、かつ相同位置以
外での変化を可能になり、体遺伝子治療で、補修を実施
る、ことを可能になり、この際、まったく付加的な異種
−DNA−配列は細胞内に導入されず、長期間の欠損を
恐れる必要はない。
[実施例]
次の例で添付図面を用いて本発明を詳述る、第1図は、
Hoxl、l−遺伝子の変更を示す系統図である。
Hoxl、l−遺伝子の変更を示す系統図である。
第2図は、マイクロインジェクションされた3T3−
(a)及びD3−細胞プール(b)からのPCR−増幅
されたゲノムDNAのサインー分析及びPCR−ストラ
テジ−(P CR−3trategie) (c )
を示す図である。
(a)及びD3−細胞プール(b)からのPCR−増幅
されたゲノムDNAのサインー分析及びPCR−ストラ
テジ−(P CR−3trategie) (c )
を示す図である。
第3図は、クローニングされた胚幹細胞(ab、e)か
らのKpnl−消化されたゲノムDNAのサインー分析
結果及び変異された及び正常の1個oxl、1一対立遺
伝子並びに予想制限フラグメントを示す図である。
らのKpnl−消化されたゲノムDNAのサインー分析
結果及び変異された及び正常の1個oxl、1一対立遺
伝子並びに予想制限フラグメントを示す図である。
第4図は、2腹の遺伝子変更されたマウスの尾−バイオ
プシーからのPCR−増幅DNAのサインプロットを示
す図である。
プシーからのPCR−増幅DNAのサインプロットを示
す図である。
例 I
Hoxl、1−遺伝子の突然変異生成
11ox1.1−遺伝子のFsp lのフラグメント[
スタートコドンから数えてヌクレオチド367〜193
7、(第1図参照)(^、 M、 ColbergPo
ley等によるNature 314 (1985)
、713〜712、M、Kessel等によるProc
、 NatJ。
スタートコドンから数えてヌクレオチド367〜193
7、(第1図参照)(^、 M、 ColbergPo
ley等によるNature 314 (1985)
、713〜712、M、Kessel等によるProc
、 NatJ。
^cad、Sci、USA84 (1987) 、53
06〜5310)]をブルースクリプト(ストラタ遺伝
子; Stratagene)内でクローニングし、2
0bpオリゴヌクレオチドをホメオボックス(Hoso
eobox)のEcoRI−位置に挿入した。この挿入
オリゴヌクレオチドの配列は、^^T TGT GAG
GTA CCG CTG ACであった。この第1図の
第2段に記載の構成を、マイクロインジェクションによ
り、N11l−3T3−細胞(200〜600細胞)の
核又はD3−細胞(T、C,Doe Lschmann
等によるJ、 Embryol、 exp、 Morp
h、 gユ(1985)27〜45)(50〜200細
胞)の核内に300μg /mlの濃度(細胞1個当り
DNA5分子に相当)で、IQ−11,/のインジェク
ション量でマイクロインジェクションした。細胞をマイ
クロインジェクション後4〜7日間生長させ、トリプシ
ン処理し、同じプレート上に改めて生長させた。この細
胞を再び4〜7日後に集めた。細胞の半分をDNA−分
析に使用し、残りを液体窒素中で保管した。ゲノムDN
Aもしくは対照プラスミド(1μ9もしくは151)9
)を、加熱安定化されたTaq−ポリメラーゼ[5ai
ki、R,K、等による5cience239.487
〜491 (1988) 、Letson、^、及び1
.1skay、 R,If、 Genetics 11
7、(1987)、759〜769]の使用下に、ジメ
チルスルホキシ110邦ト リ スーlIC1(p+I
8.8 ) 6 7 g+L N114SO416,
6−M、 MgCl26 、7 mL2−メルカプトエ
タノールlO■L牛血清アルブミン(1個sA)170
119/ me、 4種のデオキシリボヌクレオシド三
燐酸(dATP、 dCTP、 dTTP、 dGTP
)各450μM及び2ブライマー0.5μMを含有る、
反応混合物50μl中で、30 PCR−サイクルにか
けた。第1のプライマーは、配列TTCCGCATCT
CA CCCTGG ATの合成オリゴヌクレオチドで
、あり、これは、1lox1.1−遺伝子の第1エクソ
ン(Exon)中の配列に対して特異的であり、Fsp
l切断位置の5′一部位に結合し、第2のプライマーは
前記の合成オリゴヌクレオチドと同じDNA−配列であ
った。試料をパラフィンで被い各サイクルで、1分間9
1.5℃に加熱してDNAを変性し、1分間55℃に冷
却してプライマーを付着させ、70℃に6分間加熱して
ポリメラーゼを活性化させた。正常な1個oxl、I一
対立遺伝子は、第2のプライマーに対る、結合位置を有
せず、マイクロインジェクトされたフラグメントは、第
1ブライマーに対る、結合位置を有しないので、本発明
によ変異された細胞中でのみポリメラーゼ一連鎖反応に
より、所望フラグメントを増幅る、ことができた。反応
混合物の少量針(10μ0を1%アガロースゲル中での
電気泳動にかけ、遺伝子スクリーンプラス(Dupon
t)上に転移させ、50%ホルムアミド、I M Ma
cl及び1%SDS中で、32pでマルチプライム−キ
ット(ilultiprime−Kits (^mer
sham))の使用下にlX109cp■/Igの活性
まで標識し、5 X 105cps /mlで使用され
る交雑ゾンデを用いて試験した。フィルタを2XSSC
中、次いで2XSSC−1%SDS中及び最後に0.1
xSSC(IXSSC:NaC18,765q/l、ク
エン酸ナトリウム4.41g//5pH7,0>中で、
65℃で洗浄した。第2図は、この乾燥されたフィルタ
のオートラジオグラムを示している(a部は2時間露出
後、b部は5時間露出後)。ここで、第2図aは、マイ
クロインジェクトされた3T3−プールからのPCR−
増幅されたゲノムDNAのサインー分析(l〜3の痕跡
)を示し、痕跡4中のプラスミドpH1,110−BF
のそれは、対照を示す。このプラスミドは全Hox1.
1−遺伝子及び挿入されたオリゴヌクレオチドを含有る
、。この図面のb部にはマイクロインジェクトされたD
3−細胞プールからのPCR−増幅されたゲノムDNA
のサイン分析が示されている。
06〜5310)]をブルースクリプト(ストラタ遺伝
子; Stratagene)内でクローニングし、2
0bpオリゴヌクレオチドをホメオボックス(Hoso
eobox)のEcoRI−位置に挿入した。この挿入
オリゴヌクレオチドの配列は、^^T TGT GAG
GTA CCG CTG ACであった。この第1図の
第2段に記載の構成を、マイクロインジェクションによ
り、N11l−3T3−細胞(200〜600細胞)の
核又はD3−細胞(T、C,Doe Lschmann
等によるJ、 Embryol、 exp、 Morp
h、 gユ(1985)27〜45)(50〜200細
胞)の核内に300μg /mlの濃度(細胞1個当り
DNA5分子に相当)で、IQ−11,/のインジェク
ション量でマイクロインジェクションした。細胞をマイ
クロインジェクション後4〜7日間生長させ、トリプシ
ン処理し、同じプレート上に改めて生長させた。この細
胞を再び4〜7日後に集めた。細胞の半分をDNA−分
析に使用し、残りを液体窒素中で保管した。ゲノムDN
Aもしくは対照プラスミド(1μ9もしくは151)9
)を、加熱安定化されたTaq−ポリメラーゼ[5ai
ki、R,K、等による5cience239.487
〜491 (1988) 、Letson、^、及び1
.1skay、 R,If、 Genetics 11
7、(1987)、759〜769]の使用下に、ジメ
チルスルホキシ110邦ト リ スーlIC1(p+I
8.8 ) 6 7 g+L N114SO416,
6−M、 MgCl26 、7 mL2−メルカプトエ
タノールlO■L牛血清アルブミン(1個sA)170
119/ me、 4種のデオキシリボヌクレオシド三
燐酸(dATP、 dCTP、 dTTP、 dGTP
)各450μM及び2ブライマー0.5μMを含有る、
反応混合物50μl中で、30 PCR−サイクルにか
けた。第1のプライマーは、配列TTCCGCATCT
CA CCCTGG ATの合成オリゴヌクレオチドで
、あり、これは、1lox1.1−遺伝子の第1エクソ
ン(Exon)中の配列に対して特異的であり、Fsp
l切断位置の5′一部位に結合し、第2のプライマーは
前記の合成オリゴヌクレオチドと同じDNA−配列であ
った。試料をパラフィンで被い各サイクルで、1分間9
1.5℃に加熱してDNAを変性し、1分間55℃に冷
却してプライマーを付着させ、70℃に6分間加熱して
ポリメラーゼを活性化させた。正常な1個oxl、I一
対立遺伝子は、第2のプライマーに対る、結合位置を有
せず、マイクロインジェクトされたフラグメントは、第
1ブライマーに対る、結合位置を有しないので、本発明
によ変異された細胞中でのみポリメラーゼ一連鎖反応に
より、所望フラグメントを増幅る、ことができた。反応
混合物の少量針(10μ0を1%アガロースゲル中での
電気泳動にかけ、遺伝子スクリーンプラス(Dupon
t)上に転移させ、50%ホルムアミド、I M Ma
cl及び1%SDS中で、32pでマルチプライム−キ
ット(ilultiprime−Kits (^mer
sham))の使用下にlX109cp■/Igの活性
まで標識し、5 X 105cps /mlで使用され
る交雑ゾンデを用いて試験した。フィルタを2XSSC
中、次いで2XSSC−1%SDS中及び最後に0.1
xSSC(IXSSC:NaC18,765q/l、ク
エン酸ナトリウム4.41g//5pH7,0>中で、
65℃で洗浄した。第2図は、この乾燥されたフィルタ
のオートラジオグラムを示している(a部は2時間露出
後、b部は5時間露出後)。ここで、第2図aは、マイ
クロインジェクトされた3T3−プールからのPCR−
増幅されたゲノムDNAのサインー分析(l〜3の痕跡
)を示し、痕跡4中のプラスミドpH1,110−BF
のそれは、対照を示す。このプラスミドは全Hox1.
1−遺伝子及び挿入されたオリゴヌクレオチドを含有る
、。この図面のb部にはマイクロインジェクトされたD
3−細胞プールからのPCR−増幅されたゲノムDNA
のサイン分析が示されている。
第2図CはプラスミドpH1,110−BFを図示して
いる。1Iox1.1−遺伝子の3.643塩基対長さ
の5− Baa HI −Fspl−フラグメント(翻
訳−スタートコドンに対してヌクレオチド−1,711
〜+1.932)をブルースクリプト(Stratag
ene)中でクローニングし、中断オリゴヌクレオチド
をホメオボックス(t(osoe。
いる。1Iox1.1−遺伝子の3.643塩基対長さ
の5− Baa HI −Fspl−フラグメント(翻
訳−スタートコドンに対してヌクレオチド−1,711
〜+1.932)をブルースクリプト(Stratag
ene)中でクローニングし、中断オリゴヌクレオチド
をホメオボックス(t(osoe。
box)のEco RI−位置内にクローニングした。
例 2
幹細胞の更なる研究
更に分析る、ため、例1からの胚幹(ES)−細胞D3
の2個の細胞プール(G、 R,Dressler及び
P、Gruss 、Trans Genet、 4.2
14〜219 (1988) 、T、C,Doetsc
hann等によるJ、Embryol、 Exp、 M
orph、 8ユ(1985)27〜45)を使用した
。これらのプールからの個々の細胞クローンを、ガラス
毛細管を用いる個々の細胞の吸収により(m、^、Ru
dnicki & 1個、W、1lcBurneyin
Teratocarcimomas and
Embryonic Stem Ce1is ;
ed、E、J、Robertson、 19〜49 (
Publisher、 Town、1987))取り出
した。この細胞からます95ウエルを有る、シャーレ中
、次いで直径1.5cmの24ウエルを有る、シャーレ
中で、かつ6cm組織培養シャーレ中での平板培養によ
りクローナルセルラインを製造した。これらのセルライ
ンの半分からDNAを単離し、他の半分を液体窒素中で
保管した。全体のクローン化工程の間に、ES−細胞を
、培養液中のいわゆるフィーダ細胞上に保持した。この
ゲノムDNAの少量性(10pg)をKpnlで消化さ
せ、0.8%アガロースゲル中で電気泳動にかけ、遺t
=子スクリーンプラス(Gene 5creen Pi
US)転移させた。このフィルタを32pでマークされ
たゾンデと、例えば例1に記載のようにハイブリット形
成させ、そこに記載と同様に洗浄した。挿入されたオリ
ゴヌクレオチドはKpnl制限位置を有る、ので、第2
図dでの最初のエクソンに対して特異的なゾンデ(プロ
ーブ1)を用いるハイブリッド形成による正常の対立遺
伝子の14kbバンドに付加的な相同組換えクローン中
の新しい5 、4 kbバンドの出現は予期されていた
。このバンドの出現は第2図aの痕跡で示されている。
の2個の細胞プール(G、 R,Dressler及び
P、Gruss 、Trans Genet、 4.2
14〜219 (1988) 、T、C,Doetsc
hann等によるJ、Embryol、 Exp、 M
orph、 8ユ(1985)27〜45)を使用した
。これらのプールからの個々の細胞クローンを、ガラス
毛細管を用いる個々の細胞の吸収により(m、^、Ru
dnicki & 1個、W、1lcBurneyin
Teratocarcimomas and
Embryonic Stem Ce1is ;
ed、E、J、Robertson、 19〜49 (
Publisher、 Town、1987))取り出
した。この細胞からます95ウエルを有る、シャーレ中
、次いで直径1.5cmの24ウエルを有る、シャーレ
中で、かつ6cm組織培養シャーレ中での平板培養によ
りクローナルセルラインを製造した。これらのセルライ
ンの半分からDNAを単離し、他の半分を液体窒素中で
保管した。全体のクローン化工程の間に、ES−細胞を
、培養液中のいわゆるフィーダ細胞上に保持した。この
ゲノムDNAの少量性(10pg)をKpnlで消化さ
せ、0.8%アガロースゲル中で電気泳動にかけ、遺t
=子スクリーンプラス(Gene 5creen Pi
US)転移させた。このフィルタを32pでマークされ
たゾンデと、例えば例1に記載のようにハイブリット形
成させ、そこに記載と同様に洗浄した。挿入されたオリ
ゴヌクレオチドはKpnl制限位置を有る、ので、第2
図dでの最初のエクソンに対して特異的なゾンデ(プロ
ーブ1)を用いるハイブリッド形成による正常の対立遺
伝子の14kbバンドに付加的な相同組換えクローン中
の新しい5 、4 kbバンドの出現は予期されていた
。このバンドの出現は第2図aの痕跡で示されている。
ES−細胞がサブクローニングの間に大きいコロニーを
形成る、のを阻止る、ので、ES−細胞−DNAはフィ
ーダー細胞DNAと混成されていた。従って、14kb
11ox1.1−フラグメントはES−細胞から野生型
一対立遺伝子を製造る、だけでなく、フィーダー細胞か
らの野生型一対立遺伝子をも生じる。合計して、プール
1からの161の個別クローン及び、プール7からの1
65クローンがサインブロッティングにより分析された
。このサイン分析を確認し、評価る、ために、双方のプ
ールからのクローンをフィーダー細胞上に大きいES−
細胞コロニーが生じるまで培養したES−細胞−DNA
の相対的な量は、第3図す及びCから認められるように
、非常に高かった。プール1から誘導されたクローナル
ラインからのKp■Iで消化されたDNAのサインプロ
ットをプローブ1(第3図b1行)及びプローブ2(第
3図す痕跡2)とハイブリッド形成させた。第3図Cに
は、プローブの詳細が示されている。5 、4 kb及
び8 、6 kbバンドの相対的強度は、14kbフラ
グメントのそれと比較した5′及び3′−フラグメント
に相応しく第3図d参照)、これにより、ES−細胞の
少なくとも50%が変異された対立遺伝子を含有る、こ
とが明らかである。プール7からのクローナルラインの
DNAを5tuI/KpnI (第3図C痕跡2)及び
KpnI (第3図C痕跡2)で消化し、サインプロッ
トを引続きプローブ3(第3図d参照)とハイブリッド
形成させた、。生じる600bp及び4.27kbフラ
グメント(第3図C1痕跡l)は、変異された及び正常
な対立遺伝子から誘導されている(正確な記載に関して
は第3図参照)。変異された及び正常な対立遺伝子は、
5tullKpnl中及びKpnI−消化バッチ中で同
量で表われており(第3図C1痕跡1及び2)、これに
より、ブール7からのES−細胞はクローナルであるこ
とが明らかになる。ブール1から引き出されたクローン
の種型分析は、細胞の70%が染色体40個を有る、こ
とを示していた。従って、このセルライン内の変異され
た対立遺伝子の僅かな存在が、変異されていないES−
細胞での混成に帰因し、染色体不安定性を暗示しないこ
とが解る。相同組換え対非正統的組換えの割合は1:3
0であることが見積もられた。
形成る、のを阻止る、ので、ES−細胞−DNAはフィ
ーダー細胞DNAと混成されていた。従って、14kb
11ox1.1−フラグメントはES−細胞から野生型
一対立遺伝子を製造る、だけでなく、フィーダー細胞か
らの野生型一対立遺伝子をも生じる。合計して、プール
1からの161の個別クローン及び、プール7からの1
65クローンがサインブロッティングにより分析された
。このサイン分析を確認し、評価る、ために、双方のプ
ールからのクローンをフィーダー細胞上に大きいES−
細胞コロニーが生じるまで培養したES−細胞−DNA
の相対的な量は、第3図す及びCから認められるように
、非常に高かった。プール1から誘導されたクローナル
ラインからのKp■Iで消化されたDNAのサインプロ
ットをプローブ1(第3図b1行)及びプローブ2(第
3図す痕跡2)とハイブリッド形成させた。第3図Cに
は、プローブの詳細が示されている。5 、4 kb及
び8 、6 kbバンドの相対的強度は、14kbフラ
グメントのそれと比較した5′及び3′−フラグメント
に相応しく第3図d参照)、これにより、ES−細胞の
少なくとも50%が変異された対立遺伝子を含有る、こ
とが明らかである。プール7からのクローナルラインの
DNAを5tuI/KpnI (第3図C痕跡2)及び
KpnI (第3図C痕跡2)で消化し、サインプロッ
トを引続きプローブ3(第3図d参照)とハイブリッド
形成させた、。生じる600bp及び4.27kbフラ
グメント(第3図C1痕跡l)は、変異された及び正常
な対立遺伝子から誘導されている(正確な記載に関して
は第3図参照)。変異された及び正常な対立遺伝子は、
5tullKpnl中及びKpnI−消化バッチ中で同
量で表われており(第3図C1痕跡1及び2)、これに
より、ブール7からのES−細胞はクローナルであるこ
とが明らかになる。ブール1から引き出されたクローン
の種型分析は、細胞の70%が染色体40個を有る、こ
とを示していた。従って、このセルライン内の変異され
た対立遺伝子の僅かな存在が、変異されていないES−
細胞での混成に帰因し、染色体不安定性を暗示しないこ
とが解る。相同組換え対非正統的組換えの割合は1:3
0であることが見積もられた。
それというのも、マイクロインジェクトされた細胞の約
20%は、核マイクロインジェクションにより安定に転
移されたからである( ER,Capecchi、Ce
1l 22、(1980) 、479〜488)。相同
組換えは、マイクロインジェクトされた細胞150個当
り1個で起こった。このことは、匹敵る、研究(K、
R,Thomas等によるNature317 (19
85) 230〜234、K。
20%は、核マイクロインジェクションにより安定に転
移されたからである( ER,Capecchi、Ce
1l 22、(1980) 、479〜488)。相同
組換えは、マイクロインジェクトされた細胞150個当
り1個で起こった。このことは、匹敵る、研究(K、
R,Thomas等によるNature317 (19
85) 230〜234、K。
R,Thomas等1こよるCe1144、(1986
) 、419〜428)に比べて予想外に高い。
) 、419〜428)に比べて予想外に高い。
例 3
例1で得られた胚幹細胞系(これは、第3図a、b、腹
1:第4図の痕跡1〜4に、腹2:第4図の痕跡5〜7
に示されている)をC57BLI/マウスの胚盤胞内に
導入し、4キメラ動物の全数を有る、2腹(turf)
を得た。これらキメラ動物が変異対立遺伝子を有る、こ
とを確認る、ために、動物の尾からバイオプシー(8i
opsie)を取り出し、このバイオプシーのゲノムD
DNA100nを例1の記載と同様に30PCR−サイ
クルにかけた。
1:第4図の痕跡1〜4に、腹2:第4図の痕跡5〜7
に示されている)をC57BLI/マウスの胚盤胞内に
導入し、4キメラ動物の全数を有る、2腹(turf)
を得た。これらキメラ動物が変異対立遺伝子を有る、こ
とを確認る、ために、動物の尾からバイオプシー(8i
opsie)を取り出し、このバイオプシーのゲノムD
DNA100nを例1の記載と同様に30PCR−サイ
クルにかけた。
第4図の痕跡2.5.6及び7は、変異された対立遺伝
子が示す1 、1 kbフラグメントの増幅を示してい
る(第1図及び第2図参照)。
子が示す1 、1 kbフラグメントの増幅を示してい
る(第1図及び第2図参照)。
第1図は、Box 1.1−遺伝子の変更を示す図であ
り、第2図は、マイクロインジェクトされた3T3−
(a)及びD3−細胞ブール(b)からのPCR−増幅
ゲノムDNAのサイン分析結果及びPCR−ストラテジ
ーを示す図であり、第3図は、クローンニングされた胚
幹細胞(a Sb N C)からのKpnI−消化され
たゲノムDNAのサイン分析結果及び変異された正常+
1ox1.1一対立遺伝子並びに予想制限フラグメント
を示す図であり、第4図は、2111の遺伝子女史され
たマウスの尾バイオプシーからのPCR増幅DNAのサ
インプロットの結果を示す図である。 FIG、1 FIG、2 7’o−プ
り、第2図は、マイクロインジェクトされた3T3−
(a)及びD3−細胞ブール(b)からのPCR−増幅
ゲノムDNAのサイン分析結果及びPCR−ストラテジ
ーを示す図であり、第3図は、クローンニングされた胚
幹細胞(a Sb N C)からのKpnI−消化され
たゲノムDNAのサイン分析結果及び変異された正常+
1ox1.1一対立遺伝子並びに予想制限フラグメント
を示す図であり、第4図は、2111の遺伝子女史され
たマウスの尾バイオプシーからのPCR増幅DNAのサ
インプロットの結果を示す図である。 FIG、1 FIG、2 7’o−プ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、相同組換えにより無傷哺乳動物細胞のゲノム内の遺
伝子を目標に向って変える方法において、変えるべき遺
伝子に対して相同であるが少なくとも1個のヌクレオチ
ド内で突然変異、欠損又は挿入によりその配列からはず
れているDNA−配列を、マイクロインジェクションに
より相応する細胞内に導入し、起った変化が検出できる
細胞を得ることを特徴とする、遺伝子を目標に向って変
える方法。 2、哺乳動物細胞として体幹細胞を使用する、請求項1
記載の方法。 3、起った変化の立証のためにPCR−反応を実施する
、請求項1又は2に記載の方法。4、変えるべき遺伝子
は、病気症状を惹起する遺伝子であり、健康な遺伝子に
相応するDNA−配列を使用する、請求項1から3まで
のいずれか1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3907679.2 | 1989-03-09 | ||
DE3907679A DE3907679A1 (de) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | Verfahren zur gezielten veraenderung eines gens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03201990A true JPH03201990A (ja) | 1991-09-03 |
Family
ID=6375945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2056799A Pending JPH03201990A (ja) | 1989-03-09 | 1990-03-09 | 遺伝子を目標に向つて変える方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0386766A1 (ja) |
JP (1) | JPH03201990A (ja) |
AU (1) | AU5119990A (ja) |
CA (1) | CA2011784A1 (ja) |
DE (1) | DE3907679A1 (ja) |
FI (1) | FI901191A0 (ja) |
IL (1) | IL93689A0 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994009621A1 (en) * | 1992-10-23 | 1994-05-11 | Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha | Mouse deficient in endothelin 1 gene function |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989010080A1 (en) * | 1988-04-25 | 1989-11-02 | Perry Charles O | Reclining chair |
US5849991A (en) | 1994-01-27 | 1998-12-15 | Bresatch Limited | Mice homozygous for an inactivated α 1,3-galactosyl transferase gene |
ATE313643T1 (de) * | 1997-07-23 | 2006-01-15 | Roche Diagnostics Gmbh | Herstellung humaner mutierter proteine in humanen zellen mittels homologer rekombination |
ZA989497B (en) * | 1997-10-20 | 2000-04-19 | Roche Diagnostics Gmbh | Positive-negative selection in homologous recombination. |
-
1989
- 1989-03-09 DE DE3907679A patent/DE3907679A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-03-08 FI FI901191A patent/FI901191A0/fi not_active IP Right Cessation
- 1990-03-08 EP EP90104455A patent/EP0386766A1/de not_active Withdrawn
- 1990-03-08 IL IL93689A patent/IL93689A0/xx unknown
- 1990-03-08 CA CA002011784A patent/CA2011784A1/en not_active Abandoned
- 1990-03-08 AU AU51199/90A patent/AU5119990A/en not_active Abandoned
- 1990-03-09 JP JP2056799A patent/JPH03201990A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994009621A1 (en) * | 1992-10-23 | 1994-05-11 | Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha | Mouse deficient in endothelin 1 gene function |
US5750825A (en) * | 1992-10-23 | 1998-05-12 | Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha | Mouse with defective endotheline-1 gene function |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI901191A0 (fi) | 1990-03-08 |
AU5119990A (en) | 1990-09-13 |
IL93689A0 (en) | 1990-12-23 |
EP0386766A1 (de) | 1990-09-12 |
DE3907679A1 (de) | 1990-09-13 |
CA2011784A1 (en) | 1990-09-09 |
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