JPH04339259A - 突然変異菌株の検出法 - Google Patents
突然変異菌株の検出法Info
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- JPH04339259A JPH04339259A JP2419287A JP41928790A JPH04339259A JP H04339259 A JPH04339259 A JP H04339259A JP 2419287 A JP2419287 A JP 2419287A JP 41928790 A JP41928790 A JP 41928790A JP H04339259 A JPH04339259 A JP H04339259A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ベルで外来タンパク質を発現する真菌類の菌株(例えば
、Saccharomyces cerevisia
e)の開発に関する。
外来ポリペプチドの発現レベルをもつ酵母の菌株を調製
することが知られている。以前の方法では酵素アッセイ
または電気泳動ゲルにのせた抗体を使用した。例えばE
P−A−201 208は乳凝固アッセイを用いたS
.cerevisiaeの過剰分泌変異株を検出するス
クリーニング法を明らかにしており、ここではプロキモ
シンが推定される過剰分泌変異株により発現され、分泌
される。本発明は外来ポリペプチドの発現(および、好
ましくは分泌)のレベルをもつ有用な変異株を同定する
改良法を供給する。
外来ポリペプチドを発現することができる真菌のコロニ
ー中での外来ポリペプチドの生産の相対的レベルを決定
する方法を提供し、この方法は固体培地に真菌細胞を植
えること、外来ポリペプチドに選択的に結合する手段を
応用すること、およびその結果できた複合体を視覚化す
ることからなる。
めに十分な固体の培地を意味し、それにより産物が視覚
化され、与えられた菌株のコロニーの特性であるとされ
る。液体培地が使用された場合、そのような属性は可能
ではない。適当な栄養を添加された寒天のようなゲルが
通常便利であろう。
に「プレートアウト」と呼ばれる適当な方法により、細
胞は培地上に植えられる。
質、例えばヒトアルブミン(HA)の生産を含む。非常
に多くの個々の真菌コロニーを、高められたレベルの外
来タンパク質を生産する能力でスクリーニングすること
ができる方法が発見された。
が分泌されると、細胞を溶解することなしに生産のレベ
ルを検出することができる。高レベルの生産は、細胞内
でポリペプチドを分泌する正常の能力と共役した高レベ
ルの発現、またはポリペプチドを分泌する強化された能
力に共役した正常レベルの発現、または両方の点で上昇
した能力を示す。ポリペプチドが分泌されないと、細胞
は(外側の薬剤の作用により、または酵母の生育の自然
の成りゆきとして)溶解される。この場合における高レ
ベルの生産は、高レベルの発現を示している。常に真実
であると予測することはできないが、適当な分泌リーダ
ーシグナルが準備されると、ポリペプチドの良好な発現
はまた、しばしば反対に良好な分泌となることを発見し
た。確かに、ポリペプチドを発現および/または分泌す
るための酵母の増加した能力は、ポリペプチド自身に依
存するとは思われない。
、ここではヒト血清アルブミン(HSA)と区別できな
い物質、または変種あるいはその断片、例えばたった1
個またはいくつかのアミノ酸残基が失われた、あるいは
保存された置換の原因となる形態、またはEP−A−3
22 094に示されたHSA類似体のような物質を
示すために用いられる。一般にHAの変種または断片は
、重量比で、少なくとも50%(好ましくは、少なくと
も80、90または95%)のHAリガンド結合活性(
例えば、ビリルビン結合)および少なくとも50%(好
ましくは、80、90または95%)のHA腫瘍活性を
もつ。
菌株の遺伝物質は、標準的な手法の範囲のどれかにより
修飾される。これらは電磁放射線、好ましくは紫外部(
UV)での露光、または化学変異原物質、例えば1,2
,7,8−ジエポキシオクタン、エチルメタンスルホン
酸(EMS)、N−メチル−N−ニトロソ−N−ニトロ
ソグアニジン(NTG)および4−ニトロ−キノリン−
N−オキサイド(NQO)での処理を含み、これらの処
理は宿主に含まれるDNA配列を修飾する。これらの変
異のいくつかは致死的変異あるいはHAの発現および/
または分泌をなくす変異である。いくつかの変異はHA
の発現および分泌を高める能力をもつ。これらの有利な
変異をもつクローンは、ヒトアルブミン(HA)抗体を
含む固体栄養培地上に細胞がひろげられた場合、個々の
細胞が互いに分離するような方法で、検出され、単離さ
れるべきである。30℃で72から96時間培養される
と、単離コロニーが栄養培地上に観察される。理想的に
は、それぞれのコロニーは単一の細胞から生じる。HA
を発現し、分泌する能力をもつコロニーはコロニーの周
辺に現われる不透明なハロにより検出される。この形態
は分泌されたHAと抗HA抗体との相互作用による。 ハロの大きさはコロニーにより分泌されるHAの量に比
例して変化する。
モーター配列、プロモーターの転写支配下にあるHAを
コードするDNA配列および真核生物の転写終了シグナ
ルを含むDNA配列からなるハイブリッドプラスミドの
中に含まれる。ハイブリッドプラスミドはまた好ましく
は、例えばプラスミドで形質転換された細胞の増殖にお
いて他の機能を果たす付加的なDNA配列を含む。EP
−A−286 424の「非組み込み」ベクターは、
用いられているハイブリッドプラスミドの例である。
dの「ラジオイムノアッセイと関連技術概説」(Els
evier 1982)に明らかにされているような
既知の方法で抗体は生産され、標識される。抗体はポリ
クローンまたは単クローンである。
と、抗体とは別の手段によりポリペプチドを視覚化する
ことができる。例えば、既知の方法で標識または印を付
けられたポリペプチドは補因子または補欠分子族(例え
ば、ビオチン、ヘムFe3+、NADまたはFAD)あ
るいは細胞表層レセプターのようなある天然のリガンド
に対して高い親和性をもつ。
の発現のために、形質転換体の選択を容易にする遺伝子
である。真菌の適当なマーカーは特に、抗生物質耐性を
発現するもの、または栄養要求変異株の酵母の場合のよ
うに、宿主の欠失を補う遺伝子である。相当する遺伝子
は、例えば抗生物質のシクロヘキシミド耐性を与え、ま
たは栄養要求変異酵母、例えばURA1、URA3、L
EU2、HIS4、HIS3、TRP5およびTRP1
遺伝子に原栄養株を供給する。
ホスフォグリセレートキナーゼ(PGK1)遺伝子、G
AL1およびGAL10遺伝子、CYC1、酸性ホスフ
ァターゼ(PHO5)、ADH1、ADH2、MFα−
1フェロモン、GB−A−2196 635のプロモ
ーターおよびGUT2(グリセロール−3−ホスフェー
トデヒドロゲナーゼ、英国特許公示8923521.2
、SpragueとCronan(1977)、J.B
act.129.1335−1342)に付随したプロ
モーターである。好ましいプロモーターはPRB1遺伝
子のものである。
visiaeの液胞エンドプロテアーゼBの構造遺伝子
であるPRB1は、Moehleら((1987)Ge
netics 115,255−263)によりMK
4およびFP8と呼ばれる2個のprb1を補うプラス
ミドを用いて単離された。酵母Saccharomyc
escerevisiaeが振盪フラスコ培養で、グル
コース中で生育されると、プロテアーゼB活性は、細胞
がグルコースを代謝し、生育の間に蓄積したエタノール
を使うまで、殆ど全く検出されない(Saheki,T
.とHolzer,H.(1975)、Biochem
.Biophys.Acta 384、203−21
4;Jonesら、(1986)、UCLA Sym
p.Mol.Cell Biol.New Ser
.33、505−518)。これはグルコースが排出さ
れ、培養がジオーキシックプラトーに入るまで、mRN
Aの蓄積を抑制する転写のコントロール機構の結果であ
ると信じられている(Moehleら(1987)、G
enetics 115,255−263)。プロテ
アーゼB(prb1−)欠損変異株を用いた研究は、ネ
ガティブの細胞が窒素および炭素源の飢餓状態にされた
ときに生じるタンパク質分解におけるプロテアーゼBを
含む(Wolf,D.とEhmann,C.(1979
)、Eur.J.Biochem.98,375−38
4;Zubenko,G.とJones,E.(198
1)、Genetics 97,45−64)。
のPRB1プロモーターとして報告された(Moehl
eら (1987)Mol.Cell.Biol.7
,4390−4399)。より広範囲のPRB1プロモ
ーターのDNA配列はまた、ジーンバンクデータベース
の受け入れ番号M18097、ローカスYSCPRB1
に入ることで入手できる。
に決定されるように、その小部分が用いられる。例えば
、開始コドンから上流のSnaBI部位までのおよそ1
kbp配列が効果的である。
列がプロモーターの下流に位置し、翻訳開始コドンに関
して正しい読みとり枠であるような制限酵素部位に隣接
してクローニングベクターまたは発現ベクター上に置か
れる。開始コドンはベクター上に(例えば、プロモータ
ーのすぐ3′側)準備され、または外来コーディング配
列の5′端に挿入される。望むならば、本発明のプロモ
ーターと開始コドンの間にリンカーが準備される。好ま
しくは、DNA構築物は、クローニングベクター中で構
築物の挿入とクローニングをさせるような合成オリゴヌ
クレオチドリンカーをもつ両端で準備される。プロモー
ター、DNAコーディング配列および真菌の転写終了シ
グナルは、操作しやすく互いにつながっている。即ち、
それらはそれらの正常な機能が保持されるように並列さ
れる。それ故、その配列は、発現コントロール配列が適
当なコーディング配列の発現をもたらし、および転写終
了シグナルが適当な転写の終了およびポリアデニレーシ
ョンをもたらすようなものである。これらの配列のつな
ぎ目は、好ましくはエンドヌクレアーゼの認識配列をも
つ合成オリゴヌクレオチドリンカーによりもたらされる
。
ロモーターの転写コントロール下にある目的のポリペプ
チドをコードするDNA配列および真核生物の転写終了
シグナルからなる1個または複数のDNA挿入をもつハ
イブリッドベクターが用いられる。
A断片および転写終了シグナルを含む配列が、プロモー
ターの機能にとって必須ではない、または殆ど重要では
ないが、即ち目的のポリペプチドの発現にとっては、例
えば前記ハイブリッドプラスミドを用いて形質転換され
た細胞の増殖に、重要な機能をはたす付加的なDNA配
列を含むハイブリッドプラスミドもまた用いられる。付
加的なDNA配列は原核および/または真核細胞に由来
し、染色体および/または染色体外DNA配列を含む。 例えば、付加的なDNA配列は細菌のまたは真核生物の
プラスミドDNAのようなプラスミドDNA、ウイルス
DNAおよび/または細菌、酵母または高等真核生物の
染色体DNAのような染色体DNAに由来する(または
、を含む)。好ましいハイブリッドプラスミドは、細菌
のプラスミド、特に大腸菌プラスミドpBR322また
はその関連プラスミド、バクテリオファージ、酵母2μ
プラスミドおよび/または酵母染色体DNAに由来する
付加的なDNA配列を含む。
加的なDNA配列は酵母の複製開始点および酵母の選択
遺伝マーカーをもつ。酵母の複製開始点、例えば自動複
製断片(ars)を含むハイブリッドプラスミドは、染
色体とは別に酵母細胞内で、形質転換後保持され、自動
的に体細胞分裂時に複製される。酵母2μプラスミドに
相同な配列を含むハイブリッドプラスミドが同様に用い
られる。これらのハイブリッドプラスミドは、細胞内に
すでに存在する2μプラスミドへ組換えにより組み込ま
れ、あるいは自動的に複製する。EP−A−251
744の組み込みベクターまたはEP−A−286
424の「非組み込み」ベクターが用いられる。
ドに存在する付加的なDNA配列もまた複製開始点およ
び細菌宿主、特に大腸菌に対しての選択遺伝マーカーを
含む。酵母のハイブリッドプラスミドにおいて、大腸菌
複製開始点および大腸菌マーカーの存在に伴う役にたつ
性質がある。第一に、多量のハイブリッドプラスミドD
NAが大腸菌の生育および増幅により得られ、第二に、
ハイブリッドプラスミドの構築は、大腸菌に基づく全て
のクローニング技術を利用して、大腸菌で容易に行われ
る。pBR322などのような大腸菌プラスミドは、大
腸菌複製開始点および抗生物質、例えばテトラサイクリ
ンおよびアンピシリンに耐性を与える大腸菌の遺伝マー
カーの両者を含み、酵母のハイブリッドベクターの一部
として都合良く用いられる。
け発現コントロール配列および目的タンパク質を暗号化
するDNA配列からなる1個または複数のDNA挿入を
含む。ハイブリッドベクターが複数のDNA挿入、例え
ば2から4個のDNA挿入を含むとすると、これらは直
列に配列して、またはハイブリッドベクターの異なる位
置に存在する。好ましいハイブリッドベクターは、1個
のDNA挿入または直列配列のDNA挿入を含む。DN
A挿入は特に前から後ろへ配置される。
た方法により調製される。ハイブリッドベクターの調製
過程は、本発明のプロモーターを含む1個または複数の
DNA構築物、DNA断片が前記の発現コントロール配
列の転写コントロール下にある目的のポリペプチドをコ
ードするDNA配列からなるDNA断片および真菌の転
写終了シグナルを含むDNA配列を導入する、または前
記DNA構築物の成分を連続的に先に決定した順序でベ
クターDNAに導入することからなる。
連結法を応用して実施される。プラスミドの構成物は、
通常の制限酵素部位により、および/または合成リンカ
ー分子の手段により、および/または平滑末端連結によ
り連結される。
hia、Saccharomyces、Kluyver
omyces、Candida、Torulopsis
、Hansenula、Schizosaccharo
myces、Citeromyces、Pachyso
len、Debaromyces、Metschuni
kowia、Rhodosporidium、Leuc
osporidium、Botryoascus、Sp
oridiobolus、Endomycopsisな
どの属を含む。好ましい属は、これらの酵母のDNAを
操作する能力が、現在のところ上述の他の属よりも高度
に開発されているために、Pichia、Saccha
romyces、Kluyveromyces、Yar
rowiaおよびHansenulaからなるグループ
から選択される。Saccharomycesの例は、
Saccharomyces cerevisiac
、Saccharomyces italicusお
よびSaccharomycesrouxiiである。 Kluyveromycesの例は、Kluyvero
myces fragilisおよびKluyver
omyces lactisである。Hansenu
laの例は、Hansenula polymorp
ha、Hansenula anomalaおよびH
ansenula capsulataである。Ya
rrowia lipolyticaは適当なYar
rowia種の例である。Aspergillus
nigerは繊維状真菌の例である。
s、Kluyveromyces、Yarrowiaお
よびHansenula属の真菌細胞が細胞壁の酵素消
化によりスフェロプラストをつくることにより形質転換
されることが示された;スフェロプラストは形質転換D
NAと混合され、カルシウムイオンおよびポリエチレン
グリコール存在下でインキュベートされた後、形質転換
されたスフェロプラストは再生培地で再生される。
法は、ここで参考文献として全てあげられている、EP
251 744、EP 258 067およ
びWO 90/01063の中で、一般的に教えられ
る。ハイブリッドベクターを用いた酵母の形質転換は、
Hinnenらにより述ベられた方法(Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA 75,1929(
1978))に従って実施される。この方法は3段階に
分けられる:
ジュースのようなグルコシダーゼの各種標品(例えば、
グルスラーゼP.またはヘリカーゼR)または微生物か
ら得られる酵素の混合物(例えば、ザイモリアーゼR)
を浸透圧を安定させる溶液(例えば、1Mソルビトール
)中で用いた酵母細胞壁またはその部分の除去。
およびCa2+存在下でのDNAベクターを用いた「裸
の」酵母細胞の処理。
形質転換細胞の選択。この再生は、都合の良いことには
、寒天中にスフェロプラストを埋め込むことにより行わ
れる。例えば、融解した寒天(約50℃)がスフェロプ
ラストと混合される。酵母の生育温度(約30℃)まで
溶液を冷却することにより固層が得られる。この寒天層
はスフェロプラストからの必須の巨大分子の急速な拡散
および損失を妨げるためであり、それにより細胞壁の再
生が容易になる。しかし、細胞壁の再生はまた、(低効
率ではあるが)スフェロプラストを予め形成しておいた
寒天層の表面にプレートすることにより得られる。
生および選択が同時になされるような方法で調製される
。アミノ酸生合成経路の酵素をコードする酵母の遺伝子
は、一般に選択マーカーとして用いられるので(−su
pra)、再生は好ましくは酵母の最少寒天培地で行わ
れる。非常に高い効率の再生が必要とされるならば、次
の2段階の方法が有利である:(1)栄養豊富な合成培
地での細胞壁の再生、および(2)細胞層の選択寒天培
地へのレプリカプレートによる形質転換細胞の選択。
転換するために用いられる直鎖状DNAベクターである
場合、形質転換は好ましくは酵母の選択マーカーを含む
第2のベクターの存在下で行われる。このコトランスフ
ォーメーションは、直接的に選択されないDNAを取り
込む宿主細胞を豊富にさせる。コンピテント細胞がどの
ような型のDNAも取り込むので、選択ベクターで形質
転換された細胞の高パーセンテージのものもまた(上記
の直鎖状DNAベクターのような)付加的なDNAをも
つ。形質転換された宿主細胞は、目的のポリペプチドの
生産に関して、技術的に知られた方法を用いた突然変異
および選択により改良される。突然変異は、例えばUV
照射または適当な化学試薬によりもたらされる。プロテ
アーゼAおよびBを欠損した菌株が特に好ましい;その
ような菌株は一般に入手可能である。
デニレーションの適当なシグナルを含む真核生物遺伝子
の3′隣接配列である。適当な3′隣接配列は、例えば
発現コントロール配列に天然に連結した遺伝子のものが
ある。代わりになるものとして、それらは異なるもので
ある。好ましくは、終了シグナルはSaccharom
yces cerevisiae ADH1遺伝子
のものである。
を発現、分泌できる真菌の菌株を得る過程を供給する。 この過程は(1)変異株を作製するために、真菌細胞を
変異原物質にさらすこと、(2)請求項1から6までの
いずれかに従った方法により、外来ペプチドの分泌の相
対的レベルを決定すること、および(3)前記真菌細胞
以上のレベルの発現での目的レベルの外来ポリペプチド
を発現する菌株を分離することからなる。
発酵させ、それにより発現されるペプチドを得る過程を
供給する。(用語はオリゴペプチドおよびポリペプチド
を含む)ペプチドは菌株選択段階で発現されるポリペプ
チドと同一または異なる。異なる場合、明らかに適当な
発現手段(適当なプロモーターおよびコーディング領域
等)が良く知られているように存在する。通常、元来の
ポリペプチドの発現手段が、新規の発現手段の前、間、
または後に除去される。
その部分(例えば、EP207 751に述べられて
いるコラーゲンまたはフィブリン結合部分)、ウロキナ
ーゼ、ブロウロキナーゼ、CD4の1から368の部分
(D.Smithら、(1987)Science
328,1704−1707)、血小板由来成長因子(
Collinsら、(1985)Nature 31
6,748−750)、形質転換成長因子β(Dery
nckら、(1985)Nature 316,70
1−705)、Von Willebrand因子の
1から272の部分(Bonthamら、Nucl.A
cids Res.145 7125−7127)
、フィブロネクチンのカテプシンD断片(585−15
78)、α1−アンチトリプシン、プラスミノーゲンア
クチベーター阻害剤、第VIII因子、α−グロビン、
β−グロビン、ミオグロビン、神経生長因子LACI(
リポタンパク質付随凝固阻害剤)、ラクトフェリンまた
は血小板由来内皮細胞成長因子(PDECGF)または
これらのいずれかの保存性の変種である。ポリペプチド
はまた、HSAまたはそのN末端部分の融合および上記
のようなその他のポリペプチドである。
ー配列をもった融合体として発現される。これは例えば
、天然のHAリーダー、Saccharomyces
cerevisiae MFα−1のリーダー、K
luyveromyces lactisのキラー毒
素のリーダー、天然HAリーダーおよびMFα−1リー
ダー配列の融合、またはKluyveromyces
lactisのキラーリーダーおよびMFα−1リー
ダー配列の融合である。それ故、少なくとも酵母では、
リーダーは次のリーダー配列のいずれかである:
39】
にどちら下の配列の保存的な修飾された変種。
物の分離は、例えば「酵母のバイオテクノロジー」(D
.R.Berry,I.Russell & G.
G.Stewart編、Allen & Unwi
n)に述べられいる既知の手段により実施される。
saccharomyces pombeまたはKl
uyveromyces lactisのような他の
酵母、またはAspergillus spp.のよ
うな他の真菌を用いた発明および新規プロモーターの変
異の検出方法が用いられる。
られている:
334、pAYE328、pAYE335、pAYE3
09、pSAC35およびpAYE316のそれぞれの
プラスミド地図である。
およびDS65 pAYE316の振とうフラスコ培
養で観察されたHA mRNAの蓄積を述べたノーザ
ンプロットで、RNAはA)対数増殖期中期およびB)
対数増殖期後期の細胞から抽出された。
P2の構築を示す。
6、pDBP7、pDBA1およびpDBA2のそれぞ
れのプラスミド地図である。
atisらにより述べられた「Molecular
Cloning:A laboratory ma
nual」(コールドスプリングハーバー研究所、コー
ルドスプリングハーバー、ニューヨーク)およびその第
2版(Sambrookら、1989)による。
.440kbp HindIII−EcoRI D
NA フラグメント(SEQ1)を、M13バクテリ
オファージmp18のポリリンカー中にクローン形成さ
せ、(Yanish・Perron等による(1985
)Gene33、103〜119)、プラスミドpAY
E333を生じさせる(図1)。プラスミドpAYE3
33を、SnaB1による部分的消化によって、線状に
し、次いで二重鎖オリゴヌクレオチド リンカー1を
、このPRB1プロモーター内のSnaB1部位で、連
結反応によって挿入する。
ーの5′末端に、NotI制限部位が生じる。このプロ
モーター要素を、製造者用説明書に従い、特定部位の突
然変異誘発によって、(オリゴヌクレオチド直接インビ
トロ突然変異誘発システム−バージョン2,Amers
ham)、さらに修飾する。 31−merオリゴペプチド
54】
よる、In YeastBiotechnology
,401〜429頁(1987),Berry,D.R
.,Russell,I.およびStewart,G.
G.編集,Allen and Unwin出版)
を、BamHIによる部分的消化によって線状にした。 その5′突出末端を、T4 DNAポリメラーゼおよ
びdNTPsでブラント末端形成させ、二重鎖オリゴヌ
クレオチド リンカー1と連結させた。ADHIター
ミネーターの3′末端で、BamHI部位がNotI制
限部位で置き換えられている組換えプラスミドpAYE
334(図2)を選択した。
& SherrattによるNature 283
,216〜218頁(1980)]を、EcoRI/B
amHIで消化させ、その大きい方の3.36kbpD
NAフラグメントを精製した。5′突出末端は、T4D
NAポリメラーゼおよびdNTPsでブラント末端形成
し、次いで二重鎖オリゴヌクレオチドリンカー1で再び
環形成し、プラスミドpAYE328(図3)を生成さ
せた。
I修飾プロテアーゼBプロモーター配列を、プラスミド
pAYE328に由来するpAT153上で、0.45
kbpHindIII−NotI ADHI転写ター
ミネーターの上流に配置し、pAYE335(図4)を
生成させた。
indIII線状pAYE335(図4)と二重鎖オリ
ゴヌクレオチド リンカー2(その5′−3′鎖はS
EQ5を構成している)
201239)から遊離された1.9kbp HA
cDNA フラグメントとの間で、3種連結させ、
S1ヌクレアーゼでブラント末端形成し、次いでHin
dIIIで消化させた。印を付けられているATGは、
融合リーダー分泌配列のためのオープンリーデングフレ
ームの開始点を示している。
3.2kbp NotI制限フラグメントを次いで、
ユニークなNotI制限部位を含有する、適当な酵母菌
複製性ベクター(たとえば、pSAC35、図6)に転
移し、プラスミドpAYE316を作り出した(図7)
。
yおよびHinchliffeにより記載された(Cu
rr.Genet.16,21〜25頁(1989)お
よびEP286424)、pSAC3の誘導体である。 LEU2選択性マーカーは、pSAC3のSnaBI部
位に挿入された、YEp13[Broach,J.R.
等によるCell 16、827〜839頁(197
9)]からの、1.95kbp SalI−HpaI
フラグメントである。LEU2遺伝子は、ユニークなT
thIII I部位を有する。この酵素による消化の
後に、5′突出部位はT4 DNAポリメラーゼIで
処理することによって満される。NotI認識部位の挿
入によるpSAC35の生成は、このブラント末端線状
DNAを二重鎖オリゴヌクレオチド リンカー1を連
結することによって達成される。
n等によりP.N.A.S.75,1929頁(197
8)に記載された方法によって、サッカロマイセス
セレビシアエ(Saccharomyces cer
evisiae)株DB1(MATa,leu2,[c
ir゜])中に導入した。形質転換体は、ロイシンを含
有していない最小培地で選択した(酵母窒素基剤、Di
fco)。形質転換体を、複合液状培地[YEP1%(
w/v)酵母エキス、2%(w/v)バクトペプトンお
よび2%(w/v)ショ糖]、あるいは規定液状培地[
0.15%(w/v)のアミノ酸および硫酸アンモニウ
ムを含有していない酵母窒素基剤、0.5%(w/v)
硫酸アンモニウム、0.1Mクエン酸/Na2HPO4
・12H2O.pH6.5、2%(w/v)ショ糖]の
どちらかを10ml含有する50mlフラスコ中で、3
0℃、200rpmで、72時間、増殖させると、細胞
を含有していない培養物上澄液中に、SDS−ポリアク
リルアミドゲル電気泳動によって、および(または)ロ
ケット免疫ゲル電気泳動によって、HAを検出すること
ができた。
製 DBI cir゜(pAYE316)の突然変異株を
、当技術で既知の方法によって調製した。要約すると、
DBI cir゜(pAYE316)を、規定培地に
おいて、光学濃度OD600 0.5〜1.0(中間
対数増殖期)まで増殖させた。この培養物20mlを、
遠心処理し、上澄液を捨て、細胞を、ショ糖を含有して
いない規定培地20ml中に再懸濁した。この細胞を次
いで、利用できる多くの化学的突然変異誘発物質のうち
の一種で、10〜30%の生存率が得られるように処理
した。 この突然変異した細胞を次いで、2.5%(v/v)ウ
サギ抗HA抗体(Cambio,Cambridge,
英国)を含有するYEP、2%ショ糖、1%(w/v)
アガロース板上に展延し、30℃で少なくとも72時間
インキュベートした。各培養板に適用した各細胞の数を
1cm2当りで1〜2個のコロニイが発現するように調
節した。コロニイの大きさが大きくなるに従い、コロニ
イの周囲に、不透明な沈降素の輪が生じた。培地中に、
高められたレベルでHAを分泌するDBI cir゜
(pAYE316)の突然変異株を、この沈降素の輪の
大きさの増加によって、直接に検出した。最大の輪を生
じるコロニイを同定し、規定培地寒天板上で継代培養し
、次いで上記の複合液状培地および規定液状培地でHA
を分泌する、それらの能力に関して評価した。
プラスミドの株を固定し、次いでこの[cir゜]突然
変異株をプラスミドpAYE316により、ロイシン原
栄養株に戻す再形質転換を行なうことによって、この突
然変異の場所(染色体対エピソーム)を確立した。この
突然変異がゲノム中に局限化されている場合には、この
再形質転換された菌株は、高められたレベルでHAを分
泌する能力を保有する。
またぼんやりしている。従って、好ましくは、清明な培
地を使用する。従って、アガロースは寒天よりも好まし
い。固形培地(清明でない場合)の濃度およびそこに沈
着した細胞の密度は、最も明確な結果が得られるように
選択することができる。
、細胞を機械的に、化学的に、または酵素的に、慎重に
溶解させることによって、あるいは自己消化を生起させ
ることによって、検出することができる。
たは他の適当な培地上で、平板培養し、次いで「Gel
bond」(Pharmacia、スウェーデン国)な
どの親水性プラスティックシート上で乾燥させる。この
方法は、低レベルの発現が得られる場合に特に有用であ
る。この抗体−HA複合体は次いで、たとえばCoom
assie Blueで染色して、青色輪が見られる
ように、可視化することができる。
ことができる。突然変異を継続的に繰返すと、この菌株
の生産性は増大する。この方法で、一連の突然変異菌株
を発現させた(表1)。これらの突然変異の起源はいず
れも染色体にあった。DS37cir゜(pAYE31
6)は、元来、DBI cir゜(pAYE316)
の超分泌性突然変異株であることが見い出された。しか
しながら、この結果は、上記の複合液状培地中で評価し
た場合に、この菌株がDBI cir゜(pAYE3
16)よりも有意に高いレベルでは、HAを分泌しなか
ったことを示している。
いない。しかしながら、2回の突然変異の表現型効果は
部分的に特徴付けされている。親菌株DBI cir
゜(pAYE316)におけるHA mRNAの安定
状態レベルは、振盪フラスコ培養で増殖する間に見られ
るプロテアーゼB mRNAのレベルに反映する[M
oehleによるGenetics 115,255
〜263頁(1987)]。株DS65cir゜(pA
YE316)の増大した産生性をもたらす突然変異は明
らかに、対数増殖期間中のプロテアーゼB プロモー
ターからのHAmRNAの本質的な発現を可能にする(
図8)。
アーゼAの合成を壊滅させる。この突然変異で最初に同
定された菌株、DS212pep−cir゜(pAYE
316)は、その親の菌株DS212 cir゜(p
AYE316)と区別できないレベルでHAを分泌する
。
組織球リンパ腫セルライン U937(これは、Cl
ontech Laboratories Inc
.から得られる)の4−ホルボール−12−ミリステー
ト−13−アセテート刺激された細胞から単離された、
mRNAから構築されたラムダgt11 cDNAラ
イブラリイを、プラスミノーゲン アクチベーター
インヒビター タイプ2(PAI−2)cDNA源
として使用した。このライブラリイを、PAI−2タン
パク質のN−末端(オリゴ1)およびC−末端(アミノ
酸400−410)をそれぞれコードするDNA配列に
相当する放射能ラベルを付けたオリゴヌクレオチド
プローブを用いて、スクリーニングした。
PAI−2コード領域を含有するものと見做される1個
のクローン(ラムダgt11−186)を選択した。こ
れは、このクローン(SEQ8)中の挿入DNAの配列
を分析し、次いでM13mp19に移し、pDBP1を
形成することによって確認した(図9)。SEQ8にお
いては、位置42でATGがコード領域の開始を示し、
位置1287でTAAが停止コドンである。
に、制限酵素認識部位を、このPAI−2遺伝子の5′
末端および3′末端に作り出した。BglII部位は、
オリゴヌクレオチドプライマーを使用し、この遺伝子の
5′末端に作り出し、
位置で突然変異を生じさせた:
ンパク質配列の開始点である)。AflII部位は、オ
リゴヌクレオチドプライマーを使用して生じさせ:
083】
ン)の三番目の位置と停止コドンの後の1番目の塩基で
、突然変異を生じさせた(SEQ15は示されているC
−末端領域によってコードされるペプチドである):
0085】
重鎖pDBP1にアニーリングし、次いで製造者用説明
書に従って行なわれた、インビトロ突然変異誘発法(A
mershamplc)に使用した。この方法から誘導
され、正しい変化を有しているクローンを、pDBP2
と命名した(図9)。
ー pJDB207[Beggs,J.D.によるM
olecular Genetics in Y
east,Alfred Benzon Symp
osium 16,383〜395頁(1981)]
からの大型6.38kbp HindIII−Bam
HIフラグメントを、E.coli DNA ポリ
メラーゼのKlenowフラグメントで処理し、ブラン
ト末端を作り出し、次いで二重鎖オリゴヌクレオチドリ
ンカー1を連結させ(例1)、プラスミドpDBP5を
生成させた(図10)。プラスミドpAYE335(図
4)からの1.25kbp NotIプロテアーゼB
プロモーター/ADH1ターミネーターカセットを
、プラスミドpDBP5の独特のNotI部位中に導入
し、pDBP6を生成させた(図11)。
ドpDBP6中に挿入するために、2種の二重鎖オリゴ
ヌクレオチドリンカーを使用した。
(図9)からの1.34kbp BglII−Afl
II PAI−2 cDNAとともに、HindI
II線状pDBP6中に連結させ、プラスミドpDBP
7(図10)を生成させた。
よびDS569cir゜によるpDBP7の安定性の維
持は、生の状態の2μプラスミド[Futcher,A
.B.によるYeast4,27〜40頁(1988)
]上に存在するトランス作用機能が導入されるまで得る
ことはできない。これは、DB1 cir゜およびD
S569cir゜をpSAC3[Chinery,S.
A.およびHinchliffe,E.によるCurr
ent Genetics16,21〜25頁(19
89)]およびpJDB207で、同時に形質転換させ
、次いでロイシンを含有していない最小培地上で形質転
換体に関して選択することによって、達成された。pJ
DB207プラスミドのDS569cir゜(pSAC
3/pJDB207)およびDB1cir゜(pSAC
3/pJDB207)を固定すると、元の菌株のcir
+誘導体が効果的に得られる。
569cir゜(pSAC3)を、プラスミドpDBP
7で、ロイシン原栄養株に、再−形質転換させ、次いで
形質転換体を、ロイシンを含有していない最小培地で選
択した。DS569cir゜(pSAC3)、DS56
9cir゜(pSAC3/pDBP7)、DB1cir
゜(pSAC3)およびDB1cir゜(pSAC3/
pDBP7)を、振盪フラスコ内の複合培地10ml[
1%(w/v)酵母エキス、2%(w/v)バクトペプ
トンおよび2%(w/v)ショ糖]中で、200rpm
、30℃において、72時間増殖させた。細胞を遠心処
理により採取し、溶解させ、次いで可溶性タンパク質エ
キスを、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によ
って分析した。PAI−2発現性プラスミドpDBP7
(図12)を含有する培養物中の可溶性タンパク質エキ
ス中にだけ、46KDの特別のタンパク質バンドが見い
出された。この特別のタンパク質バンドは、完全な長さ
のヒトPAI−2に関する推定分子量のバンドであり、
抗−PAI−2抗体との反応によるWesternブロ
ット分析法によって、PAI−2としてのその正体が証
明された。培養上澄液中に、高められたレベルでヒト
アルブミンを分泌するということにもとづいて、初め
に選択された、DS569cir゜株(pSAC3/p
DBP7)は、その先祖の菌株DB1cir゜(pSA
C3/pDBP7)に比較して、少なくとも10倍高い
レベルで、ヒトPAI−2を蓄積する。
kデータベースに、受け入れ番号K01396遺伝子座
HUMA1ATMで記載されている配列と同一の配列を
有する、ヒトα1−アンチトリプシンcDNAを、製造
者用説明書に従い、ポリメラーゼ連鎖反応(Polym
erase Chain Reaction=PC
R)によって、増幅させた。
成させる。
DNA配列は下記のとおりであった:
端および3′末端を両方ともに、増幅させると、下記の
とおりに修飾された:
EQ23およびSEQ25であると見做す。
)。これらの修飾は、23アミノ酸シグナル配列を除き
、そしてcDNAの3′末端に、HindIII制限部
位を導入する。
indIIIで消化させ、BamHIを挿入し、次いで
M13mp19[Yanish−Perron等による
Gene33,103〜119頁(1985)]のHi
ndIII−BamHI部位中にクローン形成させ、p
DBA1(図13)を生成させた。そのヒトα1−アン
チトリプシンの完全性は、ジデオキシヌクレオチド配列
によって確認した。
を酵母発現プラスミドpDBP6(図11)中に挿入す
るためには、二重鎖オリゴヌクレオチド リンカーを
使用した。
HI−HindIIIヒトα1−アンチトリプシンcD
NAとともにHindIII線状pDBP6中に連結さ
せ、プラスミドpDBA2(図14)を生成させた。
569cir゜(pSAC3)をプラスミドpDBA2
でロイシン原栄養株に形質転換させ、形質転換体を、ロ
イシンを含有していない最小培地で選択した。DB1c
ir゜(pSAC3/pDBA2)およびDS569c
ir゜(pSAC3/pDBA2)を、振盪フラスコ培
養で、複合培地10ml[1%(w/v)酵母エキス、
2%(w/v)バクトペプトンおよび2%(w/v)シ
ョ糖]中において、200rmp、30℃で72時間、
増殖させた。細胞を遠心処理によって採取し、溶解させ
、次いで可溶性タンパク質エキスを、SDS−ポリアク
リルアミドゲル電気泳動によって分析した。
A2)の可溶性タンパク質エキス中に、α1−アンチト
リプシンの強いタンパク質バンドが見い出される。この
特別のバンドは、α1−アンチトリプシンに関する推定
分子量のバンドに相当する。α1−アンチトリプシンは
また、DB1cir゜(pSAC3/pDBA2)の可
溶性タンパク質エキス中でも検出される。DS569c
ir゜(pSAC3/pDBA2)は、その先祖の菌株
DB1cir゜(pSAC3/pDBA2)に比較して
、少なくとも10倍高いレベルで、α1−アンチトリプ
シンを蓄積する。
:核酸 (C)鎖の数 :2本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)分子の型 :DNA(ケツム)(iii
)ハイポセテイカル配列:No (iv)アンチセン
ス:No (vi)起源 (A)生物名:Saccharomyces cer
evisiae (xi)SEQ1の配列
:核酸 (C)鎖の数 :2本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)分子の型:mRNAに対するcDNA(iii
)ハイポセティカル配列:No (iv)アンチセン
ス:No (vi)起源 (A)生物名:ホモサピエンス (ix)特徴 (A)名称/キー:エクソン (B)位置 :1..1412(D)他の情
報 (xi)SEQ8の配列
:核酸 (C)鎖の数 :2本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (ii)分子の型:mRNAに対するcDNA(iii
)ハイポセティカル配列:No (iv)アンチセン
ス:No (vi)起源 (A)生物名:ホモサピエンス (xi)SEQ19の配列
3を示す模式図である。
4を示す模式図である。
8を示す模式図である。
5を示す模式図である。
9を示す模式図である。
を示す模式図である。
6を示す模式図である。
ゼBプロモーターからのHA mRNAの本質的発現
を可能にすることを示すものである。
86の確認方法およびそこで形成されるpDBP1およ
びpDBP2を示す模式図である。
5を示す模式図である。
6を示す模式図である。
7を示す模式図である。
1を示す模式図である。
2を示す模式図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 異種ポリペプチドを発現することがで
きる菌類のコロニイにおける、上記異種ポリペプチドの
相対産生レベルを測定する方法であって、上記菌類の細
胞を固形培地上に適用し、上記異種ポリペプチドを、こ
の異種ポリペプチドに選択的に結合する手段と相互反応
させ、次いで生成する複合体を目で見ることよりなる測
定方法。 - 【請求項2】 上記手段が、当該ポリペプチドに対す
る抗体であり、そして上記可視化工程が、沈殿した抗体
/ポリペプチド複合体の輪を観測することよりなる、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 上記固形培地が、菌類細胞を平板培養
する以前から、抗体を含有している、請求項2に記載の
方法。 - 【請求項4】 上記培地が、アガロースからなる、請
求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項5】 菌類が、サッカロマイセス セレビ
シアエ(Saccharomyces cerevi
siae)である、請求項1〜4のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項6】 異種ポリペプチドが、ヒトアルブミン
、ヒトPAI−2またはヒトα1−アンチトリプシンで
ある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 ポリペプチドが、菌類細胞から分泌さ
れるものである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項8】 第一の異種ポリペプチドを産生するこ
とができる菌類株を得る方法であって、(1)菌類細胞
を、突然変異誘発物質にさらし、突然変異体を生じさせ
、(2)第二の異種ペプチドの相対産生レベルを、請求
項1〜7のいずれか一項に記載の方法によって測定し、
次いで(3)所望のレベルの第一の異種ポリペプチドを
産生する菌株を単離することを包含し、この所望の産生
レベルは、上記菌類細胞よりも高いレベルであり、そし
てこの方法において、第一のポリペプチドを第二のポリ
ペプチドとは、同一または異なることができる方法。 - 【請求項9】 請求項8の方法によって得られる菌類
株。 - 【請求項10】 異種ポリペプチドの調製方法であっ
て、請求項9に記載の菌類株を培養し、次いで第一のポ
リペプチドを精製することを包含する方法。 - 【請求項11】 上記菌類株を、上記第一のポリペプ
チドを発現させるための手段により、先ず形質転換させ
、この第一のポリペプチドが請求項8の第二のポリペプ
チドとは異なるものである、請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 上記第一の異種ポリペプチドが、当
該菌類から分泌されるものである、請求項10または1
1に記載の方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の方法によって得
られるポリペプチド。
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