JPH06504196A - モルモシポ・アフリカヌスからの純化された熱安定性核酸ポリメラーゼ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 Ｔｈｅｒ■ｏｓｉ　ｈａ　Ａｆｒｉｃａｎｕｓがらの純化された熱安定性核酸ポ リメラーゼ 発明の分野 本発明は、好熱歯テルモシポ・アフリカヌス（７ａｆｒｉｃａｎｕｓ）　（Ｔａ ｆ）がら精製された精製熱安定性ＤＮＡポリメラーゼナらびにこの酵素を単離し 製造する方法に関する．熱安定性ＤＮＡポリメラーゼは、数多くの組換え型ＤＮ Ａ技術特にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）による核酸増幅において有用なもの である．背景技術 大腸菌（Ｅ．　ｃａｄｉ）のごとき中温微生物からの［］ＮＡポリメラーゼの単 順については、広範な研究が行なわれてきた．例えば、ＢｅｓｓｓａｎＪｉ．， １９５７年、Ｊ．　Ｂｉｏｌ．　Ｃｈｅｓ．　２２３　：　１７１−１７７及び Ｂｕｔｔｉｎ及びＫｏｒｎｂｅｒｙ，　１９６６年Ｊ’．　Ｂｉｏｌ．　Ｃｈｅ ｗ．　２４１　：　５４１９−５４２７を参照のこと．−σのごとき好熱菌から のＤＮＡポリメラーゼの単離及び精製について実施された研究は、はるかに少な いものであった，　Ｋａｌｅｄｉｎ他、１９８０年、胆α」創エＬ４５　：　６ ４４−６５１は、テルムス・アクアチクス（Ｔｈｅｒ＋ｗｕｓ鱈！匹国■）　Ｙ Ｔ−１菌株からのＤＮＡポリメラーゼの６段階での分離及び精製手順を開示して いる．これらの段階には、粗抽出物の分Ｈ、ＤＥＡＥ−セルロースクロマトグラ イ、ヒドロキシアバタイトでの分別、ＤＥＡＥ−セルロースでの分別及び一本１ ｊＤＮＡセルロースでのクロマトグラフィが関与している．精製された酵素の分 子量は、単量体単位あたり６２０００ダルトンと報告されている．テノレムス・ アクアチクス（Ｔｈｅｒｓｕｓ　赳Ｊ工国ｕ）がらのボリメラーゼのための第２ の精製スキーマはＣｈｉｅｎｆｉ１９７６年、ムＢａｃｔｓｒｉｏｌ．１２７　 ：　１５５０−１５５７によって記述されている．この方法においては、粗抽出 物が、Ｑ［！ＡＥ−Ｓｅｐｈａｄｅｘカラムに適用される．透析されプールされ た分画は次にホスホセルロースカラム上での処理に付される．プールされた分画 は透析され、ポリメラーゼ活性の喪失を防ぐためウシ血清アルブミン（ＢＳＡ） が添加される．得られる混合物は、ＤＮＡセルロースカラム上に付加される．カ ラムからのプールされた材料は透析され、約６３０００ダルトンの分子量を得る べくゲル濾過によって及び約６８０００ダルトンのシＷＩＩＩ勾配遠心によって 分析される．当初存在する量に比べて多い量で既存の核酸配列を増幅するために 米国特許第４，８８９，８１８号に記されているような熱安定性酵素を使用する ことは、ＰＣＲ法を記述する米国特許第４６８３１９５号及び４，６８３．２０ ２号に記述されていた（この記述を引用により本明細書に組み入れる）．標的Ｄ ＮＡの変性、プライマのハイブリッド形成及び相補的鎖の合成が関与するＰＣＲ 法では、プライマ、鋳型、ヌクレオシド三リン酸、適切な緩衝液及び反応条件、 ならびにポリメラーゼが用いられる．各ブライマの延長生成物は、所望の核酸配 列の生産のための鋳型となる．２つの特許は、利用されるポリメラーゼが熱安定 性酵素であル場合、熱がポリメラーゼ活性を破壊することが無いため各々の変性 段階の後にポリメラーゼを付加する必要は無いことを開示している． 米国特許第４．８８９，８１８号、欧州特許公報第２５８．０１７号及びＰＣ？ 公報第８９１０６６９１号（これらの記載を引用により本明細書に組み入れる） は全て、テルムス・アクアチクス（Ｔｈｅｒｖｕｓ　剋」１匡■）からの〜９４ ｋＤａの熱安定性ＤＮＡポリメラーゼの単離及び組換え発現ならびにＰＣＨにお けるこのポリメラーゼの利用について記述している，　ＰＣＲ及びその他の組換 え型ＤＮＡ技術において用いるにはＴ．アクアチクス（Ｔ、　ｕ購担工■）　Ｄ ＮＡポリメラーゼが特に好ましいが、その他の熱安定性ポリメラーゼに対する必 要性も残っている。 従って、当該技術分野には、上述のＰＣＲ法を改善するため及びＤＮ＾配列決定 、ニックトランスレーションさらには逆転写といったその他の組換え技術におい て熱安定性ＤＮＡポリメラーゼを用いる時に得られる結果を改善するために用い ることのできる精製された熱安定性ＤＮＡポリメラーゼを生産したいという要請 が存在する。本発明は、鼠からのＤＮＡポリメラーゼのための組換え発現ベクタ ー及び精製プロトコルを提供することによってこの必要性を満たす一助となるも のである。 発明の要約 従って本発明は、核酸鋳型鎖に対する相補性をもつ核酸鎖を形成するためヌクレ オシド三リン酸の結合を触媒する精製された熱安定性酵素を提供する。精製され た酵素は、ＴａｆからのＤＮＡポリメラーゼＩを有する。好ましい−Ｉ！＃！に おいては、酵素は二」閉株０１１−７（０５Ｍ５３０９）から単離される。この 精製された材料は、配列を容易に操作し及び／又は分析できるように当初存在す る量に比べて多い量で一つの与えられた核酸配列から複数の核酸配列が生産され る温度循環増幅反応において使用されうる。 ＬσからのＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼＩ酵素をコードする遺伝子も同様に同定 されクローニングされ、本発明の熱安定性酵素を調製するさらにもう１つの手段 を提供する。ｌ　Ｔａｆ酵素をコードする遺伝子の部分に加えて、Ｔａｆ　ＤＮ ＡポリメラーゼＩ活性をコードするこれらの遺伝子部分の誘導体も同様に提供さ れる。 本発明は又、１又は複数の非イオン重合体洗剤を含む緩衝液中に上述のような精 製熱安定性Ｔａｆ酵素を含む安定した酵素組成物をも包含している。 最後に、本発明は、本発明の熱安定性ポリメラーゼの精製方法も提供している。 この方法には、Ｔａｆ又は組換え宿主細胞からの粗抽出物を調製すること、［ｌ ＮＡポリメラーゼが抽出物内の核酸から解離するよう粗抽出物のイオン強度を調 整すること、疎水性相互作用クロマトグラフィ、ＤＮＡ結合タンパク質アフィニ ティクロマトグラフィ、ヌクレオチド結合タンパク質アフィニティクロマトグラ フィ、及び陽イオン、陰イオン又はヒドロキシアパタイトクロマトグラフィの中 から選択された少な（とも１つのクロマトグラフィ段階に抽出物を付すことが含 まれる。好ましい態様においては、これらの段階は、上述の順序で順次行われる 。エンドヌクレアーゼタンパク質からＤＮＡポリメラーゼを分離するためには、 ヌクレオチド結合タンパク質アフィニティクロマトグラフィ段階が好ましい。 図面の簡単な説明 図１は、さまざまなＰＣＲ特性を示す。 図２は、増幅に対するさまざまなＰＣＲ特性の効果を示す。 図３は、さまざまなＰＣＲ特性図を示している。 発明の詳細な説明 本発明は、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼＩをコードするＤＮＡ配列及び発現ベク タを提供する０発明を容易に理解できるようにするため、以下にいくつかの用語 を定義づけする。 「細胞」、「細胞系」及び「細胞培養物」という用語は、互換性ある形で使用で き、このような呼称は全て子孫を含むものである。 従って「形質転換体」又は「形質転換された細胞」という語には、トランスファ の数とは無間係にこの細胞から誘導された一次形質転換紬胞及び培養物が含まれ る。全ての子孫は、意図的の又は偶然の突然変異のため、ＤＮＡの内容に関し精 確に同一でなくてもよい。もとの形質転換細胞においてスクリーニングされるも のと同じ機能性をもつ突然変異体子孫が、形質転換体の定義の中に含まれる。 「制御配列Ｊという用語は、特定の宿主生物体の中で作動的（ｏｐｅｒａｂｌｙ ）に連鎖されたコード配列の発現のために必要なりＮＡ配列を意味する。例えば 原核往動に適した制御配列には、プロモータ、場合によってはオペレータ配列、 リポソーム結合部位及びその他の配列が含まれる。真核細胞は、プロモータ、ポ リアデニル化シグナル及びエンハンサを利用することがわかっている。 「発現系」という語は、作動的連鎖の中で所望のコード配列及び制御配列を含み 、かくしてこれらの配列で形質転換された宿主がコードされたタンパク質を生成 することができるようになっているＤＮＡ配列を表わす、形質転換を行なうため には、発現系は１つのベクター上に含まれていてもよいが、宿主染色体中に関連 ＤＮＡが組込まれていてもよい。 「遺伝子」とは、回収可能な生物活性ポリペプチド又は前駆物質の生産のために 必要な制御配列及びコード配列を含むＤＮＡ配列である。ポリペプチドは、酵素 活性が保持されるかぎり、全長遺伝子配列によっても又コード配列のいずれの部 分によってでもコードされうる。 「作動的に連鎖されたＪ　（ｏｐｅｒａｂｌｙ　１ｉｎｋｅｄ）というのは、＃ 御配列がコード配列によりコードされたタンパク質の発現を駆動するようにＩ！ 能することになるようなコード配列の位１づげのことを意味する。かくして、制 御配列に対して「作動的に連鎖された」コード配列は、制御配列の指令の下でコ ード配列が発現されうる構成のことである。 Ｔａｆポリメラーゼを含む混合物に関して使われる「混合物Ｊという語は、Ｔａ ｆポリメラーゼを含むがその他のタンパク質も同様に含むことのできる材料の集 合体を意味する。　Ｔａｆポリメラーゼが組換え宿主細胞から誘導される場合、 その他のタンパク質は通常宿主に関連するものである。宿主が細菌宿主である場 合、汚染タンノマク質は当然のことながら細菌性タンパク質となる。 「非イオン重合体洗剤」というのは、イオン電荷を全くもたず、本発明において は約３．５〜約９．５好ましくは４〜８．５のｐ）Ｉ範囲でＴａｆ酵素を安定化 する能力によって特徴づけられる界面活性剤である。 本書で用いる「オリゴヌクレオチド」という語は、２つ以上好ましくは３つ以上 、通常は１０以上のデオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドから成る分 子として定義される。正確なサイズは、それ自体オリゴヌクレオチドの究極的機 能又は用途によって左右される数多（の要因によって左右される。オリゴヌクレ オチドは、合成でも又はクローニングによっても誘導されうる。 ここで用いられる「プライマ」という語は、プライマ延長が開始される条件下に 置かれた時合成開始点として作用することのできるオリゴヌクレオチドを意味す る。オリゴヌクレオチド「プライマ」は、精製された制限消化物内のごとき天然 物でもよく、或いは又合成的に製造することもできる。核酸鎖に対して相補的で あるプライマ延長生成物の合成は、適当な温度で適切な緩衝液の中でＴａｆ熱安 定性酵素及び４つの異なるヌクレオシド三リン酸が存在する中で開始される。「 緩衝液」は、望ましいｐＨに調整された（２価の金属イオンのごとき）補因子及 び（適切なイオン強度を提供するための）塩を含んで成る。Ｔａｆポリメラーゼ のためには、緩衝液は好ましくは１〜３ｔｘＭのマグネシウム塩、好ましくは？ ＩｇＣ１，，５０〜２００　μＭの各々のヌクレオチド及び０．２〜１μＭの各 プライマならびに５０ｍＭのＫＣＩ、　ｌｏｍＭのトリス緩衝液（ｐＨ８，０〜 ８．４）及び１００μｇ／ｍｌのゼラチンを含む（ただし、ゼラチンは必要条件 ではな（、ＤＮＡ配列決定のごとき成る種の利用分野では回避すべきである）。 プライマは、増幅において最大の効率を得るためには１本鎖であるが、これに代 えて２本鎖であってもよい、２本鎖の場合、プライマはまず第１に、延長生成物 を調製するのに利用される前に、その鎖を分離するよう処理される。プライマは 通常オリゴデオキシリボヌクレオチドである。プライマは、ポリメラーゼ酵素の 存在下延長生成物の合成を起動させるべく充分に長いものでなくてはならない。 プライマの正確な長さは、プライマの供給源や望まれる結果などの数多くの要因 によって左右され、反応温度は、鋳型に対するプライマの適切なアニーリングを 確保するべくプライマの長さ及びヌクレオチド配列に応じて調整されなくてはな らない、標的配列の複雑性に応じて、オリゴヌクレオチドプライマは典型的には １５〜３５個のヌクレオチドを含む、短かいプライマ分子は一般に、鋳型と充分 に安定な複合体を形成するべく比較的低い温度を必要とする。 プライマは、鋳型の特定の配列の鎖に対し「実質的」に相補的であるように選択 される。プライマは、プライマの延長が起こるよう鋳型饋とハイブリッド形成す るのに充分な相補性を有していなくてはならない、プライマ配列が鋳型の正確な 配列を反映している必要はない０例えば、プライマの５′末端に非相補性ヌクレ オチドフラグメントが付着させられていてよく、このときプライマ配列の残りは その鎖に対し実質的に相補的である。プライマ配列がハイプリント形成しかくし てプライマの延長生成物の合成のための鋳型プライマ複合体を形成するのに充分 な鋳型の配列との相補性を有することを条件として、非相補性塩基又は比較的長 い配列をプライマ中に点在させることが可能である。 「制限エンドヌクレアーゼ」及び「制限酵素」という語は、特定のヌクレオチド 配列で又はその近くで２本１１ＤＮＡを切断する細菌性酵素を意味する。 「熱安定性ポリメラーゼ」及び「熱安定性酵素」という語は、熱に対し安定であ り、耐熱性があり、鋳型核酸鎖に対し相補的なプライマ延長生成物を形成するの に適切な要領でヌクレオチドの結合を触媒する（容易にする）ような酵素を意味 する。一般にプライマ延長生成物の合成はプライマの３′末端で始まり、合成が 終結するまで鋳型鎮に沿って５′方向に進む。 本発明の１熱安定性酵素は、ポリメラーゼ連鎖反応又はＰＣＲとして知られてい る増幅反応における効果的な利用のための必要条件を満たすものである。Ｌ区酵 素は、ＰＣＲＣ中法中要な段階である２本鎖核酸の変性を行なうのに必要な時間 にわたり高温にさらされたとき不可逆的に変性（不活性化）された状態にはなら ない０本書において不可逆的な変性とは、酵素活性の永久的かつ完全な喪失のこ とである。核酸変性にとって必要な加熱条件は、例えば緩衝液塩濃度及び変性さ れるべき核酸の組成及び長さによって左右されるが、典型的には、主として温度 と核酸長によって異なり標準的に数秒から４分までである時間中、約９０℃から 約１０５℃の範囲内である。緩衝液塩濃度及び／又は核酸のＧＣ組成が増大する につれて比較的高い温度が必要となる可能性がある。　Ｔａｆ酵素は、約９０℃ 〜１００℃の温度に対する比較的短かい露出中、不可逆的に変性された状態とな ることはない。 Ｔａｆ熱安定性酵素は、約４５℃よりも高い機能最適温度を有する。 ４５℃以下の温度は、鋳型に対するプライマのハイブリッド形成を容易にするが 、塩の組成及び濃度そしてプライマの組成及び長さに応じてプライマの鋳型に対 するハイブリッド形成は比較的高い温度（例えば４５〜７０°Ｃ）で起こること ができ、このことはプライマハイブリッド形成反応の特異性を促進しうる。Ｔａ ｆ酵素は約３７℃〜９０°Ｃの広い温度範囲にわたって活性を示す。 本発明は、Ｔａｆの熱安定性ＤＮＡポリメラーゼ１活性をコードするＤＮＡ配列 を提供する。コードされたアミノ酸配列は、テルムス（丁ｈｅｒ＊ｕｓ　）スペ ーシスｚ０５　（ＴＺＯ５）、テルモトガ・マリチマ（…肛肚蝕■＊ａｒｉ　ｔ ｉｍａ）　（Ｔｅａ）　＋　テルムス・アクアチフス（ＴｈｅｒｖｕｓＵ」工匡 旦）　（Ｔａｑ）菌株ＹＴＩ、　Ｔ、サーモフィルス（Ｔ、旦肛柱此旦旦）（Ｔ ｔｈ）及びテルムス（Ｔｈｅｒｍｕｓ　）スペーシス５ｐｓ１７（Ｔｓｐｓ１７ ）の熱安定性［ＩＮＡポリメラーゼの一部分に対する相同性を有している。　Ｔ ａｆコード配列全体及び演鐸されたアミノ酸配列が以下に配列番号：ｌとして記 されている。アミノ酸配列は、配列番号：２としても列挙されている０便宜上、 この１ポリメラーゼのアミノ酸配列は、参考として番号づけされている。　Ｔａ ｆ　ＤＮＡポリメラーゼ■遺伝子の５′及び３′非コード領域の一部分も同様に 示されている。 ２２６　ＧＡＧＧＴＴＣＡＡＴＡＧＴ入ＡττＣＣＴＣＡ丁ττ入ＡＧＡＣＧＴ ＧＣＴＧ丁τＡＡＡＴＴＧＣ２７１ＴＴＧＡＧＧＡＴＡ？ＣＡＧＧＧＡＧＡＴＧ ＣＡＡＡＡＡＡＡＴＧＧＧＡＡＡＧＡＴＧＴＴＴＣ？ＡＩ　ＭｅｔＧｌｙＬｙｓ ＭｅセＰｈｅＬ＊ｕ３１６　ＴＴ’ｒＧＡＴＧＧＡＡＣＴＧＧＡＴＴＡＧＴＡＴ ＡＣＡＧＡＧＣ入丁Ｔ丁ＴＡＴＧＣＴＡＴＡＧＡ丁７　ＰｈｅＡｓｐＧｌｙＴｈ ｒＧｌｙＬａｕＶａｌＴｙｒＡｒｇＡｌａＰｈｅＴｙｒＡｌａ工１ｅＡｓｐ３５ ２　ＰｒｏＶａｌＳｅｒＨｉｓＰｈｅＧｌｙＡｌａＬｙｓＡｓｎ工１ｅｓｅｒＬ ｙｓｓｅｒＬｅｕｌｌｅ１３９６　ＧＡＴＡＡＡＴＴＴＣＴＡＭＡＣＡＡＡＴＴ ’！ＴＧＣ入入ＧＡＧＡＡＧＧＡ丁丁ＡＴＡＡＴＡＴＣ３６７ＡｓｐＬｙｓＰｈ ｅＬｅｕＬｙｓＧｌｎ工１ｅＬｅｕＧｌｎＧｌｕＬｙｓＡｓｐＴｙｒＡｓｎｌｌ ｅ１４４１　ＧＴＴＧＧＴＣＡＧ入Ａττ丁入ＡＡ入丁丁ＴＧＡＣＴＡＴＧＡＧ ＡＴＴＴｒＴＡＡＡＡＧＣＡＴＧ３８２　ＶａｌＧｌｙＧｌｎＡｓｎＬｅｕＬｙ ｓＰｈｅＡｓｐＴｙｒＧｌｕｌｌｅＰｈａＬｙｓＳｅｒＭｅｔ４１２　ＴｙｒＬ ｅｕＬｅｕＡｓｎＰｒｏＡｓｐＧｌｕＬｙｓＡｒｇＰｈｅＡＳｎＬｅｕＧｌｕＧ ｌｕＬｅｕ１５７６　ＴＣＣＴＴＡＡＡＡＴＡττ丁ＡＧＧＴＴＡＴＡＡＡＡＴ ＧＡＴＣＴＣＧＴＴＴＧＡＴＧＡ入丁ＴＡ４２１　ＳｅｒＬｅｕＬｙｓＴｙｒＬ ｅｕＧｌｙＴｙｒＬｙｓＭｅｔ工１ｅｓｅｒＰｈｅＡｓｐＧｌｕＬｅｕ１６２１ 　ＧＴＡＡＡＴＧＡＡＡＡＴＧＴＡＣＣＡＴＴＧＴＴＴＧＧＡＡＡＴＧＡＣτｌ ｒ’ＴＴ　ＣＧτＡＴＧτＴ４４２　ＶａｌＡｓｎＧｌｕＡｓｎＶａｌＰｒｏＬ ｅｕＰｈｅＧｌｙＡｓｎＡＳｐＰｈｅＳｅｒＴｙｒＶａ１１６６６　ＣＣＡＣＴ ＡＧＡＡＡＧＡＧＣＣＧＴＴＧＡＧＴ入丁ＴＣＣＴＧＴＧＡＡＧＡＴＧＣＣＧＡ ＴＧＴＧ４５７　ＰｒｏＬｅｕＧｌｕＡｒｇＡｌａＶａｌＧｌｕＴｙｒＳｅｒＣ ｙｓＧ工ｕＡｓｐＡｌａＡ５ｐＶａ１１７１１　ＡＣＡＴＡＣＡＧＡＡＴＡττ τＡＧＡＡＡＧＣττＧＧＴＡＧＧＡＡＧＡＴＡＴＡＴＧＡＡＡＡＴ４７２　Ｔ ｈｒＴｙｒＡｒｇ工ｌｅＰｈｅＡｒｇＬｙｓＬｅｕＧｌｙＡｒｇＬｙｓｌｌｅＴ ｙｒＧｌｕＡｓｎ１７５６　ＧＡＧＡＴＧＧ入ＡＡＡＧＴＴＧττＴＴＡＣＧＡ ＡＡＴＴＧＡＧＡＴＧＣＣＣ丁ＴＡＡＴＴＧＡＴ４８７　ＧｌｕＭｅｔＧｌｕＬ ｙｓＬｅｕＰｈｅＴｙｒＧｌｕｌｌｅＧｌｕＭｅｔＰｒｏＬｅｕ工１ｅＡｓ。 ５３２　エエｅＬｙｓＧ工ｕＬｙ！９ＶａｌＰｈｅＧユＵ工１ｅＡｌａＧｌｙＧ ｌｕＴｈｒＰｈｅＡｓｎＬｅｕ１９３６　人ＡＣＴＣＴＴＣ入ＡＣＴＣＡＡＧＴ ＡＧＣＡＴＡＴＡＴＡＣＴＡＴＴＴＧＡＡＡＡＡＴＴ入入ＡＴ５４７　Ａｓｎ５ ｅｒＳｅｒＴｈｒＧｌｎＶａｌ入１ａＴｙｒ工１ｅＬｅｕＰｈｅＧｌｕＬｙｓＬ ｅｕＡｓｎ２０７１　ＴＴＧＴＴＧＣＴＧＧＡＧＴＡＴＣＧＡＡＡＧＴＡＴＣＡ ＡＡＡＡＴＴＡＡＡＡＡＧＴＡＣＡＴＡＴ５９２　ＬｅｕＬｅｕＬｅｕＧｌｕＴ ｙｒＡｒｇＬｙｓＴｙｒＧｌｎＬｙｓＬｅｕＬｙｓＳｅｒＴｈｒＴｙｚ７７２　 ＭｅｔＬｙｓＡｓｐＧｌｕＡｌａＡｒｇＬｙｓＬｙｓＧｌｙＴｙｒＶａＬＴｈｒ ＴｈｒＬｅｕＰｈｅ４／１８６　Ｃ入ＡＴＧＣτＴＭＴＧ入ＡＡＣＡＴＴＴＣＡ ＧＧＡＧＣτＴτＴ視す五ＣＧＡＧ入ＡＧ入ＡＴ４２３１　ＴＴＧＣＡＣＣＡＣ ＴＴＴＴＡＴＴＴＧＧＴＧＧＧＧＣＡＴＴＣＧＴＴＡＴＧＡＡＡＡＧＴＧＧＡＣ ４２７６ＡＴＴＴ’ＴＧＴＡＡＡＡ 上述のヌクレオチド配列は、広い有効性をもち本発明の重要な一態様である「縮 重プライマ」法によって同定された。縮重プライマ法においては、既知の熱安定 性ＤＮＡポリメラーゼの保存されたドメインに対応するあらゆる熱安定性ポリメ ラーゼコード配列のＤＮＡフラグメントを同定することができる。 縮重プライマ方法は、二狙、ｌ防、　？？及び大腸菌（Ｌ匹旦）からのＤＮＡポ リメラーゼＩタンパク質のアミノ酸配列を比較することによって開発されたもの であり、ここでさまざまな保存領域が同定された。これらの保存領域に対応する プライマが次に設計された。本発明の結果、テルムス（Ｔｈｅｒｓｕｓ　）スペ ーシス５ｐｓ１７　ＤＮＡポリメラーゼ■遺伝子（１９９１年９月３０日付ＰＣ Ｔ公報第一号参照、引用により本明細書に組み入れる）及びテルモトガ・マリチ マ（…ｅｒｍｏｔｏ■ｗａｒｉｔｉｍａ）ＤＮＡポリメラーゼ■遺伝子（１９９ １年８月１３日付ＰＣＴ公報第一号参照、引用により本明細書に組み入れる）、 ならびにテルムス（Ｔｈｅｒｓｕｓ）スペーシスＺＯ５ＤＮＡポリメラーゼ！遺 伝子（１９９１年９月３０日付ｐｃτ公報第一号参照、引用により本明細書に組 み入れる）のコード配列が可能であるように、工配列をその他の縮重プライマを 設計するのに使用することが可能である。縮重プライマ法の一般的な有用性は、 本書では、Ｔａｒ　ＤＮＡポリメラーゼ１遺伝子をクローニングするのに適用さ れるような方法を特に参照することによって例示されている。 Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ■遺伝子をクローニングするためには、ＤＮＡポリ メラーゼ■酵素の保存されたアミノ酸配列の領域を、アミノ酸配列の各々を表わ す考えられるコドンの全てに変換させた。遺伝子コードの縮重性のため、一定の 与えられたアミノ酸は、いくつかの異なるコドンによって表わされうる。一定の 与えられたアミノ酸について１つのコドンの中に複数の塩基が存在しうる場合、 その配列は縮重であると言われる。 次に、プライマは、一定の与えられたアミノ酸配列をコードしうる考えられるＤ ＮＡ配列の全てのプールとして合成された。一定の与えられたプライマープール の縮重の量は、各位１における考えられるヌクレオチドの数を乗することによっ て決定することができる。 プライマプール内の個々のユニークプライマＤＮＡ配列の数が大きくなればなる ほど、ユニークプライマ配列のうちの１つが望ましい領域以外の標的染色体ＤＮ Ａの領域に結合することになる確率も大きくなる；従って、得られる増幅の特異 性は小さくなる。ｍ重プライマを用いて増幅の特異性を増大させるためには、サ ブセットのグループ全体が一定の与えられたアミノ酸配列をコードする考えられ る全てのＤＮＡ配列を含むが個々のサブセットは各々一部分のみを含むことにな るような形で、プールはサブセットとして合成される：例えば、成る位置におい て１つのプールがＡ又はＴのいずれかを含んでいるのに対して、もう１つのプー ルが同じ位置でＧ又はＣのいずれかを含んでいてもよい、ここで記述するように 、これらのサブブールは、ＤＧ番号で呼称される（ここで番号は９９と２００の 間にある）。 順方向プライマ（非コード鎖に対して相補的で遺伝子の５′領域から３′領域の 方に向けられたもの）及び逆方向プライマ（コード鎖に対して相補的で遺伝子の ３′領域がら３′領域に向けられたもの）の両方共が、保存領域の大部分につい てエボリメラーゼをクローニングするように設計された。これらのプライマは、 クローニングを容易にするためプライマの５′末端に制限部位を伴って設計され た。順方向プライマはｈｍ制限部位（ＡＧＡＴＣＴ）を含んでいたが、一方逆方 向プライマはＥｃｏ　Ｒ１制限部位（ＧＡＡＴＴＣ）を含んでいた。 さらに、プライマは、制限部位での切断効率を増大するため５′端部で２つの付 加的なヌクレオチドを含んでいた。 次に、ｂσからの染色体ＤＮＡを増幅するべく　ＰＣＲ法において縮重プライマ を用いた。一連の温度特性と合わせて順方向及び逆方向プライマのプールの組合 せを用いたＰＣＲ法の生成物を比較した。　Ｔａｑ染色体ＤＮＡを用いて生成さ れた生成物に類似のサイズをもつ特定の生成物が生産された時点で、ＰＣＲフラ グメントをゲル精製し、再増幅し、ベクターｐＢｓＭ１３＋のＨ４ｎｄ　ｍ　： 　：　Ｂｇｌ　ｎ　（ｐＢｓＭ１３＋のＨｉｎｄＤ１部位がｈｌ■部位に変換さ れた、ｐＢＳ＋として現在市販されているＳｔｒａｔａｇｅｎｅ”ベクターｐＢ ｓＭ１３　＋　’）にクローニングした。ＰＣＲフラグメントをクローニングし 、配列決定した；すなわち、その他の既知のポリメラーゼタンパク質配列特にＬ ｑポリメラーゼ及びη１ポリメラーゼのアミノ酸に対するアミノ酸相同性をもつ 領域をコードする配列がフラグメントに含まれている場合、フラグメントは潜在 的な熱安定性ＤＮＡポリメラーゼコード配列として同定された。 次ニ、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ遺伝子の一部分をサザンプロット分析により Ｔａｆの染色体ＤＮＡ中で同定した。　Ｔａｆ染色体ＤＮＡをさまざまな酵素で 消化し、ニトロセルロースフィルタへ移送した。クローニンフサれりＰＣＲ生成 物から遺伝子のさまざまな領域について、ｓａｐ又はビオチン−ｄＵＴＰで標識 されたプローブが生成された。これらのプローブをニトロセルロース結合のゲノ ムＤＮ＾に対してハイブリッド形成させ、こうしてプローブに対しハイブリッド 形成する染色体ＤＮＡフラグメントの分子量の同定が可能となった。遺伝子の５ ′及び３′領域を覆うプローブの利用によって、ＤＮＡフラグメントはポリメラ ーゼについての全てのとは言わないまでも大部分の構造遺伝子を確実に包含する ことになる。クローニングを容易にするため、単一のＤＮ＾フラグメント又は複 数のＤＮＡフラグメント内に構造遺伝子を含むフラグメントを生産するのに用い ることのできる制限酵素を同定することが可能である。 ひとたび同定された後、Ｔａｆ　ＯＮ＾ポリメラーゼ遺伝子の染色体ＤＮＡコー ド部分がクローニングされた。同定された制限酵素で染色体ＤＮＡを消化し、そ してサイズで分別した。望ましいサイズ範囲を含む分画を濃縮し、脱塩し、ｐＢ ｓＭ１３＋Ｈｉｎｄｌ［［：：　ＢｇｌｌＩクローニングベクタにクローニング した。前にクローニングされたＰＣＲ生成物から生成された標識されたプローブ を用いてのハイブリッド形成によりクローンを同定した。クローニングされたフ ラグメントを、制限酵素分析及びサザンプロット分析によって同定した。 上述のＤＮＡ配列及びアミノ酸配列ならびにこれらの配列をコードするＤＮＡ化 合物を用いて、広範な宿主細胞中でＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ活性を発現させ るべく組換え型ＤＮＡ発現ベクターを設計及び構成することができる。上に示し たＤＮＡ配列の全て又は一部をコードするＤＮＡ化合物も同様に、その他の生体 から熱安定性ポリメラーゼコードＤＮＡを同定するためのプローブとして用いる ことができ、熱安定性ポリメラーゼを同定し精製するのに用いることのできる抗 体を調製するための免疫原として使用するようにペプチドを設計するために、上 に示したアミノ酸配列を用いることが可能である。 しかしながら、上述のアミノ酸配列をコードする組換えベクタによって生産され たにせよ又天然Ｔａｆｉｉ胞によって生成されたにせよ、Ｔａｒ　ＤＮＡポリメ ラーゼは典型的には、組換え型ＤＮＡ技術において使用するに先立ち精製される ０本発明はこのような精製方法を提供する。 天然タンパク質を回収するためには、Ｈｕｂｅｒ！ＩＬ、１９８９年、釘ｕ聾！ ！！Ｊ！Ｊ！−旧ｃｒｏｂｉａｌ、　１２　：　３２−３７の方法を用いて細胞 を増殖させる。細胞増殖の後、酵素の単層及び精製は６つの段階で行なわれ、そ の各段階が、相反する記述のないかぎり室温以下の温度好ましくは約Ｏ°Ｃ〜約 ４℃で行なわれる。 第１段階では、凍結されている場合に細胞を解凍し、超音波で破砕し、約ｐＨ７ ，５で緩衝液中に懸濁させ、遠心分離する。 第２段階では、上澄みを収集し、次に乾燥硫酸アンモニウムのごとき塩を添加す ることにより分別する。適切な分画（典型的には４５〜７５％飽和）を収集し、 好ましくはｐＨ６，５で０．２Ｍのリン酸カリウム緩衝液中に溶解させ、同じ緩 衝液に対し透析する。 第３段階は、核酸及びいくつかのタンパク質を除去する。第２段階からの分画を 、上で使用されたものと同じ緩衝液で平衡化された［ＩＥＡＥセルロースカラム に適用する０次にこのカラムを同じ緩衝液で洗浄し、２８０１鋤での吸光度によ って測定された流過タンパク質含有分画を収集し、好ましくは最初の緩衝液と同 じ成分を含むがｐＨは７．５である１０−Ｍのリン酸カリウム緩衝液に対し透析 する。 第４段階は、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィがら成る：こうして収集さ れた分画を、第３段階で透析のために用いた緩衝液で平衡化されたヒドロキシア パタイトカラムに適用する０次に、カラムを洗浄し、１０ｍＭの２−メルカプト エタノールと５％のグリセロールを含むｐＨ７，５で０．ＯＩＭ〜０．５Ｍのリ ン酸カリウム緩衝液のごとき緩衝液の直線勾配で酵素を溶出させる。熱安定性Ｄ ＮＡポリメラーゼ活性を含むプールされた分画を、第３段階で透析のために用い たものと同じ緩衝液に対して透析する。 第５段階は、陰イオン交換クロマトグラフィから成る：透析された分画を、第３ 段階で透析のために用いた緩衝液で平衡化されたＤＥＡＥセルロースカラムに適 用する０次にカラムを洗浄し、第３段階で透析のために用いた緩衝液中で０．０ １〜０．６ＭのＭＣＩ　といった緩衝液の直線勾配で酵素を溶出する０次に、適 当なあらゆる手順を用いて汚染しているデオキシリボヌクレアーゼ（エンド及び エキソヌクレアーゼ）について、熱安定性酵素活性をもつ分画をテストする。 例えば、過剰のＤＮＡポリメラーゼと共に保温した後、ファージラムダＤＮＡ又 はスーパーコイルプラスミドＤＮＡの分子量変化から電気泳動によってエンドヌ クレアーゼ活性を決定することができる。同様にして、ＤＮＡポリメラーゼ分画 での処理の後、制限酵素分割されたＤＮＡの分子量の変化からエキソヌクレアー ゼ活性を電気泳動によって決定することが可能である。ポリメラーゼ活性を有し ているがデオキシリボヌクレアーゼ活性を全くもたないことが見極められた分画 をプールし、第３段階で用いたものと同じ緩衝液に対して透析する。 第６段階は、ＤＮＡ結合タンパク質アフィニティクロマトグラフィから成る；プ ールされた分画を、設定されたベッド体積でホスフォセルロースカラム上に入れ る。カラムを洗浄し、ｐＨ７，５でリン酸カリウム緩衝液内で０．０１〜０．８ 　Ｍのｌ［ｃＩのごとき緩衝液の直線勾配で酵素を溶出する。　ｐＨ８，０の緩 衝液に対し、熱安定性ポリメラーゼ活性をもつがデオキシリボヌクレアーゼ活性 を全くもたないプールされた分画を透析する。 Ｔａｆから精製されたＤＮＡポリメラーゼの分子量は、例えばタンパク質分子量 標識を用いる５０５−ＰＡＧＥ分析のごとくあらゆる技術により決定することが できる。Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼＩのコード配列がら計夏された分子量は１ ０３，２７３ダルトンである。未変性Ｔａｒ　ＤＮＡポリメラーゼの精製プロト コルについては、例１に詳述されている０本発明の組換え型Ｔａｆポリメラーゼ の精製は、同様の方法で行なうことができる。 しかしながら、ＤＮＡポリメラーゼ活性を有する生物学的に活性の遺伝子生成物 を生産するためには、ｂσＤＮＡポリメラーゼ遺伝子の全コード配列が必要とさ れるわけではない、、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ配列をコードするＤＮ＾が利 用可能であることは５、同様にＤＮＡポリメラーゼ活性をもつミューティン（突 然変異体タンパク質）形態を生成するべくコード配列を修正する機会を提供する ことになる。−リポリメラーゼのアミノ（Ｎ）−末端部分はポリメラーゼ活性の ために必要であると考えられていない０組換え型ＤＮＡ方法を用いて、Ｔａｆ遺 伝子のＮ末端コード配列の最高約３分の１までを欠失させ、クローニングし、ポ リメラーゼ検定においてがなり活性である遺伝子を発現させることができる。ポ リメラーゼのいくっがのＮ末端短縮形態が活性であることから、これらのポリメ ラーゼの発現に用いられる遺伝子構成体は、コード配列の相応する短縮形態を含 存することができる。 Ｎ末端欠失に加えて、酸化、還元又はその他の誘導にょフてＬσポリメラーゼの ペプチド鎖内の個々のアミノ酸残基を修正することが可能であり、活性を保持す るフラグメントを得るべくタンパク質を開裂させることができる。活性を破壊し ないこのような変更は、ｙポリメラーゼ活性をもつタンパク質の定義からタンパ ク質を排除せず、従って本発明の範囲内に特に含まれる。 翻訳の間にＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ内に取り込まれるアミノ酸を変えるべ（ 欠失、付加又は変更によりＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの一次構造を修正するこ とは、タンパク質の高温ＤＮＡポリメラーゼ活性を破壊することなく行なえる。 このような置換又はその他の変更の結果、本発明で考慮されている範囲内に入る ＤＮＡによってコードされたアミノ酸配列をもつタンパク質が生み出される。同 様にして、Ｔａｆ　ＤＮ＾ポリメラーゼ遺伝子のクローニングされたゲノム配列 又は相同性合成配列を用いて、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ活性をもつ融合ポリ ペブチ　・ドを発現させるか或いは又天然ＬσＤＮＡポリメラーゼのものと同じ アミノ酸配列をもつタンパク質を発現させることができる。さらに、このような 発現は、ＬσＤＮＡポリメラーゼを発現させるのにいかなる宿主が選ばれようと その宿主の中で機能する制御配列によって誘導されうる。 従って、本発明は、さまざまな宿主系に対して適用可能な発現ベクターを構成し コード配列を発現させるもととなるＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼのためのコード 配列を提供する。η区ポリメラーゼコード配列の一部分は同様に、さまざまな種 の中でその他の熱安定性ポリメラーゼコード配列を検索するためのプローブとし ても役立つ。従って、少なくとも４〜６個のアミノ酸をコードするオリゴヌクレ オチドプローブを合成し、熱安定性ポリメラーゼをコードする追加のＤＮＡを検 索するのに用いることが可能である。Ｌ区の熱安定性ＤＮＡポリメラーゼ遺伝子 のヌクレオチド配列とその他の種の対応する遺伝子の間には完全な対合が無い場 合があるため、偽陽性を排除するのに充分なストレンジエンシーの条件の下での ハイブリッド形成を得るためには、通常、１２〜１８個のヌクレオチド（４〜１ ｏのアミノ酸配列をコードするもの）を含むオリゴマが必要である。このような プローブについては、６つのアミノ酸をコードする配列が豊富な情報を提供する 。 従って本発明は、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼのためのアミノ酸配列及びコード 配列を提供することにより、その他の熱安定性ポリメラーゼ酵素及びこれらの酵 素のコード配列の単離を可能にする。ＴａｆＤＮＡポリメラーゼ■タンパク質の 演鐸されたアミノ酸配列は、例えばｍ及び７ｔｈからのもののようなその他の熱 安定性ＤＮＡポリメラーゼのためのアミノ酸配列に類似している（ＰＣＴ公報第 ９１１０９９５０号を参照のこと、その記載を引用により本明細書に組み入れる ）。 しかしながら、熱安定性ＤＮＡポリメラーゼのコード化配列の間の非類似領域も 同様に、１つの既知の熱安定性ポリメラーゼのいくつかの特性及び恐らくは異な る特性をもつ酵素をコードするその他の熱安定性ポリメラーゼコード配列を同定 するためのプローブとして使用することができる０例えばＬｉのいくつかの特性 及びＴａｆのその他の発散特性をもつ熱安定性ポリメラーゼのためのコード配列 を、ｍとも」の間の非類似領域を含むプローブを用いることによって同定するこ とが可能である。 天然Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼと同じ酵素又はこの酵素の誘導体又は相同体の いずれを生産したいと考えているにせよ、里ポリメラーゼのＡｌ１換え体形態の 生産には典型的には、発現ベクターの構成、このベクターによる宿主細胞の形質 転換、及び発現が起こるような条件下での形質転換された宿主細胞の培養が関与 してくる。 発現ベクタを構成するためには、成熟（ここでは全てのミニ−ティンを包含する ）酵素又は、活性を破壊しない付加的配列へのＴａｆポリメラーゼの融合又は活 性タンパク質を得るべく制御された条件（例えばペブチターゼでの処理）下で開 裂可能な付加的な配列へのＴａｆポリメラーゼの融合をコードするＤＮＡが得ら れる。ベクターは、宿主細胞内で自律的に複製するか又は宿主細胞の染色体ＤＮ Ａ内に組込まれるように設計されうる。ベクターは適切な宿主を形質転換するの に用いられ、形質転換された宿主は、組換え型Ｔａｆポリメラーゼの発現に適し た条件の下で培養される。　Ｔａｆポリメラーゼは、培地から又は細胞から単離 されるが、場合によってはタンパク質の精製は必要でないこともある。 上述の段階は各々さまざまな方法で行なうことができる０例えば、望ましいコー ド配列をゲノムフラグメントから得、適切な宿主中で直接使用することも可能で ある。さまざまな宿主中で作動可能な発現ベクタの構成は、−ａに以下に記され るように適切なレプリコン及び制御配列を用いて行なわれる。望まれるコード配 列及び制御配列を含む適当なベクタの構成は、当該技術分野において充分に理解 されている標準的な連結及び制限技術を利用する。単離されたプラスミド、［ｌ ＮＡ配列又は合成オリゴヌクレオチドが開裂され、変更され、所望の形に再連結 される。適切な制限部位が通常利用可能でない場合には、以下で例示するように 発現ベクターの構成を容易にするためコード配列の末端にこれを付加することが できる。 当該技術分野において一般に理解されており市販の制限酵素のメーカーが規定す る条件下で適切な制限酵素（１又は複数）により処理することによって、部位特 異的ＯＮ＾開裂が行なわれる０例えばＮｅｗＥｎｇｌａｎｄ　Ｂｉｏｌａｂｓ製 品カタログを参照のこと、一般に、約２０μｊ！の緩衝液中で１単位の酵素によ って約１μｇのプラスミド又はその他のＤＮＡが開裂される；以下の例において は、ＤＮＡの完全消化を確保するため一般に余分の制限酵素が用いられる。標準 的な保温時間は約３７°Ｃで約１〜２時間であるが、変動も許容可能である。各 保温の後、フェノールとクロロホルムでの抽出によってタンパク質を除去する。 この抽出の後にはエーテル抽出及びエタノールでの沈降による水性分画からのＤ ＮＡの回収が続いていてもよい、望ましい場合には、標準的技術を用いてポリア クリルアミドゲル又はアガロースゲル電気泳動により、開裂されたフラグメント のサイズ分離を行なうことができる０例えばＭａｘａｗｉ、Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉ ｎ　Ｅｎｚ　５ｏｌｏ　＋　１９８３年、麟：　４９９−５６０を参照のこと。 一本領「突出」末端を伴う制限開裂されたフラグメントを、５０１のトリス、ｐ Ｈ７，６，５０ｍＭのＮａＣ１，１０５ＭのＭｇＣｂ　、　１０ａＭのＤＴＴ及 び５〜ＬＯｕＭのｄＮＴＰの中で２０°Ｃ〜２５℃で約１５〜２５分の保温時間 を用いて４つのデオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＮＴＰ）が存在する中で大腸 菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）　ＤＮＡポリメラーゼＩの大フラグメント（Ｋｌｅｎｏｗ ）で処理することによって、平滑末端（２本鎖末端）にすることができる。 Ｋｌｅｎｏｗフラグメントは５′の突出する末端を満たすが、たとえ４つのｄＮ ＴＰが存在していても突出する３′一本領をチューハックする。 望ましい場合には、突出末端の性質によって課せられる制限条件内でｄＮＴＰの １つすなわち選択されたｄＮＴＰのみを供給することによって、選択的修復を行 なうことができるａ　Ｋｌｅｎｏｗでの処理の後、混合物はフェノール／クロロ ホルムで抽出されエタノール沈殿される。ＳＬヌクレアーゼでの適切な条件下で の処理は核酸のあらゆる一本鎖部分の加水分解をもたらすから、Ｓ１ヌクレアー ゼを用いても類似の結果を達成することができる。 Ｍａｔｔｅｕｃｃｉ　血、１９８１年Ｊ、　Ａｍ、　Ｃｈｅ＋ｓ、　Ｓｏｃ、　 １０３　：　３１８５−３１９１のトリエステル法又は自動合成方法を用いて、 合成オリゴヌクレオチドを調製することができる。アニーリングに先立っての又 は標識のための一本鎖のキナーゼ付加は、５０鵬Ｈのトリス、ｐＨ７，６、１軸 −のＭｇＣ１冨。 ５ｉ＋Ｍのジチオトレイトール（ＤＴＴ）及び１〜２μＭのＡＴＰの存在下で０ ．５μＭの基質に対して例えば約１０単位のポリヌクレオチドキナーゼ過剰分を 使用して達成される。キナーゼの添加がプローブの標識のためである場合、ＡＴ Ｐは３２Ｐで標識される。以下の標準的条件及び温度の下で１５〜３０μｉの体 積中で連結が行なわれる：すなわち（相補的一本鎖末端を有するフラグメントの 連結については）０℃で、２０−Ｈのトリス−Ｃ１，ｐＨ７，５，１０ｗＭのＭ ｇＣ１□１０−ＭのＩＩＴＴ、　３３μｇ／ｍｌのＢＳＡ、　１０ｍＭ−５０ｍ ＭのＮａＣ１及び４０ｕＭのＡＴＰ及び０．０１〜０．０２（Ｗｅｉｓｓ）単位 の７４ＤＮＡリガーゼ、或いは又（「平滑末端」連結についてはＨ４℃で１ｍＭ のＡＴＰ及び０．３〜０．６単位の７４ＤＮＡリガーゼ）、相補的末端を有する フラグメントの分子間連結は通常、３３〜１００μｇ／ｍｌの合計［ＩＮＡ濃度 （５〜１００　ｎＭの合計末端濃度）で行なわれる０分子間平滑末端連結（場合 によって、通常２０〜３０倍のリンカ−モル過剰を使用する）は、１μＭの合計 末端濃度で行なわれる。 ベクター構成において、ベクターフラグメントは一般に、５′リン酸を除去しベ クタの再連結及び再構成を防ぐため細菌又は子ウシ腸アルカリ性ホスファターゼ （ＲＡＰ又はＣＩＡＰ）で処理される。　ＢＡＰ及びＣＩＡＰ消化条件は当該技 術分野において周知のものであり、市販のＲＡＰ及びＣＩＡＰ酵素には通常公表 されたプロトコルが付随してくる。 核酸フラグメントを回収するためには、ホスファターゼを除去しＤＮＡを精製す るべく調製物をフェノールクロロホルム及びエタノールで抽出する。あるいは、 適切な制限部位が利用可能である場合、望まれないベクターフラグメントの再連 結を、連結前又は後の制限酵素消化によって防ぐことができる。 配列の修正を必要とするベクター又はコード配列の一部分については、さまざま な部位特異的プライマ誘導変異誘発方法が利用可能である。部位特異的変異誘発 を行なうのにポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を使用することができる。現在当 該技術分野において標準的であるもう１つの技術においては、変異誘発プライマ の延長生成物の構成のための鋳型として役立つｐＢｓＭ１３＋誘導体といった一 本鎖ベクターの内含された相補的核酸配列の合成を導くためのプライマとして、 望まれる変異をコードする合成オリゴヌクレオチドが用いられる。変異誘発され たＤＮＡは、宿主細菌に形質転換され、形質転換された細菌の培養が行なわれ同 定される。修正されたベクターの同定には、ニトロセルロースフィルタ又はその 他の膜への選択された形質転換体のＤＮＡの移送及び、正確な整合の修正配列へ のハイブリッド形成を可能にするが当初の変異誘発された鎖でのハイブリッド形 成を妨げるような温度でキナーゼ付加された合成変異誘発プライマと共にハイブ リッド形成されたｒリフト」が関与する可能性がある０次にプローブとハイブリ ッド形成するＤＮＡを含む形質転換体が培養され（ＤＮＡの配列は一般に配列分 析によって確認される）、これは修正ＤＮＡの溜めとして役立つ。 以下に記す構成においては、まず大腸菌（Ｌｃｏｌｔ）菌株ＤＧＩＯＩ（ＡＴＣ Ｃ４７０４３）又はもう１つの適当な宿主を連結混合物で形質転換することによ って、プラスミド構成のための適正な連結が確認される。 成功した形質転換体を、当該技術分野で理解されているように、プラスミド構成 の様式に応じて、アンピシリン、テトラサイクリン又はその他の抗生物質に対す る耐性又は感受性によってか或いは又その他の標識を用いることによって選択す る０次にＣ１ｅ＠ｅｌｌ　、１１．１９６９年、廊、　Ｎａｔｌ、紅封、ジ江０ 里６２　：　１１５９の方法に従って、又任意にはクロラムフェニコール増幅（ Ｃｌｅｗｅｌｌ、　１９７２．ムＢａｃｔｅｒｉｏｌ。 ｉｌｌ　：　６６７）に従って、形質転換体からのプラスミドを調製する。 Ｂｅｔｈｅｓｄａ研究所の刊行物他旦赳、第５巻、第２号の１１ページにおし） て「塩基−酸」抽出方法として、プラスミドＤＮＡを得るためのもう１つの方法 が記述されており、プロトコルの８．階１２〜１７をｌ）Ｎ＾のＣｓＣ１／臭化 エチジウム超遠心分離と置き換えることによって非常に純粋なプラスミドＤＮＡ を得ることができる。単離されたＤＮ＾は制限酵素消化により分析されそして／ 又はＭｅｓｓｉＢ　！ＩＬ、　１９８１年黒氏０睡Ｒｅｓ、　９　：　３０９に よりさらに記述されているＳａｎｇｅｒｌｌｌ、１９７７年、Ｐｒｏｃ、　Ｎａ 且、紅且、凪、居ｉＡ　７４　：　５４６３のジデオキシ方法によってか又はＭ ａｘａｓ　＠、　１９８０年、Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　ＥｎＺ　−ｏｌｏ　６５ 　：　４９９の方法によって配列決定される。 制御配列、発現ベクター及び形質転換方法は、遺伝子を発現させるのに用いられ る宿主細胞のタイプにより左右される。一般に、原核生物、酵母菌、昆虫又は哺 乳類の細胞が宿主として用いられる。 原核生物宿主は一般は、組換え型タンパク質の生産にとって最も効率良く便利で あり、従って一迂ボリメラーゼの発現のために好まし組換え型タンパク質を発現 させるのに最も頻繁に用いられる原核生物は、大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）である 、クローニング及び配列決定及び大部分の細菌プロモータの制御下での構成の発 現のためには、大腸Ｉ　（ＩＬ　ｃｏｌｔ）遺伝材料センタからＧＣＳＣ＠６１ ３５として得られた大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）　Ｎ１２菌株聞２９４を宿主とし て用いることができる。 ＰＬＮ□、又はＰＬＴ？ｌｌ！制御配列を有する発現ベクターについては、大腸 菌（Ｅ、皿）Ｎ１２菌株ＭＣ１００Ｏラムダ溶原株、λＮＪｓｓＣＩ８５７Ｓｕ ｓＰｓｏ、　ＡＴＣＣ３９５３１を用いることができる。　１９８７年８月７日 にＡＴＣＣに寄託された（ＡＴＣＣ５３６０６）　Ｅ、罠！■ｌｌＧ１１６及び １９８５年３月２９日にＡＴＣＣに寄託されたＥ、　ｃｏｌｉにＢ２　（ＡＴＣ Ｃ５３０７５）も同様に、有用な宿主細胞である。 Ｍ１３ファージ組換え体のためには、大腸菌（影響遠旦）Ｎ１２菌株ＤＧ９８の ごときファージ感染を受ける可能性のある大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｔ）株が使用さ れル、　ＤＧ９８１株は、１９８４年７月１３日付テＡＴｃｃニ寄託サレテする （ＡＴＣＣ３９７６８）。 しかしながら、かん菌例えばバシルス・ズブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔ ｉｌｉｓ）　、さまざまな種のシュードモナス及びその他の細菌株のコトき大Ｒ ＡＷ　（Ｅ、芯匪ｕ）以外の微往動株も、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの組換え 体発現のために用いることができる。このような原核生物系においては、宿主又 は宿主と適合性ある種に由来する制御配列及び複製部位を含むプラスミドベクタ ーが典型的に用いられる。 例えば、大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）は典型的にはＢｏｌｉｖａｒ　血、１９７７ 年、Ｇｅｎｅ　ｇ　：　９５によって記述されているｐＢＲ３２２の誘導体を用 いて形質転換される。プラスミドｐＢＲ３２２は、アンピシリン及びテトラサイ クリン耐性のための遺伝子を含んでいる。これらの薬物耐性標識は、所望のベク タを構成する際に保持されてもよいし或いは又破壊されてもよく、こうして所望 の組換え体の存在を検出する一助となる。一般に使用される原核生物制御配列す なわち任意にはリポソーム結合部位配列と共にオペレータを伴う転写開始のため のプロモータとしては、β−ラクタマーゼ（ペニシリナーゼ）及びラクトース（ １ａｃ）プロモータ系（Ｃｈａｎｇ　ｆｉ１９７７年、ｈｈ■１ｌｆｉ　：　１ ０５６）、トリプトファン（ｔｒｐ）プロモータ系（Ｇｏｅｄｄｅｌ弛４．１９ ８０年、Ｎｕｃ、　Ａｃ１ｄｓＲｅｓ、　８　：　４０５７）及びラムダ誘導Ｐ ｔプロモータ（Ｓｈｉｓａｔａｋｅ　血、１９８１年、Ｎａｔｕｒｅ　２９２　 ：　１２Ｂ）並びにＮ−遺伝子リボゾーム結合部位（Ｎ□、）が含まれる。ポー タプル式制御系カセットが、１９８７年１２月８日付発行の米国特許第４，７１ １．８４５号に記述されている。このカセットは、Ｎ１１ｍ配列から６つのｂｐ ａ’内での開裂を可能にする少なくとも１つの制限部位を有する第３のＤＮＡ配 列の上流にそれ自体位置づけされているＮ。、に作動的に連鎖されたＰＬプロモ ータを含んでいる。同様に有用なのは、１９８６年１０月８日に公示された欧州 特許公報第１９６．８６４号中でＣｂａｎｇ　血が記述したホスファターゼＡ（ ｐｈｏＡ）系である。しかしながら、本発明のＴａｆ発現ベクターを構成するた め、原核生物と適合性ある利用可能な全てのプロモータ系を利用することが可能 である。 細菌に加えて、酵母のごとき真核微生物も同様に組換え宿主細胞として用いるこ とができる。パンの酵母であるサツカロミセス・セレビシェ−（釦三加嬰１匹競 ｃａｒｅｖｉｓｉａｅ）の実験用菌株が最も頻繁に用いられるが、その他の数多 くの菌株も一般に利用可能である。 ２ミクロン複製起点を用いるベクターが一般的であるが（Ｂｒｏａｃｈ。 １９８３年ム旦、シｒｚ、　Ｈ■：　３０７）　、酵母発現に遺したその他のプ ラスミドベクタも知られている（例えば、５ｔｉｎｃｈｃｏｓｂｉ、　１９７９ 年、Ｎａｔｕｒｅ　２８２　：　３９　；　Ｔｓｃｈｅｓｐｅｉ、１９８０　Ｇ ｅｎｅ　１０、：　１５７　ｉ及びＣ１ａｒｋｅ、ｉ、　、　１９８３年、Ｍｅ ｔｈ　Ｅｎｚ、　ＬＱＩ　：　３００を参照のこと）、酵母ベクタのための制御 配列は、解糖系酵素の合成のためのプロモータを含んでいる（Ｈｅｓｓ＠、、　 １９６８年、Ｊ、　Ａｄｖ、　国ｕｕＲｅｇ、ヱ：　１４９　；Ｈｏ１ｌａｎｄ 　［１，１９７８年、Ｂｉｏ　ｔｅｃｈｎｏ旦［１７：　４９００　；及び１（ ａｌｌａｎｄ血、１９８１年、ム紅旦、釦叩、　２５６　：　１３８５）、当該 技術分野において知られている追加のプロモータとしては、３−ホスフォグリセ リン酸キナーゼのプロモータ（Ｈｉｔｚｅｍａｎｌｌ、１９８０年、ムＢｉｏ１ ．　Ｃｈｅｗ。 ２５５　；　２０７３）及び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、ホスフォフルクトキナーゼ、 グルコース−６−リン酸イソメラーゼ、３−ホスフォ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、ホスフォグルコースイソメ ラーゼ及びグルコキナーゼといったその他の解糖系酵素のプロモータが含まれて いる。 増殖条件によって制御される転写という追加の利点をもつその他のプロモータは 、アルコールデヒドロゲナーゼ２、イソサイトクロームＣ１酸性ホスファターゼ 、窒素代謝と関連する分解性酵素及びマルトース及びガラクトースの利用の原因 である酵素（ｆｌｏｌｌａｎｄ　、前出）のためのプロモータ領域である。 コード配列の３′末端に置かれたとき発現を強化するため、ターミネータ配列も 使用することができる。このようなターミネータは酵母誘導遺伝子内のコード配 列に続く３′非翻訳領域内に見られる。 酵母結合性プロモータ、複製起点及びその他の制御配列を含むあらＴａｒ遺伝子 は、多細胞生体に由来する真核生物宿主細胞培養物中でも発現されうる０例えば Ｔｉ５ｓｕｅ　Ｃｕ１ｔｕｒｅ　（組織培ＩＩ）　、Ａｃａｄｅ＋ｗｉｃＰｒｅ ｓｓ＋　Ｃｒｕｚ及びＰａｔｔｅｒｓｏｎ　、　編（１９７３年）を参照のこと 、有用な宿主細胞系としては、ＣＯ３−７，Ｃ０５−Ａ２．　ＣＶ−１、？ウス 骨髄腫Ｎ５１及びνＥＲＯなとのマウス細胞、ＨｅＬａ細胞及びチャイニーズハ ムスター卵巣（Ｃ）１０）細胞が含まれる。このような細胞のための発現ベクタ ーは通常、シミアンウィルス４０　（ＳＶ４０）からの一般に用いられる初期及 び後期プロモータ（Ｆｉｅｒｓ　血、１９７８年、Ｎａｔｕｒｅ　ｖｌ：　１１ ３）のごとき哺乳類の細胞と適合性あるプロモータ及び制御配列、又はポリオー マ、アデノウィルス２、ウシ乳頭腫ウィルス（ＢＰＶ）又は鳥類肉腫ウィルスに 由来するプロモータのごときその他のウィルス性プロモータ又は免疫グロブリン プロモータ及びヒートシラツクプロモータを包含する。　ＢＰＶベクター系を用 いた哺乳動物系内でＤＮＡを発現させるための系は、米国特許第４，４１９，４ ４６号に開示されている。この系の変形態様は米国特許第４，６０１，９７８号 に記されている。哺乳動物の細胞宿主細胞系の形質転換の概要は、Ａｘｅｌの米 国特許第４．３９９，２１６号によって記述されてきた０発現を最適化する上で 「エンハンサ」領域も同様に重要である；これらは一般に、プロモータ領域の上 流に見られる配列である。複製起点が必要な場合、これはウィルス源から得るこ とができる。しかしながら、染色体内への取込みは、真核生物内のＤＮＡ複製の ための一般的メカニズムである。 宿主として植物細胞も同様に使用でき、ツバリンシンターゼプロモータ及びポリ アデニル化シグナル配列のごとき植物細胞と適合性の制御配列（Ｄｅｐｉｃｋｅ ｒ弛１．１９８２年、Ｊ、　Ｍｏ１．　紅鮭、　Ｇｅｎ、　１　：　５６１）が 利用可能である。バキエロウイルスベクターにより提供される制御系を用いた昆 虫細胞を利用する発現系も同様に記述されている（Ｍｉｌｌｅｒｆｉ、、　Ｇｅ ｎｅｔｉｃ　Ｅｎ　１ｎｅｅｒｉｎ　内（１９８６年）、５ｅｔｌｏｌ＆ｉｉｉ 、Ｐｌｅｎｕｓ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　、第８巻、ｐ２７７〜ｐ２９７）　、 昆虫細胞に基づく発現は、スボドブテラ・フルギペイダ（シ剋ヨ違狙自刃１組蛙 組）内で達成されうる。これらの系は同様に組換え型１ポリメラーゼを生産する 上でも成功している。 使用される宿主細胞に応じて、このような細胞に適した標準的な技法を用いて形 質転換が行なわれる。　Ｃｏｈｅｎ、　１９７２年、ヒ匹、肺Ａｃａｄ、　Ｓｃ ｉ、　ｌｌ５Ａ、　６９　；　２１１０によって記述されているように塩化カル シウムを用いたカルシウム処理は、実質的な細胞壁バリヤを含む原核生物又はそ の他の細胞のために用いられる。いくつがの植物細胞については、アグロバクテ リウム・チュメファシェンス（ｒｏｂａｃｔｅｒｉｕ　ｔｕｓｅｆａｅｉｅｎｓ ）（Ｓｈａｗｉ、　１９８３年、　Ｇｅｎｅ　２３　：　３１５）での感染が用 いられる。Ｉｉ！ＩＩ乳動物細胞のためには、Ｇｒａｈａｍａｎｄ　ｖａｎｄｅ ｒＥｂ、　１９７８年、ｎｎ士ＩＬ５２　：　５４６のリン酸カルシウム沈降方 法が好ましい、酵母への形質転換は、νａｎ　Ｓｏｌｉｇｅｎ　ｔｈ、　１９７ ７年、ム打±１３０　：　９４６、及び旧ｓａｏ　ｆｉ１９７９年、Ｐｒｏｃ　 Ｎａｔｌ、　Ａｃａｄ、　Ｓｃｉ。 ＵＳＡ　７６　：　３８２９の方法に従って行なわれている。 Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼが組換え宿主細胞内でひとたび発現されたならば、 タンパク賀の精製が望ましいであろう０本発明の組換え型熱安定性ポリメラーゼ を精製するには種々の精製手順を使用することができるが、等しい純度の酵素調 製物を生成するのにより少ない段階が必要であろう、大腸ｉｔ　（Ｅ、　ｃｏｌ ｔ）宿主タンパク質は熱感受性を有するから、組換え型熱安定性Ｔａｆ　ＤＮＡ ポリメラーゼは、粗溶菌液を不活性化する熱によって著しく富化されうる。この 段階は、宿主ＤＮＡからのＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの解離を確実に行ないそ の他の細胞溶菌液タンパク質とのＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼのイオン相互作用 を減少させるのに充分な量の塩（典型的には０．３Ｍの硫酸アンモニウム）が存 在する中で行なわれる。 さらに、０．３Ｍの硫酸アンモニウムの存在は、フェニルセファロースカラムと の疎水性相互作用を促進する。疎水性相互作用クロマトグラフィは、疎水基を含 む未負荷のベッド材料との疎水性相互作用の強度の差を基にして物質が分離され る分離技術である。典型的には、カラムはまず、高イオン強度のごとき疎水性結 合にとってを利な条件下で平衡化される。次に試料を溶出するため下降塩勾配を 用いることができる。 本発明に従うと、フェニルセファロース（Ｐｈａｒｖａｃｉａ製／又はフェニル ↑ＳＫ　（Ｔｏｙｏ　５ｏｄａ製）のごとき比較的強い疎水性ゲルを含むカラム の上に、水性混合物（天然の又は組換え型のＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼを含む ）が負荷される。フェニルセファロースカラムとの疎水性相互作用を促進するた め、例えば０．３Ｍ以上の硫酸アンモニウムを含む溶剤が用いられる。カラム及 び試料は、同じ＜　０．５−Ｍの［］ＴＴを含む５０ｉ＋Ｍのトリス（ｐＨ７， ５）及び５ｍＨのＥＤＴＡ　（「ＴＥＪ　）緩衝液中０．３Ｍの硫酸アンモニウ ムに調整され、試料が、カラムに適用される。カラムを０．３Ｍの硫酸アンモニ ウム緩衝液で洗浄する０次に、下降塩勾配又は増加勾配又はエチレン又はプロピ レングリコール又は尿素の付加のごとき疎水性相互作用を低下させる溶剤で酵素 を溶出させることができる。天然り区ＤＮＡポリメラーゼについては、好ましい 態様には、ＴＥ−ＤＴＴ中２０％エチレングリコールの洗浄液中２Ｍの尿素を用 いてカラムを洗浄することが含まれる。 長期の安定性を得るためには、１又は複数の非イオン性重合体洗剤を含む緩衝液 中にＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ酵素を保存することができる。このような洗剤 は一般に、約１００〜２５００００ダルトン、好ましくは４０００〜２００００ ０ダルトンの範囲内の分子量を有し約３．５〜約９．５好ましくは約４〜８．５ の９Ｈで酵素を安定化させる洗剤である。このような洗剤の例としては、Ｍｃ　 Ｃｕｔｃｈｅｏｎ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ＭＣＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏ、 、　１７５　Ｒｏｃｋ　Ｒｏａｄ、　Ｇｌｅｎ　Ｒｏｃｋ、　ＮＪ　（ＵＳＡ） によって刊行されたＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎのＥｍｕｌｓｉ工１ｅｒｓ　＆　Ｄｅ ｔｅｒ　ｅｎｔｓ　（乳化剤と洗剤）のｐ２９５〜２９８に規定されているもの がある。 好ましくは、洗剤はエトキシル化脂肪アルコールエーテル及びラウリル、エトキ シル化アルキルフェノール、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール化合物 、改質オキシエチル化及び／又はオキシプロピル化直鎖アルコール、ポリエチレ ングリコールモノオレイ７　酸化合物、ポリソルビン酸化合物及びフェノール脂 肪アルコールエーテルを含むグループの中から選択される。さらに特に好まれる のは、ＩＣＩ　Ａｍｅｒｉｃａｓ　Ｉｎｃ、　Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　Ｄ、Ｅ、 がらのポリオキシエチル化（２０）ソルビタンモノラウリン酸塩であるＴｗｅｅ ｎ２０及びＢＡＳＦＷｙａｎｄｏｔｔｅ　Ｃｏｒｐ、　Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ、 　ＮＪからのエトキシル化アルキルフェニル（ノニル）であるＩｃｏｎｏｌ　Ｎ Ｐ−４０である。 本発明の熱安定性酵素は、このような酵素活性が必要又は望まれるあらゆる用途 のために用いることができる。特に好ましい態様においては、この酵素はＰＣＲ として知られている核酸増幅反応の触媒として作用する。核酸配列を増幅するた めのこの方法は、１９８７年７月２８日付の米国特許第４，６８３，２０２号中 に開示され特許請求されており、この特許の開示を引用により本明細書に組み入 れる。ＰＣＲ核酸増幅方法は、１つの核酸又は複数の核酸の混合物中に含まれた 少なくとも１つの特定の核酸配列を増幅することを包含しており、最も一般的な 態様においては、２本ｇＤＮＡを生成する。 論述を容易にするため、以下に規定されているプロトコルでは、増幅すべき特定 の配列が２本鎖核酸中に含まれていることが仮定されている。しかしながらこの プロセスは霧ＲＮＡのごとき１本鎖核酸を増幅する上でも同様に有用である。た だし、好ましいａ様において、究極的生成物はなお２本１［ＤＮＡである。１本 Ｍ核酸の増幅において、第１の段階には、相補的鎖の合成（この目的のため２つ の増幅プライマのうちの１つを用いることができる）が関与しており、次に続く 段階は、以下に記す２本領増幅プロセスの場合と同様に進行する。 この増幅プロセスは、以下のような段階を含む：（ａ）特定の配列の各鎖につい て１つのオリゴヌクレオチドプライマ及び４つの異なるヌクレオシド三リン酸と 各々の核酸鎖を接触させる段階；なおここで、各プライマは特定の配列の異なる 鎖に対し実質的に相補的となるように選択されており、かくして１つのプライマ から合成された延長生成物はその相補体から分離された際にもう１つのプライマ の延長生成物の合成の鋳型として役立つことができるものであり、この接触は、 相補的核酸鎖に対する各プライマのハイブリッド形成を可能にする温度で行なわ れる；（ｂ）段階（ａ）と同時にか又は段階（ａ）の後で、特定の核酸配列の各 鎖に対し相補的なプライマ延長生成物を形成するためヌクレオシド三リン酸の詰 合せを可能にするＬ」からのＤＮＡポリメラーゼと各々の核酸鎖を接触させる段 階； （ｃ）酵素の活性を促進しかつ各核酸鎖鋳型に相補的である各プライマの延長生 成物を増幅中の異なる各配列について合成するのに有効であるが各延長生成物を 相補的鎖鋳型から分離させるほどには高くない温度及び時間で、段階（ｂ）から の混合物を維持する段階；（ｄ）１本鎖分子を生成するためプライマ延長生成物 がその上で合成された鋳型から該延長生成物を分離するのに有効であるが酵素を 不可逆的に変性するほどは高くない温度で、且つこのように有効な時間にわたり 、段階（ｃ）からの混合物を加熱する段階；（ｅ）段階（ｄ）で生成された１本 鎖分子の各々に対するプライマのハイブリッド形成を促進するのに有効な時間に わたり、有効な温度まで段階（ｄ）からの混合物を冷却する段階；及び（ｆ）酵 素の活性を促進し段階（ｄ）で生成された各核酸鋳型に対し相補的である各プラ イマの延長生成物を増幅中の異なる各配列について合成するのに有効であるが相 補的鎖鋳型から各々の延長生成物を分離するほど高くはない温度で、かかる有効 な時間にわたり、段階（ｅ）からの混合物を維持する段階、なお段階（ｅ）及び （ｆ）のを効な時間及び温度は一致していてよく、かくして段階（ｅ）と（「） は同時に行なうことができる０段階（ｄ）−（ｆ）は望ましいレベルの増幅が得 られるまで反復される。 増幅方法は、既知の配列の特定的核酸配列を大量に生産するためのみならず、存 在することがわかっているが完全に特定されていない核酸配列を生産するために も有用である。１つのプライマから合成された延長生成物が鋳型（相補体）から 分離された際に他方のプライマの延長のための鋳型として役立つことができるよ うに配列に沿って相対的な位Ｉで所望の配列の異る鎖に対しハイブリッド形成す ることになる２つのオリゴヌクレオチドプライマが調製されうるように充分詳細 に配列の両端における充分な数の塩基のみ知られていることが必要であるにすぎ ない、配列の両端における塩基に関する知識が多ければ多いほど、標的核酸配列 のためのプライマの特異性は大きいものとなりうる。 いずれにせよ、増幅すべき配列の初期コピーが利用可能でなくてはならないが、 配列が純粋な又は分離された分子である必要はない。 一般に、増幅法には、（ａ）標的配列の末端はそれらにハイブリッド形成するオ リゴヌクレオチドが合成されうるほと充分詳しく知られていること、及び（ｂ） 連鎖反応を開始するため少量の配列が利用可能であることを仮定して、「標的」 配列と呼ばれる少なくとも１つの特定の核酸配列を生成するための連鎖反応が含 まれる。生成物は、関与する反応段階の数との関係において指数的に蓄積する。 連鎖反応の生成物は、使用された特定のプライマの端部に相応する末端を有する 分離された核酸２本鎖である。 所望の特定の核酸配列を含むか又は含んでいると思われる核酸配列であれば、精 製された形又は精製されていない形のあらゆる核酸配列を出発核酸として使用す ることが可能である。増幅すべき核酸は、あらゆる供給源、例えばｐＢＩ！３２ ２などのプラスミド、クローニングされたＤＮＡ又はＲＮＡ　、細菌、酵母、ウ ィルス、オルガネラ、及び植物や動物のごとき高等生物を含むあらゆる供給源か らの未変性ＤＮＡ又はＩ？Ｎ＾、或いは又生体外で作られた核酸調製物から得る ことができる。さまざまな技術により、血液絨毛膜絨毛などの繊成材料例えば羊 膜細胞からＤＮＡ又はＲＮＡを抽出することができる。例えば、Ｍａｎｉａｔｉ ｓｉ、１９８２年、Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　７；　＄　Ｍａｎｕａｌ（分子クロー ニング：実験室便覧）　（Ｃｏｌｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　ＨａｒｂｏｒＬａｂｏｒａ ｔｏｒｙ、　Ｃｏ１ｄ　Ｓｐｒｉｎｇ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｎｅ＠Ｙｏｒｋ）ｐ２８ ０〜ｐ２８１を参照のこと、従って、この方法は、例えばメツセンジャーＲＮ＾ を含むＲＮＡ又はＤＮＡを利用することができ、このＤＮＡ及びＲＮＡは１本鎖 であっても２本鎖であっても良い、さらに、各饋を１本含むＤＮＡ−ＲＮＡハイ ブリッドを使用することができる。これらの核酸のいずれかの混合物も、（同じ 又は異なるプライマを用いて）前の増幅反応から生成された核酸と同様に使用す ることができる。増幅すべき特定の核酸配列は単に大きい分子の１部分でもよく 、或いは又最初から別個の分子と存在して特定の配列が核酸全体を構成していて もよい。 増幅すべき配列は、純粋な形で当初存在している必要はない：すなわち、配列は 、ヒトＤＮＡ全体の中に含まれているβ−グロビン遺伝子の一部分（Ｓａｉｋｉ ｆｉ、１９８５年、５ｃｉｅｎｃｅ　２３０　：　１５３０−１５３４内で例示 されているような）又は、特定の生物学試料のきわめてわずかな１部分しか構成 しないものでありうる特定の一徹生物の核酸配列の一部分のごとき、複雑な混合 物のわずかな一部分であってもよい。 細胞間成分の分散及び細胞溶解が発生するまでの（一般に１〜１５分）高張性緩 衝液内での懸濁及び約９０°〜１００°Ｃでの熱処理の後、これらの細胞を直接 増幅法で使用することが可能である。加熱段階の後、増幅試薬を直接溶解した細 胞に付加することができる。出発核酸配列は所望の特定の核酸配列を複数含んで いてよい。増幅法は、１つの特定の核酸配列を大量に生産するためのみならず、 同じ又は異なる核酸分子上にある複数の異なる特定の核酸配列を同時に増幅させ るためにも役立つ。 プライマはＲＣＲ法において主要な役割を果たす。増幅プロセスを記述する上で 用いられる「プライマ」という語は、特に増幅すべきフラグメントの末端配列に 関する情報において何らかのあいまいさがある場合に、複数のプライマを指す場 合がある０例えば、核酸配列がタンパク質配列情報から推定される場合、遺伝子 コードの縮重に基づく可能な全てのコドン変動を表わす配列を含むプライマコレ クションが各々の鎖について用いられる。このコレクションのうちの少なくとも １つは、増幅のために役立つものとなるに充分なほどの相同性を増幅すべき所望 の配列の末端に対して有する。 さらに、適当な数の異なるオリゴヌクレオチドプライマが利用されるかぎり、第 １の核酸又は核酸混合物から複数の特定の核酸配列を増幅することが可能である 。例えば、２つの異なる特定の核酸配列が生成されなくてはならない場合には４ つのプライマが使用される。プライマのうちの２つは、特定の核酸配列の１つに 対して特異的であり、その他の２つのプライマは第２の特定の核酸配列に対して 特異的である。このようにして２つの異なる特定の配列の各々は、当該方法によ って指数的に生産されうる。しかしながら多重遺伝子族の異なるメンバー又は対 立遺伝子変異体を増幅しなくてはならない場合には、単一組のプライマでいくつ かの異なる配列を増幅できることが多い。 少なくとも１回の増幅サイクルの後で、増幅すべき配列の（末端部にない）内部 配列に相補的な一組のプライマを添加することによって反応のより高い特異性を 得るため、一定の与えられた数の増幅の後に、一定の与えられた配列内の１つの 配列を増幅させることができる。このようなプライマはあらゆる段階で付加でき 、さらに短かい増幅されたフラグメントを提供することになる。あるいは、非相 補的５′末端を有するが増幅において以前に利用されたプライマの５′末端との いくつかの３′オーバーラツプをもつプライマを用いることによって、さらに長 いフラグメントを調製することができる。 プライマは同様に、生体外変異誘発のために増幅法が用いられる場合にも主要な 役割を果たす、利用されるプライマかもとの鋳型と正確に相補性をもたない増幅 反応の生成物は、鋳型よりもむしろプライマの配列を含むことになり、従って生 体外変異を導入する。変異誘発プライマと標的の間の誤対合のため初期サイクル はいく分か効率が悪いものであるかもしれないが、その後のサイクルにおいては 、それ以上の誤対合起動が必要とされないことから変異は効率の低減無く増幅さ れることになる。上述のような変更したＤＮＡ配列を作成する方法を、さらなる 配列変化を誘発すべく異なるプライマを用いて変更ＤＮＡについて反復すること が可能である。このようにして、一連の変異配列を漸進的に生産することができ 、ここで一連の配列に対する新たな付加は各々最後のものかられずかに異なって いるにすぎないかもとのＤＮＡ原始配列からは増々大きく異なっていく。 増幅すべき鎖に対し相補的な配列を充分な量でプライマが含有していることを条 件として、プライマはその配列の一部として非相補性配列を含有しうろことから 、他の数多くの利点を実現することが可能である０例えば、（プロモータ、リン カ−、コード配列などの）鋳型配列に対し非相補的なヌクレオチド配列をプライ マの１つ又は両方の５′末端に付着させ、かくして増幅法の生成物に付属させる ことができる、延長プライマが付加された後、非相補的ヌクレオチドインサート を音響する望ましい量の新しい鋳型を達成するため充分なサイクルが実行される 。これにより、単純な技術を用いて比較的短かい時間（例えば２時間以下）で大 量の組合せフラグメントの生産が可能となる。 例えばホスフォトリエステル及びホスフォジエステル方法又はその自動化された １！欅といったあらゆる適当な方法を用いてオリゴヌクレオチドプライマを調製 することが可能である。ホスフォトリエステル方法は、Ｎａｒａｎｇｉ、１９７ ９年、Ｍｅｔｈ、　ムシ１社、　６８　：　９０及び米国特許第４．３５６，２ ７０号に記述されている。ホスフォジエステル方法については、Ｂｒｏｗｎ　頂 、１９７９年、Ｍｅｔｈ、　ハ」！１．６８　：　１０９内に記述されている。 このような自動化された態様の１つにおいては、出発材料としてジエチルホスフ ォラミシトが用いられ、これはＢｅａｎｃａｇｅｌｊｌ、１９８１年、Ｔｅｔｒ ａｈｅｄｒｏｎ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　２２　：　１８５９−１８６２により記述さ れているように合成されうる。修飾された固体支持体上でオリゴヌクレオチドを 合成するための１つの方法が、米国特許第４．４５８，０６６号に記述されてい る。同様に生物学的供給源（例えば制限エンドヌクレアーゼ消化物）から単離さ れたプライマを使用することも可能である。 ＰＣＲを用いて特定の核酸配列を生産するためには、この配列を含む核酸が鋳型 として用いられる。第１段階には、増幅又は検出されるべき各特定の核酸配列の 各類について１つのオリゴヌクレオチドプライマ及び４つの異なるヌクレオシド 三リン酸と各々の核酸鎖を接触させることが含まれる。増幅又は検出すべき核酸 がＤＮＡである場試合、ヌクレオシド三リン酸は通常ｄＡＴＰ、　ｄＣＴＰ、　 ｄＧＴＰ及びｄＴＴＰであるが、さまざまなヌクレオチド誘導体もこの方法にお いて使用することが可能である。ヌクレオシド三リン酸の濃度は大幅に変化しう る。標準的には濃度は、増幅のための緩衝液中の各ｄＮＴＰについて５０〜２０ ０μＭであり、ポリメラーゼを活性化し反応の特異性を増大させるため緩衝液中 １〜３ｍＭの量でＭｇＣｌ□が存在している。しかしながら、高い比活性でのＰ ＣＩＩ生成物の標識材は又はＤＮＡ配列決定といったいくつかの利用分野につい ては、１〜２０μＭのｄＮＴＰ濃度が好ましい場合がある。 標的核酸の核酸鎖は、プライマの延長生成物である追加の核酸鎖の合成のための 鋳型として役立つ、この合成は、あらゆる適切な方法を用いて行なうことができ るが、一般に好ましくはｐＨが７〜９、最も好ましくは約８の緩衝水溶液内で起 こる０合成を容易にするため、鋳型鎖を含む緩衝液に対して２つのオリゴヌクレ オチドプライマのモル過剰が添加される。実際問題として、添加されるプライマ の量は一般に、増幅すべき配列が複雑な長連類の核酸鎖の混合物中に含まれてい る場合、相補的鎖（鋳型）の量に対するモル過剰状態にある。方法の効率を改善 するため、大モル過剰が好ましい、従って、クローニングされたＤＮＡ鋳型のた めには一般に約１０００：１のプライマ：鋳型比が使用され、複雑なゲノム試料 からの増幅のためには約１０”　：　１のプライマ：鋳型比が一般に用いられる 。 次に増幅又は検出中の核酸が２本鎖であるが１本鎖であるかに応して、鋳型、プ ライマ及びヌクレオシド三リン酸の混合物が処理される。核酸が１本鎖である場 合には、いがなる変性段階も利用の必要が無く反応混合物はその相補的標的（鋳 型）配列に対するプライマのハイブリッド形成を促進する温度に保持される。こ のような温度は、一般に数秒から５分好ましくは３０秒〜１分の有効時間に対し 、一般に約３５℃〜６５℃以上、好ましくは約３７〜６０”Ｃである。３５〜８ ０”Ｃのハイプリント形成温度がＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼについて用いるこ トカテキ、又プライマハイブリッド形成の特異性を増大させるためには１５−ｓ ｅｔ以上のプライマが用いられる。プライマが短かくなると、低いハイブリッド 形成温度又は２本１１［ＤＮＡを安定化させる製剤が必要となる。 もとの１本鎖核酸に対する相補体は、適切な緩衝液、ｄＮＴＰ及びｌ又は複数の オリゴヌクレオチドプライマの存在下でＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼを添加する ことによって合成できる。適当な単一のプライマが添加される場合、プライマ延 長生成物は１本鎖核酸に対し相補的となり、等しい又は等しくない長さくプライ マが鋳型上のどこでハイブリッド形成するかによる）の２本鎖の形に核ＨＭとハ イブリッド形成することになり、この２本鎖はその後上述のように１本鎖に分離 されて２つ単一の分離された相補的饋を生成することができる。 あるいは、２つ以上のプライマ（そのうちの１つは、もう１つのプライマの延長 生成物を鋳型として用いて合成を起動する）を１本鎖核酸に添加し、反応を行な うことができる。 ２零鎖標的の増幅又は１本Ｍ！ｌ的の第２サイクルの増幅の場合のように核酸が ２つの鎖を含む場合、核酸の鎖はプライマがハイブリッド形成される前に分離さ れなくてはならない。この鎖分離は、物理的、化学的又は酵素的手段を含む適切 なあらゆる変性方法にょって達成することができる。核酸の鎖を分離する１つの 好ましい物理的方法には、完全な（〉９９％）変性が起こるまで核酸を加熱する ことが含まれる。標準的な熱変性には、核酸の組成及びサイズに応じて一般に約 数秒から４分までの時間にわたり約９０１から１０５℃の温度が含まれる。好ま しくは有効変性温度は数秒から１分の間で９０℃〜１００℃である。［分離は同 様に、へりカーゼとして知られる酵素のクラスからの１つの酵素又はへりカーゼ 活性を有しＡＴＰの存在下でＤＮＡを変性するものとして知られている酵素Ｒｅ ｃＡによっても誘発されうる。ヘリカーゼで核酸の鎖を分離するのに適した反応 条件は、Ｋｕｈｎ　ｔｌｏｆｆｓａｎｎ−１ｅｒｌｉｎｇ＋　１９７８年、　Ｃ ３Ｒ−ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｎｅＢｉｏｌｏ　４３　：６３によって記述されて おり、Ｒｅｃ＾を用いるための技法は、Ｒａｄｄｉｎｇ。 １９８２年Ａｎｎ、　Ｒｅｖ、　Ｇｅｎｅｔｉｃｓ　１６　：　４０５−４３７ の中で総説されている。 変性は、等しい又は等しくない長さの２つの分離された相補的鎖を生産する。 ２本鎖核酸が熱によって変性される場合、反応混合物は、相補的標的（鋳型）配 列に対する各プライマのハイブリッド形成を促進する温度まで冷却させられる。 この温度は通常試薬に応じて約３５℃〜６５℃であり、好ましくは３７℃〜６０ ℃である。一般に３０秒から５分好ましくは１〜３分の有効時間中ハイブリッド 形成温度が維持される。 実際には、温度は単純に約９５℃から３７℃の低さまで低下させられ、ハイブリ ッド形成はこの範囲内の温度で起こる。 核酸が１本鎖又は２本鎖のいずれであれ、変性段階で又は温度が低下しているか 又はハイブリッド形成を促進する範囲内にあるときに、ＴａｆからのＤＮＡポリ メラーゼを添加することができる。　Ｔａｆポリメラーゼの熱安定性はいつでも 反応混合物に対してＴａｆポリメラーゼを添加することができるようにしてくれ るが、混合物がストリンた時点で反応混合物にポリメラーゼを添加することによ り非特異的増幅を実質的に抑制することが可能である。ハイブリッド形成の後、 反応混合物は次に、酵素の活性が促進されるか又は最適化される温度すなわちハ イブリッド形成されたプライマ及び鋳型からのプライマ延長生成物の合成を容易 にする上で酵素の活性を増大させるのに充分な温度まで加熱され又この温度に維 持される。この温度は実際には、各々の核酸鋳型に対し相補的な各プライマの延 長生成物を合成するのに充分なものでなくてはならないが、各々の延長生成物を その相補的鋳型から変性させるほど高いものであってはならない（すなわち温度 は一般に約８０”〜９０℃未満である）。 使用される核酸に応じて、この合成反応に有効な標準的温度は一般に約４０℃〜 ８０℃好ましくは５０℃〜７５°Ｃである。この温度は、さらに好ましくはＴａ ｆ　ＤＮＡポリメラーゼについて約６５℃〜７５℃である。 この合成に必要な時間は、主として温度、核酸の長さ、酵素及び核酸混合物の複 雑性に応じて、数秒から４０分以上であってよい、拡張時間は通常約３０秒から ３分である。核酸がさらに長い場合、一般に、相補的鎖合成のためにはより長い 時間が必要とされる。新たに合成された鎖及び相補体核酸鎖は、増幅法の次に続 く段階で用いられる２本鎖分子を形成する。 次の段階では、２本鎖分子の鎖は、分子を変性するのに有効であるが熱安定性酵 素が完全に又は不可逆的に変性又は不活性化されるほどには長くない時間又それ ほどには高くない有効温度での熱変性によって分離される。この鋳型の変性の後 、温度は、上述のように前段階から生成された相補的な一本鎖分子（鋳型）に対 するプライマのハイブリッド形成を促進するレベルまで低下させられる。 このハイブリッド形成段階の後又はこの段階と同時に、温度は、新しく合成され た鎖ともとの鎖の両方を鋳型として用いたプライマ延長生成物の合成を可能にす るため熱安定性酵素の活性を促進するのに有効な温度に調整される。ここでも又 、温度は上述のとおり、延長生成物をその鋳型から分ＩＩ（変性）させるほど高 いものであってはならない、ハイブリッド形成はこの段階で起こってもよく、従 って変性後の冷却という前の段階は必要なくなる。このような場合、同時的段階 を用いて、好ましい温度は５０℃〜７０″Ｃである。 １サイクルの鎖分離、ハイブリッド形成及び延長生成物合成に関与する加熱及び 冷却段階は、特定の核酸配列を望まれる量だけ生成するのに必要な回数反復する ことができる。唯一の制限条件は、存在するプライマ、熱安定性酵素及びヌクレ オシド三リン酸の量である０通常、１５〜３０サイクルが完全に行なわれる。増 幅されたＤＮＡの診断検出のためには、サイクルの回数は試料の性質及び増幅後 に用いられる検出プロセスの感度によって左右される。試料が核酸の複合混合物 である場合、検出のために充分にシグナルを増幅するには通常より多くのサイク ルが必要となる。一般的な増幅及び検出のためには、プロセスは約１５回反復さ れる。標識された配列特異的プローブで検出すべき配列を生成するのに増幅が用 いられる場合及びヒトのゲノムＤＮＡが増幅の標的である場合、明らかに検出可 能なシグナルが生成されるように、すなわちバックグラウンドノイズが検出を妨 害しないように充分に配列を増幅するため、プロセスは通常１５〜３０回反復さ れる。 初期添加の後いかなる追加のヌクレオチド、プライマ、又は熱安定性酵素も添加 する必要は無い、ただし主要試薬が使い果たされたり酵素が変性状態又は不可逆 的不活性状態になった場合には、反応が続行するよう追加のポリメラーゼ又はそ の他の試薬を添加しなくてはならない、望まれる量の特定の核酸配列を生成する のに適当な回数のサイクルを完全に行なった後、反応を通常のやり方例えばＥＤ ＴＡ、フェノール、ＳＯ５もしくはＣＨＣＩｚを添加して酵素を不活性化するこ とによって、又は反応の構成成分を分離することによって停止させることができ る。 増幅法を連続的に行なうこともできる。自動化法の１つの態様においては、反応 混合物を、一定の時間一定のレベルで制御されるべく温度がプログラミングされ るように温度循環させることができる。 この目的のためのこのような器具の１つは、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ　Ｃｅｔ ｕｓＩｎｓ　ｔｒｕｍｅｎ　ｔｓが開発し市販している増幅反応を取り扱うため の自動機械である。器具を購入した時点で、これを用いてＰＣＲを行なうための 詳細な説明書が入手できる。 Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼは、ポリメラーゼ連鎖反応による核酸配列の増幅が 有用であるさまざまなプロセスにおいて非常に役に立つ。 米国特許第４８００１５９号に記されているように、適当な発現ベクターへの挿 入のための特定の核酸配列をクローニングするのに増幅方法を利用することが可 能である。このベクターは、組換えＤＮＡ技術の標準的方法によって配列の遺伝 子生成物を生成するため、適切な宿主生体を形質転換するのに用いることができ る。このようなりローニングには、平滑末端連結を用いたベクター中への直接連 結、又は増幅された標的配列又はプライマ内に含まれた部位にて開裂するための 制限酵素の利用が含まれよう、　Ｔａｆポリメラーゼに適したその他のプロセス としては、米国特許第４，６８３．１９４号、　４，６８３，１９５号及び４， ６８３，２０２号ならびに欧州特許公報第２２９，７０１号、２３７，３６２号 及び２５８，０１７号に記述されているものがある；これらの特許及び公報を引 用により本明細書に組み入れる。さらに、当該酵素は、非対称ＰＣＲ（Ｇｙｌｌ ｅｎｓｔｅｎ　＆　Ｅｒ１ｉｃｈ、１９８８年Ｐｒｏｃ、　Ｎａｔｌ、　Ａｃａ ｄ、　Ｓｅｔ、　ＬＩＳＡ。 ８５　：　７６５２−７６５６を参照；引用により本明細書に組み入れる）；逆 ＰＣＲ（Ｏｃｈｓａｎｌｌｌ、１９８８年、Ｇｅｎｅｔｉｃｓ　１２０　；　６ ２１参照；引用により本明細書に組み入れる）；及びＤＮＡ配列決定（Ｉｎｎｆ ｓ　、ｆｌ、１９８８年、Ｐｒｏｃ、　Ｎａｔｌ、　Ａｃａｄ、　Ｓｃｉ、　Ｌ ＩＳＡ　８５　：　９４３６−９４４０、及びＭｃＣｏｎｌｏｇｕｅ弛１．１９ ８８年、影副、紅違垣シ狙、　１６　（２０）　：　９８６９参照）のために有 用である。　Ｔａｆポリメラーゼは同様に、逆転写酵素活性（ＰＣＴ公報−０９ １１０９９４４を参照；引用により本明細書に組み入れる）及び５′→３′エキ ソヌクレアーゼ活性（構造依存型１本鎖エンドヌクレアーゼ（ＳＯ５ＳＥ）活性 としても知られている）をもつものと信じられている。 Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの逆転写酵素活性のためこの酵素はＲＮＡを転写し て増幅させるための方法において使用できる。このような方法の改良は、これま での方法が複数の酵素を必要としたのに対して単一の酵素しか使用しないという 点にある。 改良された方法には、（ａ）プライマが対応するＲＮＡ鋳型にアニーリングする 条件の下で、適切なプライマとＲＮＡ鋳型を組合わせる段階；及び（ｂ　）　Ｒ ＮＡ鋳型の配列に対して相補的なりＮＡ配列を形成するためデオキシリボヌクレ オチド三リン酸の重合をＤＮＡポリメラーゼが触媒するのに充分な条件の下でＴ ａｆ　ＤＮＡポリメラーゼとアニーリングされたプライマー［ＩＮＡ鋳型混合物 を保温することによってＲＮＡ鋳型を逆転写させる段階が含まれている。 上述の方法のもう１つの態様においては、ＲＮＡ鋳型に対しアニーリングするプ ライマは、ＲＣ［Ｉ増幅において使用するのにも適したものであろう、　ＰＣＨ において、逆転写されたｃＣ１ＮＡ鎖に対し相補的である第２のプライマは、延 長生成物の合成の開始のための部位を提供する。すでに上で論述したように、Ｔ ａｆ　ＤＮＡポリメラーゼは、ｃＤＮＡ鋳型上のこの延長反応を触媒することが できる。 Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼによるＲＮＡ分子の増幅において、第１の延長反応 は逆転写であり、ＤＮＡ　［１はＲＮ＾／ＣＤＮＡハイブリッド分子として生成 される。ＤＮＡ　［を鋳型として用いる第２の延長反応は、２本鎖ＤＮＡ分子を 生成する。かくして、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼでのＲＮＡ鋳型からの相補的 ＤＮＡ　鎖の合成は、ＰＣＨによる増幅のための出発材料を提供する。 ＲＩＩＡ鋳型からの逆転写のためにＴａｊ　ＤＮＡポリメラーゼが用いられる場 合、Ｍｎ”を含む緩衝液はＭ　ｇ　Ｉ　゛を含む逆転写緩衝液に比べて改善され たハＬ逆転写酵素活性刺激を提供しうる。その結果、これらの方法からｃＤＮＡ 収量の増加がもたらされうる。 上述のとおり、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼによるＲＮＡ逆転写の生成物は、Ｒ ＮＡ／ｃＤＮＡハイブリッド分子である。　ＲＮＡは、熱変性によってか又はア ルカリ、熱又は酵素処理を含むその他の既知の方法をい（つでも用いてｃＤＮＡ から除去又は分離されうる。このとき残りのｃＤＮＡＩＩは、相補的鎖の重合の ための鋳型として役立ち、かくして増幅又はその他の操作に遺した２本［ｃＤＮ Ａを得るための手段を提供する。第２の鎖合成には、配列特異的プライマ及びＴ ａｆ　ＤＮＡポリメラーゼが必要とされる。 第２のｃＤＮＡ鎖の合成に続いて、得られた２重鎖ｃＤＮＡ分子は、ＤＮＡ配列 決定、ＰＣＲによる増幅又は特定の核酸配列の検出を含む数多くの目的に役立つ ことができる。逆転写にひき続いて、ｃＤＮＡの１セグメントの増幅に役立つ特 異的プライマを添加することができる。同様に、特異的ｃＤＮＡ分子を合成する ために第１の組のプライマを利用し、望まれるｃＤＮＡセグメントを増幅するた めに第２の入れ子型のプライマ組を用いることが望ましい場合もある。これらの 反応の全てが、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼによって触媒される。 試料中のＲＮＡ標的分子の検出のための方法を単純化し改良するためにも、Ｌσ ＤＮＡポリメラーゼを用いることができる。これらの方法においては、Ｔａｆ　 ＤＮＡポリメラーゼは、（ａ）逆転写；　（ｂ）第２の鎖ｃＤＮＡの合成；及び 望まれる場合には（ｃ　）　ＰＣＲによる増幅を触媒する。上述の方法における Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの使用は、各段階についての異なる酵素の使用のた め必要であった２＆ＩＩの保温条件というこれまでの必要条件を除去する。−σ ＤＮＡポリメラーゼの使用は、以前のＲＮＡクローニング及び診断方法に比べて 少ない段階でかつ高められた特異性で、ＲＮＡ逆転写及び得られる相補ＤＮＡの 増幅を提供する。これらの方法は、実験室又は臨床分析での使用のために適合さ せることができ、又、このような分析を実施しやすいものにするためのキットが 本発明の１つの重要な態様である。 上述の方法において逆転写され増幅されるＲＮＡは、数多（の供給源から誘導で きる。　ＲＮＡ鋳型は、ウィルス又は細菌の核酸調製物のごとき生体からの核酸 調製物中に含まれることができる。この調製物は、細胞砕片及びその他の構成要 素、精製された全ＲＮＡ又は精製された５ＲＮＡを含むことができる。　ＲＮＡ 鋳型は又、試料中の異種性ＲＮＡ分子の集団でもありうる。さらに、標的ＲＮ＾ は生物試料の中に含まれていてよく、又試料はＲＮＡがその小部分でしかない異 種性試料である場合もある。このような生物試料の例としては、血液試料及び生 検組織試料などがある。 上述の方法の逆転写段階で用いられるプライマは一般にＲＮＡ鋳型と完全な相補 性を有しているが、そうである必要はない、ＰＣＨの場合と同様に、逆転写が起 こるためには、プライマの全てのヌクレオチドが鋳型に対して相補的である必要 はない０例えば、プライマの５′末端に非相補性ヌクレオチド配列が存在し、残 りのプライマ配列がＲＮＡに相補的であってもよい、あるいは、ハイブリッド形 成が起こり相補ＤＮＡ鎖の合成を可能にするのに充分なＲＮＡ鋳型との相補性を プライマ配列が有することを条件として、プライマ中に非相補性塩基が点在して いてもよい。 ＬυＤＮＡポリメラーゼ■の構造依存型−末鎖エンドヌクレアーゼ（ＳＯ５ＳＥ ）活性は、ＰＣＨによって生成される生成物の量を制限する可能性があり、かく して、通常は指数的な生成物蓄積におけるプラトー減少を生み出す。５Ｏ３ＳＥ 活性は同様に、生成されるＰＣＲ生成物のサイズ及びＧＣの豊富な標的鋳型から ＰＣＲ生成物を生成する能力をも制限しうる。しかしながら、５ＯＳＳＥ活性が 助けとなる点もある：すなわち、１９９１年８月６日付ＰＣ？出願第９１１０５ ５９１号に基づ＜　ＰＣＴ公報第一を参照のこと（引例により本明細書に組み入 れる）。５Ｏ５ＳＥ活性は、ホスフォジエステル結合の加水分解に関係する。５ Ｏ５ＳＥ活性は一般に、２末鎖ＤＮＡの５′末端領域を切除し、かくして５′− モノ及びオリゴヌクレオチドを解放する。　５ＤＳＳＥ活性のための好ましい基 質は、除去された（ｄｉｓｐｌａｃｅｄ）　１本１ｊＤＮＡであり、除去された （ｄｉｓｐｌａｃｅｄ）　１本１１１１ＤＮＡと２本ｇ［）ＮＡの間にはホスフ ォジエステル結合の加水分解が発生する。開裂部位は、２本ｇ８！域内のホスフ ォジエステル結合である。 ５Ｏ５ＳＥ活性をもつポリメラーゼのこのような活性を除去するためには、部位 特異的変異誘発又は欠失変異誘発が利用できる０例えば、Ｔ、ＨＤＮＡポリメラ ーゼコード配列内の残基４６のＧｌｙのコドンの第２の位置でのＧからＡへの部 位特異的変異は、ポリメラーゼの活性（プロセシング可能性（ｐｒｏｃｅｓｓ　 ｉ　ｖ　ｉ　ｔｙ）　）又は拡張速度の明らかな変化が全く無い状態で配列によ りコードされたタンパク質中の５ＤＳＳＥ活性の約１０００分の１以上の減少を もたらすことが見出された。このＴ、Ｂ　ＯＸ八へリメラーゼヌクレオチド配列 の部位特異的変異誘発は、Ｇｌｙ（４６）からＡｓｐのアミノ酸変化をもたらす 、グリシン４６はテルモシボ・アフリカヌス（７ａｆｒｉｃａｎｕｓ）　ＤＮＡ ポリメラーゼ中に保存されているが、コドン３７にあり、同じＧｌｙからＡｓｐ への変異がＴａｆ　５ＤＳＳＥ活性に対してもＭ４ｕの効果をもつ。 ＧＩｙ４６は、Ｌ狙ＤＮＡポリメラーゼにおいて、保存されたＡＶＹＧＦ配列ド メインの中に見られる。配列ＡＶＹＧＬはＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼのＧｕｙ （３７）を含む。この保存された配列ドメイン内でのグリシンからアスパラギン 酸への変化は、５Ｏ５ＳＥ活性を減少するか又は除去する。 さらに、＾ＶＹＧＦ／Ｌ　ドメイン中のグリシンを含むこのドメインまでの全て のアミノ末端アミノ酸の欠失も同様に、−ＶのＤＮＡポリメラーゼを含むこの配 列ドメインを有するあらゆる熱安定性ＤＮＡポリメラーゼの５Ｏ５ＳＥ活性を減 少又は除去する。 Ｔａｒ　ＤＮＡポリメラーゼには見られるが天然り瓜ＤＮＡポリメラーゼ及び天 然７ｔｈ　ＤＮＡには欠如している１つの特性は、３′→５′エキソヌクレアー ゼ活性である。この３′→５′エキソヌクレアーゼ活性は一般に、合成された核 酸配列の誤取り込み又は非対合の塩基がこの活性によって除去されることから、 成る種の利用分野において望ましいものと考えられている。従って、３′→５′ エキソヌクレアーゼ活性を育するポリメラーゼ（例えばＴａｆ　ＤＮＡポリメラ ーゼ）を用いるＰＣＨの忠実度を増大することができる。　Ｔａｆ　ＤＮＡポリ メラーゼに見られる３′→５′エキソヌクレアーゼ活性は同様にＰＣＲにおける プライマ／二量体の複合体の形成確率も減少させる。実際、３′→５′エキソヌ クレアーゼ活性は、非鋳型依存様式で付着しているあらゆるヌクレオチドを除去 することによって、非鋳型依存様式で余分ないかなるｄＮＴＰもプライマの３′ 末端に付着するのを妨げる。 ３′→５′エキソヌクレアーゼ活性は、プライマ又は１本鎖鋳型のごとき１本ｌ ＤＮＡを除去することができる。基本的に１本鎖プライマ又は鋳型の全ての３′ ヌクレオチドはこの酵素により未対合として処理され、従って分解される。ＰＣ Ｒにおけるプライマの分解を避けるためには、プライマの３′末端にホスホロチ オエートを加えることができる。ホスホロチオエート修飾ヌクレオチドは、３′ →５′エキソヌクレアーゼによる除去に対し、さらに耐性がある。 ｒ熱安定性キメラＤＮＡポリメラーゼｊの「ドメインシャフリング」すなわち構 成を、新しい特性と含む熱安定性ＤＮＡポリメラーゼを提供するために用いるこ とができる０例えば、テルムス・アクアチフス（ｂ」１ｕ剋」１匡■）ＤＮＡポ リメラーゼＩコド７２８９−４２２の代りに３′→５′エキソヌクレアーゼドメ インを含むＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼコード配列を用いることにより、Ｔ３３ 　ＤＮＡポリメラーゼの５′→３′エキソヌクレアーゼドメイン（１−２８９） 、Ｔａｆ　ＤＮ＾ポリメラーゼ３′→５′エキソヌクレアーゼドメイン及びＴＡ ＤＮＡポリメラーゼのＤＮＡポリメラーゼドメイン（４２３−８３２）を含む新 しい熱安定性ＤＮＡポリメラーゼが生成される。あるいは、Ｔａｆ　ＤＮＡポリ メラーゼの５′→３′エキソヌクレアーゼドメイン及び３′→５′エキソヌクレ アーゼドメインをＴｇｇ　ＤＮＡポリメラーゼのＤＮＡポリメラーゼ（ｄＮＴＰ 結合及びプライマ／鋳型結合ドメイン）部分およそコドン４２３−８３２）に融 合させることもできる。ドナー及び受容体は、ｍ及びＬ区ＤＩＩＡポリメラーゼ に限る必要はない、　７ｔｈ　ＤＮＡポリメラーゼは、Ｔ３３　ＤＮＡポリメラ ーゼと類領のドメインを提供する。さらに、７ｔｈ　ＤＮＡポリメラーゼの強化 された／好ましい逆転写酵素特性は、上述のような３′→５′エキソヌクレアー ゼドメインの付加によりさらに強化されうる。 キメラＤＮＡポリメラーゼコード配列（新しい特性を有する）を生成するのにさ まざまな手段のうちのいずれでも使用できるが、好ましい方法では「オーバーラ ツプ、　ＰＣＲが用いられる。この方法では、意図された接合部配列は、ＰＣＲ プライマ中に設計される（その５′末端で）０個々のドメインの初期増幅に続い て、さまざまな生成物は希釈され（およそ１００〜１０００分の１）、組合わさ れ、アニーリングされ、延長され、その後最終的順方間及び逆方向プライマがそ の他の点では標準的なものであるＰＣＲのために添加される。 かくして、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの３′→５′エキソヌクレアーゼ活性を コードする配列を岨換えＤＮＡ方法によりＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼから除去 したり又はこの活性が欠如しているその他のポリメラーゼに付加することができ る。さらには、非熱安定性ＤＮＡポリメラーゼの中で３′→５′エキソヌクレア ーゼ活性ドメインをＴａｆポリメラーゼの熱安定性３′→５′エキソヌクレアー ゼドメインで置き換えることさえ可能である。同様にして、非熱安定性ＤＮＡポ リメラーゼの３′→５′エキソヌクレアーゼ活性ドメインを用いて、　ＴａｆＤ ＮＡポリメラーゼ（又はその他のあらゆる熱安定性ポリメラーゼ）の３′→５′ エキソヌクレアーゼドメインを置換して本発明の有用なポリメラーゼを作り上げ ることも可能である。当業者であれば、上述のキメラポリメラーゼが組換えＩ） ＮＡ技術によって最も容易に構成できるということを認識することだろう。１つ のＤＮＡポリメラーゼの５′→３′エキソヌクレアーゼドメインをもう１つのも のへ移動させることによって又は欠失させることによって、類似のキメラポリメ ラーゼを構成することができる。 以下の例は、例として提供されているにすぎず、いかなる形であれ、本発明の請 求の範囲を制限するものではない。これらの例において、全ての百分率は、相反 する規定の無いかぎり固体については重量百分率又液体については体積百分率で あり、全ての温度は摂氏温度で示されている。 ■上 一ルモシボ・アフｉカヌス　Ｔｈｅｒ■ｏｓｔ　ｈｏ　ａｆｒｉｃａｎｕｓ　（ Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼＩの この例は、ＴａｆからＬ区ＤＮＡポリメラーゼ■の単離について記述する。 胞の培養物を、湿潤重量で０．２ｇ〜０．３ｇ／ｌの細胞密度での後期対数増殖 期における培養後の遠心分離によって収穫する。５抛門のトリスＩＩｃＩ　ｐＨ ７，５，０，１−一のＨＤＴＡを含んで成る緩衝液８０＋＋１の中に２０グラム の細胞を再懸濁させる。細胞を溶菌し、溶菌液は４℃でＢｅｃｋｍａｎＴ１４５ のローター内で３５００Ｏｒｐｍで２時間遠心分離する。上澄みを収集しく分画 Ａ）、硫酸アンモニウムの４５〜７５％飽和で沈降するタンパク質分画を収集し 、０．２Ｍのリン酸カリウム緩衝液ｐＨ６，５，１０＋ｗＭの２メルカプトエタ ノール及び５％のグリセロールから成る緩衝液の中に溶解させ、最後に同し緩衝 液に対し透析して分ＩｉＢを得る。 上述の緩衝液で平衡化されたＤＥＡＥセルロースの２．２Ｘ３０ｃｍのカラムに 対して分！ｊＢを適用する０次に同じ緩衝液でカラムを洗浄し、タンパク質を含 む分１ｉｉ（２８０ｎＭでの吸光度で決定される）を収集する。 ０、ＯＩＭのリン酸カリウム緩衝液、ｐＨ１，５，１０ｍ’Ｈの２−メルカプト エタノール及び５％のグリセロールを含む第２の緩衝液に対して一緒にしたタン パク質分画を透析し、分画Ｃを得る。 第２の緩衝液で平衡化されたヒドロキシアパタイトの２．６Ｘ２１ｃ曽のカラム に対して、分画Ｃを適用する０次にカラムを洗浄し、酵素をｌＯ園Ｈの２メルカ プトエタノール及び５％のグリセロールを含むｐＨ７，５のリン酸カリウム緩衝 液０．０１〜５Ｍの直線勾配で溶出する。　ＤＮＡポリメラーゼ活性を含む分画 を一緒にし、Ａｍ１ｃｏｎ攪拌セルとＹＭＩＯ膜を用いて４倍濃縮し、第２の緩 衝液に対して透析して分１１Ｄを得る。 第２の緩衝液で平衡化されたＤＥＡＥセルロースの１．６Ｘ２８ｃｍのカラムに 分画りを適用させる。カラムを洗浄し、第２の緩衝液中で０．Ｏ１〜０．５Ｍの リン酸カリウムの直線勾配でポリメラーゼを溶出させる。 （エンドヌクレアーゼについては）過剰のＤＮＡポリメラーゼと共に保温の後そ して（エキソヌクレアーゼについては）　ＤＮＡポリメラーゼ分画による制限酵 素開裂ＤＮＡの処理の後、ファージλＤＮＡ又はスーパーコイルプラスミドＤＮ Ａの分子量変化を電気泳動で検出することによって汚染エンドヌクレアーゼ及び 非特異的エキソヌクレアーゼについて分画を検定する。最小の非特異的ヌクレア ーゼ汚染をもつＤＮＡポリメラーゼ分画のみがプールされる。このプールに対し 、２５０Ｍｇ／■１の量で加圧滅菌されたゼララチンを添加し、第２の緩衝液に 対し透析を行なって分画Ｅを得る。 ホスフォセルロースカラムに分画Ｅを適用し１００＋ｗｌ勾配（ｐＨ７，５の２ ０５Ｍのリン酸カリウム緩衝液中０．０１〜０．８Ｍ　ＫＣＩ勾配）で溶出する 。 上述のような汚染エンド／エキソヌクレアーゼならびにポリメラーゼ活性につい て分画を検定しくＫａｌｅｄｉｎ他の方法）、次にプールする。 プールされた分画を第２の緩衝液に対して透析し、次に５０％のグリセロールと 第２の緩衝液に対する透析により濃縮して目的とする〜１００キロダルトンのポ リメラーゼを得る。 ■１ １１匹り起勉 表１は、各々についての配列番号と共に例２及び３で用いられるプライマの一覧 表を提供している。 例全体を通して、Ａはアデニン、Ｃはシチジン；Ｇはグアニジン；Ｔはチミジン ；ＹはＣ＋Ｔ　（ｐＹｒｉ閤１ｄｉｎｅ）　；　ＳはＧ＋Ｃ（Ｓｔｒｏｎｇｉｎ ｔｅｒａｃｔｉｏｎ　；　３個の水素結合）；ＷはＡ＋Ｔ　（Ｗｅａｋ　１ｎｔ ｅｒａｃｔｉｏｎ　；２個の水素結合）ｉＮはＡ＋Ｃ＋Ｇ＋Ｔ（ａｎｙ）そして ＲはＧ＋Ａ（ｐｕＲｉｎｅ）である。 ｌ土 工立エヱＭｕ ＤＧ１４４　配列番号：　３　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＣ：ＮＧＧＹＡＲＲ ＴＴＡＴＣ［ｌＧ１４５　配列番号：　４　５　’　−ＣＧ［；ＡＡ↑↑ＣＣＮ ＧＧＹＡＲＲＴＴＧＴＣＤＧ１４６　配列番号：　５　５　’　−ＣＧＧＡＡＴ ＴＣＣＮＧＧＲＡＧＲＴＴＡＴＣＤＧ１４７　配列番号：　６　５　’　−ＣＧ ＧＡＡＴＴＣＣＮＧＧ［ＩＡＧＲＴＴＩｌ；ＴＣＤＧ１４８　配列番号：　７　 ５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＧＣＮＧＴＹＴＴＹＴＣＷＣＣＤＧ１４９　配列番 号：　８　５’　−ＣＧＧＡ＾ττＣＧＣＩＩＧＴＹＴＴＹＴＣ３ＣＣＤＧ１５ ２　配列番号：　９　５　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＡＲＧＣＮＧＡＹＧＡＴＧ ＴＤＧ１５３　配列番号：　１０　５　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＡＲＧＣＩｉ ＧＡＹＧＡＣＧＴＤＧ１５４　配列番号：　１１　５　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴ ＡＣＮＧＣＮＡＣＷＧＧＤＧ１５５　配列番号：　１２　５　’　−ＣＧＡＧＡ ＴＣＴＡＣＮＧＣＮＡＣ５ＧＧＤＧ１５６　配列番号：　１３　５　’　−ＣＧ ＡＧＡＴＣＴＣＡＲＡＡＹＡｆＨＣＣＷＧＴＤＧ１５７　配列番号：　１４　５ 　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＣＡＲＡＡＹＡＴＩＩＣＣ５ＧＴＤＧ１６０　配列番 号：　１５　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣ１？ＴＣＲＴＧＷＡＣＣＴＧＤＧ１６ １　配列番号：　１６　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＩＩＴＣＲＴＧＷＡＣＴＴ ＧＤＧ１６２　配列番号：　１７　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣ［１ＴＣＲＴＧ ＳＡＣＣＴＧＤＧ１６３　配列番号：　１８　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＲＴ ＣＲＴＧＳＡＣＴＴＧＤＧ１６４　配列番号：　１９　５　’　−ＣＧＡＧＡＴ ＣＴＧＧＮＴＡＹＧＴＷＧＡＡＡＣＤＧ１６５　配列番号：　２０　５　’　− ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＧＮＴＡＹＧ什ＧＡＧＡＣＤＧ１６６　配列番号：　２１　 ５　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＧＮＴＡＹＧＴＳＧＡＡＡＣＤＧ１６７　配列番 号：　２２　５　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＧＮＴＡＹＧＴＳＧＡＧＡＣｌ）Ｇ １６８　配列番号：　２３　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＧＴＹＴＣＮＡＣＩＩ ＴＡＷＣＣＤＧ１６９　配列番号：　２４　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＧＴＹ ＴＣＮＡ（：ＲＴＡＳＣＣＤＧ１７３　配列番号：　２５　５　’　−ＣＧＧＡ ＡＴＴＣＡＴＹＣＫＹＴＣ３ＧＣ［ｌＧ１７４　配列番号：　２６　５　’　− ＣＧＧＡＡＴＴＣＡＴＲＣＧＹＴＣ５ＧＣＤＧ１７５　配列番号：　２７　５　 ’　−Ｃ［；ＧＡＡＴＴＣＡＴＹＣＫＹＴ（ＪＧＣＤＧ１７６　配列番号：　２ ８　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＡＴＲＣＧＹＴＣＷＧＣＤＧ１８１　配列番号 ：　２９　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＮＧＣＮＧＣＮＧＴＳＣＣＹＴＧＤＧ１ ８２　配列番号：　３０　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＮＧＣＮＧＣＮＧＴＷＣ ＣＹＴＧ口Ｇ１２６　配列番号：　６０　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＧＣＣＣ ＡＣＡＴＷＧＧＹＴＣＤＧ１２７　配列番号：　６１　５　’　−ＣＧＧＡＡＴ ＴＣＧＣＣＣＡＣＡＴＳＧＧＹＴＣＤＧ１２Ｂ　配列番号：６２　５’−ＣＧＡ ＧＡＴＣＴＧＧＮＧＡＹＧＡＹＣＣＷＡＴＧＤＧ１２９　配列番号：６３　５’ −ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＧＮＧＡＹＧＡＹＣＣ５ＡＴＧＤＧ１３０　配列番号：　 ６４　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＡＴ！ＩＧＧＳＩＴＣＲＴＩＪＣＣＤＧ１３ １　配列番号：６５　５’−ＣＧＧＡＡＴＴＣＡＴＮＧＧＲＴＣ［ＩＴＣ３ＣＣ 口Ｇ１３７　配列番号：　６６　５　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＡ［１ＧＧＳＧ ＡＲＧＡＤＧ１４０　配列番号：　６７　５　’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＣＮＣ ＡＶＡＴＧＧＡＡＧＣＤＧ１４１　配列番号：　６８　５　’　−ＣＧＡＧＡＴ ＣＴＧＣＮＣＡＹＡＴＧＧＡＧＧＣＤＧ１５０　配列番号：６９　５’−ＣＧＡ ＧＡＴＣＴＧＴＮＴＴＹＧＡＹＧＣＷＡＡＤＧ１５１　配列番号：　７０　５　 ’　−ＣＧＡＧＡＴＣＴＧＴＮＴＴＹＧＡＹＧＣ３ＡＡ　。 ＤＧ１５８　配列番号：　７１　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＡＣＮＧＧ［１Ａ ＴＲＴＴＴＴＧＤＧ１５９　配列番号：　７２　５　’　−ＣＧＧＡＡＴＴＣＡ ＣＮＧＧＤＡＴＲＴＴＣＴＧＤＧ１８３　配列番号：　７３　５　’　−ＣＡＡ ＴＴＣＣＴＡＡＴＴＧＣＡＡＡＴＴＣＧＡＡＡＴ−ＴＧＡＣＴＧＧＣＧＣＧＣＧ ＧＣＣＣＧＧＧＣＧＧＣＣＣＣＭＫ１３１　配列番号：　７４　５　’　−ＣＣ ＣＧＧＡＴＣＡＧＧＴＴＣＴＣＧＴＣＭＫ１４３　配列番号：　７５　５　’　 −ＣＣＧＣＴＧＴＣＣＴＧＧＣＣＣＡＣＡＴＧＡ、ンパク　の 本発明の縮重ＰＣＲ起動方法の力を協調するため、熱安定性ＤＮＡポリメラーゼ 間のアミノ酸及びＤＮＡ配列の相同性に関する情報を以下に提供する。１１１性 及び同一性はライスコンシン大学の配列分析プログラムを用いて決定される（Ｄ ｅｖｅｒｅｕｘｉ、１９８４年、Ｎｕｃ　Ａｃ１ｄｓＲｅｓ、　、１（２）　： 　３８７−３９５）。 ヱＡノ」灯旧吐さ ＴＡ！１１００　１００　６０．８　４１太緩ｔＸ全且）　６０．８　４１　１ ００　１００川市　９１．４　Ｂ４．１　６２．５　４１．９助４列ｌ二箪 Ｂ、ガ！コ１１１ １層は、鋳型の半分がプライマから解離される温度として定義することができる 。ＴＩＩの計算のために用いられる等式は、次の熱力学等式から誘導されるニ ーＲＴＩｎ（ｋｄ）　＝　Ｈ”　−ＴΔＳ０なお、式中Ｒは定数、Ｔは温度（ケ ルビン度単位）、ｋｄは解離定数、ＨｏとＳｏはＢｒｅｓｌａｕｅｒ　Ｉｌｌ、 １９８６年すμ−勤工り、　Ａｃａｄ、　Ｓｃｉ。 ＵＳＡ　８３　：　３７４６−３７４８から採用された熱力学値である０等式を 再整理すると、 Ｔ−Ｈ’　／　（ΔＳ”　−２，３Ｒｌｏｇ、。（ｋｄ）プライマ過剰の存在下 でＴ−は以下のように定義づけされる：Ｔｍ＝　Ｈ”　／　（Ｓ　＠　２．３　 Ｒ１ｏｇ＋。　ＣＰ））。 なお式中ＣＰ）はプライマの濃度である。 Ｂｒｅｓｌａｕｅｒ　＠から採用したＨｏ及びＳ＠の値は、ＩＭのＮａＣ１の存 在下でのＴｍを定義する。　ＰＣＩ＋緩衝液（５０＠）ｌの塩）の条件を補正す るために、以下の補正が行なわれる（Ｄｏｖｅ！ＩＬ、　Ｊ、Ｍ、Ｂ、５　：　 ３５９（１９６６年）から採用したもの）： Ｔｓ（わ）−ＴＩ（μ＋）　＝１８．５１１ｏｇ＋。（μ２／μｌ）＋なお式中 、μ、とμ８は、μ＝１／２ｓｕｓ（＠ｚ”）という等式で定義される緩衝液の イオン強度である。 上述の等式を用いて、ｍ又はＴａｆのいずれかのＤＮＡポリメラーゼ■遺伝子配 列に関して縮重起動において用いられるプライマブールについてＴ−を計算する ことができる。さまざまなプールについてのＴ−が以下に示されている；　「全 」というのは、２５０ｎＨの濃度での合計プライマブールのことであり、一方「 正確」というのはプール内のほとんどの完全に相補的なプライマの正確な濃度を 考慮に入れている。はとんどの相補的プライマの濃度は、合計濃度をプールの縮 重によって割ったものである。小文字はＬｉ配列に関連する塩基対の誤対合を示 している。プライマは、下線ある領域に対して相補的になるよう設計された；５ 層配列は増幅されたフラグメントのクローニングを容易にするべく制限部位を取 り込んでいる。 順方向 ＴＡＱ　ＣＧＧＧＣＴＡＣＧＡＧＧＣＧＧＡＣＧＡＣＧ↑ＤＧ１５２　ＣＧａＧ ａＴｃｔＧＡＲＧＣＮＧＡｙＧＡｔＧＴＤＧ１５３　ＣＧａＧａＴｃｔＧＡＲＧ ＣＮＧＡｙＧＡＣＧＴコンセンサス　ＣＧａＧａＴｃｔＧＡＲＧＣＮＧＡ　ＧＡ 　ＧＴ計算されたＴｓ ±　コ 筆　７３”Ｃ６５℃ Ｔａｆ　５６℃　４７℃ 順方向 ＴＡＱ　ＣＴＴＧＡＣＣＣＣＧＧＧＡＡＧＧＴＴＧＴＣＤＧ１４４　ＣｇｇａＡ ｔｔＣＣＮＧＧｙＡＲＲＴＴａＴＣＤＧ１４５　ＣｇｇａＡｔｔＣＣＮＧＧｙＡ ＲＩ？ＴＴＧＴＣＤＧ１４６　ＣｇｇａＡｔｔＣＣＮＧＧｒＡＧＲＴＴａＴＣＤ Ｇ１４７　ＣｇｇａＡｔｔＣＣＮＧＧｒＡＧＲＴＴＧＴＣコンセンサス　Ｃｇｇ ａＡ　ｔ　ｔＣＣＮＧＧｎＡＲＲＴＴｒＴＣＴＡＦ　ＴＴＴＡＡＣＴＣＣＴＧＧ ＧＡＴＡＴＴＡＴＣ計算されたＴ− Ｔ！！；Ｌ６８℃　５７℃ Ｔａｆ　５３℃　４２℃ 順方向 ＴＡＱ　ＧＧＡＧＧＣＧＧＧＧＧＴＡＣＧＴＧＧＡＧＡＣＤＧ　１６４　ｃＧＡ Ｇａ　ｔｃ　ｔＧＧＮＴＡｙＧＴｗＧＡａＡＣＤＧ１６５　ｃＧＡＧａｔｃｔＧ ＧＮＴＡｙＧＴｗＧＡＧＡＣＤＧ１６６　ｃＧＡＧａｔｃｔＧＧＮＴＡｙＧＴＳ ＧＡａＡＣＤＧ１６７　ｃＧＡＧａｔｃｔＧＧＮＴＡｙＧＴＳＧＡＧＡＣコンセ ンサス　ｃＧＡＧａｔｃｔＧＧＮＴＡ　ＧＴＮＧＡＴＡＣ計算されたＴｍ 逆方向 ＴＡＱ　ＡＣＣＡＧＣＴＣＧＴＣＧＴＧＧＡＣＣＴＧＤＧ１６０　ｃｇｇＡａｔ ＴＣＲＴＣＲＴＧｗＡＣＣＴＧＤＧ１６１　ｃｇｇＡａｔＴＣＲＴＣＲＴＧｗ＾ ＣｔＴＧＤＧ１６２　ｃｇｇＡａ　ｔＴｃＲＴｃＲＴＧｓＡｃｃＴＧＤＧ１６３ 　ｃｇｇＡａ　ｔＴｃＲＴｃＲＴＧｓＡｃ　ｔＴＧコンセンサス　ｃｇｇＡａｔ ＴｃＲＴｃＲＴＧＮＡｃＹＴＧＴＡＦ　ＡＣＴＡＡＣＴＣＧＴＣＡＴＧＡＡＣＣ ＴＧ計夏されたＴ− 順方向 ＴＡＱ　ＡＧＡＣＧＧＣＣＡＣＧＧＣＣＡＣＧＧＧＤＧ１５４　ｃＧＡｇａｔＣ ｔＡＣＮＧＣＮＡＣｗＧＧＤＧ１５５　ｃＧＡｇａｔＣｔＡＣＮＧＣＮＡＣ３Ｇ Ｇコンセンサス　ｃＧＡｇａ　ｔｃ　ｔＡＣＮＧＣＮＡＣＮＧＧＴＡＦ　ＡＡＡ ＣＡＧＧＡＡＣＴＴＣＴＡＣＴＧＧ計算されたＴ− 逆方向 ＴＡＱ　ＡＴＧＡＧＧＴＣＧＧＣＧＧＣＧＧＴＧＣＣＣＴＧＤＧ１８１　ｃｇＧ Ａａ　ｔＴＣＮＧＣＮＧＣＮＧＴＳＣＣｙＴＧＤＧ１８２　ｃｇＧＡａ　ｔＴｃ ＮＧｃＮＧｃＮＧＴｗｃｃｙＴＧコンセンサス　ｃｇＧＡａｔＴＣＮＧＣＮＧＣ ＮＧＴＮＣＣＴＧＴＡＦ　ＡＴＴＡＴＡＴＣＡＧＣＴＧＣＴＧＴＴＣＣＴＴＧ計 夏されたＴｍ 金　Ｕ Ｔ！Ｌ！１８９℃　７８℃ Ｔａｆ　７１℃　５８℃ Ｃ・ｆｆｌ析汰 ＴＺＯ５及び丁５ｐｓ１７に対する縮重プライマをスクリーニングするためには 標準的な２−及び３一温度プロフィールが用いられた（１９９０年９月２８日付 出願の米国特許出願第５９０．２１３号及び１９９０年９月２８日付出願の米国 特許出願第５９０，４６６号を参照のこと；これらの両者を引用により本明細書 に組み入れる）、ただし、Ｔａｆでの研究の初めに標準プロフィールが不適当で あることが指摘された０図１は、さまざまな温度プロフィールを示している０図 ２は、精製されたＤＮＡフラグメントの増幅に対する温度プロフィールの効果を 示す０ｗ！重プライマブール１）Ｇ１５４−ＤＧ１５５及び［１Ｇ１６０−ＤＧ １６４を用いの一迂染色体ＤＮＡの増幅は、レーン４に示されるパターンを生成 した（図２）、高分子量のバンドは、目的とするフラグメントである（後にクロ ーニング及びＤＮＡ配列分析によって確認される）、低い方の分子量のバンド及 び一般的臭化エチジウム染色バンクグラウンドは、特異的増幅生成物をマスキン グし目的とするバンドのクローニングと著しく妨害する可能性のある非特異的増 幅を表わす。 目的とするバンドをアガロースゲルから精製し、温度プロフィール２−５（図１ 、及び図２のレーン５〜８）を用いて再度増幅した。 標準２一温度プロフィール（レーン５及び６）は、精製されたノくンドの増幅を 生じさせる上で不適当であった。少量の汚染低分子量／Ｎｌンドの増幅が支配的 であるように思われた。これとは対照的に、低い方の温度での標準プラトーが低 い方の温度と７５℃の間に延びる５分の傾斜によって置き換わっている温度プロ フィール５（図３）は、支配的な生成物として目的とするバンドを生じさせた。 図１に示されるように、シシ染色体ＤＮＡでの縮重プライマプールのスクリーニ ングには、複合温度プロフィールが適用された。一般に多くのプライマ対で５シ リーズの増幅が行なわれた。プロフィール１及び２については、低温度点がプロ グラミングされた（それぞれ４０℃と４５℃）初期５サイクルの増幅が行なわれ 、それに続いて低温度が５０℃にプログラミングされた２５サイクルが行なわれ た。プロフィール３においては、低温度が５０℃にプログラミングされた状態で ３０サイクルが行なわれた。プロフィール４．５及び６は低温度点を各々５°Ｃ だけ上昇させ、サイクル数を５又はｌＯサイクルだけ増加した。管内温度の測定 は、管内の温度が低温度設定値よりも１〜２℃上に達したことを示した。 ０、！！ｉＪ− 以下に列挙するプライマを用いてＴａｆ　ＤＮＡのＰＣＲ増幅から増幅生成物を 得た。各々の増幅は、同じ縮重プライマを用いて一狼ＤＮＡの増幅から得られた ちの以上の分子量をもつ生成物を生じさせた。Ｌ区配列と縮重プライマの間の誤 対合が、プライマの３′末端から数えて示されている。 ＤＧ１５２−ＤＧ１５３並びにＤＧ１４４−［ｌＧ１４７−２（ＤＧ１５２−Ｄ Ｇ１５３）および−７（ＤＧ１４４−ＤＧ１４７）ＤＧ１５２−ＤＧ１５３並び にＤＧ１４８−ＤＧ１４９−２（ＤＧ１５２−ＤＧ１５３）および−４（ＤＧ１ ４８−ＤＧ１４９）ＤＧ１５４−ＤＧＬ５５並びにＤＧ１６０−ＤＧ１６３−８ （ＤＧ１５４−ロＧ１５５） ＤＧ１５４−ＤＧ１５５並びにＤＧ１７３−ＤＧ１７６−８　（ＤＧ１５４−Ｄ Ｇ１５５）および−２，−１２（ＤＧ１７３−ＤＧ１７６）ＤＧ１５４−ＤＧ１ ５５並びにＤＧ１８１−ＤＧ１８２−８　（ＤＧ１５４−ＤＧ１５５） ＤＧ１５６−ＤＧ１５７並びに［１Ｇ１６８−ＤＧ１６９−１．−２．−８（Ｄ Ｇ１５６−ＤＧ１５７）ＤＧ１６４−ＤＧ１６７並びにＤＧ１６０−ＤＧ１６３ −４．−５（ＤＧ１６４−ＤＧ１６７）マグネシウム濃度は、増幅効率に影響を 与えることが知られてし）る、最適なマグネシウム濃度は、使用されている鋳型 及びプライマセットの両方によって左右されていた。　ＤＧ１４４−ＤＧ１４７ 及びＤＧ１５２−ＤＧ１５３の場合、最適なマグネシウム濃度は、−１，染色体 １）Ｎ＾で３ｍＭであった。−佳ＤＮＡでＤＧ１５４−ＤＧ１５５及びＤＧ１６ ０−ＤＧ１６３のセットの場合、最適濃度は２ｍＭであった。最終緩衝液につい ては、２ｍＭが標準的に用いられた。 ■ユ 一ルモシボ・アフリカヌス　Ｔｈｅｒｓｏｓｉ　ｈｏ　ａｆｒｉｃａｎｕｓ　Ｄ ＮＡボＩメー−ゼ■　コード　るＤＮＡフーグメントのこの例は、Ｔａｆ　ＤＮ Ａポリメラーゼ■をコードするＤＮＡフラグメントを単離するのに用いられる縮 重プライマ方法を提示する。この方法においては、ポリメラーゼ連鎖反応でさま ざまな順方向及び逆方向プライマセットが用いられた。これらのプライマは、既 知のアミノ酸配列大腸菌（Ｌｃｏｌｉ）　Ｔ　７、及びモｕ）の５′→３′ヌク レアーゼドメイン、鋳型／プライマ結合ドメイン、ｄＮＴＰ結合ドメイン又は− 末鎖鋳型ＤＮＡ結合ドメインを含むさまざまな保存されたモチーフに合わせて設 計された。プライマ配列は、配列リストの節で与えられている；表１は各々のプ ライマのための識別番号を提供する。 例２に記載されているように、修正された５分勾配プロフィールを伴う６つのプ ロフィールのセットを用いて、縮重プライマ対をスクリーニングした。増幅にお けるマグネシウムの量は、増幅されたＰＣＲ生成物の量に影響を与えることがわ かった。マグネシウムの最適値は、選ばれたプライマ対ならびに鋳型の両方によ り左右された。 ｂ工染色体ＯＮ＾に対する縮重プライマプールをスクリーニングするために、平 均マグネシウム濃度（２ｓＭ）が選択された。 かくしてＰＣＲ条件は１０−Ｍのトリス、ｐｆ１８．３．５０５ＭのＭＣ１，２ ｍＭの？１ｇＣ１，、各々２００　ｕ　Ｍのｄ！ＩＴＰ、　１０ｎｇの染色体０ １４＾（ゲノム１つあたり４．７Ｘ１０’　（７）塩基対又ハ５．２Ｘ１０−” 　ｇ／ケ／ムチ、３．２　Ｘ　１０−　”Ｍゲノムと等価であった）、各々５０ ０ｎＭのオリゴプライマセット及び２．５−５単位のＬはポリメラーゼで構成さ れていた。ポリメラーゼＩ遺伝子のコード配列の５′及び３′末端を増幅するた めセフ）上に集中する合計１６対のプライマブールが用いられた。スクリーニン グされた１６セツトのうち、７セツト（ＤＧ１５２−ＤＧ１５３とＤＧ１４４− ［ｌＧ１４７゜ＤＧ１５２−ＤＧ１５３　とＤＧ１４Ｂ−［ｌＧ１４９．　ＤＧ １５４−ＤＧ１５５とＤＧ１７３−ＤＧ１７６、　ＤＧ１５４〜ＤＧ１５５　と ＤＧ１８１−［ｌＧ１８２．　ＤＧ１５４−ＤＧ１５５とＤＧ１６０−ＤＧ１６ ３．　ＤＧ１５６−［ｌＧ１５７とＤＧ１６８−ＤＧ１６９．　ＤＧ１６４−Ｄ Ｇ１６７とＤＧ１６０−ＤＧ１６３）が−５生成物の分子量と同じか又はそれよ り大きい分子量の個別のバンドを生成した。 ＰＣＲ生成物のうち４つが選択されクローニングされた（ＤＧ１５２−ＤＧ１５ ３　とＤＧ１４８−ＤＧ１４９．　ＤＧ１５４−ＤＧ１５５とＤＧ１８１−ＤＧ １８２．　ＤＧ１５４−ＩＩＧ１５５とＤＧ１６０−ＤＧ１６３．０Ｇ１６４− ＤＧ１６７と［１Ｇ１６０−ＤＧ１６３）、クローニングのために、目的とする 生成物の量を富化した。　ＰＣＲ反応生成物は油状物を除去するためクロロホル ムで抽出され、論ポリメラーゼを除去するためフェノール／クロロホルムで抽出 され、残留フェノールを除去するためエーテル抽出され、旧ｏｇｅｌ　Ｐ　−４ スピンカラム（ＢｅｔｈｓｓｄａＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ により市販されている）上で濃縮され脱塩された。ｉＩ製物を３％の低融点Ｎｕ Ｓｉｅｖｅ　”ＧＴＧアガロースゲル上で電気泳動させ、望ましいバンドを切り 取った０反復したフェノール抽出、エーテル抽出及びＢｉｏｇｅｌ　Ｐ　−４ス ピンカラム上での脱塩によってＤＮＡフラグメントをアガロースから単離した。 次に、プロトコル３（図３）を用いた初期生成で用いられたものと同じプライマ セットで再度生成物を増幅した。ここで初期低温度は５０度であった。クロロホ ルム抽出により反応物から油状物を除去し、ポリメラーゼをフェノール抽出によ り、又残留フェノールをエーテル抽出により除去した。バイオゲルＰ−４スピン カラム上での脱塩に続いて、メーカーの仕様書に従って調製物をＥｃｏＲＩ及び Ｆｘｍで制限酵素処理した。これらの部位は、表２に示されているように、ひき 続くクローニングを可能にすべく取込まれたプライマ配列内に含有された。制限 酵素をフェノール抽出によって除去し、試料を濃縮して３％の低融点ＮｕＳｉｅ ｖｅ　”ＧＴＧアガロースゲル上で電気泳動した。Ｉ的バンドを上述のように分 離した。 ハ■及びＥｃｏＲＩでプラスミドを制限酵素処理し細菌性アルカリホスファター ゼで脱リン酸化することによって、ベクターｐＢｓＭ１３　＋Ｈｉｎｄ　ｍ　： 　：　ｊｌｌ　Ｉｆを調製した。フェノール／クロロホルムでの抽出によってタ ンパク質を除去し、調製物をＢｉｏｇｅｌ　Ｐ　−４スピンカラム上で脱塩した 。ベクターｐＢｓＭ１３＋を制限酵素Ｈｉｎｄ　ＩＩＩで消化し、消化したベク タの末端をＫｌｅｎｏｗ処理で平滑末端化し１．ｉｌＩ［［リンカ−（５’　Ｃ ＡにＡＴＣＴＧ）を連結し、宿主細胞を形質転換し、但ｎｄ　ｍ部位の欠如及び ＢＩＬ１ｍ部位の存在を別にしてｐＢｓＭ１３＋と同じプラスミドを含んだ形質 転換体を選択することにより、ベクターｐＢｓＭ１３　＋）１ｉｎｄ　ｍ　：　 ：　ｊｌｌ　（ｌを作るのにベクターｐＢｓＭ１３　＋　（Ｓけａ　ｔａｇｅｎ ｅから購入）を用いた。 精製されたフラグメントの試料と調製されたベクタを１５時間１０°Ｃで連結し 、ＤＧ９８に形質転換し、形質転換された細菌の試料をアンピシリン含ｆ寒天平 板で培養した。アンピシリン耐性コロニーを分離し、粗プラスミドを調製した。 ＥｃｏＲＩ及びｑｌｌｌでの粗プラスミドの制限酵素処理の後のインサートのサ イズと初期ＰＣＲ生成物のサイズを比較し、両方のクローニングされたインサー トの消化パターンと初期ＰＣＲ生成物の消化パターンをさまざまな制限エンドヌ クレアーゼを用いて比較することにより、正しいクローンを同定した。選択され たクローンから１本１１ＤＮＡを調製し、標準的ジデオキシ配列決定方法によっ て配列を決定した。ＤＮＡ配列から演躍したアミノ酸配列は既知のポリメラーゼ 配列に対し著しい相同性を含み、このことはＰＣＲ生成物が実際に一シポリメラ ーゼ遺伝子から誘導されたことメラーゼ遺伝子のさまざまな領域の増幅とクロー ニングの成功をもたらした。プライマは、示されているアミノ酸配列をコードす る配列に相補的であるように設計された：上流の配列は、増幅生成物のクローニ ングで用いられる制限部位を取り込んでいる０表２において、逆プライマのため のＤＮＡ配列の下に示されているアミノ酸配列はカルボキシ→アミノ方向に与え られており、配列の相補体によってコードされる。表２内に示されるプライマは 以下のように特徴づけられる。 合成オリゴデオキシリボヌクレオチドＤＧ１４８及びＤＧ１４９は、熱安定性Ｄ ＮＡポリメラーゼの５′→３′エキソヌクレアーゼドメイン（最３′の１４のヌ クレオチド）内のモチーフの１つに対する「逆方向」プライマとして設計された ２つの異なる３２重の縮重（各々）２２−ｅｒブールである。プライマは、モチ ーフＧｌｙ−Ｇｌｎ−Ｌｙｓ−Ｔｈｒ−Ａｌａをコードし、加、　ＤＮＡポリメ ラーゼアミノ酸２００〜２０４及びＴｔｈ　ＤＮＡポリメラーゼアミノ酸２０１ 〜２０５に同一で一致する（＋）−１ｉＤＮ＾配列を相補するように設計されて いる。このモチーフは全てのテルムス（Ｔｈｅｒｗｕｓ　）の種内のＤＮＡポリ メラーゼ遺伝子の中に発見される。組合されたプライマブールは６４重の縮重で あり、プライマはその５′末端では遼Ｒ１認識配列をコードする。 合成オリゴデオキシリボヌクレオチドＤＧ１５２及びＤＧ１５３は、熱安定性Ｄ ＮＡポリメラーゼの５′→３′エキソヌクレアーゼドメイン（最３′の１４のヌ クレオチド）内のモチーフの１つに対する「順方向」プライマとして設計された ２つの異なる１６重の縮重（各々）２３ｍｅｒブールである。このモチーフはア ミノ酸配列Ｇｌｕ−Ａｌａ−＾５ｐ−Ａｓｐ−Ｖａｌであり、Ｔ３　ＤＮＡポリ メラーゼアミノ酸１１７〜１２１及びＴｔｈ　ＤＮＡポリメラーゼアミノ酸１１ ８〜１２２に同一で一致する。このモチーフは全てのテルムス（Ｔｈｅｒｍｕｓ 　）の種内のＤＮＡポリメラーゼ遺伝子内に見い出される０組換え型プライマブ ールは３２重の縮重であり、プライマはその５′末端でｕｆＬＩＩ＋認識配列を コードする。 合成オリゴデオキシリボヌクレオチドＤＧ１５４及びＤＧ１５５は、熱安定性Ｄ ＮＡポリメラーゼのプライマ：鋳型結合ドメイン（最３′の１１のヌクレオチド ）内のモチーフの１つに対する「順方間」プライマとして設計された２つの異な る３２倍縮重（各々）　１９ｍｅｒブールである。このモチーフはテトラペプチ ドアミノ酸配列Ｔｈｒ−Ａｌａ−Ｔｈｒ−Ｇｌｙであり、Ｔ３３　ＤＮＡポリメ ラーゼアミノ酸５６９〜５７２及びｎｌ及びテルムス（Ｔｈｅｒｍｕｓ　）スペ ーシス２０５　ＤＮＡポリメラーゼアミノ酸５７１〜５７４に同一で一致する。 このモチーフは、全てのテルムス（Ｔｈｅｒｍｕｓ　）の種においてＤＮＡポリ メラーゼ遺伝子内に見い出される。組合されたプライマブールは６４重縮重であ り、プライマはその５′末端でｑｌＵ認識配列をコードする。 合成オリゴデオキシリボヌクレオチドＤＧ１６０〜［１Ｇ１６３は、熱安定性Ｄ ＮＡポリメラーゼの鋳型結合ドメイン（最３′の１４のヌクレオチド）内のモチ ーフの１つに対する「逆方向」プライマとして設計された４つの異なる８重縮重 （各々）　２０ｗｅｒプールである。プライマは、モチーフＧｉｎ−Ｖａｌ−Ｈ ｉｓ−Ａｓｐ−Ｇｌｕをコードし、Ｔｇｑ　ＤＮＡポリメラーゼのアミノ酸７８ ２〜７８６　、並びにυ１及びテルムス（Ｔｈｅｙｖｕｓ）スペーシスＺ０５　 ＤＮＡポリメラーゼのアミノ酸７８４〜７８８に同一で一致する（＋）−鎖ＤＮ Ａ配列を相補するように設計されている。このモチーフは、全てのテルムス（Ｔ ｈｅｒＩｌｕｓ　）の種内のＤＮＡポリメラーゼ遺伝子の中に見い出される。組 合されたプライマブールは３２重縮重であり、プライマはその５′末端でＥｃｏ ＲＩ認識配列をコードする。 合成オリゴデオキシリボヌクレオチドＤＧ１６４〜ＤＧ１６７は、熱安定性ＤＮ Ａポリメラーゼの鋳型結合ドメイン（最３′の１４のヌクレオチド）内のモチー フの１つに対するｒ順方向Ｊプライマとして設計された４つの異なる１６重縮重 （各々）２２■ｅｒプールである。このモチーフは、ペンタペプチドアミノ酸配 列Ｇｌｙ−Ｔｙｒ−Ｖａｌ−Ｇｌｕ−Ｔｈｒであり、Ｔ３３　ＤＮＡポリメラー ゼのアミノ酸７１８〜７２２、並びにυ１及びテルムス（Ｔｈｅｒｓ＋ｕｓ　） スペーシスＺＯ５ＤＮＡポリメラーゼのアミノ酸７２０〜７２４に同一で一致す る。このモチーフは、はとんどのテルムス（Ｔｈｅｒ＋ｍｕｓ　）の種内のＤＮ Ａポリメラーゼ遺伝子の中に見い出される。 組合わされたプライマブールは、６４重縮重であり、プライマはその５′末端で Ｂ１１１ｒ認識配列をコードする。 合成オリゴデオキシリボヌクレオチドＤＧ１８１−ＤＧ１８２は、熱安定性ＤＮ ＾ポリメラーゼの鋳型結合ドメイン（最３′の１７個のヌクレオチド）内のモチ ーフの１つに対する「逆方向」プライマとして設計された２つの異なる２５６重 縮重（各々）　２３ｍｅｒプールである。プライマは、モチーフＧｉｎ−Ｇｌｙ −Ｔｈｒ−Ａｌａ−Ａｌａ−Ａｓｐをコードし、Ｔ！ＡＤＮＡポリメラーゼのア ミノ酸７５４〜７５９、並びに７ｔｈ　ＤＮＡポリメラーゼのアミノ酸７５６〜 ７６１に同一で一致する（＋）−ｔ！ｏＮａ配列を相補するように設計されてい る。このモチーフは、全てのテルムス（Ｔｈｅｒｍｕｓ　）の種内のＤＮＡポリ メラーゼ遺伝子の中に見い出される。 組合されたプライマブールは５１２重の縮重であり、プライマはその５′末端で は遼Ｒ＋認識配列をコードする。 ト１１　１ 次に、Ｔａｆポリメラーゼのための全コード配列を同定した。メーカーの仕様書 に基づいてＴａｆ染色体［ＩＮＡを膣旧、坦畦■、すＡ１゜ＥｃｏＲＩ、　Ｈｉ ｎｄ　［ＩＩ＋　ＫＢ　Ｉｔ　Ｐｓｔｌ、　５ａｃｌ、及びＳａｌ　Ｉで消化し 、０．７％のアガロースゲル上で電気泳動した（分子量標識として放射能標識さ れたＨｉｎｄ　ＩＩＩで消化されたラムダＤＮＡを用いる）、ゲルを０．２５Ｎ ＨＣＩ内で酸ニックしく３０分）、１９時間０．４ＮのＮａ１ｌｌ内での毛管作 用によりＨｙｂｏｎｄ　Ｎ＋”ナイロン膜（Ａｍｅｒｓｈａ■により市販されて いるもの）へと移送した。　５ｔｒａｔａｌｉｎｋｅｒ”１８００　（Ｓｔｒａ ｔａｇｅｎｅにより市販されているもの）により５０ｍジュールで照射すること によってＤＮＡを膜に架橋させ、予備ハイブリッド形成緩衝液で処理した。 プライマ対ＤＧ１６０−ＤＧ１６３及びＤＧ１６４−ＤＧ１６７と、ＤＧ１４４ −ＤＧ１４７〜Ｄ（ｄ５２−ＤＧ１５３の間にコードされた領域から放射性プロ ーブを生成した。初期ＰＣＲ生成物を生成し、制限分析により確認し、上述のと おり精製した。次に、精製されたＰＣＲ生成物の試料を鋳型として用い、増幅に おけるｄＧＴＰを５０μＭのα−”　Ｐ−ｄＧＴＰで置き換えることにより、増 幅を反復した。クロロホルム抽出によって油状物を除去し、フェノール／クロロ ホルムでの抽出によってポリメラーゼを除去し、試料を濃縮して、取込まれなか った標識をＢｔｏｇｅｌ　Ｐ　４スピンカラム上での脱塩によって除去した。ｔ Ｉ製物を３％の低融点ＮｕＳｉｅｖｅ　”ＧＴＧアガロースゲル上で電気泳動し 、上述のとおり、標的の放射線標識されたバンドを単離した。 ポリメラーゼ遺伝子のコード配列の３′末端を、１７時間５０℃で３．６Ｘ１０ ｈｃｐ−のプローブＴａｆ　ＤＧ１６０−ＤＣ１６３〜ＤＧ１６４−ＤＧ１６７ で染色体プロットをハイブリッド形成することによって同定した。プロットを、 まずは１０〜２５分間２３℃で２　Ｘ５ＳＰＥ、　０．１％ＳＤＳでそして次に ２０分間５２°ＣでＩ　Ｘ５ＳｐＥ、　０．１％ＳＤＳで２回洗浄し、オートラ ジオグラフィに付した。プローブに対しハイプリント形成した別個の７マンドを 同定し、放射線標識されたラムダ標識（マーカー）との比較によってその分子量 を測定した。かくして以下のフラグメント内で遺伝子の３′末端が位置づけされ た。 ｊＬ！　３′　ｒ　Ａ゛フラグメント　ｂ）現υ）Ｉｆ　６，０００または２１ ，０００］１１　２，３３０ リユＩ　８，１００ 腕Ｒ１４，９００または６，８００ 肛Ｂｄｌ１１　５，３５０．３，０００または１，６８０拘■１　１９．５００ 旦り　１，４１０またはｉｓ、　ｏｏ。 シ匹Ｉ　＞２３，０００ 星Ｉ　＞２３．０００ 次にポリメラーゼ配列の５′末端をコードする遺伝子の部分を同定した。０．５ ％のＳＤＳ中でプロットを無溝することによって３′プローブを除去し、２２時 間６６℃で３．０ｘｌＯ’　ＣｐＨのＴａｆプローブＧＤ１５２−ＤＧ１５３〜 ＤＧ１４８−ＤＧ１４９に対して膜をハイプリント形成させた。膜を１０分間２ ３°Ｃで２　Ｘ５ＳＰＥ、　０．１％ＳＯＳ中及び３０分間６５℃でＩ　Ｘ５Ｓ ＰＥ。 ０．１％ＳＤＳ中で２度洗浄し、オートグラフィに付した。従って、ポリメラー ゼ遺伝子の５′末端をコードする配列を含むものとして、以下のフラグメントと 同定した： ｕ　５’ｒ”゛フラグメントの　ｂ） −に　６，８■ ２つのハイブリッド形成パターンから、遺伝子がＢａ１Ｉ［及びＨ４ｎｄ１部位 の両方を含むことを確認した。さらに６８００ｂｐ　ＥｃｏＲＩフラグメントは 、ポリメラーゼ配列の３′末端及び５′末端の両方をコードする配列を含んでい る。 次に、遺伝子全体を含む６８００ｂｐ　［ＥｃｏＲＩフラグメントを染色体から クローニングした。メーカーの仕様書に従ってＥｃｏＲ［でＴａｆ染色体口Ｎ＾ （２０μｇ）を消化した。消化の完了は、０．７％アガロースゲル上での試料の 電気泳動、酸ニラキング、０．４ＮのＮａＯＨ中でのＨｙｂｏｎｄ　Ｎ＋”への 移送及び［１Ｇ１６０−ＧＤ１６３と［１Ｇ１６４−［）Ｇ１６７の間に延びる 放射能標識されたＴａｆ　ＰＣＲ生成物でのプローブ探査によって確認した。完 全な消化物を、ＴＥＡ中０．５％のＳｅａｋｅｍ”アガロースゲルゲル上での電 気溶出によってサイズ分画し、分画を収集した。標的ＥｃｏＲＩフラグメントを 含む分画を、０．７％のアガロースゲル上での電気泳動により同定し、次にこれ をニックし、０．４ＭのＮａＯＨ中でＨｙｂｏｎｄ　Ｎ＋”へと移送し、ＤＧ１ ６０−ＤＧ１６３とＤＧ１６４−［ｌＧ１６７の間に延びる放射能標識されたＴ ａｆ　ＰＣＲ生成物に対しハイブリッド形成させた。　６８００ｂｐのＥｃｏＲ Ｉフラグメントを含む分画をプールし、濃縮し、Ｂｉｏｇｅｌ　Ｐ　４スピンカ ラム上で脱塩した。 ＥｃｏＲＩでｐＢＲ３２２，ｐＵｃ１３及びｐＢｓＭｌ：３＋旧ｎｄｌｌ［：　 ：　Ｂｇｌ　ＩＩを消化し、細菌性アルカリホスファターゼで脱リン酸化し、フ ェノール／クロロホルムそして次にエーテルで抽出し、Ｂｉｏｇｅｌ　Ｐ　−４ スピンカラム上で脱塩することによって、３つのベクターを調製した。 ６８００ｂｐ　ＥｃｏＲＩ　フラグメントを含む、サイズ分画された材料をベク ターへに連結し、ＤＧ９８に形質転換し、形質転換混合物をアンピシリン含有寒 天平板上で培養した。 １６　時間３７°Ｃでの増殖に続いて、ニトロセルロースフィルタにコロニーを リフトし、トリトン溶菌緩衝液で溶菌し、０．５ＭのＮａＯＨ。 ＩＭのＮａＣ１を用いてＤＮＡ変性し、０．５Ｍのトリス、ｐ）１８．０．１． ０ＭのＮａＣｌで中和し、０．３ＭのＮａＣ１，１０ｄのトリス、ｐＨ７，６， １＋＊ＭのＥＤＴＡ。 ｐＨ８，０で洗い流し、３時間８０°Ｃで乾熱した。一時間６５°Ｃで予備ハイ ブリッド形成緩衝液と共にフィルタを保温し、５０°Ｃで１５時時間Ｇ１６０− ＤＧ１６３とＤ［；１６４−ＤＧ１６７の間で延びる放射線で標識されたＴａｆ 　ＰＣＲ生成物４．４　Ｘ　１０’ＣＰＭでハイブリッド形成させた。１６分間 ２３°Ｃにて５ＸＳＳＣ，０，１％ＳＤＳるより、又３０分間２３℃にて２　Ｘ ５Ｓｃ、　ｏ、ｔ％ＳＤＳによりフィルタを洗浄し、オートラジオグラフィに付 した。 プローブ陽性コロニーを、アンピシリン及びメチシリンを含む培地へ接種した。 プラスミドＤＮＡを単離しそれに続いて制限酵素分析を行なうことにより適正な コロニーを同定した。　ＥｃｏＲＩでの制限酵素処理によって６．８ｋｂインサ ートを含むクローンを同定した。染色体マツピングにおいてポリメラーゼ遺伝子 がＨ４ｎｄ　ｍ及びＩ１１部位の両方を含んでいることが確認されたことから、 適正なりローンをさらに）ｆｉｎｄ　ｉｆｆ、　Ｈ４ｎｄ　Ｉ［［とＥｃｏＲＩ 又はＩＩＩでの制限分析によって同定した。 さらに確認のため、示唆されたクローンの制限消化物を０．７％のアガロースゲ ル上で電気泳動し、ＤＮＡバンドをＨｙｂｏｎｄ　Ｎ＋”に移送し、ＤＧ１６０ −ＤＧ１６３とＩ］Ｇ１６４−ＤＧ１６７の間に延びる放射能標識されたｂ区Ｐ ＣＲ生成物そして次に前述のとおりＤＧ１４４−ＤＧ１４７と［１Ｇ１５２−Ｄ Ｇ１５３の間に延びる放射能標識されたＴａｆ　ＰＣＲでプローブ探査した。適 正なものとして複数のクローンを確認した（５２−１．５２−２．５２−３．５ ２−６゜５２−７及び５２−９）。 発現ベクターの構成のためのポリメラーゼ遺伝子の配列決定及びその後の操作を 容易にするため、大きい方の６８００ｂ［）　ＥｅｏＲＩフラグメントから小さ い方の３０００ｂｐ　ＥｃｏＲＶフラグメントをサブクローニングした。　６８ ００ＥｅｏＲＩフラグメントを含むクローン５２−１をメーカーの仕様に従って ＥｃｏＲＶで消化し、濃縮し、Ｂｉｏｇｅｌ　Ｐ　−４スピンカラム上テ脱塩し １％の低融点ＮｕＳｉｅｖｅ　”ＧＴＧアガロースゲル上で電気泳動した。次に 、前述のとおり標的バンドを精製した。 ベクターについては、ｐＢｓＭ１３＋Ｈ４ｎｄ［［Ｉ　：　：　Ｂｇｌ　ＩＩを Ｓｅａ　Ｉで制限酵素処理し、細菌性アルカリホスファターゼで脱リン酸した。 フェノール／クロロホルム抽出によりタンパク質を除去し、Ｂｉｏｇｅｌ　Ｐ　 −４スピンカラム上で調製物を脱塩した。 ベクタ及び精製されたフラグメントの試料を７時間２３℃でＴ　４　ＤＮＡリガ ーゼ及びＴ　４　ＲＮＡリガーゼにより連結し、ＤＧ９８に形質転換し、形質転 換混合物をアンピシリン含有寒天平板上で培養した。アンピシリン耐性コロニー を選択し液体培地で培養し、粗プラスミド調製物を単離した。 インサートのサイズは、それを含むＳｅａ　１部位の両側でベクタを切断するＥ ｃｏＲＩ及びＢａｇ旧での制限酵素処理によって決定した。インサートの同一性 は、（以下に記されている）染色体のマツピングから遺伝子内にあるものとして 以前に決定された部位であるＢａ１ｌＩ、影遼Ｒ１とり１１、及びＥｃｏＲＩと カッＩによる制限酵素処理により確認された０両方の方向にポリメラーゼ遺伝子 を含むクローンを同定した。 里プロモータからの発現のためコード配列を所定の位置に置く方向を、ｐＢｓＭ 　：　Ｔａｆ　Ｅｃｏ　ＲＶと呼称された。 例」ユ テルモシボ・アフリカヌス　Ｔｈｅｒ＋ｌ０３ｉｈｏ　ａｆｒｉｃａｎｕｓ　Ｄ Ｎ＾ポリメー−ゼ　へ　の　五 約３ｋｂのＥｃｏＲＶフラグメント上のＴａｆゲノムＤＮＡから全Ｔａｆ　ＤＮ Ａポリメラーゼコード配列を単離することができる。このＥｃｏ　ＲＶフラグメ ントを単離し、まず制限酵素違υＩで消化されていたＳｔｒａｔａｇｅｎｅＴ＋ ″ヘクタｐＢｓＭ１３＋にクベクニングした。得られたベクタはｐＢＳＭ　：　 ＴａｆＥｃｏ　ＲＶと呼称された。　Ｔａｆ遺伝子Ｅｃｏ　ＲＶ　ＤＮＡフラグ メントの方向は、１８５Ｍ１３＋ベクタからのヘーターガラクトシダーゼのコー ド配列のためのＡＴＧ出発コドン、リポソーム結合部位（ＲＢＳ　）及び連プロ モータがＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ■コード配列の発現のために位置づけされ ることになるようなものである。Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ■コード配列のＡ ＴＧ出発コドンは、それ自体ベータガラクトースコード配列のＡＴＧから約８４ ｂｐのところにあるＥｃｏ　ＲＶ制限酵素認識部位から約２０ｂｐのところにあ る。 次に、プラスミドｐＢＳＭ　：　Ｔａｆ　Ｅｃｏ　ＲＶ内のＴａｆ　ＤＮ＾ポリ メラーゼＩコード配列のカルボキシ末端コード領域を変更するために、オリゴヌ クレオチド部位特異性変異誘発を用いた。ヘルパーファージＲ４０８によってプ ラスミドを宿すＤＧ９８の対数増殖期培養物を感染させることによって一本領プ ラスミドＤＮＡを調製した。一本＄ＪｊＤＮＡを回収し電気溶出を介して精製し た。ベクターｐＢｓＭ１３＋の大きなハ１■フラグメントと１末鎖ｐＢｓＭ　： 　Ｔａｆ　Ｅｃｏ　ＲＶの間にキャン１２重鎖ＤＮＡを形成し、次にＤＧ２３３ 又はＤＧ２３４のいずれかの変異誘発性オリゴマと、キャン１２重鎖とをアニー リングした。キャン１２重鎖に対してアニーリングされた変異誘発性オリゴマを 含む反応物の延長及び連結を行ない、混合物をＤＧＩＯＩに形質転換した。ニト ロセルロースフィルタ上の形質転換されたコロニーをＴ−３２ｐ標識されたオリ ゴマＤＧ２３５でのハイブリッド形成によってスクリーニングした。正の（陽性 ）単一コロニーから調製されたミニ−スクリーンＤＮＡを、新しいＢａ＋ｓ旧部 位の存在、ｈＪＩ［部位の欠失及び適切なＰｖｕ　Ｉ［パターンを確認する目的 で制限分析によって分析した。ＤＮＡ配列分析では、突然変異誘発が確認された 。 変異誘発性及びプローブオリゴマの配列を以下に示す。 ＤＧ２３３　配列番号：　３１　５　’　−ＧＣＧＡＡＴＴＣＧＡＧＣＴＣＧＧ ＴＡＣＣＧＧＡＴＣＣＴＣＡＴＴＣＣＣＡＣＴＣＴＴＴＴＣＣＤＧ２３４　配列 番号：　３２　５　’　−ＣＣＴＴＴＡＣＣＣＣＡＧＧＡＴＣＣＴＣＡＴＴＣＣ ＣＡＣＴＣＴＴＴＴＣＣ ＤＧ２３５　配列番号：　３３　５　’　−ＧＡＴＣＣＴＣＡＴＴＣＣＣＡＣＴ ＣＤＧ２３３による変異誘発は、ＴＡＡ停止コドンを丁ＧＡに変え、新しいＴＧ Ａ停止コドンのすぐ後にＢａｇ旧制限部位を作り出し、ベクタのポリリンカー内 のｊ副■部位までＴ訂及びベクタ配列を欠失させた。 これは２１３ｂｐの欠失に当たる、　ＤＧ２３３変異からの適正な変異体の１つ をｐＴａｆｏｌと呼称した。 ＤＧ２３４による変異誘発は、ＴＡＡ停止コドンをＴＧＡに変え、ＴＧＡ停止の すぐ下流に新しいＢａｓ＋　Ｈ１部位を作り出したが、Ｂａｇ　１１部位の下流 のいかなるＴａｆ又はベクター配列も欠失させなかった。ＤＧ２３４変異誘発か らの適正な変異体の１つをｐＢｓＭ　：　Ｔａｆ　ＲＶ　３　’　と呼称した。 これは以下にｐＴａｆｏｌについて示されているように発現ベクターを構成する のに用いることができる。 ｐＴａｆ０１内のＴａｆ　ＤＮＡポリメラーゼＩ遺伝子の５′末端を変更するた めには、オリゴヌクレオチド部位特異的変異誘発を用いた。変異誘発は、Ｔａｆ 　ＤＮＡポリメラーゼＩコード配列のＡＴＧ出発点におし）て％ｃｏ　Ｉ制限部 位を挿入し、そしてベクタ及びＴａｆ配列を欠失させて１ａｃＺＡＴＧ出発コド ンをＴａｊ　ＤＮＡポリメラーゼｌコード配列のための出発コドンにするために 変異誘発性オリゴマヌクレオ千ドＤＧ２４８を用いて、上述の通りであった。ニ トロセルロースフィルタ上の形質転換されたコロニーを、γ−１２２［２された オリゴヌクレオチドＤＧ２３７とハイブリッド形成によってスクリーニングした 。変異誘発性及びプローブオリゴマの配列を以下に示す。 ＤＧ２４８　配列番号：　３４　５　’　−ＣＡＡＡＴＡＧＡＡＡＣＡＴＣＴＴ ＴＣＣＣＡＴＧＧＣＴＧＴＴＴＣＣＴＧＴＧＴＧＡＡＡＴＴＧＤＧ２３７　配列 番号：　３５　５　’　−ＧＡＡＡＣＡＧＣＣＡＴＧＧＧＡＡＡＧ陽性コロニー から調製されたミニスクリーンＤＮＡを、新しいＮｃｏ　１部位の存在及び欠失 を確認するため制限分析に付した。適正な配列が得られたことを確認するためＤ ＮＡ配列分析も行なった。適正なプラスミドを、ｐＴａｆ０２と呼称した。ρＴ ａｆ０２を宿したＩＰＴＧ−誘導性培養物は、粗抽出タンパク質１＋＊ｇにつき ２４単位で熱安定性ポリメラーゼ活性を発現した（ここで９８３Ｍ１３＋対照培 養物は粗抽出タンパクＷ１−ｇにつき０．０４単位であり、ｐＢＳＭ　：　Ｔａ ｆ　Ｅｃｏ　ＲＶ培養物は粗抽出タンパクｆ１ｍｇにつき６．５単位であった。 ）ｐＴａｆ０２内のＬ区ＤＮＡポリメラーゼ■コード配列を含む２．７ｋｂの籾 ！２Ｔ　−Ｂａａ　ＩＩ　ＤＮＡフラグメントを、連速１及びＢａａ旧で消化さ れた４つのＰＬ発現プラスミドｐＤＧ１８２〜ｐＤＧ１８５にクローニングした 。プラスミドρＤＧ１８２及びρＤＧ１８４はｐＤＧ１６０の誘導体であり、そ してｐＤＧ１８３及びｐＤｌｌ；１８５はρＤＧ１６１の誘導体である。プラス ミドｐＤＧ１６０及びｐ［１Ｇ１６１の構成については、１９８９年１２月２２ 日付出願の米国特許出願第４５５．９６７号の例６に記されている（この記載を 引用により本明細書に岨み入れる）。このような発現ベクタのための好ましい宿 主は大腸菌（Ｅ、　５匪１ｉ）　Ｋ１２菌株ＤＧ１１６であり、宿主細胞の培養 及び発現の誘導は、前記第４５５．９６７号の例７に記述されている通りに行な われる。 発現ベクターｐＤＧ１８２〜ＰＤＧ１８５を構成するためには、制限酵素Ｍｒｏ 　１及びｊ副ＩでプラスミドｐＤＧ１６０及びｐＤＧ１６１を消化し、得られた フラグメントのうち小さい方を２重鎮アダプタリンカーＦＬ４２／ＦＬ４３又は ＦＬ４４／ＦＬ４５のいずれかと置換し、ベクターを連結によって再環化した。 ２重鎮アダプタリンカーＦＬ４２　（配列番号：　３６）　；　ＦＬ４３　（配 列番号：　３７）　；　ＦＬ４４　（配列番号：３８）、及びＦＬ４５　（配列 番号：３９）を以下に示す。 ３−ＴｒＣＴＴＣＣＴＣｍＴＡＴＧＧＴＡＣＣＣＧＧＣ＋Ｃ−５’以下の表はプ ラスミド９０ＧＬ８２〜ｐＤＧ１８５の特性を記している。 Ａｍｐ”又は　ＡＴＧにお　ｐＤＧ１６０又はｐＤＧ１６１に丘Ｕ二　はＴｅｔ ”　ＲＢＳ　状ｉ部位　クローニング　た　のｐＤＧ１８２　Ａ■、　Ｔ７　ル 夕Ｉ　ＦＬ４２／ＦＬ４３−ｐＤＧ１６０ρロＧ１８４　Ａｍｐ　Ｎ　Ｎ旦ｏ　 Ｉ　ＦＬ４４／ＦＬ４５−ｐＤＧ１６０ｐＤＧ１８３　Ｔｅｔ　Ｔ　７　Ｎｃｏ 　Ｉ　ＦＬ４２／ＦＬ４３−ｐＤＧ１６１ｐＤＧ１８５　Ｔｅｔ　Ｎ　Ｎｃｏ　 Ｉ　ＦＬ４４／ＦＬ４５−ｐＤＧ１６１上に表示した特徴に加えて、ｐＤＧ１８ ２〜ｐＤＧ１８５ベクターは同様に、バチルス・チュリンジエンシス（Ｂａｕｌ ＋ｕｓ　ｔｈｕｒｉｎ　１ｅｎｓｉｓ）からのδ−トキシン陽性レトロレギュレ ーター及び、プラスミドをコピー数について温度感応性のものにするＲＮＡ　Ｉ ｆ遺遺伝円内点変異をも含んでいる。 ２．７ｋｂのＮｃｏ　Ｉ−Ｂａｇ旧フラグメントを含むｐＤ０１Ｂ２〜ｐＤＧ１ ８５の誘導体はｐＴａｆ０３　（ｐＤＧ１８２から）、ｐＴａｆ０４　（ｐ［１ Ｇ１８３から）、ｐＴａｆ０５　（＋１ＤＧ１８４から）及びｐＴａｆ０６　（ ｐＤ０１８５から）である。これらのプラスミドは、発現が誘発されたとｈＴａ ｆ　ＤＮＡポリメラーゼＩ活性を生成する。 ■工 Ｔａｆ　ＤＮＡボ１メー−ゼ　いたＰＣＲ例１で精製された約１．２５単位のＴ ａｆ　ＤＮＡを用いてＴｔｈゲノムＤＮＡからの配列を増幅する。反応量は５０ μ！であり、反応混合物は、５０ｐｍｏ　ＩのプライマＤＧ７３．１０’　〜１ ０’コピーのＴｔｈゲノム（ＤＮＡ　１　ｎｇにつき〜２Ｘ１０’ゲノムコピー ）、５０ｐｍｏｌのプライマＤＧ７４．２００μＭずつの各ｄＮＴＰ、２　ｍＭ のＭｇＣＩｚ、１０ｍＭのトリス−ＭＣＩ、　ｐＨ８，３，５０ｍＭのＭＣＩ及 び１００μｇ／腸Ｉのゼラチン（場合によってはゼラチンを省略することができ る）を含む。 反応は、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ　Ｃｅｔｕｓ　ｒｎｓｔｒｕｓ＋ｅｎｔｓ社 のＤＮＡサーマルサイクラ−で行なわれる。１５分間９６°Ｃで；３０秒間５０ ℃で又３０秒間７５℃で２０〜３０サイクルを行なう、２０サイクル目で、臭化 エチジウム染色ゲル上に増幅生成物（サイズ１６０ｂｐ　）がかすかに見え、３ ０サイクル目で生成物は臭化エチジウム染色ゲル上で容易に見える（紫外線の下 で）。 Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの使用単位数が少ない場合（すなわち５０ａｉ！の 反応につき０．３１単位）　、ＰＣＲが生み出す非特異的生成物はさらに少なく なる可能性がある。さらに、１％という最終濃度まで反応混合物に対してＩａｕ ｒｅｔｈ−１２といった非イオン性洗浄剤を添加すると、ＰＣＲ生成物の収量を 改善することができる。 プライマ０Ｇ７３及びＤＧ７４は以下に示されている：ＤＧ７３　配列番号：　 ４０　５　’　−ＴＡＣＧＴＴＣＣＣＧＧＧＣＣＴＴＧＴＡＣＤＧ７４　配列番 号：　４１　５　’　−ＡＧＧＡＧＧＴＧＡＴＣＣＡＡＣＣＣＴＣＡ■旦 Ｔａｒボリメー−ゼの 発現レベルを増大させようとして、（１）コード配列のコドン２〜６の予想され たヘアピン構造を除去するため及び（２）天然配列内に存在するコドンよりも大 腸ｉ１ｉ　（Ｅ、　ｃｏｌｉ）内でより一般的に用いられているコドンにコドン ２，５，６．７．９及び１１を変えるために、部位特異的変異誘発が行なわれた 。各々修正された配列を含む突然誘発プライマＦＲ４０４又はＦＲ４０５を合成 し、リン酸化した。修正されたコドン９及びコドン１０はＫｐｎ　１部位を形成 する。Ｓ　ｔｒａ　ｔａｇｅｎｅから市販されているヘルパーファージＲ４０８ により、プラスミドを含有するＤＧＩＯＩの対数増殖期培養物を同時感染させる ことによって、１本１１１ｐＴａｆ０２を調製した。１本［ｐＴａｆ０２及びｐ ＢｓＭ１３＋のｐｖｕ　ＩＩ消化からの大きいフラグメントの「ギャップ２１１ ］ＩＪを、２つのプラスミドを混合し２分間沸とうするまで加熱し５分間６５℃ まで冷却させることによって作り出した０次に、混合し２分間８０°Ｃまで加熱 しゆっくりと室温まで冷却させることによって、変異誘発性プライマＦＲ４０４ 又はＦＲ４０５を「ギヤフジ２重鎮」とアニーリングさせた。残ったギャップを ｌ！１ｅｎｏ−の延長によって充たし、フラグメントをＴ４ＤＮＡ　リガーゼに より連結した。なおここで両方の反応は共に、３０分間３７℃で標準塩の中の２ ００　ｔｔ　Ｍの各ｄＮＴＰ及び４０ｔ！ＭＡＴＰ中で行なわれた。 得られた環状フラグメントを、ニトロセルロースフィルター上の平板形質転換に よりＤＧＩＯＩ宿主細胞に形質転換した０重複フィルタを作製し、適正なプラス ミドの存在を、Ｔ２ｔｐ−リン酸化プローブでの探査によって検出した。ＦＲ４ ０４による変異誘発の生成物についてスクリーニングするにはＦＲ４０１を用い 、ＦＲ４０５による変異誘発生成物についてスクリーニングするにはＦＲ３９９ を使用した。　ｐＴａｆ０２からの（１部位及び導入された獅１部位の存在を確 認するため、陽性コロニーから調製されたミニスクリーンＤＮＡを制限酵素分析 に付し、その後［ＩＮＡ配列を確認した。上述のプロトコルにより２つの発現ベ クタを生産した：　ＦＲ４０４を用いて生成したベクタをｐＴａｆ０７と呼称し ＦＲ４０５を用いて生成したベクタをｐＴａｆｏ＆と呼称した。 この例で用いたオリゴヌクレオチド配列を以下に列挙する。 ±エヱ　ＳＥＱ　１０　ＮＯ：　ｙＡ ＦＲ３９９配列番号：　４２　５　’　−ＴＡＡＧＡＴＧＴＴＣＴＴＧＴＴＣＦ Ｒ４０１配列番号：　４３　５　’　−ＴＡＡＧＡＴＧＴＴＣＣＴＧＴＴＣＦＲ ４０４配列番号：　４４　５　’　−ＡＴＡＣＴＡＡＡＣＣＧＧＴＡＣＣＡＴＣ ＧＡＡＣＡＧＧＡＡＣＡＴＣＴＴＡＣＣＣＡＴＧＧＣＦＲ４０５配列番号：　４ ５　５　’　−ＡＴＡＣＴＡＡＡＣＣＧＧＴＡＣＣＡＴＣＧＡＡＣＡＡＧＡＡＣ ＡＴＣＴＴＡＣＣＣＡＴＧＧＣ勇ユ 末端笠念ＴａｆボＩメー−ゼの 遺伝子の５′末端に欠失を導入することにより、５′→３′エキソヌクレアーゼ 活性が欠如したＴａｆポリメラーゼのミューティン形態を構成した。以下のプロ トコルを用いて２７９及び４１７塩基対欠失を生み出した：すなわち、望ましい フラグメントを切除すべく制限酵素で発現プラスミドを消化し、フラグメント端 部をＫｌｅｎ。−及び４つのｄＮＴＰ全てで修復して平滑末端を生成し、生成物 を連結して目的とする欠失をもつ新しい環状プラスミドを生成した。９３キロダ ルトンのＩポリメラーゼの５′→３′エキソヌクレアーゼ欠失形態を発現するた め、アミノ酸２−９３を含む２７９ｂｐの欠失を生成させた。８８キロダルトン のＬσポリメラーゼの５′→３′エキソヌクレアーゼ欠失形態を発現するために は、アミノ酸２〜１３９を含む４１７ｂｐの欠失を生成させた。 コドン２−９３が欠失したプラスミドを作るために、Ｎｃｏ　Ｉ及び陰１でρＴ ａｆ０３を消化し、Ｋｌｅｎｏ−処理により末端を修復した。消化及び修復した プラスミドを５μｇ／ｍｌまで希釈し、平滑末端条件下で連結した。希プラスミ ド濃度は、分子間連結に有利に作用する。連結されたプラスミドをＤＧ１１６に 形質転換した。ミニスクリーン［１ｌＪＡ調製物を制限酵素分析に付し、ＤＮＡ 配列分析により適正なプラスミドを確認した。ｐＴａｆ０３からのセグメントを 欠失させることによって生成した発現ベクトルをｐＴａｆ０９と呼称した。ｐＴ ａｆ０５から生成した類似のベクターをｐＴａｆｌｏと呼称した。 コドン２−１３９が欠失した状態の発現ベクタも同様に作り出した。 最初の制限消化がＮｃｏ　Ｉ及び地α■で行なわれるという点を除いて、同しプ ロトコルを用いた。　ｐＴａｆ０３から生成した発現ベクタをｐＴａｆｌｌと呼 称し、ｐＴａｆ０５から生成した発現ベクタをｐＴａｆ１２と呼称した。 五ｌ Ｔ７プロモー　る　ヘク 発現ベクター内でプロモータ及び／又はリポソーム結合部位（ＲＢＳ）を変化さ せることによつて発現効率を変化させることが可能である。 Ｔ７遺伝子１０プロモータ及びＲＢＳを用いて発現ベクタｐＴａｆ１３における ＴａｆＤＮＡポリメラーゼの発現を制御し、Ｔ７遺伝子ｌＯプロモータ及び遺伝 子ＮＲＢＳを用いて発現ベクタｐＴａｆ１４内の−ｔｆ　ＤＮＡポリメラーゼの 発現を制御した。これらのベクタの構成には、ｐＴａｆ０５内に存在ユニーク制 限部位すなわち、プロモータの下流のＡｆｌ　Ｉ［部位、ＲＩＩ５の下流のＮｃ ｏ　Ｉ部位及びプロモータとＲＢＳの間の影徂Ｅ１部位が活用゛される。前述の 例で記したものに類似の技術を用いて既存のプロモータをｐＴａｆ０５から切除 し、合成Ｔ７遺伝子１０プロモータで置換した。 合成インサートを２つの重複合成オリゴヌクレオチドから生成した。　ｐＴａｆ １３を形成するため、ＦＲ４１４及びＦＲ４１６を等しい分量混合し、沸とうす るまで加熱し、ゆっくりと室温まで冷却した。ハイブリッド形成されたオリゴヌ クレオチドをＫｌｅｎｏ−で延長して全長２本鎖インサートを生成させた。次に 延長したフラグメントをＡｆｔ　ＩＩ及びＮＣＱ　Ｉで消化し、適当な粘着末端 を残した。Ａｆｔ　ＩＩ及びＮｃｏ　Ｉで消化したプラスミドρＴａｆ０５にイ ンサートをクローニングした。得られたプラスミドでＤＧ１１６宿主細胞を形質 転換し、目的とするプラスミドについて形質転換体をスクリーニングした。 ＦＲ４Ｌ４及びＦＩ？４１８を用いるという点を除いて、ｐＴａｆ１４の生成に は同し手順を用い、Ａｆｌ　ｎ及び地組ＥＩで延長フラグメントを消化した。 このＤＮＡフラグメントを、Ａｆｌ　ｎ及び地組ＥＩで消化されたプラスミドｐ Ｔａｆ０５内でＰＬプロモータと置換させた。 誘導性Ｔ７ＲＮＡポリメラーゼ遺伝子を含有するように修飾された大腸菌（Ｅ、 　ｃｏｌｉ）宿主細胞を形質転換するためにプラスミドｐＴａｆ１３及びｐＴａ ｆ１４を用いる。しかじから、Ｔ７ＲＮ＾ポリメラーゼはプラスミドベクター内 に存在するδ−トキシンレトロレギュレーターターミネータ配列を認識しない可 能性があるため、Ｔ７遺伝子１ｏターミネイタ配列をｐＴａｆ１３又はｐＴａｆ 　１４にクローニングすることが望ましい場合がある。 まず、ＡＴＣＣ３７２５４（Ｙａｎｉｓｃｈｅ−Ｐｅｒｒｏｎ他、１９８５年、 這払王３３　：　１０３−１１９参照）として入手できる小形の高コピー数大腸 菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）クローニングベクタｐＵｃ１９にＴ７遺伝子１０ターミネ ータをクローニンクシタ。Ｈｉｎｄ　ｍ粘着末端により挟まれた（フランキング ）Ｔ７Ｊ伝子１０ターミネイタ配列を提供するため合成オリゴヌクレオチドＨ− ７３及びＨ−７５をアニーリングした。　ｐＵｃ１９プラスミドをＨｉｎｄ　ｍ で消化し、Ｈｈ１７３／ＨＷ７５２ＭＭと連結した。ｐＴｉ１６６と呼称された 得られたプラスミドをＤＧＩＯＩに形質転換し、制限酵素消化及びＤＮＡ配列分 析により方向についてスクリーニングした。 Ｔ７プロモータ配列を挿入することによってｐＵｃ１９から第２のベクターを作 製した。Ｂａｇ　Ｈ１粘着末端に挟まれた（フランキング）Ｔ７ブロモータ配列 を提供するため合成オリゴヌクレオチドＨ−７１及びＨＷ７２をアニーリングし た。、ｐｔｌｃ１９プラスミドをＢａｇ　Ｈｌ　で消化し、ＨＨ７１／ＨＷ７２ ２重鎮と連結した。ρＴＷ６４と称する得られたプラスミドをＤＧＩＯＩに形質 転換し、制限分析及び配列分析により、方向についてスクリーニングした。 Ｔ７ブロモータを含む９５ｂｐフラグメントを、Ｅｃｏ　Ｒ１及びＨｉｎｄ　ｍ での消化及びゲル電気泳動による制限フラグメントの分離により１丁−６４から 分離させた。ｐＴＷ６６ブラスミドをＥｃｏ　Ｒ１及び坦ｎｄ　Ｉ［［で消化し 、ｐＴＷ６４の消化からの精製フラグメントと連結した。得られたｐＴＷ６７と 称するベクタは、Ｔ７ブロモータ配列と遺伝子１０タ一ミネータ配列の両方を含 む。 Ｘｈｏ　Ｉ及び５ａｌｌでの消化により、Ｔ７遺伝子１０ターミネータ配列をｐ ＴＷ６７から切除する。ベクターは、バックグラウンドを減少させるためにＰｖ ｕ　Ｉ［によってもカットされる。　ｐＴａｆ１３ベクタは既存のターミネータ のちょうど下流にあるユニーク部位で開裂する５ａｌｌで切断される。Ｘｈｏｌ 及び５ａｉｌでの消化は、連結のため同じ粘着末端を残す、開裂されたｐＴａｆ １３で、１７遺伝子１０タ一ミネータ配列を含むフラグメントが連結される。得 られたｐＴａｆ１６と称するプラスミドはＭＭ２９４に形質転換され、方向につ いてスクリーニングされる。 Ｔ７遺伝子１０プロモータ、ＲＢＳ　、及びＴ７遺伝子ｌＯターミネータを含む 発現プラスミドｐＴａｆ１６を、誘導性Ｔ７ＲＮＡポリメラーゼ遺伝子を含有す るべく修飾された大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）宿主細胞に形質転換する。 これらのベクタの構成に用いられたオリゴヌクレオチドを以下に列挙する。 ＦＲ４１４配列番号：４６　５’−ＴＣＡＧＣＴＴＡＡＧＡＣＴＴＣＧＡＡＡＴ ＴＡＡＴＡＣＧＡＣＴＣＡＣＴＡＴＡＧＧＧＡＧＡＣＣＡＣＡＡＣＧＧＴＴＴＣ ＣＣＴＣＦＲ４１６配列番号：　４７　５　’　−ＴＣＧＡＣＣＡＴＧＧＧ丁Ａ ＴＡＴＣＴＣＣＴＴＣＴＴＡ＾＾ＧＴＴＡＡＡＣＡＡＡＡＴＴＡＴＴＴＣＴＡＧ ＡＧＧＧＡＡＡＣＣＧＴＴＧＦＲ４１８配列番号：４８　５’−ＴＣＡＧＴＣＣ ＧＧＡＴＡＡＡＣＡＡＡＡＴＴＡＴＴＴＣＴＡＧＡＧＧＧＡＡＡＣＣＧＴＴＧ Ｈ−７１配列番号：４９　５’−ＧＡＴＣＡＣＴＴＣＧＡＡＡＴＴＡＡＴＡＣＧ ＡＣＴＣＡＣＴＡＴＡＧＧＧＡＧＡＣＣＧ Ｈ−７２配列番号：ｓｏ　５’−ＧＡＴＣＣＧＧＴＣＴＣＣＣＴＡＴＡＧＴＧＡ ＧＴＣＧＴＡＴＴＡＡＴＴＴＣＧＡＡＧＴ Ｈ−７３配列番号：　５１　５　’　−ＡＧＣＴＴＴＡＡＡＧＡＴＣＴＡＡＴＡ ＡＣＴＡＧＣＡ丁＾ＡＣＣＣＣＴＴＧＧＧＧＣＣＴＣＴＡＡＡＣＧＧＧＴＣＴＴ ＧＡＧＧＧＧＴＴＴＴＴＴＧＣＴＧＡＣＴＣＧＡＧ Ｈ−７５配列番号：５２　５’−ＡＧＣＴＣＴＣＧＡＧＴＣＡＧＣＡＡＡＡＡＡ ＣＣＣＣＴＣＡＡＧＡＣＣＣＧＴＴＴＡＧＡＧＧＣＣＣＣＡＡＧＧＧＧＴＴＡＴ ＧＣＴＡＧＴＴＡＴＴＡＧＡＴＣＴＴＴＡＡ 廻」− １隻Ｊ−じφＬ乙区 Ｔａｆポリメラーゼ遺伝子の翻訳を行なうために、Ｌ区発現ベクターの翻訳カッ プリングされた誘導体を構成した。短かいコード配列のための停止コドンが−Ｖ 遺伝子コード配列のためのＡＴＧ出発コドンとカップリングする、すなわち重複 するように、Ｔａｆ遺伝子コード配列のちょうど上流に２次翻訳開始シグナル及 び短かいコード配列を存する発現ベクターを構成した。短かいコード配列の翻訳 は、リポソームをＬ区遺伝子翻訳開始部位に非常に近ずけ、Ｔａｆ遺伝子の翻訳 を強化する。 ｙコード領域の上流に１かれた大腸菌（Ｅ、　ｃｏ旦）　Ｔｒｐ　Ｅ遺伝子の最 後の６つのコドンにフレームを合わせて融合されたＴ７バクテリオフアージ主要 カプシドタンパク質（遺伝子１０）の最初の１０のコドン及び翻訳開始シグナル を有する翻訳カップリングされたＬμ発現ベクタを構成した。Ｔｒｐ　ＥのＴＧ Ａ　（停止）コドンは、Ｔａｆ遺伝子のＡＴＧ　（出発）コドンと「カップリン グ」され、大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）染色体上のＴｒｐ　ＤのＡＴＧ（出発）コ ドンとカップリングされたものとして配列ＴＧＡＴＧを形成する。短かいコード 配列の翻訳と二■コード配列の翻訳の間には１つの塩基フレームシフトが必要と される。 以下の例では、予め存在するプラスミドから、Ｔ７遺伝子１〇−大腸菌（Ｅ、　 ｃｏｌｉ）　Ｔｒｐ　Ｅ／Ｔｒｐ　Ｄ融合生成物を含むフラグメント（Ｔｒｐ　 ＤからのオーバーラツプするＡＴＧ出発コドンを伴うＴｒｐ　ＥからのＴＧＡ停 止コドンと最後の６つのコドン）が得られた。当業者であれば、翻訳カップリン グされた発現ベクタの構成において用いられるＴ７遺伝子１０−大腸菌（Ｅ、　 ｃｏｌｉ）　Ｔｒｐ　Ｅ／Ｔｒｐ　Ｄ融合生成物を合成オリゴヌクレオチドから 構成できるということが認識できることだろう。 挿入されたフラグメントのための配列を、以下に列挙する。 Ｔ７遺伝子１〇−大腸菌（Ｅ、　ｃｏ旦）　Ｔｒｐ　Ｅパｒｐ　Ｄ融合生成物を 、ｐｓＹｃ１８６８並びにプライマＦＬ４８及びＦＬ５０を用いて増幅した。　 ＡＴＧ出発コドンからＡＴＧ出発コドンの下流の１■部位までのｐＴａｆ０２中 のＴａｆ　Ｐｏｌ　Ｉ遺伝子の５′末端を増幅するためＦＬ５２及びＦＬ５４を 用いた。 プライマＦＬ５０及びＦＬ５２は、部分的に相補的になるよう設計した。従って ＦＬ４８の延長生成物は、ＦＬ５４の延長生成物にハイブリッド形成することが できる。２つの増幅生成物を混合し、９５℃まで加熱し、アニーリングするべく 室温までゆっくりと冷却させた。ＦＬ４８とＦＬ５４の生成物の間で形成された ハイブリッドを二５ポリメラーゼで延長し、全長２本鎖分子を形成した。 延長されたインサートをプライマＦＬ４８とＦＬ５４で増幅し、次にＭｒｏ　１ 及び１■で消化した。プラスミドρＴａｆ０３をＭｒｏ　ｌ及びＢｇｌ■で消化 し、次に、再連結を防ぐべく仔ウシ腸内アルカリホスファターゼで処理した。消 化されたｐＴａｆ０３をインサートで連結した。得られた構成物でＤＧ１１６宿 主細胞を形質転換し、形質転換体を目的とするプラスミドＤＮＡについてスクリ ーニングした。得られたベクターをｐＴａｆ１５と呼称した。 オリゴヌクレオチドプライマ及びＴ７遺伝子１〇−大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）Ｔ ｒｐ　Ｅ／Ｔｒｐ　Ｄ融合生成物（遺伝子ＩＯインサート）を以下に列挙する。 五刊 とＬ■ｕＬ坐光ユ コドン利用のパターンはテルモシボ・アフリカヌス（Ｔｈａｒμｍ匡胚ａｆｒｉ ｃａｎｕｓ）と大腸ＩＩ　（Ｅ、　ｃｏは）の間で異なっている。　Ｔａｆコー ド配列においては、ＡＧＡコドンによって最も頻繁にアルギニンがコートサレる が、一方、大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）宿主細胞においてはこのコドンは、低い頻 度でしか使用されない、対応するＡｒｇ　ＵｔＲＮＡは、大ｍ菌（Ｅ、　ｃｏｌ ｉ）において低い濃度で現われる。　ＡＧＡコドンを用いたＡｒｇ　ｔＲＮＡの 宿主細胞内の低い濃度は、ｙポリメラーゼ遺伝子の翻訳効率を制限する可能性が ある。大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）宿主内のＴａｆコード配列の翻訳効率は、’Ａ ｒｇ　Ｕ　Ｊ　ｔＲＮＡのための遺伝子を含む第２の発現ベクタを用いて宿主細 胞にｔＲＮＡ遺伝子の多重コピーをクローニングすることにより、このｔＲＮＡ 種の濃度を増大させることによって改善させることができる。 Ａｒｇ　［ＩｔＲＮＡ遺伝子を、プライマＤＧ２８４及びＤＧ２Ｆ３５を用いて 大腸閑（Ｅ、　ｃｏｌｉ）ゲノム［ｌＮＡからＰＣＲで増幅した。増幅された生 成物を５ａｌｌ及びＢａｇ　ＨＩで消化した。Ｎｅ１ｗ　Ｅｎｇｌａｎｄ　Ｂｉ ｏｌａｂｓから市販されているＣｏｔ　Ｅｌ適合性ヘベクターＡｃＹ１８４を鉢 口及び影υ旧で消化し、その後Ａｒｇ　Ｕ遺伝子フラグメントを消化されたベク ターで連結した。 ＤＧＩＯＩ細胞を形質転換し、連結されたベクタをｐＡＲＧＯｌと呼称した。 最後に、ｐＡＲＧＯｌとｐＴａｆ０３でＤＧ１１６宿主細胞を同時形質転換した 。 この例で用いたオリゴヌクレオチドプライマを、以下に列挙する。 プライマ　■月１号　■ ＤＧ２８４　配列番号：　５８　５　’　−ＣＧＧＧＧＡＴＣＣＡＡＡＡＧＣＣ ＡＴＴ−ＧＡＣＴＣＡＣＡＧＣＡＡＧＧ ＤＧ２８５　配列番号：　５９　５　’　−ＧＧＧＧＧＴＣＧＡＣＧＣＡＴＧＣ ＧＡＧ−ＧＡＡＡＡＴＡＧＡＣＧ 五Ｕ え　Ｔａｆボ１メー−ゼの 以下のプロトコルを用いて、上の例４で記述した発現ベクタの１つを含む大腸菌 （Ｅ、　ｃｏ旦）菌株ＤＧ１１６のごとき、記述された発現宿主／ベクター組合 せから、組換え型Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼを精製することが可能である。 １０Ｌの発酵のための種母フラスコは、トリプトン（２０ｇ／ｊり、酵母抽出物 （Ｌｏｇ／／り、ＮａＣ１（Ｌｏｇ／　ｊり、グルコース（Ｌｏｇ／４２）、ア ンピシリン（５０ｍｇ／　ｌ　）及びチアミン（ｌｏｎｇ／　１　）を含有する 。 種母フラスコに、寒天平板からのコロニーを接種する（凍結されたグリセロール 培養を用いることもできる）。種母を３０°Ｃで０．５〜２．０００（Ａａｓ。 ）まで増殖させる。発酵槽の中へ接種された種母培養物の看を、細菌濃度が乾燥 重量で０．５町／リツトルとなるように計蒐する。１０１Ｊノトルの増殖培地は ２５ｍＭのにＨｚＰＯａ、　ｌＯａ＋Ｍ（ＮＨａ）ｚＳＯ４，４ｍＭのクエン酸 ナトリウム、０．４ｍＭのＦｅＣ１１，０，０４１ＭのＺｎＣ１ｚ＋　０．０３ ＋＊ＭのＣｏＣｌ、、　０．０３ｍＭのＨＪ（ｈを含む０次の貴国成分を添加す る：４＋ｍＭのＭｇ５Ｏｎ、　２０ｇ／　ｌのグルコース、２０ｔａｇ／ｌのチ アミン及び５０ｍｇ／ｊ！のアンピシリン、　ＮａＯＨでｐｌ＋を６．８に調整 し、発酵中、Ｎ）１．ＯＨを添加することによって制御する。ＮＨ，ＯＨの添加 に連係させることによりグルコースをつねに付加する。消泡剤として必要に応じ てプロピレングリコールを添加することにより、発泡を制御する。溶存酵素濃度 は、４０％に維持する。 上述のとおりに発酵槽に接種し、０．５〜１．ＯＸｌ０１０１１胞／ｍｌの細胞 密度（光学密度〔Ａ、６゜〕１５）まで３０℃で培養物を増殖させる。 増殖温度は、Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼの合成を誘導するべく３７°Ｃと４１ ℃の間で移動させられる。温度移動は発現プラスミドのコピー数を増加させると 同時に、宿主内の欠損プロファージ溶原によってコードされた温度感応性ｃｌ抑 制因子の不活性を通して修飾Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼ遺伝子の転写を制御す るラムダＰＬプロモータを抑制解除する。 細胞を６時間３７　（Ａｌｓｏ　）という光学密度まで増殖させ、遠心分離によ って収穫する。　５０ｍＭのトリス−ＣＩ、　ｐＨ７，６，２０５ＭのＥＤＴＡ 及び２０％（ｗ／ｖ）のグリセロールを含む等量の緩衝液の中に細胞（約９５ｇ ／ｊりを再度懸濁させる。「ビーズ」又は小さなペレントとして懸濁液を凍結さ せるため、液体窒素の中にゆっくりと懸濁液を滴下する。凍結細胞を一７０″Ｃ で保存する。 ２００ｇの凍結ビーズ（１００ｇの湿潤重量の細胞を含む）に対して１００１の Ｉ　ＸＴＥ　（５０ＩＩＭのトリス−ＣＩ、　ｐＨ７５，１０＋ｅＭのＥＤＴＡ ）　、およびジチオトレイトール（ＤＴＴ）を０．３ｍＭまで、フェニルメタン スルフォニルフルオリド（ＰＭＳＦ）を２．４ｍＭまで、ロイペプチンをｌｔＩ ｇ／ｍｌまで、そしてＬ−１−クロロ−３−（１−）シルアミド〕−７−アミノ −２−へブタノン−ＨＣｌ　（ＴＬＣに）（最後の３つはタンパク質分解酵素抑 制因子）を０．２ｍＭまで、添加する。試料を氷上で解凍し、低速で混合装置内 で均質に再懸濁させる。細胞懸濁液を、２００００ｐｓ　ｉでＡｍ１ｎｃｏフレ ンチプレスセル内で溶菌させる。粘性を減少させるため、溶菌した細胞試料を、 各々５０％のデエーテイサイクル、７０％の出力で３分間４回音波処理する。Ｉ ＩＩＭのＤＴＴ、　２．４ｍＭのＰＭＳＦ、Ｉ　ＩＩｇ／鵬ｌのロイペプチン及 び０．２＋ｓＭのＴＬＣＫを含むＩＸＴＥで５５０ｍ１になるまで音波処理物を 調整する（分画Ｉ）。０．３Ｍになるまで硫酸アンモニウムを添加した後、粗溶 菌液を沸とう水内で急、速に７５゛Ｃにし、大腸菌（Ｅ、　ｃｏｌｉ）宿主タン パク質を変性し不活性化するため、１５分間７５°Ｃの水浴へ移送する。熱処理 した試料を急速に０°Ｃまで冷やし、２０分間氷上で保温する。沈降したタンパ ク質及び細胞膜を、５°Ｃで３０分間２００００　ＸＧでの遠心分離によって除 去し、上澄み（分画■）を保存する。 熱処理された上澄み（分画■）をポリエチレンイミン（ＰＥＩ）で処理してほと んどのＤＮＡ及びＲＮＡを除去する。急速に攪拌しながらＯｏＣで分画Ｉ［４３ ７ｓ＋１に対してゆっくりとポリミンＰ（１０％（ｗ／ｖ　：ｌ　。 ｐＨ７，５を３４．９６ｍ１　）を加える。０°Ｃで３０分分間−た後、試料を ３０分間２００００　ｘｃ；で遠心分離する。５０■Ｈのトリス−ＣＩ、　ｐＨ ７，５，０，３Ｍの硫酸アンモニウム、１ｈＭのＥＤＴＡ及びＩＩＩＭのＤＴＴ 内で平衡化された１００＋＊１のフェニルセファ０−スカラム（３，２Ｘ　１２ ．５ｃｎ）に対して８０ｍ／時の速さで上澄み（分画■）を通用する。カラムを まず同じ緩衝液約２００ｍ１　（基準線に対しＡｚｓｏ）で、次に１５０ｍの５ ０ＭＭのトリス−ＣＩ。 ｐＨ７，５，１００■ｈのＥ［ｌＴＡ及び１ｍＭのＤＴＴで洗浄する。次にＬ迂 ＤＮＡポリメラーゼを、５０ｄのトリス−ＣＩ、　ｐＨ７，５，２Ｍの尿素、２ ０％（Ｗ／Ｖ）のエチレングリコール、１０鋼ｄのＥＤＴＡ及び１１のＤＴＴを 含む緩衝液でカラムから溶出させ、ＤＮＡポリメラーゼ活性を含む分画をプール する（分画■）。 ５０剛Ｈのトリス−ＣＩ、　ｐＨ７，５，１ｍ−のＥＤＴＡ及び１−一のＤＴＴ 内で５０ｓＨのＭＣＩに等価の伝導率に、分画■を調整する。試料を同じ緩衝液 内で平衡化された１５＋＊ｌのヘパリン−セファロースカラムに通用する（９− １Ｘ時の速さで）。約１４ａ＋１／時で同じ緩衝液（３，５力ラム体積）でカラ ムを洗浄し、同じ緩衝液中１５０ｍ１　Ｏ，０５〜０．７５Ｍ　ＫＣＩ勾配で溶 出させる。　Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼを含む分画をプールし、濃縮し、２． ５×保存緩衝液（５０１１Ｍのトリス−ＣＩ、　ｐＨ８，０，２５０＋ｉＭのＫ ＣＩ、　０．２５ｍＭのＥＤＴＡ。 ２．５ｍＭのＤＴＴ及び０．５％のＴｗｅｅｎ２０）に対してダイアフィルトレ ージョンし、次に１．５体積の無菌８０％（ｗ／ｖ）のグリセロールと混合し、 −２０’Ｃで保存する。 場合によっては５０ｍＭのトリス−ＣＩ、　ｐＨ７，５，１ｍＭのＤＴＴ、　１ −門のＩｌ、ＤＴＡ及び０．２％のＴｗｅｅｎ２０の中で５０５ＭのＫＣＩに等 価の伝導率まで、ヘパリンセファロース溶出されたＤＮＡポリメラーゼ又はフェ ニルセファロース溶出されたＤＮＡポリメラーゼを透析するか又は調整し、ヌク レオチド結合タンパク質アフイニテイクロマトグラフイに付すことができる。ポ リメラーゼ含有抽出物を、同じ緩衝液内で平衡化されたアフィゲルプローカラム に適用する（１−ｇのタンパク質／１−１の樹脂）、同じ緩衝液３〜５力ラム体 積でカラムを洗浄し、同じ緩衝液で１０カラム体積のＭＣＩ勾配（０，０５〜０ ．８Ｍ）で溶出する。ＤＮＡポリメラーゼ活性を含む分画をプールし、濃縮し、 ダイアフィルトレージ町ンし、上述のとおり保存する。 場合によっては、プールした分画を陽イオン交換クロマトグラフィに付すことが できる。　２５ｍＭの酢酸ナトリウム、２０ｍＭのＮａＣ１，０，１ｓＨのＥＤ ＴＡ、１　ｍＭのＤＴＴ及び０．２％のＴｗｅｅｎ２０　（ｐＨ５，０）から成 る緩衝液で平衡化された２ｍｌのＣＭ−トリス−アクリルＭ（ＩＪＢ）カラムに 分画を適用する。カラムを、４〜５力ラム体積の同し緩衝液で洗浄し、酢酸ナト リウム緩衝液内で線形勾配形２０〜４０（ｌｓＭのＮａＣｌで酵素を溶出する。 活性分画をプールし、濃縮し、ダイアフィルトレージョンし、上述のとおり保存 する。 社 以下の寄託が示された日付にて行なわれた。 １抹　！圧年及旦　扛四１号 Ｔａｆ０２ この寄託は、特許手続き上の微生物の寄託の国際的認知及びそれに基づく規則に 関するブタペスト条約（「ブタペスト条約」）の規定要件の下で行なわれた。こ れは、寄託年月日から３０年間の生存可能な培養の維持を保証する。生体はブタ ペスト条約の規約に基づき、又、関連する米国特許の発行又は何らかの米国又は 外国の特許出願の公示のうちのいずれかが先に発生した時点で公衆に対して培養 の後代を永久かつ無制限に入手可能な状態にししかも３５Ｕ、Ｓ、Ｃ，Ｉ　１２ ２及びそれに関連する特許局長の規則３７Ｃ，Ｆ、Ｒ１１１，１４特に８８６［ ｌＧ６３８　ヲ含むに従って米国特許商標局局長が責格有りと決定した決定した 者に対する後代の利用可能性を確保する申請者とＡＴＣＣの間の契約に基づいて 、ＡＴＣＣから入手可能となる。当該出願の譲受人は、寄託中の培養が適切な条 件下で培養中に死亡する又は喪失又は破壊した場合、これを通知の上同じ培養の 生存可能な標本で滞りなく置換することに同意する。寄託された菌株の入手可能 性は、いずれかの政府の権限下でその特許法に従って付与された権利を侵害して 本発明を実施する許可としてみなされるべきものではない。 プロフィールｌ：　染色体ＤＮＡ上 ＤＧ＋５４−ＣＧ＋５５中ＤＧ＋６Ｏ−ＤＧ＋６３ＦＩＧ、　１ プロフィールＩ　−９８＠Ｃ １１゜　、；９８ゝ 手続補正書 平成５年５月２Ｓ日

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．核酸鋳型鎖に対して相補的な核酸鎖を形成するべくヌクレオシド三燐酸の結 合を触媒する精製された熱安定性ＤＮＡポリメラーゼＩ酸素であって、真正細菌 テルモシポ・アフリカヌス（Ｔｈｅｒｍｏｓｉｐｈｏａｆｒｉｃａｎｕｓ）に由 来する酵素。
2. ２．逆転写酵素活性を有する、請求項１に記載の酵素。
3. ３．５′→３′エキソヌクレアーゼ活性を有する請求項１に記載の酵素。
4. ４．３′→５′エキソヌクレアーゼ活性を有する、請求項１に記載の酵素。
5. ５．テルモシポ・アフリカヌス（Ｔｈｅｒｍｏｓｉｐｈｏ　ａｆｒｉｃａｎｕｓ ）ＤＮＡポリメラーゼＩを精製するための方法において、（ａ）前記ポリメラー ゼを生成する細胞からの組細胞抽出物を調製する段階、 （ｂ）前記ポリメラーゼが前記抽出物中のあらゆる核酸から解離するように前記 抽出物のイオン強度を調整する段階、及び（ｃ）疎水性相互作用、ＤＮＡ結合タ ンパク質アフィニティ、ヌクレオチド結合タンパク質アフィニティ、陰イオン交 換、陽イオン交換及びヒドロキシアバタイトクロマトグラフィ段階から成るグル ープの中から選択された少なくとも１つの段階に抽出物を付す段階、を含む方法 。
6. ６．Ｔａｆ　ＤＮＡポリメラーゼＩ活性をコードするヌクレオチド配列から本質 上成る組換えＤＮＡ。
7. ７．アミノ末端からカルボキシ末端に【配列があります】で表わされるアミノ酸 配列をコードする、請求項６に記載のＤＮＡ。
8. ８．配列番号：３に示す【配列があります】【配列があります】である、請求項 ７に記載のＤＮＡ。
9. ９．請求項６に記載のＤＨＡ配列を含む組換え型ＤＮＡベクター。
10. １０．【配列があります】及びｐＢＳＭ：Ｔａｆ　Ｅｃｏ　ＲＶから成る群の中 から選ばれたプラスミドである、請求項９に記載の組換え型ＤＮＡベクター。
11. １１．配列番号：２のアミノ酸１及び９４〜８９２から成るアミノ酸配列をコー ドするヌクレオチド配列から木質上成る組換えＤＮＡ。
12. １２．配列番号：２のアミノ酸１及び１４０〜８９２から成るアミノ酸配列をコ ードするヌクレオチド配列から本質上成る組換えＤＮＡ。
13. １３．請求項１１のＤＮＡを含んで成る組換えＤＮＡベクター。
14. １４．請求項１２のＤＮＡを含んで成る組換えＤＮＡベクター。
15. １５．ｐＴａｆ０９及びｐＴａｆ１０から成る群から選択された、請求項１３に 記載の組換えＤＮＡベクター。
16. １６．ｐＴａｆ１１及びｐＴａｆ１２から成る群から選択されている、請求項１ ４に記載の組換えＤＮＡベクター。
17. １７．請求項９に記載のベクターで形質転換された組換え宿主細胞。
18. １８．大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）である、請求項１７に記載の組換え宿主細胞。
19. １９．得られるポリメラーゼ活性が５′→３′エキソヌクレアーゼ活性を失なう ように変異した、請求項７に記載のＤＮＡ。
20. ２０．前記変異が位置３７におけるＧｌｙコドンからＡｓｐコドンヘの置換であ る、請求項１９に記載のＤＮＡ。
21. ２１．前記変異が、位置３７におけるＧＩｙコドンまで（ＧＩｙコドンを含めて ）の欠失である、請求項１９に記載のＤＮＡ。