JPH07106152B2 - ヒトβ―アクチン遺伝子のプロモーター - Google Patents

ヒトβ―アクチン遺伝子のプロモーター

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JPH07106152B2
JPH07106152B2 JP61107181A JP10718186A JPH07106152B2 JP H07106152 B2 JPH07106152 B2 JP H07106152B2 JP 61107181 A JP61107181 A JP 61107181A JP 10718186 A JP10718186 A JP 10718186A JP H07106152 B2 JPH07106152 B2 JP H07106152B2
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーターに関す
る。
[従来の技術および発明が解決しようとする問題点] 近年、組換DNA技術の向上により動物細胞を宿主とする
物質生産の技術が開発され、種々の物質の動物細胞によ
り生産が報告されている。そのような生産に用いられる
プロモーターはSimian virus 40(以下、SV40という)
のプロモーターあるいはチミジンキナーゼのプロモータ
ーなどがあるが、これらのプロモーター活性のみでは発
現の程度は弱く、エンハンサーとの結合、増幅遺伝子と
の結合などで生産性をあげる工夫がなされていた。本発
明者らは、さらに高い活性を有するプロモーターを検討
した結果、ヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーターがSV
40のプロモーターよりも高い活性があることを見出し本
発明を完成した。
[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明は、下記のDNA配列を有するヒトβ−
アクチン遺伝子のプロモーター 、前記ヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーターに接続さ
れた特定の蛋白質をコードするDNAおよび前記ヒトβ−
アクチン遺伝子のプロモーターに接続された特定の蛋白
質をコードするDNAで形質転換された細胞を提供する。
アクチンは細胞骨格を形成する主要蛋白であり細胞の全
蛋白質中で最も含量が多く、その遺伝子は正常真核細胞
由来の遺伝子としては非常に強いプロモーター活性を有
すると考えられる。
ヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーターのDNAはヒトDNA
からえられるが、ヒトDNAは、たとえばヒト由来の培養
細胞を用いブリン(Blin)らの方法[Blin、Nら(1976
年)のニュクレイック アシッズ リサーチ(Nucleic
Acids Rec.)3巻、2303頁参照]を用いて調製される。
ヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーターのクローニング
ベクターとしは、charon28に代表されるλファージベク
ター、pBR322に代表されるプラスミドベクターなどが利
用できるが、一般的には高率で長鎖のDNA断片をクロー
ニングできるλファージベクターを用いる方法が用いら
れる。
上記でえられたヒトDNAを適切な制限酵素で切断後、λ
ファージベクターの置換可能領域の代りに挿入し組換え
ファージDNAを作成する。つぎにインビトロパッケージ
ングの手法を用いてファージ粒子を作成し、宿主大腸菌
とともにプレートにまき、組換え型ファージプラークを
形成させる[エンキストら(1979年)のメソッズ イン
エンザイモロジー(Methods in Enzymolozy)、68
巻、281決参照]。ヒトβ−アクチン遺伝子断片を有す
る組換えファージのプラーク検出は、cDNAや合成DNAを
プローブとするプラークハイブリダイゼーション[ウー
ら(1979年)のメソッズ イン エンザイモロジー、68
巻、389頁、およびゾスタックら(1979年)の同 417頁
参照]が利用できる。
検出された組換えファージは回収後、宿主大腸菌ととも
に培養することにより大量に調製できる。また組換え型
ファージのDNAはフェノール法などにより調製できる。
調製されたDNAはマキサム・ギルバート法、M−13法な
どによって配列を決定することができ、それによってプ
ロモーター配列を有するか否かが決定できる。
またプロモーターの活性は、ヒトβ−アクチン遺伝子の
5′側領域と原核細胞由来のクロラムフェニコールアセ
チトランスフェラーゼ(以下、CATという)遺伝子との
融合遺伝子を作成し、Ltk-細胞に形質転換し、生産させ
るCATの活性を調べることにより測定することができる
[ゴーマン(Gorman)ら(1982年)のモレキュラー ア
ンド セルラー バイオロジー(Mol.Cell.Biol.)2
巻、1044〜1051頁参照]。
このようにしてえられたヒトβ−アクチン遺伝子のプロ
モーターは下記の配列を有していた。
本プロモーターの特徴として、上記配列1番目付近のポ
リオーマウィルスのエンハンサー様配列を含めた3カ所
のエンハンサー様の塩基配列、上記配列220番目付近のT
ATAボックス以下に存在するZ−DNA構造をとりうる塩基
配列があることがあげられ、これらの配列がβ−アクチ
ンプロモーターの活性に大きな影響を与えているものと
考えられる。また該プロモーターは従来より使用されて
いるSV40のプロモーターよりも1.7倍高い活性を有し、
真核細胞由来のプロモーターとして種々の蛋白質の生産
の応用され有用性が高いものである。
[実施例] 以下に実施例を示すが、本発明における諸実験は内閣総
理大臣の定める「組換えDNA実験指針」にしたがって行
なった。
実施例1 ヒトβ−アクチン遺伝子のクローニング (1)ヒトゲノムライブラリーの作製 ヒトセルラインHUT−14(Kakunaga、T.78P.N.A.S.75、1
334頁)を10%ウシ胎児血清(以下、FCSという)を含
む、イーグル最小必須培地(イーグルMEM)で培養後、
遠心にて集め、イーグルMEMで洗浄した。1010個のHUT−
14を50mlの0.5M EDTA、0.5%ザルコシル、100μg/mlプ
ロテアーゼKの溶液に懸濁し、3時間振盪して溶解し
た。フェノール抽出を3回行ない、水層を20mMトリス−
HCl(pH8.0)、10mM EDTA,10mM NaClに対し透析した。
透析物を37℃で3.5時間リボヌクレアーゼ100μg/mlで処
理し、フェノール抽出後、20mMトリス−HCl(pH8.0)、
1mM EDTA、10mM NaClに対して透析し、高分子のヒトDNA
をえた。ヒトDNAを制限酵素EcoRIで部分分解し、ショ糖
密度勾配遠心により約15kbの大きさのEcoRl部分分解断
片を調製した。
ラムダファージベクターcharon 4A DNAをEcoRIで切断
後、ショ糖密度勾配遠心により左端断片、右端断片を含
む画分をそれぞれ集め、エタノール沈澱により回収し
た。ヒト15kb DNA EcoRI断片と、charon 4Aの両端断片
をT4 DNA リガーゼで結合後インビトロパッケージング
を行ない、大腸菌LE 392を宿主として組換えファージの
プラークを形成させた。
(2)β−アクチン遺伝子のプロモーターの検出プラー
クハイブリダイゼーション法[ベンソンド(Benthond)
およびデービス(Davis)(1977年)のサイエンス、196
巻、180頁参照]により検出した。コーティング領域の
プローブとしてβ−アクチン偽遺伝子[モント(Mont
e)ら(1983年)のモレキュラー アンド セルラー
バイオロジー(Mol.Cell.Biol.)3巻、1783〜1791頁]
のHinfI 0.3kb断片(プローブI)、非翻訳領域のプロ
ーブとしてβ−アクチン偽遺伝子のHinfI 0.2kb 断片
(プローブII)をそれぞれ32Pラベルしたものおよびβ
−アクチン遺伝子の最初の6個のアミノ酸をコードする
DNA配列CTCACCATGGATGATGATATCGCCを合成し32Pラベルし
たもの(プローブIII)を用いた。
プローブIおよびプローブIIの両方のプローブとハイブ
リダイズするクローンが25株えられ、さらにプローブII
Iを用いたばあい65℃でフィルターを洗浄してもハイブ
リダイズするクローンλ Ha160株1株がえられた。
(3)DNA配列の決定 λ Ha160のファージクローンを単離し、宿主大腸菌LE39
2とともに培養し、ファージ溶菌液をえた。遠心後上清
をSDS処理し、酢酸カリウムを添加し、エタノール沈澱
によりDNAを回収した。DNAは制限酵素EcoRIで切断し、
0.7%アガロースゲルにかけ、サザーン法で確認、回収
した。DNAを精製後、マキサム・ギルバート法によって
プロモーター部分のDNA配列を決定した。その結果、塩
基配列はつぎのとおりである。
実施例2 ヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーターによるクロラム
フェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子(CAT
遺伝子)の発現 CAT遺伝子のβ−アクチン遺伝子のプロモーターへの結
合は以下のようにして行なった。
実施例1で単離したDNAを第1図に示すように制限酵素S
maI、Sal Iで切断し、Sal Iの制限酵素切断部位をSIヌ
クレアーゼを用いてHind IIIリンカーで置換し、約1200
bpのヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーター断片をえ
た。CAT遺伝子を有する発現ベクターpSV2−SHを制限酵
素Sal I、Hind IIIで切断し、これにヒトβ−アクチン
遺伝子のプロモーター断片の混合し、T4 DNAリガーゼで
結合し、これをpβ 1097−CATとした。これらをカルシ
ウムフォスフェート法[ウィスラー(Wisler)らのプロ
シーディングズ オブ ザ ナショナル アカデミー
オブ サイエンスイズ オブ ザ ユナイテッド ステ
イツ オブ アメリカ(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)(19
79)76、3、1373〜1376頁参照]を用いて、マウス Ltk
-株に導入し、5%FLSを含むイーグルMEMで48時間培養
した。以下ゴールマンらのCATアッセイ法[Mol.Cell.Bi
o.2巻、1044〜1051頁、ウィスラーらのプロシーディン
グズ オブ ザ ナショナル アカデミー オブ サイ
エンスイズ オブ ザ ユナイテッド ステイツ オブ
アメリカ(Proc.Natl.Acad.Sci.USA)、79、6777〜65
81]にしたがってCATase活性を測定した。
すなわち、14Cでラベルされたクロラムフェニコール
(0.02mmole、1μCi)細胞抽出液20μlに4mMアセチル
コエンサイムA 20μlを加えて37℃で反応させ、薄層ク
ロマトグラフィー[メルク社製 F254、展開溶媒:クロ
ロホルム−メタノール(19:1)]にかけ、アセチル化さ
れたクロラムフェニコールの放射能活性をβ−スキャナ
ーで測定した。
比較例としてヒトβ−アクチン遺伝子のプロモーターの
かわりにSV40のプロモーターを同様の方法で導入したプ
ラスミドpSV2−CATを用いてCATアッセイを行なった。pS
V2−CATを用いたばあい、比活性は0.47cpm/μg蛋白質
/分、pβ1097−CATを用いたばあいは0.81cpm/μg蛋
白質/分の比活性を示し、β−アクチン遺伝子のプロモ
ーターが約1.7倍高かった。すなわち1.7倍のCAT蛋白質
が生産されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例2においてpβ1097−CATをうる手順
を示す模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:91) //(C12N 5/00 B C12R 1:91)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記のDNA配列を有するヒトβ−アクチン
    遺伝子のプロモーター。
  2. 【請求項2】下記のDNA配列を有するヒトβ−アクチン
    遺伝子のプロモーターに接続された特定の蛋白質をコー
    ドするDNA。
  3. 【請求項3】特定の蛋白質をコードするDNAがクロラム
    フェニコールアセチルトランスフェラーゼをコードする
    DNAである特許請求の範囲第2項記載のDNA。
  4. 【請求項4】下記のDNA配列を有するヒトβ−アクチン
    遺伝子のプロモーターに接続された特定の蛋白質をコー
    ドするDNAで形質転換された哺乳動物細胞。
  5. 【請求項5】特定の蛋白質をコードするDNAがクロラム
    フェニコールアセチルトランスフェラーゼをコードする
    DNAである特許請求の範囲第4項記載の哺乳動物細胞。
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