JPH07509370A - ウイルスタンパク質の発現を増大する方法 - Google Patents
ウイルスタンパク質の発現を増大する方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ウィルス ンパ の る 。
l五生11
1人立1
本発明は、一般にタンパク質の組換え産生に関する。さらに詳細には、本発明は
ニスコートを用いて、宿主細胞から組換え的に産生じたタンパク質の分泌を促進
する方法に関する。
光jじどl景
タンパク質の産生の望ましい方法には、組換え発現が含まれる。しかし、商業的
に有用な量のタンパク質を得るのは困難であり得る。組換え産生が、ウィルス感
染の期間の発現を常に模倣するわけではないウィルスの糖タンパク質では特にそ
うである。特に、いくつかのウィルスタンパク質はウィルス感染の期間に細胞表
面で発現されるが、組換えシステムでは細胞内で発現される。従って、タンパク
質を単離するために、さらに精製工程をとらなければならない。さらに、タンパ
ク質は精製する前に細胞内酵素により分解を受けやすい。
このような細胞内発現は、ヘルペスウィルスシステムにおける糖タンパク質H(
gH)の発現に関して観察されてきた(Goi+peIsおよびMinson、
J、Virol、(1989)63:4744−4755): 5paete
ら、Pro ress in Ctome alovirus Researc
h(M、P、Landini li 1991)pp、 133−136)。
シャペロンは新たに生合成されたポリペプチドに結合し、これらのポリペプチド
を正しい天然の構造に組立てるまで、または他の細胞区画に輸送(すなわち、分
泌のために)するまで、安定化するようである(SafflbrookおよびG
ethingSNature(1989)342:224−225)。Goa+
pelsおよびMinson(前出)は、さらに別のウィルス遺伝子産物が、粗
面小胞体−ゴルジ体ネットワークを介して細胞表面に単純ヘルペスウィルスl型
()ISV−1)gHの輸送のために必要であると仮定する。同様に、細胞表面
へサイトメガロウィルス(CMV)g)Iをニスコートするウィルス機能の存在
が5paeteら(前出)により提案された。しかし、細胞表面へのウィルス糖
タンパク質の分泌に関連するヘルペスウィルス1cP18.5の同族体であるC
11V UL56(Pancakeら、J、Virol、(1983)47:5
68−585)は、細胞表面への短縮型および全長型の両方のCMV gHの移
動を促進しなかった。
gllと同様、ヒト免疫不全ウィルス(HIV) 1型エンベロープ糖タンパク
質(gp160)をコードする遺伝子でトランスフェクトした細胞株もまた、タ
ンパク質のプロセッシングまたは輸送をしない。Haffarら(J、 Vir
ol、 (1990)64:3100−3103)により、これは組換え産生の
間に他のウィルスタンパク質が不在であるためと推論された。
新規のH3V糖タンパク質のgLが現在同定されている(Hutchinson
ら、J、 Virol、 (1992)66:2240−2250、およびHu
tchinsonら、要旨集XVI国際ヘルペスウィルスワークショップ、19
91年7月7日〜12日)。このタンパク質はll5V−1のULI遺伝子によ
りコードされている。gllと同様、gLは他のll5Vポリペプチドが不在な
まま発現された場合には正しくプロセッシングされない。しかし、ISV gL
およびISV gHが同時発現された場合、そのタンパク質は、感染細胞で見出
されるタンパク質に抗原として類似しており、そしてそのタンパク質はプロセッ
シングされ、細胞表面に輸送される。従って、実験者らはll5V gL/gH
複合体の形成が、両分子のプロセッシングおよび輸送について必要であると仮定
した。しかし、いずれかのタンパク質の組換え発現を増大する手段としてのgL
/gH複合体の使用は扱わなかった。
フィブロブラスト(繊維芽細胞)増殖因子(FGF)は、種々の細胞タイプの増
殖および分化を調節する構造的に関連のあるポリペプチドのファミリーである。
現在のところ、7つの別個の遺伝子産物が同定された。これらは、酸性FGFお
よび塩基性FGF(Jayeら、5cience(1986)233:541−
545; ^brahaIIlら、5cience(1986)233:545
−548; ^brahamら、EMBOJ(1986)5:2523−252
8)、劫1」腫瘍遺伝子の産物(Mooreら、EMBOJ(1986)5:9
19−924HJakobovitsら、Proc、Natl、^cad、Sc
i、USA(1986)83ニア806−7810、hst−1またはKS−F
GFとして知られているカボジ肉腫DNAから同定された増殖因子(Boviら
、Ce1l(1987)50ニア29−737HTa1raら、Pr、oc、N
atl、^cad、Sci、USA(1987)L4:2980−2984、
FGF−5(Zahnら、 1lo1. Ce11. Biol、(198B)
旦:3487−3495)、FGF−6(Maricsら、担並■朋(1989
)4 : 335−340 )およびケラチノサイト増殖因子であるKGFまた
はFGF−7(Finchら、5cience(1989)245ニア52−7
55)を含む。
FGFレセプターは、細胞上の種々のFGFの効果を媒介するようである。2ク
ラスのレセプターが、酸性FGFおよび塩基性FGFについて同定され、多くの
FGFレセプターが現在クローン化された。例えば、Kanerら、Scien
ce(1990)g4fi:1410−1413; Mansukhaniら、
Proc、Natl、^cad、Sci、USA(1990)87:4378−
4382; Dionneら、EIIBOJ(1990)i:2685−269
2; Mirdaおよびfilliams、 C11n、 Res、(1990
)38:310^;およびKieferら、GrowthFactors(19
91)5:115−127を参照のこと。前出のKieferらは、ヒト細胞株
cDN^ライブラリーからFGFレセプターをクローン化した。このcDN^は
3つのイムノグロブリン様ドメインFGFレセプターをコードし、そして酸性F
GFおよび塩基性FGFの両方を結合し得る。可溶性の細胞外ドメイン型のFG
Fレセプターが、バキュロウィルス発現システムで産生され、EC−FGFと名
付けられた。
FGFレセプターはosv−tの細胞レセプターとして関連付けられる(Kan
erら、5cience(1990)248 : 1410−1413)。細胞
への初期の)ISV−1ピリオンの粘着では、ヘパリン様の細胞に結合したグリ
コサミノグリカンと相互作用する必要があり、H3Vエンベロープ糖タンパク質
gBおよびgCにより媒介され得る(VuDunnおよび5pearSJ、 V
irol、(1989)63:52−58)。gBおよびgDは、ウィルスの細
胞内への進入をもたらす細胞表面での二次的な相互作用に必須であり(Caiら
、J、 Virol、(1988)62:2596−2604; Fuller
および5pear、 Proc、 Natl、^cad、 Sci、 USA(
1987)8A:5454−5458; LigasおよびJohnson J
、Virol、(1988)62:1486−1494: Johnsonら、
J、Virol、(1990)64:2569−2576)、そしてgllもお
そらくまたウィルスの浸透に含まれる(Fullerら、J、 Vir。
1、 (1989)頻: 3435−3443)。FGFレセプターの、所望の
タンパク質の組換え発現を増大するためのニスコートとしての使用はこれまで示
唆されていなかった。
λ豆度皿工
本発明は、ニスコートタンパク質が細胞表面でウィルス糖タンパク質の発現を顕
著に増強し得るとの発見に基づく。従って、タンパク質は形質転換した細胞から
分泌され、それによりさらに広範囲の手技および精製を必要とせずにタンパク質
の収量を劇的に増大する。
従って、1つの実施態様において、本発明は、宿主細胞中でタンパク質をコード
する第1の遺伝子をニスコートをコードする第2の遺伝子と、タンパク質が宿主
細胞から分泌される条件下で同時発現することを含むタンパク質を組換え産生ず
る方法に関する。
さらに他の実施態様において、本発明は、宿主細胞中でgHをコードする第1の
遺伝子と可溶性FGFレセプターをコードする第2の遺伝子とを、gHが宿主細
胞から分泌される条件下で同時発現することを含むcllv gllを組換え産
生ずる方法に関する。
他の実施態様において、本発明は免疫学的に反応性の短縮型CMV g)I(短
縮型gHが天然のヒトCMV gllに存在するトランスメンブレン結合ドメイ
ンの全部または一部を欠損している)を組換え産生ずる方法に関する。本方法は
、短縮型gHをコードする第1の遺伝子と可溶性FGFレセプターをコードする
第2の遺伝子を、短縮型ge1が宿主細胞から分泌される条件下で同時発現する
ことを含む。
さらに他の実施態様では、本発明は、ULl15をコードする第2の遺伝子とg
l(をコードする第1の遺伝子とを、gHが宿主細胞から分泌される条件下で同
時発現することを包含する、CMV gHを組換え産生ずる方法に関する。
他の実施態様では、本発明は、免疫学的に反応性の短縮型CMvg)Iを組換え
産生ずる方法(ここで短縮型gHは天然のヒトCMY gHに存在するトランス
メンブレン結合ドメインの全部または一部を欠損している)に関し、この方法は
、宿主細胞中で短縮型gHをコードする第1の遺伝子とUL115をコードする
第2の遺伝子とを、短縮型gHが宿主細胞から分泌される条件下で同時発現する
ことを含む方法に関する。
さらに他の実施態様では、本発明は、免疫学的に反応性のヘルペスウィルスポリ
ペプチドとニスコートとの組み換え体を含有する複合体に関する。
本発明のこれらのおよび他の実施態様は、本明細書の開示を考慮して当業者に容
易に行われる。
区1諺と!浬ヱd1皿
図1は、CMV Tovne gH遺伝子のヌクレオチド配列である。
DNA配列および予想されるアミノ酸配列を示す。推定のTATA、CAT、お
よびポリアデニル化配列に下線を付した。可能なN−結合グリコシル化部位の上
に線を付し、予想されるシグナル配列およびトランスメンブレンドメインを箱で
囲った。gHの初期の同定に用いられたp86トリブシン処理のペプチドの位置
を破線で示した(GlnsinからPr0ss4およびG1n5voからGLn
syt)。
図2は、短縮型gH遺伝子をコードするCMV gH哺乳類発現ベクター、pC
MAdgH6の図である。
図3は、gHコード配列がpAc373のBam1(1部位にスプライシングさ
れた(JV g11バキュロウィルストランスファーベクター、pAcgH2の
図である。
図4は、CIJV gHコード配列がpAc373のBal11旧部位にスプラ
イシングされた短縮型gHヒトンスファーベクター(pACg116)の図であ
る。
図5はヒトFGFレセプターcDNA(抛5)および配列決定方法の概略図を示
す。翻訳される領域を箱で囲み、種々の陰影を付したドメインは以下を示す:8
1シグナルペプチド;l〜3、免疫グロブリン様ドメイン1〜3 、 ARR1
酸性アミノ酸冨化領域:T輩、トランスメンブレン領域;TK、チロシンキナー
ゼドメイン。可能な^sn−結合グリコシル化部位もまた、Bgl I I(G
)およびEcoRI(E)の制限エンドヌクレアーゼ部位と同様に示される(◆
)。図には示したが、はとんどのカルボキシル末端コンセンサスグリコシル化部
位の位置が、多分使用されていないらしい。配列は、1113プライマーおよび
特定の内部プライマーを用いて得られた。矢印は、個々の配列決定の方向および
範囲を示す。DNA配列はGenbankおよびEliBLデータベースにあり
、受諾番号は、これらの組織から入手可能である。
図6は、6種の異なるヒトFGFレセプター形態のアミノ酸配列比較を示す。配
列は、最も一致するように配列し、異なる配列または欠失した配列は箱で囲った
。種々のドメイン(図5に略号を示す)およびPCRプライマーに用いられる領
域(Pi〜P4)を上記配列1(jjg5)に示す。推定シグナルペプチダーゼ
切断部位もまた(↓)で示す。配列2はA、 l5acchiら、NucLei
c^cids Res、(1990)Lfl:1906から、配列3〜6は、D
、 E、 Johnsonら、11o1.Ce1L、 Biol、 (1990
)10:472B−4736から得た。
図7は、CMV Towne株由来のUL115オープンリーディングフレーム
(ORF)のヌクレオチド配列と^D169株由来のものとの比較である。To
wne配列は予測される一文字アミノ酸コードの翻訳産物とともにその全体を示
す。^D169株配列中のヌクレオチドの差異を、Towne配列の上に下の場
合の文字で示す。星印を付した塩基の変化は、^D169遺伝子産物におけるア
ミノ酸の変化の結果となる変異を示す。
図8は、UL115オーブンリーディングフレームの遺伝子産物とgHとの同時
発現の結果、g)Iの分泌を生じることを示すオートラジオグラムを示す。安定
なgH発現性CIO細胞株171は、以下のプラスミドでトランスフェクトされ
た:(1)短縮型FGFを発現して細胞株17に−3−16を生じるプラスミド
pFGFrtpaneo(レーン2)、(2)細胞株171−neo−IS17
1−neo−2,171−neo−3,171−neo−5,171−neo−
6,171−neo−8を生じる、ベクター制御プラスミドpsV2neo(レ
ーン3〜8)、および(3)細胞株171−υL115−18.171−UL1
15−35.171−UL115−44、および171−ULl15−91を生
じる、CMV Towne株由来のULl150RFの遺伝子産物を発現するプ
ラスミドpMcIJLl15neo(レーン9〜12)。CHO細胞株11C1
iV−^dhfr(レーンl)は、CIO細胞を哺乳類細胞発現ベクターpMc
MV^dhfrでトランスフェクトすることにより生じ(Spaeteら、訂■
旦り、 (1990)6A:2922−2931)、陰性コントロールを示す。
細胞を230μCi/nl[”S]システィンで5時間、10%の透析されたウ
シ胎児血清を加えたシスティンを欠(DMEで標識した。調整培地を、CIIV
gHに特異的なマウスモノクローナル抗体14−4bで免疫沈降した(Urb
anら、J、 Virol、 (1992)66:1303−1311)。タン
パク質分子量標準を、オートラジオグラムの左にキロダルトンで示し、gl(お
よびULl15沈殿生成物の移動度を右に示す。
免且旦圧豊立盈旦
本発明の実施には、特に示さない限り、当該技術分野の範囲のウィルス学、微生
物学、分子生物学、および組換えDNA技術の従来法を用いる。このような技術
は文献に充分説明されている。例えば、Sambrookら、1iolecul
ar C1onin : A Laborator Manual(第2版、1
989) ; Maniatisら、Mo1ecular C1゜n1n:^L
aborator Manual(1982)HDNA C1onin : A
Practical A roach、1巻および11巻(D、Glover
tり; Oli onucleotid虹釘1山姐長(N、 G a i t
編、1984); Nucleic Ac1d Hbridizati。
n(B、 HaInesおよびS、111gg1ns!、 1985); Tr
anscri tion and Translation(B、 Haves
およびS、 Higgins4i1S1984);^n1nal Ce1l C
u1ture(R,Freshneyli、 1986); Perbal、^
Practical Guide to 1lolecular Clou皿
(1984)を参照のこと。
本明細書で援用される上記または下記のいずれかに記載の全ての出版物、特許、
および特許出願は、その全体が本明細書中に参考として援用されている。
本発明の記載において、次の用語を用い、下記に示すように定義することを意図
する。
用語「ポリペプチド」および「タンパク質」は、アミノ酸残基のポリマーをいい
、生成物の最小の長さに限定されない。
従って、ペプチド、オリゴペプチド、ダイマー、マルチマーなどが定義内に含ま
れる。全長のタンパク質およびそのフラグメントも定義内に包含する。この用語
はまた、ポリペプチドの発現後修飾(例えば、グリコジル化、アセチル化、リン
酸化など)も含む。
ポリペプチドは、1つまたはそれ以上のエピトープを有し、従って感染性を中和
する抗体を誘導し、および/または、抗体−補体もしくは抗体依存性細胞の細胞
毒性を仲介して、免疫された宿主を保護する場合に、[免疫学的に反応性である
」。
免疫学的反応性は、競合アッセイのような当該技術分野で公知の標準のイムノア
ッセイで測定され得る。
参照ポリペプチドの「フラグメント」は、参照ポリペプチド中に見出される任意
の連続したアミノ酸配列である。このようなフラグメントは、通常少なくとも5
アミノ酸の長さであり、好ましくは、少なくとも約IOアミノ酸から15アミノ
酸の長さである。フラグメントの長さの重要な上限はなく、はとんど全長のタン
パク質配列または融合タンパク質でさえ包含し得る。好ましくは、フラグメント
は、ポリペプチド由来のエピトープをコードし、最も好ましくは中和性のエピト
ープである。第1のポリペプチド中の相同のドメインが他のポリペプチドのフラ
グメントでないアミノ酸配列に隣接する場合でさえ、第1のポリペプチドは他の
ポリペプチドのフラグメントを含む。
本明細書に用いられる用語「ニスコート」は、それと共に同時発現されたタンパ
ク質と会合し得、それによってタンパク質が分泌され得る細胞表面へのタンパク
質の輸送を促進し得る任意の化合物として機能的に定義される。例として、可溶
性ヒトFGFレセプターおよびCMV ULl15が、CMV gHと複合体を
形成し得ることが見出され、それによって宿主細胞を通じてgHの分泌を助ける
。同様に、EISV gLは、2種のタンパク質が分泌のために細胞表面に輸送
され得るように11sV gHとの複合体を形成することを示した。従って、こ
れらの分子は、本発明中の「ニスコート」と考えられる。ニスコートの機能をな
すために、全長のタンパク質が存在する必要はない。実際、可溶性FGFレセプ
ターは、細胞外ドメイン(さらに以下に記載する)のみ有する短縮型分子である
。他のニスコートおよびそれらが相互作用するタンパク質は、以下にさらに充分
記載される。
「サイトメガロウィルスgHポリペプチドまたはCMV gHポリペプチド」は
、天然のヒトCMV gHのフラグメントを含むポリペプチドをいう。従って、
この用語は天然のgH配列を含むポリペプチド(全長のものおよび短縮型のもの
)およびそのアナログの両方を含む。好ましいアナログは、対応する天然アミノ
酸配列に実質的に相同なアナログであり、最も好ましくは少なくとも1種の天然
gl+エピトープ(例えば、中和性エピトープ)をコードする。特に好ましいC
MV gflポリペプチドのクラスは、C末端トランスメンブレンドメインのか
なりの部分を欠損している短縮型分子であり、効率的な発現および/または宿主
細胞からの高レベルのCMV gHポリペプチドの分泌を促進する。約25個の
C末端アミノ酸残基(Tovne株の718位から742位の残基、図1)は、
トランスメンブレンドメインを包含するが、他の領域もまたトランスメンブレン
結合に重要であり得る。
トランスメンブレン結合をなくするまたは実質的に減少するようなドメイン、お
よびこれらのドメインに隣接する配列の全部または一部の欠失が望ましい。代表
的には、少なくとも約5個のアミノ酸が欠失し得、好ましくは少なくとも約lO
残基、そして最も好ましくは少なくとも約20残基から34残基が天然の配列の
C末端から欠失し得る。このような1つの株からの欠失の例は、図1で番号を付
した残基であり、732から742.722から742.720から742.7
18から742、および712から742である。もちろん、他の機能的な欠失
は、宿主細胞でのポリペプチドの発現により、同一ドメインまたは他のドメイン
からの欠失を構築し、モしてスクリーニングすることにより当業者により容易に
定義され得る。欠失に対する唯一の本当の上限は、有用なエピトープを維持する
ための実用上の制限である(例えば、中和性エピトープ)。しかし、代表的には
、欠失は、天然gH配列の約100アミノ酸(特に100C末端残基)より多く
を含まない。トランスメンブレンドメインの1部分の「欠失」は、特定の天然ア
ミノ酸配列がポリペプチドに現れないこと、および他のアミノ酸(親水性残基の
ような)が欠失した残基に置換し得ることのみを意味する事がまた理解されるべ
きである。
用HrgLJ ハ、H8V17)ULI 0RFI7)遺伝子産物ライう。HS
V−1gLをコードする遺伝子は以前に記載されている(McGeochら、J
、 Gen、 Virol、(1988)69:1531−1574)。ヌクレ
オチド配列分析で、推定シグナル配列、および単一のN結合性のオリゴ糖の接着
部位を有する224アミノ酸のタンパク質が予測される。HSV−1gLタンパ
ク質は、30kDaの前駆体型および40kDaの成熟型として存在しているよ
うである。さらに、I(SV−1gLの記載については、Hutchinson
ら、J、 Virol、 (1992)66:2240−2250、およびHu
tchinsonら、要旨集XY[、国際ヘルペスウィルスワークショップ、1
991年7月7〜12日を参照のこと。gHと同様、本発明で用いるgLは、g
Lポリペプチドであり得、全長分子またはそれらの活性フラグメントのいずれか
であり得る。さらに、この用語は、実質的に相同であり免疫学的に反応性である
天然の配列のアナログを含む。従って、本明細書ではタンパク質の免疫反応性を
破壊しないアミノ酸の置換、欠失、および付加が予期される。
rULl15J ハ、CMV ULl150RF(7)遺伝子産物t、l実質的
i:相同のタンパク質を意味し、これは、天然タンパク質のニスコート機能を保
持している。全長のLILl15についてのTowne株およびAD169株の
C蓋vヌクレオチド配列を図7に示す。両方の株で、UL1150RFは834
bpの長さであり、278アミノ酸の主要な翻訳産物をコードしている。UL
115は、HSV−1gLに対するCMVホモログであると見られ、HSV−1
のULI遺伝子にコードされている。
(HSV gLのさらなる考察については、Hutchinsonら、J、Vi
rol。
(1992)66:2240−2250、およびHutchinsonら、要旨
集xvr、国際ヘルペスウィルスワークショップ、1991年7月7〜12日、
を参照のこと)。r ULI 15ポリペプチド」は、ULl15由来の連続し
た配列のアミノ酸である。ポリペプチドは、天然配列からなり得るか、あるいは
分子がそれとともに同時発現するタンパク質と複合体を形成する能力を保持し、
そしてタンパク質を分泌するために細胞表面にニスコートする限り、置換、付加
、または欠失を含み得る。このような複合体の形成は、実施例にさらに記載した
免疫沈降法のようなアッセイを用いてモニターし得る。
本明細書で使用される用語r FGFレセプター」またはr FGF−RJは、
ヒトFGFレセプターまたはそのフラグメントをいい、ヘパリンの存在下でFG
Fを結合する。FGFレセプターは、実質的に図6に示すようなアミノ酸配列を
有する。用語r rFGF−RJは、組換え手段により調製した活性なFGF−
Rをいう。rFGF−Hの好ましい型は、可溶性rFGF−R(r 5FGF−
RJまたはrEC−FGFJ )であり、細胞外ドメインのみを発現することに
より得られる短縮型である。驚くべきことに、短縮型はウィルス糖タンパク質の
ニスコートとして作用し得ることが見出された。本発明の好ましい5FGF−R
は、bFGFと2〜5 nMのに4で結合する58kDaの糖タンパク質である
。UL155と同様、 rFGFレセプターポリペプチド」は天然の配列からな
り得るか、あるいはその分子がそれと同時発現するタンパク質と複合体を形成す
る能力を保持し、そしてタンパク質を分泌するために細胞表面にニスコートする
限り、置換、付加、または欠失を含み得るFGFレセプター由来のアミノ酸の連
続配列である。このような複合体の形成は、実施例にさらに記載された、免疫沈
降法のようなアッセイを用いてモニターし得る。
r[IsVgJまたはrH3V glポリペプチド」は、単純ヘルペスウィルス
由来の当該技術分野で公知のgHタンパク質、ならびにその活性なフラグメント
およびアナログを意味する。従って、上記のように、この用語はタンパク質の免
疫反応性を破壊しないアミノ酸の置換、欠失、および付加を含む。HSV−l
gHは、約tio、 oooの見かけの分子量を有し、このタンパク質をコード
する遺伝子が配列決定された(GomplesおよびMinson、■皿江釘(
1986)153:230−247: McGeochおよびDavison、
Nuceleic Ac1ds Res、(1986)口:4281−429
2)。この遺伝子は、哺乳類細胞中で発現されティる(GompelsおよびM
inson、 J、Virol、(1989)録:4744−4755)。
本明細書で使用される用語「複合体」は、会合の性質に関わらず、適合するタン
パク質とのニスコートのあらゆる会合を示す。従って、この用語は互いに共有結
合している分子、ならびに互いに静電力および他の力を介して会合している分子
を指す。複合体は、実施例に記載された免疫沈降法のようなアッセイを用いて検
出され得る。
「作動可能に連結する」はそのように記載された成分が、意図したように機能し
得る関係で並置されることをいう。構造配列に「作動可能に連結」された調節因
子は、構造配列の発現が調節因子と適合する条件下で達成されるような方法で連
結される。
本明細書でポリヌクレオチドについて記載するために用いられるように「組換え
」は、ゲノム、cDN^、半合成、あるいは合成起源のポリヌクレオチドであり
、その起源または操作のために:(1)自然界ではそれと会合するポリヌクレオ
チドの全部または部分と会合しない;および/または(2)自然界ではそれに連
結するポリヌクレオチド以外のポリヌクレオチドと連結するポリヌクレオチドを
意味する。タンパク質またはポリペプチドに関して用いられる用語「組換え」は
、組換えポリヌクレオチドの発現により産生されるポリペプチドを意味する。「
組換え宿主細胞」、「宿主細胞」、「細胞」、「細胞株」、「細胞培養」、およ
び単細胞体として培養した原核微生物または真核細胞株を示す他のそのような用
語は交換可能に用いられ、組換えベクターまたは他の転移DNAの受容体として
用いられ得、または用いられてきており、そしてトランスフェクトされた元の細
胞の子孫を包含する。1つの親細胞の子孫は、偶然の突然変異または故意の突然
変異のため、形態、あるいはゲノムまたは全DNA成分において元の親と完全に
一致する必要はないことが理解される。所望のペプチドをコードするヌクレオチ
ド配列の存在のような相当する(relevant)特性により特徴付けられる
親に顕著に類似している親細胞の子孫は、この定義で意図する子孫に包含され、
上記の用語にカバーされる。
「調節因子」は、それに連結するコード配列の発現に影響を与えるポリヌクレオ
チド配列をいう。この用語は、プロモーター、ターミネータ−1および適当な場
合には、リーダー配列およびエンハンサ−を含む。
「レプリコン」は、任意の遺伝要素(例えば、プラスミド、コスミド、クロモソ
ーム、ウィルス、またはファージ)であり、細胞内でポリヌクレオチド複製の自
己増殖単位として挙動する。
参照配列に「実質的に相同な」配列は、少なくとも約50%の配列相同性を共有
し、好ましくは少なくとも約75%、さらに好ましくは少なくとも約85%とし
て、そして最も好ましくは少なくとも約90%から95%を共有する。本明細書
で用いられる用語「実質的に相同な」はまた、参照配列に一致する配列を示すタ
ンパク質を含む。
本明細書で用いられる「形質転換」は、挿入に用いた方法(例えば、直接取り込
み、形質導入、またはf−交配)に関わらず、宿主細胞への外因性ポリヌクレオ
チドの挿入をいう。
外因性ポリヌクレオチドは、組込まれないベクター(例えばプラスミド)として
維持され得るか、あるいは宿主のゲノムに組込まれ得る。
「ベクター」は、プラスミド、トランスポゾン、ファージなどのような、接着し
たセグメントの複製および/または発現を引き起こすために異種のポリヌクレオ
チドセグメントが接着されるレプリコンである。
本明細書で用いられる「同時発現」は、宿主細胞中での2種またはそれ以上の異
なるタンパク質の発現をいう。タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、同
じ調節因子の制御下または別の因子の制御下のいずれかで、単一のプラスミドに
担持され得る。従って、2種またはそれ以上のタンパク質配列の活性部分を含む
融合タンパク質の産生は、内部のリポソーム進入部位を使用する2つのシストロ
ン性の(dicistronic)構造として2つの遺伝子の発現であり得、本
発明の定義の目的のために「同時発現された」と考えられ得る。同様に、分離し
た調節因子により制御される、同一ベクターから発現されたタンパク質もまた「
同時発現された」と考えられる。
この用語はまた、分離した構造からの2種またはそれ以上のタンパク質の発現を
いう。従って、宿主細胞中で分離したベクターに存在する遺伝子からコードされ
たタンパク質の発現もまた、本発明の目的では「同時発現された」と考えられる
。
L!11!! た の ン。
本発明は、特定のニスコートの発見に基づき、このニスコートは、ニスコートと
同時発現されるタンパク質を発現された産物が分泌され得る細胞表面へ往復させ
得る。それにより、タンパク質の収量は、促進されたタンパク質の分泌のために
増大し、発現産物の精製は容易に達成され得る。特定の理論に結びついていない
が、ニスコートはタンパク質と会合することにより宿主細胞から出て行くことを
可能にし、それにより小胞体からタンパク質を放出させるようである。ニスコー
トは、保持(retention)シグナルを隠しおよび/またはこのように出
て行くことを可能にするタンパク質の三次構造を与える可能性がある。
本発明は、広範囲のタンパク質での用途が見出され得る。
実際、はとんどあらゆる所望のタンパク質は、適合するニスコートを用いて産生
じ得る。従って、本発明は、ワクチンおよび診断用薬に使用するウィルス抗原お
よびバクテリア抗原、ペプチドホルモンおよび医薬に用いる薬物、ならびに広範
囲の用途を有するマーカータンパク質などのような有用な生成物の収量を増加さ
せ得る。これらのタンパク質に対して惹起した抗体もまた診断用薬として有用で
ある。
本発明は、ウィルス糖タンパク質、特に組換えシステムで細胞内で発現されたこ
れらの糖タンパク質の生成に特に有用である。例えば、本発明は、単純ヘルペス
ウィルス(HSV)、水痘−帯状庖疹ウィルス(VZV)、エプスタイン・バー
ルウィルス(EBV)、サイトメガロウィルス(CMv)ならび1.:DV6お
よびHFIV7のような他のヒトヘルペスウィルス由来のタンパク質を含むヘル
ペスウィルスファミリー由来の広範囲なタンパク質の発現に用途を見出し得る。
次のようなしかし限定されない他のウィルス由来のタンパク質もまた、本発明の
システムを用いて容易に発現され得る:A型肝炎ウィルス(IIAV)、B型肝
炎ウィルス(HBV>、C型肝炎ウィルス(HCV)、デルタ肝炎ウィルス(I
(DV)、およびC型肝炎ウィルスを含む肝炎ウィルスファミリー由来のタンパ
ク質、ならびに、HTLv−1およびHTLV−11由来のようなレトロウィル
スタンパク質およびuIv−iおよび旧V−2のようなヒト免疫不全ウィルス(
HN’)由来のタンパク質。例えば、サイトメガロウィルスのコードするタンパ
ク質内容の総論については、Cheeら、Ctame aloviruses(
J、に、McDougallli、Springer−Verlag 1990
)125−169頁;種々のHSV−1コードタンパク質の考察ニラいては、M
cGeochら、J、Gen、Virol、(1988)69:1531−15
74 ; EBVゲノム中のタンパク質コード配列の同定については、Baer
ら、Nature(1984)310:207−211 ; VZVの総論につ
いては、Davisonおよび5cottSJ、Gen、Virol、(198
6)67:1759−1816 、1(CVゲノムの考察については、Houg
htonら、胎Σ山江邦2(1991)14;381−388 ; ソして、I
IIVゲノムノ考察ニツいテハ、5anchez−Pescadorら、5ci
ence(1985)227:484−492を参照のこと)。
上記のタンパク質は、目的のタンパク質が宿主細胞から効果的に分泌され得るよ
うに、適合するニスコートと同時発現される。適合するニスコートは、電気泳動
および免疫沈降法のような公知の技術を用いて、推定のニスコートと目的のタン
パク質との間の複合体の形成についてアッセイすることにより容易に同定される
。このような複合体の検出は、実施例に、および1(utchinsonら、J
、 Virol、 (1992)66:2240−2250にさらに記載される
。
例トシテ、HSV−1gL(ULI 0RFi::+−ドさレテいル)ハ、0S
V−I gH(UL220RFにコードされている)と複合体を形成することが
見出されている(Hutchinsonら、J、Virol、 (1992)6
6:2240−2250)。gtlおよびgLが同時発現された場合、それらは
、他のウィルスタンパク質の不在下で発現されたgHおよびgLとは異なり、細
胞表面に存在している。HSV−1gHおよび[1SV−1gLに機能的におよ
び/または構造的に相同なタンパク質は、ヘルペスウィルスファミリーを通して
見出された。例えば、EBV 0RFBKRF2ハ、flsV−1gL(7)ε
BYホーt−oグヲコードし、ORF BXLF2ハ、gl(のホモログ(gp
85という)をコードする。Baerら、Nature(1984)η0:20
7−211 ; Heinemanら、1. ViroL (1988)62:
1101−1107゜同様に、vzvの遺伝子60は、[ISV ULIのvz
vのホモログであり、VZV37と呼ばれるタンパク質をコードしている。Da
visonおよび5cott、 J、Gen、Virol、(1986)67:
1759−1816、輩cGeochら、J、Gen、 Virol、 (19
88)69:1531−1574 HCranageら、J、 Virol、
(1988)62:1416−1422゜同様ニ、CMV gll(UL751
.: :l−)’ サtL r イル)は、HSV−1gHに対するホモログで
ある(Pachlら、h圧動u(1989)月i9:418−425 ; Cr
anageら、J、 Virol、(1988)62:1416−1422;
Cheeら、Ctame aloviruses(J、に、McDougall
!、Springer−Verlag 1990)125−169頁)。FIH
VもgH(および他ノヘルヘスウィルスタンパク質)アナログをコードしている
。従って、他のヘルペスウィルス中に見出される糖タンパク質ホモログも、本発
明に含まれる。ニスコートを用いて簡便に発現される他のヘルペスウィルス糖タ
ンパク質には、HSV gBおよびosvgo;CMV gB 、を含む種々の
H3V糖タンパク質およびこれらのタンパク質に対するHFIVホモログが含ま
れる。
特に重要なのが、CMV ULl15が、HSV gLのホモログであるという
本発見である。本明細書にさらに記載したように、日5V−1gLおよびgl(
のように、ULl15およびCMV gl(が同時発現された場合、この2つの
タンパク質は、複合体を形成し、宿主細胞から分泌される。CMV gLとの様
に、FGFレセプターはCMV gBともニスコート機能を提供することが見出
されており、他の相同なヘルペスウィルスタンパク質のニスコートとして機能し
得る。
上記に説明したように、肝炎ウィルス産物も、本発明のシステムを用いて首尾良
く発現される。例として、HCVゲノムは、El(Eとして知られる)およびE
2(E2/NSIとしてまた知られる)含むいくつかのウィルスタンパク質をコ
ードする。(ElおよびE2を含むHCVタンパク質の考察については、Hou
ghtonら、肚凹包に訂(1991)14:381−388、およびHcvケ
ノム配列ニツいテハ、EPO公開第388.232号を参照のこと。これらのタ
ンパク質は、組換えシステムで発現された場合、膜会合性アシアロ糖タンパク質
である。、HCVウィルスは、肝細胞上に見出されるアシアロ糖タンパク質レセ
プターあるいは肝臓上皮細胞およびマクロファージ上に見出されるマンノースレ
セプターのいずれかを通して感染の間に、宿主細胞に入り得る。(マンノースレ
セプターおよびアシアロ糖タンパク質レセプターの考察については、Exeko
vitzら、ム邊姐」αL(1990)176:1785−1794 ; Ku
ratag、 J、 Biol、Chen、 (1990)265:11295
−11298 H5chuffeneckerら、Cto enet、cell
、Genet、 (1991)56:99−102 ;および5astryら、
J、 I+++r+uno1. (1991)lp ; 692−697を参照
のこと)。アシアロ糖タンパク質レセプターのよう1.m (Drickame
rら、J、 Biol、 Chern、 (1984)259ニア70−778
; 5piessら、Proc、 Natl、Acad、 Sci、 USA
(1985)82:6465−6469 ; McPhaulおよびBerg、
Proc、Natl、Acad。
Sci、 LISA(1986)83:8863−8867 ; McPhau
lおよびBerg、 Mo1.Ce1l。
駆動1.(1987) 7:1841−1847)、マンノースレセプターはク
ローン化されている(Taylorら、J、 Biol、 Chea+、 (1
990)265 :12156−12162)。これらのレセプターは、Elお
よびE2のようなHCVタンパク質の組換え産生用のニスコートとして用途を見
出し得る。
HIVタンパク質の発現もまた、本発明の方法を用いて促進され得る。HIV±
遺伝子は、ウィルスのエンベロープタンパク質(糖タンパク質gpt6o、gp
120およびgp41を含む)をコードしている。上記に説明したように、gp
160は、組換えシステムでは適切にプロセッシングあるいは輸送されない(l
affarら、LVirol、 (1990)6A:3100−3103)。さ
らに、1(IVの細胞内レセプターであるCD4は、タンパク質輸送で役割を果
たしているようである。さらに詳細には、小胞体の特異的な保持シグナルを含む
ように改変されたCD4変異体は、首尾良< gp120の分泌およびgp16
0の表面発現をプO−7りする。BuonocoreおよびRose。
Nature(1990)345:625−628゜従って、CD4の、HIV
エンベロープタンパク質の発現を促進するためのニスコートとしての使用も本明
細書で熟考されている。
さらに、タンパク質およびそれと同時発現する適合するニスコートのさらなる例
は、上記の考察を考慮して当業者に容易であり得る。
A、の“ −の
上記に説明したように、本発明で使用するタンパク質とニスコートは、組換え的
に産生じ得る。目的のタンパク質をコードするDNAはゲノム、cDNA、また
は合成りNAであり得る。引き続くクローニング用にDNAを得るまたは合成す
る方法は、当該分野で周知である。例えば、所望のタンパク質は、精製し、アミ
ノ酸配列をエドマン分解の繰り返しサイクル、それに続業者が、かなり長いプロ
ーブを調製すること、および/または、(HPLCによるアミノ酸分析により決
定され得る。アミノ酸配列決定の他の方法も当該技術分野で公知である。いった
んアミノ酸配列が決定されると、決定されたアミノ酸配列部分のコドンを含むオ
リゴヌクレオチドプローブが調製され、そして目的のタンパク質をコードする遺
伝子のDNAライブラリーをスクリーニングするために用いられ得る。オリゴヌ
クレオチドプローブおよびDNAライブラリーの調製、ならびに核酸ハイブリダ
イゼーションによるそれらのスクリーニングの基本的な戟略は、当業者に周知で
ある。例えば、匠と回ユu皿:第1巻(前出) ; Nucleic Ac1d
Hbridization、 (前出);吐江坦匹notide S nth
esis(前出) ; T、 Maniatisら、(前出)を参照のこと。
まず、DNAライブラリーを調製する。一旦ライブラリーが構築されると、ライ
ブラリーをプローブするオリゴヌクレオチドが調製され、所望のタンパク質をコ
ードする遺伝子を単離するのに用いられる。オリゴヌクレオチドは、任意の適切
な方法により合成される。選択された特定のヌクレオチド配列が、所望のタンパ
ク質から公知のアミノ酸配列をコードするコドンに対応するように選択される。
遺伝子コードが縮重(degenerate)するため、タンパク質の特定の領
域をコードする可能なヌクレオチド配列の全てまたは合理的な数をカバーするよ
うに、しばしばいくつかのオリゴヌクレオチドを合成する必要がある。従って、
その領域が、そのコドンが高度に縮重するアミノ酸を含まないことが、プローブ
の基礎とする領域の選択には一般的に好ましい。特定の環境においては、当り(
前出)参照のこと。基本的な要件は−ハイブI+ &メ4J−1Xi(特にこの
長い領域および/または冗長領域が目的のタンパク質の特徴が高度に現れている
場合に)対応する核酸配列中で高度の冗長さく redundancy)を有す
るであろうアミノ酸配列領域を包含することが望ましいことを見出し得る。1回
のハイブリダイゼーション実験において、この遺伝子の異なる領域の各々に対す
る2つのプローブ(またはプローブのセット)を用いることも望ましい。自動化
されたオリゴヌクレオチド合成で、比較的簡単にプローブの大きなファミリーの
調製物が作られる。用いられたプローブの正確な長さは重要ではないが、一般的
に当該技術分野では、約14塩基対から約20塩基対のプローブが通常効果的で
あると認められている。約25塩基対から約60塩基対のさらに長いプローブも
用いられる。
選択したオリゴヌクレオチドプローブは、標準手法を用いて放射性ヌクレオチド
またはビオチンのようなマーカーで標識される。次いで、標準法に従って、ライ
ブラリーから単離された5sDN^にハイブリダイズし得る一本鎖のプローブか
らなる標識されたプローブのセットは、スクリーニング工程で用いられる。厳密
なまたは緩和なハイブリダイゼーション条件のいずれかが、プローブの長さ、お
よびプローブがライブラリーとして同種由来であるか否か、あるいは進化的に近
縁かまたは離れた種であるか否かなどのようないくつかの因子に依存して適用し
得る。適切な条件の選択は、当該技術分野の技術範囲内である。一般的には、N
ucleic^cid h bridizatiョン条件が十分にコンであり、
その結果、選択的なハイブリダイゼーションが起こる;すなわちハイブリダイゼ
ーションは、非特異結合に対するように、十分な程度の核酸相同性(例えば、少
なくとも約75%)を有する。スクリーニングしたライブラリー由来のクローン
が陽性ハイブリダイゼーションにより一旦同定されたら、特定のライブラリー挿
入物が所望のタンパク質の遺伝子を含むことを、制限酵素分析およびDNA配列
決定により確認し得る。
あるいは、目的のタンパク質をコードするDNA配列は、クローニングよりむし
ろ合成で調製され得る。DNA配列は、特定のアミノ酸配列に対する適切なコド
ンで設計し得る。一般的には、この配列が発現用のコドンである場合、目的の宿
主用の好ましいコドンを選択する。完全な配列が、標準法により調製された重複
するオリゴヌクレオチドから完全なコード配列にアセンブルされる。例えば、E
dge、 Nature(1981)工:756 ;Nambairら、5ci
ence(1984)223:1299 ; Jayら、J、 Biol、 C
hec。
(1984)影i9:6311を参照のこと。
B、 シスーム
一旦所望のタンパク質およびニスコートをコードする適切な配列が単離または合
成されると、種々の異なった発現システムで同時発現され得る;例えば、哺乳類
細胞、バキュロウィルス、バクテリア、および酵母を用いるシステム。同時発現
には、所望の産物をコードする2種またはそれ以上のプラスミドが用いられ得る
。あるいは、所望のタンパク質およびニスコートの両方をコードする単一の構築
物が用いられ得る。
単一の構築物はニスコートおよび所望のタンパク質を含む融合タンパク質をコー
ドするキメラDNA分子からなり得るか、あるいは2つの別の産物をコードする
DNAを含み得る。
1、rIf41シ −ム
哺乳類の発現システムは、当該技術分野で公知であり、本発明で使用され得る。
哺乳類の発現システムは哺乳類のプロモーターを含み、このプロモーターは、哺
乳類のRNAポリメラーゼと結合し、ff1RN^にコード配列(例えば、構造
遺伝子)の下流(3゛)への転写を開始し得る任意のDNA配列である。プロモ
ーターは、転写開始領域(通常コード配列の5′末端に近隣に位置する)、およ
びTATA box(通常、転写開始部位の25〜30塩基対(bp)上流に位
置する)を有する。TATA boxは、正しい部位でRN^合成を開始するた
めにRN^ポリメラーゼI+を指示すると考えられている。哺乳類のプロモータ
ーはまた、上流プロモーター因子を含有し、それは代表的にはTATA box
のtoobpから200bp上流に位置する。上流プロモーター因子は、転写が
開始される効率を決定し、そしてどちらかの方向に作用し得る(SalIlbr
ookら、Mo1ecular C1onin : A Laborator
Manual、第2版、前出)。
哺乳類のウィルス遺伝子は、しばしば高発現され、広い宿主範囲を有する。それ
ゆえに、哺乳類のウィルス遺伝子をコードする配列は特に有用なプロモーター配
列を提供する。例としては、SV40初期プロモーター、マウス哺乳類癌つィル
スLTRプロモーター、アデノウィルス後期主要プロモーター(^dMLP)、
および単純ヘルペスウィルスプロモーターを含有する。
さらに、ウィルス遺伝子以外由来の配列(例えば、マウスメタロチオネイン遺伝
子)はまた、有用なプロモーター配列を提供する。発現は、プロモーターに依存
して構成性であるかあるいは調節される(誘導される)かのいずれかであり得、
そしてホルモン一応答性細胞中ではグルココルチコイドで誘導され得る。
エンハンサ−因子もまた用いられ得る。上記のプロモーター因子と結合したエン
ハンサ−因子(エンハンサ−)の存在は、代表的には発現レベルを増大する。エ
ンハンサ−は、同種のまたは異種のプロモーターに結合したとき、正規のRN^
開始部位で始まる合成で、1000倍に転写を促進し得る調節DNA配列である
。エンハンサ−はまた、転写開始部位の上流または下流に位置するときに(正規
のまたは反対の方向に、あるいはプロモーターから1000ヌクレオチドを超え
る距離で)、活性であるCManiatisら、5cience(1987)2
36:1237: ^1bertsら、(1989)M吐弦吐肛」胆包肛」L止
虹並旦第2版)。ウィルス由来のエンハンサ−因子は、代表的には広い宿主範囲
を有するので、特に有用であり得る。例としては、SV40初期遺伝子エンハン
サー(Dijkemaら、ENBOJ、 (1985) 4ニア61)、および
ラウス肉腫ウイルスノ長末端反復(LTR)由来(Gora+anら、Proc
、 Natl、^Cad、 Sci、 USA(1982b) 79:6777
)、およびヒトサイトメガロウィルス由来(Boshartら、Ce1l(19
85)41:521)のエンハンサ−/プロモーターを含有する。さらに、いく
つかのエンハンサ−は調節可能で、ホルモンまたは金属イオンのような誘導物質
(Sassone−CorsiおよびBorelliSTrends Gene
t、(1986)j:215;11aniatisら、5cience(198
7)236:1237)の存在下でのみ活性化される。
所望のタンパク質およびニスコートはまた、哺乳類細胞中で外来タンパク質の分
泌をもたらすリーダー配列フラグメントを含む融合タンパク質として発現され得
る。好ましくは、それらは、インビボまたはインビトロのいずれかで切断され得
る、外来遺伝子とリーダーフラグメントとの間にコードされるプロセッシング部
位を有している。リーダー配列フラグメントは代表的には、細胞からのタンパク
質の分泌を指示する疎水性アミノ酸を含むシグナルペプチドをコードする。アデ
ノウィルスの3つの分裂(tripartite)リーダーは、哺乳類細胞中で
外来タンパク質の分泌を提供するリーダー配列の例である。
代表的には、哺乳類細胞により認識される転写終止およびポリアデニル化配列は
、転写終止コドンの3°側に位置する調節領域であり、従ってこのようにプロモ
ーター因子とともに、コード配列の横に配置する。成熟ff1RN Aの3°末
端は、部位特異的転写後切断およびポリアデニル化によって形成される(Bit
nstielら、Ce1l(1985)41:349; Proudfootお
よびfhitelaw (1988) r真核細胞RNAの転写の終結および3
′末端プロセシング」Transcri tion and S 1icin
(B、D、 Hamesおよびり、M、 Gloverlii)HProudf
oot、 Trends Biocherl、 Sci、(1989)14:1
05)。これらの配列は、そのDNAにコードされるポリペプチドに翻訳され得
るInRNAの転写を指示する。転写の終結/ポリアデニル化のシグナルの例に
は、SV40由来のそれらを含有する(Sambrookら、(1989) r
培養哺乳類細胞でのクローン化された遺伝子の発現」Mo1ecular C1
onin : A Laborator Manual)。
いくつかの遺伝子は、イントロン(いわゆる介在配列)が存在するときに、さら
に効果的に発現され得る。しかし、いくつかのcDN^は、スプライシングシグ
ナル(いわゆるスプライスドナーおよびアクセプタ一部位)を欠くベクターから
効果的に発現されている(例えば、Gothingおよび5aInbrook、
Nature(1981)293:620を参照のこと)。イントロンは、ス
プライスドナーおよびアクセプタ一部位を含有する、コード配列内に介在する非
コード化配列である。それらは主要な転写物のポリアデニル化に続く「スプライ
シング」と呼ばれるプロセスにより除かれる(Nevins、 Ann、 Re
v、 Biocheffl、(1983)52:441; GreenSAnn
、Rev、Genet、(1986)20:671; Padgettら、An
n、Rev。
Biochem、 (1986)55:1119;にrainerおよびMan
iatis、 (1988)rRNiへスプライシングj Transcri
tion and s 1icin (B、D、 Hai+esおよびり、11
. Glover))。
代表的には、上記の成分(プロモーター、ポリアデニル化シグナル、および転写
終止配列を包含する)は、発現構築物にまとめられる。エンハンサ−1機能的な
スプライスドナーおよびアクセプタ一部位を有するイントロン、ならびにリーダ
ー配列はまた、もし望むなら発現構築物中に含有され得る。発現構築物は、しば
しば哺乳類細胞またはバクテリアのような宿主中で安定に維持され得る染色体外
因子(例えば、プラスミド)のようなレプリコン内で維持される。哺乳類の複製
システムは、複製のためにトランスに作用する因子を必要とする動物ウィルス由
来のシステムを含む。例えば、SV40のようなパポーバウイルスの複製システ
ムを含有するプラスミド(GluznanS恒旦(1981)υ:175)、ま
たはポリオーマウィルスは、適切なウィルスT抗原の存在下で、かなり高いコピ
ー数に複製する。さらに哺乳類のレプリコンの例には、ウシパピローマウィルス
およびEpstein−Barrウィルス由来のレプリコンが含まれる。さらに
、レプリコンは、2つの複製システムを有し得る。こうして、例えば、発現のた
めには動物細胞中で、ならびにクローニングおよび増幅のためには原核細胞の宿
主中で維持され得る。そのような哺乳類−バクチリアシャトルベクターの例には
、pMT2(Kaufmanら、Mo1. Ce11. Biol、(1989
)i:946)、およびpHEBO(Shimizuら、Mo1. Ce11.
Biol、(1986)fi:1074)を含有する。
用いられる形質転換法は、形質転換される宿主に依存する。
異種のポリヌクレオチドを哺乳類に導入する方法は、当該技術分野で公知であり
、そしてデキストラン媒介トランスフェクション、リン酸カルシウム沈澱法、ポ
リブレン媒介トランスフェクション、プロトプラスト融合、エレクトロポレーシ
ョン、リポソーム内へのポリヌクレオチドのカプセル化、および核内へのDNA
の直接マイクロインジェクションを包含する。
発現のための宿主として利用できる哺乳類細胞株は当該技術分野で公知であり、
アメリカンタイプカルチャーコレクション(^TCC)より入手可能な多くの不
死化細胞株を含有し、チャイニーズハムスターの卵巣(CHO)細胞、HeLa
細胞、ベビーハムスターの腎臓(B[IK)細胞、サルの腎臓細胞(COS)、
ヒト肝細胞癌細胞(例えば、Hep G2)、および多くの他の細胞株を含有す
るが、これに限定されない。
ii、バ ロ ルスシスーム
所望のタンパク質およびニスコートをコードするポリヌクレオチドはまた、適切
な昆虫の発現ベクター中に挿入され得る。そしてそのベクター内の制御因子に、
作動可能に結合する。ベクターの構築には、当該技術分野で公知の技術を採用す
る。
一般的に、発現システムの成分は、トランスファーベクター(通常バクテリアプ
ラスミド)を含有し、それはバキュロウィルスゲノムのフラグメント、および発
現される異種の遺伝子の挿入に都合のよい制限部位の両方;トランスファーベク
ター中のバキュロウィルス特異的フラグメントに相同な配列を有する野生型バキ
ュロウィルス(このことで、バキュロウィルスゲノム中に異種の遺伝子の相同組
換えが起こり得る);そして適切な昆虫宿主細胞および増殖培地を含む。
所望のタンパク質およびニスコートをコードするDNA配列を1種またはそれ以
上のトランスファーベクターに挿入後、ベクターおよび野生型ウィルスゲノムは
、ベクターおよびウィルスのゲノムが組換え得る、昆虫宿主細胞にトランスフェ
クトされる。パッケージされた組換えウィルスが発現され、そして組換えプラー
クが同定および精製される。バキュロウィルス/昆虫細胞発現システムのための
方法および材料は、キットの形で、特にInvitrogen、 San Di
ego C^(r MaxBacJキット)より市販されている。これらの技術
は、当業者に一般的に公知であり、Su+nmersおよび5fflithST
exas A ricultural Exerifflent 5tatio
n Bulletin No、 1555(1987)(これ以後r Suma
+ersおよびSa+1thJとする)に十分記載されている。
タンパク質およびニスコートをコードするDNA配列をバキュロウィルスゲノム
に挿入する前に、上記の成分(プロモーター、リーダー(所望なら)、目的のコ
ード配列、および転写終止配列を含む)が、代表的には、中間転移構築物(トラ
ンスファーベクター)にアセンブルされる。この構築物は、単一の遺伝子および
作動可能に連結した調節因子、多重の遺伝子(各々が自分自身で作動可能に連結
した調節因子のセットを有する):または、多重遺伝子(調節因子の同じセット
により制御される)を含み得る。中間転移構築物は、しばしばバクテリアのよう
な宿主中で安定に維持され得る染色体外因子(例えば、プラスミド)のようなレ
プリコン中で維持される。このレプリコンは複製システムを有し、従ってクロー
ニングおよび増幅に適切な宿主中で維持され得る。
現在、最も汎用されている、^cNPVに外来遺伝子を導入するためのトランス
ファーベクターは、pAc373である。当業者に公知の他の多くの他のベクタ
ーも設計されている。これらは、例えば、pVL985(ポリヘトリン開始コド
ンを^TGがらATTに変え、そしてATTの32塩基対下流にBam+旧クロ
ーニング部位を導入する; LuckovおよびSun++ners、 h皿旦
■(1989)17:31参照)を包含する。
プラスミドはまた、通常ポリへドリンボリアデニル化シグナル(Millerら
、^nn、 Rev、 11icrobio1.(1988)J4:177)、
ならびにE、 coli中での選択および繁殖のための原核細胞のアンピシリン
耐性(■)遺伝子および複製起点を含有する。
バキュロウィルストランスファーベクターは通常、バキュロウィルスプロモータ
ーを含有する。バキュロウィルスプロモーターは、バキュロウィルスRNAポリ
メラーゼに結合し、■RN^にコード配列(例えば、構造遺伝子)の下流(5′
から3゛)への転写を開始し得る任意のDNA配列である。プロモーターは、通
常コード配列の5°末端付近に位置する転写開始領域を有する。この転写開始領
域は代表的にはRNAポリメラーゼ結合部位および転写開始部位を含む。バキュ
ロウィルストランスファーベクターはまた、エンハンサ−と呼ばれる第2のドメ
イン(存在するなら、通常、構造遺伝子末端から遠位にある)を有し得る。発現
は、制御されるか、構成的であり得る。
構造遺伝子(ウィルス感染サイクル中の後期に豊富に転写される)は、特に有用
なプロモーター配列を提供する。例としては、ウィルスのポリへドロンタンパク
質をコードする遺伝子(Friesenら、(1986) rバキュロウィルス
遺伝子発現の制御」The Mo1ecular Biolo of Bacu
loviruses(falter Doerfler!り 、 EPO公開第
127.839号および第155.476号);ならびにpiOタンパク質をコ
ードする遺伝子(Vlakら、J、 Gen、 Virol、(1988)69
ニア65)由来の配列を含有する。
適切なシグナル配列をコードするDNAは、バキュロウィルスポリヘトリン遺伝
子((:Br1)onellら、Gene(1988)73:409)のような
分泌された昆虫またはバキュロウィルスタンパク質の遺伝子由来であり得る。あ
るいは、哺乳類細胞翻訳後修飾(例えば、シグナルペプチド切断、タンパク質加
水分解切断、およびリン酸化)のシグナルが、昆虫細胞により認識され、分泌お
よび核蓄積に必要なシグナルもまた無を椎動物細胞とを椎動物細胞との間で保存
されるようなので、非昆虫起源のリーダーも昆虫での分泌を与えるために用いら
れ得る。それは例えば、ヒトα−インター7 エロン(Maedaら、Natu
re(1985)315:592):ヒトガストリンー遊離ペプチド(Leba
cqJerheydenら、肋c、Ce11. Biol、(1988)旦:3
129);ヒト[L−2(Sa+ithら、Proc、Nat’l^cad、
Sci、 LIS^(1985)82二8404);7ウスIL−3(1!iy
ajimaら、Gene(1987)58:273);およびヒトグルコセレブ
ロシダーゼ(Martinら、DNA(1988)7:99))をコードする遺
伝子由来のリーダーである。
組換えポリペプチドまたはポリタンパク質は、細胞内で発現される場合、通常、
ATG開始シグナルの前に適切な翻訳開始シグナルを含有する。所望なら、N末
端のメチオニンがインビトロでの臭化シアンとのインキュベーションにより成熟
タンパク質から切断され得る。
所望のDNA配列の挿入後、昆虫細胞宿主は、トランスファーベクターの異種D
NAおよび野生型バキュロウィルスのゲノムDNAと同時形質転換(通常同時ト
ランスフェクションにより)される。構築物のプロモーターおよび転写終止配列
は、代表的にはバキュロウィルスゲノムの2〜5kbセクシヨンを含有する。バ
キュロウィルス中の所望の部位への異種DNAの導入方法は、当該技術分野で公
知である。(Suma+ersおよび5Inith(前出);Juら、(198
7); Sa+ithら、Mo1. Ce11. Biol、(1983)3:
2156;ならびにLuckovおよびSummers (1989)参照)。
例えば、挿入物が、2重交差相同組換えにより、ポリヘトリン遺伝子のような遺
伝子中に導入され得る;挿入物はまた、所望のバキュロウィルス遺伝子中に加工
された制限酵素部位中にも存在し得る。Millerら、虹朋Y旦■(1989
)4:91oDNA配列は、発現ベクター中のポリヘトリン遺伝子の代わりにク
ローン化された場合、5°および3°の両方がポリヘトリン特異配列に隣接し、
そしてポリへドリンプロモーターの下流に位置する。
新たに形成したバキュロウィルス発現ベクターは、続いて感染性の組換えバキュ
ロウィルスにパッケージされる。相同組換えは、低い頻度でおこる(約1%と約
5%との間);従って、同時トランスフェクション後に産生されたウィルスの大
部分は、まだ野生型ウィルスである。従って、この発現システムは野生型ウィル
スから組換えウィルスを区別し得る目視スクリーニングをもたらす。ポリヘトリ
ンタンパク質(天然ウィルスにより産生される)は、ウィルス感染後期に感染細
胞の核内に非常に高レベルで産生される。蓄積されたポリヘトリンタンパク質は
、包埋された粒子をも含む封入体を形成する。
これらの封入体(15μmまでの大きさ)は高屈折性であり、光学顕微鏡下で容
易に観察される、明るく光沢のある外見をしている。組換えウィルスに感染した
細胞は封入体を欠く。組換えウィルスを野生型ウィルスと区別するために、トラ
ンスフェクション上清液を当業者に公知の方法により昆虫細胞の単層にプラーク
を形成させた。すなわち、プラークを封入体の存在(野生型ウィルスを示す)ま
たは不在(組換えウィルスを示す)について光学顕微鏡下でスクリーニングする
。rCurrentProtocols in Microbio1ogyJ第
2巻(AusubelらMi)の16.8(Supp、10. 1990):
SufflmersおよびS+++1th(前出)CMillerら、(198
9)。
組換えバキュロウィルス発現ベクターは、いくつかの昆虫細胞中への感染のため
に設計された。例えば、組換えバキュロウィルスは以下について開発された:特
に、Aedes ae ti。
^uto ra ha californica、 肋仙r」阻■、 Dros
o hila Inelan邦1匹虹、 S odo tera fru i
erda、およびTricho 1usia nl(PCT公開番号VO891
046699; Carbonellら、J、 Virol、(1985)5i
:153: frightSNature(1986)321ニア18; Sm
1thら、Mo1. Ce1lBio1. (1983)3:2156;および
一般的にはFraserら、In Vitro Ce11. Dev、 Bio
l、(1989)25;225参照)。
細胞および細胞培地が、バキュロウィルス/発現システム中での異種ポリペプチ
ドの直接発現および融合発現の両方について市販されている;細胞培養技術は一
般的に当業者に公知である。例えば、Sun+a+ersおよびS+n1th(
前出)参照。
次いで感染昆虫細胞は、組換え産物の発現が可能な適切な栄養培地中で増殖され
得る。産物は、クロマトグラフィー(例えば、HPLC、アフィニティークロマ
トグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーなど);電気泳動:密度勾配遠心
分離:溶媒抽出などのような方法で精製し得る。適切であれば、必要に応じて、
宿主の残渣(例えば、タンパク質、脂質、および多糖類)が少なくとも実質的に
存在しない生成物を提供するために、培地中へ共に分泌されたまたは昆虫細胞の
溶解物から生じた昆虫タンパク質を実質的に除くために生成物をさらに精製し得
る。
発現を得るために、感染細胞を組換えコード配列を発現し得る条件下でインキュ
ベートする。これらの条件は選択した宿主細胞に依存して変化し得る。しかし、
上記条件は当該技術分野で公知である条件に基づいて、当業者に容易に確認され
る。
l11.バ −1 シスーム
バクテリア発現技術は当該技術分野で公知である。バクテリア発現システムは、
バクテリアRNAポリメラーゼに結合し得る任意のDNA配列であり、1nRN
^へのコード配列(例えば、構造遺伝子)の下流(3°)への転写を開始するバ
クテリアプロモーターを含む。プロモーターは、通常コード配列の5°末端付近
に位置する転写開始領域を有する。この転写開始領域は、代表的には、RNAポ
リメラーゼ結合部位および転写開始部位を含む。バクテリアプロモーターはまた
、オペレーターと呼ばれる第2のドメインを有し、それはRN^合成が始まるR
NAポリメラーゼ結合部位近傍に重複し得る。遺伝子リプレッサータンパク質が
オペレーターに結合し得、それにより、特定の遺伝子の転写を阻害するので、オ
ペレーターは、負に制御された(誘導し得る)転写を可能にする。構成的な発現
は、オペレーターのような負の制御因子の不在下でおこり得る。さらに、正の制
御は、もし存在すれば通常RNAポリメラーゼ結合配列付近(5′)のアクティ
ベータータンパク質結合配列により達成され得る。遺伝子アクティベータータン
パク質の例は、異化代謝物(catabolite)アクティベータータンパク
質(CAP)であり、それは、Escherichia coli(E、col
i)のlacオペロンの転写開始を助ける(Raibaudら、Annu、 R
ev、 Genet、(1984)18:173)。それゆえに制御された発現
は、正か負かのどちらかであり、それにより転写を増強するか、転写を抑制する
かのどちらかである。
代謝経路酵素をコードする配列は、特に有用なプロモーター配列を提供する。実
施例は、ガラクトース、ラクトース(1ac)(Changら、Nature(
1977)出:1056)、およびマルトースのような糖代謝酵素由来のプロモ
ーター配列を含む。さらなる例は、トリプトファン(」)のような生合成酵素由
来のプロモーター配列を含む(Goeddelら、Nuc、^aids Res
、(1980)11;4057;Yelvertonら、Nucl、^cids
Res、(1981)9ニア31;米国特許第4゜738、921号、EPO
公開第036776号および第121775号)。b−ラクタマーゼ(当)プロ
モーターシステム(Weissmann (1981) rインターフェロンの
クローニングおよびその他のミスティク(■1stake)J Interfe
ron 3 (1,Gresser編))、バクテリオファージλPL(Shi
matakeら、Nature(1981)292:128)、およびT5(米
国特許第4.689.406号)プロモーターシステムもまた有用なプロモータ
ー配列を提供する。
さらに、天然にはない合成プロモーターもまた、バクテリアプロモーターとして
機能する。例えば、1つのバクテリアまたはバクテリオファージプロモーターの
転写活性化配列は、他のバクテリアまたはバクテリオファージプロモーターのオ
ペロン配列と繋がり、合成ハイブリッドプロモーターを創造し得る(米国特許第
4.551.433号)。例えば、tacプロモーターは、」プロモーターと匡
オペロン配列(lacリプレッサーにより制御される)の両方からなるハイブリ
ッド」−里プロモーターである(Amannら、Gene(1983)25:1
67; de Boerら、Pr。
モーターが、バクテリアRNAポリメラーゼに結合し、転写を開始し得る非バク
テリア起源の天然のプロモーターを含み得る。
非バクテリア起源の天然のプロモーターも、和合するRNAポリメラーゼと結合
し、原核生物のいくつかの遺伝子の高レベルの発現を生じ得る。バクテリオファ
ージT T RNAポリメラーゼ/プロモーターシステムは、結合プロモーター
システムの例である(Studierら、J、 Mo1. Biol、(198
6)189:113; Taborら、Proc、 Natl、^cad、 S
ci、(1985)82:1074)。さらに、ハイブリッドプロモーターはま
た、バクテリオファージプロモーターおよびl:、coliオペレーター領域を
含み得る(EPO公開第267、851号)。
機能的プロモーター配列に加えて、有効なリポソーム結合部位もまた、原核生物
中で異種遺伝子の発現に有用である。
):、coli中で、リポソーム結合部位は、Shine−Dalgarno(
SD)配列と呼ばれ、開始コドン(ATG)および開始コドンの3〜11ヌクレ
オチド上流に位置する3〜9ヌクレオチド長の配列を含む(Shineら、Na
ture(1975)254:34)。
DNA分子は、細胞内に発現され得る。プロモーター配列は、直接DNA分子と
連結し得る。その場合、N末端の最初アミノ酸は常にメチオニン(、〜TG開始
コドンによりコードされる)である。
所望な9. N末端のメチオニンは、インビトロで臭化シアンとインキュベーシ
ョンすることにより、またはインビボまたはインビトロのいずれかでバクテリア
のメチオニンN末端ペプチダーゼとインキュベーションすることにより、タンノ
くり質から切り放され得る(EPO公開第219.237号)。
融合タンパク質は、直接発現の代替となる。代表的には、内在性バクテリアタン
パク質または他の安定なタンパク質のN末端部分をコードするDNA配列が、異
種コード配列の5°末端に融合する。発現に際し、この構築物は2つのアミノ酸
配列の融合をもたらす。例えば、バクテリオファージλ遺伝子は、異種遺伝子の
5°末端で連結され、バクテリア内で発現される。得られた融合タンパク質は、
好ましくは異種遺伝子からバクテリオファージタンパク質を切断するためのプロ
セッシング酵素(Xa因子)のための部位を保有する(Nagaiら、Natu
re(1984)309:810)、融合タンパク質はまた、囲遺伝子(Jia
ら、Gene(1987)60:197)、江匹遺伝子(Allenら、J、B
iotechn山(1987)5:93; Makoffら、J、Gen、Mi
crobiol、(1989)出:11、およびq肛遺伝子(EPO公開第32
4.647号)由来の配列で作られる。2つのアミノ酸配列の接合点でのDNA
配列が、切断部位をコードし得る、またはし得ない。別の例は、ユビキチン融合
タンパク質である。そのような融合タンパク質は、好ましくは、ユビキチンを異
種タンパク質から切断するためのプロセッシング酵素(例えば、ユビキチン特異
的プロセッシングプロテアーゼ)のための部位を保有するユビキチン領域で作ら
れる。この方法により、天然の異種タンパク質が単離され得る(11iLLer
ら、Bio/Technolo (1989)7:698)。
あるいは、異種タンパク質はまた、バクテリア内での異種タンパク質の分泌をも
たらすシグナルペプチド配列フラグメントを含む融合タンパク質をコードするキ
メラDNA分子を作成することにより、細胞から分泌され得る(米国特許第4.
336.336号)。代表的には、シグナル配列フラグメントは、細胞からのタ
ンパク質の分泌を指示する疎水性アミノ酸を含むシグナルペプチドをコードする
。タンパク質は、増殖培地中(グラム陽性細菌)か、または細胞の内膜と外膜と
の間に位置するペリプラズム空間中(グラム陰性細菌)に分泌される。好ましく
は、シグナルペプチドフラグメントと異種遺伝子との間にコードされ、インビボ
またはインビトロのいずれかで切断され得るプロセッシング部位がある。
適切なシグナル配列をコードするDNAは、分泌されたバクテリアタンパク質に
関する遺伝子由来であり得る。例えば、E。
C011外膜タンパク質遺伝子(oMA) (M a s u iら、(198
3) 陰以m膓ental Mani ulation of Gene Ex
ression; Ghrayebら、EMBO上(1984)旦:2437
)、およびE、coliアルカリフォスファターゼシグナル配列(劇)(Oka
ら、Proc、 Natl、 Acad、 Sci、(1985)137+72
12)。追加例として、種々のBacillus株由来のα−アミラーゼ遺伝子
のシグナル配列は、B、 5ubtilis由来の異種タンパク質を分泌するの
に用いられ得る(PaLvaら、Proc、 Natl。
Acad、 Sci、 USA(1982)79:5582;EPO公開第24
4.042号)。
代表的には、バクテリアにより認識される転写終止配列は、翻訳終止コドンの3
′側に位置する制御領域であり、従って、プロモーターとともにコード配列に隣
接する。これらの配F11は、a+RNAの転写を指示し、DNAによりコード
されるポリペプチドに翻訳され得る。転写終止配列は、しばしば転写の終止を助
けるステムループ構造を形成し得る約50ヌクレオチドのDNA配列を含む。実
施例は、E、coliの当遺伝子および他の生合成遺伝子のような強いプロモー
ターをもつ遺伝子由来の転写終止配列を含む。
代表的には、上記の成分、プロモーター、シグナル配列(所望なら)、目的のコ
ード配列、および転写終止配列を包含し、発現構築物に組み入れられる。発現構
築物は、しばしばバクテリアのような宿主中で安定に維持され得る染色体外因子
(例えばプラスミド)のようなレプリコン中で維持される。レプリコンは、複製
システムを有し、従って発現またはクローニングおよび増幅のいずれかのために
原核生物の宿主中で維持され得る。さらに、レプリコンは、高コピー数プラスミ
ドまたは低コピー数プラスミドのいずれかであり得る。高コピー数プラスミドは
、一般的に約5から約200(代表的には約lOから約150)の範囲のコピー
数を有する。高コピー数プラスミドを含む宿主は、好ましくは、少なくとも約1
0個、そしてさらに好ましくは少なくとも約20個のプラスミドを含む。高コピ
ー数ベクターまたは低コピー数ベクターのいずれかが、ベクターおよび異種タン
パク質の宿主への影響に依存して選択され得る。
あるいは、発現構築物は、組み込みベクターでバクテリアゲノムに組み込まれ得
る。組み込みベクターは、代表的には、ベクターを組み込み得るバクテリア染色
体に相同な少なくとも1つの配列を含む。組み込みは、ベクター内の相同DNA
とバクテリア染色体と間の組換えによることが明らかである。例えば、種々のB
acillus株由来のDNAで構築される組み込みベクターが、Bacill
us染色体に組み込まれる(EPO公開第127.328号)。
組み込みベクターはまた、バクテリオファージまたはトランスポゾン配列を包含
し得る。
一1的には、染色体外および組み込み発現構築物は、形質転換されるバクテリア
株を選択し得る選択的マーカーを含み得る。選択可能なマーカーはバクテリア宿
主で発現され、薬剤(例えば、アンピシリン、クロラムフェニコール、エリスロ
マイシン、カナマイシン(ネオマイシン)、およびテトラサイクリンなどの)耐
性のバクテリアを与える遺伝子を含み得る(Daviesら、Ann、 Rev
、 Microbiol、(1987)32:469)。選択可能なマーカーは
また、生合成遺伝子(例えば、ヒスチジン、トリプトファン、およびロイシン生
合成経路中の遺伝子)を含み得る。
あるいは、上記の成分のいくつかは、形質転換ベクター中に組み入れられ得る。
形質転換ベクターは、上記のように、代表的には、レプリコン中で維持されるか
、または組み込みベクター中で維持される選択可能なマーカーを含む。
発現ベクターおよび形質転換ベクター(染色体外レプリコンまたは組み込みベク
ターのいずれか)は、多くのノくクチリアへの形質転換に開発されてきた。例え
ば、発現ベクターは、特に、以下のバクテリアについて開発されている: Ba
cillus 5ubtilis、 (Palvaら、Proc、Natl、A
cad、Sci、USA(1982)79:5582; EPO公開第036.
259号および第063.953号、 PCT公開W084104541);
E、coli(Shimatakeら、Nature(1981)292:12
8; Amannら、Gene(1985)40:183; 5tudierら
、J、Mo1. Biol、(1986)出:113. EPO公開第036.
776号、第136.829号、および第136゜907号); 5trept
ococcus cremoris(Powellら、^ 1. Enviro
n。
Microbiol、(1988)54:655); 5treptococc
us lividans(Powellら、A 1. Environ、 11
icrobio1.(1988)54:655);および5treptoffI
yces 1ividans(米国特許第4.745.056号)。
バクテリア宿主に外来性のDNAを導入する方法は、当該技術分野で周知であり
、代表的には、CaC1zまたは2価の陽イオンおよびDMSOのような他の試
薬を用いて処理されたバクテリアの形質転換を含む。DNAはまた、エレクトロ
ポレーションによりバクテリア細胞に導入され得る。形質転換の手法は通常、形
質転換されるバクテリア種により多様である。例えば、Bacillusに関し
ては、Massonら、FIJS Microbiol、 Lett、(198
9)60:273; Pa1vaら、Proc、Natl、Acad、Sci、
USA(1982)79:5582:EPO公開第036.259号および第0
63.953号、 PCT公開1084104541号; CampyLoba
cterに関しては、Millerら、Proc、 Natl。
Acad、 Sci、(1988)85:856; tango、 J、 Ba
cteriol、(1990)172:949 ; Escherichiaに
関しては、Cohenら、Proc、Natl、 Acad。
Sci、IJSA(+973)69:2110; Dowerら、Nuclei
c Ac1ds Res、(1988)16:6127; Kushner(1
978) rcolEl−由来プラスミドでEscherichia coli
を形質転換する改良法j Genetic En 1neerin :Proc
eedin s of the International S m osi
um on GeneticEn 1neerin ()1.L Boyerお
よびS、N1cosiali); Mandelら、J、Mo1. Biol、
(1970)53:159; TaketoSBiochim、Bio h s
、^す、a(1988)949:318 ; LactobacilLusに関
しては、Chassyら、EEMS Vicrobiol、 Lett、 (1
987)14:173 ; Pseudog+onasに関しては、Fiedl
erら、^na1. Biochew+、 (1988)LZ!!:38 ;
5taphylococcusに関しては、Augustinら、FEMS M
icrobioL、 Lett、(1’J90)66:203 ; 5trep
tococcusに関しては、Baranyら、J、 Bacteriol、(
1980)144:698; flarlander(1987) r xレク
トロボレーシgンによる5tre tococcus Lactisの形質転換
J 5tre tococcal Genetics(J、 Ferretti
およびR,Curtiss 111編)Hperryら、Infec。
1imun、(1981)32:1295: Powellら、^ L、Env
iron、Microbiol、(1988)54:655; Somkuti
ら、Proc、4th Evr、Con 、Biote佳皿知釘(1987)1
:412を、参照のこと。
■−醪JJL現
酵母発現システムも当業者に公知である。酵母プロモーターはそのようなシステ
ムで用いられ、酵母RN^ポリメラーゼに結合し、mRNAへのコード配列(例
えば、構造遺伝子)の下流(3°)方向への転写を開始し得る任意のDNA配列
である。プロモーターは、通常、コード配列の5°末端付近に位置する転写開始
領域を有する。この転写開始領域は代表的には、RN^ポリメラーゼ結合部位(
上記rTATA BoxJ )および転写開始部位を含む。
酵母プロモーターもまた、上流アクティベーター配列(UAS)(存在するなら
、通常構造遺伝子の遠位にある)と呼ばれる第2のドメインを有し得る。上記U
ASは制御された(誘導し得る)発現を可能にする。構成的な発現はUASの不
在下でおこる。制御された発現は、正または負であり得、それにより転写を増強
または抑制し得る。
酵母は、活性な代謝経路を有する発酵微生物であり、従って代謝経路の酵素をコ
ードする配列は、特に有用なプロモーター配列を提供する。例としては、アルコ
ールデヒドロゲナーゼ(^Dll)(EPO公開第284.044号)、エノラ
ーゼ、グルコキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、グリセルアルデ
ヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPまたはGAPDH)、ヘキソキナー
ゼ、ホスホフルクトキナーゼ、3−ホスホグリセロリン酸ムターゼ、およびピル
ビン酸キナーゼ(PYにXEpo公開第329.203号)を包含する。酵母P
H05遺伝子(酸性ホスファターゼをコードする)も、有用なプロモーター配列
を提供する(Myanoharaら、Proc、 Natl、 Acad、 S
ci、 tJSA(1983)80:l)。
さらに、天然に存在しない合成プロモーターも、酵母プロモーターとして機能す
る。例えば、1つの酵母プロモーターのUAS配列は、他の酵母プロモーターの
転写活性化領域に繋がり、合成ハイブリッドプロモーターを作成し得る。そのよ
うなハイブリッドプロモーターの例は、GAP転写活性化領域に連結したADE
I制御配列を含む(米国特許第4.876、197号および米国特許第4.88
0.734号)。ハイブリッドプロモーターの他の例は、GAPまたはPYKの
ような解糖酵素遺伝子の転写活性化領域と結合するADH2、GAL4、W」、
またはPH05遺伝子のいずれかの制御配列からなるプロモーターを含む(EP
O公開第164.556号)。
さらに、酵母プロモーターは、酵母RNAポリメラーゼに結合して転写を開始し
得る非酵母起源の天然のプロモーターを含み得る。そのようなプロモーターの例
は特に、Cohenら、Proc工Nat1. Acad、Sci、USA(1
980)77:1078; )lenikoffら、Nature(1981)
283:835: llollenbergら、Curr、To ics Mi
crobiol、1+n+nuno1.(1981)96:119; [1o1
1enbergら、(1979) r酵母5accharornyces ce
revisiae中のバクテリアの抗生物質耐性遺伝子の発現」通」旦1j互」
汀−(団よりユ、」1ヱυ11四1」リー引世−艶」旦J3工1−止凹葺憇匹(
K、N、 Tia+r+isおよびA、 Puhler編) ; llerce
rau−Puigalonら、Gene(1980)11:163; Pant
hierら、Curr、Genet、(L980)2:109)を含む。
DNA分子は、酵母中で細胞内に発現され得る。プロモーター配列は、直接DN
A分子に連結し得る。その場合、組換えタンパク質のN末端の最初のアミノ酸は
常にメチオニン(^TG開始コドンでコードされる)である。所望なら、N末端
のメチオニンは、インビトロで臭化シアンとインキュベーションすることにより
、タンパク質から切断され得る。
融合タンパク質は、哺乳動物、バキュロウィルス、およびバクテリア発現システ
ムと同様、酵母発現システム用の代替である。代表的には、内因性酵母タンパク
質または他の安定なタンパク質のN末端部分をコードするDNA配列は、異種の
コード配列の5°末端に融合される。発現に際し、この構築物は、2つのアミノ
酸配列の融合を提供し得る。例えば、酵母またはヒトのスーパーオキシドジスム
ターゼ(S(10)遺伝子は、異種遺伝子の5′末端に連結し、酵母で発現され
得る。2つのアミノ酸配列の融合部でのDNA配列は、切断部位をコードし得、
またはし得ない。例えば、EPO公開第196.056号を参照のこと。
他の例は、ユビキチン融合タンパク質である。そのような融合タンパク質は、好
ましくは、異種タンパクからユビキチンを切断するプロセシング酵素(例えば、
ユビキチン特異的プロセシングプロテアーゼ)のための部位を保有するユビキチ
ン領域で作られる。従ってこの方法により、天然の異種タンパク質が単離され得
る(例えば、PCT公開10881024066号参照のこと)。
あるいは、異種タンパク質はまた、異種タンパク質の酵母中での分泌をもたらす
リーダー配列フラグメントを含む、融合タンパク質をコードするキメラDNA分
子を作成することに、より、細胞から増殖培地中に分泌され得る。好ましくは、
リーダーフラグメントと異種遺伝子との間にコードされる、インビボまたはイン
ビトロのいずれかで切断され得るプロセシング部位がある。リーダー配列フラグ
メントは代表的には、細胞からのタンパク質の分泌を指示する疎水性アミノ酸を
含むシグナルペプチドをコードする。
適切なシグナル配列をコードするDNAは、酵母インベルターゼ遺伝子(EPO
公開第12.873号;日本国特許公開束62.096.086号)およびA−
因子遺伝子(米国特許第4.588.684号)のような分泌される酵母タンパ
ク質の遺伝子由来であり得る。あるいは、非酵母起源のリーダー(例えば、イン
ターフェロンリーダー)が存在し、酵母中での分泌をもたらす(EPO公開第0
60.057号)。
分泌リーダーの好ましいクラスは、酵母のα−因子遺伝子フラグメントを使用す
るリーダーであり、「プレ(pre)Jシグナル配列および「プロ(pro)J
領域の両方を含む。使用され得るα−因子フラグメントのタイプは、全長のプレ
ープロα因子リーダー(約83アミノ酸残基)および短縮型のα−因子リーダー
(代表的には、約25から約50アミノ酸残基)を含む(米国特許第4.546
.083号および米国特許第4.870.008号、EPO公開第324、27
4号)。分泌をもたらすα−因子リーダーフラグメントを用いる別のリーダーは
、第1の酵母のプレ配列で作られるが、第2の酵母のα−因子からのプロ領域を
有する、ハイブリッドα−因子リーダーを含む。例えば、PCT公開To 89
102463参照。
代表的には、酵母に認識される転写終止配列は、翻訳停止コドンの3゛側に位置
する制御領域であり、従ってプロモーターと共にコード配列に隣接する。これら
の配列は、DNAによりコードされるポリペプチドに翻訳され得るa+RN^の
転写を指示する。このような配列には、解糖系酵素をコードする配列と会合して
見出される配列が含まれる。
代表的には、上記の成分(プロモーター、リーダー(所望なら)、目的のコード
配列、および転写終止配列を含む)は、発現構築物に組み入れられる。発現構築
は、しばしば酵母またはバクテリアのような宿主中で安定に維持され得る染色体
外因子(例えば、プラスミド)のようなレプリコン中で維持される。レプリコン
は、2つの複製システムを有し得る。従って、例えば発現に関しては酵母内で、
そしてクローニングおよび増幅に関しては原核細胞宿主中で維持され得る。その
ような酵母−バクチリアシャトルベクターの例は、YEp24(Botstei
nら、Gene(1979)旦:17−24; 1)C1/1(Brakeら、
Proc、Natl、^cad。
Sci、USA(1984)旦:4642−4646:および、YRp17(S
tinchcocbら、J、 Mo1. Biol、(19B2)月劉:157
)を含む。さらに、レプリコンは、高コピー数プラスミドまたは低コピー数プラ
スミドのいずれかであり得る。高コピー数プラスミドは、一般に約5から約20
0、そして代表的には、約10から約150の範囲のコピー数を有する。高コピ
ー数プラスミドを含む宿主は、好ましくは少なくとも約IO1そしてさらに好ま
しくは少なくとも約20を有する。高コピー数ベクターまたは低コピー数ベクタ
ーが、ベクターおよび異種タンパク質の宿主に対する影響に依存して、選択され
得る。例えばBrakeら(前出)を参照のこと。
あるいは、発現構築が、組み込みベクターで酵母ゲノム中に組み込まれ得る。組
み込みベクターは、代表的には、ベクターが組み込まれ得る酵母染色体に相同な
少な(とも1つの配列を含み、好ましくは発現構築物に隣接する2つの相同配列
を含む。組み込みは、ベクター中の相同DNAと酵母染色体との間の組換えによ
るようである(Orr−Weaverら、Methods inシワエ41工(
1983)101:228−245)。組み込ミヘクターハ、ヘクター内に組み
込みに適切な相同配列を選択することにより酵母中の特定の遺伝子座に指向させ
得る。0rr−Weaverら、(前出)を参照のこと。1つまたはそれ以上の
発現構築物が組み込まれ得、産生された組換えタンパク質のレベルにおそらく影
響し得る。(Rineら、Proc、Natl、^cad、Sci、USA(1
983)80:6750)。ベクター中に含まれる染色体配列は、全ベクターが
組み込まれる結果となるベクター中の単一セグメントとして、あるいは発現構築
物のみを安定に組み込み得る、染色体中の隣接したセグメントに相同で、ベクタ
ー中の発現構築物に隣接する2つのセグメントのいずれかであり得る。
代表的には、染色体外および組み込み発現構築物は、形質転換された酵母株を選
択し得る選択可能なマーカーを含み得る。選択可能なマーカーは、酵母宿主中で
発現され得る生合成遺伝子を含み得る。例えば、ADE2、刑、」匹、里、およ
びA L G 7、ならびに酵母細胞中でツニカマイシンおよび6418のそれ
ぞれに耐性をもたらすG418耐性遺伝子。さらに、適切な選択可能なマーカー
もまた、金属のような毒性化合物の存在下で増殖する能力を酵母にもたらし得る
。例えば、gの存在により、酵母が銅イオンの存在下で増殖し得る(Buttら
、Microbiol、 Rev、(1987)51:351)。
あるいは、いくつかの上記成分は、形質転換ベクターに組み入れられ得る。形質
転換ベクターは代表的には選択可能なマーカーを含み、上記のようにレプリコン
で維持されるか、または組み込みベクターのいずれかに開発される。
発現ベクターおよび形質転換ベクター(染色体外レプリコンまたは組み込みベク
ター)が、多くの酵母中への形質転換用に開発されている。例えば、発現ベクタ
ーは、特に次の酵母について開発されている: Candida albica
ns(Kurtzら、Mo1. ’Ce11. Biol、 (1986)62
:142) ; Candida maltosa(Kunzeら、J、Ba5
ic Microbiol、 (1985)25:141) ; Hansen
ula polymorpha(Gleesonら、J、Gen、Microb
iol、(1986)132:3459) ; Roggenkaa+pら、M
o1. Gen、 Genet(1986)202:302) ; Kluyv
eromyces fragilis(Dasら、J、Bacteriol、
(1984)Li!!:1165) ; K1uyveroi+yces 1a
ctis(De Louvencourtら、J、Bacteriol、(19
83)ljlニア37; vanden Bergら、 Bio/Techno
lo (1990)旦:135); Pichia guillerimond
ii(Kunzeら、J、Ba5ic Microbiol、(1985)25
:141) ; Pichia pastoris(Creggら、Mo1.
Ce11. Biol、(1985)1:3376;米国特許第4.837.1
48号および米国特許第4.929.555号) ; 5accharoa+y
ces cerevisiae(Hinnenら、Proc、Natl、^ca
d、Sci、USA(1978)75:1929: Itoら、J、 Bact
eriol、 (1983)153:163) ; 5chizosaccha
ronyces pombe(BeachおよびNurs、eSNature(
1981)300ニア06) :およびYarrowia lipolytic
a(Davidowら、Curr、 Genet、 (1985)10:380
471 ;Ga1llardinら、Curr、Genet、(1985)1旦
:49)。
異種DNAを酵母宿主に導入する方法は、当該技術分野で周知であり、代表的に
は、スフ二口プラストの形質転換または無傷の酵母細胞をアルカリ陽イオンで処
理する形質転換を含む。
形質転換手法は、通常、形質転換される酵母株で多様である。
例えば、Candidaに関しては、Kurtzら、Mo1. Ce11. B
iol、(1986)旦:142; にunzeら、J、Ba5ic 1lic
robio1. (1985)11:141 ; Hansenulaに関して
は、Gleesonら、J、 Gen、 MicrobioL、(1986)1
32:3459; Roggenkanpら、Mo1. Gen、Genet、
(1986)医l:302;Kluyveror+ycesに関しては、Das
ら、J、Bacteriol、(1984)U」:1I65; De Louv
encourtら、J、Bacteriol、54:1165; Van de
n Bergら、(1990) Bio Technolo (1983)旦:
135 ; Pichiaに関しテハ、Creggら、Mat、 Ce11.
Biol、(1985)5:3376; Kunzeら、J、 Ba5ic M
icrobiol、(1985)25:141;米国特許第4.837.148
号および米国、特許第4.929.555号; 5accharofflyce
sに関しては、Hinnenら、Proc、Natl、^cad、Sci、US
A(197B)75:1929: Itoら、J、 Bacteriol、 (
1983)153:163 ; Schizosaccharomycesに関
しては、BeachおよびNurse、 Nature(1981)300ニア
06 ; Yarrowiaに関しては、Davidovら、Curr、 Ge
net、(1985)10:39; Ga1L1ardinら、Curr、 G
enet、(1985)IQ:49を参照のこと。
C0のポ1ぺ ′の
一旦、発現され、そして分泌されると、目的のポリペプチドは、当該技術分野で
公知のいくつかの技術いずれを用いても収集した培地から精製し得る。従来の技
術は、アフィニティークロマトグラフィーおよび免疫沈降法を含む(例えば、W
eirおよびfloss、 (1985)を参照のこと)。例えば、CMV g
Hは、ネズミモノクローナル抗体IG6(RaslrIussenら、PNAS
(1984)81:876880)を用いて、免疫沈降法またはアフィニティー
カラムクロマトグラフィーのいずれかにより容易に精製し得る。アフィニティー
クロマトグラフィーについては、リガンドはセルロース、ポリスチレン、ポリア
クリルアミド、架橋デキストラン、ビーズ状アガロース、またはコントロールさ
れたボアガラスのような固相支持体に、支持体上の官能基およびリガンド分子上
の官能基(すなわち反応性アミノ酸側鎖)と反応する二官能性の架橋結合剤を用
いて共有結合され得る。5cientific Foundations of
C11nical BiochellIistr 、1巻、202頁など(1
978)を参照のこと。得られたリガンドを有する固相は、目的のタンパク質を
コードする遺伝子を用いて形質転換された細胞の破砕物または細胞の調製培地と
、還元条件、pH1イオン強度、温度(代表的には、生理学的な条件)、および
所望のポリペプチドを固定化されたリガンドに結合させ得る滞留時間、を用いて
接触させる。細胞は、超音波処理、溶解、または他の方法により破砕され得る。
固相は、インキュベーション後に破砕物から分離され、緩衝液で洗浄されて残存
する非結合の破砕物を取り除く。このタンパク質は、固相から、水素結合を解離
する溶出液をベッドに通過させることにより溶出される。poを約3未満に低下
させる塩基または2Mを超えるNaC1溶液を通常溶出液に用いる。
モノクローナル抗体を用いる場合、目的のタンパク質に対して惹起した抗体の選
択によりこれらタンパク質が調製され得る。そのタンパク質に対するモノクロー
ナル抗体は、最初1:KohlerおよびMilstein、 Nature(
1975)256:495−497に記載された体細胞融合技術により作られ得
る。この手法は、宿主動物(マウスミエローマが入手しやすいので、代表的には
マウス)を目的のタンパク質で免疫することを含む。
抗体産生細胞(例えば、末梢血リンパ球、および肝臓細胞)を免疫宿主から採取
し、分子量2000から5000のポリエチレングリコールのような融合剤を含
む液体増殖培地中で適当な腫瘍性融合パートナ−と混合する。融合後、細胞を洗
浄して残り融合培地を取り除き、HAT培地のような選択増殖培地(すなわち、
親腫瘍株が感受性である添加物を含む増殖培地)でインキュベーションする。ハ
イブリッド細胞のみが、親の非腫瘍性細胞の選択培地での生存培養に至る能力、
および親の腫瘍細胞の選択培地中の不死化生存培養に至る能力を有す。生き残っ
たハイブリッド細胞は増殖し得、その培養液はラジオイムノアッセイ(RIA)
、細胞培養におけるウィルスの細胞障害効果(CPE)の阻害を検出するミクロ
中和アッセイ、または抗ウィルス活性を検出する他のアッセイ(例えば、プラー
ク減少)により、適切な抗体の存在をスクリーニングした。陽性の培養物を、標
識した感染細胞抽出物を陽性培養物を用いて免疫沈降すること、そして標識した
タンパク質成分の存在について5DS−PAGEにより、この沈澱物を分析する
ことにより、所望のタンパク質を認識し、結合する能力についてスクリーニング
し得る。そのタンパク質に特異的に結合する抗体を産生ずるハイブリッドを公知
の手法によりサブクローニングし得、インビボまたはインビトロで増殖させ得る
。抗体は、得られた培養培地または体液から、場合によっては、免疫グロブリン
を単離する従来の手法により単離され得る。
本発明を行うための特定の実施態様の例を以下に示す。この実施例は、例示目的
のみで提供され、いかなる方法によっても本発明の範囲を限定する意図はない。
(以下余白)
+11.!LJiiJ
災11し2
CMvIIのヌ し ′ ゛ び ミ ゛ヒトCMVの2種の主要ラボラトリ−
分離株は、^D169(Ras+nussen、L、ら、Proc、Natl、
^cad、Sci、USA(1984)LL:876−880)およびTovn
e菌株(Pachl、 C,ら、h胆厘■(1989)169 :418−42
6)である。いずれの菌株もgHをコードし、そしてこれらの糖タンパク質は、
実質的な配列類似性を有し、そして免疫学的に交差反応性である。CMVの他の
菌株は、gH配列の供給源として容易に用いられ得る。
Tovne菌株のCMVゲノムの3910 bp Hindlll 〜Pstl
フラグメントは、2226 bpのgHオープンリーディングフレームを有し、
そノ同定および単離は、Pachl、 C,、ら、■匹旦■(1989)■:
418−426に記載されており、そして図1および図2に示す。gH配列は、
742アミノ酸(84,3kD)であり、モして膜糖タンパク質の特徴を有して
いる。
ヒトC11V gHの免疫学的に等価なフラグメント、例えば、^D169また
はTowne菌株に由来するものは、ポリヌクレオチド配列の3°および/また
は5°端部で短縮型タンパク質、モして/あるいは1個またはそれ以上の内部欠
損を有するタンdり質をコードするポリヌクレオチド配列のアナログを作製し、
そしてこのアナログポリヌクレオチド配列を発現させ、そして得られるフラグメ
ントが免疫学的にCMV抗体と反応するかまたはインビボでそのような抗体、特
に中和抗体の産生を誘導するかどうかを測定することにより同定され得る。例え
ば、13アミノ酸の疎水性ペプチド(残基Metsaoから^1ajiz)内で
の欠損またはそれを含む欠損によって、gHの分泌が促進され得る。
同様に、C末端トランスメンブレンおよび内部領域由来の34個の残基(709
−742)内での欠損またはそれを含む欠損によって、分泌が促進され得る。最
後の22および23個のC末端残基の欠損について、以下、実施例で説明する。
これらのフラグメントは、それぞれ、推定gHトランスメンブレンドメインの最
初の2アミノ酸または3アミノ酸のいずれかを保持する。
実JL汎」−
1シスームこ・1 − ヒ Jの ローニンこの実施例のために、ヒト0滅vウ
イルスを、ダルベツコの改変イーグル(DME)培地(Gibco Labor
atories、 Grand l5land。
N、 Y、 )で培養した、ヒト包皮線維芽(OF)細胞で増殖させた。これは
5paeteおよびMocarski、 J、Virol、(1985)56:
135−143に記載されているが、培地には10%のウシ胎児血清(Fe3)
を追加した。CO37細胞を、)IF細胞について記載されたと同様の培地で増
殖した。
プラスミドpRL108a(LaFeminaおよび+1ayvard(198
0)のAnimal Virus Genetics (B、 N、 Fiel
ds、 R,Jaenisch、およびC2F、 Foxli)第28巻、pp
、 39−55、Academic Press、 New York)は、プ
ラスミドpBR322内にクローニングしたCMV(Tovne)のHlndl
ll Hフラグメントをコードする。gH遺伝子を、CMV(Tovne)Bi
ndlll Hフラグメント(pRL108a)から、サブクローニングして5
.15kb EcoRI−Ncolフラグメントを得、そしてプラスミドpGE
M2(Promega、 Madison、 Wl)内に挿入してプラスミドp
XgH5を生成させた。プラスミドpXgl15からgH遺伝子をコードする2
577 bp 5nal−Tthllll (部分的)フラグメントを単離して
、発現プラスミドpsVgi12を構築した。このフラグメントを、K1eno
wフラグメントで処理してプラントエンドとし、そして5v40ベースの発現プ
ラスミドpsV7d(Truetteら、DNA(198B)4:333−34
9)のSaga 1部位内に連結して、プラスミドpsVgH2を生成させた。
gHのC末端から最後の22アミノ酸を削除することにより、gHのトランスメ
ンブレン領域のほとんどが欠損したgH遺伝子を含む、短縮型gHをコードする
発現プラスミドを構築した。
これらの構築物は、gHトランスメンブレンドメインの最初の3アミノ酸(Le
LIy+a−Leuy+e−Mety2o)を保持している。コれら(7BII
Ji物ノウチI) 2 ツ(psVgH6aおよびpsVgH6b)l;!、g
Hノ3°末端部のポリリンカー配列が互いに異なる。psVgH6aでは、付加
的なIOアミノ酸が、ポリリンカー領域でコードされ、3′からMetyzo
(G1ytz+−3ertzt−Argytx−G1yt*4−3eryta−
Valt*a−ASpttt−LeLItza4Sptt@−LySvso)で
あり、そしてpsVgH6bでは、付加的な6アミノ酸がポリリンカーでコード
され(Leut。−Glut□2−ASptys−PrOyt4−3eryzs
−Thr72@)である。プラスミドpsVgH6aおよびpsVgH6bは、
psvguzから2262 bp EcoRIプラスBsphl(部分的)フラ
グメントを単離して構築した。次いで、このフラグメントを、EcoRIプラス
5rna I切断psV7d (psVgH6a用)またはEcoRlプラスX
bal切断psV7d (pS’/gHBb用)に連結した。上記の短縮型gH
遺伝子を有する第3のプラスミドであるpCMAdgH6(図2、^TCC寄託
番号69305) i;!、プラスミドpsVgl16b由来の2775 bp
EcoRI−3all gt17ラグメントをプラスミドpcMVAdhfr
の5all部位にクローニングすることにより構築した(Spaeteら、J、
Virol、 (1990)64 : 2922−2931)。このgHフラ
グメントは、トランスメンブレンおよび細胞質領域はないが(上記のように、p
sVgH6bのポリリンカーによりコードされた6個の追加のアミノ酸を含む)
、22アミノ酸C末端短縮型g11をコードし、そして選択可能なdhfr遺伝
子を含む。
プラスミドpCMAdg+I6を用いて、上記のように、チャイニーズハムスタ
ー卵巣(COO)細胞株171をトランスフェクトした(Spaeteら、Pr
o ress in Ctone alovirus Re5earch(11
,P、LandiniJ、199L pp、133−136)。簡潔には、CI
O細胞株171は、pCMAdgH6でトランスフェクトした親株CR−7の0
.1μMメトトレキセート増幅誘導体である。トランスフェクトした細胞由来の
培地を、標準的ELIS^により分析して陽性クローンをスクリーニングした。
細胞株171の増殖により馴化した培地のRIP分析によれば、短縮型g[(に
対しては陽性ではなかった。
K五勇ユ
バ ロ イルスジステムに゛(る6 ヒ Jの 口二二之l
完全長g)l(gH2)をコードするバキュロウィルス−gHトランスファーベ
クターを、以下のように調製した。バキュロウィルスベクターpAc373(S
fflithら、Proc、 Natl、^cad、 Sci、 (1985)
82:8404−8408)を、Barn旧を用いて切断し、そしてプラスミド
psvgoz (実施例2に記載)の2495 bp Notl 〜Xbal
gH7ラグメントを、このBam旧部位に充填しそして連結した。得られたプラ
スミドである、目的のpAcgH2(図3を参照)は、gH構築物をコードし、
ここでは、転写はバキュロウィルスのポリヘトリン遺伝子プロモーターにより駆
動する。このDNAプラスミドヲ野生型バキュロウィルスDNAと混合し、混合
物を5podoptera frugiperda(Sf9細胞)から誘導した
細胞にトランスフェクトし、そして組換えプラークを単離し、そしてプラークを
精製した。数個の組換えウィルスクローンを用いて細胞を感染させ、感染後4〜
6日目に細胞溶解物および馴化培地を、ELISAおよびウェスタンブロッティ
ング法により分析した。完全長gH(pAcgH2)の細胞外発現は、検出され
なかった。
pACgH2を含む組換えバキュロウィルスに感染したSf9細胞におけるgH
の細胞外発現をまた、モノクローナルIG6またはヒト血清を用いる放射免疫沈
降法(RIP)により分析した。go特異的なバンドは、バキュロウィルス−p
AcgH2(完全長gH)培地のRIPからは検出されず、このことにより細胞
外発現が達成されなかったことが示された。
完全長gHが細胞内で発現したかどうかを試験するために、Sf9細胞を111
015で、gH2(完全長g+1)で感染させた。感染後5日目に、この細胞を
、gHに対するモノクローナル抗体を、1吹拭体として染色した。細胞をヤギF
(ab’ )’抗マウスIgG−FITC複合体と共にインキュベートし、パラ
ホルムアルデヒドで処理し、そしてコールタ−EPIC3−Cフロー血球計算器
で、細胞表面におけるgH発現について分析した。陽性コントロールとして、細
胞を短縮型gH(以下に記載)で感染させ、パラホルムアルデヒドで固定し、そ
して細胞内ge1発現を可視化するために、1吹拭体処理の前に、界面活性剤で
透過性とした。細胞内染色が、完全長および短縮型g)lの両方で観察された。
このように、完全長gHおよび短縮型gHは、細胞内で発現される。
大JL医」−
バ ロウイルスシスームに′番 −ヒ CMvHの ロ二jニ乙グ
gl(のフラグメントをコードし、C末端ドメインのないバキュロウィルス−g
tl)ランスファーベクターを調製した。バキ、0ウイルスベクターpAc37
3(Sa+ithら、Proc、 Natl、^cad。
Sci、 (1985)82:8404−8408)を、Bam旧を用いて切断
し、そしてpc116−H6由来の2178 bp Notl 〜5allフラ
グメントを、このBam旧部位内に充填しそして連結した。pCM6−〇6は、
psvgn6b由来のEcoRI/5ail gHフラグメント(実施例2に記
載)を哺乳類細胞発現ベクターp(JV6cのEcoRI/5ail切断部位に
連結することにより構築されたものである(Chapmanら、Nuc、^ci
ds Res。
(1991)19:3979−3986)。得られたプラスミドは、pAcgH
6(^TCC寄託番号68373、図4を参照)と命名したが、gl(構築物を
コードし、ここでは、転写はバキュロウィルスのポリヘトリン遺伝子プロモータ
ーにより駆動する。この短縮型gH上セグメントは、はとんどのgtlのトラン
スメンブレン領域が、gHのC末端から最後の23アミノ酸を削除することによ
り欠損されて0た。このフラグメントは、gH)ランスメンブレン領域の最初の
2アミノ酸(Leuy+5−Leuy+*、図1)のみを保持してIl)る。
このプラスミドを野生型バキュロウィルスのDNAと混合し、5podopte
ra frugiperda細胞に同時にトランスフェクトし、組換えプラーク
を単離し、そしてプラークを精製した。数個の組換えウィルスクローンを用いて
細胞を感染させ、感染後4〜6日目に細胞溶解物および馴化培地を、ELISA
およびウェスタンブロッティング法により分析しtこ。
pACgH6を含む全てのクローンをELIS^分析して、培養培地でgH反応
性が示され、このことにより、このシステムで1よ、短縮型gHは細胞外で発現
されることが示された。細胞溶解物のELISA分析では、短縮型gHの細胞内
存在は検出されな力飄ったが、RIP分析は短縮型gHに対して陽性であり、こ
のことにより、短縮型gl(は、少ないが検出可能な量細胞内に存在すること力
く示された。
支五五1
FGFレセプ −の ローニン ゛ び ・客A、オリゴヌ レオチドム
オリゴヌクレオチドアダプター、プローブ、および配列決定用プライマーを、A
pplied Biosystens(Foster C1ty、 CA)モデ
ル380^および380B合成装置を用いてホスホアミダイト法により合成し、
ポリアクリルアミドゲル電気泳動により精製し、そして5EP−PAK C,a
カートリッジ(Waters、 Milford、 M^)で脱塩した。cDN
^ライブラリーをスクリーニングするために用いたオリゴヌクレオチドプローブ
は、発表されているf1g核酸配列のヌクレオチドl−30(5I−ATMCG
GACCTwrGTl−30(5I−AT′rゴー−3°) およびヌクレオチ
ド1840−1869 +5’−GCGGCGTTrGAGT−CCGCCAT
TGGCAAGCTG−3’ l に対して相補的であった(Rutaら、籟並
肚匣(i9BB)3:9−15)。FGFレセプター(f1g5)cDNAの細
胞外領域を増幅するために用いた2つのPCRプライマーは、リポソーム結合部
位およびf1g5のアミノ酸1〜6を含むセンスプライマーであるP 4 (S
−CCAACCTCTAGAGGATCCACTGGGATGTGGAGご園
鮎GT−GC−3’)、および、f1g5のアミノ酸369−374を含みそし
て停止コドンが直接結合したアンチセンスプライマーであるP3(5I−GTM
GCGGCCGCG GATCCTTACTACTCCAGGTACAGGGG
CGA−3’ )からな9ていた。いずれのプライマーもBam旧部位を含み、
pAc373内へのクローニングを促進する。2つのさらなるPCRプライマー
を用いて、種々の組織の2つおよび3つの免疫グロブリン様ドメインFGFレセ
プターを同定した。これらは、f1g5のアミノ酸14−21をコードするセン
スプライ7−PI(5°−CCATTrG−GATCCGTCACAGCCAC
ACTCTGCACCGCT −3’ l、および、f1g5のアミノ酸154
−161の相補体をコードするアンチセンスプライマーP2((5’ −CCA
TTrGTCGACTrCCATCTr’rTCTGGGGATGTCCA−3
’ ) テアッた。これらのプライマーは、Ba1Illlおよび5a11部位
を含み、V13配列決定用プラスミド内へのクローニングを促進する。
RN八を、グアニジンチオシアネート法により単離したが(J。
M、 Chirgvinら、Biochea+、 (1979)18:5294
−5299)、修正を加えた(G、J、Free+++anら、Proc、Na
tl、^cad、Sci、USA)(1983)80:4094−4098)。
ポリ(A)”RN八を、オリゴ(dT)セルロースでの1回の分画により精製し
た(H,AvivおよびP、 Leder、 Proc、 Natl、^cad
、Sci、USA)(1972)69:1408−1412)。λZAP中のH
ep G2ライブラリーの構築およびスクリーニングは、記載されている(Za
pfら、J、 Biol、 Chem、(1990)265:14892−14
898)。プローブを、T4ポリヌクレオチドキナーゼおよび[γ−”P]−A
TPを用いて標識し、比活性1〜2×1OaCprn/Ingとした(Sacb
rookら、(1989)Molecular C1onin :^Labor
ator 1janual、第2版(Cold Spring flar’bo
r Laboratory、 Co1d Spring Harbor、 NY
)。
Hep G2 cDN^DNAラリーからの約600.000の組換えファージ
を2枚のニドoセルロースフィルター(Millipore、 HATF 13
7)上で、2つの11g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。次いで、両方のプローブにハイブリダイズしたプラークの領域を精製した。
C,プラスミドの サブ ローニン ′ び定
推定fig cDN^DNA−トを含むブルースクリプト5K(−)プラスミド
を、供給業者(Stratagene)によって記載されたM13救助プラスミ
ドDNAを、アルカリ溶解法により単離した(Sambrookら、(1989
)Molecular、C1onin : A Laboratar Manu
al、 第2版(Cold Spring Harbor Laborator
y、 Co1d Spring Harbor。
NY))。推定fig配列を含むcDN^DNA−トを、BgillまたはEc
oRI切断により、ブルースクリプト5K(−)ベクターから切り出し、そして
アガロースゲル電気泳動法により分画した。インサートをゲルから切り出し、モ
してlOa+Mのトリス−塩酸(pH7゜5)、1a+MのEDT^(TE)中
で緩やかに振とうしながら16時間静かに(passiveLy)溶出し、el
utip−Dカラム(Schleicher and 5chuell)で精製
し、そしてM13配列決定ベクター内にサブクローニングした(Yanisch
−Perronら、Gene(1985)33二103−119)。pcR増幅
DNAを、同様に精製した。DNA配列決定を、旧3プライマーおよび特異的内
部プライマーを用いて、ジデオキシチェーンターミネーションにより行った(S
angerら、Proc、 Natl、^cad、 Sci、 IJS^(19
77)74:5463−5467)。不明瞭な領域を、7−ジアザ−2′〜デオ
キシグアノシン−5°−3リン酸CBarrら、Biotechiques(1
986)4 :428−432)および5equenase(US Bioch
emicals)を用いて解明した。
cD N 、4にコードされた完全長FGFレセプターを単離するために、λZ
AP−ヒト肝癌細胞株(Hep G2) cDNAライブラリー由来の6゜O,
000の組換え体を、部分的fig cDNAの5°−および3′一端部由来の
オリゴヌクレオチドプローブでスクリーニングした(Rutaら、部組■匹(1
988) 3 : 9−15 )。両方のプローブにハイブリダイズする6個の
クローンを同定した。cDNAインサートのBgll+制限エンドヌクレアーゼ
切断およびゲル分析により、6個のクローンのうち3個は、完全なコード化配列
を含むことが示唆された。1.6.1.1,0.6、および0.55Kbの4つ
のBgll+フラグメントならびに2.7および1.2にbの2つのEcoRI
フラグメントを、最長のcDN^DNAンであるflgsにおいて同定したく図
5)。BgillおよびEcoR1部位はcDNAライブラリーの作成に用いた
フランキングアダプター中にもまた存在した。flgs cDNAのBgll[
およびEcoR1フラグメントを単離し、M13 mp19内にクローニングし
、そして配列決定した。詳細な配列決定方法を図5に示す。f1g5cDN^は
、820アミノ酸のタンパク質をコードし、そして5゛−および3゛−未翻訳領
域の671および753ヌクレオチドにそれぞれ隣接(flank)する。コー
ドされたタンパク質により、シグナルペプチド、3つの細胞外免疫グロブリン様
ドメイン、酸性アミノ酸に富んだ領域、トランスメンブレンドメイン、および分
裂細胞内チロシンキナーゼドメインを含む構造が明らかになった。これらのドメ
インは、以前、ニワトリ(Leeら、5cience(1989)245:57
−60)、マウス(Reidら、Proc、 Natl、 ACad、 Sci
、 USA(1990)87:1596−1600)で同定され、そして最も最
近では、数種のヒトFGFレセプターが、cDN^DNAら推定された(Isa
cchiら、Nuc、Ac1ds Res、(1990)18:1906;Jo
hnsonら、1do1. Ce11. Biol、(1990)10:472
8−4736)。コードされたレセプターはまた、細胞外領域に8つの、そして
細胞質チロシンキナーゼドメインに1つのコンセンサスN結合グリコジル化部位
を含む。
flgs cDNAによりコードされたアミノ酸配列を図6(上列)に示す。比
較のために、5つの他のすでに同定されたヒトFGFレセプターを示しくl5a
cchiら、前出HJohnsonら・前出)・そして最大のアミノ酸配列の同
一性を示すように並べである。
PCRプライマーに対応する領域と同様に、同定された構造ドメインを、f1g
5配列の上に示しである。Alaz+の後ろの、推定シグナルペプチダーゼ開裂
部位(von )Ieijne、 Nuc、 Ac1ds Res。
(1986)L4:4683−4690)を(↓)で示す。アミノ酸の変化また
は欠損を四角で囲っである。6つのFGFレセプター間の、3つの最も顕著な差
異は、以下の通りである・1)FGFレセプター3−6(aax+−++・)の
N末端付近の大きな欠損、これは、完全な第1免疫グロブリン様ドメインの全体
に及ぶ; ii)レセプター5および6の短縮型、これらのレセプターのカルボ
キシル末端アミノ酸(それぞれaaix+−5ooおよびaa*2s−sat)
において他のFGFレセプターと異なり、トランスメンブレンおよび細胞質ドメ
インが結果的に欠損している:および1ii)FGFレセプター1.3、および
5のアミノ酸148および149の欠損。FGFレセプター−3(aa +。1
)およびFGFレセプター−2(aat+))における差異も、注目される。部
分的f1g配列は示されていないが、FGFレセブター−■の198位に対応す
るN末端アミノ酸を有する。従って、この部分的fig配列は、FGFレセプタ
ー1.2.3、または4のcDN^によりコードされ得る。しかし、f1g配列
は、チロシンキナーゼドメインaa@to−etaにおいて、FGFレセプター
14と異なることに注意することは重要である。この差異は、この領域を挟む3
個の核酸の欠失により限定フレームシフトを起こしたことによる。
D、肌」1
PCRキットの供給業者(Perkin Elmer Cetus)の指示に従
って、増幅反応を行った。PCRプライマーおよびテンプレートは、それぞれ最
終濃度1+nllおよび0.1〜0.5%g#+Lであった。f1g5をコード
するcDN^をテンプレートDNAとして用いて、pAc373にEC−FGF
レセプターを構築した。発現研究のために、上記の方法(Zapfら、前出)で
、mRNAからテンプレートDNAを逆転写した。
Perkin Elner Cetus DN^サーマルサイクル装置を用いて
、30サイクルのPCR反応を行った。各サイクルは、94℃、1分の変性工程
;55°C12分のア二一リング工程;および72℃、3分の延伸工程からなっ
ていた。最終サイクルの延伸工程は、7分であった。
E、 −EC−FGFレセプ −ウイルスのFGFレセプターの細胞外ドメイン
をコードするPCR増幅DNAフラグメントを、Bam旧で切断し、ゲル精製し
、そしてBaIn旧で切断して仔つシ腸ホスポターゼで処理したpAc373に
連結した。
組換えプラスミドを、制限エンドヌクレアーゼ切断し、アガロースゲル電気泳動
にかけて、EC−FGFレセプターcDNAが正しい方向に挿入されたかどうか
を分析した。
組換えプラスミドを、リン酸カルシウムトランスフェクション法(Sumier
sおよびS+n1th、前出)を用いて、野生型AcMNPVウィルス性DNA
とともに、Sf9細胞にコトランスフェクトした。
組換えウィルスを、置換合成法によりjtp標識したf1g5 cDN^とハイ
ブリダイズさせて、第1回目のプラークスクリーニングで同定した(Sambr
ookら、前出)。次いで、さらに2回の封入体(occlusion)陰性フ
ェノタイプについて視覚的スクリーニングにより、組換えウィルスを精製した。
PCR増幅したf1g5 cDN^のアミノ酸1−374をコードするDNAを
、バキュロウィルストランスファーベクターpAc373のBarn旧部位に連
結することにより、EC−FGFレセプターを発現する組換えバキュロウィルス
を構築した。PCRプライマーは、BaII旧部位を含み、クローニングを促進
した。さらに、5°センスプライマー(P4)は、開始コドンのすぐ上流に、f
1g5 cDNA配列の−1〜−5ヌクレオチドを含んでいるが、それはリポソ
ーム結合部位と推定される(Kozak、 M、、 Nuc、 ^cids R
es、(1984)d二857−87239)。3゛−アンチセンスプライマー
(P3)は、アミノ酸374の直後に2つの停止コドンTAGおよびTAAを含
んでいた。リン酸カルシウム法(Sufflmersおよび5IIIith、前
出)による、Sf9細胞の^cMNPVウィルス性DNAオヨび組換111Wi
物(pAC373−EC−FGF L/ セブター)とのコトランスフエクシコ
ンにより、組換えバキュロウィルスを生成させ、次いで、これをプラークハイブ
リダイゼーションおよび視覚的スクリーニングにより精製した。
実JL外」−
FGFレセプ − ム ・・七 ′ び −セA、・ レセプ − ・・セイ
EC−FGFレセプターが、レセプターへの放射性ヨウ素化塩基性FGFの結合
に及ぼす影響を、当該分野で記載された放射性レセプターアッセイを用いて調べ
た。簡潔に述べると、ベビーハムスター腎細胞を、5%のウシ血清および抗生物
質を添加したへペス(Hepes)(25+nM)!衝化DMEM中に保存し、
モして24ウエルデイシユで一面に生育する位まで増殖した。この細胞を、リン
酸緩衝化生理食塩水で2度洗浄し、そして0.1%のゼラチンを含有する300
μLのDMEM中で、所定のペプチド濃度および1 ng(100,000cp
m)の標識した塩基性FGFと共に、3時間4℃でインキュベートした。培地を
吸引し、そして細胞を0.5+oLのPBSで2回、および、2MのNaC1を
含有するPBS 0.5iILで2回洗浄した。アフィニティーの高いレセプタ
ーに結合した+t@r−FGFO量を、PBS(pH8,4)中の0.1%Tr
iton”X−100で処理して得られた細胞溶解物の放射活性を定量すること
により測定した。
B、糸 裂 ア・・セイ
ペプチドが有糸分裂誘発に及ぼす影響を、上記のように、5w1ss 3T3線
維芽細胞を用いて測定した。簡潔に述べると、2o、 ooo細胞/ウェルで、
96マイクロウエルにプレートし、そして10%0%ウシ胎清および抗生物質を
含有する、へペス(25%M)緩衝化DMEII中で、2日間増殖させた。3日
目に、細胞を添加物を有さないDMEMで2回洗浄し、そして細胞を0.5%ウ
シ胎児血清中で2日間、さらにインキュベートすることにより同調培養した。ア
ッセイのときには、試験物質(塩基性FGF、 EC−FGFRlまたは両方と
も)を含む0.1%のBS^を添加したDMEM10μLを直接、細胞に添加し
た。18時間後、1μCiの1トチミジンを細胞に添加し、そしてペプチド添加
して24時間後、培地を吸引し、細胞をPBSで洗浄し、そしてタンパク質を5
0%のトリクロロ酢酸で沈澱させた。3回洗浄後、細胞をI N NaOHで1
晩溶解し、そしてDNAに取り込まれた放射活性量を、シンチレーションカウン
ターにより測定した。
C9胞 殖 ・・セイ
EC−FGFレセプターの、塩基性FGFで刺激した副腎細管内皮(^CE)細
胞の増殖を阻害する能力を試験した。レセプター調製物のアリコートをACE細
胞に添加し、そして4日後にコールタ−粒子計数器を用いて細胞数を算定した。
比較の目的で、2%g/j+1の組換えヒト塩基性FGFは、細胞増殖を27.
500±2.100細胞/ウエルから133.300±1.800細胞/ウエル
に増大した。
D、レセプター依 チロシンリン酸
5w1ss 3T3細胞を37℃で5分間、添加物なしで、あるいは、塩基性F
GF(15ng#+L)、EC−FGFレセプター(10ff1g#+L)、ま
たは塩基性FGF(15ng#+L)およびEC−FGF(lomg/nL)と
共に添加して、処理した。次いで、細胞を2.5 X Laeffliliの緩
衝液中で集め、タンパク質を8%ポリアクリルアミド5DS−PAGEゲル上で
分離し、そしてチロシンリン酸化タンパク質の存在を、特異的な抗−ホスホチロ
シン抗体を用いるウェスタンブロッティング法により調べた。
EC−FGFレセプターのFGF結合特性を、可溶性結合アッセイ(Robin
sonら、J、1mmuno1. 11eth、(1990)132:63−7
1)ニより記載されたアッセイから改変した)を用いて測定した。コンカナバリ
ンAをコートしたプラスチックウェルに付着したEC−FGFレセプターを、’
” ’ 1−bFGFと共に、モしてb FGFの濃度を増加させながら、イ
ンキュベートした。”’[−FGF結合のスキャッチャード分析により、K、は
5n11未満であることが示された。
完全に正確なに、測定は、12’[−FGFの非特異的結合のために不可能であ
った。アッセイに含まれる数種のブロッキング剤(例えば、BSA、ゼラチン、
および硫酸ヘパリン)は、I!1I−FGFが低濃度のときには、+2’1−F
GFの非特異的結合をブロックする効果がなかった。
EC−FGFレセプターの生物学的活性を、さらに数種のアッセイシステムで試
験した。第1に、EC−FGFレセプターを培養物の内皮細胞へ添加すると、塩
基性FGFの増殖効果を阻害することが示された。この細胞タイプが塩基性FG
Fを合成することは公知であるため、組換えレセプターは、基本的に内皮細胞増
殖を阻害し得ると考えられた。予測通り、発現したEC−FGFレセプターは、
基本的に細胞増殖を阻害し得る。この効果の特異性を、共に塩基性FGFを合成
しない種々の細胞タイプとEC−FGFレセプターとをインキュベートすること
により研究した。
BHK細胞、A431細胞、またはCHO細胞では効果は観察されなかった。し
かし、期待通り、EC−FGFレセプターを3T3細胞へ添加すると、塩基性F
GFに対する有糸分裂応答を阻害した。さらに、EC−FGFレセプターは、メ
ラノーマ細胞(既に、塩基性FGFのオートクリン(autocrine)産生
に依存することが示された細胞タイプ)の成長を阻害することを観察した。
FGF/EC−FGFレセプター複合体が塩基性FGFを認識しないことを確認
するために、2種の実験を行った。第1に、放射性レセプターアッセイを行って
いる間に、B)Iに細胞に対してEC−FGFレセプター調製物を添加すること
により、′!6I−塩基性FGFが、そのレセプターへの結合を妨げたことは、
それが塩基性FGFに結合することを示している。+26I−塩基性FGFの低
アフィニティーレセプターへの結合もまた阻害された。第2に、塩基性FGFは
、EC−FGFレセプターの存在下でインキュベートしたとき、その細胞膜レセ
プターまたはCoughlinら、J、 Biol、 Chea+、(1988
)263:988−993によって同定された特徴的な90 kDa基質のいず
れのチロシンリン酸化も活性化し得なかった。
実]l舛1−
ULl15の ローニン
八−ユ匹上μs
プラスミドpUL115(ATCc寄屁番号69036)は、ULl150RF
を含むステージングベクターである。このプラスミドを以下のように構築した。
プラスミドpRL103(Aninal Virus Genetics(B。
N、 fields、R,Jaenisch、およびC,F、 Fax!! )
第28巻、pp。
39−55、Academic Press、 New YorkのLaFem
1naおよびWayward(1980))は、pBR322の)Iindll
+にクローニングされたCMV Towne株HindllICフラグメントを
含む。プラスミドpRL103を、制限酵素Barl旧およびBstEITで切
断し、そして1053 bpフラグメントを1%アガロースゲルから単離しそし
て精製した。この1053 bpフラグメントを、Narlで切断し、そしてU
L1150RFを含む957 bp Bam旧ハar17ラグメントを単離した
。pBluescriptll KS +/−ベクター(Stratagene
)を、Baff1旧およびAcclで切断し、そして2915 bpベクターを
957 bp Bam旧/Nar17ラグメントに連結してpUL115を作製
した。この連結により、AcclおよびNarr部位がなくなったが、Ban旧
部位は保持された。
B、VLUL115
プラスミドpVLtlL115は、UL1150RFを組み込んでいるバキュロ
ウィルス発現ベクターであり、そして以下のように構築された。pUL115ス
テージングベクターをBaff1l11およびKpnlで切断し、そして981
bpフラグメントをゲル単離し、そして精製した。プラスミドpVL1392
(?ebbおよびSu+n+nersSJ、Meth、 Ce1l!Jo1.
Biol、(1990)2:173−188)を、Baff1旧およびPstl
で切断して9249 bpベクターフラグメントを得た。次いで、981 bp
および9249 bpフラグメントを、Klenowの存在下で連結してpVL
UL115を作製した。得られた連結物のBaa+111部位を修復(rest
。
re)l、、そしてPstlおよびにpn1部位を壊して10,230 bpプ
ラスミドを生成した。
C−餅並以■
プラスミドpMcUL115は、哺乳類細胞発現ベクターであり、ULl15遺
伝子の転写を駆動するために用いられるilcMV即時型初期プロモーターを有
する。このプラスミドを以下のように構築した。pUL115を^5p718お
よびXbalで切断してUL115をbluescriptベクターから除去し
た。次いで、pmcsrベクターを^5p718およびXbalで切断した。、
次いで、^5p718−Xbal UL115フラグメントを、直接picsr
Asp718−Xba1部位に連結して、両部位を修復した。得られたプラス
ミドをpMcUL115と名付けた。
D、バ側月1訓些
プラスミドpMcULl15neoは、PSV2neoを基礎とする哺乳類細胞
発現ベクターであり、これは、その発現がMCMV即時型初期プロモーターおよ
びネオマオシン選択可能マーカーにより促進されるUL1150RFを含む。こ
のプラスミドを、以下のように構築した。pMcUL115を5filおよびX
balで切断し、そして2.3kbフラグメントを単離し、ゲルで精製し、そし
て遺伝子洗浄した(Geneclean)。ベクターpsV2neo(Sout
hernおよびBerglJ。
Mo1ec、 and^ 、 Gen、(1982)i:327−341)をE
coRIおよびBaIIIHIで切断し、そして4.5kbフラグメントをゲル
精製し、単離し、そして遺伝子洗浄した。4.5kbベクターおよび2.3 k
b MCULI15フラグメントをKlenowで処理してプラントエンド連結
できるようにした。ベクターをホスファターゼ処理し、フェノールクロロホルム
抽出し、そしてエタノール沈澱した。4.5kbベクターおよび2.3 kb
MCMV−ULl15ののプラントエンド連結により、pHcULl15neo
が生じた。
冥】L医」−
′ −バ ロ ルスベ −ニ゛+ (JV fl ULI妙m
完全長(gl(2)およびC末端短縮型gH(gH6)を発現する組換えバキュ
ロウィルスベクターを、それぞれ実施例3および4に記載されているように作製
した。tlL1150RFの遺伝子産生物を発現する組換えバキュロウィルス(
rBV)ベクターを、実施例3および4で記載したように、野生型バキュロウィ
ルスDNAとトランスファーベクターpVLULl 15(実施例7B)とのコ
トランスフエクシコンにより作製した。短縮型gHを発現する組換えバキュロウ
ィルスベクターrBVg[(6とrBVULl 15とを用いて、SF9細胞に
コインフエクシコンした。細胞をMOI Lで感染またはコインフエクシコンし
、[”S]システィンで標識し、そして溶解物および上清を、ネズミのモノクロ
ーナル抗体(MAb)14−4b(Urbanら、J、Virol、 (199
2)66:1303−1311)を用いる放射免疫沈降法により、発現を検討し
た。この抗体は、CMV gHに特異的な、立体依存性中和抗体である。結果は
、rBVUL115およびrBVgH6する顕著な(proiinant)タン
パク質を沈澱または、モノクローナル抗体を用いて、gHと共沈降させた。溶解
物または上清をULl15由来のペプチドに対して生じ、ウサギ抗血清を用いて
ウェスタンブロッティング分析した結果、at、tts遺伝子産生物と特異的に
反応した。従って、このことは、CIIV gH/UL115複合体の存在を証
拠づけた。
実ffi
乳:”+ CMV H″ UL115の6実施例7Dに記載のプラスミドpMc
UL115neoを、安定なgH分泌細胞株171(実施例2)または予めgo
発現プラスミドpMCGRP2gEIでトランスフェクトしたGRf’2gt(
にトランスフエフ2トシて新たなg)1分泌細胞株を作製した。pcMg[16
から採取したgHをコードする2166 bp Notl/Xbalフラグメン
トを、Notl/Xbalで切断した哺乳類細胞発現ベクターpMCORP2S
R,これはpMcMVAdhrfの誘導物である(Spaeteら、J、 Vi
rol、(1990)64:2922−2931)、に連結することによりプラ
スミドpMcGRP2gHを作製した。プラスミドベクターpsV2neoを、
細胞株171およびコントロールとしてGRP2g)lにトランスフェクトした
。クローンをネオマイシン耐性で選択し、そして各トランスフェクション系列か
ら96りローンを選択し、そしてELISAでアッセイを行った。最大量のgH
を分泌するクローンを、6ウエルプレートに広げ、モしてELISAにより再ア
ッセイを行った。次いで、選択した細胞株を、MAb 14−4bを用いた放射
免疫沈降法によりアッセイを行った(Urbanら、J、Virol、 (19
92)136:1303−1311)。図8に示すように、RIPにより検出可
能なレベルでgHを分泌する細胞株は、ULl150RFの遺伝子産生物を発現
する細胞株でもある。共沈降ut、tt5/g)I複合体を非還元条件下でさら
に特徴付けると、UL115およびg)Iは、ジスルフィド結合により結合する
ことが明らかになった。
犬11引」
−CMV Hノミ’ FGFレセf)’73実施例2に記載のCHO細胞株17
1を、可溶性型のFGF、を発現するように設計されたプラスミドpFGFrt
paneo#3でトランスフェクトした。ヒトCv■即時型初期プロモーター、
tpaルミリーダーよびC末端短縮型FGFをコードする、pFGF、tpa由
来の3 kbpSFi1/Hindll17ラグメントをEcoRI/Bam旧
切断psV2neoに連結すルコとにより、プラスミドpFGFrtpaneo
#3を作製した(SoutllernおよびBerg、 J、Mo1ec、 a
nd A 、 Gen、(1982)l:327−341)。
このフラグメントをKlenowフラグメントで処理して連結に先立って端部を
プラントエンドとした。プラスミドpFGF、tpaは、C末端短縮型FGF、
をコードするl kbpのNhol/HindlllフラグメントのPCR生成
物を、Nhol/I(indll+で切断した哺乳類細胞発現ベクターpc11
V6a 120 (Chapmanら、Nuc、^cids Res、(199
1)It:3979−3986)に連結することにより構築した。短縮型FGF
、をコードするフラグメントを、以下のプライマ一対を用いて作製した:
5’ GGA TCCGCT AGCAGG CCG TCCCCG ACCT
TG 3’S’ GGA TCCAAG CTT TTA CTCCAG GT
A CAG GGG CGA 3’*プラスミドPB5 f1g5を、テンプレ
ートとして用いた。
トランスフェクトした細胞をネオマイシン耐性で選別し、そして耐性クローンを
採取し、そしてELrSAによりgH分泌レベルをアッセイした。細胞株!71
−3−16は、そのような選択された細胞株の1つの代表である(図8、レーン
2)。選別したgH分泌細胞株の放射免疫沈降法により、5日間曝露した後のオ
ートラジオグラフにおいてgH特異的バンドが示された。しかし、RIPに先立
つ、30℃での細胞株の増殖により、gHの分泌が増大し、250μCi/+n
l[” S ]メチオニン中で4時間細胞を標識した後、24時間で、オートラ
ジオグラフに検出可能バンドが見られ得るようになった。実施例6aに記載のよ
うに、抗−FGF、抗体およびFGF、競合アッセイを用いた放射免疫沈降法に
より、共沈澱した60 kDa分子は、C末端短縮型FGF、であることが示さ
れた。このように、gHの分泌は、短縮型FGF 、の同時発現により促進され
る。
K五匠■
レセプ −/「ガン゛口 の
レセプター/リガンド同時発現方法の普遍性を試験するために、硫酸ヘパランプ
ロテオグリカンをコードする発現プラスミドでトランスフェクトした細胞株につ
いて、gH分泌効果をアッセイした。硫酸ヘパランプロテオグリカンの発現で選
別した159クローンを、ELIS^でgF1分泌レベルで60のベクターコン
トロール株と比較した。選別したいずれのクローンからもgH分泌のレベルに差
異はなく、このことにより、同時発現方法の成功に関与する特異性があることが
示された。
従って、ニスコートを用いて細胞表面タンパク質発現を増大させる方法を説明す
る。本発明の好ましい実施態様をある程度詳細に説明してきたが、添付の請求の
範囲により定義されるような本発明の意図および範囲を逸脱しないで明白な改変
が行われ得ることは理解される。
8 に t−の。
以下の菌株の生物学的に純粋な培養物の寄託を、12301 Parklawn
Drive、 Rockville、 Marylandのアメリカンタイプ
カルチャーコレクションに行った。受託番号は、生存試験で確認し、そして必要
手数料を支払った後、付与された。この培養物は、37 CFR1,14および
35 USCI22のもとで与えられることが長官により決定される者に、特許
出願が係属中、入手可能である。公衆への培養物の入手可能性に関する制限は全
て、本出願を基礎とした特許の認可の際に取り消される。さらに、指定された寄
託は、寄託日から30年間、または最後の寄託請求から5年間;または米国特許
の実施期間のいずれかのより長い期間、維持される。培養物が生存不可能となる
か、または不注意により破壊されたとき、あるいはプラスミドに含有される菌株
の場合、プラスミドが損失したときには、同一の分類学的な特徴を有する記載の
生存培養物と置換される。
これらの寄託は、単に当業者のために提供されており、そして寄託が35 US
Cfi 112下で必要であることを承認するものではない。これらのプラスミ
ドの核酸配列およびそれらによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列を、
本明細書中で参考として援用し、そしてこれらの配列は、本明細書中の記載との
いかなる矛盾が生じた場合にも支配的である。寄託された材料の作製、使用、ま
たは販売のためには契約が必要であり得、そしてそのような契約は、ここでは与
えられない。
1膣 寛丘旦豆
■匹1号
pACgH6f E、coli )HBIOI 1:F1’++て) 7/2”
7/90PUP、115 (s、 coxiHB1o1+ニド・0 7/23/
92pCMAdgH6(E、coli HBIOI +J)’・・て) 7/2
3/92コー 1試 5≦ 二8 ミ昆 畳呂 :叩 ;号 袈800 >(5
Llυ くo ←← 切に LILI >口 ←にLICJ Ll(J LJF
−101w 、−Jd、LICJ etj O(Ll←>1:1′ メく ■Φ
LICJ づ← 飄に −く −U :υ←← ←L−+ ψに −U >O
←← (5(J 山O←にLl(J IJLI Φυ 」じ 口じ −ヒ ロじ
Oく −υJ:cJ :IJ −← ω← −く :ω −く し0 :υ←
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υ+、Iじ ω← φく −← −に −← 切に −〇 0口(LI JL)
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I
Claims (22)
- 1.タンパク質を組換え的に産生する方法であって、宿主細胞中で該タンパク質 をコードする第1の遺伝子をエスコートをコードする第2の遺伝子と、該タンパ ク質が該宿主細胞から分泌される条件下で、同時発現することを含む、方法。
- 2.前記タンパク質がウイルスタンパク質である、請求項1に記載の方法。
- 3.前記ウイルスタンパク質が免疫学的反応性のヘルペスウイルスのポリペプチ ドを含む、請求項2に記載の方法。
- 4.前記ヘルペスウイルスポリペプチドが、免疫学的反応性のサイトメガロウイ ルス糖タンパク質Hポリペプチドである、請求項3に記載の方法。
- 5.前記サイトメガロウイルス糖タンパク質Hポリペプチドが、天然のヒトサイ トメガロウイルス糖タンパク質H中に存在するトランスメンブレン結合ドメイン の全部または一部を欠損している短縮型のヒトサイトメガロウイルス糖タンパク 質Hである、請求項4に記載の方法。
- 6.サイトメガロウイルス糖タンパク質Hのアミノ酸配列のC末端から約22ア ミノ酸が欠失している、請求項5に記載の方法。
- 7.サイトメガロウイルス糖タンパク質Hのアミノ酸配列のC末端から約23ア ミノ酸が欠失している、請求項5に記載の方法。
- 8.前記エスコートがフィブロブラスト増殖因子のレセプターポリペプチドであ る、請求項5に記載の方法。
- 9.前記フィブロブラスト増殖因子のレセプターポリペプチドが、可溶性のフィ ブロブラスト増殖因子のレセプターである、請求項8に記載の方法。
- 10.前記エスコートがUL115ポリペプチドである、請求項5に記載の方法 。
- 11.免疫学的に反応性の短縮型サイトメガロウイルス糖タンパク質Hを組換え 的に産生する方法であって、該短縮型糖タンパク質Hが、天然のヒトサイトメガ ロウイルス糖タンパク質H中に存在するトランスメンブレン結合ドメインの全部 または一部を欠損し、該方法が、宿主細胞中で該短縮製糖タンパク質Hをコード する第1の遺伝子を可溶性のフィブロブラスト増殖因子レセプターをコードする 第2の遺伝子と、該短縮型糖タンパク質Hが該宿主細胞中から分泌される条件下 で、同時発現することを含む、方法。
- 12.免疫学的に反応性の短縮型サイトメガロウイルス糖タンパク質Hを租換え 的に産生する方法であって、該短縮型糖タンパク質Hが、天然のヒトサイトメガ ロウイルス糖タンパク質H中に存在するトランスメンブレン結合ドメインの全部 または一部を欠損し、該方法が、宿主細胞中で該短縮型糖タンパク質Hをコード する第1の遺伝子をUL115ポリペプチドをコードする第2の遺伝子と、該短 縮型糖タンパク質Hが該宿主細胞中から分泌される条件下で、同時発現すること を含む、方法。
- 13.免疫学的に反応性の組換えヘルペスウイルスポリペプチドおよびエスコー トを含む複合体。
- 14.前記ヘルペスウイルスポリペプチドが免疫学的反応性のサイトメガロウイ ルス糖タンパク質Hポリペプチドであり、前記エスコートがフィブロブラスト増 殖因子のレセプターポリペプチドである、請求項13に記載の複合体。
- 15.前記糖タンパク質Hポリペプチドが、天然のヒトサイトメガロウイルス糖 タンパク質H中に存在するトランスメンブレン結合ドメインの全部または一部を 欠損している短縮型ヒトサイトメガロウイルス糖タンパク質Hであり、前記フィ ブロブラスト増殖因子のレセプターポリペプチドが可溶性フィブロブラスト増殖 因子のレセプターである、請求項14に記載の複合体。
- 16.前記サイトメガロウイルス糖タンパク質Hのアミノ酸配列のC末端から約 22アミノ酸が欠失している、請求項15に記載の複合体。
- 17.前記サイトメガロウイルス糖タンパク質Hのアミノ酸配列のC末端から約 23アミノ酸が欠失している、請求項15に記載の複合体。
- 18.前記ヘルペスウイルスポリペプチドが、免疫学的反応性のサイトメガロウ イルス糖タンパク質Hポリペプチドであり、そして前記エスコートがUL115 ポリペプチドである、請求項13に記載の複合体。
- 19.前記糖タンパク質Hポリペプチドが、全長の糖タンパク質Hである、請求 項18に記載の複合体。
- 20.前記糖タンパク質Hポリペプチドが、天然のヒトサイトメガロウイルス糖 タンパク質H中に存在するトランスメンブレン結合ドメインの全部または一部を 欠損している短縮型ヒトサイトメガロウイルス糖タンパク質Hである、請求項1 8に記載の複合体。
- 21.前記サイトメガロウイルス糖タンパク質Hのアミノ酸配列のC末端から約 22アミノ酸が欠失している、請求項20に記載の複合体。
- 22.前記サイトメガロウイルス糖タンパク質Hのアミノ酸配列のC末端から約 23アミノ酸が欠失している、請求項20に記載の複合体。
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