JPH09509847A - 人乳化乳 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、人乳化乳に係わる。この乳はヒトでないトランスジェニック哺乳動物によって産生され、前記トランスジェニック非ヒト哺乳動物のゲノムは、前記トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳中に存在するオリゴ糖及び複合糖質を生成させるヒト触媒実体をコードする少なくとも１種の異種遺伝子を有する。特に有用な触媒実体は、オリゴ糖及び複合糖質を生成させるヒトグリコシルトランスフェラーゼである。人乳化乳を得る方法を開示する。この方法は、（ａ）非ヒト哺乳動物のゲノムに、前記非ヒト哺乳動物の乳中に二次遺伝子産物を生成させるヒト触媒実体の産生をコードする異種遺伝子を挿入するステップ、及び（ｂ）前記非ヒト哺乳動物を搾乳するステップを含む。本発明の人乳化乳は、動物の栄養維持に有用な経小腸栄養補給品の製造に用い得る。

Description

【発明の詳細な説明】 人乳化乳技術分野 本発明は異種グリコシルトランスフェラーゼの二次遺伝子産物のｉｎ ｖｉｖ ｏ産生に関する。これらのグリコシルトランスフェラーゼが非ヒト乳房組織で発 現されると、異種オリゴ糖や該オリゴ糖を有する様々な複合糖質がトランスジェ ニック動物の乳内に産生される。従来技術 炭水化物は重要な生物学的化合物である。「糖」という用語は様々な炭水化物 含有化合物を包含する。それには多糖、オリゴ糖、糖タンパク質及び、非炭水化 物アグリコンを有するグリコシドが含まれる。オリゴ糖部分を含むタンパク質又 は脂質からなる生物学的高分子は総称的に複合糖質として知られている。炭水化 物部分は多数の生物学的機能をもたらす。 細胞中で炭水化物は、粘度調節及びエネルギー貯蔵の構造成分として機能する か又は細胞表面の主要成分である。種々の複合糖質（特に糖タンパク質及び糖脂 質）の複雑なオリゴ糖鎖は様々な生物学的プロセスを媒介又は調節する。 炭水化物の生物活性の一般的な文献としては、（ａ）Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃ ａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ２，Ｇｉｎｓｂｕｒｇ等，Ｗｉｌｅ ｙ，Ｎ．Ｙ．（１９８４）；及び（ｂ）Ｐ．Ｗ．Ｍａｃｈｅｒ等，Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ５７，ペー ジ７８５，（１９８８）を参照されたい。中でも、 （ａ）炭水化物の構造が糖タンパク質の安定性、活性、局在化及び分解にとって 重要であり、 （ｂ）あるオリゴ糖構造が抗菌物質の植物分泌を活性化し、 （ｃ）複合糖質が種々の細胞の表面上で頻繁に検出され、また例えばペプチド、 ホルモン、毒素、ウイルス、細菌の細胞表面との結合時及び細胞−細胞の相互作 用中に受容体又は調節体として機能するので、とりわけ細胞とその周辺部との相 互作用にとって重要であり、 （ｄ）炭水化物の構造が抗原決定基（例えば血液型抗原）であり、 （ｅ）炭水化物が正常組織発達中に細胞分化抗原として機能し、 （ｆ）特異オリゴ糖が癌関連抗原決定基であることが判明 （ｇ）オリゴ糖が精子／卵子の相互作用及び受精にとって重要である、 ことは公知である。 単離オリゴ糖が、尾部をもつ病原性（ｕｒｏｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ）の大腸菌 型細菌と赤血球との凝集を阻害することは公知である。他のオリゴ糖がプラスミ ノーゲン活性化因子の量を増すことによって強力な抗トロンビン活性を示すこと が判明している。この生物活性は、抗凝血作用を示す表面を得るために上記オリ ゴ糖を医療機器の表面に共有結合させることによって利用されてきた。これらの 表面は血液の採取、処理、保存及び使用に有用である。グラム陽性細菌用の抗生 物質や消毒剤として有用であることが知見された他のオリゴ糖もあった。更には 、ある種の遊離オリゴ糖が特定の細菌の診断や同定に使用された。生物活性を示 す炭水化物を主体とした高付加価値の化成品については将来の市場が有望である と考えられている。 大学や産業界では現在、生物活性を示すオリゴ糖の更なる用途を開発するため 徹底した研究が行われている。これらの開発努力には、非制限的ではあるが、 （ａ）新規な診断試薬や血液型判定試薬の開発、 （ａ）新規な診断試薬や血液型判定試薬の開発、 （ｂ）特異オリゴ糖による細菌やウイルスと細胞表面との付着防止に基づく、抗 生物質にとって代わる新しいタイプの治療薬の開発、及び （ｃ）植物生長を刺激し、ある種の植物病原体から防御するためのオリゴ糖の使 用 が含まれる。 多数のオリゴ糖構造が同定され、特徴付けられた。オリゴ糖の最小構成ブロッ ク又は単位は単糖である。哺乳動物複合糖質内に見出される主な単糖はＤ−グル コース（Ｇｌｃ）、Ｄ−ガラクトース（Ｇａｌ）、Ｄ−マンノース（Ｍａｎ）、 Ｌ−フコース（Ｆｕｃ）、Ｎ−アセチル−Ｄ−ガラクトースアミン（ＧａｌＮＡ ｃ）、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコースアミン（ＧｌｃＮＡｃ）及びＮ−アセチル −Ｄ−ノイラミン酸（ＮｅｕＡｃ）である。括弧内の略字はＩｎｔｅｒｎａｔｉ ｏｎａｌ Ｕｎｉｏｎ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｃｏｕｎｃｉｌ； Ｊｏｕｒｎａｌ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ２５７，ページ３３４７−３３５４（１９ ８２）の推奨に基づく単糖の 標準的な略称である。以下ではこれらの略称を使用する。アノマー配置（α−又 はβ−グリコシド結合）及びＯ−グリコシド結合の位置は多様であり得るので、 基本的な構成ブロック数が比較的少ないにもかかわらず、考えられる組み合わせ の数は非常に多い。 従って、多種多様なオリゴ糖構造が存在し得る。オリゴ糖の生物活性が糖のコ ンホーメーション及び組成の両方に特異的であることは公知である。個々の単糖 は一生物活性要素を提供するだけでなく、オリゴ糖のコンホーメーション全体に 寄与して、別のレベルの特異性や生物活性を付与する。ある種のオリゴ糖構造の 生物学的特異性を生じさせるのは様々な複合糖質やオリゴ糖である。しかしなが ら、この多様性はまた、上記化合物の実用面で特定の問題を引き起こす。複合糖 質は通常強力な免疫原であり、生物特異性（ｂｉｏｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ）は 上述したように、特定の単糖配列だけでなく、グリコシド結合の種類によっても 決まる。従って、ある動物種で見出されるオリゴ糖構造を他の種で使用すること ができないことがしばしばある。個体基準でも使用に関しては同様の制限が適用 され得る。例えば、ある種の血液型抗原が特異オリゴ糖から形成され ることは公知なので、血液型オリゴ糖をタンパク質に結合し、次いでこの糖タン パク質を治療で使用するときには特に注意を払う必要がある。考えられる免疫原 性の問題を注意深く考慮する必要がある。 このような困難が考えられるにもかかわらず、多量のヒトオリゴ糖及び／又は 該オリゴ糖を有する複合糖質を生産する必要があることは十分に認められている 。多数の方法がこの目的を達成するのに適した手段であると考えられてきた。こ のような方法には、慣用的な有機化学法による又は酵素のｉｎ ｖｉｔｒｏ使用 によるオリゴ糖の合成が含まれる。酵素は位置及び立体選択性が高く、穏和な反 応条件下での触媒効率が高いので、現在では、固定化した酵素が大規模なｉｎ ｖｉｔｒｏオリゴ糖生産の好ましい方法である。文献には、酵素が触媒する幾つ かのオリゴ糖合成法が開示されている。例えば、Ｙ．Ｉｃｈｉｋａｗａ等「Ｅｎ ｚｙｍｅ−ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ Ｓｙｎｔｈ ｅｓｉｓ」Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ２０２，ページ２１５−２３８（１９９２）；及びＫ．Ｇ．Ｉ．Ｎｉｌｌｓｏｎ ，「Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓｙｎｔｈｅ ｓｉｓ ｏｆ Ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ」Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｂｉ ｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ６，ページ２５６−２６４（１９８８ ）の科学論文を参照されたい。オリゴ糖の生産を容易にするためにヒドロラーゼ 及びトランスフェラーゼの両方が使用されてきた。ヒドロラーゼの亜種に属する グリコシダーゼ酵素が、分解サイクルの逆反応過程によるオリゴ糖の合成に特に 有用である。しかしながら一般に、酵素によるオリゴ糖合成は生合成経路に基づ く。オリゴ糖合成の生合成経路は主に各グリコシルトランスフェラーゼの産生を コードする遺伝子によって調節されるが、実際のオリゴ糖構造は個々のグリコシ ルトランスフェラーゼの基質や受容体の特異性によって決定される。オリゴ糖は 、単糖を糖ヌクレオチド供与体から受容体分子に移行させることによって合成さ れる。該受容体分子は、他の遊離のオリゴ糖、単糖、又はタンパク質もしくは脂 質に結合したオリゴ糖であり得る。 酵素、特に天然源由来のグリコシルトランスフェラーゼは単離が困難であった ため、酵素によるオリゴ糖合成は一般に、小規模のみで実施されていた。更には 、糖ヌクレオチド供与体は天然源からの入手が非常に困難であり、有機 化学合成法で製造する場合は非常にコストがかかる。しかしながら最近になって 、多量のオリゴ糖を合成するための再循環及び再利用戦略が開発された。参考と して本明細書の一部を構成するものとする米国特許第５，１８０，６７４号は、 反応産物をマトリックス又は樹脂に結合したグリコシルトランスフェラーゼ上に 繰り返し送り込むことからなる新規な親相性クロマトグラフィー法を開示してい る。更には、最近の遺伝子クローニング技術の進歩により、数種のグリコシルト ランスフェラーゼを、オリゴ糖の酵素的合成をより実用的にするのに十分な品質 及び量で入手することができる。 文献には異種グリコシルトランスフェラーゼの組換え又はトランスジェニック 発現に関して十分に記載されている。しかしながら、文献の議論を続ける前に、 本明細書及び請求の範囲で使用する種々の用語の意味を明確にする必要がある： （ａ）宿主、宿主細胞又は宿主動物：これらの用語は生物学的材料の生合成を担 う細胞又は哺乳動物を指すために使用される。 （ｂ）同種：この用語は、このようにして特徴付けられる 実体が通常宿主に存在するか又は宿主によって産生されることを意味する。 （ｃ）異種：この用語は、このようにして特徴付けられる実体が通常宿主に存在 しないか又は宿主によって産生されないことを意味する。換言すれば、このよう にして特徴付けられる実体は宿主に対して外来的である。 （ｄ）触媒活性：この用語は、他の物質の化学変化を容易にするためのある種の 生物学的化合物の固有特性を指すために使用される。 （ｅ）触媒実体：この用語は、新しい又は異なる又は改変された化合物の生成に 導く触媒活性を固有に有する生物学的化合物を指すために使用される。その例は 酵素及び抗体である。酵素は特異的な生化学的反応の生化学的触媒である。基質 材料に対する酵素の触媒活性の結果、酵素産物が生成される。 （ｆ）ゲノム：この用語は、宿主中に見出される完全遺伝物質を指すために使用 される。この物質は染色体に配置されている。 （ｇ）遺伝子：この用語は、特異的な生物学的実体の生合成を担うゲノムの機能 的部分を指す。 （ｈ）挿入：この用語は、異種ＤＮＡの一部又は異種遺伝子が宿主のゲノム内に 導入されるプロセスを指すために使用される。挿入されるＤＮＡは「インサート （又は挿入物）」と称する。 （ｉ）トランスジーン：これは、ある動物種のゲノムから他の動物種のゲノムへ の挿入によって移行される異種遺伝物質を指す。より簡単に言えば、トランスジ ーンは宿主とは異種の遺伝子である。トランスジーンは特異的な生物学的物質を コードする。 （ｊ）トランスジェニック哺乳動物又はトランスジェニック宿主：これらの用語 は、ゲノム内に挿入されたトランスジーンを有する哺乳動物又は細胞を指すため に使用される。この挿入の結果、トランスジェニック宿主は、通常それが合成し ない異種生物学的物質を産生する。異種実体は、宿主細胞ゲノム内への外来遺伝 物質の挿入の結果としてトランスジェニック宿主によって生成されるか又はその 宿主に存在する。 （ｋ）一次遺伝子産物：これは、同種又は異種遺伝子の転写及び翻訳の結果とし て直接産生される生物学的実体を指す。その例にはタンパク質、抗体、酵素等が 含まれる。 （ｌ）二次遺伝子産物：これは、一次遺伝子産物の生物活性の結果として産生さ れる産物を指す。その例は酵素の触媒活性の結果として産生されるオリゴ糖であ る。 （ｍ）生物学的産物：この用語は、哺乳動物のゲノム内へのトランスジーンの挿 入の結果としてトランスジェニック宿主によって産生又は合成される産物を指す ために使用される。この用語は特に、二次遺伝子産物である生物学的産物を意味 する。その一つの例は後述するように、トランスジェニックウシによって産生さ れるヒトオリゴ糖である。ヒトオリゴ糖はヒトグリコシルトランスフェラーゼの 触媒活性の結果として産生される。本明細書に開示するように、ヒトグリコシル トランスフェラーゼをコードする遺伝子をマウスゲノム内に挿入すると、得られ たトランスジェニックマウスは異種ヒトグリコシルトランスフェラーゼを一次遺 伝子産物として産生する。ヒトグリコシルトランスフェラーゼは同種基質材料を 用いて、オリゴ糖やグリコシル化タンパク質を産生する。一次遺伝子産物の酵素 活性の結果として産生されたオリゴ糖も二次遺伝子産物と称するのが適当である 。複合糖質は本明細書や請求の範囲で「生物学的産物」と称する化合物の他の例 である。 （ｎ）産物：この用語は、本発明の二次遺伝子産物を指すために使用され、また 「生物学的産物」の代わりとして使用される。 （ｏ）人乳化乳（ｈｕｍａｎｉｚｅｄ ｍｉｌｋ）：これは、宿主ゲノムの改変 によってヒト乳により近い乳を産出するようになった非ヒト哺乳動物から得られ た乳を指す。人乳化乳の一例は、通常ウシ乳内には検出されず、ヒト乳内に検出 される産物を含んでいるウシ乳である。ヒトオリゴ糖は、ヒトグリコシルトラン スフェラーゼをコードする遺伝子のウシゲノム内への挿入の結果としてウシ乳内 で産生される。人乳化乳は更に、ヒトオリゴ糖でグリコシル化されたタンパク質 を含んでいる。 上述したように、異種グリコシルトランスフェラーゼの組換え又はトランスジ ェニック発現を記載する文献はかなりある。しかしながら、これらの文献には、 本発明で開示する非ヒトトランスジェニック哺乳動物の乳内での二次遺伝子産物 の産生が開示されてもいないし、別の方法で示唆されているわけでもない。文献 例を以下に示す： １）Ｐａｕｌｓｏｎの米国特許第５，０３２，５１９号は、細胞が天然の膜結 合酵素の代わりに可溶性で分泌性の Ｇｏｌｇｉプロセシング酵素を産生するように細胞を遺伝子操作する方法を教示 している。 ２）Ｐａｕｌｓｏｎの米国特許第５，０４７，３３５号は、チャイニーズハム スター卵巣（ＣＨＯ）細胞がシアリトランスフェラーゼを産生するようにＣＨＯ のゲノムを遺伝子工学で改変させることを教示している。 ３）国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９１／０８２１６号は、トランスジェニック ウシ種の乳内に異種組換えタンパク質を産生し得るトランスジーンを教示してい る。この特許出願公開は一次遺伝子産物のみの産生方法を教示している。この特 許出願公開は更に、上記トランスジェニック動物から得られる改変乳の製造及び 使用方法を開示している。 ４）国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９１／０５９１７号は、より小さな重複ＤＮ Ａ断片の相同的組換えによってＤＮＡセグメントを細胞内に作製する方法を教示 している。この特許出願公開は、一次遺伝子産物のみの産生方法を教示している 。 ５）国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ８７／００４５８号は、成体雌哺乳動物の乳 腺でＤＮＡ配列が発現されるように、ペプチドをコードするＤＮＡ配列を乳漿タ ンパク質をコー ドする哺乳動物の遺伝子内に組み込むことからなるペプチドの産生方法を教示し ている。この特許出願公開は、トランスジェニック哺乳動物の乳内で一次遺伝子 産物であるペプチドだけを産生する方法を教示し、更には上記トランスジェニッ ク動物から得られる改変乳の製造及び使用方法を開示している。 ６）国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ８９／０１３４３号は、ゲノム内に組み込ま れた遺伝子構築物を有するトランスジェニック動物でタンパク質物質を産生する 方法を教示している。この構築物は、哺乳動物乳タンパク質遺伝子に由来する５ ’−フランキング配列及び乳タンパク質以外の異種タンパク質をコードするＤＮ Ａを含んでいる。この特許出願公開は、トランスジェニック哺乳動物の乳内に一 次遺伝子産物である異種タンパク質だけを産生する方法を教示している。 ７）ヨーロッパ特許出願第８８３０１１１２．４号は、特異遺伝子を乳腺にタ ーゲッティングして、上記トランスジェニック動物の乳内に生物学的に重要な分 子を効果的に合成し分泌させる方法を教示している。この特許出願公開は更に、 上記トランスジェニック動物から得られる改変乳 の製造及び使用方法、並びにトランスジェニック哺乳動物の乳内に一次遺伝子産 物のみを産生する方法を教示している。 ８）国際特許出願第ＰＣＴ／ＤＫ９３／０００２４号は、トランスジェニック 動物の乳内にヒトκ−カゼインを産生する方法を教示している。遺伝子構築物は 、哺乳動物乳タンパク質遺伝子（例えばカゼイン又は乳漿酸性タンパク質）に由 来する５’−フランキング配列及びヒトκ−カゼインをコードするＤＮＡを含ん でいる。このＤＮＡ配列は少なくとも１個のイントロンを含んでいる。この特許 出願公開は、トランスジェニック哺乳動物の乳内に一次遺伝子産物である異種ヒ トκ−カゼインだけを産生する方法を教示している。 ９）国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ８７／０２０６９号は、乳内で組み換えタン パク質を発現し得る哺乳動物の作出方法を教示している。 上記刊行物はそれぞれ、トランスジーンの一次遺伝子産物、即ちトランスジー ンによってコードされる活性タンパク質又は酵素、の産生手段を何らかの方法で 教示している。上記文献は、非ヒト乳内にグリコシルトランスフェラーゼ を産生するためのトランスジェニックな手段を開示している。しかしながら、上 記刊行物のいずれも、活性酵素による産物である所望の二次遺伝子産物の産生手 段としてのトランスジェニック動物の使用を教示も示唆もしていないし、特に、 上記刊行物のいずれも、ヒトオリゴ糖又は該オリゴ糖を有する複合糖質を産生す るために非ヒト乳内においてトランスジェニックヒトグリコシルトランスフェラ ーゼを使用することを教示も示唆もしていないし、別の方法で開示しているわけ でもない。活性グリコシルトランスフェラーゼによる産物であるこれらのオリゴ 糖を以下では「二次遺伝子産物」と称する。従って、ヒト乳内で検出される種々 のオリゴ糖は、ある種の特異グリコシルトランスフェラーゼの遺伝学的に調節さ れた発現の直接の結果として産生される。この点に関しては、オリゴ糖は一次遺 伝子産物である異種グリコシルトランスフェラーゼ酵素の生化学的活性の結果と して合成されるので、これを「二次遺伝子産物」とみなすのが適当であり得る。 ヒト乳は種々のオリゴ糖やタンパク質を含んでいる。遊離の可溶性オリゴ糖は 通常、高度に分化した乳汁分泌乳腺以外の動物の細胞や組織によっては産生され ない。オリゴ 糖はヒト乳やウシ乳の炭水化物総含量の主要部分を占める。哺乳動物乳の主要炭 水化物成分は二糖ラクトースである。ラクトースは通常１０ｍｇ／ｍｌ以上の濃 度で検出され、ガラクトースとグルコースとの結合によって合成される。この反 応は、β−１，４−ガラクトシルトランスフェラーゼ酵素によって触媒される。 ウシを含む大半の哺乳動物の乳は数種の付加的なオリゴ糖を極僅かな量しか含ん でいない。対照的に、ヒト乳は、ラクトースよりも大きい数種の付加的な可溶性 オリゴ糖を多量に含んでいる。全てのヒトオリゴ糖は、単糖を順次ラクトースに 付加することによって合成される。ヒト乳内に検出される代表的なオリゴ糖を表 １に示す。 ヒト乳内のオリゴ糖は、ヒト乳房組織中に検出されるある種の特異グリコシル トランスフェラーゼの活性の結果として存在する。例えば、構造２、５及び８中 のα−１，２結合フコース残基は独特のヒトフコシルトランスフェラーゼによっ て生成され、免疫血液学の分野で公知の表現型を「分泌型（ｓｅｃｒｅｔｏｒ） 」として特徴付ける。これらの個体は、オリゴ糖が種々のタンパク質に共有結合 している唾液や他の粘液分泌物中にヒト血液型物質を合成するので、上記のよう に特徴付けられる。 構造６、８及び１５中のα−１，４結合したフコース残基は、異なるフコシル トランスフェラーゼの酵素作用の結果として生成される。これらのオリゴ糖は、 「ルイス陽性」血液型を示すとして特徴付けられた個体中に存在する表現型を示 す。このような個体は、ヒト血液型抗原に対応するオリゴ糖構造を合成するため にこのフコシルトランスフェラーゼを使用する。このオリゴ糖は唾液や他の粘液 分泌物中にも検出されており、「ルイス陽性」個体の赤血球細胞の膜上に見出さ れる脂質に共有結合している。構造５はＡＢＯ血液型のＨ抗原に関し、構造６は 「ルイスａ」血液型抗原である。構造８は「ルイスｂ」血液型抗原である。 少なくとも１５種のヒト乳タンパク質が同定されている。これらのタンパク質 の中には一般にグリコシル化していると認識されたものがあり、即ちある種の特 定のオリゴ糖に共有結合している。タンパク質に共有結合した特定のオリゴ糖は 上記のオリゴ糖と同一又は同様であり、その産生はある種の特異グリコシルトラ ンスフェラーゼ遺伝子の遺伝学的に調節された通常の発現の結果である。異種グ リコシルトランスフェラーゼが存在すると、タンパク質の翻訳後修飾も影響を受 ける。異種グリコシルトランスフェラーゼによってグリコシル化されたタンパク 質も当然「二次遺伝子産物」として知られている。同種及び異種のタンパク質は 共に、同種グリコシルトランスフェラーゼの活性によって生じるのとは異なる方 法でグリコシルトランスフェラーゼによって改変される。 これらのオリゴ糖やグリコシル化タンパク質がヒト腸管内での望ましい細菌の 増殖を促進することは長く知られている。更には、ヒト乳内のオリゴ糖は口や喉 への有害微生物の付着を阻害すると考えられている。これらのヒトオリゴ糖及び とりわけグリコシル化タンパク質はウシ乳内には存在しないか又は存在するとし ても量が顕著に異なる。更 には上述したように、ウシ乳は主にラクトースだけを含んでいる。ヒト乳はラク トースだけでなく、他の多数のオリゴ糖を含んでいる。更には、ヒト乳タンパク 質のアミノ酸組成は対応するウシ乳タンパク質のアミノ酸組成とはかなり異なる 。結果として、ウシ乳を含む乳児用調合乳（ｉｎｆａｎｔｓ ｆｅｄ ｉｎｆａ ｎｔ ｆｏｒｍｕｌａ）の方が下痢のような腸障害を起こしやすく、又は血漿ア ミノ酸の比率や量が母乳栄養乳児とは異なり得る。同じ理由で、免疫学的に危険 にさらされた（ｉｍｍｕｎｏｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅｄ）年配の危篤状態の患者で も、生化学的にヒト乳の組成によく似た栄養物の摂取が緊急に必要である。 ヒト乳タンパク質及びオリゴ糖の化学的性質は複雑であるため、大規模合成は 極めて困難であった。グリコシル化ヒト乳タンパク質やオリゴ糖を市販の栄養食 品に配合する以前に、これらを多量に製造する実用的な方法を考案しなければな らない。この問題に対して考えられる解決方法は、オリゴ糖及び／又はこのヒト オリゴ糖でグリコシル化されたタンパク質の産生を触媒する酵素をコードする遺 伝子又はｃＤＮＡを発現するトランスジェニック動物、特にトランスジェニック ウシを使用することである。トランスジェ ニック泌乳家畜動物（例えばウサギ、ブタ、ヒツジ、ヤギ及びウシ）を本明細書 では、ヒトオリゴ糖及びヒトオリゴ糖でグリコシル化されたタンパク質を含む乳 を産出する手段として提示する。特に、１頭のウシは年間に３００ｋｇと多量の タンパク質（主にカゼイン）を含む乳を非常に最小のコストで１０，０００リッ トル以上産出し得るので、トランスジェニックウシがオリゴ糖や組換えタンパク 質の産生に非常に適している。従って、発酵設備への投資が不要であるため、ト ランスジェニックウシは他の組換えタンパク質産生法よりもコストのかからない 産生法であるように思える。更には、乳は日に数回搾取され、実際に合成されて 搾乳されるまでの時間は数時間と短いので、ウシ乳腺はコスト的には培養細胞よ りも効果的で、連続的に乳を出す。ウシの遺伝安定性は微生物又は細胞ベースの 産生系よりも高い。更には、ウシは人工授精、胚移植及び胚クローニング技術を 用いた生殖が比較的簡単である。更には、ヒトトランスジェニックタンパク質を 含むウシ乳の下流処理には、精製は殆ど又は全く不要であり得る。このような方 法を教示している刊行物を以下で参照する。しかしながら、これらの刊行物のい ずれも、本発明に開示する非ヒトトラ ンスジェニック哺乳動物の乳での二次遺伝子産物の産生を教示も開示もしていな いし、他の方法で示唆しているわけでもない。 「Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｆａｒｍｉｎｇ：Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ Ａｎｉｍａ ｌｓ ａｓ Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｓ」Ｊ．Ｖａｎ Ｂｒｕｎｔ，Ｂｉｏｔｅｃ ｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ６，ページ１１４９−１１５４，１９８８は、 種々の異種実体を産生し得るトランスジェニック動物を作出する様々な大型の泌 乳家畜動物のゲノムの改変を記載している。この刊行物は一次遺伝子産物のみの 産生方法を示唆している。 国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９１／０８２１６号は、トランスジェニックウシ 種の乳内で異種組換えタンパク質を産生し得るトランスジーンを記載している。 この特許出願公開は一次遺伝子産物のみの産生方法を教示している。この特許出 願は更に、上記トランスジェニック動物から得られる改変乳の製造及び使用方法 を開示している。 国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ８７／００４５８号は、成体雌哺乳動物の乳腺で ＤＮＡ配列が発現されるように、ペプチドをコードするＤＮＡ配列を乳漿タンパ ク質をコード する哺乳動物の遺伝子内に組み込むことからなるペプチドの産生方法を記載して いる。この特許出願公開は、トランスジェニック哺乳動物の乳内で一次遺伝子産 物であるペプチドだけを産生する方法を教示している。この特許出願は更に、上 記トランスジェニック動物から得られる改変乳の製造及び使用方法を開示してい る。 国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ８９／０１３４３号は、ゲノム内に組み込まれた 遺伝子構築物を有するトランスジェニック動物でタンパク質物質を産生する方法 を教示している。この構築物は、哺乳動物乳タンパク質遺伝子に由来する５’− フランキング配列及び乳タンパク質以外の異種タンパク質をコードするＤＮＡを 含んでいる。この特許出願公開は、トランスジェニック哺乳動物の乳内に一次遺 伝子産物である異種タンパク質だけを産生する方法を教示している。 ヨーロッパ特許出願第８８３０１１１２．４号は、特定の遺伝子を乳腺にター ゲッティングして、上記トランスジェニック動物の乳内に生物学的に重要な分子 を効果的に合成し分泌させる方法を記載している。この特許出願公開は更に、上 記トランスジェニック動物から得られる改変乳の 製造及び使用方法を開示し、トランスジェニック哺乳動物の乳内での一次遺伝子 産物のみの産生方法を教示している。 国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ８７／０２０６９号は、泌乳動物の乳内に組み換 えタンパク質を発現し得る哺乳動物の作出方法を教示している。この特許出願は 、本発明で請求するような非ヒトトランスジェニック哺乳動物の乳での二次遺伝 子産物の産生を開示しておらず、別の方法で示唆しているわけでもない。 トランスジェニック動物は、多量のヒトタンパク質の産生のために使用するこ とができるが、二次遺伝子産物（例えばヒトオリゴ糖、又はある種の特定のオリ ゴ糖でグリコシル化されたタンパク質や脂質、又はある種の特定のオリゴ糖でグ リコシル化されたヒト乳タンパク質や脂質）の産生には使用されなかった。上記 の刊行物のいずれも、非ヒト哺乳動物乳でのヒトオリゴ糖及び複合糖質の産生方 法を開示も示唆もしていない。上記刊行物は、所望のオリゴ糖でグリコシル化し て非ヒト哺乳動物乳中に複合糖質を産生する方法も開示していないし、示唆もし ていない。この結果に到達するには、乳房組織が所望のヒトグリコシルトランス フェラーゼを選択的に発現し、次いである種のタンパ ク質を所望のオリゴ糖でグリコシル化するように非ヒト泌乳哺乳動物のゲノムを 改変させる必要がある。このアプローチでは、所望のヒトグリコシルトランスフ ェラーゼをコードするＤＮＡをゲノム内に組み込む必要がある。文献は、所望の オリゴ糖でグリコシル化して非ヒト哺乳動物乳中にグリコシル化ヒトタンパク質 を産生する方法も開示していないし、示唆もしていない。文献は、所望のオリゴ 糖部分でグリコシル化して非ヒト哺乳動物乳中にグリコシル化ヒト乳タンパク質 を産生する方法も開示していないし、示唆もしていない。この結果に到達するに は、乳房組織がヒトグリコシルトランスフェラーゼ及び所望のヒトタンパク質の 両方を選択的に発現し、次いでこれらを活性ヒトグリコシルトランスフェラーゼ により所望のオリゴ糖で適当にグリコシル化するように、非ヒト泌乳哺乳動物の ゲノムを改変させる必要がある。このアプローチでは、所望のグリコシルトラン スフェラーゼをコードするＤＮＡをゲノム内に挿入するだけでなく、所望のヒト タンパク質をコードするＤＮＡをゲノム内に組み込む必要がある。 従って、移植された卵母細胞が所望のグリコシル化及びオリゴ糖産生を達成す るのに必要な遺伝子構築物を含むよ うに、受精した卵母細胞にうまく遺伝子が導入されているかどうかを移植前に検 出する方法を提供することが本発明の目的である。 哺乳動物種の乳房組織によって細胞外に分泌されるヒトグリコシルトランスフ ェラーゼを産生し得るトランスジェニック非ヒト泌乳哺乳動物種を提供すること が更に本発明の目的である。 更には、上記哺乳動物種によって産出される乳内に乳房組織によって細胞外分 泌されるヒトグリコシルトランスフェラーゼを産生し得るトランスジェニック非 ヒト泌乳哺乳動物種を提供することも本発明の目的である。 更には、上記哺乳動物種によって産出される乳内に乳房組織によって細胞外分 泌されるグリコシル化ヒトタンパク質及びオリゴ糖を産生し得るトランスジェニ ック非ヒト泌乳哺乳動物種を提供することが本発明の目的である。 本発明は更に、上記トランスジェニック動物の乳内にグリコシル化ヒト乳タン パク質及び脂質を産生し得るトランスジェニック非ヒト泌乳哺乳動物種に関する 。 上記トランスジェニック動物の乳内にヒトオリゴ糖を産生し得るトランスジェ ニック非ヒト泌乳哺乳動物種を提供 することが更に本発明の目的である。 本発明は更に、上記トランスジェニック乳由来のグリコシル化ヒトタンパク質 、脂質及びオリゴ糖を含む食品組成物に関する。 本発明は更に、トランスジェニック動物の乳から得られたグリコシル化タンパ ク質、脂質及びオリゴ糖を含む医薬、医学診断及び農業用組成物に関する。 本発明は、その乳腺においてグリコシル化ヒト乳タンパク質などのグリコシル 化タンパク質及び脂質を産生し得るトランスジェニックウシ種の提供も目的とす る。 本発明は更に、その乳中にヒトオリゴ糖を産生し得るトランスジェニックウシ 種の提供も目的とする。 本発明は、上記のようなトランスジェニックウシの乳に由来するグリコシル化 タンパク質、脂質及びオリゴ糖を含有する食品組成物にも係わる。 本発明は、トランスジェニックウシの乳から得られたグリコシル化タンパク質 、脂質及びオリゴ糖を含有する医薬組成物、医学診断用組成物及び農業用組成物 にも係わる。発明の開示 本発明では、トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳中 に二次遺伝子産物を生成させるべく、異種触媒実体をコードするトランスジーン を用いる。本発明では特に、トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳中に異種オ リゴ糖及びグリコシル化複合糖質を生成させるべく、異種グリコシルトランスフ ェラーゼをコードするトランスジーンを用いる。 本発明はトランスジェニック非ヒト哺乳動物から得られる乳を開示し、この乳 は、前記トランスジェニック非ヒト哺乳動物のゲノムが有する少なくとも１種の 異種遺伝子の二次遺伝子産物として生成する異種成分を含有することを特徴とす る。 本発明は、トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳中に産生される産物も開示 し、この産物は異種酵素及び異種抗体の中から選択された触媒実体の作用によっ て生成し、前記トランスジェニック非ヒト哺乳動物はそのゲノム中に、前記触媒 実体をコードする少なくとも１種の異種遺伝子を有する。上記産物は、例えばオ リゴ糖及び複合糖質である。 ヒトオリゴ糖、及び／または或る種のオリゴ糖でグリコシル化されたヒトタン パク質を含有するトランスジェニック乳を製造することが望ましく、なぜならそ れによって、ヒトの消費に備えて付加的に精製する必要がほとんど、ま たは全く無い乳マトリックスが得られるからであり、前記トランスジェニック乳 は生化学的に人乳に類似する。 本発明は、ヒトでないトランスジェニック哺乳動物によって生産される人乳化 乳を開示し、前記トランスジェニック非ヒト哺乳動物のゲノムはヒト触媒実体を コードする少なくとも１種の異種遺伝子を有する。上記触媒実体は、上記トラン スジェニック非ヒト哺乳動物の乳中に存在するオリゴ糖及び複合糖質を生成させ る。 本発明は人乳化乳を得る方法も開示し、この方法は （ａ）非ヒト哺乳動物のゲノムに、前記非ヒト哺乳動物の乳中に二次遺伝子産物 を生成させるヒト触媒実体の産生をコードする異種遺伝子を挿入するステップ、 及び （ｂ）前記非ヒト哺乳動物を搾乳するステップ を含む。 本発明は、人乳化乳から生物学的産物を得る方法も開示し、この方法は （ａ）非ヒト哺乳動物のゲノムに、前記非ヒト哺乳動物の乳中に二次遺伝子産物 を生成させる異種触媒実体の産生をコードする異種遺伝子を挿入するステップ、 （ｂ）前記非ヒト哺乳動物を搾乳するステップ、及び （ｃ）前記非ヒト哺乳動物の乳から生物学的産物を単離するステップ を含む。 本発明はトランスジェニック非ヒト哺乳動物も開示し、この哺乳動物は、その ゲノムが酵素及び抗体の中から選択された異種触媒実体の産生をコードする少な くとも１種の異種遺伝子を有することを特徴とし、前記触媒実体はこの哺乳動物 の乳中に第二の異種産物を生成させる。 本発明はトランスジェニックウシも開示し、このウシは、そのゲノムがフコシ ルトランスフェラーゼ、ガラクトシルトランスフェラーゼ、グルコシルトランス フェラーゼ、キシロシルトランスフェラーゼ、アセチラーゼ、グルコロニルトラ ンスフェラーゼ、グルコロニルエピメラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マ ンノシルトランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、β−アセチルガラク トサミニルトランスフェラーゼ及びＮ−アセチルグルコサミニルトランスフェラ ーゼの中から選択された異種グリコシルトランスフェラーゼの産生をコードする 少なくとも１種の異種遺伝子を有することを特徴とし、このウシの乳は前記グリ コシルトランスフェラーゼが生成させた異種オリゴ糖及び 複合糖質を含有する。 本発明に有用な非ヒト哺乳動物の代表例は、マウス、ラット、ウサギ、ブタ、 ヤギ、ヒツジ、ウマ及びウシである。本発明に有用な異種遺伝子の代表例は、ヒ ト酵素及びヒト抗体をコードする遺伝子である（本明細書及び請求の範囲中では ヒト酵素及びヒト抗体を触媒実体とも呼称する）。本発明に有用なヒト酵素は、 例えばグリコシルトランスフェラーゼ、ホスホリラーゼ、ヒドロキシラーゼ、ペ プチダーゼ及びスルホトランスフェラーゼの中から選択された酵素である。本発 明の実施に特に有用であるのはグリコシルトランスフェラーゼである。本発明の 実施に特に有用なグリコシルトランスフェラーゼの具体例には、フコシルトラン スフェラーゼ、ガラクトシルトランスフェラーゼ、グルコシルトランスフェラー ゼ、キシロシルトランスフェラーゼ、アセチラーゼ、グルコロニルトランスフェ ラーゼ、グルコロニルエピメラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マンノシル トランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、β−アセチルガラクトサミニ ルトランスフェラーゼ及びＮ−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼの中 から選択された酵素が有る。 本発明の望ましい異種二次遺伝子産物は、例えばオリゴ糖及び複合糖質である （本明細書及び請求の範囲中では異種二次遺伝子産物を「生物学的産物」、また は更に簡略化して「産物」とも呼称）。二次遺伝子産物として産生される異種オ リゴ糖の代表例は、ラクトース、２−フコシルラクトース、ラクト−Ｎ−テトラ オース、ラクト−Ｎ−ネオテトラオース、ラクト−Ｎ−フコペンタオースＩ、ラ クト−Ｎ−フコペンタオースII、ラクト−Ｎ−フコペンタオースIII、ラクト− Ｎ−ジフコペンタオースＩ、シアリルラクトース、３−シアリルラクトース、シ アリル四糖ａ、シアリル四糖ｂ、シアリル四糖ｃ、ジシアリル四糖及びシアリル ラクト−Ｎ−フコペンタオースである。ここに開示した二次遺伝子産物として産 生される異種複合糖質の具体例は、グリコシル化同種タンパク質、グリコシル化 異種タンパク質及びグリコシル化脂質である。本発明の実施に従い望ましいグリ コシル化異種タンパク質の代表例は、ヒト血清タンパク質及びヒト乳タンパク質 から成るタンパク質群の中から選択されたタンパク質である。ヒト乳タンパク質 の例には、分泌型免疫グロブリン、リゾチーム、ラクトフェリン、κ−カゼイン 、α−ラクトアルブミン、β−ラクトア ルブミン、ラクトペルオキシダーゼ及び胆汁酸塩刺激リパーゼの中から選択され たタンパク質が有る。 本発明は、動物の栄養維持に有用である、人乳化乳を含有する経小腸（ｅｎｔ ｅｒａｌ）栄養補給品も開示する。また、動物の治療に有用である、本発明の産 物を含有する医薬品も開示する。本発明は更に、動物の診断に有用である、本発 明の産物を含有する医用診断薬も開示する。本発明は、作物の栽培に有用である 、本発明の産物を含有する農業用製品も開示する。 本発明は、その乳中に異種二次遺伝子産物を産生し得るトランスジェニック非 ヒト哺乳動物種を作出する方法も開示し、この方法は （ａ）前記トランスジェニック種の乳房分泌細胞（ｍａｍｍａｒｙ ｓｅｃｒｅ ｔｏｒｙ ｃｅｌｌｓ）において機能する少なくとも１個の発現調節ＤＮＡ配列 と、前記トランスジェニック種の乳房分泌細胞において機能する分泌ＤＮＡ配列 と、組み換え異種触媒実体をコードする組み換えＤＮＡ配列とから成るトランス ジーンを作製し、その際分泌ＤＮＡ配列を組み換えＤＮＡ配列に作動可能に連結 させて分泌−組み換えＤＮＡ配列を形成し、この分泌−組み換 えＤＮＡ配列に前記少なくとも１個の発現調節配列を作動可能に連結させ、この トランスジーンは、該トランスジーンを有する前記トランスジェニック種の乳房 分泌細胞において前記分泌−組み換えＤＮＡ配列の発現を指令し、それによって 、前記乳房分泌細胞において発現される時前記トランスジェニック種の乳中での 二次遺伝子産物の生成を触媒する組み換え異種触媒実体を生成させることを可能 にし、 （ｂ）前記トランスジーンを胚標的細胞に導入し、それによって得られたトラン スジェニック胚標的細胞、または該細胞から形成された胚を受容体である雌親に 移植し、 （ｃ）その乳中に前記二次遺伝子産物を産生し得る少なくとも１匹の雌の子孫を 同定する、 ステップを含む。 本発明は、その乳中に異種二次遺伝子産物を産生し得るブタ、ヤギ、ヒツジ、 ウマ及びウシなどの大型非ヒト哺乳動物のトランスジェニック作出に有用な方法 も開示する。開示した方法は、 （ａ）上記トランスジェニック非ヒト哺乳動物の細胞に導入されると上記表現型 を付与し得るトランスジーンを調製し、 （ｂ）このトランスジーンをメチル化し、 （ｃ）メチル化したトランスジーンを上記非ヒト哺乳動物の受精卵母細胞に導入 して、この細胞のゲノムＤＮＡ中への該トランスジーンの組み込みを可能にし、 （ｄ）このようにして得られた個々の卵母細胞を培養して前移植胚とし、それに よって各受精卵母細胞のゲノムを複製し、 （ｅ）前記の前移植胚それぞれから少なくとも１個の細胞を採取し、これを溶解 させて細胞内のＤＮＡを放出させ、 （ｆ）放出されたＤＮＡを、前記メチル化トランスジーンは切断し得るが、ゲノ ムＤＮＡへの組み込み及び該ＤＮＡの複製の後に生じる非メチル化形態のトラン スジーンは切断し得ない制限エンドヌクレアーゼと接触させ、 （ｇ）いずれの前移植胚由来細胞が前記制限エンドヌクレアーゼによる切断に耐 性のトランスジーンを含むかを、いずれの前移植胚がトランスジーンを取り込ん だかの指標として検出する ステップを含む。 本発明は、ステップ（ｄ）〜（ｆ）に従い溶解させて分析する第一の不完全胚 （ｈｅｍｉ−ｅｍｂｒｙｏｓ）を除 去する操作も含む、上述の方法に従属する方法も開示し、この方法は、 （ｇ）少なくとも１個の上記第二の不完全胚をクローニングして、 （ｈ）多数のトランスジェニック胚を形成する、 ステップをも含む。 本発明は、２個以上の上記トランスジェニック胚を受容体である雌親に移植し て、同じ遺伝子型を有する少なくとも２匹のトランスジェニック非ヒト哺乳動物 の集団を得ること、及びゲノムに組み込まれたトランスジーンを有する残りの前 移植胚を受容体である雌親に移植して、上記所望の表現型、即ちオリゴ糖及び複 合糖質の中から選択された異種二次遺伝子産物をその乳中に産生する能力を有す る少なくとも１匹の子孫を同定することも開示する。 本発明に有用なトランスジーンを構成するＤＮＡ配列は少なくとも三つの機能 部分、即ち （ａ）以後「組み換え部分」または「組み換え配列」と呼称する、ヒトグリコシ ルトランスフェラーゼをコードする部分、 （ｂ）シグナル部分、及び （ｃ）発現調節部分 を含む。 トランスジーンの組み換え部分は、所望のグリコシルトランスフェラーゼ酵素 をコードするＤＮＡ配列を含む。シグナル部分は天然に存在するものか、または 遺伝子操作されたものでＤＮＡ配列に組み込まれ得る。このシグナル部分は、グ リコシルトランスフェラーゼが細胞のゴルジ装置に運搬されることを保証する分 泌配列をコードする。本発明では、シグナルＤＮＡ配列は乳房分泌細胞において 機能する。これらの配列は、作動可能に連結されて発現−シグナル−組み換えＤ ＮＡ配列を形成する。発現配列は、トランスジーンが或る一定の種類の組織にお いてのみ発現されることを保証する。本発明では、発現は乳房分泌組織において 生起するように調節される。トランスジェニック種の乳房分泌細胞において機能 する少なくとも１個の発現調節配列がシグナル−組み換えＤＮＡ配列に作動可能 に連結される。このように構築されたトランスジーンは、該トランスジーンを保 有する乳房分泌細胞においてシグナル−組み換えＤＮＡ配列を発現させ得る。こ の発現によって、トランスジェニック種の乳房分泌細胞から乳中に分泌されるグ リコシルトランスフェラーゼの産生が実現する。 上述の機能部分に加えて、トランスジーンは付加的な要素も含み得る。例えば 、組み換え部分は２個以上のタンパク質をコードし得る。即ち組み換え部分は、 グリコシルトランスフェラーゼをコードする以外に１種以上の他のヒトタンパク 質もコードし得る。他のグリコシルトランスフェラーゼ及び他の異種タンパク質 をコードする複数のトランスジーンを同時にトランスフェクトすることも可能で ある。追加のトランスジーンも全て、グリコシルトランスフェラーゼトランスジ ーンの分泌及び発現調節配列に作動可能に連結される。複数のトランスジーンの 発現によって、グリコシルトランスフェラーゼの産生のみでなく、いずれもトラ ンスジェニック種の乳房分泌細胞から乳中に分泌される他のタンパク質の産生も 起こる。 適当な基質の存在下に、グリコシルトランスフェラーゼは個々の単糖単位を所 望のオリゴ糖に変換する。所望のオリゴ糖はトランスジェニック種の乳中に存在 する。同じグリコシルトランスフェラーゼ酵素はまた単糖をタンパク質に、利用 可能なグリコシル化部位を介して共有結合させる。所望のオリゴ糖でグリコシル 化されたこのようなタンパク 質も、トランスジェニック種の乳中に存在する。 本発明の利点は、以下の詳細な説明を添付図面と共に参照すればより良く理解 されよう。図面の簡単な説明 図１はヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼのヌクレオチド及びアミ ノ酸配列である。 図２はフコシルトランスフェラーゼｃＤＮＡの増幅及び発現を達成するプロト コルの説明図である。 図３は乳漿酸性タンパク質（ＷＡＰ）の調節配列（プロモーター）を用いるｐ ＷＡＰ−ｐｏｌｙＡプラスミド構築の説明図である。 図４はマウス胚へのマイクロインジェクションに用いるｐＷＡＰ−フコシルト ランスフェラーゼプラスミドの説明図である。 図５はトランスジェニックマウスの乳中にヒトα−１，２−フコシルトランス フェラーゼが存在することを示すウェスタンブロットの写真である。 図６Ａ〜図６Ｆは正常マウスもしくは非トランスジェニックマウスから得られ た乳試料（図６Ａ及び図６Ｂ）及びヒトα−１，２−フコシルトランスフェラー ゼを発現する トランスジェニックマウスから得られた乳試料（図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅ及び図 ６Ｆ）の高速液体クロマトグラフィープロフィールである。 図７は高速液体クロマトグラフィー分離後に貯溜したオリゴ糖物質の発蛍光団 援用（ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ ａｓｓｉｓｔｅｄ）炭水化物電気泳動のゲルの 写真である。 図８はフコース−α−１，２結合に特異的なフコシダーゼでオリゴ糖試料を消 化した後の発蛍光団援用炭水化物電気泳動ゲルの写真である。 図９は、乳から単離したオリゴ糖試料をフコシダーゼとβ−ガラクトシダーゼ との混合物で徹底的に消化した後の単糖組成を示す発蛍光団援用炭水化物電気泳 動ゲルの写真である。放出された単糖単位を発蛍光色団（ｆｌｕｏｒｏｃｈｒｏ ｍｅ）８−アミノナフタレン−２，３，６−トリスルホン酸（ＡＮＴＳ）で標識 して検出を容易にした。 図１０は正常（非トランスジェニック）マウス、及びヒトα−１，２−フコシ ルトランスフェラーゼを発現するトランスジェニックマウスから単離した乳タン パク質のウェスタンブロットの写真である。フィルターに移し取ったタンパク質 のグリコシル化を、α−１，２−フコース結合に 特異的なレクチンを用いて蛍光抗体法（ｉｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ）により検出した。この図は、トランスジェニック酵素のＨ抗原産物でグリコシ ル化された乳タンパタ質の存在を証明している。 図１〜図１０は３７ Ｃ．Ｆ．Ｒ． １．８１に従って提供する。発明の詳細な説明 本発明は、特定のグリコシルトランスフェラーゼ酵素活性によって生じる二次 遺伝子産物産生を制御する触媒活性異種グリコシルトランスフェラーゼの、非ヒ ト哺乳動物の乳房組織におけるｉｎ ｖｉｖｏ発現に係わる。上記のようなグリ コシルトランスフェラーゼ酵素は遊離オリゴ糖の合成、またはオリゴ糖のタンパ ク質もしくは脂質への共有結合を制御する。上記発現は細胞において、遺伝子操 作を用いて当該細胞に特定の異種グリコシルトランスフェラーゼ（一次遺伝子産 物）を産生させ、その後当該グリコシルトランスフェラーゼに関連する特定の触 媒活性を用いて二次遺伝子産物である特定産物を産生させることにより実現する 。グリコシルトランスフェラーゼの場合、二次遺伝子産物には合成されたオリゴ 糖のみでなく、グリコシル化さ れたタンパク質及び脂質も含まれる。オリゴ糖及びグリコシル化タンパク質／脂 質はトランスジェニック哺乳動物種の乳中に分泌され、該乳中に遊離形態で見出 される。本明細書及び請求の範囲中に用いた「グリコシル化」という語は、１個 以上の単糖単位とタンパク質または脂質との共有結合を実現する、発現されたグ リコシルトランスフェラーゼにより容易となった酵素的方法によるタンパク質ま たは脂質の翻訳後修飾を意味すると理解される。このようなグリコシル化は、細 胞にグリコシルトランスフェラーゼと当該タンパク質または脂質との両方の産生 を指示することによって行なわれる。当該タンパク質または脂質は同種実体であ っても異種実体であってもよい。本明細書及び請求の範囲中に用いた「同種」と いう語は、組成物または分子の形態が宿主細胞または宿主動物によって通常産生 されるものの形態と同じであることを意味すると理解される。本明細書及び請求 の範囲中に用いた「異種」という語は、組成物または分子の形態が宿主細胞また は宿主動物によって通常産生されるものの形態と異なることを意味すると理解さ れる。遺伝子操作技術を用いて、宿主動物のゲノムに外来遺伝物質、即ち別の種 から得た遺伝物質を組み込む。本明 細書及び請求の範囲中に用いた「トランスジェニック細胞」または「トランスジ ェニック動物」という語は、上記のように形質転換されたゲノムを有する宿主細 胞系または動物を意味すると理解される。本明細書及び請求の範囲中に用いた「 トランスジェニック産物」という語は、上記のようなトランスジェニック実体に 由来する産物を意味すると理解され、例えばトランスジェニックウシに由来する 乳をトランスジェニック乳と呼称する。 本発明は、乳腺を構成する細胞が所望のグリコシルトランスフェラーゼを発現 するトランスジーンを有するトランスジェニック非ヒト哺乳動物の作出に一部基 づく。（トランスジェニック乳房細胞ゲノムを、ヒトタンパク質をコードする遺 伝子でトランスフェクトすることも可能である）。得られるグリコシルトランス フェラーゼは、トランスジェニック宿主乳房細胞において発現されると、上記の ようなトランスジェニック動物によって産生される乳中への可溶性遊離オリゴ糖 の生産に有用である。発現されるグリコシルトランスフェラーゼは、トランスジ ェニック乳房細胞が同種乳タンパク質または異種ヒトタンパク質も発現させる場 合、当該タンパク質のグリコシル化にも有用である。同 じことが脂質の修飾にも該当し得る。 本発明は、フコシルトランスフェラーゼ、ガラクトシルトランスフェラーゼ、 グルコシルトランスフェラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マンノシルトラ ンスフェラーゼ、キシロシルトランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、 グルコロニルトランスフェラーゼ、β−アセチルガラクトサミニルトランスフェ ラーゼ及びＮ−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼなどの様々なグリコ シルトランスフェラーゼによるオリゴ糖合成に広く適用できる。アセチラーゼ、 グルコロニルエピメラーゼ、グリコシダーゼ、アセチルトランスフェラーゼ、マ ンノシダーゼ及びホスホトランスフェラーゼなど、他のゴルジ装置酵素類の産物 も、ここに開示した方法で合成可能である。発明の好適実施態様 フコシルトランスフェラーゼ、特にヒトα−１，２−フコシルトランスフェラ ーゼ（以後Ｆｕｃ−Ｔとも呼称）の産生をコードするＤＮＡの、非ヒト乳腺を構 成する細胞のゲノムへの組み込みを次に説明する。Ｆｕｃ−Ｔ産物の一例に２′ −フコシル−ラクトースが有る。この物質は人乳中のオリゴ糖の一つで、化学式 「フコース−α−１，２− Ｇａｌ−β−１，４−Ｇｌｃ」を有する。他のＦｕｃ−Ｔ産物に、Ｆｕｃ−Ｔに よってフコシル化され得るβ−結合末端ガラクトース残基を有する糖タンパク質 が含まれる。得られる炭水化物構造体「フコース−α−１，２−ガラクトース− β−Ｒ」（前記Ｒはβ−１，３−ＧｌｃＮＡｃ、β−１，４−ＧｌｃＮＡｃ等の 中から選択される）は、血液型血清学の分野で「Ｈ抗原」として知られている。 他のグリコシルトランスフェラーゼ及びゴルジプロセシング酵素も本発明により 用い得ることは、当業者には十分に認識される。後述する非限定的な実施例では トランスジェニックマウスを用いた。マウスゲノムは、Ｆｕｃ−Ｔをコードする ＤＮＡを有しないか、または発現しない。即ち、トランスジェニックマウスがＦ ｕｃ−Ｔ、２′−フコシル−ラクトースまたはＨ抗原を産生すれば、Ｆｕｃ−Ｔ をコードする遺伝子のマウスゲノムへの組み込みに成功したことになる。 グリコシルトランスフェラーゼをコードするＤＮＡをトランスジェニック宿主 細胞のゲノムに挿入し得ることは当業者に良く知られている。グリコシルトラン スフェラーゼのトランスジェニック発現に用い得る細胞系には、チャイ ニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞、マウスＬ細胞、マウスＡ９細胞、ベビー ハムスター腎細胞、Ｃ−１２７細胞、ＰＣ８細胞、昆虫細胞、酵母及び他の真核 細胞系などが有る。本発明の好ましい一具体例において、宿主細胞は、トランス ジェニック非ヒト哺乳動物の乳腺の組織を構成する乳腺細胞である。本発明の好 ましい具体例では、トランスジェニックマウス、ラット、ウサギ、ブタ、ヒツジ 、ヤギ、ウマまたはウシを用いる。特に好ましい具体例ではトランスジェニック ヒツジ、ヤギまたはウシを用いる。本発明の特に好ましい一具体例では、トラン スジェニック乳牛のウシ乳房組織を用いる。 改変した遺伝物質を宿主細胞に導入するのに用いられる操作が正確にどのよう なものであるかは重要でない。外来ヌクレオチド配列を宿主細胞に導入する任意 の周知操作を用い得る。そのような操作には、プラスミドベクターの使用、ウイ ルスベクターの使用、並びにクローン化したゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、合成ＤＮ Ａまたは他の外来遺伝物質を宿主細胞に導入する他の任意の周知方法が含まれる 。用いる特定の遺伝子工学的操作は、少なくとも１個のトランスジーンを宿主細 胞に好ましく導入し得、それによって宿 主細胞が所望のグリコシルトランスフェラーゼを発現させ得るようになるもので ありさえすればよい。本発明の実施において好ましい一技術では、胚標的細胞を トランスフェクトし、このようにして形成したトランスジェニック胚標的細胞を 受容代理母体に移植し、その乳中に（１種以上の）遊離ヒトオリゴ糖、またはグ リコシル化ヒト組み換えタンパク質を産生し得る少なくとも１匹の雌の子孫を同 定する。本発明のきわめて好ましい一具体例は、ウシ種の胚標的細胞をトランス フェクトし、このようにして形成したトランスジェニック胚標的細胞を受容ウシ 母体に移植し、その乳中に（１種以上の）遊離ヒトオリゴ糖、またはグリコシル 化同種もしくは異種組み換えタンパク質を産生し得る少なくとも１匹の雌のウシ 子孫を同定するステップを含む。 以下の実施例は、非ヒト哺乳動物宿主細胞のゲノムに特定のグリコシルトラン スフェラーゼをコードする異種ＤＮＡを挿入することによる前記ゲノムの改変を 証明する。この改変によってトランスジェニック宿主は、所望の二次遺伝子産物 、特に特定のオリゴ糖の産生を容易にする特定の触媒活性グリコシルトランスフ ェラーゼを発現させる。乳タンパク質のグリコシル化も証明される。宿主のゲノ ムに、 オリゴ糖をコードするＤＮＡに加えてヒト乳タンパク質をコードする異種ＤＮＡ も挿入すると、当該宿主はヒト乳タンパク質も発現させる。同じ宿主がグリコシ ルトランスフェラーゼも発現させるので、ヒト乳タンパク質は幾種かの特定オリ ゴ糖でグリコシル化される。宿主において発現させるヒト乳タンパク質には、分 泌型免疫グロブリン、リゾチーム、ラクトフェリン、κ−カゼイン、ラクトペル オキシダーゼ、α−ラクトアルブミン、β−ラクトアルブミン及び胆汁酸塩刺激 リパーゼが含まれる。 オリゴ糖合成及びタンパク質／脂質グリコシル化への上記アプローチは現在使 用可能な他の方法に優る利点を幾つか有する。このアプローチは、 （ａ）グルコースなどの天然炭素源からの糖ヌクレオチドの合成にトランスジェ ニック乳房細胞を用いることと、 （ｂ）トランスジェニック哺乳動物細胞において異種組み換えグリコシルトラン スフェラーゼ遺伝子を発現させることと、 （ｃ）トランスジェニック動物の天然の乳分泌乳腺に所望構造の異種オリゴ糖を 産生させ、この産生は発現された異種グリコシルトランスフェラーゼ酵素の酵素 活性によって 実現することと、 （ｄ）異種グリコシルトランスフェラーゼ酵素を用いて同種または異種のタンパ ク質または脂質をグリコシル化することと の新規な組み合わせに基づく。 次に述べる実験で、以下の点を説明する。 （ａ） ヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼ遺伝子をヒト表皮癌（ｅ ｐｉｄｅｒｍａｌ ｃａｒｃｉｎｏｍａ）細胞系から単離してクローン化した。 上記酵素はオリゴ糖２′−フコシル−ラクトースの合成、及び血液型特異的Ｈ抗 原でのタンパク質のグリコシル化を実現する。 （ｂ） 上記遺伝子の機能特性を、培養非ヒト細胞系において触媒活性α−１， ２−フコシルトランスフェラーゼを発現する能力によって証明した。１，２−フ コシルトランスフェラーゼの存在は、この酵素に特異的である酵素活性アッセイ によって確認した。触媒活性α−１，２−フコシルトランスフェラーゼの存在は また、該酵素を発現させた細胞の表面にＨ抗原が存在することを示す蛍光抗体法 を用いることに よっても確認した。 （ｃ） α−１，２−フコシルトランスフェラーゼ遺伝子産物を発現させ得る非 ヒトトランスジェニック動物の作出における上記遺伝子の有用性を、触媒活性α −１，２−フコシルトランスフェラーゼを発現し得るヒトα−１，２−フコシル トランスフェラーゼ遺伝子を有するトランスジェニックマウスを首尾よく発生さ せることによって証明した。 （ｄ） 非ヒトトランスジェニック動物の乳房組織における触媒活性ヒトα−１ ，２−フコシルトランスフェラーゼの発現。この酵素の存在は直接酵素活性アッ セイ、及び該酵素に対して結合特異性を示す抗体を用いる蛍光抗体法によって確 認した。 （ｅ） 発現されたヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼの触媒活性が もたらす、非ヒト乳中への二次遺伝子産物の産生。前記産物には、乳中へ放出さ れるヒトオリゴ糖２′−フコシル−ラクトース、及び上記酵素のＨ抗原産物でグ リコシル化された乳タンパク質が含まれる。二次遺伝子産物の存在は、化合物の 生化学分析、及びＨ抗原に対して結合特異 性を示すレクチンを用いる蛍光抗体法によって確認した。 以下の実施例は本発明の範囲の例示として示してあり、請求の範囲に記した本 発明を限定するものと看做すべきでない。 実施例１及び２では組織培養系を用いる。これらのｉｎｖｉｔｒｏ実験は、酵 素活性を持つ異種グリコシルトランスフェラーゼの発現が可能であることを証明 するために行なった。実施例１及び２は本発明の実施（ｅｎａｂｌｅｍｅｎｔ） にとって重要でなく、単に本発明の理解及び認識を確実にするべく提示してある 。実施例３〜６では、トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳中への異種二次遺 伝子産物のｉｎ ｖｉｖｏ産生が可能であることを証明する。実施例３〜６は、 本発明の教示、範囲、及び請求の範囲の内容の実施のために提示してある。上記 に照らして、本発明者は３７ Ｃ．Ｆ．Ｒ． §１．８０２の下での生物物質寄 託は不要であると考える。実施例１ ： ヒト表皮癌細胞系からのヒトα−１，２−フコシルトランスフェラ ーゼ遺伝子の単離 ヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼをコード するｃＤＮＡを表皮癌細胞系（Ａ４３１）ｃＤＮＡライブラリーから単離したが 、なぜなら以前この供給源からα−１，２−フコシルトランスフェラーゼがクロ ーン化されたからである（Ｖ．Ｐ．Ｒａｊａｎ等，Ｊ．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌ．２６４，ｐｐ．１１１５８−１１１６７，１９８ ９）。前記文献は本明細書に参考として含まれる。タンパク質コーディング配列 のポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）媒介増幅後、ｃＤＮＡを細菌ベクター中にク ローン化して増幅遺伝子のｃＤＮＡ配列を決定した。前記ＤＮＡ配列はα−１， ２−フコシルトランスフェラーゼの、別々に単離した６個のクローンそれぞれか ら決定した。このヌクレオチド配列及び対応するアミノ酸配列を図１に示す。上 記ｃＤＮＡ配列を決定するべく、各々３１ヌクレオチド（３１マー）を有する２ 個のα−１，２−フコシルトランスフェラーゼプライマーを、公表されているα −１，２−フコシルトランスフェラーゼｃＤＮＡ配列に基づき設計した。プライ マーＢｉｇＮＨ２は、Ｆｕｃ−Ｔの転写が始まる２７位（読み取り枠開始位置） に開始メチオニン残基を有した。第二のプライマーＢｉｇＣＯＯＨは１０位に終 結コドンを有した。これ らのプライマーを図２に示す。ＰＣＲ反応混合物は、約１μＭの各プライマーと 、ＰＣＲ緩衝液を伴った１μｇの鋳型と、Ｔａｑポリメラーゼとを含有した。Ｐ ＣＲ反応はサーマルサイクラー（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｙｃｌｅｒ； Ｐｅｒｋｉ ｎ ａｎｄ Ｅｌｍｅｒ，Ｍｏｄｅｌ ８４０）において生起させ、その際９４ ℃で１分間、６０℃で３分間及び７２℃で３分間の温度サイクルを３０回実施し 、その後７２℃での加熱を５分間延長した。ＰＣＲ反応生成物を０．８％ ｗ／ ｖ低融点アガロース上での電気泳動に掛けた。１．１ｋｂ断片を検出した。この 断片を切り出し、ＰＣＲIIクローニングベクター中にサブクローン化した。以後 選択体（ｓｅｌｅｃｔａｎｔ）と呼称する１個の形質転換体を選択し、制限分析 とヌクレオチド配列分析との両方で特性解明した。ＤＮＡ配列決定は、Ａｐｐｌ ｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ Ｍｏｄｅｌ ３７３Ａ自動ＤＮＡ配列決定装置 を用いて行なった。 挿入部分の制限パターンは、α−１，２−フコシルトランスフェラーゼのコー ディング領域との類似性を示した。この候補クローンのヌクレオチド配列は公表 配列と、６４０位以外同じであった。ｉｎ ｖｉｔｒｏ部位特異的変異 処理を用いて６４０位の欠陥単独塩基を修正し、それによって野生型配列を得、 この配列を後述するトランスフェクション実験に用いた。実施例２： ヒトグリコシルトランスフェラーゼの宿主細胞発現 この実施例では、特定のヒトグリコシルトランスフェラーゼであるα−１，２ −フコシルトランスフェラーゼ即ちＦｕｃ−Ｔを発現し得る遺伝子での培養マウ スＬ細胞及びチャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞のトランスフェクショ ンについて述べる。トランスフェクション用に上記細胞系を選択したのは、その 天然ゲノムがＦｕｃ−ＴをコードするＤＮＡを持たないからである。トランスフ ェクション後に上記細胞系がＦｕｃ−Ｔまたはその酵素産物（２′−フコシル− ラクトース、または糖タンパク質に結合したＨ抗原）を産生することが判明すれ ば、トランスフェクションの成功が証明されたことになる。この証明は、Ｈ抗原 に選択的に結合する特異的抗体及び／または特異的レクチンを用いる蛍光抗体法 によって行なう。 トランスフェクションに用いるＦｕｃ−Ｔ遺伝子は実施例１に述べたようにし て得た。トランスフェクションの方 法及び用いた物質は下記の通りである。 フェニル−β−Ｄ−ガラクトシドはＳｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．か ら入手した。比活性２７８ｍＣｉ／ｍｍｏｌのヌクレオチド糖であるＧＤＰ−Ｌ −（Ｕ−¹⁴Ｃ）フコースはＡｍｅｒｓｈａｍ Ｃｏ．から購入した。Ａ４３１ヒ ト表皮癌ｃＤＮＡライブラリーは、Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉ ａｍｉ，Ｏｘｆｏｒｄ，ＯｈｉｏのＤｒ．Ｎｅｖｉｓ Ｆｒｉｇｉｅｎから贈与 を受けた。ＰＣＲＩＩベクターはＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ Ｃｏ．から購入した。 発現ベクターｐＱＥ１１はＱｉａｇｅｎ Ｉｎｃ．から購入した。プラスミドｐ ＳＶ２−ｎｅｏはＰｈａｒｍａｃｉａ Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ． から入手した。プラスミドｐＭｅｔ−ＦｕｃＴ−ｂＧＨはＯｈｉｏ Ｕｎｉｖｅ ｒｓｉｔｙ，Ａｔｈｅｎｓ，ＯｈｉｏのＤｒ．Ｘｈｏｕ Ｃｈｅｎ及びＤｒ．Ｂ ｒｕｃｅ Ｋｅｌｄｅｒから入手した。この構築物はＦｕｃ−Ｔをコードするｃ ＤＮＡを含む。プライマーはＦｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏ．の ＯｐｅｒｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙによって合成された。Ｈ抗原に対するマウス モノクローナル抗体はＤａｋｏ Ｃｏ．から購入 した。フルオレセインイソチオシアネート標識ヤギ抗マウス抗体はＳｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから購入した。α−１，２−フコシルトラン スフェラーゼの発現を検出する手段として、この酵素に対するウサキポリクロー ナル抗体を生成させた。抗体誘導において抗原として作用する酵素を十分に生成 させるべく、選択体の挿入部分を、枠内に６ＸＨｉｓラベルを持つ誘導発現ベク ター（ｐＱＥ１１）中にサブクローン化した。６ＸＨｉｓ標識タンパク質は、ニ ッケルアフィニティークロマトグラフィーカラムで容易に精製された。 考え得る細胞毒性を回避するために、α−１，２−フコシルトランスフェラー ゼの疎水性領域を欠失させた。これを達成するために、新たなプライマー２個を 構築した。第１のＢａｍＨＩ−ＮＨ２は６０位で鋳型にハイブリダイズし、第２ のプライマーＳａｌ Ｉ ＣＯＯは終結コドンにまたがる。ＢａｍＨＩ部位及びＳ ａ１ Ｉを上流及び下流プライマー上に遺伝子操作により作製した。ＰＣＲ産物 をフレーム内で６ＸＨｉｓ標識との融合を可能にするｐＱＥ１１発現ベクターの ＢａｍＨＩ／Ｓａｌ Ｉ部位にサブクローン化した。Ｎｉ−アガロースアフィニ ティーカラムを用い、 ３ｍｇの融合タンパク質（α−１，２−フコシルトランスフェラーゼ−６ＸＨｉ ｓ）を精製した。該物質をＦｕｃ−Ｔ特異的ウサギポリクローナル抗体の産生に 用いた。細胞系及び培養 ： Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．のＡｍｅｒｉｃａｎ Ｔｉｓｓｕｅ Ｃｕｌｔ ｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ）からマウスのＬ細胞及びＣＨＯ細胞 を得た。１０％ウシ胎児血清（ＧＩＢＣＯ）、８０μｇ／ｍｌのペニシリン（Ｓ ｉｇｍａ）、８０μｇ／ｍｌのストレプトマイシン（Ｓｉｇｍａ）及びＬ−グル タミン（Ｓｉｇｍａ）を補充した最少必須培地α（α−ＭＥＭ、ＧＩＢＣＯ，Ｇ ｒａｎｄ Ｉｓｌａｎｄ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）（以下α−ＭＥＭ／１０％ＦＣＳと 称する）中で細胞を増殖させ、トランスフェクトしたＬ細胞は、４００μｇ／ｍ ｌのＧ４１８を含むα−ＭＥＭ（Ｇｉｂｃｏ）上で増殖させた。トランスフェク トしたＣＨＯ細胞は、１０００μｇ／ｍｌのＧ４１８（ＧＴＢＣＯ）を含むα− ＭＥＭ上で増殖させた。過渡的トランスフェクション ： ８ウエルチャンバースライド（Ｌａｂ−Ｔｅｋ）上で集密度７５％になるよう にＬ細胞を増殖させた。各チャンバ ーのｐＭｅｔ−Ｆｕｃ−ｂＧＨ ＤＮＡ（２μｇ）、リポフェクション（２μｌ ）及び２００μｌのＯｐｔｉ−ＭＥＭＭｅｄｉｕｍ（ＧＩＢＣＯ）にトランスフ ェクションカクテルを加えた。３７℃で６時間インキュベートした後、２００μ ｌのα−ＭＥＭ／１０％ＦＣＳを加え、３７℃でさらに４８時間インキュベート した後、以下に記載のように間接免疫蛍光法でスライドを処理した。 クローン化ｃＤＮＡ断片の、機能性α−１，２−フコシルトランスフェラーゼ をコードする能力を、培養したマウスＬ細胞の細胞表面上の該酵素の触媒産物、 即ちＨ抗原の存在を示すことによりテストした（通常Ｌ細胞はその膜上にＨ抗原 を有していない）。実施例１に記載の選択体の野生型挿入物をＥｃｏＲ１部位の プラスミドｐＭｅｔ−ｂＧＨにサブクローン化した。該構築物におけるα−１， ２−フコシルトランスフェラーゼ活性の発現はメタロチオネインプロモーターに より調節される。このプロモーターは亜鉛誘発性である。マウスのＬ細胞を過渡 的にｐＭｅｔ−Ｆｕｃ−ｂＧＨ構築物でトランスフェクトし、以下に記載の一次 抗Ｈ抗原マウスモノクローナル抗体を用いる免疫蛍光法を用いて細胞表面上のＨ 抗原構造体の存在を確認した。 蛍光標識二次抗体はヤギ抗マウス抗体であった。フコース−α−１，２−ガラク トース構造体に特異的に結合する蛍光標識レクチンであるＵｌｅｘ ｅｕｒｏｐ ａｅｕｓ凝集素１を用いて、Ｈ抗原の存在をさらに確認した。間接免疫蛍光法 トランスフェクションが成功したことは、細胞表面上のＨ抗原の存在によって 示された。８ウエル組織培養チャンバースライドを用いて間接免疫蛍光アッセイ を実施した。細胞を各チャンバーに適切な密度で装入し、３７℃で一晩インキュ ベートし、次いで、Ｈ抗原についてアッセイした。チャンバースライドをリン酸 緩衝塩水（ＰＢＳ）で洗浄し、１００μｌのハンクス平衡塩溶液（ＨＢＳＳ）中 の２％ホルマリン溶液で固定し、１％ＦＣＳ中のサポニン（２ｍｇ／ｍｌ；Ｓｉ ｇｍａ）で透過性とし、抗Ｈ抗体の１：１０００希釈物と共に湿潤チャンバー中 室温で６０分間インキュベートした。その後、スライドをＰＢＳで３回洗浄し、 ＦＩＴＣ標識ヤギ抗マウス抗体の１：１０００希釈物と共に湿潤チャンバー中室 温でさらに６０分間インキュベートした。加湿により試料の乾燥を防止した。 免疫蛍光法によれば、Ｌ細胞のトランスフェクション効 率、即ちＨ抗原を発現する形質転換Ｌ細胞％は約３０％であった。 上記の結果は、Ｆｕｃ−ＴをコードするＤＮＡにより非ヒト哺乳動物細胞系が 首尾良くトランスフェクトされたことを明らかに示している。トランスフェクト された培養細胞系は、一次遺伝子産物Ｆｕｃ−Ｔだけでなく、修飾糖タンパク質 をも産生した。Ｆｕｃ−Ｔ活性の結果として、修飾タンパク質はＨ抗原を有する 。これらの結果は、Ｆｕｃ−Ｔをコードするクローン化ｃＤＮＡ断片が酵素的に 活性なＦｕｃ−Ｔを発現し得ることを証明している。従って、このｃＤＮＡを以 下に記載のトランスジェニック動物の作出に用いた。実施例３ ：特定のヒトグリコシルトランスフェラーゼをコードする遺伝子を有す るトランスジェニック非ヒト哺乳動物 この実験は、トランスジェニック非ヒト哺乳動物が、触媒的に活性な異種グリ コシルトランスフェラーゼを産生し得ることを証明する。より具体的に言えば、 ヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼのトランスジェニック動物の作出 を証明する。トランスジェニックマウスは、マウ ス胚のゲノムにヒトＦｕｃ−ＴｃＤＮＡを微量注入して作出した。単個細胞期に マウス受精卵を分離し、実施例１に示されているヒトα−１，２−フコシルトラ ンスフェラーゼ遺伝子を含むトランスジェニック構築物を雄性前核に注入した。 次いで、これらの胚を、前もって滅菌雄と交配させておいた仮性妊娠マウスに移 植した。ＰＣＲ増幅を用い、挿入したヒト遺伝子に特異的なプローブを用いて尾 の断片から得た染色体ＤＮＡを分析して、生まれてから約２５日後にトランスジ ェニック創始マウスを同定した。当業界の標準的技術を用いて所望の形質転換を 達成した。このような詳細は、本明細書に参照として組み込むものとし且つ本明 細書においてもさきに取り上げた以下の参考文献に極めて詳細に記載されている ： （ａ）国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９０／０６８７４号； （ｂ）国際特許出願ＰＣＴ／ＤＫ９３／０００２４号； （ｃ）国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ８７／００４５８号；及び （ｄ）国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ８９／０１３４３号。 本発明の１つの態様は、非ヒト哺乳動物の乳における触媒的に活性なヒトグリ コシルトランスフェラーゼの発現及 び所望の二次遺伝子産物を形成するための該グリコシルトランスフェラーゼの使 用に関する。トランスジェニックマウスの乳汁分泌の間にヒト遺伝子を乳腺特異 的に発現させるために、マウス由来の乳漿酸性タンパク質（ＷＡＰ）の調節配列 （プロモーター）を用いて、ヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼを発 現させるためのトランスジェニック構築物を産生した。マウスＷＡＰプロモータ ーは、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ、Ｂｅｔｈ ｅｓｄａ、ＭａｒｙｌａｎｄのＬ．Ｈｅｎｎｉｎｇｈａｕｓｅｒ博士から寄贈さ れたものであった。該材料を用いて図３に示されているｐＷＡＰ−ポリＡプラス ミドを構築した。該プラスミドは融合遺伝子の３′末端にウシ成長ホルモンポリ アデニル化シグナル配列（ポリＡ）を含み、それによってメッセンジャーＲＮＡ の効果的な発現、プロセシング及び安定性が得られる。該プラスミドにヒトα− １，２−フコシルトランスフェラーゼ（Ｆｕｃ−Ｔ）遺伝子を挿入して、図４に 示されているｐＷＡＰ−ポリＡ−Ｆｕｃ−Ｔプラスミドを形成した。このプラス ミドを上記のマウス胚の微量注入に用いた。２〜４μｇ／ｍｌ濃度のＤＮＡ微量 注入を用い、１６回の注入により合 計８５匹の仔を得た。２回の注入だけでは妊娠させることができなかった。一回 の注入による同腹仔のサイズは同腹仔当たり平均３〜１０匹の仔が標準であった 。８５匹の仔マウス全てについて尾の生検を実施した。尾の生検アッセイにより 、以下Ｆ₀と称する創始集団（ｆｏｕｎｄｅｒ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）中９匹が 、ヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼをコードする遺伝子を有してい ることが判明した。これは、約１１％のトランスジェニックマウス作出効率に相 当し、５〜２５％の予想作出効率範囲に該当する。Ｆ₀後代は、８匹の雄と１匹 の雌から構成されていた。次いで、創始マウス中６匹を正常なマウスと交配して 、合計９８匹の後代を得た。尾の生検及びＰＣＲ分析により測定すると、３８匹 の子孫（以後Ｆ₁と称す）が、ヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼを コードする遺伝子を有していた。これは、約３６％のＦ₁効率に相当する。Ｆ₁世 代は、１９匹の雄と１９匹の雌からなる。表２は、得られた結果の要約である。 １５匹のＦ₁（第２世代）雌を成熟させ、正常なマウスと交配した。妊娠した Ｆ₁雌を出産させた。出産から１０日後にこれらのＦ₁母親中４匹から乳を採取し た。乳の採取は、当業界において標準的な２つの方法中の１つを用いて行った： （ａ）捕獲フラスコ及び吸引カップに接続された真空ラインを用いる乳房吸引； 又は （ｂ）動物を麻酔して殺し、次いで乳頭に穴をあけて乳腺から流体内容物を放出 させる。 乳試料は、下記の分析手順にかけるまでドライアイス上で凍結保存した。先ず 捕集した乳試料の乳タンパク質及び脂質からオリゴ多糖類を分離した。これは、 Ａ．Ｋｏｂａｔａ（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，第２ ４章、第２８巻，２６２−２７１ページ，１９７２）及びＡ．Ｋｏｂａｔａら（ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，第２１章，２１１−２２６ページ ，１９７８）に記載の方法を用いて行った。乳試料を以下のように処理した。対 照（非トランスジェニック）動物及びトランスジェニック動物から得た典型的に は９０〜１００μｌの試料を、円錐形ポリプロピレン遠心管中、１０，０００相 対遠心力（ＲＣＦ）で２０分間遠心分離にかけた。遠心分離により、乳は、殆ど 脂質からなるクリームの上層と下層との２層に分離した。可溶性物質を含む下層 を取り出して別の遠心管に移した。２倍容量の氷冷エタノールを加え、攪拌して 混合し、１０，０００ＲＣＦで遠心分離した。エタノール可溶性上清を回収し、 Ｓｐｅｅｄ−Ｖａｃ濃縮機を用いてアルコールを蒸発させて濃縮した。エタノー ル不溶性タンパク質ペレットをその後の分析まで−７０℃で凍結保存した。濃縮 後、オリゴ糖含有抽出物を初期の乳試料と等量になるように水に再懸濁した。こ れらの再懸濁試料はその後で使用するまで冷却オートサンプラー中４℃で保存し た。適切な場合には、該試料を実施例４〜７に記載の成分分析にかけた。 本発明の１つの態様は、非ヒト泌乳哺乳動物の乳腺における異種グリコシルト ランスフェラーゼのトランスジェニック発現である。異種グリコシルトランスフ ェラーゼの発現は、２つの方法： （ａ）酵素（一次遺伝子産物）自体の存在を測定することにより、直接的に；及 び （ｂ）トランスジェニック動物の乳中の酵素産物（二次遺伝子産物：オリゴ糖又 はグリコシル化タンパク質）の存在を測定することにより、間接的に 示され得る。 先に記載のように、マウスのゲノムは、Ｈ抗原の合成に係わる特定のα−１， ２−フコシルトランスフェラーゼをコードしていない。従って、トランスジェニ ックマウスの乳中にＦｕｃ−Ｔ又はＦｕｃ−Ｔ産物が存在すれば、ユニークな合 成手段、従って、二次遺伝子産物を得る手段を提供する遺伝子導入が成功したこ とになる。本発明の１つの重要な態様は、非ヒト動物の乳における異種二次遺伝 子産物の産生である。先に述べたように、二次遺伝子産物は、酵素の直接産物、 即ちオリゴ糖だけでなく、該オリゴ糖との共有結合によりグリコシル化されるグ リコシル化同種若 しくは異種タンパク質又は脂質をも含み得る。 採取した実施例３の乳を、ヒトα−１，２−フコシルトランスフェラーゼ、及 び二次遺伝子産物、特に２′−フコシルラクトース、及びＨ抗原でグリコシル化 されたタンパク質の存在について分析した。実施例４、５、６及び７は、非ヒト 動物の乳におけるヒトＦｕｃ−Ｔ及びＦｕｃ−Ｔ産物の産生を証明する。実施例４ ：トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳における特異的グリコシルト ランスフェラーゼの産生を証明する分析 この実施例は、トランスジェニックマウスの乳におけるヒトα−１，２−フコ シルトランスフェラーゼ産生の実現可能性を示している。上記のように、マウス ＷＡＰプロモーターを用いて、ヒトα−１，２−グリコシルトランスフェラーゼ の部位特異的乳腺発現を確認した。 上記実施例３のマウスから得たエタノール不溶性乳タンパク質沈降物を、ドデ シル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）含有ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＰＡＧＥ ）緩衝液に再懸濁した。タンパク質ペレットの再懸濁に用いたＳＤＳ−ＰＡＧＥ 緩衝液の量は、初期乳試料と全く同量であった。 再構成された試料をα−１，２−フコシルトランスフェラーゼの存在についてア ッセイした。この存在は、下記のようなイムノブロット法、より具体的にはウエ スターン法を用いて測定した。 ＳＤＳ−ＰＡＧＥに再懸濁したタンパク質ペレットの５μｌ試料を１２．５％ ポリアクリルアミドゲル上で電気泳動させた。電気泳動は１５０ボルトで実施し た。電気泳動後、分離した蛋白質をニトロセルロース膜に移した。９６ｍＭグリ シン、２０％メタノール及び０．０１％ＳＤＳを含む１２．５ｍＭ Ｔｒｉｓ− ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．５）を用い、１００ボルトで１時間移動させた。移動後 、ニトロセルロース膜上に残った非結合反応性基を、０．５Ｍ ＮａＣｌ及び２ ％ゼラチンを含む５０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．５）（以下ＴＢ Ｓと称す）中でインキュベートしてブロックした。その後で、０．０５％Ｔｗｅ ｅｎ−２０を含むＴＢＳで膜を３回洗浄した。 α−１，２−フコシルトランスフェラーゼ特異的ウサギポリクローナル抗体の １：５００希釈物を含む１％ゼラチン／ＴＢＳ中で膜を１８時間インキュベート した。該ポリクローナル抗体は実施例２に記載のようにして得た。ＴＢ Ｓ−Ｔｗｅｅｎでリンスした後、膜を、予め西洋ワサビペルオキシダーゼに結合 させておいたヤギ抗ウサギＩｇＧを含む１％ゼラチン−ＴＢＳ溶液と共にインキ ュベートした。次いでＴＢＳ−Ｔｗｅｅｎで膜を洗浄した。０．０１８％の過酸 化水素と、３０ｍｇの４−クロロナフトールを含む１０ｍｌのメタノールとを含 む５０ｍｌ容量のＴＢＳ中でニトロセルロース膜をインキュベートして、該膜上 のタンパク質の存在及び位置を視覚化した。 図５は、一匹の対照（非トランスジェニック）動物及び２匹のトランスジェニ ック動物から得た乳試料についてのこの実験の結果を示している。図５中でトラ ンスジェニック動物は２８−８９及び２０−１１９として示されている。図５で は、非トランスジェニック動物は対照と表記されている。図５は、２匹のトラン スジェニック動物から得た乳試料には極めて濃いバンドが明瞭に存在するが、対 照の非トランスジェニック動物から得た乳には存在しないことを示している。濃 いバンドはα−１，２−フコシルトランスフェラーゼの予測分子量に対応する約 ４６キロダルトンの相対分子量の位置に明瞭に存在する。濃いバンドは、約３０ 〜２５キロダルトンの範囲の低い相対分子量に対応する 位置にも存在する。これらのバンドは非トランスジェニック動物由来の乳試料に は存在しない。これらの低分子量バンドは恐らくＦｕｃ−Ｔの断片に対応するも のと推測されるが、この推測は本出願人を拘束するものではない。これらの結果 は、トランスジェニック動物由来の乳試料がＦｕｃ−Ｔを含んでいるのに対し、 非トランスジェニック動物由来の乳試料がＦｕｃ−Ｔを含んでいないことを証明 している。実施例５ ：トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳における特異的異種二次遺伝 子産物の産生を証明する分析 この実施例は、非ヒトトランスジェニック哺乳動物の乳における異種二次遺伝 子産物産生の実現可能性を証明する。より具体的に言えば、この実施例は、非ヒ ト動物の乳におけるＦｕｃ−Ｔの二次遺伝子産物産生能を示す。最も具体的には 、トランスジェニック乳における二次遺伝子産物、即ち２′−フコシルラクトー スの存在が示された。対照の非トランスジェニックマウスの乳は、２′−フコシ ルラクトースを含んでいない。 かつてＲｅｄｄｙ及びＢｕｓｈ（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第１９８巻、２７８−２８４ページ，１９９１）及 びＴｏｗｎｓｅｎｄ及びＨａｒｄｙ（Ｇｌｙｃｏｂｉｏｌｏｇｙ，第１巻，１３ ９−１４７ページ，１９９１）によって記載されたＤｉｏｎｅｘ装置上の高速液 体及びイオン交換クロマトグラフィーの組合わせを用い、実施例３に記載のよう にして得た蒸発器にかけたオリゴ糖抽出物を分析・分離した。これらの技術は当 業界において周知且つ標準的なものである。オリゴ糖抽出物の分離及び分析につ いての実験設定の詳細、溶離プロフィール及び条件は以下の通りであった：Ｄｉ ｏｎｅｘ装置に、溶離緩衝液からＣＯ₂を除去するガス抜き装置、カラム溶離剤 からイオンを除去するイオンサプレッサー及びイオンサプレッサーによるイオン の除去を確認するオンライン導電計を取り付けた。クロマトグラフィーのパラメ ーターは以下の通りであった： 稼働時間： ４５分 ピーク幅： ５０秒 ピークしきい値： ０．５００ ピーク面積リジェクト： ５００ 注入量 ２０Ｌ 流速 １．０ｍｌ／分。 表３に示されている溶離勾配プログラムは、以下の３種の溶離剤を含んでいた ： 溶離剤１： １００ｍＭ水酸化ナトリウム中６００ｍＭ酢酸ナトリウム 溶離剤２： ミリ−Ｑ ＮａｎｏＰｕｒｅ水 溶離剤３： ２００ｍＭ 水酸化ナトリウム。 ０．５分毎に溶離された画分を分取した。 α−１，２−フコシルトランスフェラーゼを発現する４匹のトランスジェニッ ク動物及び２匹の対照マウスから得た乳試料のクロマトグラフィープロフィール を図６Ａ〜図６Ｆに示す。２′−フコシルラクトース（トランスジーン がコードする酵素により合成されたオリゴ糖産物である）はラクトースより後に 溶離されることが判明した。該プロフィールを検討してみると、トランスジェニ ック動物のみが２′−フコシルラクトース標準と同時溶離される炭水化物を含む 乳を産生することが判明した。 クロマトグラフィーのピーク面積に基づき、標準法を用いてトランスジェニッ ク動物由来の乳試料中に存在する２′−フコシルラクトースの濃度を計算するこ とができた。データを表４に要約する。 このデータは、本発明により、二次遺伝子産物、即ち２′−フコシルラクトー スが、トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳中で産生され得ることを証明して いる。オリゴ糖 のさらなる特性決定をするために、異なる炭水化物分析法を用いた。発蛍光団援 用炭水化物電気泳動（ＦＡＣＥ）は、最初にＰ．ＪａｃｋｓｏｎによってＪ．Ｃ ｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、第２７０巻、７０５−７１３ページ、１９９０に 記載された方法である。 ＦＡＣＥ法を用いて、２′−フコシルラクトースと同時溶離される炭水化物が 電気泳動系において２′−フコシルラクトース標準品と同じ移動度を有すること が明確に示された。これは、トランスジェニック乳試料中に含まれていたオリゴ 糖が２′−フコシルラクトースであることをさらに裏付けるものである。 推定２′−フコシルラクトースを用いてＦＡＣＥ実験を実施するために、Ｄｉ ｏｎｅｘ−ＨＰＬＣクロマトグラフィーの間に分離された画分をプールした。図 ６Ａ〜図６Ｆにおいて矢印（横軸上に示されている）間の画分を各試料からプー ルした。各プールの部分（１／８）を対照マウス及び２匹のトランスジェニック マウスから得、ＧｌｙｋｏＩｎｃ．（Ｎｏｖａｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）か ら得た８−アミノナフタレン−２，３，６−三スルホン酸（ＡＮＴＳ）を用いて ４５℃で３時間標識した。乾燥試料を５ μｌの標識試薬及び５μｌの還元試薬溶液（シアノホウ水素化ナトリウム）に再 懸濁し、４５℃で３時間インキュベートした。得られた標識試料を乾燥し、６μ ｌの脱イオン水に再懸濁した。該溶液からの２μｌアリコートを別のマイクロ遠 心管に移した。グリセロールを含むローディング緩衝液２μｌを加え、次いで、 混合物を激しく攪拌した。次いで、混合物全体（４μｌ）を「Ｏ−結合オリゴ糖 ゲル」(Ｏ−ｌｉｎｋｅｄ−ｏｌｉｇｏｓａｃｃａｒｉｄｅ)(Ｇｌｙｋｏ)中に電 気泳動させた。２０ミリアンペア定常電流下に１５℃で電気泳動を実施した。こ のようにして得られた移動ゲルパターンのプロフィールをＭｉｌｌｉｐｏｒｅイ メージ装置を用いて画像化した。 図７は、このようにして得られたゲルの画像を示している。対照マウス由来の 試料（レーン２）は、ラクトース標準マーカーの位置で移動する単一のバンドを 示している。トランスジェニックマウスから得た試料（レーン３及び４）は、高 分子量の追加バンドを含んでいた。図面中に矢印で示されているこのバンドは、 ２′−フコシルラクトース標準（レーン６）の位置に移動する。 フコースのα−１，２−結合部で特異的に切断する酵素 フコシダーゼの存在下に、図６Ａ〜図６Ｆに示されているプールの１／８に相当 するアリコートをインキュベートして、オリゴ糖のさらなる特性決定を行った。 用いた酵素は、Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ種由来であり、Ｐａｎｖｅｒａ Ｃｏｒｐ．，Ｍａｄｉｓｏｎ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎから購入した。乾燥オリゴ 糖を、２０ミリ単位の酵素を含む２０μｌのリン酸緩衝液（ｐＨ６．０）の存在 下３７℃で一晩インキュベートした。次いで消化物をＡＮＴＳ標識し、上記のよ うに電気泳動にかけた。 図８のゲルはこの実験の結果を示している。Ｄｉｏｎｅｘ−ＨＰＬＣクロマト グラフィーにおいて２′−フコシルラクトースと同時溶離され、ＡＮＴＳ標識し て電気泳動させた後の該分子と共に同時移動する物質は、特異的加水分解酵素α −１，２−フコシダーゼの作用をも受けやすいことが容易に明らかである。３′ −フコシルラクトース（２′−フコシルラクトースに最も類似した異性体である ）は該酵素の作用を受けない。この実験により、トランスジェニック乳試料中の オリゴ糖が２′−フコシルラクトースと同一であることがさらに確認される。対 照的に、非トランスジェニック対照動物から得た乳試料（レーン６及び１４） は、加水分解後に、ガラクトース標準の位置に移動する単一のバンド（レーン７ 及び１５）のみを生成する。実施例６ ：トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳中に産生されたオリゴ糖を同 定するための分析 この実験では、オリゴ糖を含む単糖単位を評価した。このために、対照マウス 及びトランスジェニックマウスから得てプールした乳試料をグリコシダーゼ混合 物で徹底的に処理した。図６Ａ〜図６Ｆに示されているプールからのアリコート （水２０μｌ中の総量の１／８）を円錐管中で蒸発乾燥させた。乾燥内容物を、 ２０ミリ単位のα−１，２−フコシダーゼ（Ｐａｎｖｅｒａ，Ｍａｄｉｓｏｎ， Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）を含む溶液２０μｌ及び３０単位のＥ．ｃｏｌｉ β−ガ ラクトシダーゼ（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ Ｍａｎｎｈｅｉｍ，Ｉｎｄｉａｎａｐ ｏｌｉｓ，Ｉｎｄｉａｎａ）を含む懸濁液２０μｌに再懸濁した。得られた懸濁 液をトルエン雰囲気下に３７℃で１８時間インキュベートした。このようにして 、フコシダーゼとβ−ガラクトシダーゼの連続的作用を受けやすいオリゴ糖のみ をそれらの対応単糖単位に加水分解した。 インキュベーション後、混合物をＳｐｅｅｄ Ｖａｃ Ｃ ｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ中で乾燥した。この加水分解で得たオリゴ糖を上記実施 例５に記載のように標識した。標識単糖を「単糖ゲル」（Ｍｏｎｏｓａｃｃｈａ ｒｉｄｅ Ｇｅｌ）（Ｇｌｙｋｏ）中で電気泳動にかけた。３０ミリアンペア、 定常電圧下に１時間１０分電気泳動を実施した。図９はこの実験の結果を示して いる。トランスジェニック動物から得た乳試料（レーン２及び４）は、フコース 、ガラクトース及びグルコースに対応する３つのバンドを含んでいる。２′−フ コシルラクトース標準から放出された単糖（レーン１）は、２匹のトランスジェ ニック動物から得たオリゴ糖のプールから放出された単糖（レーン２及び４）と 同一であった。３′−フコシルラクトースはグリコシダーゼの酵素作用を受けな い（レーン３）。この結果は、トランスジェニック乳中のオリゴ糖が２′−フコ シルラクトースであることを明らかに証明している。 総合的に見れば、上記結果は、記載且つ請求されている本発明がトランスジェ ニック動物の乳中に二次遺伝子産物を産生し得ることを証明している。より具体 的に言えば、該実験データは、一部がグリコシルトランスフェラーゼをコードす るＤＮＡからなるトランスジーンを含むトランス ジェニック動物の乳中にオリゴ糖を産生することの実現可能性を証明している。 本発明をさらに裏付けるために、トランスジェニック動物の乳における糖タン パク質のような他の複合糖質の存在を実証することを決定した。これらの糖タン パク質は、タンパク質と、グリコシルトランスフェラーゼの産物であるオリゴ糖 との共有結合付加物である。オリゴ糖はグリコシルトランスフェラーゼの媒介に よりタンパク質に共有結合する。実施例７ ：トランスジェニック非ヒト哺乳動物の乳における複合糖質の産生を証 明する分析 この実施例は、非ヒトトランスジェニック動物の乳における糖タンパク質産生 の実現可能性を示す。オリゴ糖部分は一次遺伝子産物であるグリコシルトランス フェラーゼの活性の結果として産生されたものと同じオリゴ糖である。得られた グリコシル化タンパク質は二次遺伝子産物の一例である。 実施例４に記載のようにトランスジェニック動物及び対照動物の乳タンパク質 からウエスターンブロットを作成した。しかし、移された膜をポリクローナルウ サギ抗体と共 にインキュベートする代わりに、該膜をレクチン、Ｕｌｅｘ ｅｕｒｏｐａｅｕ ｓ凝集素Ｉ（ＵＥＡ Ｉ）、と共にインキュベートした。このレクチンはフコー スのα−１，２結合部に特異的に結合する。 このために、実施例３に記載のタンパク質ペレットを１３，０００×ｇで１０ 分間遠心し、上清（過剰なエタノール及び水）を除去し、得られたペレットを初 期乳量と等容量のＳＤＳ−ＰＡＧＥ試料緩衝液に再懸濁した。これらの抽出物か ら５μｌを取り、実施例３に詳細に記載されているように１２．５％ポリアクリ ルアミドＳＤＳ−ＰＡＧＥ上で電気泳動させた。電気泳動後、タンパク質を、１ ２．５ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ、９６ｍＭグリシン、２０％メタノール、０．０ １％ ＳＤＳ，ｐＨ７．５中１００ボルトで１時間ニトロセルロース膜に移動さ せた。ニトロセルロース膜を、ＴＢＳ（５０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ ｐＨ７．５ ，０．５Ｍ ＮａＣｌ）中の２％ゼラチンで１時間ブロックし、０．０５％Ｔｗ ｅｅｎ−２０を含むＴＢＳで３×５分洗浄した。次いで、膜を、ペルオキシダー ゼ標識ＵＥＡ−１（Ｓｉｇｍａ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ Ｍｏ．）の１：５００希釈 物を含む１％ゼラチン／ＴＢＳ中で１８時間インキ ュベートした。次いで、得られた膜を洗浄し、タンパク質を、０．０１８％過酸 化水素を含むＴＢＳ５０ｍｌと、３０ｍｇの４−クロロナフトール(Ｂｉｏ Ｒａ ｄ，Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ)を含むメタノール１０ｍｌとの 混合物中でインキュベートして視覚化した。 図１０は、この技術を用いて視覚化したタンパク質の写真を示している。トラ ンスジェニック動物のみがＵＥＡ−１レクチンにより特異的に認識されたフコシ ル化タンパク質を含む乳を産生したことは明らかである。これらのタンパク質は ３５〜４０キロダルトンの相対分子量で移動したが、該タンパク質はカゼインで あると考えられる。これらの結果は、２′−フコシルラクトースオリゴ糖（Ｈ抗 原）を有する糖タンパク質が、トランスジーンがコードするα−１，２−フコシ ルトランスフェラーゼを有するトランスジェニック動物の乳中に産生されたこと を示している。非トランスジェニック対照動物の乳は、２′−フコシルラクトー スを有する糖タンパク質を含んでいなかった。 実施例３〜７は、乳中で二次遺伝子産物を合成し得る非ヒトトランスジェニッ ク哺乳動物を作出することが可能であることを証明した。より具体的に言えば、 乳房組織中で ヒトグリコシルトランスフェラーゼを発現するトランスジェニック非ヒト哺乳動 物を作出し、これによって該動物の乳中にヒトオリゴ糖及びグリコシル化複合糖 質を存在させることが可能である。産業上の有用性 本明細書に記載且つ請求されている発明は、大量の所望オリゴ糖及び複合糖質 を得る手段を提供するという点で積年のニーズを解決するものである。所望のオ リゴ糖及び複合糖質は、トランスジェニック哺乳動物の乳から分離して、医薬品 、診断用キット、栄養製品などに用い得る。トランスジェニック全乳は格別な利 点を提供する栄養製品の製造にも用い得る。トランスジェニック乳は特殊な経小 腸栄養製品の製造にも用い得る。記載・請求されている本発明により、医薬、研 究、診断、栄養及び農業用品の製造に用いられるこれらの極めて重要な物質の手 間のかかる有機化学及び固定化酵素化学合成が回避される。 本発明の好ましい実施態様を記載したが、当業者には、開示されている実施態 様に種々の改変が可能であり、そのような改変も本発明の範囲内に包含されるも のであることは明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カミングス，リチヤード・デール アメリカ合衆国、オクラホマ・73003、エ ドモンド、ノース・サンタ・フエ・5215 (72)発明者 コプチツク，ジヨン・ジヨセフ アメリカ合衆国、オハイオ・45701、アシ ンズ、オーチヤード・レーン・４ (72)発明者 ミユケルジ，プラデイツプ アメリカ合衆国、オハイオ・43230、ガハ ンナ、アルカロ・ドライブ・1069 (72)発明者 モアマン，ケリー・ウイルソン アメリカ合衆国、ジヨージア・30605、ア シンズ、ウインフイールド・プレイス・ 115 (72)発明者 ピアース，ジエームズ・マイケル アメリカ合衆国、ジヨージア・30605、ア シンズ、スナツプフインガー・ドライブ・ 325

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ヒトでないトランスジェニック哺乳動物によって産生される人乳化乳であっ て、前記トランスジェニック非ヒト哺乳動物のゲノムが、前記トランスジェニッ ク非ヒト哺乳動物の乳中に存在するオリゴ糖及び複合糖質を生成させるヒト触媒 実体をコードする少なくとも１種の異種遺伝子を有することを特徴とする人乳化 乳。 ２．トランスジェニック非ヒト哺乳動物がマウス、ラット、ウサギ、ブタ、ヤギ 、ヒツジ、ウマ及びウシの中から選択されることを特徴とする請求項１に記載の 人乳化乳。 ３．トランスジェニック非ヒト哺乳動物がウシであることを特徴とする請求項１ に記載の人乳化乳。 ４．ヒト触媒実体が酵素及び抗体の中から選択されることを特徴とする請求項１ に記載の人乳化乳。 ５．酵素がグリコシルトランスフェラーゼ、ホスホリラーゼ、ヒドロキシラーゼ 、ペプチダーゼ及びスルホトランスフェラーゼの中から選択されることを特徴と する請求項４に記載の人乳化乳。 ６．グリコシルトランスフェラーゼがフコシルトランスフ ェラーゼ、ガラクトシルトランスフェラーゼ、グルコシルトランスフェラーゼ、 キシロシルトランスフェラーゼ、アセチラーゼ、グルコロニルトランスフェラー ゼ、グルコロニルエピメラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マンノシルトラ ンスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、β−アセチルガラクトサミニルト ランスフェラーゼ及びＮ−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼの中から 選択されることを特徴とする請求項５に記載の人乳化乳。 ７．オリゴ糖がラクトース、２−フコシルラクトース、ラクト−Ｎ−テトラオー ス、ラクト−Ｎ−ネオテトラオース、ラクト−Ｎ−フコペンタオースＩ、ラクト −Ｎ−フコペンタオースII、ラクト−Ｎ−フコペンタオースIII、ラクト−Ｎ− ジフコペンタオースＩ、シアリルラクトース、３−シアリルラクトース、シアリ ル四糖ａ、シアリル四糖ｂ、シアリル四糖ｃ、ジシアリル四糖及びシアリルラク ト−Ｎ−フコペンタオースの中から選択されることを特徴とする請求項１に記載 の人乳化乳。 ８．複合糖質がグリコシル化同種タンパク質、グリコシル化異種タンパク質及び グリコシル化脂質の中から選択されることを特徴とする請求項１に記載の人乳化 乳。 ９．グリコシル化異種タンパク質がヒト血清タンパク質及びヒト乳タンパク質か ら成るタンパク質群の中から選択されることを特徴とする請求項８に記載の人乳 化乳。 １０．ヒト乳タンパク質が分泌型免疫グロブリン、リゾチーム、ラクトフェリン 、κ−カゼイン、α−ラクトアルブミン、β−ラクトアルブミン、ラクトペルオ キシダーゼ及び胆汁酸塩刺激リパーゼの中から選択されることを特徴とする請求 項９に記載の人乳化乳。 １１．請求項１に記載の人乳化乳を含有する、動物の栄養維持に有用な経小腸栄 養補給品。 １２．人乳化乳を得る方法であって、 （ａ）非ヒト哺乳動物のゲノムに、前記非ヒト哺乳動物の乳中に二次遺伝子産物 を生成させるヒト触媒実体の産生をコードする異種遺伝子を挿入するステップ、 及び （ｂ）前記非ヒト哺乳動物を搾乳するステップ を含む方法。 １３．非ヒト哺乳動物をマウス、ラット、ウサギ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、ウマ及 びウシの中から選択することを特徴とする請求項１２に記載の方法。 １４．非ヒト哺乳動物がウシであることを特徴とする請求 項１３に記載の方法。 １５．ヒト触媒実体を酵素及び抗体の中から選択することを特徴とする請求項１ ２に記載の方法。 １６．酵素をグリコシルトランスフェラーゼ、ホスホリラーゼ、ヒドロキシラー ゼ、ペプチダーゼ及びスルホトランスフェラーゼの中から選択することを特徴と する請求項１５に記載の方法。 １７．グリコシルトランスフェラーゼをフコシルトランスフェラーゼ、ガラクト シルトランスフェラーゼ、グルコシルトランスフェラーゼ、キシロシルトランス フェラーゼ、アセチラーゼ、グルコロニルトランスフェラーゼ、グルコロニルエ ピメラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マンノシルトランスフェラーゼ、ス ルホトランスフェラーゼ、β−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ及 びＮ−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼの中から選択することを特徴 とする請求項１６に記載の方法。 １８．二次遺伝子産物をオリゴ糖及び複合糖質の中から選択することを特徴とす る請求項１２に記載の方法。 １９．オリゴ糖をラクトース、２−フコシルラクトース、ラクト−Ｎ−テトラオ ース、ラクト−Ｎ−ネオテトラオー ス、ラクト−Ｎ−フコペンタオースＩ、ラクト−Ｎ−フコペンタオースII、ラク ト−Ｎ−フコペンタオースIII、ラクト−Ｎ−ジフコペンタオースＩ、シアリル ラクトース、３ーシアリルラクトース、シアリル四糖ａ、シアリル四糖ｂ、シア リル四糖ｃ、ジシアリル四糖及びシアリルラクト−Ｎ−フコペンタオースの中か ら選択することを特徴とする請求項１８に記載の方法。 ２０．複合糖質をグリコシル化同種タンパク質、グリコシル化異種タンパク質及 びグリコシル化脂質の中から選択することを特徴とする請求項１８に記載の方法 。 ２１．グリコシル化異種タンパク質をヒト血清タンパク質及びヒト乳タンパク質 から成るタンパク質群の中から選択することを特徴とする請求項２０に記載の方 法。 ２２．ヒト乳タンパク質を分泌型免疫グロブリン、リゾチーム、ラクトフェリン 、κ−カゼイン、α−ラクトアルブミン、β−ラクトアルブミン、ラクトペルオ キシダーゼ及び胆汁酸塩刺激リパーゼの中から選択することを特徴とする請求項 ２１に記載の方法。 ２３．生物学的産物を得る方法であって、 （ａ）非ヒト哺乳動物のゲノムに、前記非ヒト哺乳動物の 乳中に二次遺伝子産物を生成させる異種触媒実体の産生をコードする異種遺伝子 を挿入するステップ、 （ｂ）前記非ヒト哺乳動物を搾乳するステップ、及び （ｃ）前記非ヒト哺乳動物の乳から生物学的産物を単離するステップ、 を含む方法。 ２４．非ヒト哺乳動物をマウス、ラット、ウサギ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、ウマ及 びウシの中から選択することを特徴とする請求項２３に記載の方法。 ２５．非ヒト哺乳動物がウシであることを特徴とする請求項２４に記載の方法。 ２６．ヒト触媒実体を酵素及び抗体の中から選択することを特徴とする請求項２ ３に記載の方法。 ２７．酵素をグリコシルトランスフェラーゼ、ホスホリラーゼ、ヒドロキシラー ゼ、ペプチダーゼ及びスルホトランスフェラーゼの中から選択することを特徴と する請求項２６に記載の方法。 ２８．グリコシルトランスフェラーゼをフコシルトランスフェラーゼ、ガラクト シルトランスフェラーゼ、グルコシルトランスフェラーゼ、キシロシルトランス フェラーゼ、 アセチラーゼ、グルコロニルトランスフェラーゼ、グルコロニルエピメラーゼ、 シアリルトランスフェラーゼ、マンノシルトランスフェラーゼ、スルホトランス フェラーゼ、β−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ及びＮ−アセチ ルグルコサミニルトランスフェラーゼの中から選択することを特徴とする請求項 ２７に記載の方法。 ２９．生物学的産物をオリゴ糖及び複合糖質の中から選択することを特徴とする 請求項２３に記載の方法。 ３０．オリゴ糖をラクトース、２−フコシルラクトース、ラクト−Ｎ−テトラオ ース、ラクト−Ｎ−ネオテトラオース、ラクト−Ｎ−フコペンタオースＩ、ラク ト−Ｎ−フコペンタオースII、ラクト−Ｎ−フコペンタオースIII、ラクト−Ｎ −ジフコペンタオースＩ、シアリルラクトース、３−シアリルラクトース、シア リル四糖ａ、シアリル四糖ｂ、シアリル四糖ｃ、ジシアリル四糖及びシアリルラ クト−Ｎ−フコペンタオースの中から選択することを特徴とする請求項２９に記 載の方法。 ３１．複合糖質をグリコシル化同種タンパク質、グリコシル化異種タンパク質及 びグリコシル化脂質の中から選択することを特徴とする請求項２９に記載の方法 。 ３２．グリコシル化異種タンパク質をヒト血清タンパク質及びヒト乳タンパク質 から成るタンパク質群の中から選択することを特徴とする請求項３１に記載の方 法。 ３３．ヒト乳タンパク質を分泌型免疫グロブリン、リゾチーム、ラクトフェリン 、κ−カゼイン、α−ラクトアルブミン、β−ラクトアルブミン、ラクトペルオ キシダーゼ及び胆汁酸塩刺激リパーゼの中から選択することを特徴とする請求項 ３２に記載の方法。