JPH10215872A - ヒトRho関連蛋白HP1遺伝子 - Google Patents

ヒトRho関連蛋白HP1遺伝子

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JPH10215872A
JPH10215872A JP9021293A JP2129397A JPH10215872A JP H10215872 A JPH10215872 A JP H10215872A JP 9021293 A JP9021293 A JP 9021293A JP 2129397 A JP2129397 A JP 2129397A JP H10215872 A JPH10215872 A JP H10215872A
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JP
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gene
human
rho
related protein
sequence
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JP9021293A
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English (en)
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Fumio Shimizu
文夫 清水
Tsutomu Fujiwara
力 藤原
Takeshi Watanabe
武 渡辺
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Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】その利用により、遺伝子の各種組織での発現の
検出や、その構造、機能を解析でき、また、該遺伝子で
コードされるヒト蛋白の遺伝子工学的製造が可能とな
り、之等により、その発現物の解析等により、之等の関
与する疾患、例えば遺伝子病、癌等の病態解明や診断、
治療等が可能な新しいヒト遺伝子を提供する。 【解決手段】配列番号:1で示されるアミノ酸配列をコ
ードする塩基配列を含むことを特徴とする新規なヒトR
ho関連蛋白HP1遺伝子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒトの疾患の予
防、診断及び治療の指針として有用な遺伝子、より詳し
くはラット、マウス、酵母、線虫、公知のヒト遺伝子等
と類似性を有する新規なヒト遺伝子に関し、該遺伝子の
cDNA解析、染色体へのマッピング及びcDNAの機
能解析により、該遺伝子を用いた遺伝子診断並びに新し
い治療薬の開発に利用可能な遺伝子に関する。
【0002】
【従来の技術】生物の遺伝情報は、細胞の核内に存在す
るA、C、G及びTの4種の塩基の並び(DNA)とし
て蓄積され、この遺伝情報は個々の生物の系統維持と個
体発生のために保存されている。ヒトの場合、その塩基
数は約30億(3×109)といわれ、その中に5〜1
0万の遺伝子があると推測されている。これらの遺伝情
報は、遺伝子(DNA)からmRNAが転写され、次に
蛋白質に翻訳されるという流れに沿って調節蛋白質、構
造蛋白質、酵素等の創製を通して、生命現象の維持に関
与している。
【0003】上記遺伝子から蛋白質翻訳までの流れの異
常は、細胞の増殖・分化等の生命維持システムの異常を
惹起し、各種疾患の原因となるとされている。これまで
の遺伝子解析の結果から、インスリン受容体やLDL受
容体等の各種受容体、細胞の増殖・分化に係わる例えば
プロテアーゼやATPase、スーパーオキシドディス
ムターゼのような代謝酵素等の遺伝子が、医薬品開発に
とって有用な素材となると考えられた。
【0004】しかしながら、ヒト遺伝子の解析や、かか
る解析された遺伝子の機能と各種疾患との係わり等につ
いての研究は、まだ始まったばかりであり、不明な点が
多く、更なる新しい遺伝子の解析、それらの遺伝子の機
能解析及び疾患との係わりの研究、ひいては解析された
遺伝子の利用による遺伝子診断や該遺伝子の医薬用途へ
の応用研究等が当業界で望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、新たなヒ
ト遺伝子が提供できれば、各細胞での発現レベルやその
構造及び機能を解析でき、またその発現物の解析等によ
り、之等の関与する疾患、例えば遺伝子病、癌等の病態
解明や診断、治療等が可能となると考えられ、本発明
は、かかる新たなヒトの遺伝子の提供を目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
より以下の如く鋭意研究を重ねた。即ち、本発明者ら
は、まずヒト胎児脳、成人血管、胎盤の各種組織より抽
出したmRNAよりcDNAを合成し、これをベクター
に組込んでライブラリーを構築し、該ライブラリーでト
ランスフォームした大腸菌コロニーを寒天培地上に形成
させ、該コロニーをランダムにピックアップして96ウ
ェルマイクロプレートに移し、各種のヒト遺伝子を含む
大腸菌クローンを作製、登録した。次いで、之等の各ク
ローンを培養後、DNAを抽出精製し、得られるcDN
Aを鋳型としてデオキシターミネーター法により4種の
塩基特異的に停止する伸長反応を行ない、自動DNAシ
ークエンサーにより、登録された各クローンの有するヒ
ト遺伝子の5’末端から約400塩基配列を決定し、か
くして得られたヒト遺伝子の塩基配列情報より、公知の
バクテリア、酵母、線虫、マウス、ヒト等の各種動植物
種に類似性を有する新規なファミリー遺伝子を検索し
た。尚、上記cDNA解析方法については、本発明者の
ひとりである藤原らの文献に細述されている(藤原
力, 細胞工学, 14,645-654(1995))。
【0007】その結果、検索されたグループ(レセプタ
ー、DNA結合ドメインを有する転写調節因子やシグナ
ル伝達系因子、代謝酵素等)中に、既知の遺伝子と相同
性を有する新規な遺伝子を見い出し、ここに本発明を完
成するに至った。
【0008】即ち、本発明によれば、配列番号:1で示
されるアミノ酸配列をコードする塩基配列を含むことを
特徴とする新規なヒトRho関連蛋白HP1遺伝子、前
記アミノ酸配列をコードする配列番号:2で示される塩
基配列を含むことを特徴とするヒトRho関連蛋白HP
1遺伝子、及び配列番号:3で示される塩基配列である
ことを特徴とする新規なヒトRho関連蛋白HP1遺伝
子が提供される。
【0009】以下、本明細書におけるアミノ酸、ペプチ
ド、塩基配列、核酸等の略号による表示は、IUPA
C、IUBの規定、「塩基配列又はアミノ酸配列を含む
明細書等の作成のためのガイドライン」(特許庁編)及
び当該分野における慣用記号に従うものとする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明遺伝子の一具体例として
は、後述する実施例1に示される「GEN−559H1
2」と名付けられた各クローンの有するDNA配列から
演繹されるものを挙げることができ、その塩基配列は、
配列表に示される通りである。
【0011】このクローンの有する遺伝子は、同配列表
に示されるアミノ酸でコードされるヌクレオチド(核
酸)のオープンリーディングフレームを有しており、後
記実施例に示される分子量を有していると計算された。
従って、本明細書においては、以下、本発明に係わるヒ
ト遺伝子を、後記実施例1に示す名称、即ち「Rho関
連蛋白HP1遺伝子」と表示することがある。
【0012】以下、本発明ヒトRho関連蛋白HP1遺
伝子につき詳述すれば、本発明ヒト遺伝子は、上述した
通り、ラット、マウス、酵母、線虫及び他のヒト遺伝子
と類似性を有し、それら類似性ある遺伝子の情報に基づ
くヒト遺伝子の解析と、それら解析された遺伝子の機能
と各種疾患との係わりについての研究に利用でき、該遺
伝子と関係ある疾患への遺伝子診断並びに該遺伝子の医
薬用途への応用研究に用いることが可能である。即ち、
本発明遺伝子によりコードされる蛋白質(遺伝子産物)
の機能は、既知の相同性遺伝子のそれより類推でき、ま
た本発明遺伝子の提供によれば、その候補遺伝子を発現
ベクターに組込み、リコンビナントを作製し、酵素活性
や結合活性等の機能を調べることもできる。
【0013】本発明遺伝子は、例えば配列番号:2で示
されるように、一本鎖DNA配列で表されるが、本発明
遺伝子には、かかる一本鎖DNA配列に相補的なDNA
配列や之等の両者を含むコンポーネントもまた包含され
る。尚、配列番号:2に示す本発明遺伝子の配列は、こ
れによりコードされる各アミノ酸残基を示すコドンの一
つの組合わせ例であり、本発明遺伝子はこれに限らず、
各アミノ酸残基に対して任意のコドンを組合わせ選択し
たDNA塩基配列を有することも勿論可能である。尚、
該コドンの選択は常法に従うことができ、例えば利用す
る宿主のコドン使用頻度を考慮することができる〔Ncl.
Acids Res., 9, 43-74 (1981)〕。
【0014】更に本発明遺伝子には、上記で示されるア
ミノ酸配列の一部のアミノ酸乃至アミノ酸配列を置換、
欠失、付加等により改変してなり、同様の機能を有する
同効物をコードするDNA配列もまた包含される。之等
改変体の製造、改変(変異)等は天然に生じることもあ
り、また翻訳後の修飾により、或は遺伝子工学的手法に
より天然の遺伝子(本発明遺伝子)を、例えばサイトス
ペシフィック・ミュータゲネシス〔Methods in Enzymol
ogy, 154, p350, 367-382 (1987); 同 100, p468 (198
3); Nucleic Acids Research, 12, p9441 (1984); 続生
化学実験講座1「遺伝子研究法II」、日本生化学会編,
p105 (1986)〕等の方法により改変したり、リン酸トリ
エステル法やリン酸アミダイト法等の化学合成手段〔J.
Am. Chem. Soc., 89, p4801 (1967); 同91, p3350 (19
69); Science, 150, p178 (1968); Tetrahedron Lett.,
22, p1859 (1981); 同24, p245 (1983)〕により変異さ
せたDNAを合成したり、それらの組合せにより収得す
ることができる。
【0015】本発明遺伝子は、これを利用して、即ち例
えばこれを微生物のベクターに組込み、形質転換された
微生物を培養することによって、上記各遺伝子でコード
される蛋白を容易にかつ安定して発現できる。
【0016】また本発明の遺伝子を利用して得られる各
蛋白は、之等を用いて、特異抗体を作成することもでき
る。ここで抗原として用いられるコンポーネントは、上
記遺伝子工学的手法に従って大量に産生される蛋白を用
いることができ、得られる抗体はポリクローナル抗体及
びモノクローナル抗体のいずれでもよく、之等抗体はそ
れぞれの蛋白の精製、測定、識別等に有利に利用でき
る。
【0017】本発明遺伝子の製造は、本発明によって開
示された本発明遺伝子についての配列情報によれば、一
般的遺伝子工学的手法により容易に実施できる〔Molecu
larCloning 2nd Ed, Cold Spring Harbor Laboratory P
ress (1989);続生化学実験講座「遺伝子研究法I、I
I、III」、日本生化学会編 (1986)等参照〕。
【0018】これは例えばヒトcDNAライブラリー
(各遺伝子の発現される適当な起源細胞より常法に従い
調製されたもの)から、本発明遺伝子に特有の適当なプ
ローブや抗体を用いて所望クローンを選択することによ
り実施できる〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 78, 661
3 (1981); Science, 222, 778 (1983)等〕。
【0019】上記方法において、起源細胞としては、目
的の遺伝子を発現する各種の細胞、組織や之等に由来す
る培養細胞等が例示され、これからの全RNAの分離、
mRNAの分離や精製、cDNAへの変換(合成)とそ
のクローニング等はいずれも常法に従い実施できる。ま
た、cDNAライブラリーは市販されてもおり、本発明
においてはそれらcDNAライブラリー、例えばクロー
ンテック社(ClontechLab. Inc.)より市販の各種cD
NAライブラリー等を用いることもできる。
【0020】cDNAライブラリーからの本発明遺伝子
のスクリーニングは、前記通常の方法に従い実施するこ
とができる。該スクリーニング方法としては、例えばc
DNAの産生する蛋白質に対して、該蛋白質特異抗体を
使用した免疫的スクリーニングにより、対応するcDN
Aクローンを選択する方法、目的のDNA配列に選択的
に結合するプローブを用いたプラークハイブリダイゼー
ション、コロニーハイブリダイゼーション等や之等の組
合せを例示できる。ここで用いられるプローブとして
は、本発明遺伝子のDNA配列に関する情報をもとにし
て化学合成されたDNA配列等を用いるのが一般的であ
り、勿論既に取得された本発明遺伝子やその断片もかか
るプローブとして利用できる。
【0021】更に各細胞、組織より抽出、単離精製され
た天然抽出物の部分アミノ酸配列情報に基づき、センス
・プライマー、アンチセンス・プライマーをスクリーニ
ング用プローブとして用いることもできる。
【0022】また、本発明遺伝子の取得に際しては、P
CR法〔Science, 230, 1350-1354(1985)〕によるDN
A/RNA増幅法が好適に利用できる。殊にライブラリ
ーから全長のcDNAが得られ難いような場合に、レー
ス法(RACE:Rapid amplification of cDNA ends;
実験医学、12(6), 35-38 (1994))、殊に5′−レース
(5′−RACE)法〔Frohman,M.A., et al., Proc.N
atl.Acad.Sci., USA.,8, 8998-9002 (1988)〕の採用が
好適である。かかるPCR法の採用に際して使用される
プライマーは、既に本発明によって明らかにされた本発
明遺伝子の配列情報に基づいて適宜設定することがで
き、これは常法に従い合成することができる。
【0023】尚、増幅させたDNA/RNA断片の単離
精製は、前記の通り常法に従うことができ、例えばゲル
電気泳動法等によればよい。
【0024】上記で得られる本発明遺伝子或は各種DN
A断片等の塩基配列の決定も、常法に従うことができ、
例えばジデオキシ法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 7
4, 5463-5467 (1977)〕やマキサム−ギルバート法〔Met
hod in Enzymology, 65, 499(1980)〕等により行なうこ
とができる。かかる塩基配列の決定は、市販のシークエ
ンスキット等を用いても容易に行ない得る。
【0025】本発明遺伝子の利用によれば、通常の遺伝
子組換え技術〔例えば、Science, 224, p1431 (1984);
Biochem. Biophys. Res. Comm., 130, p692 (1985); Pr
oc.Natl. Acad. Sci., USA., 80, p5990 (1983)及び前
記引用文献等参照〕に従うことにより各組換え体蛋白を
得ることができる。該蛋白の製造は、より詳細には、本
発明遺伝子が宿主細胞中で発現できる組換えDNAを作
成し、これを宿主細胞に導入して形質転換し、該形質転
換体を培養することにより行なわれる。
【0026】ここで宿主細胞としては、真核生物及び原
核生物のいずれも用いることができる。該真核生物の細
胞には、脊椎動物、酵母等の細胞が含まれ、脊椎動物細
胞としては、例えばサルの細胞であるCOS細胞〔Cel
l, 23, 175-182 (1981)〕やチャイニーズ・ハムスター
卵巣細胞及びそのジヒドロ葉酸レダクターゼ欠損株〔Pr
oc. Natl. Acad. Sci., USA., 77, 4216-4220 (1980)〕
等がよく用いられているが、之等に限定される訳ではな
い。脊椎動物の発現ベクターとしては、通常発現しよう
とする遺伝子の上流に位置するプロモーター、RNAの
スプライス部位、ポリアデニル化部位及び転写終了配列
等を保有するものを使用でき、これは更に必要により複
製起点を有していてもよい。該発現ベクターの例として
は、例えば、SV40の初期プロモーターを保有するp
SV2dhfr〔Mol. Cell. Biol., 1, 854 (1981)〕等を
例示できる。また、真核微生物としては、酵母が一般に
よく用いられ、中でもサッカロミセス属酵母を有利に利
用できる。該酵母等の真核微生物の発現ベクターとして
は、例えば酸性ホスフアターゼ遺伝子に対するプロモー
ターを有するpAM82〔Proc. Natl. Acad. Sci., US
A., 80, 1-5 (1983)〕等を利用できる。
【0027】また、本発明遺伝子の発現ベクターとして
は、原核生物遺伝子融合ベクターを好ましく利用するこ
とができ、該ベクターの具体例としては、例えば分子量
26000のGSTドメイン(S. japonic um 由来)を
有するpGEX−2TKやpGEX−4T−2等を例示
することができる。
【0028】原核生物の宿主としては、大腸菌や枯草菌
が一般によく用いられる。之等を宿主とする場合、例え
ば該宿主菌中で複製可能なプラスミドベクターを用い、
このベクター中に本発明遺伝子が発現できるように該遺
伝子の上流にプロモーター及びSD(シヤイン・アンド
・ダルガーノ)塩基配列、更に蛋白合成開始に必要な開
始コドン(例えばATG)を付与した発現プラスミドを
利用するのが好ましい。上記宿主としての大腸菌として
は、エシエリヒア・コリ(Escherichia coli)K12株
等がよく用いられ、ベクターとしては一般にpBR32
2及びその改良ベクターがよく用いられるが、之等に限
定されず公知の各種の菌株及びベクターをも利用でき
る。プロモーターとしては、例えばトリプトファン(tr
p) プロモーター、lpp プロモーター、lac プロモータ
ー、PL/PR プロモーター等を使用できる。
【0029】かくして得られる所望の組換えDNAの宿
主細胞への導入方法及びこれによる形質転換方法として
は、一般的な各種方法を採用できる。また得られる形質
転換体は、常法に従い培養でき、該培養により本発明遺
伝子によりコードされる目的の蛋白が生産、発現され
る。該培養に用いられる培地としては、採用した宿主細
胞に応じて慣用される各種のものを適宜選択利用でき、
その培養も宿主細胞の生育に適した条件下で実施でき
る。
【0030】上記により、形質転換体の細胞内、細胞外
乃至は細胞膜上に目的とする組換え蛋白が発現、生産、
蓄積乃至分泌される。
【0031】各組換え蛋白は、所望により、その物理的
性質、化学的性質等を利用した各種の分離操作〔「生化
学データーブックII」、1175-1259頁、第1版第1刷、1
980年 6月23日株式会社東京化学同人発行;Biochemistr
y, 25(25), 8274-8277 (1986); Eur. J. Biochem., 16
3, 313-321 (1987) 等参照〕により分離、精製できる。
該方法としては、具体的には例えば通常の再構成処理、
蛋白沈澱剤による処理(塩析法)、遠心分離、浸透圧シ
ョック法、超音波破砕、限外濾過、分子篩クロマトグラ
フィー(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィー、イオン
交換クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフ
ィー、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等の各
種液体クロマトグラフィー、透析法、之等の組合せ等を
例示でき、特に好ましい上記方法としては所望の蛋白を
結合させたカラムを利用したアフィニティクロマトグラ
フィーを例示できる。
【0032】また、本発明によって明らかにされた本発
明遺伝子の配列情報を基にすれば、例えば該遺伝子の一
部又は全部の塩基配列を利用することにより、各種ヒト
組織における本発明遺伝子の発現の検出を行なうことが
できる。これは常法に従って行なうことができ、例えば
RT−PCR(Reverse transcribed-Polymerase chain
reaction)(Kawasaki, E.S., et al., Amplification
of RNA. In PCR Protocol, A Guide to methods and a
pplications, Academic Press, Inc., SanDiego, 21-27
(1991)〕によるRNA増幅により、またノーザンブロッ
ティング解析〔Molecular Cloning, Cold Spring Harbo
r Laboratory(1989)〕等により、いずれも良好に実施し
得る。
【0033】尚、前記PCR法を採用する場合におい
て、用いられるプライマーは、本発明遺伝子のみを特異
的に増幅できる本発明遺伝子に特有のものである限り何
等限定はなく、本発明遺伝情報に基いてその配列を適宜
設定することができる。通常これは常法に従って20〜
30ヌクレオチド程度の部分配列を有するものとするこ
とができる。その好適な例は、後記実施例1に示す通り
である。
【0034】しかして、本発明はかかる新規なヒトRh
o関連蛋白HP1遺伝子に特有の検出に有用なプライマ
ー及び/又はプローブをも提供するものである。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、新規なヒトRho関連
蛋白HP1遺伝子が提供され、該遺伝子を用いれば、該
遺伝子の各種組織での発現の検出や、その構造及び機能
を解析でき、また、該遺伝子でコードされるヒトRho
関連蛋白の遺伝子工学的製造が可能となり、これらによ
り、その発現物の解析等により、細胞内小胞輸送の制御
機構の解明の研究や、之等の関与する疾患、例えば遺伝
子病、癌等の病態解明や診断、治療等が可能となる。
【0036】
【実施例】以下、本発明を更に詳しく説明するため、実
施例を挙げる。
【0037】
【実施例1】Rho関連蛋白HP1遺伝子 (1)Rho関連蛋白HP1遺伝子のクローニング及び
DNAシークエンシング数多くのras関連GTP/G
DP結合タンパクが既に発見されており、之等は主にR
as、Rho及びRabの3つのサブ・ファミリーに分
類されている〔Valencia, A., et al., Biochemistry,
30, 4637-4648 (1991)〕。
【0038】Rasタンパク・ファミリーと同様に、R
hoA、RhoB及びRhoCタンパクは、特にGTP
結合と加水分解に係わり合っている領域において高く保
存されている。哺乳動物と酵母のRhoタンパクは、ア
ミノ酸配列において70%以上の類似性を示し、またR
asタンパクと約30%の相同性を示している。
【0039】Rhoタンパクは、細胞成長の調節に係わ
っていて、Rasシグナルの形質導入と形質転換に対し
て重要であることが示されている〔Prendergast, G.
C., etal., Oncogene, 10, 2289-2296 (1995): Hall,
A., Mol. Cell Biol., 3, 475-479 (1992)〕。
【0040】RhoAタンパクは、リンパ球媒介細胞障
害の抑制〔Lang, P., et al., J. Biol. Chem., 267, 1
1677-11680 (1992)〕や培養ヒト・ケラチノサイトの終
期分化の抑制に係わっていると報告されている〔Sugai,
M., et al., J. Biol. Chem., 267, 2600-2604 (199
2)〕。また該タンパクは、ADP−リボシル化されたR
hoAタンパクによるトロンビン誘発血小板凝集の抑制
もまた観察されている〔Morii, N., et al., J. Biol.
Chem., 267, 20921-20926 (1992)〕。
【0041】RhoB遺伝子は、上皮細胞成長因子(E
GF)、血小板由来増殖因子(PDGF)及びv−fp
sPTK〔Janer, D., and Hunter, T., Mol. Cell. Bi
ol.,11, 3682-3690 (1991)〕に対する早期応答遺伝子の
一つである。RhoB特異的mRNAもまた、ヒト・カ
ルチノーマ細胞株において高いレベルで発現されること
が示されている〔Cremoux, D. P., et al., Int. J. Ca
ncer, 5 9, 408-415(1994)〕。
【0042】本例では、 ヒト胎盤cDNAライブラリ
ーから任意に選択したcDNAクローンの配列解析によ
り、上記Rho遺伝子と構造的な類似性を示す一つのク
ローン(GEN−559H12と命名)を、次の通り単
離した。
【0043】即ち、ヒト胎盤より抽出したmRNAをク
ローンテック社より購入して出発材料とした。上記mR
NAよりcDNAを合成し、ベクターλZAPII(スト
ラタジーン社製)に挿入し、cDNAライブラリーを構
築した(大塚GENリサーチ・インスティチュート、大
塚製薬株式会社)。インビボ・エキシジョン法(in viv
o excision: Short, J. M., et al., Nucleic Acids Re
s., 16, 7583-7600 (1988))によって寒天培地上にヒト
遺伝子を含む大腸菌コロニーを形成させ、ランダムにそ
のコロニーをピックアップし、96ウエルマイクロプレ
ートにヒト遺伝子を含む大腸菌クローンを登録した。登
録されたクローンは、−80℃にて保存した。
【0044】次に登録した各クローンを1.5mlのL
B培地で一昼夜培養し、プラスミド自動抽出装置PI−
100(クラボウ社製)を用いてDNAを抽出精製し
た。尚、コンタミした大腸菌のRNAは、RNase処理
により分解除去した。最終的に30μlに溶解し、2μ
lはミニゲルによりおおまかにDNAのサイズ及び量を
チェックした。その7μlをシークエンス反応用に用
い、残りの21μlは、プラスミドDNAとして4℃に
保存した。
【0045】続いてT3、T7、或は合成オリゴヌクレ
オチド・プライマーを用いるサンガーらのジデオキシタ
ーミネーター法(Sanger, F., et al., Proc. Natl. A
cad.Sci., U.S.A., 74, 5463-5467 (1977))或はジデオ
キシターミネーター法にPCR法を加味した方法である
サイクルシークエンス法(Carothers, A.M., et al., B
io. Techniques, 7, 494-499 (1989))を実施した。之
等の方法は少量のプラスミドDNA(およそ0.1−
0.5μg)をテンプレート(鋳型)として4種の塩基
を特異的に停止する伸長反応させる方法である。
【0046】シークエンスプライマーとして、FITC
(fluorescein isothiocyanate)蛍光標識したものを使
用し、Taqポリメラーゼにより約25サイクル反応さ
せた。蛍光標識したDNA断片につき、自動DNAシー
クエンサー、ALFTMDNAシークエンサー(ファルマ
シア社製)によりcDNAの5’末端側から約400塩
基の配列を決定した。
【0047】3’非翻訳領域は、各遺伝子の異質性(he
terogeneity)が高く、個々の遺伝子を区別するのに適
しているので、場合によっては、3’側のシークエンス
も行なった。
【0048】DNAシークエンサーで得られた膨大な塩
基配列情報を、64ビットのコンピューターDEC34
00に転送し、コンピュターによるホモロジー解析を行
なった。該ホモロジー解析は、UWGCGのFASTA
プログラム(Pearson, W.R.and Lipman, D. J., Proc.N
atl.Acad.Sci., USA., 85, 2444-2448 (1988))による
データーベース(GenBank, EMBL)検索により行なっ
た。
【0049】ヒト胎児脳cDNAライブラリーについて
の上記解析方法は、藤原ら〔Fujiwara, t., et al., DN
A Res., 2, 107-111 (1991)〕に詳述されている。
【0050】上記と同様な方法で、構築されたヒト胎盤
cDNAライブラリーから無作為に選択したおよそ50
40のESTs(expressed sequence tags:発現遺伝子
断片の部分DNA配列)の配列決定を実施した。
【0051】FASTAプログラムによるGene Bankと
EMBLの配列検索の中で、GEN−559H12と命
名したクローンが、上記Rho遺伝子と構造的な類似性
を示すことを発見した。
【0052】上記GEN−559H12クローンの持つ
全長配列を明確にするため、T7DNAポリメラーゼと
合成プライマーとを使用するDNAシーケンスシングを
行ない、また、テンプレート(鋳型)としてベクター
(pBluescript vector: ストラタジーン社製(Stratage
ne))内に挿入された二本鎖DNAと、プライマーとし
ての合成オリゴヌクレオチドとを使用して、サンガーら
のジデオキシ・チェーン・ターミネェーション法によっ
て、全コード領域を含むcDNAの塩基配列を決定し、
他のいくつかのrho関連遺伝子のDNA配列と比較し
た。
【0053】配列番号:3に、GEN−559H12ク
ローン(cDNA)の核酸配列を、配列番号:2に、該
クローンのコードディング領域の核酸配列を、また配列
番号:1に、該核酸配列でコードされる推定アミノ酸配
列を示す。
【0054】上記核酸配列には、最初の開始シグナル配
列が40−42番目の核酸残基の位置に見つけられ、こ
れが翻訳開始コドンと推定された。推定終始コドンは、
670−672番目の核酸残基の位置に見つけられた。
【0055】cDNAは、1086ヌクレオチドの長さ
であり、210アミノ酸の推定されたタンパクをコード
する630塩基対のオープン・リーディンク゛・フレー
ムを含んでいた。
【0056】FASTAプログラムでの相同性検索によ
り、この遺伝子が、RhoA〔Yeramian, P., et al.,
Nucleic Acids Res., 15, 1869 (1987)〕、RhoB〔J
ahner, D., and Hunter, T., Mol. Cell. Biol., 11, 3
682-3690 (1991): Chardin,P., et al., Nucleic Acids
Res., 16(6), 2717 (1988)〕及びRhoC遺伝子〔Cha
rdin, P., et al., Nucleic Acids Res., 16(6), 2717
(1988)〕と、それぞれ60〜63%の範囲で塩基配列の
相同性を示し、またこの遺伝子は、Rhoサブ・ファミ
リーの他のメンバーであるrac1〔Didsbury, J., et
al., J. Biol. Chem., 264, 16378-16382 (1989): Mol
l, J., et al., Oncogene, 6, 863-866 (1991)〕及びr
ac2遺伝子〔Didsbury, J., et al., J. Biol. Che
m., 264,16378-16382 (1989)〕とも、相同性のあること
が明らかになった。
【0057】尚、上記rac1遺伝子は、C3ボツリヌ
ス毒素に対するras関連基質である。
【0058】また、アミノ酸配列レベルにおいて、本発
明遺伝子の推定された発現産物は、RhoとRac遺伝
子の産物と、50〜54%の範囲で相同性を示し、Ra
sタンパクとは約30%の相同性を示した。
【0059】本遺伝子(cDNA)の5’非コード領域
には、いくつかの二次構造を安定化することの知られて
いる構造(グアニン+シトシン、Muller, A.J., and Wi
tte,O.N., Mol. Cell Biol., 9, 5234-5238 (1989))が
著しく多く含まれていた(92%)。
【0060】GC含量の多いドメインは、またマウスR
ac1〔Moll, J., et al., Oncogene, 6, 863-866 (19
91)〕、プロト癌遺伝子c−sis/PDGF〔Rao, C.
D.,et al., Mol. Cell Biol., 8, 284-292 (1988)〕、
c−myc〔Parkin, N., etal., Mol. Cell. Biol.,
8, 2875-2883 (1988)〕及びキメラBCR/ABL癌遺
伝子mRNA〔Muller, A.J., and Witte, O.N., Mol.
Cell Biol., 9, 5234-5238 (1989)〕のそれぞれの5’
非コーディング領域内に立証報告されている。
【0061】推定されたアミノ酸配列は、特にRasタ
ンパクにおいてGTP結合と加水分解に関連している4
つの保存されたストレッチ〔Valencia, A., et al., Bi
ochemistry, 30, 4637-4648 (1991): Bourne, H. R., e
t al., Nature, 3 48, 125-132 (1991)〕(モチーフI〜
IV)と、主にRasとRhoタンパクに見られている
膜付着のために必要とされるC末端Caaxモチー
フ("a"は脂肪族残基である)とを特徴として含んでい
る。
【0062】配列番号:1の24−31の位置に示され
るモチーフI(GxxxxGKT/S、xは如何なる残
基であってもよい)と、配列番号:1の170−173
の位置に示されるモチーフIV(ExSA)とは、高く
保存されていた。しかしながら、本遺伝子の推定発現産
物を示す配列番号:1の71−76の位置に示されるモ
チーフII(DTAGQE)においては、GluがAs
pによって置き換えられていた。この置換は他のGTP
結合タンパクにおいては報告されていないが、Gluと
Aspの両者は、いずれも酸性残基であることを考慮す
ると、この置換は、生物化学的に有意な影響は及ぼしそ
うにないと考えられる。
【0063】配列番号:1の129−132の位置に示
される所謂グアニン特異的領域(NKxD)と呼ばれる
モチーフIIIは、RhoY1において観察されたと同
じ置換であるCKxDによって置き換えられていた〔Ma
daule, P., et al., Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A.,
84, 779-783 (1987)〕。
【0064】Rho、Rac等の関連タンパクと本発明
遺伝子の発現産物である新規なタンパク配列とを比較す
ると、該タンパク配列においては、N末端から最初に高
く保存された残基Lysとの間の距離は19アミノ酸で
あったのに対して、関連タンパクでは5から7のアミノ
酸であった。しかしながら、このN末端ブロックの例外
的な長さは、RasとRabサブ・ファミリーのいくつ
かのメンバーにも見られている。本発明者らは、得られ
たcDNAがRhoサブ・ファミリーの新規なメンバー
であると結論した。
【0065】(2)ノーザンブロット分析 正常ヒト組織におけるRho関連蛋白HP1mRNAの
発現を、ランダム・オリゴヌクレオチド・プライミング
法によって、標識したヒトcDNAクローンをプローブ
とするノーザンブロットにより評価した。
【0066】ノーザンブロット分析は、製品使用法に従
い、ヒトMTNブロット(Human Multiple Tissue Noth
ern blot; クローンテック社製、ラ・ジョラ(La Joll
a)、カリフォルニア、米国)を用いて実施した。
【0067】即ち、上記クローンGEN−559H12
の全配列をPCRで増幅し、PCR増幅産物を[32P]
−dCTP(ランダムプライムドDNAラベリングキッ
ト、ベーリンガーマンハイム社)により標識してプロー
ブとした。
【0068】ブロットを4時間プレハイブリダイズ後、
42℃で一晩、50%ホルムアミド/5×SSC/10
×デンハルツ溶液/2%SDS溶液(100μg/ml
変性サケ精子DNA含有)の溶液中でハイブリダイズし
た。2×SSC/0.1%SDSにて室温下にて2回洗
浄後、次いで0.2×SSC/0.1%SDSにて65
℃下に10分間で2回洗浄した。フィルターは−70℃
下に1日間、X線フィルム(コダック社製)に対して露
光した。
【0069】36時間の露光の結果、試験した全てのヒ
ト組織の内、1.2kbの発現物が肝臓、心臓、胎盤、
膵臓と骨格筋において発現されていた、また、前立腺、
腎臓、卵巣において、弱い発現が検出された。
【0070】本発明によれば、新規なヒトRho関連蛋
白HP1遺伝子が提供され、該遺伝子を用いれば、該遺
伝子の各種組織での発現の検出や、ヒトRho関連蛋白
の遺伝子工学的製造が可能となり、之等により、発現タ
ンパクによる細胞内小胞輸送の制御機構の解明の研究や
之等の関与する疾患、例えば癌等の病態解明や診断、治
療等が可能となると考えられる。
【0071】
【配列表】
【0072】配列番号:1 配列の長さ:210 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直線状 配列の種類:蛋白 配列: Met Thr Ala Ala Gln Ala Ala Gly Glu Glu Ala Pro Pro Gly Val Arg 1 5 10 15 Ser Val Lys Val Val Leu Val Gly Asp Gly Gly Cys Gly Lys Thr Ser 20 25 30 Leu Leu Met Val Phe Ala Asp Gly Ala Phe Pro Glu Ser Tyr Thr Pro 35 40 45 Thr Val Phe Glu Arg Tyr Met Val Asn Leu Gln Val Lys Gly Lys Pro 50 55 60 Val His Leu His Ile Trp Asp Thr Ala Gly Gln Asp Asp Tyr Asp Arg 65 70 75 80 Leu Arg Pro Leu Phe Tyr Pro Asp Ala Ser Val Leu Leu Leu Cys Phe 85 90 95 Asp Val Thr Ser Pro Asn Ser Phe Asp Asn Ile Phe Asn Arg Trp Tyr 100 105 110 Pro Glu Val Asn His Phe Cys Lys Lys Val Pro Ile Ile Val Val Gly 115 120 125 Cys Lys Thr Asp Leu Arg Lys Asp Lys Ser Leu Val Asn Lys Leu Arg 130 135 140 Arg Asn Gly Leu Glu Pro Val Thr Tyr His Arg Gly Gln Glu Met Ala 145 150 155 160 Arg Ser Val Gly Ala Val Ala Tyr Leu Glu Cys Ser Ala Arg Leu His 165 170 175 Asp Asn Val His Ala Val Phe Gln Glu Ala Ala Glu Val Ala Leu Ser 180 185 190 Ser Arg Gly Arg Asn Phe Trp Arg Arg Ile Thr Gln Gly Phe Cys Val 195 200 205 Val Thr 210
【0073】配列番号:2 配列の長さ:630 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直線状 配列の種類:DNA (cDNA) 配列: ATGACGGCGG CCCAGGCCGC GGGTGAGGAG GCGCCACCAG GCGTGCGGTC CGTCAAGGTG 60 GTCCTGGTGG GCGACGGCGG CTGCGGGAAG ACGTCGCTGC TGATGGTCTT CGCCGATGGG 120 GCCTTCCCCG AGAGCTACAC CCCCACGGTG TTTGAGCGGT ACATGGTCAA CCTGCAAGTG 180 AAAGGCAAAC CTGTGCACCT CCACATCTGG GACACAGCAG GGCAAGATGA CTATGACCGC 240 CTGCGGCCCC TGTTCTACCC TGACGCCAGC GTCCTGCTGC TTTGCTTCGA TGTCACCAGC 300 CCGAACAGCT TTGACAACAT CTTTAACCGG TGGTACCCAG AAGTGAATCA TTTCTGCAAG 360 AAGGTACCCA TCATCGTCGT GGGCTGCAAG ACTGACCTGC GCAAGGACAA ATCACTGGTG 420 AACAAGCTCC GAAGAAACGG ATTGGAGCCT GTGACCTACC ACAGGGGCCA GGAGATGGCG 480 AGGTCCGTGG GCGCGGTGGC CTACCTCGAG TGCTCGGCTC GGCTCCATGA CAACGTCCAC 540 GCCGTCTTCC AGGAGGCCGC CGAGGTGGCC CTCAGCAGCC GCGGTCGCAA CTTCTGGCGG 600 CGGATTACCC AGGGCTTTTG CGTGGTGACC 630
【0074】配列番号:3 配列の長さ:1086 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直線状 配列の種類:DNA (cDNA) 配列の特徴: 特徴を表わす記号:CDS 存在位置:40..669 特徴を決定した方法:E 配列: CGCAGCCGCC CGCCCGCCCG CTCAGCGCCC GGC
CCCGGG ATG ACG GCG GCC CAG 54
Met Thr Ala Ala Gln
1 5 GCC GCG GGT GAG GAG GCG CCA CCA GGC
GTG CGG TCC GTC AAG GTG GTC 102 Ala Ala Gly Glu Glu Ala Pro Pro Gly
Val Arg Ser Val Lys Val Val 10
15 20 CTG GTG GGC GAC GGC GGC TGC GGG AAG
ACG TCG CTG CTG ATG GTC TTC 150 Leu Val Gly Asp Gly Gly Cys Gly Lys
Thr Ser Leu Leu Met Val Phe 25 30
35 GCC GAT GGG GCC TTC CCC GAG AGC TAC
ACC CCC ACG GTG TTT GAG CGG 198 Ala Asp Gly Ala Phe Pro Glu Ser Tyr
Thr Pro Thr Val Phe Glu Arg 40 45
50 TAC ATG GTC AAC CTG CAA GTG AAA GGC
AAA CCT GTG CAC CTC CAC ATC 246 Tyr Met Val Asn Leu Gln Val Lys Gly
Lys Pro Val His Leu His Ile 55 60
65 TGG GAC ACA GCA GGG CAA GAT GAC TAT
GAC CGC CTG CGG CCC CTG TTC 294 Trp Asp Thr Ala Gly Gln Asp Asp Tyr
Asp Arg Leu Arg Pro Leu Phe 70 75
80 85 TAC CCT GAC GCC AGC GTC CTG CTG CTT
TGC TTC GAT GTC ACC AGC CCG 342 Tyr Pro Asp Ala Ser Val Leu Leu Leu
Cys Phe Asp Val Thr Ser Pro 90
95 100 AAC AGC TTT GAC AAC ATC TTT AAC CGG
TGG TAC CCA GAA GTG AAT CAT 390 Asn Ser Phe Asp Asn Ile Phe Asn Arg
Trp Tyr Pro Glu Val Asn His 105 110
115 TTC TGC AAG AAG GTA CCC ATC ATC GTC
GTG GGC TGC AAG ACT GAC CTG 438 Phe Cys Lys Lys Val Pro Ile Ile Val
Val Gly Cys Lys Thr Asp Leu 120 125
130 CGC AAG GAC AAA TCA CTG GTG AAC AAG
CTC CGA AGA AAC GGA TTG GAG 486 Arg Lys Asp Lys Ser Leu Val Asn Lys
Leu Arg Arg Asn Gly Leu Glu 135 140
145 CCT GTG ACC TAC CAC AGG GGC CAG GAG
ATG GCG AGG TCC GTG GGC GCG 534 Pro Val Thr Tyr His Arg Gly Gln Glu
Met Ala Arg Ser Val Gly Ala 150 155
160 165 GTG GCC TAC CTC GAG TGC TCG GCT CGG
CTC CAT GAC AAC GTC CAC GCC 582 Val Ala Tyr Leu Glu Cys Ser Ala Arg
Leu His Asp Asn Val His Ala 170
175 180 GTC TTC CAG GAG GCC GCC GAG GTG GCC
CTC AGC AGC CGC GGT CGC AAC 630 Val Phe Gln Glu Ala Ala Glu Val Ala
Leu Ser Ser Arg Gly Arg Asn 185 190
195 TTC TGG CGG CGG ATT ACC CAG GGC TTT
TGC GTG GTG ACC TGAGCGGCTC 679 Phe Trp Arg Arg Ile Thr Gln Gly Phe
Cys Val Val Thr 200 205
210 GGGGCGTCCC AGCGACGCGG GAAGGGGCAG GGC
GCTGACC TGCTGCTGAG CTGGCTGGGC 739 TGGACCCGGT CCCTAGGCTG TGACCGCCGA ACT
CCACTGC AACAGACGGG CGCCACCAAA 799 GCCAGGCCCT GAGGCCTGGG AGTCCTGGAC TGA
GAAAGGG GGTTCCTGGG CCCACCTGCT 859 CTGTGTAGGG CTCGTCCTGC GGTGCCCGAG AAT
CACTCGC TAACCCCTAT GCCCGGTCCC 919 GGACCGACAT CCTGGAGCCG CCTGTGCAGC CTG
ATGCCCC CTCGTGGCTG CTCCCAGGGC 979 TGCACCTGCC AGGACCTAAT GTTCTTAGGT CCC
TCTGGCC AGAACCCACA CCCGGCCCCT 1039 TCCCACCTGT CATACTGGTA ACTGTAACAA GAA
AAACGAC ATCACTT 1086

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配列番号:1で示されるアミノ酸配列をコ
    ードする塩基配列を含むことを特徴とするヒトRho関
    連蛋白HP1遺伝子。
  2. 【請求項2】配列番号:2で示される塩基配列を含むこ
    とを特徴とするヒトRho関連蛋白HP1遺伝子。
  3. 【請求項3】配列番号:3で示される塩基配列である請
    求項2に記載のヒトRho関連蛋白HP1遺伝子。
JP9021293A 1997-02-04 1997-02-04 ヒトRho関連蛋白HP1遺伝子 Pending JPH10215872A (ja)

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