JPS59104325A - ヒト白血病ウイルスの遺伝子rnaに相補性を示すdna - Google Patents

ヒト白血病ウイルスの遺伝子rnaに相補性を示すdna

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JPS59104325A
JPS59104325A JP57214287A JP21428782A JPS59104325A JP S59104325 A JPS59104325 A JP S59104325A JP 57214287 A JP57214287 A JP 57214287A JP 21428782 A JP21428782 A JP 21428782A JP S59104325 A JPS59104325 A JP S59104325A
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recombinant
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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】 に相補性を示すD N Aおよび該DNAを含む組換え
体DNAに関する。
ヒト白血病ウィルス、とくに成人T細胞白血病ウィルス
(以下ATLVと略記する)はヒト成人T細胞白血病の
原因ウィルスとして考えられているレトロウィルスであ
り、白血病患者の腫瘍細胞および細胞株において染色体
中に組込まれて存在することがわかっている( M. 
Yoehidaθt al.Proc.Natl.Ac
ad.8ci。USA?9,2031。
1982)。従ってヒト白血病ウィルスの構造を解明す
ることは、ヒト白血病リンパ腫の診断。
治療,予防等に大きく貢献すると考えられている。現在
までに、ヒト白血病ウィルスの構造に関しては、Gal
lOらの報告( Proc. Natl. Acad。
Sci.  USA+ 7 9,1 2 9 1〜12
94.1982)があるが、との報告では、H T T
J Vと称するヒト白血病ウィルスのうちの25のアミ
ノ酸配列を解明しているにすぎない。
本発明者らは、ヒト白血病ウィルス遺伝子について研究
を重ねた結果、ATL’Vの遺伝子RNAを鋳型として
合成したDNAのクローン化ならびに該DNAの全塩基
配列の解読に成功し、本発明を完成するに至った。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明はヒト白血病ウィルスの遺伝子R N Aに相補
性を示すD N Aおよび該D N Aを組込んだ組換
え体D N Aに関する。
本発明のヒト白血病ウィルスの遺伝子に相補性を示すD
NAとしては、成人T細胞白血病患者の白血病細胞、こ
れらの白血病細胞よシ樹立された細胞株、ヒト白血病ウ
ィルスの感染を受けた細胞またはその培養細胞から抽出
したDNAおよびヒト白血病ウィルスの遺伝子R N 
Aを精製し、逆転写酵素などによって合成した二重鎖D
NAなどがあげられる。具体的に好適な例としては、成
人T細胞白血病患者の末梢血より得られる成人T細胞白
血病細胞から抽出して得られ、ATK−1と名付けた9
032の塩基対からなるD 1.J Aがあげられる。
ATK−1の制限酵素地図および全塩基配列は第1図お
よび第1表に示すとおりであり、次の5つの重要な部分
からなる。
(+lLTR:ウイルス遺伝子両端に存在し、ウィルス
の増殖の制御に必須で、かつi4l胞の染色体DNAへ
の組込みにも重要な役割を担っている遺伝子。
この遺伝子は754塩基対よりなる。
(2)  gag蛋白遺伝子: ウィルス粒子の内部構造を構成する蛋白質の前駆体ポリ
ペプチドをコードする遺伝子で、1290塩基対よりな
る。
(31  pol遺伝子 逆転写酵素をコードする遺伝子で、2688塩基対より
なる。
(4)  env遺伝子 ウィルスの感染能を規定するウイルス粒子の表面の糖蛋
白質をコードする遺伝子で、1464塩基対よりなる。
(51  pX−L pX−[[+ pX−1![およ
びpX−IV現在のところ役割不明の遺伝子で、それぞ
れ297,261,333および735塩基対よりなる
上記5種の塩基配列は、それぞれ下記のごとき用途が期
待される。
illLTR: ウィルスの増殖に必須で、細胞DNAへの組込みに関与
しているので、このLTRJ) N 、Aを探針(pr
obe)として、成人T細胞白血病の診断に用いること
ができる。
(21  gag蛋白遺伝子: ウィルス蛋白としては最も大量に作られるので抗体価も
抗原も検出し易く、成人′r細胞白血病の診断に用いる
ことができる。
(31  pol遺伝子: 逆転写酵素をコードする遺伝子であるから、この遺伝子
に対する特異的阻害剤を開発すれば、ウィルス感染、拡
散の防止に役立つ。
14)  env遺伝子: ウィルス感染性を決める糖蛋白をコードするので、ウィ
ルス感染の予防、白血病細胞の特異的傷害、ウィルス感
染の診断などに最も期待がもてる。
第1図に示すように、ATK−1は制限酵素Pet l
 、 Hlnd ■、  XhOIおよびBam HI
 に対してそれぞれ5.3.1および2個の切断部位を
有する。
本発明のヒト白血病ウィルス遺伝子に相補性を示すDN
AはベクターDNAに組込んだ組換え体DNAとして採
取することができる。この組換え休D N A f:3
供することも本発明の目的の一つである。
本発明の組換え体DNAは、成人T細胞白血病患者の成
人T #llI胞白血病細胞これらの白血病細胞より樹
立された細胞株、あるいはウィルス感染を受けた細j泡
またはこの細胞の培養細胞からD N Aを抽出し、制
限酵素によりウィルス遺伝子を切り出し、D N A組
換え技術によりベクターDNAに挿入することによって
得ることができる。
成人T細胞白血病細胞は成人TIVIB胞白血病患者の
末梢血よりフィコールを用いた遠心法により赤血球から
分離して得られる( A、 Boyum :5cand
、’J、 C11n、Lab、 Invest、 21
 97(1968))。
まフyヒト白血病ウィルスの遺伝子を持つ細胞株は、成
人T細胞白血病患者より得られる白血病細胞をT細胞増
殖促進因子(TCGF)  の存在下長期培養を行うC
B、 J、 POlfllSZ etal、+Proc
、 JJatl、 Acad、 Sci、 USA 、
 77 、6815(1980))か、まだは胎児端帯
血のリンパ球と混合培養することにより得られる〔1.
 Miyoshi et ah。
Nature+ 294770(1981)〕。またウ
ィルス感染を受けた細胞は、ヒト白血病ウィルスを産生
ずる細胞とヒトリンパ球を混合培養することによっても
得られる[ N、 Yamamoto et al、。
5cience 、 217 、737(1982)〕
上記のようにして得られるヒト白血病ウィルス遺伝子を
有する細胞を破壊し、フェノールなどでDNAとRNA
を抽出し、RNase  で処理してRNAを分解除去
し、該DNAを抽出する。
このD N AにFCORlなどの制限酵素を作用させ
て切断し、D N A断片をフェノール抽出などにより
精製して得る。制限酵素は、例えばTrieHCA (
pH7,0〜8.5.10〜50 mM)+ Mf/C
12(5〜lOmM ) 、  NaC/?(0−15
0mM)+メルカプトエタノール(θ〜10 mM )
などからなる緩衝液などの存在下に反応させる。
一方、ベクター1) N Aとなるλファージ・シャロ
ン4ADNAなどのファージD N A +  pBR
322などの大腸菌プラスミドにEcoRI  などの
制限酵素を作用させて切断し、D N A断片をアガロ
ースゲル電気泳動などによシ分離イ′6製する。
上記のように同種の制限酵素によシ切tflrされた細
胞DNA断片とベクターDNA断片を混合し、両]) 
l(A断片を結合させる。結合反応は、例えばTrie
−HCA(pH7,0−8,5,10−50rrM’)
NaC1(50〜150+r+M)、 MグCI!2(
5−tomM)、 ATP(0,05〜0.2 mM 
)などからなる緩衝液の存在下T4DNAリガーゼ(T
4ファージ感染大腸菌より採取することかできる)と一
定時間(10〜48時間)。
一定温度(8〜15℃)で反応させることによシ行なう
ことができる。
ベクターDNAとしてファージDNAを用いる場合は、
下記のごとくして組換え体DNAを採取することができ
る。
上記のように結合したDNAを、例えばBlattne
rらの方法(5cience + 202+ 1279
+1978)によってλフアージ粒子と再構成する。
この再構成λフアージ粒子をλファージに感受性の大腸
菌例えばD P 50 F [D、 Piemeier
 etaJ、、 Nature、 263.526(1
976)]に感染させ寒天培地上に培養し、λファージ
の溶菌プラークを形成させる。とのλフアージ溶菌プラ
ークのある寒天培地上にニトロセルロース膜を密着させ
、ファージの一部をニトロセルロース膜上に移し固定化
する。一方、ヒト白血病ウィルス産生細胞より放出され
るウィルス粒子を用いて、例えば吉田らの方法(Pro
c、 Natl、Acad、、 Sci、+USA、 
79j 2031−2035.1982)により(”P
)で標識したウィルスRN Aに相補的なcDNAを合
成する。この(32P)−cDNAを探針として用い、
ニトロセルロース膜上に固定されたファージDNAと水
素結合によシ会合させた後、オートラジオグラフィーに
よυヒト白血病ウィルスRNAと相補的な遺伝子をもっ
λファージ組換え体を同定する。
ベクターD tJ AとしてプラスミドD N Aを用
いる場合は、下記のごとくして組換え体DNAを採取す
ることができる。
上記のごとく結合したDNAを、Enoaらの方法(J
、 Mo1. Biol、 96 、495−509.
1975)によって形質転換可能な大+S菌、たとえば
大腸菌X 1776(ATCC312441Mo1ec
ular Cloningof ReC0m’1)ln
anj DNA+ 5cottl w、 A、 & w
orner。
R,+ edited、Academic Press
、+ p99−114+ 1977)+大腸菌c 6o
 O[R,K、 Appleyard et al、。
Genentjcs 39+ 440 (1954):
]を形質転換させる。組換えプラスミドには、ベクター
DNA。
例えば大腸菌プラスミドpBR322のもつβ−ラクタ
マーゼ遺伝子が存在し、従って形質転換した大腸菌はア
ンピシリン耐性を示す。このアンピシリン耐性株の中か
らヒト白血病ウィルスの遺伝子RNAに相補的な遺伝子
をもつ新規な組換え体DNAを探し出すには、ファージ
の場合に用いたと同様なニトロセルロース膜を用いた(
 32P )−CDNAとの会合により行う。
このようにして得られる組換え体DNAからヒト白血病
ウィルスの遺伝子RN Aに相補的なり N AをMa
niatisの方法[Ce1ls r IL 687+
(1978)〕によって取出し、MaxamとG11b
ertの方法(Methoas in Enzymol
、、 65 r 499(1980)]に従って、DN
A塩基配列を決定することができる。
本発明のD N Aならびに組換え体DNAは下記のご
とくヒト白血病の診断、予防、治療に役立つことが期待
され、非常に有用である。
(11組換え体のすべてまたは一部のDNAを利用して
ヒト白血病リンパ腫およびウィルス感染の診断方法を確
立する。
(2)全塩基配列よりウィルスが作る抗原蛋白のアミノ
酸配列を推定し、すべて棟だけ一部のアミノ酸配列を含
むペプチドまたは蛋白質の合成・量産を可能にする。
(3)組換え体に挿入されメこDNAのすべてまたは一
部を他のベクターD N Aに再挿入し、細菌まだは真
核イ用胞中で増殖を増巾させることによシ、ウィルス抗
原蛋白の量産を可能にする。
(4)2項および3項で産生されるペプチドあるいは蛋
白質を、それ自身あるいはそれらに対して調製した抗体
を利用してヒト白血病の診断、治療、予防を可能にする
以下本発明の実施例を示す。
実施例1 成人T細胞白血病患者より検査用に採血された末梢血5
dに抗凝固剤としてヘパリン注射液0、1 rRl ヲ
加えたL−(*zのフィコール・コンレイ溶液層(第一
化学社製)の上に静かに積層し、1500 rpm 、
 30分間遠心することにより、赤血球よシ分離された
白血病細胞(約lO)を分取した。得られた白血病細胞
に1%の5DS(ラウリル硫酸ナトリウム)を加えて溶
解し、ブロテイナーゼK(メルク社製)200μf/m
lを加えて、45℃、2時間インキュベートする。
続いて3回のフェノール抽出を行い、約0.5 Mfl
の高分子DNAを得た。
得られたDNA250μVを10mMTrie−HCl
、 6 mM MfC12,50mMNaClおよび6
mMメルカプトエタノールからなる緩衝液(pH7,5
)に溶解し、100単位のEC0RI (宝酒造社販売
)を加え、16時間、37℃で反応し、2回のフェノー
ル抽出を行い、蛋白を除きDNA′@:精製した。得ら
れるDNAを1チのアガロースゲル電気泳動により分離
し、分子の大きさが約11,000     ′〜15
,000塩基対に相当するDNA断片を含む両分よシ、
フェノールを用いてDNAを溶出回収し、フェノール抽
出によシネ鈍物を除き、D N Aを精製する。このよ
うにして約20μVの細胞DNA断片を得た。
一方50μVのλファージ・シャロン4AD N A 
[F、 R,B1attner+5O16nCe+ 1
96 + 161(1977)]を100μlの上記緩
衝液に溶解し、断される。これらの断片を1チのアガロ
ースゲル電気泳動により分離し、分子の大きい方から2
本のバンドを切り出し、前記と同様にDNAを回収した
。2本のバンドをあわせて約15μ2のファージDNA
I所片が得られた。
上記のごとくして得られた細胞DNA11,17片約1
μ2とシャロン4A  DNA断片約2μ2とを50 
mM Tris−HCl、10mMMfC12、0,1
MNaCA!および0.1 mM A T Pd=らな
る緩衝液(pH7,5)40μ!に加え、さらに3単位
のT 4 D N Aリガーゼ(Beth、esda 
Re5earch Laboratories(以下B
RLという)社製〕を加えて12°Cで18時間以上反
応させた。
反応液をBlat tnerらの方法によってλフアー
ジ粒子と再構成する。この再構成λファージを指示菌で
ある大腸菌DP50Fと共に寒天培地(トリプト710
9/I1.fミジ750 my/l +ジアミノピメリ
ン酸s o me/l 、  NaCA! 2.s y
/l 。
寒天10□、pH7,5)上に加え培養した゛。
この寒天培地上にニトロセルロース膜(S&S社販売)
を密着させることにより溶菌プラーク中のファージの一
部をニトロセルロース膜上に移し、加熱(so℃、12
0分)することによりファージD N Aを固定した。
一方ヒト白血病細胞ウィルスを産生ずる細胞株M T 
−2(1,Miyoshi、 Nature、 294
+ 77(b(1981))の培養液約500mよ#)
精製したヒト白血病ウィルス粒子(蛋白量にして約1吟
似)を、50 mMTris4(C/ −10InMM
fCl 2+  1 mMレジチオスレイトール  1
 mM dATP + 1mM aG’rp。
1 mM dTTP、 5μM (32P)dCTPI
 5o sr/rulアクチノマイシy D (Sig
ma社製)、0.02%N P 40 (Sigma社
製)および0.5μf/mlオリゴ(dT)からなる反
応液200μlに加え、37℃、16時間反応させた。
この反応でヒト白血病ウィルスRNAに相補的なウィル
ス(p)−cDNAが合成されるので、アルカリ処理、
フェノール抽出、セファデックスG−100カラムクロ
マトグラフイーによシこの(3”P)−CD↑JA(5
X 10’ cpm)を精製して得だ。この(3乍トC
DNAをニトロセルロース膜上に固定したλフアージD
NAに会合させた後、オートラジオグラフィーにより、
ヒト白血病ウィルスの遺伝子RNAに相補的な遺伝子を
持つ組換え体ファージλATK−1を得た。
実施例2 実施例1で得た組換え体ファージλATK−1(10’
 PFW旬)を10m/のNZY培地(N Zアミン1
0 V/l 、 11γ母エキス5 f/l 、硫酸マ
グネシウム1 f/l 、ジアミノピメリンe 50 
ny/l rチミジン50 m9/lおよびZJaCA
i 5r/l )中で一夜培養した大腸菌DP50Fと
ともに一夜培養し、この培養上清を組換え体ファージの
ストックとしだ。このストック10幅を21のN Z 
Y培地に加え、37℃で一夜培養した。増殖しだ組換え
体ファージを通常のc、cl 密度平衡遠心法により精
製し、フェノール抽出することにより約400μVの組
換え体ファージDNAを得た。このD N AをEOO
RI  によシ完全分解し、1チアガロースゲル電気泳
動を行うことにより、約15.000塩基対よりなる挿
入DNA断片約70μ2得た。
このDNA断片をSa/ ■、H1n、d 11 + 
BamHLPet l+ Sma l+ 5au3A+
 Hlnf l+ )(pa 11などの制限酵素で切
断し、その末端を32Pで標識してはMaxamとG1
1bertの方法(Method inEnZymO1
0g7 + 65 + 499 + 1980 )によ
り塩基配列を決定することを繰返し、ヒト白血病ウィル
スの遺伝子の全塩基配列を決定した。結果は次表(第1
表)に示すとおりで、ヒト白血病ウィルスは9032塩
基対からなることが明らかである。
ATK−IDNA約3μ2をBam Hl(B RL社
製)10単位で完全消化し、その半−i (1,5μV
相当を上記の方法により前もってBamHlで処理した
pBR322DNA約0.5μmと、残りの手厳をEc
oRlおよびBamHIの両酵素で前処理したpBR3
22DNA約0.5μmと、それぞれ混合し、T4DN
Aリガーゼによる結合反応を4日間行っだ。反応液を用
い別々に前記の方法により大腸菌0600を形質転換し
、第1図に示したように)]amHlによって生ずる3
つのDNA断片が各々別個にTIBR322にクローン
されたプラスミドを得だ。51側のD N A断片を持
つグラスミドをpATK03+中央のDNA1所片を持
つプラスミドをp A T K 06 + 3 ’側の
D N A断片を持つプラスミドをpATKo 8とし
だ。各プラスミドは大腸i4 C600菌株に挿入され
て、それぞれ米国A+nerice、n Type C
u1ture Co11ectionにATCC392
44,39245および39246として寄託しである
実施例3 ヒト白血病の診断への応用2 白血病患者の末梢血約1rLtを分取し、10%SDS
を0.5 m加え、赤血球、リンパ球を溶解し、100
 mM EDTA 0.15m/およびプロテイナーゼ
に400μVを加え45℃で2時間反応した。反応液の
フェノール抽出を3回繰返し、DNAを抽出し、高分子
DNAをガラス棒で巻き取った。
収量約50μ2゜このDNA5μ2を5単位のEcoR
l  で上述の条件で2時間消化し、1チアガロ一スゲ
ル重気泳動で分離した後、Sou、thθrnの方法(
J、 Mo1. B101..98 + 508 、(
1975)’]によりニトロセルロースにDNA断片を
固定した。
本発明で得られた新規な組換え体ファージD N A 
(λATK−1)をニックトランスレーションキット(
Amersham社製)により(32P)−dCTPの
存在下で標識し、これを探針として先のニトロセルロー
ス膜上の細胞DNA断片と会合させ、オートラジオグラ
フィーにより、ヒト白血病ウィルスの遺伝子を検出した
この方法によシ、病理学的、臨床的に成人工細胞白血病
と診断された患者18人すべてにヒト白血病ウィルスの
遺伝子が検出された。
【図面の簡単な説明】
第1図ケよ、本発明で得られるλATK−1の制限酵素
地図を示す。 理事長 安 西   、1□:。 \5.2.j

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11  ヒト白血病ウィルスの遺伝子RNAに相補性
    を示すDNA。 (2)  ヒト白血病ウィルスが成人T細胞白血病ウィ
    ルス(以下A ’r L Vと略記する)またはその近
    縁のウィルスであることを特徴とする特許請求の範囲2
    (口項記載のDIJAo(3)約9.000塩基対から
    なり、制限酵素Pet1 + Hlnd In + )
    QtOlおよびBamHIに対する制限部位数がそれぞ
    れ5.八1および2であることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載のD N A 。 (4)  全塩基配列が第1表で示されることを特徴と
    する特許請求の範囲第3項記載のDNA0(5)  ヒ
    ト白血病ウィルスの遺伝子RNAに相補性を示すDNA
    を組込んだ新規組換え体DNA0(6)  ヒト白血病
    ウィルスがATLVまたはその近縁のウィルスであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の組換え体D
    NA。 (7)該DNAが約9.000塩基対からなり、制限酵
    素Pst l 、Hlnd me Xho IおよびB
    amHIに対する制限部位数がそれぞれ5.3.1およ
    び2であることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
    の組換え体DNA0 (8)核組換え体D N Aが大腸菌由来のプラスミド
    D N Aに結合したものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第5項記載の組換え体NA0 (9)該組換え体DNAが大腸菌内で増殖するファージ
    DNAに結合したものであることを特徴とする特許請求
    の範囲第5項記載の組換え体DNA0 H該組換え体DNAの制限酵素切断様式が第1図で示さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の組換
    え体DNA0
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