JPS59500946A - プロテイン断片の製造方法 - Google Patents

プロテイン断片の製造方法

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JPS59500946A
JPS59500946A JP50195183A JP50195183A JPS59500946A JP S59500946 A JPS59500946 A JP S59500946A JP 50195183 A JP50195183 A JP 50195183A JP 50195183 A JP50195183 A JP 50195183A JP S59500946 A JPS59500946 A JP S59500946A
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JP50195183A
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ロスバツシユ・マイケル・エム
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ブランディ−ズ・ユニバ−シティ−
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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】
本発明は生物学、医薬および遺伝化学の分野に関する。 背景技術 プロティンは大ざっばに三種類の工程に分けられる複雑なプロセスにより創成さ れる。これらの工程は通常、転写、プロセッシングおよび翻訳と指称される。こ れらは下記のとうりに要約される。 転写のプロセスはDNA鋳型からRNA鎖を創成することを含む〔1〕。DNA の二重らせんは一時的に二本の鎖にわかれ、そして、”RNAポリメラーゼ”と 呼ばれる酵素は5′の位置から3′の位置の方向でDNAの一本の鎖にそって移 動する。 この移動につれて、ポリメラーゼはDNA鎖上の各露出塩基を同定する。四種類 の塩基はアデノシン、チミン、シトシンおよびグアニン(それぞれA、T、Gお よびGのように略記される)である。ポリメラーゼは次のように対応する塩基を 有するDNAの鎖を創成する。 ポリメラーゼにより創成されたRNA鎖の長さは転写の開始部位および停止部位 によって、ならびK、完全には解明されていないその他の因子によって制御され る。 斯くして創成されたRNAの鎖は゛−次トランスクリプト”と呼ばれる。真核生 物細胞では、核を放出する前に、プロセッシングまたは編集される〔2〕。これ は一連の複雑な工程によりおこなわれる。これらの工程のうち若干の工程は完全 に解明されていない。このプロセスのうちの一工程はRNA切り継ぎを含んでい た。要するに、RNA鎖のある断片が鎖から除かれ;残りの断片が短かくなった 鎖に再結合し、次いでプロティンに翻訳される。′イントロン″とはプロセッシ ング中に欠失されるRNAに転写される遺伝子の一部分を意味する。イントロン はプロティンには翻訳されない。′エクソン”とはRNAプロセッシング工程の 全体にわたって保存される遺伝子の一部分を意味する。イントロン相補セグメン トが欠失され771RNAが生成された後、エクソン相補セグメントは互いに再 結合される。編集mRNAは核を放出し、そして、プロティンに翻訳される。 翻訳のプロセス〔3〕はにプチト8結合によるアミノ酸の連結を含む。例えば、 次のような反応で例示される:(式中、R1およびR2は有機基を示す。)あら ゆる生物体中のプロティンはわずか20種類の基から創成されている。 全てのプロティンまたはその他のポリにゾチドは“アミン末端”、”N−末端” または1左手末端”と呼ばれる末端を有している。ポリにプチド鎖のもう一方の 末端は゛カルボキシル末端”、”C−末端”または“右手末端”と呼ばれている 。 本明細書で使用されるように、ポリペプチドのN−末端は次のいずれかを示す: (a)AUG出発コドンによりコードづけされているメチオニンまたはホルミル メチオニン分子、または(b)ポリペプチドの末端におけるアミン基またはその 誘導体。 プロティンが2つの部分に分割される場合、これらは“N−末端部分″(N−末 端を含有している)および″′C−末端部分″として認識することができる。 下記に定義されるような全ての指示ポリペプチドはポリペプチドの正しい機能化 に必須なアミノ酸またはアミノ酸配列を一種類または二種類以上含有している。 このようなアミノ酸を本明細書では1指示配列”と呼ぶ。本明細書で使用される ように、ポIJ−<プチト9の″′N−末端部分”はポ+)SプチドのN−末端 と指示配列との間に位置する一種類または二種類以上のアミノ酸を意味する。同 様に、遺伝子の“N−末端部分”はホリハプチドのN−末端部分をコードづけす るポリヌクレオチド配列を意味する。 プロティン中のアミノ酸の配列はプロティンの正しい機能化にとって極めて重要 である。アミノ酸配列はあらゆるタイプの細胞について同一の遺伝コードに基づ く。71!RNAの鎖中の塩基は三つのグループに分けられる。この三つのグル ープは各々執コドン”と呼ばれる。RNAの4種類の塩基を使用する場合、64 種類の塩基配列が考えられる。各配列は単一のタイプのアミノ酸に対応する。全 遺伝コードは同定されている〔4〕。例4 えば、シーフェンスUCA (5/から6′方向で特徴づけられる)はアミノ酸 のセリンをコードづけする。1個よりも多いコドン配列も単一のアミノ酸をコー ドづけできることがある。例えば、4個のコドン(CCU、CCC,OCAおよ びacG)はゾロリンをコードづけする。 1つのコドン、AUG、は通常、′出発コドン”または1翻訳開始部位”と呼ば れる。mRNAの鎖がリボゾームを通過する場合、ペプチド結合のプロセスはA UG配列が認識されるまで開始されない。この時点で、メチオニン分子(アミノ 酸である)は創成きれているプロティンのN−末端になる。mRNAの次の三種 類のヌクレオチドは次のコドンとして一緒に読まれ、そして、対応するアミノ酸 ははゾテド結合によってメチオニンに結合すれる。AUG出発コドンはmRNA の1リーデイングフレーム”または“レジスター”を決定する。換言すれば、A UG出発配列は、いかにしてヌクレオチドを三つのグループに類別するかを決定 する。この三つのグループは各々コドンとして機能する。 64コドン配列のうち三つは停止シグナル(通常、“停止コドン”と呼ばれる) である。これらの三つのコドン配列はUAA、UAGおよびUGAである。リボ ゾームがmRNAの鎖を翻訳している場合、リボゾームは停止コドンに達するま で、アミノ酸分子をプロティンに付加しつづける。ついで、リボゾームはプロテ ィンを放出し、そして、先のコドンによってコードづけされたアミノ酸はプロテ ィンのC−末端になる。 停止コド/を含有しないDNAのセグメントを本明細書では5 特製1!as9 −560946(4)1オープンリーデイングフレーム”と呼ぶ。正しいリーデ ィングフレームのエクソンセグメントのコーディング領域中に停止コドンは生じ ない。さもなければ、停止コドンは翻訳中のプロティンの早期切断を起こすであ ろう。そして、プロティンの機能を損なったりあるいは破壊したりするであろう 。正しいy−ディングフレーム中のエクソン系停止コドンのみがエクソンの末端 6′配列にある。 停止コドンは様々なタイプの突然変異によって創成できる。 例えば、遺伝子がヌクレオチドを欠失する場合、配列の翻訳は完全に狂わせるこ とができる。これを下記の欠失例で示す。 正常プロティン ksp His VAL ALα正常RNA GAU/CAU /GUA/GCA/変容RNA GAU/AUG/UA(1,/CA変容プロテ ィン AspMet末端 停止コドンは非コーディングDNA中にランダムに生じるものと思われる。また 、遺伝子を誤ったフレーム中で突然変異または翻訳させた場合にもランダムに生 成されるものと思われる。 β−ガラクトシダーゼ 一般的に、酵素は特定の生化学的機能を触媒する生化学的に活性なプロティンで ある。例えば、酵素のβ−ガラクトシダーゼ(β−G)は下記の式で示されるよ うに、ラクトース(これはジサッカライド、即ち、二つの炭水化物環を有する糖 分子である)を二個のモノサッカライド環、ガラクトースおよびグルコースに切 断する。 酵素のβ−Gは一般的に使用される細菌の大腸菌中に生じる。 これはβ−G遺伝子(一般的1c、 Lac−z遺伝子と呼ばれる)によってコ ート9づけされる。 1ac−2,−の場合、大腸菌の突然変異株が通常使用される。即ち、β−G遺 伝子は機能しない。このような細胞はグルコースのような栄養を使用し容易に生 長させることができる。この場合、β−G酵素による代謝を必要としない。 1ラクト一スMacConkey”インジケータープレートのような市販のイン ジケータープレート上で細胞を生長させることによって1ac−’z”細胞とシ ーαc−z−細胞とを簡単かつ好都合に区別する。?および2F細胞の両方とも インジケータープレート上で生長できる。高いレベルのβ−G活性(約1000 ユニツト/細胞よりも高い)を有する細胞のコロニーは赤色にかわる。低いレベ ルのβ−G活性のコロニーは無色である。 インジケータープレートはアンピシリンのような抗生物質のような選択剤を一種 または二種以上含有することもできる。例えば、アンピシリンを含有するインジ ケータープレートは酵素り、β−ラクタマーゼをコードづけするプラスミドを含 有する細胞を簡単に選別できる。 β−G酵素は、N−末端が除かれ、そして、別のポリペプチドで置換されたとし ても、しばしば機能を維持する。アミノ酸を約40個まで含有するN−断片はβ −G酵素の残りのC−断片のβ−G活性を何らそこなうことなく様々なポリペプ チドで置換できることが発見された〔5〕。これにより、DNA組みかえ技術ま たはその他の遺伝的方法を使用し雑種または1キメロチインを創成することがで きる。 遺伝子修飾 近年、遺伝子組みかえは集中的に研究されてきた。様々な方法が多数の文献〔6 〕および特許明細書〔7〕に開示されている。本発明にとって特に関心のある数 種の技法を下記に説明する。しかし、本発明の方法で使用できる技法はこれらだ けではない。当業者に公知のその他の技法またはその後に発明された技法も本発 明の方法を実施するのに使用できる。 DNAの二重らせん鎖はエンドヌクレアーゼと呼ばれる酵素(即ち、DNA二重 らせんの両方の鎖中のリン酸ジエステル結合を破壊できる酵素)により切る(″ ′切断”または1開裂”)8 ことができる。このような酵素はしばしば塩基対の特定配列を認識する。例えば 、このような二個のヌクレアーゼは次のようにDNAを切断する。 E3rna−18am−Hi ′5rrLα−1”と相称されるヌクレアーゼは1平滑”末端を創成し、“Ba m−Hl”と相称されるヌクレアーゼは゛スティッキー”または“接着”末端を 創成する。様々なエンドヌクレアーゼの存在が知られている。これらの(・テと んどは、切断部位として機能する一連の塩基対(通常、−個の特定配列中で4〜 6個の塩基対)と相互に関係して(・る。 所望ならば、少なくとも2種類の異なった方法で、接着末端を平滑末端に転化で きる。一つの方法は、次の例に示されるようK、”欠損”塩基を供給できる方法 であり、この方法はDNAポリメラーゼを有する切断DNAにヌクレオチドを付 加する別の方法は切断DNAを予定配列中の一連のヌクレオチドである1受容体 ”と接触させることからなる。例えは、受容体配列GATCCCCGGGを溶液 中で混合する場合、それ自体をアニールし、次の二重ラセン断片を生成する。 1:、ATCC;CCGGG GCrGC;GOCTAに の断片はヌクレアーゼの’ Bam−Hi ” によって創成された接着末端で ライゲート(tT、gαtt)シ、次の配列を創成する。 Bam−Hi Sma−1Bays−Hiこの配列は両方向中のBcLn−H1 1切断位によって包囲または“はさまれたnSmα−1切断部位を含有する。 修飾β−G遺伝子を有するいくつかのプラスミドが創成されている。例えば、L 、GWαrαルteらは、lαci遺伝子の57−末端に近いH乙ルcLJ[切 断側で、Lac i 遺伝子の部分に融合された1acz遺伝子のカルボキシル 末端領域を有する三種類のプラスミド(7)LG200. PLG300および PLG400)を報告している〔8〕。修飾β−G遺伝子は出発コドンがない。 出発コドンおよびオープンリーディングフレームを有する遺伝子断片がHind  l1部位に挿入された場合、キメラ系遺伝子はβ−G活性を有するプロティン に翻訳できる。この研究の目的はβ−G遺伝子を先導したヌクレオチド配列の効 果を評価するためのものであった。しかし、報告されたシラスミドは本発明の方 法には適さないであろう。 ワクチン 少なくとも4種類の異なったタイプのプロティンが存在する。 酵素、抗体、受容体および構造プロティンである。前記のように、酵素は特定の 生化学反応を触媒する。これに対して、構造プロティンの主たる目的は何か他の ものを包囲し、そして、保護するか、または、立体配置を保つことである。構造 プロティ0 ンは通常、細胞またはウィルスの表面に、または表面のそばに存在する。例えば 、典型的なウィルスは、一種または二社以上の構造プロティンにより生成された 殻中にとじこめられるRNAまたはDNAの鎖からなる。禰乳動宴がウィルス粒 子に感染した場合、哺乳動物の体は完全に解明されていンヨい複雑なプロセスで 反応する。この反応は免役反応と呼ばれる。このプロセスは抗体を會む。この抗 体はウィルスコート中の構造プロティンに結合重る複雑なプロティンである。こ のようにして、抗体はウィルス粒子を妨げ、そして、不活化させる。哺乳動物に 注射したとき、抗体の生成を誘発する物質は全て゛免疫原性がある”と呼ばれる 。 接種は人間および動物のウィルス感染に対する抵抗力を高めるのに使用される方 法である。典型的な接種では、人間または動物にプロプ・fンを含有する異物を 注射する。はとんどの場合、接種用プロティンは、加熱、化学薬剤またはその他 の方法により処理しフィルスを非病原性にした全形ウィルス粒子の形をしている 。ウィルス粒子が病原性でないとしても、粒子は病原性ウィルス粒子の表面プロ ティンと同一〇・、または、極めてよく似た表面プロティンを含Mしている。接 種動物は免役反応により非病原性ウィルス粒子に反応する。この反応により非病 原性ウィルスの表面プロティンに結合する抗体が創成される。このような抗体は 同様に、病原性ウィルスの表面プロティンに結合することもできる。 接種の有用性は、′忘れていない”を意味するギリシャ語から派生した1既往” 応答と呼ばれる生化学反応に主に由来する。 接種に対して応答する際に創成された抗体は、それらが創成された後、数日間ま たは数週間のうちに分解される。しかし、肉体が外来プロティンの認識および応 答方法を一旦゛学習”すると、肉体は、二次感染した場合、より一層迅速かつ効 果的に同じプロティンに対して応答できる。 主にプロティンからなる効果的な接種剤を創成するために相当量の研究がなされ てきた
〔9〕。哺乳動物の肉体は特定のタイプの外来性プロティン(即ち、別の 種類の動物により創成されたプロティン)を認識することができ、また、外来性 プロティンに結合する抗体を産生ずることができる。 単一のプロティン分子は通常、様々な抗体により結合させることができるものと 思われる。この抗体はプロティンの別の(多分、重複する)領域に作用するもの と思われる。また、単一のプロティン分子は様々な抗体を創成する免疫原として も作用できるであろう。更に、プロティン断片(即ち、ポリはプチド)は、ポリ ペプチドが十分に長ければ、免疫原として作用できるものと思われる。このこと は、抗原として使用できるかもしれないプロティン断片の合成を試みらせること となった。しかし、このような試みはいくつかの限界にぶちあたっている。 1、ポリペプチドを合成する前に、そのアミノ酸配列を決定しなければならない : 2、ポリはプチドの長さが長くなるにつれて合成の複雑さも増大する; 3、はとんどのプロティンの複雑な折重なりにより、プロティン中のどのアミノ 酸が抗体にさらされているのか決定す12 るのが困難であり、従って、どのアミノ酸配列が最良の免疫原性作用を有し℃い るのか決定できない。 発明の開示 本発明は失活遺伝子を有するクローニングベクターに関する。 その非修飾“野性型”において、遺伝子はβ−ガラクトシダーゼ(β−G)のよ うな指示ポリペプチドをコードづけする。クローニングベクター中の遺伝子はD NA断片の遺伝子中への挿入を可能ならしめる切断部位を有する。この遺伝子は またフレームシフトをおこす付加または欠失により失活されている。 次の%徴、 f−J オープンリーディングフレーム、即ち、停止コドンが存在しないこと; および (15)正しいフレームシフトをおこす適正な数のヌクレオチド、を有するDN A断片を切断部位に挿入する場合、遺伝子を活性化させることができる。最初の 条件は実質的には、遺伝子を活性化させることのできる長いDNA断片のタイプ のみが正しいレジスター中で読まれているエクソンセグメント(即ち、プロティ ンに翻訳されるmRNAに転写されるDNAセグメント)であることを保証して いる。二番目の条件は1/3の確率で不規則に満たされるものと思われる。 ウィルスのような所望の生物の遺伝物質を断片化することKよって多数のポリヌ クレオチド断片を創成できる。断片化は音波処理または剪断処理のような公知の 技法を使用して実施できる。所望ならば、得られた断片を電気泳動、遠心分離な どの方法により処理できる。当業者に公知の技法を使用することにより、DNA 断片を失活遺伝子中の所望の位置で多数のクローニングベクター中に挿入できる 。得られたプラスミドを公知の技法により適当な細胞中に挿入できる。 活性化遺伝子(即ち、一種または二種以上の指示ポリペプチドをコードづけする 遺伝子)を含有する細胞を同定することのできるように細胞を培養する。例えば 、指示ボIJJプチドがβ4である場合、細胞は、lαcz−コロニーが白色で あるのに、赤色を示すlac z+コロニーを生じるインジケータープレート上 で生長させることができる。lac z−細胞は、最も関心のある挿入DNAセ グメントを含有するプラスミドを極めて含有しやすい。 細胞それ自体も極めて関心がある。このような細胞はいくつかの目的に使用でき る。例えば、 (a) 目的の生物によりコート9づけされるプロティン(例えば、ワクチンお よびその他の抗原→の創成;(h) 前記プロティンおよび目的の生物に結合す る抗体の創成;(C)このようなプロティンのアミノ酸配列の同定;(ct)目 的の生物のDNAのヌクレオチド配列およびリーディングフレームの同定。 図面の簡単な説明 第1図は中間体クローニングベクターであるpMR2の創成を例証するものであ る。 第2図は本発明のクローニングベクターであるPMRlooの4 本発明の好ましい一実施態様はFMRlooと相称されるクローニングベクター を使用する。このベクターは下記の特性を有するラクトースオにロンを含有して いる。 1、プロモーション、翻訳開始、リボゾーム結合および翻訳停止用の機能部位; 2− AUG出発コドン中に転写されるTAGヌクレオチド配列; 3、β−G遺伝子のN−末端憤域中忙ヌクレオチドセグメント(10個のヌクレ オチドからなる)を挿入することによって生じたフレームシフトにより失活され たβ−G遺伝子のC−末端領域;および 4、下記に示されるような、二個のBam−Hl 切断部位によってはさまれた 単一のSmt−i切断部位を与えることのできるβ−G遺伝子のN−末端領域中 のヌクレオチド配列。 クローニングベクターFMR100はまた次のような特性を有する・ 1、β−ラクタマーゼをコードづけし、それによって、アンピシリンのような特 定の抗生物質忙対する耐性をもたらす遺伝子: 2、失活β−G遺伝子中の部位以外にSnLα−1切断部位が存在しないこと。 制限エンドヌクレアーゼ、Haeplでプラスミド、pBR622を切断するこ とによってDNA断片を創成した。各プラ5 スミドを7ヌクレオチド〜587ヌクレオテドの範囲内の長さの22個の断片に 切断した。これらの断片を、Smα−1で切断した1MR100クローニングベ クターおよびDNAリガーゼと接触させ、再結合させるべき切断リン酸ジエステ ル結合を生成させた。これは挿入DNAを有するプラスミドおよび挿入DNAを 有しない再ライゲートさせたベクターを創成した。挿入DNAを有しない何2イ ゲートさセたベクターはlac z−を保持していた。 プラスミドと再ライゲート化ベクターとからなる混合物を次いで、lαC2−遺 伝子DNAを有しない大腸菌細菌と接触させた。この細胞を塩化カルシウムで処 理しプラスミドおよび再ライゲート化ベクターの吸収を促進させた。形質転換細 胞を次いで培養し、細胞中でプラスミドの複製を促進させ、多数のコピーをほと んどの細胞中に存在させた。 得られた細胞を次いでラクトースMacConkey インジケータープレート に、比較的に低密度でうえつけた。うえつけ細胞の少部分を生長させて赤色のコ ロニーを得た。このことは、コロニーがβ−〇活性を有していることを意味した 。 pBR322プラスミドのヌクレオチド配列に基づき、22個のHae l断片 のうち6断片のみが2MR100クローニングベクター中のβ−G遺伝子を活性 化させることができたものと予想された。これらの6個の断片は全て(3−−− 1)個のヌクレオチド(ここで、Xは整数である)を有している。正確な断片サ イズは80.89および104塩基であった。更に、これらの6個の断片はいず れも停止コドンを有しておらず、また、Srnα16 一1切断部位中に挿入された場合も停止コドンを創成しない。 コロニーを分析し、実験結果を予想結果と比較した。結果は完全に一致した。三 個の予想断片は全て赤色コロニー中で発見され、また、三個の予想断片以外のD NA断片は赤色コロニー中には発見されなかった。 本発明のクローニングベクターおよび方法は様々な極めて有用な生成物を創成す るのに使用できる。例えば、1、 プラスミドおよびDNAのセグメントのよう な遺伝物質。 このような遺伝物質は、これを同定するのに使用された細胞から除去することが でき、また、様々な方法により加工処理できる。例えば、完全なプラスミドは他 のタイプの細胞中に挿入するのに有用である。別法として、外来性DNAセグメ ントは、例えば、挿入切断部位をはさむ2つの部位でプラスミドを切断する制限 エンドヌクレアーゼを使用することによってプラスミド8から除去できる。プラ スミドまたは抽出DNAセグメントのいずれも現在知られており、あるいは、将 来発明される遺伝子組換え技術により加工処理できる。 2、目的のDNAセグメントを含有する細胞。当然、数種類の細胞のみが本発明 の方法により直接同定される。しかし、このような細胞は数億個の細胞に培養す ることができる。これらの各々はほとんど例外なく同じ有用な遺伝物質を含有し ている。本発明の方法により同定される細胞から伝来の、または、この細胞から 由来する細胞はいずれも本発明の範囲内に含まれる。 3、ポリペプチド、例えば、接種剤として、または、ポリクローナルあるいはモ ノクローナル抗体を製造するための薬剤としてなどの様に、広範な目的に使用で きる抗原性プロティン。 このようなポリペプチドは本発明の方法により同定された細胞により発現させる ことができ、あるいは、該細胞から除去することができ、若しくは、本発明によ り同定された細胞から派生するか、またはさもなければ該細胞から誘導される全 ての細胞によって発現させることができる。 4、本発明により創成させることのできるポリペプチドに結合することのできる 抗体。 5、前記のポリペプチドまたは抗体を使用する検査用キット。 本明細書で使用される、“指示ポリペプチドという用語は全てのプロティン、プ ロティン断片または、活性またはその他の特性、例えば、指示ポリペプチドを産 生ずる細胞を、(1)指示ポリペプチドを産生じない細胞;または(2)何らか の理由により指示ポリペプチドと同じ特性を有しないポリペプチドを産生ずる細 胞と区別することのできる特性を有するその他のポリペプチドを含む。例えば、 指示ポリペプチドは、特定の薬品と接触されたとき、変色またはその他の化学反 応をおこす酵素、または、特定の楽剤の存在下で細胞の生存可能性を高めるよう な酵素、もしくは、ポリペプチドの運搬、発現または分解の速度をかえるアミノ 酸配列からなる。 本明細書で使用される、′断片”という用語は周囲のDNAまたはプロティンか らそれぞれ解離されたポリヌクレオチドまたはポリ被プチド配列を意味する。こ れに対して、′セグメント”という用語は、周囲のDNAまたはプロティンから 解離さ8 れているか否かにかかわらず、全てのポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列 を意味する。 本明細書で使用される、−DNA″とはRNAまたは一本鎖DNAの鋳型から生 成された相補的DNA (cDNA)を含む。 本明細書で使用される“クローニングベクター”とは、特に、細胞中に転移され たとき、その自身の複製を保証する遺伝情報を含有するDNA分子のことである 。通常使用される転移ベクターは例えば、バクテリオファージのDNAおよびプ ラスミド(即ち、細胞の内部に存在するDNAの非染色体環)などである。便宜 上、′プラスミド1という用語は以下、若干異なった意味で使用する。′プラス ミド9″は挿入DNAのセグメントを含有する全てのクローニングベクターを含 む。 請求の範囲における必須工程はヌクレオチド断片の創成からなる。この工程を行 なうための当業者に公知の方法がいくつかある。 このような技法は例えば、 1、音波処理、剪断処理またはエンド8ヌクレアーゼ、もしくは、ヌクレオチド 間の結合を破壊することのできる物質との接触などの手段によりDNAを断片化 する;2 逆転写酵素またはDNAポリメラーゼのような物質と接触させるなど の手段によって、RNAまたは一本鎖DNAからなる鋳型から二本鎖DNAを創 成する。これらの工程はRNAまたは、?5DNAを断片化させる前またはさせ た後のいずれの時点でも実施できるであろう:および3、鋳型を使用し、または 使用せずに、酵素的あるいは非酵素的手段により、ヌクレオチド間、オリゴヌク レオチド間、またはポリヌクレオチド間またはこれらの類似物間に結合を創成さ せる; ことなどである。 実施例 1 :FMR200クローニングベクターの調製プラスミドFLG40 0 (Harvard 大学のり、 Gwargntt カラ入手、L、 Cr uartntgら、Ce1b 20: 543.1980)をエンドヌクレアー ゼ5rna−1およびHind −ji (MD、 Btthesctaにある Bethesda Re5earch Laboratorie、?(BRL  )から入手)で消化した。得られた2個のDNA断片のうちの最も大きい方(全 長的8,8kA)を、Triz9Qミリモ、/k、ホウ29049モルおよびE DTA 4ミリモルからなる緩衝液o、os、z:中で泳動させることにより、 アガロースゲル電気泳動法により単離した。泳動DNAをDEAE−セファロー スに結合させ、そして、NaCr1l 1モ/l/、’rriz1Qミリ%A/ 、EDTA1ミリモルからなる緩衝液で溶離した。断片を95%エタノール中で 沈殿させ、70%エタノールで洗浄し、そして、凍結乾燥により乾燥させた。 プラスミドFKB252 (K、 BackrnnnらがPwLli:4177 .1976に開示したI、、Cruarenttから入手)をエンドヌクレアー ゼHAE−JiおよびHind−j[(BRLから入手)で消化した。最大の断 片(約1.IAh)を前記と同じ方法で精製した。 この二種類の精製断片をT4リガーゼ(BFfLから入手)により16Uで一晩 、第1図に示されるように一緒にライゲート20 させた。 ライゲートさせた混合物を使用し、Lc、’c)0と指定される大腸菌の菌株を 形質転換した。この細菌はアンピシリンに対して感受性であり、またラクトース オ投ロンを含有していない。形質転換は50ミリモルの塩化カルシウムを使用し 、標準的な技法により行なった。 MaCConkey インジケータープレート(MI、 Detroit Ic あるDifcoから入手)上で1ac−z−(赤色)であったクロンコロニーを 選別し、そして、培養した。細胞をデタージエントで溶解させ、続いて、いくつ かの精製工程を行ない、プラスミドを細胞から除去した。このプラスミドを様々 なエンドヌクレアーゼにより試験した。結果は第1図に示した構造と一致した。 にれらのプラスミドを1MR2と命名した。 プラスミ)、pMR2をBarrL−H1(MA、 BgverlyにあるNt wEnglan、eL BiθtαAs から入手)で直鎖状にし、フェノール クロロホルムで抽出し、95チエタノールで沈殿させ、70%エタノールで洗浄 し、そして、凍結乾燥させた。得られた直鎖状DNAをT4リガーゼおよびGA TGCG(3GGGの配列を有する合成オリゴヌクレオチド50倍モル過剰量の 存在下で22Cで6時間培養した。斯くして、2個の直近のBam−H1切断部 位によりはさまれたSmα−1切断部位を生じる。この挿入は1rac−Z遺伝 子のC−末端部分を失活させるフレームシフ)(3r+1)をおこす。得られた プラスミドをクローニングベクターpMR100と命名した。これを使用してL G90m胞を形質転換し、MαCOルkeyインジケータープレート上で1ac −z−を試験した。 実施例 2二DNA断片の調製 Harvard大学のり、 Livingstonからプラスミドp t kS VBを得た。このプラスミドをエンドヌクレアーゼHi rLd −1[(BR Lから入手)で消化した。得られた2個の断片のうち小さい方を実施例1に記載 したように精製した。1’+69bpセグメントを0.2−r=ニルNaG11 0ミリモfivTris、 1ミリモ# E D T Aからなる混液5ml中 で6にセットされたHeat System超音波振動機により180秒間音波 処理することにより断片化させた。 音波処理したDNAを実施例1に述べたようにDEAE−セファロースカラムを 使用し0.4wLlにまで濃縮した。このDNAをエタノールで沈殿させ、そし て、エタノールで洗浄し、そして、凍結乾燥させた。次−・で、このDNAを0 ,01ユニツト/rn9DNAを使用し、10pl容量/■DNA中で30Cで 5分間にわたってヌクレアーゼBAL−31(BRLから入手)で処理した。そ の後、このDNAをフェノール抽出し、エタノール沈殿させ、10ミリモルTr is、1ミリモルEDTAに再懸濁させ、そして、10%アクリルアミド−TB Eゲルで分画した。所望のサイズ範囲の断片(約650〜500hp)を20ミ リモルTriz、1ミリモ#EDTA中のDEAE−セルo−ス紙に100mA で2時間電気吸引させた同じゲル上の隣接DNA断片マーカーを使用し選別した 。分画DNAをi N NoL(J−TE で溶離し、エタノールで沈殿させ、 そして、エタノールで洗浄し、乾燥させ、そして、TEに再懸濁させた。 2 プラスミドPMR100をエンドヌクレアーゼSam−1(BRLから入手)に より直鎖状にし、37tll’で2時間消化した。子牛腸管アルカリ性ホスファ ターゼ(ラボラトリ−ストック)を使用し37Cで60分間消化することによっ てSmα−1末端から5′−末端ホスフェート基を除去し再ライゲーションを防 〜・だ。 このホスファターゼ処理された直鎖状ベクターをフェノールで抽出し、エタノー ルで沈殿させ、そして、最終濃度を0.5〜/μlとして10ミリモル’fri s、1ミリモルEDTAに再懸濁させた。このベクターを前記のようにして調製 されたp t kSVB断片と共に、500rLgベクタ一対20 [3rLy 断片の比率で、T リガーゼ1ユニツトを使用し、10m1容量中で16Cで一 晩培養した。 実施例 4:受容体細胞の形質転換 実施例6に述べたライゲーション混合物のアリコート2μlをエラにンドルフ管 に入れ、10ミリモルTris、1ミ1ノモルEDTA、0.2モyv NaC 71からなる混液20μlに再懸濁させ、そして、フェノールで1回抽出した。 プラスミドを含有する水層を酵母−tRNA担体(NYにあるGihco から 入手)10μIと混合し、エタノールで沈殿させ、そしてエタノールで洗浄し、 乾燥させ、そして、10ミリモルTriz、10ミリモルM!IC12および1 0ミリモルCaCl2からなる混液5μlに再懸濁させた。この混合物を使用し 、CaC1z 100ミリモルを使用するDagtrtおよびF、hrLicル (Gene 6:23.1979)の形質転換方法によりL690 0.05m を形質転換させた。 25μ&/ILlアンピシリン含有MacGonkey寒天平板(SすMM)上 に形質転換体を配置した。37Cで24時間培養した後、更に特性決定するのに 1ac−z+形質転換体のコロニーを分画した。 50μg/ml アンピシリンを含有する1mJL−クロン中で実施例4のba C−z+クローンを継代培養した。Nuclgic Ac1dsR”e(’rc h 5 : 298. 1981に開示された方法を使用し、細胞からプラスミ ドDNAを抽出した。DNA沈殿物を10ミリモルTris、1ミリモルEDT Aからなる混液25μlに再懸濁させた。DNA5μ7を201111反応容量 中でBam−Hl 2ユニツトで37Cで60分間消化した。消化DNAを1μ g/μlリボヌクレアーゼ(ラボラトリ−ストック)で67Cで5分間処理し、 そして、10チアクリルアミドTBEゲルで電気泳動した。300Vで90分間 泳動させた。ゲルをエチジウムノロマイトで20分間染色し、そして撮影した。 DNA挿入体のサイズを同じゲル上で泳動させた標準体のサイズと比較した。事 前に検出されなかった切断部位によるものと思われる1つの有りうべき例外を除 けば、50回以上の試験結果は予想結果と相関関係があった。 実施例 6:融合プロティンの特性決定50μ97m1 アンビジーリン含有L −プロス6ゴ中で選択1ac−2+クローンを継代培養し、37Cで一晩培養し た。次いで、この細胞を10,0OOGで5分間遠心分離した。上澄液を廃棄し た。1.2− Lctmmli サンプル緩衝液150μlを各ベレツ冴 トに添加した。各ペレットを混合することによって再懸濁させ、98tZ’にま で6分間加熱した。次いで、このプロティンサンプルを22ゲージの注射針に5 〜6回引き入れ、サンプルの粘度を低下させた。このサンプルを200vで約6 時間泳動させることからなる7、 5 %アクリルアミドS D S Laen rynLiゲル上で電気泳動させることにより試験した。電気泳動後、このゲル を60分間Q、 i % Coomtxsziツルーで染色し、そして、10チ 酢酸−50%0%メタノルール6時間脱色した。次いで、このゲルを10%酢酸 中で膨潤させ、次いで真空および加熱により乾燥させた。融合プロティンのサイ ズを、DNAが挿入されていないpMRlclOを含有する細胞中で産生された プロティンと比較した。 産業上の利用可能性 本発明は、ビール醸造で使用される酵母および下水処理で使用される細菌のよう な工業上の用途を有する多数の微生物の分析に産業上の利用可能性を有する。 均等物 日常的な試験を使用し、当業者は本明細書中に開示された特定の方法と多数の均 等物を認識し、または確認できる。このような均等物は本発明の範囲内に含まれ るものと思われる。従って下記の請求の範囲によりカバーされる。 文 献 p、89および次頁(Worth pwhハJ?htrz、 New York  Gity。 1975 ) ; L、 5tryer、 Biochtrniztry、第2 版、p、597および次頁、 (W、 H,FreemtttL& Go、 、  SaルFγαncizco。 1981) 2、例えば、5tryer、前掲書L P、702 35および次頁3、例えば 、Lehminger、前掲書1.p、929 および次頁;5trytr、前 掲書1.P、619および次頁4 Lthmingtr、前掲書1 、P、96 2; 5tryer、前掲書1゜P、 629 ;U、S、 Patent 4 ,322,499 (Baxttrら。 1982 ) 、 ColumrL3 。 7、例えば、U、 S、 PaterLt 4,237.224 (Cohen ら。 (1980) ;U、 S、 PcLtent 4,322,499 <Bax ttrら。 (・1982)。 8、l、、 Gaaranteら、前掲書6.p、549および次頁。 9、例えば、H,L、 Bachrachら、J、Iw耽noi 115:A6 .P、1666 1641 (1’975) ;R,H−Melotn、 J、  C−en。 V”’l−45ニア61 763(1979);M、Brgiad4Virol oyy 46:962−964(’1971 )。 1 (L 5cience 216:623−628(71’、ayuzt 1 981)。 手続補正書(方式) 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1事件の表示 ′7e′ プロティン断片の製造方法 ろ補正をする者 事件との関係 出 願 人 住所 名 称 プランディーズ・ユニバーンティー5補正命令の日付 昭オ059年2 月28日(発送日)6補正の対象 国際調査報告

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.1個または2個以上のヌクレオチドの付加または欠失によって修飾された遺 伝子を含有するクローニングベクターであり、非修飾状態における前記遺伝子は 指示ポリ被プテドをコードづけすることができ、前記付加または欠失は、翻訳開 始部位をコードづけする前記遺伝子の第1領域と、一種または二種以上の指示活 性を有するのに前記指示ポリ被プチドが必要とするポリにプチド配列をコードづ けする前記遺伝子の第2領域との間でおこることを特徴とするクローニングベク タローニンクベクター中に挿入することによって該クローニングベクターに指示 ポリ啄プチドをコードづけするように修飾でき、また、翻訳開始部位を含有しな いクローニングベクタ3、前記指示ポリはプチドがβ−ガラクトシダーゼ活性を 有する請求の範囲第1項または第2項に記載のクローニングベクター。 4、単一の切断がおこるように第1エンドヌクレアーゼで切断することができ、 前記切断は前記遺伝子のN−末端部分でおこる請求の範囲第1項または第2項に 記載のクローニングベクター。 5、前記第1エンドヌクレアーゼの切断部位をはさむ、極めて接近した2箇所の 位置で、第2エンドヌクレアーゼによって切断できる請求の範囲第4項に記載の クローニングベクター。 6、(α)ポリヌクレオチド断片を創成する工程;(6)前記断片を、クローニ ングベクター炉中に、また、指゛ 示ボリスプチドのN−末端部分にポリはプチ ドを挿入したとしても指示機能がある指示ポリ堅プチドなコードづけする野性型 の少なくとも1つのクローニングベクター遺伝子のN−末端部分に、挿入するこ とによって多数のプラスミド9を創成する工程、 前記遺伝子は、前記指示ポリペプチドのN−末端部分をコードづけする前記遺伝 子部分をフレームシフト付加または欠失することにより、失活されている; (C)前記プラスミドの一種または二種以上を前記指示機能の低い細胞中に挿入 する工程; (d) 前記細胞を培養する工程: (t) 比較的に高い前記指示機能を有する一種または二種以上の指示細胞を同 定する工程; かうなる、外来性遺伝子セグメントを含有するDNAを含有する細胞の同定方法 。 7、請求の範囲第6項に記載の方法によって同定される細胞から誘導される細胞 。 8、(α)ポリヌクレオチド断片を創成する工程;(6) 前記断片を、クロー ニングはフタ−類中に、また、指示ポリはプチドのN−末端部分にポリイプチド を挿入したとしても指示機能がある指示ポリペプチドをコードづけする野性型の 少なくとも1つのクローニングベクター遺伝学のN−末端部分に、挿入すること によって多数のプラスミドを創成28 する工程、 前記遺伝子は、前記指示ポリペプチドのN−末端部分をコードづけする前記遺伝 子部分をフレームシフト付加または欠失することにより、失活されている; (C)前記プラスミドの一種または二種以上を前記指示機能の低い細胞中に挿入 する工程; (d)前記細胞を培養する工程; (t) 比較的に高い前記指示機能を有する一種または二種以上の指示細胞を同 定する工程; (イ)前記指示細胞の一種または二種以上から前記プラスミドの一種または二種 以上を除去する工程;および (y) 前記プラスミド中に挿入されたポリヌクレオチド断片を含有するポリヌ クレオチドセグメントを前記プラスミドの一種または二種以上から除去する工程 ;からなるDNAの創成方法。 9、請求の範囲第8項に記載の方法によって同定されるオープンリーディングフ レームDNAセグメントから誘導されるDNA分子。 10、請求の範囲第8項に記載の方法によって同定されたオープンリーディング フレームDNAセグメントから誘導されるDNAのセグメントを含有する細胞。 11、指示ボリハプチドの指示活性を破壊しないような態様で前記指示ポリペプ チド中に挿入されたポリペプチドセグメントからなる融合プロティンをコードづ けするDNAセグメント。 12、指示ポリペプチドの指示活性を破壊しないような態様で前記指示ポリにブ チF中に挿入されたポリペプチドセグメントからなる融合プロティン。 13、(α)ポリヌクレオチド断片を創成する工程;(A> 前記断片を、クロ ーニングベクター炉中に、また、指示ポリにプチドのN−末端部分にポリペプチ ドを挿入したとしても指示機能がある指示ポリペプチドをコードづけする野性型 の少なくとも1つのクローニングベクター遺伝子のN−末端部分に、挿入するこ とによって多数のプラスミドを創成する工程、 前記遺伝子は、前記指示ポリペプチドのN−末端部分乞コードづけする前記遺伝 子部分をフレームシフト付加または欠失することにより、失活されている; (C)前記プラスミドの一種または二種以上を前記指示機能の低い細胞中に挿入 する工程; (d) 前記細胞を培養する工程: (−) 比較的に萬い前記指示機能を有する一種または二種以上の指示細胞な同 定する工程;および σ)前記指示細胞中のプラスミドまたは前記指示細胞から誘導されるプラスミド 8によってコードづけされたポリにプチドを単離する工程; からなるポリハプチドの創成方法。 14、(α)請求の範囲第6項に記載の方法によって、DNAのオープンリーデ ィングフレームセグメントを同定する工程:(h) 前記DNAのヌクレオチド 配列を決定する工程;0 (C)前記ヌクレオチド配列によってコードづけされるポリはプチド配列を決定 する工程;および (d)前記ポリにプチド配列またはその一部分を合成する:ことからなるポリペ プチドの合成方法。 15、(α)細胞または微生物の核酸からポリヌクレオチド断片を創成する工程 ; (h) 前記断片を、クローニングベクター炉中に、また、指示ポリはプチドの N−末端部分にポリにプチドを挿入したとしても指示機能がある指示ポリペプチ ドをコードづけする野性型の少なくとも1つのクローニングベクター遺伝子のN −末端部分に、挿入することによって多数のプラスミドを創成する工程、 前記遺伝子は、前記指示ポリペプチドのN−末端部分をコードづけする前記遺伝 子部分をフレームシフト付加または欠失することにより、失活されている; (C) 前記プラスミドの一種または二種以上を前記指示機能の低い細胞中に挿 入する工程; (d) 前記細胞を培養する工程; (=) 比較的に高い前記指示機能を有する一種または二種以上の指示細胞を同 定する工程; (イ)前記指示細胞中のプラスミドまたは前記指示細胞から誘導されるプラスミ ドによりコードづけされたポリペプチドを単離する工程; (!I) 前記ボリハゾテドまたはその断片が、動物または細胞中で免疫反応を 誘発し、該反応により前記動物または細胞が、1 前記ポリにプチドまたはその断片に結合できる抗体を産生ずる、抗原として機能 できるような態様で、前記ポリはプチドまたはその断片を動物または細胞に投与 する工程:および(A) 前記ポリヌクレオチド断片の一種または二種以上によ ってコートづけされたポリはプチドの一種または二種以上に結合できる一種また は二種以上の抗体を前記抗体から選別する工程; からなる、細胞または微生物により創成されたポリハプチドに結合できる抗体の 創成方法。 16、(α)微生物により創成されたポリ啄プチドに結合できる抗体を請求の範 囲第15項に記載の方法によって創成する工程;(A) 前記抗体を試験すべき 液体と接触させる工程;および(C)前記抗体が前記試験液中の微生物と結合す るか否か決定する工程; からなる、液体が微生物を含有するか否か決定するための液体の検査方法。 17、(α)細胞または微生物のDNAによりコードづけされたポIJsプテド を請求の範囲第13項に記載の方法によって創成する工程; (b) 前記ポIJ−2プチドまたはその断片を試験すべき液体と接触させる工 程;および (C)前記ポIJ−?プチドまたはその断片が前記試験液中の抗体によって結合 されているか否か決定する工程;からなる、液体が細胞または微生物に結合する 抗体を含有するか否か決定するための液体の検査方法。 32 、特許請求の範囲第13項に記載の方法により創成されるホリハプチドを含有す る検査用キット。 19、請求の範囲第15項に記載の方法により創成される抗体を含有する検査用 キット。 浄書(内容に変更なし) 1 特表顯59−500946 (3)
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