JPS60501689A - 連鎖球菌m蛋白質遺伝子及びその分子状プローブ - Google Patents
連鎖球菌m蛋白質遺伝子及びその分子状プローブInfo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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
連鎖球菌M蛋白免疫原及び分子状プローブここに記載されている発明は、その一
部につき厚生省(Department of T(ealth and Hu
man 5ervices ) の国立衛生研究所からの補助金の援助を受けて
なされたもので本発明はA群連鎖球菌のM6蛋白質のような抗食菌作用性連鎖球
菌蛋白質を診断用プローブとして用いるだめの、及びそれを免疫原として利用し
たワクチンを製造するだめの組成物及び方法に関する。M蛋白質は繊維状表面分
子であって、それは連鎖球菌を、感染した宿主生物のマクロファージ及び多形核
(polymorphonuclear l 好中球(neutrophile
a )により、食菌作用に抵抗するようになしうる。
本発明′はM蛋白質又はその一部をコードするDNA配列をビールスDNA、プ
ラスミドDNA又はコスミドDNAのようなプラスミドDNAに挿入するために
組換えDNA技術を利用し、これによりそのプラスミドは細菌の宿主又は他の単
細胞系中にM蛋白質の遺伝子を複製し発現させることができる。生ずる組換えD
NA分子はM蛋白質、又はそのある部分又は分子の変化したものを製造しうるよ
うに宿主細胞に導入される。産生じた蛋白質はついで分離され、精製され連鎖球
菌感染に対するワクチン中の免疫原として用いるために修飾される。
本発明はさらにA群、6群及びG群の連鎖球菌の検出法を提供する。かかる検出
はA群連鎖球劇のM蛋白質をコードする全遺伝子又はその遺伝子の断片に基づく
特定の分子状プローブを使用して達成される。交雑スクリーニング法において有
用なりNAプローブが連鎖球菌感染と疑われる場合の臨床的分離物の検査のため
にここに記載されている。
2、発明の背景
急性リウマチ熱や急性糸球体腎炎(glomerulonephritis)が
A群連鎖球菌感染の後遺症であることは広く認められているところである。熱帯
及び亜熱帯の開発途上国においてはりウマチ性心臓疾患が現在心障害の最も普通
の形である。世界のある開発途上の都市部の貧民街における学齢児童についてこ
の病気の流行率は1.000人に対し22−23人もの高さであることが報告さ
れている。インドたけでも6百万もの多くの子供が苦しんでいることとなる。こ
の病気の正確な発病機構はわからないが、リウマチ熱、さらに急性腎炎がストレ
プトコッカス・(オゲ不ス(streptococcus pyogenes
)(A群連鎖球菌)の感染に伴うものであることは明らかである。
連鎖球菌M蛋白質は、それが食細胞攻撃に対する抵抗性を生物に与えるという事
実に基づいてこの細菌の重要な毒性因子でろる。抗原的変化は、それによりA群
連鎖球菌が宿主の免疫反応を避けることができ、その結果人間に病気を起こすと
いう最初の機構である。AN連鎖球菌感染に対する抵抗性は、生物の表面に見い
たされる繊維状分子であるM蛋白質に対する形質特異的(type −5pec
ific )な抗体の存在によるものでるる。分類し得ない(nontypab
le )株のいくつかに加えて、現在では約70の明らかなA群連鎖球菌M形が
認められている。ある種のM型の間で交叉反応性があるのは普通であるという事
実にも拘わらず、同族の型に対してつくられた抗体のみが生体の食菌作用を発生
せしめうる(すなわち、それらはオブノニン抗体である)。さらに、すべての同
族体、又は形質特異性抗体が食菌性であるというわけではない。
特定の抗血清がA群連鎖球菌に対してつくられうるという事実は、咽喉洗滌によ
って得られるもののような臨床上の分離物を血清学的な試験に利することにより
連鎖球菌感染を検出することを可能にした。感染におけるA群連鎖球菌の同定は
純粋培養中の生物の単離、酢物異的炭水化物の抽出、及び酢物異的抗血清との反
応とを必要とする。すべての病原性株に対してのみ共通な性質に基つきつる連鎖
球菌感染に対する臨床試験は、従って非常に゛望ましいものとなる。
21組換えDNA技術と遺伝子の発現
組換えDNA技術は、それにより特定のDNA断片が宿主細胞中で複製し、転写
しつるベクターと呼ばれる遺伝学的要素中に挿入されるDNAクロー二/グの技
術を包含している。ベクターはプラスミド又はビールスのいづれでもありうる。
プラスミドは小さい環状の二重螺旋DNAの分子で、それは天然にバクテリアや
酵母中に見出され、そこで宿主細胞の繁殖とは無関係な単位として複製する。こ
れらのプラスミドは通常全宿主細胞DNAのわずかなフラクションとしてのみ説
明され、しはしは抗生物質に対する耐性を与える遺伝子を保廟している。
これらの遺伝子、そして比較的小さい大きさのプラスミドDNAが組換えDNA
技術において利用される。
組換えDNA分子−の挿入されたDNA断片は自然には宿主生物と情報を交換し
ない生物から誘導されつるものであり、また全体的にあるいは部分的に合成的に
作られつるものである。制限酵素及び結合方法(Iigation metho
d)を用いて組換えプラスミドを製造する方法はコーエン及びボイヤー発明にか
メわる発行された米国特許第4.237,224号に記載されている。このよう
にしてつくられた組換えプラスミドは形質転換の手段により浄細胞生物中に導入
され、複製される。そこに記載されている技術の一般的適用性の故に、米国特許
第4,237,224号はここに不明細書中に参考文献として包含される。
単細胞生物中に組換えDNA分子を等大する別の方法は、コリンズ及びホーンに
より、米国特許第4,304.863号に記載されており、それも捷だここに参
考文献として包含される。この方法は、バクテリオファージ・ベクターによるパ
ンケージング/トランスダクゾヨン(packaging/ transduc
tion )システムを利用するものである。
5
プラスミドは高次螺線であるので、宿主細胞のI)NAから容易に分離すること
ができ、精製することができる。
クローニング・ベクターとして用いるには、このような精製プラスミドDNA分
子は制限ヌクレアーゼで切断され、クローンさるべきDNA断片に結合される。
製造された雑種のプラスミドDNA分子は、次いで一時的に大分子(合理的に)
に対して浸透性を有するようにされたバクテリア中に再導入される。処理された
細胞のいくつかだけがプラスミドを拾いあげ、これらの細胞はプラスミドによっ
てそれらが獲得している抗生物質耐性によって選択できる。それはそれらのもの
だけが抗生物質の存在下に生育するからでるる。これらのバクテリアは分裂する
から、プラスミドもまた当初のDNA断片の多数のコピーをつくるように複製す
る。繁殖期間の終りに、雑種のプラスミドDNA分子は精製され当初のDNA断
片のコピーは同じエンドヌクレアーゼによる第二の処理で切断される。
構築に用いられた方法には無関係に、組換えDN−A分子は宿主細胞と両立し得
なければならない。すなわち、宿主細胞中で自律的に複製できなければならない
。組換えDNA分子は、その組換えDNA分子により形質転換された部上細胞を
選択できるマーカーの機能をも有していなければならない。さらに加えて、プラ
スミド上に適当な複製、転写及び翻訳の/グナルが正確に配置されているならば
、外来遺伝子は形質転換細胞及びその子孫中に適切に発現するであろう。
22ワクチン
ワクチンは病気の制御と予防へのアプローチである。
ワクチンは抗原の免疫原部分をアジュ・ぐントと混合することにより製造できる
。この製剤は宿主の動物又はヒトに注射すると、その抗原に対する抗体の産生を
誘導し、その抗原を生ずる対象生物により起る病気に対する活性な免疫を与える
。
ペブタイド・ワクチンは、バクテリアおよびビールスの表面蛋白質の部分のよう
な必要かつ適切な免疫原物質のみを含んでいる。ペブタイド・ワクチンは高度に
純化されたバクテリアの両分から該当するベブタイドを単離スルコトにより、又
は該当するポリペブタイドを合成することによってつくることができる。ペブタ
イト・ワクチンの大きい利点は、バクテリア起原の無関係な物質や、宿主又は提
供主から導かれる障害となる物質の排除にある。しかし、現在において、これら
の方法を用いてのベブタイド ワクチンの製造は、一般的に広範囲の商業的使用
にはあまりにも高価につく。組換えDNA技術はペブタイド・ワクチンの製造に
多くを提供する。バクテリアの適切な免疫原部分をコードするバクテリア遺伝子
の分子クローニング及び宿主細胞での発現により、ペグタイト。ワクチンにおい
て使用するための適切な免疫原の充分な量を製造することができる。
ワクチンは、しばしば棹々のアジュバントとともに乳化液として投与される。ア
ジュバントは、免疫原それたけを投与するときよりも、よりわずかな投与量でよ
り少ない量の抗原を用いて、より持続性があり、より高レベルの免疫を達成する
ことに役立つ。アジュ・くンドの作用機序は複雑でアリ、完全にはわからない。
しかし2、それは細網内皮組織の食菌作用や他の活性を刺激するとともに、抗原
の放出と分解を遅延させることを含んでいるであろう。アジュバントの例として
は、フロイントのアジュバント(Freund’s ad juvant )
(完全又は不完全)、アジュバン)65 (落花生油、マンナイド・七ノオレエ
ート及びモノステアリン酸アルミニウムを含む)、及び水酸化アルミニウム、リ
ン酸アルミニウム又は防音のような鉱物質ゲルが挙げられる。フロイントのアジ
ュノ
【ントは、もはやヒ[・や食用動物のだめのワクチン製剤には用いられない
。それは代謝できない鉱物質油を含んていて、それ艇潜在的癌原性物質(pot
ential carcinogen )でありうることによる。しかし、鉱物
質ゲルは商業上獣医用ワクチンに広く用いられている。
フォックス(ジャーナル・オブ・イムノロンーニ826−837(1964))
は、連鎖球菌から精製したM蛋白質を型特異的(type −5pecif i
c )な滅菌性抗体(bactericidal antibodies )
を誘導するためにウサギにおける免疫原として用いた。しかし、部分的精製連鎖
球菌M蛋白質でヒトにワクチン接種をする試みは常に被接種者に強い局所および
組織的反応が起ったため成功に至らなかった。/ユミノl−、ジャーナル・イン
フエクンヤス・ディシーズ106 ;250−255 (1,960)及びボッ
ターら、ジャーナル・クリニカル・インベストメント41 :301−310
(1962)参照。フォックスら、ジャーナル・オブ・インフエクシャス ティ
シーズ120 :598−604 (1969)及びフォックスら、ジャーナル
・オブ・エクスペリメンタル・メジシン124:1135−1151 (196
6)は、精製された酸抽出したM蛋白質を用い、一部についてそのワクチンを用
いて成功した。ワクチン接種を受けた22名の成人のうち15名は型特異性抗体
力価の二次上昇を伴う反応を示したが、5人についてのみ抗バクテリア抗体の上
昇を示したにすぎなかった。
ビーチエイら、ジャーナル・オブ・エクスペリメンタル・メジシン150:86
2−877’(1979)は、M24蛋白質のペブ/ン誘導画分(pepsin
−derived fragment、)(PepM24)の明奪沈澱製剤て1
2名の成人にワク′y−7接種を行なった。局所的又は全身的反応が観察されな
かったから、これは充分に親和性があるものと考えられた。
ワクチン接種を受けた12名のうち10名がM24型特異的オプソニン抗体を産
生ずることにより反応を示した。
ディルらによる免疫学的研究、ジャーナル・スブ・工(1980)によれば、1
2名のボランテアのうちの2名がM24で免疫されたがM5及びM6蛋白質の両
者に結合するように改良された抗体のM6だけがオンソニックでおった。[2か
し、ビーチイらは、シンポジウム・オン・バクチリアル・ワクチン、ジエイ・ビ
ー・ロビンス−、ジエイ・シー・ヒル、ブライアン・デツカ−・パブリ/ヤー、
ニューヨーク、401−410頁(198Nで、精製されたpepM5蛋白質(
M5蛋白質のペプシン誘導画分)で免疫された4匹の兎のうちの1匹が高い力価
で心臓組織に対する抗体を生成したことを見出した。
この抗血清は、M5型蛋白質と心臓組織と交叉名疫反応病原微生物の検出のため
の通常の診断的方法は、かかる生物中に見出されると思われるゲノムのDNA断
片が純粋な形態で入手できるならば、創案できるだろう。もしそうならば、化学
的、酵素的又は放射性同位原素的レポーター・グループで標識をつけることによ
り、そのDNA断片を交雑プローブとして用いることができよら。
グルンスタイン及びホグネス〔プロシージンゲス・オ、ブ・ナチュラル・アカデ
ミ−・オン・サイエンス。
U、S、A、72 :3961 (1975))は、このアプローチヲコロニー
・ハイブリダイセイションと呼ばれる方法で使用した。この方法では、検定され
るべきバクテリアはニトロセルロース・フィルターに移すレタ。フィルター上の
コロニーはついで分解され、溶出するゲノムDNAはフィルターに固定された。
32pで標識されたプローブの配列に補充的に付加されたDNA中のヌクレオチ
ド配列の存在はオートラジオグラフィーによって追跡された。DNAの交雑の他
の一般的態様はファルコウらにより米国特許第4,358.535号明細書に記
載されて連鎖球菌のM蛋白質遺伝子の単細胞生物中でのクローニングと発現のだ
めの方法と組成物とが提供される。また、これらの新規な単細胞生物をM蛋白質
を生産するために培養する方法、M蛋白質DNAを発現する単一のコロニーを同
定する急速検定、及び遺伝子産物の特定のだめの方法も記載されている。ここに
記されている組換えDNA技術により製造されるM蛋白質は、ストレプトコッカ
ス自ピオゲネス(5treptococcus Pyogenes >感染に対
して保護するためワクチン中の免疫原として用いるために調製されうるものであ
る。
ここに記載されている特定の態様では、大賜菌トランスダクタント(工、凹tr
ansductants )により生産される蛋白質はA群連鎖球菌の細胞壁の
可溶化によって単離されるM6蛋白質よりごく少し大きいが、連鎖球菌のプロト
プラストとL型により分泌されるものと同程度の大きさを有している。免疫学的
に大腸菌トランスダクタントにより合成される分子は連鎖球菌M6蛋白質と同じ
型特異性決定部位を有している。M蛋白質は、オクターロ1
= (0uchterlony )二重融合実験により抗原的に、(a)オンソ
ニン抗体除去試験及び(b)オンソニン抗体の生産誘導能に、J:!ll免疫原
的に特徴づけられる。クロン化されたN1蛋白質は即離され、ドテンル硫酸ナト
リウム・ポリアクリルアミド・ゲル電気泳動法で分画される。さらに発現された
遺伝子産物の単離方法も記載されている。
本発明は連鎖球菌のオプソニン抗体及び抗原の製造法を提供する。それらは、ヒ
トの医薬及び微生物学的研究において一般的重要性を有するものである。この用
途は本発明で生産される連鎖球菌M蛋白質をラジオイムノアッセイのような超高
感度検定のための高度に再現性を有する標準抗原として用いることを含むもので
ある。こ才]らの検定は生物学的標本中の連鎖球菌に対する抗体の発見のだめの
診断的手段として用いられうる。
:+1・鎖球菌M蛋白質遺伝子又はその両分の分子プローブとしての使用を通じ
て、生体組織及び体液中の病原性連鎖球菌の診断的同定のための方法も提供され
ている。不方法においては、DNAが微生物的即離物から抽出きれ、分−了状ブ
(+−ブへの交雑により相補的ヌクレオチド配列が試験される。この手段によっ
て多数の単離物中の、比較的容易に連鎖球菌の存在を高感度、高信頼度でスクリ
ーニングできる。その結果は現在用いられているより厄介な血清学的診断検査よ
りも顕著に有利なスクリーニング・テストを提供するものである。
4、面の簡単な説明
とによりより充分に理解しうるであろう。図面において:第1図(大きさは比例
していない)は連鎖球菌DNA断片とpJB8から導かれた組換えプラスミドで
あるpJRS4 2の構造を示している。(第62節参照)連鎖法iDNA中の
種々の制限部位に示されていない。
第2図はpJRs42.13の制限地図を示す。本ブラスミドはpJRS4 2
から不必要な連鎖球菌を除くため.シ4R Tで消化し再結合することにより誘
導された。プラスミドpJR842.13はシュR I部位を一箇所のみ有して
いる。
(第63節参照)
第3図は6型A群連鎖球菌のM6蛋白質をコードする遺伝子を含むプラスミドp
JR342.13の種々のサブクロノの制限地図である。白色の四角形はM6蛋
白質を発現するクロンを示し、斜線を施した四角形は発現しないクロンを示して
いる。ベクターpBR322は4221及び42】9を除くずべての場合に用い
らねた。それらはそれぞれM13において及びpucs及びp U C 9にお
い文である。制限地図の上方の矢印は6型M蛋白質(emm6)をコートする遺
伝子の転写の方向及び遺伝子の概略の範囲を示している。蛋白質のアミン末端に
相当する分子の末端はN“で示しである。
第4図は、サンカーら〔プロシージンゲス・オン・ナチュラル・アカテミー・オ
ン・サイエンス、U.S.A。
るM6蛋白質のアミノ末端をコードするemm 6−遺伝子の1) N A配列
の部分及びそのDNA配列から予測される蛋白質のアミノ酸配列を示している。
連続的エドマン分解により決定されたアミン末端アミノ酸はアミノ酸配列の下の
“N“で示されている。
第5図は第3図のプラスミドpJR342,13の制限酵素消化で得られる%c
i r/pvユIT emm 6 D N AプローブによるDNA交雑の寒
天ゲル電気泳動分析を示している。各レーン中のDNAは次のとうりである:レ
ーン1.オリゴヌクレオチドの大きさの10.90 、7.74 、5.15
、2.44 。
180及び0.60kb の標準、レーン21M6株D47];レーン3.M4
7;レーン4.M5;レーン5.M19;レーン6、M26.レーン7、Mll
:レーン8.M24ニレ−/9.MI2;レー、zlO,M23.レーン1.1
−、Mzs(M株T28151−/4から);及びレーン12’、%+乙5.(
M+株’r 28/1.50 A15から)。
不発明はワクチン製剤における免疫原として用いられうる連鎖球菌M蛋白質を製
造する組換えDNA技術に関するものである。さらに特定すれは、M6蛋白質の
製造が記載されている。
ここに記載さハているように構成された糺換えプラスミドit X宿主細胞(原
核又は真核)に対し宿主細胞の分二かつ抵抗性のある連鎖球菌M蛋白質の生産性
を与える。かかるプラスミドは天然に存在するM蛋白質の免疫学的、抗原的決定
部位を含む多量の蛋白質又はその両分を生成することができる。ここに記されて
いる特定の態様はM6蛋白質に関する。しかし、ここに記載されるDNA分子は
M6蛋白質の生産に限定されるものではなく、いかなるA群連鎖球菌M蛋白の製
造にも用いうるものである。
M6蛋白質についてここに記載されている組成物と方法とのすべてのM蛋白質へ
の一般的応用可能性はフィゾエテイ及びマンジュラの研究(19s 2. 、ロ
ビンス、ヒル及びサドフ(編集)、ハクテリアル・ワクチン中の411−448
頁、連鎖球菌M蛋白質及び哨乳動物トロポミオンン間の構造の関係の免疫学的連
係)から明らかである。たとえばこれまでに配列がきめられたすべてのM蛋白質
はM5、M6及びM24を含んて明瞭な同族性を示し、すべて多重コイル構造で
ある。アミン末端及び他の配列がきめられた画分は3種のM分子のすべてについ
て7個の残基の周期的くりかえしを示している。さらに数種のM型の免疫学的分
析は、各種の型の間の交叉反応ヲ示した。フイシエノテイ、ジャーナル・牙ブ・
エクスベリメンタル・メジシン146:1108−1123(19771;マン
ジュラ及びフィシエソティ、ジャーナル・オン・エクスペリメンタル・メジノン
151:695−708 (1980);マンジュラ及びフィンエ26]−26
7(1980)。さらに下記に示す交雑のテークは試験した56棟のM蛋白質遺
伝子のすべての間で構造の類似性を示している。
この技術における熟達者にとっては、種々の免疫原及びワクチン製剤をつくりう
ることを直ちに知ることかでここに記載されるM蛋白質遺伝子又はその両分は連
鎖球菌に対する診断試験における分子プローブとして使用されつる。この試験の
原理は、病原性連鎖球菌は、本発明のM蛋白質の両分に対し相補的な遺伝子配列
を有しているという事実である。かかる遺伝子の相補性は連鎖球菌感染と疑われ
るものから微生物DNAを単離し、そのDNAを固状担体よ又は液状媒体中で適
切な条件下に分子プローブと結合させることにより直ちに検出されうる。
交雑の生起は適当なリポータ一群のプローブに対する添加により容易に検出され
うる。
連鎖球菌状生物はいかなる体組織や体液中の感染部位からも単離されうるが、単
純な咽喉洗滌物は最も好適な相打となろう。多分混合培養物てあろうこのように
して得られた微生物は直接(すなわち洗滌物上で)又は当該技術の専門家によく
知られている培養媒体のいづれかの中で多数の細胞を生成するよう生育させて用
いられうる。
そして、混合培養物からのDNAは、凍結−融解、音波処理又は他の機械的手段
によりおよび7才たけ一般的あるいは特異的な細菌細胞壁分解試薬ての処理によ
り分裂させたのち抽出されうる。
抽出されたDNAは通常水性アルカリの添加により変性され、ついで緩衝溶液で
洗浄される。−アルカリの特定の濃度や緩両液の組成等は実験の条件により、通
常実験により容易に決定しうる。本発明の変性M蛋白質遺伝子プローブは、つい
で微生物のDNA製剤に加えられ、DNA配列の点において相補的に交雑さぜら
れる。特異的結合は交雑混合物を充分に洗滌して非特異的結合を除去したのちに
残すことにより確認されよう。
交雑はその目的のために開発され、認められて来ている多数の溶液のひとつの中
で行われる。ファルコウらは米国特許第4,358,535号明細書に全般的に
溶液組成及び交雑工程の多くの考察を記載した。この特許はその一般的有用性の
故に、ここに参考文献とし2て包含される1、他の交雑の指標となる特定の数値
、たとえば時間や温塵、および用いられる方法は不発明にとって必煩のものでは
ナイ。タトえハコール及ヒハーテユ〔プロシーノン−ゲス・オン・ナチュラル・
アカデミ−・オン・ザイエンスU、 S、 A、って記載された方法が適用され
うる。事実交雑のために選ばれる方法は技術水準の進歩とともに変ってゆくもの
と期待される。
本発明の基砺となる分子プローブは、特定の交雑を起しつるように遺伝子配列を
保持するに充分であるかぎりは、M蛋白質遺伝子の全部又はその一部だけをも色
柄するものである。かかる交雑はごくわずかな程度であってさえも、その分子プ
ローブに適切なリポータ−・グループを結合させることによって検出されうる。
そのプローブは放射性同位原素で標識を付しつる(たとえば32P。
、lH、+4c 、 35s 等による標識)シ、捷た化学的あるいは酵素的リ
ポータ−・グループで標識されうる。たとえば、生物的に細分化された( bi
otinylated )プローグと組み合わされた比色検出装置を、たとえば
フルオレノナイン・アビジン、ローダミン・アビジン又は酵素と結合したアビジ
ン等のアビジン誘導体と共に用いることかてきる。
M6蛋白質の工7エリヒ゛ア・コリ(大腸菌)(Escherichierco
li)中でのクローニングと発現の方法及び連鎖球菌感染を特・徴づけるための
プローブとしてのM6蛋白質遺伝イの使用法の下記する実施例は、例示の目的で
記されるもので、発明の範囲についての限定の意図によるもめでdない。
6実施例゛連鎖球菌M蛋白質遺伝子を含むクロ/の製造、及び該遺伝子の連鎖球
菌感染の診断的試験にM6蛋白η遺伝子の超厚は、ストレプトコッカス・ピオゲ
ネス(5treptococcus Pyogenes )D 471株(A群
連鎖球菌)であった。C群連鎖球菌ファージ細胞溶解素(Group C5tr
eptococcal phage 1ysin)が、30%ラフイノーズの存
在下に、安定なプロトプラストを残してA群連鎖球菌の細胞壁を溶解するために
用いられた(フィリップスら、プロシージンゲス・オン・ナチュラル・アカデミ
−・オン・ザイエンス、U、S、A、 78 :4689(1981))。つい
でそのプロトプラストは充分に洗浄され連鎖球菌のデオギ/リボヌクレアーゼ(
DNAs+j 金除去するため蛋白分解酵素にで処理された。プロトプラストは
ドデシル硫酸すトリウム(SDS)中に希釈して溶菌され、抽出物がRNAを消
化するためリボヌクレアーゼIで処理された。塩化セシウムが加えられた。この
製品は蛋白質を除去するために約100x&で遠心分離され、−夜透析された。
DNAはエタノールにより沈澱させられた。使用のために選択されたDNA画分
は消化前に充分100キロベース(kb)以上であった(plファージDNAを
100 kbの標準とし、21分子の半分を50kb の標準として04%アガ
ローズ・ゲルーヒでの7−4゜−ズ・ゲル電気泳動で検定した)。
62大腸菌へのクローニング
M蛋白質生成のためにスクリーニングされるのに必要であり、かつM蛋白質の構
造遺伝子に結合される調節部位を残すのに必要な大腸菌クロンの候補の数を減ら
すために、連鎖球菌DNAの大きい断片がクローンされなければならなかった。
従って、35ないし40 kbのDNAの挿入を受け入れるコスミド・ベクター
が必要であった。
クローニング・ビヒクルとして5.4kb のベクター。
pJB8が選ばれた。このベクターは、イッシューホロウイノソ及びバーク、ヌ
クレイツク・アー/ソヅ・リサーチ9(13):2989−2998(1981
)が記載した方法によりアンピンリン耐性プラスミドHomer Tと合成りa
m T−(Iリンカ−とから構成された。
本発明においては、ベクターpJB8は、ベクターヲ特有な位置で切断し「粘着
末端」を生成するマごアテイスら、−L掲書、1.04−106頁)が一般的に
記載したとこイ)によりBan HTで消化された。切断されたベクターは、ベ
クター・ベクター間の再結合や再環形成を防くだめに、−j′ルカリ性フオスフ
ァターセで処理され(たとえけマ;−7’ディスら、上掲書、133−134)
、粉状化されたべ久ターの5′−フメスノエートが除去された。ランタン、なI
) N A断片を生成させるため、第61節に記載したようにして単離された連
鎖球菌DNAを部分的に消化するために3au 3 a制限酵素が用いられた(
たとえはマニアライスら、前掲書、298)。分画された連鎖球菌D N Aは
pJB8ベクター上のBam HIの部分に結合さtlだ(第1図参照、たとえ
はマニアライスら、上掲書、298−299)。
連鎖球菌DNAが挿入されたベクターは試験管内てラムダ・ファー−/の頭部に
とりこ寸れた〔ホー/及びコリたキメラDNAを包含するファージは、熱的に誘
起されつるプロファージを有する大腸菌に12の制限部位のない株C’600
(lambdacT857>recAを形質導入するために用いられた。アンピ
シリン耐性コロニーが30℃で選び出され、同じ選択培地に移され、−夜30℃
で培養されて、マスター・プレートをつくった。
大腸菌中にクロンされたほとんどのグラノ・陽性遺伝子は発現しているので、M
蛋白質遺伝子が大腸菌中て発現するという可能性は高かった。しかし、M蛋白質
はペリプラスム(periplasm)と外膜といういずれも連鎖球菌には存在
しないものを通して移送されなければならないから、M蛋白質が大腸菌の表面に
現われるとC[思われなかった。この理由から、その大腸菌のマスター・プレー
トけプロファー/を誘起し、宿主細胞を溶菌するために42℃に移され、クロン
化された遺伝子の発現を確認しM蛋白質を発現する大腸菌のクロンを認識するた
め高速検定法を開発した。この技術はM蛋白質を発現する学−ノコロニーを容易
に見分けうる。
この検定法は、試験さるべき溶菌されたコロニーをニトロセルローズフィルター
に移し、蛋白質に対するフィルターの非特異的親和性を減少させるためlI′血
清アルブミン中で該フィルターを洗滌し、そのフィルターを大腸菌細胞で充分に
予備吸収(pre −absorbed ) Lだ精製された[、ys M 6
に対する抗血清と反応させ、適宜に洗浄し、125I一連鎖球附蛋白質A(抗原
−抗体複合体に結合している)と反応させ、再び洗浄し、ついでオートラジオグ
ラフィーで測定することからなる。
M6蛋白質を検出するには抗血清は1ooo倍以上に希釈される。抗血清が10
倍希釈(さらに100倍以上濃縮された)で用いられたときは大腸菌と検出しう
る反応を起さない。この方法により、親の連鎖球菌中に生産された1係未満の量
のM6蛋白質の大腸菌クロンによる生成が検出されうる。
スクリーンされた335のコロニーのうち、1つが精mM6蛋白質に対する抗血
清と強く反応した。この株のうちに存在するキメラ・プラスミドはpJR342
と名づけられた。この大腸菌クロンのM6蛋白質の生産能はアンピシリン宵有培
地中のサブ・カルデユア上で安定に維持された。プラスミドpJR342はEc
o RIエントヌクレアーゼで処理され、連鎖球(i4DNAの両分を除去しp
JR342,13を生成した。このプラスミドはすべでの必要な複製機能とその
プロモーター系とともにM6蛋白質をコードする完全な配列を保持している。
64遺伝子産物の同定
p JB8とp JRS42を含むC600NRトラン、z、ダクタントを含む
大腸菌C600NR株は、アンピシリン含有のトッド−へウィツト肉汁(牛心域
添加肉7+(beefheart 1nfusion broth ) )中で
対数増殖期の終期捷で30℃で生育させた。細胞はベレット化され、二鹿洗浄さ
れ、ついでエチレン・シアミンチFう酢酸(El)TA)IJゾチートで溶菌さ
れ、乾燥氷−エタノール中で凍結し、37℃で急速に解凍された。DNA−アー
セ(DNAse)処理にひきつづき、10,000xりで30分間遠心分離して
細胞の破片を除去し、抽出物を045ミクロンのミリポア・フィルターに通し、
50mMの沖−炭酸アンモニウムに対して透析した。
大腸菌中に生成したM蛋白質分子の同定は免疫吸収分析いmmunoblot
analysis)で決定された。フォリンの反応〔ロウリーら、ジャーナル・
オン・バイオロジカル・ケミストリー193 :265 (1951mlて決定
された当量蛋白質濃度がSDS含有の12係ポリアクリルアミド・ゲルに適用さ
れた。6型連鎖球菌からファージ細胞溶解素で細胞壁を可溶化することにより、
6型連鎖球菌から抽出された精製M6蛋白質の標準製品が対象として隣接するウ
ェル(well、)に対して適用された。電気泳動後、分離された蛋白質はニト
ロセルローズ上に移され、フィルター上の未反応部位はツイーン2o(ポリオキ
/エチレン・ソルビタン・モノラウレート)を用いて保腰され、大腸菌で吸収さ
れた連鎖球菌から得られた細胞溶解素で抽出されたM6蛋白質に対して向けられ
た抗血清とともにフィルターが培養された。山羊の抗ウサギIgGに結合したア
ルカリ性フォスファターセを用いる酵素結合免疫検定法が結合抗体を検出するた
めに用いられた。
アルカリ性フオスファターセの基質としてインドキシル・フォスフエイトが、発
色団としてニトロブルー・テトラゾリウムが用いられ、ブレイクらの方法〔アナ
リテイカル・バイオケミストリー136 : 175−179 (1984)、
1でバンドが可視化された。M6抗血渭は対照のM6とpJR342を含む大腸
菌クロンの抽出物のいづれとも反応したが、pJ88ベクターのみを含む親の大
腸菌の抽出物とは反応し7なかった。
大腸菌クロンに、r、り生成されるM蛋白質の分子量が、精製されたL!/S
M 6蛋白質の標G製品と免疫吸収分析(immunoblot analys
is)で比較された。この分子はファージ細胞溶解素という酵素によるストレプ
トコッカスの細胞壁のり溶化とカラノ・・クロマトグラフィーによる精製の結果
物である。それは連鎖球菌の細胞壁から分離された最大のM蛋白質分子であるこ
とを示している。
このM6蛋白質はつぎのようにして精製された。プラスミドp J RS 42
.13を含む大腸菌をEDTA及び20条の/ヨ糖の存在下にリゾチームで処理
した。これにより原形質をとり−まく内容物が周辺の液体中に溶出さfzる。生
物の遠心分離により原形質外(periplasmic)の内容物を他の大腸菌
関連蛋白質とともに上澄液中にのこす。この技術を用いて、M蛋白質は原形質外
空間には高濃度で育存するが、実質上は細胞質には存在しないことが知ら第1だ
。従って、この方法はM蛋白質精製の出発原料を生成させるのに用いられた。
粗製の原形質外の内容物中のM蛋白質は他の夾雑する蛋白質からカラム・クロマ
トグラフィーで精製された。
粗製の原形質外空間品は5mM重炭酸アンモニウノ・のp)T55緩衝液で透析
され、カルボキシメチルセルロースツカラムにかけられた。カラムは同じ緩衝液
の3倍量で洗pH7,0の200mMリン酸ナトリウムで洗浄し、ついて付着す
るMi白質をpH7,0のり/酸すトリウム400m lvT溶液で溶出した。
この方法によって、高度に精製されたM蛋白質製品か得ら7′■、それけ5DS
−ポリアクリルアミド・ゲル電気泳動法と配列分析法(5equenceana
lysis )で決定された。
アミノ末端配列分析で精製大腸菌合成M6蛋白質からや−のフェニルチオヒダノ
ドイン(F’ T H)−アミノ酸が各分解段階で得られ、最終製品の均質性が
証明された。
さらに、アミノ末端の配列は、アミノ末端の残基を除く最初の配列された35箇
の残基によってLys M 6のアミノ末端配列と同一であると七がわかった。
大腸菌の分子はり77分子の精製の間に脱離されうるア辷ノ末端に命分にアルギ
ニン残基を有している。3梢製されたT、、ys M 6製品はさきにM6分子
てみられた多重バントの模様を有しているが、それはおそらく抽出と精製との過
程ての分解によるものてあろう。3つの大きいハントは51,000゜52.0
00及び53,000ダルトンのはっきりした分子量に相当する。M6製品の大
きさの異質さは、おそらく蛋白質のカルボキン末端部分の相違からくるものであ
ろう。この理由は、配列の分解による本製品のアミン末端配列分析の間に各段階
ごとに一つのアミノ酸残基のみが放出されることによる。抗開6抗
42を含むクロンによるバンドはすべて連鎖球菌製品からのものに比して大きい
(分子量55,000,57,000。
59、000ダルトン)。このことはpJR842はM6蛋白質の全構造遺伝子
を含んでいることを示唆していた。
このことは、この分子の大きさが12型連鎖球菌のプロトプラスト及び■,型か
ら分泌されるM蛋白質の大きさとし1報告されているもの(分子量58,000
ダルトン)とよくτ致しているという事実によってうらづけられた。
従って、大腸菌製品中の蛋白質は、連鎖球菌の細胞@析素抽−出により放出され
るものより完全な自然のM分子の大きさにより近いものであろう。
さらに、分泌性の連鎖球菌■,型及びプロトプラストから分離されたM蛋白質は
もつと均質性があると思わーれる。
抗開6抗
標準M蛋白質のバンドとの泳動性における差異については、いくつかの説明があ
りうる。たとえば 1)蛋白質は、大腸菌では除去されていないリーダー・配列
を含みうるが、連鎖球菌では通常除去されている。2)そのLys M 6分子
は連鎖球菌細胞壁に何遍する間に生成する分解産物に相当する。3)そのLys
M 6分子は蛋白の精製過程で生成した部分分解物かも知れない。4)その大
腸菌蛋白質はベクター中のプロモータから生成した「融合」物質かも知れない。
5)連鎖球菌では機能できない翻訳開始配列が大腸菌中では活性なのかも知れな
い。及び/又は6)連鎖球菌中では通常機能的な「停止」コドンが大腸菌の株中
ではmE変異によりおさえられているのかも知れない。
65遺伝子産物の免疫原的特徴づけ
大腸菌のM蛋白質と連鎖球菌の細胞溶解素ての抽出によるM蛋白質のオフテルロ
ニー・イムノディフュージョン( 0chterlony immnodiff
usion)での比較を行った。ウェル1(we++1)には連鎖球菌で合成さ
れた細胞溶解素抽出M6に対して製造された吸収されていないウサギの抗血清を
入れた。ウェル2には精製された細胞溶解素抽出M6蛋白質を入れた。ウェル3
にはDEAEとCMセルロース上のクロマトグラフィーで部分的に精製されたニ
スチェリチアコリー( E. coli) C 6 0 0 N R (pJ’
R842)株から得られたM6蛋白質を入れた。反,応は一pH86で50mM
バルビトール緩衝液中で調製した1係寒天ゲル中で行われた。ゲルは乾燥し、ク
ーマ/−・ブルー ( Coomasie blue)で染色した。
この二重拡散実験の結果は(ゲルは示されていない)、pJR842を有する大
腸菌の抽出物(挿入なしのプラスミドのそれではない)は、少なくとも連鎖球菌
M6Q白質のそれらのあるものには共通な抗原決定部位を含,(。
でいるという結論を裏付けた。そこで、大腸菌製品はより高い明瞭な分子量を有
しているけれども、大腸菌中で合成されたM6蛋白質は6型連鎖球菌から抽出さ
れたM蛋白質と同じ型特異性決定部位を有している。
6、6クロン化M蛋白質の滅菌効果
大腸菌の生産したM蛋白質がウサギ及びヒトのオプソニン抗血清の両者〃・らの
オプソニン抗体を除去するに要する抗原決定部位を含むかどうかを決定するため
、次の吸収実験を行った。
精製した大腸菌で合成したM6蛋白質が30μ2 つつ2つに分けて凍結乾燥さ
れた。一方にウサギの6型オプソニン抗血m ( 0. 5 ml )を加え、
同様の犀の6型連鎖球加えて溶液をつくった。これらの試験管を37℃で1時間
培養し、4℃で一夜放置した。かくして得られた沈澱を2”0 、 000 x
9で遠心分離し、得られたよ澄液を6型連鎖球菌を用いる滅菌検定に使用した
。
間接的滅菌検定は当初ランスフィールドによって一記載されたように(ジャーナ
ル・オン・エクスペリメンタル・メジシン110:271(1959))して行
った。正常な提供者( normal clonors)から得たペバリノ処理
された全人血を食細胞原として用いた。6型連鎖球菌の希釈物( 1.00 t
it )を、吸収され又は吸収されていない血清(10011/.)の存在又は
不存在下に、人血400μtに混合した。混合物を37℃で3時間回転させた。
生存している生物を埋没平板法で決定した。抗血清なしで回転させた対照につい
て提供者の血液中で連鎖球菌が生育する能力のテストを行なった。大腸菌トラン
スダクタントか生成したM蛋白質は、ウサギ及びヒトの血清からオンノニン抗体
を除去した。第1表参照。従って、大腸菌M蛋白質の抗食菌作用性決定部位は自
然のM6分子のそれと大腸菌産生M6蛋白質によるヒト及びウサギの食菌性接種
物 2018
無皿清(対照) 790 930
非吸収血清 8。
大腸菌M6f吸収 ]、 8 0 0 2 8 9 0*数字は3時間回転後の
埋没平板法によって検定した精製された大腸菌が生産したM6蛋白質による免疫
後のウサギ中での6をオプノニン抗体の生産は次のようにして行われた。精製さ
れた大腸菌が生産したM6蛋白質に対する抗血清がニューシーラント/ロウザギ
中で作られた。−次接橿は完全フロイント担体で乳化した100719 のM6
蛋白質から成り、複数部位に皮下投与された。
動物は4週間後に不完全70インド担体中の同用量のM6蛋白質で増強された。
動物は10日後採血された。
滅菌検定(上記)により認められたところによれば、大腸菌M6蛋白質で免疫さ
れたウサギは6型連鎖球菌の食菌作用性を認める抗体を産生じた。第2表参照。
大腸菌M6i白質で免疫された
接種物 43
無血清(対照) 1112
*意味は上記6.6節に記載したとうり。以字は3時間回転後のボア・プレイド
法によって検定したコロニM6型蛋白質をコードする遺伝子(emm 61をっ
−きとめるため、上記第6.3節中に記載されたプラスミドp J RS 42
.13を種々の制限酵素又はその複合体による消化に付した。かくして得られた
DNA断片は上記マニアチスらの文献150−161頁に記載されているところ
により0.8%アガロース・ゲルを通して電気泳動に付して分画され、ついで種
々のベクター中に結合された。
熱誘導性(thermally 1nducible)ラムダ・ファージに対し
溶原性ニスチェリチア・コリー(−4coj i ) K 12菌中に、これら
の組換えベクターが組み込1れ、第64節に記載したように抗M6蛋白質抗血清
と反応性を有する蛋白質の生産についてスクリーニングされた。
多数のこれらのクロン化されたDNA断片についてのM66蛋白質現分析結果を
第3図に示す。白色のブロックで示されているクロンは抗M6抗血清と反応性が
あったが、斜線を施したブロックで示されたものは反応性がなかった。p J
RS 42.19のようないくつかの反応性クロンは全M6蛋白質をコードする
連鎖球菌DNAをごくわずかしか含んでいなかったが、その発現する物質はあき
らかにポリクロナール抗血清と抗原性反応性を示すに充分な大きさであった。
クロン化されたDNA断片中のemm 6遺伝子の配置についてさらに検討する
ため、プラスミドp J RS 42.1−9中の連鎖球菌DNAをプラスミド
pUC9及びpUC8のBam H1部分に挿入した[メッシング及びベイラ、
シーン上ユニ26(1−276(1982)]。これらヅラスミド相互間の関係
は挿入されたDNAがプラスミド中で反対の方向に配列されている。抗M6抗血
清は、これらクロンの両方の製品と反応し、沸鎖球菌DNAがこれらのベクター
のいづれの配列中にも存在するときにM66蛋白質分が合成されることを示して
いる。従って、挿入された連鎖球菌DNAはそれ自身のプロモータを有している
ものと思われる。もしこの結論が正しければ、p J R842,19はM6蛋
白質のN末端をコードするもののはずである。
p J R342,19の連鎖球菌DNA断片をM13mp8及びmp 9 中
に挿入〔メジシン及びベイラル、上掲書〕したのち、サンガーのジテオキシ法〔
サンカーら、プロシーノンゲス・オン・ナチュラル・アカテミー・オン・ザイエ
ンス・U、S、A、74 :5463 (1c+77):]で挿入されたDNA
の配列が決定された。M6蛋白h−のアミノ末端をコードする部分配列をそれに
より特定されるアミノ酸配列とともに第4図に示す。逐次的エドマン分解により
決定された(参考文献)アミン末へアミノ酸は、アミノ酸配列の下に「N」で示
しである。この方法で決定されたアミノ酸配列はペプシン処理により、又はファ
ージ溶菌により連鎖球菌ストレインD471 (参考〕から抽出さt′lたM6
蛋白質のアミン末端について確立されている配列と同一であった。それはまた、
上記第64節中の大腸菌における組換えDNA方法により生成されたM蛋白質の
アミン末端部分とも同一であった。
とわらの結果は、emm6遺伝子はp J RS 42.19中に金膜れるDN
A中に如才ることを示した。第4図に示されるI) N A配列とアミノ酸配列
の比較は、さらに、第3図に示すように、M6蛋白質のN末端は%ciI部位の
左へ32j4基目の点であることを示している。
大腸菌中てヰ成されたM 6 Z白質H,i、 、)テンル仙酸すトリウノ、・
ポリアクリルアミド・ゲル電気体動〔フィ/2
エッチら、ジャーナル・オン・エクスペリメンタル・メジシン159:1083
−1095(1984))により明らかに59,000ダルトンの分子量を有す
ることが示された。この事実は遺伝子配列の他の末端を第3図におけるL二II
部位−またはその付近に定めることとなる。
さらに配列の分相をつづけたところ、蛋白質を終了する無意味なコドンTAAが
Pvu I−I部位の右へ38塩基目に位置していることが明らかとなった(ホ
リング/−ドら、原稿作成中)。
プラスミドp J RS 42.13を−NシェI及び二IIで処理してemm
6遺伝子の大部分を含む適当なプローブを作成した。p 、J R842,13
の制限酵素地図中でのこのプローブの位置を第3図に太い矢印で示す。このプロ
ーブ断片は、08cI)アガロース・ゲル中での電気泳動法、電気的溶出及びエ
ルチップ−d (Elutip−d )のカラム(ンユライヘル及びシュエル)
を通過させることにより精製された。
682細菌のDNAの単離
A群連鎖球菌の細胞をフィンエッチらの方法〔ジャーナル・オン・エクスペリメ
ンタル・メジシン] 3 :3 :1、105 (1971) :]で溶菌する
のU(はファージ細菌溶解素を用いた。他の連鎖球菌については、−夜のドツト
・ヘウイノト・酵U肉汁培養物(酵旬抽出物を添加した牛心趨浸出肉/1)を1
0倍に弄釈し、37℃で、f[i1胞(f′一度を1. miあたり杓5 X
10’ 細胞となる寸で中有させた。
3%(w/v)の濃度1でグリセリンを添加し、細胞をさらに2時間37℃で培
養した。ついで細胞を洗浄し、15秒のパルスで2度音波処理し、蔗糖30%(
w/v)37℃で30分間培養したのち、最終濃度10mMtでエチレンジアミ
ンテトラ酢酸を加え、さらに37℃でえ、これらの成分をゆっくりと回転させて
混合し、さらに37℃で30分間培養を続けた。この工程につづいて、混濁を示
さない細胞懸濁液を界面に蛋白質がみえなくなZ+tfフェノール、クロロフォ
ルム(10:1)で抽出した。抽出されたDNAは、ついてエタノールで沈澱さ
せ之。
試験した細菌株は、ストレプI・コツカス・アウレウス(5taphyloco
ccus aureus ) 、バチルス・スブチリス(B。
5ubtilis ) (CU 1.065株)、ストレフトコツカス・ブノイ
モニエ(5treptococcus pneumoniae )及びロックフ
ェラー大学のコレクションから得られた次の連鎖球菌株であって、それぞれ特異
的抗血清をつくるに用いられる標準タイピング及びグルービング株である。Ml
。
Tl/195/2; M3 、B930/6115 ; M3 R、D58X;
M4.T4/95/RB5 ; M5 、T12/126/4 ; M6 。
S43/192/3 ; M8 、C256/86/3 ; M 11 。
Tll/137/3 :Ml2 、T12/126/4 (COL6);Ml4
。
T14/46/8 、Ml 5 、T15/23/7 、Ml8 、J17C1
55/4;M22 、T22/146/1 :M23 、T23/102/RB
5 ;M24゜C98/135/2:M2S 、B546/136/1 :M2
7 、T27/87/1;M2S 、T28/150A15 ;M29 、D2
3 ;M2O。
D24/126/3 ;M31 、J137/69/3 ;M32 、C121
/39/8 ;M33 、C107/102/2 :M36 、C119/83
/2;M37 、C242;M2R、C94/80/2 ;M39 、C95/
95/1 ;M2O、C143/25/9 ;M41 、Cl0I/103/4
;M42 、C11315515;M43 、C126/170/2 :M4
6 。
ClO3/4115 ;M47 、C744/RB4/615 ;M2S 。
B 403/4815 ;M49 、B737/137/2 ;M2O、B51
4/33/6 ;M51 、A309/77/1 ;M52 、A371/10
6/2;M53 、A952/94/3 ;M54 、A953/87/3 ;
M2S 。
A928/73/1 ;M56 、A963 ;M57 、A995/91/2
;M2S、D315/87/3 : M2O、D335/38/3 ; M6
3 。
D459150/2 ; M66 、D794/76/2 ; M67 。
D795/95/1 ; A群、J17A4;B!!−f、090−R;6群、
C74;D群、D76;E群、に131;F群。
F68C;G群、DI66B;H群、 F 90 A ; L群。
D]67A;M群、D168.A”X“:8群、C559;0群、B561o次
のA群でM型にタイピングされるジョーシア州アトランタのセンター・フォー・
ディ/−ズ・コントロールから入手された株も使用された。M2゜5S633
;M9.5S754 :Ml3.5S936 ;Ml7,5S631;Ml9,
5S400;M34゜5S134 :M59.5S913及びM62.5S98
4゜154、1−1−552 (1979) 〕が記載した特異的DNA配列を
みつける手段を用いて、抽出されたDNAの標本についてドツト・/・イブリダ
イセーションが行われた。ボッチャンらの方法〔セル9:269−287(19
76)〕で二ツク翻訳により32p″′Camしたのち、交雑を行うにあたって
、種々の微生物原から得られたDNA抽出物は室温て15分間0.6 N Na
OH中で変性され、ついで0℃で10分間変性された。さらに、試料は2M酢酸
アンモニウムで中和され、DNAの両分はベセス゛ダ・リサーチ・ラボラトリ−
の多枝管中のノ【イオダインA 0.2ミクロン・ナイロン・フィルターにュー
ヨーク州グレ/・コープ、ポール・フィルトレーショ/−・コーポレー/ヨン)
上にスポットされた。交雑は1.8 M トリス堪酸塩を含み、02Mのトリス
塩基を含む緩衝液中でニック翻訳された32 pプローブを少なくとも2X10
6cpm/フィルターの割合で加え、フィルターを一夜64℃に保持することに
より行われた。フィルターは、ついオートラジオグラフィーに付された。露光は
一80℃で2−4日行われた。
これらの夫験結果の要約を第3表に示す。
emm6ブローブによるDNA交雑
A群 1,2,3,4..5,6,8,9゜11、.12,13,14,1.5
,17゜18.19,22,23,24,25゜27.28,29,30,31
,32゜33.34,36.37,38,39゜40.41,42,43,46
..47゜48.49,50,51,52,53゜54−.55,56,57,
58,59゜60.62,63,66.67.68゜A486.A712.D3
66、D780M−A群株 J17A4. へ486変性 T2815]、//
’4他の連鎖球菌群 C、G B、D、E、F、H。
L、M、N、0
他のダラム陽性 な し ストレフトコツカス・ブノイカス・アウレウス(St
aphylo−coccus aureus)バチルス1スブチリス(Baci
llus 5ub−tilis)
* A486変異株はA群変異株である。
全体としてドツト・プロット実験は、emm6ブローブとA群連鎖球圀の56棟
中の56の異なるMuから得られるDNA、及びA群株のタイプ分けできない4
種及びすてにM−と特徴づけられている2つの株との間に交雑が認められた。ダ
ラム陽性菌であるスタフィロコッカス・オウレウス(5taphylococc
us aureus)又はバチルス・zブチリス(Bacillus 5ubt
目is)からのDNA、連鎖球菌ランスフィールドB、D、E、F、H,L、M
、N又は0群からのDNA、又はストレプトコッカス・プノイモニエ(5tre
ptococcus Pneumoniae )からのDNAとは交雑は見られ
なかった。しかし、C群及びG群連釦球菌DNAとは交雑がみられた。この知見
は、G群連鎖球菌はしばしばヒトの感染に関係し、ある株はその外面に機能的に
M蛋白質と同様な分子を有しているらしいので予期し得ない知見ではなかった〔
ウールコック、インフェク7ヨン・アンド・インムノロ) −10: 568(
1974):]。
G群連鎖球菌も壕だ広範囲のヒトへの感染を起すことが報告されている。これら
の生物の毒性が必ずM様畑胞表面蛋白質の存在によるかどうかははっきりしない
が、そういうこともありうるところである。ヒト感染物から分離したG群連鎖球
菌の3株を試験したところ、12型M細胞蛋白質が株中に存在することがわかっ
た〔マクステッド及びボタ−、ジャーナル・オン・ゼネラル・マイクロバイオロ
ジー1且:1]9(1967>]。
試験されたA群株の中に、機能的にM(すなわち、保護的M蛋白質を生成せず賞
菌性化されたもの)が3株あった。これらのM−株の2種からのDNAは、それ
にも拘わらず江二亙遺伝子プローブと交雑し、少なくとも機能的(nonfun
ctional)であるかわずかな量しか合成しないような変異株であろう。1
つのM−株からのDNAはプローブと交雑せず、その株中では!遺伝子は実質的
に除去されていることを示唆していた。
ドツト・プロット実験の結果は、棟々のM型A群連鎖球菌株から得られるDNA
を抽出し、Ncii及びHindIIIで消化する実験により確かめられた。得
られるDNA断片の試料は、マニアティスら、上掲魯、150−161に記載の
アガロース・ゲル・電気泳動で分離され、emm旦の32pで標識されたプロー
ブと交雑され、雑種DNA断片の位置がオートラジオグラフィーで示された。結
果は第5図に示す。
第5図において、第1列は32 pで標識された1o9゜7.74 、5.15
、2.44 、1.80及び0.60 kbノDNA分子サイズのマーカーを
示す。第2列ないし第10列は連鎖球菌Mの型6,47,5,19,26,11
,24゜ト試験から予期されたように、T28151/4のM−株からのDNA
は交雑しなかった(第11列)が、T28/150 A15のM+株(第12列
)は交雑した。
次表に示すプラスミドを有する次表の大腸菌は、イリノイ州ベオリアのアグリカ
ルチュラル・リサーチ・カルチュア・コレクション(NRRL)に寄託されてお
り、次の薔託査ぢを付与されている。
K−12,C600NRpJR842,13NRRL B−15529ラムダ
c 1857
に−12,C600NRpJR342NRRL B−15535ラムダ c 1
857
寄託微生物は本発明の幾多の態様を代表することを意図したものであるから、本
発明は薔託された微生物により範囲として限定さるべきものではない。小火、こ
こに示され、記載されたところに加えて、この発明のオ■々の修飾は、以上の記
載と給料の図面から、当該技術の専門家にとっては明らかとなるであろう。かが
る修飾は、下記する請求の範囲のうちに入るべきことを意図している。
不明#1書中でヌクレオタイドについての塩基対の大きさは概略のものであって
、記載の目的のために使用されたものである。
浄書(内容に変更なし)
第2区
垢31図
第1+1塑
+72 ATG BCT AAA AAT AACACS AAT AGA C
ACTAT TCG CTT AGA MA 213Mat Ala Lys
Asn Asn TIY Asn 〜I Hls Tyr Ser Lsu A
rg Lys214TrA AAA AAA BGT ACT GCA TCA
GTA GCA GTG GCT TTG AGT GTA 255しeu
Lys Lys Gly Thr Ala Ser Val Ala Vai
Ala L@u Sar Vat256ATA GGG BCA BGA TT
A GTT GTCAAT ACT MT GAA GTT AGT GCA
29711e Gly Ala Gly Leu Val Val Asn T
hr Asn Glu Val Sar Al。
382CAAGCr AAT AAT GACAAG TTA ACA ACT
GAG AAT AAT AACTTA 423Gln Ala Asn As
n Asp Lys しeu Thr Thr Glu Asn Ax Asn
L@u424 AQA GAT CAG AAT AM AACTTA AC
A ACT GAG AAT AAA AACTTA 465Thr Asp
Gln Asn Lys Asn Leu Thr Thc Glu Asn
Lys Ash Leu466ACA GAT C472
Thr Asp
第S図
手続補正書(自発)
国際調査報告
第1頁の続き
■Int、C1,4識別記号 庁内整理番号優先権主張 01g8拝6月18日
[相]米国(U S)[株]621716@発 明 者 フイシエツテイ、ビン
セント アメエイ ド、;
リカ合衆国、11552 ニューヨーク、ウェスト ヘンプステッジョーン コ
ート 448
Claims (1)
- 1.、 (a)連鎖球菌蛋白質の免疫反応性と抗原的決定部位とを有するポリペ ブタイドをコードするDNA配列を含み、単細胞生物中で複製、転写及び翻訳さ れうる組換えプラスミド金倉む単細胞生物を培養し、(b)かかるポリペブタイ トを培養吻から単離することを含む 連鎖球菌M又はM様蛋白質の免疫反応性と抗原的決定部位とを有するポリペブタ イドの製造法。 2そのポリペブタイドが免投原住である請求の範囲第1項記載の方法。 3、そのポリペブタイドが抗原として用いられたとき、オブソニノク抗体を肪出 しうるポリペブタイドである請求の範囲第1項記載の方法。 4 組換えプラスミドが形質転換により単細胞生物中に導入される請求の範囲第 1項記載の方法。 5組換えプラスミドが形質導入により単細胞生物に導入される請求の範囲第1項 記載の方法。 6組換えプラスミドか形質転換により単細胞生物に導入される請求の範囲第1項 記載の方法。 7M蛋白質がA群連鎖球菌の1員から得られるものである請求の範囲第1項記載 の方法。 8M様蛋白質がG群連鎖球菌の1員から得られるものである請求の範囲第1項記 載の方法。 9M様蛋白質がG群連鎖琢凶の1員から得られるものて必る請求の範囲第1項記 載の方法。 10 単細胞生物が真核生物である請求の範囲第1項記載の方法。 11 単細胞生物が原核生物である請求の範囲第1項記載の方法。 12 原核生物が大腸菌である請求の範囲第11項記載の方法。 13 連鎖球菌M蛋白質の免疫反応性と抗原的決定部位とを有するポリペブタイ ドをコードするDN八へ列を含み、単細胞生物中で複製、転写及び翻訳されうる 組換えプラスミドを誘導することからなる゛連鎖球菌M蛋白質の免疫反応性と抗 原的決定部位とを有するポリペフリイドをコードするDNA配列を有する単細胞 の製造法。 14 ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcuseyog enes )の免疫反応性と抗原的活性部位とを有するポリペブタイドをコード するストレプトコッカス・ピオゲネスM蛋白質又はそのいずれかの一部をコード する精製されたDNA配列。 15、M蛋白質がA群連鎖球菌の1負から得られるものである請求の範囲第14 項記載の精製されたDNA配列。 16、M様蛋白質がG群連鎖球菌の1員から得られるものである請求の範囲第1 4項記載の精製されたDNA配列。 17、 M様蛋白質がG群連鎖球菌の1員から得られるものである請求の範囲第 14項記載の精製されたDNA配列。 18、請求の範囲第14項記載のDNA配列を含む組換えプラスミド。 19 さらにp J RS、42レプリコンの必須部分を含む請求の範囲第18 項記載の組換えプラスミド。 20 そのDNA配列が発現制御要素の制御下にある請求の範囲第18項記載の 組換えプラスミド。 21 ベクターがpJR842、特許請求の範囲第18項記載の組換えプラスミ ド。 22 ベクターがpJR84213である請求の範囲第18項記載の組換えブラ スミ゛ド。 2、特許請求の範囲第18項記載の組換えプラスミドを含む単細胞生物。 2、特許請求の範囲第19須記載の組換えプラスミドを含む単細胞生物。 2、特許請求の範囲第20項記載の組換えプラスミドを含む2、特許請求の範囲 第21項記載の組換えプラスミドを含む単細胞生物。 27、請求の範囲第22項記載の組換えプラスミドを含む単細胞生物。 28請求の範囲第14項記載のDNA配列を含む大腸菌(′FJscheric hia coli bacterium )。 29梢求の範囲第18項記載の組換えベクターを含む大腸菌。 30、NRRLに寄託され、受託番号NαB −1,5535を付与された請求 の範囲第26項記載の大腸菌、又はその変異株、組換え体、又はその生体内ある いは試験管・内での遺伝子工学的誘導株。 31、NRRLに寄託され、受託番号NαB−15529を付与された請求の範 囲第27項記載の大腸菌、又はその変異株、組換え体、又はその生体内あるいは 試験管内での遺伝子工学的誘導株。 32 請求の範囲第23項記載の細菌の単細胞生物により生成されるストレプト コッカス・ピオゲネスM 蛋白質の免疫反応性と抗原的決定部位とを有するポリ ペブタイド。 33 請求の範囲第29項記載の大腸菌が生成するストレプトコッカス 部位とを有するポリペブタイド。 34 請求の範囲第32項記載のポリペブタイド及びそれに適合しつる薬学的ア 7ユハントとを含櫓するワクチン製剤。 35 下記を含んでなる病原性連鎖球体1の含有か疑われる臨床的試料中の病原 性連鎖球菌を検出する方法。 (a)相補的配列と交雑せしめつる条件下に該試料の溶菌物とM蛋白質遺伝子又 は遺伝子断片のグローブとを接触せしめ、 (b)=臨床試料溶菌物中の何らかの相補的ヌクレオヂト配列とそのプローブど の間に生じた何らかの交雑を検出する。 36 交雑が液体培地中で行われる請求の範囲第35項記載の方法。 37 交雑が固体抗体上で行われる請求の範囲第35項記載の方法。 38 該プローブが放射稼的に標舷される請求の範囲第35項記載の方法。 39 該グローブが生物的に細分され、該交雑が比色定量指示系に結合するアビ ジンを用いて検出される請求の範囲第35項記載の方法。 40、該グローブか生物的に細分され、該交雑かフルオレラセン分子に結合する アビジンを用いで検出される請求の範囲第35項記載の方法。 41、該プローブかIVI 6蛋白質をコードする遺伝子である請求の範囲第3 5項記載の方法。 42 検出される病原性連鎖球菌がA群である請求の範囲第35項記載の方法。 43 検出される病原性連鎖球菌が6群である請求の範囲第35項記載の方法。 44 検出される病原性連鎖球菌がG#である請求の範囲第35項記載の方法。 45、該試料が咽喉洗疎液から採取されて得られる請求の範囲第35項記載の方 法。 46、 M蛋白質をコートするストレプトコッカス・ピオヶ45 ネス遺伝子に結合しつる精製されたDNAプローブ。 47 該プローブがN R R Lに寄託され、受託番号Nil B −155 29を付与された大腸菌又はその変異株、組換え体又は生体内又は試験管内での 遺伝子下学的訪゛導株から得られたものである請求の範囲第46項記載の精製さ れたDNAプローブ。 48 該プローブがNRRLに寄託され、勺託ー笛ー弓Nfl f3 −1、 5 5 3 5を付与された大腸菌又はそ7j)変異株、組み換え体、又は生体 内又は試験層内−〔の遺伝イニ「学的誘導株から得られたものである請求の範囲 第46項記載の精製されたDNAプローブ。 範囲第46項記載の精製されたDNAプローブ。、50 該プローブが比色定量 インノケーターに結合−4−ろアビジンと結合するものである請求の範囲第46 .1J′I記載の精製されたDNAプローブ。 51 該プローブかフルオレラセン分子と結合する了七′:5ンと結合するもの である請求の範囲第46埴j Me n,11の精製されたDNAプローブ。 52 該プローブが放射性同位元素でi= ayさす+7.−ものである請求の 範囲第46項記載の精製さね/こDNAプCl −
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