JPS6070086A - コロナウイルス用ワクチンの調製方法 - Google Patents

コロナウイルス用ワクチンの調製方法

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JPS6070086A
JPS6070086A JP59184707A JP18470784A JPS6070086A JP S6070086 A JPS6070086 A JP S6070086A JP 59184707 A JP59184707 A JP 59184707A JP 18470784 A JP18470784 A JP 18470784A JP S6070086 A JPS6070086 A JP S6070086A
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cdna
rna
strand
dna
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JP59184707A
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ベルナルデユス・アー・エム・フアン・デル・ゼーイスト
ペトルス・イエー・ブレデンベーク
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Duphar International Research BV
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    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
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    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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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】 (産業上の利用分野) 本発明はコロナウィルス用ワクチンの調製方法に関する
ものである。特に本発明はコロナウィルスのゲノムRN
AまたはメツセンジャーRNA(mRNA)に相当する
合成りNAの新規で迅速な調製方法に関するものである
。本発明方法によって得られるDNA分子を、クローニ
ングベクターを形質転換によって適当な宿主細胞に持ち
込んだ後DNA分子を発現に導くことができるり四−ニ
ングベクターに導入することができる。発現後に得られ
る生成物(タンパク質)を、コロナウィルスに対する細
胞性免疫応答または抗体の生成を刺激するワクチンの調
製のために用いることができる。
本発明による方法の他の応用としては、ウィルスRNA
のヌクレオチド配列をDNAクローンから決定すること
ができ、その後コロナウィルスに起因する病気に対して
防御する合成オリゴペプチドワクチンを、前記ヌクレオ
チド配列の知識によって調製することができる。
また本発明方法はRN Aに結合するDNAプライマー
を用いてウィルスRNAのヌクレオチド配列を直接決定
するために使”用することができる。
DNAプライマーは配列反応のための出発点としで役立
つ。
(従来の技術) 現在まで、ウィルスワクチンは弱毒性ウィルスまたは不
活化ウィルスに基づいて調製されてきた。
この種のワクチンは全ウィルス粒子を含む。
また、若干のウィルスからいわゆるサブユニットワクチ
ンを調製する試みがあった。この種のワクチンは全ウィ
ルス粒子を含まず、1種または数種の免疫原活性ウィル
スタンパク質を含むだけである。
ワクチンの調製分野における最近の開発は組換えDNA
技術の利用である。ウィルスゲノムのヌクレオチド配列
を完全にまたは一部分含むDNA分子を、クローニング
ベクターに導入することができる。この種のクローニン
グベクターを形質転換によって適当な宿主細胞に導入す
る場合、ウィルスDNAは発現になることができる。こ
の方法で得られるタンパク質をワクチンの調製に用いる
ことができる。
これまでは玉鎖RNAウィルスからのコピーDNA(c
DNA)分子は、ピリオンRNAまたはmRNAの3′
末端に位置したポリ(A)ストレッチに結合するオリゴ
(dT)との反応を開始することによって得られていた
(発明が解決しようとする問題点) この既知の技術によると、ゲノムの51末端を用いるよ
りも、ゲノムの8′末端に相当する再結合DNAクロー
ンを得る方が容易である。これは事実、努力して研究さ
れたコロナウィルス、すなわちマウスの肝炎ウィルス株
A 59 (MHV−A59)に対して、ゲノムの最末
端の8′末端に位置するNおよびE□タンパク質に対す
る遺伝子暗号のヌクレオチド配列のみが、これまで記載
されていることからも明らかである。中和抗体を引き出
すE2分子に対してコードする遺伝子情報はクローンお
よび配列には極めて難しい。
(問題点を解決するための手段) コロナウィルスのゲノムRNAまたはmRNAに相当す
る合成c DNAを迅速に得ることができ(4) る方法を見出した。
最近の研究では、宿主細胞の細胞質において圧銅ゲノム
と共に合成されるマウスの肝炎ウィルス(MHV)の6
亜種mRNAは、従来のRNAスプライシングに見出さ
れる機構に似ているが明らかに相違する機構によって共
に結合するリーダー配列とボディ配列から成る。この機
構は相接しない配列を、コロナウィルス感染細胞の細胞
質において機能mRNAを生成するように結合する。
コロナウィルスは玉鎖RNAウィルスに包まれる。ゲノ
ムRNAは線状であり長さが15,000〜20,00
0塩基である。コロナウィルスについて、MHV鎖A5
9は最もよく研究されている。
MHVは細胞質が同型であり、ウィルスの遺伝情報を1
種のゲノムRNAおよび数種の亜ゲノムmRNAとして
感染細胞中に発現する。これらのmRNAは等モル量で
はないが比較的一定割合で感染期間中に形成される(参
照J、 L、 Leibowitzら、VirOIOg
y 114 (198) 、 89〜51頁)。
ウィルスRNAのリボヌクレアーゼT1分解の後に得ら
れるオリゴヌクレオチドの分析によって、MHV株A5
9のmRNA7からのT□オリゴヌクレオチド10およ
び19(使用した命名法についてはM、 M、 O,L
aiら、J、Virol、41 (1982) 。
557〜565頁参照)は、相当するゲノムの8′末端
において存在しない(W、 J、 M、 5paanら
、J、Viol、42(1982)、482〜489頁
参照)ことが見出された。これは、これらのオリゴヌク
レオチドが全mRNAが共通に有するリーダー配列から
誘導されることを示している。オリゴヌクレオチド10
は一層大きいmRNAおよびゲ/ムRNA中に見出され
たが、オリゴヌクレオチド19については、mRNAの
特定の電気泳動移動度の差を示した。このオリゴヌクレ
オチドはmRNA7 、mRNA6およびmRNA5中
にオリゴヌクレオチド10.19aおよび8aとしてそ
れぞれ存在する。オリゴヌクレオチド19および19a
は塩基組成が非常に似ている。また、mRIJ16およ
び一層大きいmRNA中に見出され、mRNA 7にお
いては見出されなかったオリゴヌクレオチド17は、オ
リゴヌクレオチド19および19aの塩基組成に似てい
る塩基組成をもつ(J、 Armstrongら、Nu
cl、 Ac1ds Res、 1ユ(1988)、8
88〜891頁)。5′末端でmRNAは共通に互いに
少なくとも5種のヌクレオチドを有する。
これらのデータを第1図の模式図で表すことができる。
第1図において、・印とANは、それぞれ51末端構造
および8′末端ポリアデニル酸塩構造を示す。リボヌク
レアーゼT0耐性オリゴヌクレオチドを数字で示ず。配
列XおよびYはまだ同定されていなかった。E、 (マ
トリックス/エンベロープタンパク質)およびN(ヌク
レオキャプシドタンパク質)はそれぞれmRNA6およ
び7の翻訳生成物である。四角で囲んだ領域をmRNA
の他の領域よりも大きい寸法で示した。
第1図のモデルでは、ゲノムRNA (またはmRNA
1 )の5′末端に示す配列は、各亜ゲノムmRNAの
5′末端にも示されなければならない。
これらの配列を以下「リーダー」と呼ぶ。上記の(7ラ 発見に基づいて、MHV−159ヌクレオチド10はこ
れらの配列の中に存在しなければならない。またMHV
−159オリゴヌクレオチド19および19aの一部は
リーダー内に存在しなければならないが、mRNAの種
々の「ボディ」とのリーダー配列の結合から差が生じる
であろう。オリゴヌクレオチド17はmRNARNAツ
ボディ末端にて配列を示し、その一部はmRNA7を作
る際に失われるが、例えば、mRNA6を作る際には失
われない。
第1図のモデルを、mRNA7からコピーした単鎖0D
NAとゲノムRNAまたはmRNA6との間に形成され
るハイブリッドの電子顕微鏡分析によって試験した。こ
の方法で得られたデータは第1図のモデルをよく支持し
ている。
また第1図のモデルは、mRNA7とゲノム両者に存在
するヌクレオキャプシド遺伝子の直接上流領域のヌクレ
オチド配列に見られる差によって確かめられる。
さらに第1図のモデルの支持は、MHV−A59(8) のゲノムの相当する領域と全く同じでなければならない
mRNA7の5′末端にて、配列を直接決定することに
よって見出された。
これらのことを第1表および第2表にまとめる。
第1表はMHV−159mRNAの「ボディJおよび「
リーダー」の結合位置に関連する。
C!II Φ +:) p 一部 c!3c!+ c!3C!l b ■ → p く ■ ■ EE OOO EE DD EE :) p +:) ′;I ■ p EC!IIE 臣 p (11) 配列は次のように決定した。
mHNA7は、DNAプライマーと共にRNA上に直接
配列する、 一ゲノム(mRNA1 )は組換え体CDNA−クロー
ン(S9)を配列する、 一オリゴヌクレオチド19aは2種の前述の配列を用い
て最大のホモロジーを捜す。
これによって、MHV−A59mRNA7ボデイの5′
末端は位置−21、mRIJA7の分枝位置およびゲノ
ムを越えて伸びることができないことが明らかとなろう
。上述のように、T□オリゴヌクレオチド19a(これ
はmRNA6に対して特異的である)およびT0オリゴ
ヌクレオチド19(これはmRNA7に対して特異的で
ある)は極めて類似した塩基組成を有する。塩基組成か
らの19aの配列を予言することによって(M8M、 
C0La1 ら、 J、Virol、4−二1(198
2)、557 〜565頁参照)、また位置−24と−
2との間のMI(V−A59と比較することによって、
mRNA6に結合したリーダー配列の8′末端がオリゴ
ヌクレオチド19と19aにおける最初の塩基差(5′
から8′まで読む)を越えて伸びることができないこと
がわかる。このことから、MHV−159に対してオリ
ゴヌクレオチド19と19aを生成するリーダーとボデ
ィ配列の結合が配列5 ’AAUGUAAUOUAAA
OU8 ’の中のどこかで行われることになる。従って
すべて、結合工程中に反復パリンドo −A A U 
OU A (または配列AAUOU)が認識信号として
役立つことを示している。。
用いられるデータはポリメラーゼジャンプ機構によって
説明される( J、 Perrault、0urr、 
Top。
Microbiol、 Immunol、 98 (1
981) 、 151〜207頁参照)。この種の機構
は負の鎖になった「鋳型」の8′末端からの短いRNA
転写の合成を含む。次いでポリメラーゼ/リーダーコン
プレックスまたはリーダー単独を、転写を続行する負の
鎖になった鋳型の内側の位置に転位する。この転位は鋳
型からのリーダーの解離を含むかまたは含まない。
上述の機構は科学的見地からだけではなく、特定の遺伝
子の0DNA分子操作およびこれら遺伝子の配列決定の
ための新しい方法を示すものである。これは1例として
MHV−A59に関して示すものである。上記、のよう
に、リーダーとボディとの間の結合は配列5 AAUO
UAAUOUAAAOU8 ’で行われる。この配列は
遺伝子Fと遺伝子Gとの間のゲノムの内部領域に存在す
る。また本発明は、この配列が完全にまたは部分的に他
の遺伝子開領域に存在すると仮定できる事実に基づいて
いる。これは、この配列またはその一部(例えば、8 
’TAGATTAGATTTGA5’ )に補足的にあ
るプライマー分子を、0DNAの調製またはその配列の
確立のために出発点として使用することができることを
示す。ゲノムRNAを用いる場合、相当する遺伝子の特
性を示している。ディメンションを有する若干の不連続
の単鎖cDNA分子を合成することになる。
正しいDNA分子を選択することができ、その後で第2
の鎖を合成しクローニングすることができる。
また1同じプライマーを精製したmHNA(1〜7)に
結合することもできる。正しい濃度を用いる場合、これ
は内部位置に結合するが、リーダーには結合しない。そ
の結果、特に次に続く一層小さいmRNAの中に存在し
ないmRNA領域に相当する単鎖c D N1分子が得
られる。この○DIJA分子を単離することができ、第
二の鎖を、RNase T□オリゴヌクレオチド10 
(5’TAC!0CT(3TOAAOTOTAAAAO
8’ )またはその領域からの類似分子に相当するヌク
レオチドを用いて「プライミング」によってつくること
ができる。
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
(実施例) 実施例l RNA6を、スパーンらによって記載されたように(W
、 J、 M、 5paanら、J、Virol、42
 (1988)。
422〜489頁)、MHV −A 59を用いて感染
させた細胞から単離し、マトリックスとしてcDNAの
合成に用いた。上述のプライマー8’TAGATTAG
ATTTGA5 tを第1のDNA鎖に対する出発点と
して使用した。反応混合物(10μりは1μりのRNA
、50μりのプライマー、さらに50mMノドリス−H
OI (I)H8,+3 )、50mM(7)KCl。
8 mMのMgCl2.1mMのジチオトレイトール、
2単位/μりのRNA逆転写酵素(J、 W、 Bea
rd+tT、 Virol。
旦517〜522 (1979))、各500uMのd
OTP 、dGTPおよびTTP、250uMのdAT
Pおよび5〜10uC1のアA/7ア”P−clATP
(放射化学センター、英国アマジャムi > 4000
i / m mol )を含む。この混合物を42°C
にて80分間温温情た。生成したCDNAをゲル電気泳
動によって分析した。主要生成物は期待した大きさであ
った(約770塩基)。
第2のDNA鎖の合成をモニターできるように、次の濃
度のデオキシヌクレオチドトリホス7オネートを反応混
合物に加えて実験をくり返した;各500 uMのdA
TP 、dGTPおよびTTP。
200uM(7)dOTPおよび25 uCiの8H−
dOTP(2101/ m noli放射化学センター
、英国アマジャム)。第1のCDNA鎖の合成の後、R
NA鋳型をアルカリ処理によって加水分解した。0.5
(JLD) MのEDTA(pas、o)および150 mMのNa
OHを反応混合物に連続的に添加し、最終濃度をそれぞ
れ20 mMおよび50 mMとした。65°Cにて1
時間および37°Cにて8時間温情した後、混合物を中
和し、マニアティらによって記載されたように(T、 
Maniatisら、Mo1ecular○lonin
g 、 ALaboratorY 1982 、288
頁)、フェノ−ルーフ四ロホルムで抽出してcDNAを
再び単離した。
第2のDNA鎖の合成のための反応混合物の組成(15
fit )は、100 mMのヘペx −KOHpH6
,9。
50 mWのKCJI 、 4 mMのMg0t、 、
 0.5 mMのD’[”I’。
各500 uMのdo’L’P 、dGTPおよびTT
P。
250 uM+7)dA TP、 5〜1 o uoi
のア/l/7ア”P−clATP(放射化学センター、
英国アマジャムi > 40001 / m mOり、
0.7単位の0DNA−ポリメラーゼ1(フレノウ酵素
、ベーリンガー・マンハイム)、10n9のCDNA〜
RNA6および100 n9のプライT−5’TAOO
(!T。
TOAAOTOTAAAAO8/であった。易熱性成分
の添加前に、反応混合物を96°Cまで10分間加熱し
・次(16) −いてDNA−7’ライマーの結合を促進するまで徐々
に冷却した。反応開始後、22°Cで2時間温情した。
生成した第2のCDNA鎖をゲル電気泳動によって分析
し、第1の0DNA鎖との相互移動を証明した。
結論として、RNA6はその5′末端に第2の鎖7’ 
5 イマーと同一の配列を含む。その結果、コの部分は
プライマーを合成したガイダンスのRNA 7の5′末
端と同一でなければならない。
従って、RNA7とは別の亜ゲノムメツセンジャーRN
Aの第2の0DNA鎖を開始することが第2の鎖プライ
マーによって可能である。
実施例2 上述と同じ方法を用いて、二重鎖(ds )cDNA〜
RNA6を大量に調製した。このために、精製L4RN
A6(7)代りに、MHV−A59t−用いて感染させ
た3ac (−)細胞から調製したいわゆるボIJ(A
)+RNAを使用した。このRNA調製は感染した細胞
中に全RNAの約5%を構成する全ウィルスmRNAを
含む。これをオリゴ(dT )セルローズのり四マドグ
ラフィによって精製した。
(T、Manj−atis ら、 Mo1ecular
 Qloning 、AI、aboratory Ma
nual 、 0old Spring Harbor
Laboratory 1197〜198頁)。二重鎖
ODNAは、上記生成物の他に、多分能のmRNAに由
来する一層大きい分子を含む。第二の鎖プライマーを用
いないと、検出できるDMA合成が起らない。
制限酵素R8a工またはFnuDエエを用いて0DNA
の位置を切断後(T、ManiatiSら、 Mole
cularoloning、 A Laborator
y Manual 、 001(1springHar
bor Laboratory 、 104〜106頁
)、制限フラグメントをM 18 mp9 D N A
の複製型の「Sma工位置」にクローニングした。制限
酵素Hpa工工を用い0DNAを切断後、得られたフラ
グメントをM 18 mp8の複製型のr AccI位
置」にクローニングした( J、Messing 、遺
伝子工学:原理と方法(198g ) 、 W−巻、1
9〜86頁、J、に、 5etloWおよびA、 Ho
llaeMer編、Plenumpress lニュー
ヨーク)。この7ラグメントを50 mMのトリX H
OI (pH7,5)、10mM+7)’Mga12.
0.5 mM+7)A T P、 10 mWのジチオ
トレイトール、50μり/−のBSA、1mMのスペル
ミジン、20n9のベクター(SmaIまたはAccI
によって線状化した)、および85 R9の0DNA分
解物を含む反応混合物(15uz )中のベクターに連
結反応させた。「付着端」連結反応(HpaI工)に対
して、4oニユーイングランド・ビオラプス単位のりガ
ーゼ(New England Biolabs % 
米国マサチュセッッ、ベバリー)を1反応につき使用し
、「フラントエント」ノ連結反応(R6aI 、 Fn
uDI工1yに対して1反応につき400単位のりガー
ゼを使用した。リガーゼ反応を終夜4°Cで行った。続
いて十分な大腸菌に12 (JM108 )細胞をリガ
ーゼ反応混合物を泪いてトランスフェクションした。ラ
クトース(−)プラーク(プラークの全体数の3〜11
%)を単離し、ファージを生成させ(F、Sanger
ら、J、Mol、Biol 、 145 (1980)
161〜178頁)、そこからウィルスDNAを単離し
た;単離後ファージDNAを直接、単鎖DNA配列を用
いる0DNA挿入のジデオキシ配(19) 列分析に対して使用した( P、 L、 Bioche
micals 。
Inc、米[iライスフンシン、ミルウオーキー)。特
にDNAクローンR8A355の配列に関連している。
これを第2表に示し、RNA V中の相当するリーダー
配列と比較した。このデーターは実施例1と完全に一致
しており、cDWAの第2鎖の合成のブライミングがい
わゆる第2鎖プライマー5 /TAOOOTOTOAA
OTOTAAAAO8’による本発明の方法で行われる
ことを示している。
(20) −−ノ e e −へ −ハ MHV−A59(7)RNA7のリーダーおよびRNA
6の5′末端のヌクレオチド配列の比較。
RNA6の配列は、8 ’TAGATTAGATTTG
A5 ’を用いる第1のcDNA鎖および5’TA00
0TOTOAAO’l’0TAAAAO8’を用いる第
2のDNA@の合成をブライミングして得られる0DN
Aクローン(R8A855)から得られた。第2 DM
A鎖のプライマーはRNA7のリーダーのヌクレオチド
配列から予言された。
RNA7の配列はRNAに直接ジデオキシ配列すること
によって得られた。四角で囲んだATGおよびAUGは
、それぞれウィルスタンパク質E1およびNの合成に対
する開始コドンである。
a) E 1の開始A T G (5’ATGAGTA
GTACITAOT8’ )と共に出発領域に補足しで
あるプライマー8’TAGTOATOATGATGA5
 /として用いるゲノムに直接ジデオキシ配列して確認
された不適当な組合せ。
【図面の簡単な説明】
第1図はmRNA1 、mRNA6およびmRNA7に
関するデータを示す模式図である。 ・印・・・5′末端構造 AN・・・8′末端ポリアデニル酸塩構造X、Y・・・
配列 E□・・・マトリックス/エンベロープタンパク質N・
・・ヌクレオキャプシドタンパク質。 特許出願人 デュファル・インチルナチオナル・レセー
ルフ・ベー・ヴ工一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ゲノムRN AまたはmRNA中でくり返し遺伝子
    間配列に結合する第1のCDNA@の合成のためのプラ
    イマーを使用し、所望により、各R貸A中に生ずる「リ
    ーダー」の一部に類似する第2のcDNA鎖の合成に対
    してプライマーを出発点として使用し、ゲノムRNAま
    たはmRNAに相当する0DNAを調製することを特徴
    とするコロナウィルス用ワクチンの調製方法。 λ 第1の鎖プライマーとして8 ”I’AGATTA
    CAT’l”I’GA5’を使用し、第2の鎖プライマ
    ーとして5 ’TAOOOTOT(!AAOTOTAA
    AAO8’を使用する特許請求の範囲第1項記載の方法
    。 & マウス肝炎ウィルスのcDNAを調製する特許請求
    の範囲第1または2項記載の方法。 表 マウス肝炎ウィルス鎖59の0DNAを調製する特
    許請求の範囲第1〜8のいずれか1項記載の方法。 翫 コロナウィルス感染性気管支炎(IB)ウィルス、
    ネコの感染性腹膜炎(FIP)ウィルスまたは透過可能
    な胃腸炎(TGE)ウィルスのcDNAを調製する特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 a ゲノムRNAまたはmRNA中でくり返し遺伝子間
    配列に結合する第1のcDNA鎖の合成のためのプライ
    マーを使用し、所望により、各RNA中に生ずる「リー
    ダー」の一部に類似する第2のcDNA鎖の合成に対し
    てプライマーを出発点として使用し、調製して得たゲノ
    ムRIAまたはmRHAに相当する0DNAを特徴とす
    るコロナウィルス用ワクチン。
JP59184707A 1983-09-07 1984-09-05 コロナウイルス用ワクチンの調製方法 Pending JPS6070086A (ja)

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