JPS6211094A - 新規プラスミドおよびその用途 - Google Patents

新規プラスミドおよびその用途

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JPS6211094A
JPS6211094A JP60146634A JP14663485A JPS6211094A JP S6211094 A JPS6211094 A JP S6211094A JP 60146634 A JP60146634 A JP 60146634A JP 14663485 A JP14663485 A JP 14663485A JP S6211094 A JPS6211094 A JP S6211094A
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JP
Japan
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ifn
dna
plasmid
cells
downstream
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JP60146634A
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Kentaro Iwasaki
岩崎 憲太郎
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TOKYO MET GOV RINSHIYOU IGAKU SOGO KENKYUSHO
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TOKYO MET GOV RINSHIYOU IGAKU SOGO KENKYUSHO
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/555Interferons [IFN]
    • 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
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells

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  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

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」しヒ例」団り年!一 本発明は新規発現型プラスミド、該プラスミドを含有す
る動物細胞およびその用途に関する。
豊見立1嵐 インターフェロン(I FN)は各種ウィルスの感染し
たあるいは二重鎖RNA、多糖類などの種々の物質によ
り処理した動物細胞が産生ずる蛋白質で、同種の細胞に
作用してその細胞を抗ウイルス状態にする物質である。
これは人間を含む哺乳動物のウィルス感染に対する主た
る防御機構の一つである。またIFNは、その抗ウィル
ス活性の他に、免疫反応調節活性あるいは細胞分裂を含
む種々の細胞機能に対する活性を有することが知られ、
ウィルス性疾患あるいは悪性腫瘍に対する治療効果が認
められている。それ故、医薬品としての注目を集め、I
FNを大規模に生産することに多大の研究ならびに開発
の努力がなされてきた。これらの努力の結果、現在では
遺伝子工学的手法を利用した大腸菌、および動物細胞を
用いてIFNの大量生産が開始されている。しかし大腸
菌を利用したIFNの生産は、動物細胞から技術的に困
難を伴うIFN遺伝子のクローニングが必要である。
また、大腸菌の産生ずるIFNには、天然型IFNと異
なり、糖鎖が認められない、従ってこの方法には多くの
限界が存在している。
一方、動物細胞を利用したIFNの産生はウィルス感染
による病的状態を利用するか、細胞にとって極めて毒性
の高いポリI・ポリCなどの人工的二重鎖RNAのトラ
ンスフェクションを利用する方法が主流である。また、
一部では部分精製されたウィルス糖タンパク質などの刺
激が利用されているもののその効果はあまり著明ではな
いのが現状である。
日が  しようとする口 上記したとおり、動物細胞を用いてIFNを生産する場
合、ウィルス感染などのIFN誘導操作が不可欠である
が、その誘導過程、特に誘導物質の作用およびそれに対
する細胞側の反応の詳細については不明の点が多い、ま
たIFN誘導に関与する蛋白質あるいはそれをコードす
る遺伝子を同定し、その蛋白質を遺伝子組換え技術によ
って製造したとの報告はない。
ロ 占を  するための 本発明者らは、センダイウィルスを材料に、ウィルス感
染によりIFNが誘導されるときに働く特異的なウィル
ス遺伝子について研究を行った。すなわち、センダイウ
ィルス遺伝子にはウィルス構成蛋白をコードする遺伝子
、例えばヌクレオカプシド蛋白遺伝子と考えられるOP
−1、RNAポリメラーゼ遺伝子と考えられるOP−2
など、および非ウィルス構成蛋白Cをコードする遺伝子
としてOP−2’ (OP−3とも称される)が存在す
ることを明らかにした。また本発明者らは、これらの遺
伝子のうちどの遺伝子がIFN誘導に関与しているかに
ついて詳細な研究を行い、はじめてその遺伝子をクロー
ニングしたが〔ヌクレイツク・アシズ・リサーチ(Nu
cleic  Ac1ds  Res、’)、11,7
317(1983))、さらに研究を進めこの遺伝子を
動物細胞に導入することにより、ウィルス感染によるI
FNの誘導に匹敵する。あるいはそれ以上の誘導をもた
らす方法を開発し、本発明を完成した。
すなわち、本発明はプロモーターおよびその下流にポリ
ペプチドOP−2″をコードするDNAを有する発現型
プラスミド、該プラスミドを含有する動物細胞およびこ
のプラスミドを用いたIFNの製造法を提供するもので
ある。
ポリペプチドOP−2’は第1図に示すアミノ酸配列を
有する。
上記ポリペプチドOP−2’をコードするDNAとして
1例えば本発明者らが明らかにした第2図で示される塩
基配列(1番目から203番目のコドン)からなる遺伝
子が挙げられる〔ヌクレイツク・アシズ・リサーチ(N
uclaic  Actds  Ras、)*上1,7
317(1983)] 。
また該DNAはその5′末端に翻訳開始コドンとしての
ATGを有し、また3′末端シニは翻訳終止コドンとし
てのTAA、TGAまたはTAGを有していてもよく、
とりわけTAAが好ましい。
本発明で用いられるプロモーターとしては、遺伝子の発
現に用いる宿主に対応して適切なプロモーターであれば
いかなるものでもよい。
たとえば動物細胞(例、サル細胞CO5−7、チャイニ
ーズハムスター細胞CHOなと)における発現に適した
SV40由来のプロモーター、レトロウィルスのプロモ
ーターなどが挙げられ、とりわけSV40由来のプロモ
ーターが好ましい。
本発明のIFN誘導蛋白のポリペプチドをコードする遺
伝子を含有する発現型プラスミドは1例えば、 (イ)IFN誘導蛋白質をコードするRNAを分離し。
(ロ)該RNAから単鎖の相補DNA (cDNA)を
1次いで二重鎖DNAを合成し、 (ハ)該相補DNAをプラスミドに組み込み、(ニ)得
られた組み換えプラスミドで宿主を形質転換し。
(ホ)得られた形質転換体を培養後、形質転換体から目
的とするDNAを含有するプラスミドを単離し、 (へ)そのプラスミドから目的とするクローン化DNA
を切り出し、 (ト)該クローン化DNAをビークル中のプロモーター
の下流に連結する ことにより製造することができる。
IFN誘導蛋白の情報をもつRNAはIFN誘導能をも
つ種々のウィルスあるいはその感染細胞。
例えばセンダイウィルス2株〔ウィロロジー(Viro
logy)t  tQs、318−324 (1981
))よりRNAを調製し、これを鋳型として、逆転写酵
素を用い自体公知の方法でc D N Aを合成し、プ
ラスミドに組み込む(T、Maniatis、E、F、
Fr1tsch  and  J。
Sambrook、モレキュラー〇クローニング(Mo
lecular  Cloning)、C。
ldspring  Harbor  Laborat
ory、(1982))− このプラスミドは適当な宿主、例えば大腸菌、枯草菌あ
るいは酵母など、に導入することができる。このように
して得られた形質転換体の中から、自体公知の方法、例
えばコロニー・ハイブリダイゼーション法(ジーン(G
ena)、上皇、63−67 (1980))およびD
NA塩基配列決定法を用い、求めるクローンを選出する
上記クローン化されたIFN誘導蛋白のポリペプチドを
コードする遺伝子(DNA)を有するプラスミドはその
まま、または所望により制限酵素で切り出すことができ
る。
さらに上記遺伝子は、化学合成により製造することもで
きる。
またクローン化された遺伝子は前記した発現に適したビ
ークル中のプロモーターの下流に連結して本発明の発現
型プラスミドを得ることができる。
なお上記のDNAは、たとえば大腸菌(294、DHl
、HBlolなど)を形質転換してその増殖、保存をな
すこともできる。
本発明の遺伝子組み換え技術によって得られたIFN誘
導蛋白として1例えば第1図における1番目から203
番目のアミノ酸配列で示されるポリペプチドを含有する
蛋白質を挙げることができる。該ポリペプチドはそのN
末端にM e tを有していてもよい、該ポリペプチド
は糖鎖を有する糖蛋白質であることが望ましい。
本発明のIFN誘導蛋白は、例えばIFN誘導蛋白のポ
リペプチドをコードする遺伝子を含有する組み換えDN
Aを有する微生物あるいは動物細胞を培養し、培養物中
にIFN誘導蛋白を生成。
蓄積せしめることにより製造することができる。
上記培養物からIFN誘導蛋白を分離精製するには1例
えば下記の方法により行うことができる。
IFN誘導蛋白を培養菌体あるいは細胞から抽出するに
際しては、培養後、公知の方法で菌体あるいは細胞を集
め、これを塩酸グアニジンなどの蛋白質変性剤を含む緩
衝液に懸濁し、超音波、リゾチームおよび(または)凍
結融解によって菌体あるいは細胞を破壊したのち、遠心
分離によりIFN誘導蛋白を得る方法などが適宜用い得
る。
上記上澄液からIFN誘導蛋白を精製するには、自体公
知の分離・精製法を適切に組み合わせて行うことができ
る。これらの公知の分離、精製法としては、塩析や溶媒
沈澱法などの溶解度を利用する方法、透析法、限外ろ過
法、ゲルろ過法、およびSO3−ポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動法などの主として分子量の差を利用する方法
、イオン交換クロマトグラフィーなどの荷電の差を利用
する方法、アブィニティークロマトグラフイーなどの特
異的親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラ
フィーなどの疎水性の差を利用する方法、等電点電気泳
動法などの等電点の差を利用する方法などが挙げられる
上流に適切なプロモータをもつIFN誘導蛋白をコード
する遺伝子を含有する上記発現型プラスミドを、動物細
胞に導入すると、該IFN誘導蛋白が細胞内で生成し、
次いでIFN合成が誘導される。すなわち上記発現型プ
ラスミドを有する動物細胞を培養し、培養物中にIFN
を生成、蓄積せしめる事によりIFNを製造する事がで
きる。
さらにIFNは、上記IFN誘導蛋白を自体公知の方法
、例えばゴースト赤血球を用いる方法、により動物細胞
に直接導入することにより製造することもできる。
上記した組み換えDNA、あるいはIFN誘導蛋白を導
入する動物細胞には、適当な動物細胞、好ましくはCO
5−7,マウスL細胞、ヒトFL。
細胞などの曙乳動゛物の細胞株あるいは初代培養細胞を
用いることができる。
動物細胞の培養は、自体公知の動物細胞用培地、例えば
5〜20%の胎児牛血清を含むDMEM培地中、30〜
40℃で15〜60時間行う。
かくして生成するIFNの活性は、公知のし細胞−vS
vによる細胞変性効果阻止法などにより測定することが
できる。
上記培養物からのIFNの分離精製は、自体公知の方法
により行うことができる。また、ここに得られるIFN
は、公知の天然型IFNと実質的に同様の活性1例えば
抗ウィルス活性あるいは免疫学的活性など、を有する。
本発明のDNAで遺伝子感染または形質転換した動物細
胞では、上記IFN誘導蛋白が合成されるので、本来既
知のIFN誘導物質ではわずかのIFNL、か合成され
ない、あるいは全く合成されない各種動物細胞において
も相当量のIFNを産生せしめることができ、IFN製
造を有利に導くことができる。
さらにIFN誘導蛋白は動物細胞内で、IFN遺伝子に
対すると同様の作用を構造上類似の他の遺伝子に及ぼし
、それらの遺伝子産物の産生を誘導する。それ故これら
の細胞が産生ずる各種有用物質を大量に取得することが
できる。
本発明明細書および図面において、塩基やアミノ酸など
を略号で表示する場合、TUPAC−IUB  Com
m1ssion  on  Bioch    −am
ical  Nomenclature  による略号
あるいは当該分野における慣用略号に基づくものであり
、その例を下記する。また、アミノ酸に関し光学異性体
がありうる場合は、特に明示しなければL一体を示すも
のとする。
DNA  :デオキシリボ核酸 cDNA:相補的デオキシリボ核酸 A  :アデニン T  :チミン G  ニゲアニン C:シトシン RNA  :リボ核酸 dATP:デオキシアデノシン三リン酸dTTP:デオ
キシチミジン三リン酸 dGTP:デオキシグアノシン三リン酸dCTP:デオ
キシシチジン三リン酸 ATP  :アデノシン三リン酸 EDTA:エチレンジアミン四酢酸 SDS  ニドデシル硫酸ナトリウム Gly  ニゲリシン Ala:アラニン Val  :バリン Leu  :ロイシン 11e  :イソロイシン Ser  :セリン Thr  :スレオニン Cys  ニジスティン Mat  :メチオニン Glu  :グルタミン酸 Asp  :アスパラギン酸 Lys  :リジン Arg  :アルギニン His  :ヒスチジン Phe  :フェニールアラニン Tyr  :チロシン Trp  ニトリブトファン Pro  ニブロリン Asn:アスパラギン Gln  :グルタミン 詐1一 本発明のIFN誘導蛋白をコードする遺伝子を含有する
発現型プラスミドは、これを各種動物細胞に導入するこ
とにより該細胞にIFNを産生させることができるため
、IFNを大量に取得することができる。ここに製造さ
れるIFNは、抗ウィルス剤、抗腫瘍剤として用いるこ
とができる。
失鳳班 以下の実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
なお実施例1に開示した形質転換体ニジエリシア コリ
(Esc’harichia  coli)HB 10
1/pSV2−Cは昭和60年6月27日より通商産業
省工業技術院微生物工業技術研究所(FRI)に受託番
号、微工研菌寄第8323号として受託されている。
実施例1.OP−2’遺伝子発現型プラスミドの製造 (1)プラスミドpSV2−PCの構築(第3図)セン
ダイウィルス2株のゲノムRNAの3′端からI 00
3番目より4081番目に至るヌクレオチドに相当する
cDNAを含む公知のプラスミドH−33(ヌクレイツ
ク・アシズ・リサーチ(Nucleic  acids
  Re5earch)、±1,7317−7330 
(1983))のDNAを、制限酵素Hindmで切断
した後。
アガロース電気泳動によりセンダイウィルスのCDNA
(3079塩基対)をベクターpBR322DNAと分
離した。このcDNAをさらに制限酵素E c o R
Iで切断し、大小のDNA断片を分離した後、大断片は
制限酵素N c o Iで、小断片はHh a Iで切
断し、再びアガロース電気泳動を行い各々の大きい方の
DNA断片を分離した。この両DNAを20.、、lの
ライゲーション緩衝液(66mM Tr i 5−HC
I  pH7,6,6゜6mM MgCl2.10mM
 DTT、66fi、MATP)に溶解し、5ユニツト
のT4DNAリガーゼを加え、14℃、17時間反応さ
せてEco RI端で再結合させた後、同様の反応で両
端に5′末端をリン酸化した合成オリゴヌクレオチドリ
ンカー(HindlIIリンカ−35’PCAAGCT
TGを結合させた。この結果センダイウィルスゲノムR
NAの3′端から1610番目より3663番目に至る
ヌクレオチドに相当するcDNA断片を得た。
一方、プラスミドpsV2gpt(プロシージング・オ
ブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンス(Pr
oc、Natl、Acad、Sci、USA)、78.
2072−2076 (1981)〕を制限酵素Hjn
dfflおよびBglIIで二重切断し、gpt部分を
除いた後、該プラスミミドDNAのB g’l m端に
HindI[Iリンカ−を結合させた。
次いで上記のセンダイウィルスcDNA断片とプラスミ
ドDNAt&Hi ndm端で結合させ、プラスミドp
−8V2−PCを構築した。また対照実験用としてPS
V2−gptのgpt遺伝子部分(Htndm−Bgl
II断片)を除いた後、Bglr1部位にHindmリ
ンカ−を結合させ、生じた2コのHindIII部位で
再結合したプラスミドpSV2−0を作成した。プラス
ミド製造の過程を第31!lに示した。
(2)プラスミドpSV2−C(1)構築(第4図)プ
ラスミドpSV2−PCを制限酵素PvuI。
5alIで二重切断し、センダイウィルスcDNAのP
vuI−SalI断片を単離した後、これを更にS a
 u 3 A Iで切断しS a u 3 A I −
S aII断片を分離した。このDNA断片をプラスミ
ドPSV2−PCのPvuI−PvuI断片および5a
lI−PvuI断片に結合してプラスミドpSV2−C
を作成した。ここに製造されたpSV2−Cはセンダイ
ウィルスのゲノムRNAの3′末端より1610番目−
3663番目のヌクレオチドに相当するcDNAのうち
1761番目−1845番目のヌクレオチドが欠除した
cDNAを含む・PSV2−Cの構築の過程を第4図に
示した。
本プラスミドでニジエリシアコリ HBIOIを形質転
換し、ニジエリシアコリ HBIOI/psV2−Cを
得た。
(3)プラスミドPSV2−PC(R1)およびpsV
2−PC(0) の構築(第5図)p S V 2− 
P CをPvuIIおよび5alIで二重切断し、約5
700塩基対のヌクレオチドを含むA断片と806塩基
対のヌクレオチドを含むB断片とし各々のDNAを分離
した。B断片DNAはさらにDdaIで切断し、Pvu
II−Dd a I断片(285塩基対、C断片)、D
deI−5alI断片(307塩基対、D断片)を分離
した。
また別にB断片をDdaIで部分切断し336塩基対の
ヌクレオチドより成るDdeI−3alI断片(E断片
)を°作成した0次いでAおよびC断片をそのPvuI
I部位で結合させAC断片を分層した後、これにさらに
D断片またはE断片を結合させた。得られたACE断片
を含むプラスミドPSV2−PC(R1)は、SV40
のプロモータ一部分にセンダイウィルスの第2遺伝子の
R1が結合した形になっている。一方、ACDを含むプ
ラスミドpSV2−PC(0)はSV40のプロモータ
一部分にR1が欠除したセンダイウィルス第2遺伝子が
結合した構造になっている。これらのプラスミドの構築
の過程を第5図に示した。
実施例2.IFN誘導蛋白のポリペプチドをコードする
遺伝子の動物細胞における発現 およびそれによるIFNの製造 マウスL細胞、マウス胎児初代培養細胞あるいはサルC
O5−1細胞を10%仔牛血清を含むイーグルMEM培
地で単層培養(ファルコン径24mmプラスチックディ
ツシュ)した後、同培地で培地交換した。交換の4時間
後に公知の方法(Grahamら、ウィロロジ−(Vi
rologY)*盈ユ、456−467  (1973
))に従い、後出の第1表に示す種々のプラスミドDN
A I Pgを含むカルシウムホスフェートゲルを調製
し細胞に添加した。さらにその4時間後グリセロール処
理して培養を続けた後、20−24時間後に培地中のI
FN量を測定した。またヒト白血球の場合には10’ 
ill胞/mlの白血球にDEAE−デキストラン法〔
プロシージング・オブパナショナル・アカデミ−・オブ
・サイエンス(Proc、Nat 1.Acad、Sc
 i、USA)、ユ1,7575−7578 (198
1))により37℃で30分DNAをトランスフェクト
して細胞を洗い。
次いで24時間培養した後培地中のIFN活性を測定し
た。DEAE−デキストランはZoo、xg/mlの濃
度で使用した。
IFNの活性はL細胞−vSvによる細胞変性効果阻止
法により測定し、米国NIHより供与されたマウスIF
N国際標準品(G−002−9−04−511)を規準
にしてその活性を算出した。
なおC08−1細胞の場合には、FLi5胞を用いた実
験室単位で表゛わした。
第1表に示したように、OP−2およびoP−2′の2
つのオーブン・リーディングフレームをもつPSV2−
PCは少量のIFN誘導しか起こさなかったが、OP−
2′のみが発現するように構築されたpSV2−Cは大
量のIFN誘導を引き起こすことが判明した。
一方、対照実験として鮭精子DNAあるいはプラスミド
pSV2−0を用いた場合には、IFN産生は全く認め
られなかった。
第1表 プラスミドDNAのトランスフェクションによ
るIFN産生 ** 実験室単位/m1 ***2.−g/10  細胞 実施例3 プラスミドpsV2−Cのトランスフェクシ
ョンにより産生されるIFNの性質マウス胎児細胞ある
いはL[胞にpSV2−Cをトランスフェクトし、24
時間後の培地を試料として用い、以下の処理を行った。
1)酸処理 500、、、 lの試料(マウス胎児細胞培養上清)に
25 、、、 lのINMCIを加えpH2とし、5℃
で5日間保存し°た後lNNa0.Hで中和し。
IFNの残存活性を測定した。結果を第2表に示した。
第2表 IFN活性に及ぼす酸処理の影響2)トリプシ
ン消化 50、−1の試料(L細胞、0.5%仔牛血清を含むM
EM培地)に50.&Agのトリプシンを加え37℃、
1時間インキュベートした後残存活性を測定した。結果
を第3表に示した。
第3表 IFN活性に及ぼすトリプシン消化の影響 3)抗マウスIFN抗体による中和 101U/mlのIFN活性をIIU/m1(50%C
PE)に下げるのに必要なNIH標準標準線胞IFNA
、βの抗体量を求め第4表に抗体希釈度で表示した。
第4表
【図面の簡単な説明】
第1図はポリペプチドOP−2″のアミノ酸配列を示し
、第2図は実施例1で得たIFN誘導蛋白質をコードす
る遺伝子(センダイウィルスのOP−2′遺伝子)の−
次構造(塩基配列)を示す。 第3図、第4図及び第5図は実施例1に記載した発現型
プラスミドpSV2−PC,pSV2−C,psV2−
PC(R1)およびPSV2−PC(0)の製造過程を
示す構築図であり、第6図、第7図および第8図はこれ
らのプラスミドの構造(R1およびR2はセンダイウィ
ルスゲノムに存在するユニークな塩基配列を表わす)を
示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プロモーターおよびその下流にポリペプチドOP
    −2′をコードするDNAを有する発現型プラスミド。
  2. (2)ポリペプチドOP−2′をコードするDNAが、
    式 【遺伝子配列があります】 で表わされる塩基配列である特許請求の範囲第1項記載
    のプラスミド。
  3. (3)プロモーターおよびその下流にポリペプチドOP
    −2′をコードするDNAを有する発現型プラスミドを
    含有する動物細胞。
  4. (4)プロモーターおよびその下流にポリペプチドOP
    −2′をコードするDNAを有する発現型プラスミドを
    含有する動物細胞を培養し、該細胞におけるインターフ
    ェロン(IFN)合成を誘発し、培養物中にIFNを生
    成、蓄積せしめ、これを採用することを特徴とするIF
    Nの製造法。
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