JPS62122590A - 組替えDNA分子、これにより形質転換された宿主、およびIFN−α型ポリペプチドをコ−ドするDNA配列 - Google Patents
組替えDNA分子、これにより形質転換された宿主、およびIFN−α型ポリペプチドをコ−ドするDNA配列Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
(発明の要約)
組替えDNA分子、それらにより形質転換されかつひと
インターフェロンの生物学的もしくは免疫学的活性を示
すポリペプチドを生産する宿主およびこれらポリペプチ
ドをコードするDNA配列につき開示する。DNA配列
は、ひとインターフェロンの生物学的もしくは免疫学的
活性を示すポリペプチドをコードすることを特徴とする
。適当な宿主において、これらのDNA配列および組替
えDNA分子は、ひとインターフェロンの生物学的もし
くは免疫学的活性を示す遺伝子およびポリペプチドの生
産および同定を可能にすると共に、抗ウィルスおよび抗
腫瘍もしくは抗癌剤におけるその使用を可能にする。 ・本発明は、DNA配列、組替えDNA分子ならびにイ
ンターフェロンおよびインターフェロン様ポリペプチド
を産生ずるよう形質転換された宿主に関するものである
。本明細書中に開示する組替えDNA分子は、ひと白血
球インターフェロンの免疫学的もしくは生物学的活性を
有するポリペプチドをコードするDNA配列を特徴とす
る。以下の記載から明らかになるように、本発明のDN
A配列、組替えDNA分子およびその製造方法は、抗ウ
ィルス剤および抗llff1瘍もしくは抗癌剤ならびに
その製造方法に有用なポリペプチドを製造するのに使用
することができる。 本出願においては、ネイチャー誌第286巻、第242
1頁(1980年7月lO日)に発表されたインターフ
ェロンという名称を使用する。 この名称により、本出願の優先権となる原出願において
使用された名称を置き換える。たとえば、IPはここで
はIFNで表わされ、白血球インターフェロンはここで
はIFN−αで表わされる、 インターフェロン(“IFN″)は2種類存在すること
が知られている。fullのインターフェロンは小さい
酸安定性の(グリコ)−一蛋白質であって、細胞をウィ
ルス感染耐性にするものである〔ニー・イサークスおよ
びジェー・リンデンマン「ウィルス干渉1.インターフ
ェロン」、プロシーディング・ロイヤル・ソサイエティ
・シリーズB、第147巻、第258〜267頁(19
57)およびダブりニー・イー・スチュアート・「、
[ザ・インターフェロン・システム」、スブリンガー
出版(1979)(以下、「ザ・インターフェロン・シ
ステム」と云う)〕。IFNは、成る程度、細胞特異性
である(ザ・インターフェロン・システム第135〜1
45頁)が、ウィルス特異性でない。 寧ろ、IFNは広範囲のウィルスに対して細胞を保護す
る。 ひとインターフェロン(“HuIFN’″)は3つの群
α、βおよびγに分類されている。 HurFN−αすなわち白血球インターフェロンはひと
白血球中において、リンパ芽球細胞中の少量のHuIF
N−β(繊維芽細胞インターフェロン)と共に生産され
る。HulFN−αは均質になるまで精製されかつ特性
化されている〔たとえば、エム・ルーベンスタイン等、
「ひと白血球インターフェロン:生産、均質までの精製
および初期特性化」、プロシーディング・ナショナル・
アカデミ−・サイエンスUSA。 第76巻、第640〜644頁(1979)〕、これは
、恐らく炭水化物成分のため、寸法に関しては不均質で
ある。2種の成分が記載されており、その一方は21.
000〜22,000の分子量を有し、他方はis、o
oo〜1B、000の分子量を有する。 低分子量の方の成分は非グリコジル化型を示すことが報
告されている。また、より小さいHuIFN−αの型が
Hu I FN−α活性の大部分または全てを保持する
ことも報告されている〔ダブリニー・イー・スチェアー
ト・■等、「ひと白血球インターフェロンの生産および
性質に対するグリコジル化抑制剤の効果」、ピロロジー
、第97巻、第473〜476頁(1979) 〕、リ
ンパ芽球細胞からの)(u r FN−αのアミノ酸配
列の一部およびそのアミノ酸組成も報告されている〔ケ
ー・シー・ズーン等、「ひとりシバ芽球細胞インターフ
ェロンの主成分のアミノ末端配列」、サイエンス、第2
07巻、第527〜528頁(1980)ならびにエム
・バンカピラーおよびエル・フード、私的通信(198
0) 〕、さらに、)(ulFN−αは幾つかの異なる
型として存在することも報告されている(たとえば、英
国特許出願第2,037,296 A号〕、これらの型
は、構造的におよび生理学的に互いに異なっていると思
われる。Hu I FN−αのこれら型に関し、まだ認
められた名称は採用されていない。したがって、本出願
においては、各型を、−i的なHu I FN−αの名
称の後に数字を付して、すなわちHurFN−αlまた
はHu r FN−α3のように記載する。 )(u I FN−αは、多(のひと蛋白質と同様に、
多形質である。したがって、特定個人の細胞はより一般
的なl(u I FN−α群内におけるHurFN−α
種を生成することができ、或いはその群内において生理
学的には同じであるがその群とはもしくはその一部であ
る形態とは構造上僅かに異なる形態を生成することがで
きる。 したがって、1(ulFN−αの蛋白質構造は一般的に
は良く規定されているが、特定個人はそれと僅かに異な
るHu T FN−αを生成することができ、この対立
形質的変化は恐ら(Hu r FN−αの種々の形態間
における相違はど大きいものでない。 HuIFNは、通常、正常もしくは健全な細胞には検出
されない(ザ・インターフェロン・システム、第55〜
57頁〕、寧ろ、細胞をIFN誘発誘発−す結果、蛋白
質が生成される。IFN誘発誘発一般にウィルスである
が、性質上非ウィルス性のもの、たとえば天然もしくは
合成の二重鎖RNA、Illll機内微生物生物生成物
および各種の化学薬剤とすることもできる。ひと細胞を
ウィルス感染耐性にすべく、これら非ウィルス性誘発体
を利用する多くの試みがなされている〔ニス・バロンお
よびエフ・ジアンザニ編、テキサス・レポート・オン・
バイオロジー・アンド・メディスン、第35号(「テキ
サスレポート」)、第528〜540頁(1977))
これらの試みは大して成功を収めていない。寧ろ、現在
では外来性HulFNの使用が好まれている。 ウィルスおよび腫瘍もしくは癌に対するインターフェロ
ン治療が、種々異なる投与量にてかつ幾つかの投与様式
にて行なわれている〔ザ・インターフェロン・システム
、第307〜319〕。たとえば、インターフェロンは
、経口的に或いは接種(静脈内、筋肉内、鼻腔内、皮肉
および皮下)により、或いは点眼薬、軟膏および噴霧剤
の形態で効果的に投与されている。通常104〜107
単位の投与量で毎日1〜3回投与される。治療程度は、
患者および処置すべき状態に依存する。たとえば、ウィ
ルス感染は通常数日間乃至2週間にわたり毎日もしくは
102回投与することにより処置され、腫瘍および癌は
通常数ケ月乃至数年間にわたり毎日または1日多数回投
与することにより処置される。 勿論、成る患者に対し最も有効な治療は、投与。様式お
よび投与量を選択するにあたり、たとえば病気、従前の
治療およびインターフェロンに対する患者の反応など周
知の因子を考慮する担当医師により決定されねばならな
い。 抗ウィルス剤として、HuIFNは次の病気を処置する
ために使用されている:呼吸器感染症(テキサスレポー
ト、第486〜496頁)、単純庖疹性角膜炎(テキサ
スレポート、第497〜500頁)、急性出血性結膜炎
(テキサスレポート、第501〜510頁)、水痘性帯
状庖疹(テキサスレポート、第511〜515頁)、巨
大ウィルス感染症(テキサスレポート、第523〜52
7頁)、およびB型肝炎(テキサスレポート、第516
〜522頁〕、ザ・インターフェロン・システム、第3
07〜319頁も参照できる。しかしながら、抗ウィル
ス剤としてのrFNの大規模な使用は、従来入手し得る
よりも多量のIFNを必要とする。 HuIFNは、その抗ウィルス作用に加えて、池の効果
をも有する。たとえば、これはコロニー刺戟因子の効果
に措抗し、造血性コロニー形成細胞の成長を抑制し、か
つまた顆粒球および大食法先駆体の正常分化を阻害する
(テキサスレポート、第343〜349頁〕、さらに、
これはDMSO処理されたフレンド白血病細胞における
赤血球分化を抑制する(テキサスレポート、第420〜
428頁〕、また、HulFNは、免疫反応の調整に役
割を演する。抗原に対する施用の量と時間とに応じて、
HulFN−αは生体内および試験管内において免疫促
進的にも或いは免疫抑制的にもなりうる(テキサスレポ
ート、第357〜369頁〕、さらに、特異的に感応さ
れたリンパ芽細胞は、抗原に接触すると、Hu I F
N−αを生成することが観察された。したがって、この
種の抗原誘発されたHuIFN−αは免疫反応の調節体
となり、循環抗原レベルと細胞免疫性の発現との両者に
作用することができる(テキサスレポート、第370〜
374頁〕、さらに、Hu I FNはキラーリンパ球
の活性および抗体依存性の細胞媒介される細胞毒性を高
めることも知られている〔 アール・アール・ハーバ−
マン等、「ひと天然および抗体依存性細胞媒介細胞毒性
のインターフェロンによる促進」、ネイチャー誌、第2
77巻、第221〜223頁(1979);ピー・ビバ
リーおよびディー・ナイト、「死亡は自然に起こる」、
ネイチャー誌、第278巻、第119〜120頁(19
79);テキサスレポート、第370〜374頁〕。こ
れらの両種類は恐らく、腫瘍細胞に対する免疫学的攻撃
に含まれる。 したがって、ひと抗ウィルス剤としての使用に加え、H
uIFN!:l!抗腫瘍および抗癌治療において有力な
用途を有する(ザ・インターフェロン・システム、第3
19〜321頁〕、’EJA在、IFNは多くの動物に
おける多くの種類のl1ffi瘍 ゛の成長に影響を
与えることが知られている(ザ・インターフェロン・シ
ステム、1292〜304頁〕、それらは、他の抗腫瘍
剤と同様、小腫瘍に対して使用された場合、特に効果的
であると思われる。動物IFNの抗腫瘍効果は投与量と
時間とに左右されるが、これは毒性レベル以下の濃度で
示されたものである。したがって、IFNの抗腫瘍およ
び抗癌性につき多くの研究および臨床試験が過去に行な
われ、現在も行なわれ続けている。これらには、たとえ
ば骨肉腫、急性骨髄性白血病、多発性骨髄腫およびホジ
キンス病のような幾つかの悪性疾患の処置が包含される
(テキサスレポート、第429〜435頁〕、さらに、
HuIFNは、黒腫症および胸部癌に侵された患者にお
ける皮下腫瘍結節に注射すると、局部腫瘍退化をもたら
すことが最近示された〔ティー・ネモト等、「黒腫症お
よび胸部癌のひとインターフェロンおよび内部治療」、
アメリカン・アソシエーション・フォー・カンサー・リ
サーチ、アブストラクト、第994号、第246頁(1
979)〕、これら臨床試験の結果は好ましいものであ
ったが、IFHの抗腫瘍および抗癌用途は、精製IFN
の充分な供給が得られないため、著しく妨げられている
。 今日、Hu I FN−αは、組織培養で増殖させたひ
と細胞を介して、或いは供血者から集めたひと白血球を
介して生産される。2.6X10’IUの粗製HuIF
N−txが800βの培養ナマルバ(lJaBalva
)細胞から得られることが報告されている(ピー・ジ
ェー・ブリッジエン等、上記〕、極めて大きな血液セン
ター、たとえばフィンランド国ヘルシンキ在のフィンラ
ンド赤十字センターでは、その生産能力は年間的101
1IUの粗製HulFN−αである。投与量は典型的に
は1患者当り毎日3X10’ IUであるから、これ
ら供給源はHu T FN−αの必要市販量をまかなう
には不充分である。したがって、他の方法によるHuI
FN−αの生産が望まれる。IFN−αの比活性は高く
、4.0X10”〜10’TU/wの程度であるため、
一般用途に必要とされる1(uIFN−αの量は少なく
なる。たとえば、100gの純HulFN−orは3〜
30X100万回の投与量をまかなうであろう。 分子生物学における最近の進歩により、特異性の非細菌
性成熟核蛋白質をコード化するDNAを細菌細胞中に導
入することが可能となった。 一般に、化学合成により製造されたちの以外のDNAに
よれば、この種の組替えDNA分子の製造は、所望蛋白
質に対する精製メツセンジャーRNA (、mRNA)
雛型の単一鎖DNAコピー(cDNA)を生成させ、こ
のcDNAを二重lDNAに変え、このDNAを適当な
りローン化ベヒクルにおける適当な部位に結合させて組
替えDNA分子を形成させかつこの組替えDNA分子に
より適当な宿主を形質転換させるという過程からなって
いる。このような形質転換は、宿主が所望蛋白質を生産
するのを可能にする。 数種の非細菌性蛋白質および遺伝子が、大腸菌(イー・
コリ)において組替えDNA技術を用いて得られている
。これらには、ラッテプロインシュリン抗原決定因子を
示す蛋白質〔エル・ビラーカマロフ等、「プロインシュ
リンを合成する細菌クローン」、プロシーディング・ナ
ショナル・アカデミ−・サイエンス・USA。 第75巻、第3727〜3731頁(1978))、ラ
ッチ成長ホルモン〔ビー・エッチ・シーブルグ等、「細
菌による成長ホルモンの合成」、ネイチャー誌、第27
6巻、第795〜798頁(197B))、ねずみジヒ
ドロ葉酸レダクターゼ〔ニー・シー・ワイ・チヤツプ等
、「ねずみジヒドロ葉酸レダクターゼを暗号化するDN
A配列の、大腸菌(イー・コリ)における発現型」、ネ
イチャー誌、第275巻、第617〜624i(197
8))、ひとソマトスタチン〔ケー・イタクラ等、「ソ
マトスタチンホルモンに対する化学合成遺伝子の大腸菌
における発現」、サイエンス誌、第198巻、第105
6〜1063頁(1977)、およびヨーロッパ特許出
願第0.001.929号、第0.001,930号お
よび第0.001,931号ならびに他国における対応
出願〕、ひとインシュリンのAおよびBポリペプチド鎖
〔ディー・ヴイー・ゲデル等、「ひとインシュリンに対
する化学合成遺伝子の大腸菌における発現」、プロシー
ディング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・US
A、第76巻、第106〜110頁(1979)、なら
びにヨーロッパおよび関連特許出願明細書(上記)〕、
ひとB型肝炎ウィルスの抗原〔シー・ディー・バレル等
、「プラスミドpBR322においてクローン化された
B型肝炎ウィルスDNA配列−大腸菌における発現」、
ネイチャー誌、第279巻、第43〜47頁(1979
)ならびにエム・パセク等、「B型肝炎ウィルス遺伝子
および大腸菌におけるその発現」、ネイチャー誌、第2
82巻、第575〜579頁(1979))、ひと成長
ホルモン(ディー・ヴイー・ゲデル等、「ひと成長ホル
モンをコードするDNA配列の大腸菌における直接的発
現」、ネイチャー誌、第281巻、第544〜551頁
(1979))、SV40を抗[(ティー・エム・ロバ
ーツ等、「大腸菌における猿ウィルス40を抗原の合成
」、プロシーディング・ナショナル・アカデミ−・サイ
エンス・USA、第76巻、第5596〜5600頁(
1979))、ならびにひと繊維芽細胞インターフェロ
ン(HulFN−β)〔ティー・タニグチ等、「ひと繊
維芽細胞インターフェロン遺伝子配列を含有する細菌プ
ラスミドの製造および同定」、プロシーディング・ジャ
パン・アカデミ−1第55巻B号、第464〜469頁
(1979)および私的通信(1980) )が包含さ
れる。 しかしながら、これら組替えDNA法のいずれも、本発
明におけるように、I−1u I F N−αの合成に
向けられていない。これが、本発明の目標とする課題で
ある。この解決は、合成遺伝子(たとえばソマトスフチ
ン)を調製するのに必要とされる配列情報を入手するこ
とによる、或いは特定DNA配列の豊富な細胞型もしく
はウィルス(たとえば肝炎ウィルス抗原)または所望ヒ
ブリドDNAを含有する細菌クローンの調製および同定
を可能にするmRNA種(たとえばラッテインシュリン
)を入手することによる、或いは所望蛋白質(たとえば
ねずみジヒドロ葉酸レダクターゼ)を発現する大腸菌宿
主の選択を可能にする系を入手することによる上記の組
替えDNA系におけるようには簡単でない。 さらに、卵母細胞においてHulFN−β活性(たとえ
ば、繊維芽細胞インターフェロン)をもたらすmRNA
にポリ(A) RN Aからヒブリド化するようなりN
A配列を含有すると云われるプラスミドの報告は、何ら
役に立たない。また、本発明の解決法は、純粋もしくは
ほぼ純粋なHu r FN−αmRNAをHulFN−
cx遺伝子のクローン化前に調製するための研究報告第
18309号、第361〜362頁(1979)におi
する示唆とは異なる目的を有する。 最後に、DNA配列の選択または卵母細胞においてHu
IFN活性をもたらすようなmRNAにポリ(A> R
N Aからヒブリド化する組替えDNA分子の調製は、
DNA配列または組替えDNA分子のヒブリド挿入物が
Hu I FNに相当することを示すには充分でないこ
とを認めるべきである。寧ろ、1(ulFNの免疫学的
もしくは生物学的活性を示すポリペプチドの生成によっ
てのみ、選択DNA配列もしくは構成組替えDNA分子
がHu I FNに相当することが実際に示される。さ
らに重要なことは、HuIFN作用の後にのみDNA配
列、組替えDNA分子またはそれに関連する配列を用い
て本発明の)(ulFNに対応する他の配列を選択しう
ろことが示される点である。 したがって、組替えDNA技術を使用、してHulFN
−αを生産する問題は上記した方法のいずれとも極めて
異なることが、上記から判るであろう。ここでは、未知
構造の特定DNA配列(適当な宿主においてHuIFN
−αの発現をコードする)を、極めて複雑なりNA配列
の混合物において見出しかつそこから分離してこれをH
ulFN−αの生産に使用する。さらに、この位置決定
および分離の問題は、複合混合物において所望DNA配
列の著しい低濃度が予想されること、および所望配列を
選択しかつ分離するため混合物の多くのDNA配列を迅
速分析する有効手段がないことにより悪化される。 本発明は、適当な宿主においてHuIFN−αの発現を
コードするDNA配列を決定しかつ分離しそれによりD
NA配列と、組替えDNA分子と、宿主を形質転換させ
てひと白血球インターフェロンの免疫学的もしくは生物
学的活性を示すポリペプチドを生産する方法とを提供す
ることにより、上記の問題を解決する。 本発明により、抗ウィルス剤、抗腫瘍または抗癌剤およ
び方法に使用するための、HulFN’−αの免疫学的
もしくは生物学的活性を示すポリペプチドを得ることが
できる。本発明は、従来不可能であった量および方法で
これらポリペプチドの生産を可能にする。 以下の開示から判るように、本発明のDNA配列および
組替えDNA分子は、Hu T F N −αの免疫学
的もしくは生物学的活性を示すポリペプチドの、適当な
宿主における生産を方向付けることができる。適当な宿
主におけるこれらDNA配列と組替えDNA分子との複
製は、これらポリペプチドをコードする遺伝子を多量に
生産することを可能にする。これらポリペプチドおよび
遺伝子の分子構造および性質は、容易に決定することが
できる。ポリペプチドおよび遺伝子は、宿主で生産され
たまま或いは適当な誘導化もしくは改変の後、組成物中
におよびこれら生成物自身の生産を検知かつ改善する方
法に使用することができ、かつ抗ウィルス剤および抗腫
瘍もしくは抗癌剤および方法に使用することができる。 したがって、この方法は、上記の従来方法とは異なり、
DNA配列とHu I FN−αの免疫学的もしくは生
物学的活性を示す少なくとも一種のポリペプチドをコー
ドする適当なりNA配列を含んだ組替えDNA分子との
調製および選択を含む点において、上記従来方法と区別
できる。 上記から判るように、本発明の基本的局面は、Hu I
F Nの免疫学的もしくは生物学的活性を示すポリペ
プチドをコードすることを特徴としかつZ−pBR32
2(Pst)/HcIF−4cXZ−pBR322(P
st)/HcIF−2h、Z−pBR322(Ps t
)/Hc IF−SN35、Z−pBR322(Ps
t)/HcIF−SN42、Z−pK7287 (P
s t)/Hc I F−2h−AH6のDNA挿入物
と、これらDNA挿入物のいずれかにヒブリド化するD
NA配列と、これらDNA配列もしくは挿入物のいずれ
かに対し単一もしくは多重のベース置換、欠失、挿入お
よび転位を含め突然変異に関連して得られる天然、合成
もしくは半合成の供給源を包含するあらゆる供給源から
のDNA配列と、前記DNA配列および挿入物のいずれ
かのコドンの発現においてコードされるポリペプチドに
類似した免疫学的もしくは生物学的活性を発現において
コードするコドンの配列からなるDNA配列とよりなる
群から選択されるDNA配列を提供することであり、こ
れらの配列は宿主においてインターフェロンおよびイン
ターフェロン様ポリペプチドの生産を可能にする。 ここに記載した本発明をより充分に理解するため、以下
詳細に説明する。 本明細書中において、次の用語を使用する。 ヌクレオチド:糖成分(ペントース)と燐酸塩と含窒素
複素環塩基とからなるDNAもしくはRNAの単量体単
位。塩基は、グルコシド炭朱(ペントースの1′炭素)
を介して糖成分に結合される。塩基と糖との結合体はヌ
クレオシドと呼ばれる。各ヌクレオチドはその塩基を特
徴とする。4種のDNA塩基はアデニン(“A”)、ク
アニン(“G”)、シトシン(“C”)およびチミン(
“T″)である。4種のRNA塩基はA、G、Cおよび
・ウラシル(U”)である。 DNA配列:隣接ペントースの3′炭素と5′炭素との
間のホスホジエステル結合により互いに結合されたヌク
レオチドの線状列。 コドン:mRNAを介してアミノ酸と翻訳開始信号と翻
訳終了信号とをコードする3種のヌクレオチド(トリプ
レット)のDNA配列。たとえばヌクレオチドトリプレ
ットTTASTTG。 CTT、CTCSCTAおよびCTCはアミノ酸ロイシ
ン(”Leu″)をコードし、TAG。 TAAおよびTGAは翻訳停止信号であり、ATGは翻
訳開始信号である。 解読枠ニアミノ酸配列までm RN Aを翻訳する際の
コドンのグループ化。翻訳の際、通切な解読枠を維持せ
ねばならない。たとえば、配列GCTGGTTGTAA
Gは3つの解読枠(すなわち相)において翻訳すること
ができ、その各々は異なるアミノ酸配列 GCT GGT TGT AAG−−Ala−G
ly−Cys−Lys −Va I −Va I GCTGG TTG TAA G −−T
rp−Leu−(停止) を与える。 ポリペプチド:隣接するアミノ酸のα−アミノ基とカル
ボキシル基との間のペプチド結合により互いに結合され
たアミノ酸の線状列。 ゲノム:細胞もしくはウィルスの全D N A。 これは、特に物質のポリペプチドをコードする構造遣1
云子、ならびにオペレータ、プロモータおよびリポソー
ム結合ならびにたとえばシャインーダルガーノ配列のよ
うな配列を含めて相互作用配列を包含する。 構造遺伝子:雛型もしくはメツセンジャー・RNA (
“mRNA”)を介して、特定ポリペプチドに特徴的な
アミノ酸配列をコードするDNA配列。 転写:構造遺伝子からmRNAを生成する過程。 611訳:mRNAからポリペプチドを生成する過程。 発現:ポリペプチドを生成するため構造遺伝子により受
ける過程。これは、転写と翻訳との紹合せである。 プラスミド:完全「レプリコン」からなる非りロモソー
ムニ重[DNA配列であり、これによりプラスミドは宿
主細胞内で複製される。プラスミドを単細胞微生物に入
れると、その生物の特性がプラスミドのDNA挿入の結
果として変化または形質転換する。たとえば、テトラサ
イクリン耐性(TetR)についての遺伝子を担持する
プラスミドは従前テトラサイタリンに感受性であった細
胞をこれに対し抵抗性の細胞に形質転換させる。プラス
ミドにより形質転換された細胞を「(形質転換体)」と
呼ぶ。 ファージまたはバクテリオファージ:細菌性ウィルスで
あり、その多くは蛋白質エンベロブもしくは被覆(「カ
プシド」)中にカプセル化されたDNA配列からなって
いる。 クローン化ベヒクル(c10ning vehicle
) :宿主細胞中で複製しうるプラスミド、ファー
ジDNAまたはその他のDNA配列であり、これは1個
または少数のエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴とし、
この部位においてこのDNA配列はDNAの本質的な生
物学的機能(たとえば再現性)、被覆蛋白質の生成の喪
失またはプロモータもしくは結合部位の喪失を伴わずに
決定可能に切断され、またこの部位は形質転換細胞の同
定(たとえばテトラサイクリン耐性またはアンピシリン
耐性)に使用するのに適する標識を有する。クローン化
ベヒクルはしばしばベクター(Vector)と呼ばれ
る。 クローン化:微生物またはDNA配列の増殖を得る過程
であって、無性増殖によりこの種の一種の微生物または
配列から得られる。 組替えDNA分子すなわちヒブリドDNA?生体細胞の
外部で末端−末端結合されかつ宿主細胞に感染してそこ
に維持される能力を有する、異なるゲノムからのDNA
断片よりなる分子。 発現制御配列:構造遺伝子と作用結合した場合これら遺
伝子の発現を制御および調整するヌクレオチドの配列。 それらには、lac系、trp系、ファージλの主要オ
ペレータおよびプロモータ領域、fdコート蛋白質の制
御領域ならびに原核もしくは真核細胞およびウィルスの
遺伝子の発現を制御することが知られたその他の配列が
包含される。 第1図について述べれば、これは組替えDNA分子の混
合物の製造方法における一実施態様の概略図であり、こ
こで組替えDNA分子の幾つかはひと白血球インターフ
ェロンの免疫学的もしくは生物学的活性を有するポリペ
プチドをコードする挿入DNA配列を特徴とする。 センダイ (Sendai)ウィルスを用いてひと白血
球を37℃で5時間誘発させ、次いで抽出してひと白血
球インターフェロンmRNA (’HuIFN−αmR
NA”)を含有するポリ(A) RN A混合物を得た
。誘発はカンチル法によって行なった〔ザ・インターフ
ェロン・システム、第130〜131頁およびそこに挙
げられた引用文献〕。ポリ(A) RN A 混合物を
、その実際の割合とは無関係に第1図に示す。誘発白血
球を収量し、10’M[Iのm胞を水11中NaCl8
gとMCI 0.2gとNa2 HPO4−2H20
1,15g 、!: K H2P Oや0.2 gとを
熔解含有する溶液(PBP″)11に再懸濁させ、これ
を激しく既拌しながら501分液濾斗中の20mMトリ
ス−HC1(pH7,5>と1mM EDTA(“T
E緩衝液″)と2%ドデシル硫酸ナトリウム(“SDS
”)の1742に加えた。自己消化したプロナーゼ(カ
ルビオケム社)を200μg/mlまで加え、そしてこ
の溶液を室温で1時間攪拌した。106カウント/分(
“cpm”)の1125−グロビンmRNAを、ポリ(
A) RN Aを回収しかつ次工程におけるmRNA分
解を管理するための標識として加えた。全容量の1/2
0に等しい量(“1/20容量”)の2M)リス−I(
CI (pH9)を加え、そして混合物を152の再
蒸留フェノールにより激しく攪拌しながら10分間抽出
した。3Ilのクロロホルムを加えて混合物を5分間攪
拌した。30分間相分離させた後、水相を除去して再び
フェノールとクロロホルムとで抽出した。得られた水相
は全部で19.H!であり、これを60gのSDSと合
した。この水相から、1/10容量の3M酢酸ナトリウ
ム(pns、s )と2容量のエタノールとによって核
酸を沈澱させた。 一20℃で一晩保存した後、プラスチック製篩を通して
の濾過により繊維状の核酸沈澱を取出した。次いでこの
物質を、0.5%SO3を含有する200m1のTNE
(50mM)リス−ITCI (pH7,5)、1
00mM NaC1,5mM EDTA)と共に攪
拌した。次いでこれを、さらにこの溶液350m1の添
加により熔解させた。非繊維状沈澱を、ツルバールRC
−3型遠心分離器において11ツルバール瓶中に500
Orpmにて15分間遠心分離することにより集め、
0.5%SDSを含有するTNE350ml中に熔解さ
せた。2つのTHE溶液を合し、そして1容量のフェノ
ールで3回、1/2容歪のエーテルで3回および1容量
のエーテルで3回それぞれ抽出した。水相からのRN
A回収は、260 nmでの吸光度により測定して全部
で775■であった。 ポリ(A) RN A混合物の単離は、オリゴ(dT)
セルロース(タイプ7、P−Lビオケミカル社)に対す
る反復バッチ吸着により行なった。2.7gのオリゴ(
dT)セルロースを、500m1すなわち上記のRNA
含有溶液の約半量に加えた。 室温で1時間攪拌してポリ(A) RN Aをオリゴ(
dT)セルロースに吸着させた後、セルロースとこれに
結合されたmRNAの混合物とを遠心分離によって集め
、50m1のTHEで1回、次いで15m1のTNEで
1回洗浄した。次いで、結合したポリ(A) RN A
を、H202mlテア7) 5回連続洗浄によって溶出
させた。収量は、光学密一度で測定してポリ(A>RN
A860μgであった(調製物A〕、第一吸着から得た
上:/RRNA熔液を、正確に上記と同様にしてさらに
2回の吸着サイクルにかけた。第二および第三吸着は、
それぞれ600μgおよび170μgのRNAを与え、
これらを合した(調製物B〕、T?NAをクセノプス・
レビ、ス(Xenopus 1aevis)の卵母細胞
に注入してHuIFN−αmRNAにつき分析した(ザ
・インターフェロン・システム、第93〜95頁’)、
RNAを15mMトリス−HC1(pH7,5) 、8
8mM Na C1(“TNK緩衝液”)に溶解させ
て約1mg/mlの濃度を得た。この溶液50nj2を
各50fIlの卵母細胞中に注入した。これら卵母細胞
をパース(Barth )培地において室温で一晩培養
した〔ゴートン、ジャーナル・エムブリオール・アンド
・エキスベリメンタル・モーホロジー、第20巻、第4
01〜414頁(196B)および同第7巻、第210
〜222頁(1959)〕、次いで、培養卵母細胞を洗
浄し、パッスールビペノトを用い1.5 mlエッペン
ドルフ遠心分離管中で0.5 mlの52mM)リスグ
リシン>1 街?皮(pH8,9)中においてホモジナ
イズした。混合物をエッペンドルフ遠心分離器にて2分
間遠心分離し、上澄液を抜き取りそして一20℃で凍結
させて分析した。IFN−α活性はプラーク減少分析に
よって測定した〔エッチ・ストランダ−およびケー・カ
ンチル、「試験管中におけるひと白血球によるインター
フェロンの生産」、Ann、Med、exp、Fenn
、 、−第44巻、第265〜273頁(1966)〕
、1単位のIFN−αはウィルスプラークを50%減少
させる。IFN−α調製物の活性は、ひと基準Hu I
FN−α69/19に関して表わす〔インターフェロ
ンおよびインターフェロン誘発剤の基準化に関する国際
シンポジュウム、1969)、代案として、分析は主と
して次の文献に記載された細胞病理学的効果の減少に基
づいて行ない〔ダブリュー・イー・スチェアート・■お
よびニス・イー・スルキン、「ラビースウイルスを実験
的に感染させたハムスターにおけるインターフェロン生
産」、プロシーディング・ソサイエティ・エキスペリメ
ンタル・バイオロジカル・メディスン、第1231=、
!650〜653頁(1966))、ただしこの場合ひ
とCCL−23Ilt胞を使用しかつメンゴウイルスを
用いて実験した。卵母細胞抽出物は、注入RNAの1μ
g当り3001UのI FN−α活性を有した。後者の
分析においては、注入卵母細胞の培養を48時間行ない
、大部分のインターフェロンが卵母細胞により分泌され
るため、培養培地のみを分析した〔ニー・コールマンお
よびリュー・モルサー、「キセノブス・レビスの卵母細
胞からの蛋白質の分泌」、セル化、第17巻、第517
〜526頁(1979)〕、ポリ(A) RN Aをさ
らに精製するため、充分量の0.5Mエチレンジアミン
テトラ酢酸(EDTAをポリ(A) RN A i慰物
Aに加えて濃度を5mMEDTAにした。得られた溶液
を等容量のTNE−飽和フェノールで2回および等容量
のエーテルで5回抽出した。次いで、これを0.1ml
のチェレックス−100ビオ−ラドカラム(Chele
x −100Bio −Rad column)に通し
、100℃にて90秒間加熱し、そして50mMトリス
−HCl (pH7,5)と1mM EDTAと0
.2M NaC1とを含有する13m1の5〜23%
蔗糖濃度勾配に曝した。制限酵素Hind■とPstl
とによりpBR322を同時切断して生成させた5′
−末端p32ラベルしたD N A llfr片にュー
イングランドビオラブス社)の10. OOOcpmを
サイズ標識として加えた。5W40型ロータで10℃か
つ35.00Orpmにて16時間遠心分離した。フラ
クション(0,6mlづつ)をl5COグラジエントコ
レクターにより1ml/akin、の速度で集めた。こ
れらのフラクションを上記したように、HuIFN−α
mRNA活性)につき分析し、P” 2−DNA標識に
対するそれらあ位置を、後の参考のため記録した。後の
遠心分離において、Hu I FN−αmRNA含有フ
ラクションを標識と比較して同定した。 HulFN−αmRNA活性を有するフラクションは8
0μgのポリ(A) RN Aを含有した。これらを、
0.5%SDSおよび0.02%ポリビニルサルフェー
ト(1&の調製においてはポリビニルサルフェートを省
略した)を含有する2容量のTHEと混合し、50μl
のオリゴ(dT)セルロースカラムに加えた。上記した
ようにカラムを洗浄した後、RNA混杏物40μgを0
.6mlの無菌蒸留水で4回洗浄して溶出させた。エタ
ノール沈澱させた後、RNAを0.5mMのF、DTA
中にImg/mlとなるようン容解させた。 Hu I F N −ex m RN A活性の分析を
、上記したように、ポリ(A) RN A沈澱の一部に
ついて行なった。これは、注入RNAIμg当り360
0IUのインターフェロンの比活性を有した。したがっ
て、蔗糖濃度勾配は、ポリ(A) RN AをHu I
FN−αmRNAに関し約10倍濃化させた。次の同
様な調製において、約40倍の濃化が得られた。調製物
Bを同様に精製し、そしてこれは調製物Aと同様な比活
性を有したので、両者をプールした。 この時点において、蔗糖濃度勾配処理から得られたポリ
(〜RNA生成物でさえ極めて多数の異なるmRNAを
含有することを認めるべきである。IFN−αに対して
特異的なmRNAを除き、他のmRNAは望ましくない
汚染物である(第1図〕、不都合なことに、これら汚染
RNAは、本発明の残余のクローン化過程全体において
Hu T FN−αmRNAと同様に挙動する。したが
って、ポリ(A) RN A中にそれらが存在すると、
IFN−α以外のポリペプチドをコードする遺伝子を含
有する多数の望ましくない細菌クローンの最終的調製物
が生ずる。この汚染は、所望のIFN−αヒブリドクロ
ーンの単離において複雑な選別問題を提起する。IFN
−αの場合、この選別問題は、所望クローンを同定する
ための選別比較試料として作用するHuIFN−αmR
NAまたはDNAもしくはその一部の精製試料が充分存
在しないためさらに悪化する。したがって、IFN−α
クローンの選別過程は極、めて時間がかかりかつ困難と
なる。さらに、極めて少割合のIFN−αクローンしか
住物学的活性型または免疫学的活性型においてIFN−
αを発現することが期待されないので、活性クローンの
単離はわら山から針を探すような選別過程になる。 有利なことに、本発明は組・替えDNA技術を用いて、
Hu I F N−crmRNAまたはcDNAもしく
はその一部の精製試料を得ることができる。この精製m
RNAまたはcDNAを使用して極めて多数の細菌クロ
ーンを迅速に選別しかつそれにより活性型でIFN−α
を発現するクローンを単離する確率が著しく増大する。 Hu I FN−αcDNAを するcDNA混合物
の合成 IFN−αmRNAが濃化されたポリ(A) RN A
調製物(A+B)を雛型として使用して、単一鎖の相補
DNA (cDNA)を調製した(第1図)〔ニー・エ
フストラチアジス等、[グロビンおよびコリオンmRN
Aの全体的および個々の部分的な逆転写」;セル誌、第
4巻、第367〜378頁(1975)およびそこに引
用されている文献〕。800μlの反応混合物は40m
Mのトリス−HCl (pH7,5)と、30mMの
NaClと、5mMのMgC1□と、0.5 m、Mの
DTT (カルビオケム社)と、20μg/mlのオリ
ゴ(dT)12〜18(P&Lビオケミカルス社)と、
5mMのdGTP (シュワルツ社) 、dCTP (
レボサン社)およびdTTP(シグマ社)と、5mMの
P” −dATP(NEN、比活性100.000 c
ps / n %7L/)と、60μg/鵡1のポリ(
A) RN Aと、280単位の鳥類骨髄芽球症ウィル
ス(AMV)逆転写酵素〔フロリダ州セントピータース
ブルグ在うイフサイエンス社から寄贈〕とを含有した。 37℃゛で1時間培養した後、0.5M(7)EDTA
と20%のSDS (再結晶したもの)を10mMのE
DTAおよび0.1%のSDSまで加えた。この混合物
を1容量のフェノール(蒸留物)で抽出した。フェノー
ル相を200μ戸の200mMトリス−HC1(pH7
,5)と1mM EDTAと0.1%SDSとで洗浄
し、水相を合した。これらを等容量のエーテル(フルカ
社、プロアナル)で抽出し、TNE中5mlのセファデ
ックスc−tooカラムにてクロマトグラフにかけた。 0.1 mlづつのフラクションを0.3 ml/ m
in 、の速度で集めた。放射能(セレンコツ放射線に
より測定)を示すフラクションを合し、3Mの酢酸ナト
リウムを0.3 Mまで加えた。この核酸を2.5容量
のエタノールで沈澱させた。−20℃で一晩保存した後
、試料を遠心分離しそして上澄液を捨てた。この沈澱を
180μlの蒸留水中に熔解させ、シリコーンライニン
グしたエフペンドルフ管に移した。20μlの5M
NaOHを加え、混合物を室温で40分間保った。20
μlの5M酢酸ナトリウムと100μlの蒸留水と50
0μlのエタノールとを加えた。−20℃にて一晩冷却
した後、生じた沈澱を重力の10.000倍(10,0
00x g )に相当する力で0℃にて20分間遠心分
離することにより、回収した。 単一鎖cDNAの収量は10μgであった。 ここでも、上記のように調製した単一鎖c DNA生成
物は実際的に、ポリ(A) RN A混合物中に存在す
る対応のmRNAから転写された多数の異なるcDNA
の複合混合物であることを理解すべきである(第1図〕
、これらcDNAのうち極めて少量のみがIFN−α関
連性、すなわちHulFN−αcDNAである。他の要
因も作用してcDNA混合物を複雑化させ、ポリ(A)
RNA混合物の各mRNA種は通常完全には転写されな
い。寧ろ、各mRNA種に関し、転写過程はmRNAの
末端に達する前に停止することがある。したがって、各
mRNA種から多種類のcDNAが生成されうる(第1
図に示さず〕、各種類は後のクローン化過程において多
かれ少なかれ同様に挙動し、したがって特定蛋白質に関
する遺伝子の断片のみを有する組替えDNA分子を含有
した細菌クローンが生産されるであろう。これら断片含
有クローンの存在は、さらに最終的なりローン選別過程
を複雑化させる。 各種の単一鎖cDNAの寸法は、少量をアルカリ性2%
アガロースゲル上に、電解質として30mMのNaOH
と2mMのEDTAとを使用して電気泳動させることに
より測定した〔エム・ダブりニー・マクドネル等、rT
7DNAの制限断片の分析ならびに中性およびアルカリ
性ゲルにおける電気泳動による分子量の測定」、ジャー
ナル・モレキュラー・バイオロジー、第110巻、第1
19〜146頁(1977)〕、P”−cDNAは、サ
イズ標識として使用した単一鎖グロビンcDNAおよび
p 32−標識したDNA断片に比べ、600〜100
0ヌクレオチドの長さを有した。 二重鎖cDNAの調製 単一鎖cDNAは、DNAポリメラーゼIで処理して二
重鎖にすることができる〔ティー・マニアチス等、「試
験管中で合成したβ−グロ ゛ビン遺伝子の拡大および
特性化」、セル誌、第8巻、第163〜182頁(19
76))、上記からの沈澱した単一鎖cDNAを200
μlのH,O中に熔解させ、100℃にて2分間加熱し
、そして500μlの0.IM熱変性燐酸カリウム緩j
近液(pi冒6.9)と10mMのMgCl2と10m
MのDTT (カルビオケム社)と各1mMのdATP
(メルク社)、dGTP(シュワルツ社)およびdCT
P (レボサン社)と1m M (7) H″−dTT
P (NEN、比活性100,000cpm/nモル)
と150単位/mlのイー・IすDNAポリメラーゼI
(ベーリンガー・マンハイム社)とにおいて培養した
。15℃にて6.5時間の後、0.5MのEDTAと2
0%のSDSを10mMのEDTAおよび0.1%のS
DSまで加えた。次いで混合物を500μlのフェノー
ルで抽出し、フェノール相を250μm0)20mMト
リス−HC1(pH7,5) と5mM EDTA(
“TE緩衝液”)とで再抽出した。2つの水田を合し、
前記したと同じ条件下で5mlのセファデックスG−1
00カラム上でクロマトグラフにかけた。酢酸ナトリウ
ム(3M)を0.3Mまで加え、2.5容量のエタノー
ルを混合してDNAを沈澱させた。全部で13μgのD
NAう(回収された。 DNAをヌクレアーゼS、で処理した〔このヌクレアー
ゼS1は、アール・シー・ビーガント等、「アスペルギ
ルス・オリイーからの81ヌクレアーゼの特異性」、ジ
ャーナル・バイオロジカル・ケミストリー、第250巻
、第8841〜8855頁(1975)の方法によりI
I製した〕沈澱したDNAを250μlのS、緩衝液(
0,2MのNaC1,50mMの酢酸ナトリウム(p1
14.5) 、10mMの硫酸亜鉛)に熔解させ、37
℃にて30分間加温した。1.5μiのS、酵素(11
単位/μl)を加え、混合物を37℃で30分間培養し
た。SDSとEDTAとを0.1%SDSおよび5mM
EDTAまで加え、そして混合物を250μlのフ
ェノールで抽出した。フェノール相を100μ1OTE
fflfE液で洗浄した。水相を合し、TNEにおいて
セファデックスG−100(ファーマシア社)カラム上
でクロマトグラフにかけ、0.1 mlづつのフラクシ
ョンを0.3 ml/min 、の速度で集めそして各
フラクションのセレンコツ放射線を測定した。 上記したようにエタノールと酢酸ナトリウムとで沈澱さ
せた後、8μgの二重鎖cDNAを回収した。 ここでも、上記で生産した二重鎖c D N Aは1多
数のCDNAとその断片との混合物であり、。その掻く
少数のみがHu I FN−αcDNAもしくはその断
片であることを認めねばならない(第1図〕、 二重鎖DNAのクローン化 多種類の宿主/クローン化ベヒクルの組合せ物を使用し
て、上記のように調製された二重鎖cDNAをクローン
化させた。たとえば、有用なりローン化ベヒクルは染色
体、非染色体および合成りNA配列の断片、たとえば各
種公知の細菌プラスミド、たとえばco IEI、pc
Rl。 pBR322およびそれらの誘導体を含む大腸菌(イー
・コリ)からのプラスミド、広範囲の宿主の1ラスミド
、たとえばRP4、ファージDNA、たとえばファージ
λの多数の誘導体、たとえばNM989、ならびにプラ
スミドとファージDNAとの組合せから生じたベクター
、たとえばファージDNAもしくは他の発現制御配列を
用いて改変させたプラスミドまたは酵母プラスミド、た
とえば2μプラスミドもしくはその誘導体から構成する
ことができる。有用な宿主は細菌藩主、たとえば大腸菌
の菌株、たとえばイー・コリHB101、イー・コリX
17フイー・コリX2262、イー・コリMRCIおよ
びシュードモナス(Pseudomonas ) 、枯
草菌(Bacillus 5ubt口iS)、高熱菌(
Baci l lusstearothermophi
lus)およびその他バチルスの菌株、酵母およびその
他の真菌類、動物もしくは植物宿主、たとえば動物(人
間を含む)もしくは培養した植物細胞またはその他の宿
主を包含する。勿論、必らずしも全ての宿主/ベクター
組合せ物が同等に有効ではない。宿主/クローン化ベヒ
クル組合せの特定の選択は、示した原理を適当に考慮し
て当業者により、本発明の範囲を逸脱することなく行な
うことができる。 さらに、各特定クローン化ベヒクル内において、種々の
部位を選択して二重鎖DNAを挿入することもできる。 これらの部位は通常、これらを切断する制限エンドヌク
レアーゼにより命名することができる。たとえば、pB
R322においてPst1部位は、β−ラクタマーゼ用
の遺伝子において、その蛋白質のアミノ酸1816・お
よび182をコードするヌクレオチドトリブレットの間
に位置する。この部位は、ラッチのプロインシュリン抗
原決定因子を示す蛋白質の合成において、ビラーカマロ
フ’! (上記)によって用いられた。2つのHind
IIエンドヌクレアーゼ認識部位の一方はアミノ酸10
1および102をコードするトリブレンドの間に存在。 し、また数個のTaq部位の一つはpBR322におけ
るβ−ラクタマーゼのアミノ酸45をコードするトリプ
レットに存在する。同様に、このプラスミドにおけるE
c oR1部位およびPvulI部位は、コード化域の
外部に存在し、ECoR1部位はそれぞれテトラサイク
リンおよびアンピシリン耐性をコードする遺伝子の間に
位置する。この部位は、イタクラ等およびゲデル等によ
り、組替え合成法(上記)において使用された。これら
の部位は当業者により充分認識されている。勿論、本発
明に有用なりローン化ベヒクルは、選択DNAを挿入す
るための制限エンドヌクレアーゼ部位を有する必要のな
いことを理解すべきである。寧ろ、ベヒクルは別の手段
により断片に結合させうるであろう。 ベクター、すなわちクローン化ベヒクル、特に選択DN
A断片を結合させて組替えDNA分子を生成させるため
そこに選択される部位は、種々の要因たとえば特定制限
酵素に対し感受性部位の数、発現すべき蛋白質の大きさ
、宿主細胞酵素により蛋白質分解を受ける所望蛋白質の
感受性、精製の際除去困難な宿主細胞蛋白質により発現
すべき蛋白質の汚染、たとえばベクター配列に関する開
始および停止コドンの位置のような発現特性ならびに当
業者により認められるその他の要因のような各種の要因
により決定される。ベクターおよび特定遺伝子用の挿入
部位は、これら要因のバランスにより決定され、必らず
しも全ての選択が一定の場合に対し同等に有効であると
は限らない。 外来DNAをクローン化ベヒクルすなわちベクター中に
挿入して組替えDNA分子を生成させるには幾つかの方
法が当分野で知られているが、本発明による第一の構成
に好ましい方法はビラーカマロフ等(上記)により記載
され、第1図に示されている。この方法は、プラスミド
(特にpBR322)を挿入用に選択された部位(特に
Ps t I)に特異的な制限酵素により切断し、そし
てdGMP末端を末端トランスフェラーゼにより末端付
加させることを特徴とする。dGMP末端は切断プラス
ミドの5′末端に付加されて、PstI部位を再生する
と共に、相補的末端を有するcDNA断片への結合を可
能にする。同様に、二重鎖cDNAは、dCMP末端を
処理プラスミドに対する結合を可能にする3′末端に付
加させて伸長される。次いで処理プラスミドとcDNA
とをアニールして、プラスミドの適当な部位にcDNA
を挿入すると共にヒブリドDNAを環化させ、末端の相
補的性質はそれらの凝集を可能にする(第1図〕、かく
して、生じた6組替えDNA分子は、選択制限部位に遺
伝子を有する(第1図〕、 勿論、DNA配列をクローン化ベヒクル中に挿入して組
替えDNA分子を生成させるその他の公知方法も、同等
に本発明において有用である。これらは、たとえば直接
的結合、合成リンカ−、エキソヌクレアーゼおよびポリ
メラーゼ結合修復反応に続く結合、或いはDNAポリメ
ラーゼと適当な単−鏡開型とによるDNA鎖の伸長に続
く結合を包含する。 勿論、クローン化ベヒクルの選択位置に挿入されたヌク
レオチド配列またはcDNA断片は、所望ポリペプチド
用の実際の構造遺伝子の一部でないヌクレオチドも包含
することができ、或いは所望蛋白質用の完全構造遺伝子
の断片のみも包含することができることを了解すべきで
ある。何らかのDNA配列が挿入されて形質転換した宿
主がHu T FN−αの生物学的もしくは免疫学的活
性を有するポリペプチドを生産すること、或いはHul
FN−αの免疫学的もしくは生物学的活性を有するポリ
ペプチドの生産に有用なりNA配列を含んだクローンを
選択するためDNA配列自身がヒブリド化試料として使
用できることのみが必要とされる。 外来遺伝子を含有するクローン化ベヒクルすなわちベク
ターを使用して、ヒブリドDNAによりコードされる蛋
白質またはその一部を宿主が発現しうるようこの宿主を
形質転換させる。 適当な宿主の選択も、当分野で知られた多くの要因によ
り管理される。これら要因には、たとえば選択ベクター
との適合性、ヒブリドプラスミドによりコードされる蛋
白質の毒性、所望蛋白質の回収の容易さ、発現特性、生
物安全性および価格が包含される。これら要因をバラン
スさ、せるには、必らずしも全ての宿主が特定の組替え
DNA分子を発現するのに同等に有効でないと云う理解
を考慮せねばならない。 この合成において、好適な初期クローン化ベヒクルは細
菌性プラスミドpBR322であり、好適な初期制限エ
ンドヌクレアーゼ部位はPst■部泣である(第1図〕
、このプラスミドは、抗生物質アンピシリン(Amp)
およびテトラサイクリン(Tet)に対する耐性遺伝子
を有する小型(分子量約2.6メガダルトン)のプラス
ミドである。プラスミドは完全に特性化されている〔エ
フ・ポリバール等、「新規クローン化ベヒクル■の構成
および特性化。多目的クローン化システム」、ジーン誌
、第95〜113頁(1977);ジェー・ジー・サツ
トクリソフ、rDNA配列から生ずるpBR322制限
地図。4361ヌクレオチド対の長さまでの正確なりN
Aサイズ標識」、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ、
第5巻、第2721〜2728頁(1978)〕、この
部位におけるDNA生産物の挿入は多数の細菌クローン
を与え、その各々は予め調製されたDNA生産物に存在
するDNA遺伝子もしくはその断片の一つを含有する。 ここでも、これらクローンの掻く少数のみがIFN−α
もしくはその断片用の遺伝子を含有する(第1図〕、本
発明における初期クローン化用の好適宿主はイー・コリ
HB101である。イー・コリX1776を用いて他の
実験を行なったが、この宿主は英国特許第1.516,
458号に記載されており、アメリカ合衆国、メリーラ
ンド州ロックビル在のアメリカン・タイプ・カルチャー
・コレクション〔ATCC)に寄託され、ATCC番号
第31244号が付与されている。 プラスミドpBR322(20μg)を21単位のPs
tIエンドヌクレアーゼ(MREポートンダウンス社ま
たはニューイングランド・ビオラプス社)により、15
0μ!の10mMトリス−HCl (pH7,5)と
6mMのMgCl2と50mMのNaC1と6mMの2
−メルカプトエタノールと200mr/μlの牛血清ア
ルブミン(“BSA″)(カルビオケム社)との中で切
断した。37℃にて2時間の後、混合物を1容(fのフ
ェノール−クロロホルム(1: 1)と1容量のエーテ
ルとで抽出しそしてエタノールにより沈澱させた。 末端デオキシヌクレオチジルトランスフエラーゼ(Td
T)(エフ・ジェー・ボルム、「子牛胸腺からのデオキ
シヌクレオチド重合酵素」、メソッド・イン・エンチモ
ロジ−(エル・グロスマンおよびケー・モルデーブ編)
、アカデミツク・プレス社、ニューヨーク、第12El
、第591〜611頁(1968)により精製〕による
単独重合dGMP末端の付加(第1図)を、100mM
のカコジル酸ナトリウム(pH7,2)と10mMのN
aH2PO,と5mMのMgCl2と1mMのdGTP
と50pg/piのBSAと3〜6単位のTdT (上
記のように精製)とをDNA遺伝子当りに含有する32
8μlの反応容量にて行なった。培養を37℃にて20
分間行なった。EDTAを10mMまで加えそして混合
物を上記のように抽出し、TNF−’!211液に対し
2日間透析した。 2、dCMP伸長させたDNAの調製 二iid!llDNAを標準法(たとえば、ビラーカマ
ロフ等、上記)によりdCMP残基で陣長させた。上記
の二重鎖eDNA150ngを、100mMのカコジル
酸ナトリウム(pH7,2)と2.5mMのCoc!、
と50ttg/ltlのBSAとDNA1μg当り3〜
6単位の精製TdTを含む0.1mMのdCTPとの8
pH中で27℃にて8分間培養し、次いで一20℃にて
凍結させた。前記と同様、dCMP伸長させたDNAは
種々異なる種類の混合物であり、そのうち極く少数のみ
がIFN関連性であった(第1図〕、 3、Ca”処理されたイー・コリX1776の調製 イー・コリX1776の単一コロニーを、100μg/
mlのジアミノピメリン酸(コツホライト・ラボラドリ
ース社)と10μg/mlのナリジキシン酸(カルビオ
ケム社)と10μg/m1のテトラサイクリン(アクロ
マイシン■、アメリカンシアナミド社)とが加えられた
100m1のトリプトン培地中に接種した〔シー・ワイ
スマンおよびダブりニー・ポル、「組替えプラスミドD
NAのIIMにおける起こりうる害の減少」、ネイチャ
ー誌、第261巻、第428〜429頁(1976)〕
、培養物を、650nm(OD65Q)にて0.6の見
掛は光学密度(ベックマンDB型分光光度計にて測定)
まで37℃にて生育させ、水中で30分間冷却させた。 次いで、培養物をツルバールH4型スウィングバゲソト
ロータにて400 Orpmで沈降させ、細胞を5On
+1の10mM NaC1で洗浄し、遠心分離によっ
て分g!除去しそして20m1の100mM CaC
l2中に再懸濁させた。懸濁物を水中で30分間冷却し
、遠心分離により粒状化させて4mlの100mM
CaCl2中に再懸濁させ、そして氷上で一晩放置した
後使用した。 形質転換用としてイー・コリHB 101をエム・マン
デルおよびニー・ヒガの方法〔「カルシウム依存性バク
テリオファージDNA感染」、ジャーナル・モレキュラ
ー・バイオロジー、第53巻、第159〜162頁(1
970))により調製した。一部(0,5ml)を−7
0℃で凍結状態に保ち、少なくとも3ケ月間その活性を
保持した。 末端Pstl−開裂pBR322と末端cDNAとのア
ニール化を文献〔ジェー・ファン・デン・ベルブ等、「
2つの同族対のイントロンの強力な多様性を示すクロー
ン化された兎とねずみとのβ−グロビン遺伝子の比較」
、ネイチャー誌、第276巻、第37〜44頁(197
8))に記載されているように行なった。8 n g
(7) d CM P伸長されたDNA生成物を22n
gのdGMP伸長されたPstI−開裂pBR322と
、TNE緩衡液50μJ中で混合した。培養を65℃、
46℃、37℃および20℃にて順次に4段階で1時間
づつ行なった。100mMのトリス−HCl (pH
7,5)と100mMのCa Cl 2と100mMの
MgCl2と50μlのTNE緩街液とを含有する20
μlを加えそして混合物を水中で20分間冷却した。 勿論、生成物は種々異なる組替えDNA分子と、挿入D
NA配列のない若干のクローン化ベヒクルとの混合物で
ある。しかしながら、各組替えDNA分子はPst1部
位にc D N A断片を含有する。この種のcDNA
の各々は遺伝子またはその断片からなることができる。 c DNA断片の極く少数のみがIFNまたはその部分
をコードする(第1図〕、大多数は他の蛋白質またはそ
の部分の一種をコードし、それらのmR,NAは本発明
の方法に使用されるポリ(A) RN Aの一部であっ
た(第1図〕、 組替えDNA分子の混合物によるイー・コリX1776
の形質転換はジェー・ファン・デン・ベルブ等(上記)
により記載されているように行なった。P3封鎖手段を
用いて形質転換過程と全ての次工程とを行ない、そこに
おいて得られた形質転換細菌を処理した。アニールした
pBR322組替えDNA分子を100μlの予め調製
されたCa+1処理したイー・コリX1776に加え、
混合物を水中で20分間冷却し、20℃にて10分間加
熱し、そして0.6 mlのトリプトン培地を加えた。 混合物を、上記のように添加された2枚のトリプトン培
地寒天板に接種した。形質転換効率はアニールpBR3
22の1μg当り3.3 x 10斗1固のコロニーで
、あり、原pBR322はlμg当り3X10’個のコ
ロニーを与えた。 プラスミドpBR322はテトラサイクリン耐性に関す
る遺伝子を含むので、その完全遺伝子を有するプラスミ
ドで形質転換させたイー・コリ宿主は、そのように形質
転換させてないfill菌を除き、その抗生物質を含有
する培養物において増殖するであろう。したがって、テ
トラサイタリン含有培養物における増殖は、組替えDN
A分子または再使用ベクターにより形質転換させた宿主
の選択を可能にする。 37℃にて48時間の後、個々のコロニーを採取してこ
れらをミクロヨリ定板(ダイナチク社)の穴部における
100μβのトリプトン培地(上記のように添加したも
の)に懸濁させた。 37°Cにて一晩培養した後、100μlの40%グリ
セリンを各穴中に混入した。測定板を一20℃に保存し
、そして形質転換イー・コリX1776の100,00
0個の個々のクローンを調製した。 これら100,000個のクローンは、IFN生成性白
血球からのポリ(A)RNA調製物においてmRNAの
混合物の完全もしくは部分的コピーを示す各種の組替え
DNA分子を含有する(第2図〕、これらの大多数は単
一の組替えDNA分子のみを含有するであろう。これら
組替えDNA分子の極く少数のみがIFNに関連する。 したがって、クローンを選別してIFN関連クローンを
他のものから分離せねばならない。 HuIFN−αcDNAを含有するクローンの選別 ひと白血球インターフェロンc DNA(“Hu IF
N−αcDNA″)を含有する細菌クローンを選別する
ための幾つかの方法がある。 これらには、たとえばRNA選択ヒブリド化〔アルウィ
ン等、(下記)〕、差別ヒブリド化〔ティー・ビー・セ
ントジョーンおよびアール・ダラ゛リュー・デービス、
「差別プラークフィルターヒブリド化によるサツカロミ
セス・セレビシェからのガラクトース誘発DNA配列の
単離」、セル誌、第16巻、第443〜452頁(19
79″);ヘージメーカース等、下記〕、合成試料によ
るヒブリド化〔ビー・ノイエス等、「オリゴデオキシヌ
クレオチド試料を使用するガストリンmRNAの検出お
よび部分的配列分析」、プロシーディング・ナショナル
・アカデミ−・サイエンス・’USA、第76巻、第1
770〜1774頁(1979))または免疫学分析(
エル・ビラーカマロフ等、上記)もしくは生物学的分析
(ニー・シー・ワイ・チャング等、上記)による所望蛋
白質を生成するクローンの選別が包含される。本発明は
、IFN−αc DNAを含有するクローンの第一次選
別のための最も便利かつ有望な方法としてRNA選択ヒ
ブリド化を選択した。 次に第2図について述べれば、組替えDNAを、上記ク
ローン貯蔵物(第2図に示した2クローンの2つの混合
物)における512個のクローンの混合物の培養物から
単離した(工程A〕、このバッチサイズを選別する理由
を以下に説明する。組替えDNA分子を開裂させ、変性
させそして前記したように調製したIFN−αmRNA
を含有する白血球ポリ(A) RN Aまでヒブリド化
させた(工程B〕、全ての組替えDNA分子−ポリ(A
) RN Aヒブリドを非ヒブリド化ポリ(A’l R
N Aから分離した(工程C〕、ポリ(A) RN A
をヒブリドから回収しかつ精製した(工程D〕、回収し
たRNAを上記のようにIFN−αmRNA活性につき
分析した(工程E〕、もしも組替えDNA分子の混合物
が厳格なヒブリド化条件の下でポリ(A) RN A中
のIFN−mRNAにヒブリド化しうる挿入ヌクレオチ
ド配列を持った組替えDNA分子を含有するならば、そ
のヒブリドから遊離されたm RN Aは卵母細胞中に
おいてIFN−αの生成をもたらすであろう。何故なら
、その他の如何なる組替えDNA分子−ポリ(A) R
N Aヒブリドから遊離されたmRNAもIFN−α関
連性でないからである。512個のクローンの群が正の
反応を示せば、これらクローンを64個づつの80ツト
に再紙分けして、各ロフトにつき上記のように分析した
。この処理を、この分析に応答する単一のクローンが同
定されるまで続けた。 形質転換されかつこのように同定された組替えDNA分
子および細菌クローンがIFN−αの完全なIFN−α
cDNA配列を含有したり、或いはDNA配列が実際に
IFN−αをコードする保証はない。しかしながら、組
替えDNA分子はIFN−αmRNAコード配列に相補
的な広汎なヌクレオチド配列を確実に含有する。 したがうて、組替えDNA分子は、他の組替えDNA分
子およびそれにより形質転換されたクローンを迅速選別
するための試料の供給源として使用することにより、標
準的および完全なIFN−αヌクレオチドコード配列を
含有しうる別の群のクローンを同定することができる。 2、理論的考察 ヒブリド化(工程B)の条件は臨界的である。 組替えDNA分子とポリ(A) RN Aとの絶対濃度
および比は、反応速度と化学量論とを考慮して選択せね
ばならない。適正な選択は、ポリ(A)RNAにおける
IFN−αmRNAの割合が未知であるため、困難であ
る。制御されかつ充分な速度を確保するため、組替えD
NA分子からのDNA配列の濃度が推定IFN−αmR
NA濃度に比較して過剰となる条件の下で行なった。 512+11の可能な種々異なる組替えDNA分子の混
合物において、IFN−α関連DNA配列(@IFN−
αRDNA″)は全く生じない(負の分析値を与える)
か、或いは組替えDNA分子の少なくとも約11512
を構成する。組替えDNA分子混合物の濃度およびした
がってIFN−αRDNAの濃度をヒブリド化工程で鋼
製して、充分なヒブリド化割合を確保することができる
。さらに、反応混合物中のIFN−αRDNAの量は、
ポリ<A) RN Aからの充分な量のIFN−αmR
NAを結合して、組替えDNA分子−ポリ(A) RN
Aヒブリドから回収されたmRNAを卵母細胞に注入
した後にIFN−αの検出を可能にするのに足る量でな
ければならない。 用いうる分析によりIFN−αを検出するには、その濃
度は100IU/mlもしくはそれ以、ヒにしなければ
ならない。反復測定のためには0.5 mlづつを必要
とするので、50 IUを卵母細胞中に発生させるべき
である。前記で使用した誘発白血球からのポリ(A)
RN Aは、その1μgを卵母細胞中に注入すると、約
5001UのIFN−αを発生する。したがって、必要
とする50fUを発生させるには、少なくとも0.1μ
gのポリ(A) RN Aを注入せねばならない、兎グ
ロビンmRNAと兎β−グロビンCDNAクローンとを
用いたモデル実験は、ヒブリド化ミックスに加えたI
−グロビンmRNAに対し卵母細胞中の■ −グロビン
mRNAの全回収率が約10%であり、かつmRNA活
性の回収率が約5%であることを示した。したがって、
ヒブリド化分析用には少なくとも0.110.05=2
μgの白血球ポリ(A) RN Aを使用すべきである
。充分安全な限界を確保するには、1回の分析当り12
μgのポリ(〜RNAを使用した。 12μgのポリ(釣RN A中のIFN−αmRNAを
結合させるには、組替えDNA分子からのどの程度のD
NAが必要とされるかを計算するため、ポリ(A> R
N AのrFN−amRNA含有量を推定した。1μg
のポリ(A’) RN Aは500IUのIFを発生さ
せる。IFN−αの比活性は2XIO”〜10’lU/
■蛋白質である。したがって、5001UのIFN−α
は500/2xto’−2,5X10−’w(2,5n
g)〜500/10’−5X10−’mg(0,5ng
)のインターフェロンに対応する。 卵母細胞中に注入したIFN−αmRNAの量と生成さ
れたIFN−αの量との間の関係は未知である。β−グ
ロビンmRNAの場合、mRNA1分子当り約30分子
の蛋白質が1時間当りに生成され、この値はβ−グロビ
ンに対し約6である〔ジェー・ビー・グルトン等、「注
入フロッグ卵母細胞における伝達安定性:長寿命の哺乳
動物およびβ−グロビン伝達」、ジャーナル・モレキュ
ラー・バイオロジー、第80巻、第539〜551頁(
1973)〕、IFN−αに関し平均値が20であり、
IFN−αに関し分子量が18.000でありかつI
FN−αmRNAに関し分子量が330.000である
と仮定すれば、26 mg (18,000/330,
000 x 20x 24)のI FN−Q’が注入I
FN−αmRNA 1+nr当りに24時間で生成さ
れる筈である。もしIFN−αの比活性が2X10”/
■(2X1021U/ n g )であるとすれば、l
ngのIFN−cxmRNAは26X2X102=5.
2X103IUのIFN−αを生成するであろう。比活
性が10″’ /mg (1031U/n g)である
とすれば、生成するIFN−αの量は2.6X10’l
Uとなるであろう。1μgの白血球ポリ(A) RN
A・は上記の仮定条件の下で5001UのI FN−α
を生成するので、1μgのポリ(A) RN A中のI
FN−αmRNAの濃度はQ、l n g 〜0.02
n gに低下し、白血球ポリ(A) RN Aにおける
IFN−tx m RN Aの割合は1 : 10,0
00〜1 : 50.000となるであろう。したがっ
て、12μgのポリ(A) RN Aは約1.2 n
g 〜0.2 n gのIFN−exm RN Aを含
有する。 卵母細胞中のIFN−αmRNAの翻訳比がグロビンm
RNAに対する平均値よりも大きさの次数(order
of magnitude)だけ低ければ、ポリ(A
) RN AのI FN−crmRNA含量は、上記計
算値よりも10倍高くなるか、或いは約1=1000〜
1 : 5000となるであろう。その場合、12μg
のポリ(A> RN Aは約12μg〜2ngのIFN
−αmRNAを含有するであろう、他方、卵母細胞中の
IFN−αmRNAの翻訳比がグロビンmRNAの平均
値よりも大きさの次数だけ高ければ、ポリ(A> RN
AのIFN−αmRNA含量は上記計算値よりも10
倍低くなるか、或いは約1 : 100.000〜1
: 500,000となるであろう、その場合、12μ
gのポリ(釣RNAは0.1 n g 〜0.02n
gのI FN−αmRNAを含有するであろう。 プラスミドpBR322は436 l b、p、を有す
る。IFN−αmRNAの完全cDNAは、全部で約5
200〜5400 b、p、となるようpBR322−
IFN−αcDNAの生成の際、pBR322に対し約
800〜1000 b、p、を付加するであろう、した
がって、その分子量はIFN −αmRNA単独のそれ
の約12倍(2X 5200/800)となるであろう
。したがって、上記に計算したIFN−αmRNAを結
合して分析に必要な12μgのポリ(A> RN A中
に存在させるには、IFN−7m RN Aの口の12
倍に等しい組替えDNA分子の量が必要となるであろう
(化学量論量〕、 組替えDNA分子を調製するのに使用されるポリ(A)
RN AのIFN−αmRNA含量は粗ポリ(A)
RN Aのそれよりも10〜40倍増大したので、51
2個のクローンの群は、上記から計算したよりも10〜
40倍多い所望IFN−αm RN A含有のクローン
を有する筈である。 IFN−cxmRNAが1000の粗ポリ(A)RNA
のうち1部であれば、12μgのポリ(A)R’NAは
12μgのIFN−αmRNAを含有しかつ化学量論量
のIFN−αcDNAプラスミドは144ngである。 512個のクローンの群は少なくとも5個のIFN−α
cDNA挿入物を含有するので、必要とされる全ヒダリ
ドプラスミドDNAは14.8μg (144x51
215XIO−”)である、夏FN−amRNAが10
.000のうち1部であれば、12μgのポリ(A)R
NAは1.2μgのIFN−amRNAを含有しかつ必
要とされるIFN−αcDNAの量は14.4rl g
である。5121固のクローンの群は0もしくは1個の
IFN−αcDNA挿入物を含有し、したがって必要と
される全ヒダリドプラスミドDNAの量は7.4μg
(14,4X 512 Xl 0− ’ )である、
IFN−αmRNAが100.000のうち1部であれ
ば、必要とされる全ヒダリドプラスミドDNAの量は0
.74μg (1,44x 512XIO−”)であ
る、ヒブリド化反応がDNA過剰条件下(すなわち、ポ
リ(A) RN Aに比較して過剰の組替えDNA)で
進行するよう確保するため、20μgの混合物(約1.
4〜30倍過剰)を分析用に選択した。 ヒブリド化は、(alポリ(A> RN Aのヒブリド
化された部分が完全かつ生物学的活性の型で回収される
こと、(b)非特異的なりNA−mRNA結合が防止さ
れることおよび(Cllヒソド化反応が少なくとも75
%完結まで進行することを確保するような条件下で行な
わねばならない。これ゛らの条件は、特に80%ホルム
アミド、0.4MNaCl中におけるヒブリド化により
満たされると思われる〔ジエー・カセイおよびエフ・ダ
ビドソン、「高濃度のホルムアミドにおけるRNA :
DNAおよびDNA : DNA複合体の生成速度お
よび熱安定性」、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ、
第4巻、第1539〜1552頁(1977)〕、この
溶液において、ヒブリド化は約40℃で行なうことがで
きる(ホルムアミドを省略すると、60〜70℃が必要
とされる〕、ポリ<A> RN Aに対する損害を最小
にするには、より低温度が好適である。本発明は56℃
のヒブリド化温度を選択する。これはTV21より約3
℃低く 〔ジェー・カセイおよびエフ・ダビドソン、上
記〕かつT’/2 aより約10〜13℃低い〔ハマグ
チおよびガイヅシエク、ジャーナル・アメリカン・ケミ
カル・ソサイエティ、第84巻、第1329頁〕。した
かって、この温度は約87%以下のホモロジーをもって
、配列をヒブリド化させない筈である。 何故なら、1%の差はT1/2dを1℃だけ低下させる
からである〔ティー・エフ・ボナー等、 。 「配列多様化によるDNA再結合の速度低下」、ジャー
ナル・モレキュラー・バイオロジー、第81巻、第12
3〜135頁(1973)〕、このヒブリド化において
、DNAの自己ヒブリド化は主たる問題でない。何故な
ら、使用されるDNAの混合物は同じベクター(pBR
322)および各種のcDNA挿入物よりなるからであ
る。したがって、大抵のDNA配列はへテロ複合体とな
り、ここで挿入物はポリ(A) RN Aにヒブリド化
させるのに使用することができる。 異なる複合体の一部を形成する相補的c DNA挿入物
は、トポロジー的拘束により殆んど相互作用することが
ない。いずれにせよ、DNA :DNA再結合は、使用
反応条件下で最小化される(ジエー・カセイおよびエフ
・ダビドソン、上記〕、 少なくとも75%反応を確保するのに必要とされるヒブ
リド化時間を決定するため、2次速
インターフェロンの生物学的もしくは免疫学的活性を示
すポリペプチドを生産する宿主およびこれらポリペプチ
ドをコードするDNA配列につき開示する。DNA配列
は、ひとインターフェロンの生物学的もしくは免疫学的
活性を示すポリペプチドをコードすることを特徴とする
。適当な宿主において、これらのDNA配列および組替
えDNA分子は、ひとインターフェロンの生物学的もし
くは免疫学的活性を示す遺伝子およびポリペプチドの生
産および同定を可能にすると共に、抗ウィルスおよび抗
腫瘍もしくは抗癌剤におけるその使用を可能にする。 ・本発明は、DNA配列、組替えDNA分子ならびにイ
ンターフェロンおよびインターフェロン様ポリペプチド
を産生ずるよう形質転換された宿主に関するものである
。本明細書中に開示する組替えDNA分子は、ひと白血
球インターフェロンの免疫学的もしくは生物学的活性を
有するポリペプチドをコードするDNA配列を特徴とす
る。以下の記載から明らかになるように、本発明のDN
A配列、組替えDNA分子およびその製造方法は、抗ウ
ィルス剤および抗llff1瘍もしくは抗癌剤ならびに
その製造方法に有用なポリペプチドを製造するのに使用
することができる。 本出願においては、ネイチャー誌第286巻、第242
1頁(1980年7月lO日)に発表されたインターフ
ェロンという名称を使用する。 この名称により、本出願の優先権となる原出願において
使用された名称を置き換える。たとえば、IPはここで
はIFNで表わされ、白血球インターフェロンはここで
はIFN−αで表わされる、 インターフェロン(“IFN″)は2種類存在すること
が知られている。fullのインターフェロンは小さい
酸安定性の(グリコ)−一蛋白質であって、細胞をウィ
ルス感染耐性にするものである〔ニー・イサークスおよ
びジェー・リンデンマン「ウィルス干渉1.インターフ
ェロン」、プロシーディング・ロイヤル・ソサイエティ
・シリーズB、第147巻、第258〜267頁(19
57)およびダブりニー・イー・スチュアート・「、
[ザ・インターフェロン・システム」、スブリンガー
出版(1979)(以下、「ザ・インターフェロン・シ
ステム」と云う)〕。IFNは、成る程度、細胞特異性
である(ザ・インターフェロン・システム第135〜1
45頁)が、ウィルス特異性でない。 寧ろ、IFNは広範囲のウィルスに対して細胞を保護す
る。 ひとインターフェロン(“HuIFN’″)は3つの群
α、βおよびγに分類されている。 HurFN−αすなわち白血球インターフェロンはひと
白血球中において、リンパ芽球細胞中の少量のHuIF
N−β(繊維芽細胞インターフェロン)と共に生産され
る。HulFN−αは均質になるまで精製されかつ特性
化されている〔たとえば、エム・ルーベンスタイン等、
「ひと白血球インターフェロン:生産、均質までの精製
および初期特性化」、プロシーディング・ナショナル・
アカデミ−・サイエンスUSA。 第76巻、第640〜644頁(1979)〕、これは
、恐らく炭水化物成分のため、寸法に関しては不均質で
ある。2種の成分が記載されており、その一方は21.
000〜22,000の分子量を有し、他方はis、o
oo〜1B、000の分子量を有する。 低分子量の方の成分は非グリコジル化型を示すことが報
告されている。また、より小さいHuIFN−αの型が
Hu I FN−α活性の大部分または全てを保持する
ことも報告されている〔ダブリニー・イー・スチェアー
ト・■等、「ひと白血球インターフェロンの生産および
性質に対するグリコジル化抑制剤の効果」、ピロロジー
、第97巻、第473〜476頁(1979) 〕、リ
ンパ芽球細胞からの)(u r FN−αのアミノ酸配
列の一部およびそのアミノ酸組成も報告されている〔ケ
ー・シー・ズーン等、「ひとりシバ芽球細胞インターフ
ェロンの主成分のアミノ末端配列」、サイエンス、第2
07巻、第527〜528頁(1980)ならびにエム
・バンカピラーおよびエル・フード、私的通信(198
0) 〕、さらに、)(ulFN−αは幾つかの異なる
型として存在することも報告されている(たとえば、英
国特許出願第2,037,296 A号〕、これらの型
は、構造的におよび生理学的に互いに異なっていると思
われる。Hu I FN−αのこれら型に関し、まだ認
められた名称は採用されていない。したがって、本出願
においては、各型を、−i的なHu I FN−αの名
称の後に数字を付して、すなわちHurFN−αlまた
はHu r FN−α3のように記載する。 )(u I FN−αは、多(のひと蛋白質と同様に、
多形質である。したがって、特定個人の細胞はより一般
的なl(u I FN−α群内におけるHurFN−α
種を生成することができ、或いはその群内において生理
学的には同じであるがその群とはもしくはその一部であ
る形態とは構造上僅かに異なる形態を生成することがで
きる。 したがって、1(ulFN−αの蛋白質構造は一般的に
は良く規定されているが、特定個人はそれと僅かに異な
るHu T FN−αを生成することができ、この対立
形質的変化は恐ら(Hu r FN−αの種々の形態間
における相違はど大きいものでない。 HuIFNは、通常、正常もしくは健全な細胞には検出
されない(ザ・インターフェロン・システム、第55〜
57頁〕、寧ろ、細胞をIFN誘発誘発−す結果、蛋白
質が生成される。IFN誘発誘発一般にウィルスである
が、性質上非ウィルス性のもの、たとえば天然もしくは
合成の二重鎖RNA、Illll機内微生物生物生成物
および各種の化学薬剤とすることもできる。ひと細胞を
ウィルス感染耐性にすべく、これら非ウィルス性誘発体
を利用する多くの試みがなされている〔ニス・バロンお
よびエフ・ジアンザニ編、テキサス・レポート・オン・
バイオロジー・アンド・メディスン、第35号(「テキ
サスレポート」)、第528〜540頁(1977))
これらの試みは大して成功を収めていない。寧ろ、現在
では外来性HulFNの使用が好まれている。 ウィルスおよび腫瘍もしくは癌に対するインターフェロ
ン治療が、種々異なる投与量にてかつ幾つかの投与様式
にて行なわれている〔ザ・インターフェロン・システム
、第307〜319〕。たとえば、インターフェロンは
、経口的に或いは接種(静脈内、筋肉内、鼻腔内、皮肉
および皮下)により、或いは点眼薬、軟膏および噴霧剤
の形態で効果的に投与されている。通常104〜107
単位の投与量で毎日1〜3回投与される。治療程度は、
患者および処置すべき状態に依存する。たとえば、ウィ
ルス感染は通常数日間乃至2週間にわたり毎日もしくは
102回投与することにより処置され、腫瘍および癌は
通常数ケ月乃至数年間にわたり毎日または1日多数回投
与することにより処置される。 勿論、成る患者に対し最も有効な治療は、投与。様式お
よび投与量を選択するにあたり、たとえば病気、従前の
治療およびインターフェロンに対する患者の反応など周
知の因子を考慮する担当医師により決定されねばならな
い。 抗ウィルス剤として、HuIFNは次の病気を処置する
ために使用されている:呼吸器感染症(テキサスレポー
ト、第486〜496頁)、単純庖疹性角膜炎(テキサ
スレポート、第497〜500頁)、急性出血性結膜炎
(テキサスレポート、第501〜510頁)、水痘性帯
状庖疹(テキサスレポート、第511〜515頁)、巨
大ウィルス感染症(テキサスレポート、第523〜52
7頁)、およびB型肝炎(テキサスレポート、第516
〜522頁〕、ザ・インターフェロン・システム、第3
07〜319頁も参照できる。しかしながら、抗ウィル
ス剤としてのrFNの大規模な使用は、従来入手し得る
よりも多量のIFNを必要とする。 HuIFNは、その抗ウィルス作用に加えて、池の効果
をも有する。たとえば、これはコロニー刺戟因子の効果
に措抗し、造血性コロニー形成細胞の成長を抑制し、か
つまた顆粒球および大食法先駆体の正常分化を阻害する
(テキサスレポート、第343〜349頁〕、さらに、
これはDMSO処理されたフレンド白血病細胞における
赤血球分化を抑制する(テキサスレポート、第420〜
428頁〕、また、HulFNは、免疫反応の調整に役
割を演する。抗原に対する施用の量と時間とに応じて、
HulFN−αは生体内および試験管内において免疫促
進的にも或いは免疫抑制的にもなりうる(テキサスレポ
ート、第357〜369頁〕、さらに、特異的に感応さ
れたリンパ芽細胞は、抗原に接触すると、Hu I F
N−αを生成することが観察された。したがって、この
種の抗原誘発されたHuIFN−αは免疫反応の調節体
となり、循環抗原レベルと細胞免疫性の発現との両者に
作用することができる(テキサスレポート、第370〜
374頁〕、さらに、Hu I FNはキラーリンパ球
の活性および抗体依存性の細胞媒介される細胞毒性を高
めることも知られている〔 アール・アール・ハーバ−
マン等、「ひと天然および抗体依存性細胞媒介細胞毒性
のインターフェロンによる促進」、ネイチャー誌、第2
77巻、第221〜223頁(1979);ピー・ビバ
リーおよびディー・ナイト、「死亡は自然に起こる」、
ネイチャー誌、第278巻、第119〜120頁(19
79);テキサスレポート、第370〜374頁〕。こ
れらの両種類は恐らく、腫瘍細胞に対する免疫学的攻撃
に含まれる。 したがって、ひと抗ウィルス剤としての使用に加え、H
uIFN!:l!抗腫瘍および抗癌治療において有力な
用途を有する(ザ・インターフェロン・システム、第3
19〜321頁〕、’EJA在、IFNは多くの動物に
おける多くの種類のl1ffi瘍 ゛の成長に影響を
与えることが知られている(ザ・インターフェロン・シ
ステム、1292〜304頁〕、それらは、他の抗腫瘍
剤と同様、小腫瘍に対して使用された場合、特に効果的
であると思われる。動物IFNの抗腫瘍効果は投与量と
時間とに左右されるが、これは毒性レベル以下の濃度で
示されたものである。したがって、IFNの抗腫瘍およ
び抗癌性につき多くの研究および臨床試験が過去に行な
われ、現在も行なわれ続けている。これらには、たとえ
ば骨肉腫、急性骨髄性白血病、多発性骨髄腫およびホジ
キンス病のような幾つかの悪性疾患の処置が包含される
(テキサスレポート、第429〜435頁〕、さらに、
HuIFNは、黒腫症および胸部癌に侵された患者にお
ける皮下腫瘍結節に注射すると、局部腫瘍退化をもたら
すことが最近示された〔ティー・ネモト等、「黒腫症お
よび胸部癌のひとインターフェロンおよび内部治療」、
アメリカン・アソシエーション・フォー・カンサー・リ
サーチ、アブストラクト、第994号、第246頁(1
979)〕、これら臨床試験の結果は好ましいものであ
ったが、IFHの抗腫瘍および抗癌用途は、精製IFN
の充分な供給が得られないため、著しく妨げられている
。 今日、Hu I FN−αは、組織培養で増殖させたひ
と細胞を介して、或いは供血者から集めたひと白血球を
介して生産される。2.6X10’IUの粗製HuIF
N−txが800βの培養ナマルバ(lJaBalva
)細胞から得られることが報告されている(ピー・ジ
ェー・ブリッジエン等、上記〕、極めて大きな血液セン
ター、たとえばフィンランド国ヘルシンキ在のフィンラ
ンド赤十字センターでは、その生産能力は年間的101
1IUの粗製HulFN−αである。投与量は典型的に
は1患者当り毎日3X10’ IUであるから、これ
ら供給源はHu T FN−αの必要市販量をまかなう
には不充分である。したがって、他の方法によるHuI
FN−αの生産が望まれる。IFN−αの比活性は高く
、4.0X10”〜10’TU/wの程度であるため、
一般用途に必要とされる1(uIFN−αの量は少なく
なる。たとえば、100gの純HulFN−orは3〜
30X100万回の投与量をまかなうであろう。 分子生物学における最近の進歩により、特異性の非細菌
性成熟核蛋白質をコード化するDNAを細菌細胞中に導
入することが可能となった。 一般に、化学合成により製造されたちの以外のDNAに
よれば、この種の組替えDNA分子の製造は、所望蛋白
質に対する精製メツセンジャーRNA (、mRNA)
雛型の単一鎖DNAコピー(cDNA)を生成させ、こ
のcDNAを二重lDNAに変え、このDNAを適当な
りローン化ベヒクルにおける適当な部位に結合させて組
替えDNA分子を形成させかつこの組替えDNA分子に
より適当な宿主を形質転換させるという過程からなって
いる。このような形質転換は、宿主が所望蛋白質を生産
するのを可能にする。 数種の非細菌性蛋白質および遺伝子が、大腸菌(イー・
コリ)において組替えDNA技術を用いて得られている
。これらには、ラッテプロインシュリン抗原決定因子を
示す蛋白質〔エル・ビラーカマロフ等、「プロインシュ
リンを合成する細菌クローン」、プロシーディング・ナ
ショナル・アカデミ−・サイエンス・USA。 第75巻、第3727〜3731頁(1978))、ラ
ッチ成長ホルモン〔ビー・エッチ・シーブルグ等、「細
菌による成長ホルモンの合成」、ネイチャー誌、第27
6巻、第795〜798頁(197B))、ねずみジヒ
ドロ葉酸レダクターゼ〔ニー・シー・ワイ・チヤツプ等
、「ねずみジヒドロ葉酸レダクターゼを暗号化するDN
A配列の、大腸菌(イー・コリ)における発現型」、ネ
イチャー誌、第275巻、第617〜624i(197
8))、ひとソマトスタチン〔ケー・イタクラ等、「ソ
マトスタチンホルモンに対する化学合成遺伝子の大腸菌
における発現」、サイエンス誌、第198巻、第105
6〜1063頁(1977)、およびヨーロッパ特許出
願第0.001.929号、第0.001,930号お
よび第0.001,931号ならびに他国における対応
出願〕、ひとインシュリンのAおよびBポリペプチド鎖
〔ディー・ヴイー・ゲデル等、「ひとインシュリンに対
する化学合成遺伝子の大腸菌における発現」、プロシー
ディング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・US
A、第76巻、第106〜110頁(1979)、なら
びにヨーロッパおよび関連特許出願明細書(上記)〕、
ひとB型肝炎ウィルスの抗原〔シー・ディー・バレル等
、「プラスミドpBR322においてクローン化された
B型肝炎ウィルスDNA配列−大腸菌における発現」、
ネイチャー誌、第279巻、第43〜47頁(1979
)ならびにエム・パセク等、「B型肝炎ウィルス遺伝子
および大腸菌におけるその発現」、ネイチャー誌、第2
82巻、第575〜579頁(1979))、ひと成長
ホルモン(ディー・ヴイー・ゲデル等、「ひと成長ホル
モンをコードするDNA配列の大腸菌における直接的発
現」、ネイチャー誌、第281巻、第544〜551頁
(1979))、SV40を抗[(ティー・エム・ロバ
ーツ等、「大腸菌における猿ウィルス40を抗原の合成
」、プロシーディング・ナショナル・アカデミ−・サイ
エンス・USA、第76巻、第5596〜5600頁(
1979))、ならびにひと繊維芽細胞インターフェロ
ン(HulFN−β)〔ティー・タニグチ等、「ひと繊
維芽細胞インターフェロン遺伝子配列を含有する細菌プ
ラスミドの製造および同定」、プロシーディング・ジャ
パン・アカデミ−1第55巻B号、第464〜469頁
(1979)および私的通信(1980) )が包含さ
れる。 しかしながら、これら組替えDNA法のいずれも、本発
明におけるように、I−1u I F N−αの合成に
向けられていない。これが、本発明の目標とする課題で
ある。この解決は、合成遺伝子(たとえばソマトスフチ
ン)を調製するのに必要とされる配列情報を入手するこ
とによる、或いは特定DNA配列の豊富な細胞型もしく
はウィルス(たとえば肝炎ウィルス抗原)または所望ヒ
ブリドDNAを含有する細菌クローンの調製および同定
を可能にするmRNA種(たとえばラッテインシュリン
)を入手することによる、或いは所望蛋白質(たとえば
ねずみジヒドロ葉酸レダクターゼ)を発現する大腸菌宿
主の選択を可能にする系を入手することによる上記の組
替えDNA系におけるようには簡単でない。 さらに、卵母細胞においてHulFN−β活性(たとえ
ば、繊維芽細胞インターフェロン)をもたらすmRNA
にポリ(A) RN Aからヒブリド化するようなりN
A配列を含有すると云われるプラスミドの報告は、何ら
役に立たない。また、本発明の解決法は、純粋もしくは
ほぼ純粋なHu r FN−αmRNAをHulFN−
cx遺伝子のクローン化前に調製するための研究報告第
18309号、第361〜362頁(1979)におi
する示唆とは異なる目的を有する。 最後に、DNA配列の選択または卵母細胞においてHu
IFN活性をもたらすようなmRNAにポリ(A> R
N Aからヒブリド化する組替えDNA分子の調製は、
DNA配列または組替えDNA分子のヒブリド挿入物が
Hu I FNに相当することを示すには充分でないこ
とを認めるべきである。寧ろ、1(ulFNの免疫学的
もしくは生物学的活性を示すポリペプチドの生成によっ
てのみ、選択DNA配列もしくは構成組替えDNA分子
がHu I FNに相当することが実際に示される。さ
らに重要なことは、HuIFN作用の後にのみDNA配
列、組替えDNA分子またはそれに関連する配列を用い
て本発明の)(ulFNに対応する他の配列を選択しう
ろことが示される点である。 したがって、組替えDNA技術を使用、してHulFN
−αを生産する問題は上記した方法のいずれとも極めて
異なることが、上記から判るであろう。ここでは、未知
構造の特定DNA配列(適当な宿主においてHuIFN
−αの発現をコードする)を、極めて複雑なりNA配列
の混合物において見出しかつそこから分離してこれをH
ulFN−αの生産に使用する。さらに、この位置決定
および分離の問題は、複合混合物において所望DNA配
列の著しい低濃度が予想されること、および所望配列を
選択しかつ分離するため混合物の多くのDNA配列を迅
速分析する有効手段がないことにより悪化される。 本発明は、適当な宿主においてHuIFN−αの発現を
コードするDNA配列を決定しかつ分離しそれによりD
NA配列と、組替えDNA分子と、宿主を形質転換させ
てひと白血球インターフェロンの免疫学的もしくは生物
学的活性を示すポリペプチドを生産する方法とを提供す
ることにより、上記の問題を解決する。 本発明により、抗ウィルス剤、抗腫瘍または抗癌剤およ
び方法に使用するための、HulFN’−αの免疫学的
もしくは生物学的活性を示すポリペプチドを得ることが
できる。本発明は、従来不可能であった量および方法で
これらポリペプチドの生産を可能にする。 以下の開示から判るように、本発明のDNA配列および
組替えDNA分子は、Hu T F N −αの免疫学
的もしくは生物学的活性を示すポリペプチドの、適当な
宿主における生産を方向付けることができる。適当な宿
主におけるこれらDNA配列と組替えDNA分子との複
製は、これらポリペプチドをコードする遺伝子を多量に
生産することを可能にする。これらポリペプチドおよび
遺伝子の分子構造および性質は、容易に決定することが
できる。ポリペプチドおよび遺伝子は、宿主で生産され
たまま或いは適当な誘導化もしくは改変の後、組成物中
におよびこれら生成物自身の生産を検知かつ改善する方
法に使用することができ、かつ抗ウィルス剤および抗腫
瘍もしくは抗癌剤および方法に使用することができる。 したがって、この方法は、上記の従来方法とは異なり、
DNA配列とHu I FN−αの免疫学的もしくは生
物学的活性を示す少なくとも一種のポリペプチドをコー
ドする適当なりNA配列を含んだ組替えDNA分子との
調製および選択を含む点において、上記従来方法と区別
できる。 上記から判るように、本発明の基本的局面は、Hu I
F Nの免疫学的もしくは生物学的活性を示すポリペ
プチドをコードすることを特徴としかつZ−pBR32
2(Pst)/HcIF−4cXZ−pBR322(P
st)/HcIF−2h、Z−pBR322(Ps t
)/Hc IF−SN35、Z−pBR322(Ps
t)/HcIF−SN42、Z−pK7287 (P
s t)/Hc I F−2h−AH6のDNA挿入物
と、これらDNA挿入物のいずれかにヒブリド化するD
NA配列と、これらDNA配列もしくは挿入物のいずれ
かに対し単一もしくは多重のベース置換、欠失、挿入お
よび転位を含め突然変異に関連して得られる天然、合成
もしくは半合成の供給源を包含するあらゆる供給源から
のDNA配列と、前記DNA配列および挿入物のいずれ
かのコドンの発現においてコードされるポリペプチドに
類似した免疫学的もしくは生物学的活性を発現において
コードするコドンの配列からなるDNA配列とよりなる
群から選択されるDNA配列を提供することであり、こ
れらの配列は宿主においてインターフェロンおよびイン
ターフェロン様ポリペプチドの生産を可能にする。 ここに記載した本発明をより充分に理解するため、以下
詳細に説明する。 本明細書中において、次の用語を使用する。 ヌクレオチド:糖成分(ペントース)と燐酸塩と含窒素
複素環塩基とからなるDNAもしくはRNAの単量体単
位。塩基は、グルコシド炭朱(ペントースの1′炭素)
を介して糖成分に結合される。塩基と糖との結合体はヌ
クレオシドと呼ばれる。各ヌクレオチドはその塩基を特
徴とする。4種のDNA塩基はアデニン(“A”)、ク
アニン(“G”)、シトシン(“C”)およびチミン(
“T″)である。4種のRNA塩基はA、G、Cおよび
・ウラシル(U”)である。 DNA配列:隣接ペントースの3′炭素と5′炭素との
間のホスホジエステル結合により互いに結合されたヌク
レオチドの線状列。 コドン:mRNAを介してアミノ酸と翻訳開始信号と翻
訳終了信号とをコードする3種のヌクレオチド(トリプ
レット)のDNA配列。たとえばヌクレオチドトリプレ
ットTTASTTG。 CTT、CTCSCTAおよびCTCはアミノ酸ロイシ
ン(”Leu″)をコードし、TAG。 TAAおよびTGAは翻訳停止信号であり、ATGは翻
訳開始信号である。 解読枠ニアミノ酸配列までm RN Aを翻訳する際の
コドンのグループ化。翻訳の際、通切な解読枠を維持せ
ねばならない。たとえば、配列GCTGGTTGTAA
Gは3つの解読枠(すなわち相)において翻訳すること
ができ、その各々は異なるアミノ酸配列 GCT GGT TGT AAG−−Ala−G
ly−Cys−Lys −Va I −Va I GCTGG TTG TAA G −−T
rp−Leu−(停止) を与える。 ポリペプチド:隣接するアミノ酸のα−アミノ基とカル
ボキシル基との間のペプチド結合により互いに結合され
たアミノ酸の線状列。 ゲノム:細胞もしくはウィルスの全D N A。 これは、特に物質のポリペプチドをコードする構造遣1
云子、ならびにオペレータ、プロモータおよびリポソー
ム結合ならびにたとえばシャインーダルガーノ配列のよ
うな配列を含めて相互作用配列を包含する。 構造遺伝子:雛型もしくはメツセンジャー・RNA (
“mRNA”)を介して、特定ポリペプチドに特徴的な
アミノ酸配列をコードするDNA配列。 転写:構造遺伝子からmRNAを生成する過程。 611訳:mRNAからポリペプチドを生成する過程。 発現:ポリペプチドを生成するため構造遺伝子により受
ける過程。これは、転写と翻訳との紹合せである。 プラスミド:完全「レプリコン」からなる非りロモソー
ムニ重[DNA配列であり、これによりプラスミドは宿
主細胞内で複製される。プラスミドを単細胞微生物に入
れると、その生物の特性がプラスミドのDNA挿入の結
果として変化または形質転換する。たとえば、テトラサ
イクリン耐性(TetR)についての遺伝子を担持する
プラスミドは従前テトラサイタリンに感受性であった細
胞をこれに対し抵抗性の細胞に形質転換させる。プラス
ミドにより形質転換された細胞を「(形質転換体)」と
呼ぶ。 ファージまたはバクテリオファージ:細菌性ウィルスで
あり、その多くは蛋白質エンベロブもしくは被覆(「カ
プシド」)中にカプセル化されたDNA配列からなって
いる。 クローン化ベヒクル(c10ning vehicle
) :宿主細胞中で複製しうるプラスミド、ファー
ジDNAまたはその他のDNA配列であり、これは1個
または少数のエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴とし、
この部位においてこのDNA配列はDNAの本質的な生
物学的機能(たとえば再現性)、被覆蛋白質の生成の喪
失またはプロモータもしくは結合部位の喪失を伴わずに
決定可能に切断され、またこの部位は形質転換細胞の同
定(たとえばテトラサイクリン耐性またはアンピシリン
耐性)に使用するのに適する標識を有する。クローン化
ベヒクルはしばしばベクター(Vector)と呼ばれ
る。 クローン化:微生物またはDNA配列の増殖を得る過程
であって、無性増殖によりこの種の一種の微生物または
配列から得られる。 組替えDNA分子すなわちヒブリドDNA?生体細胞の
外部で末端−末端結合されかつ宿主細胞に感染してそこ
に維持される能力を有する、異なるゲノムからのDNA
断片よりなる分子。 発現制御配列:構造遺伝子と作用結合した場合これら遺
伝子の発現を制御および調整するヌクレオチドの配列。 それらには、lac系、trp系、ファージλの主要オ
ペレータおよびプロモータ領域、fdコート蛋白質の制
御領域ならびに原核もしくは真核細胞およびウィルスの
遺伝子の発現を制御することが知られたその他の配列が
包含される。 第1図について述べれば、これは組替えDNA分子の混
合物の製造方法における一実施態様の概略図であり、こ
こで組替えDNA分子の幾つかはひと白血球インターフ
ェロンの免疫学的もしくは生物学的活性を有するポリペ
プチドをコードする挿入DNA配列を特徴とする。 センダイ (Sendai)ウィルスを用いてひと白血
球を37℃で5時間誘発させ、次いで抽出してひと白血
球インターフェロンmRNA (’HuIFN−αmR
NA”)を含有するポリ(A) RN A混合物を得た
。誘発はカンチル法によって行なった〔ザ・インターフ
ェロン・システム、第130〜131頁およびそこに挙
げられた引用文献〕。ポリ(A) RN A 混合物を
、その実際の割合とは無関係に第1図に示す。誘発白血
球を収量し、10’M[Iのm胞を水11中NaCl8
gとMCI 0.2gとNa2 HPO4−2H20
1,15g 、!: K H2P Oや0.2 gとを
熔解含有する溶液(PBP″)11に再懸濁させ、これ
を激しく既拌しながら501分液濾斗中の20mMトリ
ス−HC1(pH7,5>と1mM EDTA(“T
E緩衝液″)と2%ドデシル硫酸ナトリウム(“SDS
”)の1742に加えた。自己消化したプロナーゼ(カ
ルビオケム社)を200μg/mlまで加え、そしてこ
の溶液を室温で1時間攪拌した。106カウント/分(
“cpm”)の1125−グロビンmRNAを、ポリ(
A) RN Aを回収しかつ次工程におけるmRNA分
解を管理するための標識として加えた。全容量の1/2
0に等しい量(“1/20容量”)の2M)リス−I(
CI (pH9)を加え、そして混合物を152の再
蒸留フェノールにより激しく攪拌しながら10分間抽出
した。3Ilのクロロホルムを加えて混合物を5分間攪
拌した。30分間相分離させた後、水相を除去して再び
フェノールとクロロホルムとで抽出した。得られた水相
は全部で19.H!であり、これを60gのSDSと合
した。この水相から、1/10容量の3M酢酸ナトリウ
ム(pns、s )と2容量のエタノールとによって核
酸を沈澱させた。 一20℃で一晩保存した後、プラスチック製篩を通して
の濾過により繊維状の核酸沈澱を取出した。次いでこの
物質を、0.5%SO3を含有する200m1のTNE
(50mM)リス−ITCI (pH7,5)、1
00mM NaC1,5mM EDTA)と共に攪
拌した。次いでこれを、さらにこの溶液350m1の添
加により熔解させた。非繊維状沈澱を、ツルバールRC
−3型遠心分離器において11ツルバール瓶中に500
Orpmにて15分間遠心分離することにより集め、
0.5%SDSを含有するTNE350ml中に熔解さ
せた。2つのTHE溶液を合し、そして1容量のフェノ
ールで3回、1/2容歪のエーテルで3回および1容量
のエーテルで3回それぞれ抽出した。水相からのRN
A回収は、260 nmでの吸光度により測定して全部
で775■であった。 ポリ(A) RN A混合物の単離は、オリゴ(dT)
セルロース(タイプ7、P−Lビオケミカル社)に対す
る反復バッチ吸着により行なった。2.7gのオリゴ(
dT)セルロースを、500m1すなわち上記のRNA
含有溶液の約半量に加えた。 室温で1時間攪拌してポリ(A) RN Aをオリゴ(
dT)セルロースに吸着させた後、セルロースとこれに
結合されたmRNAの混合物とを遠心分離によって集め
、50m1のTHEで1回、次いで15m1のTNEで
1回洗浄した。次いで、結合したポリ(A) RN A
を、H202mlテア7) 5回連続洗浄によって溶出
させた。収量は、光学密一度で測定してポリ(A>RN
A860μgであった(調製物A〕、第一吸着から得た
上:/RRNA熔液を、正確に上記と同様にしてさらに
2回の吸着サイクルにかけた。第二および第三吸着は、
それぞれ600μgおよび170μgのRNAを与え、
これらを合した(調製物B〕、T?NAをクセノプス・
レビ、ス(Xenopus 1aevis)の卵母細胞
に注入してHuIFN−αmRNAにつき分析した(ザ
・インターフェロン・システム、第93〜95頁’)、
RNAを15mMトリス−HC1(pH7,5) 、8
8mM Na C1(“TNK緩衝液”)に溶解させ
て約1mg/mlの濃度を得た。この溶液50nj2を
各50fIlの卵母細胞中に注入した。これら卵母細胞
をパース(Barth )培地において室温で一晩培養
した〔ゴートン、ジャーナル・エムブリオール・アンド
・エキスベリメンタル・モーホロジー、第20巻、第4
01〜414頁(196B)および同第7巻、第210
〜222頁(1959)〕、次いで、培養卵母細胞を洗
浄し、パッスールビペノトを用い1.5 mlエッペン
ドルフ遠心分離管中で0.5 mlの52mM)リスグ
リシン>1 街?皮(pH8,9)中においてホモジナ
イズした。混合物をエッペンドルフ遠心分離器にて2分
間遠心分離し、上澄液を抜き取りそして一20℃で凍結
させて分析した。IFN−α活性はプラーク減少分析に
よって測定した〔エッチ・ストランダ−およびケー・カ
ンチル、「試験管中におけるひと白血球によるインター
フェロンの生産」、Ann、Med、exp、Fenn
、 、−第44巻、第265〜273頁(1966)〕
、1単位のIFN−αはウィルスプラークを50%減少
させる。IFN−α調製物の活性は、ひと基準Hu I
FN−α69/19に関して表わす〔インターフェロ
ンおよびインターフェロン誘発剤の基準化に関する国際
シンポジュウム、1969)、代案として、分析は主と
して次の文献に記載された細胞病理学的効果の減少に基
づいて行ない〔ダブリュー・イー・スチェアート・■お
よびニス・イー・スルキン、「ラビースウイルスを実験
的に感染させたハムスターにおけるインターフェロン生
産」、プロシーディング・ソサイエティ・エキスペリメ
ンタル・バイオロジカル・メディスン、第1231=、
!650〜653頁(1966))、ただしこの場合ひ
とCCL−23Ilt胞を使用しかつメンゴウイルスを
用いて実験した。卵母細胞抽出物は、注入RNAの1μ
g当り3001UのI FN−α活性を有した。後者の
分析においては、注入卵母細胞の培養を48時間行ない
、大部分のインターフェロンが卵母細胞により分泌され
るため、培養培地のみを分析した〔ニー・コールマンお
よびリュー・モルサー、「キセノブス・レビスの卵母細
胞からの蛋白質の分泌」、セル化、第17巻、第517
〜526頁(1979)〕、ポリ(A) RN Aをさ
らに精製するため、充分量の0.5Mエチレンジアミン
テトラ酢酸(EDTAをポリ(A) RN A i慰物
Aに加えて濃度を5mMEDTAにした。得られた溶液
を等容量のTNE−飽和フェノールで2回および等容量
のエーテルで5回抽出した。次いで、これを0.1ml
のチェレックス−100ビオ−ラドカラム(Chele
x −100Bio −Rad column)に通し
、100℃にて90秒間加熱し、そして50mMトリス
−HCl (pH7,5)と1mM EDTAと0
.2M NaC1とを含有する13m1の5〜23%
蔗糖濃度勾配に曝した。制限酵素Hind■とPstl
とによりpBR322を同時切断して生成させた5′
−末端p32ラベルしたD N A llfr片にュー
イングランドビオラブス社)の10. OOOcpmを
サイズ標識として加えた。5W40型ロータで10℃か
つ35.00Orpmにて16時間遠心分離した。フラ
クション(0,6mlづつ)をl5COグラジエントコ
レクターにより1ml/akin、の速度で集めた。こ
れらのフラクションを上記したように、HuIFN−α
mRNA活性)につき分析し、P” 2−DNA標識に
対するそれらあ位置を、後の参考のため記録した。後の
遠心分離において、Hu I FN−αmRNA含有フ
ラクションを標識と比較して同定した。 HulFN−αmRNA活性を有するフラクションは8
0μgのポリ(A) RN Aを含有した。これらを、
0.5%SDSおよび0.02%ポリビニルサルフェー
ト(1&の調製においてはポリビニルサルフェートを省
略した)を含有する2容量のTHEと混合し、50μl
のオリゴ(dT)セルロースカラムに加えた。上記した
ようにカラムを洗浄した後、RNA混杏物40μgを0
.6mlの無菌蒸留水で4回洗浄して溶出させた。エタ
ノール沈澱させた後、RNAを0.5mMのF、DTA
中にImg/mlとなるようン容解させた。 Hu I F N −ex m RN A活性の分析を
、上記したように、ポリ(A) RN A沈澱の一部に
ついて行なった。これは、注入RNAIμg当り360
0IUのインターフェロンの比活性を有した。したがっ
て、蔗糖濃度勾配は、ポリ(A) RN AをHu I
FN−αmRNAに関し約10倍濃化させた。次の同
様な調製において、約40倍の濃化が得られた。調製物
Bを同様に精製し、そしてこれは調製物Aと同様な比活
性を有したので、両者をプールした。 この時点において、蔗糖濃度勾配処理から得られたポリ
(〜RNA生成物でさえ極めて多数の異なるmRNAを
含有することを認めるべきである。IFN−αに対して
特異的なmRNAを除き、他のmRNAは望ましくない
汚染物である(第1図〕、不都合なことに、これら汚染
RNAは、本発明の残余のクローン化過程全体において
Hu T FN−αmRNAと同様に挙動する。したが
って、ポリ(A) RN A中にそれらが存在すると、
IFN−α以外のポリペプチドをコードする遺伝子を含
有する多数の望ましくない細菌クローンの最終的調製物
が生ずる。この汚染は、所望のIFN−αヒブリドクロ
ーンの単離において複雑な選別問題を提起する。IFN
−αの場合、この選別問題は、所望クローンを同定する
ための選別比較試料として作用するHuIFN−αmR
NAまたはDNAもしくはその一部の精製試料が充分存
在しないためさらに悪化する。したがって、IFN−α
クローンの選別過程は極、めて時間がかかりかつ困難と
なる。さらに、極めて少割合のIFN−αクローンしか
住物学的活性型または免疫学的活性型においてIFN−
αを発現することが期待されないので、活性クローンの
単離はわら山から針を探すような選別過程になる。 有利なことに、本発明は組・替えDNA技術を用いて、
Hu I F N−crmRNAまたはcDNAもしく
はその一部の精製試料を得ることができる。この精製m
RNAまたはcDNAを使用して極めて多数の細菌クロ
ーンを迅速に選別しかつそれにより活性型でIFN−α
を発現するクローンを単離する確率が著しく増大する。 Hu I FN−αcDNAを するcDNA混合物
の合成 IFN−αmRNAが濃化されたポリ(A) RN A
調製物(A+B)を雛型として使用して、単一鎖の相補
DNA (cDNA)を調製した(第1図)〔ニー・エ
フストラチアジス等、[グロビンおよびコリオンmRN
Aの全体的および個々の部分的な逆転写」;セル誌、第
4巻、第367〜378頁(1975)およびそこに引
用されている文献〕。800μlの反応混合物は40m
Mのトリス−HCl (pH7,5)と、30mMの
NaClと、5mMのMgC1□と、0.5 m、Mの
DTT (カルビオケム社)と、20μg/mlのオリ
ゴ(dT)12〜18(P&Lビオケミカルス社)と、
5mMのdGTP (シュワルツ社) 、dCTP (
レボサン社)およびdTTP(シグマ社)と、5mMの
P” −dATP(NEN、比活性100.000 c
ps / n %7L/)と、60μg/鵡1のポリ(
A) RN Aと、280単位の鳥類骨髄芽球症ウィル
ス(AMV)逆転写酵素〔フロリダ州セントピータース
ブルグ在うイフサイエンス社から寄贈〕とを含有した。 37℃゛で1時間培養した後、0.5M(7)EDTA
と20%のSDS (再結晶したもの)を10mMのE
DTAおよび0.1%のSDSまで加えた。この混合物
を1容量のフェノール(蒸留物)で抽出した。フェノー
ル相を200μ戸の200mMトリス−HC1(pH7
,5)と1mM EDTAと0.1%SDSとで洗浄
し、水相を合した。これらを等容量のエーテル(フルカ
社、プロアナル)で抽出し、TNE中5mlのセファデ
ックスc−tooカラムにてクロマトグラフにかけた。 0.1 mlづつのフラクションを0.3 ml/ m
in 、の速度で集めた。放射能(セレンコツ放射線に
より測定)を示すフラクションを合し、3Mの酢酸ナト
リウムを0.3 Mまで加えた。この核酸を2.5容量
のエタノールで沈澱させた。−20℃で一晩保存した後
、試料を遠心分離しそして上澄液を捨てた。この沈澱を
180μlの蒸留水中に熔解させ、シリコーンライニン
グしたエフペンドルフ管に移した。20μlの5M
NaOHを加え、混合物を室温で40分間保った。20
μlの5M酢酸ナトリウムと100μlの蒸留水と50
0μlのエタノールとを加えた。−20℃にて一晩冷却
した後、生じた沈澱を重力の10.000倍(10,0
00x g )に相当する力で0℃にて20分間遠心分
離することにより、回収した。 単一鎖cDNAの収量は10μgであった。 ここでも、上記のように調製した単一鎖c DNA生成
物は実際的に、ポリ(A) RN A混合物中に存在す
る対応のmRNAから転写された多数の異なるcDNA
の複合混合物であることを理解すべきである(第1図〕
、これらcDNAのうち極めて少量のみがIFN−α関
連性、すなわちHulFN−αcDNAである。他の要
因も作用してcDNA混合物を複雑化させ、ポリ(A)
RNA混合物の各mRNA種は通常完全には転写されな
い。寧ろ、各mRNA種に関し、転写過程はmRNAの
末端に達する前に停止することがある。したがって、各
mRNA種から多種類のcDNAが生成されうる(第1
図に示さず〕、各種類は後のクローン化過程において多
かれ少なかれ同様に挙動し、したがって特定蛋白質に関
する遺伝子の断片のみを有する組替えDNA分子を含有
した細菌クローンが生産されるであろう。これら断片含
有クローンの存在は、さらに最終的なりローン選別過程
を複雑化させる。 各種の単一鎖cDNAの寸法は、少量をアルカリ性2%
アガロースゲル上に、電解質として30mMのNaOH
と2mMのEDTAとを使用して電気泳動させることに
より測定した〔エム・ダブりニー・マクドネル等、rT
7DNAの制限断片の分析ならびに中性およびアルカリ
性ゲルにおける電気泳動による分子量の測定」、ジャー
ナル・モレキュラー・バイオロジー、第110巻、第1
19〜146頁(1977)〕、P”−cDNAは、サ
イズ標識として使用した単一鎖グロビンcDNAおよび
p 32−標識したDNA断片に比べ、600〜100
0ヌクレオチドの長さを有した。 二重鎖cDNAの調製 単一鎖cDNAは、DNAポリメラーゼIで処理して二
重鎖にすることができる〔ティー・マニアチス等、「試
験管中で合成したβ−グロ ゛ビン遺伝子の拡大および
特性化」、セル誌、第8巻、第163〜182頁(19
76))、上記からの沈澱した単一鎖cDNAを200
μlのH,O中に熔解させ、100℃にて2分間加熱し
、そして500μlの0.IM熱変性燐酸カリウム緩j
近液(pi冒6.9)と10mMのMgCl2と10m
MのDTT (カルビオケム社)と各1mMのdATP
(メルク社)、dGTP(シュワルツ社)およびdCT
P (レボサン社)と1m M (7) H″−dTT
P (NEN、比活性100,000cpm/nモル)
と150単位/mlのイー・IすDNAポリメラーゼI
(ベーリンガー・マンハイム社)とにおいて培養した
。15℃にて6.5時間の後、0.5MのEDTAと2
0%のSDSを10mMのEDTAおよび0.1%のS
DSまで加えた。次いで混合物を500μlのフェノー
ルで抽出し、フェノール相を250μm0)20mMト
リス−HC1(pH7,5) と5mM EDTA(
“TE緩衝液”)とで再抽出した。2つの水田を合し、
前記したと同じ条件下で5mlのセファデックスG−1
00カラム上でクロマトグラフにかけた。酢酸ナトリウ
ム(3M)を0.3Mまで加え、2.5容量のエタノー
ルを混合してDNAを沈澱させた。全部で13μgのD
NAう(回収された。 DNAをヌクレアーゼS、で処理した〔このヌクレアー
ゼS1は、アール・シー・ビーガント等、「アスペルギ
ルス・オリイーからの81ヌクレアーゼの特異性」、ジ
ャーナル・バイオロジカル・ケミストリー、第250巻
、第8841〜8855頁(1975)の方法によりI
I製した〕沈澱したDNAを250μlのS、緩衝液(
0,2MのNaC1,50mMの酢酸ナトリウム(p1
14.5) 、10mMの硫酸亜鉛)に熔解させ、37
℃にて30分間加温した。1.5μiのS、酵素(11
単位/μl)を加え、混合物を37℃で30分間培養し
た。SDSとEDTAとを0.1%SDSおよび5mM
EDTAまで加え、そして混合物を250μlのフ
ェノールで抽出した。フェノール相を100μ1OTE
fflfE液で洗浄した。水相を合し、TNEにおいて
セファデックスG−100(ファーマシア社)カラム上
でクロマトグラフにかけ、0.1 mlづつのフラクシ
ョンを0.3 ml/min 、の速度で集めそして各
フラクションのセレンコツ放射線を測定した。 上記したようにエタノールと酢酸ナトリウムとで沈澱さ
せた後、8μgの二重鎖cDNAを回収した。 ここでも、上記で生産した二重鎖c D N Aは1多
数のCDNAとその断片との混合物であり、。その掻く
少数のみがHu I FN−αcDNAもしくはその断
片であることを認めねばならない(第1図〕、 二重鎖DNAのクローン化 多種類の宿主/クローン化ベヒクルの組合せ物を使用し
て、上記のように調製された二重鎖cDNAをクローン
化させた。たとえば、有用なりローン化ベヒクルは染色
体、非染色体および合成りNA配列の断片、たとえば各
種公知の細菌プラスミド、たとえばco IEI、pc
Rl。 pBR322およびそれらの誘導体を含む大腸菌(イー
・コリ)からのプラスミド、広範囲の宿主の1ラスミド
、たとえばRP4、ファージDNA、たとえばファージ
λの多数の誘導体、たとえばNM989、ならびにプラ
スミドとファージDNAとの組合せから生じたベクター
、たとえばファージDNAもしくは他の発現制御配列を
用いて改変させたプラスミドまたは酵母プラスミド、た
とえば2μプラスミドもしくはその誘導体から構成する
ことができる。有用な宿主は細菌藩主、たとえば大腸菌
の菌株、たとえばイー・コリHB101、イー・コリX
17フイー・コリX2262、イー・コリMRCIおよ
びシュードモナス(Pseudomonas ) 、枯
草菌(Bacillus 5ubt口iS)、高熱菌(
Baci l lusstearothermophi
lus)およびその他バチルスの菌株、酵母およびその
他の真菌類、動物もしくは植物宿主、たとえば動物(人
間を含む)もしくは培養した植物細胞またはその他の宿
主を包含する。勿論、必らずしも全ての宿主/ベクター
組合せ物が同等に有効ではない。宿主/クローン化ベヒ
クル組合せの特定の選択は、示した原理を適当に考慮し
て当業者により、本発明の範囲を逸脱することなく行な
うことができる。 さらに、各特定クローン化ベヒクル内において、種々の
部位を選択して二重鎖DNAを挿入することもできる。 これらの部位は通常、これらを切断する制限エンドヌク
レアーゼにより命名することができる。たとえば、pB
R322においてPst1部位は、β−ラクタマーゼ用
の遺伝子において、その蛋白質のアミノ酸1816・お
よび182をコードするヌクレオチドトリブレットの間
に位置する。この部位は、ラッチのプロインシュリン抗
原決定因子を示す蛋白質の合成において、ビラーカマロ
フ’! (上記)によって用いられた。2つのHind
IIエンドヌクレアーゼ認識部位の一方はアミノ酸10
1および102をコードするトリブレンドの間に存在。 し、また数個のTaq部位の一つはpBR322におけ
るβ−ラクタマーゼのアミノ酸45をコードするトリプ
レットに存在する。同様に、このプラスミドにおけるE
c oR1部位およびPvulI部位は、コード化域の
外部に存在し、ECoR1部位はそれぞれテトラサイク
リンおよびアンピシリン耐性をコードする遺伝子の間に
位置する。この部位は、イタクラ等およびゲデル等によ
り、組替え合成法(上記)において使用された。これら
の部位は当業者により充分認識されている。勿論、本発
明に有用なりローン化ベヒクルは、選択DNAを挿入す
るための制限エンドヌクレアーゼ部位を有する必要のな
いことを理解すべきである。寧ろ、ベヒクルは別の手段
により断片に結合させうるであろう。 ベクター、すなわちクローン化ベヒクル、特に選択DN
A断片を結合させて組替えDNA分子を生成させるため
そこに選択される部位は、種々の要因たとえば特定制限
酵素に対し感受性部位の数、発現すべき蛋白質の大きさ
、宿主細胞酵素により蛋白質分解を受ける所望蛋白質の
感受性、精製の際除去困難な宿主細胞蛋白質により発現
すべき蛋白質の汚染、たとえばベクター配列に関する開
始および停止コドンの位置のような発現特性ならびに当
業者により認められるその他の要因のような各種の要因
により決定される。ベクターおよび特定遺伝子用の挿入
部位は、これら要因のバランスにより決定され、必らず
しも全ての選択が一定の場合に対し同等に有効であると
は限らない。 外来DNAをクローン化ベヒクルすなわちベクター中に
挿入して組替えDNA分子を生成させるには幾つかの方
法が当分野で知られているが、本発明による第一の構成
に好ましい方法はビラーカマロフ等(上記)により記載
され、第1図に示されている。この方法は、プラスミド
(特にpBR322)を挿入用に選択された部位(特に
Ps t I)に特異的な制限酵素により切断し、そし
てdGMP末端を末端トランスフェラーゼにより末端付
加させることを特徴とする。dGMP末端は切断プラス
ミドの5′末端に付加されて、PstI部位を再生する
と共に、相補的末端を有するcDNA断片への結合を可
能にする。同様に、二重鎖cDNAは、dCMP末端を
処理プラスミドに対する結合を可能にする3′末端に付
加させて伸長される。次いで処理プラスミドとcDNA
とをアニールして、プラスミドの適当な部位にcDNA
を挿入すると共にヒブリドDNAを環化させ、末端の相
補的性質はそれらの凝集を可能にする(第1図〕、かく
して、生じた6組替えDNA分子は、選択制限部位に遺
伝子を有する(第1図〕、 勿論、DNA配列をクローン化ベヒクル中に挿入して組
替えDNA分子を生成させるその他の公知方法も、同等
に本発明において有用である。これらは、たとえば直接
的結合、合成リンカ−、エキソヌクレアーゼおよびポリ
メラーゼ結合修復反応に続く結合、或いはDNAポリメ
ラーゼと適当な単−鏡開型とによるDNA鎖の伸長に続
く結合を包含する。 勿論、クローン化ベヒクルの選択位置に挿入されたヌク
レオチド配列またはcDNA断片は、所望ポリペプチド
用の実際の構造遺伝子の一部でないヌクレオチドも包含
することができ、或いは所望蛋白質用の完全構造遺伝子
の断片のみも包含することができることを了解すべきで
ある。何らかのDNA配列が挿入されて形質転換した宿
主がHu T FN−αの生物学的もしくは免疫学的活
性を有するポリペプチドを生産すること、或いはHul
FN−αの免疫学的もしくは生物学的活性を有するポリ
ペプチドの生産に有用なりNA配列を含んだクローンを
選択するためDNA配列自身がヒブリド化試料として使
用できることのみが必要とされる。 外来遺伝子を含有するクローン化ベヒクルすなわちベク
ターを使用して、ヒブリドDNAによりコードされる蛋
白質またはその一部を宿主が発現しうるようこの宿主を
形質転換させる。 適当な宿主の選択も、当分野で知られた多くの要因によ
り管理される。これら要因には、たとえば選択ベクター
との適合性、ヒブリドプラスミドによりコードされる蛋
白質の毒性、所望蛋白質の回収の容易さ、発現特性、生
物安全性および価格が包含される。これら要因をバラン
スさ、せるには、必らずしも全ての宿主が特定の組替え
DNA分子を発現するのに同等に有効でないと云う理解
を考慮せねばならない。 この合成において、好適な初期クローン化ベヒクルは細
菌性プラスミドpBR322であり、好適な初期制限エ
ンドヌクレアーゼ部位はPst■部泣である(第1図〕
、このプラスミドは、抗生物質アンピシリン(Amp)
およびテトラサイクリン(Tet)に対する耐性遺伝子
を有する小型(分子量約2.6メガダルトン)のプラス
ミドである。プラスミドは完全に特性化されている〔エ
フ・ポリバール等、「新規クローン化ベヒクル■の構成
および特性化。多目的クローン化システム」、ジーン誌
、第95〜113頁(1977);ジェー・ジー・サツ
トクリソフ、rDNA配列から生ずるpBR322制限
地図。4361ヌクレオチド対の長さまでの正確なりN
Aサイズ標識」、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ、
第5巻、第2721〜2728頁(1978)〕、この
部位におけるDNA生産物の挿入は多数の細菌クローン
を与え、その各々は予め調製されたDNA生産物に存在
するDNA遺伝子もしくはその断片の一つを含有する。 ここでも、これらクローンの掻く少数のみがIFN−α
もしくはその断片用の遺伝子を含有する(第1図〕、本
発明における初期クローン化用の好適宿主はイー・コリ
HB101である。イー・コリX1776を用いて他の
実験を行なったが、この宿主は英国特許第1.516,
458号に記載されており、アメリカ合衆国、メリーラ
ンド州ロックビル在のアメリカン・タイプ・カルチャー
・コレクション〔ATCC)に寄託され、ATCC番号
第31244号が付与されている。 プラスミドpBR322(20μg)を21単位のPs
tIエンドヌクレアーゼ(MREポートンダウンス社ま
たはニューイングランド・ビオラプス社)により、15
0μ!の10mMトリス−HCl (pH7,5)と
6mMのMgCl2と50mMのNaC1と6mMの2
−メルカプトエタノールと200mr/μlの牛血清ア
ルブミン(“BSA″)(カルビオケム社)との中で切
断した。37℃にて2時間の後、混合物を1容(fのフ
ェノール−クロロホルム(1: 1)と1容量のエーテ
ルとで抽出しそしてエタノールにより沈澱させた。 末端デオキシヌクレオチジルトランスフエラーゼ(Td
T)(エフ・ジェー・ボルム、「子牛胸腺からのデオキ
シヌクレオチド重合酵素」、メソッド・イン・エンチモ
ロジ−(エル・グロスマンおよびケー・モルデーブ編)
、アカデミツク・プレス社、ニューヨーク、第12El
、第591〜611頁(1968)により精製〕による
単独重合dGMP末端の付加(第1図)を、100mM
のカコジル酸ナトリウム(pH7,2)と10mMのN
aH2PO,と5mMのMgCl2と1mMのdGTP
と50pg/piのBSAと3〜6単位のTdT (上
記のように精製)とをDNA遺伝子当りに含有する32
8μlの反応容量にて行なった。培養を37℃にて20
分間行なった。EDTAを10mMまで加えそして混合
物を上記のように抽出し、TNF−’!211液に対し
2日間透析した。 2、dCMP伸長させたDNAの調製 二iid!llDNAを標準法(たとえば、ビラーカマ
ロフ等、上記)によりdCMP残基で陣長させた。上記
の二重鎖eDNA150ngを、100mMのカコジル
酸ナトリウム(pH7,2)と2.5mMのCoc!、
と50ttg/ltlのBSAとDNA1μg当り3〜
6単位の精製TdTを含む0.1mMのdCTPとの8
pH中で27℃にて8分間培養し、次いで一20℃にて
凍結させた。前記と同様、dCMP伸長させたDNAは
種々異なる種類の混合物であり、そのうち極く少数のみ
がIFN関連性であった(第1図〕、 3、Ca”処理されたイー・コリX1776の調製 イー・コリX1776の単一コロニーを、100μg/
mlのジアミノピメリン酸(コツホライト・ラボラドリ
ース社)と10μg/mlのナリジキシン酸(カルビオ
ケム社)と10μg/m1のテトラサイクリン(アクロ
マイシン■、アメリカンシアナミド社)とが加えられた
100m1のトリプトン培地中に接種した〔シー・ワイ
スマンおよびダブりニー・ポル、「組替えプラスミドD
NAのIIMにおける起こりうる害の減少」、ネイチャ
ー誌、第261巻、第428〜429頁(1976)〕
、培養物を、650nm(OD65Q)にて0.6の見
掛は光学密度(ベックマンDB型分光光度計にて測定)
まで37℃にて生育させ、水中で30分間冷却させた。 次いで、培養物をツルバールH4型スウィングバゲソト
ロータにて400 Orpmで沈降させ、細胞を5On
+1の10mM NaC1で洗浄し、遠心分離によっ
て分g!除去しそして20m1の100mM CaC
l2中に再懸濁させた。懸濁物を水中で30分間冷却し
、遠心分離により粒状化させて4mlの100mM
CaCl2中に再懸濁させ、そして氷上で一晩放置した
後使用した。 形質転換用としてイー・コリHB 101をエム・マン
デルおよびニー・ヒガの方法〔「カルシウム依存性バク
テリオファージDNA感染」、ジャーナル・モレキュラ
ー・バイオロジー、第53巻、第159〜162頁(1
970))により調製した。一部(0,5ml)を−7
0℃で凍結状態に保ち、少なくとも3ケ月間その活性を
保持した。 末端Pstl−開裂pBR322と末端cDNAとのア
ニール化を文献〔ジェー・ファン・デン・ベルブ等、「
2つの同族対のイントロンの強力な多様性を示すクロー
ン化された兎とねずみとのβ−グロビン遺伝子の比較」
、ネイチャー誌、第276巻、第37〜44頁(197
8))に記載されているように行なった。8 n g
(7) d CM P伸長されたDNA生成物を22n
gのdGMP伸長されたPstI−開裂pBR322と
、TNE緩衡液50μJ中で混合した。培養を65℃、
46℃、37℃および20℃にて順次に4段階で1時間
づつ行なった。100mMのトリス−HCl (pH
7,5)と100mMのCa Cl 2と100mMの
MgCl2と50μlのTNE緩街液とを含有する20
μlを加えそして混合物を水中で20分間冷却した。 勿論、生成物は種々異なる組替えDNA分子と、挿入D
NA配列のない若干のクローン化ベヒクルとの混合物で
ある。しかしながら、各組替えDNA分子はPst1部
位にc D N A断片を含有する。この種のcDNA
の各々は遺伝子またはその断片からなることができる。 c DNA断片の極く少数のみがIFNまたはその部分
をコードする(第1図〕、大多数は他の蛋白質またはそ
の部分の一種をコードし、それらのmR,NAは本発明
の方法に使用されるポリ(A) RN Aの一部であっ
た(第1図〕、 組替えDNA分子の混合物によるイー・コリX1776
の形質転換はジェー・ファン・デン・ベルブ等(上記)
により記載されているように行なった。P3封鎖手段を
用いて形質転換過程と全ての次工程とを行ない、そこに
おいて得られた形質転換細菌を処理した。アニールした
pBR322組替えDNA分子を100μlの予め調製
されたCa+1処理したイー・コリX1776に加え、
混合物を水中で20分間冷却し、20℃にて10分間加
熱し、そして0.6 mlのトリプトン培地を加えた。 混合物を、上記のように添加された2枚のトリプトン培
地寒天板に接種した。形質転換効率はアニールpBR3
22の1μg当り3.3 x 10斗1固のコロニーで
、あり、原pBR322はlμg当り3X10’個のコ
ロニーを与えた。 プラスミドpBR322はテトラサイクリン耐性に関す
る遺伝子を含むので、その完全遺伝子を有するプラスミ
ドで形質転換させたイー・コリ宿主は、そのように形質
転換させてないfill菌を除き、その抗生物質を含有
する培養物において増殖するであろう。したがって、テ
トラサイタリン含有培養物における増殖は、組替えDN
A分子または再使用ベクターにより形質転換させた宿主
の選択を可能にする。 37℃にて48時間の後、個々のコロニーを採取してこ
れらをミクロヨリ定板(ダイナチク社)の穴部における
100μβのトリプトン培地(上記のように添加したも
の)に懸濁させた。 37°Cにて一晩培養した後、100μlの40%グリ
セリンを各穴中に混入した。測定板を一20℃に保存し
、そして形質転換イー・コリX1776の100,00
0個の個々のクローンを調製した。 これら100,000個のクローンは、IFN生成性白
血球からのポリ(A)RNA調製物においてmRNAの
混合物の完全もしくは部分的コピーを示す各種の組替え
DNA分子を含有する(第2図〕、これらの大多数は単
一の組替えDNA分子のみを含有するであろう。これら
組替えDNA分子の極く少数のみがIFNに関連する。 したがって、クローンを選別してIFN関連クローンを
他のものから分離せねばならない。 HuIFN−αcDNAを含有するクローンの選別 ひと白血球インターフェロンc DNA(“Hu IF
N−αcDNA″)を含有する細菌クローンを選別する
ための幾つかの方法がある。 これらには、たとえばRNA選択ヒブリド化〔アルウィ
ン等、(下記)〕、差別ヒブリド化〔ティー・ビー・セ
ントジョーンおよびアール・ダラ゛リュー・デービス、
「差別プラークフィルターヒブリド化によるサツカロミ
セス・セレビシェからのガラクトース誘発DNA配列の
単離」、セル誌、第16巻、第443〜452頁(19
79″);ヘージメーカース等、下記〕、合成試料によ
るヒブリド化〔ビー・ノイエス等、「オリゴデオキシヌ
クレオチド試料を使用するガストリンmRNAの検出お
よび部分的配列分析」、プロシーディング・ナショナル
・アカデミ−・サイエンス・’USA、第76巻、第1
770〜1774頁(1979))または免疫学分析(
エル・ビラーカマロフ等、上記)もしくは生物学的分析
(ニー・シー・ワイ・チャング等、上記)による所望蛋
白質を生成するクローンの選別が包含される。本発明は
、IFN−αc DNAを含有するクローンの第一次選
別のための最も便利かつ有望な方法としてRNA選択ヒ
ブリド化を選択した。 次に第2図について述べれば、組替えDNAを、上記ク
ローン貯蔵物(第2図に示した2クローンの2つの混合
物)における512個のクローンの混合物の培養物から
単離した(工程A〕、このバッチサイズを選別する理由
を以下に説明する。組替えDNA分子を開裂させ、変性
させそして前記したように調製したIFN−αmRNA
を含有する白血球ポリ(A) RN Aまでヒブリド化
させた(工程B〕、全ての組替えDNA分子−ポリ(A
) RN Aヒブリドを非ヒブリド化ポリ(A’l R
N Aから分離した(工程C〕、ポリ(A) RN A
をヒブリドから回収しかつ精製した(工程D〕、回収し
たRNAを上記のようにIFN−αmRNA活性につき
分析した(工程E〕、もしも組替えDNA分子の混合物
が厳格なヒブリド化条件の下でポリ(A) RN A中
のIFN−mRNAにヒブリド化しうる挿入ヌクレオチ
ド配列を持った組替えDNA分子を含有するならば、そ
のヒブリドから遊離されたm RN Aは卵母細胞中に
おいてIFN−αの生成をもたらすであろう。何故なら
、その他の如何なる組替えDNA分子−ポリ(A) R
N Aヒブリドから遊離されたmRNAもIFN−α関
連性でないからである。512個のクローンの群が正の
反応を示せば、これらクローンを64個づつの80ツト
に再紙分けして、各ロフトにつき上記のように分析した
。この処理を、この分析に応答する単一のクローンが同
定されるまで続けた。 形質転換されかつこのように同定された組替えDNA分
子および細菌クローンがIFN−αの完全なIFN−α
cDNA配列を含有したり、或いはDNA配列が実際に
IFN−αをコードする保証はない。しかしながら、組
替えDNA分子はIFN−αmRNAコード配列に相補
的な広汎なヌクレオチド配列を確実に含有する。 したがうて、組替えDNA分子は、他の組替えDNA分
子およびそれにより形質転換されたクローンを迅速選別
するための試料の供給源として使用することにより、標
準的および完全なIFN−αヌクレオチドコード配列を
含有しうる別の群のクローンを同定することができる。 2、理論的考察 ヒブリド化(工程B)の条件は臨界的である。 組替えDNA分子とポリ(A) RN Aとの絶対濃度
および比は、反応速度と化学量論とを考慮して選択せね
ばならない。適正な選択は、ポリ(A)RNAにおける
IFN−αmRNAの割合が未知であるため、困難であ
る。制御されかつ充分な速度を確保するため、組替えD
NA分子からのDNA配列の濃度が推定IFN−αmR
NA濃度に比較して過剰となる条件の下で行なった。 512+11の可能な種々異なる組替えDNA分子の混
合物において、IFN−α関連DNA配列(@IFN−
αRDNA″)は全く生じない(負の分析値を与える)
か、或いは組替えDNA分子の少なくとも約11512
を構成する。組替えDNA分子混合物の濃度およびした
がってIFN−αRDNAの濃度をヒブリド化工程で鋼
製して、充分なヒブリド化割合を確保することができる
。さらに、反応混合物中のIFN−αRDNAの量は、
ポリ<A) RN Aからの充分な量のIFN−αmR
NAを結合して、組替えDNA分子−ポリ(A) RN
Aヒブリドから回収されたmRNAを卵母細胞に注入
した後にIFN−αの検出を可能にするのに足る量でな
ければならない。 用いうる分析によりIFN−αを検出するには、その濃
度は100IU/mlもしくはそれ以、ヒにしなければ
ならない。反復測定のためには0.5 mlづつを必要
とするので、50 IUを卵母細胞中に発生させるべき
である。前記で使用した誘発白血球からのポリ(A)
RN Aは、その1μgを卵母細胞中に注入すると、約
5001UのIFN−αを発生する。したがって、必要
とする50fUを発生させるには、少なくとも0.1μ
gのポリ(A) RN Aを注入せねばならない、兎グ
ロビンmRNAと兎β−グロビンCDNAクローンとを
用いたモデル実験は、ヒブリド化ミックスに加えたI
−グロビンmRNAに対し卵母細胞中の■ −グロビン
mRNAの全回収率が約10%であり、かつmRNA活
性の回収率が約5%であることを示した。したがって、
ヒブリド化分析用には少なくとも0.110.05=2
μgの白血球ポリ(A) RN Aを使用すべきである
。充分安全な限界を確保するには、1回の分析当り12
μgのポリ(〜RNAを使用した。 12μgのポリ(釣RN A中のIFN−αmRNAを
結合させるには、組替えDNA分子からのどの程度のD
NAが必要とされるかを計算するため、ポリ(A> R
N AのrFN−amRNA含有量を推定した。1μg
のポリ(A’) RN Aは500IUのIFを発生さ
せる。IFN−αの比活性は2XIO”〜10’lU/
■蛋白質である。したがって、5001UのIFN−α
は500/2xto’−2,5X10−’w(2,5n
g)〜500/10’−5X10−’mg(0,5ng
)のインターフェロンに対応する。 卵母細胞中に注入したIFN−αmRNAの量と生成さ
れたIFN−αの量との間の関係は未知である。β−グ
ロビンmRNAの場合、mRNA1分子当り約30分子
の蛋白質が1時間当りに生成され、この値はβ−グロビ
ンに対し約6である〔ジェー・ビー・グルトン等、「注
入フロッグ卵母細胞における伝達安定性:長寿命の哺乳
動物およびβ−グロビン伝達」、ジャーナル・モレキュ
ラー・バイオロジー、第80巻、第539〜551頁(
1973)〕、IFN−αに関し平均値が20であり、
IFN−αに関し分子量が18.000でありかつI
FN−αmRNAに関し分子量が330.000である
と仮定すれば、26 mg (18,000/330,
000 x 20x 24)のI FN−Q’が注入I
FN−αmRNA 1+nr当りに24時間で生成さ
れる筈である。もしIFN−αの比活性が2X10”/
■(2X1021U/ n g )であるとすれば、l
ngのIFN−cxmRNAは26X2X102=5.
2X103IUのIFN−αを生成するであろう。比活
性が10″’ /mg (1031U/n g)である
とすれば、生成するIFN−αの量は2.6X10’l
Uとなるであろう。1μgの白血球ポリ(A) RN
A・は上記の仮定条件の下で5001UのI FN−α
を生成するので、1μgのポリ(A) RN A中のI
FN−αmRNAの濃度はQ、l n g 〜0.02
n gに低下し、白血球ポリ(A) RN Aにおける
IFN−tx m RN Aの割合は1 : 10,0
00〜1 : 50.000となるであろう。したがっ
て、12μgのポリ(A) RN Aは約1.2 n
g 〜0.2 n gのIFN−exm RN Aを含
有する。 卵母細胞中のIFN−αmRNAの翻訳比がグロビンm
RNAに対する平均値よりも大きさの次数(order
of magnitude)だけ低ければ、ポリ(A
) RN AのI FN−crmRNA含量は、上記計
算値よりも10倍高くなるか、或いは約1=1000〜
1 : 5000となるであろう。その場合、12μg
のポリ(A> RN Aは約12μg〜2ngのIFN
−αmRNAを含有するであろう、他方、卵母細胞中の
IFN−αmRNAの翻訳比がグロビンmRNAの平均
値よりも大きさの次数だけ高ければ、ポリ(A> RN
AのIFN−αmRNA含量は上記計算値よりも10
倍低くなるか、或いは約1 : 100.000〜1
: 500,000となるであろう、その場合、12μ
gのポリ(釣RNAは0.1 n g 〜0.02n
gのI FN−αmRNAを含有するであろう。 プラスミドpBR322は436 l b、p、を有す
る。IFN−αmRNAの完全cDNAは、全部で約5
200〜5400 b、p、となるようpBR322−
IFN−αcDNAの生成の際、pBR322に対し約
800〜1000 b、p、を付加するであろう、した
がって、その分子量はIFN −αmRNA単独のそれ
の約12倍(2X 5200/800)となるであろう
。したがって、上記に計算したIFN−αmRNAを結
合して分析に必要な12μgのポリ(A> RN A中
に存在させるには、IFN−7m RN Aの口の12
倍に等しい組替えDNA分子の量が必要となるであろう
(化学量論量〕、 組替えDNA分子を調製するのに使用されるポリ(A)
RN AのIFN−αmRNA含量は粗ポリ(A)
RN Aのそれよりも10〜40倍増大したので、51
2個のクローンの群は、上記から計算したよりも10〜
40倍多い所望IFN−αm RN A含有のクローン
を有する筈である。 IFN−cxmRNAが1000の粗ポリ(A)RNA
のうち1部であれば、12μgのポリ(A)R’NAは
12μgのIFN−αmRNAを含有しかつ化学量論量
のIFN−αcDNAプラスミドは144ngである。 512個のクローンの群は少なくとも5個のIFN−α
cDNA挿入物を含有するので、必要とされる全ヒダリ
ドプラスミドDNAは14.8μg (144x51
215XIO−”)である、夏FN−amRNAが10
.000のうち1部であれば、12μgのポリ(A)R
NAは1.2μgのIFN−amRNAを含有しかつ必
要とされるIFN−αcDNAの量は14.4rl g
である。5121固のクローンの群は0もしくは1個の
IFN−αcDNA挿入物を含有し、したがって必要と
される全ヒダリドプラスミドDNAの量は7.4μg
(14,4X 512 Xl 0− ’ )である、
IFN−αmRNAが100.000のうち1部であれ
ば、必要とされる全ヒダリドプラスミドDNAの量は0
.74μg (1,44x 512XIO−”)であ
る、ヒブリド化反応がDNA過剰条件下(すなわち、ポ
リ(A) RN Aに比較して過剰の組替えDNA)で
進行するよう確保するため、20μgの混合物(約1.
4〜30倍過剰)を分析用に選択した。 ヒブリド化は、(alポリ(A> RN Aのヒブリド
化された部分が完全かつ生物学的活性の型で回収される
こと、(b)非特異的なりNA−mRNA結合が防止さ
れることおよび(Cllヒソド化反応が少なくとも75
%完結まで進行することを確保するような条件下で行な
わねばならない。これ゛らの条件は、特に80%ホルム
アミド、0.4MNaCl中におけるヒブリド化により
満たされると思われる〔ジエー・カセイおよびエフ・ダ
ビドソン、「高濃度のホルムアミドにおけるRNA :
DNAおよびDNA : DNA複合体の生成速度お
よび熱安定性」、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ、
第4巻、第1539〜1552頁(1977)〕、この
溶液において、ヒブリド化は約40℃で行なうことがで
きる(ホルムアミドを省略すると、60〜70℃が必要
とされる〕、ポリ<A> RN Aに対する損害を最小
にするには、より低温度が好適である。本発明は56℃
のヒブリド化温度を選択する。これはTV21より約3
℃低く 〔ジェー・カセイおよびエフ・ダビドソン、上
記〕かつT’/2 aより約10〜13℃低い〔ハマグ
チおよびガイヅシエク、ジャーナル・アメリカン・ケミ
カル・ソサイエティ、第84巻、第1329頁〕。した
かって、この温度は約87%以下のホモロジーをもって
、配列をヒブリド化させない筈である。 何故なら、1%の差はT1/2dを1℃だけ低下させる
からである〔ティー・エフ・ボナー等、 。 「配列多様化によるDNA再結合の速度低下」、ジャー
ナル・モレキュラー・バイオロジー、第81巻、第12
3〜135頁(1973)〕、このヒブリド化において
、DNAの自己ヒブリド化は主たる問題でない。何故な
ら、使用されるDNAの混合物は同じベクター(pBR
322)および各種のcDNA挿入物よりなるからであ
る。したがって、大抵のDNA配列はへテロ複合体とな
り、ここで挿入物はポリ(A) RN Aにヒブリド化
させるのに使用することができる。 異なる複合体の一部を形成する相補的c DNA挿入物
は、トポロジー的拘束により殆んど相互作用することが
ない。いずれにせよ、DNA :DNA再結合は、使用
反応条件下で最小化される(ジエー・カセイおよびエフ
・ダビドソン、上記〕、 少なくとも75%反応を確保するのに必要とされるヒブ
リド化時間を決定するため、2次速
【 式中、
R=ヒブリド化RNAのヌクレオチドモル濃度、
Co=ヒブリド化すべき初期DNAのヌクレオチドモル
濃度、 Ro=ヒブリド化すべき初期RNAのヌクレオチドモル
濃度、 KR=RNA−DNAヒブリド化に関する速度恒数、 t =時間(秒)、 R/Ro =0.75 (75%反応完結)、KR=4
72 (KR=1/12Kd (ジエー・カセイおよび
エフ・ダビドソン、上 記)であり、ここで K d−ヒブリド化の選択条件下におけるDNAの2次
速度恒数、かつ Kd=1.7 XIO’ XL72XN−1〔ジェー・
アール・ハソトンおよ びジエー・ジー・ウエトムア、 「バクテリオファージX174 DNA−RNAヒブリドの変性: RNA長さ効果および核化速度恒 数」、ジャーナル・モレキュラー ・バイオロジー、第77巻、第 495〜500頁(1973))、 L−900(b、p、における鎖長:約900は完全I
FN−αcDNA 挿入物中に存在する〕 N=900(ヒブリド鎖のす、p、における複合度;こ
こで複合度が900 である理由は、IFN−αmRNA の900個のヌクレオチドがIFN −αcDNA挿入物の900個の 相補的ヌクレオチドと結合するか らである〕 Co =2.5 xxo−’ (分析に使用すべき予
め測定された20μgの組替えDNA 分子を含有する40μlの溶液に 基づいており、ここでもI FN− αcDNA挿入物は組替えDNA 分子の1/12でありかつ512 個のクローンの少なくとも1個に 生ずると仮定し、一つのDNA塩 基対の平均分子量として662を 与える〕 Ro=8.7X10−” (分析に使用すべき予め測
定された12μgのポリ(A) RN Aを含有する4
0μlの溶液に基づ いており、ここでもポリ(A) RN Aは1 : 1
0.000部のIFN−αmRNAを含有すると仮定し
く大過剰のDNA を与えれば異なる比率はヒブリド 化の割合に対し殆んど影響を与え ない)かつRNAの1個のりボヌ クレオチドの平均分子量として 343を与える〕 である 】。 3、初期分析の実施 工程A:組替えDNA分子混合物の調製および開裂 所望数の細菌クローンを、上記のように添加されたトリ
プトン培地寒天板の上に接種し、これは機械用具を使用
して各ミクロ測定穴から一部を寒天板上に移して行なっ
た。37℃で培養した後、各クローンは直径数lのコロ
ニーを形成した。全てのコロニーを寒天板から洗い取っ
て保存し、これを接種物として使用して上記のように添
加されたトリプトン培地11に三角フラスコ2a中にて
接種した。この培養物を37℃にて約0.8の見掛け0
D65o(肉眼推定)まで振とうした。1容量の添加ト
リプトン培地と170部g/+alまでのクロラムフェ
ニコールを培養物に加え、これをさらに37℃にて16
時間振とうした。20m1のクロロホルムを加え、培養
物を37℃にてさらに10分間振とうすることにより細
菌を殺した(シー・ワイスマンおよびダブりニー・ポル
、上記〕、培養物をクロロポルJ2からデカントしそし
て細胞を600 Orpmか。 ゛つ4℃にて15分間遠心分M(ツルバールGS3型ロ
ータ)して集めた。各11の調製物につき約1〜2gの
細胞が得られた。細胞を30m1の20mM)リス−H
C1(pH7,5)中に懸濁させ、5000 rpmか
つ4℃にて20分間遠心分離しくツルバールSW型ロー
タ)、そして30a+1の50mM)リス−HC1(p
)17.5 )中に再懸濁させた。0.25容量のりゾ
チーム溶液〔50mM)リス−HCl (pH7,5
)中10mg/ml)を加え、0℃にて10分間冷却し
た後0.33容量(初期50mM)リス−HCl培養物
懸濁液の容量に対し)の0.5 M EDTA (p
H8,0)を振とうなじに静かに混入させた。0℃でさ
らに10分間の後、1/16容M(初期容量に対し)の
2%トリトンX−100を加えた。60分後、試料をツ
ルバールSW型ロータにて10.00Orpmかつ0℃
で60分間遠心分離した。上澄液を磁気攪拌機を備えた
ビーカー中に移し、3MのN a OHを攪拌下に加え
てPH12,5に到らしめた〔ガラス電極と、オリオン
リサーチ601型pl+計とを使用し、ベックマンpn
to炭酸塩緩fii液(N13505)にて較正し、2
0℃にて測定した〕。20℃にて10分間攪拌した後、
pHを8.5に調整した。さらに3分間攪拌した後、1
/9容量の5M NaC1と1容量のフェノール(蒸
留しかつ9.5 M N a C1で平衡化させたも
の)とを加えて激しく攪拌を5分間続けた。 1(L 000rpn+かつ0℃にて10分間遠心分離
(ツルバールGSA型ロータ)して相分離させた。 型■のDNA (環状二重鎖DNA)を含有する上澄液
を中間相(単一鎖DNAを含有する)から注意して取り
出し、クロロホルムで3回抽出した(フェノールは大部
分がこの工程で除去された〕、型■のDNAフラクショ
ンは、分析用に選択された512個のクローンの一部を
構成するような宿主細胞を形質転換させるのに最初に使
用した組替えDNA分子(pBR322−cDNA挿入
物)を含をするであろう。 パンクレアチンRNAアーゼA(5mg/ml。 85℃にて10分間予備加熱)を型■のDNA。 に20μg/mlの濃度まで加え、混合物を37℃にて
60分間培養した。115容量の5MNaC1を加え、
この混合物を30%ポリエチレングリコール6000
(ユニオンカーバイド社、120″Cにて20分間オー
トクレーブにかけたもの)により最終濃度7.5%PE
Gまで調整した。−10℃にて2〜16時間の後、沈澱
を8 Q OOrpmかつ0℃にて20分分間ツルバー
ルS型ロータで遠心分離して集め、0.075 MのN
aClと0.0075Mのクエン酸ナトリウムとの中に
吸光度20 (260nmにて)まで溶解させ、そして
0.5%SDSに調整した。この溶液をプロナーゼ0.
5 tair/ n+1 (20rust/ mlにて
37℃で2時間自己消化させたもの)と共に37℃にて
30分間培養し、1容量の蒸留フェノールで3回および
1容量%のクロロホルムで2回抽出した。試料(1に/
m1DNA溶液の2mlまで)を50mM)リス−HC
1(pH7,5) 、l mMEDTA中の5〜23%
蔗糖濃度勾配にて、ヘック77SW27型ロータにより
21.OOOrpmかつ15℃で15時間遠心分離した
。フラクションを集めてoD26cfr−測定した。D
NA含有フラクションを集め、DNAを酢酸ナトリウム
とエタノールとにより沈澱させた。遠心分離により20
〜100μgの型IのDNA混合物が回収された。 20μg(7)精製された型Tf7)DNAを、150
piの10mM)リス−HC1(pH7,5) 、6m
M MgCl2.50mM NaC1,6mM2−
メルカプトエタノール、200μg/m113SAもし
くはゼラチン、および20単位のHindn[にューイ
ングランド・ビオラブ社)の中で切断した。この)Ii
ndI[I制限酵素はpBR322成分内の部位におい
て型■のDNAを開裂させる(cDNA成分も開裂され
るとは思われず、もしそうならば分析は実質的に影響を
受けない筈である〕、37℃で2時間の後、一部(1%
)を50mMトリス−酢酸(pH7,8)、2mM
EDTA中の1%アガロースゲルにより50mAで1時
間電気泳動して分析し、切断が完結したかどうか確認し
た。切断が未完結であれば、さらにHindIIIを加
えて培養を2時間続けた。型・■のDNAが完全に線状
分子まで変換されたら、プロナーゼ(カルビオヶム社)
とEDTAとSDSとをそれぞれ0.5 ■/ml。 10mMおよび0.5%となるまで加えた。37℃で3
0分間の後、溶液を30μlフェノール−クロロホルム
(1: 1)にて抽出した。有機相を50tt11の2
0mM)リス−)ICI(pH7,5)、1mM E
DTAで洗浄し、そして合した水相をエーテルで3回抽
出し、0.1 mlチェレックスカラムを通して濾過し
、EDTA−煮沸したパイレックスチューブに集めて、
1/10容量の3M酢酸ナトリウムと2.5容量のエタ
ノールとにより再沈澱させた。−20’Cにて一晩静置
した後、DNAを遠心分離により集めた。 工程B:ポリ(A) RN AによるDNAのヒブリド
化 2種のヒブリド化混合物を鋼製した。混合物。 ■は、4μlの10倍濃度のヒブリド化緩衝液(4M
Na Cl、 0.1パイブス(pH6,4,1,4
ピペラジンージエタンスルホン酸、シグマ社)と、50
mM EDTAと、0.5 p 1の約5ngの■1
25−グロビンmRNA (5000cpm )、6μ
lの誘発白血球ポリ(A)RNA(2μg/μm)とを
、卵母細胞中に注入した場合、6000IUの!FNを
発生するに足る量で含有した。混合物■は、10μlの
上記からの1(indI[[で切断された型■のDNA
と、0.1μgのPstl−切断されたZ−pBR32
2(H3)/RcβG 4.13(HindII[部
位にβ−ダグl:ヒン配列を含有するpBR322誘導
体)〔マンティ等、「クローン化した兎β−グロビン染
色体DNAにより形質転換させたねずみL81胞におけ
る兎β−グロビンmRNAの生産」、ネイチャー誌、第
281巻、第40〜46頁(1979) )とを含有し
た。混合物1における1125−グロビンm RN A
および混合物Hにおけるβ−グロビンDNAは、ヒブリ
ド化分析に対する内部陽性比較として作用する。再混合
物を窒素ガス流中にて乾燥した。40μlの80%ホル
ムアミドを混合物Hの残部に加え、溶液を100℃にて
10分間変性させて、水中にて迅速に冷却した。変性溶
液を使用して混合物Iの残部を熔解させ、得られた溶液
を56℃にて4時間培養した。 工程C:非ヒブリド化ポリ(A) RN Aからのヒブ
リド化ポリ(ハ)RNA−DNAの分離 1mlを冷0.9M NaC1と0.09Mクエン酸
ナトリウムとホルムアミド(100%)とで4%(容量
で)まで希釈した後、溶液をミリポアフィルタ−(0,
45pm孔径)にて0.5 ml/ akin 。 の速度で濾過し、フィルターを先ずRNA−DNAヒブ
リドを保持する能力について試験した。何故なら、製造
業者から得られたフィルターは必ずしも全てが同等に効
果的でないからである。 工程D:ヒブリド化ポリ(A) RN Aの精製ポリ(
A) RN Aヒブリドを付着した上記のフィルターを
1mlの0.15M N a CI 、0.015
Mクエン酸ナトリウム、0.5%SDSに37℃にて1
0分間浸漬し、50mMトリス−HCI(pH7,5)
、10mM MgCl2.2mMCa CI 2で洗
浄しそして0.6 mlの新たな緩衝液中に入れた。5
μlのヨード酢酸処理したDNAアーゼ(5■/ml)
を添加した後〔ニス・ビー・チンメルマンおよびジー・
サンディーン、アナリティカル・バイオケミストリー、
第14巻、第269頁(1966)、ビー・ニー・プラ
イス等、「牛膵臓デオキシリボヌクレアーゼの活性部位
におけるヒスチジン残基のアルキル化」、ジャーナル・
バイオロジカル・ケミストリー、第244巻、第924
〜932頁(1969))、フィルターを37℃にて1
0分間培養した。 フィルターを除去し、溶液を1容量のフェノールと1容
量のエーテルとで抽出しそして0.1mlmlチェレッ
クスカラムした。5μgのキャリヤRNA (精製酵母
RNA)を溶液に加え、。 RNAを酢酸ナトリウムとエタノールとで沈澱させた。 10.0OOx gでの遠心分離により沈澱を集め、
100μmの1mM EDTA中に熔解させ、100
℃にて90秒間加熱し、T、NEとSDSとを2xTN
Eおよび0.5%SDS!、:なるまで加えた。RNA
を100μlのオリゴ(dT)セルロースカラムに吸着
させζ0.3 mlの蒸留水で4回洗浄して溶出させ、
酢酸ナトリウムとエタノールとで沈澱させた。−20”
Cで16時間の後、沈澱したRNAを遠心分離により分
離し、2μlのTNK緩衝液中に熔解させた。 工程E : I FN−αmRNA活性の測定上記から
のポリ(A) RN A m液を40個の卵母細胞中に
注入した(卵母細胞1個当り約50njり卵母$1[1
胞を23℃にて24〜48時間培養し、ホモジナイズし
そして遠心分離しくまたは培養培地を回収し)、前記し
たようにIFN−αにつき分析した。 4.11を分析:フィルター結合したDNAに対するヒ
ブリド化 単−クローンからの組替えDNA分子の後分析は大部分
、DBMもしくはDPT紙結合したDNAについて行な
った。何故なら、分析条件はもはや臨界的でなくかつ分
析がより便利となるからである。DPT紙はより低い誤
差を与え、したがって優先的に使用した。D B M紙
は文献〔ジェー・シー・アルウィン等、「ジアゾベンジ
ルオキシメチル紙への移行によるアガロースゲルにおけ
る特定RNAの検出およびDNA試料によるヒブリド化
の方法」、プロシーディング−ナショナル・アカデミ−
・サイエンス・USA、 、第14巻、第5350〜5
354頁(1977))に記載されているように調製し
ψた。APT紙はビー・シード(ペルス・コミューニケ
ーション)の方法により調製した;ワットマン540の
紙片(20g)を70m1の0.5MNaOH12q/
ml N a B H*および30m1の1.4−ブ
タンジオールジグリシジルエーテルの混合物と共に20
℃にて16時間攪拌した。 次いで、この紙をアセトン40m1中の2”−アミノチ
オフェノール10m1の溶液に移し、10時間攪拌した
。紙をアセトン、0.1N HCI。 H2O,0,I N HCl5H20で徹底的に洗浄
しそして乾燥させた。APT紙を、ABM紙からDBM
紙への変換について記載されていると同様に、DPT紙
に対しジアゾ化させた〔アルウィン等、上記〕。 DNA (15μgまで)を50W2のジアゾ化ABM
(DBM)またはジアゾ化APT(D P T)紙に
結合させ〔ジェー・エッチ・ジェー、ペイジメーカー等
、「トリパノソマ・プルセイの表面グリコ蛋白変種のた
めのメツセン。 ジャーRNAに相補的なりNAを含有するプラスミドの
単離」、ジーン誌、印刷中(1980))これを下記に
示す。 ヒブリドブラスミドDNAをエンドヌクレアーゼPst
Iで切1折し、1ml当り500μgのプロナーゼと0
.5%のSDSと10mMのEDTAとで37℃にて3
0分間処理し、フェノールとエーテルとで抽出し、0.
1 mlのチェレックスカラムに通しそしてエタノール
で沈澱させた。熱変性したDNA (5μgまで、少量
のP”−DNAをトレーサーとして加えた)をlcdの
DBMもしくはDPT紙と共に200μlの25mM燐
酸カリウム緩衝液(pH6,5)中で0℃にて一晩培養
した。濾紙を、50mM燐酸カリウム緩衝液(pl(6
,5) 、 1%グリシンにて室温で5分間3回および
99%再結晶化ホルムアミドで3回洗浄した。99%ホ
ルムアミドと共に68℃にて2分間さらに培養した後、
50mM燐酸カリウム緩衝液(pH6,5)中で20℃
にて3回および0.4M NaOH中で37℃にて1
0分間2回洗浄した。約40〜60%の放、射能がフィ
ルター上に保持された。フィルターを、1%グリシンを
添加した予備ヒブリド化培地A中で38℃にて3時間培
養し、この場合フィルクー1 flM当り330μlを
使用した。培地Aは、50%ホルムアミドと、5xSS
Cと0.04%ポリビニルピロリドンと0.04%フィ
コール(ファーマシア社)と0.1%SDSと25μg
ポリ(A)(ピー・アンド・エル社)と100μg酵母
RNA (BDH、フェノールで6回抽出し、エタノー
ルで沈澱させたもの)とを含有する。 フィルターを培地A中で2回洗浄し、次いで培地A中に
てパラフィン油の下で上記したようにポリ(A) RN
Aにより(通常5〜8μg)38℃にて16時間ヒブ
リド化させた。RNAは次のようにして付加させた。一
枚の濡れたDNAフィルターを吸水させ、無菌ペトリ皿
中に入れ、このフィルター上に20〜40μlのRNA
溶液をピペットで載置し、第二のDNAフィルター(再
現または比較)をその上に載せ、そしてこのサンドイン
チを無菌パラフィン油で覆った。 ヒブリド化の後、フィルターを順次に培地A(2回)、
1xSSCと0.2 % S D Sと1mMEDTA
とを含有する溶液(それぞれ20”Cで10分間3回)
、培地A(38℃で2時間)および50%ホルムアミド
、5xSSCSO,1%SDS (20℃で10分間3
回)で洗浄した。 ヒブリド化したRNAを、200μ/の10mMトリス
−HCl (pH7,4) 、1mM EDTAお
よび0.1%SDS中で100℃にて1分間加熱するこ
とにより溶出させた。溶出工程を2回反復し、溶出液を
合し、そしてRNAを2μgの酵母RNA (上記のよ
うに精製したもの)の添加の後、エタノールにて沈澱さ
せた。洗浄したベレットを減圧乾燥し、3μlのH2O
中に熔解させそして卵母細胞中に注入した。fFN−α
活性を上記のように分析した。 5、RNA選択選択リプリド化分析果 512個のクローンの8群(すなわち、群T1Y< J
、、に、 ・、01εおよびπ)の分析は陰性であっ
た。512個のクローンの4群(すなわち、■、δ、N
およびλ)の分析は陽性であり、ただし同一でなかった
。陽性分析は次のように記録される:ポリ(A) RN
A −D N Aヒブリドから遊離されたRNAによ
り生成されたIFN−αのIU/m1(Z−pBR32
2(H3)/RcβG−4,13(上記)を使用する比
較ヒダリド1ヒの分析〕 ;ここで実験結果が比較より
も高い分析値には下線を施こした。 亙 IU/m1 1 <60(<60) ;110 (<20)
;<110(<110) i<110 (<11
0) 、<35(<35) δ 20 (< 20) N 35(<20) ;<110 (<110)
;200(<110) λ <60(<60) ;旦喝(<20) ;<1
10 (<110) ;<110 (<110) 群λを64個のクローンの8つのサブグループに分割し
、ヒブリド化させ、そして前記のように分析した。サブ
グループは上記と同様に表わして、次の結果を与えた: ザブグループ IU/ml λ−I <35(<35) ;<35(<35)λ
−■ 工(< 30) i < 45 (< 45)
λ−■ 恣!5 (<35) ;匪(<30);並
(<30)iy度(< 30) ; < 20 (<
20)λ−■ 益(< 35) ; < 25 (
< 25)λ−v <35(<35) λ−Vl <35(<35) λ−■ < 35 (< 35) λ−■ <35(<35) サブグループλ−■を8個のクローンの8紐に分割し、
ヒブリド化させそして分析した。 !jLIU/ml λ−111−1 <20(<20) 、<20(6
0) ;35(<30)λ−m−2 <35 (<
35) ; <30 (<30) ; 150(<
20)、甜狙 (<35);ユ(6o)λ−m−3
<25(<25) :<30(<30>λ−m−4
30 (<30) : <20 (<20) ;
<20 (60)λ−III−5 30(?) (<
35) ;<20(<20) ;<35(60) λ−111F−6<30(<30) 、<20(<2
0)λ−m−1 <30(<20) λ−111−8 <30(<20) 第一の陽性結果は組λ−m−4により達成されたので、
この組の個々のコロニー(A−Hと云う)をヒブリド化
させかつ分斤した。 λ−I11−4−8 <35* (<35) ;<
20(60)A −m−4−c 35 (60)
H60* (<35) ; 111 *(<11)
; 11*(<11) ;20(<20)I D
BM紙をこの分析に使用した。 したがって、クローンλ−I11−4−Cは、IFN−
αmRNAをヒブリド化しう名紙替えDNA分子を含有
する。 このクローンにおける組替えDNA分子は次の通りであ
る: Z−pBR322(Ps t) /HcIF−4
C(“Hi f−4C”)およびこれを含有する細菌菌
株:イー・コリX1776(Z−pBR32,2(Ps
t、)/HcIF 4C)(“イー・コリHif−4
G”〕、この名称は、組替えDNA分子がチューリッヒ
(Z)に起源しかつP s t r部位にHr FN−
ctc DNA(“HclF”)を含有するプラスミド
pBR322であることを示し、特定の組替えDNA分
子はクローンλ−I[r−4−C(“4C”)に由来す
る。 形質転換細胞の第一次クローンはしばしば2種以上の組
替えDNA分子を含有するので〔エフストラチアジス等
、「クローン化DNAから決定された兎β−グロビンm
RNAの第一次構造」、セル誌、第10巻、第571〜
585頁(1977))、Hif−4Cをイー・コリX
1776 (Hif−4C)クローンから単離して上
記のように精製した。Hif−4CおよびpBR322
の試料をPstIで切断し、1%アガロースゲル上での
電気泳動により分析した。 Hif−4Gは2つのバンドを与え、1つはPst−開
裂pBR322の移動度を有し、他方は約320 b、
p、に相当する移動度を有した。 イー・コリHB l 01を上記のように単離11if
−4Gにより形質転換させた。テトラサイタリン耐性か
つ形質転換した細菌の6個のクローンを採取し、小培養
物をa!t!L、型IのDNAを精製しそしてPstl
開裂およびアガロースゲル電気泳動により前記と同様に
分析した。全ての試料は、Hif−4Cと同一の開裂様
式を示した。これらの再クローン化した組替えDNA分
子の1つはZ−pBR322(Ps t)/HcTF−
4c (Hit−4c”)と呼ばれ、後の実験用に使用
した。小文字“C”は再クローン化したDNA分子を意
味する。 IFN−αmRNAにヒブリド化するHif−4cおよ
びそのcDNA挿入物の能力を測定するため、Hif−
4c (115μg)を125単位のpstIにより完
結するまで切断し、フェノールとクロロホルムとで抽出
しそして上記したようにエタノールで沈澱させた。1部
(1′0μg)を5′末端標識した(後の工程における
トレーサーとして役立つ)が、これは100μlの50
mMトリス−HC1(pH7,5’)中に1部を溶解さ
せ、これを0.1 mlのチェレックス100型カラム
に通しそしてこれを0.6 学位の細菌性アルカリホス
ファターゼにより65°Cで1時間処理して行なった。 10倍濃度のTNE(40μN)を加え、この溶液を1
容量のフェノールで3回および1容Iのクロロホルムで
3回抽出した。DNAを2容量のエタノールで一20℃
にて一晩沈澱させ、遠心分離によって回収した。 さらに精製するため、0.5 mlT N A中の試料
を0.25m1のDEAEセルロース(ワットマンDE
52.2mlの150mM NaC1,50mMトリ
ス−HCl (pH7,5) 、2mM EDTA
にて予備洗浄)(“NET−緩衝液”)に吸着させ、2
a+IのNET緩衝液で洗浄し、0.4 mlの1.5
M NaC1,20mMトリス−HCI(pH7,5
) 、2mM EDTAにて溶出させそして上記のよ
うにエタノールで沈澱させた。 D、NAをr−P” −ATP (比活性約5000C
i/ミリモル)およびポリヌクレオチドキナーゼと共に
培養し〔ニー・エム・マクサムおよびダブリュー・ギル
バート、rDNAの新規な配列決定方法」、プロシーデ
ィング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・USA
、 第74巻、第560〜564頁(1977))、そ
してTNE中3mlのセファデックス−050カラムで
クロマトグラフにかけて精製しF、溶出させたフラツジ
ぢンを集め、P32−DNAを上記のようにエタノール
で沈澱させた。収量は約1076ρmであった。 未標識Pstt−開裂Hif−4cDNA(90μg)
を上記からの6X10’dpmのp32−標A6Pst
l−開裂Hif−4cDNAと混合し、50mMトリス
−酢酸緩衝液(pH7,8)中の10X20X0.71
の2%水平アガロースゲルに2.5 cmスロットによ
り通して電気泳動させた。X線フィルムをゲルに露出さ
せ、320bp断片の位置を決定した。放射能バンドを
有するゲル片(1,3X 105dpm )を切り取り
、プラスチック製2ml注射器で圧砕し、ゲル容禎の1
0倍量のNET緩衝液と共に攪拌することにより4℃で
一晩抽出した。DNAを0.1 mlのヒドロキシアパ
タイトカラム(1mlのNETi街液で予備洗浄)に吸
着させた。カラムを1mlの0.1Mm酸カジカリウム
緩衝液H7,5)で洗浄し、DNAを0.2 mlのI
MR酸カリウム緩衝液(pH7,5)で溶出させた。溶
出液を滅菌蒸留水で10倍に希釈し、DNAをDEAE
に吸着させかつそこから溶出させそして上記したように
エタノールで沈澱させた。このDNAを″Hif−4c
断片”と呼ぶ。 Hi r −4c断片(120ng)をDPT紙(0,
5X O,5C11)に上記のようにして結合させ
□た。比較としては、120ngのβ−グロビンc
DNA断片をヒブリドブラスミドZ−pBR322(H
3)RcβG −4,13から)(indn[により切
断し〔エフ・マイヤー等、[ベクトルからベクトルへの
、AT結合したクローン化DNAの転位」、エキスペリ
メンチア、第35巻、第972頁(1979);エフ・
マンティ等、上記〕、そして同様に処理した。ポリ(A
>RNA(20μβ)に対する複製フィルターのヒブリ
ド化と、フィルターの洗浄と、フィルターからのRNA
の回収とは上記と同様にして行なった。卵母細胞中に注
入した後、次のIFN−α活性が検出された。 白血球ポ ヒブリド IFN−α活 DNA断片 リ(A)RNA* 化時間 性(IU
/ml) *Hif−4c 2.5 16h
250;100β−グロビン 2.5 16
h 4;1 DNA Hif−4c 7.5 16h 3000
;1000β−グロビン 7.5 16h
4;30DNA Hj f −4c 7.5 5h 10
00 i 1000β−グロビン 7,5 5
h 10;1DNA * このRNA 1Mgは46001U/mlを与
えた。 ** 48時間培養後の卵母細胞上澄液、細胞病理学効
果の減少により分析〔ダブリュー・イー・スチュアート
・nおよびニス・イー・スルキン、上記〕 かくして、Hi f −4cはIFN−αmRNAにヒ
ブリド化しうる挿入物を含有する。 組替えDNA分子Hif −4c ニおけるcDNA揮
入物は僅か約320 b、p、であったか、またはIF
N−αmRNAの第三の推定寸法であったので、上記の
精製Hif−4c断片を試料として使用し、関連ヒダリ
ドDNA挿入物を有する組替えDNA分子を含有する細
菌クローンを選別した。 上記したサブグループλ−■を構成する64個の細菌ク
ローンをミリボア膜(直径8cm)上にスタンプし、寒
天板(ジアミノピメリン酸、ナリジキシン酸およびテト
ラサイクリンを上記のように添加)上にitしそして3
7℃で24時間培養した。フィルターを0 、75m
I液滴の0.5MNaOH上に載せ、2〜3分間後に紙
タオル上に移して過剰の液体を除去し、工程を反復した
。IM)リス−HCl (pH7,5)を用いてフィ
ルターを中和し、上記と同様にして1.5MNaC1−
0,5M)リス−HC1(pH7,4)で洗浄し、そし
て風乾させた。フィルターを0.3MNaC1中に浸漬
し、風乾し、そして80℃にて減圧下に2時間加熱した
。 Hif−4c Pst断片(30n g)を、β−P
” 2−dATPとα−P” 2−dCTP(それぞれ
、比活性40 Ci / ミリモル)とを用いてニック
翻訳〔ニー・リュー・ジエフリーおよび一アール・ニー
・フラベル、「兎β−グロビン遺伝子はコード配列中に
大きな挿入物を含有する」、セル誌、第12巻、第10
97〜1108頁(1977))によりp32−標識し
た。λ−■コロニーを有するフィルターを4セツト〔セ
ットは0.15M Na CL 30mMトリス−H
Cl (pH8,0) 、1mM EDTAである
〕と0.1%(W / V )フィコールと、0.1%
ポリビニルピロリジン(!:0.1%(w/V)BSA
と、0.5%SO3と200βg/ml変性断片化鮭精
子DNAとにおいて68℃で7時間予備ヒブリド化させ
、次いで4セントと0.02%(W/V)フィコールと
0.02%ポリビニルピロリジンと0.02%(W/V
)BSAと0.5%SDSと200βg/ml変性鮭精
子DNAとにおいて2X10’cpmのpff2−標識
Hif−4c断片゛にて68℃で16時間ヒダブド化さ
せた。このフィルターをセット−0,5%SDSにより
室温で洗浄し、2セント−0,5%SDSにて68℃で
5時間洗浄し、溶液を1回交換し、3mMトリズマベー
スにより室温で4時間洗浄し、溶液を1回交換した。フ
ィルターを乾燥した後、X線フィルムをスクリーンによ
りフィルターに80時間露出させた。3つのコロニー、
すなわちλ−I[1−7D、λ−III−2Hおよびλ
−■−40は強力な陽性反応を示し、そして2つのコロ
ニー、すなわちλ−m−iEおよびλ−■−3Dは弱い
反応を示した。 Hi r −4c関連クローンから小培養物を調製し、
型IのDNAを精製し、PstIで開裂させそして上記
のようにアガロースゲル電気泳動により分析した。全て
の型IのDNAは大きな断片(プラスミドpBR322
成分)と小さい断片(ヒブリド挿入物)とを生じた。λ
−■−2Hからの組替えDNA分子は、最大の挿入物、
すなわち約900 b、p、を遊離した。この組替えD
N A分子をZ−pBR322(Ps t)/ITc
IF−2H(’Hi f−2H’″)と名付け、その
挿入物を“Hif−2H断片”と名付ける。 Hi f−2Hを、そのIFN−αmRNAを結合する
能力につき試験し、これは全て上記したようにDPT紙
(4μg/100m2)に結合させてポリ(A)RNA
(0,3μg/μl)に16時間ヒダブド化させ、そ
してIFN−αmRNA活性を測定することにより行な
った。 DNA試料 IFN−α活性T(i f −
2H250±50 (4回測定の平均値) Z−pBR322(H3) 30/RcβG−
4,13(2回測定の平均値)pBR32220 * 細胞病理学的効果の減少により分析Hi f−2H
を、)(if−4Cについて記載したと同様に再クロー
ン化させ、これをHif−2hと名付ける。 別の実験において、組替えDNA分子を含有するさらに
一組の大腸菌クローンを調製し、標1Hif−4c断片
にダブリド化するコロニーを同定した。長cDNA挿入
物を有するプラスミドの高収量を確保するため、白血球
ポリ(A>’RNAから酵素的に調製した二重鎖p12
−標識白血球cDNAの1部を、ポリ(A) RN A
の遠心分離について記載したと同じ手順で蔗糖濃度勾配
により遠心分離して寸法的に分別した。 600 b、p、DNA断片もしくはそれ以上に対応し
た沈降速度を有するcDNAを含有するフラクションを
集め、エタノール沈澱の後にc DNAを回収した。c
DNAをdCMP残部により伸長させ、dGMP伸長し
たPstl開裂pBR322にダブリド化させそしてこ
のダブリドDNAを使用して前記のように大腸菌を形質
転換させ、この場合大腸菌としてイー・コリHB101
を使用した。細菌を直径3 cmのミリポアフィルタ−
上に分布させ、トリプトン培地寒天板(10μg/ml
のテトラサイクリンを含有する)の上に載置しそして小
コロニーが出現するまで生育させた。新たな濡れたミリ
ポアフィルタ−をコロニー保持フィルターの上に押圧さ
せ、剥離し、その面を上に向けて4.4%グリセリン含
有の寒天板の上に載置しそして小コロニーが出現するま
で培養することにより、複製フィルターを調製した。こ
のコロニー保持フィルターをさらにミリポアフィルタ−
で覆い、−55℃にて凍結させて貯蔵した〔ディー・ハ
ナハンおよびエム・メセルソン、「高密度プラスミド選
別に関する記録」、1978年9月私的通信〕。 全部で約5000個のコロニーを保持する15枚のフィ
ルターを調製した。各フィルターの一複製物を用いて、
上記したと正確に同様に、p 32−標識Pstl−切
断Hif−4cDNA断片にダブリド化させた。約18
5111の陽性コロニーが放射能写真上で同定され、ミ
リポアフ・イルター上で再クローン化させそしてヒブリ
ド化により再度同定した。最強のダブリド化反応を示す
951固のクローンをZ−pBR322(PSt)/H
c IF−SNI乃至5N95と名付け、後の研究に使
用した。 勿論、HulFNの免疫学的もしくは生物学的活性(下
記)を示すポリペプチドを生産する能力がHif−2h
に与えれているので、このHif−2hおよびその他の
これに関連するDNA配列、たとえばHif−4cをこ
のクローン選別法に使用することができ、さらに組替え
DNA技術、合成、天然源もしくはそれらの組合せから
生ずるDNA配列を含有する池のクローン、或いは単一
もしくは多重のペース置換、挿入、転位もし゛くは欠失
を含む突然変異により他のDNA配列を選別するよう上
記DNA配列のいずれかに関連するクローンおよびHu
lFNをコードするクローンについても全く同様に使用
できることが明らかである。したがって、この種のDN
A配列およびそれらの同定も本発明の範囲内である(た
とえば下記〕、また、上記DNA配列により選別されず
、しかもそれらのヌクレオチド配列の結果、上記DNA
配列の発現によりコードされたポリペプチドを発現にお
いてコードするようなりNA配列も本発明の範囲内であ
る。 Hlf−2hDNA挿入物の他の特性化上記したように
組替えDNA分子Hif−2hは約900 b、p、の
挿入物を含有し、ひと白血球インターフェロンmRNA
にヒブリド化する。 下記の付加的特性をさらに決定した。 1、ダブリド抑制翻訳 m RN Aをクローン化された相補的c DNAにダ
ブリドjヒさせれば、mRNAの翻訳は抑制されるが、
ダブリドの熱変性は翻訳可能なmRNAヲ>M 離する
〔ビー・エム・パターソン’J、rDNA−mRNAヒ
ブリダブ抑制された無細胞翻訳による構造遺伝子同定お
よび地図化」、プロシーディング・ナショナル・アカデ
ミ−・サイエンス・USA、第74巻、第4370〜4
374頁(2977) :l 、 2.2 pgのPs
tI−切断T(i f −2hおよび比較として2pg
のHind■−切断Z−pBR322(H3)/Reβ
G−4,13(RcβG″)を、10μlの80%(V
/V)脱イオン化ホルムアミド−20mMパイブスtf
&tE液(p116.4)において80℃で10分間変
性させた。溶液をエフペンドルフ管に加え、ここには予
め白血球ポリ(A)RNA(5μg)とNaC1(4#
モル)とEDTA(10nモル)とを乾燥させておいた
。混合物をパラフィン油層の下で48℃にて7時間加熱
し、冷却しそして200μlのH2Oで希釈した。2つ
の試料を竿部に分割し、それぞれの一方を100℃にて
30秒間加熱した。核酸をエタノールにより沈澱させ、
3μlのH2O中に熔解させそEcoRT 20
9.676.748 、 748.3611+Pst
I 3611 Fisp T 921 、 587.540、
587.540.504.457.434 、 50
4.457.2x231 、 434
.267、+14断片 +14断片 200bp 200bpMbo U
1616.884 行なわずおよびその
他 ** 内部的に一致しているが、これら断片の絶対寸法
は第8〜10図を参照して最も良く示される。 ***サソトクリフ(上記)から。 さらに、5′末端p32−標識PstI切所Hif−2
hを数種の制限酵素で開裂させ、組替えDNA分子中の
cDNA挿入物から生じた放射性断片の寸法を測定した
。 EcoRI 676.209 Hi n d [[r 開裂せずBspl
799.86 1−! p a II 開裂せずHha r
開裂せず n a m HI 開裂せず Hinf 210.62 6glU 545.340 * 内部的に一致しているが、これら断片の絶対寸法は
第8〜10図を参照して最も良く示される。 これらのデータから、Hif−2hの制限地図を推定し
た(第4図)、この地図は部位の絶対位置に関し決定的
でなく、挿入物内のMb。 ■部位に関し不完全であろう。挿入物に最も近い部位の
みがpBR322成分内に示されている。矢印はIFN
−αcDNAコードストランドの方向性を示している。 本発明のクローンにおけるHif−2h断片もしくはそ
の他挿入物の実際的構造またはそれからコードされるポ
リペプチドのアミノ酸配列もしくは構造は本発明を実施
する上で当業者に必要とされないが、上記データおよび
制限地図を本願出願時における断片構造に関し最も良く
利用しうる清報として本出願中に含ませる。爾来、期待
されるように(上記)、Hif−2h断片に関するこれ
らデータおよび制限地図は、ヌクレオチド配列決定およ
び制限分析の周知技術を用いて精選されている〔たとえ
ば、ニー・エム・マクサムおよびダブりニー・ギルバー
ト、rDNAの新規な配列決定方法」、プロシーディン
グ・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・USA、第
74巻、第560〜564頁(1977)〕、プラスミ
ドDNAをウィルキーの論文第861〜862頁に記載
された方法Bにより調製し〔エフ・エム・ウィルキー等
、「単純庖疹ウィルスIの活性チミジンキナーゼ遺伝子
を含有するダブリドプラスミド」、ヌクレイツク・アシ
ッド・リサーチ、第7巻、第859〜877頁(197
9))、業者により推奨されるように各種制限酵素で制
限化し、ただし200μg/mlのゼラチンを牛血清ア
ルブミンの代りに酵素緩衝液中に使用した。[EcoR
Iはダブリュー・ポルから寄贈され、Bsplはニー・
キスから寄贈され、その他の酵素はニューイングランド
・ビオラブ社から得られた]。 制限DNA(20Mg)をフェノールで抽出し、エタノ
ールで沈澱させ、0.05M )リス−MCI(pH8
)中に溶解させそしてチェレックス100の小カラムに
通した。フラッシュ(flush)もしくは5゛−結合
末端を有する断片を、200μlの0.05M )リス
−HCI(pi(8)中においてDNA5’末端pモル
当り0.2単位の子牛腸アルカリホスファターゼ(ベー
リンガー社)により37℃で60分間処理して脱燐酸化
させた。酵素を65℃で60分間加熱することにより失
活させた。3゛結合末端を有するDNA断片については
、細菌性アルカリホスファターゼ(ワーシングトン社)
を文献〔ニー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギル
バート、上記〕に記載されているように使用し、た。 だし培養は65℃にて30分間行なった。脱燐酸化DN
AはDEAE−セルロースに吸着およびン容出させて楕
製し〔ダフ゛リエー・ミエーラー等、rDNAにおける
部位指向性変異ニアミノ酸121〜123に対応する位
置におけるクローン化β−グロビン相補DNAのポイン
ト変異の発生」、ジャーナル・モレキュラー・)くイオ
ロジー、第124巻、第343〜358頁(197B)
)、或いはこれを必要に応じポリアクリルアミドゲル電
気泳動にかけた(下記参照〕、ポリアクリルアミド(も
しくはアガロース)ゲルから0.15M N a C
1,0,05M )リス−HCl (pH8)中に回
収した断片を0.1 mlのヒドロキシアパタイト(ビ
オラドHT P社)カラムに吸着さ一亡、0.1M燐酸
カリウム緩衝液(pH7)1mlで4回洗浄しそして0
.3 mlの1M燐酸カリウム緩衝液(pH7)で溶出
させた。この溶液を10倍希釈し、DNAをDEAE−
セルロースに吸着させ、上記のように回収した〔ダブり
ニー・ミューラー等、上記〕。 エタノール沈澱の後、DNAを〔γ−P32〕ATP
(DNA5″末端pモル当り12〜34μCi)および
ポリヌクレオチドキナーゼ(二ニー−イングランド・ビ
オラブ社またはP−Lビオケミカルス社)にて、実質的
にニー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギルバート
(上記)により記載されているように5′末端標識した
が、ただしキナーゼ反応の前にDNAを変性させなかっ
た。DNA5’末@pモル当り1〜1.5μC1(P”
)ホスフェートの比活性が得られた。 配列決定のため、標識断片を第二の制限酵素で開裂させ
、そして生成物をトリス−WR@−EDTA緩衝液にお
ける5%ポリアクリルアミドゲルでの電気泳動qより分
離した。所望の断片をこのゲルから抽出して精製した〔
ミューラー等、上記〕。配列決定用の各種断片を次のよ
うにして調製したc数は、ベース対における名目断片鎖
長を示し、標識部位は星印により示される〕。 (1)BsplによるHlf−2hの開裂ならびに、レ
ーニングkW fE液における5%ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動によるBspl−Bspl−232および
BspI−BspT−949の単離〔ニー・イー・レー
ニング、「ポリアクリルアミドゲル電気泳動による高分
子量リボ核酸の分別」、ジャーナル・バイオケミストリ
ー、第102頁(1967))、 (21BspIによるHif−2hの開裂、標識化、p
stlによる開裂ならびにBspl*−Pstl−83
およびBspI*−PstI−827の単離、 (3)BglI[によるHif−2hの開裂、標識化、
pstIによる開裂ならびにBglll*−PstI−
336およびBg I U*−Ps t l−570の
単離、 (4)MboI[によるHif−2hの開裂、標識化、
Pstlおよび)(indlIによる切断(阻害性35
0bp pBR322断片を開裂させる)、ならびに
M b o■*−Pstl−519およびM b o
II * P s t I −351の単離、(5)
EcoRIによるHit−2hの開裂、標識化、pst
lによる開裂、ならびにECDRI*−Pstl−70
8およびEcoR1*−Ps t 1−198の単離、 (6)PstIによるH i r −2hの開裂、標識
化、BglIIによる開裂ならびにpstl*−Bgl
lI−570およびPstl*−シ已■−336の単離
、 (7)AvallによるH i f −2hの開裂、標
識U*−BglII−147の単離、 (8)PvuI[によるI(i f −2hの開裂、標
識化、Ps t I#よびBgll[による開裂ならび
にPvuI[*−PstI−486の単離。 断片を、ニー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギル
バート(上記)の方法により減成させたが、この場合同
著者により1978年9月に示された報告の変法を用い
た。生成物を、50mMトリス−硼酸、1mM ED
TA(pif8.3)中で0.1x25x36Gの12
%ポリアクリルアミドゲル(アクリルアミド/ビスアク
リルアミド−18/1)により分別化させ、その際70
0ボルトで6時間の予備処理の後、900ボルトで2.
8. 18および26時間処理した。 最良の結果は、ゲルを使用前2〜3日間にわたり室温に
維持した場合に得られた。 各長さのcDNA挿入物を両ストランドから配列決定し
、標識末端として役立つ各制限部位を緊張させた断片に
より配列決定した。かく得られたヌクレオチド配列を第
8〜10図に示す。 予期されるように、この挿入物における各制限部位の位
置は、制限酵素開裂のみにより測定される位置よりも完
全に位置決定され、これを第4図に示す。 第8〜10図について見ると、挿入物のへテロ重合部分
は5″末端における23G残基および7A残基(恐ら(
m R’N Aのポリ(A)末端を反映する)により、
ならびに3′末端における15C残基により示される。 参考のため、挿入物は、dG末端に続く第一ヌクレオチ
ドからポリ(〜残基の前の最終ヌクレオチドまで番号が
付けられる。位置57〜59におけるATG開始トリブ
レットおよび位置624〜626におけるT A 、A
停止トリプレットは、ナンセンスコドンにより中断され
ない解読枠を規定する。挿入物におけるこの領域内の2
つの他の解読枠はそれぞれ18fIIおよび12゛1固
のナンセンスコドンを有する。 さらに異なる解読枠におけるATGもしくはGTGおよ
び停止信号により示されて25個以上のアミノ酸のポリ
ペプチドをコードする他の配列は、それぞれヌクレオチ
ド226と304との間、640と778との間および
683と743との間に存在する。したがって、ヌクレ
オチド57と626との間の領域は、恐らく本発明にお
けるIFN−αの生物学的もしくは免疫学的活性を示す
ポリペプチドをコードするようなHif−2h断片のヌ
クレオチド配列を含むと思われる。 勿論、通常の方法〔ニー・エフストラチアジス等、上記
〕によるポリ(A’) RN Aからのクローン化cD
NAは5′末端ヌクレオチドを欠失しかつ人工的配列さ
え含みうろことを了解すべきである〔アール・アイ・リ
チャード等、「成鶏β−グロビンcDNAの分子クロー
ン化および配列分析」、ヌクレイツク・アシッド・リサ
ーチ、第7巻、第1137〜1146頁(1979)
) 、 したがって、ヌクレオチド57〜59に位置す
るATGが標準mRNAの最初のATGであるとは限ら
ない、しかしながら、以下の説明の目的で、ヌクレオチ
ド57〜59におけるATGが標準mRNAの最初のA
TGであると仮定する。 挿入物のこの領域によりコードされるポリペプチドを標
準ひとリンパ芽球細胞インターフェロンの35個末端ア
ミノ酸、すなわち、−−Asp−−(ケー・シー・ズー
ン等(上記〕およびエム・フンカピラーおよびエル・フ
ード(上記)により決定〕と比較すれば、選択解読枠は
適正であり、ヌクレオチド57〜124は「成熟」ポリ
プチドをコードするヌクレオチド配列に先立つ信号配列
をコードしうるちのと思われる。何故なら、公表された
配列と決定された配列とを並べて見ると(第24e目以
降のアミノ酸)、顕著な一致性を示すからである(すな
わち26〜35アミノ酸〕、 成熟液m RN Aにおいて、5′末端からの第−AU
Gトリプレットは通常、蛋白合成に対する開始部位であ
る〔エム・コザソク、「成熟核リポソームはどのように
してメツセンジャーRNAにおける開始域を選択するか
」、セル誌、第15巻、第1109〜1125頁(19
78)〕、リンパ芽球細胞インターフェロンの第一アミ
ノ酸に対応するHif−2h断片中のコドンは第−AU
Gからの22(IIのコドン(および第二AUGからの
141囚のコドン)であり、これはインターフェロンを
コードする配列に先立って、23個(もしくはそれ以下
の恐らく15個)のアミノ酸の信号ペプチドを決定する
配列があることを示している。長い方の推定信等配列は
11個の疎水性アミノ酸の非中断系列を含有し、短い方
のものは6個の疎水性アミノ酸のものを含有する。疎水
性歿基のこの蓄積が信号配列の特徴である〔ビー・ディ
ー・デビスおよびピー・シー・タイ、「膜を透過する蛋
白質分泌のメカニズム」、ネイチャー誌、第283巻、
第433〜438頁(1980)〕、 「成熟JIFN−αポリペプチドに明らかに対応するヌ
クレオチド配列は498個のヌクレオチドからなり、1
66個のアミノ酸をコードする。カルボキシ末端処理が
ないと仮定すれば、イ’/ター7エロンポリペプチドの
分子量は19.388である。コード配列の基本組成は
50%GCである。インターフェロンコード配列内のコ
ドン使用は、一般に補乳類m RN Aに対して示され
たものとよく一致する〔アール・グランタム等、「コド
ンカタログ使用およびゲノム仮説」、ヌクレイツク・ア
シッド・リサーチ、第8巻、第49〜62頁(1980
)〕、観察される全ての変(ヒは、関与する少数に起因
する。 勿論、II i f −2h断片につき第8〜10図に
示されたポリペプチドのtR造は、生体内酵素との相互
作用、たとえばグリコツレ−ジョン(glycosol
ation )によりもたらされたポリペプチドに対す
る変更を何も考慮に入れていない。 したがって、この構造は生体内で生産されるIFN−α
とは同一でないが、たとえ同一でないにしろ極めてg慎
した生物学的および免疫学的性質を有すると理解せねば
ならない。さらに、この構造は、たとえば単一もしくは
多重のペース置換、欠失、挿入もしくは転位を含む突然
変異またはこの構造の化学的誘導化のような他の変化が
IFN−α活性をも示す化合物を生成させうろことを示
唆する。 3、挿入IFN−αcDNAのプラスストランドの決定 mRNAと同じ配列を有するDNA鎖をプラスストラン
ドと名付け、その相補体をマイナスストランドと名付け
る。IFN−αcDNA挿入物のプラスストランドは第
5図に示すように同定された。Hit−2hDNAを制
限酵素BglIIによって開裂させ、末端をp32−燐
酸によって標識しくpstT−開裂末端について記載し
たように)そしてDNAをPstIにより切断して、よ
り長い(545b、p、 (上記した精度のより大きい
分析法により測定して57〔b、p、) )放射性断片
と、より短い(340b、p。 (上記した精度のより大きい分析により測定して336
b、p、) )ものとを生成させた。これら断片を変
性させそして誘発白血球からのポリ(A’) Fに対し
80%ホルムアミド、0.4M NaC1中において
、すなわちDNA−DNA再結合が生じないような条件
(上記)の下でヒブリド化させた。核酸をヌクレアーゼ
S1で切断し、これは全ての単一鎖核酸、特に非ヒブリ
ド化P32−DNAを減成し、そして生成物をポリアク
リルアミドゲルで分離した〔アール・エフ・ライ−バー
およびシー・ワイスマン、「バーク−シャープ法の変法
によるRNAの地図化」、ヌクレ・インク・アシッド・
リサーチ、第7巻、第11175〜1193頁(197
9)〕、放射能写真は、短い方のヌクレオチド断片のみ
がヒブリド化されかつポリ<A’) RN Aにより保
護されていることを示し、この5″−1%短ヌクレオチ
ド鎖をマイナスストランドと同定した。プラスストラン
ドの方向性は、したがって、第4図および第5図(右手
側)に示される通りである。 ・NA例 前節に記載したと同じ実験を行なったが、ポリ(A>
RN Aは、センダイウィルス誘発白血球の場合と同じ
手順により調製した非誘発ひと白血球からのものとした
。検出しろる量の標fiDNAは保護されなか9た。前
節の結果と比較して、非誘発細胞からのポリ(A) R
N Aは、誘発細胞からのポリ(A”) RN Aにお
けるよりも約1/20以下の量の、Hi f −2hに
ダブリド化しうるmRNAを含有する。 Z−pBR322(Ps t)/Inc IF −
pBR322のPst1部位は、β−ラクタマーゼ(ペ
ニシリナーゼ)遺伝子内に存在する。 したがって、コードDNA断片(たとえば、遺伝子の全
部または一″部からなるcDNA)を適正方向および適
正解読枠における位置に結合すれば、融合蛋白質が得ら
れる。この蛋白質は、β−ラクタマーゼのアミノ末端部
分がらなり、それに続いて挿入DNA配列がコードする
アミノ酸配列が存在する(エル・ビラーカマロフ等、上
記)、挿入DNA断片がそれ自身の開始信号を含むDN
A配列からなりかっβ−ラクタマーゼ配列と一致する停
止信号を備えた配列を有すれば、停止および再開始が第
二開始信号において起こり、非融合活性蛋白質が生ずる
であろう(ニー・シー・ワイ・チャング等、上記〕、)
(if−4cに関連したDNA挿入物が適正解読枠中に
挿入されてβ−ラクタマーゼ遺伝子内で発現するのを確
保するため、−組のpBR322の誘導体、すなわちp
KT279、pKT280およびpKT287(ケー・
タルマッシ等、[信号配列コード化領域における独特な
PstIクローン化部位を有するプラスミドベクターの
作成」、ジーン誌、第12巻、第235〜241頁(1
980)に記載された手法により作成〕を使用した。こ
れら誘導体の各々はps t T部位を有し、その位置
はその部位に結合されたDNA挿入物が他の誘導体のP
st1部位における挿入物からの異なる解読枠中に存在
するような位置である。すなわち、第6図から判るよう
に、pKT279はプラスミドのプレペニシリナーゼ遺
伝子のヌクレオチド74に位置するPst1部位を有し
、pK7280はヌクレオチド75に、またpK728
7はヌクレオチド82にそれぞれPstI部位を有する
。 各プラスミドの残余の配列はpBR322における周知
配列である。したがって、この組みは、全ての3つの解
読枠におけるβ−ラクタマーゼ遺伝子中へのDNAの挿
入を可能にする。Hif−2hからのPstl切断挿入
物を、Hit−4c断片について記載したように調製し
た。Hlf−2hPs t I断片(10ng)を、2
0,171の10mMトリス−HC1(pH7,5)
、6 mMMgCI2.100mM NaC1,6m
Mβ−メルカプトエタノ・−ル、200μs/mlゼラ
チンおよびQ、1mM ATPの中でPst■開裂p
BR322、pKT279、pKT280またはpKT
287(それぞれ10ng)と混合し、0.1単位のT
、DNAリガーゼにニーイングランド・ビオラブ社)と
共に10℃にて16時間培養した。得られた組替えDN
A分子をZ−pBR322(Ps t)/Hc IF−
2hSZ−pKT279 (P s t) /Hc I
F−−2hSZ−pK7280 (Pst)/HcI
F−2hおよびZ−pKT287 (Ps t)/Hc
IF−2hと名付ける。イー・コリT(B101をこれ
ら組替えDNA分子のそれぞれにより形質転換させ、そ
して形質転換したコロニーを前記したようにテトラサイ
クリン含有寒天板の上で選択した。形質転換細菌のテト
ラサイクリン耐性クローンは循環ベクターを含有するの
で、各組の細菌コロニーをミリポアフィルタ−上で生育
させ、そしてp32−標識Hif−4c断片にダブリド
化するコロニーを上記のように同定しかつ選択した。こ
れらの菌株は次のように名付けられた: イー・コリHB101 (Z−pBR322(Ps
t)/Hc I F−2h−AHI)乃至(−AH3)
; イー・コリ)IB 101 (Z−pKT279(P
st)/HcIF−2h−AHll乃至(−AH8)’
i イー・コリHB101 (Z−pK7280(P、s
t) /Hc I F−2h−AHI)乃至(−AH
8); イー・コリHB101 (Z−pK7287(Ps
t)/Hc IF−2h−AHI)乃至(−AH8) 上記菌株の規程かならびに菌株Z−pBR322(Ps
t)/Hc IF−SNI〜95(7)規程かの抽出
物を、IFN−α活性につき試験した。細菌をトリプト
ン培地において固定相で増殖させ、回収し、1/2Of
!量(培養物の容量に対し)の50mMトリス−HCI
(pH8)、30mM NaC1で洗浄しそして凍結
させた。 解凍後、♀■胞を下記容量の前記緩衝液に再懸濁させそ
してリゾチームを1■/mlまで加えた。 0℃にて60分間の後、懸濁物を凍結させ(エタノール
−ドライアイス浴)、5回解凍させ(37℃にて)、ツ
ルバールG S A 型ロータで1200 Orpmに
て10分間遠心分離した。成る場合には上澄液(S 3
0)の一部をさらにスピンコロ5型ロータで100.0
00 x gにて遠心分離し、上澄液(3100)を回
収した。このような上澄液を、細胞病理学的効果減少分
析によりIFN−α活性について選別した(実験1〕、
実験lにおいて陽性反応を示すコロニーならびに上記の
組Z−pBR322/Hc I F−SN1〜5N95
からのクローンを、より低希釈にて再分析した(実験2
〕、 抽出物源: イー・コリHB101(下記により形質転換)Z−pB
R322(Pst ) S 30 ?
/ 1(clF−2h Z−pBR322(Pst ) S 30
?/ HclF−2h−AH−1to 3Z−p
KT279 (Pst ) S 30
?/HcIF−2h−AI−1to 7 Z−pKT279 (Pst ) S 30
陽性/ HclF−2h−AH−8 Z−pKT280 (Pst ) S 30
?/ HcIF−2h−AI−2,6,7Z−
pK7280 (Pst ) S 30
陽性/ HclF−2h−AH−1,3,4,5Z−p
H↑287(Pst) S30 ?/
1lclF−2h−八I+−1,2,3,4,5,8
Z−pKT287 (Pst ) S 30
陽性/HcIF−2h−^トロ、7抽 出物源: イー・コリHB101(下記により形質転換)実験2*
* 調製物 IFN−α活性(IU/m1) Z−pKT279/ HcIF S30および
300−2h−All−88100 Z−pKT280/ HclF S30および
300−2h−AI−1,3,4,55IOQZ−p
KT287/ HclF S30および 3o
。 −2h−AH−6および7 5100Z−pBR32
2(Pst ) S30 陰性/ l
1clF−SN−4’、 5.7.
(< 10)9.10.11.13乃至16 Z−pBR322(Pst ) S30
陰性/ 1cIF−SN−18乃至
(<10)22.24,25.27.30 乃至34 Z−pBR322(Pst ) S30
陰性/ HclF−SN−38乃至
(<10)41.43.乃至48 Z−pBR322(Pst ) S30
10/ HclF−SN−1乃至 3.6,8.12.17.23.26 Z−pBR322(Pst ) S30
10/ tlclF−SN−28,29゜ 36.37.49 Z−pBR322(Pst ) S30
200/ HclF−SN−35,42 * 実験1: 1:150の最終希釈にて抽出物を分
析 **実験2: 1:6の最終希釈にて抽出物を分析 上記からの、より活性の大きいものの幾つかをさらに詳
細に検査した。培養物を対数相の後期まで増殖させ(見
掛けoD650は約0.9)*、細胞を1150の培養
物容量にて上記のように溶菌させた。若干活性を有する
が陰性比較(S30;5100:0;O)としてZ−p
BR322(Ps t)/Hc TF−SN32を用い
れば、次の結果が得られる: 。 抽出物源 イー・コリHB101 調製物 IFN−α活性
**(下記により形質 (IO/m1)
Z−pKT279 (Pst ) S30,5100
100; 300/ HcIF−2h−Al8 Z−pK7280 (Pst ) S30.5100
1000; 1000/ IIcIF−2h−At
(3 Z−pK7287(Pst) S30,5100
200;200/ HclF−2h−Al16 Z−pBR322(Pst ) 530,5100
1000; 1000/ HdF−SN35 Z−pBR322(Pst ) S30.5100
300; 100/ HclF−SN42 Z−pBR322(Pst ) S30,5100
O; 0(比較として活性し / 1IcTF−SN32 ベルを0
とする)* 3001!もしくはそれ以上のIFN
−αの培養物を、何らIFN−α活性 の損失なしに生育させることができる。 ** 上記発現は、ペニシリナーゼ発現制御配列の管理
下における遺伝子によるイ ンターフェロン生産を反映すると理解 することができる。 これら菌株により生産された実際の蛋白質は、TFHに
無関係にアミノ酸に融合してまたはIFNの信号配列の
全部もしくは一部を含んで生産されたかどうか決定する
よう構造的に分析しなかったことを了解すべきである。 しかしながら、少な(とも蛋白質が生成されれば、これ
はIFHの免疫学的もしくは生物学的活性を示す。した
がって、この発現した蛋白質は有用である。この蛋白質
をコードするDNA配列が1(u I F N−αに関
連するDNA配列であることを蛋白質の活性が示すこと
は特に重要である。 かくして、例示したようなりNA配列を使用して他の同
様なHu I F N−α関連DNA配列を選択するこ
と、および成熟インターフェロンもしくはその変種を発
現し或いは特定の発現蛋白質の収量を向上させるような
他の構成に対し基礎を与えることは当業者の範囲内にあ
る。 蛋白質の生産レベルは2つの要因により支配される:す
なわち、細胞内の遺伝子のコピー数とそれら遺伝子コピ
ーが転写されかつ翻訳される効率とである。転写および
翻訳(これらは共同して発現となる)の効率は次いでヌ
クレオチド配列に依存し、これは通常所望のコード配列
の前方に位置する。これらのヌクレオチド配列すなわぢ
発現制御配列は、特にRNAポリメラーゼが相互作用し
て転写を開始させる(プロモータ配列)と共にリポソー
ムがmRNA (転写の生成物)と結合し、かつ相互作
用して翻訳を開始させる位置を規定する。必ずしもこの
種の全ての発現制御配列が同等の効率をもって作用する
とは躍らない。したがって、所望蛋白質に対する特異的
コード配列をその隣接するヌクレオチド配列から分離し
、これらを寧ろ他の公知の発現制御配列に融合させてよ
り高レベルの発現に好適とするのが有利である。これも
達成されるが、新たに処理されたDNA断片を多重コピ
ープラスミドまたはバクテリオファージ誘導体に挿入し
て細胞内の遺伝子コピーの数を増加させ、それによりさ
らに発現蛋白質の収量を向上させることもできる。 幾つかの発現制御配列を上記のように使用することがで
きる。これらには、イー・コリのラクトースオペロンの
オペレータ、プロモータおよびリポソーム結合かつ相互
作用配列(たとえばシャインーダルガルノ配列のような
配列を含ム)(“lac系”)、イー・コリのトリプト
ファン合成酵素系の対応配列(“trp系”)、ファー
ジλの主要なオペレータおよびプロモーフ域(OlPL
および0RPR1)、ファージfdコート蛋白の制御
域、或いは原子核(原核)もしくは成熟核(真核)細胞
およびそのウィルスの遺伝子の発現を制御するその他の
配列が包含される。したがって、適当な宿主において特
定ポリペプチドの生産を向上させるには、そのポリペプ
チドをコードする遺伝子を前記のように′A製し、これ
を含有する組替えDNA分子から取出して、前記発現制
御配列に一層近接して或いは上記発現制御配列の一つを
管理しながら組替えDNA分子中に再挿入する。この種
の方法は当分野で公知である。 所望生成物の細胞収量の増加は、細胞中で使用しうる遺
伝子数の増加に依存する。これは、たとえば組替えDN
A分子を前記したように中庸のバクテリオファージλ(
NM989) 中に挿入することにより、特に簡単には
制限酵素でプラスミドを切断することにより達成され、
それにより線状分子を生成させて、これを次いで制限フ
ァージスクローン化ベヒクル〔たとえばエフ・イー・ム
レイ等、「試験管内組替え遺伝子の回収を簡単にするλ
ファージ」、モレキュラー・ジーン・ゲネチックス、第
150巻、第53〜61頁(1977)およびエフ・イ
ー・ムレイ等、「バクテリオファージT4からのDNA
リガーゼ遺伝子の分子クローン化」、ジャーナル・モレ
キュラー・バイオロジー、第132巻、第493〜50
5頁(1979)に記載されている種類〕と混合し、そ
してDNAリガーゼと共に培養して組替えDNA分子を
生成させる。次いで、所望の組替えファージを前記のよ
うに選択しかつ使用して宿主菌株の大腸菌を溶菌させる
。 特に有用なλクローン化ベヒクルは、抑圧遺伝子三」に
おける感温性突然変異と遺伝子王における抑圧性突然変
異とを含み、その生成物は宿主細胞の溶菌に必要であり
かつ遺伝子E、すなわちその生成物はウィルスの主要な
カプシド蛋白質である。この系を用いて、溶菌細胞を3
2℃で生育させ、次いで45℃まで加熱してプロファー
ジの切断を誘導させる。37℃における長期生育は高レ
ベルの蛋白質生産をもたらし、これらは細胞内に保持さ
れる。何故なら、これらは通常の方法でファージ遺伝子
生成物によって溶菌されずかつファージ遺伝子挿入物は
カプセル化されていないで転写用に利用され続けるから
である。次いで、細胞の人工的溶菌は所望生成物を高収
量で遊離する。 上記した過程によりZ pBR322(Pst)/H
cIF−SN35で形質転換させた宿主から生産されて
ひと白血球インターフェロンの生物学的もしくは免疫学
的活性を示すようなポリペプチドの収量を増加させる初
期の試みにおいて、ヒゲリド中のDNA挿入物の制限地
図を決定した。この地図は、Hif−2hと比較して、
Hif−SN35が配列の3′末端を示すPst1部位
を欠失しており、信号配列の一部が欠失しており(コド
ン7まで)かつ信号配列におけるAvaf1部位がBs
pr部位により交換されていることを示した。したがっ
て、Hi f−SN35はHif−2hの多形的もしく
は対立的変種であると思われる。 プラスミドl4if−SN35をPstlにより開裂さ
せ、得られたDNA鎖を標準法により両端部で復帰(c
hesn back )させ、そしてそこにLAC−A
lu断片(下記)を挿入してプラスミドを再び閉環させ
た。Z−pBR322(Pst)/HcIF−SN35
−AHL6と同定された変型プラスミドの実際の構造お
よび大腸菌中に生産された蛋白質のアミノ末端における
アミノ酸配列を決定した。この構造のヌクレオチド配列
は、LAC−Alu断片がIFN−α1 (SN35
)の第一アミノ酸から離れた1(1mのアミノ酸を結合
したことを示している。 大腸菌で発現された蛋白質のアミノ末端部のアミノ酸配
列は、IFN−α1 (SN35)配列に融合した6
個のアミノ酸を有する融合蛋白質が生産されたことを示
している。しかしながら、変型プラスミドにより形質転
換された宿主は、未改変Z−pBR322(Pst)/
HcIF−SN35により形質転換された宿主と比較し
て、ひと白血球インターフェロンの生物学的もしくは免
疫学的活性を示す約100倍多いポリペプチドを生産す
る。 第25図を参照すれば、Z−pBR322(Ps t)
/Hc I F−SN35 (第25図における5N
35)で形質転換させた宿主により生産されて、ひと白
血球・インターフェロンの免疫学的もしくは生物学的活
性を示すようなポリペプチドの収量を向上させる他の試
みが図示されている。Bspl (キツス博士より寄
!!1)により標準法を用いてダブリドプラスミドを開
裂させた。なお、このBsplは当業界で既知の容易に
入手しうる制限酵素であって、たとえばA、キツス等「
バチルス・スファエリクスからの新配列−特異性エンド
ヌクレアーゼ(Bsp)Jジーン誌、第1巻、第323
〜329頁(1977)の論文に詳述されている。この
BspTは、第8図に示すように、DNAを配列GGC
Cにて切断する。制限酵素を熱失活(65℃、30分)
させた後、混合物を50mMトリス−HCI(pH8)
に調製して加熱した(37℃、30分〕、フェノールと
エタノールとで抽出した後、最大のα1cDNA断片を
低温ゲル化アガロース(0,8%)上で単離しそしてH
i n d IIIリンカ−を結合させた。次いで、こ
の変型断片をHindI[[−開裂プラスミドll5−
p13R322(Eco)/12acUV5−150
(“Lac−150”)* (エッチ・シャーシー
により寄贈)に結合させたが、これは断片含有ゲル片(
それぞれ約20μm)を65℃にて溶融させ、37℃ま
で冷却しかつ1μl当り20UのT4DNAリガーゼを
加えて行なった
濃度、 Ro=ヒブリド化すべき初期RNAのヌクレオチドモル
濃度、 KR=RNA−DNAヒブリド化に関する速度恒数、 t =時間(秒)、 R/Ro =0.75 (75%反応完結)、KR=4
72 (KR=1/12Kd (ジエー・カセイおよび
エフ・ダビドソン、上 記)であり、ここで K d−ヒブリド化の選択条件下におけるDNAの2次
速度恒数、かつ Kd=1.7 XIO’ XL72XN−1〔ジェー・
アール・ハソトンおよ びジエー・ジー・ウエトムア、 「バクテリオファージX174 DNA−RNAヒブリドの変性: RNA長さ効果および核化速度恒 数」、ジャーナル・モレキュラー ・バイオロジー、第77巻、第 495〜500頁(1973))、 L−900(b、p、における鎖長:約900は完全I
FN−αcDNA 挿入物中に存在する〕 N=900(ヒブリド鎖のす、p、における複合度;こ
こで複合度が900 である理由は、IFN−αmRNA の900個のヌクレオチドがIFN −αcDNA挿入物の900個の 相補的ヌクレオチドと結合するか らである〕 Co =2.5 xxo−’ (分析に使用すべき予
め測定された20μgの組替えDNA 分子を含有する40μlの溶液に 基づいており、ここでもI FN− αcDNA挿入物は組替えDNA 分子の1/12でありかつ512 個のクローンの少なくとも1個に 生ずると仮定し、一つのDNA塩 基対の平均分子量として662を 与える〕 Ro=8.7X10−” (分析に使用すべき予め測
定された12μgのポリ(A) RN Aを含有する4
0μlの溶液に基づ いており、ここでもポリ(A) RN Aは1 : 1
0.000部のIFN−αmRNAを含有すると仮定し
く大過剰のDNA を与えれば異なる比率はヒブリド 化の割合に対し殆んど影響を与え ない)かつRNAの1個のりボヌ クレオチドの平均分子量として 343を与える〕 である 】。 3、初期分析の実施 工程A:組替えDNA分子混合物の調製および開裂 所望数の細菌クローンを、上記のように添加されたトリ
プトン培地寒天板の上に接種し、これは機械用具を使用
して各ミクロ測定穴から一部を寒天板上に移して行なっ
た。37℃で培養した後、各クローンは直径数lのコロ
ニーを形成した。全てのコロニーを寒天板から洗い取っ
て保存し、これを接種物として使用して上記のように添
加されたトリプトン培地11に三角フラスコ2a中にて
接種した。この培養物を37℃にて約0.8の見掛け0
D65o(肉眼推定)まで振とうした。1容量の添加ト
リプトン培地と170部g/+alまでのクロラムフェ
ニコールを培養物に加え、これをさらに37℃にて16
時間振とうした。20m1のクロロホルムを加え、培養
物を37℃にてさらに10分間振とうすることにより細
菌を殺した(シー・ワイスマンおよびダブりニー・ポル
、上記〕、培養物をクロロポルJ2からデカントしそし
て細胞を600 Orpmか。 ゛つ4℃にて15分間遠心分M(ツルバールGS3型ロ
ータ)して集めた。各11の調製物につき約1〜2gの
細胞が得られた。細胞を30m1の20mM)リス−H
C1(pH7,5)中に懸濁させ、5000 rpmか
つ4℃にて20分間遠心分離しくツルバールSW型ロー
タ)、そして30a+1の50mM)リス−HC1(p
)17.5 )中に再懸濁させた。0.25容量のりゾ
チーム溶液〔50mM)リス−HCl (pH7,5
)中10mg/ml)を加え、0℃にて10分間冷却し
た後0.33容量(初期50mM)リス−HCl培養物
懸濁液の容量に対し)の0.5 M EDTA (p
H8,0)を振とうなじに静かに混入させた。0℃でさ
らに10分間の後、1/16容M(初期容量に対し)の
2%トリトンX−100を加えた。60分後、試料をツ
ルバールSW型ロータにて10.00Orpmかつ0℃
で60分間遠心分離した。上澄液を磁気攪拌機を備えた
ビーカー中に移し、3MのN a OHを攪拌下に加え
てPH12,5に到らしめた〔ガラス電極と、オリオン
リサーチ601型pl+計とを使用し、ベックマンpn
to炭酸塩緩fii液(N13505)にて較正し、2
0℃にて測定した〕。20℃にて10分間攪拌した後、
pHを8.5に調整した。さらに3分間攪拌した後、1
/9容量の5M NaC1と1容量のフェノール(蒸
留しかつ9.5 M N a C1で平衡化させたも
の)とを加えて激しく攪拌を5分間続けた。 1(L 000rpn+かつ0℃にて10分間遠心分離
(ツルバールGSA型ロータ)して相分離させた。 型■のDNA (環状二重鎖DNA)を含有する上澄液
を中間相(単一鎖DNAを含有する)から注意して取り
出し、クロロホルムで3回抽出した(フェノールは大部
分がこの工程で除去された〕、型■のDNAフラクショ
ンは、分析用に選択された512個のクローンの一部を
構成するような宿主細胞を形質転換させるのに最初に使
用した組替えDNA分子(pBR322−cDNA挿入
物)を含をするであろう。 パンクレアチンRNAアーゼA(5mg/ml。 85℃にて10分間予備加熱)を型■のDNA。 に20μg/mlの濃度まで加え、混合物を37℃にて
60分間培養した。115容量の5MNaC1を加え、
この混合物を30%ポリエチレングリコール6000
(ユニオンカーバイド社、120″Cにて20分間オー
トクレーブにかけたもの)により最終濃度7.5%PE
Gまで調整した。−10℃にて2〜16時間の後、沈澱
を8 Q OOrpmかつ0℃にて20分分間ツルバー
ルS型ロータで遠心分離して集め、0.075 MのN
aClと0.0075Mのクエン酸ナトリウムとの中に
吸光度20 (260nmにて)まで溶解させ、そして
0.5%SDSに調整した。この溶液をプロナーゼ0.
5 tair/ n+1 (20rust/ mlにて
37℃で2時間自己消化させたもの)と共に37℃にて
30分間培養し、1容量の蒸留フェノールで3回および
1容量%のクロロホルムで2回抽出した。試料(1に/
m1DNA溶液の2mlまで)を50mM)リス−HC
1(pH7,5) 、l mMEDTA中の5〜23%
蔗糖濃度勾配にて、ヘック77SW27型ロータにより
21.OOOrpmかつ15℃で15時間遠心分離した
。フラクションを集めてoD26cfr−測定した。D
NA含有フラクションを集め、DNAを酢酸ナトリウム
とエタノールとにより沈澱させた。遠心分離により20
〜100μgの型IのDNA混合物が回収された。 20μg(7)精製された型Tf7)DNAを、150
piの10mM)リス−HC1(pH7,5) 、6m
M MgCl2.50mM NaC1,6mM2−
メルカプトエタノール、200μg/m113SAもし
くはゼラチン、および20単位のHindn[にューイ
ングランド・ビオラブ社)の中で切断した。この)Ii
ndI[I制限酵素はpBR322成分内の部位におい
て型■のDNAを開裂させる(cDNA成分も開裂され
るとは思われず、もしそうならば分析は実質的に影響を
受けない筈である〕、37℃で2時間の後、一部(1%
)を50mMトリス−酢酸(pH7,8)、2mM
EDTA中の1%アガロースゲルにより50mAで1時
間電気泳動して分析し、切断が完結したかどうか確認し
た。切断が未完結であれば、さらにHindIIIを加
えて培養を2時間続けた。型・■のDNAが完全に線状
分子まで変換されたら、プロナーゼ(カルビオヶム社)
とEDTAとSDSとをそれぞれ0.5 ■/ml。 10mMおよび0.5%となるまで加えた。37℃で3
0分間の後、溶液を30μlフェノール−クロロホルム
(1: 1)にて抽出した。有機相を50tt11の2
0mM)リス−)ICI(pH7,5)、1mM E
DTAで洗浄し、そして合した水相をエーテルで3回抽
出し、0.1 mlチェレックスカラムを通して濾過し
、EDTA−煮沸したパイレックスチューブに集めて、
1/10容量の3M酢酸ナトリウムと2.5容量のエタ
ノールとにより再沈澱させた。−20’Cにて一晩静置
した後、DNAを遠心分離により集めた。 工程B:ポリ(A) RN AによるDNAのヒブリド
化 2種のヒブリド化混合物を鋼製した。混合物。 ■は、4μlの10倍濃度のヒブリド化緩衝液(4M
Na Cl、 0.1パイブス(pH6,4,1,4
ピペラジンージエタンスルホン酸、シグマ社)と、50
mM EDTAと、0.5 p 1の約5ngの■1
25−グロビンmRNA (5000cpm )、6μ
lの誘発白血球ポリ(A)RNA(2μg/μm)とを
、卵母細胞中に注入した場合、6000IUの!FNを
発生するに足る量で含有した。混合物■は、10μlの
上記からの1(indI[[で切断された型■のDNA
と、0.1μgのPstl−切断されたZ−pBR32
2(H3)/RcβG 4.13(HindII[部
位にβ−ダグl:ヒン配列を含有するpBR322誘導
体)〔マンティ等、「クローン化した兎β−グロビン染
色体DNAにより形質転換させたねずみL81胞におけ
る兎β−グロビンmRNAの生産」、ネイチャー誌、第
281巻、第40〜46頁(1979) )とを含有し
た。混合物1における1125−グロビンm RN A
および混合物Hにおけるβ−グロビンDNAは、ヒブリ
ド化分析に対する内部陽性比較として作用する。再混合
物を窒素ガス流中にて乾燥した。40μlの80%ホル
ムアミドを混合物Hの残部に加え、溶液を100℃にて
10分間変性させて、水中にて迅速に冷却した。変性溶
液を使用して混合物Iの残部を熔解させ、得られた溶液
を56℃にて4時間培養した。 工程C:非ヒブリド化ポリ(A) RN Aからのヒブ
リド化ポリ(ハ)RNA−DNAの分離 1mlを冷0.9M NaC1と0.09Mクエン酸
ナトリウムとホルムアミド(100%)とで4%(容量
で)まで希釈した後、溶液をミリポアフィルタ−(0,
45pm孔径)にて0.5 ml/ akin 。 の速度で濾過し、フィルターを先ずRNA−DNAヒブ
リドを保持する能力について試験した。何故なら、製造
業者から得られたフィルターは必ずしも全てが同等に効
果的でないからである。 工程D:ヒブリド化ポリ(A) RN Aの精製ポリ(
A) RN Aヒブリドを付着した上記のフィルターを
1mlの0.15M N a CI 、0.015
Mクエン酸ナトリウム、0.5%SDSに37℃にて1
0分間浸漬し、50mMトリス−HCI(pH7,5)
、10mM MgCl2.2mMCa CI 2で洗
浄しそして0.6 mlの新たな緩衝液中に入れた。5
μlのヨード酢酸処理したDNAアーゼ(5■/ml)
を添加した後〔ニス・ビー・チンメルマンおよびジー・
サンディーン、アナリティカル・バイオケミストリー、
第14巻、第269頁(1966)、ビー・ニー・プラ
イス等、「牛膵臓デオキシリボヌクレアーゼの活性部位
におけるヒスチジン残基のアルキル化」、ジャーナル・
バイオロジカル・ケミストリー、第244巻、第924
〜932頁(1969))、フィルターを37℃にて1
0分間培養した。 フィルターを除去し、溶液を1容量のフェノールと1容
量のエーテルとで抽出しそして0.1mlmlチェレッ
クスカラムした。5μgのキャリヤRNA (精製酵母
RNA)を溶液に加え、。 RNAを酢酸ナトリウムとエタノールとで沈澱させた。 10.0OOx gでの遠心分離により沈澱を集め、
100μmの1mM EDTA中に熔解させ、100
℃にて90秒間加熱し、T、NEとSDSとを2xTN
Eおよび0.5%SDS!、:なるまで加えた。RNA
を100μlのオリゴ(dT)セルロースカラムに吸着
させζ0.3 mlの蒸留水で4回洗浄して溶出させ、
酢酸ナトリウムとエタノールとで沈澱させた。−20”
Cで16時間の後、沈澱したRNAを遠心分離により分
離し、2μlのTNK緩衝液中に熔解させた。 工程E : I FN−αmRNA活性の測定上記から
のポリ(A) RN A m液を40個の卵母細胞中に
注入した(卵母細胞1個当り約50njり卵母$1[1
胞を23℃にて24〜48時間培養し、ホモジナイズし
そして遠心分離しくまたは培養培地を回収し)、前記し
たようにIFN−αにつき分析した。 4.11を分析:フィルター結合したDNAに対するヒ
ブリド化 単−クローンからの組替えDNA分子の後分析は大部分
、DBMもしくはDPT紙結合したDNAについて行な
った。何故なら、分析条件はもはや臨界的でなくかつ分
析がより便利となるからである。DPT紙はより低い誤
差を与え、したがって優先的に使用した。D B M紙
は文献〔ジェー・シー・アルウィン等、「ジアゾベンジ
ルオキシメチル紙への移行によるアガロースゲルにおけ
る特定RNAの検出およびDNA試料によるヒブリド化
の方法」、プロシーディング−ナショナル・アカデミ−
・サイエンス・USA、 、第14巻、第5350〜5
354頁(1977))に記載されているように調製し
ψた。APT紙はビー・シード(ペルス・コミューニケ
ーション)の方法により調製した;ワットマン540の
紙片(20g)を70m1の0.5MNaOH12q/
ml N a B H*および30m1の1.4−ブ
タンジオールジグリシジルエーテルの混合物と共に20
℃にて16時間攪拌した。 次いで、この紙をアセトン40m1中の2”−アミノチ
オフェノール10m1の溶液に移し、10時間攪拌した
。紙をアセトン、0.1N HCI。 H2O,0,I N HCl5H20で徹底的に洗浄
しそして乾燥させた。APT紙を、ABM紙からDBM
紙への変換について記載されていると同様に、DPT紙
に対しジアゾ化させた〔アルウィン等、上記〕。 DNA (15μgまで)を50W2のジアゾ化ABM
(DBM)またはジアゾ化APT(D P T)紙に
結合させ〔ジェー・エッチ・ジェー、ペイジメーカー等
、「トリパノソマ・プルセイの表面グリコ蛋白変種のた
めのメツセン。 ジャーRNAに相補的なりNAを含有するプラスミドの
単離」、ジーン誌、印刷中(1980))これを下記に
示す。 ヒブリドブラスミドDNAをエンドヌクレアーゼPst
Iで切1折し、1ml当り500μgのプロナーゼと0
.5%のSDSと10mMのEDTAとで37℃にて3
0分間処理し、フェノールとエーテルとで抽出し、0.
1 mlのチェレックスカラムに通しそしてエタノール
で沈澱させた。熱変性したDNA (5μgまで、少量
のP”−DNAをトレーサーとして加えた)をlcdの
DBMもしくはDPT紙と共に200μlの25mM燐
酸カリウム緩衝液(pH6,5)中で0℃にて一晩培養
した。濾紙を、50mM燐酸カリウム緩衝液(pl(6
,5) 、 1%グリシンにて室温で5分間3回および
99%再結晶化ホルムアミドで3回洗浄した。99%ホ
ルムアミドと共に68℃にて2分間さらに培養した後、
50mM燐酸カリウム緩衝液(pH6,5)中で20℃
にて3回および0.4M NaOH中で37℃にて1
0分間2回洗浄した。約40〜60%の放、射能がフィ
ルター上に保持された。フィルターを、1%グリシンを
添加した予備ヒブリド化培地A中で38℃にて3時間培
養し、この場合フィルクー1 flM当り330μlを
使用した。培地Aは、50%ホルムアミドと、5xSS
Cと0.04%ポリビニルピロリドンと0.04%フィ
コール(ファーマシア社)と0.1%SDSと25μg
ポリ(A)(ピー・アンド・エル社)と100μg酵母
RNA (BDH、フェノールで6回抽出し、エタノー
ルで沈澱させたもの)とを含有する。 フィルターを培地A中で2回洗浄し、次いで培地A中に
てパラフィン油の下で上記したようにポリ(A) RN
Aにより(通常5〜8μg)38℃にて16時間ヒブ
リド化させた。RNAは次のようにして付加させた。一
枚の濡れたDNAフィルターを吸水させ、無菌ペトリ皿
中に入れ、このフィルター上に20〜40μlのRNA
溶液をピペットで載置し、第二のDNAフィルター(再
現または比較)をその上に載せ、そしてこのサンドイン
チを無菌パラフィン油で覆った。 ヒブリド化の後、フィルターを順次に培地A(2回)、
1xSSCと0.2 % S D Sと1mMEDTA
とを含有する溶液(それぞれ20”Cで10分間3回)
、培地A(38℃で2時間)および50%ホルムアミド
、5xSSCSO,1%SDS (20℃で10分間3
回)で洗浄した。 ヒブリド化したRNAを、200μ/の10mMトリス
−HCl (pH7,4) 、1mM EDTAお
よび0.1%SDS中で100℃にて1分間加熱するこ
とにより溶出させた。溶出工程を2回反復し、溶出液を
合し、そしてRNAを2μgの酵母RNA (上記のよ
うに精製したもの)の添加の後、エタノールにて沈澱さ
せた。洗浄したベレットを減圧乾燥し、3μlのH2O
中に熔解させそして卵母細胞中に注入した。fFN−α
活性を上記のように分析した。 5、RNA選択選択リプリド化分析果 512個のクローンの8群(すなわち、群T1Y< J
、、に、 ・、01εおよびπ)の分析は陰性であっ
た。512個のクローンの4群(すなわち、■、δ、N
およびλ)の分析は陽性であり、ただし同一でなかった
。陽性分析は次のように記録される:ポリ(A) RN
A −D N Aヒブリドから遊離されたRNAによ
り生成されたIFN−αのIU/m1(Z−pBR32
2(H3)/RcβG−4,13(上記)を使用する比
較ヒダリド1ヒの分析〕 ;ここで実験結果が比較より
も高い分析値には下線を施こした。 亙 IU/m1 1 <60(<60) ;110 (<20)
;<110(<110) i<110 (<11
0) 、<35(<35) δ 20 (< 20) N 35(<20) ;<110 (<110)
;200(<110) λ <60(<60) ;旦喝(<20) ;<1
10 (<110) ;<110 (<110) 群λを64個のクローンの8つのサブグループに分割し
、ヒブリド化させ、そして前記のように分析した。サブ
グループは上記と同様に表わして、次の結果を与えた: ザブグループ IU/ml λ−I <35(<35) ;<35(<35)λ
−■ 工(< 30) i < 45 (< 45)
λ−■ 恣!5 (<35) ;匪(<30);並
(<30)iy度(< 30) ; < 20 (<
20)λ−■ 益(< 35) ; < 25 (
< 25)λ−v <35(<35) λ−Vl <35(<35) λ−■ < 35 (< 35) λ−■ <35(<35) サブグループλ−■を8個のクローンの8紐に分割し、
ヒブリド化させそして分析した。 !jLIU/ml λ−111−1 <20(<20) 、<20(6
0) ;35(<30)λ−m−2 <35 (<
35) ; <30 (<30) ; 150(<
20)、甜狙 (<35);ユ(6o)λ−m−3
<25(<25) :<30(<30>λ−m−4
30 (<30) : <20 (<20) ;
<20 (60)λ−III−5 30(?) (<
35) ;<20(<20) ;<35(60) λ−111F−6<30(<30) 、<20(<2
0)λ−m−1 <30(<20) λ−111−8 <30(<20) 第一の陽性結果は組λ−m−4により達成されたので、
この組の個々のコロニー(A−Hと云う)をヒブリド化
させかつ分斤した。 λ−I11−4−8 <35* (<35) ;<
20(60)A −m−4−c 35 (60)
H60* (<35) ; 111 *(<11)
; 11*(<11) ;20(<20)I D
BM紙をこの分析に使用した。 したがって、クローンλ−I11−4−Cは、IFN−
αmRNAをヒブリド化しう名紙替えDNA分子を含有
する。 このクローンにおける組替えDNA分子は次の通りであ
る: Z−pBR322(Ps t) /HcIF−4
C(“Hi f−4C”)およびこれを含有する細菌菌
株:イー・コリX1776(Z−pBR32,2(Ps
t、)/HcIF 4C)(“イー・コリHif−4
G”〕、この名称は、組替えDNA分子がチューリッヒ
(Z)に起源しかつP s t r部位にHr FN−
ctc DNA(“HclF”)を含有するプラスミド
pBR322であることを示し、特定の組替えDNA分
子はクローンλ−I[r−4−C(“4C”)に由来す
る。 形質転換細胞の第一次クローンはしばしば2種以上の組
替えDNA分子を含有するので〔エフストラチアジス等
、「クローン化DNAから決定された兎β−グロビンm
RNAの第一次構造」、セル誌、第10巻、第571〜
585頁(1977))、Hif−4Cをイー・コリX
1776 (Hif−4C)クローンから単離して上
記のように精製した。Hif−4CおよびpBR322
の試料をPstIで切断し、1%アガロースゲル上での
電気泳動により分析した。 Hif−4Gは2つのバンドを与え、1つはPst−開
裂pBR322の移動度を有し、他方は約320 b、
p、に相当する移動度を有した。 イー・コリHB l 01を上記のように単離11if
−4Gにより形質転換させた。テトラサイタリン耐性か
つ形質転換した細菌の6個のクローンを採取し、小培養
物をa!t!L、型IのDNAを精製しそしてPstl
開裂およびアガロースゲル電気泳動により前記と同様に
分析した。全ての試料は、Hif−4Cと同一の開裂様
式を示した。これらの再クローン化した組替えDNA分
子の1つはZ−pBR322(Ps t)/HcTF−
4c (Hit−4c”)と呼ばれ、後の実験用に使用
した。小文字“C”は再クローン化したDNA分子を意
味する。 IFN−αmRNAにヒブリド化するHif−4cおよ
びそのcDNA挿入物の能力を測定するため、Hif−
4c (115μg)を125単位のpstIにより完
結するまで切断し、フェノールとクロロホルムとで抽出
しそして上記したようにエタノールで沈澱させた。1部
(1′0μg)を5′末端標識した(後の工程における
トレーサーとして役立つ)が、これは100μlの50
mMトリス−HC1(pH7,5’)中に1部を溶解さ
せ、これを0.1 mlのチェレックス100型カラム
に通しそしてこれを0.6 学位の細菌性アルカリホス
ファターゼにより65°Cで1時間処理して行なった。 10倍濃度のTNE(40μN)を加え、この溶液を1
容量のフェノールで3回および1容Iのクロロホルムで
3回抽出した。DNAを2容量のエタノールで一20℃
にて一晩沈澱させ、遠心分離によって回収した。 さらに精製するため、0.5 mlT N A中の試料
を0.25m1のDEAEセルロース(ワットマンDE
52.2mlの150mM NaC1,50mMトリ
ス−HCl (pH7,5) 、2mM EDTA
にて予備洗浄)(“NET−緩衝液”)に吸着させ、2
a+IのNET緩衝液で洗浄し、0.4 mlの1.5
M NaC1,20mMトリス−HCI(pH7,5
) 、2mM EDTAにて溶出させそして上記のよ
うにエタノールで沈澱させた。 D、NAをr−P” −ATP (比活性約5000C
i/ミリモル)およびポリヌクレオチドキナーゼと共に
培養し〔ニー・エム・マクサムおよびダブリュー・ギル
バート、rDNAの新規な配列決定方法」、プロシーデ
ィング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・USA
、 第74巻、第560〜564頁(1977))、そ
してTNE中3mlのセファデックス−050カラムで
クロマトグラフにかけて精製しF、溶出させたフラツジ
ぢンを集め、P32−DNAを上記のようにエタノール
で沈澱させた。収量は約1076ρmであった。 未標識Pstt−開裂Hif−4cDNA(90μg)
を上記からの6X10’dpmのp32−標A6Pst
l−開裂Hif−4cDNAと混合し、50mMトリス
−酢酸緩衝液(pH7,8)中の10X20X0.71
の2%水平アガロースゲルに2.5 cmスロットによ
り通して電気泳動させた。X線フィルムをゲルに露出さ
せ、320bp断片の位置を決定した。放射能バンドを
有するゲル片(1,3X 105dpm )を切り取り
、プラスチック製2ml注射器で圧砕し、ゲル容禎の1
0倍量のNET緩衝液と共に攪拌することにより4℃で
一晩抽出した。DNAを0.1 mlのヒドロキシアパ
タイトカラム(1mlのNETi街液で予備洗浄)に吸
着させた。カラムを1mlの0.1Mm酸カジカリウム
緩衝液H7,5)で洗浄し、DNAを0.2 mlのI
MR酸カリウム緩衝液(pH7,5)で溶出させた。溶
出液を滅菌蒸留水で10倍に希釈し、DNAをDEAE
に吸着させかつそこから溶出させそして上記したように
エタノールで沈澱させた。このDNAを″Hif−4c
断片”と呼ぶ。 Hi r −4c断片(120ng)をDPT紙(0,
5X O,5C11)に上記のようにして結合させ
□た。比較としては、120ngのβ−グロビンc
DNA断片をヒブリドブラスミドZ−pBR322(H
3)RcβG −4,13から)(indn[により切
断し〔エフ・マイヤー等、[ベクトルからベクトルへの
、AT結合したクローン化DNAの転位」、エキスペリ
メンチア、第35巻、第972頁(1979);エフ・
マンティ等、上記〕、そして同様に処理した。ポリ(A
>RNA(20μβ)に対する複製フィルターのヒブリ
ド化と、フィルターの洗浄と、フィルターからのRNA
の回収とは上記と同様にして行なった。卵母細胞中に注
入した後、次のIFN−α活性が検出された。 白血球ポ ヒブリド IFN−α活 DNA断片 リ(A)RNA* 化時間 性(IU
/ml) *Hif−4c 2.5 16h
250;100β−グロビン 2.5 16
h 4;1 DNA Hif−4c 7.5 16h 3000
;1000β−グロビン 7.5 16h
4;30DNA Hj f −4c 7.5 5h 10
00 i 1000β−グロビン 7,5 5
h 10;1DNA * このRNA 1Mgは46001U/mlを与
えた。 ** 48時間培養後の卵母細胞上澄液、細胞病理学効
果の減少により分析〔ダブリュー・イー・スチュアート
・nおよびニス・イー・スルキン、上記〕 かくして、Hi f −4cはIFN−αmRNAにヒ
ブリド化しうる挿入物を含有する。 組替えDNA分子Hif −4c ニおけるcDNA揮
入物は僅か約320 b、p、であったか、またはIF
N−αmRNAの第三の推定寸法であったので、上記の
精製Hif−4c断片を試料として使用し、関連ヒダリ
ドDNA挿入物を有する組替えDNA分子を含有する細
菌クローンを選別した。 上記したサブグループλ−■を構成する64個の細菌ク
ローンをミリボア膜(直径8cm)上にスタンプし、寒
天板(ジアミノピメリン酸、ナリジキシン酸およびテト
ラサイクリンを上記のように添加)上にitしそして3
7℃で24時間培養した。フィルターを0 、75m
I液滴の0.5MNaOH上に載せ、2〜3分間後に紙
タオル上に移して過剰の液体を除去し、工程を反復した
。IM)リス−HCl (pH7,5)を用いてフィ
ルターを中和し、上記と同様にして1.5MNaC1−
0,5M)リス−HC1(pH7,4)で洗浄し、そし
て風乾させた。フィルターを0.3MNaC1中に浸漬
し、風乾し、そして80℃にて減圧下に2時間加熱した
。 Hif−4c Pst断片(30n g)を、β−P
” 2−dATPとα−P” 2−dCTP(それぞれ
、比活性40 Ci / ミリモル)とを用いてニック
翻訳〔ニー・リュー・ジエフリーおよび一アール・ニー
・フラベル、「兎β−グロビン遺伝子はコード配列中に
大きな挿入物を含有する」、セル誌、第12巻、第10
97〜1108頁(1977))によりp32−標識し
た。λ−■コロニーを有するフィルターを4セツト〔セ
ットは0.15M Na CL 30mMトリス−H
Cl (pH8,0) 、1mM EDTAである
〕と0.1%(W / V )フィコールと、0.1%
ポリビニルピロリジン(!:0.1%(w/V)BSA
と、0.5%SO3と200βg/ml変性断片化鮭精
子DNAとにおいて68℃で7時間予備ヒブリド化させ
、次いで4セントと0.02%(W/V)フィコールと
0.02%ポリビニルピロリジンと0.02%(W/V
)BSAと0.5%SDSと200βg/ml変性鮭精
子DNAとにおいて2X10’cpmのpff2−標識
Hif−4c断片゛にて68℃で16時間ヒダブド化さ
せた。このフィルターをセット−0,5%SDSにより
室温で洗浄し、2セント−0,5%SDSにて68℃で
5時間洗浄し、溶液を1回交換し、3mMトリズマベー
スにより室温で4時間洗浄し、溶液を1回交換した。フ
ィルターを乾燥した後、X線フィルムをスクリーンによ
りフィルターに80時間露出させた。3つのコロニー、
すなわちλ−I[1−7D、λ−III−2Hおよびλ
−■−40は強力な陽性反応を示し、そして2つのコロ
ニー、すなわちλ−m−iEおよびλ−■−3Dは弱い
反応を示した。 Hi r −4c関連クローンから小培養物を調製し、
型IのDNAを精製し、PstIで開裂させそして上記
のようにアガロースゲル電気泳動により分析した。全て
の型IのDNAは大きな断片(プラスミドpBR322
成分)と小さい断片(ヒブリド挿入物)とを生じた。λ
−■−2Hからの組替えDNA分子は、最大の挿入物、
すなわち約900 b、p、を遊離した。この組替えD
N A分子をZ−pBR322(Ps t)/ITc
IF−2H(’Hi f−2H’″)と名付け、その
挿入物を“Hif−2H断片”と名付ける。 Hi f−2Hを、そのIFN−αmRNAを結合する
能力につき試験し、これは全て上記したようにDPT紙
(4μg/100m2)に結合させてポリ(A)RNA
(0,3μg/μl)に16時間ヒダブド化させ、そ
してIFN−αmRNA活性を測定することにより行な
った。 DNA試料 IFN−α活性T(i f −
2H250±50 (4回測定の平均値) Z−pBR322(H3) 30/RcβG−
4,13(2回測定の平均値)pBR32220 * 細胞病理学的効果の減少により分析Hi f−2H
を、)(if−4Cについて記載したと同様に再クロー
ン化させ、これをHif−2hと名付ける。 別の実験において、組替えDNA分子を含有するさらに
一組の大腸菌クローンを調製し、標1Hif−4c断片
にダブリド化するコロニーを同定した。長cDNA挿入
物を有するプラスミドの高収量を確保するため、白血球
ポリ(A>’RNAから酵素的に調製した二重鎖p12
−標識白血球cDNAの1部を、ポリ(A) RN A
の遠心分離について記載したと同じ手順で蔗糖濃度勾配
により遠心分離して寸法的に分別した。 600 b、p、DNA断片もしくはそれ以上に対応し
た沈降速度を有するcDNAを含有するフラクションを
集め、エタノール沈澱の後にc DNAを回収した。c
DNAをdCMP残部により伸長させ、dGMP伸長し
たPstl開裂pBR322にダブリド化させそしてこ
のダブリドDNAを使用して前記のように大腸菌を形質
転換させ、この場合大腸菌としてイー・コリHB101
を使用した。細菌を直径3 cmのミリポアフィルタ−
上に分布させ、トリプトン培地寒天板(10μg/ml
のテトラサイクリンを含有する)の上に載置しそして小
コロニーが出現するまで生育させた。新たな濡れたミリ
ポアフィルタ−をコロニー保持フィルターの上に押圧さ
せ、剥離し、その面を上に向けて4.4%グリセリン含
有の寒天板の上に載置しそして小コロニーが出現するま
で培養することにより、複製フィルターを調製した。こ
のコロニー保持フィルターをさらにミリポアフィルタ−
で覆い、−55℃にて凍結させて貯蔵した〔ディー・ハ
ナハンおよびエム・メセルソン、「高密度プラスミド選
別に関する記録」、1978年9月私的通信〕。 全部で約5000個のコロニーを保持する15枚のフィ
ルターを調製した。各フィルターの一複製物を用いて、
上記したと正確に同様に、p 32−標識Pstl−切
断Hif−4cDNA断片にダブリド化させた。約18
5111の陽性コロニーが放射能写真上で同定され、ミ
リポアフ・イルター上で再クローン化させそしてヒブリ
ド化により再度同定した。最強のダブリド化反応を示す
951固のクローンをZ−pBR322(PSt)/H
c IF−SNI乃至5N95と名付け、後の研究に使
用した。 勿論、HulFNの免疫学的もしくは生物学的活性(下
記)を示すポリペプチドを生産する能力がHif−2h
に与えれているので、このHif−2hおよびその他の
これに関連するDNA配列、たとえばHif−4cをこ
のクローン選別法に使用することができ、さらに組替え
DNA技術、合成、天然源もしくはそれらの組合せから
生ずるDNA配列を含有する池のクローン、或いは単一
もしくは多重のペース置換、挿入、転位もし゛くは欠失
を含む突然変異により他のDNA配列を選別するよう上
記DNA配列のいずれかに関連するクローンおよびHu
lFNをコードするクローンについても全く同様に使用
できることが明らかである。したがって、この種のDN
A配列およびそれらの同定も本発明の範囲内である(た
とえば下記〕、また、上記DNA配列により選別されず
、しかもそれらのヌクレオチド配列の結果、上記DNA
配列の発現によりコードされたポリペプチドを発現にお
いてコードするようなりNA配列も本発明の範囲内であ
る。 Hlf−2hDNA挿入物の他の特性化上記したように
組替えDNA分子Hif−2hは約900 b、p、の
挿入物を含有し、ひと白血球インターフェロンmRNA
にヒブリド化する。 下記の付加的特性をさらに決定した。 1、ダブリド抑制翻訳 m RN Aをクローン化された相補的c DNAにダ
ブリドjヒさせれば、mRNAの翻訳は抑制されるが、
ダブリドの熱変性は翻訳可能なmRNAヲ>M 離する
〔ビー・エム・パターソン’J、rDNA−mRNAヒ
ブリダブ抑制された無細胞翻訳による構造遺伝子同定お
よび地図化」、プロシーディング・ナショナル・アカデ
ミ−・サイエンス・USA、第74巻、第4370〜4
374頁(2977) :l 、 2.2 pgのPs
tI−切断T(i f −2hおよび比較として2pg
のHind■−切断Z−pBR322(H3)/Reβ
G−4,13(RcβG″)を、10μlの80%(V
/V)脱イオン化ホルムアミド−20mMパイブスtf
&tE液(p116.4)において80℃で10分間変
性させた。溶液をエフペンドルフ管に加え、ここには予
め白血球ポリ(A)RNA(5μg)とNaC1(4#
モル)とEDTA(10nモル)とを乾燥させておいた
。混合物をパラフィン油層の下で48℃にて7時間加熱
し、冷却しそして200μlのH2Oで希釈した。2つ
の試料を竿部に分割し、それぞれの一方を100℃にて
30秒間加熱した。核酸をエタノールにより沈澱させ、
3μlのH2O中に熔解させそEcoRT 20
9.676.748 、 748.3611+Pst
I 3611 Fisp T 921 、 587.540、
587.540.504.457.434 、 50
4.457.2x231 、 434
.267、+14断片 +14断片 200bp 200bpMbo U
1616.884 行なわずおよびその
他 ** 内部的に一致しているが、これら断片の絶対寸法
は第8〜10図を参照して最も良く示される。 ***サソトクリフ(上記)から。 さらに、5′末端p32−標識PstI切所Hif−2
hを数種の制限酵素で開裂させ、組替えDNA分子中の
cDNA挿入物から生じた放射性断片の寸法を測定した
。 EcoRI 676.209 Hi n d [[r 開裂せずBspl
799.86 1−! p a II 開裂せずHha r
開裂せず n a m HI 開裂せず Hinf 210.62 6glU 545.340 * 内部的に一致しているが、これら断片の絶対寸法は
第8〜10図を参照して最も良く示される。 これらのデータから、Hif−2hの制限地図を推定し
た(第4図)、この地図は部位の絶対位置に関し決定的
でなく、挿入物内のMb。 ■部位に関し不完全であろう。挿入物に最も近い部位の
みがpBR322成分内に示されている。矢印はIFN
−αcDNAコードストランドの方向性を示している。 本発明のクローンにおけるHif−2h断片もしくはそ
の他挿入物の実際的構造またはそれからコードされるポ
リペプチドのアミノ酸配列もしくは構造は本発明を実施
する上で当業者に必要とされないが、上記データおよび
制限地図を本願出願時における断片構造に関し最も良く
利用しうる清報として本出願中に含ませる。爾来、期待
されるように(上記)、Hif−2h断片に関するこれ
らデータおよび制限地図は、ヌクレオチド配列決定およ
び制限分析の周知技術を用いて精選されている〔たとえ
ば、ニー・エム・マクサムおよびダブりニー・ギルバー
ト、rDNAの新規な配列決定方法」、プロシーディン
グ・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・USA、第
74巻、第560〜564頁(1977)〕、プラスミ
ドDNAをウィルキーの論文第861〜862頁に記載
された方法Bにより調製し〔エフ・エム・ウィルキー等
、「単純庖疹ウィルスIの活性チミジンキナーゼ遺伝子
を含有するダブリドプラスミド」、ヌクレイツク・アシ
ッド・リサーチ、第7巻、第859〜877頁(197
9))、業者により推奨されるように各種制限酵素で制
限化し、ただし200μg/mlのゼラチンを牛血清ア
ルブミンの代りに酵素緩衝液中に使用した。[EcoR
Iはダブリュー・ポルから寄贈され、Bsplはニー・
キスから寄贈され、その他の酵素はニューイングランド
・ビオラブ社から得られた]。 制限DNA(20Mg)をフェノールで抽出し、エタノ
ールで沈澱させ、0.05M )リス−MCI(pH8
)中に溶解させそしてチェレックス100の小カラムに
通した。フラッシュ(flush)もしくは5゛−結合
末端を有する断片を、200μlの0.05M )リス
−HCI(pi(8)中においてDNA5’末端pモル
当り0.2単位の子牛腸アルカリホスファターゼ(ベー
リンガー社)により37℃で60分間処理して脱燐酸化
させた。酵素を65℃で60分間加熱することにより失
活させた。3゛結合末端を有するDNA断片については
、細菌性アルカリホスファターゼ(ワーシングトン社)
を文献〔ニー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギル
バート、上記〕に記載されているように使用し、た。 だし培養は65℃にて30分間行なった。脱燐酸化DN
AはDEAE−セルロースに吸着およびン容出させて楕
製し〔ダフ゛リエー・ミエーラー等、rDNAにおける
部位指向性変異ニアミノ酸121〜123に対応する位
置におけるクローン化β−グロビン相補DNAのポイン
ト変異の発生」、ジャーナル・モレキュラー・)くイオ
ロジー、第124巻、第343〜358頁(197B)
)、或いはこれを必要に応じポリアクリルアミドゲル電
気泳動にかけた(下記参照〕、ポリアクリルアミド(も
しくはアガロース)ゲルから0.15M N a C
1,0,05M )リス−HCl (pH8)中に回
収した断片を0.1 mlのヒドロキシアパタイト(ビ
オラドHT P社)カラムに吸着さ一亡、0.1M燐酸
カリウム緩衝液(pH7)1mlで4回洗浄しそして0
.3 mlの1M燐酸カリウム緩衝液(pH7)で溶出
させた。この溶液を10倍希釈し、DNAをDEAE−
セルロースに吸着させ、上記のように回収した〔ダブり
ニー・ミューラー等、上記〕。 エタノール沈澱の後、DNAを〔γ−P32〕ATP
(DNA5″末端pモル当り12〜34μCi)および
ポリヌクレオチドキナーゼ(二ニー−イングランド・ビ
オラブ社またはP−Lビオケミカルス社)にて、実質的
にニー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギルバート
(上記)により記載されているように5′末端標識した
が、ただしキナーゼ反応の前にDNAを変性させなかっ
た。DNA5’末@pモル当り1〜1.5μC1(P”
)ホスフェートの比活性が得られた。 配列決定のため、標識断片を第二の制限酵素で開裂させ
、そして生成物をトリス−WR@−EDTA緩衝液にお
ける5%ポリアクリルアミドゲルでの電気泳動qより分
離した。所望の断片をこのゲルから抽出して精製した〔
ミューラー等、上記〕。配列決定用の各種断片を次のよ
うにして調製したc数は、ベース対における名目断片鎖
長を示し、標識部位は星印により示される〕。 (1)BsplによるHlf−2hの開裂ならびに、レ
ーニングkW fE液における5%ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動によるBspl−Bspl−232および
BspI−BspT−949の単離〔ニー・イー・レー
ニング、「ポリアクリルアミドゲル電気泳動による高分
子量リボ核酸の分別」、ジャーナル・バイオケミストリ
ー、第102頁(1967))、 (21BspIによるHif−2hの開裂、標識化、p
stlによる開裂ならびにBspl*−Pstl−83
およびBspI*−PstI−827の単離、 (3)BglI[によるHif−2hの開裂、標識化、
pstIによる開裂ならびにBglll*−PstI−
336およびBg I U*−Ps t l−570の
単離、 (4)MboI[によるHif−2hの開裂、標識化、
Pstlおよび)(indlIによる切断(阻害性35
0bp pBR322断片を開裂させる)、ならびに
M b o■*−Pstl−519およびM b o
II * P s t I −351の単離、(5)
EcoRIによるHit−2hの開裂、標識化、pst
lによる開裂、ならびにECDRI*−Pstl−70
8およびEcoR1*−Ps t 1−198の単離、 (6)PstIによるH i r −2hの開裂、標識
化、BglIIによる開裂ならびにpstl*−Bgl
lI−570およびPstl*−シ已■−336の単離
、 (7)AvallによるH i f −2hの開裂、標
識U*−BglII−147の単離、 (8)PvuI[によるI(i f −2hの開裂、標
識化、Ps t I#よびBgll[による開裂ならび
にPvuI[*−PstI−486の単離。 断片を、ニー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギル
バート(上記)の方法により減成させたが、この場合同
著者により1978年9月に示された報告の変法を用い
た。生成物を、50mMトリス−硼酸、1mM ED
TA(pif8.3)中で0.1x25x36Gの12
%ポリアクリルアミドゲル(アクリルアミド/ビスアク
リルアミド−18/1)により分別化させ、その際70
0ボルトで6時間の予備処理の後、900ボルトで2.
8. 18および26時間処理した。 最良の結果は、ゲルを使用前2〜3日間にわたり室温に
維持した場合に得られた。 各長さのcDNA挿入物を両ストランドから配列決定し
、標識末端として役立つ各制限部位を緊張させた断片に
より配列決定した。かく得られたヌクレオチド配列を第
8〜10図に示す。 予期されるように、この挿入物における各制限部位の位
置は、制限酵素開裂のみにより測定される位置よりも完
全に位置決定され、これを第4図に示す。 第8〜10図について見ると、挿入物のへテロ重合部分
は5″末端における23G残基および7A残基(恐ら(
m R’N Aのポリ(A)末端を反映する)により、
ならびに3′末端における15C残基により示される。 参考のため、挿入物は、dG末端に続く第一ヌクレオチ
ドからポリ(〜残基の前の最終ヌクレオチドまで番号が
付けられる。位置57〜59におけるATG開始トリブ
レットおよび位置624〜626におけるT A 、A
停止トリプレットは、ナンセンスコドンにより中断され
ない解読枠を規定する。挿入物におけるこの領域内の2
つの他の解読枠はそれぞれ18fIIおよび12゛1固
のナンセンスコドンを有する。 さらに異なる解読枠におけるATGもしくはGTGおよ
び停止信号により示されて25個以上のアミノ酸のポリ
ペプチドをコードする他の配列は、それぞれヌクレオチ
ド226と304との間、640と778との間および
683と743との間に存在する。したがって、ヌクレ
オチド57と626との間の領域は、恐らく本発明にお
けるIFN−αの生物学的もしくは免疫学的活性を示す
ポリペプチドをコードするようなHif−2h断片のヌ
クレオチド配列を含むと思われる。 勿論、通常の方法〔ニー・エフストラチアジス等、上記
〕によるポリ(A’) RN Aからのクローン化cD
NAは5′末端ヌクレオチドを欠失しかつ人工的配列さ
え含みうろことを了解すべきである〔アール・アイ・リ
チャード等、「成鶏β−グロビンcDNAの分子クロー
ン化および配列分析」、ヌクレイツク・アシッド・リサ
ーチ、第7巻、第1137〜1146頁(1979)
) 、 したがって、ヌクレオチド57〜59に位置す
るATGが標準mRNAの最初のATGであるとは限ら
ない、しかしながら、以下の説明の目的で、ヌクレオチ
ド57〜59におけるATGが標準mRNAの最初のA
TGであると仮定する。 挿入物のこの領域によりコードされるポリペプチドを標
準ひとリンパ芽球細胞インターフェロンの35個末端ア
ミノ酸、すなわち、−−Asp−−(ケー・シー・ズー
ン等(上記〕およびエム・フンカピラーおよびエル・フ
ード(上記)により決定〕と比較すれば、選択解読枠は
適正であり、ヌクレオチド57〜124は「成熟」ポリ
プチドをコードするヌクレオチド配列に先立つ信号配列
をコードしうるちのと思われる。何故なら、公表された
配列と決定された配列とを並べて見ると(第24e目以
降のアミノ酸)、顕著な一致性を示すからである(すな
わち26〜35アミノ酸〕、 成熟液m RN Aにおいて、5′末端からの第−AU
Gトリプレットは通常、蛋白合成に対する開始部位であ
る〔エム・コザソク、「成熟核リポソームはどのように
してメツセンジャーRNAにおける開始域を選択するか
」、セル誌、第15巻、第1109〜1125頁(19
78)〕、リンパ芽球細胞インターフェロンの第一アミ
ノ酸に対応するHif−2h断片中のコドンは第−AU
Gからの22(IIのコドン(および第二AUGからの
141囚のコドン)であり、これはインターフェロンを
コードする配列に先立って、23個(もしくはそれ以下
の恐らく15個)のアミノ酸の信号ペプチドを決定する
配列があることを示している。長い方の推定信等配列は
11個の疎水性アミノ酸の非中断系列を含有し、短い方
のものは6個の疎水性アミノ酸のものを含有する。疎水
性歿基のこの蓄積が信号配列の特徴である〔ビー・ディ
ー・デビスおよびピー・シー・タイ、「膜を透過する蛋
白質分泌のメカニズム」、ネイチャー誌、第283巻、
第433〜438頁(1980)〕、 「成熟JIFN−αポリペプチドに明らかに対応するヌ
クレオチド配列は498個のヌクレオチドからなり、1
66個のアミノ酸をコードする。カルボキシ末端処理が
ないと仮定すれば、イ’/ター7エロンポリペプチドの
分子量は19.388である。コード配列の基本組成は
50%GCである。インターフェロンコード配列内のコ
ドン使用は、一般に補乳類m RN Aに対して示され
たものとよく一致する〔アール・グランタム等、「コド
ンカタログ使用およびゲノム仮説」、ヌクレイツク・ア
シッド・リサーチ、第8巻、第49〜62頁(1980
)〕、観察される全ての変(ヒは、関与する少数に起因
する。 勿論、II i f −2h断片につき第8〜10図に
示されたポリペプチドのtR造は、生体内酵素との相互
作用、たとえばグリコツレ−ジョン(glycosol
ation )によりもたらされたポリペプチドに対す
る変更を何も考慮に入れていない。 したがって、この構造は生体内で生産されるIFN−α
とは同一でないが、たとえ同一でないにしろ極めてg慎
した生物学的および免疫学的性質を有すると理解せねば
ならない。さらに、この構造は、たとえば単一もしくは
多重のペース置換、欠失、挿入もしくは転位を含む突然
変異またはこの構造の化学的誘導化のような他の変化が
IFN−α活性をも示す化合物を生成させうろことを示
唆する。 3、挿入IFN−αcDNAのプラスストランドの決定 mRNAと同じ配列を有するDNA鎖をプラスストラン
ドと名付け、その相補体をマイナスストランドと名付け
る。IFN−αcDNA挿入物のプラスストランドは第
5図に示すように同定された。Hit−2hDNAを制
限酵素BglIIによって開裂させ、末端をp32−燐
酸によって標識しくpstT−開裂末端について記載し
たように)そしてDNAをPstIにより切断して、よ
り長い(545b、p、 (上記した精度のより大きい
分析法により測定して57〔b、p、) )放射性断片
と、より短い(340b、p。 (上記した精度のより大きい分析により測定して336
b、p、) )ものとを生成させた。これら断片を変
性させそして誘発白血球からのポリ(A’) Fに対し
80%ホルムアミド、0.4M NaC1中において
、すなわちDNA−DNA再結合が生じないような条件
(上記)の下でヒブリド化させた。核酸をヌクレアーゼ
S1で切断し、これは全ての単一鎖核酸、特に非ヒブリ
ド化P32−DNAを減成し、そして生成物をポリアク
リルアミドゲルで分離した〔アール・エフ・ライ−バー
およびシー・ワイスマン、「バーク−シャープ法の変法
によるRNAの地図化」、ヌクレ・インク・アシッド・
リサーチ、第7巻、第11175〜1193頁(197
9)〕、放射能写真は、短い方のヌクレオチド断片のみ
がヒブリド化されかつポリ<A’) RN Aにより保
護されていることを示し、この5″−1%短ヌクレオチ
ド鎖をマイナスストランドと同定した。プラスストラン
ドの方向性は、したがって、第4図および第5図(右手
側)に示される通りである。 ・NA例 前節に記載したと同じ実験を行なったが、ポリ(A>
RN Aは、センダイウィルス誘発白血球の場合と同じ
手順により調製した非誘発ひと白血球からのものとした
。検出しろる量の標fiDNAは保護されなか9た。前
節の結果と比較して、非誘発細胞からのポリ(A) R
N Aは、誘発細胞からのポリ(A”) RN Aにお
けるよりも約1/20以下の量の、Hi f −2hに
ダブリド化しうるmRNAを含有する。 Z−pBR322(Ps t)/Inc IF −
pBR322のPst1部位は、β−ラクタマーゼ(ペ
ニシリナーゼ)遺伝子内に存在する。 したがって、コードDNA断片(たとえば、遺伝子の全
部または一″部からなるcDNA)を適正方向および適
正解読枠における位置に結合すれば、融合蛋白質が得ら
れる。この蛋白質は、β−ラクタマーゼのアミノ末端部
分がらなり、それに続いて挿入DNA配列がコードする
アミノ酸配列が存在する(エル・ビラーカマロフ等、上
記)、挿入DNA断片がそれ自身の開始信号を含むDN
A配列からなりかっβ−ラクタマーゼ配列と一致する停
止信号を備えた配列を有すれば、停止および再開始が第
二開始信号において起こり、非融合活性蛋白質が生ずる
であろう(ニー・シー・ワイ・チャング等、上記〕、)
(if−4cに関連したDNA挿入物が適正解読枠中に
挿入されてβ−ラクタマーゼ遺伝子内で発現するのを確
保するため、−組のpBR322の誘導体、すなわちp
KT279、pKT280およびpKT287(ケー・
タルマッシ等、[信号配列コード化領域における独特な
PstIクローン化部位を有するプラスミドベクターの
作成」、ジーン誌、第12巻、第235〜241頁(1
980)に記載された手法により作成〕を使用した。こ
れら誘導体の各々はps t T部位を有し、その位置
はその部位に結合されたDNA挿入物が他の誘導体のP
st1部位における挿入物からの異なる解読枠中に存在
するような位置である。すなわち、第6図から判るよう
に、pKT279はプラスミドのプレペニシリナーゼ遺
伝子のヌクレオチド74に位置するPst1部位を有し
、pK7280はヌクレオチド75に、またpK728
7はヌクレオチド82にそれぞれPstI部位を有する
。 各プラスミドの残余の配列はpBR322における周知
配列である。したがって、この組みは、全ての3つの解
読枠におけるβ−ラクタマーゼ遺伝子中へのDNAの挿
入を可能にする。Hif−2hからのPstl切断挿入
物を、Hit−4c断片について記載したように調製し
た。Hlf−2hPs t I断片(10ng)を、2
0,171の10mMトリス−HC1(pH7,5)
、6 mMMgCI2.100mM NaC1,6m
Mβ−メルカプトエタノ・−ル、200μs/mlゼラ
チンおよびQ、1mM ATPの中でPst■開裂p
BR322、pKT279、pKT280またはpKT
287(それぞれ10ng)と混合し、0.1単位のT
、DNAリガーゼにニーイングランド・ビオラブ社)と
共に10℃にて16時間培養した。得られた組替えDN
A分子をZ−pBR322(Ps t)/Hc IF−
2hSZ−pKT279 (P s t) /Hc I
F−−2hSZ−pK7280 (Pst)/HcI
F−2hおよびZ−pKT287 (Ps t)/Hc
IF−2hと名付ける。イー・コリT(B101をこれ
ら組替えDNA分子のそれぞれにより形質転換させ、そ
して形質転換したコロニーを前記したようにテトラサイ
クリン含有寒天板の上で選択した。形質転換細菌のテト
ラサイクリン耐性クローンは循環ベクターを含有するの
で、各組の細菌コロニーをミリポアフィルタ−上で生育
させ、そしてp32−標識Hif−4c断片にダブリド
化するコロニーを上記のように同定しかつ選択した。こ
れらの菌株は次のように名付けられた: イー・コリHB101 (Z−pBR322(Ps
t)/Hc I F−2h−AHI)乃至(−AH3)
; イー・コリ)IB 101 (Z−pKT279(P
st)/HcIF−2h−AHll乃至(−AH8)’
i イー・コリHB101 (Z−pK7280(P、s
t) /Hc I F−2h−AHI)乃至(−AH
8); イー・コリHB101 (Z−pK7287(Ps
t)/Hc IF−2h−AHI)乃至(−AH8) 上記菌株の規程かならびに菌株Z−pBR322(Ps
t)/Hc IF−SNI〜95(7)規程かの抽出
物を、IFN−α活性につき試験した。細菌をトリプト
ン培地において固定相で増殖させ、回収し、1/2Of
!量(培養物の容量に対し)の50mMトリス−HCI
(pH8)、30mM NaC1で洗浄しそして凍結
させた。 解凍後、♀■胞を下記容量の前記緩衝液に再懸濁させそ
してリゾチームを1■/mlまで加えた。 0℃にて60分間の後、懸濁物を凍結させ(エタノール
−ドライアイス浴)、5回解凍させ(37℃にて)、ツ
ルバールG S A 型ロータで1200 Orpmに
て10分間遠心分離した。成る場合には上澄液(S 3
0)の一部をさらにスピンコロ5型ロータで100.0
00 x gにて遠心分離し、上澄液(3100)を回
収した。このような上澄液を、細胞病理学的効果減少分
析によりIFN−α活性について選別した(実験1〕、
実験lにおいて陽性反応を示すコロニーならびに上記の
組Z−pBR322/Hc I F−SN1〜5N95
からのクローンを、より低希釈にて再分析した(実験2
〕、 抽出物源: イー・コリHB101(下記により形質転換)Z−pB
R322(Pst ) S 30 ?
/ 1(clF−2h Z−pBR322(Pst ) S 30
?/ HclF−2h−AH−1to 3Z−p
KT279 (Pst ) S 30
?/HcIF−2h−AI−1to 7 Z−pKT279 (Pst ) S 30
陽性/ HclF−2h−AH−8 Z−pKT280 (Pst ) S 30
?/ HcIF−2h−AI−2,6,7Z−
pK7280 (Pst ) S 30
陽性/ HclF−2h−AH−1,3,4,5Z−p
H↑287(Pst) S30 ?/
1lclF−2h−八I+−1,2,3,4,5,8
Z−pKT287 (Pst ) S 30
陽性/HcIF−2h−^トロ、7抽 出物源: イー・コリHB101(下記により形質転換)実験2*
* 調製物 IFN−α活性(IU/m1) Z−pKT279/ HcIF S30および
300−2h−All−88100 Z−pKT280/ HclF S30および
300−2h−AI−1,3,4,55IOQZ−p
KT287/ HclF S30および 3o
。 −2h−AH−6および7 5100Z−pBR32
2(Pst ) S30 陰性/ l
1clF−SN−4’、 5.7.
(< 10)9.10.11.13乃至16 Z−pBR322(Pst ) S30
陰性/ 1cIF−SN−18乃至
(<10)22.24,25.27.30 乃至34 Z−pBR322(Pst ) S30
陰性/ HclF−SN−38乃至
(<10)41.43.乃至48 Z−pBR322(Pst ) S30
10/ HclF−SN−1乃至 3.6,8.12.17.23.26 Z−pBR322(Pst ) S30
10/ tlclF−SN−28,29゜ 36.37.49 Z−pBR322(Pst ) S30
200/ HclF−SN−35,42 * 実験1: 1:150の最終希釈にて抽出物を分
析 **実験2: 1:6の最終希釈にて抽出物を分析 上記からの、より活性の大きいものの幾つかをさらに詳
細に検査した。培養物を対数相の後期まで増殖させ(見
掛けoD650は約0.9)*、細胞を1150の培養
物容量にて上記のように溶菌させた。若干活性を有する
が陰性比較(S30;5100:0;O)としてZ−p
BR322(Ps t)/Hc TF−SN32を用い
れば、次の結果が得られる: 。 抽出物源 イー・コリHB101 調製物 IFN−α活性
**(下記により形質 (IO/m1)
Z−pKT279 (Pst ) S30,5100
100; 300/ HcIF−2h−Al8 Z−pK7280 (Pst ) S30.5100
1000; 1000/ IIcIF−2h−At
(3 Z−pK7287(Pst) S30,5100
200;200/ HclF−2h−Al16 Z−pBR322(Pst ) 530,5100
1000; 1000/ HdF−SN35 Z−pBR322(Pst ) S30.5100
300; 100/ HclF−SN42 Z−pBR322(Pst ) S30,5100
O; 0(比較として活性し / 1IcTF−SN32 ベルを0
とする)* 3001!もしくはそれ以上のIFN
−αの培養物を、何らIFN−α活性 の損失なしに生育させることができる。 ** 上記発現は、ペニシリナーゼ発現制御配列の管理
下における遺伝子によるイ ンターフェロン生産を反映すると理解 することができる。 これら菌株により生産された実際の蛋白質は、TFHに
無関係にアミノ酸に融合してまたはIFNの信号配列の
全部もしくは一部を含んで生産されたかどうか決定する
よう構造的に分析しなかったことを了解すべきである。 しかしながら、少な(とも蛋白質が生成されれば、これ
はIFHの免疫学的もしくは生物学的活性を示す。した
がって、この発現した蛋白質は有用である。この蛋白質
をコードするDNA配列が1(u I F N−αに関
連するDNA配列であることを蛋白質の活性が示すこと
は特に重要である。 かくして、例示したようなりNA配列を使用して他の同
様なHu I F N−α関連DNA配列を選択するこ
と、および成熟インターフェロンもしくはその変種を発
現し或いは特定の発現蛋白質の収量を向上させるような
他の構成に対し基礎を与えることは当業者の範囲内にあ
る。 蛋白質の生産レベルは2つの要因により支配される:す
なわち、細胞内の遺伝子のコピー数とそれら遺伝子コピ
ーが転写されかつ翻訳される効率とである。転写および
翻訳(これらは共同して発現となる)の効率は次いでヌ
クレオチド配列に依存し、これは通常所望のコード配列
の前方に位置する。これらのヌクレオチド配列すなわぢ
発現制御配列は、特にRNAポリメラーゼが相互作用し
て転写を開始させる(プロモータ配列)と共にリポソー
ムがmRNA (転写の生成物)と結合し、かつ相互作
用して翻訳を開始させる位置を規定する。必ずしもこの
種の全ての発現制御配列が同等の効率をもって作用する
とは躍らない。したがって、所望蛋白質に対する特異的
コード配列をその隣接するヌクレオチド配列から分離し
、これらを寧ろ他の公知の発現制御配列に融合させてよ
り高レベルの発現に好適とするのが有利である。これも
達成されるが、新たに処理されたDNA断片を多重コピ
ープラスミドまたはバクテリオファージ誘導体に挿入し
て細胞内の遺伝子コピーの数を増加させ、それによりさ
らに発現蛋白質の収量を向上させることもできる。 幾つかの発現制御配列を上記のように使用することがで
きる。これらには、イー・コリのラクトースオペロンの
オペレータ、プロモータおよびリポソーム結合かつ相互
作用配列(たとえばシャインーダルガルノ配列のような
配列を含ム)(“lac系”)、イー・コリのトリプト
ファン合成酵素系の対応配列(“trp系”)、ファー
ジλの主要なオペレータおよびプロモーフ域(OlPL
および0RPR1)、ファージfdコート蛋白の制御
域、或いは原子核(原核)もしくは成熟核(真核)細胞
およびそのウィルスの遺伝子の発現を制御するその他の
配列が包含される。したがって、適当な宿主において特
定ポリペプチドの生産を向上させるには、そのポリペプ
チドをコードする遺伝子を前記のように′A製し、これ
を含有する組替えDNA分子から取出して、前記発現制
御配列に一層近接して或いは上記発現制御配列の一つを
管理しながら組替えDNA分子中に再挿入する。この種
の方法は当分野で公知である。 所望生成物の細胞収量の増加は、細胞中で使用しうる遺
伝子数の増加に依存する。これは、たとえば組替えDN
A分子を前記したように中庸のバクテリオファージλ(
NM989) 中に挿入することにより、特に簡単には
制限酵素でプラスミドを切断することにより達成され、
それにより線状分子を生成させて、これを次いで制限フ
ァージスクローン化ベヒクル〔たとえばエフ・イー・ム
レイ等、「試験管内組替え遺伝子の回収を簡単にするλ
ファージ」、モレキュラー・ジーン・ゲネチックス、第
150巻、第53〜61頁(1977)およびエフ・イ
ー・ムレイ等、「バクテリオファージT4からのDNA
リガーゼ遺伝子の分子クローン化」、ジャーナル・モレ
キュラー・バイオロジー、第132巻、第493〜50
5頁(1979)に記載されている種類〕と混合し、そ
してDNAリガーゼと共に培養して組替えDNA分子を
生成させる。次いで、所望の組替えファージを前記のよ
うに選択しかつ使用して宿主菌株の大腸菌を溶菌させる
。 特に有用なλクローン化ベヒクルは、抑圧遺伝子三」に
おける感温性突然変異と遺伝子王における抑圧性突然変
異とを含み、その生成物は宿主細胞の溶菌に必要であり
かつ遺伝子E、すなわちその生成物はウィルスの主要な
カプシド蛋白質である。この系を用いて、溶菌細胞を3
2℃で生育させ、次いで45℃まで加熱してプロファー
ジの切断を誘導させる。37℃における長期生育は高レ
ベルの蛋白質生産をもたらし、これらは細胞内に保持さ
れる。何故なら、これらは通常の方法でファージ遺伝子
生成物によって溶菌されずかつファージ遺伝子挿入物は
カプセル化されていないで転写用に利用され続けるから
である。次いで、細胞の人工的溶菌は所望生成物を高収
量で遊離する。 上記した過程によりZ pBR322(Pst)/H
cIF−SN35で形質転換させた宿主から生産されて
ひと白血球インターフェロンの生物学的もしくは免疫学
的活性を示すようなポリペプチドの収量を増加させる初
期の試みにおいて、ヒゲリド中のDNA挿入物の制限地
図を決定した。この地図は、Hif−2hと比較して、
Hif−SN35が配列の3′末端を示すPst1部位
を欠失しており、信号配列の一部が欠失しており(コド
ン7まで)かつ信号配列におけるAvaf1部位がBs
pr部位により交換されていることを示した。したがっ
て、Hi f−SN35はHif−2hの多形的もしく
は対立的変種であると思われる。 プラスミドl4if−SN35をPstlにより開裂さ
せ、得られたDNA鎖を標準法により両端部で復帰(c
hesn back )させ、そしてそこにLAC−A
lu断片(下記)を挿入してプラスミドを再び閉環させ
た。Z−pBR322(Pst)/HcIF−SN35
−AHL6と同定された変型プラスミドの実際の構造お
よび大腸菌中に生産された蛋白質のアミノ末端における
アミノ酸配列を決定した。この構造のヌクレオチド配列
は、LAC−Alu断片がIFN−α1 (SN35
)の第一アミノ酸から離れた1(1mのアミノ酸を結合
したことを示している。 大腸菌で発現された蛋白質のアミノ末端部のアミノ酸配
列は、IFN−α1 (SN35)配列に融合した6
個のアミノ酸を有する融合蛋白質が生産されたことを示
している。しかしながら、変型プラスミドにより形質転
換された宿主は、未改変Z−pBR322(Pst)/
HcIF−SN35により形質転換された宿主と比較し
て、ひと白血球インターフェロンの生物学的もしくは免
疫学的活性を示す約100倍多いポリペプチドを生産す
る。 第25図を参照すれば、Z−pBR322(Ps t)
/Hc I F−SN35 (第25図における5N
35)で形質転換させた宿主により生産されて、ひと白
血球・インターフェロンの免疫学的もしくは生物学的活
性を示すようなポリペプチドの収量を向上させる他の試
みが図示されている。Bspl (キツス博士より寄
!!1)により標準法を用いてダブリドプラスミドを開
裂させた。なお、このBsplは当業界で既知の容易に
入手しうる制限酵素であって、たとえばA、キツス等「
バチルス・スファエリクスからの新配列−特異性エンド
ヌクレアーゼ(Bsp)Jジーン誌、第1巻、第323
〜329頁(1977)の論文に詳述されている。この
BspTは、第8図に示すように、DNAを配列GGC
Cにて切断する。制限酵素を熱失活(65℃、30分)
させた後、混合物を50mMトリス−HCI(pH8)
に調製して加熱した(37℃、30分〕、フェノールと
エタノールとで抽出した後、最大のα1cDNA断片を
低温ゲル化アガロース(0,8%)上で単離しそしてH
i n d IIIリンカ−を結合させた。次いで、こ
の変型断片をHindI[[−開裂プラスミドll5−
p13R322(Eco)/12acUV5−150
(“Lac−150”)* (エッチ・シャーシー
により寄贈)に結合させたが、これは断片含有ゲル片(
それぞれ約20μm)を65℃にて溶融させ、37℃ま
で冷却しかつ1μl当り20UのT4DNAリガーゼを
加えて行なった
【 *このプラスミドはlacプロモー
タHa em−202b、p、断片を含有し〔ダプリュ
ートギルバート等、rLac抑圧剤のラクトースオペレ
ータ配列および作用」、蛋白質リガンド相互作用、エッ
チ・スンドおよびジー・ブラウアー編(ベルリン、ワル
ター・デ・グルイタ−)、第193〜206頁およびケ
ー・バックマン等、「試験管内において組替え処理を使
用するプラスミドに対する遺伝子発現の最大化」、セル
誌、第13巻、第65〜71頁(1978))、その3
′末端にてECORIリンカにより示される 】。15
℃にて16時間の後、固化ゲルにおいて結合が生じた〔
エッチ・レーラソハ、私的通信、1980〕、 1/10容量の100mM)リス−)ICI(pl+7
.5)、100mM CaCl2.100mMMgC
l、を試料に加え、これを65℃にて5分間加熱し、3
7℃まで冷却した。次いで、この試料を使用してCa″
″“処理イー・コリHB101を形質転換させ、0℃に
て20分間培養し、42℃にて1分間および20℃にて
10分間加熱した。1モルのトリプトン培地を加えた後
、試料を37℃にて60分間培養しそしてアンピシリン
を含有する寒天板上に接種した。プラスミドDNAをこ
れら培養物から前記のように分離しそしてLAC断片に
隣接する5′末端を持ったIFN−α1挿入物を含有す
るダブリドプラスミドを制限分析により同定した。次い
で、プラスミドを常法によりEcoRIで開裂させかつ
エンドヌクレアーゼBAL−31で切断させ(0,06
0/ml、30℃で2〜4分間)、LAC断片の結合E
coRT末端を除去しかつβ−ガラクトシダーゼコード
部分を短縮させた。 処理プラスミドが完全なIFN−α1コ一ド配列を含有
するのを確実にするため、次いでプラスミドを常法によ
りBglIIで開裂させ、上記のように後処理しそして
最大断片をアガロースゲル(0,8%)上で分離した。 次いで、この断片をZ pBR322(Pst)/H
cIF−SN35からのBspl−BglII断片と合
し、得られたヒブリドプラス、ミドを使用して上記のよ
うにイー・コリHB101を形質転換させた。この形質
転換したコロニーをIFN活性につき選別し、高レベル
のIFN活性を有する1つのクローンを選択した。この
クローンをイー・コリHB101 (C8−IFN−α
1)およびそのダブリドプラスミドC3−IFN−α1
と名付けた。 C3−IFN−α1のDNA配列分析は、開始トリプレ
ットの後のコード配列がβ−ガラクトシダーゼの最初の
7 (IIのアミノ酸と、融合により生成したPro残
基と、IFN−α1信号配列およびIFN−α1 (
SN35)配列のアミノ酸16〜23とを決定したこと
を示している。ダブリドプラスミドC3−IFN−α1
で形質転換させたイー・コリミニセル菌t−(DS41
0)は、未改変Z pBR322(Pst)/Hif
−SN35で形質転換させたミニセルと比較し、)lu
I FHの免疫学的もしくは生物学的活性を示すポリ
ペプチドを1i当り約500万単位すなわち約2500
倍多く生産する。プラスミドCB−IFN−α1により
生産されたポリペプチドのアミノ酸配列は、生産物がβ
−ガラクトシダーゼからの7個のアミノ酸と融合により
生じた111Iのアミノ酸とIFN−αlに融合された
IFN−α1信号配列のアミノ酸16〜23とを有する
融合蛋白質であることを確認させた。 さらに、本発明により蛋白質収量を向上させる種々の構
成の例を、他の型のIFN−αに関連して検討した(下
記〕、 ダブリドプラスミドで形質転換させた大腸の性質 1、トリプシンに対するIFN−α活性の感受性 標準1(urFN−α(比活性、1,2xlO’U/■
、50U)ならびにイー・コリHB101(Z−pK7
287 (Pst)/HcTF−20h−AH6)の
5100抽出9J (“Hir−287−6抽出物”)
(200U/ml、l0U)およびイー・コリHB10
1 (Z−pBR322(Ps t) /Hc I
F−SN35)の8100抽出物(“)(if−35抽
出物”)(1000U/ml、50U)の試料50μl
を、下記のように種々な量のトリプシンと共に、37℃
にて30分間培養した。5100抽出物は高蛋白質含量
を有する一方、Hu I FN−αはそうでないので、
HulFN−αと比較5100抽出物Hif−32との
混合物を並行的に試験した。 rFN−α トリプシン IFN−α11uIFN
−α (50,crf 0 50
の1lif−325100抽 0.1 50
出物中50単位) 1 5011if
−287−65100抽 0 15出物
(10単位) 0.1 1550
G したがって、抽出物のIFN−αは、トリプシンおよび
したがって蛋白質に対し感受性である。 l1if−355100抽出′ 0 30
物(50単位’) 0.1 202、
セファデックスc−too上のクロマト抽出物Hi f
−35(1ml)およびイー・コリHB101 (Z
pBR322(Pst)/ Hc T F −3反
32)の8100抽出物(″Hif−32抽出物”)を
32m1のセファデックスG−100カラム上で、50
m M m酸カリウム緩市液(pH7,4)にて4℃
でクロマトグラフにかけた。チトクロームc (0,2
■)を内部標識として加えた。流速を2ml/hrとし
、1、Onilづつのフラクションを集めた。280I
mおよび405Im(チトクロームC)における吸光度
とIFN−α活性とを測定した。第7図に示すように、
Hif−35抽出物のIFN〜α活性は、チトクローム
Cの前に、約0.45のKD値をもって溶出された。し
たがって、この物質の見掛は分子量は約20,000〜
30.000 (ヌクレオチド配列決定により、カルボ
キシ末端処理なしと仮定して測定した分子量は19.3
88)であり、比較抽出物)(if−32のフラクショ
ンには活性が検出されなかった。 遭− HulFN−orC比活性1.2X1061U/■)と
Hif−35/Hif−2876の8100抽出物とを
、10%子牛血清を含む100I!、i?の改変イーグ
ル培地(M E M)中において、Hu I F N−
α〔ケー・カンチル、1976年2月24日に調製、比
活性450.000弔位/ml)に対する羊抗血清の種
々な希釈により37℃で30分間培養し、45μlを細
胞病理学的効果減少分析によりIFN−α活性につき分
析した〔抗体自身は細胞病理学的効果を起こさなかった
〕。 IFN−α調製 抗−白血球イン 双音IFNrFN−
α(10) 0 50.18
〜0.5 9 <0.1 450 <0.1 7(if −35抽出 015物 (25
) 0.18 159
<0.1 450 < 0.1 Hif −287−6015 抽出物(25) 0.18 159
<0.1 450 <0.1 なし O< 0.1 450 <0.1 抗体の作用が、たとえば蛋白質分解のような非特異的作
用に基づくものでないことを示すため、ねずみインター
フェロン系を用いて同様な実験を行なった。 IFNa製 抗−白血球イン IFN活性ねずみ調
製物 4500 100(100単位
) 90 100かくして、特にH
uIFN−αに向けられた抗体は、HcIF−2h
DNA配列を含有する成る種の組替えDNA分子により
形質転換させた大腸菌で生産されるポリペプチドのIF
N−α活性を阻害する。大腸菌で生産されたIFN−α
に対する抗体の明らかな低親和性は、これと天然Hu
I FN−αとの間の構造上の相違を反映し、たとえば
内水化物成分の不存在、信号配列の存在またはβ−ラク
タマーゼ配列の一部に対する融合を反映する。 ひとccL23fll胞またはねずみL929に■胞を
イー・コリ抽出物、HulFN−α〔ケー・カンチルの
方法により調製、比活性1.2x1os’li位/mg
E マタハネfミI F (N、 I 、 II、
ilJ準)で処理し、これにつ・イルスを接種しくひと
細胞の場合はメンゴウィルスを用い、ねずみ細胞の場合
はVSVを用いた)、そしてI FN=α活性を細胞病
理学的効果減少分析によって測定した。 。 ねずみ−インターフェ 120ロン(1
201!を位/慴1) )1 i f −35抽出物 100 13
1(i f −287−6抽出物 304Hu
夏 FN −or 100
4(100単位/m1) 11ulFN−t! 1000 40
(1000単位/IWl) これらの結果は、1(if 35およびHif−28
7−6抽出物がひと細胞に対し保護作用を有しかつねず
み細胞に対し圃く僅かの効果(〜10%)しか持たない
ことを示しており、これはひとインターフェロンに対し
典型的なことである。 5、幾つかの細胞機能に対する効果 イー・コリHB101 (Z−pBR322(Pst
)/Hif 5N35 AHL6)からの抽出物を
、幾つかの細胞機能に対する効果につき、標準IFNと
比較した。イー・コリ製のIFN−αは、天然IFN−
αの次の性質を示した:(1)ひとリンパ球の自然致死
活性を高め、(2)抗体依存性の細胞媒介される細胞毒
性を高め、(3)抗原−およびミトゲン−誘発される白
血球移動阻害を抑制し、1かつ!4) I F N−感
受性バーキソト(Burki Lt )リンパ腫細胞の
成長を抑制する。これら性質は、ひと腫瘍および癌に対
する大腸菌合成されたIFN−α1活性を示唆する。 アミン末&jJ配列のないIFN−αもまた大腸菌で作
られ、IFN活性と一致する活性を有することが示され
た。 適当な組替えDNA分子を作成するため、プラスミドH
if−2h(上記)をEcoRIおよびBamHIによ
り部分的に切断し、そしてIFN−α1コ一ド配列を含
有する断片をアガロースゲルで分離し、Hif−2h(
上記)と比較してダブリド挿入物の3′末端に隣接した
PstI部位を欠失するプラスミドHi f−SN35
のEcoRI/BamHI制限から得られた非−IFN
−α1コ一ド配列と混合した。次いで、得られたプラス
ミドをPstI/Bg1■により処理してIFN−α1
コ一ド配列のアミノ末端部分を除去した。その個所に、
pvu■によるプラスミドHif−2hの切断と、Ba
lエンドヌクレアーゼによる処理と、Pst■リンカ−
の結合と、Bglnによる制限とにより調製された一連
のIFN−α1断片を挿入した。このようにして得られ
たプラスミドは、そのアミノ末端配列の種々な部分を欠
失した一連のIFN−α1コ一ド配列を含有していた。 これらの1種(プラスミド2H−M8)を旦ユ」■で切
断して、そのヌクレオチド配列を決定した。この配列は
、プラスミド2 H−M 8がPst部位とIFN−α
1の第一コトン(CYS)との間に数四のヌクレオチド
を有することを示し、た。したがって、PstI切断さ
れたプラスミド2H−M8をT4ポリヌクレアーゼ/d
ATP。 S1エキソヌクレアーゼで処理しそして5alIにより
切断させた。この過程は一連の断片を形成し、そのIF
N−α1コ一ド配列はアミノ末端部分を欠失していた。 次いで、これらの断片を、Ec oRIによる切断とエ
キソヌクレアーゼS1による処理と5alIによる切断
とで ゛プラスミドLac3V8から調製したGUA−
LAC断片に作用結合させることにより、LAC制御下
に置いた。かく得られた一連のプラスミドは、LACプ
ロモータを含有する断片にAUGを介して反時計方向に
結合したアミノ末端の種々な部分を欠失するIFN−α
1コ一ド配列を有した。 これらプラスミドの幾つかを配列決定した。 一つはIFN−αlの第5番目のアミノ酸から開始し、
一つはIFN−α1の第10番目のアミノ酸から開始し
た。イー・コリ・ミニセル(DS410)において、こ
れらプラスミドの両者はIFN活性を示すポリペプチド
を生産した。したがって、必ずしも全てのIFN−α1
蛋白質がIFN活性のため必要とされるとは限らない。 配列は次のように作成した: (1) Z−pBR322(P s t) /He
I F−2h(プラスミド Hit−2h)をEcoR
IおよびB a m HIで部分制限した。これにより
pBR322のBamH1部位からDNA断片を作成し
く第1図)、これはIFN−α信号を介して延びかつプ
ラスミドHif−2hの配列をコードすると共にプラス
ミドHi r −2hの■Fi−α挿入物における3′
非コード化領域に位置するECoRI部位で終端する(
第4図および第10図のヌクレオチド685−690を
参照〕、 (2)次いで、この1IIr片をプラスミドH’+f−
SN35のE c o RI / B a m HI断
片と結合させた。このE c o RI / B a
m HI断片は最初の断片の逆であって、IFN−αの
3′非コード領域におけるEcoR1部位から初期のp
BR322を介してpBR322の1土!HI部位まで
延在する。プラスミドHif−2hからの断片と結合さ
せれば、得られるプラスミド(Hi f−SN35)は
I FN−α配列の3′末端におけるPst1部位を欠
失し、Hif−2hのIFN−α信号配列に対する完全
なコード配列を有する。 (3)次いで、得られたプラスミドをPst Iおよ
びBglIIで制限してIFN−αコード領域における
Bg111部位(第4図および第9図のヌクレオチド3
13−318を参照)からpBR322由来の配列を介
してL土」■部位まで延びる断片を作成した。かくして
この配列は、IFN−αの5′非コード領域とIFN−
αの信号配列をコードする領域とIFN−αの5′コー
ド領域の1部とを欠失する。 (411FN−αのアミノ末端をコードする配列の1部
を欠失したDNA配列を作成するには、上記(3)で作
成した配列をアミン末端コード領域の1部を欠失するよ
う作成した一連の配列と組合せる必要がある。 これを行うため本発明は巳ヱユ■でHif−2hを開裂
させ、このエンドヌクレアーゼはプラスミドをIFN−
αの信号配列をコードする領域の中間で開裂する(第8
図のヌクレオチド97−103を参照〕、次いで、この
配列をBalエキソヌクレアーゼによって処理した。こ
の処理により一連のDNA配列が生ずると思われ、その
幾つかはIFN−αコード配列のアミノ末端領域におけ
る種々の部位から開始する。これはPvuff部位とr
FN−αコード領域の開始部位との間に位置子る信号配
列の25個以上のヌクレオチドを切断する必要がある(
第8図を参照〕、このBal切断の結果につき分析する
ため、切断配列の両末端に対しpsLIリンカを最初に
付着させ、次いでBgt■で制限した。 この結果、この1見ユ切断の際に除去されなかったIF
N−α配列の第1ヌクレオチドにP S t T 13
ンカが接続した小型のDNA配列が生じ、この配列はI
FN−αコード領域からBgln部位まで存在する。要
するに、これらの断片を上記(3)の配列に結合させる
と、IFN−α配列がBgln部位で再構成され、Ps
tlリンカは前記小型断片の他端部を上記(3)のDN
A配列のPstl制限断片に結合させる。その結果、H
if−2hと比較して、Pvu11部位からIFN−α
のコード領域まで存在するヌクレオチドの幾つかを欠失
する(P、a+切断のため)プラスミドが作成される。 (5) このように作成されたプラスミドの1種(2
H−M8)を分析用に選択した。しかしながら、このプ
ラスミドにおいてはBal切断が充分に行われておらず
、信号配列の幾つかのヌクレオチドがまだ残存していた
。従って、これをpstrで開裂させかつ再び切断して
信号配列に残存する全てのヌクレオチドとIFN−αの
アミノ末端部分をコードする少な(とも幾つかのヌクレ
オチドとを除去した。この切断には、S1エキソヌクレ
アーゼを使用した。次いで、得られた切断断片をLac
3Vgからの発現制御配列の制御下において発現させた
。 の同定 標準リンパ芽球細胞インターフェロン〔ズーン等(上記
)ならびにエム・フンカピラーおよびエル・フード(上
記)〕と)(if−2hl析片から推定された配列との
最初の35(IMのアミノ酸を比較すると9 f[!i
tの相違が示される。全ての場合、相違するアミノ酸に
対するコドンは、ワンベース(one−base)変化
により関連さ廿うるであろう。一方の標準リンパ芽球細
胞インターフェロンについて直接に決定されたアミノ酸
組成と、他方のHif−2h断片の配列から推定される
ものとでは、それらの017 % P r o 。 CysおよびMetの含有量に関して顕著な相違を示す
、これらの相違は多形現象では説明し得ない程大きい、
寧ろ、それらは、少なくとも2つの非対立遺伝子の存在
を反映していると思われる。何故なら、これら2種の蛋
白質の相違程度(26%差)は、たとえばひとと羊との
間のβ−グロビンのそれ(23%差)に近似する。 したがって、前記に同定された(上記)断片IT i
f −4cに対する弱いダブリド化を示したクローンを
検査し、クローン・イー・コリHB101 (Z−p
BR322(P3 t) /Hc I F−II −2
06)を同定した。 このクローンのダブリドブラスミドZ−pBR322(
Ps t)/Hc IF−II−206(Hc IF−
II−206’″)およびそのDNA挿入物(“Hif
−II−206断片”)は、Hi f −4CおよびH
if−2h断片に弱くヒブリド化している。プラスミド
Hif−1−206で形質転換させた大腸菌(イー・コ
リ)はHulFN−αの生物学的もしくは免疫学的活性
を示すポリペプチドを生産する。Hif−I[−206
断片は、Hif−2h断片について決定されたものとは
異なる制限地図を有する。 これら2riの制限地図の比較を第11図に示す。 ここでも、Hif−m−206WT片における制限部位
の絶対的位置は、制限地図化だけでは決定されない。し
かしながら、上記した標準法を用いる、この挿入物のヌ
クレオチド配列に関する配列決定は、これら位置の−N
絶対的な決定を可能にする。しかしながら、Hif−2
h断片と比較してHif−II−206断片の制限地図
には差があるので、これら2 f!:の挿入物のインタ
ーフェロン遺伝子は異なるヌクレオチド配列を有するこ
とが明らかである。 第12〜16図を参照すれば、培養物HclF−Gの挿
入DNA配列(Hif−II−206断片)と培養物H
cIF−E(下記)の挿入DNA配列(Hif−2h断
片)との上記で決定されたヌクレオチド配列ならびにこ
れらヌクレオチド配列によりコードされた蛋白質の対応
アミノ酸配列が示されている。Hif−II−206断
片、すなわち文献〔エフ・エム・ウィルキー等、ヌクレ
イツク・アシッド・リサーチ、第7@、第859〜87
7頁(1979))に記載された方法Bの手順を使用し
て培養物HclF−Gから単離したプラスミドDNAの
Pstl断片(790bp)のヌクレオチド配列を、ニ
ー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギルバートの標
準法(上記)を用いて決定した。用いた配列決定法を第
17図に示す。 制限DNA (通常約10μg)を、文献〔エフ・マン
ティ等、ジーン誌、第10巻、第1〜10頁(1980
))により記載されているように5′末端標通した。標
識断片を第二の制限酵素で開裂させ、生成物をトリス−
硼酸−EDTA緩衝液における5%ポリアクリルアミド
ゲルにより電気泳動にかけて分離し〔ニー・シー・ピー
コックおよびシー・ダブりニー・ジングマン、バイオケ
ミストリー、第6巻、第1818〜。 1827頁(1967))、ゲルから抽出しそして文献
〔ダブリュー・ミエーラー等、ジャーナル・モレキュラ
ー□・バイオロジー、第124巻、第343〜358頁
(197B))に記載されているように精製した。 第17図を参照して、配列決定用の各種断片を次のよう
に調製した: 25および26−−PstlによるHif−U−206
の開裂、標識化、BgllIによる開裂、ならびにPs
tl*−Bgll[断片(257bp)(“25”)と
Pstl*−Bgl■断片(279bp’)(“261
)との単離:21.22および23−−PvuIIによ
るII i f −11−206の開裂、標識化、Bg
lIIによる開裂、ならびにPvulI*−Bg l
Ir断片(88bp)(“21”)とPvuII*−B
gII[断片(176bp)じ22′)とPvul*−
Bglll断片(214bp)(“23”)との単離; 11S12.13および14−−BglIIによるHi
f−II 206の開裂、標識化、シ」Iによる開裂
ならびにBg I I[*−Ps t I断片(279
bp)(“14′″)および乱盈ユ■*−P3tI断片
とBg I lll一旦1」■*断片との実移動性混合
物の単離、PvuIIによるこの混合物の開裂ならびに
Bgl■*−pstI断片(257bp)(“13”)
とBg l II*−PvuI[断片(176bp)(
“12”)とBg 111*−PvuI[断片(88b
p)(11”)との単離; 27L、27U、41.43.44および45−−Hi
nflによるl1f−II−206の開裂、標識化なら
びに先駆体断片: Hi n f [*−Hlnf r
*(113bp)(”27P”)、11inf r*−
I(inr l* (146111))(″ 28 P
″ ) 、 ■(inr T*−Hlnr I
:h(159bp)(”30P”) 、Hinf l+
l<−Hlnf I* (397bp)(”3IP”)
、およびHinf I*−Hlnf I* (1522
bp)(32P”)の単離。M b o Uによる28
Pの開裂ならびに断片HinfI*−Mb。 n (112bp)(”41″)の単離。M b 。 ■による30Pの開裂ならびに断片Hi n f I
*−MboII (126bp) (“43”)の
単離。 Pstlによる31Pの開裂ならびに断片Hinf1*
−PstI (151bp) (“44”)の単離。p
stlによる32Pの開裂ならびに断片Hinf r*
−Ps t I (139bp)(45”)の単離。2
種のストランド (“27U”および27L”)を得るための27Pのス
トランド分離。 27Uおよび27L以外の全ての断片を、両ストランド
に関し配列決定し、しかも位置185におけるBg11
1部位以外につき配列決定用の起源として役立つ制限部
位にわたって決定した。 2種の挿入物によりコードされたアミノ酸配列を比較す
れば明らかなように、Hif−ff−206断片はHi
r −2h断片におけるよりもアミノ酸の1個少ない
インターフェロン状蛋白質をコードする(Hif−2h
に存在するアミノ酸44 (Asp) が)Tif−I
I−206には欠如している〕、さらに、2種の断片に
おけるヌクレオチド位置の10%と誘導アミノ酸残基の
17%とが異なる。 さらに、リンパ芽球細胞インターフェロンのアミノ末端
につき決定された35個のアミノ酸〔ケー・シー・ズー
ン等、サイエンス、第207巻、第527〜528頁(
1980))と比較して、挿入物H4f−II−206
はズーン等(上記)により決定された35(Ilのアミ
ノ酸残基とは5個の残基において異なる蛋白質をコード
する。したがって、白血球型(α型)の少なくとも3種
の異なるIFN遺伝子、すなわぢHif−2h断片とH
if−II−206断片とズーン等のIFHに対する遺
伝子被覆とが存在する筈である。インターフェロンの新
たに提案された命名法によれば、以下、これら遺伝子に
よりコードされる蛋白質を次のように同定する:IFN
遺伝子源 蛋白質 Hi f−2h T FN−αII(i
f−U 206 IFN−α2リンパ芽球細
胞からの tFN−α3IFN(ズーン等、上記) IFN−α1とIFN−α2との間の差は、ひとCCL
23と牛脂生腎(BEK)細胞とに対すみそれらの異な
る活性にも反映される。 Hi f−n 206 1.7 1.0 1
.7: 1([FN−α2) Hi f −SN35* * 0.05 1.0
1 : 20(IFN−α1) * ヒブリドプラスミドを含有する・イー・コリH[3
101を、トリプトン培地において振とうしながら約1
〜2のOD650まで増殖させた。細胞を収量し、秤量
し、初期培養容量の1/100もしくは1/20に再懸
濁させそしてリゾチーム−凍結−解凍法により溶菌させ
た〔ニス・ナガタ等、ネイチャー誌、第284巻、第3
16〜320頁(1980)〕、ミクロ測定板における
cpg減少分析法により5−30上澄液を試験した。比
較細胞からの抽出物は陰性であった(<1 10/ml
〕、ひとCCL23細胞と牛脂生腎(BEK)1m胞(
フロー)とをMEM−10%胎生牛血清中で生育させた
。IFN含有抽出物に対する露出を24時間行なった。 sit胞をメンゴウイルスの適当な希釈物によって処
理し、24時間後に染色した。数値を、既知測定値の部
分精製された白血球IFN(31製物PIF、ケー・カ
ンチルにより寄!!l)と比較して肉眼的に推定した。 この調製物は生細胞に対するよりもひと細胞に対し約3
倍活性が大であった。 **Hif−SN35とHif−2hとの制限地図を比
較すれば、それらが相互の多形質変種であることが示唆
される(上記〕、したがって、IFN−C1はIFN−
C2よりも、ひと細胞に対して約30倍低い活性を有す
る。しかしながら、これら両者は共に、生細胞に対しほ
ぼ同等の活性を有する。したがって、IFNは、ひとに
おける抗ウィルス剤および抗腫瘍もしくは抗癌剤として
の使用に加え、牛におけるこれらの病状を処置するにも
有用である。 たとえば、Hu I FN−αの調製物は、牛における
FMDVおよびその他周知のウィルス感染を処置する際
、標準法(上記)で使用することができるであろう。こ
のことは特にIFN−C1について云えることである。 何故なら、生細胞に対するその活性がひと細胞に対する
活性よりも約20倍高いからである。 次に、第28図を参照して、プラスミドCB−rFN−
α2を高収率で作成する手順を示す。 構成C8(上記)を有するIFN−C1の場合改善され
た収量が得られたので、IFN−C2についても同様な
構成を作成した。Z−pBR322(Pst)/Hif
−II−206をBsp■により完全にかつpvuI
[により部分的に(Piにて)開裂させ(第28図)、
867bpの断片を6%ポリアクリルアミドゲルで単離
し2590bpの断片に結合させた。得られたヒブリド
プラスミド(CB−IFN−C2)を使用してイー・コ
リHB101を形質転換させ、クローンをIFN活性に
つき選別し、た。高活性を示す1つのクローンを選択し
、イー・コリHB101 (C8−IFN−C2)と名
付けた。 ヒブリドプラスミドCB−IFN−α2のDNA配列決
定は、このプラスミドがC3−IFN−C1と同様に開
始コドンに続いてβ−ガラクトシダーゼの最初の7個の
アミノ酸と2個のDNA断片の融合により生じたPro
残基とIFN−C2信号配列のアミノ@16〜23をコ
ードするDNA配列とに関するDNA配列を有すること
を示した。したがうて、ここでもIFN−C2を含有す
る融合蛋白質が発現されると思われる。この事実は、こ
のプラスミドで形質転換された宿主により発現されるI
FN−αが融合蛋白であることを示唆する。 このプラスミドにより形質転換されたミニセルはIFH
の11当り100〜200X100万単位を与え、或い
は未改変Z−pBR322(Pst)/Hif−II
206により形質転′換されたミニセルよりも20.
000〜40.000倍高いIFN−C2の収量を与え
る。 C3−IFN−C1(50X10’単位/1)とC3−
IFN−C2(100〜200X100万単位/l)と
の相対的収量を比較すると、先ず驚くことに、IFN−
C2はひと細胞(上記)に対しIFN−C1よりも約3
0倍高い活性を示した。しかしながら、これら2種の0
8プラスミドで形質転換させたミニセルにより生産され
る2種の蛋白質の量の定量分析は、CB−IFN−α1
においてはCB−IFN−α2におけるよりも約5〜6
倍多い蛋白質が生産されてい・ることを示した。したが
って、IFN活性を基準として測定した収量は、CB−
IFN−α1の場合生産された蛋白質がずっと多い量だ
けずれていた。 次に第26図を参照して、IFN−α2の収量を向上さ
せる試みの他の構成を記載する。先ず、公知lacプロ
モータをAlulで制限しかつ第27図に示したような
断片(1つの末端につき)をEc oRIリンカ−(共
同研究により調製)で伸長させることにより、LACA
lu断片を含有する発現プラスミドを調製した。次いで
伸長した断片をpBR322のEc。 RI部位に挿入し、そしてEcoRI−Ec。 R1断片を構造から削除した。第26図に404として
示された得られたプラスミドをHindmおよびP V
11■で開裂させてIFN−α2含有断片を挿入した
。このIFN−α2断片は、Z−pBR322(Ps
t)/I(c TF−U−−206(第26図における
“206”)の部分的S a u 3 A制限と、)l
i ndTITリンカ−による5au3A断片の伸長
く第27図)と、BSpIでの開裂とにより鋼製した。 この断片をHindm−PvulI開裂されたプラスミ
ド404に挿入した後、得られたプラスミドをHind
’l[IとEc oRIとで制限し、S1ヌクレアーゼ
で処理してLACプロモータをIFN−α2遺伝子に近
接させかつ再結合させた。この構造は、LACプロモー
タの制御下においてIFN−α2DNA配列を有する。 さらに、IFN−α2配列は、そのプロモータの開始A
UGコドンの直後となる(第27図参照〕、したがって
、これらプラスミドにより生産されたIFNの少なくと
も一部は成熟IFN、たとえば信号配列からの如何なる
アミノ酸をも含まないIFNである。 ミニセルにおいて、これらプラスミドの1種であるLA
C−AUG (α2)により得られたIFN−α2の収
量はII当り5〜10x100万単位であった。 同様な結合原理に基づいて池のrFN−α2構造をも作
成した。ここでは、pBR322のペニシリナーゼ発現
制御配列は、AUG開始コドンを介してHi f−II
−206*からのIFN−α2遺伝子に結合されている
。 * この構造は、MboI[によるpBR322の部分
的切断と81での処理と上記したようなEc oRIリ
ンカ−の結合とpBR322のEcoRI部位に対する
断片の再挿入と1つのECoRI部位の削除とにより最
も効果的に作成できる。次いで、得られたプラスミド(
“β−lac−AUGプラスミド”)を、前記したよう
な206のS1処理(緩和に)されたH i n d
mリンカ−−BsplLfr片と組合せることができる
。EC□RIで開裂させかつSlとホスファターゼとで
処理した後、発現プラスミドβ−lac−AUG(α2
)を単離する。 他の遺伝子による構成は、単に構成β−12a c−A
UGプラスミドを使用して他の遺伝子もしくは構造を挿
入させることにより、或いはより好ましくはプラスミド
β−7ac−AUG (α2)自身に5au3A部位を
使用することにより、同様に行なうことができる。 このプラスミドは、β−j!ac−AUG(α2)と名
付けられ、宿主細胞を形質転換させるため使用すると、
他の蛋白質配列に融合することなくIFN−α2の生産
をもたらす。ミニセルにおいて、1i当り50〜100
XIOQ万単位の収量が観察された。このプラスミドは
、本発明により使用するのに最も好適なプラスミドであ
る。これはまた、本明細書中に記載した他のIFN−α
遺伝子と共に使用するにも好適である。本発明において
好適な宿主は、イー・コリD S 410 (ara
azide TonA lac y Tsxsin a
win b galλ xyl 5tepR)である
。この菌株は、好適プラスミドβ−/lac−AUG(
α2)の例と共にHclF−にとして寄託されている。 各種の10モ一タ配列と、リポソーム結合部位と、シャ
・インーダルガルノ配列と、プロモータとAU(1,開
始コドンと間のDNA配列とを使用しかつ本明細書中に
記載した各種のIFN−α遺伝子とを使用する他の構成
をも、同様の方法と原理とにより作成できる。勿論、こ
れらの構成も本発明により実現され、本発明の範囲内で
ある。 IFN−α1およびIFN−α2のダブリド分子 IFN−α1およびIFN−α2の多数のダブリド分子
を作成した。驚くことに、これらダブリド構造体は、そ
れらの親であるIFN−α1またはIFN−α2のいず
れかと比較して、定量的に異なる性質と活性とを有する
。 第28図を参照すれば、4種のこれらダブリド分子の構
造の略図が示されている。便宜上、これらダブリド分子
をプラスミド■、■、■および■と名付ける。これらの
溝造体において、制限酵素(Bsplはキツス博士から
寄贈され、その池のものはビオラブ社から得られた)に
よる切[折を、供給者により推奨されているように行な
った。部分的DNA開裂は酵素量を減少させて行なった
。制限酵素を熱失活(65℃、30分間)させた後、試
料を50mMトリス−HCI(pH8>にてg製し、必
要に応じ子牛腸アルカリホスファターゼ(ベーリンゲン
社)(DNA1μg当り1容量)を加えた。37°Cで
30分間の後、試料をフェノールとエタノールとで抽出
した。大抵の場合、DNA断片を低温度ゲル化アガロー
ス(0,8%)にて分離させた。結合のため、断片含有
のゲル片(それぞれ約20μl)を65℃で熔融させ、
37°Cに冷却しそして1μl当り20UのT4DNA
リガーゼを加えた。 混合物を15℃にて16時間保ち、固化ゲルにおいて結
合を生ぜしめた〔エッチ・レーラソハ、私的通信(19
80)〕、1/10容量の100mMl−リス−〇 C
1(pl+7.5 )と100mMのCacI2と10
0mMのMgC+2とを加え、試料を65℃にて5分間
加熱しそして37℃まで冷却した。次いで試料をCa“
処理されたミニセルに加え、0℃にて20分間培養し、
42℃にて1分間および20℃にて10分間加熱し、そ
して1mlのトリプトン培地を加えた。37℃にて60
分間培養した後、適当な抗生物質を含有する寒天板の上
に培養物を載置した。全てのプラスミドをIFN配列に
おける接合部にわたりヌクレオチド配列を分析して特性
化した。 ダブリド分子I、すなわちα−1(P v u II)
α−2ヒブリドをPvunによるC3−IFN−α1
(上記)(第28図におけるC8−α1)の部分的開裂
により作成し、脱燐酸化させ、PStlにより開裂させ
そしてPs t I−PvuII (P2)1346b
pの断片を単離した。この断片を1、pvunでのC3
−IFN−a2(上記)(第28図におけるC8−α2
)の完全開裂とPstlでの部分開裂とにより調製され
た2135bpのPs t I (a) −PvuI
I(P2)断片に結合させた。 ヒブリド分子■、すなわちα−1(BglU)α−2ヒ
ブリドは、ヒブリド分子IをBglIIにより開裂させ
て作成した。脱燐酸化の後、大きなりglII断片を単
離してこれをC3iFN−α2の小さな旦エユ■断片に
結合させた。クローン化の後、正しい方向性にて小さな
りgl■断片を有するヒブリドブラスミドを制限分析に
より同定した。 ヒブリド分子■、すなわちα−2(P v u I[)
α−1ヒブリドは、C3−IFN−α1をPvunで部
分開裂させ、脱燐酸化し、AvaIで開裂させ、次いで
1686bpのPvuU(P2)−Aval断片と32
33bpのPvull (Pt )−Aval断片とを
単離することにより作成した0次いでこれら断片をHc
lF−II−206(上記)(第28図におけるSN2
06)の3oobpのPvun(P、) −Pvull
(P2 )断片に結合させ、そして小さなPvull
断片を含有するプラスミドを形質転換大腸菌菌株のIF
N−α活性を分析して同定した。 ダブリド分子■、すなわちα−2(BglII)α−1
ヒブリドは、BglnおよびAva■でのC3−IFN
−αlの開裂によって作成し、そして1776bpの断
片を単離した。次いで、この断片をダブリド分子■の3
543bpのBg III−Ava I断片に結合させ
た。 互いに異なるインターフェロン種類の生物学的活性をも
測定した。各種のプラスミドで形質転換させたミニセル
(DS410)の培i物を増殖させ、細菌を遠心分離に
より収穫し、PBSで洗浄し、PBS中に懸濁させ(初
期容量の約1/20)、1■/mlのリゾチームおよび
10mMのEDTAと共に0℃で60分間培養し、4回
凍結・解凍を反復し、注射器中に5回通して剪断しそし
て遠心分離により開裂させた。 ひと、ねずみ、モルモットおよび牛の細胞に対する活性
は次の通りであった: 相対IFN活性 蛋白質源 ひと 牛 ねずみ モルモC3−IF
N−α2 1 1 0.01 0.03C8
−IFN−α1 0.03 1 0.3 0.0
3ヒブIJ )’ I O,00! 1
0.003− 0.003−0.008 0.01 上ゾリF n o、ooi i O,00
1o、oiヒダブド1111 110.3 ヒブIJFIV O,1120,1−0,005 陰性比較 驚くことに、全てのインターフェロンは生細胞に対しほ
ぼ同じ活性を示したが、IFN−α1とIFN−α1の
アミノ末端成分を有する2つのダブリドIFN(Iおよ
び■)とは、IFN−α2およびIFN−α2のアミノ
末端成分を有する2つのダブリドIFN(I[Iおよび
■)よりも、ひと細胞に対し約10〜1000倍低い活
性を示す、さらに驚くことに、IFN−α1のアミノ末
端部を有する2つのダブリドIFN(■および■)は、
IFN−αl自身よりも10倍以上低い活性をひと細胞
に対して示す。しかしながら、IFN−α2のアミノ末
端部を有する1つのダブリド(III)は、ひと細胞に
対しIFN−α2とほぼ同じ活性を示す。 生成させかつECORIリンカ−によりλチャロン4A
アームに結合させたひと胎児染色体DNAの断片から得
られたダブリドファージの集団をアール・エム・ローン
等、セル誌、第15巻、第1157〜1174頁(19
78)に従って調製した。この遺伝子集団を、pBR3
22(Pst)/Hif−2hから切断されたp32−
標識IFN−α1cDNA挿入物を試料として使用する
「現場」での方法により選別した〔ダブりニー・ディー
・ベントンおよびアール・ダブリュー・デビス、サイエ
ンス、第196巻、第180−182頁、(1977)
;ティー・マニアチス、セル誌、第15巻、第687〜
701頁(1978)〕、反復プラーク精製により24
0,0001VAのプラークがら16(固のヒフ゛リド
化陽性ファージクローンを単離した〔ティー・マニアチ
ス等、上記〕。10種のヒダリドファージDNA調製物
をそれぞれHindllI、Tacl、Hhal、Ba
mHI、EcoRIおよびBglllによって開裂させ
、そしてアガロースゲル上での電気泳動により断片を分
離してこれをミリポア膜に移し〔イー・エム・サウザー
ン、ジャーナル・モレキュラー・バイオロジー、第98
巻、第503〜517頁(1975) )、そしてp3
2−標識Hif−2hcDNA挿入物でダブリド化させ
た。第18図は、部分制限地図および種々の表として結
果を要約している。 そこに示されているように、各ダブリドファージDNA
a製物については、少なくともユニの特徴的制限部位が
確立され、さらにIFN−α1遺伝子試料にダブリド化
する領域が描写されている(黒矢印)*。 * 第18および24図におけるchr16上の陰影区
域は、Hif−2hcDNAに弱くダブリド化するがR
−ループ化を示さなかった配列を示す。 次に第18図および第24図を参照すれば、クローンc
hr−3およびchr−26は、幾つかのEcoRIお
よびHind[IIの断片を共有するので、それらの長
さの多くにわたって重複するDNA断片を示しうろこと
が判るであろう。さらに、chr−1のダブリド化部分
とchr−10のダブリド化部分の1つは、Hif長さ
くそれぞれ3.2 k bおよび0.95k b )を
有するので同じになるであろう。また、chr−16の
「右手側」のヒブリド化部分(第18図において“r”
と標識する)はchr−35のダブリド化部分と同一で
あると思われるが、これら2つのクローンの各々はHi
f−2hcDNAとをもたらすので反対方向に配向する
。したがって、恐ら(chr−16とchr−35との
挿入物は重なるであろう。 したがって、11個のダブリド染色体DNAの13個の
ダブリド化部分は10M類以上、すなわちchr−1、
chr−3、chr−12、chr−13、chr−1
6(左手側、第18図において“l”と標識する)、c
hr−26、chr−30、chr−35、chr−1
9およびchr−27になると思われる。 次に第24図を参照すれば、chr−1とchr−3と
chr−10とchr−26との重複およびchr−1
6とchr−35との重複が示されている。 上記のデータが示唆するところでは、個々のひとのゲノ
ムはHif−2hにクロスヒブリド化する10種以上の
異なるDNA配列を含有する。この結論は、クローン集
団中に検出された断片Hif−2h関連の配列の割合が
約16.000中1であるという事実により裏付けられ
る。半数体ひとゲノムに対しaxto”bpO値を仮定
すれば、16kb(検査されたクローンの平均値)とい
う平均DNA断片寸法を有する単一遺伝子コピーに対す
る予測値は約1 : 190,000である。したがっ
て、Hif−2h関速断片の頻度は単一遺伝子に対する
予測値よりも12倍高いものである。 これらデータと比較して、ローン等(上記)がβ−グロ
ビンcDNA試料につき同じ遺伝子集団から300.0
00個のプラークを選別した際、僅か2つの陽性クロー
ンのみが同定され、この場合予測値は1.6 : 30
0,000であった。したがって、ひとゲノムには、H
if−2h断片もしくはrFN−α1cDNAにクロス
ダブリド化する10〜15個の明確な染色体DNA断片
が存在するであろう。 )1if−chr35の別の特性化 説明の目的として、chr−35のダブリド化配列(“
Hif−chr35”)をさらに特性化した。前記した
染色体ダブリドファージのダブリド化部分は同様に特性
化されかつ本発明の範囲を逸脱することなく取扱いうろ
ことを了解すべきである。 chr−35のダブリド化部分(“Hif−chr35
”)(Hif−chr16の右手断片と恐らく同一であ
る、上記)は、BgllI部位を有する唯一のダブリド
化染色体DNA部分である。rFN−α1およびIFN
−α2のcDNAはそれらのコード配列内にそれぞれ1
個および2個のBgl[[部位を有するので、恐ら<H
if−chr35は2つの予めクローン化したインター
フェロン遺伝子の1つの相手方になると思われる。3′
末端Hif−2hcDNA断片(3′非コード域のみを
含有する)へのHif−chr35の強力なヒブリド化
は、この試料に対する他の染色体DNAの弱いダブリド
化と比較して、Hif−chr35とHit−2hとの
対応性を裏付けている〔エフ・カファトス等、プロシー
ディング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・US
A、第74巻、第5618〜5622頁(1977)〕
、Hif−chr35断片をさらに分析するため、Hi
ndlI[−BamHI断片をchr35から切除した
。この断片(3,4kb)は、chr−35のダブリド
化部分(Hif−chr35”)を含有する。この断片
を、周知のdC−dG末端化方法(エル・ビラーカマロ
フ等、上記)を用いてpBR322のPst1部位にク
ローン化させ、そしてイー・コリHB101を得られた
組替えDNA分子により周知方法〔たとえばニス・ナガ
タ等、ネイチャー誌、第284巻、第316〜320頁
(1980))を用いて形質転換させた。 これら形質転換体のクローンをその場でのコロニーダブ
リド化〔ディー・ハナハンおよびエム・メセルソン、ジ
ーン誌、第10巻、第63〜67頁(1980))によ
りp32−標識Hif−2h断片(上記)で選別し、プ
ラスミドDNA、すなわちZ pBR322(Pst
)/Hc h r I F−35HB (“HchrI
F−35HB″)を陽性クローンから分離した〔エフ・
エム・ウィルキー等、ヌクレイツク・アシッド・リサー
チ、第7巻、第859〜877頁(1979)、方法B
〕。pBR322のβ−ラクタマーゼ遺伝子に関しプラ
スミド中のダブリド挿入物“Hchr IF−35HB
断片”の方向性を、Ec oRI開裂および得られた断
片の寸法決定により決定した。β−ラクタマーゼのそれ
と一致するよう配向した挿入物をαと呼び、反対の配向
をβと呼ぶ。 これら陽性クローンの培養物を見掛けOI)as。 =0.8になるまで増殖させ、そして細菌を収穫しかつ
ニス・ナガタ等(上記)に記載されたりゾチームー凍結
−解凍方法により熔暉させた。 検査した10種のクローンのうち7種が75〜500単
位/細胞gのIFN−α活性を示した(細胞病理学的効
果減少分析〕、 これら7種のIFN生産性クローンのうちの1つのDN
A挿入物、すなわちイー・コリI(B101 (Z
pBR322(Pst)/HchrIF−35HBα〕
を、制限分析およびヌクレオチド配列決定によりさらに
特性化した。プラスミドDNA (Hc h r I
F−35HBα)を前記したようにクローンから調製し
、制限部位をスミスービルンスチールの地図化により決
定した〔エッチ・オー・スミスおよびエム・エル・ビル
ンスチール、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ、第3
巻、第2387〜2398頁(1976))、Hchr
lF−35HBαをEc o、RIで切断し、5′末端
を標識しそしてBglIIで切断した〔かつpstlに
より約1kbの望ましくない断片を開裂させた〕。1.
04kbのEcoRI−BglII (3’近位)断片
と0.96k bのEC0RI一旦1ユ■(5′近位)
断片とを、文献〔ニー・シー・ピーコックおよびシー・
ダブりニー“・ディングマン、バイオケミストリー、第
6巻、第1818〜1827頁(1967))に記載さ
れているようなアガロースゲル電気泳動により単離した
。両断片を)iinf I、BsplおよびM b o
IIによりそれぞれ部分開裂し、生成物を1μg/m
lの臭化エチジウムを含有するトリス−酢酸緩衝液(p
H7,8)における1%アガロースゲルにて分離した。 染色後、放射能バンドを放射能写真により位も、1.0
4k b (3’近位)断片について同様に決定した。 分析の結果を第19図に示す。 ヌクレオチド配列決定のため、HchrlF−35HB
αを種々の制限酵素で開裂させ、生成物をトリス−硼酸
−EDTA緩衝液における5%ポリアクリルアミドゲル
による電気泳動により分離しくニー・シー・ピーコック
およびシー・ダブリュー・ディングマン、上記)、そし
てゲルから抽出し、ダブりニー・ミューシー等、ジャー
ナル・モレキュラー・バイオロジー、第124巻、第3
43〜358頁(1978)に記載されているように精
製した。 使用した配列決定方法を第19図に示し、下記に説明す
る。 1および2:BglUによるH、chrlF−35HB
αの開裂、標識化、ECORIおよびPstlによる開
裂ならびにBglU*−臣!」R1断片(940bp)
(“1″)およびBgl[*−ECORI断片(360
bp)(“2”)の単離; 3および4:EcoRrによるHchrfF35HBα
の開裂、標識化、Bsplによる開裂ならびにEcoR
I*−Bsp r断片(680bl))(@3”)およ
びEcoRI*−Bspl断片(880bp)(“4”
)の単離ヨ 5.6.7および8 ’: P v u KによるHc
hrIF−35HBαの開裂、標識化、BglI[およ
びEc oRIによる開裂ならびにPvu■*−Eco
RI断片(780bp)(”5”)、PvuII*−且
エユ■断片(215bp)(@6”) 、Pvull*
−BgllI断片(90bp)(17″)およびpvu
I[*−EcoRI断片(290b 1)) (“8
”)のR離; 。 9および10:EcoRIによるHchrlF−35H
Bαの開裂、1300bp EcoRI−EcoRI
断片のトリス−硼酸EDTA緩衝液における1%アガロ
ースゲル電気泳動によるffi離、さらにHinflに
よる開裂ならびにHinf [−Hlnf I断片(4
50bp)およびHinf l−Hlnf I断片(1
80bp)の単離、より大きなHinf l−Hlnf
I断片の標識化とMboIIによる開裂とはHinf
l * −M b o■(190bp) じ9″)の
単離を可能にした。より短いHinf l−H1nfI
断片の標識化とAvaIIによる開裂とはHinf1*
−AvaII断片(150bp)(’″10”)のR離
を可能にした; 11:Mbo[によるHc h r I F−35HB
αの開裂、標識化、BglI[による開裂ならびにMb
olI*−BgllI断片(465bp)(“11’″
)の単離: 12.13および14:BsplおよびBglUによる
HchrlF−35HBα(7)開裂、上記のように1
200bp Bspl−Bglll断片のアガロース
電気泳動にょる単離、ならびに(alHgiAIによる
開裂、標識化、M b o IIによる開裂およびHg
1AI*−MboII断片(300bp) じ12”
)とHg1Ai*−Mbol?断片(360bp)
(“13”)との単離または(b) B王ユNlによる
開裂、標識化、EcoRIによる開裂および1王tNI
)k−EcoRI断片(380bp)(”14”)の単
離。 マキサム−ギルバート法(上記)により、各種の断片を
配列決定した。全ての断片を両ストランドに関しかつ配
列決定用の原点として役立つ制限部位にわたって配列決
定した。 Hchr IF−35HBαにおけるコード域のヌクレ
オチド配列とHif−2hにおけるそれ(コード域)と
の比較(第8〜10図と第20〜23図との比較)は、
それらが同一であることを示す。特に、驚くことに、H
chrlF−35HBα断片のコード配列内、すなわち
5′非コード域におけるHinf 1部位と3″非コー
ド域におけるEcoR1部位との間には、イントロンの
存在が示されない。したがって、成熟IFN−αmRN
Aに対応する染色体配列にはイントロンを検出すること
ができなかった。 Hif−chr26および)(if−chr3の特性化 chr−3およびchr−26の遺伝子含有断片は、ヘ
テロデュプレックス分析により同一と思われるが少なく
とも1つのBgln制限部位において異なり、これらを
ヌクレオチド配列決定により検査した。725ベース対
における5つのヌクレオチドの相違が見出された。これ
らのうち2つのみがコード配列にあると思われる。遺伝
子だけでなくそれらに先立つ少なくとも3.5 K b
I)とそれらに続< 6.OK b pとは完全なヘ
テロデュプレックスを形成しかつ僅か2つのアミノ酸変
化を伴う比較的少ない配列差しかないので、Hif−c
hr3とHif−chr26とは同一遺伝子の対立形態
であると思われる。これらはIFN−cr4a (H
i f−chr3)およびIFN−α4b (Hi f
−chr26)と名付けられる。前記した慣用の配列決
定技術により決定されたIFN−α4bのヌクレオチド
配列と対応アミノ酸配列とを第29〜32図に示す。 第29〜32図を第8〜10図、第12〜16図および
第20〜23図と比較すれば、各配列によりコードさ、
れる蛋白質はそれらの残基の約15%において互いに相
違することが示される。 この相違は、2000〜9000万年前に分化した非対
立遺伝子の生成物に対して典型的である。 ねずみ細胞における)(if−chr35の発現 ねずみ細胞において発現させるため、・Hif−chr
35断片の供給源としてプラスミドZ−pBR322(
Ps t)/Hchr IF−35HBα(上記)を使
用した。プラスミドをPst■で制限しかつ5′エキソ
ヌクレアーゼで処理して5’ dG末端を除去した。次
いで、この断片を、pBR322のBamHI、B a
m H1断片とポリオーマDNAとの結合により調製
されたプラスミドの5’ dC,−末端化KpnI断片
に挿入した。得られたベクトルを使用してねずみ3T3
細胞を形質転換させ、この場合燐酸カルシウム技術を使
用した〔エフ・マンティ等、ネイチャー誌、第281巻
、第40〜46頁(1979)〕、これら形質転換細胞
は便宜上ねずみ3T3(ポリオーマ−)1if−chr
35)と名付けられる。20〜40時間後、分析はひと
細胞に対し300単位/IFN−α1mlのIFN−α
活性を示し、生細胞に対しては約3000単位/IFN
−cr1mlの活性を示した。 勿論、第8〜10図、第12〜16図、第20〜23図
および第29〜32図に示したヌクレオチド配列は、ヌ
クレオチド配列に対し、たとえば既に起こったまたは続
いて用いうる単一もしくは多重のベース置換、挿入、転
位もしくは欠失を含む突然変異のような如何なる変化を
も考慮に入れてないことを了解すべきである。さらに、
この配列はこれら図面に示されたコドンと同じアミノ酸
をコードする他のコドンの可能な置換をも考慮に入れて
ない。したがって、IFN−αの免疫学的もしくは生物
学的活性を示すポリペプチドをコードするような改変配
列も本発明の範囲内にあることを了解すべきである。 さらに、第8〜10図、第12〜16図、第20〜23
図および第29〜32図に示されたアミノ酸配列は、生
体内もしくは試験管内試剤、たとえば生体内グリコジル
化酵素との相互作用により惹起されるポリペプチドに対
し如何なる変化をも考慮に入れてないことを了解すべき
である。したがって、IFN−αの免疫学的もしくは生
物学的活性を示すこれらポリペプチドの断片および誘導
体も本発明の一部であることを了解せねばならない。 チドの産生 細胞病理学的効果減少分析〔ダブりニー・イー・スチュ
アート・■およびニス・イー・スルキン、S、E、Pr
oc、Soc、Exp、Biol、Med 、第123
巻、第650〜653頁(1966))は少量のIFN
Cm菌細胞1個当り1個以下の活性分子)を検出しうる
ので、上記した10種のヒゲリドλフアージで感染させ
たイー・コリHB101の溶菌物をIFNの存在につき
分析した。 11種のファージのうち7種(chr−10、chr−
12、chr−19およびchr−27を除く全て)は
、3部5単位/mlの範囲のIFN活性を有する溶菌物
を与えた。chr−10およびchr−12の場合、前
記したようにpBR322のPst1部位ニサブクロー
ン化させたダブリド化(Hif−2hに対する)Hin
dllr−HindIIIもしくはEc oRI −E
CORI断片は大腸菌においてIFN−α活性を表わし
た。大腸菌はmRNAをスプライスし得ないと思われる
ので〔オー・メルセローープイジャロンおよびピー・ク
ーリルスキー、ネイチャー誌、第279巻、第647〜
649頁(1979))、これらIFN−α染色体遺伝
子は恐らくそれらのコード領域中にイントロンを含有し
ないと思われる。 最終結論 本発明によりポリ(A> RN Aから調製されたcD
NAを含有する一部の組替えDNA分子がセンダイウィ
ルス処理(誘発)されたひと白血球から単離され、その
代表的なものは次の性質を有している: (1)誘発されたひと白血球からのポリ(A) RN
Aにはダブリド化するが、非誘発のものからのポリ(A
) RN Aにはヒブリド化しない、(21RNAの混
合物からIFN−αmRNAを選択する能力によりおよ
びダブリド抑制翻訳分析においてインターフェロンmR
NAの翻訳を抑制(可逆的に)する能力により示される
ように、IFN−αmRNAにダブリド化する、 (3) この群の成る種のものを含有する大腸菌は、
次の性質を有する化合物を生産する= (a)トリプシンに対し感受性であり、(bl ひと
細胞系においてIFN−α活性を示すが、ねずみ細胞系
においてはほんの僅かの活性しか示さず、 TCl 20.000〜30.000の分子量を有し
く第8〜109のヌクレオチド配列に基づけば19.3
88である)、 (dllFN−α活性は、ひと白血球インターフェロン
に対する抗体により特異性に抑制される、 (4) 本発明のダブリドブラスミドのDNA挿入物
は、I FN−αmRNAをRNA混合物から選択する
能力に加え、IFN−αDNAをcDNAを包含する各
種供給源の混合物からおよび染色体DNAのダブリドフ
ァージ遺伝子集団から選択することができる、 +5)IFN−αに対する多数の異なる染色体遺伝子が
存在し、しかもこれら遺伝子がイントロンを欠失すると
共に適当な宿主におけるインターフェロンおよびインタ
ーフェロン様ポリペプチドの直接的発現を可能にするこ
とは予想外である、 (6) これら組替えDNA分子のDNA挿入物にお
ける少なくとも3種のヌクレオチド配列が異なっており
、これはIFN−αに関し少なくとも3種の非対立遺伝
子が存在することを示唆している、 (7) これら3種のヌクレオチド配列によりコード
される蛋白質は標準リンパ芽球細胞インターフェロンか
ら決定された35個のアミノ酸とは異なっている、 (811FN−α遺伝子断片の各種組合せ物に対し調製
されたダブリド蛋白質は、相互にまたはそれらの親とは
定量的に異なる性質を示し、さらにIFN−αに融合し
た付加的アミノ酸を有する蛋白質またはアミノ末端配列
の一部を含まないIFN−αからなる蛋白質はIFN活
性を示す。 これらの性質は、本発明により示された組替えDNA分
子がひと白血球インターフェロンに関するコード配列の
少なくとも1部を含有しかつこれらプラスミドの幾つか
がひと白血球インターフェロンの免疫学的もしくは生物
学的活性を有するポリペプチドの大腸菌における発現を
もたらすことを示している。また明らかなように、本明
細書に示したポリペプチドは蛋白質技術分野で周知され
ているように、本発明の範囲を逸脱することなく断片化
、改変もしくは誘導体化させることもできる。 本明細書に記載した方法により調製される微生物および
組替えDNA分子は、西ドイツ連邦共和国ゲッチンゲン
所在のドイツチェ・ザンムルンク・フォノ・ミクロオル
ガニスメンに1980年1月7日に寄託した培養物を例
とし、HcIFA−Eとして次のように同定されている
: A:イ−・1すHB101 (Z−pBR322(P
s t)/Hc IF−4c) B:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
s t)/Hc IF−2h) C:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
st)/HcIF−SN35) D:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
s t)/Hc IF−SN42)E:イー・コリ
HB101 (Z−pKT287(Ps t)/H
c TF−2h−AH6)これらの培養物はそれぞれ
寄託番号DSM1699〜1703が付与されている。 さらに、本明細書に記載した方法により調製された微生
物およびDNA分子は、アメリカ合衆国メリーランド州
、ロックビル所在のアメリカン・タイプ・カルチャー・
コレクションに1980年3月27日に寄託された培養
物を例としHclF−G−Hとして同定され、それぞれ
ATCC寄託番号31633〜31634が付与されて
いる: G:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
st)/HcIF−■−206) H:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
s t) /Hc I F−SN35−AHL本明細書
中に゛記載した方法によりill製したその他の微生物
は、西ドイツ連邦共和国ゲッチンゲン所在のドイツチェ
・ザンムルンク・フォノ・ミクロオルガニスメンに19
80年10月1日に寄託した培養物を例とし、)(ch
rIF−A−Jとして同定されかつ寄託番号DSM19
14〜1923が付与されている二人。イー・コ・すH
B101におけるchr3のサブクローン化Hind[
[断片; B、イー・コリHB101におけるchr12のサブク
ローン化Ec oRI断片; C,イー・コリHB101におけるchr12のサブク
ローン化Hindll[断片;D、イー・コリHB10
1におけるchr13のサブクローン化」LユR1断片
; E、イー・コリHB101におけるchr23のサブク
ローン化EC0RI断片; F、イー・コリHB101におけるchr23のサブク
ローン化HindIII断片;G、イー・コリHB10
1におけるchr26のサブクローン化EcoRI断片
; H,イー・コリHB 101におけるchr26のサブ
クローン化HindIII断片;■、イー・コリHB1
01におけるchr35のサブクローン化HindII
I−BamHI断片; J、イー・コリHB101におけるchr35のサブク
ローン化BamHI断片。 最後に、本明細書中に記載した方法により調製された微
生物は、アメリカ合衆国メリーランド州、ロックビル所
在のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに
1980年12月15日に寄託され、HchrlF−に
−HchrIF−QおよびHclF−1〜HclF−に
として同定されかつそれぞれATCC寄託番号3176
0HchrlF−に、31761HchrIF−L、3
1762HchrlF −M、31763HchrlF
−N、31764HchrlF−0,31765Hch
rIF−P、31766HchrlF−Q、31767
HcIF−I、31768HclF−J。 31769HcIF−Kが付与されている:K、イー・
コリHB101におけるchr23のサブクローン化T
ac−Tac断片;L、イー・コリHB101における
chrlQlのサブクローン化BglIr一旦」」、■
断片; M、イー・コリHB101におけるchrlQrのサブ
クローン化Hindll[−H1nd■断片; N、イー・コリHB 101におけるchr26のサブ
クローン化Bgln−Bgln断片:O,イー・コリH
B101におけるchr30のサブクローン化Hind
I[l−HlndI[[断片; P、イー・コ、すHB101におけるchr13のサブ
クローン化BglT1−Tac断片;Q、イー・コリH
B 101におけるchr 161のサブクローン化B
glU−Tac断片;HcIF−1:イー・コリDS4
10 (C8−IFN−α2) HclF−J:イー・コリDS410 (LAC−AU
G (α2)) HCIF−に:イー・コリDS410(β−La c
−AUG (α2)) 以上、本発明を多くの具体例につき説明したが、この基
本的構成を変化させて、本発明の方法および組成物を利
用する他の具体例を提供しうろことが明白である。した
がって、本発明の範囲は例をもって前記した特定具体例
でなく、寧ろ特許請求の範囲により規定さるべきである
ことが了解されよう。
タHa em−202b、p、断片を含有し〔ダプリュ
ートギルバート等、rLac抑圧剤のラクトースオペレ
ータ配列および作用」、蛋白質リガンド相互作用、エッ
チ・スンドおよびジー・ブラウアー編(ベルリン、ワル
ター・デ・グルイタ−)、第193〜206頁およびケ
ー・バックマン等、「試験管内において組替え処理を使
用するプラスミドに対する遺伝子発現の最大化」、セル
誌、第13巻、第65〜71頁(1978))、その3
′末端にてECORIリンカにより示される 】。15
℃にて16時間の後、固化ゲルにおいて結合が生じた〔
エッチ・レーラソハ、私的通信、1980〕、 1/10容量の100mM)リス−)ICI(pl+7
.5)、100mM CaCl2.100mMMgC
l、を試料に加え、これを65℃にて5分間加熱し、3
7℃まで冷却した。次いで、この試料を使用してCa″
″“処理イー・コリHB101を形質転換させ、0℃に
て20分間培養し、42℃にて1分間および20℃にて
10分間加熱した。1モルのトリプトン培地を加えた後
、試料を37℃にて60分間培養しそしてアンピシリン
を含有する寒天板上に接種した。プラスミドDNAをこ
れら培養物から前記のように分離しそしてLAC断片に
隣接する5′末端を持ったIFN−α1挿入物を含有す
るダブリドプラスミドを制限分析により同定した。次い
で、プラスミドを常法によりEcoRIで開裂させかつ
エンドヌクレアーゼBAL−31で切断させ(0,06
0/ml、30℃で2〜4分間)、LAC断片の結合E
coRT末端を除去しかつβ−ガラクトシダーゼコード
部分を短縮させた。 処理プラスミドが完全なIFN−α1コ一ド配列を含有
するのを確実にするため、次いでプラスミドを常法によ
りBglIIで開裂させ、上記のように後処理しそして
最大断片をアガロースゲル(0,8%)上で分離した。 次いで、この断片をZ pBR322(Pst)/H
cIF−SN35からのBspl−BglII断片と合
し、得られたヒブリドプラス、ミドを使用して上記のよ
うにイー・コリHB101を形質転換させた。この形質
転換したコロニーをIFN活性につき選別し、高レベル
のIFN活性を有する1つのクローンを選択した。この
クローンをイー・コリHB101 (C8−IFN−α
1)およびそのダブリドプラスミドC3−IFN−α1
と名付けた。 C3−IFN−α1のDNA配列分析は、開始トリプレ
ットの後のコード配列がβ−ガラクトシダーゼの最初の
7 (IIのアミノ酸と、融合により生成したPro残
基と、IFN−α1信号配列およびIFN−α1 (
SN35)配列のアミノ酸16〜23とを決定したこと
を示している。ダブリドプラスミドC3−IFN−α1
で形質転換させたイー・コリミニセル菌t−(DS41
0)は、未改変Z pBR322(Pst)/Hif
−SN35で形質転換させたミニセルと比較し、)lu
I FHの免疫学的もしくは生物学的活性を示すポリ
ペプチドを1i当り約500万単位すなわち約2500
倍多く生産する。プラスミドCB−IFN−α1により
生産されたポリペプチドのアミノ酸配列は、生産物がβ
−ガラクトシダーゼからの7個のアミノ酸と融合により
生じた111Iのアミノ酸とIFN−αlに融合された
IFN−α1信号配列のアミノ酸16〜23とを有する
融合蛋白質であることを確認させた。 さらに、本発明により蛋白質収量を向上させる種々の構
成の例を、他の型のIFN−αに関連して検討した(下
記〕、 ダブリドプラスミドで形質転換させた大腸の性質 1、トリプシンに対するIFN−α活性の感受性 標準1(urFN−α(比活性、1,2xlO’U/■
、50U)ならびにイー・コリHB101(Z−pK7
287 (Pst)/HcTF−20h−AH6)の
5100抽出9J (“Hir−287−6抽出物”)
(200U/ml、l0U)およびイー・コリHB10
1 (Z−pBR322(Ps t) /Hc I
F−SN35)の8100抽出物(“)(if−35抽
出物”)(1000U/ml、50U)の試料50μl
を、下記のように種々な量のトリプシンと共に、37℃
にて30分間培養した。5100抽出物は高蛋白質含量
を有する一方、Hu I FN−αはそうでないので、
HulFN−αと比較5100抽出物Hif−32との
混合物を並行的に試験した。 rFN−α トリプシン IFN−α11uIFN
−α (50,crf 0 50
の1lif−325100抽 0.1 50
出物中50単位) 1 5011if
−287−65100抽 0 15出物
(10単位) 0.1 1550
G したがって、抽出物のIFN−αは、トリプシンおよび
したがって蛋白質に対し感受性である。 l1if−355100抽出′ 0 30
物(50単位’) 0.1 202、
セファデックスc−too上のクロマト抽出物Hi f
−35(1ml)およびイー・コリHB101 (Z
pBR322(Pst)/ Hc T F −3反
32)の8100抽出物(″Hif−32抽出物”)を
32m1のセファデックスG−100カラム上で、50
m M m酸カリウム緩市液(pH7,4)にて4℃
でクロマトグラフにかけた。チトクロームc (0,2
■)を内部標識として加えた。流速を2ml/hrとし
、1、Onilづつのフラクションを集めた。280I
mおよび405Im(チトクロームC)における吸光度
とIFN−α活性とを測定した。第7図に示すように、
Hif−35抽出物のIFN〜α活性は、チトクローム
Cの前に、約0.45のKD値をもって溶出された。し
たがって、この物質の見掛は分子量は約20,000〜
30.000 (ヌクレオチド配列決定により、カルボ
キシ末端処理なしと仮定して測定した分子量は19.3
88)であり、比較抽出物)(if−32のフラクショ
ンには活性が検出されなかった。 遭− HulFN−orC比活性1.2X1061U/■)と
Hif−35/Hif−2876の8100抽出物とを
、10%子牛血清を含む100I!、i?の改変イーグ
ル培地(M E M)中において、Hu I F N−
α〔ケー・カンチル、1976年2月24日に調製、比
活性450.000弔位/ml)に対する羊抗血清の種
々な希釈により37℃で30分間培養し、45μlを細
胞病理学的効果減少分析によりIFN−α活性につき分
析した〔抗体自身は細胞病理学的効果を起こさなかった
〕。 IFN−α調製 抗−白血球イン 双音IFNrFN−
α(10) 0 50.18
〜0.5 9 <0.1 450 <0.1 7(if −35抽出 015物 (25
) 0.18 159
<0.1 450 < 0.1 Hif −287−6015 抽出物(25) 0.18 159
<0.1 450 <0.1 なし O< 0.1 450 <0.1 抗体の作用が、たとえば蛋白質分解のような非特異的作
用に基づくものでないことを示すため、ねずみインター
フェロン系を用いて同様な実験を行なった。 IFNa製 抗−白血球イン IFN活性ねずみ調
製物 4500 100(100単位
) 90 100かくして、特にH
uIFN−αに向けられた抗体は、HcIF−2h
DNA配列を含有する成る種の組替えDNA分子により
形質転換させた大腸菌で生産されるポリペプチドのIF
N−α活性を阻害する。大腸菌で生産されたIFN−α
に対する抗体の明らかな低親和性は、これと天然Hu
I FN−αとの間の構造上の相違を反映し、たとえば
内水化物成分の不存在、信号配列の存在またはβ−ラク
タマーゼ配列の一部に対する融合を反映する。 ひとccL23fll胞またはねずみL929に■胞を
イー・コリ抽出物、HulFN−α〔ケー・カンチルの
方法により調製、比活性1.2x1os’li位/mg
E マタハネfミI F (N、 I 、 II、
ilJ準)で処理し、これにつ・イルスを接種しくひと
細胞の場合はメンゴウィルスを用い、ねずみ細胞の場合
はVSVを用いた)、そしてI FN=α活性を細胞病
理学的効果減少分析によって測定した。 。 ねずみ−インターフェ 120ロン(1
201!を位/慴1) )1 i f −35抽出物 100 13
1(i f −287−6抽出物 304Hu
夏 FN −or 100
4(100単位/m1) 11ulFN−t! 1000 40
(1000単位/IWl) これらの結果は、1(if 35およびHif−28
7−6抽出物がひと細胞に対し保護作用を有しかつねず
み細胞に対し圃く僅かの効果(〜10%)しか持たない
ことを示しており、これはひとインターフェロンに対し
典型的なことである。 5、幾つかの細胞機能に対する効果 イー・コリHB101 (Z−pBR322(Pst
)/Hif 5N35 AHL6)からの抽出物を
、幾つかの細胞機能に対する効果につき、標準IFNと
比較した。イー・コリ製のIFN−αは、天然IFN−
αの次の性質を示した:(1)ひとリンパ球の自然致死
活性を高め、(2)抗体依存性の細胞媒介される細胞毒
性を高め、(3)抗原−およびミトゲン−誘発される白
血球移動阻害を抑制し、1かつ!4) I F N−感
受性バーキソト(Burki Lt )リンパ腫細胞の
成長を抑制する。これら性質は、ひと腫瘍および癌に対
する大腸菌合成されたIFN−α1活性を示唆する。 アミン末&jJ配列のないIFN−αもまた大腸菌で作
られ、IFN活性と一致する活性を有することが示され
た。 適当な組替えDNA分子を作成するため、プラスミドH
if−2h(上記)をEcoRIおよびBamHIによ
り部分的に切断し、そしてIFN−α1コ一ド配列を含
有する断片をアガロースゲルで分離し、Hif−2h(
上記)と比較してダブリド挿入物の3′末端に隣接した
PstI部位を欠失するプラスミドHi f−SN35
のEcoRI/BamHI制限から得られた非−IFN
−α1コ一ド配列と混合した。次いで、得られたプラス
ミドをPstI/Bg1■により処理してIFN−α1
コ一ド配列のアミノ末端部分を除去した。その個所に、
pvu■によるプラスミドHif−2hの切断と、Ba
lエンドヌクレアーゼによる処理と、Pst■リンカ−
の結合と、Bglnによる制限とにより調製された一連
のIFN−α1断片を挿入した。このようにして得られ
たプラスミドは、そのアミノ末端配列の種々な部分を欠
失した一連のIFN−α1コ一ド配列を含有していた。 これらの1種(プラスミド2H−M8)を旦ユ」■で切
断して、そのヌクレオチド配列を決定した。この配列は
、プラスミド2 H−M 8がPst部位とIFN−α
1の第一コトン(CYS)との間に数四のヌクレオチド
を有することを示し、た。したがって、PstI切断さ
れたプラスミド2H−M8をT4ポリヌクレアーゼ/d
ATP。 S1エキソヌクレアーゼで処理しそして5alIにより
切断させた。この過程は一連の断片を形成し、そのIF
N−α1コ一ド配列はアミノ末端部分を欠失していた。 次いで、これらの断片を、Ec oRIによる切断とエ
キソヌクレアーゼS1による処理と5alIによる切断
とで ゛プラスミドLac3V8から調製したGUA−
LAC断片に作用結合させることにより、LAC制御下
に置いた。かく得られた一連のプラスミドは、LACプ
ロモータを含有する断片にAUGを介して反時計方向に
結合したアミノ末端の種々な部分を欠失するIFN−α
1コ一ド配列を有した。 これらプラスミドの幾つかを配列決定した。 一つはIFN−αlの第5番目のアミノ酸から開始し、
一つはIFN−α1の第10番目のアミノ酸から開始し
た。イー・コリ・ミニセル(DS410)において、こ
れらプラスミドの両者はIFN活性を示すポリペプチド
を生産した。したがって、必ずしも全てのIFN−α1
蛋白質がIFN活性のため必要とされるとは限らない。 配列は次のように作成した: (1) Z−pBR322(P s t) /He
I F−2h(プラスミド Hit−2h)をEcoR
IおよびB a m HIで部分制限した。これにより
pBR322のBamH1部位からDNA断片を作成し
く第1図)、これはIFN−α信号を介して延びかつプ
ラスミドHif−2hの配列をコードすると共にプラス
ミドHi r −2hの■Fi−α挿入物における3′
非コード化領域に位置するECoRI部位で終端する(
第4図および第10図のヌクレオチド685−690を
参照〕、 (2)次いで、この1IIr片をプラスミドH’+f−
SN35のE c o RI / B a m HI断
片と結合させた。このE c o RI / B a
m HI断片は最初の断片の逆であって、IFN−αの
3′非コード領域におけるEcoR1部位から初期のp
BR322を介してpBR322の1土!HI部位まで
延在する。プラスミドHif−2hからの断片と結合さ
せれば、得られるプラスミド(Hi f−SN35)は
I FN−α配列の3′末端におけるPst1部位を欠
失し、Hif−2hのIFN−α信号配列に対する完全
なコード配列を有する。 (3)次いで、得られたプラスミドをPst Iおよ
びBglIIで制限してIFN−αコード領域における
Bg111部位(第4図および第9図のヌクレオチド3
13−318を参照)からpBR322由来の配列を介
してL土」■部位まで延びる断片を作成した。かくして
この配列は、IFN−αの5′非コード領域とIFN−
αの信号配列をコードする領域とIFN−αの5′コー
ド領域の1部とを欠失する。 (411FN−αのアミノ末端をコードする配列の1部
を欠失したDNA配列を作成するには、上記(3)で作
成した配列をアミン末端コード領域の1部を欠失するよ
う作成した一連の配列と組合せる必要がある。 これを行うため本発明は巳ヱユ■でHif−2hを開裂
させ、このエンドヌクレアーゼはプラスミドをIFN−
αの信号配列をコードする領域の中間で開裂する(第8
図のヌクレオチド97−103を参照〕、次いで、この
配列をBalエキソヌクレアーゼによって処理した。こ
の処理により一連のDNA配列が生ずると思われ、その
幾つかはIFN−αコード配列のアミノ末端領域におけ
る種々の部位から開始する。これはPvuff部位とr
FN−αコード領域の開始部位との間に位置子る信号配
列の25個以上のヌクレオチドを切断する必要がある(
第8図を参照〕、このBal切断の結果につき分析する
ため、切断配列の両末端に対しpsLIリンカを最初に
付着させ、次いでBgt■で制限した。 この結果、この1見ユ切断の際に除去されなかったIF
N−α配列の第1ヌクレオチドにP S t T 13
ンカが接続した小型のDNA配列が生じ、この配列はI
FN−αコード領域からBgln部位まで存在する。要
するに、これらの断片を上記(3)の配列に結合させる
と、IFN−α配列がBgln部位で再構成され、Ps
tlリンカは前記小型断片の他端部を上記(3)のDN
A配列のPstl制限断片に結合させる。その結果、H
if−2hと比較して、Pvu11部位からIFN−α
のコード領域まで存在するヌクレオチドの幾つかを欠失
する(P、a+切断のため)プラスミドが作成される。 (5) このように作成されたプラスミドの1種(2
H−M8)を分析用に選択した。しかしながら、このプ
ラスミドにおいてはBal切断が充分に行われておらず
、信号配列の幾つかのヌクレオチドがまだ残存していた
。従って、これをpstrで開裂させかつ再び切断して
信号配列に残存する全てのヌクレオチドとIFN−αの
アミノ末端部分をコードする少な(とも幾つかのヌクレ
オチドとを除去した。この切断には、S1エキソヌクレ
アーゼを使用した。次いで、得られた切断断片をLac
3Vgからの発現制御配列の制御下において発現させた
。 の同定 標準リンパ芽球細胞インターフェロン〔ズーン等(上記
)ならびにエム・フンカピラーおよびエル・フード(上
記)〕と)(if−2hl析片から推定された配列との
最初の35(IMのアミノ酸を比較すると9 f[!i
tの相違が示される。全ての場合、相違するアミノ酸に
対するコドンは、ワンベース(one−base)変化
により関連さ廿うるであろう。一方の標準リンパ芽球細
胞インターフェロンについて直接に決定されたアミノ酸
組成と、他方のHif−2h断片の配列から推定される
ものとでは、それらの017 % P r o 。 CysおよびMetの含有量に関して顕著な相違を示す
、これらの相違は多形現象では説明し得ない程大きい、
寧ろ、それらは、少なくとも2つの非対立遺伝子の存在
を反映していると思われる。何故なら、これら2種の蛋
白質の相違程度(26%差)は、たとえばひとと羊との
間のβ−グロビンのそれ(23%差)に近似する。 したがって、前記に同定された(上記)断片IT i
f −4cに対する弱いダブリド化を示したクローンを
検査し、クローン・イー・コリHB101 (Z−p
BR322(P3 t) /Hc I F−II −2
06)を同定した。 このクローンのダブリドブラスミドZ−pBR322(
Ps t)/Hc IF−II−206(Hc IF−
II−206’″)およびそのDNA挿入物(“Hif
−II−206断片”)は、Hi f −4CおよびH
if−2h断片に弱くヒブリド化している。プラスミド
Hif−1−206で形質転換させた大腸菌(イー・コ
リ)はHulFN−αの生物学的もしくは免疫学的活性
を示すポリペプチドを生産する。Hif−I[−206
断片は、Hif−2h断片について決定されたものとは
異なる制限地図を有する。 これら2riの制限地図の比較を第11図に示す。 ここでも、Hif−m−206WT片における制限部位
の絶対的位置は、制限地図化だけでは決定されない。し
かしながら、上記した標準法を用いる、この挿入物のヌ
クレオチド配列に関する配列決定は、これら位置の−N
絶対的な決定を可能にする。しかしながら、Hif−2
h断片と比較してHif−II−206断片の制限地図
には差があるので、これら2 f!:の挿入物のインタ
ーフェロン遺伝子は異なるヌクレオチド配列を有するこ
とが明らかである。 第12〜16図を参照すれば、培養物HclF−Gの挿
入DNA配列(Hif−II−206断片)と培養物H
cIF−E(下記)の挿入DNA配列(Hif−2h断
片)との上記で決定されたヌクレオチド配列ならびにこ
れらヌクレオチド配列によりコードされた蛋白質の対応
アミノ酸配列が示されている。Hif−II−206断
片、すなわち文献〔エフ・エム・ウィルキー等、ヌクレ
イツク・アシッド・リサーチ、第7@、第859〜87
7頁(1979))に記載された方法Bの手順を使用し
て培養物HclF−Gから単離したプラスミドDNAの
Pstl断片(790bp)のヌクレオチド配列を、ニ
ー・エム・マキサムおよびダブりニー・ギルバートの標
準法(上記)を用いて決定した。用いた配列決定法を第
17図に示す。 制限DNA (通常約10μg)を、文献〔エフ・マン
ティ等、ジーン誌、第10巻、第1〜10頁(1980
))により記載されているように5′末端標通した。標
識断片を第二の制限酵素で開裂させ、生成物をトリス−
硼酸−EDTA緩衝液における5%ポリアクリルアミド
ゲルにより電気泳動にかけて分離し〔ニー・シー・ピー
コックおよびシー・ダブりニー・ジングマン、バイオケ
ミストリー、第6巻、第1818〜。 1827頁(1967))、ゲルから抽出しそして文献
〔ダブリュー・ミエーラー等、ジャーナル・モレキュラ
ー□・バイオロジー、第124巻、第343〜358頁
(197B))に記載されているように精製した。 第17図を参照して、配列決定用の各種断片を次のよう
に調製した: 25および26−−PstlによるHif−U−206
の開裂、標識化、BgllIによる開裂、ならびにPs
tl*−Bgll[断片(257bp)(“25”)と
Pstl*−Bgl■断片(279bp’)(“261
)との単離:21.22および23−−PvuIIによ
るII i f −11−206の開裂、標識化、Bg
lIIによる開裂、ならびにPvulI*−Bg l
Ir断片(88bp)(“21”)とPvuII*−B
gII[断片(176bp)じ22′)とPvul*−
Bglll断片(214bp)(“23”)との単離; 11S12.13および14−−BglIIによるHi
f−II 206の開裂、標識化、シ」Iによる開裂
ならびにBg I I[*−Ps t I断片(279
bp)(“14′″)および乱盈ユ■*−P3tI断片
とBg I lll一旦1」■*断片との実移動性混合
物の単離、PvuIIによるこの混合物の開裂ならびに
Bgl■*−pstI断片(257bp)(“13”)
とBg l II*−PvuI[断片(176bp)(
“12”)とBg 111*−PvuI[断片(88b
p)(11”)との単離; 27L、27U、41.43.44および45−−Hi
nflによるl1f−II−206の開裂、標識化なら
びに先駆体断片: Hi n f [*−Hlnf r
*(113bp)(”27P”)、11inf r*−
I(inr l* (146111))(″ 28 P
″ ) 、 ■(inr T*−Hlnr I
:h(159bp)(”30P”) 、Hinf l+
l<−Hlnf I* (397bp)(”3IP”)
、およびHinf I*−Hlnf I* (1522
bp)(32P”)の単離。M b o Uによる28
Pの開裂ならびに断片HinfI*−Mb。 n (112bp)(”41″)の単離。M b 。 ■による30Pの開裂ならびに断片Hi n f I
*−MboII (126bp) (“43”)の
単離。 Pstlによる31Pの開裂ならびに断片Hinf1*
−PstI (151bp) (“44”)の単離。p
stlによる32Pの開裂ならびに断片Hinf r*
−Ps t I (139bp)(45”)の単離。2
種のストランド (“27U”および27L”)を得るための27Pのス
トランド分離。 27Uおよび27L以外の全ての断片を、両ストランド
に関し配列決定し、しかも位置185におけるBg11
1部位以外につき配列決定用の起源として役立つ制限部
位にわたって決定した。 2種の挿入物によりコードされたアミノ酸配列を比較す
れば明らかなように、Hif−ff−206断片はHi
r −2h断片におけるよりもアミノ酸の1個少ない
インターフェロン状蛋白質をコードする(Hif−2h
に存在するアミノ酸44 (Asp) が)Tif−I
I−206には欠如している〕、さらに、2種の断片に
おけるヌクレオチド位置の10%と誘導アミノ酸残基の
17%とが異なる。 さらに、リンパ芽球細胞インターフェロンのアミノ末端
につき決定された35個のアミノ酸〔ケー・シー・ズー
ン等、サイエンス、第207巻、第527〜528頁(
1980))と比較して、挿入物H4f−II−206
はズーン等(上記)により決定された35(Ilのアミ
ノ酸残基とは5個の残基において異なる蛋白質をコード
する。したがって、白血球型(α型)の少なくとも3種
の異なるIFN遺伝子、すなわぢHif−2h断片とH
if−II−206断片とズーン等のIFHに対する遺
伝子被覆とが存在する筈である。インターフェロンの新
たに提案された命名法によれば、以下、これら遺伝子に
よりコードされる蛋白質を次のように同定する:IFN
遺伝子源 蛋白質 Hi f−2h T FN−αII(i
f−U 206 IFN−α2リンパ芽球細
胞からの tFN−α3IFN(ズーン等、上記) IFN−α1とIFN−α2との間の差は、ひとCCL
23と牛脂生腎(BEK)細胞とに対すみそれらの異な
る活性にも反映される。 Hi f−n 206 1.7 1.0 1
.7: 1([FN−α2) Hi f −SN35* * 0.05 1.0
1 : 20(IFN−α1) * ヒブリドプラスミドを含有する・イー・コリH[3
101を、トリプトン培地において振とうしながら約1
〜2のOD650まで増殖させた。細胞を収量し、秤量
し、初期培養容量の1/100もしくは1/20に再懸
濁させそしてリゾチーム−凍結−解凍法により溶菌させ
た〔ニス・ナガタ等、ネイチャー誌、第284巻、第3
16〜320頁(1980)〕、ミクロ測定板における
cpg減少分析法により5−30上澄液を試験した。比
較細胞からの抽出物は陰性であった(<1 10/ml
〕、ひとCCL23細胞と牛脂生腎(BEK)1m胞(
フロー)とをMEM−10%胎生牛血清中で生育させた
。IFN含有抽出物に対する露出を24時間行なった。 sit胞をメンゴウイルスの適当な希釈物によって処
理し、24時間後に染色した。数値を、既知測定値の部
分精製された白血球IFN(31製物PIF、ケー・カ
ンチルにより寄!!l)と比較して肉眼的に推定した。 この調製物は生細胞に対するよりもひと細胞に対し約3
倍活性が大であった。 **Hif−SN35とHif−2hとの制限地図を比
較すれば、それらが相互の多形質変種であることが示唆
される(上記〕、したがって、IFN−C1はIFN−
C2よりも、ひと細胞に対して約30倍低い活性を有す
る。しかしながら、これら両者は共に、生細胞に対しほ
ぼ同等の活性を有する。したがって、IFNは、ひとに
おける抗ウィルス剤および抗腫瘍もしくは抗癌剤として
の使用に加え、牛におけるこれらの病状を処置するにも
有用である。 たとえば、Hu I FN−αの調製物は、牛における
FMDVおよびその他周知のウィルス感染を処置する際
、標準法(上記)で使用することができるであろう。こ
のことは特にIFN−C1について云えることである。 何故なら、生細胞に対するその活性がひと細胞に対する
活性よりも約20倍高いからである。 次に、第28図を参照して、プラスミドCB−rFN−
α2を高収率で作成する手順を示す。 構成C8(上記)を有するIFN−C1の場合改善され
た収量が得られたので、IFN−C2についても同様な
構成を作成した。Z−pBR322(Pst)/Hif
−II−206をBsp■により完全にかつpvuI
[により部分的に(Piにて)開裂させ(第28図)、
867bpの断片を6%ポリアクリルアミドゲルで単離
し2590bpの断片に結合させた。得られたヒブリド
プラスミド(CB−IFN−C2)を使用してイー・コ
リHB101を形質転換させ、クローンをIFN活性に
つき選別し、た。高活性を示す1つのクローンを選択し
、イー・コリHB101 (C8−IFN−C2)と名
付けた。 ヒブリドプラスミドCB−IFN−α2のDNA配列決
定は、このプラスミドがC3−IFN−C1と同様に開
始コドンに続いてβ−ガラクトシダーゼの最初の7個の
アミノ酸と2個のDNA断片の融合により生じたPro
残基とIFN−C2信号配列のアミノ@16〜23をコ
ードするDNA配列とに関するDNA配列を有すること
を示した。したがうて、ここでもIFN−C2を含有す
る融合蛋白質が発現されると思われる。この事実は、こ
のプラスミドで形質転換された宿主により発現されるI
FN−αが融合蛋白であることを示唆する。 このプラスミドにより形質転換されたミニセルはIFH
の11当り100〜200X100万単位を与え、或い
は未改変Z−pBR322(Pst)/Hif−II
206により形質転′換されたミニセルよりも20.
000〜40.000倍高いIFN−C2の収量を与え
る。 C3−IFN−C1(50X10’単位/1)とC3−
IFN−C2(100〜200X100万単位/l)と
の相対的収量を比較すると、先ず驚くことに、IFN−
C2はひと細胞(上記)に対しIFN−C1よりも約3
0倍高い活性を示した。しかしながら、これら2種の0
8プラスミドで形質転換させたミニセルにより生産され
る2種の蛋白質の量の定量分析は、CB−IFN−α1
においてはCB−IFN−α2におけるよりも約5〜6
倍多い蛋白質が生産されてい・ることを示した。したが
って、IFN活性を基準として測定した収量は、CB−
IFN−α1の場合生産された蛋白質がずっと多い量だ
けずれていた。 次に第26図を参照して、IFN−α2の収量を向上さ
せる試みの他の構成を記載する。先ず、公知lacプロ
モータをAlulで制限しかつ第27図に示したような
断片(1つの末端につき)をEc oRIリンカ−(共
同研究により調製)で伸長させることにより、LACA
lu断片を含有する発現プラスミドを調製した。次いで
伸長した断片をpBR322のEc。 RI部位に挿入し、そしてEcoRI−Ec。 R1断片を構造から削除した。第26図に404として
示された得られたプラスミドをHindmおよびP V
11■で開裂させてIFN−α2含有断片を挿入した
。このIFN−α2断片は、Z−pBR322(Ps
t)/I(c TF−U−−206(第26図における
“206”)の部分的S a u 3 A制限と、)l
i ndTITリンカ−による5au3A断片の伸長
く第27図)と、BSpIでの開裂とにより鋼製した。 この断片をHindm−PvulI開裂されたプラスミ
ド404に挿入した後、得られたプラスミドをHind
’l[IとEc oRIとで制限し、S1ヌクレアーゼ
で処理してLACプロモータをIFN−α2遺伝子に近
接させかつ再結合させた。この構造は、LACプロモー
タの制御下においてIFN−α2DNA配列を有する。 さらに、IFN−α2配列は、そのプロモータの開始A
UGコドンの直後となる(第27図参照〕、したがって
、これらプラスミドにより生産されたIFNの少なくと
も一部は成熟IFN、たとえば信号配列からの如何なる
アミノ酸をも含まないIFNである。 ミニセルにおいて、これらプラスミドの1種であるLA
C−AUG (α2)により得られたIFN−α2の収
量はII当り5〜10x100万単位であった。 同様な結合原理に基づいて池のrFN−α2構造をも作
成した。ここでは、pBR322のペニシリナーゼ発現
制御配列は、AUG開始コドンを介してHi f−II
−206*からのIFN−α2遺伝子に結合されている
。 * この構造は、MboI[によるpBR322の部分
的切断と81での処理と上記したようなEc oRIリ
ンカ−の結合とpBR322のEcoRI部位に対する
断片の再挿入と1つのECoRI部位の削除とにより最
も効果的に作成できる。次いで、得られたプラスミド(
“β−lac−AUGプラスミド”)を、前記したよう
な206のS1処理(緩和に)されたH i n d
mリンカ−−BsplLfr片と組合せることができる
。EC□RIで開裂させかつSlとホスファターゼとで
処理した後、発現プラスミドβ−lac−AUG(α2
)を単離する。 他の遺伝子による構成は、単に構成β−12a c−A
UGプラスミドを使用して他の遺伝子もしくは構造を挿
入させることにより、或いはより好ましくはプラスミド
β−7ac−AUG (α2)自身に5au3A部位を
使用することにより、同様に行なうことができる。 このプラスミドは、β−j!ac−AUG(α2)と名
付けられ、宿主細胞を形質転換させるため使用すると、
他の蛋白質配列に融合することなくIFN−α2の生産
をもたらす。ミニセルにおいて、1i当り50〜100
XIOQ万単位の収量が観察された。このプラスミドは
、本発明により使用するのに最も好適なプラスミドであ
る。これはまた、本明細書中に記載した他のIFN−α
遺伝子と共に使用するにも好適である。本発明において
好適な宿主は、イー・コリD S 410 (ara
azide TonA lac y Tsxsin a
win b galλ xyl 5tepR)である
。この菌株は、好適プラスミドβ−/lac−AUG(
α2)の例と共にHclF−にとして寄託されている。 各種の10モ一タ配列と、リポソーム結合部位と、シャ
・インーダルガルノ配列と、プロモータとAU(1,開
始コドンと間のDNA配列とを使用しかつ本明細書中に
記載した各種のIFN−α遺伝子とを使用する他の構成
をも、同様の方法と原理とにより作成できる。勿論、こ
れらの構成も本発明により実現され、本発明の範囲内で
ある。 IFN−α1およびIFN−α2のダブリド分子 IFN−α1およびIFN−α2の多数のダブリド分子
を作成した。驚くことに、これらダブリド構造体は、そ
れらの親であるIFN−α1またはIFN−α2のいず
れかと比較して、定量的に異なる性質と活性とを有する
。 第28図を参照すれば、4種のこれらダブリド分子の構
造の略図が示されている。便宜上、これらダブリド分子
をプラスミド■、■、■および■と名付ける。これらの
溝造体において、制限酵素(Bsplはキツス博士から
寄贈され、その池のものはビオラブ社から得られた)に
よる切[折を、供給者により推奨されているように行な
った。部分的DNA開裂は酵素量を減少させて行なった
。制限酵素を熱失活(65℃、30分間)させた後、試
料を50mMトリス−HCI(pH8>にてg製し、必
要に応じ子牛腸アルカリホスファターゼ(ベーリンゲン
社)(DNA1μg当り1容量)を加えた。37°Cで
30分間の後、試料をフェノールとエタノールとで抽出
した。大抵の場合、DNA断片を低温度ゲル化アガロー
ス(0,8%)にて分離させた。結合のため、断片含有
のゲル片(それぞれ約20μl)を65℃で熔融させ、
37°Cに冷却しそして1μl当り20UのT4DNA
リガーゼを加えた。 混合物を15℃にて16時間保ち、固化ゲルにおいて結
合を生ぜしめた〔エッチ・レーラソハ、私的通信(19
80)〕、1/10容量の100mMl−リス−〇 C
1(pl+7.5 )と100mMのCacI2と10
0mMのMgC+2とを加え、試料を65℃にて5分間
加熱しそして37℃まで冷却した。次いで試料をCa“
処理されたミニセルに加え、0℃にて20分間培養し、
42℃にて1分間および20℃にて10分間加熱し、そ
して1mlのトリプトン培地を加えた。37℃にて60
分間培養した後、適当な抗生物質を含有する寒天板の上
に培養物を載置した。全てのプラスミドをIFN配列に
おける接合部にわたりヌクレオチド配列を分析して特性
化した。 ダブリド分子I、すなわちα−1(P v u II)
α−2ヒブリドをPvunによるC3−IFN−α1
(上記)(第28図におけるC8−α1)の部分的開裂
により作成し、脱燐酸化させ、PStlにより開裂させ
そしてPs t I−PvuII (P2)1346b
pの断片を単離した。この断片を1、pvunでのC3
−IFN−a2(上記)(第28図におけるC8−α2
)の完全開裂とPstlでの部分開裂とにより調製され
た2135bpのPs t I (a) −PvuI
I(P2)断片に結合させた。 ヒブリド分子■、すなわちα−1(BglU)α−2ヒ
ブリドは、ヒブリド分子IをBglIIにより開裂させ
て作成した。脱燐酸化の後、大きなりglII断片を単
離してこれをC3iFN−α2の小さな旦エユ■断片に
結合させた。クローン化の後、正しい方向性にて小さな
りgl■断片を有するヒブリドブラスミドを制限分析に
より同定した。 ヒブリド分子■、すなわちα−2(P v u I[)
α−1ヒブリドは、C3−IFN−α1をPvunで部
分開裂させ、脱燐酸化し、AvaIで開裂させ、次いで
1686bpのPvuU(P2)−Aval断片と32
33bpのPvull (Pt )−Aval断片とを
単離することにより作成した0次いでこれら断片をHc
lF−II−206(上記)(第28図におけるSN2
06)の3oobpのPvun(P、) −Pvull
(P2 )断片に結合させ、そして小さなPvull
断片を含有するプラスミドを形質転換大腸菌菌株のIF
N−α活性を分析して同定した。 ダブリド分子■、すなわちα−2(BglII)α−1
ヒブリドは、BglnおよびAva■でのC3−IFN
−αlの開裂によって作成し、そして1776bpの断
片を単離した。次いで、この断片をダブリド分子■の3
543bpのBg III−Ava I断片に結合させ
た。 互いに異なるインターフェロン種類の生物学的活性をも
測定した。各種のプラスミドで形質転換させたミニセル
(DS410)の培i物を増殖させ、細菌を遠心分離に
より収穫し、PBSで洗浄し、PBS中に懸濁させ(初
期容量の約1/20)、1■/mlのリゾチームおよび
10mMのEDTAと共に0℃で60分間培養し、4回
凍結・解凍を反復し、注射器中に5回通して剪断しそし
て遠心分離により開裂させた。 ひと、ねずみ、モルモットおよび牛の細胞に対する活性
は次の通りであった: 相対IFN活性 蛋白質源 ひと 牛 ねずみ モルモC3−IF
N−α2 1 1 0.01 0.03C8
−IFN−α1 0.03 1 0.3 0.0
3ヒブIJ )’ I O,00! 1
0.003− 0.003−0.008 0.01 上ゾリF n o、ooi i O,00
1o、oiヒダブド1111 110.3 ヒブIJFIV O,1120,1−0,005 陰性比較 驚くことに、全てのインターフェロンは生細胞に対しほ
ぼ同じ活性を示したが、IFN−α1とIFN−α1の
アミノ末端成分を有する2つのダブリドIFN(Iおよ
び■)とは、IFN−α2およびIFN−α2のアミノ
末端成分を有する2つのダブリドIFN(I[Iおよび
■)よりも、ひと細胞に対し約10〜1000倍低い活
性を示す、さらに驚くことに、IFN−α1のアミノ末
端部を有する2つのダブリドIFN(■および■)は、
IFN−αl自身よりも10倍以上低い活性をひと細胞
に対して示す。しかしながら、IFN−α2のアミノ末
端部を有する1つのダブリド(III)は、ひと細胞に
対しIFN−α2とほぼ同じ活性を示す。 生成させかつECORIリンカ−によりλチャロン4A
アームに結合させたひと胎児染色体DNAの断片から得
られたダブリドファージの集団をアール・エム・ローン
等、セル誌、第15巻、第1157〜1174頁(19
78)に従って調製した。この遺伝子集団を、pBR3
22(Pst)/Hif−2hから切断されたp32−
標識IFN−α1cDNA挿入物を試料として使用する
「現場」での方法により選別した〔ダブりニー・ディー
・ベントンおよびアール・ダブリュー・デビス、サイエ
ンス、第196巻、第180−182頁、(1977)
;ティー・マニアチス、セル誌、第15巻、第687〜
701頁(1978)〕、反復プラーク精製により24
0,0001VAのプラークがら16(固のヒフ゛リド
化陽性ファージクローンを単離した〔ティー・マニアチ
ス等、上記〕。10種のヒダリドファージDNA調製物
をそれぞれHindllI、Tacl、Hhal、Ba
mHI、EcoRIおよびBglllによって開裂させ
、そしてアガロースゲル上での電気泳動により断片を分
離してこれをミリポア膜に移し〔イー・エム・サウザー
ン、ジャーナル・モレキュラー・バイオロジー、第98
巻、第503〜517頁(1975) )、そしてp3
2−標識Hif−2hcDNA挿入物でダブリド化させ
た。第18図は、部分制限地図および種々の表として結
果を要約している。 そこに示されているように、各ダブリドファージDNA
a製物については、少なくともユニの特徴的制限部位が
確立され、さらにIFN−α1遺伝子試料にダブリド化
する領域が描写されている(黒矢印)*。 * 第18および24図におけるchr16上の陰影区
域は、Hif−2hcDNAに弱くダブリド化するがR
−ループ化を示さなかった配列を示す。 次に第18図および第24図を参照すれば、クローンc
hr−3およびchr−26は、幾つかのEcoRIお
よびHind[IIの断片を共有するので、それらの長
さの多くにわたって重複するDNA断片を示しうろこと
が判るであろう。さらに、chr−1のダブリド化部分
とchr−10のダブリド化部分の1つは、Hif長さ
くそれぞれ3.2 k bおよび0.95k b )を
有するので同じになるであろう。また、chr−16の
「右手側」のヒブリド化部分(第18図において“r”
と標識する)はchr−35のダブリド化部分と同一で
あると思われるが、これら2つのクローンの各々はHi
f−2hcDNAとをもたらすので反対方向に配向する
。したがって、恐ら(chr−16とchr−35との
挿入物は重なるであろう。 したがって、11個のダブリド染色体DNAの13個の
ダブリド化部分は10M類以上、すなわちchr−1、
chr−3、chr−12、chr−13、chr−1
6(左手側、第18図において“l”と標識する)、c
hr−26、chr−30、chr−35、chr−1
9およびchr−27になると思われる。 次に第24図を参照すれば、chr−1とchr−3と
chr−10とchr−26との重複およびchr−1
6とchr−35との重複が示されている。 上記のデータが示唆するところでは、個々のひとのゲノ
ムはHif−2hにクロスヒブリド化する10種以上の
異なるDNA配列を含有する。この結論は、クローン集
団中に検出された断片Hif−2h関連の配列の割合が
約16.000中1であるという事実により裏付けられ
る。半数体ひとゲノムに対しaxto”bpO値を仮定
すれば、16kb(検査されたクローンの平均値)とい
う平均DNA断片寸法を有する単一遺伝子コピーに対す
る予測値は約1 : 190,000である。したがっ
て、Hif−2h関速断片の頻度は単一遺伝子に対する
予測値よりも12倍高いものである。 これらデータと比較して、ローン等(上記)がβ−グロ
ビンcDNA試料につき同じ遺伝子集団から300.0
00個のプラークを選別した際、僅か2つの陽性クロー
ンのみが同定され、この場合予測値は1.6 : 30
0,000であった。したがって、ひとゲノムには、H
if−2h断片もしくはrFN−α1cDNAにクロス
ダブリド化する10〜15個の明確な染色体DNA断片
が存在するであろう。 )1if−chr35の別の特性化 説明の目的として、chr−35のダブリド化配列(“
Hif−chr35”)をさらに特性化した。前記した
染色体ダブリドファージのダブリド化部分は同様に特性
化されかつ本発明の範囲を逸脱することなく取扱いうろ
ことを了解すべきである。 chr−35のダブリド化部分(“Hif−chr35
”)(Hif−chr16の右手断片と恐らく同一であ
る、上記)は、BgllI部位を有する唯一のダブリド
化染色体DNA部分である。rFN−α1およびIFN
−α2のcDNAはそれらのコード配列内にそれぞれ1
個および2個のBgl[[部位を有するので、恐ら<H
if−chr35は2つの予めクローン化したインター
フェロン遺伝子の1つの相手方になると思われる。3′
末端Hif−2hcDNA断片(3′非コード域のみを
含有する)へのHif−chr35の強力なヒブリド化
は、この試料に対する他の染色体DNAの弱いダブリド
化と比較して、Hif−chr35とHit−2hとの
対応性を裏付けている〔エフ・カファトス等、プロシー
ディング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・US
A、第74巻、第5618〜5622頁(1977)〕
、Hif−chr35断片をさらに分析するため、Hi
ndlI[−BamHI断片をchr35から切除した
。この断片(3,4kb)は、chr−35のダブリド
化部分(Hif−chr35”)を含有する。この断片
を、周知のdC−dG末端化方法(エル・ビラーカマロ
フ等、上記)を用いてpBR322のPst1部位にク
ローン化させ、そしてイー・コリHB101を得られた
組替えDNA分子により周知方法〔たとえばニス・ナガ
タ等、ネイチャー誌、第284巻、第316〜320頁
(1980))を用いて形質転換させた。 これら形質転換体のクローンをその場でのコロニーダブ
リド化〔ディー・ハナハンおよびエム・メセルソン、ジ
ーン誌、第10巻、第63〜67頁(1980))によ
りp32−標識Hif−2h断片(上記)で選別し、プ
ラスミドDNA、すなわちZ pBR322(Pst
)/Hc h r I F−35HB (“HchrI
F−35HB″)を陽性クローンから分離した〔エフ・
エム・ウィルキー等、ヌクレイツク・アシッド・リサー
チ、第7巻、第859〜877頁(1979)、方法B
〕。pBR322のβ−ラクタマーゼ遺伝子に関しプラ
スミド中のダブリド挿入物“Hchr IF−35HB
断片”の方向性を、Ec oRI開裂および得られた断
片の寸法決定により決定した。β−ラクタマーゼのそれ
と一致するよう配向した挿入物をαと呼び、反対の配向
をβと呼ぶ。 これら陽性クローンの培養物を見掛けOI)as。 =0.8になるまで増殖させ、そして細菌を収穫しかつ
ニス・ナガタ等(上記)に記載されたりゾチームー凍結
−解凍方法により熔暉させた。 検査した10種のクローンのうち7種が75〜500単
位/細胞gのIFN−α活性を示した(細胞病理学的効
果減少分析〕、 これら7種のIFN生産性クローンのうちの1つのDN
A挿入物、すなわちイー・コリI(B101 (Z
pBR322(Pst)/HchrIF−35HBα〕
を、制限分析およびヌクレオチド配列決定によりさらに
特性化した。プラスミドDNA (Hc h r I
F−35HBα)を前記したようにクローンから調製し
、制限部位をスミスービルンスチールの地図化により決
定した〔エッチ・オー・スミスおよびエム・エル・ビル
ンスチール、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ、第3
巻、第2387〜2398頁(1976))、Hchr
lF−35HBαをEc o、RIで切断し、5′末端
を標識しそしてBglIIで切断した〔かつpstlに
より約1kbの望ましくない断片を開裂させた〕。1.
04kbのEcoRI−BglII (3’近位)断片
と0.96k bのEC0RI一旦1ユ■(5′近位)
断片とを、文献〔ニー・シー・ピーコックおよびシー・
ダブりニー“・ディングマン、バイオケミストリー、第
6巻、第1818〜1827頁(1967))に記載さ
れているようなアガロースゲル電気泳動により単離した
。両断片を)iinf I、BsplおよびM b o
IIによりそれぞれ部分開裂し、生成物を1μg/m
lの臭化エチジウムを含有するトリス−酢酸緩衝液(p
H7,8)における1%アガロースゲルにて分離した。 染色後、放射能バンドを放射能写真により位も、1.0
4k b (3’近位)断片について同様に決定した。 分析の結果を第19図に示す。 ヌクレオチド配列決定のため、HchrlF−35HB
αを種々の制限酵素で開裂させ、生成物をトリス−硼酸
−EDTA緩衝液における5%ポリアクリルアミドゲル
による電気泳動により分離しくニー・シー・ピーコック
およびシー・ダブリュー・ディングマン、上記)、そし
てゲルから抽出し、ダブりニー・ミューシー等、ジャー
ナル・モレキュラー・バイオロジー、第124巻、第3
43〜358頁(1978)に記載されているように精
製した。 使用した配列決定方法を第19図に示し、下記に説明す
る。 1および2:BglUによるH、chrlF−35HB
αの開裂、標識化、ECORIおよびPstlによる開
裂ならびにBglU*−臣!」R1断片(940bp)
(“1″)およびBgl[*−ECORI断片(360
bp)(“2”)の単離; 3および4:EcoRrによるHchrfF35HBα
の開裂、標識化、Bsplによる開裂ならびにEcoR
I*−Bsp r断片(680bl))(@3”)およ
びEcoRI*−Bspl断片(880bp)(“4”
)の単離ヨ 5.6.7および8 ’: P v u KによるHc
hrIF−35HBαの開裂、標識化、BglI[およ
びEc oRIによる開裂ならびにPvu■*−Eco
RI断片(780bp)(”5”)、PvuII*−且
エユ■断片(215bp)(@6”) 、Pvull*
−BgllI断片(90bp)(17″)およびpvu
I[*−EcoRI断片(290b 1)) (“8
”)のR離; 。 9および10:EcoRIによるHchrlF−35H
Bαの開裂、1300bp EcoRI−EcoRI
断片のトリス−硼酸EDTA緩衝液における1%アガロ
ースゲル電気泳動によるffi離、さらにHinflに
よる開裂ならびにHinf [−Hlnf I断片(4
50bp)およびHinf l−Hlnf I断片(1
80bp)の単離、より大きなHinf l−Hlnf
I断片の標識化とMboIIによる開裂とはHinf
l * −M b o■(190bp) じ9″)の
単離を可能にした。より短いHinf l−H1nfI
断片の標識化とAvaIIによる開裂とはHinf1*
−AvaII断片(150bp)(’″10”)のR離
を可能にした; 11:Mbo[によるHc h r I F−35HB
αの開裂、標識化、BglI[による開裂ならびにMb
olI*−BgllI断片(465bp)(“11’″
)の単離: 12.13および14:BsplおよびBglUによる
HchrlF−35HBα(7)開裂、上記のように1
200bp Bspl−Bglll断片のアガロース
電気泳動にょる単離、ならびに(alHgiAIによる
開裂、標識化、M b o IIによる開裂およびHg
1AI*−MboII断片(300bp) じ12”
)とHg1Ai*−Mbol?断片(360bp)
(“13”)との単離または(b) B王ユNlによる
開裂、標識化、EcoRIによる開裂および1王tNI
)k−EcoRI断片(380bp)(”14”)の単
離。 マキサム−ギルバート法(上記)により、各種の断片を
配列決定した。全ての断片を両ストランドに関しかつ配
列決定用の原点として役立つ制限部位にわたって配列決
定した。 Hchr IF−35HBαにおけるコード域のヌクレ
オチド配列とHif−2hにおけるそれ(コード域)と
の比較(第8〜10図と第20〜23図との比較)は、
それらが同一であることを示す。特に、驚くことに、H
chrlF−35HBα断片のコード配列内、すなわち
5′非コード域におけるHinf 1部位と3″非コー
ド域におけるEcoR1部位との間には、イントロンの
存在が示されない。したがって、成熟IFN−αmRN
Aに対応する染色体配列にはイントロンを検出すること
ができなかった。 Hif−chr26および)(if−chr3の特性化 chr−3およびchr−26の遺伝子含有断片は、ヘ
テロデュプレックス分析により同一と思われるが少なく
とも1つのBgln制限部位において異なり、これらを
ヌクレオチド配列決定により検査した。725ベース対
における5つのヌクレオチドの相違が見出された。これ
らのうち2つのみがコード配列にあると思われる。遺伝
子だけでなくそれらに先立つ少なくとも3.5 K b
I)とそれらに続< 6.OK b pとは完全なヘ
テロデュプレックスを形成しかつ僅か2つのアミノ酸変
化を伴う比較的少ない配列差しかないので、Hif−c
hr3とHif−chr26とは同一遺伝子の対立形態
であると思われる。これらはIFN−cr4a (H
i f−chr3)およびIFN−α4b (Hi f
−chr26)と名付けられる。前記した慣用の配列決
定技術により決定されたIFN−α4bのヌクレオチド
配列と対応アミノ酸配列とを第29〜32図に示す。 第29〜32図を第8〜10図、第12〜16図および
第20〜23図と比較すれば、各配列によりコードさ、
れる蛋白質はそれらの残基の約15%において互いに相
違することが示される。 この相違は、2000〜9000万年前に分化した非対
立遺伝子の生成物に対して典型的である。 ねずみ細胞における)(if−chr35の発現 ねずみ細胞において発現させるため、・Hif−chr
35断片の供給源としてプラスミドZ−pBR322(
Ps t)/Hchr IF−35HBα(上記)を使
用した。プラスミドをPst■で制限しかつ5′エキソ
ヌクレアーゼで処理して5’ dG末端を除去した。次
いで、この断片を、pBR322のBamHI、B a
m H1断片とポリオーマDNAとの結合により調製
されたプラスミドの5’ dC,−末端化KpnI断片
に挿入した。得られたベクトルを使用してねずみ3T3
細胞を形質転換させ、この場合燐酸カルシウム技術を使
用した〔エフ・マンティ等、ネイチャー誌、第281巻
、第40〜46頁(1979)〕、これら形質転換細胞
は便宜上ねずみ3T3(ポリオーマ−)1if−chr
35)と名付けられる。20〜40時間後、分析はひと
細胞に対し300単位/IFN−α1mlのIFN−α
活性を示し、生細胞に対しては約3000単位/IFN
−cr1mlの活性を示した。 勿論、第8〜10図、第12〜16図、第20〜23図
および第29〜32図に示したヌクレオチド配列は、ヌ
クレオチド配列に対し、たとえば既に起こったまたは続
いて用いうる単一もしくは多重のベース置換、挿入、転
位もしくは欠失を含む突然変異のような如何なる変化を
も考慮に入れてないことを了解すべきである。さらに、
この配列はこれら図面に示されたコドンと同じアミノ酸
をコードする他のコドンの可能な置換をも考慮に入れて
ない。したがって、IFN−αの免疫学的もしくは生物
学的活性を示すポリペプチドをコードするような改変配
列も本発明の範囲内にあることを了解すべきである。 さらに、第8〜10図、第12〜16図、第20〜23
図および第29〜32図に示されたアミノ酸配列は、生
体内もしくは試験管内試剤、たとえば生体内グリコジル
化酵素との相互作用により惹起されるポリペプチドに対
し如何なる変化をも考慮に入れてないことを了解すべき
である。したがって、IFN−αの免疫学的もしくは生
物学的活性を示すこれらポリペプチドの断片および誘導
体も本発明の一部であることを了解せねばならない。 チドの産生 細胞病理学的効果減少分析〔ダブりニー・イー・スチュ
アート・■およびニス・イー・スルキン、S、E、Pr
oc、Soc、Exp、Biol、Med 、第123
巻、第650〜653頁(1966))は少量のIFN
Cm菌細胞1個当り1個以下の活性分子)を検出しうる
ので、上記した10種のヒゲリドλフアージで感染させ
たイー・コリHB101の溶菌物をIFNの存在につき
分析した。 11種のファージのうち7種(chr−10、chr−
12、chr−19およびchr−27を除く全て)は
、3部5単位/mlの範囲のIFN活性を有する溶菌物
を与えた。chr−10およびchr−12の場合、前
記したようにpBR322のPst1部位ニサブクロー
ン化させたダブリド化(Hif−2hに対する)Hin
dllr−HindIIIもしくはEc oRI −E
CORI断片は大腸菌においてIFN−α活性を表わし
た。大腸菌はmRNAをスプライスし得ないと思われる
ので〔オー・メルセローープイジャロンおよびピー・ク
ーリルスキー、ネイチャー誌、第279巻、第647〜
649頁(1979))、これらIFN−α染色体遺伝
子は恐らくそれらのコード領域中にイントロンを含有し
ないと思われる。 最終結論 本発明によりポリ(A> RN Aから調製されたcD
NAを含有する一部の組替えDNA分子がセンダイウィ
ルス処理(誘発)されたひと白血球から単離され、その
代表的なものは次の性質を有している: (1)誘発されたひと白血球からのポリ(A) RN
Aにはダブリド化するが、非誘発のものからのポリ(A
) RN Aにはヒブリド化しない、(21RNAの混
合物からIFN−αmRNAを選択する能力によりおよ
びダブリド抑制翻訳分析においてインターフェロンmR
NAの翻訳を抑制(可逆的に)する能力により示される
ように、IFN−αmRNAにダブリド化する、 (3) この群の成る種のものを含有する大腸菌は、
次の性質を有する化合物を生産する= (a)トリプシンに対し感受性であり、(bl ひと
細胞系においてIFN−α活性を示すが、ねずみ細胞系
においてはほんの僅かの活性しか示さず、 TCl 20.000〜30.000の分子量を有し
く第8〜109のヌクレオチド配列に基づけば19.3
88である)、 (dllFN−α活性は、ひと白血球インターフェロン
に対する抗体により特異性に抑制される、 (4) 本発明のダブリドブラスミドのDNA挿入物
は、I FN−αmRNAをRNA混合物から選択する
能力に加え、IFN−αDNAをcDNAを包含する各
種供給源の混合物からおよび染色体DNAのダブリドフ
ァージ遺伝子集団から選択することができる、 +5)IFN−αに対する多数の異なる染色体遺伝子が
存在し、しかもこれら遺伝子がイントロンを欠失すると
共に適当な宿主におけるインターフェロンおよびインタ
ーフェロン様ポリペプチドの直接的発現を可能にするこ
とは予想外である、 (6) これら組替えDNA分子のDNA挿入物にお
ける少なくとも3種のヌクレオチド配列が異なっており
、これはIFN−αに関し少なくとも3種の非対立遺伝
子が存在することを示唆している、 (7) これら3種のヌクレオチド配列によりコード
される蛋白質は標準リンパ芽球細胞インターフェロンか
ら決定された35個のアミノ酸とは異なっている、 (811FN−α遺伝子断片の各種組合せ物に対し調製
されたダブリド蛋白質は、相互にまたはそれらの親とは
定量的に異なる性質を示し、さらにIFN−αに融合し
た付加的アミノ酸を有する蛋白質またはアミノ末端配列
の一部を含まないIFN−αからなる蛋白質はIFN活
性を示す。 これらの性質は、本発明により示された組替えDNA分
子がひと白血球インターフェロンに関するコード配列の
少なくとも1部を含有しかつこれらプラスミドの幾つか
がひと白血球インターフェロンの免疫学的もしくは生物
学的活性を有するポリペプチドの大腸菌における発現を
もたらすことを示している。また明らかなように、本明
細書に示したポリペプチドは蛋白質技術分野で周知され
ているように、本発明の範囲を逸脱することなく断片化
、改変もしくは誘導体化させることもできる。 本明細書に記載した方法により調製される微生物および
組替えDNA分子は、西ドイツ連邦共和国ゲッチンゲン
所在のドイツチェ・ザンムルンク・フォノ・ミクロオル
ガニスメンに1980年1月7日に寄託した培養物を例
とし、HcIFA−Eとして次のように同定されている
: A:イ−・1すHB101 (Z−pBR322(P
s t)/Hc IF−4c) B:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
s t)/Hc IF−2h) C:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
st)/HcIF−SN35) D:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
s t)/Hc IF−SN42)E:イー・コリ
HB101 (Z−pKT287(Ps t)/H
c TF−2h−AH6)これらの培養物はそれぞれ
寄託番号DSM1699〜1703が付与されている。 さらに、本明細書に記載した方法により調製された微生
物およびDNA分子は、アメリカ合衆国メリーランド州
、ロックビル所在のアメリカン・タイプ・カルチャー・
コレクションに1980年3月27日に寄託された培養
物を例としHclF−G−Hとして同定され、それぞれ
ATCC寄託番号31633〜31634が付与されて
いる: G:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
st)/HcIF−■−206) H:イー・コリHB101 (Z−pBR322(P
s t) /Hc I F−SN35−AHL本明細書
中に゛記載した方法によりill製したその他の微生物
は、西ドイツ連邦共和国ゲッチンゲン所在のドイツチェ
・ザンムルンク・フォノ・ミクロオルガニスメンに19
80年10月1日に寄託した培養物を例とし、)(ch
rIF−A−Jとして同定されかつ寄託番号DSM19
14〜1923が付与されている二人。イー・コ・すH
B101におけるchr3のサブクローン化Hind[
[断片; B、イー・コリHB101におけるchr12のサブク
ローン化Ec oRI断片; C,イー・コリHB101におけるchr12のサブク
ローン化Hindll[断片;D、イー・コリHB10
1におけるchr13のサブクローン化」LユR1断片
; E、イー・コリHB101におけるchr23のサブク
ローン化EC0RI断片; F、イー・コリHB101におけるchr23のサブク
ローン化HindIII断片;G、イー・コリHB10
1におけるchr26のサブクローン化EcoRI断片
; H,イー・コリHB 101におけるchr26のサブ
クローン化HindIII断片;■、イー・コリHB1
01におけるchr35のサブクローン化HindII
I−BamHI断片; J、イー・コリHB101におけるchr35のサブク
ローン化BamHI断片。 最後に、本明細書中に記載した方法により調製された微
生物は、アメリカ合衆国メリーランド州、ロックビル所
在のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに
1980年12月15日に寄託され、HchrlF−に
−HchrIF−QおよびHclF−1〜HclF−に
として同定されかつそれぞれATCC寄託番号3176
0HchrlF−に、31761HchrIF−L、3
1762HchrlF −M、31763HchrlF
−N、31764HchrlF−0,31765Hch
rIF−P、31766HchrlF−Q、31767
HcIF−I、31768HclF−J。 31769HcIF−Kが付与されている:K、イー・
コリHB101におけるchr23のサブクローン化T
ac−Tac断片;L、イー・コリHB101における
chrlQlのサブクローン化BglIr一旦」」、■
断片; M、イー・コリHB101におけるchrlQrのサブ
クローン化Hindll[−H1nd■断片; N、イー・コリHB 101におけるchr26のサブ
クローン化Bgln−Bgln断片:O,イー・コリH
B101におけるchr30のサブクローン化Hind
I[l−HlndI[[断片; P、イー・コ、すHB101におけるchr13のサブ
クローン化BglT1−Tac断片;Q、イー・コリH
B 101におけるchr 161のサブクローン化B
glU−Tac断片;HcIF−1:イー・コリDS4
10 (C8−IFN−α2) HclF−J:イー・コリDS410 (LAC−AU
G (α2)) HCIF−に:イー・コリDS410(β−La c
−AUG (α2)) 以上、本発明を多くの具体例につき説明したが、この基
本的構成を変化させて、本発明の方法および組成物を利
用する他の具体例を提供しうろことが明白である。した
がって、本発明の範囲は例をもって前記した特定具体例
でなく、寧ろ特許請求の範囲により規定さるべきである
ことが了解されよう。
第1図はその幾つかが本発明のポリペプチドをコードす
る挿入DNA配列を特徴とするような組替えDNA分子
の混合物を製造するための、本発明の方法の一実fi!
態様を示す概略図、第2図は本発明の初期クローン選別
法の概略図、第3図は本発明により調製されたDNA配
列を使用するクローン選別法の一実施態様を示す概略図
、第4図は本発明のクローンの一つの制限地図であって
、ただしこのクローンの各制限部位の絶対的位置は示さ
ず、第8〜10図においてこれら制限部位のより絶対的
な位置を示し、第5図は本発明の一つの組替えDNA分
子におけるDNA挿入物の方向性を決定する方法の概略
図、第6図は本発明により使用しうる幾つかのクローン
化ベヒクルの部分的ヌクレオチド配列を示す図、第7図
は本発明の細菌培養から調製された上澄液のセファデッ
クスG−100分別化の結果を示す図、第8〜10図は
本発明の組替えDNA分子に対するDNA挿入物のヌク
レオチド配列を示す図であって、この配列はポリC5’
末端に続くヌクレオチドからポリA残基およびポリC3
’末端の前のヌクレオチドまで番号を付け、ヌクレオチ
ド57〜125は信号配列を示し、かつヌクレオチド1
26〜626は「成熟」インターフェロンおよび停止コ
ドンを示し、信号配列のアミノ酸配列は下部文字におい
てそのヌクレオチド配列の上方に示されかつ「成熟」イ
ンターフェロンのアミノ酸配列は上部文字においてその
ヌクレオチド配列の上方に示され、この遺伝子における
各種の制限エンドヌクレアーゼ認識部位をも第8〜10
図に示し、これら部位は第4図に示されるものよりも絶
対的に位置決定され、第11図は本発明の組替えDNA
分子の2つのDNA挿入物の制限地図に関する略比較図
、第12〜16図は本発明の組替えDNA分子の2つの
DNA挿入物のヌクレオチド配列を示す図であって、こ
の配列はポリC5’末端に続くヌクレオチドからポリA
残基およびポリC3’末端の前のヌクレオチドまで番号
を付け、これら挿入物の各々に対する信号配列のアミノ
酸配列は下部文字においてその各ヌクレオチド配列の上
方に示されかつ「成熟」インターフェロンのアミノ酸配
列は上部文字においてそのヌクレオチド配列の上方に示
され、第17図はZ−pBR322(Ps t)/Hc
IF−II−206の部分制限地図および第12〜1
6図に示されたHif−U−206断片のヌクレオチド
配列を決定するのに使用される配列決定方法を示す図、
第18図はHlf−2b断片にダブリド化する一連のダ
ブリドファージの部分制限地図を示す図、第19図はZ
pBR322(Ps t)/Hchr IF−35HB
αのダブリド挿入物の部分制限地図およびそのヌクレオ
チド配列を決定するのに使用する配列決定方法を示す図
、第20〜23図はHchrIF−35HBα断片のヌ
クレオチド配列およびそれから生ずるアミノ酸配列を示
す図、第24図はHuIFN−α関連遺伝子に対する部
分結合地図を示す図であって、矢印は誘発白血球ポリ(
A) RN Aと共にR−ループを形成する領域を示し
、ハツチングした枠(chr−16)はプロッチング実
験から推定されたが、R−ループ地図では示されなかっ
た配列を示し、第25図はプラスミドCB−IFN−α
1の構成の概略。 図、第26図はプラスミドLAC−AUG (α2)の
構成の概略図、第27図はLAC−AUG(α2)の構
成 、特にAUG開始信号およびCYSN−末端アミノ
酸におけるプラスミドの構成を示す図、第28図はプラ
スミドC3−IFN−α2の構成およびダブリド分子■
、■、■および■の概略図、第29〜32図はヌクレオ
チド配列とそれによりIFN−α4bに対してコードさ
れるアミノ酸配列およびそのシグナル配列を示す図であ
る。 特許出願人 パイオゲン ナームローズベンノットジャ
ンプ
る挿入DNA配列を特徴とするような組替えDNA分子
の混合物を製造するための、本発明の方法の一実fi!
態様を示す概略図、第2図は本発明の初期クローン選別
法の概略図、第3図は本発明により調製されたDNA配
列を使用するクローン選別法の一実施態様を示す概略図
、第4図は本発明のクローンの一つの制限地図であって
、ただしこのクローンの各制限部位の絶対的位置は示さ
ず、第8〜10図においてこれら制限部位のより絶対的
な位置を示し、第5図は本発明の一つの組替えDNA分
子におけるDNA挿入物の方向性を決定する方法の概略
図、第6図は本発明により使用しうる幾つかのクローン
化ベヒクルの部分的ヌクレオチド配列を示す図、第7図
は本発明の細菌培養から調製された上澄液のセファデッ
クスG−100分別化の結果を示す図、第8〜10図は
本発明の組替えDNA分子に対するDNA挿入物のヌク
レオチド配列を示す図であって、この配列はポリC5’
末端に続くヌクレオチドからポリA残基およびポリC3
’末端の前のヌクレオチドまで番号を付け、ヌクレオチ
ド57〜125は信号配列を示し、かつヌクレオチド1
26〜626は「成熟」インターフェロンおよび停止コ
ドンを示し、信号配列のアミノ酸配列は下部文字におい
てそのヌクレオチド配列の上方に示されかつ「成熟」イ
ンターフェロンのアミノ酸配列は上部文字においてその
ヌクレオチド配列の上方に示され、この遺伝子における
各種の制限エンドヌクレアーゼ認識部位をも第8〜10
図に示し、これら部位は第4図に示されるものよりも絶
対的に位置決定され、第11図は本発明の組替えDNA
分子の2つのDNA挿入物の制限地図に関する略比較図
、第12〜16図は本発明の組替えDNA分子の2つの
DNA挿入物のヌクレオチド配列を示す図であって、こ
の配列はポリC5’末端に続くヌクレオチドからポリA
残基およびポリC3’末端の前のヌクレオチドまで番号
を付け、これら挿入物の各々に対する信号配列のアミノ
酸配列は下部文字においてその各ヌクレオチド配列の上
方に示されかつ「成熟」インターフェロンのアミノ酸配
列は上部文字においてそのヌクレオチド配列の上方に示
され、第17図はZ−pBR322(Ps t)/Hc
IF−II−206の部分制限地図および第12〜1
6図に示されたHif−U−206断片のヌクレオチド
配列を決定するのに使用される配列決定方法を示す図、
第18図はHlf−2b断片にダブリド化する一連のダ
ブリドファージの部分制限地図を示す図、第19図はZ
pBR322(Ps t)/Hchr IF−35HB
αのダブリド挿入物の部分制限地図およびそのヌクレオ
チド配列を決定するのに使用する配列決定方法を示す図
、第20〜23図はHchrIF−35HBα断片のヌ
クレオチド配列およびそれから生ずるアミノ酸配列を示
す図、第24図はHuIFN−α関連遺伝子に対する部
分結合地図を示す図であって、矢印は誘発白血球ポリ(
A) RN Aと共にR−ループを形成する領域を示し
、ハツチングした枠(chr−16)はプロッチング実
験から推定されたが、R−ループ地図では示されなかっ
た配列を示し、第25図はプラスミドCB−IFN−α
1の構成の概略。 図、第26図はプラスミドLAC−AUG (α2)の
構成の概略図、第27図はLAC−AUG(α2)の構
成 、特にAUG開始信号およびCYSN−末端アミノ
酸におけるプラスミドの構成を示す図、第28図はプラ
スミドC3−IFN−α2の構成およびダブリド分子■
、■、■および■の概略図、第29〜32図はヌクレオ
チド配列とそれによりIFN−α4bに対してコードさ
れるアミノ酸配列およびそのシグナル配列を示す図であ
る。 特許出願人 パイオゲン ナームローズベンノットジャ
ンプ
Claims (18)
- (1)(a)Z−pBR322(Pst)/HcIF−
4c〔DSM1699〕Z−pBR322(Pst)/
HcIF−2h〔DSM1700〕、Z−pBR322
(Pst)/HcIF−SN35〔DSM1701〕Z
−pBR322(Pst)/HcIF−SN42〔DS
M1702〕およびZ−pKT287(Pst)/Hc
IF−2h−AH6〔DSM1703〕のDNA挿入物
、 (b)前記DNA挿入物のいずれか1つにヒブリド化し
かつIFN−α型のポリペプチド をコードするDNA配列、および (c)前記(a)および(b)に規定したDNA挿入物
および配列まで遺伝子コードの結果縮退し かつIFN−α型のポリペプチドをコード するDNA配列 よりなる群から選択され、前記DNA配列が組替えDN
A分子における発現制御配列に作用結合していることを
特徴とする組替えDNA分子。 - (2)DNA挿入物(a)のいずれか1つにヒブリド化
するDNA配列(b)が、 (d)Z−pBR322(Pst)/HcIF−II−2
06〔ATCC31633〕およびZ−pBR322(
Pst)/HcIF−SN35−AHL6〔ATCC3
1634〕のDNA挿入物、(e)前記DNA挿入物の
いずれか1つにヒブリド化しかつIFN−α型のポリペ
プチド をコードするDNA配列、および (f)前記(d)および(e)に規定したDNA挿入物
および配列まで遺伝子コードの結果縮退し かつIFN−α型のポリペプチドをコード するDNA配列 から選択される特許請求の範囲第1項記載の組替えDN
A分子。 - (3)DNA挿入物(a)のいずれか1つにヒブリド化
するDNA配列(b)が、 (g)Hif−chr3の¥Hind¥III断片〔DS
M1914〕、Hif−chr12の¥Eco¥R I
断片〔DSM1915〕、Hif−chr12の¥Hi
nd¥III断片〔DSM1916〕、Hif−chr1
3の¥Eco¥R I 断片〔DSM1917〕、Hif
−chr23の¥Eco¥R I 断片〔DSM1918
〕、Hif−chr23の¥Hind¥III断片〔DS
M1919〕、Hif−chr26の¥Eco¥R I
断片〔DSM1920〕、Hif−chr26の¥Hi
nd¥III断片〔DSM1921〕、Hif−chr3
5の¥Hind¥III−BamH I 断片〔DSM192
2〕、Hif−chr35の¥Bam¥H I 断片〔D
SM1923〕、Hif−chr23の¥Tac¥−¥
Tac¥断片〔ATCC37160〕、Hif−chr
10lのBglII−BglII断片〔ATCC31761
〕、Hif−chr10rの¥Hind¥III−Hin
dIII断片〔ATCC31762〕、Hif−chr2
6の¥Bgl¥II−¥Bgl¥II断片〔ATCC317
63〕、Hif−chr30の¥Hind¥III−¥H
ind¥III断片〔ATCC31764〕、Hif−c
hr13の¥Bgl¥II−¥Tac¥断片〔ATCC3
1765〕およびHif−chr16lの¥Bgl¥I
I−¥Tac¥断片〔ATCC31766〕(h)前記
DNA挿入物のいずれか1つにヒブリド化しかつIFN
−α型のポリペプチド をコードするDNA配列、および (i)前記(g)および(h)に規定したDNA挿入物
および配列まで遺伝子コードの結果縮退し かつIFN−α型のポリペプチドをコード するDNA配列 から選択される特許請求の範囲第1項記載の組替えDN
A分子。 - (4)式: 【遺伝子配列があります】 および 【遺伝子配列があります】 のDNA配列を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
組替えDNA分子。 - (5)式: 【遺伝子配列があります】 および 【遺伝子配列があります】 のDNA配列を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
組替えDNA分子。 - (6)式: 【遺伝子配列があります】 および 【遺伝子配列があります】 を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の組替えDNA
分子。 - (7)発現制御配列が¥lac¥系、β−lac系、¥
trp¥系、ファージλの主オペレータおよびプロモー
タ領域、fdコート蛋白の制御領域並びに原核もしくは
真核細胞およびそのウィルスの遺伝子の発現を制御する
その他の配列よりなる群から選択される特許請求の範囲
第1項記載の組替えDNA分子。 - (8)C8−IFN−α1、C8−IFN−α2、LA
C−AUG(α2)およびβ−lac−AUG(α2)
から選択される特許請求の範囲第1項記載の組替えDN
A分子。 - (9)特許請求の範囲第1項記載の少なくとも1種の組
替えDNA分子により形質転換された宿主。 - (10)イー・コリ、シュードモナス、バチルス・ズブ
チリス、バチルスステアロターモフィルス、その他の細
菌類、酵母、その他の真菌類、ねずみまたはその他の動
物もしくは植物宿主およびヒト組織細胞よりなる群から
選択される特許請求の範囲第9項記載の宿主。 - (11)イー・コリHB101(Z−pBR322(P
st)/HcIF−4c)、イー・コリHB101(Z
−pBR322(Pst)/HcIF−2h)、イー・
コリHB101(Z−pBR322(Pst)/HcI
F−sN35)、イー・コリHB101(Z−pBR3
22(Pst)/HcIF−SN42)およびイー・コ
リHB101(Z−pKT287(Pst)/HcIF
−2h−AH6)から選択される特許請求の範囲第9項
記載の形質転換宿主。 - (12)イー・コリHB101(Z−pBR322(P
st)/HcIF−II−206)およびイー・コリHB
101(Z−pBR322(Pst)/HcIF−SN
35−AHL6)から選択される特許請求の範囲第9項
記載の形質転換宿主。 - (13)HchrIF−A、HchrIF−B、Hch
rIF−C、HchrIF−D、HchrIF−E、H
chrIF−F、HchrIF−G、HchrIF−H
、HchrIF−IおよびHchrIF−Jから選択さ
れる特許請求の範囲第9項記載の形質転換宿主。 - (14)イー・コリDS410(C8−IFN−α1)
、イー・コリDS410(C8−IFN−α2)、イー
・コリDS410(LAC−AUG(α2))、イー・
コリDS410HB101(β−lac−AUG(α2
))およびねずみ3T3(poly−oma−Hif−
chr35)から選択される特許請求の範囲第9項記載
の形質転換宿主。 - (15)HchrIF−K、HchrIF−L、Hch
rIF−M、HchrIF−N、HchrIF−O、H
chrIF−P、HchrIF−Q並びにHif−ch
r19およびHif−chr27により形質転換された
宿主細胞から選択される特許請求の範囲第9項記載の形
質転換宿主。 - (16)式: 【遺伝子配列があります】 および 【遺伝子配列があります】 のDNA配列から選択されるIFN−α型のポリペプチ
ドをコードするDNA配列。 - (17)式: 【遺伝子配列があります】 および 【遺伝子配列があります】 のDNA配列から選択されるIFN−α型のポリペプチ
ドをコードするDNA配列。 - (18)式: 【遺伝子配列があります】 および 【遺伝子配列があります】 のDNA配列から選択されるIFN−α型のポリペプチ
ドをコードするDNA配列。
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