JPWO2006123445A1 - Protein display method - Google Patents

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安宏 青山
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信介 山東
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Abstract

細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳し、このとき、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばして、mRNAとそれが翻訳されて生じるタンパク質との結合体を含む複合体を得る工程を含むタンパク質の表示方法。細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳するに際して、アミノ酸のtRNAのアンチコドンを終止コドンに対応するアンチコドンに置換した少なくとも1種の変異tRNAを加えることにより、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばすことができる。Translating the mRNA in the sample using the cell extract, and at this time, skipping at least one stop codon to obtain a complex containing a conjugate of the mRNA and the resulting protein Protein display method. When translating mRNA in a sample using a cell extract, at least one type of stop codon is skipped by adding at least one type of mutant tRNA in which the anticodon of the amino acid tRNA is replaced with an anticodon corresponding to the stop codon. be able to.

Description

本発明は、タンパク質の表示方法、及びそれに用いるキットに関する。   The present invention relates to a protein display method and a kit used therefor.

リボソームディスプレイは、mRNAとリボソームとの複合体において合成されるポリペプチドをmRNAと結合させておくことにより、各ポリペプチドにmRNAのタグが付いた状態とし、mRNAによりポリペプチドを表示する方法である。これは、mRNAは、ポリペプチドと異なりシークエンサーなどを用いて容易に配列を決定できること、及び核酸は増幅が容易であるため微量しか存在しなくても配列を決定し易いことを利用したものである。     Ribosome display is a method in which a polypeptide synthesized in a complex of mRNA and ribosome is bound to mRNA so that each polypeptide is tagged with mRNA and the polypeptide is displayed by mRNA. . This is based on the fact that unlike a polypeptide, mRNA can be easily sequenced using a sequencer or the like, and because nucleic acid is easy to amplify, it can be easily sequenced even if only a small amount is present. .

例えば、ヒトサンプルに含まれる全タンパク質にmRNAのタグを付したものを被験タンパク質又は被験物質と反応させると、被験タンパク質又は被験物質とサンプル中の特定タンパク質とが結合して、分離される。このとき、タンパク質の同定は手間がかかるが、それに結合したmRNAの塩基配列を読み取ることにより、対応するタンパク質を簡単に同定できる。このようにして、被験タンパク質又は被験物質と特異的に結合するタンパク質をスクリーニングすることができる。     For example, when a protein to which a mRNA tag is attached to all proteins contained in a human sample is reacted with a test protein or test substance, the test protein or test substance and the specific protein in the sample are bound and separated. At this time, identification of the protein takes time, but the corresponding protein can be easily identified by reading the base sequence of mRNA bound thereto. In this way, a protein that specifically binds to the test protein or test substance can be screened.

このような目的タンパク質の表示ないしはスクリーニング方法として、特許文献1は、
(a) RNAポリメラーゼ結合部位、リボソーム結合部位、及び翻訳開始シグナルを含む5'非翻訳領域を含むin vitro発現ユニットであってmRNAを合成できるものを構築し、
(b) ランダムな核酸配列をこの発現ユニットに付着させ、
(c) この発現ユニット及びランダムな核酸配列と関連した配列を転写又は複製してRNAを生産し、
(d) このRNAを翻訳して、ポリソームを維持できる条件下でポリソームを生産し、
(e) このポリソームに被験物質を結合させ、
(f) 被験物質に結合したポリソームを単離し、
(g) 単離したポリソームを破壊し、
(h) mRNAを回収し、
(i) 回収したmRNAからcDNAを構築し、
(j) cDNAを発現させて新規ポリペプチドを生産する
方法を開示している。
As a display or screening method for such a target protein, Patent Document 1
(a) constructing an in vitro expression unit comprising an RNA polymerase binding site, a ribosome binding site, and a 5 ′ untranslated region containing a translation initiation signal capable of synthesizing mRNA;
(b) attaching a random nucleic acid sequence to the expression unit;
(c) transcribe or replicate the expression unit and the sequence associated with the random nucleic acid sequence to produce RNA;
(d) translate this RNA to produce polysomes under conditions that can maintain the polysomes,
(e) binding a test substance to this polysome,
(f) isolating the polysome bound to the test substance,
(g) destroying the isolated polysomes,
(h) recovering mRNA;
(i) constructing cDNA from the recovered mRNA;
(j) A method for producing a novel polypeptide by expressing cDNA is disclosed.

しかし、特許文献1の方法では、様々な長さのポリペプチドが提示されたポリソームが単離できるが、全長ポリペプチドが表示されるわけではない。   However, in the method of Patent Document 1, polysomes on which polypeptides of various lengths are presented can be isolated, but the full-length polypeptides are not displayed.

また、非特許文献1は、
(a) 抗体のscFvをコードするDNAライブラリーをPCRで増幅して、T7プロモーター、リボソーム結合部位、ステム-ループ、及び3末端人工リンカーを有し、かつ、終止コドンを含まないDNAテンプレートを生産し、それをRNAに転写する工程と、
(b) mRNAをin vitroでリボソーム複合体を安定化させる因子の存在下に翻訳し、リボソーム上でのscFv抗体の折り畳みを改善する工程と、
(c) 天然scFvを固定化抗原に結合させることにより、翻訳混合物から所望のリボソーム複合体を選択する工程と、
(d) EDTAで結合したリボソーム複合体を乖離させ、全複合体を抗原で特異的に溶出する工程と、
(e) 複合体からRNAを単離する工程と、
(f) 単離したmRNAを逆転写してcDNAとし、cDNAをPCRで増幅する工程と
を含む方法を開示している。この方法は、スクリーニングの対象が、抗体のscFvをコードするDNAライブラリーに限定され、ヒトの全タンパク質をスクリーニングできるものではない。また、3'末端に人工のリンカーを添加し、さらに終止コドンを除去する必要があるため、天然のmRNAを直接利用することができない。
Non-Patent Document 1
(a) A DNA library encoding the scFv of an antibody is amplified by PCR to produce a DNA template having a T7 promoter, a ribosome binding site, a stem-loop, a 3-terminal artificial linker, and containing no stop codon Transcribing it into RNA;
(b) translating mRNA in the presence of a factor that stabilizes the ribosome complex in vitro to improve scFv antibody folding on the ribosome;
(c) selecting a desired ribosome complex from the translation mixture by binding native scFv to an immobilized antigen;
(d) detaching the EDTA-bound ribosome complex and specifically eluting the entire complex with the antigen;
(e) isolating RNA from the complex;
(f) reverse transcription of isolated mRNA into cDNA, and a method of amplifying the cDNA by PCR. In this method, the target of screening is limited to a DNA library encoding the scFv of an antibody, and it is not possible to screen all human proteins. In addition, since it is necessary to add an artificial linker to the 3 ′ end and further remove the stop codon, natural mRNA cannot be used directly.

また、非特許文献2は、
(a) ランダムNNKコドン領域を含む合成DNAライブラリーをin vitroで転写・翻訳する工程と、
(b) クロラムフェニコールでタンパク合成を停止させて、ポリソームを分離する工程と、
(c) アフィニティ選択できる固定化されたレセプターが存在するウェルにポリソームを入れる工程と、
(d) 結合したポリソームをEDTAで乖離させて、mRNAを回収する工程と、
(f) mRNAをcDNAに逆転写する工程と、
(g) cDNAをPCRで増幅する工程と
を含む方法を開示している。しかし、この方法では、終止コドンに到達する前にクロラムフェニコールでタンパク合成を停止させるため、全長タンパク質が表示されず、全長タンパク質についてアフィニティ選択を行えない。
Non-Patent Document 2
(a) in vitro transcription / translation of a synthetic DNA library containing a random NNK codon region;
(b) stopping protein synthesis with chloramphenicol and separating polysomes;
(c) placing the polysome in a well containing an immobilized receptor capable of affinity selection;
(d) separating the bound polysomes with EDTA and recovering mRNA;
(f) reverse transcription of mRNA into cDNA;
(g) a method comprising amplifying cDNA by PCR. However, in this method, protein synthesis is stopped with chloramphenicol before reaching the stop codon, so the full-length protein is not displayed and affinity selection cannot be performed for the full-length protein.

また、非特許文献3は、アリサイクロバチルス・アシドカルダリウス由来のエステラーゼをコードするmRNAのセリンコドンを終止コドンのUAGに置換したmRNAを用いて、翻訳システムの抑制メカニズムを解明する方法を開示している。さらに、リボソームとポリペプチド鎖とを分離させる開放因子RF1に対する抗体を用いてRF1を失活させることにより、mRNAの翻訳を一層効果的に抑制できることを教えている。   Non-Patent Document 3 discloses a method for elucidating the suppression mechanism of the translation system using mRNA in which serine codon of mRNA encoding alicyclobacillus acidocardarius-derived esterase is replaced with UAG of stop codon. Yes. Furthermore, it teaches that translation of mRNA can be suppressed more effectively by inactivating RF1 using an antibody against the release factor RF1 that separates ribosomes and polypeptide chains.

しかし、非特許文献3では、翻訳システムの抑制メカニズムの解明を行っているにすぎず、全長ポリペプチドと対応するmRNAとが連結したものが得られたことは記載されていない。
WO 91/05058 Proc.Natl.Acad.Sci.USA,Vol.94,4937-4942,1997 Proc.Natl.Acad.Sci.USA,Vol.91,9022-9026,1994 FEBS Letters,Vol.579,2156-2160,2005
However, Non-Patent Document 3 only elucidates the suppression mechanism of the translation system, and does not describe that a full-length polypeptide and a corresponding mRNA were obtained.
WO 91/05058 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 94, 4937-4942, 1997 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 91, 9022-9026, 1994 FEBS Letters, Vol.579,2156-2160,2005

本発明は、サンプル中に含まれるタンパク質をそれらをコードするmRNAと物理的に連結した状態にすることにより表示する方法、及びそれに用いるキットを提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for displaying a protein contained in a sample by being physically linked to mRNA encoding the same, and a kit used therefor.

上記課題を解決するために本発明者らは研究を重ね、以下の知見を得た。
(i) サンプル中のmRNAを、細胞抽出液を用いてin vitroで翻訳するに際して、アミノ酸のtRNAのアンチコドンを終止コドンに対応するアンチコドンに置換した変異tRNAを翻訳系に加えることにより、終止コドンが読み飛ばされて、合成されたタンパク質がmRNAから離れない。これにより、mRNAと対応タンパク質との結合物が得られる。
(ii) サンプルから抽出されたmRNAを、細胞抽出液を用いてin vitroで翻訳するに際して、終結因子が機能しない細胞抽出液を用いることにより、終止コドンが読み飛ばされて、合成されたタンパク質がmRNAから離れない。これにより、mRNAと対応タンパク質との結合物が得られる。
(iii) mRNAはリボソームと複合した状態でポリペプチド鎖を伸長するため、ポリペプチド鎖の伸長途中の部分、及びmRNAのポリペプチド鎖伸長途中の部分はリボソームトンネルに覆われていて、外部に表示されない。終止コドンを読み飛ばすことにより、コード配列を越えて終止コドン及び3’−UTRに対してペプチド鎖が伸長するため、天然mRNAの少なくともコード配列に対応するタンパク質の全長がリボソームトンネルから押し出されるようにして外部に表示される。このようにして、タンパク質とmRNAとの結合物からリボソームを分離しなくても、少なくとも天然mRNAのコード配列に対応するタンパク質の全長を表示することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted research and obtained the following knowledge.
(i) When the mRNA in the sample is translated in vitro using the cell extract, the stop codon is added by adding to the translation system a mutant tRNA in which the anticodon of the amino acid tRNA is replaced with an anticodon corresponding to the stop codon. The skipped and synthesized protein does not leave the mRNA. Thereby, the conjugate | bonded_body of mRNA and corresponding protein is obtained.
(ii) When mRNA extracted from a sample is translated in vitro using a cell extract, a cell extract in which the termination factor does not function is used to skip the stop codon and Does not leave the mRNA. Thereby, the conjugate | bonded_body of mRNA and corresponding protein is obtained.
(iii) Since mRNA extends a polypeptide chain in a state of being complexed with a ribosome, the polypeptide chain extending part and the mRNA polypeptide extending part are covered with a ribosome tunnel and displayed externally. Not. By skipping the stop codon, the peptide chain extends beyond the coding sequence to the stop codon and 3′-UTR, so that at least the full length of the protein corresponding to the coding sequence of the natural mRNA is pushed out of the ribosome tunnel. Displayed outside. In this way, at least the full length of the protein corresponding to the coding sequence of the natural mRNA can be displayed without separating the ribosome from the conjugate of protein and mRNA.

本発明は上記知見に基づき完成されたものであり、下記のタンパク質の表示方法及びキットを提供する。   The present invention has been completed based on the above findings, and provides the following protein display method and kit.

項1. 細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳し、このとき、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばして、mRNAとそれが翻訳されて生じるタンパク質との結合体を含む複合体を得る工程を含むタンパク質の表示方法。     Item 1. Translating the mRNA in the sample using the cell extract, and at this time, skipping at least one stop codon to obtain a complex containing a conjugate of the mRNA and the resulting protein Protein display method.

項2. 細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳するに際して、アミノ酸のtRNAのアンチコドンを終止コドンに対応するアンチコドンに置換した少なくとも1種の変異tRNAを加えることにより、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばす項1に記載の方法。     Item 2. When translating mRNA in a sample using a cell extract, at least one type of stop codon is skipped by adding at least one type of mutant tRNA in which the anticodon of the amino acid tRNA is replaced with an anticodon corresponding to the stop codon. Item 2. The method according to Item 1.

項3. 全ての終止コドンに対応するように変異tRNAを加えることにより、全ての終止コドンを読み飛ばす項2に記載の方法。     Item 3. Item 3. The method according to Item 2, wherein all the stop codons are skipped by adding a mutant tRNA so as to correspond to all the stop codons.

項4. 変異tRNAが、アミノアシル−tRNA合成酵素によりアミノアシル化されるものである項2又は3に記載の方法。     Item 4. Item 4. The method according to Item 2 or 3, wherein the mutant tRNA is aminoacylated by an aminoacyl-tRNA synthetase.

項5. 変異tRNAは、アンチコドン部位を認識サイトとしないアミノアシル−tRNA合成酵素と対をなすものである項4に記載の方法。     Item 5. Item 5. The method according to Item 4, wherein the mutant tRNA is paired with an aminoacyl-tRNA synthetase that does not have an anticodon site as a recognition site.

項6. 変異tRNAとして、ロイシンtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNA、セリンtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNA、システインtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNA、及びアラニンtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNAからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる項2〜5のいずれかに記載の方法。     Item 6. As the mutant tRNA, a mutant tRNA in which the anticodon of leucine tRNA is replaced with an anticodon for the stop codon, a mutant tRNA in which the anticodon of serine tRNA is replaced with an anticodon for the stop codon, a mutant tRNA in which the anticodon of cysteine tRNA is replaced with an anticodon for the stop codon, and Item 6. The method according to any one of Items 2 to 5, wherein at least one selected from the group consisting of a mutant tRNA in which an anticodon of alanine tRNA is substituted with an anticodon for a stop codon is used.

項7. 細胞抽出液として、少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を用いる項2〜6のいずれかに記載の方法。     Item 7. Item 7. The method according to any one of Items 2 to 6, wherein a cell extract in which at least one termination factor does not function is used as the cell extract.

項8. 少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液が、少なくとも1種の終結因子を含まない再構築された細胞抽出液、少なくとも1種の終結因子が不活性化された細胞抽出液、又は過剰量のtRNAを含む細胞抽出液である項7に記載の方法。     Item 8. A cell extract in which at least one terminator does not function is a reconstructed cell extract that does not contain at least one terminator, a cell extract in which at least one terminator is inactivated, or an excess amount Item 8. The method according to Item 7, which is a cell extract containing the tRNA.

項9. 細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳するに際して、細胞抽出液として、少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を用いることにより、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばす項1に記載の方法。     Item 9. Item 2. The method according to Item 1, wherein when the mRNA in the sample is translated using the cell extract, at least one kind of stop codon is skipped by using a cell extract that does not function at least one termination factor as the cell extract. the method of.

項10. 少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液が、少なくとも1種の終結因子を含まない再構築された細胞抽出液、少なくとも1種の終結因子を不活性化した細胞抽出液、又は過剰量のtRNAを含む細胞抽出液である項9に記載の方法。     Item 10. A cell extract in which at least one terminator does not function is a reconstituted cell extract that does not contain at least one terminator, a cell extract in which at least one terminator is inactivated, or an excess amount Item 10. The method according to Item 9, which is a cell extract containing tRNA.

項11. 全ての終結因子が機能しない細胞抽出液を用いる項9又は10に記載の方法。     Item 11. Item 11. The method according to Item 9 or 10, which uses a cell extract in which all termination factors do not function.

項12. mRNA翻訳工程の前に、さらに、サンプルからmRNAを抽出する工程を含む項1〜11のいずれかに記載の方法。     Item 12. Item 12. The method according to any one of Items 1 to 11, further comprising a step of extracting mRNA from the sample before the mRNA translation step.

項13. mRNA抽出工程の後であってmRNA翻訳工程の前に、さらに、抽出されたmRNAの3’末端に任意の核酸配列を付加する工程を含む項12に記載の方法。     Item 13. Item 13. The method according to Item 12, further comprising the step of adding an arbitrary nucleic acid sequence to the 3 'end of the extracted mRNA after the mRNA extraction step and before the mRNA translation step.

項14. 細胞抽出液と、アミノ酸のtRNAのアンチコドンを終止コドンに対応するアンチコドンに置換した少なくとも1種の変異tRNAとを備えるタンパク質表示用キット。     Item 14. A protein display kit comprising a cell extract and at least one mutant tRNA in which an anticodon of an amino acid tRNA is replaced with an anticodon corresponding to a stop codon.

項15. さらに、少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を備える項14に記載のキット。     Item 15. Item 15. The kit according to Item 14, further comprising a cell extract in which at least one termination factor does not function.

項16. 少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を備えるタンパク質表示用キット。     Item 16. A protein display kit comprising a cell extract in which at least one termination factor does not function.

項17. 以下の(1)、(2)、又は(3)の変異tRNA
(1) セリンtRNAのアンチコドンをCUAに置換した終止コドンUAG読み飛ばし用の変異tRNA。
(2) セリンtRNAのアンチコドンをUCAに置換した終止コドンUGA読み飛ばし用の変異tRNA。
(3) セリンtRNAのアンチコドンをUUAに置換した終止コドンUAA読み飛ばし用の変異tRNA。
Item 17. The following mutant tRNA of (1), (2), or (3)
(1) A mutant tRNA for skipping a stop codon UAG in which the anticodon of serine tRNA is replaced with CUA.
(2) A mutant tRNA for skipping a stop codon UGA in which the anticodon of serine tRNA is replaced with UCA.
(3) A mutant tRNA for skipping the stop codon UAA in which the anticodon of serine tRNA is replaced with UUA.

本発明の方法によれば、サンプル中のmRNAをin vitroで翻訳するに際して終止コドンを読み飛ばすことによりさらなるポリペプチドの伸長が進行し、天然mRNAの少なくともコード配列に対応するタンパク質の全長をリボソームトンネルから露出させることができる。さらに、合成された全長タンパク質がmRNAから離脱せず、タンパク質とそれをコードするmRNAとの結合物が得られる。   According to the method of the present invention, when the mRNA in the sample is translated in vitro, the extension of the polypeptide proceeds by skipping the stop codon, and the full length of the protein corresponding to at least the coding sequence of the natural mRNA is transferred to the ribosome tunnel. Can be exposed from. Furthermore, the synthesized full-length protein does not leave from the mRNA, and a conjugate of the protein and the mRNA encoding it can be obtained.

タンパク質がリボソームトンネルから外部に全長表示されることにより、リボソームの除去などの特別な操作を行うことなく、所望の性質を有するタンパク質をスクリーニングすることができる。例えば、特定化合物や特定タンパク質と相互作用するタンパク質をスクリーニングすることができるようになる。また、特定化合物と相互作用するタンパク質を検出することにより、その化合物による副作用の原因となる蛋白質を予測できる可能性がある。   By displaying the full length of the protein from the ribosome tunnel to the outside, a protein having a desired property can be screened without performing a special operation such as removal of the ribosome. For example, a protein that interacts with a specific compound or a specific protein can be screened. In addition, by detecting a protein that interacts with a specific compound, there is a possibility that a protein causing a side effect by the compound can be predicted.

また、mRNAのタンパク質コード領域の塩基配列を読み取ることにより、対応タンパク質のアミノ酸配列を読み取ることができる。mRNAは塩基配列の読み取りが簡単であり、またRT−PCRなどの方法で簡単に増幅できるため読み取り感度が高い。     Moreover, the amino acid sequence of a corresponding protein can be read by reading the base sequence of the protein coding region of mRNA. mRNA has a high reading sensitivity because it is easy to read the base sequence and can be easily amplified by a method such as RT-PCR.

このように、本発明方法では、タンパク質にそれをコードするmRNAのタグを結合することによりタンパク質を表示する。3種の終止コドンを全て読み飛ばすことにより、サンプル中に含まれる全てのタンパク質を表示することができる。     Thus, in the method of the present invention, a protein is displayed by binding the tag of mRNA encoding the protein to the protein. By skipping all three stop codons, all proteins contained in the sample can be displayed.

タンパク質とmRNAとの結合物は、通常リボソームとの複合体として得られる。従って、mRNAの少なくともコード配列に対応するタンパク質の全長を提示するためには、コード配列を越えてペプチド鎖を伸長するか、又は、タンパク質とmRNAとの結合物からリボソームを分離する操作が必要になる。本発明のように終止コドンを読み飛ばすことにより複雑かつ特別な操作をすることなく、少なくとも天然mRNAのコード配列に対応するタンパク質の全長を表示することができる。     A conjugate of protein and mRNA is usually obtained as a complex with ribosome. Therefore, in order to present the full length of the protein corresponding to at least the coding sequence of mRNA, it is necessary to extend the peptide chain beyond the coding sequence or to separate the ribosome from the conjugate of protein and mRNA. Become. By skipping the stop codon as in the present invention, at least the full length of the protein corresponding to the coding sequence of the natural mRNA can be displayed without complicated and special operations.

tRNALeu5 CUA、又は/及びRF(Δ)細胞抽出液の使用により、終止コドンUAGの読み飛ばしが行われたことを示す図である。It is a figure which shows that reading skip of the stop codon UAG was performed by using tRNA Leu5 CUA or / and RF ((DELTA)) cell extract.

mRNAのタンパク質コード領域の全長表示のために必要な3’−UTRの長さを示す図である。It is a figure which shows the length of 3'-UTR required for full length display of the protein coding region of mRNA.

tRNASerU UUA、tRNASerU UCA、tRNASerCUAと、RFs(Δ)細胞抽出液との使用により、それぞれ終止コドンUAA、UGA、UAGの読み飛ばしが行われたことを示し、かつ、天然DHFRの3'−UTR配列でも全長タンパク質提示が実施可能であることを示す図である。The use of tRNA SerU UUA , tRNA SerU UCA , tRNA SerCUA and RFs (Δ) cell extract showed that the stop codons UAA, UGA and UAG were skipped, respectively, and 3 'of natural DHFR -It is a figure which shows that full length protein presentation is feasible also with a UTR sequence.

以下、本発明を詳細に説明する。
(I)タンパク質の表示方法
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(I) Protein display method

本発明のタンパク質の表示方法は、細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳し、このとき、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばして、mRNAとそれが翻訳されて生じるタンパク質との結合体を含む複合体を得る第2工程とを含む方法である。
mRNAの抽出
In the protein display method of the present invention, mRNA in a sample is translated using a cell extract, and at this time, at least one kind of stop codon is skipped, and a conjugate of the mRNA and the protein produced by translation of the mRNA. And a second step of obtaining a complex containing.
mRNA extraction

mRNAは、血液のような被験サンプルに含まれたままで翻訳に供することもできるが、被験サンプルから抽出したmRNAを用いることが好ましい。mRNAの抽出方法は周知であり、例えばQiagen社RNeasy Kitにより抽出することができる。また、mRNAを、その他のRNAを含むtotalRNAとして抽出し、そのまま第2工程でのin vitro翻訳に供することもできるが、夾雑RNAが翻訳を阻害する可能性を避けるため、mRNAのみ抽出することが好ましく、mRNAを精製することがより好ましい。totalRNAの抽出方法は周知であり、例えばNucleic Acids Res. 1997 Sep 1;25(17):3465-70.に記載の方法に従えばよい。   Although mRNA can be used for translation while contained in a test sample such as blood, it is preferable to use mRNA extracted from the test sample. The extraction method of mRNA is well-known, for example, it can extract by RNeasy Kit by Qiagen. In addition, mRNA can be extracted as a total RNA containing other RNA and used as it is for in vitro translation in the second step. However, in order to avoid the possibility that contaminating RNA inhibits translation, only mRNA may be extracted. Preferably, it is more preferable to purify mRNA. The method for extracting total RNA is well known, and for example, the method described in Nucleic Acids Res. 1997 Sep 1; 25 (17): 3465-70.

後述する実施例において示されるように、原核細胞のリボソームは、細胞種によって異なるが、mRNAのタンパク質コード領域の3’隣接領域の長さが75塩基以上であれば、タンパク質コード配列の全領域がリボソームトンネルから外に出る。原核細胞の3’−UTRは、通常100〜300塩基程度であるため、天然のmRNAをそのまま用いても、ほとんどは、少なくとも天然mRNAのコード配列に対応するタンパク質の全長がリボソームトンネルから外部に出る。   As shown in the examples described later, the prokaryotic ribosome differs depending on the cell type, but if the length of the 3 ′ adjacent region of the protein coding region of mRNA is 75 bases or more, the entire region of the protein coding sequence is Get out of the ribosome tunnel. Since the prokaryotic 3′-UTR is usually about 100 to 300 bases, even if natural mRNA is used as it is, most of the protein corresponding to the coding sequence of the natural mRNA goes out of the ribosome tunnel to the outside. .

また、真核細胞のリボソームは、細胞種によって異なるが、mRNAのタンパク質コード領域の3’隣接領域の長さが70〜80塩基以上であれば、タンパク質コード領域の全長がリボソームトンネルから外に出ると考えられる。真核細胞の3’−UTRは、通常200〜1000塩基程度であるため、天然のmRNAをそのまま用いても、通常は、少なくとも天然mRNAのコード配列に対応するタンパク質の全長がリボソームトンネルから外部に出る。   The eukaryotic ribosome differs depending on the cell type, but if the length of the 3 ′ adjacent region of the protein coding region of mRNA is 70 to 80 bases or more, the entire length of the protein coding region goes out of the ribosome tunnel. it is conceivable that. Since the 3′-UTR of eukaryotic cells is usually about 200 to 1000 bases, even if natural mRNA is used as it is, usually at least the full length of the protein corresponding to the coding sequence of the natural mRNA is from the ribosome tunnel to the outside. Get out.

従って、抽出したmRNAをそのままin vitro翻訳に供してもよいが、抽出したmRNAの3’末端にさらに任意のヌクレオチド配列を付加してもよく、これにより一層確実に、mRNAの全長タンパク質コード領域をリボソームの外部に押し出すことができる。付加するヌクレオチド配列としては、例えばポリアデニル化酵素によるポリAなどが挙げられる。
in vitro翻訳
細胞抽出液を用いてmRNAを翻訳するに当たっては、mRNAと細胞抽出液とを混合し、細胞抽出液に含まれる翻訳系によりmRNAをタンパク質に翻訳する。本発明では、mRNA上の終止コドンを読み飛ばすことにより、合成されたタンパク質が終止コドンの位置でmRNAから離脱しないようにする。
Therefore, the extracted mRNA may be subjected to in vitro translation as it is, or an arbitrary nucleotide sequence may be added to the 3 ′ end of the extracted mRNA, thereby more reliably determining the full-length protein coding region of the mRNA. It can be pushed out of the ribosome. Examples of the nucleotide sequence to be added include poly A by polyadenylation enzyme.
In translating mRNA using an in vitro translated cell extract, the mRNA and the cell extract are mixed, and the mRNA is translated into protein by a translation system contained in the cell extract. In the present invention, the synthesized protein is prevented from leaving the mRNA at the position of the stop codon by skipping the stop codon on the mRNA.

通常のタンパク質合成においては、伸長しつつあるポリペプチド鎖の終止コドンに対応する位置にアミノ酸が導入されず、さらに終結因子の働きによりタンパク質がリボソームとmRNAとの複合体から離脱する。     In normal protein synthesis, an amino acid is not introduced at a position corresponding to a termination codon of a growing polypeptide chain, and the protein is detached from the complex of ribosome and mRNA by the action of a termination factor.

本発明において「終止コドンを読み飛ばす」とは、終止コドンの位置でポリペプチドの伸長が終止せず引き続き伸長することにより全長タンパク質がリボソームトンネルから押し出されるとともに、終止コドンのシグナルによりタンパク質(ポリペプチド鎖)がmRNAとリボソームとの複合体から離脱しないことをいう。例えば、mRNA上で伸長しているポリペプチド鎖の終止コドンに対応する位置にアミノ酸又は修飾されたアミノ酸を導入すること、又は終結因子が機能しないことにより、ポリペプチド合成の停止、及びmRNAとリボソームとの複合体からのポリペプチド鎖の離脱が妨げられる。     In the present invention, “skip the stop codon” means that the full-length protein is pushed out of the ribosome tunnel by continuing to extend without extending the polypeptide at the position of the stop codon, and the protein (polypeptide Chain) does not leave the complex of mRNA and ribosome. For example, by introducing an amino acid or a modified amino acid at a position corresponding to a stop codon of a polypeptide chain extending on mRNA, or when the termination factor does not function, polypeptide synthesis is stopped, and mRNA and ribosome Detachment of the polypeptide chain from the complex with.

本発明では、終止コドンのシグナルによるポリペプチド合成の停止、及びポリペプチド鎖の脱離が完全に妨げられる場合だけでなく、概ね50%以上妨げられる場合に、「終止コドンが読み飛ばされた」と判断する。     In the present invention, “stop codon was skipped” not only when the termination of polypeptide synthesis by the signal of the stop codon and the elimination of the polypeptide chain are completely prevented but also when 50% or more are prevented. Judge.

真核細胞及び原核細胞の双方において、UAA、UAG、及びUGAの3種のコドンが終止コドンとして機能する。3種全ての終止コドンを読み飛ばすことができるようにして、各3’UTRに存在する終止コドンを読み飛ばすことにより、サンプル中の総タンパク質にmRNAのタグを付けて表示することができる。     In both eukaryotic and prokaryotic cells, the three codons UAA, UAG, and UGA function as stop codons. By making it possible to skip all three types of stop codons and skipping the stop codons present in each 3'UTR, the total protein in the sample can be labeled with mRNA and displayed.

細胞抽出液は、サンプルmRNAが真核細胞由来のものであれば真核細胞の抽出液を用いればよく、サンプルmRNAが原核細胞由来のものであれば原核細胞の抽出液を用いればよい。サンプルmRNAが由来する生物種と近縁の生物種、特に同じ生物種の細胞抽出液を用いることが好ましい。
変異tRNA
As the cell extract, a eukaryotic cell extract may be used if the sample mRNA is derived from a eukaryotic cell, and a prokaryotic cell extract may be used if the sample mRNA is derived from a prokaryotic cell. It is preferable to use a cell extract of a biological species closely related to the biological species from which the sample mRNA is derived, particularly the same biological species.
Mutant tRNA

例えば、アミノ酸を結合して運搬するtRNAのアンチコドンを終止コドンに対応するアンチコドンに置換した変異tRNAを、mRNAと細胞抽出液との混合物に加えれば、伸長しているポリペプチド鎖の終止コドンに対応する位置にこの変異tRNAがアミノ酸を結合する。これにより、終結因子が機能せず、ポリペプチド鎖はmRNAから離れない。この変異tRNAは、内在性若しくは人為的に変異させたアミノアシル−tRNA合成酵素によりアミノアシル化されるものであればよい。例えば、アンチコドン部位を認識サイトとしないアミノアシル−tRNA合成酵素と対をなすtRNAを用いることができる。この場合、アンチコドン変異した変異tRNAもアミノアシル−tRNA合成酵素に効率よくアシル化されることが可能である。具体的にはロイシンtRNA合成酵素(中でも、ロイシン5tRNA合成酵素)、セリンtRNA合成酵素(中でも、セリン3tRNA合成酵素)、システインtRNA合成酵素、アラニンtRNA合成酵素等が挙げられる。   For example, if a mutant tRNA in which the anticodon of a tRNA that is transported by combining amino acids is replaced with an anticodon corresponding to the stop codon is added to the mixture of mRNA and cell extract, it corresponds to the stop codon of the extending polypeptide chain. This mutant tRNA binds an amino acid at a position where Thereby, the termination factor does not function and the polypeptide chain does not leave the mRNA. The mutant tRNA may be any aminoacylylated by an endogenous or artificially mutated aminoacyl-tRNA synthetase. For example, a tRNA paired with an aminoacyl-tRNA synthetase that does not have an anticodon site as a recognition site can be used. In this case, an anticodon-mutated mutant tRNA can also be efficiently acylated with an aminoacyl-tRNA synthetase. Specific examples include leucine tRNA synthetase (especially leucine 5 tRNA synthetase), serine tRNA synthetase (especially serine 3 tRNA synthetase), cysteine tRNA synthetase, alanine tRNA synthetase and the like.

本発明方法では、変異tRNAとして、アミノ酸を結合するtRNAにおいて、アンチコドンがUUA(終止コドンUAAのアンチコドン)であるもの、アンチコドンがCUA(終止コドンUAGのアンチコドン)であるもの、及びアンチコドンがUCA(終止コドンUGAのアンチコドン)ものの1種以上を使用すればよい。また、アンチコドンがUUAであるもの、CUAであるもの、及びUCAであるものの全てを用いることにより、全ての終止コドンを読み飛ばすことができる。   In the method of the present invention, as a mutant tRNA, in the tRNA that binds amino acids, the anticodon is UUA (anticodon of the stop codon UAA), the anticodon is CUA (anticodon of the stop codon UAG), and the anticodon is UCA (stop) One or more of the codon UGA anticodons) may be used. Further, by using all of the anticodons that are UUA, CUA, and UCA, it is possible to skip all stop codons.

変異tRNAは、いずれのアミノ酸を結合するものであってもよい。中でも、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、スレオニン、システイン、メチオニン、アスパラギン、グルタミンのような電荷を有さないアミノ酸を運搬するものを用いることにより、終止コドンを効率的に読み飛ばすことができる。特に、ロイシンtRNA(中でも、ロイシン5tRNA)、セリンtRNA(中でも、セリン3tRNA)、システインtRNA、アラニンtRNAのアンチコドンを改変した変異tRNAが、読み飛ばし効率の点で好ましい。   The mutant tRNA may bind any amino acid. Among them, it is terminated by using those that carry non-charged amino acids such as glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, serine, threonine, cysteine, methionine, asparagine, glutamine. Codons can be skipped efficiently. In particular, a mutated tRNA obtained by modifying the anticodon of leucine tRNA (particularly leucine 5 tRNA), serine tRNA (particularly serine 3 tRNA), cysteine tRNA, or alanine tRNA is preferable in terms of skipping efficiency.

変異tRNAは、1種のアミノ酸を運ぶもののみを使用してもよく、複数種のアミノ酸を運ぶものを混合して用いてもよい。     Mutant tRNA may use only one that carries one type of amino acid, or may mix and use one that carries multiple types of amino acids.

変異tRNAは、例えばラン−オフin vitro転写法により作製することができ、具体的には実施例に記載の方法に準じて作製することができる。   The mutant tRNA can be prepared by, for example, a run-off in vitro transcription method, and specifically can be prepared according to the method described in the Examples.

また、変異tRNAは、アミノ酸を運搬する天然tRNAの変異体に限らず、アミノ酸のホモログを運搬するものであってもよい。ミスアシル化tRNAとして、例えば、3’末端にナフチルアラニンが結合したtRNAが挙げられる。但し、天然のアミノ酸を運搬する変異tRNAは、そのアミノ酸をペプチド鎖に移した後は再利用できるというメリットがある。
終結因子が機能しない細胞抽出液
In addition, the mutant tRNA is not limited to a natural tRNA mutant that carries an amino acid, but may carry a homologue of an amino acid. Examples of the misacylated tRNA include tRNA in which naphthylalanine is bound to the 3 ′ end. However, mutant tRNAs that carry natural amino acids have the advantage that they can be reused after the amino acids are transferred to the peptide chain.
Cell extract without termination factor

細胞抽出液として、終結因子が機能しないものを用いることによっても、終止コドンを読み飛ばすことができる。   A stop codon can also be skipped by using a cell extract that does not function as a termination factor.

終結因子が機能しない細胞抽出液としては、例えば、再構築細胞抽出液が挙げられる。終結因子を除去し翻訳に必要なその他の成分を添加した再構築細胞抽出液は例えばポストゲノム社(Post Genome Institute)から市販されている。   Examples of the cell extract in which the termination factor does not function include a reconstructed cell extract. A reconstructed cell extract from which a termination factor is removed and other components necessary for translation are added is commercially available from, for example, Post Genome Institute.

また、終結因子に対するアプタマー又は抗体等を加えて終結因子を失活させた細胞抽出液を用いることもできる。終結因子に結合するアプタマーは、例えばAnnu Rev Biochem. 1999;68:611-47.に記載のin vitroセレクション法により作製することができる。また、終結因子に対する抗体は、ポリクローナル抗体でもモノクローナル抗体でもよい。これらは、周知の方法で作製することができる(例えばCurrent protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al.(1987) Publish. John Wiley and Sons. Section 11.12〜11.13;Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al.(1987) Publish. John Wiley and Sons. Section 11.4〜11.11)。     In addition, a cell extract obtained by inactivating a termination factor by adding an aptamer or an antibody against the termination factor can also be used. An aptamer that binds to a termination factor can be prepared, for example, by the in vitro selection method described in Annu Rev Biochem. 1999; 68: 611-47. Further, the antibody against the termination factor may be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody. These can be prepared by well-known methods (for example, Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley and Sons. Section 11.12-11.13; Current protocols in Molecular Biology edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley and Sons. Section 11.4-11.11).

さらに、終結因子が欠損又は変異した細胞株の細胞抽出液を用いることもできる。原核細胞では、例えばE.coli XAC30株が、終結因子1(RF1)欠損株として知られている。     Furthermore, a cell extract of a cell line in which the termination factor is deficient or mutated can also be used. In prokaryotic cells, e.g. E. coli XAC30 strain is known as a termination factor 1 (RF1) -deficient strain.

また、終結因子が少ない細胞抽出液にさらにtRNAを添加して終結因子に対して過剰量のtRNAを含むようにすれば、ミスリーディングが起こり、結果として終結因子が機能しない細胞抽出液となる。     Further, if tRNA is further added to a cell extract containing few termination factors so as to contain an excessive amount of tRNA relative to the termination factor, misreading occurs, resulting in a cell extract in which the termination factor does not function.

本発明方法では、終結因子の1種以上が機能しない細胞抽出液を用いればよいが、全ての種類の終結因子が機能しない細胞抽出液を用いることにより、全ての終止コドンを読み飛ばすことができる。     In the method of the present invention, a cell extract in which one or more termination factors do not function may be used, but all termination codons can be skipped by using cell extracts in which all types of termination factors do not function. .

終結因子は、原核細胞の代表例としての大腸菌(E.coli)では、RF1、RF2、及びRF3の3種が知られている。RF1は終止コドンのUAG及びUAAを認識し、RF2は終止コドンのUGA及びUAAを認識する。従って、RF1が機能しない細胞抽出液を用いればUAGを読み飛ばすことができ、RF2が機能しない細胞抽出液を用いれば、UGAを読み飛ばすことができ、双方が機能しない細胞抽出液を用いれば、全ての終止コドンを読み飛ばすことができる。なお、RF3の機能は解明されていない。   Three types of termination factors, RF1, RF2 and RF3, are known in E. coli as a representative example of prokaryotic cells. RF1 recognizes stop codons UAG and UAA, and RF2 recognizes stop codons UGA and UAA. Accordingly, UAG can be skipped if a cell extract that does not function RF1 is used, UGA can be skipped if a cell extract that does not function RF2 is used, and a cell extract that does not function both can be used. All stop codons can be skipped. The function of RF3 has not been elucidated.

また、真核細胞では、eRFと呼ばれる終結因子が、3種全ての終止コドンを認識する。従って、eRFが機能しない細胞抽出液を用いれば、全ての終止コドンが読み飛ばされる。   In eukaryotic cells, a termination factor called eRF recognizes all three types of stop codons. Therefore, if a cell extract in which eRF does not function is used, all stop codons are skipped.

終止コドンを読み飛ばすために、少なくとも1種の変異tRNAを用いるとともに、少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を用いることもでき、これにより一層確実に終止コドンを読み飛ばすことができる。この場合、特定の終止コドンを読み飛ばす変異tRNAを用いるとともに、その終止コドンを認識する終結因子が機能しない細胞抽出液を用いることが望ましい。
翻訳工程
In order to skip the stop codon, at least one type of mutant tRNA can be used, and a cell extract in which at least one type of termination factor does not function can also be used. This makes it possible to more reliably skip the stop codon. In this case, it is desirable to use a mutant tRNA that skips a specific stop codon and a cell extract that does not function a termination factor that recognizes the stop codon.
Translation process

mRNAの翻訳は、mRNAと細胞抽出液とタンパク質を構成するアミノ酸とを混合してインキュベートすることにより行う。アミノ酸としては、通常タンパク質を構成する20種のアミノ酸を用いればよいが、市販の細胞抽出液には通常これらのアミノ酸が添加されている。前述したように、この混合物にさらに変異tRNAを添加する方法、終結因子が機能しない細胞抽出液を用いる方法などにより、終止コドンを読み飛ばすことができる。   Translation of mRNA is carried out by mixing and incubating mRNA, cell extract and amino acids constituting the protein. As amino acids, 20 kinds of amino acids that usually constitute proteins may be used, but these amino acids are usually added to commercially available cell extracts. As described above, the stop codon can be skipped by a method of adding a mutant tRNA to this mixture, a method of using a cell extract in which a termination factor does not function, or the like.

インキュベートは、例えば25〜50℃程度で、10〜240分間程度行えばよい。これにより、通常、全てのタンパク質の全長が合成される。
mRNAの読み取り
Incubation may be performed, for example, at about 25 to 50 ° C. for about 10 to 240 minutes. This usually synthesizes the full length of all proteins.
mRNA reading

本発明方法により、通常、ポリソームを構成するリボソームの一部又は全部にタンパク質が結合したものが得られる。これを、EDTA処理することにより、ポリソーム中の各タンパク質−mRNA−リボソーム複合体を互いに分離し、mRNAの配列をシークエンサーを用いて読み取ればよい。複合体を分離した場合には全長配列を読み取ることも可能である。なお、mRNAの部分配列の読み取りによりそれがコードするタンパク質を同定できる場合は、必ずしもポリソームからmRNAを分離しなくてよい。
実施例
According to the method of the present invention, a protein having a protein bound to a part or all of the ribosome constituting the polysome is usually obtained. By subjecting this to EDTA treatment, each protein-mRNA-ribosome complex in the polysome is separated from each other, and the sequence of the mRNA may be read using a sequencer. When the complex is separated, the full length sequence can be read. In addition, when the protein which it codes can be identified by reading the partial sequence of mRNA, it is not necessary to isolate | separate mRNA from a polysome.
Example

以下、本発明を実施例を示してより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<試薬・酵素・細胞抽出液>
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
<Reagent / Enzyme / Cell extract>

以下の実施例において、ゲル電気泳動はMini Protein SPR300 system(Bio-Rad)を用い、ブロッティングはTrans-Blot SD system (Bio-Rad)を用いた。酵素は市販品を購入した。   In the following Examples, gel electrophoresis used Mini Protein SPR300 system (Bio-Rad), and blotting used Trans-Blot SD system (Bio-Rad). The enzyme purchased the commercial item.

再構築された2種の原核生物の細胞フリーの翻訳システムClassic 1は、Post Genome Instituteから購入した。RF1(+)細胞抽出液は、十分量のRF1を含み、RF2量が少ないものである。RF1(Δ)細胞抽出液はRF1 及びRF2の双方が少ないものである。
<鋳型DNAの調製>
実施例1の鋳型DNAの調製
The reconstructed two prokaryotic cell-free translation system Classic 1 was purchased from the Post Genome Institute. The RF1 (+) cell extract contains a sufficient amount of RF1 and has a small amount of RF2. The RF1 (Δ) cell extract is low in both RF1 and RF2.
<Preparation of template DNA>
Preparation of template DNA of Example 1

E. coli DHFRをコードするpDHFRは、Post Genome InstituteのドクターY.Shimizuから分与された。1回目のPCRは、4pmolのフォワードプライマー及びリバースプライマー、20ngのpDHFR、1.25UのPfu Ultra HF DNAポリメラーゼ(Stratagene)の4nmol、各dNTPs (TOYOBO)の4nmol、及び10× Pfu Ultra HF反応バッファーの2μLを含む20μLの反応混合物を用いて行った。PCR反応の後、増幅産物のアガロースゲル電気泳動を行った。   PDHFR encoding E. coli DHFR was provided by Dr. Y. Shimizu of Post Genome Institute. The first round of PCR included 4 pmol forward and reverse primers, 20 ng pDHFR, 4 nmol of 1.25 U Pfu Ultra HF DNA polymerase (Stratagene), 4 nmol of each dNTPs (TOYOBO), and 2 μL of 10 × Pfu Ultra HF reaction buffer. A 20 μL reaction mixture containing was used. After the PCR reaction, the amplified product was subjected to agarose gel electrophoresis.

2回目のPCRを、4 pmolのT7プロモーター(下線部)を有するプライマー(5’-d(GAA ATT AAT ACG ACT CAC TAT AGG GAG ACC ACA ACG GTT TCC CTC TAG AAA TAA TTT TGT TTA ACT TTA AGA AGG AGA TAT ACC A)-3’:配列番号3)、 4 pmolのリバースプライマー、20 fmol以下の1回目のPCR産物、1.25 UのPfu Ultra HF DNAポリメラーゼ, 4 nmolの各dNTPs、2μLの10× Pfu Ultra HF反応バッファーを含む20μLの反応混合物を用いて行った。これらのPCRに用いたプライマーを以下に示す。

T7(+)UAG(+)Stop(-)テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTTAGATCAGTCTGATTGC-3'(配列番号1)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号2)
2回目の PCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号3)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号4)

UAG(+)T7(+)Stop(-)テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGTAGATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTATCAGTCTGATTGCGGCGTTAG-3'(配列番号5)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号6)
2回目の PCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号7)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号8)

T7(+)UAG(+)UAA(+)テンプレート
1回目の PCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTTAGATCAGTCTGATTGC-3'(配列番号9)
リバースプライマー: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3'(配列番号10)
2回目の PCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号11)
リバースプライマー: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3'(配列番号12)

UAG(+)T7(+)UAA(+)テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGTAGATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTATC AGTCTGATTGCGGCGTTAG-3'(配列番号13)
リバースプライマー: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3'(配列番号14)
2回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号15)
リバースプライマー: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3'(配列番号16)

T7(+)UAG(-)UAA(+)テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTATCAGTCTGATTGCGGCGTTAG-3'(配列番号17)
リバースプライマー: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3'(配列番号18)
2回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGA AATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号19)
リバースプライマー: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3'(配列番号20)

実施例2の鋳型DNAの調製
The second round of PCR was performed using a primer with 4 pmol of T7 promoter (underlined) (5'-d (GAA AT T AAT ACG ACT CAC TAT A GG GAG ACC ACA ACG GTT TCC CTC TAG AAA TAA TTT TGT TTA ACT TTA AGA AGG AGA TAT ACC A) -3 ′: SEQ ID NO: 3), 4 pmol reverse primer, first PCR product of 20 fmol or less, 1.25 U Pfu Ultra HF DNA polymerase, 4 nmol of each dNTPs, 2 μL of 10 × The reaction was performed using 20 μL of the reaction mixture containing Pfu Ultra HF reaction buffer. The primers used for these PCRs are shown below.

T7 (+) UAG (+) Stop (-) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTTAGATCAGTCTGATTGC-3 '(SEQ ID NO: 1)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 2)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 3)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 4)

UAG (+) T7 (+) Stop (-) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGTAGATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTATCAGTCTGATTGCGGCGTTAG-3 '(SEQ ID NO: 5)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 6)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 7)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 8)

T7 (+) UAG (+) UAA (+) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTTAGATCAGTCTGATTGC-3 '(SEQ ID NO: 9)
Reverse primer: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3 '(SEQ ID NO: 10)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 11)
Reverse primer: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3 '(SEQ ID NO: 12)

UAG (+) T7 (+) UAA (+) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGTAGATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTATC AGTCTGATTGCGGCGTTAG-3 '(SEQ ID NO: 13)
Reverse primer: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3 '(SEQ ID NO: 14)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 15)
Reverse primer: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3 '(SEQ ID NO: 16)

T7 (+) UAG (-) UAA (+) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGGCTAGCATGACTGGTGGACAGCAAATGGGTATCAGTCTGATTGCGGCGTTAG-3 '(SEQ ID NO: 17)
Reverse primer: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3 '(SEQ ID NO: 18)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGA AATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 19)
Reverse primer: 5'-TATTCATTACCGCCGCTCCAGAATCTCA-3 '(SEQ ID NO: 20)

Preparation of template DNA of Example 2

実施例2で用いた天然に存在する配列の3’-UTRを含むmRNAの合成のためのDNAの鋳型は、さらに3回目のPCR( 75ヌクレオチドのため)、4回目のPCR (147ヌクレオチドのため)、又は5回目のPCR(219ヌクレオチドのため)で増幅した。これらのPCRに用いたプライマーを以下に示す。

T7(+)UAG(+)UAG(+)テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3'(配列番号21)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号22)
2回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号23)
リバースプライマー: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAACTAACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3'(配列番号24)
3回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号25)
リバースプライマー: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3'(配列番号26)
4回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号27)
リバースプライマー: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCCTAAACACAGCCTGATATAGGAAG-3'(配列番号28)
5回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号29)
リバースプライマー: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3'(配列番号30)

T7(+)UAG(-)Leu(+)テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3'(配列番号31)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号32)
2回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号33)
リバースプライマー: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAAACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3'(配列番号34)
3回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号35)
リバースプライマー: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3'(配列番号36)
4回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号37)
リバースプライマー: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCTAAAACACAGCCTGATATAGGAAG-3'(配列番号38)
5回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号39)
リバースプライマー: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3'(配列番号40)

実施例3の鋳型DNAの調製
実施例3で用いた鋳型DNAを調製するために用いたPCRプライマーを以下に示す。T7プロモーター及びT7タグ配列には下線を付している。また、アンチコドン配列には2重下線を付している。

T7(+)UAA(+)UAA(+)(222)テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3'(配列番号41)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号42)
2回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号43)
リバースプライマー: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAATTAACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3'(配列番号44)
3回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号45)
リバースプライマー: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3'(配列番号46)
4回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号47)
リバースプライマー: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCTTAAACACAGCCTGATATAGGAAG-3'(配列番号48)
5回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号49)
リバースプライマー: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3'(配列番号50)

T7(+)UGA(+)UGA(+)(222) テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3'(配列番号51)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号52)
2回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号53)
リバースプライマー: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAATCAACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3'(配列番号54)
3回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号55)
リバースプライマー: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3'(配列番号56)
4回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号57)
リバースプライマー: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCTCAAACACAGCCTGATATAGGAAG-3'(配列番号58)
5回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号59)
リバースプライマー: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3'(配列番号60)

T7(+)UAG(+)UAG(+)(222) テンプレート
1回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3'(配列番号61)
リバースプライマー: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号62)
2回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(配列番号63)
リバースプライマー: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAACTAACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3'(配列番号64)
3回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号65)
リバースプライマー: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3'(配列番号66)
4回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号67)
リバースプライマー: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCCTAAACACAGCCTGATATAGGAAG-3'(配列番号68)
5回目のPCR
フォワードプライマー: 5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAG-3'(配列番号69)
リバースプライマー: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3'(配列番号70)

<鋳型mRNAのIn vitro転写>
The DNA template for the synthesis of mRNA containing the naturally occurring sequence 3′-UTR used in Example 2 was further used for the third PCR (for 75 nucleotides) and the fourth PCR (for 147 nucleotides). ), Or 5th PCR (due to 219 nucleotides). The primers used for these PCRs are shown below.

T7 (+) UAG (+) UAG (+) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3 '(SEQ ID NO: 21)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 22)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 23)
Reverse primer: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAACTAACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3 '(SEQ ID NO: 24)
3rd PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 25)
Reverse primer: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3 '(SEQ ID NO: 26)
4th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 27)
Reverse primer: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCCTAAACACAGCCTGATATAGGAAG-3 '(SEQ ID NO: 28)
5th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 29)
Reverse primer: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3 '(SEQ ID NO: 30)

T7 (+) UAG (-) Leu (+) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3 '(SEQ ID NO: 31)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 32)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 33)
Reverse primer: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAAACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3 '(SEQ ID NO: 34)
3rd PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 35)
Reverse primer: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3 '(SEQ ID NO: 36)
4th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 37)
Reverse primer: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCTAAAACACAGCCTGATATAGGAAG-3 '(SEQ ID NO: 38)
5th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 39)
Reverse primer: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3 '(SEQ ID NO: 40)

Preparation of template DNA of Example 3 The PCR primers used for preparing the template DNA used in Example 3 are shown below. The T7 promoter and T7 tag sequence are underlined. The anticodon sequence is double underlined.

T7 (+) UAA (+) UAA (+) (222) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3 '(SEQ ID NO: 41)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 42)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 43)
Reverse primer: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAA TTA ACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3 '(SEQ ID NO: 44)
3rd PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 45)
Reverse primer: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3 '(SEQ ID NO: 46)
4th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 47)
Reverse primer: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTCTC TTA AACACAGCCTGATATAGGAAG-3 '(SEQ ID NO: 48)
5th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 49)
Reverse primer: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3 '(SEQ ID NO: 50)

T7 (+) UGA (+) UGA (+) (222) template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3 '(SEQ ID NO: 51)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 52)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 53)
Reverse primer: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAA TCA ACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3 '(SEQ ID NO: 54)
3rd PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 55)
Reverse primer: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3 '(SEQ ID NO: 56)
4th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 57)
Reverse primer: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTC TCA AACACAGCCTGATATAGGAAG-3 '( SEQ ID NO: 58)
5th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 59)
Reverse primer: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3 '(SEQ ID NO: 60)

T7 (+) UAG (+) UAG (+) (222) Template
First PCR
Forward primer: 5'-AAGGAGATATACCAATGATCAGTCTGATTG-3 '(SEQ ID NO: 61)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 62)
Second PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(SEQ ID NO: 63)
Reverse primer: 5'-GCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTCTATACAAAA CTA ACCCATTTGCTGTCCACCAGTCATGCTAGCCATCCGCCGCTCCAGAATCTCAAAGC-3 '(SEQ ID NO: 64)
3rd PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 65)
Reverse primer: 5'-AACACAGCCTGATATAGGAAGGCCGGATAAGACGCGACCGGCGTCGCATCCGGCGCTAGCCGTAAATTC-3 '(SEQ ID NO: 66)
4th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 67)
Reverse primer: 5'-CTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTCCAGCCGTCGAACCGGCATAAGGATTTGGGCGAAGCGGCGGCGTC CTA AACACAGCCTGATATAGGAAG-3 '(SEQ ID NO: 68)
5th PCR
Forward primer: 5'-GAAAT TAATACGACTCACTATA GGGAG-3 '(SEQ ID NO: 69)
Reverse primer: 5'-CAAAGGTACGCCGGAAGGTATATACGCGCTGGATACCGGCTGCTGCTGGGGTGGTACATTAACCTGCCTGCGCTGGGAAGATAAACAGTATTTTGTC-3 '(SEQ ID NO: 70)

<In vitro transcription of template mRNA>

鋳型mRNAsを、T7-MEGAshortscript Kit (Ambion)を用いて、鋳型DNAのラン−オフ転写により得た。簡単に説明すると、3 μL の最終PCR産物を含む溶液をT7-転写混合物10μLに加え、これを37 ℃で2時間インキュベートした。この反応混合物に1 Uの DNase Iを加え、混合物をさらに15分間インキュベートした。 Poly A tailing kit (Ambion)を用いたポリアデニル化を行ったmRNAs及びこのようなアデニル化を行わなかったmRNAsをRNeasy MinElute Cleanup Kit (QIAGEN)を用いて精製した。     Template mRNAs were obtained by run-off transcription of template DNA using T7-MEGAshortscript Kit (Ambion). Briefly, a solution containing 3 μL of final PCR product was added to 10 μL of T7-transcription mixture, which was incubated at 37 ° C. for 2 hours. 1 U DNase I was added to the reaction mixture and the mixture was incubated for an additional 15 minutes. MRNAs subjected to polyadenylation using Poly A tailing kit (Ambion) and mRNAs not subjected to such adenylation were purified using RNeasy MinElute Cleanup Kit (QIAGEN).

精製したmRNAsの濃度を260nmの吸収を測定することにより決定した。
<mRNA鋳型の翻訳・ウェスタンブロッティング解析>
<実施例1>
The concentration of purified mRNAs was determined by measuring the absorbance at 260 nm.
<Translation of mRNA template and Western blotting analysis>
<Example 1>

T7(+)UAG(+)UAA(+), UAG(+)T7(+)UAA(+), 又は T7(+)UAG(-)UAA(+)の1μgの翻訳を、2.5 μgのtRNAを含む12.5μLのRF1(+) 翻訳システム又はRF1(Δ)翻訳システムを用いて37 ℃で10分間行った。反応溶液の1μLを2.5 μLのサンプルローディングバッファー(125 mM Tris-HCl (pH 6.8)、 4% (w/v) SDS、 20% (w/v)グリセロール、0.002% (w/v)ブロモフェノールブルー、10% (v/v) 2-メルカプトエタノール、及び1.5μLの水と混合した。混合溶液を95℃で5分間インキュベートし、15% SDS-PAGEに供した。   1 μg translation of T7 (+) UAG (+) UAA (+), UAG (+) T7 (+) UAA (+), or T7 (+) UAG (-) UAA (+), 2.5 μg tRNA It was carried out at 37 ° C. for 10 minutes using 12.5 μL of the RF1 (+) translation system or RF1 (Δ) translation system. Add 1 μL of the reaction solution to 2.5 μL of sample loading buffer (125 mM Tris-HCl (pH 6.8), 4% (w / v) SDS, 20% (w / v) glycerol, 0.002% (w / v) bromophenol blue , 10% (v / v) 2-mercaptoethanol, and 1.5 μL of water The mixture was incubated at 95 ° C. for 5 minutes and subjected to 15% SDS-PAGE.

ウェスタンブロッティングをPVDFメンブレン(HybondTM-P, Amersham)を用いて行った。T7タグを結合したタンパク質は、抗T7-HRP 複合体抗体 (Novagen)、及びECL PlusTM Western Blotting Detection Reagent (Amersham)を用いて可視化したWestern blotting was performed using PVDF membrane (Hybond -P, Amersham). T7-tagged protein was visualized using anti-T7-HRP conjugate antibody (Novagen) and ECL Plus Western Blotting Detection Reagent (Amersham)

サプレッション、即ち読み飛ばし(リードスルー)効率は、T7(+)UAG(-)UAA(+) 鋳型の全長DHFRの段階希釈物(10, 20, 40, 60, 80, 100%) を内部標準とし、 Image J software (NIH)を用いてバンドの濃さを評価することにより行った。
<PRM(ポリソーム)複合体の形成・T7タグによる選択>
Suppression, ie, read-through efficiency, is based on the internal standard of serial dilutions (10, 20, 40, 60, 80, 100%) of T7 (+) UAG (-) UAA (+) template full length DHFR. This was done by evaluating the density of the band using Image J software (NIH).
<Formation of PRM (polysome) complex and selection by T7 tag>

鋳型mRNAの2μgの翻訳を、上記のようにして、25μLのRF1(+)翻訳システム又はRF1(Δ)翻訳システムを用い、サプレッサーtRNAの5μgとともに、37 ℃で10分間行った。この溶液に、92.2 mM のK+、 300 mM の Na+、50 mM のMg2+、0.05 % のTween20 (WAKO)、及び 2% のBlock Ace (大日本製薬社)を含む455μLの氷冷した選択バッファー (リン酸カリウム、 pH 7.3) を加え、次いで20μLの抗T7-タグ抗体(Novagen)を添加した。この混合物を4 ℃で30分間穏やかに上下反転させ、空のフィルターカラム(Microspin Columns, Amersham)に移し、遠心によりろ過した。フィルター上に残ったアガロースを200 μLの氷冷選択バッファー(合計1,000μL)で5回洗い、最後に、92.2 mMのK+、 300 mM のNa+、 30 mMのEDTA、 0.05 % のTween20、及び2% のBlock Aceを含む 200μLの溶出バッファー (Phosphate-K, pH 7.2) に再懸濁した。得られた懸濁液を穏やかに、室温で10分間上下反転させた。PRM複合体又はポリソームから脱離したmRNAsを遠心により溶出させた。As described above, 2 μg of the template mRNA was translated at 37 ° C. for 10 minutes together with 5 μg of suppressor tRNA using 25 μL of RF1 (+) translation system or RF1 (Δ) translation system. This solution was ice-cooled in 455 μL containing 92.2 mM K + , 300 mM Na + , 50 mM Mg 2+ , 0.05% Tween20 (WAKO), and 2% Block Ace (Dainippon Pharmaceutical). Selection buffer (potassium phosphate, pH 7.3) was added followed by 20 μL of anti-T7-tag antibody (Novagen). The mixture was gently inverted upside down at 4 ° C. for 30 minutes, transferred to an empty filter column (Microspin Columns, Amersham) and filtered by centrifugation. Wash the remaining agarose 5 times with 200 μL ice-cold selection buffer (1,000 μL total), and finally 92.2 mM K + , 300 mM Na + , 30 mM EDTA, 0.05% Tween20, and Resuspended in 200 μL elution buffer (Phosphate-K, pH 7.2) containing 2% Block Ace. The resulting suspension was gently inverted for 10 minutes at room temperature. MRNAs detached from the PRM complex or polysomes were eluted by centrifugation.

溶出したmRNAsをRNeasy MinElute Cleanup Kitを用いて精製した。収率は260nmにおけるUV吸光度を測定することにより決定した。これらの回収したmRNAのRT-PCRによる増幅はQIAGEN One-Step RT-PCR キット(QIAGEN)を用いて行った。プライマーは下記のものを用いた。
フォワードプライマー:
5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3'(ユニバーサル)(配列番号71)
リバースプライマー:5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3'(配列番号72)
<tRNA Leu5 CUA の調製>
The eluted mRNAs were purified using RNeasy MinElute Cleanup Kit. Yield was determined by measuring UV absorbance at 260 nm. Amplification of these recovered mRNAs by RT-PCR was performed using a QIAGEN One-Step RT-PCR kit (QIAGEN). The following primers were used.
Forward primer:
5'-GAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACCA-3 '(Universal) (SEQ ID NO: 71)
Reverse primer: 5'-CCGCCGCTCCAGAATCTC-3 '(SEQ ID NO: 72)
< Preparation of tRNA Leu5 CUA >

E. coli のサプレッサーtRNALeu5 CUAは、ラン−オフin vitro 転写により調製した。鋳型DNAは、20 pmol のフォワードプライマー(5’-d(TAA TAC GAC TCA CTA TAG CCC GGA TGG TGG AAT CGG TAG ACA)-3’ (配列番号73))、20 pmolのリバースプライマー(5’-d(TGG TAC CCG GAG CGG GAC TTG AAC CCG CAC AGC GCG AAC)-3’(配列番号74))、100 fmolの鋳型DNA(5’-d(TG GTA CCC GGA GCG GGA CTT GAA CCC GCA CAG CGC GAA CGC CGA GGG ATT TAG AAT CCC TTG TGT CTA CCG ATT CCA CCA TCC GGG C)-3’(配列番号75))、1.25 U のPfu Ultra HF DNAポリメラーゼ(Stratagene)、10 nmol の各dNTPs (TOYOBO)、及び2μLの10× Pfu Ultra HF 反応バッファーを含む20 μLの反応混合物を用いたPCRにより行った。得られたPCR 溶液は精製せずに転写反応に用いた。The E. coli suppressor tRNA Leu5 CUA was prepared by run-off in vitro transcription. Template DNA consists of 20 pmol forward primer (5'-d (TAA TAC GAC TCA CTA TAG CCC GGA TGG TGG AAT CGG TAG ACA) -3 '(SEQ ID NO: 73)), 20 pmol reverse primer (5'-d (TGG TAC CCG GAG CGG GAC TTG AAC CCG CAC AGC GCG AAC) -3 '(SEQ ID NO: 74)), 100 fmol template DNA (5'-d (TG GTA CCC GGA GCG GGA CTT GAA CCC GCA CAG CGC GAA CGC CGA GGG ATT TAG AAT CCC TTG TGT CTA CCG ATT CCA CCA TCC GGG C) -3 '(SEQ ID NO: 75)), 1.25 U Pfu Ultra HF DNA polymerase (Stratagene), 10 nmol of each dNTPs (TOYOBO), and 2 μL The PCR was performed using 20 μL of the reaction mixture containing 10 × Pfu Ultra HF reaction buffer. The obtained PCR solution was used for transcription reaction without purification.

In vitro 転写は、2,500 UのT7 RNAポリメラーゼ(TOYOBO)、2μmol の各NTPs (Fermentas)、5μmolのGMP (Sigma)、1Uの無機ピロフォスフェイト(Calbiochem-Novabiochem)、80 UのRNase阻害剤(TOYOBO)、鋳型DNAの18μLのPCR溶液、及び50μLの10×反応バッファー (37 ℃で18時間)を含む500μLの反応混合物を用いて行った。転写されたtRNAを変性PAGE (8%)を用いて精製し、次いでエタノール沈殿を行い、500μLの水に溶解させた。得られたtRNAをさらに連続的にMicrocon YM-30 (Millipore)及びG-25 Microspin Columns (Amersham)に通すことにより精製した。
<tRNA SerU UUA の調製>
In vitro transcription consists of 2,500 U T7 RNA polymerase (TOYOBO), 2 μmol of each NTPs (Fermentas), 5 μmol GMP (Sigma), 1 U inorganic pyrophosphate (Calbiochem-Novabiochem), 80 U RNase inhibitor (TOYOBO) ), 500 μL of the reaction mixture containing 18 μL of the template DNA PCR solution and 50 μL of 10 × reaction buffer (18 hours at 37 ° C.). The transcribed tRNA was purified using denaturing PAGE (8%), followed by ethanol precipitation and dissolved in 500 μL of water. The resulting tRNA was further purified by passing continuously through Microcon YM-30 (Millipore) and G-25 Microspin Columns (Amersham).
< Preparation of tRNA SerU UUA >

前述したtRNALeu5 CUAの調製方法において、フォワードプライマーとして、5’-G TAA TAC GAC TCA CTA TA GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC-3’(配列番号76),リバースプライマーとして5’-TGG CGG AGA GAG GGG GAT TTG AAC CCC CGG TAG AGT TGC C-3’(配列番号77),鋳型DNAとして5’-GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC GGA CCG GTC TTT AAA ACC GGA GTA GGG GCA ACT CTA CCG GGG GTT CAA ATC CCC CTC TCT CCG CCA-3’(配列番号78)を用いた他は、tRNALeu5 CUAの調製と同様にして, E.coliサプレッサーtRNASerU UUAを調製した。
<tRNA SerU UCA の調製>
In the preparation method of the aforementioned tRNA Leu5 CUA, as a forward primer, 5'-G TAA TAC GAC TCA CTA TA GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC-3 '( SEQ ID NO: 76), 5'-TGG CGG AGA as the reverse primer GAG GGG GAT TTG AAC CCC CGG TAG AGT TGC C-3 '(SEQ ID NO: 77), 5'-GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC GGA CCG GTC T TT A AA ACC GGA GTA GGG GCA ACT CTA CCG GGG An E. coli suppressor tRNA SerU UUA was prepared in the same manner as tRNA Leu5 CUA except that GTT CAA ATC CCC CTC TCT CCG CCA-3 ′ (SEQ ID NO: 78) was used.
< Preparation of tRNA SerU UCA >

前述したtRNALeu5 CUAの調製方法において、フォワードプライマーとして、5’-G TAA TAC GAC TCA CTA TA GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC-3’(配列番号79),リバースプライマーとして5’-TGG CGG AGA GAG GGG GAT TTG AAC CCC CGG TAG AGT TGC C-3’(配列番号80),鋳型DNAとして5’-GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC GGA CCG GTC TTC AAA ACC GGA GTA GGG GCA ACT CTA CCG GGG GTT CAA ATC CCC CTC TCT CCG CCA-3’(配列番号81)を用いた他は、tRNALeu5 CUAの調製と同様にして, E.coliサプレッサーtRNASerU UCAを調製した。
<tRNA SerU CUA の調製>
In the above-described method for preparing tRNA Leu5 CUA , 5′-G TAA TAC GAC TCA CTA TA GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC-3 ′ (SEQ ID NO: 79) as a forward primer, and 5′-TGG CGG AGA as a reverse primer. GAG GGG GAT TTG AAC CCC CGG TAG AGT TGC C-3 '(SEQ ID NO: 80), 5'-GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC GGA CCG GTC T TC A AA ACC GGA GTA GGG GCA ACT CTA CCG GGG An E. coli suppressor tRNA SerU UCA was prepared in the same manner as tRNA Leu5 CUA except that GTT CAA ATC CCC CTC TCT CCG CCA-3 ′ (SEQ ID NO: 81) was used.
< Preparation of tRNA SerU CUA >

前述したtRNALeu5 CUAの調製方法において、フォワードプライマーとして、5’-G TAA TAC GAC TCA CTA TA GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC-3’(配列番号82),リバースプライマーとして5’-TGG CGG AGA GAG GGG GAT TTG AAC CCC CGG TAG AGT TGC C-3’(配列番号83),鋳型DNAとして5’-GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC GGA CCG GTC TCT AAA ACC GGA GTA GGG GCA ACT CTA CCG GGG GTT CAA ATC CCC CTC TCT CCG CCA-3’(配列番号84)を用いた他は、tRNALeu5 CUAの調製と同様にして, E.coliサプレッサーtRNASerU CUAを調製した。
<Napでミスアシル化された酵母tRNA Phe CUA の調製>
In the above-described method for preparing tRNA Leu5 CUA , 5′-G TAA TAC GAC TCA CTA TA GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC-3 ′ (SEQ ID NO: 82) is used as a forward primer, and 5′-TGG CGG AGA is used as a reverse primer. GAG GGG GAT TTG AAC CCC CGG TAG AGT TGC C-3 '(SEQ ID NO: 83), 5'-GGA GAG ATG CCG GAG CGG CTG AAC GGA CCG GTC T CT A AA ACC GGA GTA GGG GCA ACT CTA CCG GGG An E. coli suppressor tRNA SerU CUA was prepared in the same manner as tRNA Leu5 CUA except that GTT CAA ATC CCC CTC TCT CCG CCA-3 ′ (SEQ ID NO: 84) was used.
< Preparation of yeast tRNA Phe CUA misacylated with Nap >

酵母のtRNAPhe CUA-CAをコードするプラスミドは、大阪大学のドクターM. Endoから分与された。110μLの1×反応バッファーに溶解した30μgのプラスミドに20 unitsのFokI (NEB)を添加した。この反応溶液を37 ℃で6時間インキュベートし、次いで65 ℃で20分間インキュベートした。翻訳反応は、55μLのFokI 直線化プラスミドの溶液、2μmolの各NTPs (Fermentas)、5μmolのGMP (Sigma)、80 Uの RNase阻害剤 (TOYOBO)、1 Uの無機ピロフォスフェイト(Calbiochem-Novabiochem)、 2,200 UのT7 RNA ポリメラーゼ (TOYOBO)、及び10μLの10×反応バッファー (400 mM Tris-HCl (pH 8.0)、200 mM MgCl2、50 mM DTTを含む、500μLの反応溶液を用いて行った。混合物を37 ℃で8時間インキュベートし、転写された酵母tRNAPhe CUA-CAをQIAGEN DNA/RNA キットを用いて精製した。連結反応は、10μgのtRNAPhe CUA-CA、12 pmolのLナフチルアラニルpdCpA(DMSOに溶解させたもの)、及び50 UのT4 RNAリガーゼ (Takara)を含む20μLの反応溶液 (55 mM Hepes-Na (pH 7.5)、15 mM MgCl2、3.3 mM DTT、1 mM ATP) を用いて行った。混合物を4 ℃で2時間インキュベートし、次いで40μLの0.45 M 酢酸カリウム水溶液 (pH 5.0)で希釈した。この溶液をフェノール/クロロフォルム/イソアミリアルコール (25/24/1)で抽出し、再度クロロフォルムで抽出し、さらにエタノール沈殿した。精製したNap-tRNAPhe CUAを、使用するまで、1 mM酢酸カリウム水溶液 (pH 5.0)に懸濁した。A plasmid encoding yeast tRNA Phe CUA- CA was provided by Dr. M. Endo of Osaka University. 20 units of FokI (NEB) was added to 30 μg of plasmid dissolved in 110 μL of 1 × reaction buffer. The reaction solution was incubated at 37 ° C. for 6 hours and then incubated at 65 ° C. for 20 minutes. Translation reactions consisted of 55 μL of FokI linearized plasmid solution, 2 μmol of each NTPs (Fermentas), 5 μmol GMP (Sigma), 80 U RNase inhibitor (TOYOBO), 1 U inorganic pyrophosphate (Calbiochem-Novabiochem) 2,200 U of T7 RNA polymerase (TOYOBO) and 10 μL of 10 × reaction buffer (400 mM Tris-HCl (pH 8.0), 200 mM MgCl 2 , 50 mM DTT, 500 μL of reaction solution) were used. The mixture was incubated for 8 hours at 37 ° C. and the transcribed yeast tRNA Phe CUA- CA was purified using the QIAGEN DNA / RNA kit.The ligation reaction consisted of 10 μg tRNA Phe CUA- CA, 12 pmol L naphthylalanyl. 20 μL reaction solution (55 mM Hepes-Na (pH 7.5), 15 mM MgCl 2 , 3.3 mM DTT, 1 mM ATP) containing pdCpA (dissolved in DMSO) and 50 U T4 RNA ligase (Takara) The mixture was incubated for 2 hours at 4 ° C. and then diluted with 40 μL of 0.45 M aqueous potassium acetate (pH 5.0). Nord / chloroform / extracted with iso Amiri alcohol (25/24/1), and extracted again with chloroform, further precipitated with ethanol. The purified Nap-tRNA Phe CUA, until use, 1 mM aqueous potassium acetate solution (pH 5.0 ).

サプレッサーtRNALeu5 CUA(図1b)サプレッサーtRNAPhe CUA(図1b)、及び3種のサプレッサーtRNASer(図3b)の塩基配列を、それぞれ配列番号85、86、及び87に示す。
実施例1(tRNA Leu5 CUA を用いた終止コドンの読み飛ばし)
The base sequences of suppressor tRNA Leu5 CUA (FIG. 1b) , suppressor tRNA Phe CUA (FIG. 1b), and three types of suppressor tRNA Ser (FIG. 3b) are shown in SEQ ID NOs: 85, 86, and 87, respectively.
Example 1 ( stop-codon skipping using tRNA Leu5 CUA )

大腸菌のジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)をコードする天然mRNAから、以下の5つの変異mRNAを作製した。この天然mRNAの終止コドンは、UAAである。   From the natural mRNA encoding E. coli dihydrofolate reductase (DHFR), the following five mutant mRNAs were prepared. The stop codon of this natural mRNA is UAA.

第1、第2の変異mRNAは、開始コドンとDHFRコード領域との間にT7タグを挿入し、さらにその前、又は後に終止コドンのUAGを挿入したものである。UAGは、終結因子のRF1により認識される。DHFRの後の終止コドンは削除した(図1aの上から1番目、2番目)。   In the first and second mutant mRNAs, a T7 tag is inserted between the start codon and the DHFR coding region, and a stop codon UAG is inserted before or after the T7 tag. UAG is recognized by the termination factor RF1. The stop codon after DHFR was deleted (first and second from the top in FIG. 1a).

第3、第4の変異mRNAは、開始コドンとDHFRコード領域との間にT7タグを挿入し、さらにその前、又は後に終止コドンのUAGを挿入し、DHFRコード領域の後ろの終止コドンUAAはそのまま存在させたものである(図1aの上から3番目、4番目)。UAAは、終結因子RF2により認識される。   In the third and fourth mutant mRNAs, a T7 tag is inserted between the start codon and the DHFR coding region, and a stop codon UAG is inserted before or after that, and the stop codon UAA after the DHFR coding region is They are present as they are (third and fourth from the top in FIG. 1a). UAA is recognized by the termination factor RF2.

第5の変異mRNAは、DHFRの天然mRNAの開始コドンとDHFRコード領域との間にT7タグを挿入したものである(図1aの上から5番目)。DHFRコード領域の後ろの終止コドンUAAはそのまま存在する。   The fifth mutant mRNA is one in which a T7 tag is inserted between the initiation codon of DHFR natural mRNA and the DHFR coding region (fifth from the top in FIG. 1a). The stop codon UAA after the DHFR coding region is present as it is.

これらの鋳型mRNAを、RF1を含む細胞抽出液(RF+)、及びRF1が減少した再構築細胞抽出液(RFΔ)をそれぞれ用いてin vitro翻訳を行った。   These template mRNAs were translated in vitro using a cell extract containing RF1 (RF +) and a reconstructed cell extract with reduced RF1 (RFΔ), respectively.

また、翻訳系に、E.coli由来のロイシン5tRNA(tRNALeu5 CUA)、又は酵母由来のtRNAであって、フェニルアラニンに代えてナフチルアラニンが結合したもの(Nap−yeast−tRNAPhe CUA)を添加した。これらは、アンチコドンを、終止コドンのUAGに対合できるCUAに置換した変異tRNAである。これらのtRNAを図1bに示す。In addition, E.I. E. coli-derived leucine 5 tRNA (tRNA Leu5 CUA ) or yeast-derived tRNA to which naphthylalanine was bound instead of phenylalanine (Nap-yeast-tRNA Phe CUA ) was added. These are mutant tRNAs in which the anticodon is replaced with CUA that can pair with the stop codon UAG. These tRNAs are shown in FIG.

終止コドンの読み飛ばし効率は、終止コドン位置に導入されるアミノ酸の種類と終結因子のレベルに依存すると考えられる。また、疎水性のナフチルアラニンを運搬するtRNAを用いることにより読み飛ばし効率が向上すると考えられる。     The efficiency of skipping the stop codon is considered to depend on the type of amino acid introduced at the stop codon position and the level of the termination factor. Further, it is considered that the efficiency of skipping is improved by using tRNA that carries hydrophobic naphthylalanine.

得られたタンパク質溶液からT7抗体を用いてタンパク質を単離し、ウェスタンブロットを行った結果を図1cに示す。レーン10及び14は、変異tRNAであるNap−tRNAPhe CUAを用い、レーン11及び15は変異tRNAのtRNALeu5 CUAを用いた結果である。その他のレーンは、このような変異tRNAを用いない場合の結果である。FIG. 1 c shows the result of isolating the protein from the obtained protein solution using the T7 antibody and conducting Western blotting. Lanes 10 and 14 show the results using Nap-tRNA Phe CUA which is a mutant tRNA, and lanes 11 and 15 show the results using tRNA Leu5 CUA which is a mutant tRNA. The other lanes are the results when no such mutant tRNA is used.

RF1が減少した細胞抽出液を用いた場合、DHFRの上流に終止コドンUAGが存在せず、DHFRの下流に終止コドンUAAが存在する鋳型mRNA(T7(+)UAG(−)UAA(+)では、鋳型mRNAの用量依存的にタンパク質量が増大しており、DHFRが生成している(レーン1〜7)。また、この鋳型mRNAでは、終結因子RF1の有無(量の多少)にかかわらず同様にDHFRが生成した(レーン7と17とを比較)。このことは、UAA終止コドンを認識してタンパク質合成を終結させるのに十分な量のRF1及びRF2が細胞抽出液中に存在することを示している。     When a cell extract with reduced RF1 was used, a template mRNA (T7 (+) UAG (−) UAA (+)) in which no stop codon UAG is present upstream of DHFR and stop codon UAA is present downstream of DHFR. The amount of protein increased in a dose-dependent manner in the template mRNA, and DHFR was generated (lanes 1 to 7), and this template mRNA was the same regardless of the presence or absence (some amount) of the termination factor RF1. (Compare lanes 7 and 17.) This indicates that sufficient amounts of RF1 and RF2 are present in the cell extract to recognize the UAA stop codon and terminate protein synthesis. Show.

また、終止コドンのUAGがDHFRコード領域の上流に存在するT7(+)UAG(+)UAA(+)及びUAG(+)T7(+)UAA(+)では、RF1(+)の細胞抽出液を用いた場合は、DHFRは合成されていない(レーン18,19)。このように、RF1(+)の条件下では、終止コドンUAGが認識されている。   Further, in T7 (+) UAG (+) UAA (+) and UAG (+) T7 (+) UAA (+) in which the stop codon UAG is present upstream of the DHFR coding region, the cell extract of RF1 (+) DHFR has not been synthesized (lanes 18 and 19). Thus, the stop codon UAG is recognized under the condition of RF1 (+).

また、DHFRの上流に終止コドンUAGが存在する場合は、RF1が減少した細胞抽出液を用い、かつ変異tRNAを用いることにより、終止コドンUAGが効率良く読み飛ばされて、DHFR合成量が増大した(レーン9とレーン10,11との比較;レーン13とレーン14,15との比較)。     In addition, when a stop codon UAG is present upstream of DHFR, by using a cell extract with reduced RF1 and using a mutant tRNA, the stop codon UAG was efficiently read out and the amount of DHFR synthesis increased. (Comparison between lane 9 and lanes 10 and 11; comparison between lane 13 and lanes 14 and 15).

全長タンパク質量の回復は、Nap−tRNAPhe CUAの存在下で、T7(+)UAG(+)UAA(+)では34%(レーン10)、UAG(+)T7(+)UAA(+)では35%(レーン14)である。また、ロイシンを運搬するtRNALeu5 CUAの存在下では、T7(+)UAG(+)UAA(+)では61%(レーン11)、UAG(+)T7(+)UAA(+)では86%(レーン15)である。In the presence of Nap-tRNA Phe CUA , recovery of the full-length protein amount was 34% (lane 10) for T7 (+) UAG (+) UAA (+), and for UAG (+) T7 (+) UAA (+). 35% (lane 14). Also, in the presence of tRNA Leu5 CUA carrying leucine, 61% (lane 11) for T7 (+) UAG (+) UAA (+) and 86% for UAG (+) T7 (+) UAA (+) ( Lane 15).

このように、これらのサプレッサーtRNAは、UAG終止コドンを読み飛ばし、その下流のDHFR配列が翻訳された。   Thus, these suppressor tRNAs skipped the UAG stop codon and the downstream DHFR sequence was translated.

次に、末端にUAA終止コドンが存在しない鋳型を用いた翻訳について説明する。図1dは、翻訳の際に形成したポリソームをT7タグ抗体を用いてセレクション後、回収したmRNA量を示す図である。T7(+)UAG(+)STOP(−)及びUAG(+)T7(+)STOP(−)の鋳型では、サプレッサーtRNAのtRNALeu5 CUAを用いたとき、RF1(Δ)の条件下で、T7タグの付いたDHFRmRNAが回収された。Next, translation using a template that does not have a UAA stop codon at the end will be described. FIG. 1d is a diagram showing the amount of mRNA recovered after selection of polysomes formed during translation using a T7 tag antibody. In the template of T7 (+) UAG (+) STOP (-) and UAG (+) T7 (+) STOP (-), when tRNA Leu5 CUA of suppressor tRNA was used, under the condition of RF1 (Δ), T7 Tagged DHFR mRNA was recovered.

これらの回収量は、全mRNA量に対して、T7(+)UAG(+)STOP(−)では約28%、UAG(+)T7(+)STOP(−)では約26%であった(レーン4,6)。DHFRの上流にUAGが存在せず、通常の細胞抽出液を用い、かつ変異tRNAを用いないポシティブコントロール(レーン1)では収量約35%であった。この対照に対して、T7(+)UAG(+)STOP(−)の読み飛ばし効率は約80%、UAG(+)T7(+)STOP(−)の読み飛ばし効率は約71%であった。     The recovered amounts were about 28% for T7 (+) UAG (+) STOP (−) and about 26% for UAG (+) T7 (+) STOP (−) with respect to the total mRNA amount ( Lanes 4, 6). UAG was not present upstream of DHFR, and the yield was about 35% in a positive control (lane 1) using a normal cell extract and not using a mutant tRNA. Compared to this control, T7 (+) UAG (+) STOP (-) reading skip efficiency was about 80%, UAG (+) T7 (+) STOP (-) reading skip efficiency was about 71%. .

RF(Δ)の細胞抽出液を用い、かつサプレッサーtRNAを用いることにより、UAG読み飛ばしが極めて効率的に行われたことが分かる。
上記の結果は、UAG終止コドンの読み飛ばしによりT7タグは、抗体がアクセスできる程度にリボソームトンネルから押し出されたこと、及びDHFRタンパク質とmRNA鋳型とは共に存在したことを示している。
実施例2
(tRNA Leu5 CUA、 を用いた擬天然mRNAを鋳型とする全長タンパク質の表示)
It can be seen that by using the RF (Δ) cell extract and using the suppressor tRNA, UAG skipping was performed very efficiently.
The above results indicate that the T7 tag was pushed out of the ribosome tunnel to the extent that the antibody can access by skipping the UAG stop codon, and that both the DHFR protein and the mRNA template were present.
Example 2
( Display of full-length protein using tRNA Leu5 CUA as a template for pseudo-natural mRNA)

図2aに示すように、大腸菌のジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)をコードする天然mRNAから、2種の天然mRNAを作製した。As shown in FIG. 2a, two types of pseudo- natural mRNAs were prepared from natural mRNA encoding E. coli dihydrofolate reductase (DHFR).

図2aの上段は天然のDHFRmRNAである。これは、終止コドンがUAAであり、3’−UTR中にもUAA配列が存在する。   The top row of FIG. 2a is the native DHFR mRNA. This is because the stop codon is UAA, and there is also a UAA sequence in the 3'-UTR.

図2aの中段に示すのが、第1の擬天然mRNAであり、T7タグ配列を、DHFRコード領域の直後であって終止コドンの直前に挿入した。T7タグにアクセス可能なときは、先行するDHFRにもアクセス可能であり、即ち表示されていることを示す。また、読み飛ばしを容易にするために、2つある終止コドン配列をUAAからUAGに置き換えた。3’−UTRの長さは219ntである。     Shown in the middle of FIG. 2a is the first pseudo-natural mRNA, with the T7 tag sequence inserted immediately after the DHFR coding region and immediately before the stop codon. When the T7 tag is accessible, it indicates that the preceding DHFR is also accessible, that is, displayed. In order to facilitate skipping, two stop codon sequences were replaced from UAA to UAG. The length of the 3'-UTR is 219 nt.

図2aの下段に示すのが第2の擬天然mRNAであり、第1の終止コドン配列を削除し、3’−UTR中に存在する第2の終止コドン配列UAAをロイシンをコードするUUAに置き換えた。これは、変異tRNAを用いなくても終止コドンがないため、mRNAとDHFRタンパク質との結合物が得られるポジティブコントロールである。   Shown in the lower part of FIG. 2a is a second pseudo-natural mRNA in which the first stop codon sequence is deleted and the second stop codon sequence UAA present in the 3′-UTR is replaced with UUA encoding leucine. It was. This is a positive control in which a conjugate of mRNA and DHFR protein is obtained because there is no stop codon without using a mutant tRNA.

さらに、第2の擬天然mRNAについて、3’−UTRの長さを75nt(ヌクレオチド)(25アミノ酸に対応)、147nt(49アミノ酸に対応)、及び219nt(73アミノ酸に対応)に変化させたものをそれぞれ作製した。これは、リボソームトンネルから外部にDHFRコード領域を表示するために必要なスペーサーである3’−UTRの長さを調べるためである。   Furthermore, for the second pseudo-natural mRNA, the length of the 3′-UTR was changed to 75 nt (nucleotide) (corresponding to 25 amino acids), 147 nt (corresponding to 49 amino acids), and 219 nt (corresponding to 73 amino acids). Were prepared. This is to examine the length of the 3'-UTR, which is a spacer necessary for displaying the DHFR coding region outside from the ribosome tunnel.

さらに、第2の擬天然mRNAのうち、3’−UTRの長さが219ntであるものに代えて、ポリAを付加することにより219nt以上の長さにしたものを作製した。ポリAの付加は、E.coliのポリAポリメラーゼを使用して行った。   Furthermore, in the second pseudo-natural mRNA, instead of the 3'-UTR having a length of 219 nt, a poly A was added to make a length of 219 nt or more. The addition of poly A is described in E.I. E. coli polyA polymerase was used.

これらの鋳型mRNAについて、サプレッサーtRNAの非存在下、及びtRNALeu5 CUAの存在下のそれぞれで翻訳を行った。また、RF(+)及びRF(Δ)細胞抽出液をそれぞれ用いた翻訳を行った。These template mRNAs were translated in the absence of suppressor tRNA and in the presence of tRNA Leu5 CUA , respectively. In addition, translation was performed using RF (+) and RF (Δ) cell extracts, respectively.

T7タグに対する抗体でmRNA鋳型を単離し、電気泳動した後、UV照射によりmRNAを定量した。結果を図2bに示す。   The mRNA template was isolated with an antibody against T7 tag, electrophoresed, and then mRNA was quantified by UV irradiation. The result is shown in FIG.

T7(+)UAG(−)LEU(+)では終止コドンが存在しないため、RF1(+)の条件下でもDHFRは生成する。DHFRコード領域の3’−UTRの長さが75ntの場合は、DHFRは検出されなかった(レーン1)。これは、T7タグがリボソームトンネルから外に押し出されておらず、T7抗体によって鋳型mRNAが釣り上げられなかったためと考えられる。T7抗体がリボソームトンネルから押し出されていないため、その上流のDHFRがリボソームトンネルから押し出されているか否かは不明である。     Since there is no stop codon in T7 (+) UAG (−) LEU (+), DHFR is generated even under RF1 (+) conditions. When the 3'-UTR length of the DHFR coding region was 75 nt, DHFR was not detected (lane 1). This is probably because the T7 tag was not pushed out of the ribosome tunnel, and the template mRNA was not picked up by the T7 antibody. Since the T7 antibody is not extruded from the ribosome tunnel, it is unknown whether the upstream DHFR is extruded from the ribosome tunnel.

これに対して、3’−UTRの長さが147nt以上の場合は、DHFRは検出された(レーン3,5,7)。これはT7タグがリボソームトンネルから外に押し出されているからと考えられる。このことは、T7タグの上流に存在するDHFRの全長がリボソームトンネルから外に押し出されていることを示している。     In contrast, DHFR was detected when the length of the 3'-UTR was 147 nt or longer (lanes 3, 5, and 7). This is probably because the T7 tag is pushed out of the ribosome tunnel. This indicates that the full length of DHFR existing upstream of the T7 tag is pushed out of the ribosome tunnel.

mRNAの収量は、全添加mRNA量に対して、3’−UTRの長さが147ntの場合は1.5%、219ntの場合は4%、ポリAの219ntの場合は2.5%であった。     The yield of mRNA was 1.5% when the length of 3′-UTR was 147 nt, 4% when 219 nt, and 2.5% when 219 nt of poly A, based on the total amount of mRNA added. It was.

次に、T7(+)UAG(+)UAG(+)(219nt)は、終止コドンを2個有するが、この鋳型は、サプレッサーtRNAであるtRNALeu5 CUAの存在下で、かつRF1(Δ)の条件下で、終止コドンを読み飛ばした(図2bのレーン10)。鋳型mRNAの収率は4.3%であった。3’−UTRの219ntの長さは、2個の終止コドンが存在する場合にも十分な長さであることが分かる。
実施例3
(tRNA SerU UUA 、tRNA SerU UCA 、及びtRNA SerU CUA を用いた終止コドンの読み飛ばし)
Next, T7 (+) UAG (+) UAG (+) (219nt) has two stop codons, but this template is in the presence of the suppressor tRNA tRNA Leu5 CUA and of RF1 (Δ). Under conditions, the stop codon was skipped (lane 10 in FIG. 2b). The yield of template mRNA was 4.3%. It can be seen that the 219 nt length of the 3′-UTR is sufficient even when two stop codons are present.
Example 3
( Skip of stop codon using tRNA SerU UUA , tRNA SerU UCA , and tRNA SerU CUA )

E.coliの天然DHFRのmRNA上の終止コドンはUAA(オーカー)である。また、DHFRの3'−UTR中には、さらにもう一つのUAAが存在する。本実施例では、図3aに示す3種の鋳型mRNAを用いて、tRNASerUのアンチコドンを終止コドンに対応するものに置換したサプレッサーtRNAが、UAA 、UGA(オパール)、及びUAG(アンバー)の全ての終止コドンを読み飛ばすことが可能であること、また、天然DHFR mRNAの3'−UTRを利用した全長蛋白質ディスプレーが可能であることを示した。The stop codon on the natural DHFR mRNA of E. coli is UAA (Ocher). In addition, another UAA exists in the 3′-UTR of DHFR. In this example, suppressor tRNAs in which the anticodon of tRNA SerU was replaced with one corresponding to the stop codon using the three types of template mRNAs shown in FIG. 3a were all UAA, UGA (opal), and UAG (amber). It was shown that it is possible to skip the stop codon, and that a full-length protein display using the 3′-UTR of natural DHFR mRNA is possible.

図3a中のT7(+)UAA(+)UAA(+)(222)は、野生型のDHFRにT7プロモーターとT7タグを挿入したものである。また、T7(+)UGA(+)UGA(+)(222)は、このT7(+)UAA(+)UAA(+)(222)において、2つの終止コドンUAAをUGAに置換したものである。また、T7(+)UAG(+)UAG(+)(222)は、このT7(+)UAA(+)UAA(+)(222)において、2つの終止コドンUAAをUGAに置換したものである。いずれの鋳型mRNAも5’−UTRの長さは222ヌクレオチド(nt)である。     T7 (+) UAA (+) UAA (+) (222) in FIG. 3a is obtained by inserting a T7 promoter and a T7 tag into wild-type DHFR. T7 (+) UGA (+) UGA (+) (222) is obtained by substituting two stop codons UAA with UGA in T7 (+) UAA (+) UAA (+) (222). . T7 (+) UAG (+) UAG (+) (222) is obtained by replacing two stop codons UAA with UGA in this T7 (+) UAA (+) UAA (+) (222). . In all template mRNAs, the length of 5'-UTR is 222 nucleotides (nt).

また、鋳型T7(+)UAA(+)UAA(+)(222)の翻訳はサプレッサーtRNASer UUAの存在下で行い、鋳型T7(+)UGA(+)UGA(+)(222)の翻訳はサプレッサーtRNASer UCAの存在下で行い、鋳型T7(+)UAG(+)UAG(+)(222)の翻訳はサプレッサーtRNASer CUAの存在下で行った。The translation of template T7 (+) UAA (+) UAA (+) (222) is performed in the presence of the suppressor tRNA Ser UUA , and the translation of template T7 (+) UGA (+) UGA (+) (222) The suppressor tRNA Ser UCA was carried out, and the template T7 (+) UAG (+) UAG (+) (222) was translated in the presence of the suppressor tRNA Ser CUA .

図3cに示すように、mRNAに対するタンパク質の回収率は、終止コドンUAAでは2.6%、終止コドンUGAでは3.7%、終止コドンUAGでは3.1%であった(図3c、レーン2,4,6)。     As shown in FIG. 3c, the protein recovery rate relative to mRNA was 2.6% for the stop codon UAA, 3.7% for the stop codon UGA, and 3.1% for the stop codon UAG (FIG. 3c, lanes 2, 4, and 6).

また、対照として、E.coli DHFRにT7プロモーター、T7タグを挿入し、かつ2つの終止コドンUAAを欠失させた鋳型mRNAを構築し、このmRNAに対して、RF1及びRF2を含む再構築された翻訳システムを用いて、上記と同様にして翻訳を行った。この終止コドンを有さない鋳型T7(+)Stop(-)の3'-UTRの長さは222ヌクレオチドである。mRNAの回収率は、図3dに示すように4%であった。     As a control, a template mRNA in which the T7 promoter and T7 tag were inserted into E. coli DHFR and the two stop codons UAA were deleted was constructed, and this mRNA was reconstructed containing RF1 and RF2. Was translated in the same manner as described above. The length of 3′-UTR of template T7 (+) Stop (−) having no stop codon is 222 nucleotides. The recovery rate of mRNA was 4% as shown in FIG. 3d.

このように、サプレッサーtRNASerの、3種の終止コドンの読み飛ばし効率は、終止コドンがない場合とほぼ同程度であった。また、ターミネーターとして機能する第1の終止コドンだけでなく、第2の終止コドンも効率的に読み飛ばされたと考えられる。これは、両者の間が81ヌクレオチド(27アミノ酸に相当)離れているところ、26アミノ酸の長さではORF領域に続いてT7タグの全体が十分に表示されないからである。Thus, the skipping efficiency of the three types of stop codons of the suppressor tRNA Ser was almost the same as that without the stop codon. It is also considered that not only the first stop codon functioning as a terminator but also the second stop codon was efficiently skipped. This is because when the distance between them is 81 nucleotides (corresponding to 27 amino acids), the entire T7 tag is not fully displayed following the ORF region with a length of 26 amino acids.

一方、サプレッサーtRNAの非存在下では、RF1及びRF2の減少下においても、いずれの鋳型も回収されなかった(図3d、レーン2)。     On the other hand, in the absence of suppressor tRNA, neither template was recovered even when RF1 and RF2 were decreased (FIG. 3d, lane 2).

Claims (17)

細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳し、このとき、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばして、mRNAとそれが翻訳されて生じるタンパク質との結合体を含む複合体を得る工程を含むタンパク質の表示方法。 Translating the mRNA in the sample using the cell extract, and at this time, skipping at least one stop codon to obtain a complex containing a conjugate of the mRNA and the resulting protein Protein display method. 細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳するに際して、アミノ酸のtRNAのアンチコドンを終止コドンに対応するアンチコドンに置換した少なくとも1種の変異tRNAを加えることにより、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばす請求項1に記載の方法。 When translating mRNA in a sample using a cell extract, at least one kind of stop codon is skipped by adding at least one kind of mutant tRNA in which the anticodon of the amino acid tRNA is replaced with an anticodon corresponding to the stop codon. The method of claim 1. 全ての終止コドンに対応するように変異tRNAを加えることにより、全ての終止コドンを読み飛ばす請求項2に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein all the stop codons are skipped by adding a mutant tRNA so as to correspond to all the stop codons. 変異tRNAが、アミノアシル−tRNA合成酵素によりアミノアシル化されるものである請求項2に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the mutant tRNA is aminoacylated by an aminoacyl-tRNA synthetase. 変異tRNAは、アンチコドン部位を認識サイトとしないアミノアシル−tRNA合成酵素と対をなすものである請求項4に記載の方法。 The method according to claim 4, wherein the mutant tRNA is paired with an aminoacyl-tRNA synthetase that does not have an anticodon site as a recognition site. 変異tRNAとして、ロイシンtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNA、セリンtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNA、システインtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNA、及びアラニンtRNAのアンチコドンを終止コドンに対するアンチコドンに置換した変異tRNAからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる請求項2〜5のいずれかに記載の方法。 As the mutant tRNA, a mutant tRNA in which the anticodon of leucine tRNA is replaced with an anticodon for the stop codon, a mutant tRNA in which the anticodon of serine tRNA is replaced with an anticodon for the stop codon, a mutant tRNA in which the anticodon of cysteine tRNA is replaced with an anticodon for the stop codon, and The method according to any one of claims 2 to 5, wherein at least one selected from the group consisting of a mutant tRNA in which an anticodon of alanine tRNA is substituted with an anticodon for a stop codon is used. 細胞抽出液として、少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を用いる請求項2に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein a cell extract in which at least one termination factor does not function is used as the cell extract. 少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液が、少なくとも1種の終結因子を含まない再構築された細胞抽出液、少なくとも1種の終結因子が不活性化された細胞抽出液、又は過剰量のtRNAを含む細胞抽出液である請求項7に記載の方法。 A cell extract in which at least one terminator does not function is a reconstructed cell extract that does not contain at least one terminator, a cell extract in which at least one terminator is inactivated, or an excess amount The method according to claim 7, which is a cell extract containing tRNA. 細胞抽出液を用いてサンプル中のmRNAを翻訳するに際して、細胞抽出液として、少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を用いることにより、少なくとも1種の終止コドンを読み飛ばす請求項1に記載の方法。 2. When translating mRNA in a sample using a cell extract, at least one type of stop codon is skipped by using as the cell extract a cell extract in which at least one termination factor does not function. The method described. 少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液が、少なくとも1種の終結因子を含まない再構築された細胞抽出液、少なくとも1種の終結因子を不活性化した細胞抽出液、又は過剰量のtRNAを含む細胞抽出液である請求項9に記載の方法。 A cell extract in which at least one terminator does not function is a reconstituted cell extract that does not contain at least one terminator, a cell extract in which at least one terminator is inactivated, or an excess amount The method according to claim 9, which is a cell extract containing tRNA. 全ての終結因子が機能しない細胞抽出液を用いる請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein a cell extract in which all termination factors do not function is used. mRNA翻訳工程の前に、さらに、サンプルからmRNAを抽出する工程を含む請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, further comprising the step of extracting mRNA from the sample before the mRNA translation step. mRNA抽出工程の後であってmRNA翻訳工程の前に、さらに、抽出されたmRNAの3’末端に任意の核酸配列を付加する工程を含む請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12, further comprising the step of adding an arbitrary nucleic acid sequence to the 3 'end of the extracted mRNA after the mRNA extraction step and before the mRNA translation step. 細胞抽出液と、アミノ酸のtRNAのアンチコドンを終止コドンに対応するアンチコドンに置換した少なくとも1種の変異tRNAとを備えるタンパク質表示用キット。 A protein display kit comprising a cell extract and at least one mutant tRNA in which an anticodon of an amino acid tRNA is replaced with an anticodon corresponding to a stop codon. さらに、少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を備える請求項14に記載のキット。 The kit according to claim 14, further comprising a cell extract in which at least one termination factor does not function. 少なくとも1種の終結因子が機能しない細胞抽出液を備えるタンパク質表示用キット。 A protein display kit comprising a cell extract in which at least one termination factor does not function. 以下の(1)、(2)、又は(3)の変異tRNA
(1) セリンtRNAのアンチコドンをCUAに置換した終止コドンUAG読み飛ばし用の変異tRNA。
(2) セリンtRNAのアンチコドンをUCAに置換した終止コドンUGA読み飛ばし用の変異tRNA。
(3) セリンtRNAのアンチコドンをUUAに置換した終止コドンUAA読み飛ばし用の変異tRNA。
The following mutant tRNA of (1), (2), or (3)
(1) A mutant tRNA for skipping a stop codon UAG in which the anticodon of serine tRNA is replaced with CUA.
(2) A mutant tRNA for skipping a stop codon UGA in which the anticodon of serine tRNA is replaced with UCA.
(3) A mutant tRNA for skipping the stop codon UAA in which the anticodon of serine tRNA is replaced with UUA.
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