KR20200029466A - 생물 제제 생산을 위한 범용 자체 조절 포유동물 세포주 플랫폼 - Google Patents
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Abstract
리프레서 폴리펩티드를 사용하여 조건의 변화에 반응해서 유전자를 코딩하는 외인성 치료용 폴리펩티드의 전사율(transcription rate)을 낮추는 유전자 제어 회로, 세포 및 방법이 개시된다.
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본 출원은 2017년 6월 16일자에 출원된 미국 가출원 제 62/521,005호의 우선권을 주장하며, 그 내용은 참조로서 전체를 본원에 수록한다.
본 발명은 세포 스트레스에 반응하는 유전자 제어 회로(control circuits)를 이용하여 세포 및 세포주에 의해 산물, 가령 재조합 단백질의 발현을 조절하는 방법 및 조성물에 관한 것이다.
치료용 재조합 단백질은 일반적으로 세포 발현 시스템, 가령 포유동물 세포 발현 시스템에서 발현된다. 2014 년에 시장에서 승인된 바이오 의약품의 총 수는 212 개였으며, FDA에 의해 시판이 승인된 치료제 제품의 56%가 포유동물 세포주에서 생산되었다. 그러나, 생산과 관련된 고비용은 전 세계인 건강관련 비용을 증가시키는데 기여한다.
게다가, 차세대 융합 단백질, 다량체 당단백질, 또는 차세대 항체 등의 차세대 단백질 생물 제제(next generation protein biologics, NGB)은 종종 복잡하고 /하거나 비자연적인 구조를 가지며, 단클론 항체 같은 분자보다 발현하기가 더 어렵다. 현재의 숙주 세포주는 NGB의 효율적인 합성 및 분비를 위한 경로를 발달시키지 못해, 현저히 감소된 성장 및 낮은 생산성을 가져오며, 종종 열악한 산물 품질(product quality, PQ)을 갖는 산물을 가져온다. 따라서, 이들 NGB는 발현하기 어려운 것으로 간주되며, 생산성과 산물 품질이 임상 및 시장의 요구를 충족시키지 못한다. 따라서, 최종적인 산물 품질을 유지하면서 재조합 바이오치료제를 신속하고 효율적이며, 비용 효율적으로 개발 및 생산할 필요성이 증가하고 있다.
포유동물 세포주를 사용하여 재조합 단백질을 합성하기 위한 현재의 유전자 발현 시스템은 세포 배양 조건이나 숙주 세포의 대사와 상관없이, 구성적으로 활성이며 재조합 단백질 산물 유전자의 직접적인 전사이다. 이러한 시스템은 내인성 숙주 세포 단백질에 대해서 발생하는 그러한 숙주 세포주의 세포내 상태를 통해 산물 유전자 전사를 조정하는데 실패하여, 세포 스트레스 및 열악한 산물 결과, 특히 NGB를 초래한다. NGB가 현재의 세포주 및 유전자 발현 시스템을 한계 상황으로 밀어 냄에 따라, 숙주 세포의 전체적인 대사를 통해 재조합 단백질 산물 유전자의 전사를 보다 잘 조정할 필요가 있다. 이는 세포의 스트레스 레벨을 낮추고 포유동물 세포 공장의 기존 능력을 보다 잘 활용하여 정확한 산물 품질 속성 (가령, 글리코실화 프로파일, 정확한 접힘 구조 등)을 가진 높은 레벨의 산물을 생산하는데 도움을 준다.
포유동물 숙주 세포주가 높은 레벨의 재조합 단백질 산물, 특히 NGB 또는 발현하기 어려운 단백질을 구성적으로 합성할 수 밖에 없는 경우, 비접힘 단백질 반응 (unfolded protein response, UPR)으로 부르는 세포 스트레스 경로는 오접힘 단백질(misfolded protein)의 축적에 의해 활성화하게 된다. 이는 세포가 현재 단백질 부하를 정확하게 처리하고 접기에 충분한 시간을 허용하기 위해서 단백질 번역의 통상 전반적인 하락을 초래한다. 이러한 스트레스 반응의 활성화는 재조합 단백질 산물의 전체적인 수율 뿐만 아니라, 바람직한 PQ 프로파일을 저해한다.
일 측면에서, 본 발명은 리프레서 폴리펩티드 (repressor polypeptide) (가령, (누클레아제 활성 (dCas9)이 결핍된 (CRISPR-Cas9 유전자 편집 시스템으로부터의) Cas9 단백질의 버전)을 사용하여, 상태의 변화 (가령, 세포 스트레스의 증가)에 상응하여 유전자를 코딩하는 외인성 치료용 폴리펩티드(exogenous therapeutic polypeptide)의 전사율(transcription rate)을 낮추는 유전자 제어 회로를 특징으로 한다. 조건의 변화에 상응하여, 조건 의존 (condition-dependent) 유전자 프로모터는 리프레서 폴리펩티드 유전자의 전사율을 증가시킨다. 제조된 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자 또는 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자에 조작 결합된(operably linked) 제어 요소(control element)에 결합된다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드가 Cas9의 버전을 포함하는 경우, 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자, 또는 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자나 그에 조작 결합된 제어 요소와 상동성을 갖는 적어도 하나의 가이드 RNA (guide RNA, gRNA)의 동시 발현으로 인해 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자에 조작 결합된 제어 요소에 결합된다. 리프레서 폴리펩티드가 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자나 그에 조작 결합된 제어 요소에 결합되는 경우, 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자의 전사율이 감소되어, 치료용 폴리펩티드에 대한 세포내 mRNA 카피 수의 감소를 가져온다. 어떤 구현예에서, 조건의 변화로는 세포 스트레스의 변화, 가령 세포 스트레스의 증가 또는 스트레스가 없는 상태에서 스트레스 상태로의 전이가 있으며, 다른 세포 스트레스 반응이 이러한 용도에 적합할 수도 있지만, 세포 스트레스의 변화는 포유동물 UPR의 활성화이다. 일 구현예에서, 외인성 치료용 폴리펩티드 코딩 유전자는 다른 프로모터 (가령, mCMV 및 하이브리드 CMV 프로모터)도 사용할 수 있지만, hCMV 프로모터의 제어 하에 전사된다. 유전자 전사를 코딩하는 외인성 치료용 폴리펩티드의 비율을 낮춤으킴으로써, 숙주 세포 상의 외인성 치료용 폴리펩티드의 생합성 부하가 감소되며, 그로 인해 초기 세포 스트레스 반응을 완화시킨다. 이러한 방식으로, 숙주 세포주는 재조합 단백질 산물 유전자의 전사율을 자체 조절할 수 있고 초기 세포 스트레스 반응의 연장된 활성화를 피할 수 있다. 일단 초기 스트레스 반응이 완화되면, 외인성 치료용 폴리펩티드의 전사율은 시간이 지남에 따라 활성화된다. 이는 세포가 세포의 전체 생리학적 상태를 통해 재조합 유전자 발현을 최적으로 조정함으로써 시간이 지남에 따라 재조합 단백질의 수율에 있어서 전체적인 증가를 가져오며, 세포 생합성 능력을 더 잘 활용할 수 있게 된다.
일 측면에서, 본 발명은 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소되는 유전자 제어 회로를 특징으로 한다. 어떤 구현예에서, 유전자 제어 회로는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소되는 세포, 가령 CHO 세포를 특징으로 한다. 어떤 구현예에서, 세포는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다. 어떤 구현예에서, 세포는 임의로 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상의 제어 요소를 더 포함한다. 하나의 구현예에서, 전체 신호 전달 경로는 본원에 개시한 방법을 사용하여 경로에서 단일 노드를 제어함으로써 제어된다. 어떤 구현예에서, 전체 신호 전달 경로는, 이 신호 전달 경로의 다중 대사 분기를 제어함으로써, 예를 들어 상이한 프로모터를 사용하여 경로의 상이한 서열을 조절함으로써 제어된다. 따라서, 본 발명의 방법은 자체 조절 세포에서 여러 층의 제어를 제공한다. 예를 들어, 번역 신장 개시 인자는 다중 경로를 제어할 수 있는 전역 노드점의 예이다. 대안적으로, 국소 노드점의 예로는 효소 갈락토실 전달효소를 코딩하는 유전자가 있으며, 이는 재조합 항체 중쇄 폴리펩티드의 Asn297에 부착된 글리칸에 갈락토스 잔기를 첨가하고, 갈락토스와 시알산 잔기 둘 모두를 갖는 N-글리칸을 생성하는데 필요하다.
일 측면에서, 본 발명은 삽입 부위, 가령 제한 부위 또는 SSI 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소되는 세포, 가령 CHO 세포를 특징으로 한다. 어떤 구현예에서, 세포는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 세포, 가령 CHO 세포를 포함하는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 키트를 특징으로 하며, 이 키트는: 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터; 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소된다. 어떤 구현예에서, 세포는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 세포, 가령 CHO 세포를 포함하는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 키트를 특징으로 하며, 이 키트는 삽입 부위, 가령 제한 부위 또는 SSI 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소된다. 어떤 구현예에서, 세포는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 하나 이상의 핵산을 포함하는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 키트를 특징으로 하며, 이 키트는: 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소된다. 어떤 구현예에서, 키트는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 포함하는 핵산을 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 하나 이상의 핵산을 포함하는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 키트를 특징으로 하며, 이 키트는: 삽입 부위, 가령 제한 부위 또는 SSI 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소된다. 어떤 구현예에서, 키트는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 포함하는 핵산을 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법을 특징으로 하며, 이 방법은: a) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소되는 세포, 가령 CHO 세포를 획득하는 단계; 및 b) 치료용 폴리펩티드를 제조할 수 있는 조건 하에 세포를 배양함으로써, 치료용 폴리펩티드를 제조하는 단계를 포함한다. 어떤 구현예에서, 단계 a)의 세포는 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법을 특징으로 하며, 이 방법은: a) 세포, 가령 CHO 세포를 획득하는 단계; b) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; c) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소되고; 및 d) 치료용 폴리펩티드를 제조할 수 있는 조건 하에 세포를 배양함으로써, 치료용 폴리펩티드를 제조하는 단계를 포함한다. 어떤 구현예에서, 상기 방법은 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 코딩하는 제 3핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 것을 포함하는 추가 단계를 단계 c)와 d) 사이에 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법을 특징으로 하며, 이 방법은: a) 세포, 가령 CHO 세포를 획득하는 단계; b) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; c) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; 및 임의로 d) 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 코딩하는 핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계로, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 변조, 가령, 감소되는 단계; 및 e) 치료용 폴리펩티드를 제조할 수 있는 조건 하에 세포를 배양함으로써, 치료용 폴리펩티드를 제조하는 단계를 포함한다. 구현예들에서, 단계 a-d는 임의의 순서로 실행할 수 있다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령, 감소되는 핵산을 특징으로 한다. 어떤 구현예에서, 핵산은 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 삽입 부위, 가령 제한 부위 또는 SSI 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 포함하고, 삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소되는 핵산을 특징으로 한다. 어떤 구현예에서, 핵산은 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 더 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 세포를 제조하는 방법을 특징으로 하며, 이 방법은: a) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; 및 b) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소 또는 증가된다. 어떤 구현예에서, 상기 방법은 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 코딩하는 제 3핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 것을 포함하는 단계 c)를 더 포함한다. 구현예들에서, 단계 a 내지 c는 임의의 순서로 실행할 수 있다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 원하는 산물 품질 속성을 갖는 폴리펩티드, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드를 경제적으로 향상된 수율로 생산할 수 있게 하는 방법을 특징으로 하며, 이 방법은: a) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; 및 b) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계를 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령 감소 또는 증가됨으로써, 세포는 원하는 산물 품질 속성을 갖고, 경제적으로 개선된 수율로 폴리펩티드, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드를 생산할 수 있게 한다. 어떤 구현예에서, 상기 방법은 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터를 코딩하는 제 3핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 것을 포함하는 단계 c)를 더 포함한다. 구현예들에서, 단계 a 내지 c는 임의의 순서로 실행할 수 있다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
일 측면에서, 본 발명은 표 1 내지 4에서 선택된 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩 하는 서열에 조작 결합된 표 5에서 선택된 제 1제어 요소; aCas9 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 6에서 선택된 제 2제어 요소; 및 구성적으로 발현되는 하나 이상의 gRNA 서열을 포함하고, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 세포를 특징으로 한다.
일 측면에서, 본 발명은 하나 이상의 세포가 제 1조건을 포함하고, 하나 이상의 세포가 제 2조건을 포함하는, 본원에서 설명한 복수의 세포를 특징으로 한다.
도 1A, 1B, 1C 및 1D는 조건, 가령 세포 스트레스에 상응하여 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물 유전자의 전사를 조절하는 유전자 제어 회로에 대한 설계 원리를 도시하는 개략도이다. 도 1A에서, 재조합 단백질의 생산은 스트레스/독성을 유도하고, 이는 리프레서의 생산을 활성화시켜서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 발현의 직접적인 억제를 수반한다. 도 1B에서, 1A에서의 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 발현의 결과적인 억제는 결국 스트레스/독성을 제거하고, 리프레서의 활성화를 없애, 간접적으로 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 발현의 수동적 증가를 가져온다. 실제로, 이 시스템은 숙주 세포에서 스트레스/독성을 유도하는 특정 레벨의 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 발현에서 일시적인 진동(oscillation)을 유발할 수 있다 (도 1C). 또한, 일단 세포 스트레스/독성이 완화되면 활성화되는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 발현의 양성 활성화제를 포함하여, 임의적인 제어 층을 기본 회로에 적용할 수 있다 (도 1D).
도 2는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드(rP) 전사를 도시하는 예시적인 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령 비접힘 단백질 반응 (UPR)-활성 프로모터로 제어되는 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, rP를 합성할 때 발생할 수 있는 UPR의 활성화시, 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9가 생성된다. gRNA와 함께 dCas9는 hCMV 프로모터에 결합되고 UPR 스트레스 반응이 완화되는 경우까지 rP 생성을 억제한다.
도 3A는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 GFP 전사를 도시하는 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 리프레서 폴리펩티드, 가령 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령, 구성적 mCMV 프로모터로 제어되는 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, 구성적으로 발현된 dCas9는 gRNA 1, 2 또는 3 (hCMV에 특이적이고 U6 프로모터로부터 구성적으로 생성됨)과 결합하여 hCMV 프로모터에 결합되고 GFP 발현을 억제한다. 도 3B는 hCMV-eGFP를 안정적으로 발현하는 CHO 세포의 GFP 형광을 도시하는 유동 세포분석 히스토그램을 나타내며, 여기서 CHO 세포는 1) 공백(empty) 발현 벡터(UTC), 2) dCas9를 코딩하는 발현 벡터, 또는 3) dCas9를 코딩하는 발현 벡터 및 hCMV에 특이성을 갖는 3개의 gRNA를 코딩하는 발현 벡터로 형질감염되었다.
도 4A는 2개의 개별 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 Mab HC 및 Mab LC 전사를 도시하는 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령 구성적 mCMV 프로모터로 제어되는 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, 구성적으로 발현된 dCas9는 gRNA 1, 2 또는 3 (hCMV에 특이적이고 U6 프로모터로부터 구성적으로 생성됨)과 결합하여 hCMV 프로모터에 결합되고 Mab HC 및 Mab LC 발현을 억제한다. 도 4B는 DNA 없이, dCas9를 코딩하는 발현 벡터, 또는 dCas9를 코딩하는 발현 벡터로 일시적으로 형질감염된 CHO 세포로부터의 hCMV-Mab 레벨, 및 형질 주입후 3, 4 또는 5일째에 hCMV에 특이성을 갖는 1, 2 또는 3개의 gRNA을 나타내는 그래프이다.
도 5A는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 GFP 전사를 도시하는 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령 비접힘 단백질 반응 (UPR) 스트레스 유도 Grp78 프로모터로 제어되는 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, UPR 스트레스는 dCas9의 발현을 촉진하고, 이는 gRNA 1, 2 또는 3 (hCMV에 특이적이며 U6 프로모터로부터 구성적으로 생성됨)과 결합하여 hCMV 프로모터에 결합되고 GFP 발현을 억제한다. 도 5B는 hCMV-eGFP를 안정적으로 발현하는 CHO 세포의 GFP 형광을 도시하는 유동 세포분석 데이터의 그래프를 나타내며, 여기서 CHO 세포는 1) 공백 발현 벡터(WT), 2) Grp78 프로모터(Grp78 dCas9 대조군) 하에 dCas9를 코딩하는 발현 벡터, 또는 3) Grp78 프로모터 하에 dCas9를 코딩하는 발현 벡터 및 hCMV 프로모터에 특이성을 갖는 gRNA를 코딩하는 발현 벡터로 일시적으로 형질감염되었고, 여기서 CHO 세포는 400 ng/mL 튜니카마이신 (tunicamycin, TM)으로 처리되거나 TM (0 TM) 으로 처리되지 않았다.
도 6A-6C는 CHO 숙주 세포주에서 일시적 재조합 단백질 발현에 대한 유전자 제어 회로의 영향을 도시한다. 도 6A는 발현 벡터 상에 함유된 유전자 제어 회로를 도시하며, 여기서 dCas9 유전자는 Grp78 프로모터 하에 있고, hCMV 프로모터에 특이성을 갖는 3개의 gRNA (gRNA 1, 2 및 3) 서열은 각각 별개의 구성적 U6 프로모터 (gRNA123회로) 하에 있다. 이 벡터의 변이체는 gRNA 1, 2 및 3 서열 대신에 gRNA14 서열을 함유하였다 (sgRNA14 회로). 도 6B는 몇몇 발현하기 어려운 재조합 단백질을 코딩하는 발현 벡터로 일시적 형질감염후 제어 회로를 함유하는 안정한 CHO 풀로부터 생성된 재조합 단백질의 농도를 도시한다. 일시적 형질감염후 6일간 재조합 단백질의 농도를 측정하였다. 모 (parental) CHO 세포주는 유전자 제어 회로가 없다. 에러 바는 모 세포주를 블리나튜모맙 (blinatumomab) 벡터로 형질감염시킨 것을 제외한 모든 데이터 포인트에 대한 3 중 형질감염의 표준 편차를 나타내며, 이는 중복 실행했다. 도 6C는 고 응집 Mab H9K7을 코딩하는 발현 벡터로 일시적 형질감염후 제어 회로를 함유하는 안정한 CHO 풀로부터 생성된 6 일째 재조합 단백질의 농도를 도시한다. 형질감염뒤 24 시간후, 일시적 형질감염 플라스크의 절반을 0.1 μg/mL의 농도로 UPR-유도제 튜니카마이신(TM)으로 처리했다. 에러 바는 3 중 형질감염의 표준 편차를 나타낸다.
도 7A 및 7B는 도 6A-6C에서 설명한 바와 같이, 발현하기 어려운 몇몇 재조합 단백질을 코딩하는 발현 벡터로 일시적 형질감염후 제어 회로를 함유하는 안정한 CHO 풀에 의해 합성된 단백질의 재조합 단백질 응집 레벨을 도시한다. 재조합 단백질 응집 레벨은 Obrezanova et al., MAbs. 2015; 7(2): 352-63에 기재된 바와 같이, 올리고머 검출 분석(oligomer detection assay, ODA)에 의해 세포 배양 상층액 샘플로 측정했다. 이 분석법을 사용하여 단백질 응집의 감소는 450 nm에서의 흡광도 감소로 표시된다. 도 7A는 도 6B에 도시한 농도에 대해 분석한 세포 배양 상층액 샘플의 응집 데이터를 나타내고, 도 7B는 도 6C에 도시한 농도에 대해 분석한 세포 배양 상층액 샘플의 응집 데이터를 나타낸다.
도 2는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드(rP) 전사를 도시하는 예시적인 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령 비접힘 단백질 반응 (UPR)-활성 프로모터로 제어되는 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, rP를 합성할 때 발생할 수 있는 UPR의 활성화시, 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9가 생성된다. gRNA와 함께 dCas9는 hCMV 프로모터에 결합되고 UPR 스트레스 반응이 완화되는 경우까지 rP 생성을 억제한다.
도 3A는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 GFP 전사를 도시하는 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 리프레서 폴리펩티드, 가령 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령, 구성적 mCMV 프로모터로 제어되는 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, 구성적으로 발현된 dCas9는 gRNA 1, 2 또는 3 (hCMV에 특이적이고 U6 프로모터로부터 구성적으로 생성됨)과 결합하여 hCMV 프로모터에 결합되고 GFP 발현을 억제한다. 도 3B는 hCMV-eGFP를 안정적으로 발현하는 CHO 세포의 GFP 형광을 도시하는 유동 세포분석 히스토그램을 나타내며, 여기서 CHO 세포는 1) 공백(empty) 발현 벡터(UTC), 2) dCas9를 코딩하는 발현 벡터, 또는 3) dCas9를 코딩하는 발현 벡터 및 hCMV에 특이성을 갖는 3개의 gRNA를 코딩하는 발현 벡터로 형질감염되었다.
도 4A는 2개의 개별 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 Mab HC 및 Mab LC 전사를 도시하는 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령 구성적 mCMV 프로모터로 제어되는 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, 구성적으로 발현된 dCas9는 gRNA 1, 2 또는 3 (hCMV에 특이적이고 U6 프로모터로부터 구성적으로 생성됨)과 결합하여 hCMV 프로모터에 결합되고 Mab HC 및 Mab LC 발현을 억제한다. 도 4B는 DNA 없이, dCas9를 코딩하는 발현 벡터, 또는 dCas9를 코딩하는 발현 벡터로 일시적으로 형질감염된 CHO 세포로부터의 hCMV-Mab 레벨, 및 형질 주입후 3, 4 또는 5일째에 hCMV에 특이성을 갖는 1, 2 또는 3개의 gRNA을 나타내는 그래프이다.
도 5A는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 가령 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 GFP 전사를 도시하는 유전자 제어 회로를 나타내며, 이는 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소, 가령 비접힘 단백질 반응 (UPR) 스트레스 유도 Grp78 프로모터로 제어되는 리프레서 폴리펩티드, 가령 dCas9의 부재 하에 구성요소이다. 이 예에서, UPR 스트레스는 dCas9의 발현을 촉진하고, 이는 gRNA 1, 2 또는 3 (hCMV에 특이적이며 U6 프로모터로부터 구성적으로 생성됨)과 결합하여 hCMV 프로모터에 결합되고 GFP 발현을 억제한다. 도 5B는 hCMV-eGFP를 안정적으로 발현하는 CHO 세포의 GFP 형광을 도시하는 유동 세포분석 데이터의 그래프를 나타내며, 여기서 CHO 세포는 1) 공백 발현 벡터(WT), 2) Grp78 프로모터(Grp78 dCas9 대조군) 하에 dCas9를 코딩하는 발현 벡터, 또는 3) Grp78 프로모터 하에 dCas9를 코딩하는 발현 벡터 및 hCMV 프로모터에 특이성을 갖는 gRNA를 코딩하는 발현 벡터로 일시적으로 형질감염되었고, 여기서 CHO 세포는 400 ng/mL 튜니카마이신 (tunicamycin, TM)으로 처리되거나 TM (0 TM) 으로 처리되지 않았다.
도 6A-6C는 CHO 숙주 세포주에서 일시적 재조합 단백질 발현에 대한 유전자 제어 회로의 영향을 도시한다. 도 6A는 발현 벡터 상에 함유된 유전자 제어 회로를 도시하며, 여기서 dCas9 유전자는 Grp78 프로모터 하에 있고, hCMV 프로모터에 특이성을 갖는 3개의 gRNA (gRNA 1, 2 및 3) 서열은 각각 별개의 구성적 U6 프로모터 (gRNA123회로) 하에 있다. 이 벡터의 변이체는 gRNA 1, 2 및 3 서열 대신에 gRNA14 서열을 함유하였다 (sgRNA14 회로). 도 6B는 몇몇 발현하기 어려운 재조합 단백질을 코딩하는 발현 벡터로 일시적 형질감염후 제어 회로를 함유하는 안정한 CHO 풀로부터 생성된 재조합 단백질의 농도를 도시한다. 일시적 형질감염후 6일간 재조합 단백질의 농도를 측정하였다. 모 (parental) CHO 세포주는 유전자 제어 회로가 없다. 에러 바는 모 세포주를 블리나튜모맙 (blinatumomab) 벡터로 형질감염시킨 것을 제외한 모든 데이터 포인트에 대한 3 중 형질감염의 표준 편차를 나타내며, 이는 중복 실행했다. 도 6C는 고 응집 Mab H9K7을 코딩하는 발현 벡터로 일시적 형질감염후 제어 회로를 함유하는 안정한 CHO 풀로부터 생성된 6 일째 재조합 단백질의 농도를 도시한다. 형질감염뒤 24 시간후, 일시적 형질감염 플라스크의 절반을 0.1 μg/mL의 농도로 UPR-유도제 튜니카마이신(TM)으로 처리했다. 에러 바는 3 중 형질감염의 표준 편차를 나타낸다.
도 7A 및 7B는 도 6A-6C에서 설명한 바와 같이, 발현하기 어려운 몇몇 재조합 단백질을 코딩하는 발현 벡터로 일시적 형질감염후 제어 회로를 함유하는 안정한 CHO 풀에 의해 합성된 단백질의 재조합 단백질 응집 레벨을 도시한다. 재조합 단백질 응집 레벨은 Obrezanova et al., MAbs. 2015; 7(2): 352-63에 기재된 바와 같이, 올리고머 검출 분석(oligomer detection assay, ODA)에 의해 세포 배양 상층액 샘플로 측정했다. 이 분석법을 사용하여 단백질 응집의 감소는 450 nm에서의 흡광도 감소로 표시된다. 도 7A는 도 6B에 도시한 농도에 대해 분석한 세포 배양 상층액 샘플의 응집 데이터를 나타내고, 도 7B는 도 6C에 도시한 농도에 대해 분석한 세포 배양 상층액 샘플의 응집 데이터를 나타낸다.
정의
본원에서 인용한 각각 및 모든 특허, 특허 출원 및 공보의 개시내용은 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다. 본 발명은 특정 측면을 참조하여 개시하였지만, 본 발명의 다른 측면 및 변형은 본 발명의 진정한 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자가 고안할 수 있음이 명백하다. 첨부한 청구범위는 이러한 모든 측면 및 동등한 변형을 포함하는 것으로 해석하도록 하였다
달리 정의하지 않는 한, 본원에서 사용한 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명한 것과 유사하거나 동등한 방법 및 물질을 본 발명의 실시 또는 시험에서 사용할 수 있지만, 적합한 방법 및 물질을 이하에서 설명한다. 본원에서 언급한 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 참조로서 그 전체를 수록한다. 또한, 물질, 방법 및 예들은 단지 예시적인 것이며 제한하려는 것은 아니다. 가령 (a), (b), (i) 등의 제목, 소제목 또는 번호가 매겨지거나 문자로 표시된 요소는 단지 읽기 쉽도록 제시한 것이다. 이 문서에서 제목 또는 번호가 매겨지거나 문자로 표시된 요소를 사용한다고 해서 단계나 요소가 알파벳 순서로 수행되는 것을 필요로 하거나 단계 또는 요소가 반드시 서로 분리되어야 하는 것은 아니다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 상세한 설명과 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 또한, 본원에서 사용한 용어는 특정 구현예들을 설명하기 위한 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
단수 "a" 및 "an"은 본 명세서에서 물품의 문법적 대상 중 하나 또는 하나 이상 (즉, 적어도 하나)을 지칭하기 위해 사용한다. 예를 들면, "세포"는 하나의 세포 또는 하나 이상의 세포를 의미할 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "유전자 제어 회로"는 유전자 발현 요소의 배열, 가령 단백질 코딩 서열, 제어 요소, 또는 프로모터 요소를 말하며, 유전자 제어 회로는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물을 코딩하는 적어도 하나의 단백질 코딩 서열을 포함하고, 유전자 제어 회로는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물 또는 조건 의존 방식으로 치료용 폴리펩티드 산물의 발현을 조절하는 다른 유전자 발현 요소를 포함한다. 하나의 구현예에서, 유전자 제어 회로는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물을 코딩하는 적어도 하나의 단백질 코딩 서열 대신에, 적합한 삽입 부위, 가령 하나 이상의 단백질 코딩 서열의 삽입을 위한 제한 부위 (restriction site), 재조합 표적 부위 또는 랜딩 패드 (landing pad)를 포함한다. 어떤 구현예에서, 유전자 제어 회로는 단일 핵산 분자의 인접 부분, 단일 핵산 분자의 다중 이산 부분을 포함하거나, 하나 이상의 핵산 분자에 걸쳐 분포될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "제어 요소"는 코딩 서열, 가령 유전자의 발현을 조절 (가령, 증가 또는 감소)시키기에 적합한 핵산을 말한다. 제어 요소는 프로모터 서열, 인핸서(enhancer) 서열, 또는 프로모터 및 인핸서 서열 둘 모두를 포함할 수 있다. 제어 요소는 연속 핵산 서열, 불연속 핵산 서열 (다른 코딩 또는 비코딩 핵산 서열에 의해 중단된 서열), 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 단일 제어 요소는 단일 핵산 또는 하나 이상의 핵산 상에 포함될 수 있다. 일 구현예에서, 제어 요소는 코딩 서열의 5' 또는 3' 서열, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드의 코딩 서열을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 제어 요소는 유전자, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 유전자의 하나 이상의 인트론 내의 서열을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 제어 요소는 코딩 서열의 서열 5' 또는 3', 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드의 코딩 서열의 부분적으로 또는 그 전체에 포함될 수 있다. 일 구현예에서, 제어 요소는 코딩 서열, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드의 코딩 서열 내에 부분적으로 또는 그 전체에 포함될 수 있다. 일 구현예에서, 제어 요소는 유전자의 하나 이상의 인트론, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 유전자 내에 부분적으로 또는 그 전체에 포함될 수 있다. 일 구현예에서, 단일 제어 요소는 핵산 서열 i) 유전자, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 유전자에 근접한 (가령, 인접하거나 그 안에 포함된) 또는 ii) 10개 이상, 100개 이상, 1000개 이상, 또는 10,000개 이상의 염기에 의해 구분된 별개인 핵산에 배치됨) 유전자, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 유전자를 포함할 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "프로모터 요소"는 코딩 서열을 프로모터 요소에 조작 결합시켜 코딩 서열의 발현을 가져오도록 자연적으로 발생하거나 조작된 프로모터로부터 충분한 서열을 갖는 서열을 말한다. 예를 들어, 사이토메갈로바이러스 (cytomegalovirus, CMV) 프로모터 요소는 CMV 프로모터의 모든 또는 활성 단편, 가령 임의로 인트론 A 및/또는 UTR 서열을 포함하는 CMV 프로모터의 모든 또는 활성 단편을 포함한다. 일 구현예에서, CMV 프로모터 요소는 5, 10, 20, 30, 50개 또는 100개 이하의 누클레오티드에서 자연적으로 발생하거나 조작된 변이체 CMV 프로모터와 상이하다. 일 구현예에서, CMV 프로모터 요소는 그의 누클레오티드의 1, 5, 10 또는 50% 이하가 자연적으로 발생하거나 조작된 변이체 CMV 프로모터와 상이하다. 조작된 프로모터는 (비자연적으로 발생하는) 합성 서열을 포함하는 프로모터이다. 일 구현예에서, 조작된 프로모터는 (가령, Brown et al., Biotechnology and Bioengineering, Vol. 111, No. 8, August, 2014에 기재된 바와 같이) 자연적으로 발생하는 전사 조절 요소의 비자연적으로 발생하는 재배열을 포함한다. 일 구현예에서, 본 발명의 세포, 핵산 및 방법에서 사용하기 위한 프로모터 요소는 조작된 프로모터, 가령, 프로모터 요소에 대한 코딩 서열의 조작 결합이 코딩 서열의 발현을 가져오는, (비자연적으로 발생하는) 합성 서열을 포함하는 프로모터로부터의 충분한 서열을 갖는다. 본원에서 사용한 프로모터 요소는 프로모터 요소가 포함하는 프로모터 서열의 구성적, 조절된, 억제성, 강하거나 약한, 또는 그 밖에 다른 특성일 수 있다. 일 구현예에서, 프로모터 요소는 코딩 서열의 5' 또는 3' 서열, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드의 코딩 서열을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 프로모터 요소는 유전자, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 유전자의 하나 이상의 인트론 내에 서열을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 프로모터 요소는 코딩 서열의 5' 또는 3' 서열, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드의 코딩 서열의 부분적으로 또는 그 전체에 포함될 수 있다. 일 구현예에서, 프로모터 요소는 코딩 서열, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드의 코딩 서열 내에 부분적으로 또는 그 전체에 포함될 수 있다. 일 구현예에서, 프로모터 요소는 유전자, 가령 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 유전자의 하나 이상의 인트론 내에 부분적으로 또는 그 전체에 포함될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "조작 결합된(operably linked)"은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열과 제어 요소 사이의 관계를 말하며, 폴리펩티드를 코딩하는 서열 및 제어 요소는, 이들이 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 발현을 조절하기 위해 제어 요소에 적합한 방식으로 배치되는 경우, 서로 조작 결합된다. 따라서, 상이한 제어 요소에 대해, 조작 결합될 경우 제어 요소에 대해 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 상이한 배치를 구성하게 된다. 예를 들어, 폴리펩티드를 코딩하는 서열은, 프로모터 요소 및 폴리펩티드를 코딩하는 서열이 서로 근접하여 동일한 핵산 상에 배치되는 경우, 프로모터 요소를 포함하는 제어 요소에 조작 결합될 수 있다. 다른 예에서, 폴리펩티드를 코딩하는 서열은, 인핸서 서열 및 폴리펩티드를 코딩하는 서열이 동일한 핵산 상에, 또는 심지어 구분된 별개의 핵산 상에 배치되는 경우에도, 말단에서 작동하는 인핸서 서열을 포함하는 제어 요소에 조작 결합될 수 있다. 삽입 부위에 삽입된 폴리펩티드를 코딩하는 서열이 제어 요소에 조작 결합된 경우, 삽입 부위, 가령 제한 부위, 랜딩 패드 또는 SSI 부위도 제어 요소에 조작 결합될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "내인성"은 유기체, 세포, 조직 또는 시스템으로부터 또는 그 안에서 자연적으로 생성된 임의의 물질을 말한다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "재조합 표적 부위"는 재조합 효소와 함께 표적화 재조합을 필요로 하고 허용하며, 그러한 재조합의 위치를 규정하는데 필요한 누클레오티드의 연신부위(stretch)이다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "옆에 있는(flank)" 또는 "측위(flanking)" 유전자, 가령 재조합, 가령 치료용, 리프레서 또는 선택 마커 폴리펩티드를 코딩하는 유전자와 함께 사용하는 "재조합 표적 부위"는 재조합 표적 부위가 상기 유전자에 대해 5' 및 3'에 위치하는 것을 의미하며, 이는 관심 유전자 코딩 서열에 대해 하나의 표적 부위가 5'에 위치하고 다른 표적 부위가 3'에 있는 것을 의미한다. 재조합 표적 부위는 관심 유전자 코딩 서열에 직접 인접하거나 규정된 거리에 위치할 수 있다. 측위 서열, 특히 측위 재조합 표적 부위는 정배향 또는 역배향으로 위치하며, 바람직하게는 둘 모두 정배향 또는 바람직하게는 둘 모두 역배향으로 위치한다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "외인성"은 유기체, 세포, 조직 또는 시스템 외부에 도입되거나 생성된 임의의 물질을 말한다. 따라서, "외인성 핵산"은 유기체, 세포, 조직 또는 시스템 외부에 도입되거나 생성된 핵산을 말한다. 일 구현예에서, 외인성 핵산의 서열은 외인성 핵산이 도입되는 유기체, 세포, 조직 또는 시스템 내에서 자연적으로 생성되지 않거나 자연적으로 발견될 수 없다. 마찬가지로, "외인성 폴리펩티드"는, 가령 외인성 핵산 서열로부터의 발현에 의해 외인성 폴리펩티드가 도입되는 유기체, 세포, 조직 또는 시스템 내에서 자연적으로 생성되지 않거나 자연적으로 발견될 수 없는 폴리펩티드를 말한다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "이종성 (heterologous)"은 상이한 종으로부터 유기체, 세포, 조직 또는 시스템에 도입되는 경우, 하나의 종으로부터의 임의의 물질을 말한다.
본원에서 사용한 바와 같이, "핵산", "폴리누클레오티드" 또는 "핵산 분자"란 용어는 서로 교환 사용이 가능하며, 데옥시리보 핵산(deoxyribonucleic acid, DNA) 또는 리보 핵산(ribonucleic acid, RNA), 또는 이들 DNA 또는 RNA의 조합, 및 단일 나선(strand) 또는 이중 나선 형태의 그의 중합체를 의미한다. 용어 "핵산"은, 한정되지 않으나, 유전자, cDNA 또는 mRNA를 포함한다. 하나의 구현예에서, 핵산 분자는 (가령, 화학적으로 합성되거나 또는 인공적인) 합성 또는 재조합이다. 구체적으로 제한하지 않는 한, 용어는 기준 핵산과 유사한 결합 특성을 갖고 자연적 또는 비자연적으로 발생하는 누클레오티드와 유사한 방식으로 대사되는 자연 누클레오티드의 유사체 또는 유도체를 함유하는 분자를 포함한다. 달리 나타내지 않는 한, 특정 핵산 서열은 또한 그의 보존적으로 변형 (가령, 변성 코돈 치환)된 변이체, 대립 유전자 (alleles), 오르쏘로그 (orthologs), SNP 및 상보적 서열뿐만 아니라, 명시적으로 지시된 서열을 암시적으로 포함한다. 구체적으로, 하나 이상의 선택된 (또는 모든) 코돈의 제 3위치가 혼합 염기 및/또는 데옥시이노신 잔기로 치환된 서열을 발생함으로써 변성 코돈 치환이 달성될 수 있다 (Batzer et al., Nucleic Acid Res. 19: 5081(1991); Ohtsuka et al., J. Biol. Chem. 260: 2605-2608(1985); 및 Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91-98(1994)).
본원에서 사용한 바와 같이, "펩티드", "폴리펩티드" 및 "단백질"이란 용어는 서로 교환 사용이 가능하며, 펩티드 결합에 의해, 또는 펩티드 결합 이외의 수단에 의해 공유 결합된 아미노산 잔기로 구성된 화합물을 말한다. 단백질 또는 펩티드는 적어도 2개의 아미노산을 함유해야 하며, 단백질 또는 펩티드의 서열을 포함할 수 있는 아미노산의 최대 개수에는 제한이 없다. 하나의 구현예에서, 단백질은 하나 이상, 가령 2, 3, 4, 5개, 또는 그 이상의 폴리펩티드를 포함할 수 있으며, 각 폴리펩티드는 공유 또는 비공유 결합/상호 작용에 의해 다른 폴리펩티드와 연결된다. 폴리펩티드는 펩티드 결합 또는 펩티드 결합 이외의 수단에 의해 서로 결합된 2개 이상의 아미노산을 포함하는 임의의 펩티드 또는 단백질을 포함한다. 본원에서 사용한 바와 같이, 용어는 당업계에서 일반적으로 펩티드, 올리고펩티드 및 올리고머로 부르는 단쇄, 및 예를 들어, 당업계에서 일반적으로 단백질로 부르는 장쇄를 말하며, 많은 유형이 있다. "폴리펩티드"는, 그 중에서도 예를 들어 생물학적 활성 단편, 실질적으로 상동성 폴리펩티드, 올리고 펩티드, 동종이량체 (homologous), 이종이량체 (heterodimers), 폴리펩티드의 변이체, 변형된 폴리펩티드, 유도체, 유사체, 융합 단백질 등을 포함한다.
본원에서 사용한 바와 같이, "재조합 폴리펩티드" 또는 "재조합 단백질"은 본원에서 설명한 세포에 의해 생산될 수 있는 폴리펩티드를 말한다. 재조합 폴리펩티드는 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 하나 이상의 누클레오티드, 또는 폴리펩티드의 발현을 제어하는 서열의 하나 이상의 누클레오티드가 (세포 또는 전구체 세포의) 유전자 공학에 의해 형성된 것이다. 가령, 적어도 하나의 누클레오티드가 변경되어, 예를 들어, 세포에 도입되거나 유전자 조작된 재배 열의 산물이다. 예를 들어, 재조합 폴리펩티드는 또한 치료용 폴리펩티드일 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, "치료용 폴리펩티드"는 인간 또는 동물의 건강이나 의약에 유용한, 가령, 치료용 폴리펩티드를 생산하도록 변형되거나 조작된 세포에 의해 발현되는 폴리펩티드를 말한다. 하나의 구현예에서, 치료용 폴리펩티드는 자연적으로 발생하는 폴리펩티드 또는 비자연적으로 발생하는 폴리펩티드, 가령 합성 폴리펩티드이다. 하나의 구현예에서, 치료용 폴리펩티드의 일부는 자연적으로 발생하는 반면, 치료용 폴리펩티드의 또 다른 부분은 자연적으로 발생하지 않는다. 하나의 구현예에서, 치료용 폴리펩티드는 재조합 폴리펩티드이다. 하나의 구현예에서, 치료용 폴리펩티드는 진단 또는 전임상 용도에 적합하다. 또 다른 구현예에서, 치료용 폴리펩티드는 치료용 용도, 가령 질환의 치료에 적합하다. 하나의 구현예에서, 치료용 폴리펩티드는 표 1 내지 4에서 선택된다. 어떤 구현예에서, 변형 또는 조작된 세포는 치료용 폴리펩티드를 발현하거나 코딩하는 외인성 핵산을 포함한다. 다른 구현예에서, 변형 또는 조작된 세포는 세포에서 치료용 폴리펩티드의 발현 또는 구축을 제어하는 다른 분자, 가령 핵산이 아닌 것을 포함한다.
본원에서 사용한 바와 같이, "리프레서 폴리펩티드"는, 가령 리프레서 폴리펩티드를 생산하도록 변형 또는 조작된 세포에 의해 생산되는 또 다른 폴리펩티드 (가령, 치료용 폴리펩티드)의 발현을 제어하는 폴리펩티드를 말한다. 하나의 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 자연적으로 발생하는 폴리펩티드 또는 비자연적으로 발생하는 폴리펩티드, 가령 합성 폴리펩티드이다. 하나의 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드의 일부는 자연적으로 발생하는 반면, 리프레서 폴리펩티드의 또 다른 부분은 비자연적으로 발생한다. 하나의 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 재조합 폴리펩티드이다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 치료용 폴리펩티드의 발현을 감소시킨다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 치료용 폴리펩티드의 발현을 완전히 제거한다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드의 발현이 조절된다. 예를 들어, 리프레서 폴리펩티드는 한 세트의 조건 하에 고도로 발현되고, 리프레서 폴리펩티드의 발현은 또 다른 세트의 조건 하에 억제, 가령 감소 또는 완전히 제거된다.
본원에서 사용한 바와 같이, "활성 레벨"은 제어 요소 또는 프로모터 요소에 의해 유도된 발현 강도의 척도를 말한다. 예를 들어, 제어 요소는 제어 요소에 조작 결합된 코딩 서열이 강하게 발현되도록 높은 활성 레벨을 가질 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, "조건"은 제어 요소 또는 프로모터 요소의 활성 레벨에 영향을 줄 수 있는 세포 및/또는 환경 파라미터의 값을 말한다. 조건은 세포 및 환경 파라미터의 하나의 값을 포함할 수 있거나, 조건은 세포 및 환경 파라미터의 하나 이상 (가령, 2, 3, 4, 5, 6개, 또는 그 이상)의 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가질 수 있다. 세포 및 환경 파라미터는, 한정되지 않으나, 하나 이상의 폴리펩티드 레벨, 하나 이상의 폴리펩티드의 구획 (가령, 국소화된 핵, 세포질 또는 세포질 소포체) 국소화 레벨, 세포 신호 전달 경로의 활성화, 가령, 스트레스 반응, 비접힘 단백질 반응, 열 충격 반응 등의 레벨, 신호 분자 (가령, Ca+2, cAMP, 포도당, ATP 등), 온도, pH, 세포 주기/성장 단계, 세포 배양 밀도, 영양소 가용성의 레벨을 포함한다.
본원에서 사용된 바와같이, 용어 Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 가이드 RNA(guide RNA, gRNA) 분자와 상호 작용할 수 있고, gRNA 분자와 협력하여, 표적 도메인 및 PAM 서열을 포함하는 부위에 홈 또는 국소화되는 분자 또는 폴리펩티드를 말한다. 본원에서 사용한 바와 같이, 용어 Cas9 분자 및 Cas9 폴리펩티드는 자연적으로 발생하는 Cas9 분자 및 가령 하나 이상의 아미노산 잔기에 의해 기준 서열, 가령, 가장 유사한 자연적으로 발생하는 Cas9 분자 또는 서열과 상이한, 조작, 변경 또는 변형된 Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드를 포함한다. 예시적인 Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드 서열은 WO2015/157070에서 찾아볼 수 있으며, 이는 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다. Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 DNA 절단(cleaving) 및 단절(nicking) 활성을 갖는 Cas9 분자, 및 기타, 가령 dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드를 포함하며, 이는 현저하게 절단 또는 단절 DNA를 포함하지 않는다.
개요
일 측면에서, 본 발명은 유전자 제어 회로, 핵산, 세포, 이 세포 또는 세포주를 제조하는 방법, 및 세포 또는 환경 조건의 변화, 가령 세포 스트레스 반응의 변화, 가령 비접힘 단백질 반응 (UPR)에 상응하여 재조합 또는 치료학적 단백질 산물 유전자 또는 유전자들의 전사율을 미세 조정하는 방법을 제공한다. 유전자 제어 회로에 대한 본 발명의 일반적인 설계 원리의 예가 도 1A 및 도 1B에 도시되어 있다. 이러한 비제한적 개략적인 예에서, 재조합 단백질 산물의 생성은 스트레스/독성을 유도하여 리프레서 폴리펩티드의 생산을 활성화시킴으로써, 재조합 폴리펩티드 산물 발현을 억제한다. 스트레스 신호의 제거는 리프레서 폴리펩티드의 발현을 비활성화시킨다. 억제의 완화는 재조합 폴리펩티드 산물 생산의 재활성화(re-activation) 를 수반한다.
산물
본원에서는 유전자 제어 회로, 세포, 및 고 수율로 산물, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드를 생산할 수 있는 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는 방법이 제공된다. 본 발명에 포함되는 산물은, 한정되지 않으나, 가령 세포에서 발현되어 생성될 수 있는 분자, 핵산, 폴리펩티드 (가령, 재조합 및/또는 치료용 폴리펩티드), 또는 이들의 하이브리드를 포함한다. 어떤 구현예에서, 세포는 조작 또는 변형되어 산물을 생성한다. 이러한 변형은 산물의 생성을 제어하거나 초래하는 분자의 도입을 포함한다. 예를 들어, 폴리펩티드, 가령 재조합 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산을 도입함으로써, 세포가 변형되며, 이 세포는 폴리펩티드, 가령 재조합 폴리펩티드의 생산, 가령 발현 및 분비에 적합한 조건 하에 배양된다. 또 다른 예에서, 세포는 세포에 의해 내인성으로 발현되는 폴리펩티드의 발현을 제어, 가령, 증가시키는 외인성 핵산을 도입함으로써 변형되어, 세포는 가령, 비변형 세포에서 내인성으로 생성되는 레벨 또는 양보다 높은 레벨 또는 양의 폴리펩티드를 생산한다. 구현예들에서, 본원에서 설명한 방법에 의해 동정, 선택 또는 생성된 세포 또는 세포주는 의학적 상태, 장애 또는 질병의 치료에 유용한 산물, 가령 재조합 폴리펩티드를 생산한다. 의학적 상태, 장애 또는 질병의 예는, 한정되지 않으나, 대사성 질환 또는 장애 (가령, 대사 효소 결핍), 내분비 장애 (가령, 호르몬 결핍), 조혈 (haemostasis), 혈전증 (thrombosis), 조혈 장애 (hematopoietic disorders), 폐 질환 (pulmonary disorders), 위장 질환 (gastro-intestinal disorders), 면역 조절 (immunoregulation) (가령, 면역 결핍 (immunodeficiency)), 불임 (infertility), 이식 (transplantation), 암 및 감염성 질환을 포함한다.
재조합 폴리펩티드는 외인성 단백질, 가령 세포에 의해 자연적으로 발현되지 않는 단백질이다. 재조합 폴리펩티드는 치료용 단백질 또는, 가령 약물 스크리닝에 유용한 진단 단백질일 수 있다. 치료 또는 진단 단백질은 항체 분자, 가령 항체 또는 항체 단편, 융합 단백질, 호르몬, 사이토킨, 성장 인자, 효소, 당단백질, 지단백질, 리포터 단백질, 치료용 펩티드, 또는 이들 중 임의의 것의 구조적 및/또는 기능적 단편 또는 하이브리드일 수 있다. 구현예들에서, 산물, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드는 다중 폴리펩티드 쇄, 가령 중쇄 및 경쇄를 포함하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다.
하나의 구현예에서, 산물, 가령 재조합 폴리펩티드는 항체 분자이다. 본원에 포함된 산물은 촬상 기술에 유용한 진단 항체 분자, 가령 단클론 항체 또는 그의 항체 단편, 및 가령 질환 또는 장애의 치료에 유용한 대상에게 투여하기에 적합한 치료용 항체 분자이다. 항체 분자는 항원과 특이적으로 결합하는 면역글로불린 분자로부터 유래된 단백질 또는 폴리펩티드 서열이다. 일 구현예에서, 항체 분자는 전장 항체 (full-length antibody) 또는 항체 단편이다. 항체 및 멀티포맷 (multiformat) 단백질은 다분자 (polyclonal) 또는 단분자 (monoclonal), 다중 또는 단일쇄, 또는 온전한(intact) 면역글로불린일 수 있고, 자연 공급원 또는 재조합 공급원으로부터 유래될 수 있다. 항체는 면역글로불린 분자의 사량체 (tetramers)일 수 있다. 일 구현예에서, 항체는 단클론 항체이다. 항체는 인간 또는 인간화된 항체일 수 있다. 하나의 구현예에서, 항체는 IgA, IgG, IgD 또는 IgE 항체이다. 하나의 구현예에서, 항체는 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4 항체이다.
"항체 단편"은 온전한 항체의 적어도 일부 또는 그의 재조합 변이체를 말하며, 항원 결합 도메인, 가령 온전한 항체의 항원 결정 가변 영역(antigenic determining variable region)을 말하며, 이는 항원과 같은 표적에 대한 항체 단편의 인식 및 특이적 결합을 부여하기에 충분하다. 항체 단편의 예는, 한정되지 않으나, Fab, Fab', F(ab')2 및 Fv 단편, scFv 항체 단편, 선형 항체, 단일 도메인 항체, 예컨대 sdAb(VL 또는 VH), 카멜리드 VHH 도메인, 및 힌지 영역에서 이황화 브리지 (disulfide bridge)에 의해 결합된 2개의 Fab 단편, 및 단리된 CDR 또는 항체의 다른 에피토프 결합 단편을 포함하는 2가 단편과 같은 항체 단편으로 형성된 다중-특이적 항체를 포함한다. 또한, 항원 결합 단편은 단일 도메인 항체, 맥시바디(maxibodies), 미니바디(minibodies), 나노바디(nanobodies), 인트라바디(intrabodies), 디아바디(diabodies), 트리아바디(triabodies), 테트라바디(tetrabodies), v-NAR 및 비스-scFv에 편입될 수도 있다 (가령, Hollinger and Hudson, Nature Biotechnology 23: 1126-1136). 2005 참조). 또한, 항원 결합 단편은 피브로넥틴 III 형 (fibronectin type III, Fn3) 등의 폴리펩티드에 기반한 스카폴드에 이식될 수 있다 (U.S. Patent No.: 6,703,199, which describes fibronectin polypeptide minibodies 참조).
구현예들에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는, 가령 BOTOX, 미오블록, 뉴로블록, 다이스포트 (또는 보툴리눔 뉴로톡신의 기타 혈청형), 알글루코시다제 알파, 다프토마이신, YH-16, 코리오고나도트로핀 알파, 필그라스팀, 세트로렐릭스, 인터류킨-2, 알데스류킨, 테셀류신, 데니류킨 디프토톡신, 인터레폰 알파-n3(주사액), 인터페론 알파-nl, DL-8234, 인터페론, 선토리(감마-1a), 인터페론 감마, 티모신 알파 1, 타소네르민, 디지파브, 비페라타브, 에치타브, 크로타브, 네시리타이드, 아바타셉트, 알레파셉트, 레비프, 에프토테르민 알파, 테리파라타이드, 칼시토닌, 에타네르셉트, 헤모글로빈 글루타머 250 (소), 드로트레코긴 알파, 콜라게나제, 카르페리타이드, 재조합 인간 외피 성장인자, DWP401, 다르베포에틴 알파, 에포에틴 오메가, 에포에틴 베타, 에포에틴 알파, 데시루딘, 레피루딘, 비발리루딘, 노나코그 알파, 모노닌, 에프타코그 알파 (활성화), 재조합 인자 VIII+VWF, 재조합체, 재조합 인자 VIII, 인자 VIII (재조합체), 알픈메이트, 옥토코그 알파, 인자 VIII, 팔리페르민, 인디키나제, 테넥테플라제, 알테플라제, 파미테플라제, 레테플라제, 나테플라제, 몬테플라제, 폴리트로핀 알파, rFSH, hpFSH, 미카푼긴, 페그필그라스팀, 레노그라스팀, 나르토그라스팀, 세르모렐린, 글루카곤, 엑세나타이드, 프람린타이드, 이니글루세라제, 갈수파제, 류코트로핀, 몰그라모스티린, 트립토렐린 아세테이트, 히스트렐린 (하이드론), 데스로렐린, 히스트렐린, 나파렐린, 류프롤라이드(ATRIGEL), 류프롤라이드(DUROS), 고세렐린, 에우트로핀, 소마트로핀, 메카세르민, 엔엘파비르타이드, Org-33408, 인슐린 글라르진, 인슐린 글루리신, 인슐린 (흡입형), 인슐린 리스프로, 인슐린 데테르니르, 인슐린 (고속분무형), 메카세르민 린파베이트, 아나킨라, 셀몰류킨, 99 mTc-아프시타이드, 미엘로피드, 베타세론, 글라티라머 아세테이트, 게폰, 사르그라모스팀, 오프렐베킨, 인간 백혈구-유래 알파 인터페론류, 빌리브, 인슐린 (재조합체), 재조합 인간 인슐린, 인슐린 아스파르트, 메카세닌, 로페론-A, 인터페론-알파 2, 알파페론, 인터페론 알파콘-1, 인터페론 알파, 아보넥스' 재조합 인간 루테인 생성 호르몬, 도르나제 알파, 트라페르민, 지코노타이드, 탈티렐린, 디보테르미날파, 아토시반, 베카플레르민, 에프티피바타이드, 제마이라, CTC-111, 샨바크-B, 옥트레오타이드, 란레오타이드, 안세스티른, 아갈시다제 베타, 아갈시다제 알파, 라로니다제, 프레자타이드 아세트산 구리, 라스부리카제, 라니비주맙, 아크티무네, PBG-인트론, 트리코민, 재조합 인간 부갑상선 호르몬(PTH) 1-84, 에포데틴 델타, 유전자 전환된 항트롬빈 III, 그란디트로핀, 비트라제, 재조합 인슐린, 인터페론-알파, GEM-21S, 바프레오타이드, 이두르설파제, 옴나파트릴라트, 재조합 혈청 알부민, 세트롤리주맙, 페골, 글루카르피다제, 인간 재조합 C1 에스테라제 저해제 (혈관부종), 라노테플라제, 재조합 인간 성장 호르몬, 엔푸비르타이드, VGV-1, 인터페론 (알파), 루시안크탄트, 아비프타딜, 이카티반트, 에칼란타이드, 오미가난, 아우로그랍, 펙시가난 아세테이트, ADI-PEG-20, LDI-200, 데가렐릭스, 신트레델린 베수도톡스, 파블드, MDX-1379, ISAtx-247, 리라글루타이드, 테리파라타이드, 티파코긴, AA4500, T4N5 리포좀 로션, 카투막소맙, DWP413, ART-123, 크라이살린, 데스모테플라제, 아메디플라제, 코리폴리트로핀 알파, TH-9507, 테두글루타이드, 다이아미드, DWP-412, 성장 호르몬, 재조합체 G-CSF, 인슐린, 인슐린 (테크노스페어), 인슐린 ( AERx), RGN-303, DiaPep277, 인터페론 베타, 인터페론 알파-n3, 벨라타셉트, 경피형 인슐린 패치, AMG-531, MBP-8298, 제레셉트, 오페바칸, AIDSVAX, GV-1001, 림포스칸, 란피르나제, 리폭시산, 루수풀타이드, MP52, 시풀레우셀-T, CTP-37, 인세지아, 비테스펜, 인간 트롬빈, 트롬빈, 트랜스미드, 알피메프라제, 푸리카제, 테르리프레신, EUR-1008M, 재조합 FGF-I, BDM-E, 로티가프타이드, ETC-216, P-113, MBI-594AN, 두라마이신, SCV-07, OPI-45, 엔도스타틴, 안지오스타틴, ABT-510, 보브만 비르크 저해제, XMP-629, 99 mTc-하이닉-아넥신 V, 카할라라이드 F, CTCE-9908, 테베렐릭스, 오자렐릭스, 로르니뎁신, BAY-504798, 인터류킨 4, PRX-321, 펩스칸, 이보크타데킨, 락토페린, TRU-015, IL-21, ATN-161, 실렌지타이드, 알부페론, 비파식스, IRX-2, 오메가 인터페론, PCK-3145, CAP-232, 파시레오타이드, huN901-DMI, SB-249553, 온코박스-CL, 온코박스-P, BLP-25, 세르박스-16, MART-1, gp100, 티로시나제, 넴피타이드, rAAT, CGRP, 페그수네르셉트, 티모신 베타 4, 프리티뎁신, GTP-200, 라모플라닌, GRASPA, OBI-1, AC-100, 살몬 칼시토닌 (엘리젠), 엑사모렐린, 카프로모렐린, 카르데바, 벨라페르민, 131I-TM-601, KK-220, T-10, 울라리타이드, 데펠레스타트, 헤마타이드, 크리살린, rNAPc2, 재조합 인자 V111 (PEG화 리포좀성), bFGF, PEG화 재조합 스타필로키나제 변이체, V-10153, 소노라이시스 프롤라이제, 뉴로박스, CZEN-002, rGLP-1, BIM-51077, LY-548806, 엑세나타이드 (조절방출, 메디소브), AVE-0010, GA-GCB, 아보렐린, ACM-9604, 리나클로티드 에아세테이트, CETi-1, 헤모스판, VAL, 신속 작용 인슐린 (주사제, 비아델), 인슐린(엘리젠), 재조합 메티오닐 인간 렙틴, 피트라킨라, 멀티킨, RG-1068, MM-093, NBI-6024, AT-001, PI-0824, Org-39141, Cpn10, 탈락토페린, rEV-131, rEV-131, 재조합 인간 인슐린, RPI-78M, 오프렐베킨, CYT-99007 CTLA4-Ig, DTY-001, 발라테그라스트, 인터페론 알파-n3, IRX-3, RDP-58, 타우페론, 담즙 염 자극 리파제, 메리스파제, 알라닌 포스파타제, EP-2104R, 멜라노탄-II, 브레멜라노타이드, ATL-104, 재조합 인간 마이크로플라스민, AX-200, SEMAX, ACV-1, Xen-2174, CJC-1008, 다이노르핀 A, SI-6603, LAB GHRH, AER-002, BGC-728, ALTU-135, 재조합 뉴라미니다제, Vacc-5q, Vacc-4x, 타트 톡소이드, YSPSL, CHS-13340, PTH(1-34) (노바좀), 오스탈린-C, PTH 유사체, MBRI-93.02, MTB72F, MVA-Ag85A, FARA04, BA-210, 재조합 플라그 FIV, AG-702, OxSODrol, rBetV1, Der-p1/Der-p2/Der-p7, PR1 펩티드 항원, 돌연변이 라스 백신, HPV-16 E7 리포펩티드 백신, 라비린틴, WT1-펩티드, IDD-5, CDX-110, 펜트리스, 노렐린, 사이토파브, P-9808, VT-111, 이크로캅티드, 텔베르민, 루핀트리비르, 레티쿨로스, rGRF, HA, 알파-갈락토시다제 A, ACE-011, ALTU-140, CGX-1160, 안지오텐신, D-4F, ETC-642, APP-018, rhMBL, SCV-07, DRF-7295, ABT-828, ErbB2-특이적 이뮤노톡신, DT3SSIL-3, TST-10088, PRO-1762, 콤보톡스, 콜레사이스토키닌-B/가스트린-수용체 결합 펩티드, 111In-hEGF, AE-37, 트라스니주맙-DM1, 길항제 G, IL-12, PM-02734, IMP-321, rhIGF-BP3, BLX-883, CUV-1647, L-19 계열 라, Re-188-P-2045, AMG-386, DC/1540/KLH, VX-001, AVE-9633, AC-9301, NY-ESO-1 (펩티드), NA17.A2 펩티드, CBP-501, 재조합 인간 락토페린, FX-06, AP-214, WAP-8294A, ACP-HIP, SUN-11031, 펩티드 YY [3-36], FGLL, 아타시셉트, BR3-Fc, BN-003, BA-058, 인간 부갑상선 호르몬 1-34, F-18-CCR1, AT-1100, JPD-003, PTH(7-34) (노바좀), 두라마이신, CAB-2, CTCE-0214, 글리코 PEG화 에리드로포이에틴, EPO-Fc, CNTO-528, AMG-114, JR-013, 인자 (XIII), 아미노칸딘, PN-951, 716155, SUN-E7001, TH-0318, BAY-73-7977, 테베렐릭스, EP-51216, hGH, OGP-I, 시푸비르타이드, TV4710, ALG-889, Org-41259, rhCC10, F-991, 티모펜틴, r(m)CRP, 간 선택적 인슐린, 수발린, L19-IL-2 융합 단백질, 엘라핀, NMK-150, ALTU-139, EN-122004, rhTPO, 트롬보포이에틴 수용체 작용제, AL-108, AL-208, 신경 성장인자 길항제, SLV-317, CGX-1007, INNO-105, 테리파라타이드 (엘리젠), GEM-OS1, AC-162352, PRX-302, LFn-p24 융합, EP-1043, gpE1, gpE2, MF-59, hPTH(1-34) , 768974, SYN-101, PGN-0052, 아비스쿰닌, BIM-23190, 다중-에피토프 티로시나제 펩티드, 엔카스팀, APC-8024, GI-5005, ACC-001, TTS-CD3, 혈관-표적 TNF, 데스모프레신,오네르셉트, 및 TP-9201 등이 있다.
어떤 구현예에서, 폴리펩티드는 아달리무맙 (HUMIRA), 인플릭시맙 (REMICADE TM), 리툭시맙 (RITUXANTM/MAB THERATM), 에타네르셉트 (ENBRELTM), 베바시주맙 (AVASTINTM), 트라스투주맙 (HERCEPTINTM), 페그릴그라스팀 (NEULASTATM) 또는 바이오시밀러 및 바이오베터를 포함한 기타 다른 적합한 폴리펩티드이다
다른 적합한 폴리펩티드는 하기의 표 및 US2016/0097074의 표 1에 열거한 물질이다:
| 단백질 산물 | 참조약물 목록 |
| 인터페론 감마-1b | 악티뮴(Actimmune)® |
| 알테플라제, 조직 플라스미노겐 활성화제 | 악티바제(Activase)®/카트플로(Cathflo)® |
| 재조합 항혈우병 인자 | 아드베이트(Advate) |
| 인간 알부민 | 알부테인(Albutein)® |
| 라로니다제 | 알두라자임(Aldurazyme)® |
| 인터페론 알파-N3, 인간 백혈구 유래 | 알페론(Alferon) N® |
| 인간 항혈우병 인자 | 알파네이트(Alphanate)® |
| 바이러스-여과된 인간 응집 인자 IX | 알파나인(AlphaNine)® SD |
| 알레파셉트; 재조합 이량체 융합 단백질 LFA3-Ig | 아메비브(Amevive)® |
| 비발리루딘 | 안지오맥스(Angiomax)® |
| 다르베포에틴 알파 | 아라네스프(Aranesp)TM |
| 베바씨주맙 | 아바스틴(Avastin)TM |
| 인터페론 베타-1a; 재조합체 | 아보넥스(Avonex)® |
| 응집 인자 IX | 베네픽스(BeneFix)TM |
| 인터페론 베타-1b | 베타세론(Betaseron)® |
| 토시투모맙 | 벡사르(BEXXAR)® |
| 항혈우병 인자 | 바이오클레이트(Bioclate)TM |
| 인간 성장 호르몬 | 바이오트로핀(BioTropin)TM |
| 보툴리눔 독소 A형 | 보톡스(BOTOX)® |
| 알렘투주맙 | 캄파스(Campath)® |
| 아크리투모맙; 테크네티움-99 표지됨 | CEA-스칸(Scan)® |
| 알글루세라제; 변성 형태의 베타-글루코세레브로시다제 | 세레다제(Ceredase)® |
| 이미글루세라제; 재조합 형태의 베타-글루코세레브로시다제 | 세레자임(Cerezyme)® |
| 크로탈리다제 다가 면역 파브 [양] | 크로팝(CroFab)TM |
| 디곡신 면역 파브 [양] | 디지팝(DigiFab)TM |
| 라스부리카제 | 엘리텍(Elitek)® |
| 에타네르셉트 | 엔브렐(ENBREL)® |
| 에포이에틴 알파 | 에포겐(Epogen)® |
| 세툭시맙 | 에르비툭스(Erbitux)TM |
| 알가시다제 베타 | 파브라자임(Fabrazyme)® |
| 우르폴리트로핀 | 페리닉스(Ferinex)TM |
| 폴리트로핀 베타 | 폴리스팀(Follistim)TM |
| 테리파라타이드 | 포르테오(FORTEO)® |
| 인간 소마트로핀 | 게노트로핀(GenoTropin)® |
| 글루카곤 | 글루카젠(GlucaGen)® |
| 폴리트로핀 알파 | 고날(Gonal)-F® |
| 항혈우병 인자 | 헬릭사이트(Helixate)® |
| 항혈우병 인자; 인자(XIII) | 헤모필(HEMOFIL) |
| 아데포비르 디피복실 | 헵세라(Hepsera)TM |
| 트라스투주맙 | 헤르셉틴(Herceptin)® |
| 인슐린 | 휴말로그(Humalog)® |
| 항혈우병 인자/본 빌레브랜트 인자 복합체-인간 | 휴메이트(Humate)-P® |
| 소마트로핀 | 휴마트로페(Humatrope)® |
| 아달리무맙 | 휴미라(HUMIRA)TM |
| 인간 인술린 | 휴물린(Humulin)® |
| 재조합 인간 히알루로니다제 | 하일레넥스(Hylenex)TM |
| 인터페론 알파콘-1 | 인페르젠(Infergen)® |
| 에피티피바타이드 | 인테그릴린(Integrillin)TM |
| 알파-인터페론 | 인트론(Intron) A® |
| 팔리페민 | 케피반스(Kepivance) |
| 아나킨라 | 키네렛(Kineret)TM |
| 항혈우병 인자 | 코게네이트(Kogenate)®FS |
| 인술린 글라진 | 란투스(Lantus)® |
| 과립구 마크로파지 콜로니-모사 인자 | 류킨(Leukine)®/류킨(Leukine)®액상체 |
| 루트로핀 알파 주사제 | 루베리스(Luveris) |
| OspA 리포단백질 | 라이메릭스(LYMErix)TM |
| 라니비주맙 | 루센티스(LUCENTIS)® |
| 겜투주맙 오조가미신 | 마일로타르그(Mylotarg)TM |
| 갈수파제 | 나글라자임(Naglazyme)TM |
| 네시리타이드 | 나트레코르(Natrecor)® |
| 페그필그라스팀 | 네우라스타(Neulasta)TM |
| 오프렐베킨 | 네우메가(Neumega)® |
| 필그라스팀 | 네우포젠(Neupogen)® |
| 파놀레소맙 | 뉴트로스펙(NeutroSpec)TM(옛이름, 레우테크(LeuTech)® |
| 소마트로핀 [rDNA] | 노르디트로핀(Norditropin)®/노르디트로핀 노르디플렉스 (Norditropin Nordiflex)® |
| 미톡산트론 | 노반트론(Novantrone)® |
| 인슐린; 아연 현탁액 | 노볼린(Novolin) L® |
| 인슐린; 이소판 현탁액 | 노볼린(Novolin) N® |
| 인슐린, 일반형 | 노볼린(Novolin) R® |
| 인슐린 | 노볼린(Novolin)® |
| 응집 인자 VIIa | 노보세븐(NovoSeven)® |
| 소마트로핀 | 누트로핀(Nutropin)® |
| 면역글로불린 정맥주사제 | 옥타감(Octagam)® |
| PEG-L-아스파라기나제 | 온카스파르(Oncaspar)® |
| 아바타셉트, 완전 용해형 인간 융합 단백질 | 오렌시아(Orencia)TM |
| 무로모맙-CD3 | 오르토클론(Orthoclone) OKT3® |
| 고분자량 히알루론산 | 오르토비스크(Orthovisc)® |
| 인간 융모막 고나드로핀 | 오비드렐(Ovidrel)® |
| 체내 감퇴 바실러스 칼메트-구에린 | 파시스(Pacis)® |
| 페그 인터페론 알파-2a | 페가시스(Pegasys)® |
| 인터페론 알파-2b의 페길레이트화 버전 | PEG-인트론(Intron)TM |
| 아바렐릭스(주사용 현탁액); 고나도트로핀-방출 호르몬 길항제 | 플레낙시스(Plenaxis)TM |
| 에포이에틴 알파 | 프로크리트(Procrit)® |
| 알데스류킨 | 프롤류킨(Proleukin), IL-2® |
| 소마트렘 | 프로트로핀(Protropin)® |
| 도르나제 알파 | 풀모자임(Pulmozyme)® |
| 에팔리주맙; 선택형 가역성 T-세포 차단제 | 랍티바(RAPTIVA)TM |
| 리바비린과 알파 인터페론의 조합물 | 레베트론(Rebetron)TM |
| 인터페론 베타 1a | 레비프(Rebif)® |
| 항혈우병 인자 | 리콤비네이트(Recombinate)® rAHF |
| 항혈우병 인자 | 레팍토(ReFacto)® |
| 레피루딘 | 레풀루단(Refludan)® |
| 인플릭씨맙 | 레미케이드(Remicade)® |
| 아비식씨맙 | 레오프로(ReoPro)TM |
| 레테플라제 | 레타바세(Retavase)TM |
| 리툭시맙 | 리툭산(Rituxan)TM |
| 인터페론 알파-2a | 로페론(Roferon)-A® |
| 소마트로핀 | 세이젠(Saizen)® |
| 합성 돼지 세크레틴 | 세크로플로(SecreFlo)TM |
| 바실릭시맙 | 시물렉트(Simulect)® |
| 에쿨리주맙 | 솔리리스(SOLIRIS)® |
| 페그비소만트 | 소마베르트(SOMAVERT)® |
| 팔리비주맙; 재조합 생성, 인간화 mAb | 사이나기스(Synagis)TM |
| 타이로트로핀 알파 | 타이로젠(Thyrogen)® |
| 테네크테플라제 | TNK카제(TNKase)TM |
| 나탈리주맙 | 타이사브리(TYSABRI)® |
| 인간 면역글로불린 정맥주사용 5% 및 10% 용액 | 베노글로불린(Venoglobulin)-S® |
| 인터페론 알파-n1, 림프아구 | 웰페론(Wellferon)® |
| 드로트레코긴 알파 | 자이그리스(Xigris)TM |
| 오말루주맙; 재조합 DNA-유래의 인간화 단클론 항체 표적화 면역글로불린-E | 졸라이르(Xolair)® |
| 다클리주맙 | 제나팍스(Zenapax)® |
| 이브리투모맙 티욱세탄 | 제발린(Zevalin)TM |
| 소마토트로핀 | 조르브티브(Zorbtive)TM (세로스팀(Serostim)®) |
구현예에서, 폴리펩티드는 표 2에서 보는 바와 같이 호르몬, 혈전/응집인자, 사이토킨/성장인자, 항체 분자, 융합 단백질, 단백질 백신 또는 펩티드 등이다.
| 치료제 종류 | 산물 | 상표명 |
| 호르몬 | 에리트로포이에틴, 에포에인-α 다르베포이에틴-α 성장 호르몬(Growth hormone, GH), 소마토트로핀 인간 각질-자극 호르몬(follicle-stimulating hormone, FSH) 인간 융모막 고나도트로핀 루트로핀-α 글루카곤 성장 호르몬 방출 호르몬 (Growth hormone releasing hormone, GHRH) 세크레틴 갑상선 자극 호르몬 (Thyroid stimulating hormone, TSH), 타이로트로핀 |
에포겐, 프로크리트 아라네스프 게노트로핀 , 휴마트로프, 노르디트로핀, 노브IV비트로핀, 뉴트로핀, 옴니트로프, 프로트로핀, 시아젠, 세로스팀, 발트로핀, 고날-F, 폴리스팀 오비드렐 루베리스 GlcaGen 제레프 치로스팀 (인간 펩티드), 세크레플로 (돼지 펩티드) 타이로젠 |
| 혈전/응집 인자 | 인자 VIIa 인자 VIII 인자 IX 항트롬빈 III (AT-III) 단백질 C 농축물 |
노보세븐 바이오클레이트, 헬릭세이트, 코제네이트, 리콤비네이트, 레팍토 베네픽스 트롬베이트 III 세프로틴 |
| 사이토킨/성장 인자 | 제 1형 알파-인터페론 인터페론-αn3 (IFNαn3) 인터페론-β1a (rIFN-β) 인터페론-β1b (rIFN-β) 인터페론-η1b (IFN η) 알데스류킨 (인터류킨 2(IL2), 표피 흉선세포 활성화 인자; ETAF 팔리페르민 (각질세포 성장 인자; KGF) 베카플레민 (혈소판-유래 성장 인자; PDGF) 아나킨라 (재조합체 IL1 길항제) |
인페르젠 알페론 N 아보넥스, 레비프 베타세론 악티뮴 프로류킨 케피반스 레그라넥스 안릴, 키네렛 |
| 항체 분자 | 베바시주맙 (VEGFA mAb) 세툭시맙 (EGFR mAb) 파니투무맙 (EGFR mAb) 알렘투주맙 (CD52 mAb) 리툭시맙 (CD20 키메릭 Ab) 트라스투주맙 (HER2/Neu mAb) 아바타셉트 (CTLA Ab/Fc 융합물) 아달리무맙 (TNFα mAb) 에타네르셉트 (TNF 수용체/Fc 융합물) 인플릭시맙 (TNFα 키메릭 mAb) 알레파셉트 (CD2 융합 단백질) 에팔리주맙 (CD11a mAb) 나탈리주맙 (인테그린 α4 서브유닛 mAb) 에쿨리주맙 (C5mAb) 무로모납-CD3 |
아바스틴 에르비툭스 벡티빅스 캄파스 리툭산 헤르셉틴 오렌시아 휴미라 엔브렐 레미케이드 아메비브 랍티바 타이사브리 솔리리스 오르토클론, OKT3 |
| 기타:융합 단백질/단백질 백신/펩티드 | 인슐린 헤파티티스 B 표면 항원 (HBsAg) HPV 백신 OspA 항-붉은털 원숭이(Rh) 면역글로불린 G 엔푸비르타이드 스파이더 실크, 가령, 피브리온 |
휴물린, 노볼린 엔제릭스, 레콤비박스 HB 가르다실 라임에릭스 로파일락 푸제온 QMONOS |
구현예에서, 단백질은 표3에 나타낸 바와 같은 다중특이적 단백질, 가령, 이중특이적 항체이다.
| 명칭 (다른 명칭, 공급 기관) | BsAb 포맷 | 표적 | 소개된 반응기전 | 개발 단계 | 질환 (또는 건강한 지원자) |
| 카투막소맙 (레모밥(Removab)®, 프레세니우스 바이오테크, 트리온 파마, 네오팜) | BsIgG: Triomab | CD3, EpCAM | T 세포에서 종양으로 재표적화, Fc 매개 효능기의 작용 | EU 승인 | EpCAM 양성 종양에서의 심각한 복수 |
| 에르투막소맙 (네오비 바이오테크, 프레세니우스 바이오테크) | BsIgG: Triomab | CD3, HER2 | T 세포에서 종양으로 재표적화 | 임상 I/II상 | 진행성 고형암 |
| 블리나투모맙 (블린사이토®, AMG 103, MT 103, MEDI 538, 암젠) | BiTE | CD3, CD19 | T 세포에서 종양으로 재표적화 | USA 승인 임상 II상 및 III상 임상 II상 임상 I상 |
전구체 B-세포 전체 전체 DLBCL NHL |
| REGN1979(레제네론) | BsAb | CD3, CD20 | |||
| 솔리토맙(AMG 110, MT110, 암젠) | BiTE | CD3, EpCAM | T 세포에서 종양으로 재표적화 | 임상 I상 | 고형암 |
| MEDI 565 (AMG 211, 메드이뮴, 암젠) | BiTE | CD3, CEA | T 세포에서 종양으로 재표적화 | 임상 I상 | 위선암 |
| RO6958688 (로쉐) | BsAb | CD3, CEA | |||
| BAY2010112 (AMG 212, 바이에르; 암젠) | BiTE | CD3, PSMA | T 세포에서 종양으로 재표적화 | 임상 I상 | 전립선암 |
| MGD006 (마크로제닉스) | DART | CD3, CD123 | T 세포에서 종양으로 재표적화 | 임상 I상 | AML |
| MGD007 (마크로제닉스) | DART | CD3, gpA33 | T 세포에서 종양으로 재표적화 | 임상 I상 | 대장암 |
| MGD011 (마크로제닉스) | DART | CD19, CD3 | |||
| 스코르피온(에머전트 바이오솔루션즈, 트루비온) | BsAb | CD3, CD19 | T 세포에서 종양으로의 재표적화 | ||
| AFM11 (아피메드 테라페우틱스) | TandAb | CD3, CD19 | T 세포에서 종양으로의 재표적화 | 임상 I상 | NHL 및 전체 |
| AFM12 (아피메드 테라페우틱스) | TandAb | CD19, CD16 | NK세포에서 종양세포로의 재표적화 | ||
| AFM13 (아피메드 테라페우틱스) | TandAb | CD30, CD16A | NK세포에서 종양 세포로의 재표적화 | 임상 II상 | 호지킨 림프종 |
| GD2 (바바라 앤 카르마노스 암연구소) | BsAb가 사전적재된 T 세포 | CD3, GD2 | T 세포에서 종양으로의 재표적화 | 임상 I/II상 | 신경섬유종 및 골육종 |
| pGD2 (바바라 앤 카르마노스 암연구소) | BsAb가 사전 적재된 T 세포 | CD3, Her2 | T세포에서 종양으로의 재표적화 | 임상 II상 | 전이성 유방암 |
| EGFRBi-무장 자가유래 활성화 T 세포(로저 윌리암스 메디칼 센터) | BsAb가 사전 적재된 T 세포 | CD3, EGFR | EGFR-양성 종양에 대해 자가유래 활성화된 T 세포 | 임상 I상 | 폐암 및 기타 고형암 |
| 항-EGFR-무장 활성화 T-세포 (바바라 앤 카르마노스 암연구소) | BsAb가 사전 적재된 T 세포 | CD3, EGFR | EGFR-양성 종양에 대해 자가유래 활성화된 T 세포 | 임상 I상 | 대장암 및 췌장암 |
| rM28 (튜빙겐 대학병원) | 직렬scFv | CD28, MAPG | T 세포에서 종양으로의 재표적화 | 임상 II상 | 전이성 흑색종 |
| IMCgp100 (이뮤노코어) | ImmTAC | CD3, 펩티드 MHC | T 세포에서 종양으로의 재표적화 | 임상 I/II상 | 전이성 흑색종 |
| DT2219ARL (NCI, 미네소타 대학) | 디프테리아 독소에 결합된 2 scFv | CD19, CD22 | 단백질 독소에서 종양으로 표적화 | 임상 I상 | B 세포 백혈병 또는 림프종 |
| XmAb5871 (젠코르) | BsAb | CD19, CD32b | |||
| NI-1701 (노브이뮨) | BsAb | CD47, CD19 | |||
| MM-111 (메리맥) | BsAb | ErbB2, ErbB3 | |||
| MM-141 (메리맥) | BsAb | IGF-1R, ErbB3 | |||
| NA (메루스) | BsAb | HER2, HER3 | |||
| NA (메루스) | BsAb | CD3, CLEC12A | |||
| NA (메루스) | BsAb | EGFR, HER3 | |||
| NA (메루스) | BsAb | PD1, 미발표 | |||
| NA (메루스) | BsAb | CD3, 미발표 | |||
| 둘리고투주맙 (MEHD7945A, 제네테크, 로쉐) | DAF | EGFR, HER3 | 2개의 수용체의 차단, ADCC | 임상 I상 및 II상 임상 II상 |
두경부암 대장암 |
| LY3164530 (엘리 릴리) | 미발표 | EGFR, MET | 2개의 수용체의 차단 | 임상 I상 | 진행성 또는 전이성 암 |
| MM-111 (메리맥 파마슈티컬스) | HSA 바디 | HER2, HER3 | 2개의 수용체의 차단 | 임상 II상 임상 I상 |
위암, 식도암 유방암 |
| MM-141, (메리맥 파마슈티컬스) | IgG-scFv | IGF-1R, HER3 | 2개의 수용체의 차단 | 임상 I상 | 진행성 고형암 |
| RG7221 (RO5520985, 로쉐) | CrossMab | Ang2, VEGF A | 2개의 전구 혈관 형성체의 차단 | 임상 I상 | 고형암 |
| RG7716 (로쉐) | CrossMab | Ang2, VEGF A | 2개의 전구 혈관 형성체의 차단 | 임상 I상 | 습식 노인성 황반변성 (AMD) |
| OMP-305B83 (온코메드) | BsAb | DLL4/VEGF | |||
| TF2 (이뮤노메딕스) | Dock and lock | CEA, HSG | PET 또는 방사선 영상을 위한 종양 사전표적화 | 임상 II상 | 대장암, 유방암 및 폐암 |
| ABT-981 (앱비) | DVD-Ig | IL-1α, IL-1β | 2개의 전염증성 사이토킨의 차단 | 임상 II상 | 골관절염 |
| ABT-122 (앱비) | DVD-Ig | TNF, IL-17A | 2개의 전염증성 사이토킨의 차단 | 임상 II상 | 류마티스 관절염 |
| COVA322 | IgG-fynomer | TNF, IL17A | 2개의 전염증성 사이토킨의 차단 | 임상 I/II상 | 판상 건선 |
| SAR156597 (사노피) | 4가 이중특이적 직렬 IgG |
IL-13, IL-4 | 2개의 전염증성 사이토킨의 차단 | 임상 I상 | 특발성 폐섬유화증 |
| GSK2434735 (GSK) |
이중 표적 도메인 | IL-13, IL-4 | 2개의 전염증성 사이토킨의 차단 | 임상 I상 | (건강한 지원자) |
| Ozoralizumab (ATN103, 아블린크스) | 나노바디 | TNF, HSA | 전염증성 사이토킨의 차단, HSA에 대한 결합을 통한 반감기 증가 | 임상 II상 | 류마티스 관절염 |
| ALX-0761 (메르크 세로노, 아블린크스) | 나노바디 | IL-17A/F, HSA | 2개의 전염증성 사이토킨의 차단, HSA에 대한 결합을 통한 반감기 증가 |
임상 I상 | (건강한 지원자) |
| ALX-0061 (AbbVie, 아블린크스; | 나노바디 | IL-6R, HSA | 전염증성 사이토킨의 차단, HSA에 대한 결합을 통한 반감기 증가 | 임상 I/II상 | 류마티스 관절염 |
| ALX-0141 (아블린크스, 에딩팜) | 나노바디 | RANKL, HSA | 골재흡수 차단, HSA에 대한 결합을 통한 반감기 증가 | 임상 I상 | 폐경기 골손실 |
| RG6013/ACE910 (슈가이, 로쉐) | ART-Ig | 인자 IXa, 인자 X | 혈장 응집 | 임상 II상 | 혈우병 |
| 단백질 산물 | 참조약물 목록 |
| 인터페론 감마-1b | 악티뮴(Actimmune)® |
| 알테플라제, 조직 플라스미노겐 활성화제 | 악티바제(Activase)®/카트플로(Cathflo)® |
| 재조합 항혈우병 인자 | 아드베이트(Advate) |
| 인간 알부민 | 알부테인(Albutein)® |
| 라로니다제 | 알두라자임(Aldurazyme)® |
| 인터페론 알파- N3, 인간 백혈구 유래 | 알페론(Alferon) N® |
| 인간 항혈우병 인자 | 알파네이트(Alphanate)® |
| 바이러스-여과된 인간 응집 인자 IX | 알파나인(AlphaNine)® SD |
| 알레파셉트; 재조합 이량체 융합 단백질 LFA3-Ig | 아메비브(Amevive)® |
| 비발리루딘 | 안지오맥스(Angiomax)® |
| 다르베포에틴 알파 | 아라네스프(Aranesp)TM |
| 베바씨주맙 | 아바스틴(Avastin)TM |
| 인터페론 베타-1a; 재조합체 | 아보넥스(Avonex)® |
| 응집 인자 IX | 베네픽스(BeneFix)TM |
| 인터페론 베타-1b | 베타세론(Betaseron)® |
| 토시투모맙 | 벡사르(BEXXAR)® |
| 항혈우병 인자 | 바이오클레이트(Bioclate)TM |
| 인간 성장 호르몬 | 바이오트로핀(BioTropin)TM |
| 보툴리눔 독소 A형 | 보톡스(BOTOX)® |
| 알렘투주맙 | 캄파스(Campath)® |
| 아크리투모맙; 테크네티움-99 표지됨 | CEA-스칸(Scan)® |
| 알글루세라제; 변성 형태의 베타-글루코세레브로시다제 | 세레다제(Ceredase)® |
| 이미글루세라제; 재조합 형태의 베타-글루코세레브로시다제 | 세레자임(Cerezyme)® |
| 크로탈리다제 다가 면역 파브 [양] | 크로팝(CroFab)TM |
| 디곡신 면역 파브 [양] | 디지팝(DigiFab)TM |
| 라스부리카제 | 엘리텍(Elitek)® |
| 에타네르셉트 | 엔브렐(ENBREL)® |
| 에포이에틴 알파 | 에포겐(Epogen)® |
| 세툭시맙 | 에르비툭스(Erbitux)TM |
| 알가시다제 베타 | 파브라자임(Fabrazyme)® |
| 우르폴리트로핀 | 페리닉스(Ferinex)TM |
| 폴리트로핀 베타 | 폴리스팀(Follistim)TM |
| 테리파라타이드 | 포르테오(FORTEO)® |
| 인간 소마트로핀 | 게노트로핀(GenoTropin)® |
| 글루카곤 | 글루카젠(GlucaGen)® |
| 폴리트로핀 알파 | 고날(Gonal)-F® |
| 항혈우병 인자 | 헬릭사이트(Helixate)® |
| 항혈우병 인자; 인자(XIII) | 헤모필(HEMOFIL) |
| 아데포비르 디피복실 | 헵세라(Hepsera)TM |
| 트라스투주맙 | 헤르셉틴(Herceptin)® |
| 인슐린 | 휴말로그(Humalog)® |
| 항혈우병 인자/본 빌레브랜트 인자 복합체-인간 | 휴메이트(Humate)-P® |
| 소마트로핀 | 휴마트로페(Humatrope)® |
| 아달리무맙 | 휴미라(HUMIRA)TM |
| 인간 인술린 | 휴물린(Humulin)® |
| 재조합 인간 히알루로니다제 | 하일레넥스(Hylenex)TM |
| 인터페론 알파콘-1 | 인페르젠(Infergen)® |
| 에피티피바타이드 | 인테그릴린(Integrillin)TM |
| 알파-인터페론 | 인트론(Intron) A® |
| 팔리페민 | 케피반스(Kepivance) |
| 아나킨라 | 키네렛(Kineret)TM |
| 항혈우병 인자 | 코게네이트(Kogenate)®FS |
| 인술린 글라진 | 란투스(Lantus)® |
| 과립구 마크로파지 콜로니-모사 인자 | 류킨(Leukine)®/류킨(Leukine)®액상체 |
| 루트로핀 알파 주사제 | 루베리스(Luveris) |
| OspA 리포단백질 | 라이메릭스(LYMErix)TM |
| 라니비주맙 | 루센티스(LUCENTIS)® |
| 겜투주맙 오조가미신 | 마일로타르그(Mylotarg)TM |
| 갈수파제 | 나글라자임(Naglazyme)TM |
| 네시리타이드 | 나트레코르(Natrecor)® |
| 페그필그라스팀 | 네우라스타(Neulasta)TM |
| 오프렐베킨 | 네우메가(Neumega)® |
| 필그라스팀 | 네우포젠(Neupogen)® |
| 파놀레소맙 | 뉴트로스펙(NeutroSpec)TM(옛이름, 레우테크(LeuTech)® |
| 소마트로핀 [rDNA] | 노르디트로핀(Norditropin)®/노르디트로핀 노르디플렉스 (Norditropin Nordiflex)® |
| 미톡산트론 | 노반트론(Novantrone)® |
| 인슐린; 아연 현탁액 | 노볼린(Novolin) L® |
| 인슐린; 이소판 현탁액 | 노볼린(Novolin) N® |
| 인슐린, 일반형 | 노볼린(Novolin) R® |
| 인슐린 | 노볼린(Novolin)® |
| 응집 인자 VIIa | 노보세븐(NovoSeven)® |
| 소마트로핀 | 누트로핀(Nutropin)® |
| 면역글로불린 정맥주사제 | 옥타감(Octagam)® |
| PEG-L-아스파라기나제 | 온카스파르(Oncaspar)® |
| 아바타셉트, 완전 용해형 인간 융합 단백질 | 오렌시아(Orencia)TM |
| 무로모맙-CD3 | 오르토클론(Orthoclone) OKT3® |
| 고분자량 히알루론산 | 오르토비스크(Orthovisc)® |
| 인간 융모막 고나드로핀 | 오비드렐(Ovidrel)® |
| 체내 감퇴 바실러스 칼메트-구에린 | 파시스(Pacis)® |
| 페그 인터페론 알파-2a | 페가시스(Pegasys)® |
| 인터페론 알파-2b의 페길레이트화 버전 | PEG-인트론(Intron)TM |
| 아바렐릭스(주사용 현탁액); 고나도트로핀-방출 호르몬 길항제 | 플레낙시스(Plenaxis)TM |
| 길항제 | |
| 에포이에틴 알파 | 프로크리트(Procrit)® |
| 알데스류킨 | 프롤류킨(Proleukin), IL-2® |
| 소마트렘 | 프로트로핀(Protropin)® |
| 도르나제 알파 | 풀모자임(Pulmozyme)® |
| 에팔리주맙; 선택형 가역성 T-세포 차단제 | 랍티바(RAPTIVA)TM |
| 리바비린과 알파 인터페론의 조합물 | 레베트론(Rebetron)TM |
| 인터페론 베타 1a | 레비프(Rebif)® |
| 항혈우병 인자 | 리콤비네이트(Recombinate)® rAHF |
| 항혈우병 인자 | 레팍토(ReFacto)® |
| 레피루딘 | 레풀루단(Refludan)® |
| 인플릭씨맙 | 레미케이드(Remicade)® |
| 아비식씨맙 | 레오프로(ReoPro)TM |
| 레테플라제 | 레타바세(Retavase)TM |
| 리툭시맙 | 리툭산(Rituxan)TM |
| 인터페론 알파-2a | 로페론(Roferon)-A® |
| 소마트로핀 | 세이젠(Saizen)® |
| 합성 돼지 세크레틴 | 세크로플로(SecreFlo)TM |
| 바실릭시맙 | 시물렉트(Simulect)® |
| 에쿨리주맙 | 솔리리스(SOLIRIS)® |
| 페그비소만트 | 소마베르트(SOMAVERT)® |
| 팔리비주맙; 재조합 생성, 인간화 mAb | 사이나기스(Synagis)TM |
| 타이로트로핀 알파 | 타이로젠(Thyrogen)® |
| 테네크테플라제 | TNK카제(TNKase)TM |
| 나탈리주맙 | 타이사브리(TYSABRI)® |
| 인간 면역글로불린 정맥주사용 5% 및 10% 용액 | 베노글로불린(Venoglobulin)-S® |
| 인터페론 알파-n1, 림프아구 | 웰페론(Wellferon)® |
| 드로트레코긴 알파 | 자이그리스(Xigris)TM |
| 오말루주맙; 재조합 DNA-유래의 인간화 단클론 | 졸라이르(Xolair)® |
| 항체 표적화 면역글로불린-E | |
| 다클리주맙 | 제나팍스(Zenapax)® |
| 이브리투모맙 티욱세탄 | 제발린(Zevalin)TM |
| 소마토트로핀 | 조르브티브(Zorbtive)TM (세로스팀(Serostim)®) |
어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 암 세포에 의해 발현된 항원이다. 어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 종양 관련 항원 또는 종양 특이적 항원이다. 어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 HER2, CD20, 9-O-아세틸-GD3, βhCG, A33 항원, CA19-9 마커, CA-125 마커, 칼레티큘린, 카보안하이드라제 IX (MN/CA IX), CCR5, CCR8, CD19, CD22, CD25, CD27, CD30, CD33, CD38, CD44v6, CD63, CD70, CC123, CD138, 암종 배아 항원 (CEA; CD66e), 데스모글린 4, E-카드헤린 네오에피토프, 엔도시아린, 에프린 A2(EphA2), 표피 성장 인자 수용체 (epidermal growth factor receptor, EGFR), 상피 세포 접착 분자 (epithelial cell adhesion molecule, EpCAM), ErbB2, 태아 아세틸콜린 수용체, 섬유아세포 활성화 항원 (fibroblast activation antigen, FAP), 푸코실 GM1, GD2, GD3, GM2, 강글리오사이드 GD3, 그로보 H, 당단백질 100, HER2/neu, HER3, HER4, 인슐린 유사 성장 인자 수용체 1, 루이스-Y, LG, Ly-6, 흑색종-특이적 콘드로이틴-황산 프로테오글리칸 (melanoma-specific chondroitin-sulfate proteoglycan, MCSCP), 메조텔린, MUCl, MUC1 변이체 (가령, MUC1 A, B, C, D, X, Y, Z, REP 또는 SEC), MUC2, MUC3, MUC4, MUC5AC, MUC5B, MUC7, MUC16, 뮬러리안 억제 물질(Mullerian inhibitory substance, MIS) 수용체 유형 II, 혈장 세포 항원, 폴리 SA, PSCA, PSMA, 소닉 헤지호그 (sonic hedgehog, SHH), SAS, STEAP, sTn 항원, TNF-알파 전구체 (TNF-alpha precursor) 및 그의 조합에서 선택된다.
어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 활성화 수용체이며, 2B4 (CD244), α4β1 인테그린, β2 인테그린, CD2, CD16, CD27, CD38, CD96, CD100, CD160, CD137, CEACAM1 (CD66), CRTAM, CS1 (CD319), DNAM-1 (CD226), GITR (TNFRSF18), KIR, NKG2C, NKG2D, NKG2E의 활성화 형태, 하나 이상의 자연 세포 독성 수용체, NTB-A, PEN-5 및 그의 조합에서 선택되고, 임의로 β2 인테그린은 CD11a-CD 18, CD11 b-CD 18 또는 CD11c-CD 18을 포함하고, 임의로 KIR의 활성화 형태는 K1R2DS1, KIR2DS4 또는 KIR-S를 포함하고, 임의로 자연 세포 독성 수용체는 NKp30, NKp44, NKp46 또는 NKp80을 포함한다.
어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 억제 수용체이고, KIR, ILT2/LIR-1/CD85j, 억제 형태의 KIR, KLRG1, LAIR-1, NKG2A, NKR-P1A, 시그렉-3, 시그렉- 7, 시그렉-9, 및 그의 조합, 임의로 KIR의 억제 형태는 KIR2DL1, KIR2DL2, KIR2DL3, KIR3DL1, KIR3DL2 또는 KIR-L을 포함한다.
어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 활성화 수용체이고, CD3, CD2 (LFA2, OX34), CD5, CD27 (TNFRSF7), CD28, CD30 (TNFRSF8), CD40L, CD84 (SLAMF5), CD137 (4-1BB), CD226, CD229 (Ly9, SLAMF3), CD244 (2B4, SLAMF4), CD319 (CRACC, BLAME), CD352 (Lyl08, NTBA, SLAMF6), CRTAM (CD355), DR3 (TNFRSF25), GITR (CD357), HVEM (CD270), ICOS, LIGHT, LTβR (TNFRSF3), OX40 (CD134), NKG2D, SLAM (CD150, SLAMF1), TCRα, TCRβ, TCRδγ, TIM1 (HAVCR, KIM1), 및 그의 조합에서 선택된다.
어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 억제 수용체이고, PD-1 (CD279), 2B4 (CD244, SLAMF4), B71 (CD80), B7Hl (CD274, PD-L1), BTLA (CD272), CD160 (BY55, NK28), CD352 (Ly108, NTBA, SLAMF6), CD358 (DR6), CTLA-4 (CD152), LAG3, LAIR1, PD-1H (VISTA), TIGIT (VSIG9, VSTM3), TIM2 (TIMD2), TIM3 (HAVCR2, KIM3), 및 그의 조합에서 선택된다.
다른 예시적인 치료 또는 진단 단백질은, 한정되지 않으나, Leader 등의 표 1-10, "단백질 치료제: 요약 및 약리학적 분류" ("Protein therapeutics: a summary and pharmacological classification"), Nature Reviews Drug Discovery, 2008, 7: 21-39 (본 명세서에 참고로 수록함); 또는 본원에서 설명한 재조합 폴리펩티드의 임의의 접합체, 변이체, 유사체 또는 기능성 단편의 임의의 단백질을 포함한다.
기타 재조합 산물은 비항체 스카폴드 또는 대안적인 단백질 스카폴드, 예컨대, DARPin, 아피바디 및 아드넥틴을 포함하나, 한정되지 않는다. 이러한 비항체 스카폴드 또는 대안적인 단백질 스카폴드는 1, 또는 2개, 또는 그 이상, 가령, 1, 2, 3, 4개 또는 5개 이상의 상이한 표적 또는 항원을 인식하거나 결합하도록 조작할 수 있다.
핵산
또한, 본원에서는 본원에서 설명한 핵산, 가령 산물, 가령 재조합 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산이 제공된다. 원하는 재조합 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열은 당업계에 공지된 재조합 방법을 사용하여, 예컨대, 원하는 핵산 서열, 예를 들어 유전자를 발현하는 세포로부터 라이브러리를 스크리닝함으로써, 표준 기술을 사용하여 이를 포함하는 것으로 공지된 벡터로부터 핵산 서열을 유도함으로써, 또는 이를 포함하는 세포 및 조직으로부터 직접 단리함으로써, 핵산 서열을 얻을 수 있다. 대안적으로, 재조합 폴리펩티드를 코딩하는 핵산은 클로닝하지 않고 합성적으로 생성할 수 있다. 재조합 DNA 기법 및 기술은 고도로 진보되고 당업계에 잘 확립되어 있다. 따라서, 본원에서 설명한 재조합 폴리펩티드의 아미노산 서열에 대한 지식을 갖는 통상의 기술자는 재조합 폴리펩티드를 코딩할 핵산 서열을 용이하게 구상하거나 생성할 수 있다.
재조합 폴리펩티드의 발현은 전형적으로, 재조합 폴리펩티드 또는 그의 일부를 코딩하는 핵산을 프로모터에 조작 결합하고, 구축물을 발현 벡터에 편입함으로써 달성된다. 벡터는 진핵세포 또는 원핵세포의 복제 및 통합에 적합할 수 있다. 전형적인 클로닝 벡터는 전사 및 번역 종결자, 개시 서열 및 원하는 핵산 서열의 발현 조절에 유용한 프로모터 등의 다른 조절 요소를 함유한다.
구현예들에서, 산물, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드는 다중 폴리펩티드 쇄, 가령 중쇄 및 경쇄를 포함하는 항체 또는 항체 단편을 포함한다. 다중 폴리펩티드 쇄를 포함하는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열은 함께 (가령, 동일한 핵산 상에 배치된 각각의 폴리펩티드 쇄 코딩 서열) 또는 개별적으로 (가령, 상이한 핵산 상에 배치된 각 폴리펩티드 쇄 코딩 서열) 배치될 수 있다. 다중 폴리펩티드 쇄를 포함하는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 단일 제어 요소, 가령 제 1제어 요소 또는 구분된 별개의 제어 요소에 조작 결합 (가령, 각 폴리펩티드 쇄 코딩 서열은 그 자체의 제 1제어 요소에 조작 결합)될 수 있다. 다중 폴리펩티드 쇄를 포함하는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열이 구분된 별개의 제어 요소에 조작 결합되는 구현예에서, 제어 요소 중 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 모두)은 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가질 수 있고, 제어 요소 중 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6개, 또는 그 이상)은 구성적일 수 있다.
재조합 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열은 다수 유형의 벡터로 클로닝될 수 있다. 예를 들어, 핵산은 플라스미드, 파지미드, 파지 유도체(phage derivative), 동물 바이러스 및 코스미드(cosmid)를 포함하는 벡터로 클로닝될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 특히 관심 벡터는 발현 벡터, 복제 벡터, 프로브 생성 벡터 및 서열화 벡터를 포함한다. 구현예들에서, 발현 벡터는 바이러스 벡터 형태로 세포에 제공될 수 있다. 바이러스 벡터 기술은 당업계에 주지되어 있으며, 예를 들어, Sambrook et al., 2012, MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, volumes 1-4, Cold Spring Harbor Press, NY 및 기타 바이러스학 및 분자 생물학 매뉴얼에 기재되어 있다. 벡터로서 유용한 바이러스는, 한정되지 않으나, 레트로바이러스, 아데노바이러스, 아데노 관련 바이러스, 헤르페스 바이러스 및 렌티바이러스를 포함한다. 일반적으로, 적합한 벡터는 적어도 하나의 유기체에서 기능성 복제 기원, 프로모터 요소 및 임의로 인핸서 요소를 포함하는 제어 요소, 편리한 제한 엔도누클레아제 부위, 및 하나 이상의 선택가능 마커 (가령, WO 01/96584; WO 01/29058; 및 미국 특허 번호 6,326,193)를 포함한다. 바이러스로부터 유래된 벡터는 전이유전자의 장기적이고 안정적인 통합 및 딸세포(daughter cell)에서 그의 전파를 가능하게 하므로, 장기간 유전자 전이를 달성하기에 적합한 툴이다.
벡터는, 가령 분비를 촉진하는 신호 서열, 폴리아데닐화 신호 및 전사 종결자 (가령, 소 성장 호르몬 (Bovine Growth Hormone, BGH) 유전자), 원핵세포에서 에피솜 복제 및 복제를 허용하는 요소 (가령, SV40 기원 및 ColE1 또는 당업계에 잘 공지된 그 밖의 것) 및/또는 선택을 가능케 하는 요소, 가령 선택 마커 또는 리포터 유전자도 포함한다.
고려하는 벡터는 폴리펩티드, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열을 삽입하기에 적합한 삽입 부위를 포함할 수 있다. 삽입 부위는 제한 엔도누클레아제 부위를 포함할 수 있다.
삽입 부위는 재조합 표적 부위를 포함할 수 있으며, 재조합 표적 부위는 폴리펩티드, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열 옆에 있다. 일 구현예에서, 재조합 표적 부위는 lox 부위이다. 재조합 표적 부위가 lox 부위인 경우, 숙주 세포는 교차 또는 재조합 이벤트를 달성하기 위해 Cre 재조합 효소의 존재 및 발현이 필요하다.
일 구현예에서, 재조합 표적 부위는 FRT 부위이다. 재조합 표적 부위가 FRT 부위인 경우, 숙주 세포는 교차 또는 재조합 이벤트를 달성하기 위해 FLP (FLP 재조합 효소)의 존재 및 발현이 필요하다.
삽입 부위는 짧고, 약 25 bp의 독특한 서열 및/또는 제한 부위가 옆에 있는 랜딩 패드, 가령 DNA, 가령 선택가능 마커의 일부를 포함할 수 있다. 고려하는 물질 및 방법은 당업계, 예를 들어 참조로서 그 전체가 본원에 수록되는 미국 가출원 62/460,420에 공지된 랜딩 패드 사이트 특정 통합 기술을 포함한다.
어떤 구현예에서, 벡터는 서열 번호: 17, 18, 19의 단리된 누클레오티드 서열 중 적어도 하나 (가령, 1, 2개, 또는 그 이상) 또는 그의 상동체를 포함한다. 하나의 구현예에서, 벡터는 선택가능 마커를 코딩하는 적어도 하나의 서열을 포함하며, 이들 자체는 각각 하나의 재조합 표적 부위에 의해 5' 및 3' 말단 옆에 있으며, 여기서 서열 번호: 17 또는 18의 누클레오티드 서열 중 적어도 하나 또는 그의 상동 서열은 선택가능 마커를 코딩하는 서열의 3' 말단에 위치한다. 하나의 구현예에서, 벡터는 선택가능 마커를 코딩하는 적어도 하나의 서열을 포함하며, 이들 자체는 각각 하나의 재조합 표적 부위에 의해 5' 및 3' 말단에 인접해 있으며, 서열 번호: 19에 주어진 바와 같은 하나 이상의 누클레오티드 서열 또는 그의 상동성 서열은 선택가능 마커를 코딩하는 서열의 5' 말단에 위치한다.
제 1제어 요소
하나의 구현예에서, 산물, 가령 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열을 포함하는 벡터는 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 전사 개시를 가능케 하는 폴리머라제의 동원을 담당하는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소를 더 포함한다. 제 1제어 요소는 원위 요소, 가령, 폴리펩티드를 코딩하는 서열로부터 거리, 가령 먼 염기 거리에서 폴리펩티드의 발현을 조절하는 요소, 및 근위 요소, 가령, 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 근접하거나 그 안에 있는 그들의 위치로 인해 폴리펩티드의 발현을 부분적으로 조절하는 요소를 포함할 수 있다. 어떤 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 프로모터 요소는 구성적 제어 요소이다. 어떤 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 프로모터 요소는 조절형 제어 요소, 가령, 내인성 또는 외인성 폴리펩티드에 의해 조절되는 제어 요소이다. 어떤 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소는 제 1조건, 가령 세포 성장, 가령 지수 성장의 제 1단계 하에 제 1 활성 레벨, 및 제 2조건, 가령, 세포 성장의 제 2단계, 가령 지수 성장 미만의 상(phase), 가령 성장-안정 상(growth-stable phase) 하에 제 2활성 레벨을 갖는다. 일 구현예에서, 본원에서 설명한 방법에 적합한 제어 요소는 대개 다량의 전사를 유도함으로써 표적외인성 mRNA의 많은 카피를 전달하는 인핸서와 연관된다. 일 구현예에서, 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소는 사이토메갈로바이러스 (cytomegalovirus, CMV) 주요 즉각적 초기 프로모터(Xia, Bringmann et al., 2006) 및 SV40 프로모터 (Chernajovsky, Mory et al., 1984)를 포함하며, 이들 모두는 그들의 동명 바이러스 또는 그로부터 유래된 프로모터로부터 유래된다. 덜 일반적인 몇몇 다른 바이러스 프로모터를 성공적으로 채용하여, 라우스 육종바이러스의 긴 말단 반복 (Rous Sarcoma virus long terminal repeat) (RSV-LTR) 및 몰로니 마우스백혈병 바이러스(Moloney murine leukemia virus, MoMLV) LTR (Papadakis, Nicklin et al., 2004)을 포함하는 발현 벡터에 포함될 경우 전사를 유도하였다. 또 다른 구현예에서, 특이적 내인성 포유동물 프로모터를 활용하여 관심 유전자의 구성적 전사를 유도할 수 있다 (Pontiller, Gross et al., 2008). CHO 특이적 중국 햄스터 신장 인자 1-알파 (Hamster elongation factor 1-alpha, CHEF1α) 프로모터는 바이러스 기반 서열에 대한 높은 수율을 위한 대안을 제공하였다 (Deer, Allison 2004). 어떤 구현예에서, 재조합, 가령 치료용 폴리펩티드를 유도하는데 사용하는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소는 티미딘 키나제 (thymidine kinase, TK) 프로모터, 액틴 프로모터 (가령, β-액틴 프로모터), 글리세르 알데히드 3-포스페이트 탈수소 효소 (glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, GAPDH) 프로모터, 사이클린 T1 프로모터, CAG 프로모터, RNA 폴리머라제 III U3 프로모터, 사이클로필린 프로모터, 오토그래파 캘리포니아 핵 다면체 바이러스 (Autographa californica nuclear polyhedrosis virus, AcNPV) P10 프로모터, β3-갈락토실 전달효소 5 (β3GAL-T5) 프로모터, Fer1 프로모터, CMV-EF1α 프로모터 등의 복합 프로모터, 기초 프로모터 및 3중 리더 복합 프로모터를 포함할 수 있다. 전술한 프로모터 요소는 표 5에 요약되어 있으며 당업계에 공지되어 있다. 본 발명은 특정 프로모터 또는 프로모터로 제한되지 않는 것으로 고려해야 한다. WO2004/009823, WO2006/111387 및 WO2014044845 (이는 참조로서 그 전체가 본원에 수록됨)에 기재된 프로모터 및 전사 제어 메커니즘도 제 1및/또는 제 2제어 요소와 관련하여 고려한다. 어떤 구현예에서, 제 1제어 요소, 가령 프로모터 요소는 (비자연적으로 발생하는) 합성 서열을 포함하는 조작된 프로모터이다. 예를 들어, 제 1제어 요소, 가령 프로모터 요소는 Brown et al., Biotechnology and Bioengineering, Vol. 111, No. 8, August, 2014에 기재된 바와 같은 프로모터를 포함할 수 있다.
| 사이토메갈로바이러스 (cytomegalovirus) (CMV) 주요 즉각적인 초기 프로모터 |
| SV40 프로모터 |
| Rous 육종 바이러스 긴 터미널 반복 (Rous sarcoma virus long terminal repeat) (RSV-LTR) |
| 몰로니쥐 백혈병 바이러스 (Moloney murine leukaemia virus) (MoMLV) LTR |
| CHO 특정 중국 햄스터 신장 인자 1-알파 (CHO specific Chinese hamster elongation factor 1-alpha) (CHEF1α) promoter |
| 티미딘 키나제 (thymidine kinase) (TK) promoter |
| 액틴 프로모터 (actin promoter) |
| 글리세르알데히드 3-포스페이트 탈수소 효소 (glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase) (GAPDH) promoter |
| 사이클린 T1 프로모터 (cyclin T1 promoter) |
| RNA 폴리머라제 III U3 프로모터 (RNA polymerase III U3 promoter) |
| 사이클로필린 프로모터 (cyclophilin promoter) |
| Autographa californica 핵 다면체 바이러스 (Autographa californica nuclear polyhedrosis virus) (AcNPV) P10 promoter |
| β3-갈락토실트랜스퍼라제 5 (β3-galactosyltransferase 5) (β3GAL-T5) 프로모터 |
| CAG 프로모터 |
제 2제어 요소
하나의 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열을 포함하는 벡터는 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소를 더 포함하고, 제 2제어 요소는 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 발현을 위한 전사 개시를 가능케 하는 중합 효소의 동원을 담당한다. 제 2제어 요소는 원위 요소, 가령, 폴리펩티드를 코딩하는 서열로부터 거리, 가령 먼 염기 거리에서 폴리펩티드의 발현을 조절하는 요소, 및 근위 요소, 가령, 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 근접하거나 그 안에 있는 그들의 위치로 인해 폴리펩티드의 발현을 부분적으로 조절하는 요소를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 구성적 제어 요소이다. 어떤 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 조절형 제어 요소, 가령, 내인성 또는 외인성 폴리펩티드에 의해 조절되는 프로모터이다. 어떤 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
어떤 구현예에서, 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2활성 레벨이 제 1활성 레벨에 비해, 가령 더 높거나 더 낮은 레벨로 조절되는 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
어떤 구현예에서, 제 1조건 및 제 2조건 쌍은 제 1, 가령 더 낮은 스트레스 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 스트레스 레벨; 제 1, 가령 더 낮은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드 레벨; 세포질에서 제 1, 가령 더 낮은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드 레벨, 및 세포질에서 제 2, 가령 더 높은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드 레벨; 소포체(endoplasmic reticulum, ER)에서 제 1, 가령 더 낮은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드 레벨 및 ER에서 제 2, 가령 더 높은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드 레벨; 열 충격 응답(heat shock response, HSR)의 제 1, 가령 더 낮은 활성 레벨 및 HSR의 제 2, 가령 더 높은 활성 레벨; 비접힘 단백질 반응 (UPR)의 제 1, 가령 더 낮은 활성 레벨 및 UPR의 제 2, 가령 더 높은 활성 레벨; 제 1, 가령 더 높은 유리(free) ER 샤페론 (ER chaperone), 가령 BiP 레벨 및 제 2, 가령 더 낮은 유리 ER 샤페론, 가령 BiP 레벨; 제 1, 가령 더 낮은 온도 및 제 2, 가령 더 높은 온도; 제 1, 가령 더 낮은 산화 스트레스 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 산화 스트레스 레벨; 제 1, 가령 더 높은 ER Ca2+ 레벨 및 제 2, 가령 더 낮은 ER Ca2+ 레벨; 제 1, 가령 더 산화성인 ER 산화 상태 레벨 및 제 2, 가령, 덜 산화성인 ER 산화 상태 레벨; 제 1, 가령 더 높은 세포 에너지 레벨 및 제 2, 가령 더 낮은 세포 에너지 레벨; 제 1, 가령 더 높은 ATP 레벨 및 제 2, 가령 더 낮은 ATP 레벨; 제 1, 가령 더 높은 포도당 레벨 및 제 2, 가령 더 낮은 포도당 레벨; 제 1, 가령 더 낮은 활성화 Hsf1 폴리펩티드 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 활성화 Hsf1 폴리펩티드 레벨; 제 1, 가령 더 낮은 인산화 삼량체 Hsf1 폴리펩티드 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 인산화 삼량체 Hsf1 폴리펩티드 레벨; 제 1, 가령 더 낮은 활성, 가령 스플라이싱된(spliced) Xbp1 폴리펩티드 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 활성, 가령 스플라이싱된 Xbp1 폴리펩티드 레벨; 제 1, 가령 더 낮은 ATF4 폴리펩티드 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 ATF4 폴리펩티드 레벨; 제 1, 가령 더 낮은 NRF2 폴리펩티드 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 NRF2 폴리펩티드 레벨; 및 제 1, 가령 더 낮은 ATF6 (가령, ATF6α 또는 ATF6β) 폴리펩티드 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 ATF6 (가령, ATF6α 또는 ATF6β) 폴리펩티드 레벨을 포함한다.
어떤 구현예에서, 제 2제어 요소는 N번째 조건 하에 N번째 활성 레벨을 가지며, 여기서 N은 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 그 이상이고 N번째 조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현은 이전 조건 (가령, 상태 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 등) 하에 치료용 폴리펩티드의 발현에 비해 조절, 가령, 감소 또는 증가된다. 본원에서 인용한 제 1및 제 2조건의 각 쌍에 대해, 추가 N번째 (가령 제 3, 제 4, 제 5등) 조건을 고려하며, 여기서 추가 N번째 조건은 추가 관련 조건이다. 예를 들어, 제 1, 가령, 더 낮은 스트레스 레벨 및 제 2, 가령 더 높은 스트레스 레벨이 상기에 언급되고, 추가 N번째 (가령 제3, 제4, 제5등) (가령, 더 낮거나 더 높은) 상응하는 N번째 활성 레벨과 함께 스트레스 레벨도 고려한다.
어떤 구현예에서, 제 1조건은 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 발현을 억제한다. 어떤 구현예에서, 제 2조건은 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도한다. 어떤 구현예에서, 제 2조건은 폴리펩티드, 가령 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도하고, 리프레서 폴리펩티드는 또 다른 폴리펩티드, 가령 외인성 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제한다. 어떤 구현예에서, 제 2조건 하에, 외인성 치료용 폴리펩티드, 가령 전사 레벨의 발현은 제 1조건에서의 발현과 비교하여, 적어도5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 100% 감소된다.
어떤 구현예에서, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도하지 않고 (가령, 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드가 눈에 띄게 발현되지 않고), 제 2조건 하에 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도한다 (가령, 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드는 상당히 발현된다). 인식 가능한 발현은 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 (가령, 당업계에 공지된 방법에 의해) 검출 가능한 축적, 또는 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 mRNA의 검출 가능한 축적일 수 있다.
어떤 구현예에서, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨, 제 2조건 하에 제 2활성 레벨, 및 제 3조건 하에 제 3활성 레벨을 갖는다. 제 1활성 레벨은 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 인식 가능한 발현 결핍을 초래할 수 있다. 제 2활성 레벨은 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 인식 가능한 발현을 초래할 수 있다. 제 3활성 레벨은 제 2활성 레벨에 비해 폴리펩티드, 가령 재조합 또는 리프레서 폴리펩티드의 발현을 조절 (가령, 증가 또는 감소)시킬 수 있다.
어떤 구현예에서, 제 2제어 요소는 N번째 조건 하에 N번째 활성 레벨을 가지며, 여기서 N은 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 그 이상이고 N번째 조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현은 이전 조건 (가령, 상태 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 등) 하에 치료용 폴리펩티드의 발현에 비해 조절, 가령, 감소 또는 증가된다. 일 구현예에서, 제 2제어 요소의 N번째 활성 레벨은 N번째 조건의 진동에 기반하여 진동한다. 예를 들어, 제 1세포 스트레스 레벨인 제 1조건 및 제 2세포 스트레스 레벨인 제 2조건이 주어지면, 제 2제어 요소는 제 1활성 레벨 및 더 높은 제 2활성 레벨을 가질 수 있다 (가령, 이 예시적인 제 2제어 요소는 세포 스트레스에 비례하는 활성을 갖는다). 제 2더 높은 활성 레벨은 축적시 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현을 변화시키는, 가령 감소시키는 폴리펩티드, 가령 리프레서 폴리펩티드의 발현을 증가시킬 수 있다. 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현에서의 변화, 가령 감소는 제 3조건 (가령 제 2세포 스트레스 레벨보다 낮은 제 3세포 스트레스 레벨)를 생성한다. 제 3조건은 제 2제어 요소의 상응하는 제 3활성 레벨을 가지며; 본 예에서, 제 3활성 레벨은 제 2활성 레벨에 비해 감소될 수 있어, 리프레서 폴리펩티드의 발현에서의 감소를 가져올 수 있다. 제 3조건 하에 리프레서 폴리펩티드 발현의 감소는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현에서의 증가를 초래하여 제 4조건 (가령 제 3세포 스트레스 레벨보다 높은 제 4세포 스트레스 레벨) 등을 생성할 수 있다. 어떤 구현예에서, 조건의 진동과 관련하여 제 2제어 요소의 활성의 진동은 평형, 가령 N번째 조건에서 제 2제어 요소의 활성의 차이가 있고 N+1 번째 조건은 무시할 만한 상태에 근접할 수 있다. 일 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의: 열 충격 요소(heat shock element, HSE), 서열 번호: 8-11에 상응하는 하나 이상의 서열을 포함하는 HSE, cAMP 반응 요소(cAMP response element, CRE)를 포함한다. 서열 번호: 12에 상응하는 서열을 포함하는 CRE, 항산화 반응 요소(antioxidant response element, ARE), 서열 번호: 13에 상응하는 서열을 포함하는 ARE, 소포체 스트레스 반응 요소(endoplasmic reticulum stress response element, ERSE), 및 서열 번호: 14에 상응하는 서열을 포함하는 ERSE를 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 당업계에 공지된 관련 공통 서열에 대한 0, 1, 2, 3, 4개 또는 5개의 치환을 갖는 서열을 포함하는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 HSE, CRE, ARE 또는 ERSE를 포함할 수 있다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 표 6에 열거한 공통 서열을 포함하는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 HSE, CRE, ARE 또는 ERSE를 포함할 수 있다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 표 6에 열거했거나 당업계에 공지된 상응하는 공통 서열에 대한 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 치환을 포함한 서열을 포함하는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 HSE, CRE, ARE, 또는 ERSE를 포함할 수 있다. 본 발명은 특정 프로모터 또는 프로모터들로 제한되지 않는 것으로 생각한다.
| 요소 | 예시적인 공통 서열(들) |
| 열 충격 요소 (HRE) | 서열 번호: 8-11 |
| cAMP 응답 요소 (CRE) | 서열 번호: 12 |
| 항산화제 응답 요소 (ARE) | 서열 번호: 13 |
| 소포체 스트레스 반응 요소 (ERSE) | 서열 번호: 14 |
어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는, 가령 열 충격 반응의 요소, 또는 비접힘 단백질 반응 (UPR)에 의해 조절된, 가령 활성화된 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 요소를 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 오접힘 단백질의 축적에 의해 조절된, 가령 활성화된 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 요소를 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 Xbp1 반응성 프로모터 요소를 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 ATF6 반응성 프로모터 요소를 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 ATF4 반응성 프로모터 요소를 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 NRF2 반응성 프로모터 요소를 포함한다. 어떤 구현예에서, 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소는 하나 이상 (가령, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 Hsf1 반응성 프로모터 요소를 포함한다.
제 3제어 요소
어떤 구현예에서, 본 발명의 세포, 벡터, 핵산 및 이를 포함하는 키트와 방법은 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소에 조작 결합된 하나 이상의 gRNA (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상의 gRNA)를 코딩하는 핵산 서열을 더 포함하거나 사용한다. 제 3제어 요소는 하나 이상의 gRNA의 발현을 위한 전사 개시를 가능케 하는 중합 효소의 동원을 담당한다. 어떤 구현예에서, 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 다수의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합되고, 다수의 gRNA 및/또는 다수의 gRNA를 코딩하는 서열은, 각각 참조로서 그 전체를 본원에 수록하는 Gao, Y. and Y. Zhao (2014). J Integr Plant Biol 56(4): 343-349; Martick, M., et al. (2008). Nature 454(7206): 899-902; Xie, K., et al. (2015). Proc Natl Acad Sci U S A 112(11): 3570-3575; Nissim, L., et al. (2014). Mol Cell 54(4): 698-710; and Port, F. and S. L. Bullock (2016). "Augmenting CRISPR applications in Drosophila with tRNA-flanked sgRNAs." Nat Meth [advance online publication]에 기재된 바와 같이 제공, 생성, 배열 또는 처리될 수 있다. 제 3제어 요소는 원위 요소, 가령, 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열로부터 거리, 가령 먼 염기 거리, 또는 구분된 별개의 핵산에서 폴리펩티드의 발현을 조절하는 요소, 및 근위 요소, 가령, 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 근접하거나 그 안에 있는 그들의 위치로 인해 하나 이상의 gRNA의 발현을 부분적으로 조절하는 요소를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 구성적 제어 요소이다. 어떤 구현예에서, 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 조절형 제어 요소, 가령, 내인성 또는 외인성 폴리펩티드에 의해 조절되는 프로모터이다. 어떤 구현예에서, 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는다.
어떤 구현예에서, 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 본원에서 설명한 제 1제어 요소의 카피이다. 어떤 구현예에서, 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 본원에서 설명한 제 2제어 요소의 카피이다.
어떤 구현예에서, 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 (비자연적으로 발생하는) 합성 서열을 포함하는 조작된 프로모터이다. 예를 들어, 제 3제어 요소, 가령 제 3프로모터 요소는 Brown et al., Biotechnology and Bioengineering, Vol. 111, No. 8, August, 2014에 기재된 바와 같은 프로모터를 포함할 수 있다.
프로모터 이외에, 본원에서 설명한 벡터는 전술한 바와 같은 인핸서 영역과; 전사 인자를 모집하여 전사율을 상향 조절할 수 있는 (Riethoven 2010), 핵심 프로모터에 근접한 특이적 누클레오티드 모티프 영역을 더 포함한다. 프로모터 서열과 마찬가지로, 이들 영역은 종종 바이러스로부터 유래되며, hCMV 및 SV40 인핸서 서열 등의 프로모터 서열 내에 포함되거나 아데노바이러스 유래 서열 등에 부가적으로 포함될 수 있다 (Gaillet, Gilbert et al., 2007).
기타 핵산의 특징
하나의 구현예에서, 본원에서 설명한 산물, 가령 폴리펩티드, 가령 재조합 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열을 포함하는 벡터는 선택 마커를 코딩하는 핵산 서열을 더 포함한다. 하나의 구현예에서, 선택가능 마커는 글루타민 합성효소 (glutamine synthetase, GS); 디히드로엽산 환원효소 (dihydrofolate reductase, DHFR), 가령 메토트렉세이트 (methotrexate, MTX)에 내성을 부여하는 효소; 또는 항생제 마커, 가령, 히로마이신, 네오마이신 (G418), 제오신, 퓨로마이신 또는 블라스티시딘 등의 항생제에 내성을 부여하는 효소를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 선택 마커는셀렉시스 선택 시스템 (Selexis selection system) (가령, Selexis SA에서 구입할 수 있는 SUREtechnology PlatformTM 및 Selexis Genetic ElementsTM) 또는 카탈런트 선택 시스템 (Catalant selection system)을 포함하거나 이들 시스템과 호환 가능하다.
하나의 구현예에서, 본원에서 설명한 재조합 산물을 코딩하는 핵산 서열을 포함하는 벡터는 본원에서 설명한 재조합 산물을 코딩하는 핵산을 포함하는 세포 또는 세포들을 동정하는데 유용한 선택 마커를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 선택 마커는 본원에서 설명한 바와 같이 재조합 산물을 코딩하는 핵산 서열의 게놈으로의 통합을 포함하는 세포를 동정하는데 유용하다. 재조합 단백질을 코딩하는 핵산 서열을 통합한 세포 또는 세포들의 동정은 산물을 안정적으로 발현하는 세포 또는 세포주의 선택 및 조작에 유용할 수 있다.
사용하기에 적합한 벡터는 시중에서 구할 수 있으며, Lonza Biologics로부터 구할 수 있는 GS Expression SystemTM, GS XceedTM Gene Expression System, 또는 Potelligent® CHOK1SV 기술과 관련된 벡터, 가령 Fan et al., Pharm. Bioprocess. (2013); 1(5):487-502에 기재된 벡터를 포함하며, 이는 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다. GS 발현 벡터는 GS 유전자 또는 그의 기능적 단편 (가령, GS 미니유전자), 및 하나 이상의, 가령 1, 2 또는 3개, 또는 그 이상의 관심 유전자, 가령, 본원에서 설명한 재조합 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 유전자의 발현을 위한 매우 효율적인 전사 카세트를 포함한다. 미니유전자는 GS 유전자의 단일 인트론 및 약 1 kb의 3' 측위 DNA를 함유하고, SV40 후기 프로모터로부터 전사된다. 하나의 구현예에서, GS 벡터는 SV40L 프로모터 및 하나 또는 두개의 폴리 A 신호에 조작 결합된 GS 유전자를 포함한다. 또 다른 구현예에서, GS 벡터는 SV40E 프로모터에 조작 결합된 GS 유전자, 및 SV40 인트론 스플라이싱 및 폴리아데닐화 신호를 포함한다. 이러한 구현예에서, 가령 본원에서 설명한 관심 유전자 또는 재조합 폴리펩티드의 발현을 위한 전사 카세트는 hCMV-MIE 프로모터 및 제 1인트론을 포함하는 hCMV-MIE 유전자로부터의 5' 비번역(non-translated) 서열을 포함한다. 다른 벡터는 GS 발현 벡터에 기반하여 구축할 수 있으며, 가령 다른 선택 마커는 본원에서 설명한 발현 벡터에서 GS 유전자를 대체한다.
본원에서 설명한 방법에 사용하기에 적합한 벡터는 시중에서 구할 수 있는 다른 벡터, 한정되지 않으나, 예컨대 pcDNA3.1/Zeo, pcDNA3.1/CAT, pcDNA3.3TOPO (Thermo Fisher, previously Invitrogen); pTarget, HaloTag (Promega); pUC57 (GenScript); pFLAG-CMV (Sigma-Aldrich); pCMV6 (Origene); pEE12 or pEE14 (Lonza Biologics), or pBK-CMV/ pCMV-3Tag-7/ pCMV-Tag2B (Stratagene) 등을 포함한다.
세포
재조합 단백질 또는 폴리펩티드, 가령, 치료용 폴리펩티드는 재조합 DNA 기술에 의해 생성될 수 있고, 숙주 세포에 의해 발현될 수 있고, 숙주 세포 (가령, CHO 세포)로부터 정제되거나 유체, 가령 세포 배지로 분비될 수 있으며, 숙주 세포는 유체로부터 배양 및 정제된다. 높은 수율 및 적합한 품질로 재조합 단백질 또는 폴리펩티드를 생산할 수 있는 세포가 당해 분야에서 매우 적합하다. 세포, 이 세포를 제조하는 방법, 재조합, 가령 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법, 및 이와 관련된 키트는 향상된 생존율을 갖는 세포, 즉 생산성이 높은 세포를 제조하여, 재조합, 가령 치료용 폴리펩티드 산물을 고 수율로 얻거나, 고품질의 재조합 폴리펩티드 산물의 제조, 가령 더 높은 양의 정확하게 접힌 단백질, 더 적은 양의 응집 단백질, 원하는 글리코실화 패턴, 또는 원하는 레벨의 글리코실화를 포함하는 재조합 폴리펩티드 산물의 제조를 제공하는데 유용하다. 세포, 이 세포를 제조하는 방법, 재조합, 가령 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법, 및 이와 관련된 키트를 제조하는 방법은, 효율적인 세포주 개발, 다량의 재조합 치료용 폴리펩티드 산물, 및 환자에게서 고품질 등급의 치료제 사용이 요구되는 재조합, 가령 치료용 폴리펩티드의 생산에 특히 유용하다.
세포 및 세포 배양액
일 측면에서, 본 발명은 산물, 가령 본원에서 설명한 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 생산하는 세포 또는 세포주를 평가, 분류, 동정, 선택 또는 제조하는 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 개선된, 가령, 증가된 생산성 및 산물 품질을 갖는 세포 또는 세포주를 평가, 분류, 동정, 선택 또는 제조하는 방법 및 조성물에 관한 것이다.
구현예들에서, 세포는 포유동물 세포이다. 다른 구현예에서, 세포는 포유동물 세포 이외의 세포이다. 일 구현예들에서, 세포는 마우스, 쥐, 중국 햄스터, 시리아 햄스터, 원숭이, 유인원, 개, 말, 흰담비 또는 고양그로부터 유래된다. 일 구현예에서, 세포는 포유동물 세포, 가령 인간 세포 또는 설치류 세포, 가령 햄스터 세포, 마우스 세포 또는 쥐 세포이다. 또 다른 구현예에서, 세포는 오리, 앵무새, 어류, 곤충, 식물, 진균 또는 효모로부터 유래된다. 하나의 구현예에서, 세포는 고세균 (Actinobacteria), 가령 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)이다.
하나의 구현예에서, 세포는 중국 햄스터 난소(Chinese hamster ovary, CHO) 세포이다. 하나의 구현예에서, 세포는 CHO-K1 세포, CHOK1SV 세포, DG44 CHO 세포, DUXB11 CHO 세포, CHO-S, CHO GS 녹아웃 세포, CHOK1SV FUT8 녹아웃 세포, CHOZN, 또는 CHO 유래 세포이다. CHO GS 녹아웃 세포 (가령, GSKO 세포) 는, 예를 들어 CHO-K1SV GS 녹아웃 세포 (Lonza Biologics, Inc.)이다. CHO FUT8 녹아웃 세포는, 예를 들어 Potelligent® CHOK1SV FUT8 녹아웃 세포 (Lonza Biologics, PLC.)이다.
하나의 구현예에서, 세포는 부위-특이적 통합 (site-specific integration, SSI) 숙주 세포이다. 일 구현예에서, SSI 숙주 세포는 내인성 Fer1L4 유전자를 포함하고, 외인성 누클레오티드 서열은 상기 Fer1L4 유전자에 통합된다. 어떤 구현예에서, 외인성 누클레오티드 서열은 적어도 하나의 관심 유전자 코딩 서열, 가령 치료용, 리프레서, 또는 선택 마커 폴리펩티드를 코딩하는 유전자를 포함한다. 어떤 구현예에서, 외인성 누클레오티드 서열은 적어도 2개의 재조합 표적 부위를 포함한다. 어떤 구현예에서, 재조합 표적 부위는 적어도 하나의 관심 유전자 코딩 서열 옆에 있다. 다른 구현예에서, 재조합 표적 부위는 적어도 하나의 관심 유전자 코딩 서열에 인접하며 옆에 있지 않다. 어떤 구현예에서, 관심 유전자 코딩 서열은 하나 이상의 선택 마커 유전자를 포함한다.
일 구현예에서, SSI 숙주 세포는 외인성 누클레오티드 서열, 즉 재조합, 가령 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 적어도 하나의 서열의 존재를 특징으로 하며, 이들 자체는 각각 하나의 재조합 표적 부위에 의해 5' 및 3' 말단 옆에 있으며, 여기서 서열 번호: 17 또는 18의 누클레오티드 서열 중 적어도 하나 또는 그의 상동 서열은 선택가능 마커를 코딩하는 서열의 3' 말단에 위치한다. 일 구현예에서, SSI 숙주 세포는 외인성 누클레오티드 서열, 즉 재조합, 가령 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 적어도 하나의 서열의 존재를 특징으로 하며, 이들 자체는 하나의 재조합 부위에 의해 각각 그의 5' 및 3' 말단 옆에 있으며, 서열 번호: 19에 제공된 적어도 하나의 누클레오티드 서열 또는 그의 상동성 서열은 숙주 세포의 게놈에 통합된 외인성 누클레오티드 서열의 5' 말단에 위치한다.
하나의 구현예에서, 세포는 부위-특이적 통합 (SSI) 숙주 세포이다. 일 구현예에서, SSI 숙주 세포는 외인성 누클레오티드 서열, 즉 선택가능 마커를 코딩하는 적어도 하나의 서열의 존재를 특징으로 하며, 이들 자체는 각각 하나의 재조합 표적 부위에 의해 5' 및 3' 말단 옆에 있으며, 여기서 서열 번호: 17 또는 18의 누클레오티드 서열 중 적어도 하나 또는 그의 상동 서열은 선택가능 마커를 코딩하는 서열의 3' 말단에 위치한다. 일 구현예에서, SSI 숙주 세포는 외인성 누클레오티드 서열, 즉 선택가능 마커를 코딩하는 적어도 하나의 서열의 존재를 특징으로 하며, 이들 자체는 각각 하나의 재조합 표적 부위에 의해 5' 및 3' 말단에 인접해 있으며, 서열 번호: 19에 주어진 바와 같은 하나 이상의 누클레오티드 서열 또는 그의 상동성 서열은 선택가능 마커를 코딩하는 서열의 5' 말단에 위치한다.
다른 구현예에서, 세포는 HeLa, HEK293, HT1080, H9, HepG2, MCF7, Jurkat, NIH3T3, PC12, PER.C6, 새끼 햄스터 신장 세포 (baby hamster kidney cell, BHK), VERO, SP2/0, NS0, YB2/0, Y0, EB66, C127, L 세포, COS, 가령 COS1 및 COS7, QC1-3, CHOK1, CHOK1SV, PotelligentTM (CHOK1SV FUT8-KO), CHO GS 녹아웃, XceedTM (CHOK1SV GS-KO), CHOS, CHO DG44, CHO DXB11 및 CHOZN, 또는 그로부터 유래된 임의의 세포이다.
하나의 구현예에서, 진핵세포는 줄기세포이다. 줄기세포는 예를 들어, 만능 줄기세포로서, 태아 줄기세포 (embryonic stem cells, ESCs), 성체 줄기세포, 유도만능 줄기세포 (induced pluripotent stem cells, iPSCs), 조직 특이적 줄기세포 (가령, 조혈모 줄기세포) 및 중간엽 줄기세포 (mesenchymal stem cells, MSCs) 등일 수 있다.
하나의 구현예에서, 세포는 본원에서 설명한 임의의 세포들의 분화된 형태이다. 하나의 구현예에서, 세포는 배양중인 임의의 초기 세포로부터 유래된 세포이다.
구현예들에서, 세포는 인간 간세포, 동물 간세포 등의 간세포 또는 비-연조직 세포이다. 예를 들어, 세포는 배양성 대사-수식된 인간 간세포, 배양성 유도-수식된 인간 간세포, 배양성 퀄리스트 트랜스포터 인증 (Qualyst Transporter Certified)TM 인간 간세포, 현탁-유도된 인간 간세포 (10개의 공여자 및 20개의 공여자 풀에 있는 간세포를 포함함), 인간 간 쿠퍼 세포, 인간 간 윤생형 세포, 개의 간세포 (단일 및 풀 형태의 비글 간세포를 포함함), 마우스 간세포 (CD-1 및 C57BI/6 간세포를 포함함), 쥐 간세포 (스프라그-다울리, 위스타 한, 및 위스타 간세포를 포함함), 원숭이 간세포 (사이노몰구스 또는 레수스 원숭이 간세포를 포함함), 고양이 간세포 (숏헤어 집고양이 간세포를 포함함), 및 토끼 간세포 (뉴질랜드 화이트의 간세포를 포함함) 등일 수 있다. 예시적인 간세포를 트라이앵글 리서치 연구소에서 구입할 수 있다 (LLC, 6 Davis Drive Research Triangle Park, North Carolina, USA 27709).
하나의 구현예에서, 진핵세포는 하등동물의 진핵세포, 가령, 이스트 세포 (가령, 피치아속 (가령, 피치아 파스토리스(Pichia pastoris), 피치아 메타놀리카(Pichia methanolica), 피치아 클루이베리(Pichia kluyveri), 및 피치아 앙구스타(Pichia angusta), 코마가타엘라속 (가령, 코마가타엘라 파스토리스(Komagataella pastoris), 코마가타엘라 쉐도파스토리스(Komagataella pseudopastoris) 또는 코마가타엘라 파피 (Komagataella phaffii), 사카로마이세스속 (가령, 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이세스 클루이베리(Saccharomyces kluyveri), 사카로마이세스 우바룸(Saccharomyces uvarum), 클루이베로마이세스속 (가령, 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis), 클루이베로마이세스 마르씨아누스 (Kluyveromyces marxianus), 칸디다속 (가령, 칸디다 우틸리스(Candida utilis), 칸디다 카카오이(Candida cacaoi), 칸디다 보이디니(Candida boidinii), 지오트리춤속 (가령, 지오트리춤 페르멘탄스(Geotrichum fermentans), 한세눌라 폴리모르파(Hansenula polymorpha), 야로우이아 리폴리티카(Yarrowia lipolytica), 또는 쉬조사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe)) 등이다. 바람직하게는, 피치아 파스토리스 종이다. 피치아 파스토리스 균주의 예로는 X33, GS115, KM71, KM71H; 및 CBS7435가 있다.
하나의 구현예에서, 진핵세포는 진균류 세포 (가령, 아스페르길루스 (A. 니제르, A. 푸미가투스, A. 오리자이에, A. 니불라 등), 아크레모니움 (A. 테르모필룸 등), 차에토뮴(Chaetomium) (C. 테르모필룸 등), 크리소스포리움(Chrysosporium) (C. 테르모필레 등), 코르디셉스(Cordyceps) (C. 밀리타리스 등), 코리나스쿠스, 크테노마이세스(Ctenomyces), 푸사리움(Fusarium) (F. 옥시스포룸 등), 글로메렐라(Glomerella) (G. 그라미니콜라 등), 하이포크레아 (Hypocrea) (H. 제코리나 등), 마그나포르테(Magnaporthe) (M. 오리자이에 등), 마이셀리오프토라 (Myceliophthora) (M. 테르모필레 등), 네크트리아 (Nectria) (N. 헤아마토코카 등), 뉴로스포라(Neurospora) (N. 크라싸 등), 페니실리움(Penicillium), 스포로트리춤(Sporotrichum) (S. 테르모필레 등), 티엘라비아(Thielavia) (T. 테레스트리스, T. 헤테로탈리카 등), 트리코데르마(Trichoderma) (T. 레세이 등) 또는 베르티실리움(Verticillium) (V. 달리아 등)) 등이다.
하나의 구현예에서, 진핵세포는 곤충 세포 (가령, Sf9, MimicTM Sf9, Sf21, High FiveTM(BT1-TN-5B1-4) 또는 BT1-Ea88 세포), 조류 세포 (가령, 암포라(Amophora),바실라리파이시에(Bacillariophyceae), 두날리엘라(Dunaliella), 클로렐라(Chlorella), 클라마이도모나스(Chlamydomonas), 사이아노파이타(Cyanophyta)(사이아노박테리아), 난노클로로프시스(Nannochloropsis), 스피룰리나(Spirulina) 또는 오크로모나스(Ochromonas) 등), 또는 식물 세포 (가령, 외떡잎 식물의 세포 (가령, 옥수수, 쌀, 밀 또는 세타리아 등) 또는 쌍떡잎 식물의 세포 (가령, 카사바, 감자, 콩, 토마토, 담배, 알파파, 피스코미트렐라 파텐스(Physcomitrella patens) 또는 아라비돕시스(Arabidopsis)) 등이다.
하나의 구현예에서, 세포는 박테리아 또는 원핵세포다.
구현들예에서, 원핵세포는 바실루스, 스트렙토마이세스, 스트렙토코쿠스, 스타필로코쿠스, 또는 락토바실루스 등의 그램-양성 세포이다. 본원에서 사용할 수 있는 바실루스는, 가령 B. 섭틸리스, B. 아밀로리퀘파시엔스, B. 리체니포르미스, B. 나토 또는 B. 메가테리움 등이다. 구현예들에서, 상기 세포는 B. 섭틸리스 3NA 및 B. 섭틸리스 168 같은 B. 섭틸리스이다. 바실루스는, 가령 바실루스 유전자 자원센터 (Biological Sciences 556, 484 West 12th Avenue, Columbus OH 43210-1214)에서 구할 수 있다.
하나의 구현예에서, 원핵세포는 살모넬라 또는 대장균 같은 그램-음성 세포로서, 가령, TG1, TG2, W3110, DH1, DHB4, DH5a, HMS 174, HMS174(DE3), NM533, C600, HB101, JM109, MC4100, XL1-Blue 및 오리가미 등과, 또한 가령 BL-21, BL21 (DE3), 또는 BL21(DE3) pLysS 등의 대장균 B-균주에서 유래된 세포들이 있으며, 이들은 모두 시중에서 구할 수 있다.
적합한 숙주 세포는 시중에서, 예를 들어, DSMZ (Deutsche Sammmlung von Mikroorganismen and Zellkulturen GmbH, Braunschweig, 독일) 또는 미국 균주 보관소 (American Type Culture Collection, ATCC) 등의 균주 보관 시설에서 구할 수 있다.
일 구현예에서, 세포는 재조합 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산, 가령 재조합 폴리펩티드, 가령 표 1 내지 4에서 선택된 재조합 폴리펩티드를 발현하는 본원에서 설명한 세포 중 어느 하나이다.
일 구현예에서, 세포 배양은 뱃치식 (회분식) 배양, 반 유가식 (fed-batch) 배양, 유입과 충전 (draw and fill) 배양 또는 연속 배양으로 수행된다. 일 구현예에서, 세포 배양은 현탁 배양이다. 하나의 구현예에서, 세포 또는 세포 배양액은 재조합 폴리펩티드의 발현을 위해 체내에 배치, 가령 모델 유기체 또는 인간 대상에 배치된다.
하나의 구현예에서, 배양 배지에는 혈청이 없다. 무-혈청, 무-단백질 및 화학적으로-규정된 동물 성분이 없는 (chemically-defined animal component-free, CDACF) 배지는, 가령 Lonza Biologics에서 구입할 수 있다.
포유동물 세포주에 대한 적합한 배지 및 배양 방법은, 예를 들어 미국 특허 제 4,087,096 호에 기재된 바와 같이, 당업계에 주지되어 있다. 실험실 플라스크 또는 저밀도 세포 배양을 위한 표준 세포 배양 배지의 예 및 특정 세포 유형의 요구에 적합한 예는, 예를 들어 다음과 같다: 로스웰 파크 메모리얼 인스티튜트 (Roswell Park Memorial Institute, RPMI) 1640 배지(Morre, G., The Journal of the American Medical Association), 199, p. 519 f. 1967), L-15 배지 (Leibovitz, A. et al., Amer. J. of Hygiene, 78, 1p. 173 ff, 1963), Dulbecco's Modified Eagle's medium(DMEM), 이갈의 최소 필수 배지 (Eagle's minimal essential medium, MEM), 햄(Ham)의 F12 배지 (Ham, R. et al., Proc. Natl. Acad. Sc.53, p288 ff. 1965) 또는 알부민, 트랜스페린 및 레시틴이 결핍된 이스코브(Iscoves)의 변형된 DMEM (Iscoves et al., J. Exp. med. 1, p. 923 ff., 1978). 예를 들어, Ham의 F10 또는 F12 배지는 CHO 세포 배양을 위해 특별히 설계되었다. CHO 세포 배양에 특히 적합한 다른 배지는 EP-481 791에 기재되어 있다. 이러한 배양 배지에는 태아 소 혈청 (fetal bovine serum, FBS, 태아 송아지 혈청 (fetal calf serum, FCS)으로도 칭함)을 보충할 수 있으며, 후자는 다양한 호르몬 및 성장 인자의 자연 공급원을 제공한다. 포유동물 세포의 세포 배양은 오늘날 과학 교과서 및 매뉴얼에 잘 설명된 일상적인 조작이며, 가령, R. Ian Fresney, Culture of Animal cells, a manual, 4th edition, Wiley-Liss/N.Y., 2000에 상세히 다루어져 있다.
다른 적합한 배양 방법이 당업자에게 공지되어 있으며, 이는 재조합 폴리펩티드 산물 및 이용한 숙주 세포에 따라 다를 수 있다. 세포에 의해 발현될 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 및 생산에 적합한 조건을 결정하거나 최적화하는 것은 당업자의 기술범위 내에 있다.
일 측면에서, 세포 또는 세포주는 산물, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산을 포함한다. 일 구현예에서, 세포 또는 세포주는 산물, 가령 치료 또는 진단 산물을 발현한다. 원하는 폴리펩티드 또는 단백질을 발현하기 위해 세포를 유전자 변형 또는 조작하는 방법은 당업계에 주지되어 있으며, 예를 들어 형질감염, 형질도입 (가령, 바이러스 형질도입) 또는 전기천공(electroporation)을 포함한다.
핵산, 가령 본원에서 설명한 외인성 핵산 또는 벡터를 숙주 세포에 도입하는 물리적 방법은 인산 칼슘 침전, 리포펙션, 입자충격, 미세주입, 전기 천공 등을 포함한다. 벡터 및/또는 외인성 핵산을 포함하는 세포를 생산하는 방법은 당업계에 주지되어 있다. 예를 들어, Sambrook et al., 2012, MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, volumes 1-4, Cold Spring Harbor Press, NY 참조.
핵산, 가령 본원에서 설명한 외인성 핵산 또는 벡터를 숙주 세포 내에 도입하기 위한 화학적 수단은 콜로이드 분산 시스템, 예컨대 거대분자 복합체, 나노캡슐, 나노구체, 비드 및 수중 유적형 에멀젼 (oil-in-water emulsions), 에멀젼, 미셀, 혼합 미셀 및 리포좀을 포함하는 지질계 시스템을 포함한다. 시험관내 및 체내 전달 비히클로 사용하는 예시적인 콜로이드 시스템은 리포좀 (가령, 인공 세포막 소낭)이다. 표적화된 나노입자 또는 다른 적합한 서브마이크론 크기의 전달 시스템을 갖는 폴리누클레오티드의 전달 같은 다른 최신의 핵산 표적화 전달 방법을 이용할 수 있다.
구현예들에서, 외인성 핵산을 숙주 세포의 핵산, 가령 숙주 세포의 게놈 또는 염색체 핵산에 통합시키는 것이 바람직하다. 숙주 세포의 게놈 내로 외인성 핵산의 통합이 일어났는지를 결정하는 방법은 GS/MSX 선택 방법을 포함할 수 있다. GS/MSX 선택 방법은 재조합 GS 유전자에 의한 글루타민 영양요구성 (auxotrophy)의 보완을 이용하여 세포로부터 단백질의 높은 발현 레벨을 선택한다. 요약하면, GS/MSX 선택 방법은 재조합 폴리펩티드 산물을 코딩하는 외인성 핵산을 포함하는 벡터 상에 글루타민 합성효소를 코딩하는 핵산의 내포를 포함한다. 메티오닌 술폭시이민 (methionine sulfoximine, MSX)의 투여로 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드 및 GS 둘 모두를 코딩하는 외인성 핵산이 게놈에 안정적으로 통합되어 있는 세포를 선택한다. GS가 일부 숙주 세포, 가령 CHO 세포에 의해 내인성으로 발현될 수 있으므로, MSX로 농도 및 선택 지속기간을 최적화하여 재조합, 치료용 또는 리프레서 폴리펩티드 산물을 코딩하는 외인성 핵산의 안정적인 통합으로 고도의 생산 세포를 숙주 게놈에 동정할 수 있다. GS 선택 및 그의 시스템은 Fan et al., Pharm. Bioprocess. (2013); 1(5):487-502에 기재되어 있으며, 이는 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다.
외인성 핵산이 숙주 세포 게놈 내에 안정적으로 통합되어 있는 세포를 동정하고 선택하는 다른 방법으로는, 한정되지 않으나, 외인성 핵산에 리포터 유전자의 내포나, 세포에서 리포터 유전자의 존재 평가, 및 외인성 핵산의 PCR 분석과 검출을 포함할 수 있다.
하나의 구현예에서, 본원에서 설명한 방법을 사용하여 선택, 동정 또는 생성한 세포 (가령, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소; 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소, 가령 제 2프로모터 요소를 포함하고, 여기서, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절, 가령, 감소되는 세포)는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산의 안정한 발현, 가령, 통합을 위한 선택 방법만을 사용하여 선택되는 세포보다 더 높거나 더 일정한 단백질 산물 수율을 생성할 수 있다. 일 구현예에서, 본원에서 설명한 방법을 사용하여 선택, 동정 또는 생성한 세포는, 안정한 발현, 가령, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산의 통합을 위해 단지 선택, 동정 또는 생성한 세포와 비교하여 2배, 3배, 4배, 5배, 6배, 7배, 8배, 9배, 또는 10 배 이상의 산물을 생산한다. 일 구현예에서, 본원에서 설명한 방법을 사용하여 선택, 동정 또는 생성한 세포는, 안정한 발현, 가령, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산의 통합을 위해 단지 선택, 동정 또는 생성한 세포와 비교하여, 일정한 시간 또는 다수의 세포 계대 (cell passages)에서 2배, 3배, 4배, 5배, 6배, 7배, 8배, 9배, 10 배 이상의 산물을 생성한다. 일 구현예에서, 본원에서 설명한 방법을 사용하여 선택, 동정 또는 생성한 세포는, 안정한 발현, 가령, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산의 통합을 위해 단지 선택, 동정 또는 생성한 세포와 비교하여, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 또는 300% 이상의 정확하게 접힌 (folded) 산물을 생성한다. 일 구현예에서, 본원에서 설명한 방법을 사용하여 선택, 동정 또는 생성한 세포는, 안정한 발현, 가령, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산의 통합을 위해 단지 선택, 동정 또는 생성한 세포와 비교하여, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100% 덜 응집된 단백질 또는 산물을 생성한다. 일 구현예에서, 본원에서 설명한 방법을 사용하여 선택, 동정 또는 생성한 세포는, 안정한 발현, 가령, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산의 통합을 위해 단지 선택, 동정 또는 생성한 세포와 비교하여, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 또는 300% 이상의 더 많은 글리코실화된 산물을 생성한다. 일 구현예에서, 본원에서 설명한 방법을 사용하여 선택, 동정 또는 생성한 세포는, 안정한 발현, 가령, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 외인성 핵산의 통합을 위해 단지 선택, 동정 또는 생성한 세포와 비교하여, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 또는 300% 이상 더 생존할 수 있다.
세포의 평가, 분류, 선택 또는 동정
일 측면에서, 본 발명은 세포, 가령 산물을 생산하는 능력, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 생산을 위한 후보 세포 평가에 대한 방법을 개시한다. 이러한 평가 결과는 고 생산성 세포 또는 세포주인 세포 또는 세포주의 생성을 위해 세포의 선택 또는 동정에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 본원에서 설명한 평가에 상응하여, 세포 또는 세포주는, 가령 높은 생산 능력을 갖는 세포 또는 세포주로서 분류될 수 있다.
고 생산성 세포 또는 세포주는 기준 세포 또는 본원에서 설명한 방법에 의해 선택되거나 생성되지 않은 세포와 비교하여, 더 고 수율로 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물을 생산할 수 있다. 일 구현예에서, 고 생산성 세포주는100 mg/L, 200 mg/L, 300 mg/L, 400 mg/L, 500 mg/L, 600 mg/L, 700 mg/L, 800 mg/L, 900m g/L,1 g/L, 2 g/L, 3 g/L, 4 g/L, 5g/L, 10 g/L, 15 g/L, 20 g/L, 25 g/L, 30 g/L, 35 g/L, 40 g/L, 45 g/L, 50 g/L, 55 g/L, 60 g/L, 65 g/L, 70 g/L, 75 g/L, 80 g/L, 85 g/L, 90 g/L, 95 g/L 또는 100 g/L 이상의 산물, 가령 재조합 폴리펩티드 산물을 생산할 수 있다. 일 구현예에서, 고 생산성 세포주는 100 mg/L, 200 mg/L, 300 mg/L, 400 mg/L, 500 mg/L, 600m g/L, 700 mg/L, 800m g/L, 900 mg/L, 1 g/L, 2 g/L, 3 g/L, 4 g/L, 5g/L, 10 g/L, 15 g/L, 20 g/L, 25 g/L, 30 g/L, 35 g/L, 40 g/L, 45 g/L, 50 g/L, 55 g/L, 60 g/L, 65 g/L, 70 g/L, 75 g/L, 80 g/L, 85 g/L, 90 g/L, 95 g/L 또는 100 g/L 이상의 산물, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물을 생산할 수 있다. 생산된 산물의 양은 세포 유형, 가령 종, 및 발현될 재조합 또는 치료용 폴리펩티드에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 고 생산성 세포는 본원에서 설명한 바와 같이, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 적어도 1 g/L, 2 g/L, 5 g/L, 10 g/L, 15 g/L, 20 g/L 또는 25 g/L 생산할 수 있다.
산물을 발현하기 어려운 구현예들에서, 고 생산성 세포는 보다 낮은, 가령, 0.1 g/L, 0.5 g/L 또는 1g/L 미만 농도의 산물을 생성할 수 있다. 그러나, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하는 핵산을 포함하지 않는 세포에 대해 관찰한 바에 비해 생산성이 더 높거나 증가되었다. 예를 들어, 동정되거나 선택한 세포에 의해 생산된 산물의 레벨, 양 또는 수량은, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하는 핵산을 포함하지 않는 세포에 의해 생산된 레벨, 양 또는 수량을 비교하면, 1배, 2배, 3배, 4배, 5배, 6배, 7배, 8배, 9배, 10배, 20배, 50 배 또는 100 배 이상 증가된다.
세포를 평가하기 위해 본원에서 설명한 방법은 세포 기능과 관련된 하나 이상의 파라미터에 주는 리프레서 폴리펩티드의 효과를 평가하는 것을 포함한다. 세포 기능과 관련된 파라미터는 한정되지 않으나, 세포 생존, 배양 생존율, 증식 능력, 산물을 생산하는 능력, 및 단백질 분해를 포함한다. 구현예들에서, 세포 기능과 관련된 하나 이상의 파라미터에 주는 리프레서 폴리펩티드의 발현 효과 값은, 세포 기능과 관련된 파라미터에 주는 리프레서 폴리펩티드의 효과를 결정하기 위해, 가령 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함한 핵산을 포함하는 세포가 세포 기능과 관련된 파라미터 중 하나의 증가 또는 감소를 가져오는지의 여부를 결정하기 위해, 참조 값과 비교한다. 하나의 구현예에서, 세포 기능과 관련된 하나 이상의 파라미터의 증가 또는 감소의 결정에 상응하여 생산 세포주로서 개발하기 위해 세포를 선택하거나 동정할 수 있다. 하나의 구현예에서, 세포는 고 생산성 세포, 가령 세포 기능과 관련된 하나 이상의 파라미터의 증가 또는 감소의 결정에 상응하여 더 고 수율로 산물을 생산할 수 있는 세포로 동정할 수 있다.
본원에서 설명한 임의의 구현예에서, 기준 값은 기준 세포, 가령 미리결정된 생산성을 갖는 세포의 세포 기능과 관련된 파라미터에 주는 리프레서 폴리펩티드의 효과 값일 수 있다. 대안적으로, 또는 본원에서 설명한 임의의 구현예에 추가하여, 기준 값은 시험하는 동일한 세포의 세포 기능과 관련된 파라미터의 값일 수 있으며, 여기서 세포는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하는 핵산을 포함하지 않으며, 가령, 파라미터의 값은 세포를 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하는 핵산과, 또는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하는 핵산과 접촉되지 않은 세포의 개별 부분표본(aliquot)과 접촉시키기 전에 측정했다.
하나의 구현예에서, 세포 생존은 세포 생존율, 가령 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현에서 생존한 세포의 수 또는 양을 결정하거나 정량함으로써 측정할 수 있다. 세포 생존의 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 남아있는 세포, 가령 온전한 또는 살아있는 세포 수 증가의 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 1배, 2배, 3배, 4 배 또는 5 배 이상을 포함한다. 대안적으로, 세포 생존의 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 사멸한 세포 수의 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 그 이상의 감소를 포함한다. 세포 생존 또는 사멸을 검출하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 가령 아넥신 V 분석, 생존 세포 농도(viable cell concentration, IVC)의 시간 적분, 최대 생존 세포 농도 및 세포 특이적 생산성 속도가 있다.
하나의 구현예에서, 배양 생존율은 살아있는 세포, 가령, 배양액에 살아 있는 세포 또는 세포 집단, 또는 생존율과 관련된 특징, 가령 증식 마커, 온전한 DNA를 갖거나, 또는 사멸 마커를 표시하지 않는 세포의 수 또는 양을 결정하거나 정량함으로써 측정할 수 있다. 배양 생존율의 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 남아있는 세포, 가령 온전한 또는 살아있는 세포 수 증가의 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 1배, 2배, 3배, 4 배 또는 5 배 이상을 포함한다. 배양 생존율을 결정하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 배양 생존율을 평가하는 다른 방법은, 한정되지 않으나, 트리판 블루 배제 방법에 이어 혈구계 또는 Vi-CELL (Beckman-Coulter)을 사용하여 계수하는 것을 포함한다. 배양 생존율을 평가하는 다른 방법은 생존 가능한 생물량을 결정하는 것을 포함할 수 있으며, 무선주파수 임피던스 또는 캐패시턴스 (가령, Carvell and Dowd, 2006, Cytotechnology, 50: 35-48)를 사용하는 것이나 라만 분광법 (가령, Moretto et al., 2011, American Pharmaceutical Review, Vol.14)을 포함한다.
하나의 구현예에서, 세포의 증식 능력은 세포의 수, 세포 배증, 또는 세포의 성장 속도를 정량화하거나 계수함으로써 측정할 수 있다. 대안적으로, 증식 세포는 세포의 게놈 함량 분석 (가령, DNA 복제)에 의해, 가령 유동 세포 분석법에 의해, 또는 증식 마커, 가령 Ki67, 세포주기에 관여하는 인산화된 사이클린-CDK 복합체의 존재에 의해 동정할 수 있다. 증식 능력의 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 세포 수 또는 증식 마커를 발현하는 세포 수 증가의1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 1배, 2배, 3배, 4 배 또는 5 배 이상을 포함한다. 대안적으로, 증식 능력의 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 세포의 배증 또는 성장 속도 증가의 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 1배, 2배, 3배, 4 배 또는 5 배 이상을 포함한다. 배양 생존율을 결정하는 방법은 당업계에 공지되어 있다.
본원에서 제공하는 방법은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드, 가령 산물을 생산하는 능력이 개선된 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는데 유용하다. 하나의 구현예에서, 본원에서 제공하는 방법은 또한 개선된 품질의 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 생산하는 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는데 유용하다.
하나의 구현예에서, 산물을 생산하는 세포의 능력은 생산되는 산물의 양 또는 농도를 결정하거나 정량함으로써 측정할 수 있다. 산물을 생산하는 능력의 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 단백질 생산 증가의 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 1배, 2배, 3배, 4 배 또는 5배, 또는 그 이상의 증가를 포함한다.
하나의 구현예에서, 산물, 가령 발현된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 품질은 적합하게 접힌 산물, 기능성 산물 또는 비응집 산물의 양 또는 농도를 결정하거나 정량함으로써 측정할 수 있다. 세포에 의해 생산된 산물의 품질 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 적합하게 접힌 산물, 기능성 산물 또는 비응집 산물, 가령 발현된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 양 또는 농도 증가의 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 1배, 2배, 3배, 4 배 또는 5 배 이상 증가를 포함한다.
하나의 구현예에서, 산물의 품질, 가령 발현된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드는 정확한 글리코실화 프로파일, 거대-이질성(즉, 부위 점유율) 및 글리코실화의 일관성으로 산물의 양 또는 농도를 결정하거나 정량함으로써 측정할 수 있다. 세포에 의해 생산된 산물의 품질 증가는, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소를 포함하지 않는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후와 비교하여, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제어 요소도 포함하는 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현 후에 정확한 글리코실화 프로파일, 증가된 부위 점유율 및 증가된 글리코실화의 일관성을 갖는 산물의 양 또는 농도 증가의 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 1배, 2배, 3배, 4 배 또는 5 배 이상을 포함한다.
증가된 단백질 생산을 측정하는 방법은 당업자에게 주지되어 있다. 예를 들어, 재조합 또는 치료용 단백질 생산의 증가는 ELISA에 의해 조직 배양 배지의 역가를 측정함으로써 소규모로 결정할 수 있다 (Smales et al., 2004 Biotechnology Bioengineering 88: 474-488). 또한, 예를 들어 배지 (Mason et al., 2012 Biotechnology Progress 28: 846-855) 내 재조합 단클론 항체(monoclonal antibody, mAb)의 농도 또는 대규모로 단백질 A HPLC (Stansfield et al., 2007 Biotechnology Bioengineering 97: 410-424)에 의해 높은 처리량 결정을 위해, ForteBio Octet에 의해 정량적으로 결정할 수도 있다. 산물, 가령 본원에서 설명한 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 생산을 결정하는 다른 방법은 산물, 특히 세포에서 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 특이적 생산 속도 (production rate, qP) 및/또는 생존 세포 농도 (IVC)의 시간 적분을 지칭할 수 있다. 배양 배지 내 폴리펩티드의 농도로서 규정하는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 생산 또는 생산성은 Porter et al. (Porter et al., 2010 Biotechnology Progress 26:1446-1455)에 따라 계산한 이들 2개 파라미터 (qP 및 IVC)의 함수이다.
본원에서 설명한 바와 같이 생성된 세포주에 의해 생산된 산물의 개선된 품질을 측정하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 하나의 구현예에서, 발현된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물의 일차 서열의 충실도(fidelity)를 결정하는 방법은, 가령 질량 분석법, HPLC, SDS-PAGE, 펩티드 맵핑 및 IEF와 같이 당업계에 공지되어 있다. 적합하게 접힌 산물, 가령 발현된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 양 또는 농도의 증가는 원편광 이색성 또는 발현된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 고유 형광을 평가함으로써 결정할 수 있다. 기능성 산물의 양 또는 농도의 증가는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 동일성에 따라 다양한 기능 분석을 사용하여 시험할 수 있다. 예를 들어, 항체는 ELISA 또는 다른 면역 친화도 분석으로 평가할 수 있다.
세포주 및 재조합 폴리펩티드의 제조 방법
포유동물 및 미생물 선택 시스템 모두에서 현재의 최신 기술은 RNA 로의 DNA의 전사 레벨에서 선택적 압력을 가하는 것이다. 관심 유전자는 선택 마커와 결합되어 관심 마커의 높은 발현을 가져올 수 있는 선택 마커의 높은 발현 레벨을 만든다. 생존 및 증식할 수 없을 정도로 충분히 높은 레벨에서 선택 마커를 발현하는 세포는 생존 및 증식하지 않을 것으로 보이는 세포이다. 이러한 방식으로, 세포 집단은 선택 마커를 발현하고 관심 유전자를 높은 레벨로 함축함으로써 세포를 풍부하게 할 수 있다. 이 방법은 단백질을 발현하기 어렵지 않은 발현에 매우 성공적인 것으로 판명되었다.
어떤 구현예에서, 산물의 발현, 가령 산물의 전사, 번역 및/또는 분비, 또는 산물의 품질, 가령 일차 서열의 적합한 접힘 및/또는 충실도를 개선하기 위해 추가 단계를 실행할 수 있다. 이러한 추가 단계는 산물의 발현 또는 산물의 품질을 향상시키는 작용제를 도입하는 것을 포함한다. 일 구현예에서, 산물의 발현 또는 산물의 품질을 향상시키는 작용제는 소분자, 폴리펩티드, 또는 단백질, 가령 샤페론 단백질의 접힘을 향상시키는 폴리펩티드를 코딩하는 핵산일 수 있다. 일 구현예에서, 단백질 접힘을 보조하는 작용제는 샤페론 단백질, 가령 BiP, PD1 또는 ERO1을 코딩하는 핵산을 포함한다 (Chakravarthi & Bulleid 2004; Borth et al., 2005; Davis et al., 2000). 산물의 수율 및 품질을 개선하기 위한 다른 추가 단계는 SBP1 및 ATF6 등의 전사 인자 (Tigges & Fussenegger 2006; Cain et al., 2013; Ku et al., 2008) 및 칼렉신과 칼레티큘린 등의 렉틴 결합 샤페론 단백질의 과발현을 포함한다 (Chung et al., 2004). 본원에서 설명한 단백질의 접힘과 산물 품질 및 수율을 돕거나 개선하는 작용제의 과발현은 단백질을 코딩하는 외인성 핵산의 도입에 의해 달성할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 산물의 발현 또는 산물의 품질을 향상시키는 작용제는 세포 배양액에 첨가되어 산물의 발현 또는 산물의 품질을 증가시킬 수 있는 소분자이다. 하나의 구현예에서, 보다 낮은 온도에서의 세포의 배양은 세포가 정상적으로 성장하는 온도보다, 가령, 1℃, 2℃, 3℃, 4℃, 5℃, 6℃, 7℃, 8℃, 9℃, 10℃ 낮다.
본원에서 설명한 임의의 방법은 높은 생산성을 갖거나 고품질의 산물을 생산하는 세포를 동정하기 위한 추가의 선택 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, FAC 선택법을 사용하여 원하는 특성, 가령 접힘 단백질, 가령 샤페론 단백질의 더 높은 발현을 갖는 특이적 세포를 선택하는데 사용할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물을 회수 또는 회복하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 재조합 또는 치료용 폴리펩티드가 세포로부터 분비되는 구현예에서, 상기 방법은 세포, 세포 집단 또는 세포가 배양된 배양 배지로부터 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 회복, 수집 또는 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 재조합 또는 치료용 폴리펩티드가 세포 내에 있는 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물의 정제는 세포에 의해 생산된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를: 숙주 세포 단백질, 숙주 세포 핵산, 숙주 세포 지질 및/또는 숙주 세포의 다른 잔해물 중 임의의 하나 이상으로부터 분리하는 것을 포함한다.
구현예들에서, 본원에서 설명한 방법은 실질적으로 순수한 단백질 산물을 제공한다. 본원에서 사용한 바와 같이, "실질적으로 순수한"이란 실질적으로 발열성 물질이 없고, 실질적으로 핵산이 없고, 및/또는 숙주 세포로부터의 내인성 세포 단백질 효소 및 성분, 예컨대 폴리머라제, 리보좀 단백질 및 샤페론 단백질이 실질적으로 없는 것을 의미한다. 실질적으로 순수한 단백질 산물은, 예를 들어 25% 미만, 20%, 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 또는 1%의 숙주 세포로부터의 오염 내인성 단백질(일명 숙주 세포 단백질), 핵산 또는 다른 거대분자를 포함한다.
산물, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 회수 및 정제 방법은 당업계에 잘 확립되어 있다. 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 산물을 회수하기 위해, 물리적이나 화학적, 또는 물리-화학적 방법이 사용된다. 물리적이나 화학적 또는 물리-화학적 방법은 여과법, 원심분리법, 초 원심분리법, 추출법, 동결건조법, 침전법, 크로마토그래피법 또는 이들 방법의 2개 이상의 조합일 수 있다. 일 구현예에서, 크로마토그래피법은 하나 이상의 크기 배제 (size-exclusion) 크로마토그래피(또는 겔 여과), 이온 교환 크로마토그래피, 가령 음이온 또는 양이온 교환 크로마토그래피, 친화성 크로마토그래피, 소수성 상호작용 크로마토그래피 및/또는 멀티모달 (multimodal) 크로마토그래피 중 하나 이상을 포함한다.
리프레서 폴리펩티드
본원에서는 유전자 제어 회로, 세포, 및 고 수율로 산물, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 생산할 수 있는 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는데 유용한 리프레서 폴리펩티드 및 리프레서 폴리펩티드 코딩 서열을 제공한다. 일반적으로, 리프레서 폴리펩티드는 조절된 방식으로 산물, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제한다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드 코딩 서열은 한가지 이상의 조건에 따라 리프레서 폴리펩티드 코딩 서열의 전사를 활성화시키는 제어 요소의 전사 제어 하에 놓여 있다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열에 조작 결합된 제어 요소, 가령 프로모터 요소에 결합된다. 어떤 구현예에서, 제어 요소에 대한 리프레서 폴리펩티드의 결합은 조작 결합된 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열의 전사를 억제한다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 전사체(transcript)의 비번역 영역을 코딩하는 서열에 결합된다. 어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 전사체의 비번역 영역에 대한 리프레서 폴리펩티드의 결합은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열의 번역을 억제한다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열의 코딩 서열에 결합된다. 어떤 구현예에서, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 코딩 서열에 대한 리프레서 폴리펩티드의 결합은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열의 전사, 번역 또는 전사 및 번역을 억제한다.
본 발명은 특정 리프레서 폴리펩티드에 특이적이지 않은 것으로 생각한다. 예시적인 리프레서 폴리펩티드는 한정되지 않으나, Cas9 분자, TALE 분자 및 징크 핑거 분자를 포함한다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 당업계에 공지된 Cas 관련 단백질이다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 (가령, K. S. Makarova et al., Nat. Rev. Microbiol. 9, 467 (2011); K. S. Makarova, N. V. Grishin, S. A. Shabalina, Y. I. Wolf, E. V. Koonin, Biol. Direct 1, 7 (2006); 또는 K. S. Makarova, L. Aravind, Y. I. Wolf, E. V. Koonin, Biol. Direct 6, 38 (2011)에 기재된 바와 같은) CRISPR/Cas 시스템으로부터의 I, II 또는 III형 단백질이다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 Cas9 분자이다. Cas9 분자인 리프레서 폴리펩티드는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제하기 위해 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4개, 또는 그 이상)의 적합한 gRNA를 필요로 한다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 TALE 분자이다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 징크 핑거 분자이다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소의 내인성 리프레서이다. 일 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 내인성 유전자는 불활성이며, 가령 기능 상실을 가져오기 위해 녹아웃 또는 돌연변이되었다.
Cas9 분자
본 발명의 유전자 제어 회로, 세포 및 방법에 사용되는 Cas9 분자는 다양한 종에서 유래하는 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 종에서 Cas9 분자로부터의 하나 이상의 도메인은 다른 종에서, 가령 융합 단백질에서 Cas9 분자로부터의 하나 이상의 도메인과 결합될 수 있다. 종을 포함하는 추가의 Cas9 폴리펩티드는: 수박 과실썩음병 병원균 (Acidovorax avenae), 악티노바실루스 플뢰로뉴모니애 (Actinobacillus pleuropneumoniae), 악티노바실루스 숙시노젠 (Actinobacillus succinogenes), 악티노바실루스 수이스 (Actinobacillus suis), 악티노미세스 (Actinomyces sp.), 사이클리필루스 데니트리피칸 (cycliphilus denitrificans), 아미노모나스 파우시보란 (Aminomonas paucivorans), 바실루스 세레우스 (Bacillus cereus), 바실루스 스미티 (Bacillus smithii), 바실루스 튜링제니스시스 (Bacillus thuringiensis), 박테로이드 (Bacteroides sp.), 블라스토피렐루라 마리나(Blastopirellula marina), 브레디라이조비움 (Bradyrhizobium sp.), 브레비바실루스 라테로스포루스 (Brevibacillus laterosporus), 캠필로박터 콜리 (Campylobacter coli), 캠필로박터 제주니 (Campylobacter jejuni), 캠필로박터 라리 (Campylobacter lari), 캔디다투스 퓨니세이스피리룸 (Candidatus Puniceispirillum), 클로스트리륨 셀룰로이티쿰 (Clostridium cellulolyticum), 클로스트리듐 페르프린젠스 (Clostridium perfringens), 코리네박테리움 아코렌스 (Corynebacterium accolens), 코리네박테리움 디프테리아 (Corynebacterium diphtheria), 코리네박테리움 마트루코티 (Corynebacterium matruchotii), 디노로세박터 샤이베 (Dinoroseobacter shibae), 유박테리움 돌리쿰 (Eubacterium dolichum), 감마 프로테오박테리움 (gamma proteobacterium), 글루코나세토박터 다이아조트로피커스 (Gluconacetobacter diazotrophicus), 헤모필루스 파라인풀루엔자 (Haemophilus parainfluenzae), 헤모필루스 스푸토럼 (Haemophilus sputorum), 헬리코박터 카나덴시스 (Helicobacter Canadensis), 헬리코박터 시네디 (Helicobacter cinaedi), 헬리코박터 무스텔라 (Helicobacter mustelae),일로박터 폴리트로푸스 (Ilyobacter polytropus), 킨젤라 킨가에 (Kingella kingae), 락토바실루스 크리스파투스 (Lactobacillus crispatus), 리스테리아 이바노비 (Listeria ivanovii), 리스테리아 모노사이토제니스 (Listeria monocytogenes), 리스테리아 박테리움 (Listeriaceae bacterium), 메틸로시스티스 (Methylocystis sp.), 메틸로시누스 트리코스포리움 (Methylosinus trichosporium), 모빌룬수스 뮬리어리스 (Mobiluncus mulieris), 네이세리아 바실리포미스 (Neisseria bacilliformis), 네이세리아 시네레 (Neisseria cinerea), 네이세리아 플라베센스 (Neisseria flavescens), 진정 세균목 락타미카 (Neisseria lactamica), 수막구균성 수막염 (Neisseria meningitides), 네이세리아 (Neisseria sp.), 네이세리아 와드스워티 (Neisseria wadsworthii), 니트로소모나스 (Nitrosomonas sp.), 파비바쿨롬 라바멘티보란 (Parvibaculum lavamentivorans), 파스튜렐라 멀토시다 (Pasteurella multocida), 파스콜락토박테리움 숙시나튜텐 (Phascolarctobacterium succinatutens), 랄스토니아 시즈기 (Ralstonia syzygii), 로도슈도모나스 팔루스트리스 (Rhodopseudomonas palustris), 로도불롬 (Rhodovulum sp.), 시몬시엘라 뮤엘러리 (Simonsiella muelleri), 스핑고모나스 (Sphingomonas sp.), 스포로락토바실러스 비니에 (Sporolactobacillus vineae), 스타필로코커스 러그두넨시스 (Staphylococcus lugdunensis), 스트렙토코쿠스 (Streptococcus sp.), 서브돌리그라눌롬 (Subdoligranulum sp.), 티스렐라 모빌리스 (Tistrella mobilis), 트레포네마 (Treponema sp.), 또는 버미네프로박터 이세니에 (Verminephrobacter eiseniae)를 포함한다.
Cas9 구조 및 활성
결정 구조는 자연적으로 발생하는 Cas9 폴리펩티드(Jinek et al., Science, 343(6176): 1247997, 2014) 및 가이드 RNA (가령, crRNA 및 tracrRNA의 합성 융합)를 갖는 화농성 연쇄상구균 (S. pyogenes) Cas9에 이용 가능하다 (Nishimasu et al., Cell, 156:935-949, 2014; and Anders et al., Nature, 2014, doi: 10.1038/nature13579).
일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 RuvC-유사 도메인 및 HNH-유사 도메인 중 하나 이상의 도메인을 포함한다. 일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드이고, dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드는 RuvC-유사 도메인, 가령, 누클레아제 활성이 결핍된 RuvC-유사 도메인 및/또는 HNH-유사 도메인, 가령 누클레아제 활성이 결핍된 HNH-유사 도메인을 포함한다.
일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 하나 이상의 RuvC-유사 도메인 (가령, 1, 2, 3개, 또는 그 이상의 RuvC-유사 도메인)을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, RuvC-유사 도메인은 그의 활성을 변경시키는 하나 이상의 돌연변이를 포함하여, RuvC 도메인이 DNA를 절단하지 않거나 감소된 DNA 절단 활성을 갖는다. 일 구현예에서, RuvC-유사 도메인은 길이가 적어도 5, 6, 7, 8개의 아미노산이지만, 20, 19, 18, 17, 16 또는 15개 미만의 아미노산의 길이이다. 일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 길이가 약 10 내지 20개의 아미노산, 가령 약 15개의 아미노산의 N-말단 RuvC-유사 도메인을 포함한다.
일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 하나 이상의 HNH-유사 도메인 (가령, 1, 2, 3개, 또는 그 이상의 HNH-유사 도메인)을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, HNH-유사 도메인은 그의 활성을 변경시키는 하나 이상의 돌연변이를 포함하여, HNH-유사 도메인이 DNA를 절단하지 않거나 감소된 DNA 절단 활성을 갖는다. 일 구현예에서, HNH-유사 도메인은 길이가 적어도 15, 20, 25개의 아미노산이지만, 40, 35 또는 30개 미만, 가령, 20 내지 35개의 아미노산의 길이, 가령, 25 내지 30개의 아미노산의 길이이다.
구현예들에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 gRNA 분자와 상호 작용하는 능력을 가지며, gRNA 분자와 함께 코어 표적 도메인에 위치하지만, 표적 핵산을 절단할 수 없거나 효율적인 속도로 절단할 수 없다. 절단 활성이 없거나 실질적으로 없는 Cas9 분자는 여기서 dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드로 부른다. 예를 들어, dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드는 당업계에 공지된 분석 또는 본원에서 설명한 분석에 의해 측정한 바와 같이, 절단 활성이 결핍되거나 기준 Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드의 절단 활성의 실질적으로 20, 10, 5, 1 또는 0.1% 미만을 가질 수 있다.
표적화 및 PAM
Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 가이드 RNA (gRNA) 분자와 상호 작용할 수 있고, gRNA 분자와 협력하여, 표적 도메인 및 PAM 서열을 포함하는 부위에 국소화된다.
구현예에서, 표적 핵산과 상호 작용하는 Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드의 능력은 PAM 서열에 의존적이다. PAM 서열은 표적 핵산에서의 서열이다. 상이한 박테리아 종으로부터의 Cas9 분자는 상이한 서열 모티프 (가령, PAM 서열)를 인식할 수 있다. Cas9 분자는 Cas9 분자의 PAM 특이성을 변경시키도록 조작할 수 있다. 예시적인 자연적으로 발생하는 Cas9 분자는 Chylinski et al., RNA BIOLOGY 2013 10: 5, 727-737에 기재되어 있다.
Cas9 구조의 변경
어떤 구현예에서, 하나 이상의 돌연변이(들)은, 가령 하나 이상의 RuvC-유사 도메인, 가령 N-말단 RuvC-유사 도메인; HNH-유사 도메인; Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드의 RuvC-유사 도메인 및 HNH-유사 도메인의 외부 영역에 존재할 수 있다. 어떤 구현예에서, 돌연변이(들)은 RuvC-유사 도메인, 가령 N-말단 RuvC-유사 도메인에 존재한다. 어떤 구현예에서, 돌연변이(들)은 HNH-유사 도메인에 존재한다. 어떤 구현예에서, 돌연변이는 RuvC-유사 도메인, 가령 N-말단 RuvC-유사 도메인 및 HNH-유사 도메인 모두에 존재한다.
구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드, 가령 dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드는:
60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함하고;
비교시 아미노산 잔기의 2, 5, 10, 15, 20, 30 또는 40% 미만이 상이하고;
적어도 1, 2, 5, 10 또는 20개, 그러나, 100, 80, 70, 60, 50, 40 또는 30개 미만의 아미노산이 상이하며; 또는
본원에서 설명한 임의의 Cas9 분자 서열, 또는 자연적으로 발생하는 Cas9 분자 서열, 가령 본원에 열거되거나 Chylinski et al., RNA Biology 2013 10:5, 727-737; Hou et al., PNAS Early Edition 2013, 1-6에 기재된 종으로부터의 Cas9 분자와 동일하다. 일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 하기 활성, 즉: 헬리카제 활성; 또는 gRNA 분자와 함께 표적 핵산에 국소화하는 능력 중 하나 이상을 포함한다. 일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 닉카제 활성 또는 이중 나선 절단 활성 (가령, 엔도누클레아제 및/또는 엑소누클레아제 활성)을 포함하지 않는다.
화농성 연쇄상구균 서열과 관련하여 RuvC 도메인 또는 HNH 도메인에서 만들어질 수 있는 예시적인 돌연변이는 D10A, E762A, H840A, N854A, N863A 및/또는 D986A를 포함한다.
예시적인 Cas9 폴리펩티드 및 Cas9 도메인 서열은 WO2015/157070의 표 50-54에서 찾아 볼 수 있다.
dCas9 리프레서 폴리펩티드
일 구현예에서, Cas9 분자 또는 Cas9 폴리펩티드는 기준 Cas9 분자와 비교하여 RuvC 도메인 및/또는 HNH 도메인에서 한가지 이상의 차이를 포함하는 dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드이고, dCas9 분자 또는 dCas9 폴리펩티드는, 가령, 절단 분석에서 야생형과 비교시, 핵산을 절단하지 않거나, 야생형보다 현저히 낮은 효율로 절단하며, 가령, 본원에서 설명한 바와 같이, 본원에서 설명한 분석에 의해 측정한 바와 같이, 기준 Cas9 분자의 50, 25, 10 또는 1% 미만으로 절단한다.
Cas9 단백질 (가령, D10A 및 H840A 돌연변이)의 DNA 절단 도메인 둘 모두에서 주요 잔기를 돌연변이시키면, 촉매적으로 불활성인 Cas9 (dCas9, 죽은 Cas9로도 공지되어 있음) 분자가 만들어진다. 효소적으로 불활성인 Cas9, 가령 dCas9는 gRNA와 복합체를 형성하고, 그 gRNA의 표적화 도메인에 의해 특정된 DNA 서열에 국소화되지만; 표적 DNA를 절단하지는 않는다. 효소적으로 불활성인 (가령, dCas9) Cas9 분자는 코딩 서열에서 초기 영역으로 동원되는 경우 전사를 차단할 수 있다. 전사 억제 도메인 (예를 들어, KRAB, SID 또는 ERD)을 효소적으로 불활성인 Cas9, 가령 dCas9에 융합시키고, 이를 가령 출발 코돈의 서열 3'의 1000bp 이내에서, 또는 제어 요소, 가령 유전자의 출발 코돈의 프로모터 요소, 가령 5'의 500 bp 이내에서 표적 서열에 동원함으로써, 추가 억제를 달성할 수 있다. (가령, gRNA를 DHS에 상보적으로 만듦으로써) 프로모터의 DNase I 과민감 부위 (DNase I hypersensitive sites, DHS)를 표적화하는 것은, 유전자 억제, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열의 억제를 위한 추가 전략일 수 있는데, 이들 영역이 효소적으로 불활성인 Cas9, 가령 dCas9에 보다 접근 가능하고 또한 내인성 전사 인자에 대한 부위를 함유할 가능성이 있기 때문이다. 이론에 구속받고 싶지 않으나, 내인성 전사 인자 또는 RNA 폴리머라제의 결합 부위를 차단하는 것은 유전자 조절, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열의 발현을 하향 조절하는 것을 돕게 된다. 일 구현예에서, 하나 이상의 효소적으로 불활성인 Cas9, 가령 dCas9 분자를 사용하여 하나 이상의 내인성 전사 인자의 결합을 차단할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 효소적으로 불활성인 Cas9, 가령 dCas9 분자는 이펙터 도메인, 가령 억제 도메인, 활성화 도메인, 메틸화 효소 등에 융합될 수 있다. 이펙터 도메인에 대한 효소적으로 불활성인 Cas9, 가령 dCas9의 융합은 gRNA에 의해 특정된 임의의 DNA 부위로의 이펙터의 동원을 가능케 한다. 염색질의 상태를 변경하면, 결과적으로 표적 유전자의 발현이 감소될 수 있다. 하나 이상의 효소적으로 불활성인 Cas9, 가령 dCas9는 하나 이상의 염색질 변형 단백질에 융합된 분자를 사용하여 염색질의 상태를 수정할 수 있다.
일 구현예에서, gRNA 분자는 제어 요소 (가령, 프로모터 요소), 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열에 조작 결합된 제어 요소를 표적화할 수 있다. 일 구현예에서 gRNA 분자는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열을 표적화할 수 있다.
gRNA Molecules
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 gRNA 분자는 표적 서열로의 gRNA 분자/Cas9 분자 복합체의 특이적 표적화 또는 귀소화를 촉진시키는 핵산을 말한다. gRNA 분자는 여기서 종종 "키메릭(chimeric)" gRNA로 부르는 단분자 (단일 RNA 분자를 포함함)일 수 있거나, 모듈형 (하나 이상, 전형적으로는 2개 이상의 별개의 RNA 분자를 포함함)일 수 있다. gRNA 분자는 다수의 도메인을 포함한다.
구현예에서, 단분자 또는 키메릭 gRNA는 전형적으로 5' 내지 3'을 포함한다:
표적화 도메인(targeting domain)
제 1상보성 도메인(complementarity domain);
결합 도메인(linking domain);
제 2상보성 도메인(제 1상보성 도메인과 상호보완적임)
근위 도메인(proximal domain); 및
임의로, 테일 도메인(tail domain).
일 구현예에서, 모듈형 gRNA는
전형적으로 5' 내지 3'을 포함하는 제 1나선(strand);
표적화 도메인
제 1상보성 도메인; 및
전형적으로 5' 내지 3'을 포함하는 제 2나선;
임의로 5' 연장 도메인;
제 2상보성 도메인;
근위 도메인; 및
임의로 테일 도메인.
일 구현예에서, gRNA는 tracrRNA를 포함하는 제 1나선 및 crRNA를 포함하는 제 2나선을 포함한다. 예시적인 tracrRNA와 crRNA, 및 그의 설계 방법은 당업계, 예를 들어 Jinek et al., Science 17 Aug 2012:Vol. 337, Issue 6096, pp. 816-821에서 찾아 볼 수 있다.
예시적인 gRNA 및 gRNA 설계 방법은 WO2015/157070, Xu, H., et al., Genome Res. 2015 Aug; 25(8):1147-57, 및 당업계에 공지된 방법에서 찾아볼 수 있다.
gRNA 도메인
표적화 도메인은 표적 핵산 상의 표적 서열에 대해 상보적인, 가령 적어도 80, 85, 90 또는 95% 상보적인, 가령 완전히 상보적인 누클레오티드 서열을 포함한다. 표적화 도메인은 RNA 분자의 일부이므로 염기 우라실(U)을 포함하는 반면, gRNA 분자를 코딩하는 임의의 DNA는 염기 티민(T)을 포함하게 된다. 일 구현예에서, 표적 서열과의 표적화 도메인의 상보성은 gRNA 분자/Cas9 분자 복합체와 표적 핵산 간의 상호 작용의 특이성에 기여하는 것으로 여겨진다. 일 구현예에서, 표적화 도메인은 길이가 5 내지 50개의 누클레오티드이다. 어떤 구현예에서, 표적화 도메인은 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소, 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 또는 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소 내에 포함된 비번역 영역 또는 인트론에 대해 상보성을 갖는다. 표적화 도메인이 상보적인 표적 핵산의 나선은 여기서 상보적 나선이라 칭한다.
제 1상보성 도메인은 제 2상보성 도메인과 상보적이며, 일 구현예에서, 제 2상보성 도메인에 대해 충분한 상보성 가져, 적어도 어떤 생리학적 조건 하에 이중화된 영역(duplexed region)을 형성한다.
제 1상보성 도메인은 자연적으로 발생하는 제 1상보성 도메인과 상동성을 공유하거나 그로부터 유래될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 도메인은 화농성 연쇄상구균 (S. pyogenes), 황색포도상구균 (S. aureus) 또는 스트렙토코쿠스 써머필러스 (S. thermophiles)로부터의 제 1상보성 도메인과 적어도 50%의 상동성을 갖는다. 결합 도메인은 제 1상보성 도메인과 단분자 gRNA의 제 2상보성 도메인을 연결시키는 역할을 한다. 결합 도메인은 제 1및 제 2상보성 도메인을 공유적으로 또는 비공유적으로 결합시킬 수 있다. 일 구현예에서, 결합은 공유적이다. 전형적으로 결합 도메인은 하나 이상의, 가령 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 누클레오티드를 포함한다.
모듈형 gRNA 분자에서, 2개의 분자는 상보성 도메인의 혼성화 (hybridization)에 의해 연관된다.
구현예에서, 모듈형 gRNA는 여기서 5' 연장 도메인으로 부르는 제 2상보성 도메인에 대한 추가 서열 5'를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 5'연장 도메인은 길이가 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개 이상의 누클레오티드이다.
제 2상보성 도메인은 제 1상보성 도메인과 상보적이고, 일 구현예에서, 제 2상보성 도메인에 대해 충분한 상보성을 가져, 적어도 일부 생리학적 조건 하에 이중화된 영역을 형성한다. 일 구현예에서, 제 2상보성 도메인은 제 1상보성 도메인과 상보성이 결여된 서열, 가령 이중화된 영역으로부터 루프 아웃(loops out)되는 서열을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 제 2상보성 도메인은 길이가 5 내지 27개의 누클레오티드이며, 일 구현예에서, 이는 상보성 영역보다 길다. 제 2상보성 도메인은 자연적으로 발생하는 제 2상보성 도메인과 상동성을 공유하거나 그로부터 유래될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 도메인은 화농성 연쇄상구균, 황색포도상구균 또는 스트렙토코쿠스 써머필러스로부터의 제 2상보성 도메인과 적어도 50%의 상동성을 갖는다.
일 구현예에서, 근위 도메인은 길이가 5 내지 20개의 누클레오티드이다. 일 구현예에서, 근위 도메인은 자연적으로 발생하는 근위 도메인과 상동성을 공유하거나 그로부터 유래될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 도메인은 화농성 연쇄상구균, 황색포도상구균 또는 스트렙토코쿠스 써머필러스로부터의 근위 도메인과 적어도 50%의 상동성을 갖는다.
일 구현예에서, 테일 도메인은 길이가 0(없음), 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 누클레오티드이다. 일 구현예에서, 테일 도메인 누클레오티드는 자연적으로 발생하는 테일 도메인의 5' 말단으로부터의 서열로부터 유래되거나 상동성을 공유한다. 일 구현예에서, 본원에 개시한 테일 도메인, 가령 화농성 연쇄상구균, 황색포도상구균 또는 스트렙토코쿠스 써머필러스, 테일 도메인과 적어도 50%의 상동성을 갖는다. 일 구현예에서, 테일 도메인은 서로 상보적이고 적어도 일부 생리학적 조건 하에 이중화된 영역을 형성하는 서열을 포함한다.
일 구현예에서, 테일 도메인은 3' 말단에 시험관내 또는 체내 전사 방법과 관련된 누클레오티드를 포함한다. U6 프로모터가 체내 전사에 사용되는 경우, 이들 누클레오티드는 UUUUUU의 서열일 수 있다.
gRNA의 설계 방법
gRNA 표적 서열의 선택 및 확인 방법과 표적외 분석은, 가령, Mali et al., 2013 Science 339(6121): 823-826; Hsu et al. Nat Biotechnol, 31(9): 827-32; Fu et al., 2014 Nat Biotechnol, doi: 10.1038/nbt.2808. PubMed PMID: 24463574; Heigwer et al., 2014 Nat Methods 11(2):122-3. doi: 10.1038/nmeth.2812. PubMed PMID: 24481216; Bae et al., 2014 Bioinformatics PubMed PMID: 24463181; Xiao A et al., 2014 Bioinformatics PubMed PMID: 24389662에 기재되어 있다.
예를 들어, 소프트웨어 툴을 사용하여 사용자의 표적 서열 내에서 gRNA의 선택을 최적화, 가령, 게놈 전체에 걸친 총 표적외 활성을 최소화할 수 있다. 표적외 활성은 DNA 결합, DNA 절단, DNA 단절 또는 다른 활성일 수 있다. 화농성 연쇄상구균 Cas9를 사용하는 각각의 가능한 gRNA 선택을 위해, 툴은 최대로 특정 수 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개)의 불일치(mismatched) 염기쌍을 포함하는 게놈 전체에 걸쳐서 모든 표적외 서열 (NAG 또는 NGG PAM에 선행함)을 동정할 수 있다. 다음에, 가능한 각 gRNA는 예측된 총 표적외 절단에 따라 순위가 매겨진다; 최상위 gRNA는 가장 큰 표적내 및 가장 작은 표적외 절단을 가질 가능성이 있는 것들을 나타낸다. 그 밖의 다른 기능, 가령 CRISPR 구축을 위한 자동 시약 설계, 표적내 서베이어(Surveyor) 분석을 위한 프라이머 설계, 차세대 서열화를 통한 표적외 절단의 고 처리량(high-throughput) 검출 및 정량화를 위한 프라이머 디자인도 툴에 포함될 수 있다. 후보 gRNA 분자는 당업계에 공지된 방법에 의해 평가할 수 있다.
TALE 분자
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 전사 활성화제-유사 이펙터 (transcription activator-like effector, TALE) 분자 또는 TALE 폴리펩티드는 TALE DBD에 의해 특정된 핵산 위치로 귀소화 또는 국소화될 수 있는 다중 TALE DNA-결합 반복 도메인(TALE DBD)을 포함하는 분자 또는 폴리펩티드를 말한다. TALE 분자 및 TALE 폴리펩티드란 용어는 본원에서 사용한 바와 같이, 자연적으로 발생하는 TALE 분자, 및 가령 기준 서열, 가령, 당업계에 공지된 가장 유사한 자연적으로 발생하는 TALE 분자와 적어도 하나의 아미노산 잔기가 상이한 조작, 변경 또는 변형된 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드를 말한다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 TALE DBD는 모티프의 12 및 13 번 위치에 2개의 초가변 잔기 (즉, 반복 가변 이잔기 (repeat variable di-residue, RVD))를 포함하는 33-35번 아미노산 모티프를 말한다. TALE DNA-결합 도메인(DNA-binding domain, DBD)의 RVD는 TALE DBD가 결합 친화성을 갖는 DNA 염기쌍 또는 염기쌍들을 특정한다. TALE DBD가 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드 내에서 어레이로 결합되는 경우, TALE DBD(및 이들의 RVD)의 순서는 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드가 결합 친화성을 갖는 DNA 서열을 결정한다. 자연적으로 발생하는 TALE 폴리펩티드 및 TALE DBD는 잔타모나스 (Xanthomonas) 박테리아에 의해 생성된다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 반복 가변 이잔기(RVD)는 TALE DBD의 12 및 13번 위치에 있는 2개의 초가변 아미노산 잔기를 말한다. RVD는 TALE DBD의 DNA 염기쌍 친화도를 결정한다. RVD의 모든 가능한 조합 및 그들의 각 염기쌍 친화도는 당업계에 공지되어 있다. 가령, Cong L., et al., Nat Commun. 2012 Jul 24; 3():968; Juillerat A., et al., Sci Rep. 2015 Jan 30; 5():8150; Miller J. C. et al., Nat Methods 12, 465-471(2015); Streubel J., et al., Nat Biotechnol 30, 593-595(2012); 및 Yang J. et al., Cell Res 24, 628-631(2014)참조하면 되며, 이들은 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다. 모든 가능한 RVD는 본원에서 설명한 리프레서 폴리펩티드, 가령 TALE 분자와 함께 사용하는 것으로 고려한다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 TALE DBD 어레이는 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드 내에서 TALE DBD의 동일성 및 순서, 가령 각 TALE DBD의 RVD를 말한다. TALE DBD 어레이는 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드의 서열 특이적 결합 친화도를 결정한다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드이다. 임의 종의 잔타모나스 (Xanthomonas)로부터의 TALE DBD 및 TALE 폴리펩티드는 유전자 제어 회로, 세포, 및 고 수율로 산물, 가령 본원에서 설명한 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 생산할 수 있는 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는 방법에서 사용할 수 있다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 자연적으로 발생하는 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드이다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 조작된 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드, 즉 자연적으로 발생하는 TALE 분자나 TALE 폴리펩티드 또는 당업계에 공지된 또 다른 조작된 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드와 하나 이상의 아미노산이 상이한 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드이다.
어떤 구현예에서, 조작된 TALE 분자 또는 TALE 폴리펩티드는:
60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함하고;
비교시 아미노산 잔기의 2, 5, 10, 15, 20, 30 또는 40% 미만이 상이하고;
적어도 1, 2, 5, 10 또는 20개, 그러나, 100, 80, 70, 60, 50, 40 또는 30개 미만의 아미노산이 상이하며; 또는
본원에서 설명한 임의의 TALE 분자 서열, 또는 자연적으로 발생하는 TALE 분자 서열, 가령 여기에 열거하거나 본원에서 인용한 공보에 기재된 종으로부터의 TALE 분자와 동일하다.
어떤 구현예에서, TALE 분자는 해당 TALE 분자의 TALE DBD 어레이에 의해 특정된 표적 DNA 서열에 국소화된다. 어떤 구현예에서, TALE 분자는 코딩 서열, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 코딩 서열에서 초기 영역으로 동원되는 경우 전사를 차단할 수 있다. 어떤 구현예에서, TALE 분자는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열에 조작 결합된 제어 요소, 가령 프로모터 요소에 동원되는 경우 전사를 차단할 수 있다. 어떤 구현예에서, 전사 억제 도메인 (예를 들어, KRAB, SID 또는 ERD)을 TALE 분자에 융합시키고, TALE DBD 어레이에 의해 특정된 임의의 DNA 부위에 이펙터의 동원을 가능케 함으로써, 추가 억제를 달성할 수 있다.
어떤 구현예에서, TALE 분자는 2개 이상 (가령, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50개, 또는 그 이상)의 TALE DBD를 포함한다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드의 TALE DBD 어레이, 가령 TALE 분자는 표적 DNA 서열을 특정한다. 어떤 구현예에서, TALE DBD 어레이에 의해 특정된 표적 서열은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열에 조작 결합된 제어 요소, 가령 프로모터 요소 내에 포함된다. 어떤 구현예에서, TALE DBD 어레이에 의해 특정된 표적 서열은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열로 구성된다.
예시적인 자연 발생 및 조작된 TALE 폴리펩티드 서열과, 유전자 제어 회로, 세포, 및 고 수율로 산물, 가령 본원에서 설명한 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 생산할 수 있는 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는 방법과 함께 사용하기 위한 TALE 폴리펩티드를 설계 및 시험하는 방법은 당업계, 가령 Zhang F, et al., Nat Biotechnol. 2011; 29:149-153; Geissler R, et al., PLoS One. 2011; 6:e19509; Garg A, et al., Nucleic Acids Res. 2012; Bultmann S, et al., Nucleic Acids Res. 2012; 40:5368-5377; Cermak T, et al., Efficient design and assembly of custom TALEN and other TAL effector-based constructs for DNA targeting. Nucleic Acids Res. 2011; 39:e82; Cong L, et al., Nat Commun. 2012; 3:968; and Miller JC, et al., Nat Biotechnol. 2011; 29:143-148에서 찾아 볼 수 있으며, 이들은 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다.
징크 핑거 분자
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 징크 핑거 분자는 다수의 징크 핑거 도메인(zinc finger domain, ZFD)을 포함하는 분자 또는 폴리펩티드를 말한다. 징크 핑거 분자는, 이 징크 핑거 분자가 포함하는 ZFD의 동일성 및 순서에 의해 결정된 특정 DNA 서열에 친화도를 갖는다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 징크 핑거 도메인(ZFD)은 서열 특이적 방식으로 DNA에 결합되고 DNA에 결합하기 위해 아연 이온 리간드를 필요로 하는 임의의 폴리펩티드 계열을 말한다. 많은 ZFD 계열이 연구되고 특성화되었다 (가령, Krishna, SS., et al., Nucl. Acids Res.(2003) 31(2): 532-550 참조). 본 발명은 당업자에게 공지된 임의의 유형 또는 기원의 ZFD를 포함할 수 있는 징크 핑거 분자를 고려한다. 임의의 특정 유형의 ZFD로 제한하려는 것은 아니지만, 본 발명은 당업계에서 가장 널리 사용되고 잘 연구된 ZFD인 Cys2His2 ZFDs를 포함하는 징크 핑거 분자를 고려한다. Cys2His2 ZFDs는 역 병렬 베타 시트(anti-parallel beta sheet) 및 알파 (alpha) 나선을 형성하는 2개의 베타 나선을 포함한다. 알파 나선의 1, 1, 2, 3, 5 및 6의 위치는 DNA 염기쌍과 상호 작용함으로써, DNA 서열 특이적 결합을 특정하는 것으로 알려져 있다. 일 구현예에서, Cys2His2 ZFD는 3개의 염기쌍 표적 서열에 대한 특이적 결합 친화도를 가질 수 있다. 일 구현예에서, Cys2His2 ZFDs는 콘택스트 특이적 방식(context specific manner)으로, 즉 징크 핑거 분자 내에서 인접한 ZFD의 존재 및 동일성에 따라 표적 서열에 인접한 추가 염기쌍과 특이적으로 상호 작용할 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 징크 핑거 도메인 어레이 또는 ZFD 어레이는 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드 내에서 ZFD의 동일성 및 순서를 말한다. ZFD 어레이는 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드의 서열 특이적 결합 친화도를 결정한다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드이다. 임의의 종 (가령, 포유동물 종, 가령, 인간)으로부터의 ZFD 및 징크 핑거 폴리펩티드는 유전자 제어 회로, 세포, 및 고 수율로 산물, 가령 본원에서 설명한 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 생산할 수 있는 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는 방법에서 사용할 수 있다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 자연적으로 발생하는 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드이다. 어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드는 조작된 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드, 즉 자연적으로 발생하는 징크 핑거 분자나 징크 핑거 폴리펩티드 또는 당업계에 공지된 또 다른 조작된 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드와 하나 이상의 아미노산이 상이한 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드이다.
어떤 구현예에서, 조작된 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드는 아미노산 서열을 포함한다:
60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 상동성을 갖는 아미노산 서열을 포함하고;
비교시 아미노산 잔기의 2, 5, 10, 15, 20, 30 또는 40% 미만이 상이하고;
적어도 1, 2, 5, 10 또는 20개, 그러나, 100, 80, 70, 60, 50, 40 또는 30개 미만의 아미노산이 상이하며; 또는
본원에서 설명한 임의의 징크 핑거 분자 서열, 또는 자연적으로 발생하는 징크 핑거 분자 서열, 가령 여기에 열거하거나 본원에서 인용한 공보에 기재된 종으로부터의 징크 핑거 분자와 동일하다.
어떤 구현예에서, 징크 핑거 분자는 해당 징크 핑거 분자의 ZFD 어레이에 의해 특정된 표적 DNA 서열에 국소화된다. 어떤 구현예에서, 징크 핑거 분자는 코딩 서열, 가령 재조합 또는 치료용 폴리펩티드의 코딩 서열에서 초기 영역으로 동원되는 경우 전사를 차단할 수 있다. 어떤 구현예에서, 징크 핑거 분자는 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열에 조작 결합된 제어 요소, 가령 프로모터 요소에 동원되는 경우 전사를 차단할 수 있다. 어떤 구현예에서, 전사 억제 도메인 (예를 들어, KRAB, SID 또는 ERD)을 징크 핑거 분자에 융합시키고, ZFD 어레이에 의해 특정된 임의의 DNA 부위에 이펙터의 동원을 가능케 함으로써, 추가 억제를 달성될 수 있다.
어떤 구현예에서, 징크 핑거 분자는 2개 이상 (가령, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50개, 또는 그 이상)의 ZFD를 포함한다. 어떤 구현예에서, ZFD 어레이는 공지된 표적 서열 친화도를 갖는 ZFD로 구축되어 원하는 특이적 표적 서열을 갖는 징크 핑거 분자 또는 징크 핑거 폴리펩티드를 생성할 수 있다.
어떤 구현예에서, 리프레서 폴리펩티드, 가령 징크 핑거 분자의 ZFD 어레이는 표적 DNA 서열을 특정한다. 어떤 구현예에서, ZFD 어레이에 의해 특정된 표적 서열은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열에 조작 결합된 제어 요소, 가령 프로모터 요소 내에 포함된다. 어떤 구현예에서, ZFD 어레이에 의해 특정된 표적 서열은 재조합 또는 치료용 폴리펩티드 코딩 서열로 구성된다.
예시적인 자연 발생 및 조작된 징크 핑거 폴리펩티드 서열과, 유전자 제어 회로, 세포, 및 고 수율로 산물, 가령 본원에서 설명한 재조합 또는 치료용 폴리펩티드를 생산할 수 있는 세포 또는 세포주를 동정, 선택 또는 제조하는 방법과 함께 사용하기 위한 징크 핑거 폴리펩티드의 설계 및 시험을 위한 방법은 당업계, 가령 Wolfe SA, et al., Annu Rev Biophys Biomol Struct. 2000; 29:183-212; Pabo CO, et al., Annu Rev Biochem. 2001; 70:313-340; Greisman HA, Pabo CO. Science. 1997; 275:657-661; Isalan M, et al.. Proc Natl Acad Sci U S A. 1997; 94:5617-5621; Wolfe SA, et al., J Mol Biol. 1999; 285:1917-1934 에서 찾아 볼 수 있으며, 이들은 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다.
특정 표적 DNA 서열에 결합하기 위해 ZFD 및 ZFD 어레이를 설계하는 방법은 당업계, 가령 Maeder ML, et al., Mol Cell. 2008; 31:294-301; Sander JD, et al.. Nat Methods. 2011; 8:67-69; and Meng X, et al., Nat Biotechnol. 2008; 26:695-701에 기재되어 있으며, 이들은 참조로서 그 전체를 본원에 수록한다.
생산에 적용
본원에 개시한 세포, 방법, 키트, 반응 혼합물, 및 핵산은 생물 반응기 또는 처리 용기나 탱크에서, 또는 보다 일반적으로 임의의 공급원과 함께 사용할 수 있다. 본원에서 설명한 장치, 설비 및 방법은 원핵세포 및/또는 진핵세포주를 포함하는 임의의 원하는 세포주를 배양하는데 적합하다. 또한, 여기에는 현탁 세포 또는 정박-의존성 (부착성) 세포를 배양하기에 적합하고, 폴리펩티드 산물, 핵산 산물 (예를 들어, DNA 또는 RNA), 또는 세포 및/또는 바이러스 치료제에 사용되는 등의 제약 및 생의학 산물의 생산을 위해 구성된 생산 운영에 적합한 구성요소를 포함하는 산업 설비가 포함된다.
구현예들에서, 세포는 재조합 치료 산물 또는 진단 산물 등의 산물을 발현 또는 생산한다. 아래에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 세포에 의해 생산되는 산물의 예로는, 한정되지 않으나, 항체 분자 (가령, 단클론 항체, 이중-특이적 항체), 항체 모사물 (항원에 특이적으로 결합하나 구조적으로는 항체와 무관한 폴리펩티드 분자로서, 가령, DARPins, 어피보디, 어드넥틴 또는 IgNARs 등), 융합 단백질 (가령, Fc-융합 단백질, 키메릭 사이토킨), 기타 재조합 단백질 (가령, 글리코실화 단백질, 효소, 호르몬), 바이러스성 치료제 (가령, 항암성 온코겐 바이러스, 유전자 치료 및 바이러스성 면역요법용 바이러스성 벡터), 세포 치료제 (가령, 만능줄기세포, 중간엽 줄기세포 및 성체 줄기세포), 백신이나 지질-캡슐화 입자 (가령, 엑소좀, 바이러스 유사 입자), RNA (가령, siRNA 등) 또는 DNA (가령, 플라스미드 DNA), 항생제 또는 아미노산 등을 포함한다. 어떤 구현예에서, 상기 장치, 설비 및 방법을 바이오시밀러의 제조에 사용할 수 있다.
또한, 여기에는 진핵세포, 가령 포유동물 세포 또는 하등동물의 진핵세포, 예컨대 이스트 세포나 섬유형 진균세포, 또는 그램-양성이나 그램-음성 세포 같은 원핵세포의 제조 및/또는 이러한 진핵세포나 원핵세포의 산물, 가령, 진핵세포를 대규모 방식으로 합성하여 얻은 단백질, 펩티드, 항생제, 아미노산, 핵산 (DNA 또는 RNA 등)의 생산을 가능케 하는 구성요소를 포함하는 산업 설비가 포함된다. 여기서 별도의 언급이 없는 한, 상기 장치, 설비 및 방법은 벤치-스케일, 파일럿-스케일 및 대량 생산 규모를 포함하여 어떤 원하는 규모나 생산 용량도 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본원에서 달리 언급되지 않는 한, 상기 설비는 교반 탱크, 에어리프트, 섬유, 마이크로섬유, 중공 섬유, 세라믹 매트릭스, 유동층, 고정층 및/또는 분출 유동층형 생물 반응기 등을 포함하여 어떤 적절한 반응기나 생물 반응기도 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본원에서 사용하는 바와 같이, "반응기"는 발효기나 발효 장치, 또는 기타 다른 형태의 반응기를 포함할 수 있으며, "반응기"는 "발효기"와 상호 교환가능하게 사용된다. 예를 들어, 어떤 측면에서 예시적인 생물반응기는 다음 중 하나 이상 또는 모든 종류의 작업을 수행할 수 있다: 영양소 및/또는 탄소 공급원의 공급, 적절한 기체 (가령, 산소)의 주입, 발효 배지나 세포 배양액의 유입과 유출, 기상 및 액상의 분리, 온도 유지, 산소 및 CO2 농도의 유지, pH 레벨 유지, 교반 (가령, 진탕), 및/또는 세정/멸균 작업 등이다. 예시적인 반응기 가령 발효 장치는 복수의 반응기를 하나의 유닛 내에 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 유닛은 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 또는 100개, 또는 그 이상의 생물 반응기를 각 유닛에 포함할 수 있고, 및/또는 하나의 설비는, 그 설비 내에 하나 또는 복수의 반응기를 갖는 유닛을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 생물반응기는 뱃치식(회분식), 반 유가식(fed-batch), 유가식, 관류식 및/또는 연속식 발효 공정에 적합할 수 있다. 임의의 적절한 직경을 갖는 반응기를 사용할 수 있다. 구현예들에서, 생물반응기는 약 100 mL 내지 약 50,000 L의 용적을 가질 수 있다. 비제한적인 예시로서, 100 mL, 250 mL, 500 mL, 750 mL, 1 리터, 2 리터, 3 리터, 4 리터, 5 리터, 6 리터, 7 리터, 8 리터, 9 리터, 10 리터, 15 리터, 20 리터, 25 리터, 30 리터, 40 리터, 50 리터, 60 리터, 70 리터, 80 리터, 90 리터, 100 리터, 150 리터, 200 리터, 250 리터, 300 리터, 350 리터, 400 리터, 450 리터, 500 리터, 550 리터, 600 리터, 650 리터, 700 리터, 750 리터, 800 리터, 850 리터, 900 리터, 950 리터, 1000 리터, 1500 리터, 2000 리터, 2500 리터, 3000 리터, 3500 리터, 4000 리터, 4500 리터, 5000 리터, 6000 리터, 7000 리터, 8000 리터, 9000 리터, 10,000 리터, 15,000 리터, 20,000 리터 및/또는 50,000 리터의 용적을 포함한다. 추가적으로, 적절한 반응기를 복수 사용, 단일 사용, 1회용 또는 다회용으로 사용할 수 있으며, 반응기는 스테인리스 스틸 (가령, 316L 또는 기타 다른 적절한 스테인리스 스틸) 및 인코넬 같은 금속 합금, 플라스틱 및/또는 유리 재질을 포함하는 적절한 재질로 제작할 수 있다.
구현예들에서 그리고 여기서 별도의 언급이 없는 한, 상기 설비는 또한 별도의 언급이 없는 임의의 적절한 유닛 조작 및/또는 장비, 예컨대, 상기 산물을 분리, 정제 및 격리하기 위한 조작 및/또는 장비도 포함할 수 있다. 임의의 적절한 설비 및 환경을 이용할 수 있으며, 가령 전통적인 막대-탑재 설비, 모듈형, 이동식 및 가설 설비, 또는 임의의 기타 적절한 구조물, 설비 및/또는 레이아웃 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 어떤 구현예에서, 모듈형 클린룸을 사용할 수 있다. 추가적으로 또한 별도의 언급이 없는 한, 본원에서 설명한 장치, 시스템 및 방법을 단일 위치나 설비에 수용하거나 및/또는 수행할 수 있으며, 또는 별개로 또 다른 복수의 위치 및/또는 설비에 수용하거나 및/수행할 수 있다.
비제한적이고 한정하지 않는 예시로서, 미국 공보 제 2013/0280797호; 제 2012/0077429호; 제 2011/0280797호; 제 2009/0305626호; 및 미국 특허 제 8,298,054호; 제 7,629,167호; 및 제 5,656,491호가 있으며, 이들의 내용 전체를 참조로서 본원에 수록한다. 이러한 공지 기술에서는 예시적인 적절한 설비, 장비 및/또는 시스템을 설명한다.
예시적인 서열
HCMV 프로모터와 인트론의 예시적인 가이드 RNA 표적 서열
(밑줄친 PAM 서열)
모두 5' 내지 3'
gRNA 1
TGTCAACATGGCGGTAATGTTGG (서열 번호: 1)
gRNA 2
TACCGCCCATTTGCGTCAATGGG (서열 번호: 2)
gRNA 3
CTACCGCCCATTTGCGTCAATGG (서열 번호: 3)
gRNA14
ACCGTTAACAGCACCGCAACGGG (서열 번호: 4)
서열 5 - gRNA에 의해 표적화된 hCMV-MIE 영역
> pEE12.4 (5421bp - 7528bp, 직접) 2108bp
CTGCAGTGAATAATAAAATGTGTGTTTGTCCGAAATACGCGTTTTGAGATTTCTGTCGCCGACTAAATTCATGTCGCGCGATAGTGGTGTTTATCGCCGATAGAGATGGCGATATTGGAAAAATCGATATTTGAAAATATGGCATATTGAAAATGTCGCCGATGTGAGTTTCTGTGTAACTGATATCGCCATTTTTCCAAAAGTGATTTTTGGGCATACGCGATATCTGGCGATAGCGCTTATATCGTTTACGGGGGATGGCGATAGACGACTTTGGTGACTTGGGCGATTCTGTGTGTCGCAAATATCGCAGTTTCGATATAGGTGACAGACGATATGAGGCTATATCGCCGATAGAGGCGACATCAAGCTGGCACATGGCCAATGCATATCGATCTATACATTGAATCAATATTGGCCATTAGCCATATTATTCATTGGTTATATAGCATAAATCAATATTGGCTATTGGCCATTGCATACGTTGTATCCATATCATAATATGTACATTTATATTGGCTCATGTCCAACATTACCGCCATGTTGACATTGATTATTGACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTATGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATTACCATGGTGATGCGGTTTTGGCAGTACATCAATGGGCGTGGATAGCGGTTTGACTCACGGGGATTTCCAAGTCTCCACCCCATTGACGTCAATGGGAGTTTGTTTTGGCACCAAAATCAACGGGACTTTCCAAAATGTCGTAACAACTCCGCCCCATTGACGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTACGGTGGGAGGTCTATATAAGCAGAGCTCGTTTAGTGAACCGTCAGATCGCCTGGAGACGCCATCCACGCTGTTTTGACCTCCATAGAAGACACCGGGACCGATCCAGCCTCCGCGGCCGGGAACGGTGCATTGGAACGCGGATTCCCCGTGCCAAGAGTGACGTAAGTACCGCCTATAGAGTCTATAGGCCCACCCCCTTGGCTTCTTATGCATGCTATACTGTTTTTGGCTTGGGGTCTATACACCCCCGCTTCCTCATGTTATAGGTGATGGTATAGCTTAGCCTATAGGTGTGGGTTATTGACCATTATTGACCACTCCCCTATTGGTGACGATACTTTCCATTACTAATCCATAACATGGCTCTTTGCCACAACTCTCTTTATTGGCTATATGCCAATACACTGTCCTTCAGAGACTGACACGGACTCTGTATTTTTACAGGATGGGGTCTCATTTATTATTTACAAATTCACATATACAACACCACCGTCCCCAGTGCCCGCAGTTTTTATTAAACATAACGTGGGATCTCCACGCGAATCTCGGGTACGTGTTCCGGACATGGGCTCTTCTCCGGTAGCGGCGGAGCTTCTACATCCGAGCCCTGCTCCCATGCCTCCAGCGACTCATGGTCGCTCGGCAGCTCCTTGCTCCTAACAGTGGAGGCCAGACTTAGGCACAGCACGATGCCCACCACCACCAGTGTGCCGCACAAGGCCGTGGCGGTAGGGTATGTGTCTGAAAATGAGCTCGGGGAGCGGGCTTGCACCGCTGACGCATTTGGAAGACTTAAGGCAGCGGCAGAAGAAGATGCAGGCAGCTGAGTTGTTGTGTTCTGATAAGAGTCAGAGGTAACTCCCGTTGCGGTGCTGTTAACGGTGGAGGGCAGTGTAGTCTGAGCAGTACTCGTTGCTGCCGCGCGCGCCACCAGACATAATAGCTGACAGACTAACAGACTGTTCCTTTCCATGGGTCTTTTCTGCAGTCACCGTCCTTGACACG (서열 번호: 5)
서열 6 - U6 프로모터
TGTACAAAAAAGCAGGCTTTAAAGGAACCAATTCAGTCGACTGGATCCGGTACCAAGGTCGGGCAGGAAGAGGGCCTATTTCCCATGATTCCTTCATATTTGCATATACGATACAAGGCTGTTAGAGAGATAATTAGAATTAATTTGACTGTAAACACAAAGATATTAGTACAAAATACGTGACGTAGAAAGTAATAATTTCTTGGGTAGTTTGCAGTTTTAAAATTATGTTTTAAAATGGACTATCATATGCTTACCGTAACTTGAAAGTATTTCGATTTCTTGGCTTTATATATCTTGTGGAAAGGACGAAACACC (서열 번호: 6)
서열 7 - Grp78 프로모터
>GA_Grp78_dCas9_Ub_Puro_U6_RGR_2+1+3 (15bp - 1508bp, 직접) 1494bp
TAGCATAAGCTACAGATCAACCAGGTTATCAATTCTACCTGTACCACTCACCAGTGACTATTCTATTTAGCCACCCCCCCCCCAATGATCTCTTCTGGAAAATGGGAAACATCTACCAAGAATTAATCAAAGGACTAAATGACACATGCAAAAAAAAAAAAACCTTAGAACAGTGTTTTAAGCAGGATAAGTAGTTCAAGACCAGTTTGGACCATGTCTCAAAACTAAAGGAACAACGAAGTACATTTAGTATTTTTTGCAACATGTTATTATTACATAGCATCAGGAAGACAATTTTTTCTTTGTCTGCTAAATGCCTTTGTCATATCAGACCTATTTCAAGAGTCAGGATAGAATGGTGTCAAGAAGGGATGAGGAAGGACTTGTAAATTATAACCAAGCCACAAATGAAAATGATAGACAAGGATCGGGAACATTATGGGGCGACAAGCTAGAGAAAAAAAATGATATATTCCAGGGTGGAAAGTGCTCGCTTGACTATTCATAGAACAGAATAGCCACAGCATAGCGGGGGGCTCAGTACTAGGTTGCAAATGGCCAGGCCAATTCTGGGACTTAACCCCAAGAAAAGAAAAATTGGCAAGGCCAGGATAGACAAATGCAGCTGGCCTAGGGGTGAAGGGAAAACAGTTGGCTGAGAAGAGCCACGATTCGCAGAGAGGCAGAACACAGACTAGGACCCAGCTCGAGACGTGCAGGCCGGGTGGGTAACATAGAGCCCGGGCGCTCGGCTACCCGAGAACGTGAGGGAGGCTGGGAAGGGCAGAGATGCGTTCCCAGGCGACCACAGCATCTATGCTGAGGCTGAGCAGCTCGGGACCCGAGGGGACTTAGGAGGAGAAAAGGCCGCATACTGCTTCGGGGTAAGGGACAGACCGGGGAAGGACCCAAGTCCCACCGCCCAGAGGGAACTGACACGCAGACCCCGCAGCAGTCCCCGGGGGCCGGGTGACGGGAGGACCTGGACGGTTACCGGCGGAAACGGTCTCGGGTTGAGAGGTCACCTGAGATGCTGCCTCTCATTGGCGGCCGTTGAGAGTAACCAGTAGCCAATGAGTCAGCCCGGGGGGCGTAGCGGTGACGTAAGTTGCGGAGGAGGCCGCTTCGAATCGGCAGCGGCCAGCTTGGTGGCATGGACCAATCAGCGTCCTCCAACGAGAAGCGCCTTCACCAATCGGAGGCCTCCACGACGGGGCTGGGGGGAGGGTATATAAGCCAAGTCGGCGGCGGCGCGCTCCACACTGGCCAAGACAACAGTGACCGGAGGACCTGCCTTTGCGGCTCCGAGAGGTAAGCGCCGCGGCCTGCTCTTGCCAGACCTCCTTTGAGCCTGTCTCGTGGCTCCTCCTGACCCGGGGGGCTTCTGTCGCCCTCAGATCGGAACGCCGCCGCGCTCCGGGACTACAGCCTGTTGCTGGACTTCGAGACTGCAGACGGACCGACCGCTGAGCACTGGCCCACAGCGCCGGCAAG (서열 번호: 7)
HRE 공통 서열 1:
nGAAnnTTCnnGAA (서열 번호: 8)
HRE 공통 서열 2:
nGAAnnGAAnnTTCn (서열 번호: 9)
HRE 공통 서열 3:
nGAAnnGAAnnGAAn (서열 번호: 10)
HRE 공통 서열 4:
nTTCnnGAAnnGAAn (서열 번호: 11)
CRE 공통 서열:
TGACGTCA (서열 번호: 12)
ARE 공통 서열:
TGAG/CnnnGC (서열 번호: 13)
ERSE 공통 서열:
CCAAT(N9)CCACG (서열 번호: 14)
야생형 화농성 연쇄상구균 (S. pyogenes) Cas9:
MDKKYSIGLD IGTNSVGWAV ITDEYKVPSK KFKVLGNTDR HSIKKNLIGA LLFDSGETAE ATRLKRTARR RYTRRKNRIC YLQEIFSNEM AKVDDSFFHR LEESFLVEED KKHERHPIFG NIVDEVAYHE KYPTIYHLRK KLVDSTDKAD LRLIYLALAH MIKFRGHFLI EGDLNPDNSD VDKLFIQLVQ TYNQLFEENP INASGVDAKA ILSARLSKSR RLENLIAQLP GEKKNGLFGN LIALSLGLTP NFKSNFDLAE DAKLQLSKDT YDDDLDNLLA QIGDQYADLF LAAKNLSDAI LLSDILRVNT EITKAPLSAS MIKRYDEHHQ DLTLLKALVR QQLPEKYKEI FFDQSKNGYA GYIDGGASQE EFYKFIKPIL EKMDGTEELL VKLNREDLLR KQRTFDNGSI PHQIHLGELH AILRRQEDFY PFLKDNREKI EKILTFRIPY YVGPLARGNS RFAWMTRKSE ETITPWNFEE VVDKGASAQS FIERMTNFDK NLPNEKVLPK HSLLYEYFTV YNELTKVKYV TEGMRKPAFL SGEQKKAIVD LLFKTNRKVT VKQLKEDYFK KIECFDSVEI SGVEDRFNAS LGTYHDLLKI IKDKDFLDNE ENEDILEDIV LTLTLFEDRE MIEERLKTYA HLFDDKVMKQ LKRRRYTGWG RLSRKLINGI RDKQSGKTIL DFLKSDGFAN RNFMQLIHDD SLTFKEDIQK AQVSGQGDSL HEHIANLAGS PAIKKGILQT VKVVDELVKV MGRHKPENIV IEMARENQTT QKGQKNSRER MKRIEEGIKE LGSQILKEHP VENTQLQNEK LYLYYLQNGR DMYVDQELDI NRLSDYDVDH IVPQSFLKDD SIDNKVLTRS DKNRGKSDNV PSEEVVKKMK NYWRQLLNAK LITQRKFDNL TKAERGGLSE LDKAGFIKRQ LVETRQITKH VAQILDSRMN TKYDENDKLI REVKVITLKS KLVSDFRKDF QFYKVREINN YHHAHDAYLN AVVGTALIKK YPKLESEFVY GDYKVYDVRK MIAKSEQEIG KATAKYFFYS NIMNFFKTEI TLANGEIRKR PLIETNGETG EIVWDKGRDF ATVRKVLSMP QVNIVKKTEV QTGGFSKESI LPKRNSDKLI ARKKDWDPKK YGGFDSPTVA YSVLVVAKVE KGKSKKLKSV KELLGITIME RSSFEKNPID FLEAKGYKEV KKDLIIKLPK YSLFELENGR KRMLASAGEL QKGNELALPS KYVNFLYLAS HYEKLKGSPE DNEQKQLFVE QHKHYLDEII EQISEFSKRV ILADANLDKV LSAYNKHRDK PIREQAENII HLFTLTNLGA PAAFKYFDTT IDRKRYTSTK EVLDATLIHQ SITGLYETRI DLSQLGGD (서열 번호: 15)
dCas9:
MDKKYSIGLA IGTNSVGWAV ITDEYKVPSK KFKVLGNTDR HSIKKNLIGA LLFDSGETAE ATRLKRTARR RYTRRKNRIC YLQEIFSNEM AKVDDSFFHR LEESFLVEED KKHERHPIFG NIVDEVAYHE KYPTIYHLRK KLVDSTDKAD LRLIYLALAH MIKFRGHFLI EGDLNPDNSD VDKLFIQLVQ TYNQLFEENP INASGVDAKA ILSARLSKSR RLENLIAQLP GEKKNGLFGN LIALSLGLTP NFKSNFDLAE DAKLQLSKDT YDDDLDNLLA QIGDQYADLF LAAKNLSDAI LLSDILRVNT EITKAPLSAS MIKRYDEHHQ DLTLLKALVR QQLPEKYKEI FFDQSKNGYA GYIDGGASQE EFYKFIKPIL EKMDGTEELL VKLNREDLLR KQRTFDNGSI PHQIHLGELH AILRRQEDFY PFLKDNREKI EKILTFRIPY YVGPLARGNS RFAWMTRKSE ETITPWNFEE VVDKGASAQS FIERMTNFDK NLPNEKVLPK HSLLYEYFTV YNELTKVKYV TEGMRKPAFL SGEQKKAIVD LLFKTNRKVT VKQLKEDYFK KIECFDSVEI SGVEDRFNAS LGTYHDLLKI IKDKDFLDNE ENEDILEDIV LTLTLFEDRE MIEERLKTYA HLFDDKVMKQ LKRRRYTGWG RLSRKLINGI RDKQSGKTIL DFLKSDGFAN RNFMQLIHDD SLTFKEDIQK AQVSGQGDSL HEHIANLAGS PAIKKGILQT VKVVDELVKV MGRHKPENIV IEMARENQTT QKGQKNSRER MKRIEEGIKE LGSQILKEHP VENTQLQNEK LYLYYLQNGR DMYVDQELDI NRLSDYDVDA IVPQSFLKDD SIDNKVLTRS DKNRGKSDNV PSEEVVKKMK NYWRQLLNAK LITQRKFDNL TKAERGGLSE LDKAGFIKRQ LVETRQITKH VAQILDSRMN TKYDENDKLI REVKVITLKS KLVSDFRKDF QFYKVREINN YHHAHDAYLN AVVGTALIKK YPKLESEFVY GDYKVYDVRK MIAKSEQEIG KATAKYFFYS NIMNFFKTEI TLANGEIRKR PLIETNGETG EIVWDKGRDF ATVRKVLSMP QVNIVKKTEV QTGGFSKESI LPKRNSDKLI ARKKDWDPKK YGGFDSPTVA YSVLVVAKVE KGKSKKLKSV KELLGITIME RSSFEKNPID FLEAKGYKEV KKDLIIKLPK YSLFELENGR KRMLASAGEL QKGNELALPS KYVNFLYLAS HYEKLKGSPE DNEQKQLFVE QHKHYLDEII EQISEFSKRV ILADANLDKV LSAYNKHRDK PIREQAENII HLFTLTNLGA PAAFKYFDTT IDRKRYTSTK EVLDATLIHQ SITGLYETRI DLSQLGGD (서열 번호: 16)
GAAGTTACTATTCCGAAGTTCCTATTCTCTAGAAAGTATAGGAACTTC (서열 번호: 17)
GAAGTTACTATTCCGAAGTTCCTATTCTCTAGATAGTATAGGAACTTC (서열 번호: 18)
GAAGTTACTATTCCGAAGTTCCTATTCTCTACTTAGTATAGGAACTTC (서열 번호: 19)
번호를 매긴 구현예
1. 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 세포.
2. 삽입 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고,
제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 세포.
3. 제 1단락 또는 제 2단락에 있어서, 조절은 가역적인 세포.
4. 제 1단락 또는 제 2단락에 있어서, 조절은 비가역적인 세포.
5. 제 1단락 내지 제 4단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소는 N번째 조건 하에 N번째 활성 레벨을 갖고, 여기서 N은 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10이고, N번째 조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현은 이전 조건 하에 치료용 폴리펩티드의 발현과 관련하여 조절되는 세포.
6. 제 1단락 내지 제5단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 N번째 조건 하에 N번째 활성 레벨을 갖고, 여기서 N은 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10이고, N번째 조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현은 이전 조건 하에 치료용 폴리펩티드의 발현과 관련하여 조절되는 세포.
7. 제 1단락 내지 제6단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1제어 요소 및 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 제 1핵산 상에 배치되고, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 제 2핵산 상에 배치되는 세포.
8. 제 7단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 1핵산 상에 배치되는 세포.
9. 제 7단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 2핵산 상에 배치되는 세포.
10. 제 7단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 3핵산 상에 배치되는 세포.
11. 제 1단락 내지 제6단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 동일한 핵산 상에 배치되는 세포.
12. 제 11 단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열과 동일한 핵산 상에 배치되는 세포.
13. 제 11 단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열과 별개의 핵산 상에 배치되는 세포.
14. 제 7단락 내지 제 13단락 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산이 안정한 발현, 가령 플라스미드에 적합한 벡터 내에 포함되는 세포.
15. 제 7단락 내지 제 13단락 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산은 일시적 발현에 적합한 벡터 내에 포함되는 세포.
16. 제 14단락 또는 제 15 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산이 동일한 벡터 내에 포함되는 세포.
17. 제 14단락 또는 제 15 단락에 있어서, 각 핵산은 상이한 벡터 상에 포함되는 세포.
18. 제 7단락 내지 제 13단락 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산이 단일 염색체 내에 포함되는 세포.
19. 제 7단락 내지 제 13단락 중 어느 한 단락에 있어서, 각 핵산은 상이한 염색체 내에 포함되는 세포.
20. 제 7단락 내지 제 10단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고 제 2핵산은 염색체 내에 포함되는 세포.
21. 제 7단락 내지 제 10단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고 제 2핵산은 벡터 내에 포함되는 세포.
22. 제 10 단락에 있어서, 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고, 제 2핵산은 염색체 내에 포함되며, 제 3핵산은 벡터 내에 포함되는 세포.
23. 제 10 단락에 있어서, 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고, 제 2핵산은 벡터 내에 포함되며, 제 3핵산은 벡터 내에 포함되는 세포.
24. 제 10 단락에 있어서, 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고, 제 2핵산은 염색체 내에 포함되며, 제 3핵산은 염색체 내에 포함되는 세포.
25. 제 10 단락에 있어서, 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고, 제 2핵산은 벡터 내에 포함되며, 제 3핵산은 염색체 내에 포함되는 세포.
26. 제 1단락 내지 제 25단락 중 어느 한 단락에 있어서, 스트레스 반응이 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소로부터 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도하는 세포.
27. 제 1단락 내지 제 26단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제하는 세포.
28. 제 1단락 내지 제 27단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1제어 요소는 리프레서 폴리펩티드에 반응하는 세포.
29. 제 1단락 내지 제 28단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1제어 요소는 제 1프로모터 요소를 포함하고, 제 1프로모터 요소는 리프레서 폴리펩티드의 부재 하에 다음의 특성 중 하나를 갖는 세포:
a) 구성요소이다;
b) 조절된다; 또는
c) 세포의 제 1성장 단계에서 제 1발현 레벨 및 제 2성장 단계에서 제 2발현 레벨을 갖는다.
30. 제 1단락 내지 제 29단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1프로모터 요소는 리프레서 폴리펩티드의 부재 하에 구성요소인 세포.
31. 제 1단락 내지 제 30단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1프로모터 요소는 표 5에서 선택되는 세포.
32. 제 1단락 내지 제 31단락 중 어느 한 단락에 있어서, 치료용 폴리펩티드는:
융합 단백질;
다중 도메인 폴리펩티드;
이중 특이적 항체 분자;
다중 특이적 항체 분자;
다중 특이적 분자; 및
리간드와 항체 분자를 포함한 분자를 포함하는 세포.
33. 제 1단락 내지 제 32단락 중 어느 한 단락에 있어서, 치료용 폴리펩티드는 표 1 내지 4에서 선택되는 세포.
34. 제 1단락 내지 제 33단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 표 5 또는 6에서 선택되거나, 표 5 또는 6에서 선택된 서열과 비교하여, 0, 1, 2 또는 3개의 염기 치환을 갖는 서열을 포함한 프로모터를 포함하는 세포.
35. 제 34 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 표 6에서 선택되고 제 2제어 요소는 표 5에서 선택되는 세포.
36. 제 34 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 표 5에서 선택되고 제 2제어 요소는 표 6에서 선택되는 세포.
37. 제 1단락 내지 제 34단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소는 제 2프로모터 요소를 포함하고, 제 2프로모터 요소는 구성요소이며, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는 제 3프로모터 요소를 포함하는 세포.
38. 제 1단락 내지 제 34단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는 제 2프로모터 요소를 포함하고, 제 3제어 요소는 제 3프로모터 요소를 포함하고, 제 3프로모터 요소는 구성요소인 세포.
39. 제 1단락 내지 제 38단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 하나 이상의 열 충격 요소 (heat shock element, HSE), cAMP 응답 요소 (cAMP response element, CRE), 항산화제 응답 요소 (antioxidant response element, ARE) 또는 소포체 반응 요소 (endoplasmic reticulum response element, ERSE)를 포함하는 세포.
40. 제 1단락 내지 제 38단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 열충격 반응 또는 비접힘 단백질 반응 (unfolded protein response, UPR)의 요소에 의해 조절되는 세포.
41. 제 1단락 내지 제 38단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 오접힘 단백질(misfolded protein)의 축적에 의해 조절되는 세포.
42. 제 1단락 내지 제 38단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 Xbp1 반응성 프로모터 요소를 포함하는 세포.
43. 제 1단락 내지 제 38단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 Grp78 프로모터 요소를 포함하는 세포.
44. 제 1단락 내지 제 38단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 ATF6 반응성 프로모터 요소, ATF4 반응성 프로모터 요소, NRF2 반응성 프로모터 요소 또는 Hsf1 반응성 프로모터 요소를 포함하는 세포.
45. 제 1단락 내지 제 44단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 활성, 레벨 또는 발현을 감소시키는 세포.
46. 제 1단락 내지 제 45단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 표적 핵산 서열에 특이적으로 결합되는 세포.
47. 제 1단락 내지 제46 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 제어 요소에 특이적으로 결합되는 세포.
48. 제 1단락 내지 제46 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 프로모터에 특이적으로 결합되는 세포.
49. 제 1단락 내지 제 48단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 전사를 감소시키는 세포.
50. 제 1단락 내지 제 49단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 또는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 핵산에 조작 결합된 제 1프로모터에 결합되는 세포.
51. 제 1단락 내지 제 49단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 번역을 감소시키는 세포.
52. 제 1단락 내지 제 51단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 Cas9 분자를 포함하는 세포.
53. 제 1단락 내지 제 52단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 자연적으로 발생하는 Cas9와 비교하여 변형된 절단 활성(cleavage activity)을 갖는 Cas9 분자를 포함하는 세포.
54. 제 1단락 내지 제 53단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 HNH 및 RuvC 도메인 중 하나 또는 둘 모두에서 절단 활성이 결핍된 Cas9 분자를 포함하는 세포.
55. 제 1단락 내지 제 54단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 dCas9 분자를 포함하는 세포.
56. 제 1단락 내지 제 55단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 억제를 향상시키는 이종 리프레서 도메인을 더 포함하는 Cas9 분자를 포함하는 세포.
57. 제 56 단락에 있어서, 이종 리프레서 도메인은 Kox1의 KRAB (Krupel-관련 박스) 도메인, HP1α의 CS (크로모쉐도우) 도메인, Hes1의 WPRW 도메인, 및 mSin3 상호 작용 도메인 (SID4X)의 4개의 연결된 카피로 이루어진 군에서 선택되는 세포.
58. 제 52 단락 내지 제 57단락 중 어느 한 단락에 있어서, Cas9 분자는 gRNA와 복합체 형성시, 서열 특이적 방식으로 표적 핵산에 결합되는 세포.
59. 제 52 단락 내지 제 58단락 중 어느 한 단락에 있어서, Cas9 분자는 gRNA와 복합체 형성시, 비번역 서열에 결합되는 세포.
60. 제 52 단락 내지 제 59단락 중 어느 한 단락에 있어서, Cas9 분자:gRNA 복합체는 제 1제어 요소에 결합되는 세포.
61. 제 52 단락 내지 제 60단락 중 어느 한 단락에 있어서, Cas9 분자:gRNA 복합체는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 결합되는 세포.
62. 제 1단락 내지 제 61단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소에 조작 결합된 N번째 gRNA를 코딩하는 N번째 서열을 더 포함하고, 여기서 N은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10인 세포.
63. 제 1단락 내지 제 62단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 제 2제어 요소의 추가 카피인 세포.
64. 제 1단락 내지 제 62단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 제 1제어 요소의 추가 카피인 세포.
65. 제 1단락 내지 제63단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 gRNA의 발현이 조절되는 세포.
66. 제 1단락 내지 제65단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 다음의 특성 중 하나를 갖는 세포:
a) 구성요소이다;
b) 조절된다; 또는
c) 세포의 제 1성장 단계에서 제 1발현 레벨 및 제 2성장 단계에서 제 2발현 레벨을 갖는다.
67. 제 1단락 내지 제 66단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2활성 레벨은 제 1활성 레벨보다 높은 세포.
68. 제 1단락 내지 제 67단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1조건은 제 1스트레스 레벨이고, 제 2조건은 제 2스트레스 레벨인 세포.
69. 제 1단락 내지 제 68단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1조건은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 1레벨이고, 제 2조건은 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 2레벨인 세포.
70. 제 1단락 내지 제 69단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1조건은 접힘 외인성 치료용 폴리펩티드의 제 1레벨이고, 제 2조건은 접힘 외인성 치료용 폴리펩티드의 제 2레벨인 세포.
71. 제 1단락 내지 제 70단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1조건은 세포질에서 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 1레벨이고, 제 2조건은 세포질에서 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 2레벨인 세포.
72. 제 1단락 내지 제 71단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1조건은 소포체 (endoplasmic reticulum, ER)에서 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 1레벨이고, 제 2조건은 ER에서 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 2레벨인 세포.
73. 제 1단락 내지 제 72단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1조건/제 2조건 쌍은:
제 1단백질 응집 레벨 및 제 2단백질 응집 레벨;
외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 1글리코실화 패턴의 제 1레벨 및 외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 2글리코실화 패턴의 제 2레벨;
외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 1글리코실화 패턴의 레벨 및 외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 2글리코실화 패턴의 레벨;
제 1세포 생존력 레벨 및 제 2세포 생존력 레벨;
열 충격 응답 (HSR)의 제 1활성 레벨 및 HSR의 제 2활성 레벨;
비접힘 단백질 반응 (UPR)의 제 1활성 레벨 및 UPR의 제 2활성 레벨;
유리 ER 샤페론의 제 1레벨(first level of free ER chaperone) 및 유리 ER 샤페론의 제 2레벨;
제 1온도 및 제 2온도;
제 1산화 스트레스 레벨 및 제 2산화 스트레스 레벨;
제 1ER Ca+2 레벨 및 제 2ER Ca+2 레벨;
제 1ER 산화 상태 및 제 2ER 산화 상태;
제 1세포 에너지 레벨 및 제 2세포 에너지 레벨;
제 1ATP 레벨 및 제 2ATP 레벨;
제 1포도당 레벨 및 제 2포도당 레벨;
활성화 Hsf1 폴리펩티드의 제 1레벨 및 활성화 Hsf1 폴리펩티드의 제 2레벨;
인산화 삼량체 Hsf1 폴리펩티드의 제 1레벨 및 인산화 삼량체 Hsf1 폴리펩티드의 제 2레벨;
활성화 Xbp1 폴리펩티드의 제 1레벨 및 활성화 Xbp1 폴리펩티드의 제 2레벨;
ATF4 폴리펩티드의 제 1레벨 및 ATF4 폴리펩티드의 제 2레벨;
NRF2 폴리펩티드의 제 1레벨 및 NRF2 폴리펩티드의 제 2레벨; 및
ATF6 폴리펩티드의 제 1레벨 및 ATF6 폴리펩티드의 제 2레벨로 이루어진 군에서 선택되는 세포.
74. 제 1단락 내지 제 73단락 중 어느 한 단락에 있어서, 스트레스 반응이 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도하고, 리프레서 폴리펩티드는 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제하는 세포.
75. 제 1단락 내지 제 74단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2조건 하에 외인성 치료용 폴리펩티드의 발현은 제 1조건에서의 발현과 비교하여 적어도 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 100% 감소되는 세포.
76. 제 1단락 내지 제 75단락 중 어느 한 단락의 세포를 포함하는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 키트.
77. 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 핵산.
78. 삽입 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고,
제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 핵산.
79. 제 77단락 또는 제 78 단락에 있어서, 제 1제어 요소 및 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 제 1핵산 상에 포함되고, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 제 2핵산 상에 포함되는 핵산.
80. 제 79 단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 1핵산 상에 배치되는 핵산.
81. 제 79 단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 2핵산 상에 배치되는 핵산.
82. 제 79 단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 3핵산 상에 배치되는 핵산.
83. 제 77단락 또는 제 78 단락에 있어서, 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 동일한 핵산 상에 포함되는 핵산.
84. 제 83 단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열과 동일한 핵산 상에 배치되는 핵산.
85. 제 83 단락에 있어서, 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열과 별개의 핵산 상에 배치되는 핵산.
86. 제 79 단락 내지 제 85단락 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산은 안정한 발현에 적합한 벡터 내에 포함되는 핵산.
87. 제 79 단락 내지 제 85단락 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산은 일시적 발현에 적합한 벡터 내에 포함되는 핵산.
88. 제 86단락 또는 제 87 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산이 동일한 벡터 내에 포함되는 핵산.
89. 제 86단락 또는 제 87 단락에 있어서, 각 핵산은 상이한 벡터 상에 포함되는 핵산.
90. 제 79 내지 제85단락 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 핵산이 단일 염색체 내에 포함되는 핵산.
91. 제 79 단락 내지 제 85단락 중 어느 한 단락에 있어서, 각 핵산은 상이한 염색체 내에 포함되는 핵산.
92. 제 79 단락 내지 제 82단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고 제 2핵산은 염색체 내에 포함되는 핵산.
93. 제 79 내지 제82단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고 제 2핵산은 벡터 내에 포함되는 핵산.
94. 제 82 단락에 있어서, 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고, 제 2핵산은 염색체 내에 포함되며, 제 3핵산은 벡터 내에 포함되는 핵산.
95. 제 82 단락에 있어서, 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고, 제 2핵산은 벡터 내에 포함되며, 제 3핵산은 벡터 내에 포함되는 핵산.
96. 제 82 단락에 있어서, 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고, 제 2핵산은 염색체 내에 포함되며, 제 3핵산은 염색체 내에 포함되는 핵산.
97. 제 82 단락에 있어서, 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고, 제 2핵산은 벡터 내에 포함되며, 제 3핵산은 염색체 내에 포함되는 핵산.
98. 제 77 단락 내지 제 97단락 중 어느 하나의 핵산을 포함하는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 키트.
99. 제 1단락 내지 제75단락 중 어느 한 단락의 세포를 제조하는 방법으로서,
a) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계;
b) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; 및
c) 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 코딩하는 제 3핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계를 포함하고,
i) 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절됨으로써,
세포를 제조하는 방법.
100. 제 99 단락에 있어서, 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계는 제 1핵산 서열을 세포 내에 도입하는 단계를 포함하는 방법.
101. 제 100 단락에 있어서, 제 1핵산 서열을 세포 내에 도입하는 단계는 일시적으로 형질감염, 안정적 형질감염, 형질도입 및 형질 전환에서 선택된 기술을 포함하는 방법.
102. 제 99 단락 내지 제101단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계는 제 2핵산 서열을 세포 내에 도입하는 단계를 포함하는 방법.
103. 제 102 단락에 있어서, 제 2핵산 서열을 세포 내에 도입하는 단계는 일시적으로 형질감염, 안정적 형질감염, 형질도입 및 형질 전환에서 선택된 기술을 포함하는 방법.
104. 제 99 단락 내지 제102단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계는 제 3핵산 서열을 세포 내에 도입하는 단계를 포함하는 방법.
105. 제 104 단락에 있어서, 제 3핵산 서열을 세포 내에 도입하는 단계는 일시적으로 형질감염, 안정적 형질감염, 형질도입 및 형질 전환에서 선택된 기술을 포함하는 방법.
106. 제 99 단락에 있어서, (a), (b) 및 임의로 (c) 단계는 제 1, 제 2및 제 3핵산을 세포 내에 동시에 도입하는 단계를 포함하는 방법.
107. 제 99 단락에 있어서, (a), (b) 및 임의로 (c) 단계는 순차적으로 일어나는 방법.
108. 제 99 단락에 있어서, 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열을 세포 내에, 제 1제어 요소에 조작 결합된 적합한 삽입 부위에 삽입하는 단계를 포함하는 방법.
109. 제 99 단락에 있어서, 제 2핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계는 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열을 세포 내에, 제 2제어 요소에 조작 결합된 적합한 삽입 부위에 삽입하는 단계를 포함하는 방법.
110. 제 99 단락에 있어서, 제 3핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계는 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열을 세포 내에, 제 3제어 요소에 조작 결합된 적합한 삽입 부위에 삽입하는 단계를 포함하는 방법.
111. 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법으로서,
a) 제 1단락 내지 제75단락 중 어느 하나의 세포를 획득하는 단계; 및
b) 치료용 폴리펩티드의 제조가 가능한 조건 하에 세포를 배양하는 단계를 포함함으로써,
치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법.
112. 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법으로서,
a) 세포를 획득하는 단계;
b) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계;
c) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; 및
d) 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 코딩하는 제 3핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계로,
i) 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 단계; 및
e) 치료용 폴리펩티드의 제조가 가능한 조건 하에 세포를 배양하는 단계를 포함함으로써,
치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법.
113. 제 1단락 내지 제75단락 중 어느 한 단락의 세포; 및
배양 배지를 포함하고,
배양 배지는 치료용 폴리펩티드를 발현시키기에 적합한 반응 혼합물.
114. 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 유전자 제어 회로.
115. 제 114 단락에 있어서, 조절은 가역적인 유전자 제어 회로.
116. 제 114단락 또는 제 115 단락에 있어서, 스트레스 반응이 제 2제어 요소로부터 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도하는 유전자 제어 회로.
117. 제 114 단락 내지 제 116단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제하는 유전자 제어 회로.
118. 제 114 내지 제117단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1제어 요소는 리프레서 폴리펩티드에 반응하는 유전자 제어 회로.
119. 제 114 내지 제118단락 중 어느 한 단락에 있어서, 치료용 폴리펩티드는:
융합 단백질;
다중 도메인 폴리펩티드
이중 특이적 항체 분자;
다중 특이적 항체 분자;
다중 특이적 분자; 및
리간드와 항체 분자를 포함한 분자를 포함하는 유전자 제어 회로.
120. 제 114 내지 제119단락 중 어느 한 단락에 있어서, 치료용 폴리펩티드는 표 1 내지 4에서 선택되는 유전자 제어 회로.
121. 제 114 내지 제120단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 표 5 또는 6에서 선택되는 유전자 제어 회로.
122. 제 114 내지 제120단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 표 6에서 선택되고 제 2제어 요소는 표 5에서 선택되는 유전자 제어 회로.
123. 제 114 내지 제120단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 표 5에서 선택되고 제 2제어 요소는 표 6에서 선택되는 유전자 제어 회로.
124. 제 114 내지 제120단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소는 제 2프로모터 요소를 포함하고, 제 2프로모터 요소는 구성요소이며, 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는 제 3프로모터 요소를 포함하는 유전자 제어 회로.
125. 제 114 내지 제120단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는 제 2프로모터 요소를 포함하고, 제 3제어 요소는 제 3프로모터 요소를 포함하고, 제 3프로모터 요소는 구성요소인 유전자 제어 회로.
126. 제 114 내지 제121단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 제 1제어 요소의 카피인 유전자 제어 회로.
127. 제 114 내지 제121단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 제 2제어 요소의 카피인 유전자 제어 회로.
128. 단락 114 내지 127단락 중 어느 한 단락에 있어서, 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 활성, 레벨 또는 발현을 감소시키는 유전자 제어 회로.
129. 표 1 내지 4에서 선택된 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 5에서 선택된 제 1제어 요소;
aCas9 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 6에서 선택된 제 2제어 요소; 및
구성적으로 발현되는 하나 이상의 gRNA 서열을 포함하고,
제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 세포.
130. 표 1 내지 4에서 선택된 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 5에서 선택된 제 1제어 요소;
aCas9 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 5에서 선택된 제 2제어 요소; 및
표 6에서 선택되고 하나 이상의 gRNA 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 세포.
131. 제 1단락 내지 제75단락, 제 129단락 또는 제 130단락 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 세포가 제 1조건을 포함하고 하나 이상의 세포가 제 2조건을 포함하는 복수의 세포.
132. 제 1단락 내지 제30 단락, 제 32 단락 내지 제 75 단락, 제 77 단락 내지 제 97 단락, 제 99 단락 내지 제 112 단락, 및 제 114 단락 내지 제 128단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1제어 요소는 조작된 프로모터(engineered promoter)인 세포, 방법, 핵산 또는 유전자 제어 회로.
133. 제 1단락 내지 제62 단락, 제 65 단락 내지 제 75 단락, 제 77 단락 내지 제 97 단락, 제 99 단락 내지 제 112 단락, 제 114 단락 내지 제 121 단락, 제 124 단락 내지 제 126 및 제 128단락 중 어느 한 단락에 있어서, 제 3제어 요소는 조작된 프로모터인 세포, 방법, 핵산 또는 유전자 제어 회로.
실시예
실시예 1
다음의 본 실시예에서는, 도 1A 및 1B에 도시된 유전자 제어 회로의 설계 원리를 활용한다. 본 실시예에서, 리프레서 (즉, dCas9)를 사용하여 재조합 단백질 유전자 (즉, GFP)의 발현을 억제하는 원리를 도 3A에 도시한 회로를 이용하여 시험했다. 여기서, 제 1제어 요소, 가령 제 1프로모터 요소인 hCMV에 조작 결합된 재조합 폴리펩티드 유전자인 GFP를 안정적으로 발현하는 CHOK1SV-유래 GS-KO (XceedTM) 세포주를, 1) 구성적 mCMV 프로모터에 조작 결합된 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 발현 벡터인 dCas9 단독, 또는 2) 리프레서 폴리펩티드 (dCas9)를 코딩하는 발현 벡터, 플러스 각각 별개의 U6 프로모터로 제어되는 것으로, gRNA 1, 2 및 3을 발현하는 벡터로 일시적으로 형질감염시켰다 (도 3A). 형질감염후 4 일째에 GFP 형광을 유동 세포분석기로 측정했으며, dCas9 + gRNA 1 내지 3으로의 형질감염은 dCas9 단독으로 형질감염된 세포, 또는 형질감염되지 않은 대조군 세포 (untransfected control cell, UTC)에 비해 GFP 형광 집단을 감소시키는 것이 관찰되었다 (도 3B). 이는 리프레서 폴리펩티드인 dCas9 및 gRNA를 사용한 재조합 폴리펩티드 (GFP)의 발현 억제를 입증한다.
실시예 2
본 실시예에서는, 리프레서 (즉, dCas9)를 사용하여 재조합 단클론 항체 중쇄 (HC) 및 경쇄 (LC) 유전자의 발현을 억제하는 원리를 도 4A에 도시한 회로를 이용하여 시험했다. 본 실시예에서, 발명자들은 구성적 mCMV 프로모터에 조작 결합된 리프레서 폴리펩티드인 dCas9에 의해서, 제 1제어 요소, 가령, 프로모터 요소인 hCMV에 조작 결합된 치료용 폴리펩티드인 IgG4 Mab cB72.3의 발현 억제를 입증한다. 각각 별개의 hCMV 프로모터에 의해 구동되는 IgG4 Mab cB72.3 HC 및 LC 유전자를 안정적으로 발현하는 CHO 세포주 풀을 사용하여, hCMV 프로모터를 표적화하는 dCas9 및 gRNA 1 내지 3을 이용하여 Mab 발현을 하향 조절하는(down-regulate) 능력을 시험했다. dCas9 플라스미드 단독 (dCas9), 또는 dCas9 플라스미드 +/- gRNA-코딩 플라스미드 (dCas9 + g1 - g3, 도 4B 참조)로 풀을 일시적 형질감염시켰고, Octet 바이오분석기(Octet Bioanalyser)를 사용하여 형질감염후 3, 4, 5일째에 Mab 농도를 측정했다 (도 4B). 에러 바는 3회 형질감염에 걸친 표준 편차를 나타낸다. 또한, 세포를 음성 대조군 (DNA 없음)으로서 완충액 단독으로 형질감염시켰다. 이는 dCas9 및 gRNA를 사용한 Mab 발현의 억제를 입증한다.
실시예 3
본 실시예에서는, 도 5A에 도시gks 유전자 제어 회로를 사용하여, 재조합 폴리펩티드 GFP의 발현 억제를 입증했다. 제 1제어 요소, 가령 프로모터 요소인 hCMV에 조작 결합된 GFP를 안정적으로 발현하는 CHOK1SV-유래 GS-KO (XceedTM) 세포를 한 세트의 플라스미드; 즉 제 2제어 요소, 가령, 프로모터 요소인 Grp78 프로모터에 조작 결합된 리프레서 폴리펩티드인 dCas9를 코딩하는 서열을 함유하는 플라스미드, 및 별개의 U6 프로모터의 제어 하에 각각 gRNA 1 내지 3의 발현을 코딩하는 플라스미드들로 일시적으로 형질감염시켰다. Grp78 프로모터는 비접힘 단백질 반응 (UPR)에 의해 활성화되며, 이 경우 형질감염뒤 24 시간 후에 튜니카마이신 (TM)을 첨가하여 인위적으로 활성화시켰다. 일시적 형질감염후 4 일간 GFP 출력을 유동 세포분석기로 측정했다. 유사하게 형질감염되었지만 튜니카마이신으로 처리하지 않은 세포(0 TM), 또는 dCas9 (Grp78 dCas9 대조군) 단독으로만 형질감염된 세포와 비교하여, 400 ng/mL 튜니카마이신 (TM) 처리 (Grp78 dCas9 + gRNA) 후 dCas9 및 gRNA 플라스미드 1 내지 3 모두로 형질감염된 세포에서 GFP 출력이 억제된 것을 알 수 있다 (도 5).
실시예 4
본 실시예에서는, 발현하기 어려운 단백질을 포함하여, 몇몇 재조합 단백질의 생산을 증가시키는 도 2에 도시된 유전자 제어 회로의 능력을 입증한다. 유전자 제어 회로를 안정적으로 발현하는 CHOK1SV-유래 GS-KO (XceedTM) 세포를 도 6A에 도시된 벡터를 사용하여 구축했다. 이 벡터는 Grp78 프로모터 하의 dCas9 유전자, 및 각각 별개의 구성적 U6 프로모터 하의 hCMV 프로모터 (gRNA 1, 2 및 3)에 특이성을 갖는 3개의 gRNA 서열을 함유 하였다. 이 벡터의 변이체는 gRNA 1, 2 및 3 서열 대신에 단일 gRNA14 서열을 함유했으며, 변이체 벡터를 사용하여 유전자 제어 회로를 안정적으로 발현하는 CHOK1SV-유래 GS-KO (XceedTM) 세포도 구축했다. 유전자 제어 회로 벡터는 또한 SV40 프로모터 하에 퓨로마이신 내성 유전자 (퓨로마이신 N-아세틸 전달효소 ('퓨로마이신'))를 함유하여 항생제 퓨로마이신으로 처리함으로써 형질감염후 유전자 제어 회로를 안정적으로 편입시킨 세포의 양성 선택을 가능케 했다. 다음에, 단일 gRNA14 서열, 또는 gRNAs1, 2 및 3으로 유전자 제어 회로를 발현하는 안정한 CHOK1SV-유래 GS-KO (XceedTM) 풀을, 발현하기 어려운 몇몇 재조합 단백질을 코딩하는 발현 벡터; 즉 H1K1 및 H9K7 (둘 모두 고 응집 Mabs), 에타너셉트 (복합 Fc 융합 단백질) 및 블리나튜모맙 (복합 이중 특이적 T-세포 관여자 (BiTE))를 비롯해, IgG4 Mab cB72.3로 일시적으로 형질감염시켰다. 형질감염후 6 일간 생성된 재조합 단백질의 농도를 Octet 바이오분석기를 사용하여 측정했고, 결과를 도 6B에 나타내었다. 모든 재조합 단백질 바 H9K7에 대해, 제어 회로가 결핍된 모 CHOK1SV-유래 GS-KO (XceedTM) 세포주와 비교하여 적어도 하나의 유전자 제어 회로가 평균 재조합 단백질의 농도의 증가와 관련이 있음을 결과는 도시한다. 이는 유전자 제어 회로가 분자를 발현하기 어려운 복잡한 일부 단백질에 대한 생산성을 증가시킬 수 있음을 시사한다. 재조합 단백질의 발현을 증가시키는 유전자 제어 회로의 능력을 추가로 조사하기 위해, 회로를 안정적으로 발현하고 H9K7-코딩 벡터로 일시적으로 형질감염된 CHO 세포에 대해, 형질감염뒤 24 시간 후에 튜니카마이신 (TM) (0.1 μg/mL)를 첨가함으로써 증가된 UPR을 수행했다 (도 6C). 유전자 제어 회로를 함유하는 세포는 TMdmf 첨가한 경우 형질감염후 6 일째에 증가된 H9K7의 평균 농도를 생성한 반면, 제어 회로가 결핍된 모 CHO 숙주 세포주는 효과를 보이지 않았다. 이는 유전자 제어 회로가 활성화된 UPR의 존재 하에 발현하기 어려운 외인성 단백질의 발현 및 수율을 증가시킬 수 있는 것을 나타낸다. 이는 또한, 외인성 단백질 발현에 대한 유전자 제어 회로의 효과가 UPR과 관련이 있는 것도 나타낸다.
전술한 형질감염 세트에서, 세포 배양 상청액에서의 단백질 응집 레벨 역시 ODA 분석 (Obrezanova et al. MAbs. 2015; 7(2): 352-63)에 의해 측정했다 (도 7A 및 7B). 이 분석에서, cB72.3은 낮은 응집 레벨을 나타내는 것으로 공지되어 있는 반면, H1K1, H9K7 및 에타너셉트는 모 세포주 CHOK1SV-유래 GS-KO (XceedTM)에서 고도로 응집되는 것으로 공지되어 있으며, 따라서, 450 nm에서 더 높은 흡광도 값을 나타내는 것으로 공지되어 있다 (도 7A). 제어 회로는 H9K7 및 에타너셉트의 응집을 감소시키는데 어떤 실익도 보이지 않을 것으로 예상했는데, 이들은 높은 레벨 내지 심한 응집 레벨을 보임으로써, 이 파라미터에 대한 회로의 동적 제어 범위를 넘을 수 있는 것으로 공지되어 있기 때문이다. 그러나, H1K1은 여전히 높지만 비교에 의해 약간 더 낮은 응집 레벨을 보이는 것으로 공지되어 있으며, 개선 (즉, 응집의 감소)이 가능할 수 있다. 실제로, 이 분석에서, 제어 회로의 두 변형체는 전체 산물 농도의 증가에도 불구하고 모 숙주 세포주와 비교하여 평균 H1K1 응집의 감소와 관련이 있었다 (도 6B와 7A를 비교). 튜니카마이신의 존재 하에, gRNA14 및 gRNA123 변이체에 대한 전체 산물 농도의 증가에도 불구하고, 제어 회로를 이용하여 H9K7의 응집에서 개선 (즉, 감소)이 관찰되지 않았으며 (도 6C와 7B 비교), 이는 다시 H9K7 항체의 거동이 제어 회로의 동적인 영향 범위를 벗어났음을 시사한다.
전술한 형질감염 세트에서는, 제어 회로를 포함한 세포에서 산물 품질 (product quality, PQ)의 예상한 개선과 함께, (가령, UPLC 또는 LC-MS에 의한) N-글리칸 마이크로-/마크로-이종성 같은 다른 주요 PQ의 속성을 측정하는 것이 가능할 수 있다.
SEQUENCE LISTING
<110> LONZA LTD
<120> UNIVERSAL SELF-REGULATING MAMMALIAN CELL LINE PLATFORM FOR THE
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<213> Artificial Sequence
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tgtcaacatg gcggtaatgt tgg 23
<210> 2
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taccgcccat ttgcgtcaat ggg 23
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ctaccgccca tttgcgtcaa tgg 23
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oligonucleotide"
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accgttaaca gcaccgcaac ggg 23
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<212> DNA
<213> Human betaherpesvirus 5
<400> 5
ctgcagtgaa taataaaatg tgtgtttgtc cgaaatacgc gttttgagat ttctgtcgcc 60
gactaaattc atgtcgcgcg atagtggtgt ttatcgccga tagagatggc gatattggaa 120
aaatcgatat ttgaaaatat ggcatattga aaatgtcgcc gatgtgagtt tctgtgtaac 180
tgatatcgcc atttttccaa aagtgatttt tgggcatacg cgatatctgg cgatagcgct 240
tatatcgttt acgggggatg gcgatagacg actttggtga cttgggcgat tctgtgtgtc 300
gcaaatatcg cagtttcgat ataggtgaca gacgatatga ggctatatcg ccgatagagg 360
cgacatcaag ctggcacatg gccaatgcat atcgatctat acattgaatc aatattggcc 420
attagccata ttattcattg gttatatagc ataaatcaat attggctatt ggccattgca 480
tacgttgtat ccatatcata atatgtacat ttatattggc tcatgtccaa cattaccgcc 540
atgttgacat tgattattga ctagttatta atagtaatca attacggggt cattagttca 600
tagcccatat atggagttcc gcgttacata acttacggta aatggcccgc ctggctgacc 660
gcccaacgac ccccgcccat tgacgtcaat aatgacgtat gttcccatag taacgccaat 720
agggactttc cattgacgtc aatgggtgga gtatttacgg taaactgccc acttggcagt 780
acatcaagtg tatcatatgc caagtacgcc ccctattgac gtcaatgacg gtaaatggcc 840
cgcctggcat tatgcccagt acatgacctt atgggacttt cctacttggc agtacatcta 900
cgtattagtc atcgctatta ccatggtgat gcggttttgg cagtacatca atgggcgtgg 960
atagcggttt gactcacggg gatttccaag tctccacccc attgacgtca atgggagttt 1020
gttttggcac caaaatcaac gggactttcc aaaatgtcgt aacaactccg ccccattgac 1080
gcaaatgggc ggtaggcgtg tacggtggga ggtctatata agcagagctc gtttagtgaa 1140
ccgtcagatc gcctggagac gccatccacg ctgttttgac ctccatagaa gacaccggga 1200
ccgatccagc ctccgcggcc gggaacggtg cattggaacg cggattcccc gtgccaagag 1260
tgacgtaagt accgcctata gagtctatag gcccaccccc ttggcttctt atgcatgcta 1320
tactgttttt ggcttggggt ctatacaccc ccgcttcctc atgttatagg tgatggtata 1380
gcttagccta taggtgtggg ttattgacca ttattgacca ctcccctatt ggtgacgata 1440
ctttccatta ctaatccata acatggctct ttgccacaac tctctttatt ggctatatgc 1500
caatacactg tccttcagag actgacacgg actctgtatt tttacaggat ggggtctcat 1560
ttattattta caaattcaca tatacaacac caccgtcccc agtgcccgca gtttttatta 1620
aacataacgt gggatctcca cgcgaatctc gggtacgtgt tccggacatg ggctcttctc 1680
cggtagcggc ggagcttcta catccgagcc ctgctcccat gcctccagcg actcatggtc 1740
gctcggcagc tccttgctcc taacagtgga ggccagactt aggcacagca cgatgcccac 1800
caccaccagt gtgccgcaca aggccgtggc ggtagggtat gtgtctgaaa atgagctcgg 1860
ggagcgggct tgcaccgctg acgcatttgg aagacttaag gcagcggcag aagaagatgc 1920
aggcagctga gttgttgtgt tctgataaga gtcagaggta actcccgttg cggtgctgtt 1980
aacggtggag ggcagtgtag tctgagcagt actcgttgct gccgcgcgcg ccaccagaca 2040
taatagctga cagactaaca gactgttcct ttccatgggt cttttctgca gtcaccgtcc 2100
ttgacacg 2108
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tgtacaaaaa agcaggcttt aaaggaacca attcagtcga ctggatccgg taccaaggtc 60
gggcaggaag agggcctatt tcccatgatt ccttcatatt tgcatatacg atacaaggct 120
gttagagaga taattagaat taatttgact gtaaacacaa agatattagt acaaaatacg 180
tgacgtagaa agtaataatt tcttgggtag tttgcagttt taaaattatg ttttaaaatg 240
gactatcata tgcttaccgt aacttgaaag tatttcgatt tcttggcttt atatatcttg 300
tggaaaggac gaaacacc 318
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polynucleotide"
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tagcataagc tacagatcaa ccaggttatc aattctacct gtaccactca ccagtgacta 60
ttctatttag ccaccccccc cccaatgatc tcttctggaa aatgggaaac atctaccaag 120
aattaatcaa aggactaaat gacacatgca aaaaaaaaaa aaccttagaa cagtgtttta 180
agcaggataa gtagttcaag accagtttgg accatgtctc aaaactaaag gaacaacgaa 240
gtacatttag tattttttgc aacatgttat tattacatag catcaggaag acaatttttt 300
ctttgtctgc taaatgcctt tgtcatatca gacctatttc aagagtcagg atagaatggt 360
gtcaagaagg gatgaggaag gacttgtaaa ttataaccaa gccacaaatg aaaatgatag 420
acaaggatcg ggaacattat ggggcgacaa gctagagaaa aaaaatgata tattccaggg 480
tggaaagtgc tcgcttgact attcatagaa cagaatagcc acagcatagc ggggggctca 540
gtactaggtt gcaaatggcc aggccaattc tgggacttaa ccccaagaaa agaaaaattg 600
gcaaggccag gatagacaaa tgcagctggc ctaggggtga agggaaaaca gttggctgag 660
aagagccacg attcgcagag aggcagaaca cagactagga cccagctcga gacgtgcagg 720
ccgggtgggt aacatagagc ccgggcgctc ggctacccga gaacgtgagg gaggctggga 780
agggcagaga tgcgttccca ggcgaccaca gcatctatgc tgaggctgag cagctcggga 840
cccgagggga cttaggagga gaaaaggccg catactgctt cggggtaagg gacagaccgg 900
ggaaggaccc aagtcccacc gcccagaggg aactgacacg cagaccccgc agcagtcccc 960
gggggccggg tgacgggagg acctggacgg ttaccggcgg aaacggtctc gggttgagag 1020
gtcacctgag atgctgcctc tcattggcgg ccgttgagag taaccagtag ccaatgagtc 1080
agcccggggg gcgtagcggt gacgtaagtt gcggaggagg ccgcttcgaa tcggcagcgg 1140
ccagcttggt ggcatggacc aatcagcgtc ctccaacgag aagcgccttc accaatcgga 1200
ggcctccacg acggggctgg ggggagggta tataagccaa gtcggcggcg gcgcgctcca 1260
cactggccaa gacaacagtg accggaggac ctgcctttgc ggctccgaga ggtaagcgcc 1320
gcggcctgct cttgccagac ctcctttgag cctgtctcgt ggctcctcct gacccggggg 1380
gcttctgtcg ccctcagatc ggaacgccgc cgcgctccgg gactacagcc tgttgctgga 1440
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<222> (5)..(6)
<223> a, c, t, g, unknown or other
<220>
<221> modified_base
<222> (10)..(11)
<223> a, c, t, g, unknown or other
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ngaannttcn ngaa 14
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ngaanngaan nttcn 15
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ngaanngaan ngaan 15
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<212> DNA
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nttcnngaan ngaan 15
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tgacgtca 8
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tgasnnngc 9
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ccaatnnnnn nnnnccacg 19
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<211> 1368
<212> PRT
<213> Streptococcus pyogenes
<400> 15
Met Asp Lys Lys Tyr Ser Ile Gly Leu Asp Ile Gly Thr Asn Ser Val
1 5 10 15
Gly Trp Ala Val Ile Thr Asp Glu Tyr Lys Val Pro Ser Lys Lys Phe
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Lys Val Leu Gly Asn Thr Asp Arg His Ser Ile Lys Lys Asn Leu Ile
35 40 45
Gly Ala Leu Leu Phe Asp Ser Gly Glu Thr Ala Glu Ala Thr Arg Leu
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Lys Arg Thr Ala Arg Arg Arg Tyr Thr Arg Arg Lys Asn Arg Ile Cys
65 70 75 80
Tyr Leu Gln Glu Ile Phe Ser Asn Glu Met Ala Lys Val Asp Asp Ser
85 90 95
Phe Phe His Arg Leu Glu Glu Ser Phe Leu Val Glu Glu Asp Lys Lys
100 105 110
His Glu Arg His Pro Ile Phe Gly Asn Ile Val Asp Glu Val Ala Tyr
115 120 125
His Glu Lys Tyr Pro Thr Ile Tyr His Leu Arg Lys Lys Leu Val Asp
130 135 140
Ser Thr Asp Lys Ala Asp Leu Arg Leu Ile Tyr Leu Ala Leu Ala His
145 150 155 160
Met Ile Lys Phe Arg Gly His Phe Leu Ile Glu Gly Asp Leu Asn Pro
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Asp Asn Ser Asp Val Asp Lys Leu Phe Ile Gln Leu Val Gln Thr Tyr
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195 200 205
Lys Ala Ile Leu Ser Ala Arg Leu Ser Lys Ser Arg Arg Leu Glu Asn
210 215 220
Leu Ile Ala Gln Leu Pro Gly Glu Lys Lys Asn Gly Leu Phe Gly Asn
225 230 235 240
Leu Ile Ala Leu Ser Leu Gly Leu Thr Pro Asn Phe Lys Ser Asn Phe
245 250 255
Asp Leu Ala Glu Asp Ala Lys Leu Gln Leu Ser Lys Asp Thr Tyr Asp
260 265 270
Asp Asp Leu Asp Asn Leu Leu Ala Gln Ile Gly Asp Gln Tyr Ala Asp
275 280 285
Leu Phe Leu Ala Ala Lys Asn Leu Ser Asp Ala Ile Leu Leu Ser Asp
290 295 300
Ile Leu Arg Val Asn Thr Glu Ile Thr Lys Ala Pro Leu Ser Ala Ser
305 310 315 320
Met Ile Lys Arg Tyr Asp Glu His His Gln Asp Leu Thr Leu Leu Lys
325 330 335
Ala Leu Val Arg Gln Gln Leu Pro Glu Lys Tyr Lys Glu Ile Phe Phe
340 345 350
Asp Gln Ser Lys Asn Gly Tyr Ala Gly Tyr Ile Asp Gly Gly Ala Ser
355 360 365
Gln Glu Glu Phe Tyr Lys Phe Ile Lys Pro Ile Leu Glu Lys Met Asp
370 375 380
Gly Thr Glu Glu Leu Leu Val Lys Leu Asn Arg Glu Asp Leu Leu Arg
385 390 395 400
Lys Gln Arg Thr Phe Asp Asn Gly Ser Ile Pro His Gln Ile His Leu
405 410 415
Gly Glu Leu His Ala Ile Leu Arg Arg Gln Glu Asp Phe Tyr Pro Phe
420 425 430
Leu Lys Asp Asn Arg Glu Lys Ile Glu Lys Ile Leu Thr Phe Arg Ile
435 440 445
Pro Tyr Tyr Val Gly Pro Leu Ala Arg Gly Asn Ser Arg Phe Ala Trp
450 455 460
Met Thr Arg Lys Ser Glu Glu Thr Ile Thr Pro Trp Asn Phe Glu Glu
465 470 475 480
Val Val Asp Lys Gly Ala Ser Ala Gln Ser Phe Ile Glu Arg Met Thr
485 490 495
Asn Phe Asp Lys Asn Leu Pro Asn Glu Lys Val Leu Pro Lys His Ser
500 505 510
Leu Leu Tyr Glu Tyr Phe Thr Val Tyr Asn Glu Leu Thr Lys Val Lys
515 520 525
Tyr Val Thr Glu Gly Met Arg Lys Pro Ala Phe Leu Ser Gly Glu Gln
530 535 540
Lys Lys Ala Ile Val Asp Leu Leu Phe Lys Thr Asn Arg Lys Val Thr
545 550 555 560
Val Lys Gln Leu Lys Glu Asp Tyr Phe Lys Lys Ile Glu Cys Phe Asp
565 570 575
Ser Val Glu Ile Ser Gly Val Glu Asp Arg Phe Asn Ala Ser Leu Gly
580 585 590
Thr Tyr His Asp Leu Leu Lys Ile Ile Lys Asp Lys Asp Phe Leu Asp
595 600 605
Asn Glu Glu Asn Glu Asp Ile Leu Glu Asp Ile Val Leu Thr Leu Thr
610 615 620
Leu Phe Glu Asp Arg Glu Met Ile Glu Glu Arg Leu Lys Thr Tyr Ala
625 630 635 640
His Leu Phe Asp Asp Lys Val Met Lys Gln Leu Lys Arg Arg Arg Tyr
645 650 655
Thr Gly Trp Gly Arg Leu Ser Arg Lys Leu Ile Asn Gly Ile Arg Asp
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Lys Gln Ser Gly Lys Thr Ile Leu Asp Phe Leu Lys Ser Asp Gly Phe
675 680 685
Ala Asn Arg Asn Phe Met Gln Leu Ile His Asp Asp Ser Leu Thr Phe
690 695 700
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His Glu His Ile Ala Asn Leu Ala Gly Ser Pro Ala Ile Lys Lys Gly
725 730 735
Ile Leu Gln Thr Val Lys Val Val Asp Glu Leu Val Lys Val Met Gly
740 745 750
Arg His Lys Pro Glu Asn Ile Val Ile Glu Met Ala Arg Glu Asn Gln
755 760 765
Thr Thr Gln Lys Gly Gln Lys Asn Ser Arg Glu Arg Met Lys Arg Ile
770 775 780
Glu Glu Gly Ile Lys Glu Leu Gly Ser Gln Ile Leu Lys Glu His Pro
785 790 795 800
Val Glu Asn Thr Gln Leu Gln Asn Glu Lys Leu Tyr Leu Tyr Tyr Leu
805 810 815
Gln Asn Gly Arg Asp Met Tyr Val Asp Gln Glu Leu Asp Ile Asn Arg
820 825 830
Leu Ser Asp Tyr Asp Val Asp His Ile Val Pro Gln Ser Phe Leu Lys
835 840 845
Asp Asp Ser Ile Asp Asn Lys Val Leu Thr Arg Ser Asp Lys Asn Arg
850 855 860
Gly Lys Ser Asp Asn Val Pro Ser Glu Glu Val Val Lys Lys Met Lys
865 870 875 880
Asn Tyr Trp Arg Gln Leu Leu Asn Ala Lys Leu Ile Thr Gln Arg Lys
885 890 895
Phe Asp Asn Leu Thr Lys Ala Glu Arg Gly Gly Leu Ser Glu Leu Asp
900 905 910
Lys Ala Gly Phe Ile Lys Arg Gln Leu Val Glu Thr Arg Gln Ile Thr
915 920 925
Lys His Val Ala Gln Ile Leu Asp Ser Arg Met Asn Thr Lys Tyr Asp
930 935 940
Glu Asn Asp Lys Leu Ile Arg Glu Val Lys Val Ile Thr Leu Lys Ser
945 950 955 960
Lys Leu Val Ser Asp Phe Arg Lys Asp Phe Gln Phe Tyr Lys Val Arg
965 970 975
Glu Ile Asn Asn Tyr His His Ala His Asp Ala Tyr Leu Asn Ala Val
980 985 990
Val Gly Thr Ala Leu Ile Lys Lys Tyr Pro Lys Leu Glu Ser Glu Phe
995 1000 1005
Val Tyr Gly Asp Tyr Lys Val Tyr Asp Val Arg Lys Met Ile Ala
1010 1015 1020
Lys Ser Glu Gln Glu Ile Gly Lys Ala Thr Ala Lys Tyr Phe Phe
1025 1030 1035
Tyr Ser Asn Ile Met Asn Phe Phe Lys Thr Glu Ile Thr Leu Ala
1040 1045 1050
Asn Gly Glu Ile Arg Lys Arg Pro Leu Ile Glu Thr Asn Gly Glu
1055 1060 1065
Thr Gly Glu Ile Val Trp Asp Lys Gly Arg Asp Phe Ala Thr Val
1070 1075 1080
Arg Lys Val Leu Ser Met Pro Gln Val Asn Ile Val Lys Lys Thr
1085 1090 1095
Glu Val Gln Thr Gly Gly Phe Ser Lys Glu Ser Ile Leu Pro Lys
1100 1105 1110
Arg Asn Ser Asp Lys Leu Ile Ala Arg Lys Lys Asp Trp Asp Pro
1115 1120 1125
Lys Lys Tyr Gly Gly Phe Asp Ser Pro Thr Val Ala Tyr Ser Val
1130 1135 1140
Leu Val Val Ala Lys Val Glu Lys Gly Lys Ser Lys Lys Leu Lys
1145 1150 1155
Ser Val Lys Glu Leu Leu Gly Ile Thr Ile Met Glu Arg Ser Ser
1160 1165 1170
Phe Glu Lys Asn Pro Ile Asp Phe Leu Glu Ala Lys Gly Tyr Lys
1175 1180 1185
Glu Val Lys Lys Asp Leu Ile Ile Lys Leu Pro Lys Tyr Ser Leu
1190 1195 1200
Phe Glu Leu Glu Asn Gly Arg Lys Arg Met Leu Ala Ser Ala Gly
1205 1210 1215
Glu Leu Gln Lys Gly Asn Glu Leu Ala Leu Pro Ser Lys Tyr Val
1220 1225 1230
Asn Phe Leu Tyr Leu Ala Ser His Tyr Glu Lys Leu Lys Gly Ser
1235 1240 1245
Pro Glu Asp Asn Glu Gln Lys Gln Leu Phe Val Glu Gln His Lys
1250 1255 1260
His Tyr Leu Asp Glu Ile Ile Glu Gln Ile Ser Glu Phe Ser Lys
1265 1270 1275
Arg Val Ile Leu Ala Asp Ala Asn Leu Asp Lys Val Leu Ser Ala
1280 1285 1290
Tyr Asn Lys His Arg Asp Lys Pro Ile Arg Glu Gln Ala Glu Asn
1295 1300 1305
Ile Ile His Leu Phe Thr Leu Thr Asn Leu Gly Ala Pro Ala Ala
1310 1315 1320
Phe Lys Tyr Phe Asp Thr Thr Ile Asp Arg Lys Arg Tyr Thr Ser
1325 1330 1335
Thr Lys Glu Val Leu Asp Ala Thr Leu Ile His Gln Ser Ile Thr
1340 1345 1350
Gly Leu Tyr Glu Thr Arg Ile Asp Leu Ser Gln Leu Gly Gly Asp
1355 1360 1365
<210> 16
<211> 1368
<212> PRT
<213> Artificial Sequence
<220>
<221> source
<223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic
polypeptide"
<400> 16
Met Asp Lys Lys Tyr Ser Ile Gly Leu Ala Ile Gly Thr Asn Ser Val
1 5 10 15
Gly Trp Ala Val Ile Thr Asp Glu Tyr Lys Val Pro Ser Lys Lys Phe
20 25 30
Lys Val Leu Gly Asn Thr Asp Arg His Ser Ile Lys Lys Asn Leu Ile
35 40 45
Gly Ala Leu Leu Phe Asp Ser Gly Glu Thr Ala Glu Ala Thr Arg Leu
50 55 60
Lys Arg Thr Ala Arg Arg Arg Tyr Thr Arg Arg Lys Asn Arg Ile Cys
65 70 75 80
Tyr Leu Gln Glu Ile Phe Ser Asn Glu Met Ala Lys Val Asp Asp Ser
85 90 95
Phe Phe His Arg Leu Glu Glu Ser Phe Leu Val Glu Glu Asp Lys Lys
100 105 110
His Glu Arg His Pro Ile Phe Gly Asn Ile Val Asp Glu Val Ala Tyr
115 120 125
His Glu Lys Tyr Pro Thr Ile Tyr His Leu Arg Lys Lys Leu Val Asp
130 135 140
Ser Thr Asp Lys Ala Asp Leu Arg Leu Ile Tyr Leu Ala Leu Ala His
145 150 155 160
Met Ile Lys Phe Arg Gly His Phe Leu Ile Glu Gly Asp Leu Asn Pro
165 170 175
Asp Asn Ser Asp Val Asp Lys Leu Phe Ile Gln Leu Val Gln Thr Tyr
180 185 190
Asn Gln Leu Phe Glu Glu Asn Pro Ile Asn Ala Ser Gly Val Asp Ala
195 200 205
Lys Ala Ile Leu Ser Ala Arg Leu Ser Lys Ser Arg Arg Leu Glu Asn
210 215 220
Leu Ile Ala Gln Leu Pro Gly Glu Lys Lys Asn Gly Leu Phe Gly Asn
225 230 235 240
Leu Ile Ala Leu Ser Leu Gly Leu Thr Pro Asn Phe Lys Ser Asn Phe
245 250 255
Asp Leu Ala Glu Asp Ala Lys Leu Gln Leu Ser Lys Asp Thr Tyr Asp
260 265 270
Asp Asp Leu Asp Asn Leu Leu Ala Gln Ile Gly Asp Gln Tyr Ala Asp
275 280 285
Leu Phe Leu Ala Ala Lys Asn Leu Ser Asp Ala Ile Leu Leu Ser Asp
290 295 300
Ile Leu Arg Val Asn Thr Glu Ile Thr Lys Ala Pro Leu Ser Ala Ser
305 310 315 320
Met Ile Lys Arg Tyr Asp Glu His His Gln Asp Leu Thr Leu Leu Lys
325 330 335
Ala Leu Val Arg Gln Gln Leu Pro Glu Lys Tyr Lys Glu Ile Phe Phe
340 345 350
Asp Gln Ser Lys Asn Gly Tyr Ala Gly Tyr Ile Asp Gly Gly Ala Ser
355 360 365
Gln Glu Glu Phe Tyr Lys Phe Ile Lys Pro Ile Leu Glu Lys Met Asp
370 375 380
Gly Thr Glu Glu Leu Leu Val Lys Leu Asn Arg Glu Asp Leu Leu Arg
385 390 395 400
Lys Gln Arg Thr Phe Asp Asn Gly Ser Ile Pro His Gln Ile His Leu
405 410 415
Gly Glu Leu His Ala Ile Leu Arg Arg Gln Glu Asp Phe Tyr Pro Phe
420 425 430
Leu Lys Asp Asn Arg Glu Lys Ile Glu Lys Ile Leu Thr Phe Arg Ile
435 440 445
Pro Tyr Tyr Val Gly Pro Leu Ala Arg Gly Asn Ser Arg Phe Ala Trp
450 455 460
Met Thr Arg Lys Ser Glu Glu Thr Ile Thr Pro Trp Asn Phe Glu Glu
465 470 475 480
Val Val Asp Lys Gly Ala Ser Ala Gln Ser Phe Ile Glu Arg Met Thr
485 490 495
Asn Phe Asp Lys Asn Leu Pro Asn Glu Lys Val Leu Pro Lys His Ser
500 505 510
Leu Leu Tyr Glu Tyr Phe Thr Val Tyr Asn Glu Leu Thr Lys Val Lys
515 520 525
Tyr Val Thr Glu Gly Met Arg Lys Pro Ala Phe Leu Ser Gly Glu Gln
530 535 540
Lys Lys Ala Ile Val Asp Leu Leu Phe Lys Thr Asn Arg Lys Val Thr
545 550 555 560
Val Lys Gln Leu Lys Glu Asp Tyr Phe Lys Lys Ile Glu Cys Phe Asp
565 570 575
Ser Val Glu Ile Ser Gly Val Glu Asp Arg Phe Asn Ala Ser Leu Gly
580 585 590
Thr Tyr His Asp Leu Leu Lys Ile Ile Lys Asp Lys Asp Phe Leu Asp
595 600 605
Asn Glu Glu Asn Glu Asp Ile Leu Glu Asp Ile Val Leu Thr Leu Thr
610 615 620
Leu Phe Glu Asp Arg Glu Met Ile Glu Glu Arg Leu Lys Thr Tyr Ala
625 630 635 640
His Leu Phe Asp Asp Lys Val Met Lys Gln Leu Lys Arg Arg Arg Tyr
645 650 655
Thr Gly Trp Gly Arg Leu Ser Arg Lys Leu Ile Asn Gly Ile Arg Asp
660 665 670
Lys Gln Ser Gly Lys Thr Ile Leu Asp Phe Leu Lys Ser Asp Gly Phe
675 680 685
Ala Asn Arg Asn Phe Met Gln Leu Ile His Asp Asp Ser Leu Thr Phe
690 695 700
Lys Glu Asp Ile Gln Lys Ala Gln Val Ser Gly Gln Gly Asp Ser Leu
705 710 715 720
His Glu His Ile Ala Asn Leu Ala Gly Ser Pro Ala Ile Lys Lys Gly
725 730 735
Ile Leu Gln Thr Val Lys Val Val Asp Glu Leu Val Lys Val Met Gly
740 745 750
Arg His Lys Pro Glu Asn Ile Val Ile Glu Met Ala Arg Glu Asn Gln
755 760 765
Thr Thr Gln Lys Gly Gln Lys Asn Ser Arg Glu Arg Met Lys Arg Ile
770 775 780
Glu Glu Gly Ile Lys Glu Leu Gly Ser Gln Ile Leu Lys Glu His Pro
785 790 795 800
Val Glu Asn Thr Gln Leu Gln Asn Glu Lys Leu Tyr Leu Tyr Tyr Leu
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Gln Asn Gly Arg Asp Met Tyr Val Asp Gln Glu Leu Asp Ile Asn Arg
820 825 830
Leu Ser Asp Tyr Asp Val Asp Ala Ile Val Pro Gln Ser Phe Leu Lys
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850 855 860
Gly Lys Ser Asp Asn Val Pro Ser Glu Glu Val Val Lys Lys Met Lys
865 870 875 880
Asn Tyr Trp Arg Gln Leu Leu Asn Ala Lys Leu Ile Thr Gln Arg Lys
885 890 895
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900 905 910
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Glu Asn Asp Lys Leu Ile Arg Glu Val Lys Val Ile Thr Leu Lys Ser
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Lys Leu Val Ser Asp Phe Arg Lys Asp Phe Gln Phe Tyr Lys Val Arg
965 970 975
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1010 1015 1020
Lys Ser Glu Gln Glu Ile Gly Lys Ala Thr Ala Lys Tyr Phe Phe
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1085 1090 1095
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1115 1120 1125
Lys Lys Tyr Gly Gly Phe Asp Ser Pro Thr Val Ala Tyr Ser Val
1130 1135 1140
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1145 1150 1155
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1205 1210 1215
Glu Leu Gln Lys Gly Asn Glu Leu Ala Leu Pro Ser Lys Tyr Val
1220 1225 1230
Asn Phe Leu Tyr Leu Ala Ser His Tyr Glu Lys Leu Lys Gly Ser
1235 1240 1245
Pro Glu Asp Asn Glu Gln Lys Gln Leu Phe Val Glu Gln His Lys
1250 1255 1260
His Tyr Leu Asp Glu Ile Ile Glu Gln Ile Ser Glu Phe Ser Lys
1265 1270 1275
Arg Val Ile Leu Ala Asp Ala Asn Leu Asp Lys Val Leu Ser Ala
1280 1285 1290
Tyr Asn Lys His Arg Asp Lys Pro Ile Arg Glu Gln Ala Glu Asn
1295 1300 1305
Ile Ile His Leu Phe Thr Leu Thr Asn Leu Gly Ala Pro Ala Ala
1310 1315 1320
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1325 1330 1335
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1340 1345 1350
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1355 1360 1365
<210> 17
<211> 48
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<221> source
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oligonucleotide"
<400> 17
gaagttacta ttccgaagtt cctattctct agaaagtata ggaacttc 48
<210> 18
<211> 48
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<221> source
<223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic
oligonucleotide"
<400> 18
gaagttacta ttccgaagtt cctattctct agatagtata ggaacttc 48
<210> 19
<211> 48
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<221> source
<223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic
oligonucleotide"
<400> 19
gaagttacta ttccgaagtt cctattctct acttagtata ggaacttc 48
<210> 20
<211> 4
<212> PRT
<213> Unknown
<220>
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<223> /note="Description of Unknown:
'WPRW' domain sequence"
<400> 20
Trp Pro Arg Trp
1
Claims (41)
- 외인성 치료용 폴리펩티드(exogenous therapeutic polypeptide)를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드(repressor polypeptide)를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
제 2조건의 존재 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현은, 가령 가역적으로 조절되는 세포. - 삽입 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
상기 삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고,
제 2조건의 존재 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현은, 가령 가역적으로 조절되는 세포. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2, 제 3, 또는 제 2및 제 3제어 요소(들)은 N번째 조건 하에 N번째 활성 레벨을 가지며, 여기서 N은 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10이고, N번째 조건의 존재 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현은 이전 조건 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현에 대해 조절되는 세포.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
(a) 상기 제 1제어 요소 및 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 제 1핵산 상에 배치되고, 상기 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 제 2핵산 상에 배치되며:
(i) 상기 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 1핵산 상에 배치되고,
(ii) 상기 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 2핵산 상에 배치되거나, 또는
(iii) 상기 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 제 3핵산 상에 배치되고; 또는
(b) 상기 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열은 동일한 핵산 상에 배치되며:
(i) 상기 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 상기 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소, 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열과 동일한 핵산 상에 배치되거나, 또는
(ii) 상기 제 3제어 요소 및 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열은 상기 제 1제어 요소, 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열, 제 2제어 요소 및 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열과 별개의 핵산 상에 배치되는 세포. - 제 4항에 있어서, 하나 이상의 핵산이:
(a) 안정한 발현, 가령 플라스미드에 적합한, 또는
(b) 일시적 발현에 적합한 벡터 내에 포함되는 세포. - 제 5항에 있어서,
(a) 하나 이상의 핵산이 동일한 벡터 내에 포함되고,
(b) 각 핵산은 상이한 벡터 상에 포함되며,
(c) 하나 이상의 핵산이 단일 염색체 내에 포함되거나, 또는
(d) 각 핵산은 상이한 염색체 내에 포함되는 세포. - 제 4항에 있어서,
(a) 상기 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고, 상기 제 2핵산은 염색체 내에 포함되며,
(b) 상기 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고 상기 제 2핵산은 벡터 내에 포함되며,
(c) 상기 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고, 상기 제 2핵산은 염색체 내에 포함되고, 제 3핵산은 벡터 내에 포함되며,
(d) 상기 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고, 상기 제 2핵산은 벡터 내에 포함되고, 제 3핵산은 벡터 내에 포함되며,
(e) 상기 제 1핵산은 벡터 내에 포함되고, 상기 제 2핵산은 염색체 내에 포함되고, 제 3핵산은 염색체 내에 포함되거나, 또는
(f) 상기 제 1핵산은 염색체 내에 포함되고, 상기 제 2핵산은 벡터 내에 포함되고, 상기 제 3핵산은 염색체 내에 포함되는 세포. - 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 스트레스 반응이 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소로부터 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도하는 세포.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리프레서 폴리펩티드는 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제하는 세포.
- 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1제어 요소는 리프레서 폴리펩티드에 반응하는 세포.
- 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1제어 요소는 제 1프로모터터 요소를 포함하고, 제 1프로모터 요소는 리프레서 폴리펩티드의 부재 하에 다음의 특성 중 하나를 갖는 세포:
a) 구성요소이다;
b) 조절된다; 또는
c) 세포의 제 1성장 단계에서 제 1발현 레벨 및 제 2성장 단계에서 제 2발현 레벨을 갖는다. - 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1프로모터 요소는 표 5에서 선택되는 세포.
- 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치료용 폴리펩티드는:
융합 단백질;
다중 도메인 폴리펩티드;
이중 특이적 항체 분자;
다중 특이적 항체 분자;
다중 특이적 분자; 및/또는
리간드와 항체 분자를 포함한 분자를 포함하는 세포. - 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치료용 폴리펩티드는 표 1 내지 4에서 선택되는 세포.
- 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 표 5 또는 6에서 선택되거나, 표 5 또는 6에서 선택된 서열과 비교하여, 0, 1, 2 또는 3개의 염기 치환을 갖는 서열을 포함한 프로모터를 포함하는 세포.
- 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
(a) 상기 제 2제어 요소는 제 2프로모터 요소를 포함하고, 제 2프로모터 요소는 구성요소이며, 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는 제 3프로모터 요소를 포함하거나,
(b) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖는 제 2프로모터 요소를 포함하고, 상기 제 3제어 요소는 제 3프로모터 요소를 포함하고, 제 3프로모터 요소는 구성요소인 세포. - 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
(a) 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 하나 이상의 열 충격 요소 (heat shock element, HSE), cAMP 응답 요소 (cAMP response element, CRE), 항산화제 응답 요소 (antioxidant response element, ARE) 또는 소포체 반응 요소 (endoplasmic reticulum response element, ERSE)를 포함하고;
(b) 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 열 충격 반응 또는 비접힘 단백질 반응 (unfolded protein response, UPR)의 요소에 의해 조절되고;
(c) 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 오접힘 단백질(misfolded protein)의 축적에 의해 조절되고;
(d) 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 Xbp1 반응성 프로모터 요소를 포함하고;
(e) 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 Grp78 프로모터 요소를 포함하고; 또는
(f) 상기 제 2제어 요소 또는 제 3제어 요소는 ATF6 반응성 프로모터 요소, ATF4 반응성 프로모터 요소, NRF2 반응성 프로모터 요소 또는 Hsf1 반응성 프로모터 요소를 포함하는 세포. - 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 활성, 레벨 또는 발현을 감소시키는 세포.
- 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리프레서 폴리펩티드는 표적 핵산 서열, 가령 제어 요소, 가령 프로모터에 특이적으로 결합되는 세포.
- 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
(a) 상기 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 전사를 감소시키고;
(b) 상기 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드의 번역을 감소시키고;
(c) 상기 리프레서 폴리펩티드는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 또는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 핵산에 조작 결합된 제 1프로모터에 결합되고;
(d) 상기 (a) 및 (b);
(e) 상기 (a) 및 (c);
(f) 상기 (b) 및 (c); 또는
(g) 상기 (a), (b) 및 (c)의 특성을 갖는 세포. - 제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리프레서 폴리펩티드는:
(a) Cas9 분자;
(b) 자연적으로 발생하는 Cas9와 비교하여 변형된 절단 활성(modified cleavage activity)을 갖는 Cas9 분자;
(c) HNH 및 RuvC 도메인 중 하나 또는 둘 모두에서 절단 활성이 결핍된 Cas9 분자;
(d) dCas9 분자; 또는
(e) 상기 외인성 치료용 폴리펩티드의 억제를 향상시키는 이종 리프레서 도메인을 더 포함하는 Cas9 분자를 포함하고, 임의로 상기 이종 리프레서 도메인은 Kox1의 KRAB (Krupel-관련 박스) 도메인, HP1α의 CS (크로모쉐도우 (chromoshadow)) 도메인, Hes1의 WPRW 도메인, 및 mSin3 상호 작용 도메인 (SID4X)의 4개의 연결된 카피로 이루어진 군에서 선택되는 세포. - 제 21 항에 있어서, Cas9 분자는 gRNA와 복합체 형성시, 하기의 서열 특이적 방식으로 표적 핵산에 결합되는 세포:
(a) 비번역 서열(non-translated sequence)
(b) 상기 제 1제어 요소, 또는
(c) 상기 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열. - 제 1항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3제어 요소에 조작 결합된 N번째 gRNA를 코딩하는 N번째 서열을 더 포함하고, 여기서 N은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10인 세포.
- 제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3제어 요소는 상기 제 2제어 요소 또는 제 1제어 요소의 추가 카피인 세포.
- 제 1항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 제 2조건의 존재 하에 gRNA의 발현이 조절되는 세포.
- 제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3제어 요소는 다음의 특성 중 하나를 갖는 세포:
a) 구성요소이다;
b) 조절된다; 또는
c) 세포의 제 1성장 단계에서 제 1발현 레벨 및 제 2성장 단계에서 제 2발현 레벨을 갖는다. - 제 1항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2활성 레벨은 제 1활성 레벨보다 높은 세포.
- 제 1항 내지 제 27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1조건/제 2조건 쌍은:
제 1스트레스 레벨 및 제 2스트레스 레벨;
(가령, 세포질 또는 소포체 (endoplasmic reticulum, ER)에서) 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 1레벨 및 (가령, 세포질 또는 ER에서) 비접힘 또는 오접힘 폴리펩티드의 제 2레벨;
접힘 외인성 치료용 폴리펩티드의 제 1레벨 및 접힘 외인성 치료용 폴리펩티드의 제 2레벨;
제 1단백질 응집 레벨 및 제 2단백질 응집 레벨;
외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 1글리코실화 패턴의 제 1레벨 및 외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 1글리코실화 패턴의 제 2레벨;
외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 1글리코실화 패턴의 레벨 및 외인성 치료용 폴리펩티드 상의 제 2글리코실화 패턴의 레벨;
제 1세포 생존력 레벨 및 제 2세포 생존력 레벨;
열 충격 응답 (HSR)의 제 1활성 레벨 및 HSR의 제 2활성 레벨;
비접힘 단백질 반응 (UPR)의 제 1활성 레벨 및 UPR의 제 2활성 레벨;
유리(free) ER 샤페론의 제 1레벨 및 유리 ER 샤페론의 제 2레벨;
제 1온도 및 제 2온도;
제 1산화 스트레스 레벨 및 제 2산화 스트레스 레벨;
제 1ER Ca+2 레벨 및 제 2ER Ca+2 레벨;
제 1ER 산화 상태 및 제 2ER 산화 상태;
제 1세포 에너지 레벨 및 제 2세포 에너지 레벨;
제 1ATP 레벨 및 제 2ATP 레벨;
제 1포도당 레벨 및 제 2포도당 레벨;
활성화 Hsf1 폴리펩티드의 제 1레벨 및 활성화 Hsf1 폴리펩티드의 제 2레벨;
인산화 삼량체 Hsf1 폴리펩티드의 제 1레벨 및 인산화 삼량체 Hsf1 폴리펩티드의 제 2레벨;
활성화 Xbp1 폴리펩티드의 제 1레벨 및 활성화 Xbp1 폴리펩티드의 제 2레벨;
ATF4 폴리펩티드의 제 1레벨 및 ATF4 폴리펩티드의 제 2레벨;
NRF2 폴리펩티드의 제 1레벨 및 NRF2 폴리펩티드의 제 2레벨; 및
ATF6 폴리펩티드의 제 1레벨 및 ATF6 폴리펩티드의 제 2레벨로 이루어진 군에서 선택되는 세포. - 제 1항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 스트레스 반응이 리프레서 폴리펩티드의 발현을 유도하고, 상기 리프레서 폴리펩티드는 치료용 폴리펩티드의 발현을 억제하는 세포.
- 제 1항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2조건 하에 외인성 치료용 폴리펩티드의 발현은 제 1조건에서의 발현과 비교하여 적어도 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 100% 감소되는 세포.
- 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
상기 제 2조건의 존재 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 핵산. - 삽입 부위에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
상기 삽입 부위는 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열의 삽입에 적합하고,
상기 제 2조건의 존재 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 핵산. - 제 1항 내지 제 30항 중 어느 한 항의 세포 또는 제 31 항 또는 제 32 항의 핵산을 포함하는 치료용 폴리펩티드의 발현을 위한 키트.
- 제 1항 내지 제 30항 중 어느 한 항의 제포를 제조하는 방법으로서,
a) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계;
b) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; 및
c) 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 코딩하는 제 3핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계를 포함하고,
i) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
상기 제 2조건의 존재 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절됨으로써,
세포를 제조하는 방법. - 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법으로서,
a) 제 1항 내지 제 30항 중 어느 한 항의 세포를 획득하는 단계, 및
b) 치료용 폴리펩티드의 제조가 가능한 조건 하에 세포를 배양하는 단계를 포함함으로써,
치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법. - 치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법으로서,
a) 세포를 획득하는 단계;
b) 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소를 코딩하는 제 1핵산 서열을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계;
c) 리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소를 코딩하는 제 2핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계; 및
d) 임의로 하나 이상 (가령, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상)의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 코딩하는 제 3핵산을 세포 내에 형성하거나 제공하는 단계로,
i) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에서 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에서 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에서 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에서 제 2활성 레벨을 가지며,
상기 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 단계; 및
e) 치료용 폴리펩티드의 제조가 가능한 조건 하에 세포를 배양하는 단계를 포함함으로써,
치료용 폴리펩티드를 제조하는 방법. - 제 1항 내지 제 30항 중 어느 한 항의 세포; 및
배양 배지를 포함하고,
상기 배양 배지는 치료용 폴리펩티드를 발현시키기에 적합한 반응 혼합물. - 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 1제어 요소;
리프레서 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 2제어 요소; 및
임의로 하나 이상의 gRNA를 코딩하는 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
i) 상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 갖고; 또는
ii) 상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며,
상기 제 2조건의 존재 하에 상기 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 유전자 제어 회로. - 표 1 내지 4에서 선택된 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 5에서 선택된 제 1제어 요소;
aCas9 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 6에서 선택된 제 2제어 요소; 및
구성적으로 발현되는 하나 이상의 gRNA 서열을 포함하고,
상기 제 2제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 상기 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 세포. - 표 1 내지 4에서 선택된 외인성 치료용 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 5에서 선택된 제 1제어 요소;
aCas9 폴리펩티드를 코딩하는 서열에 조작 결합된 표 5에서 선택된 제 2제어 요소; 및
표 6에서 선택되고 하나 이상의 gRNA 서열에 조작 결합된 제 3제어 요소를 포함하고,
상기 제 3제어 요소는 제 1조건 하에 제 1활성 레벨 및 제 2조건 하에 제 2활성 레벨을 가지며, 상기 제 2조건의 존재 하에 치료용 폴리펩티드의 발현이 조절되는 세포. - 제 1항 내지 제 30 항, 제 39 항 또는 제 40항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 세포가 제 1조건을 포함하고 하나 이상의 세포가 제 2조건을 포함하는 복수의 세포.
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