JP2003169683A - 新規脱共役蛋白質mt0029 - Google Patents

新規脱共役蛋白質mt0029

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JP2003169683A
JP2003169683A JP2001374928A JP2001374928A JP2003169683A JP 2003169683 A JP2003169683 A JP 2003169683A JP 2001374928 A JP2001374928 A JP 2001374928A JP 2001374928 A JP2001374928 A JP 2001374928A JP 2003169683 A JP2003169683 A JP 2003169683A
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dna
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gene
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JP2001374928A
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Masahiko Ota
雅彦 太田
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Mochida Pharmaceutical Co Ltd
RIKEN
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Mochida Pharmaceutical Co Ltd
RIKEN
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 新規な脱共役蛋白質の遺伝子及び蛋白質と、
該蛋白質に対する活性調節剤の効率的な評価方法を提供
する。 【解決手段】 特定の塩基配列からなるDNA及び該D
NAにコードされる脱共役蛋白質、該DNA配列に対す
るアンチセンス核酸、該蛋白質の活性調節物質の評価方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な脱共役蛋白
質、該蛋白質をコードするDNA及びその断片、該DN
Aを含む発現ベクター、該発現ベクターで形質転換され
た形質転換細胞、該蛋白質若しくはその断片に反応性を
有する抗体、該蛋白質の活性または発現を調節する物質
のスクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】脱共役蛋白質(uncoupling
protein:UCP)はミトコンドリア内膜に存在
し、酸化的リン酸化の脱共役に働く蛋白質である。ミト
コンドリアでの電子伝達系とATP合成は内膜でのプロ
トン濃度勾配によって共役している。UCPはこのプロ
トン濃度勾配を短絡的に解消する特殊なチャネルであ
り、UCPが活性化されると酸化基質の化学エネルギー
はATP合成に利用されず熱へと変換される。UCPの
このような機能は、寒冷環境下でふるえによらずに体温
を維持する場合や過食によるエネルギー収支の乱れを調
節する場合など、酸化的リン酸化によるATP産生効率
を積極的に低下させ熱産生を行う必要がある場合に重要
な役割を果たすと考えられている(Saitou、医学
のあゆみ,Vol.185;596−599(199
7))。
【0003】UCPは現在までに、UCP−1(Aqu
ilaら、EMBO J.,Vol.4;2369−2
376(1985))、UCP−2(Fleuryら、
Nat.Genet.,Vol.15;269−272
(1997)、UCP−3(Bossら、FEBS L
ett.,Vol.408;39−42(199
7))、UCP−4(Maoら、FEBS Let
t.,Vol.443;326−330(199
9))、UCP−5(Yuら、FASEB J.,Vo
l.14;1611−1618(2000))という5
つのアイソフォームが知られている。いずれも全長30
0残基程度のアミノ酸配列からなり、約100個のアミ
ノ酸からなるドメインが3つ繰り返された構造で、各ド
メインに2つ、計6つの膜貫通領域が存在する。UCP
−1は主にBAT(褐色脂肪組織)に、UCP−2は全身
の組織に、UCP−3は主に骨格筋に、UCP−4は脳
特異的に、UCP−5は脳、精巣に多く存在することが
知られている。UCP−1の発現低下マウスやKOマウ
ス(Enerbackら、Nature,Vol.38
7;90−94(1997)、Lowellら、Nat
ure,Vol.366;740−742(199
3))は明らかな熱産生能力の低下や肥満を示し、脂肪
特異的なUCP−2過剰発現マウス(笠岡宜代ら、肥満
研究、VOL.6;64(2000))および骨格筋特
異的UCP−3過剰発現マウス(Claphamら、N
ature,Vol.406;415−418(200
0))では体重減少や血糖低下作用が見られることが知
られている。
【0004】このように肥満や糖尿病との関連性が明ら
かにされるに伴い、脱共役蛋白質は生活習慣病の創薬標
的として注目されており、新たな脱共役蛋白質の単離同
定が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、新規な脱共
役蛋白質とその遺伝子を同定することにより、生活習慣
病の予防並びに治療に有用な医薬及び方法を提供するも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、新規な遺伝子
(mt0029とする)、当該遺伝子にコードされる新
規な脱共役蛋白質(MT0029)に関する。また、当
該遺伝子を用いて形質転換した宿主細胞、該形質転換細
胞を用いた組換えMT0029の生産方法を提供する。
【0007】(核酸)本発明は、MT0029(後に詳
しく述べる)をコードする遺伝子mt0029を提供す
る。遺伝子mt0029とは具体的には、配列番号2に
示すアミノ酸配列からなる脱共役蛋白質をコードするD
NAのことであり、配列番号1に示すcDNAのほか該
cDNAの由来するゲノムDNAも含まれる。該遺伝子
はヒトHep−G1細胞から単離同定することができる
が、本明細書に開示された配列を基に、一般的なハイブ
リダイゼーション等の遺伝子工学的手法を用いたクロー
ニングやホスホアミダイト法などの化学合成的手法によ
り調製されるDNAであってもよい。その形態としては
cDNA、ゲノムDNAの他、化学合成DNAなどが含
まれるが、特に制限はない。本発明のDNAは1本鎖で
あっても、それに相補的な配列を有するDNAやRNA
と結合して2重鎖、3重鎖を形成していても良い。ま
た、当該DNAは、ホースラディッシュペルオキシダー
ゼ(HRPO)等の酵素や放射性同位体、蛍光物質、化
学発光物質等で標識されていてもよい。
【0008】また、mt0029の塩基配列が提供され
れば、これより導かれるRNAの配列や、相補的なDN
AおよびRNAの配列などは一義的に決定されるので、
本発明は、本発明のDNAに対応するRNAあるいは本
発明のDNAと相補的な配列を有するDNAおよびRN
Aもまた提供するものと理解すべきである。
【0009】さらに、本発明のDNAは、配列番号1に
記載の塩基配列と90%以上の同一性を示すDNAをも
含むものである。
【0010】配列番号1に記載の塩基配列からなるDN
Aに対しては、該DNAにコードされる蛋白質が脱共役
蛋白質であれば、塩基配列のバリエーションが許容され
る。例えば、いわゆるコドン縮重による同一アミノ酸残
基をコードする複数のコドンの存在や、種々の人為的処
理例えば部位特異的変異導入、変異剤処理によるランダ
ム変異、制限酵素切断によるDNA断片の変異・欠失・
連結等により、部分的にDNA配列が変化したものであ
っても、これらDNA変異体が配列番号1に記載のDN
Aと配列番号1に記載のDNAと90%以上の同一性を
示し、かつ脱共役蛋白質をコードするDNAであれば、
配列番号1に示したDNA配列との相違に関わらず、本
発明の範囲内のものである。
【0011】上記のDNA変異の程度は、配列番号1に
記載のDNA配列と90%以上、好ましくは95%以上
の同一性を有するものが許容範囲内である。DNA配列
の同一性の判断には、BLAST(J.Mol.Evo
l.,36;290−300(1993)、J.Mo
l.Biol.,215;403−10(1990))
を用いることができる。また、ハイブリダイズする程度
としては、例えばDIGDNA Labeling k
it(ロシュ・ダイアグノスティックス社Cat N
o.1175033)でプローブをラベルした場合に、
32℃のDIGEasy Hyb溶液(ロシュ・ダイア
グノスティックス社Cat No.1603558)中
でハイブリダイズさせ、65℃の0.1×SSC溶液
(0.1%(w/v)SDSを含む)中でメンブレンを
洗浄するストリンジェントな条件(1×SSCは0.1
5M NaCl、0.015M クエン酸ナトリウムで
ある)でのサザンハイブリダイゼーションで、配列番号
1に記載の核酸にハイブリダイズする程度であればよ
い。
【0012】配列番号1に記載の塩基配列からなるDN
Aあるいはその部分断片は、糖尿病、肥満、高脂血症等
本発明の蛋白質が関与する疾患の特異的プローブとして
有用であると考えられる。
【0013】本発明のDNAは、MT0029を大量に
生産するために使用することができる。該DNAはま
た、酵素等で標識して、組織における本発明の蛋白質の
発現状況を検査するために使用することができる。すな
わち、該DNAをプローブとして使用し、細胞における
本発明の蛋白質の発現量を、mRNA発現量を指標とし
て確認することにより、本発明の蛋白質の製造に適した
細胞やその培養条件を決定することができるほか、本発
明の蛋白質が関連する疾患、特に糖尿病、肥満、高脂血
症等の診断を行うことも可能である。
【0014】また、本発明のDNAの一部をプライマー
として使用したPCR−RFLP(Restricti
on fragment length polymo
rphism)法、PCR−SSCP(Single
strand conformation polym
orphism)法、シークエンシング等の方法によ
り、核酸配列上の異常あるいは多型を検査・診断するこ
とができる。
【0015】また、本発明のDNAを生体内の細胞に導
入し、本発明の蛋白質の発現または活性が損なわれてい
ることによる疾患の遺伝子治療にも使用することができ
る。また、本発明のDNAを生体内の細胞に導入し、該
細胞のエネルギー消費を高めることにより肥満などの体
質を改善し、生活習慣病を解消するといった遺伝子治療
に使用することも可能である。
【0016】本発明のDNAは、形質転換細胞の調製、
さらには該形質転換細胞を用いた組換え蛋白質MT00
29の生産方法、あるいはMT0029の発現を特異的
に抑制する化合物の探索に大いに有用である。
【0017】本発明における形質転換細胞は当業者に公
知の技術を適用して調製することが可能であり、例え
ば、市販されあるいは当業者が一般に入手容易な様々な
ベクターを利用して、適当な宿主細胞へ本発明のDNA
を組み入れることが可能である。その際、遺伝子mt0
029をプロモーターやエンハンサーに代表される発現
制御遺伝子の影響下におくことで、遺伝子mt0029
の宿主細胞内での発現を任意にコントロールすることが
可能である。この手法は、形質転換された宿主細胞を用
いたMT0029の生産において好適に用いられる他、
遺伝子mt0029の発現制御機構の研究あるいは該遺
伝子の発現を調節し得る物質の探索などにも応用するこ
とが可能となる。
【0018】例えば、任意の被験物質と遺伝子mt00
29を含むベクターで形質転換された細胞とを適当な条
件下で接触させることで、被験物質の遺伝子mt002
9の発現を促進あるいは抑制する作用を有する物質を探
索し、あるいは評価を行うことができる。
【0019】また、本発明であるDNAと公知の方法と
を組み合わせて、マウスまたはその他の適当な動物を基
にトランスジェニック動物を作製することが出来る。さ
らに、本発明の遺伝子mt0029を利用すれば、ヒト
以外の動物からヒトmt0029に相当する遺伝を破壊
したいわゆるノックアウト動物を作製することも可能で
ある。このモデル動物の物理学的、生物学的、病理学的
及び遺伝子的特徴を分析することにより、本発明に係る
遺伝子及び蛋白質の機能を解明することが可能となる。
さらに、そのようにして内在性遺伝子が破壊された該動
物に本発明のヒトmt0029を導入することにより、
ヒトmt0029のみを有するモデル動物を作製するこ
とも可能となる。かかるトランスジェニック動物、特に
本発明である遺伝子mt0029あるいは蛋白質MT0
029を大量に発現しているあるいは逆にこれらを欠い
た動物を観察すれば、遺伝子mt0029あるいは蛋白
質MT0029の機能を特定することが可能となる。さ
らに、このモデル動物は、該導入されたヒトMT002
9をターゲットとした薬剤の開発、評価に有用である。
遺伝子mt0029あるいは蛋白質MT0029に特異
的に作用しあるいは機能を補完する物質等を、生体レベ
ルで調べることが可能となり、この様にして得た物質
は、MT0029が特異的に機能する生体制御に働く薬
物となることが期待される。
【0020】(蛋白質MT0029)mt0029にコ
ードされる蛋白質MT0029は、配列番号2に示すア
ミノ酸配列からなる脱共役蛋白質である。
【0021】MT0029はヒトUCP−1と288ア
ミノ酸残基にわたり同一性が28%および相同性が45
%、ヒトUCP−2と293アミノ酸残基にわたり同一
性が28%および相同性が43%、ヒトUCP−3と2
96アミノ酸残基にわたり同一性が28%および相同性
が44%、ヒトUCP−4と299アミノ酸残基にわた
り同一性が30%および相同性が50%、ヒトUCP−
5と293アミノ酸残基にわたり同一性が30%および
相同性が48%認められる。UCP―1、2、3間では
互いに70%以上の相同性を示し、UCP−4、5は他
のアイソフォームと50−60%の相同性を有する。こ
れに対しMT0029は他のアイソフォームと40−5
0%の相同性を示すに留まる。また、MT0029はほ
ぼ全身に発現が観察されるものの、心臓、白血球、活性
化白血球、骨格筋には発現しておらず、既知のUCPと
は異なる発現プロファイルを示す。
【0022】このことから、MT0029は、他の脱共
役蛋白質分子にはない特徴的な役割を果たしていること
が強く推認される。従って、MT0029を標的とした
医薬化合物、特にMT0029に対して高い選択性を有
する医薬化合物は、望外の生理作用を示さないなどの従
来にはない特徴を備えた医薬となり得るものと期待され
る。なお、公知の蛋白質との相同性検索の結果、MT0
029と全長にわたってアミノ酸配列で91%の同一性
および95%の相同性、核酸配列で88%の同一性を有
するクローン、マウスputative(GenBan
k Accession: BAB25048)が存在す
ることが明らかになった。しかし、マウスputati
ve(GenBank Accession: BAB2
5048)については、FANTOMデータベース(h
ttp://www.gsc.riken.go.jp
/e/FANTOM/、cloneID:181001
2H11)上にMitochondrial carr
ier proteins containing pr
oteinというアノテーションはあるものの、蛋白質
としてどのような機能を有するのかについては何ら示さ
れておらず、実証もされていない。これに対し本発明
は、MT0029の発現プロファイル、機能解析を通し
て、本発明の蛋白質が新規な脱共役蛋白質であることを
示し、生活習慣病の予防・治療に有用な蛋白質であるこ
とを明らかにしたものである。
【0023】なお、脱共役蛋白質である限り、配列番号
2に示す蛋白質のアミノ酸配列において、1以上のアミ
ノ酸が置換、欠失、および/もしくは付加したアミノ酸
配列からなるポリペプチドあるいは蛋白質も本発明の範
囲内である。
【0024】蛋白質の構成要素となるアミノ酸残基側鎖
は、疎水性、電荷、大きさなどにおいてそれぞれ異なる
が、実質的に蛋白質全体の3次元構造(立体構造とも言
う)に影響を与えないという意味で保存性の高い幾つか
の関係が知られている。例えば、アミノ酸残基の置換に
ついては、グリシン(Gly)とプロリン(Pro)、
Glyとアラニン(Ala)またはバリン(Val)、
ロイシン(Leu)とイソロイシン(Ile)、グルタ
ミン酸(Glu)とグルタミン(Gln)、アスパラギ
ン酸(Asp)とアスパラギン(Asn)、システイン
(Cys)とスレオニン(Thr)、Thrとセリン
(Ser)またはAla、リジン(Lys)とアルギニ
ン(Arg)、等が挙げられる。また、Ala、Va
l、Leu、Ile、Pro、メチオニン(Met)、
フェニルアラニン(Phe)、トリプトファン(Tr
p)、Gly、Cysは、共に非極性アミノ酸に分類さ
れるため、互いに似た性質を有すると考えられる。非荷
電極性アミノ酸としては、Ser、Thr、チロシン
(Tyr)、Asn、Glnが挙げられる。酸性アミノ
酸としては、AspおよびGluが挙げられる。塩基性
アミノ酸としてはLys、Arg、ヒスチジン(Hi
s)が挙げられる。また、上述の意味の保存性を損なう
場合でも、なおその蛋白質の本質的な機能、本発明にお
いては脱共役蛋白質としての機能を失わない変異も当業
者に多く知られている。さらに、異なる生物種間に保存
される同種の蛋白質が、幾つかのアミノ酸が集中あるい
は分散して欠失あるいは挿入されていてもなお本質的な
機能を保持している例も多く認められている。
【0025】従って、配列番号2に示したアミノ酸配列
上の幾つかのアミノ酸残基の置換、挿入、欠失等による
変異蛋白質であっても、その変異蛋白質が脱共役蛋白質
としての活性を有する限り、これらは本発明の範囲内に
あるものと言うことができる。ここにいう脱共役蛋白質
の活性とは、例えば、本発明の蛋白質を発現させるため
の発現ベクターにより組み換えた形質転換細胞におい
て、ミトコンドリア膜電位を減少させる活性活性、また
は、糖取り込み速度、糖代謝速度あるいは脂肪酸酸化速
度のいずれかを増加させる活性のことであり、具体的に
は実施例4に示す方法により確認することができる。幾
つかのアミノ酸残基が異なっていても、配列番号2に記
載のアミノ酸配列からなるMT0029と実質的に同質
の機能を有するものは、本発明の範囲内であるといえ
る。従って、本発明の蛋白質を発現させるための発現ベ
クターにより組み換えた形質転換細胞において、ミトコ
ンドリア膜電位を減少させる活性活性、または、糖取り
込み速度、糖代謝速度あるいは脂肪酸酸化速度のいずれ
かを増加させる活性が性質的に同質であればよく、該活
性の強弱の変動、または糖鎖結合の相違などによる該蛋
白質の分子量の量的変化などは許容されると解されるべ
きである。
【0026】このようなアミノ酸の改変は、遺伝子多型
等によって生ずる変異の様に自然界において認められる
他、当業者に公知の方法、例えばNTGなどの変異誘発
剤を用いた突然変異誘発法や種々の組換え遺伝子手法を
用いた部位特異的変異法を利用して、人為的に行うこと
ができる。アミノ酸の変異部位および個数は、変異蛋白
質が脱共役蛋白質である限り特に制限はないが、変異個
数は通常数十アミノ酸以内、好ましくは10アミノ酸以
内、さらに好ましくは1または数個以下である。
【0027】また配列番号2のアミノ酸配列と96%以
上、より好ましくは98%以上、の相同性を有するアミ
ノ酸配列からなる脱共役蛋白質も本発明の範囲内のもの
である。アミノ酸配列の相同性の判断には、BLAST
(J.Mol.Evol.,36;290−300(1
993)、J.Mol.Biol.,215;403−
10(1990))を用いることができる。
【0028】本発明の蛋白質またはその部分断片ペプチ
ドは、該蛋白質の活性を調節する物質の探索に使用する
ことが出来る。探索を通じて得られる化合物等は、本発
明の蛋白質が関連する疾患、例えば肥満、糖尿病、高脂
血症等の生活習慣病に対する有効な治療薬または予防薬
となることが期待される。
【0029】(抗体)本発明はさらにMT0029に結
合する抗体を提供する。本発明の抗体は、MT0029
全体あるいはその部分ペプチドを抗原として得られる、
MT0029のみを特異的に認識する抗体であり、モノ
クローナル抗体及び/またはポリクローナル抗体が含ま
れる。また、免疫グロブリンの構造、物理化学的性質や
免疫学的性質として分類される5つのクラス(IgG,
IgA,IgM,IgD,IgE)、あるいはH鎖のタ
イプによるサブクラスのいずれに属するものであっても
よい。さらに、免疫グロブリンを例えばペプシンで分解
したときのF(ab’) 2、パパインで分解したときの
Fabなどのフラグメントであっても、またキメラ抗体
やヒト化抗体であってもよい。これらの抗体は、MT0
029の研究的あるいは臨床的な検出等に有用である。
【0030】(アンチセンス核酸)本発明は、生体内に
おいて核酸レベルでのMT0029生合成を抑制するこ
とのできる、いわゆるアンチセンス核酸を提供する。か
かるアンチセンス核酸は、MT0029をコードするm
RNAを作り出すのに必要なゲノム領域からpre−m
RNAへの転写段階、pre−mRNAから成熟mRN
Aへのプロセッシング段階、核膜通過段階、蛋白への翻
訳段階のいずれかで、遺伝子情報を担うDNAもしくは
RNAに結合し、遺伝情報の伝達の正常な流れに影響を
与えて蛋白質の発現を調節するものを意味し、遺伝子m
t0029の核酸配列の全体あるいはいずれかの部分に
相補する配列からなるものであってもよい。好ましく
は、配列番号1に記載の核酸配列に相当あるいは相補す
る配列から成る核酸(DNA、RNAを含む)である。
また、ゲノム領域から転写されるmRNAがイントロン
構造あるいは5’末端や3’末端に非翻訳領域を含む形
であるときは、かかる非翻訳部分の配列に相当あるいは
相補するアンチセンス核酸も本発明のアンチセンス核酸
と同等の機能を有するものとなろう。
【0031】本発明のアンチセンス核酸は、DNAやR
NAの他、その立体構造や機能がDNAあるいはRNA
と類似する各種誘導体のすべてを含むものである。例え
ば、3’末端もしくは5’末端に他の物質が結合した核
酸、オリゴヌクレオチドの塩基、糖、リン酸の少なくと
もいずれか1つにおいて置換や修飾が生じた核酸、天然
には存在しないような塩基、糖あるいはリン酸を有する
核酸、糖−リン酸骨格以外の骨格(バックボーン)を有
する核酸等が挙げられる。これらの核酸は、ヌクレアー
ゼ耐性、組織選択性、細胞透過性、結合力の少なくとも
1つが高められた誘導体として好適である。すなわち、
MT0029の活性発現を抑制し得る機能を有する限
り、核酸の形態に制限はない。
【0032】また本発明では、一般的には、ステム・ル
ープを形成しているmRNAのループ部分にハイブリダ
イズするような塩基配列、すなわちステム・ループを形
成している領域の塩基配列に相補的な塩基配列をもつア
ンチセンス核酸が好適である。あるいは、翻訳開始コド
ン付近、リボソーム結合部位、キャッピング部位、スプ
ライス部位に結合するようなアンチセンス核酸、すなわ
ちこれらの部位の配列に相補的な配列を有するアンチセ
ンス核酸も、一般に高い発現抑制効果が期待できる点で
好ましい。
【0033】この様なアンチセンス核酸を細胞内に取り
込ませ、効率的に作用させるためには、本発明のアンチ
センス核酸の鎖長は15塩基以上30塩基以下、好まし
くは15塩基以上25塩基以下、より好ましくは18塩
基以上22塩基以下の塩基数からなる塩基配列からなる
ものが好適である。
【0034】本発明のアンチセンス核酸の発現抑制効果
は、公知の手法、例えば本発明の遺伝子の発現制御領
域、5’非翻訳領域、翻訳開始部位近傍領域または翻訳
領域の一部等を含むDNAとルシフェラーゼ等のレポー
ター遺伝子を連結した発現プラスミドを作製し、in
vitro transcription反応(プロメ
ガ社:Ribo max system等)とin v
itro translation反応(プロメガ社:
Rabbit Reticulocyte Lysat
e System等)を併用する系のような本発明の遺
伝子が転写または翻訳される環境下で候補物質を系に添
加し、該レポーター遺伝子の発現量を測定することによ
り評価することができる。
【0035】本発明のアンチセンス核酸は、生体内にお
けるmt0029の発現を抑制することができるので、
MT0029が関連する疾患の予防・治療剤として有用
である。
【0036】
【発明の実施の形態】(核酸)本発明のDNAをDNA
ライブラリーから得る例としては、適当なゲノムDNA
ライブラリーやcDNAライブラリーを、ハイブリダイ
ゼーションによるスクリーニング法や、抗体を用いたイ
ムノスクリーニング法等でスクリーニングし、目的のD
NAを有するクローンを増殖させ、そこから制限酵素等
を用いて切り出す方法がある。ハイブリダイゼーション
法によるスクリーニングは、配列番号1に記載の塩基配
列もしくはその一部を有するDNAを32P等でラベル
してプローブとし、任意のゲノムDNAライブラリーま
たはcDNAライブラリーに対して、公知の方法で(例
えば、Maniatis T.等,Molecular
Cloning,a Laboratory Manu
al,Cold Spring harbor Lab
oratory,New York,1982年)行う
ことができる。イムノスクリーニング法で用いる抗体
は、後述する本発明の抗体を使用することができる。本
発明の新規DNAはまた、ゲノムDNAライブラリーも
しくはcDNAライブラリーを鋳型とするPCR(Po
lymerase Chain Reaction)に
よっても得る事ができる。PCRは、配列番号1に記載
の塩基配列をもとに、センスプライマー、アンチセンス
プライマーを作製し、任意のDNAライブラリーに対
し、公知の方法(例えばMichael A.I.等,
PCR Protocols,a Guide to
Methods and Applications,
Academic Press、1990年参照)等を
行って、本発明のDNAを得る事もできる。上記各種方
法で使用するDNAライブラリーは、本発明のDNAを
有するDNAライブラリーを選択して使用する。当該D
NAライブラリーは、本発明のDNAを有するライブラ
リーであれば、いかなるものも使用可能であり、市販の
DNAライブラリーを使用したり、本発明のDNAを有
する細胞からDNAライブラリーを作製するのに適した
細胞を選び公知の方法(J.Sambrook 等、M
olecular Cloning,a Labora
tory Manual 2nd ed.,Cold
Spring Harbor Laboratory,
New York,1989年参照)に従って、DNA
ライブラリーを作製し、利用することができる。
【0037】また、本明細書に開示された配列を基にホ
スホアミダイト法などの化学合成的手法により調製する
ことも可能である。
【0038】本発明のDNAを含む組換えベクターは、
環状、直鎖状等いかなる形態のものであってもよい。か
かる組換えベクターは、本発明のDNAの全部または一
部に加え、必要ならば他の塩基配列を有していてもよ
い。他の塩基配列とは、エンハンサーの配列、プロモー
ターの配列、リボゾーム結合配列、コピー数の増幅を目
的として使用される塩基配列、シグナルペプチドをコー
ドする塩基配列、他のポリペプチドをコードする塩基配
列、ポリA付加配列、スプライシング配列、複製開始
点、選択マーカーとなる遺伝子の塩基配列等のことであ
る。本発明の組換えベクターの好ましい一例は、発現ベ
クターである。
【0039】遺伝子組換えに際しては、適当な合成DN
Aアダプターを用いて翻訳開始コドンや翻訳終止コドン
を本発明のDNAに付加したり、あるいは塩基配列内に
適当な制限酵素切断配列を新たに発生させあるいは消失
させることも可能である。これらは当業者が通常行う作
業の範囲内であり、本発明のDNAを基に任意かつ容易
に加工することができる。
【0040】また本発明のDNAを保持するベクター
は、使用する宿主に応じた適当なベクターを選択して使
用すればよく、プラスミドの他にバクテリオファージ、
バキュロウイルス、レトロウイルス、ワクシニアウイル
ス等の種々のウイルスを用いることも可能であり、特に
制限はない。
【0041】本発明の遺伝子の発現は、該遺伝子固有の
プロモーター配列の制御下に発現させることができる。
かかる発現系を用いれば、本発明の遺伝子の転写を促進
あるいは抑制する物質の探索がより有利に行える。ある
いは、本発明の遺伝子の上流に別の適当な発現プロモー
ターを該遺伝子固有のプロモーター配列に接続あるいは
置き換えて使用することもできる。この場合に使用する
プロモーターは、宿主及び発現の目的に応じて適宜選択
すればよく、例えば宿主が大腸菌である場合にはT7プ
ロモーター、lacプロモーター、trpプロモータ
ー、λPLプロモーターなどが、宿主が酵母である場合
にはPHO5プロモーター、GAPプロモーター、AD
Hプロモーター等が、宿主が動物細胞である場合にはS
V40由来プロモーター、レトロウイルスプロモーター
等を例示できるが、当然ながらこれらには限定されな
い。
【0042】DNAをベクターに導入する方法は公知で
ある(J.Sambrook等、Molecular
Cloning,a Laboratory Manu
al2nd ed.,Cold Spring Har
bor Laboratory,ニューヨーク(New
York),1989年、参照)。すなわち、DNA
とベクターをそれぞれ適当な制限酵素で消化し、得られ
たそれぞれの断片を、DNAリガーゼを用いてライゲー
ションさせればよい。
【0043】(蛋白質)本発明の蛋白質は、該蛋白質を
発現している細胞や組織から調製することができ、また
ペプチド合成機(例えば、ペプチドシンセサイザー43
3A型、アプライドバイオシステムズ ジャパン株式会
社製)を使用した化学合成法でも、また原核生物あるい
は真核生物から選択される適当な宿主細胞を用いた組換
え方法によっても調製することができる。しかしなが
ら、その純度の面から遺伝子工学的な手法による生産な
らびに組換え型蛋白質が好ましい。
【0044】本発明の形質転換細胞は、適当な宿主細胞
を本発明の組み換えベクターにより形質転換させること
で得ることができる。前項の組換えベクターを用いて形
質転換させる宿主細胞には特に制限はなく、E.col
i、B.subtilisあるいはS.cerevis
iaeに代表される遺伝子工学手法において利用可能な
下等細胞、昆虫細胞、COS7細胞、CHO細胞、He
La細胞に代表される動物細胞など多くの細胞が、本発
明に対しても利用可能である。
【0045】組換えベクターを宿主細胞に導入する方法
としては、エレクトロポレーション法、プロトプラスト
法、アルカリ金属法、リン酸カルシウム沈澱法、DEA
Eデキストラン法、マイクロインジェクション法、ウイ
ルス粒子を用いる方法等の公知方法(実験医学臨時増
刊、遺伝子工学ハンドブック1991年3月20日発
行、羊土社、参照)があるが、いずれの方法を用いても
構わない。
【0046】当該蛋白質を遺伝子工学的に生産するに
は、上述の形質転換細胞を培養して培養混合物を回収
し、当該蛋白質を精製する。形質転換細胞の培養は、一
般的な方法で行うことができる。形質転換細胞の培養に
ついては各種の成書(例、「微生物実験法」社団法人日
本生化学会編、株式会社東京化学同人、1992年)が
あるので、それらを参考にして行うことができる。
【0047】培養混合物から本発明の蛋白質を精製する
方法としては、蛋白質の精製に通常使用されている方法
の中から適切な方法を適宜選択して行うことができる。
すなわち、塩析法、限外濾過法、等電点沈澱法、ゲル濾
過法、電気泳動法、イオン交換クロマトグラフィー、疎
水性クロマトグラフィーや抗体クロマトグラフィー等の
各種アフィニティークロマトグラフィー、クロマトフォ
ーカシング法、吸着クロマトグラフィーおよび逆相クロ
マトグラフィー等、通常使用され得る方法の中から適切
な方法を適宜選択し、必要によりHPLCシステム等を
使用して適当な順序で精製を行えば良い。
【0048】また、本発明の蛋白質を他の蛋白質(例、
免疫グロブリンのFc断片)やタグ(例、グルタチオン
Sトランスフェラーゼ、プロテインA、ヘキサヒスチジ
ンダグ、FLAGタグその他)との融合蛋白質として発
現させることも可能である。発現させた融合型は、適当
なプロテアーゼ(例、トロンビン、エンテロキナーゼそ
の他)を用いて切り出すことが可能であり、ときとして
蛋白質の調製をより有利に行うことが可能となる。ま
た、免疫グロブリンのFc断片を用いた場合などは、二
量体形成能を賦与するなど、本発明の蛋白質の活性また
は機能を向上または修飾することが可能である。本発明
の蛋白質の精製は当業者に一般的な手法を適宜組み合わ
せて行えばよく、特に融合蛋白質の形態で発現させたと
きは、その形態に特徴的な精製法を採用することが好ま
しい。
【0049】また、組換えDNA分子を利用して無細胞
系の合成方法(J.Sambrook et al.:
Molecular Cloning 2nd ed.
(1989年))で得る方法も、遺伝子工学的に生産す
る方法の1つである。
【0050】この様に本発明の蛋白質は、それ単独の形
態でも別種の蛋白質との融合蛋白質の形態でも調製する
ことができるが、これらのみに制限されるものではな
く、本願発明の蛋白質を更に種々の形態へと変換させる
ことも可能である。例えば、蛋白質に対する種々の化学
修飾、ポリエチレングリコール等の高分子との結合、不
溶性担体への結合など、当業者に知られている多種の手
法による加工が考えられる。また、用いる宿主によって
は糖鎖の付加の有無あるいはその程度にも違いが認めら
れる。かかる場合にあっても、MT0029としての脱
共役蛋白質の活性を有する限りにおいて、なお、本発明
であると理解されたい。
【0051】本発明の蛋白質は、抗体を作製するための
抗原として使用し、あるいは該蛋白質に結合する物質や
該蛋白の活性を調節する物質のスクリーニングに使用す
ることができ、有用である。
【0052】本発明のMT0029は、上述のような形
質転換細胞、特に動物細胞を培養することにより、その
ミトコンドリア膜上に目的分子を高発現させることが可
能である。一方、MT0029の適当な断片を可溶性タ
ンパクとして製造する場合には、当該断片をコードする
DNAを用いて上述のように形質転換細胞を調製し、該
形質転換細胞を培養することにより培養上清中に分泌さ
せることにより製造することができる。
【0053】一方、MT0029が形質転換細胞のペリ
プラズムまたは細胞質内に存在する場合は、適当な緩衝
液に懸濁した細胞に対して、例えば超音波処理、凍結融
解処理、あるいはリゾチーム処理などを行って細胞壁お
よび/または細胞膜を破壊した後、遠心分離やろ過など
の方法で本発明の蛋白質を含有する膜画分を得、さらに
該膜画分を適当な界面活性剤を用いて可溶化して粗溶液
を調製する。そして、当該粗溶液から定法により目的蛋
白質を単離、精製することができる。
【0054】(トランスジェニック動物)本発明のmt
0029を用いれば、トランスジェニック非ヒト哺乳動
物を作製することができる。このトランスジェニック非
ヒト哺乳動物も本願の発明に属する。該トランスジェニ
ック非ヒト哺乳動物は、トランスジェニック動物の製造
において通常使用されるような定法(例、発生工学実験
マニュアル、講談社サイエンティフィク発行、勝木元也
編、野村達次監修、1987年)に従って作製すること
ができる。すなわち、本発明の遺伝子または組換えベク
ターを非ヒト動物の全能性細胞に導入し、この細胞を個
体へと発生させ、体細胞のゲノム中に導入遺伝子が組み
込まれた個体を選別する。
【0055】具体的には、例えば、トランスジェニック
マウスの場合には、正常C57Black/6マウスか
ら取得した前核期受精卵にmt0029遺伝子が発現可
能なように構築されたDNAを直接注入する。より具体
的には、適切なプロモーターの下流にmt0029遺伝
子を接続して導入したコンストラクトを作製し、その後
必要であれば原核生物由来の配列を可能な限り除去した
直鎖状DNAを得て、これを前核期受精卵前核に微細な
ガラス針を用いて直接注入する。該受精卵を仮親として
別の偽妊娠マウスの子宮に移植する。偽妊娠マウスは一
般的にICR雌マウスを、精管を切断または結紮した雄
マウスと交配して作製する。移植胚由来の仔の組織より
ゲノムDNAを抽出し、PCR法またはサザンブロッテ
ィング法にてmt0029遺伝子の導入の有無を確認し
トランスジェニックマウスを得る。例えば、既報(Cl
aphamら、Nature,Vol.406;415
−418(2000))のとおり、骨格筋に特異的にM
T0029を過剰発現するトランスジェニックマウスを
作成、8週令から8週間、高脂肪食を負荷後、生化学
的、病理学的検討を行うことにより、対照マウスに比
し、トランスジェニックマウスにおいては有意に体重、
体脂肪量、血糖値、血清インスリン値、血清TG、FF
A値の低下が観察できるものと予想される。
【0056】また、mt0029(またはmt0029
のマウス相同遺伝子)の塩基配列に基づいて、いわゆる
「ノックアウトマウス」を作製することができる。本発
明における「ノックアウトマウス」とは、本発明のマウ
ス由来のタンパクをコードする内在性遺伝子がノックア
ウト(不活性化)されたマウスであり、例えば相同組換
えを応用したポジティブネガティブセレクション法(米
国特許第5,464,764号公報、同5,487,9
92号公報、同5,627,059号公報 、Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA,Vol.8
6;8932−8935(1989)、Nature,
Vol.342;435−438(1989)など)を
用いて作製することができ、このようなノックアウトマ
ウスも本発明の一態様である。また、最近、中大動物に
おいても核移植によるクローン動物の作出が可能となっ
た。これに伴い本技術を用いたTGおよびKO動物の作
出も実際に行われるようになった。すなわち体細胞、あ
るいは生殖系列の細胞に対しmt0029(または各動
物におけるmt0029の相同遺伝子)の塩基配列に基
づいて、ES細胞に対して行うのと同様に相同組換えを
行い、得られた細胞から核を得て、その核を用いてクロ
ーン動物を得ることができる。該動物はmt0029
(または各動物におけるmt0029の相同遺伝子)が
失われたノックアウト動物である。または、上述の方法
と同様、任意の動物の任意の細胞にmt0029(また
は各動物におけるmt0029の相同遺伝子)遺伝子を
導入し、その核を用いてクローン動物を得る事によりT
G動物を作製する事も可能である。このようなノックア
ウト非ヒト動物およびトランスジェニック非ヒト動物は
その種に関わらず本発明の一態様である。
【0057】(抗体)本発明の抗体は、ポリクローナル
抗体、モノクローナル抗体いずれも公知方法を参考にし
て得ることができる(例えば、免疫実験操作法、日本免
疫学会編、日本免疫学会発行、参照)。以下に簡単に説
明する。
【0058】当該新規抗体を得るには、まず動物に、免
疫抗原として本発明の蛋白質を必要に応じてフロイント
の完全アジュバント(FCA)や不完全アジュバント
(FIA)等の適切なアジュバントとともに接種し、必
要があれば2〜4週間の間隔で追加免疫する。追加免疫
後、採血を行い、抗血清を得る。抗原として用いる本発
明の蛋白質は、それが抗体の作製に使用しうる精製度の
ものであればいかなる方法で得られたものであってもよ
い。本発明の蛋白質の部分ポリペプチドも免疫抗原とし
て好適に使用しうる。免疫抗原として使用するポリペプ
チドが、低分子のポリペプチド、すなわち約10〜20
アミノ酸からなるポリペプチドである場合には、それを
キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)等のキャ
リアと結合させて抗原として使用すればよい。免疫する
動物はいかなるものであっても良いが、好ましくは通常
当業者で免疫学的な実験に使用されるラット、マウス、
ウサギ、ヒツジ、ウマ、ニワトリ、ヤギ、ブタ、ウシ等
から、目的の抗体を産生しうる動物種を選択して使用す
ることが好ましい。
【0059】ポリクローナル抗体は、得られた抗血清を
精製することによって得る事が出来る。精製は、塩析、
イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマ
トグラフィー等の公知方法を適宜組み合わせて行えば良
い。
【0060】モノクローナル抗体を得るには以下のよう
に行う。すなわち、免疫した動物から脾細胞もしくはリ
ンパ球等の抗体産生細胞を採取し、ポリエチレングリコ
ール、センダイウイルス、電気パルス等を用いる公知方
法によって、ミエローマ細胞株等と融合し、ハイブリド
ーマを作製する。その後、本発明の蛋白質に結合する抗
体を産生しているクローンを選択して培養し、その選択
されたクローンの培養上清を精製することによって得れ
ば良い。精製は、塩析、イオン交換クロマトグラフィ
ー、アフィニティークロマトグラフィー等の公知方法を
適宜組み合わせて用いれば良い。
【0061】また、遺伝子工学的な方法を用いても当該
新規抗体が得られる。例えば、本発明蛋白質またはその
部分ポリペプチドで免疫した動物の脾臓細胞、リンパ球
あるいは、本発明蛋白質またはその部分ポリペプチドに
対するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマか
らmRNAを採取し、これをもとにcDNAライブラリ
ーを作製する。抗原と反応する抗体を産生しているクロ
ーンをスクリーニングし、得られたクローンを培養し、
培養混合物から目的とする抗体を公知方法を組み合わせ
て精製することができる。抗体を治療に使用する場合に
は、免疫原性の点からヒト化抗体が好ましい。ヒト化抗
体は、免疫系をヒトのものと入れ替えたマウス(例 N
at. Genet. 15;146−156(199
7))を免疫することにより調製することが出来る。ま
た、モノクローナル抗体の超可変領域を用いてヒト化抗
体を遺伝子工学的に調製することもできる(Metho
din Enzymology 203;99−121
(1991))。
【0062】(アンチセンス核酸)アンチセンス核酸
は、公知方法で製造することができる(例えば、Sta
nley T.CrookeおよびBernald L
ebleu編、in Antisense Resea
rch and Applications,CRC出
版、フロリダ、1993年)。天然のDNAやRNAで
あれば、化学合成機を使用して合成し、あるいはmt0
029を鋳型としてPCR法により本発明のアンチセン
ス核酸を得ることができる。また、メチルフォスフォネ
ート型やフォスフォロチオエート型等、誘導体の中には
化学合成機(たとえばアプライドバイオシステムズ ジ
ャパン株式会社製、Expedite Model 8
909)を使用して合成できるものもある。この場合に
は、化学合成機に添付されたマニュアルに従って操作を
行い、得られた合成産物を、逆相クロマトグラフィー等
を用いたHPLC法により精製することによっても、ア
ンチセンス核酸を得ることができる。
【0063】本発明のDNAやアンチセンス核酸を診断
用のプローブとして使用する場合には、それらを公知の
方法に従い、ラジオアイソトープ、酵素、蛍光物質、あ
るいは発光物質等で標識する。次に、検体からDNAも
しくはmRNAを公知方法で調製し、これを被検物質と
して、前記標識プローブを加えて反応させた後、洗浄し
て未反応の前記標識プローブを除去する。被検物質中
に、遺伝子MT0029もしくはRNAが含まれていれ
ば、当該アンチセンス核酸はそれらと結合する。結合形
成の有無は、標識した酵素、蛍光物質、発光物質、ある
いは放射性同位元素等による発光、蛍光、放射能等を指
標として知ることができる。
【0064】本発明のDNA、アンチセンス核酸または
組換えベクターを医薬用途に使用する場合には、医薬品
として使用するのに適した純度のものを、薬理学的に許
容されうる使用方法で使用することが好ましい。
【0065】本発明のDNA、アンチセンス核酸あるい
は組換えベクターは、それらを直接適当な溶媒に溶解も
しくは懸濁して使用してもよいし、リポソーム中に封入
したり、適当なベクターに組み込んだ形にして使用して
もよい。また、必要に応じて、薬理学的に許容され得る
補助成分を添加し、注射剤、錠剤、カプセル剤、点眼
剤、クリーム剤、座剤、噴霧剤、パップ剤等適当な剤型
にして使用してもよい。薬理学的に許容され得る補助成
分とは、溶媒、基剤、安定化剤、防腐剤、溶解剤、賦形
剤、緩衝剤等のことである。
【0066】本発明のDNA、アンチセンス核酸あるい
は組換えベクターは、上述のような剤型とした場合、患
者の年齢や、性別、疾患の種類、程度に応じて、その投
与方法、その投与量を設定して使用することができる。
すなわち、病態を改善するのに適した量を、経口投与、
あるいは、吸入、経皮投与、点眼、膣内投与、関節内投
与、直腸投与、静脈内投与、局所投与、筋肉内投与、皮
下投与、腹腔内投与等から適当な方法を選んで投与すれ
ばよい。
【0067】(スクリーニング方法)本発明は、本発明
の蛋白質、該蛋白質を発現している形質転換細胞、本発
明のDNA、該DNAを含む組換えベクターまたは該組
換えベクターで形質転換された形質転換細胞を用いるこ
とを特徴とし、本発明の蛋白質の機能または発現を調節
する物質をスクリーニング方法に関する。より具体的に
は、(1)候補物質を用意し、本発明の蛋白質または該
蛋白質を発現している形質転換細胞に該候補物質を接触
させ、該候補物質が本発明の蛋白質の活性を調節する作
用を有するかどうかを判定することからなる方法、
(2)候補物質を用意し、本発明のDNAを含む組換え
ベクターまたは該組換えベクターで形質転換された形質
転換細胞に該候補物質を接触させ、該候補物質がmt0
029遺伝子の発現を調節する作用を有するかどうかを
判定することからなる方法などが挙げられる。(1)の
例としては、実施例4に示す系において、候補物質存在
下/非存在下における本発明の蛋白質の活性を測定し、
非存在下に比べて存在下において本発明の蛋白質の活性
を増加または減少させる候補物質を選択する方法が挙げ
られる。(2)の例としては、mt0029遺伝子の発
現制御領域、5’非翻訳領域、翻訳開始部位近傍領域ま
たは翻訳領域の一部等を含むDNAとルシフェラーゼ等
のレポーター遺伝子を連結した発現プラスミドを作製
し、本発明の遺伝子が転写または翻訳されるような環境
下で該レポーター遺伝子の発現量を候補物質の存在下/
非存在下で測定し、候補物質の転写促進活性または転写
抑制活性を確認する方法が挙げられる。本発明の遺伝子
の発現制御領域や5’非翻訳領域は公知の方法で取得す
ることが可能である(新細胞工学実験プロトコール(秀
潤社)、1993年)。
【0068】上述のスクリーニング方法あるいはトラン
スジェニック動物を用いた探索を通じて得られる化合物
等は、生活習慣病に対する有効な治療薬または予防薬と
なることが期待される。候補物質としては蛋白質、ペプ
チド、オリゴヌクレオチド、合成化合物、天然由来化合
物、醗酵生成物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽
出液などが挙げられるがこれに限定されず、新規物質で
も公知物質でもよい。
【0069】
【実施例】以下の実施例により本発明を更に詳述する
が、本発明はこれら実施例に限定して理解されるべきも
のではない。
【0070】実施例1 mt0029cDNAのクロー
ニング mt0029のクローニング以下の方法で行った。即
ち、センスプライマー1(5’−CCC GCT TT
C TGA CAC CCA TTT−3’)及びアン
チセンスプライマー1(5’−GAG ACT GGG
AAA GCGGCT GTT−3’)を作製し、H
uman Placenta cDNALibrary
(TaKaRa)を鋳型にPyrobest DNA
Polymerase(TaKaRa)を用いてPCR
を行った。反応サイクルは94℃で30秒加熱した後に
94℃ 30秒、55℃ 30秒、72℃ 60秒を3
0サイクル行い、最後に72℃で180秒加温した。得
られた約1.0kbのDNA断片をアガロースゲル電気
泳動にて分離、精製した。次にTaKaRa BLK
Kit(TaKaRa)を用いて、この精製断片の末端
平滑化とリン酸付加反応を行い、pUC18のSmaI
サイトに挿入した。コンピテントセルE.coli J
M109(TaKaRa)をtransformati
onしMT0029 cDNAを含むプラスミドMT0
029−5を得た。このプラスミドには配列番号2で表
される300個のアミノ酸からなる新規な蛋白質をコー
ドする、配列番号1で表される900塩基の塩基配列か
らなるオープンリーディングフレームを含む、全長98
8塩基対の塩基配列(配列番号3)からなるcDNAが
含まれていた。尚、プラスミドMT0029−5は、国
際微生物寄託機関である独立行政法人産業技術総合研究
所特許生物寄託センターに、受託番号FERMP−18
650として寄託されている。
【0071】実施例2 cDNAクローン及びその推定
蛋白質の相同性解析 相同性の検索にはBLAST(J.Mol.Evo
l.,36;290−300(1993)、J.Mo
l.Biol.,215;403−10(1990))
を用いて、局部的な配列の一致を検索した。cDNA配
列から推定される蛋白質配列を相同性検索をおこなうb
lastpプログラムを用いてGenbank蛋白質デ
ータベース(http://www.ncbi.nl
m.nih.gov/)に対しBLAST相同性検索を
行った。その結果、300残基にわたりマウスputa
tive(GenBank Accession: B
AB25048)との相同性が95%および同一性が9
1%、290残基にわたりショウジョウバエCG832
3 gene product(GenBank Ac
cession: AAF58288)との相同性が6
6%および同一性が47%、293残基にわたりショウ
ジョウバエCG18327 gene product
(GenBank Accession:AAF582
87)との相同性が66%および同一性が46%、30
0残基にわたり酵母MITOCHONDRIAL CA
RRIER PROTEIN(GenBank Acc
ession: P32332)との相同性が56%お
よび同一性が37%みられた。
【0072】モチーフデータベースであるPROSIT
Eデータベース (http://www.expas
y.ch/prosite/)を用いて、推定される蛋
白質配列の機能について、PROSITEデータベース
に対しパターン検索した結果、19番目258番目のア
ミノ酸残基にMitochondrial energ
y transfer proteins signa
ture[PROSITE Accession:PS
00215]がみられた。
【0073】隠れマルコフモデルを用いた相同性検索プ
ログラムであるHMMER (R.Durbin,
S. Eddy, A. Krogh, G. Mit
chison., Cambridge Univer
sity Press.,(1998))を用いてタン
パク質ドメインデータベースであるPfam (htt
p://www.sanger.ac.uk/Pfam
/; E.L.L.Sonnhammer, S.R.
Eddy, and R. Durbin., Pr
oteins .,28, pp.405−420(1
997))に検索を実施した結果、有為な相同性のある
ドメインとしてアミノ酸番号2から295番目にMit
ochondrial carrier protei
ns[Pfam Accession: PF0015
3]が見出された。
【0074】重み行列を用いた膜貫通予測プログラムt
map (Persson B,Argos P .,
J Mol Biol., 237, pp.182
−92 (1994))により膜貫通ヘリックスの予測
をおこなったところ、100番目から128番目のアミ
ノ酸残基の29残基及び、204番目から232番目の
アミノ酸残基の29残基において膜貫通領域が予測され
た。また、各種UCP(ヒトUCP―1、ヒトUCP―
2、ヒトUCP―3、ヒトUCP―4)とのマルチプル
アライメントを図1に示す。
【0075】実施例3 RT−PCRを用いた発現プロ
ファイルの解析 RT−PCRによるmt0029の組織発現プロファイ
ル解析を行った。解析に用いたヒトRNAは以下の通り
である。ヒト冠動脈内皮細胞(HCAEC)から定法に
より全RNAを調製した。また、ヒト末梢血由来白血球
を100μg/mlのPHA存在あるいは非存在下で2
4時間培養した後に全RNAを定法により調製した。さ
らにヒトの肺、腎臓、膵臓、肝臓、胸腺、脾臓、心臓、
胎盤、子宮、精巣、前立腺、骨格筋、脳の全RNAをC
LONTECH社より、大腸、小腸の全RNAについて
はBioChain Instituteより購入し
た。次に、これら各全RNA 6μgよりオリゴdTプ
ライマーを用いて1本鎖cDNAの合成を定法に従って
行った。逆転写酵素としてはSuperScriptII
RNase H−Reverse Transcri
ptase(Invitrogen)を用いた。また、
PCRに用いたmt0029特異的なプライマーの配列
はセンスプライマー(5’− ACA TAC CAG
CGG CAC TAC C−3’)、アンチセンス
プライマー(5’−GTG GAG GAA CCG
ACG ATA AC−3’)である。解析した結果は
図2の通りである。
【0076】実施例4 哺乳細胞での発現および活性の
測定 (1)発現プラスミドpcDNA−MT0029の構築 MT0029を蛋白質として得るために、CMVプロモ
ーターの下流にmt0029遺伝子を挿入したプラスミ
ド、pcDNA−MT0029、を以下の方法で構築し
た。実施例1で得られたプラスミドMT0029−5を
HindIIIおよびEcoRIで消化して得られた約
1000kb断片(MT0029配列を含む)と、CM
Vプロモーターを有するプラスミドpcDNA3.1を
同様にHindIIIおよびEcoRIで消化した断片
を、ライゲーションし(Ligation High,
東洋紡)、JH5コンピテント細胞へ形質転換した。
得られたコロニーをPCRで解析を行い、目的のプラス
ミドpcDNA−MT0029を得た。 (2)SkMC細胞(ヒト骨格筋細胞株)、L6細胞
(マウス骨格筋由来細胞株)、C2C12細胞(マウス
骨格筋由来細胞株)を用いたMT0029の発現および
活性の確認 発現プラスミドpcDNA−MT0029を下記の方法
で上記3種の培養細胞株に導入し、蛋白質の発現を行
う。すなわち、上記3種の細胞のいずれかを6穴ウェル
プレートに播種後、FuGENE6(ロシュ・ダイアグ
ノスティックス社)とpcDNA−MT0029を添付
プロトコールに従い混合し添加する。5%CO2、37
℃の条件下で48時間培養した後に、既報(例、Gar
cia−Martinezら、FASEB J.,Vo
l.15;2033−2035(2001)Xing
Xian Yuら、FASEB J.,Vol.14;
1611−1618(2000))の方法に従い、細胞
を回収、ミトコンドリアを単離、蛍光色素を用い膜電位
を測定する。対照としてMT0029配列を有さないp
cDNA3.1プラスミドを導入した細胞と比較するこ
とにより、MT0029導入細胞におけるミトコンドリ
ア膜電位の低下を確認できる。また上記の既報の他、公
知の方法に従い、糖取り込み速度、糖代謝速度または脂
肪酸酸化速度の測定を行うことによりMT0029の活
性を確認することができる。pcDNA−MT0029
により組み換えた形質転換細胞においては、ミトコンド
リア膜電位の低下、または糖取り込み速度、糖代謝速
度、あるいは脂肪酸酸化速度の増加が予想される。以下
にその結果の1例を示す。L6細胞における糖取り込み
速度の測定を既報(Huppertz C.ら、J.B
iol.Chem.,Vol.276;12520−1
2529(2001))の方法に従って行った。pcD
NA3.1プラスミドを導入した細胞では19.4±
0.5(pmol/mgprotein/min、n=
4)であったのに対し、pcDNA−MT0029プラ
スミドを導入した細胞では23.1±0.8(pmol
/mg protein/min、n=4)であり、M
T0029発現細胞では有意な(P<0.01)糖取り
込み速度増大効果が認められた。
【発明の効果】本発明のMT0029は、生活習慣病の
発症あるいは進行に対してその原因となり得る蛋白質で
あり、糖尿病、肥満、高脂血症等の予防あるいは治療の
ための医薬品の開発において、極めて有用である。
【0077】また、遺伝子mt0029は、アンチセン
ス医薬品として、また遺伝子治療において利用すること
ができる。さらに、MT0029またはその断片に反応
性を有する抗体及びその抗体の一部は、生体内でのMT
0029機能を制御する抗体医薬品として有用である。
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Mochida Pharmaceutical Co., Ltd. <110> RIKEN <120> Novel human uncoupling protein MT0029 <130> 46211 <160> 3 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 900 <212> DNA <400> 1 atggacttct tgatgagtgg cctggcagcc tgcggggcct gtgtattcac caatcccctg 60 gaggtggtga agaccaggat gcagttgcaa ggagaactgc aggcccctgg cacataccag 120 cggcactacc gaaatgtctt ccatgccttc atcaccatcg gcaaggtgga tggccttgct 180 gccctgcaga aaggcctggc ccccgccctc ttgtaccagt tcctgatgaa tggcatccga 240 ctgggcacct atgggctggc tgaggctggg ggctacctgc acacagccga aggcacccac 300 agtcctgccc gcagcgcagc agctggggcc atggctgggg tcatgggagc ctacttgggg 360 agccccatct acatggtgaa gacacacctg caggcacagg cagcctcaga aattgctgta 420 gggcaccagt ataagcatca gggcatgttt caggcgctaa ccgagattgg ccagaaacat 480 ggtctggtgg ggttatggcg tggggctctg ggcggcctgc cccgagttat cgtcggttcc 540 tccacccagc tgtgcacctt ctcatccacc aaggacctcc tgagccagtg ggagatcttt 600 cctccccaga gctggaagtt ggcgctggtg gctgccatga tgagtggcat tgcagttgtc 660 ttggccatgg caccctttga tgtggcctgc acaaggctct acaaccagcc cacagatgca 720 cagggcaagg gcctcatgta ccgggggata ctggacgctc tgctgcagac agctcggacc 780 gagggcattt ttggcatgta caagggtata ggtgcctcct acttccgcct cggcccccac 840 accatcctct ccctcttctt ctgggaccag ctgcgctccc tctactacac agacactaaa 900 <210> 2 <211> 300 <212> PRT <400> 2 Met Asp Phe Leu Met Ser Gly Leu Ala Ala Cys Gly Ala Cys Val Phe 1 5 10 15 Thr Asn Pro Leu Glu Val Val Lys Thr Arg Met Gln Leu Gln Gly Glu 20 25 30 Leu Gln Ala Pro Gly Thr Tyr Gln Arg His Tyr Arg Asn Val Phe His 35 40 45 Ala Phe Ile Thr Ile Gly Lys Val Asp Gly Leu Ala Ala Leu Gln Lys 50 55 60 Gly Leu Ala Pro Ala Leu Leu Tyr Gln Phe Leu Met Asn Gly Ile Arg 65 70 75 80 Leu Gly Thr Tyr Gly Leu Ala Glu Ala Gly Gly Tyr Leu His Thr Ala 85 90 95 Glu Gly Thr His Ser Pro Ala Arg Ser Ala Ala Ala Gly Ala Met Ala 100 105 110 Gly Val Met Gly Ala Tyr Leu Gly Ser Pro Ile Tyr Met Val Lys Thr 115 120 125 His Leu Gln Ala Gln Ala Ala Ser Glu Ile Ala Val Gly His Gln Tyr 130 135 140 Lys His Gln Gly Met Phe Gln Ala Leu Thr Glu Ile Gly Gln Lys His 145 150 155 160 Gly Leu Val Gly Leu Trp Arg Gly Ala Leu Gly Gly Leu Pro Arg Val 165 170 175 Ile Val Gly Ser Ser Thr Gln Leu Cys Thr Phe Ser Ser Thr Lys Asp 180 185 190 Leu Leu Ser Gln Trp Glu Ile Phe Pro Pro Gln Ser Trp Lys Leu Ala 195 200 205 Leu Val Ala Ala Met Met Ser Gly Ile Ala Val Val Leu Ala Met Ala 210 215 220 Pro Phe Asp Val Ala Cys Thr Arg Leu Tyr Asn Gln Pro Thr Asp Ala 225 230 235 240 Gln Gly Lys Gly Leu Met Tyr Arg Gly Ile Leu Asp Ala Leu Leu Gln 245 250 255 Thr Ala Arg Thr Glu Gly Ile Phe Gly Met Tyr Lys Gly Ile Gly Ala 260 265 270 Ser Tyr Phe Arg Leu Gly Pro His Thr Ile Leu Ser Leu Phe Phe Trp 275 280 285 Asp Gln Leu Arg Ser Leu Tyr Tyr Thr Asp Thr Lys 290 295 300 <210> 3 <211> 988 <212> DNA <400> 3 cccgctttct gacacccatt tttactttct tactcttggg tcagttcctg ctacagctat 60 cccaccatgg acttcttgat gagtggcctg gcagcctgcg gggcctgtgt attcaccaat 120 cccctggagg tggtgaagac caggatgcag ttgcaaggag aactgcaggc ccctggcaca 180 taccagcggc actaccgaaa tgtcttccat gccttcatca ccatcggcaa ggtggatggc 240 cttgctgccc tgcagaaagg cctggccccc gccctcttgt accagttcct gatgaatggc 300 atccgactgg gcacctatgg gctggctgag gctgggggct acctgcacac agccgaaggc 360 acccacagtc ctgcccgcag cgcagcagct ggggccatgg ctggggtcat gggagcctac 420 ttggggagcc ccatctacat ggtgaagaca cacctgcagg cacaggcagc ctcagaaatt 480 gctgtagggc accagtataa gcatcagggc atgtttcagg cgctaaccga gattggccag 540 aaacatggtc tggtggggtt atggcgtggg gctctgggcg gcctgccccg agttatcgtc 600 ggttcctcca cccagctgtg caccttctca tccaccaagg acctcctgag ccagtgggag 660 atctttcctc cccagagctg gaagttggcg ctggtggctg ccatgatgag tggcattgca 720 gttgtcttgg ccatggcacc ctttgatgtg gcctgcacaa ggctctacaa ccagcccaca 780 gatgcacagg gcaagggcct catgtaccgg gggatactgg acgctctgct gcagacagct 840 cggaccgagg gcatttttgg catgtacaag ggtataggtg cctcctactt ccgcctcggc 900 ccccacacca tcctctccct cttcttctgg gaccagctgc gctccctcta ctacacagac 960 actaaataac agccgctttc ccagtctc 988
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、ヒト脱共役蛋白質間の相同性を示す。
【図2】図2は、mt0029の組織発現分布を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 1/21 C12Q 1/02 4C085 5/10 1/68 A 4C086 C12Q 1/02 G01N 33/15 Z 4H045 1/68 33/50 Z G01N 33/15 33/53 M 33/50 A61K 31/7088 33/53 39/395 D // A61K 31/7088 N 38/00 45/00 39/395 48/00 A61P 3/04 45/00 3/06 48/00 3/10 A61P 3/04 43/00 111 3/06 C12N 15/00 ZNAA 3/10 5/00 A 43/00 111 A61K 37/02 Fターム(参考) 2G045 AA34 AA35 BB20 CB01 DA13 FB02 FB03 FB12 GC18 4B024 AA01 AA11 BA80 CA04 DA02 DA05 DA06 DA11 DA12 EA02 EA04 GA11 HA12 4B063 QA19 QA20 QQ08 QQ43 QR08 QR42 QR56 QS25 QS34 QX02 4B065 AA01X AA57X AA72X AA90X AA92Y AA93X AA93Y AB01 BA02 CA23 CA24 CA44 CA46 4C084 AA02 AA03 AA06 AA07 AA13 AA17 BA35 BA44 CA01 CA53 MA13 MA17 MA22 MA23 MA24 MA28 MA31 MA32 MA35 MA37 MA52 MA56 MA58 MA59 MA63 MA65 MA66 NA14 ZA702 ZC332 ZC352 ZC412 4C085 AA13 AA14 AA16 BB11 BB24 CC02 CC04 CC05 CC13 CC23 DD23 DD34 DD35 DD38 DD62 DD63 DD86 DD88 EE01 GG02 GG03 GG04 GG05 GG06 GG08 4C086 AA01 AA02 AA03 AA04 EA16 MA01 MA04 MA13 MA17 MA22 MA23 MA24 MA28 MA31 MA32 MA35 MA37 MA52 MA56 MA58 MA59 MA60 MA63 MA65 MA66 NA14 ZA70 ZC33 ZC35 ZC41 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 CA40 DA75 EA27 EA50 FA72 FA74

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の(a)または(b)のDNA; (a)配列番号:1に記載の塩基配列からなるDNA; (b)配列番号:1のDNAと90%以上の同一性を有
    し、かつ脱共役蛋白質をコードするDNA。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のDNAにコードされる
    蛋白質。
  3. 【請求項3】 以下の(a)または(b)の蛋白質; (a)配列番号:2に記載のアミノ酸配列からなる蛋白
    質; (b)配列番号:2のアミノ酸配列においてアミノ酸が
    欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなる脱
    共役蛋白質。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のDNAを含む組換えベ
    クター。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の組換えベクターにより
    形質転換された形質転換細胞。
  6. 【請求項6】 請求項2または請求項3に記載の蛋白質
    の発現を抑制するアンチセンス核酸。
  7. 【請求項7】 核酸配列が、請求項1に記載のDNAの
    全部または一部に相補する配列である、請求項6に記載
    のアンチセンス核酸。
  8. 【請求項8】 請求項2または請求項3に記載の蛋白質
    もしくはその部分ペプチドに対する抗体。
  9. 【請求項9】 請求項2または請求項3に記載の蛋白質
    あるいは該蛋白質を発現している形質転換細胞と候補物
    質とを接触させ、候補物質存在下と非存在下における該
    蛋白質の活性を検出し、非存在下に比べて該蛋白質の活
    性を増加または減少させる物質を選択することを特徴と
    する、該蛋白質の活性調節作用を示す物質の検索方法。
  10. 【請求項10】 請求項4に記載の組換えベクターまた
    は請求項5に記載の形質転換細胞と候補物質とを接触さ
    せ、候補物質存在下と非存在下における請求項1に記載
    のDNAの発現レベルを検出し、非存在下に比べて該D
    NAの発現を増加または減少させる物質を選択すること
    を特徴とする、請求項1に記載のDNAの発現調節作用
    を示す物質の検索方法。
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