JPH04501801A - トランスジェニック植物による経口的免疫化 - Google Patents

トランスジェニック植物による経口的免疫化

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JPH04501801A JP1509842A JP50984289A JPH04501801A JP H04501801 A JPH04501801 A JP H04501801A JP 1509842 A JP1509842 A JP 1509842A JP 50984289 A JP50984289 A JP 50984289A JP H04501801 A JPH04501801 A JP H04501801A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 トランスジェニック植物による経口的免疫化光五■丘景 組み換えDNA技術における進歩は、植物の形質転換および再生における利点と 組み合わさって、新しい遺伝子物質を植物の細胞、植物および植物組織に導入す ることを可能とし、こうして植物または植物の組織の価値を増大する新しい特性 、例えば、表現型の導入を可能とした。本発明は、動物種の粘膜表面上でコロニ ナイゼイションするか、あるいはそれを通して侵入する病原体のコロニナイゼイ ション抗原またはビルレンス抗原またはそれらの部分をコードする遺伝子を植物 の中に導入することに関する。本発明は、また、このようなコロニナイゼイショ ン抗原またはビルレンス抗原またはそれらの部分を植物により産生ずることに関 する。本発明は、さらに、ヒトまたは他の動物の経口的免疫化のために、このよ うなコロニナイゼイシヲン抗原またはビルレンス抗原および他の動物を含有する 植物物質を使用して、病原体により動物またはヒトの感染を抑制することに関す る。
A、感仇 、串および の− ・ 感染症は、動物およびヒトの両者の健康のための増加する問題となるようになっ た。ギレスピー(Gillespie) J、ら、家畜の感染症(Infect ious Diseases of Domestic Ani+IIals) 、コムストック・プレス(Comstock Press)、ニューヨーク州イ タカ(1981) ;マンデル(Mandell)G、L、ら、感染症の原理お よびプラクティス(Principles and Practices of  InfectiousDiseases) 、第2版、シコン・ウィリー・ア ンド・サンズ(John Wiley and 5ons) 、二s−ヨーク( 1985) 、バクテリアの病原体により引き起こされる病気は、とくに抗生物 質耐性病原体の増加のために面倒である。大部分の病原体は、昆虫により伝播す る病原体または傷を通して体に入るものを除外して、粘膜表面上にまたはそれを 通して入る。前者の病原体はは次のものを包含するが、これらに限定されない: バクテリアのアクチノミセス属(Actinomyces) 、アエロモナス属 (Aeroa+onas) 、バチルス属(Bacillus)、バタテリオデ ス属(Bacteriodes) 、ボルデテラ属(Bordatella)、 プルセラ属(Bruce I Ia)、カンピロバクチル属(Ca+npylo bacter) 、カブノイシトファガ属(Capnocy tophaga) 、クラミジア属(Clamydia)、クロストリジウム属(Clostrid iug+)コリネバクテリウム(Corynebakuterium)、エイケ ネラ属(Eikenella) 、エリジペロスリックス属(Erysipel othrix)、エシェリキア属(Escheri−chia) 、フサバクテ リウム(Fusabacterium) 、ヘモフィルス属(Hemophil us)、タレプシエラ属(Klebsiella)、レジュネラ属(Legio nel Ia)、レプトスピラ属(Leptospira)、リステリア(Li steria)、マイコバクテリウム属(Mycobacterium) 、マ イコプラズマ属(Mycoplasma)、ネイセリア属(Neisseria ) 、ノカルジア属(Nocardia)、パスツレラ属(Pasteurel la) 、プロテウス属(Proteus) 、シュードモナス属(Pseud omonas) 、リケッチア属(Rickettsia)、サルモネラ属(S almonella)、セレノモナス属(Selenoo+onas) 、赤痢 菌属(Shigella)、ブドウ球菌属(Staphylococcus)、 連鎖法菌属(Streptococcus) 、トレポネーマ属(Trepno nema)、ビブリオ属(Vibrio)、およびエルジニア属(Yers i n ia)における病原体の種、アデノウィルス、コロナウィルス、ヘルペスウ ィルス、オルソミクソウィルス、ピコルナウィルス、ポックスウィルス、レオウ ィルス、レトロウィルス、ロタウィルスの群からの病原性ウィルスの株、アスペ ルギルス属(Aspergillus) 、プラストミセス属(Blast−o myces) 、カンジダ属(Candida) 、コクシジオイデス属(Co c−c id to 1des)、クリプトコツカス属(Cryp tococ cus)、ヒストプラズマ属(旧stoplasma)およびフィコミセス属( Phycomyces)からの病原性菌・かび類、アイメリア属(Eiller ia) 、アメーバ属(Entamoeba) 、シアルシア属(Giardi a) 、およびトリコモナス属(Tr icomonas)における病原性寄生 体。感染症の予防は、感染症がいったん起こってから感染を処理する試みより、 非常にコスト的に有効であることは一般に認識されている。
こうして、増加した感染はヒトまたは他の動物の有効な免疫化のためのワクチン の開発に関係づけられている。ゲルマニール(Gern+anier) 、R, 、バクテリアのワクチン(BacterialVaccines)、アカデミツ ク・プレス(Academic Press)、ロンドン(1984) ;ブラ ウン(Brown) 、F、アナルス・オブ・リビュード・マイクロバイオロジ ー(Ann、Rev、Microbiol)38.221(1984)。
病原体により感染した動物およびヒトの宿主は、病原体を克服するための試みに おいて免疫応答を獲得する。免疫系の3つのブランチが存在する二粘膜、体液お よび細胞。フード(Hood)、L、E、ら、イムノロジー(1+u+unol ogy)、第2版、ベンジャミン・パブリジング・カンパニー(Benja+i in PublishingCo、) 、カリフォルニア州メンロバーク(19 84)。
粘膜の免疫性は、気道、胃腸管および尿生殖器管のすべての粘膜表面をうるおす 分泌およびすべての分泌腺からの分泌における、分泌1gA(slgA)抗体の 産生から生ずる。マクゲー(McGhee)、J、R,ら、アナルス・オン・ニ ューヨーク・アカデミ−・オン・サイエンス(Annals NY Acad、 Sci、) 、(1983)にれらのs1gA抗体は、粘膜表面上の病原体のコ ロニナイゼイシゴンを防止する作用をし〔ウィリアムス(Williams)、 R,C。
ら、サイエンス(Science)177、697(1972);ワクチン(? 1cNabb)、p、c、ら、アナルス・オン・リビュード・マイクロバイオロ ジー (Ann、Rev、Mtcrobio!、)35.477(1981)  )こうして粘膜表面を通してのコロニナイゼ・イションおよび侵入を防止する。
sIgAの産生は、分泌の腺および組織の局所的免疫化によるか、あるいは腸に 関連するリンパ系組織(GALTまたはバイアー環)または気管支に関連するリ ンパ系組織(HALT)への抗原の提示によって刺激することができる。ゲブラ (Gebra) 、J、、1.ら、コールド・スプリング・ハーバ−・シンポジ ウム・オン・コンティテイティブ・バイオロジー(Cold Spring H arbor Symp。
Quant、Biol、)41.210 (1976) ;ビーオンストック( Bienens tack)、J、M、、アドバンシズ・イン・メディカル・バ イオロジー(Adv。
Exp、Med、Biol、)107.53(1978); ワイスズーカリン グトン(Weisz−Carrington)、P、ら、ジャーナル・オン・イ ムノロジー (J、 Im+muno1)、123.1705(1979) i マクコーガン(McCaughan)、G、ら、インターナショナル・リビュー ・オン・フィジオロジ−(Internai、Rev、Pysiol、)28. 131.(19B3) 、膜のマイクロフォルト(microfold)細胞は 、M細胞として知られている以外、GALTおよびBALTの表面を覆い、そし て他の分泌粘膜表面に関連づけることができる。M細胞は粘膜表面に隣接する管 腔の空間からの試料の抗原に作用し、そしてこのような抗原を抗原提示細胞(樹 状細胞およびマクロファージ)へ移し、次いで後者は抗原をTリンパ球(T依存 性抗原の場合において)提示し、これはコミッテット(committed)  B細胞への提示のために抗原をプロセスする。次いで、B細胞は刺激されて増殖 し、移動し、そして究極的に提示された抗原に対するIgAを産生ずる抗体分泌 血漿細胞に形質転換される。抗原がGALTおよびBALTの上に横たわるM細 胞により取り上げられるとき、一般化された粘膜免疫性は生じ、抗原に対するs TgAは体中のずべての分泌組織により産生される。セブラ(Cebra)ら、 前掲;ビーオンストック(Bienenstock)ら、前掲;ワイスズーカリ ングトン(Weisz Carrington) ら、前掲;マクコーガン(M cCaughan)ら、前掲。したがって、経口的免疫化は一般化粘膜免疫応答 を刺激しそして、さらに、口腔および胃腸管における分泌免疫応答の局所的刺激 に導く。
体液の免疫性は血清中のIgGおよびIgMの産生物から生じ、そして病原体の 食作用、ウィルスの中和1.または病原体の補体仲介細胞障害性を増強する〔フ ード(Hood)ら、前掲〕、病原体に対する免疫性は、鳥類および哺乳動物に おいて、卵または初乳における分泌の抗体の放出によるか、あるいは哺乳動物の 場合において血清の抗体の胎盤の転移により、母から子孫に伝達されることがで きる。マクギー(McGee) ら、前掲、ワクチン(McNabb)ら、前掲 ;メステラキー(Mes teckい、Jl、ジャーナル・オン・クリニカル・ イムノロジー(J、Cl1n、Immu−nol、) 7.265(1987)  。
細胞の免疫性は2つの型をもつ:1つは遅延型過敏反応であり、これはTリンパ 球がマクロファージを刺激してバクテリア、寄生体および真菌の病原体を殺させ るようにする。他方の型において、細胞障害性Tリンパ球はウィルスで感染した 宿主細胞を殺すように指令される。フード(Hood)ら、前掲。
分tgIgA抗体は、粘膜の上皮細胞および宿主の歯への微生物の付着を直接阻 止する。エイブラハム(Abraham) 、S、N、ら、宿主防′4B機構に おける進歩(Advances In Defense Mechanisn+ s)、レイブン・プレス(Raven Press) 、ニューヨーク、A−1 63(1985)。リルジェマーク(Liljemark) 、W、F、ら、イ ンフエクション・アンド・イミュニイー<Infect、1mmun、> 26 .1104(i979)。レイホルト(Reiholdt)、J、ら、ジャーナ ル・オン・デンタル・リサーチ(J、Dent、Res、) 66.492(1 987) 、これは微生物の凝集、疎水性の減少、マグヌッソン(Mugnus son)、K、E、ら、イムノロジー(Imo+uno1ogy)36.439 (1979) 、または陰電荷および微生物の付着のブロッキングにより実施す ることができる。これらの抗付着作用は、他の因子、例えば、分泌塘タンパク質 、表面上皮の連続的落屑およびフローラの上皮により増幅される。アイブラハム (Abraham) 、S、N、ら・前掲。シェドロフスキー(Shedlof sky)、S、ら、ジャーナル・オン・インフェクシャス・ディジージス(J、 Infec、Dis、)129.296 (1974)。例えば、不活性化ビブ リオ・コレラエ(Vibri。
Cholerae)に対して経口的免疫化して分泌免疫応答を誘発すると、腸価 (int、estinal number)が10〜30倍減少する。
ヒトの経口的ポリオウィルスワクチンおよび獣医学において適用されるいくつか の経口的または鼻内のウィルスのワクチンを使用する臨床的経験は、sIgAが 気道および腸のウィルスの感染に対する粘膜の免疫系により保護作用において決 定的なある割合を演することを示す。ルーセルージゴンズ(1?useJ−Jo nes)、G、J、ら、インターナショナル・アーチージス・オン・アレルギー ・アンド・イムノロジーCInt、Arcb、A11ergyApp1. Im munol、)66.316(1981) 、オグラ(Ogra)、P、L、ら 、肺および上部の気道の免疫学的(Immunology of the Lu ng andUpper Re5piratory Re5piratory  Tract)、ビーオンストック(Biener+5tack) ([) 、マ クグロー−ヒル(McGraw−Hill) 、ニューヨーク、242 (19 84)。slgAの作用は、付着の防止よりむしろ宿主細胞中のウィルスの進入 を阻害するという作用であるように思われる。タイラー(Taylor)、H, P、ら、ジャーナル・オン・イクスペリメンタル・メディシン(J、Exp、M ed、) 161.19B(1,985) 、キリアン(Kilian)、門、 ら、マイクロバイオロジカル・リビューズ(Microbipl、Rev、)5 2.296 (198B)。
B、 のノ −の−・ 植物および植物組織の遺伝子の形質転換(すなわち、外来DNAの植物中の安定 な導入)の種々の方法が、この分野において知られている。これらは、アグロバ クテリウム(Agro−bacterium)属による形質転換および直接の遺 伝子の転移による形質転換を包含する。
1、アグロバクテリウム(A robacterium) のノ −アグロバク テリウム・ツメファシェンス(A、tumefaciens)は、広い範囲の双 子葉植物および裸子植物の病気である、ブラウンコールの病因学的因子であり、 デクリーン(DeCleene)、h、ら、ボタニカル・リビュー (Bot、 Rev、)42.389(1976) 、感染の部位において植物組織における 腫瘍またはゴールを形成する。アグロバクテリウム(Agrobacteriu ■)は、通常植物を傷付いた部位において感染し、Ti(腫瘍誘発)プラスミド と呼ぶ大きい染色体外要素を有する。
Tiプラスミドは腫瘍発生に要求される2つの領域を含有する。1つの領域はT −DNA (転移DNA)であり、これは植物のゲノムDNAに安定に転移され ることが究極的に発見されるDNA配列である。腫瘍発生に要求される他方の領 域は、転移機構に関係づけられたvir (ビルレンス)領域である。vir領 域は安定な転移に絶対的に要求されるが、virDNAは感染した植物に実際に 転移されない。チルトン(Chilto、n)、M−D、ら、細胞(Cell) ■、263 (1977)、トマショウ(Thomashow) 、M、F、ら 、細胞(Cell)19.729(1980) 、アグロバクテリウム・ツメフ ァシェンス(^、 tumefaciens)で感染することにより仲介される 植物細胞の形質転換および引き続<T−DNA単独の転移は、文献によく記載さ れてきている。参照、例えば、ベバン(Beva)、門、岨ら、インターナショ ナル・リビュー・オン・ジエネティックス(Int、Rev、Genet、)■ 、357 (1982)。
多数の研究所における数年の徹底的な研究後、種々の植物組織の日常の形質転換 を可能とするアグロバクテリウム(Agrobacterium)系が開発され た。参照、例えば、シェル(Schell)、J、ら、バイオ/テクノロジー( Bio/ Technology)上、1.75(1983) ;チルトン(C hilton) 、M−D、サイアンティフィック・アメリカン(Sci、Am ercan) 24B、50(1983)。この方法において形質転換された代 表的な組織は、次のものを包含する:タバコ、バートン(Barton)、K、 A、ら、細胞(Cell)皿、1033(1983) ; トマト、ファラッチ (fil、1atti)、J、ら、バイオ/テクノロジー(Bto/ Tech nology) 5.726(1987) ;ヒマワリ、エベレ7ット(IEv wrett、) 、N、P、ら、バイオ/テクノロジー(Bto/Techno logy) 5.1201 (1,987) ;ワタ、ランベック((1mbe ck)、P、ら、バイオ/テクノロジー(Bio/ Technology)5 、263(1987) ;菜種、プア(Pua) 、E、C,ら、バイオ/テク ノロジー(Bio/ Technology) 5.815(1987) ;ジ ャガイモ、ファシオッチ(Faceiotti) 、D、ら、バイオ/テクノロ ジーCBto/ Technology) 3.241(1985) ;ポプラ 、ピトウド(Pythoud) 、F、ら、バイオ/テクノロジー(Bio/  Technology)主、1323(19B?) ;およびダイス、ヒンチェ ー、M、A、ら、バイオ/テクノロジー(Bio/Technology) 6 .915(1988)。
アグロバクテリウム・リゾゲネ(Agrobacteriun+ rhizog enes)は、また、植物の形質転換のためにベクターとして使用されてきてい る。このバクテリアは、多数の双子葉植物種において根毛の形成を刺激し、Ri (根の誘発)プラスミドと呼ぶ大きい染色体外の要素を有し、このプラスミドは アグロバクテリウム・・ツメファシェンス(A、 tumefaciens)の Tiプラスミドに類似する方法で機能する。アグロバクテリウム・リゾゲネス( A、rhizogenes)を使用する形質転換は、アグロバクテリウム・ツメ ファシェンス(A、 tumefaciens)のそれと同様に開発され、そし て、例えば、アルファルファ、スカピンダ(Sukhapinda)、K、ら、 プラント・モレキュラー・バイオロジ(Plant Mo1.Biol、) 8 .209(1987) ?ソラヌム・ニグルム(Solanum nigrum )L、、ウェイ(Wet)、Z−Hら、プラント・セル・リボーツ(Plant  Ce1l Reports) 5.93(1986) iおよびポプラ、ビト ウド(Pythoud) ら、5upra 、を形質転換するために首尾よく利 用されてきている。
2、宵の−〇I − 植物および植物の組織を形質転換するために、いくつかのいわゆる直接の遺伝子 の形質転換が開発された。原形質体の直接形質転換において、原形質体中の外因 性遺伝子物質の取込みは、化学因子または電場の使用により増強することができ る。次いで、外因性物質は核のゲノムの中に組み込むことができる。初期の研究 は双子葉植物のニコチアナ・タバクム(Nicotina tabacum)  (タバコ)において実施され、ここで外来DNAは子孫の植物の中に組み込まれ および転移されることが示された。パスズコウスキー(Paszkowski) 、J、ら、EMBOジャーナル(J、) 3.2717(1984) ;および ポトリクス(Potrykus)、■、ら、モレキュラー・アンド・ジェネラル ・ジエネテイックス(Molec、Gen、Genet、)199.169 ( 1985)。
単子葉植物の原形質体は、また、この手順により形質転換されてきている:例え ば、トリチクム・モノコクム(Triticummonococcum)、ロル ズ(Lorz)、Hlら、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジエネティック ス(Mo1ec、Gen、Genet、)199.178(1985) ; ロ リウム・ムルチフロルム(Loliun+ muHiflorum)(イタリア のライグラス)、ポトリクス(potrykus)、■、ら、モレキュラー・ア ンド・ジェネラル・ジェネティックス(Mo1ec、Gen、Genet、)1 99.183(1985) ; )ウモロコシ、ロウデス(Rhodes)、C 8ら、バイオ/テクノロジー(Bio/ Technolo−gy) 5.56 (1988) ;およびブラック・メキシカン・スウィート3コーン(Blac k Mexican sweet corn)、フロム(Fro++v+)、H oら、ネイチャー (Na ture) 319.791(1986)。
ニコチアナ・タバクム(N、 tabacun+)の原形質体中のDNAの導入 は、原形質体を電気パルスで適当なりNAの存在下にエレクトロポレイションと 呼ぶ方法において処理することによって実施する。フロム(FroIllll)  、M、E、、メソフズ・イン・エンジモロジー(Methods in En zymology) 、つ(向)、R1およびグロスマン(Grossman) 、L9編、アカデミツク・プレス(八ca〜demic Press)、フロリ ダ州オーランド、Vol、153.307(1987)およびシリト(Shil ito) 、R,D、およびボトリクス(Potrykus)、10、メソッズ ・イン・エンジモロジ−(Methods in Enzymolo−gy)  、つ(向)、R6およびグロスマン(Grossman)、L2編、アカデミツ ク・プレス(Academic Press)、フロリダ州オーランド、Vol 、153.283(1987)。原形質体を分離し、そしてマンニト−ル溶液中 に懸濁する。スーパーコロイド化したまたは円形のプラスミドDNAを添加する 。この溶液を混合し、そして室温において約400V/CIのパルスに10〜1 00μsec間暴露する。膜の可逆的物理学的破壊はDNAを原形質体の中に取 込ませる。
DNAのウィルスは遺伝子のベクターとして使用されてきている。修飾されたバ クテリアのメトトレキセート抵抗性遺伝子を有するカリフラワーのモザイクウィ ルスは、植物の感染に使用された。外来遺伝子は植物の中において組織的に広が った。ブリッソン(Brisson) 、N、ら、ネイチ+ −(Nature )310.5101984)。この系の利点は、感染の容易さ、植物内の組織的 法がり、および細胞当たりの遺伝子の多数のコピーである。
リポソームの融合は、また、植物細胞の形質転換の方法であることが示された。
膜が没入するとき、外来遺伝子は原形質体に転移される。デバイス(Dehay es) 、A、ら、EMBOジャーナル(J、)土、2731 (1985)。
ポリエチレングリコール(PEG)仲介形質転換は、ニコチアナ・タバクム(N 、 tabacua+)双子葉植物およびロリウム・ムルチフロルム(Loli ua+ a+ultiflorum)単子葉植物において実施された。それはM g”、PEG、および多分C%+の相互作用に基づく直接の遺伝子の転移の化学 的手順である。ネグルチウ(Negru−tiu)、Roら、プラント・モレキ ュラー・バイオロジー(PlantMol、Biol、)−8,363(198 7)。
あるいは、外因性DNAはマイクロインジェクションにより細胞または原形質体 の中に導入することができる。プラスミドのDNAの溶液は、微細に引かれるガ ラス針で細胞の中に直接注入される。この方法において、アルファルファの原形 質体は種々のプラスミドにより形質転換された、レイチ(Reich) 、T、 J、ら、バイオ/テクノロジー(Bio / Technology)土、10 01 (1986)。
直接遺伝子転移のより最近開発された手順は、DNAを有する微細な投射体によ る細胞の衝突を包含する。フレイン(Kletn) 、T、M、ら、ネイチ+  (Nature)327.70(1987)、粒子の加速と呼ぶこの手順におい て、外因性DNAで被覆したタングステンまたは金の粒子を標的細胞に向かって 加速される。少なくとも一時的発現はタマネギにおいて達成される。
この手順は、懸濁培養におけるブカック・メキシカン・スウィート・コーンの細 胞およびトウモロコシ未成熟の胚の中およびケイプの原形質体の中にDNAを導 入するために利用された。フレイン(Klein) 、T、M、ら、バイオ/テ クノロジー(Bio/Technology) 6.559(1988) 、マ クケイプ(McCabe)、D、E、ら、バイオ/テクノロジー(Bio/ T echnology) 6.923(1988)。トウモロコシおよびタバコの 安定に形質転換された培養物は、微細な投射体の衝突により得られた。フレイン (に1ein) 、T、M、ら(1988)、5upra 、安定に形質転換さ れたケイプの植物は、この手順により得られた。マクケイプ(McCabe)、 D、E、ら、前掲。
C0亘19」lJと1釦狂ル観 ちょうど上のように、植物組織の形質転換の種々の方法が存在し1.植物組織か ら植物を再生する種々の方法が存在する。
再生の特定の方法は、出発植物組織および再生すべき特定の植物種に依存する。
近年において、植物の移植片から誘導されたカルスの組織からの多数の種の植物 を再生することができるようになった。カルスから再生することができる植物は 、次のものを包含する:単子葉植物、例えば、トウモロコシ、イネ、オオムギ、 コムギおよびライムギ、および双子葉植物、例えば、ヒマワリ、ケイプ、ワタ、 菜種およびタバコ。
アグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、 tumefaciens)で形 質転換した組織から植物の再生は、いくつかの種の植物について実証された。こ れらは次のものを包含する:ヒマワリ、エベレット(Everett) 、M、 P、ら、前掲ニドマド、ライラッチ(Fillatt、i)、J、J、ら、前掲 ;ホワイトクローバ−(Whiteclover)、ホワイト(White)  、DJ、R,ら、プラント・モレキュラー・バイオロジー(Plant Mo1 .Biol、) 8.46N1987) i菜種、シア(Pua) 、E c、 ら、前掲;ワタ、ランベック(Llmbeck)ら、前掲;タバコ、ホルン、: L (Horsch)、R,B、ら、サイエンス(Science) 225. 1299 (1985)およびヘレラーエストレラ(Hererra−Estr ella)、L、ら、ネイチャー (Na Lure) 303.209 (1 983) ;およびポプラ、ブトウド(Pythoud)ら、前掲。
アグロバクテリウム・リゾゲネス(A、rhizogenes)で形質転換した 組織からのアルファルファの再生は、スクハピンダ(Suk−hanpinda ) 、K、ら、前掲。
原形質体からの植物の再生はとくに有用な技術である。参照、エバンス(Eva ns) 、D、A、ら、植物細胞培養のハンドブック(Handbook of  Plant Ce1l Cu1ture)土、124(1983) 、植物種 を原形質体から再生することができるとき、直接遺伝子転移手順を利用すること ができ、そして形質転換はアグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、tum efaciens)の使用に依存しない。原形質体からの植物の再生は、次の植 物について実証された:イネ、アブダラ(Abdullah)、Roら、バイオ /チク2ノロジー(Bio/Technology) 4.1087(1987 ) ;タバコ、ボトリクス(Potrykus)、■、ら、前掲;菜種、カンシ ャ(Kansha)ら、プラント・セル・リポーツ(Plant Ce1l R eports) 5.101(1986) ;ジャガイモ、タバッザ(Tava zza) 、R,ら、プラント・セル・リボーツ(Plant Ce1l Re ports) 5.243(1986) ;ナス、シハチャキ(Sihacha ki) 、D、ら、植物細胞、組織、器官培養(Plant、Ce1l、Ti5 sue、Organ Cu1ture) 11% 179(1987) ;キュ ウリ、シア(Jta) 、S−R,ら、ジャーナル・オン・プラント・フィジオ ロジ−(J、Plant Physiol、)124.393 (1986)  ;ポプラ、ラッセル(Russel)、J、A、ら、プラント・サイエンス(P lant Sci、)46.133(1986) i )ウモロコシ、オウデス (Rho−des)、C0ら、前掲;およびケイプ、マクケイプ(McCabe )、D。
腸に関連するリンパ系組織(GALT)のバイアー環の上に横たわるM細胞は、 種々の抗原物質および粒子を取り上げることができる〔スネラー(Snella r) 、パ、C0およびストロウバー(Strober) 、W、、ジャーナル ・オン・インジェクション・デよびポリスチレンの球、木炭、マイクロカプセル および他の可溶性および粒状物質を取り上げる能力をもつために、種々の物質を 放出すべき物質の任意の特異的付着型の性質に対して独立に放出することができ る。この場合において、GALTへの抗原の放出は粘膜表面上の抗原に対するs lgAの産生およびすべての分泌腺により、一般化した粘膜の免疫応答に導く。
また、粘膜表面へまたは分泌腺へ抗原を放出することによって、局所的分泌免疫 応答を刺激することができる。このような局在化分泌免疫応答を発生する機構は それほど理解されていない、最近の証拠、ブラック(Black) 、R,E、 ら、インフェクション・アンド・イミュニイー(Infect、Immun、)  55.1116(1987) ;エルシン(Bison) 、C,0,、カレ ント・トピックス・オン・マイクロバイオロジカル・イムノロジー(Curr、 Top。
Microbiol、Immnol、)146.29(1989)は、コレラの 毒素のBサブユニットを抗原とともに経口的に投与したとき、アジュバントとし て保護の免疫応答を増強する働くことを示す。したがって、コレラの毒素ならび にE、coltO熱不安定性エンテロトキシンのBサブユニットは腸の上皮の( 1,M−1ガングリオシドへ付着しそして上皮の膜を横切って転位することがで きるので、このようなパイロットタンパク質またはターゲティングタンパク質は 局所的分泌免疫応答の引き出しにおいて重要でありうるといえる。
もちろん、次のことを考えることができる:所定のコロニナイゼイション抗原お よび/またはビルレンス抗原をコレラの毒素のBサブユニット、熱不安定性エン テロトキシンを特定する゛N末端またはC末端の配列に融合すること、ヤマモト 、T、ら、ジャーナル・オン・バイオロジカル・ケミストリー(J、Biol、 Chem、)259.5037 (1984)、tx−D−ガラクトピラノシル −(1,4)−β−D−ガラクトピラノシドに特異的に結合するPapGタンパ ク質の付着、ランド(Lund)、B、ら、プロシーディンゲス・オン・ナショ ナル・アカデミ−・オン・ザイエンシズ(Proc、Natl、Acad、Sc i、)USA、、84.5898 (1987)、あdotuberculos is) 、イスバーブ(Isberg)、R,R,ら、細胞(Celi)利、7 69(1987) 、赤痢菌属(Sh i ge I Ia)およびサルモネラ 属(Sal+monella)、ガラン(Gatan)1、J、ら、プロシーデ ィンゲス・オン・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシズ(Proc。
Natl、Acad、Scf、)USA、 86.6383(1989) ;カ ーチス(Curtiss)、R,III ら、カレント・トピックス・オン・マ イクロバイオロジカル・イムノロジー(Curr、Top、河fcrobio1 .Ia+mno1.)146.35(1989)の中で固定されかつそれからク ローニングされた、上皮細胞膜を通してバクテリアを浸透させる侵入。各場合に おいて、遺伝子の融合の産生物は、腸粘膜の細胞の中により容易に移送され、そ して局所的分泌免疫応答を増強することを予測することができる。また、この形 態の遺伝子の融合は、GALTへの抗原の取込みおよび提示を促進することがあ りうる。
特定の抗原に対するsIgAの産生は、さらに、経口的に投与したアジュバント 、例えば、微生物の細胞壁の構成成分の添加により増強することができる、ミカ レク(Michalek)ら、カレント・トビックス・オン・マイクロバイオロ ジカル・イムノロジー(Curr、Top、Microbiol、 Immno l、)146.51 (1989)。
したがって、局所的および一般化された性質の両者の特異的sIgAの応答の刺 激は、精製したタンパク質、タウブマン(Taubman) 、M、A、および り、J、スミス(Swith) 、カレント・トピックス・オン・マイクロバイ オロジカル・イムノロジー(Curr、Top、Microbol、Immno l、) 146.187 (1989)、マイクロカプセル化した微生物の産生 物およびウィルス、エルドリッジ(Eldrtge) 、J、H,ら、カレント ・トピックス・オン・マイクロバイオロジカル・イムノロジー(Curr、To p、Microbol、 Immno−1、) 146.59 (1989)、 殺した全バクテリア、ミカレク(河1cha−1ek)ら、サイエンス(Sci ence) 191.123B (1976)の経口的投与により、および生き ている弱毒化したウィルス、セブラ(Cebra) ら、前掲、およびバクテリ ア、カーチス(Curtiss)、R,III ら、プロシーディング・オン・ ザ・テンス・インターナショナル・コンポケイジョン・オン・イムノロジー(P roce−edings of the Tenth Internatfon al Convocation on I+amun−ology)、261  、H,コーラ−(Kohler)ら編、ラングマン・サイアンティフィック・ア ンド・テクニカル(Longman 5cienttficand Techn ical)、バーロン、エセックス、英国(1987)の摂取することによって 達成することができる。体中の抗体分泌細胞の80%がslgAを産生ずること 、およびIgGより2倍程度に覆いsIgAが毎日産生された循環系に入ること を認識すると、分泌免疫系の相対的重要性は明らかとなる。ブランドラアブ(B randtzaeg)、Pl、カレント・トピックス・オン・マイクロバイオロ ジカル・イムノロジー(Curr、 Top、 Microbol、 Immn ol、)k匝、13(1989)。
微生物のストレプトコッカス・ムタンス(S trep tococcusmu tans)群は、むしばの主な病因学的因子を構成する。ギボンス(gjbbo ns) 、S、ら、アナルス・オン・リビュード・マイクロバイオロジー(An n、Rev、Microbiol、)26.121(1975) ;ハマダ、S 、ら、マイクロバイオロジカル・リビューズ(Microbipl。
Rev、) 44.331 (1980)。それらは歯の表面でコロニナイゼイ ションし、そしてそのに寿命を通して止まる。殺したストレプトコッカス・ムタ ンスに、Hutans)の経口的摂取は、唾液中のストレプトコッカス・ムタン ス(S、ttrutans)の抗原に対するsIgAの産生に導き、ミカレク( Michalek)、S、M、ら、サイエンス(Science) 19112 38(1976) ;マステラキイ(Mas teckey)、J、ら、ジャー ナル・オン・クリニカル・イベスティゲイション(J、Cl1n、 Inves t、)61.731 (1978)そしてこれは蓋歯類およびN長類の歯上のス トレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)のコロニナイゼイションの防 止において有効であり、したがって虫歯の誘発を防止することが示された。ミカ レク(Micha〜1ek)ら、5upra ;チャラコンベ(Challac os+b)、S、J、ら、アーチーゲス・オン・オーラル・バイオロジー(Ar ch、0ral Biol、)」、917(1980)。slgAはコロニナイ ゼイションが有効となる前に存在しな(ではならないので、コロニナイゼイシゴ ンが起こった後、ストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)のコロニ ナイゼイション抗原に対するsIgAを産生ずるように免疫化された個体は、バ クテリアが歯科の予防の間に機械的に除去されないかぎり、ストレプトコッカス ・ムタンス(S、mutans)で連続的にコロニナイゼイションされるであろ う。カーチス(Curtiss) 、R,IIIら、カレント・トピックス・オ ン・マイクロバイオロジカル・イムノロジー(Curr、Top、Microb ol、I+ua−nol、)月1.253(1985) 、多数の技術を使用し て、病原体の表面のどの構成成分がその病原体によるコロニナイゼイションおよ びビルレンスの発現に対して重要であるかを決定することができる。こうして、 突然変異体を分離し、そしてコロニナイゼイシタンするか、あるいは病気を引き 起こす能力について試験することができる。遺伝子のクローニングを使用して、 異種微生物において遺伝子産生物を産生ずることができる0発現された遺伝子産 生物を使用して、動物を免疫化して、病原体によるコロニナイゼイションおよび /またはビルレンスが開始されるかどうかを決定することができる。このような 研究に基づいて、科学者は種々のコロニナイゼイション抗原およびビルレンス抗 原に対する相対的重要性を推定し、これによりワクチン組成物における使用に適 当なものを選択して、ヒトまたは他の動物の宿主を免疫化し、そして病原体によ るコロニナイゼイションおよび感染を予防することができる。このような研究は 、微生物のストレプトコッカス・ムタンス(S、o+utans)群を使用して 実施して、表面タンパク質抗いる)、グリコジルトランスフェラーゼ、デキスト ラーゼおよびグルカン結合タンパク質の決定的な重要性を実証した。
カーチス(Curtiss) 、1985、前掲。
表面タンパク質抗原A(SpaA)は、ストレプトコッカス・ムタンス(S、+ autans)の表面上の主要なタンパク質抗原を構成する。カーチス(Cur tiss) 、R,III ら、連鎖法菌属の遺伝学(Streptococc al Genetics)、フエレッチ(Ferretti)、J、 J、ら編 、アメリカン・ソサイアティ・フォー・マイクロバイオロジー(America n 5ociety for Microbiolgy)、ワシントンD、C。
pp、212−216 (1987)。5paA増殖培地はクローニングされ、 ホル) ()Iolt)、R,G、ら、インフェクション・アンド・イミュニイ −(rnfectJmmun、) 3B、147(1982) 、部分的に配列 決定されそして主要な抗原決定基はマツピングされた。ストレプトコッカス・ム タンス(S、+++utans)の経口的摂取により意図的にまたは自然に免疫 化されたマウスおよびヒトは唾液中で5paAタンパク質に対するsIgAを産 生ずることは知られている。さらに、抗原1/II(本質的に5paAに免疫学 的に同一である、ボルト(Holt)ら、前掲〕によるサルの免疫化は、ストレ プトコッカス・ムタンス(5,Htans)のコロニナイゼイションおよびスト レプトコッカス・ムタンス(S、mutans)誘発むしばに対する保護的免疫 性を生ずることは知られている、ラッセル(Rus−sel)M、W、ら、イム ノロジー(Ia+aunology)40.97 (1980)。
侵入性サルモネラ属(Sals+onella)、例えば、ネズミチフス菌(S 、 typhimurium)およびチフス菌(S、 typhi)は、それぞ れ、マウスおよびヒトにおける腸チフスの病因学的因子を構成する。それらは、 経口的摂取後、GALTへの付着、侵入および増殖により、深い組織へのアクセ スを獲得する。カーター(Car−ter)およびコリンズ(Collins)  、ジャーナル・オン・イクスペリメンタル・メディシン(J、Exp、Med 、)139.1189(1974)。
サルモネラ属(Salmonella)は、既知の遺伝子の中に突然変異を導入 することによって、無毒性として病気を誘発しないようにすることができる。ジ ャーニール(Ger+5anier) 、R,ら1インフエクシヨン・アンド・ イミュニイー(Infect、 Ima+un、)土、663(1971) ; ジャーニール(Germanier) 、 R,らジャーナル・オン・インフェ クシャス・ディジージス(J、Infec、Dis、)131.553 (19 75) ;ホイセト(Hoiseth) 、およびストッカー(Stocker )、ネイチ−? −(Na ture) 291.23B(1981) ;カー チス(Curtiss)ら、インフヱクション・アンド・イミュニイー(Inf ect、 Immun、 )公、3035 (1987)。このような突然変異 は、経口的に投与したとき、免疫原性であり、そしてGALTに対するそれらの 組織の属性を保持する。カーチス(Curtiss) 、R,III ら、プロ シーディング・オン・ザ・テンス・インターナショナル・コンポケイジョン・オ ン・イムノロジー(Proceedings of the TenthInt ernatinal Convocation on Imtaunology ) 、261 、H+コーラ−(Kohler)ら績、ラングマン・サイアンテ ィフィック・アンド・テクニカル(Longman 5cientific a nd Technical)、バーロン、エセックス、英国(1987) ;カ ーチス(Curttss) 、R。
III ら、インフェクション・イミュニイー(Infect、 Immun、 )公、3035 (1987)。
それらを無毒性とする種々の欠失突然変異を有する、ある数のネズミチフス菌( S、 typhia+uriua+)およびチフス菌(S、 typ−hi)の 菌株は、いくつかの病原体からコロニナイゼイション抗原および/またはビルレ ンス抗原を産生する能力を使用して構成された。経口的免疫化は、発現された抗 原に対するslgAおよびIgGの応答の生成に導く。フォーマル(Forma l)、S、B、ら、インフェクション・アンド・イミエニイー(Infect。
Immun、)34.746(1981)) ;ステベンソン(Stevens on) 、G、ら−FB?lSマイクロバイオロジカル・レターズ(Micro biol、Lett、)訃、317(1985) ;クレンッ(C1ea+en ts)、J、D、J、D、ら、インフェクション・アンド・イミュニイー(In fect、 Immun、)53.685(1986) ;マスケル(Mask ell) 、D、ら、ワクチン(Vaccine)銭、ゴールド・スプリング・ ハーバ−・ラボラトリ−、コールド・ハーバ−(Cold Sprjng Ha rbor Laboratory) 、コールド・スプリング・/”t−バー( Cold Spring Harbor)、ニューヨーク、pp、213−21 7 (1986)。ストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)Spa Aおよびグルコシルトランスフェラーゼタンパク質を発現する組み換え無毒性サ ルモネラ属(Salmonella)は構成された。カーチス(Curtiss )ら、分泌免疫系(The 5ecre−tory Immunity 5ys tea+) 、J、R,マクゲー(McGhee)およびJ、メステラキー(M estecky)IJA、アナレス・ニューヨーク・アカデミ−・ソサイアティ −(Ann、N、Y、Acad、Sci、)409.688(1983) 。
カーチス(Curtiss)前掲(1986) 、カーチス(Curtiss) ら、前掲(1987) ;カーチス(Curtiss) ら、ワクチン(Vac cine) 6.155(1988) 。5paAに対する分泌抗原(slgA )は、ストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)SpaAタンパク質 を発現する無毒性サルモネラ属(Salmonella)菌株で経口的免疫化後 、唾液の中に産生された、カーチス(Curtiss) 、R,III ら、ス トレプトコッカス・ムタンスの分子微生物学的免疫学(Mo1.Microbi −ol、Immunol of 5treptococcus mutans)  、ハマダ(Hamada)、S、ら編、エルシビーア、ニューヨーク、pp、  173−180(1986) ;カッツ(Katz)、J、ら、粘膜の免疫学 的における最近の進歩(Recent Advances In Mucosa l Ismunology) 、部B5メステッキイ(Mes tecky)、 J、ら編、ブレナム・パブリッシング・コーポレーション(Plenum Pu bltshtng Corp、>pp、1741−1747(1987) ;カ ーチス(Curtiss) ら、1987、前掲。
主皿二要り 本発明は病原性微生物のコロニナイゼイシゴン抗原、とルレンス抗原、その抗原 決定基またはその融合タンパク質の遺伝情報を指定するDNA配列を含有するト ランスジェニック植物に関する。本発明は、さらに、ヒトおよび動物における分 泌免疫性の刺激に有用な組成物に関する0本発明は、また、組成物をつくる方法 およびトランスジェニック植物を産生ずる方法および分泌免疫性を刺激する方法 に関する。
さらに詳しくは、本発明は、病原性微生物のコロニナイゼイション抗原、ビルレ ンス抗原またはそれらの抗原決定基を発現することができるトランスジェニック 植物に関する。トランスジェニック植物は、ヒトおよび動物を経口的免疫化して 、ヒトまたは動物において分泌免疫応答を引き出して、前記病原性微生物による 粘膜表面を通るコロニナイゼイションおよび/または侵入を阻止するために有用 である。
トランスジェニック植物は、病原性微生物の抗原の遺伝情報を指定する少なくと も1つのDNA配列を含有する植物形質転換ベクターで、植物を形質転換するこ とによって産生される。抗原はコロニナイゼイション抗原、ビルレンス抗原、い ずれかの抗原の抗原決定基、あるいは抗原または決定基を含有する融合タンパク 質であることができる。抗原または抗原決定基に加えて、融合タンパク質は抗原 の活性を安定化および/または増強するポリペプチドを含有することができる。
融合タンパク質は、また、1または2以上の抗原であることができる。
植物形質転換ベクターは、問題の抗原の遺伝情報を指定する1または2以上のD NA配列を植物の形質転換に通するベクターの中に挿入することによって調製さ れる。ベクターは、直接遺伝子転移のために、あるいはDNA配列を所望の植物 の中に挿入するためのアグロインフェクシゴン(agrotnfecti−on )のために使用することができる。DNA配列は、自然または合成であることが でき、そして抗原の遺伝情報を指定する遺伝子全体または遺伝子の断片からなる ことができる。
分泌免疫応答を引き出すために有用な組成物は、トランスジェニック植物それ自 体またはその植物から誘導された物質であることができる。例えば、トランスジ ェニック植物はヒトまたは動物が直接摂取することができるか、あるいは処理し てヒトまたは動物により摂取される食物産生物をつくることができる。組成物は ヒトまたは動物を、抗原が対応する病原性微生物に対して免疫化するために有用 である。
凹皿■皿員星説ユ 第1図は、プラスミドpSUN450の構成を図解する。
第2図は、プラスミドpsUN470の構成を図解する。
第3図は、プラスミドpsUN221の構成を図解する。
第4図は、プラスミドpsUN473の構成を図解する。
第5図は、プラスミドpsUN475の構成を図解する。
第6図は、プラスミドpsUN339. psUN340. psUN341  、 psUN342゜pSUN343の構成を図解する。
第7図は、プラスミドpsUN387. psUN390. pstlN391  、 pSUN392゜pstlN393およびpSUN394の構成を図解す る。
第8図は、psuN387の全体の4,643塩基対のヌクレオチドを描写する 。
第9図は、E、col i DH5cx (レーン2)およびプラスミドpsU N341 (レーン3 ) 、psUN342(レーン4 ) 、psUN34 3(レーン5 ) 、psUN344cpsUN343に類似するか、あるいは それと同一である;レーン6 ) 、pSUN345(pslJN343に類似 するが、あるいはそれと同一である;レーン7)およびpSUN346 (ps UN341に類似するか、あるいはそれと同一である;レーン8)を含有するE 、coli DH5αにおいて、ウサギ抗5paA血清により検出された、5p aAタンパク質の合成のウェスタン・プロット分析の結果を示す。前以て染色し た分子量マーカーをレーン1に含める。
第10図は、pYA177、 pYA178. pYA179およびpYA18 0を含有するE、coli X2991およびpslIN390. psUN3 91 、 pSUN392. pSUN393およびpSUN394を含有する E、coli DH5αにおいて、ウサギ抗5paA血清との反応により明らか にされた、5paAタンパク質の合成のウェスタン・プロット分析の結果を示す 。レーン1は前以て染色した分子量標準を含有する。
第11図は、トランスジェニックタバコ植物により合成された5paAタンパク 質の量のデンシトメーターの定量を示す。
第12図はSDSポリアクリルアミドゲルのウェスタン・プロット分析の結果を 示し、この結果は5paAタンパク質を産生ずるタバコの試料を5paAタンパ ク質を産生じないタバコの試料と比較しそして、また新鮮な試料、凍結乾燥しそ して一20゛Cにおいて貯蔵した試料、室温において貯蔵した試料、および商業 的マウスの飼料と混合した試料を比較する。
レーン1は、前以て染色した分子量の標準を含有する。
レーン2は、5paAを産生じないタバコの細胞抽出物からの150躍のタンパ ク質を含有する。
レーン3は、5paAを産生するタバコの細胞抽出物からの1501!gのタン パク質を含有する。
レーン4は、凍結乾燥し、そして−20°Cにおいて13日間貯蔵した5paA を産生じないタバコの細胞抽出物からの150IIgのタンパク質を含有する。
レーン5は、凍結乾燥し、そして−20’Cにおいて13日間貯蔵した5paA を産生ずるタバコの細胞抽出物からの150ttgのタンパク質を含有する。
レーン6は、凍結乾燥し、そして室温において13日間貯蔵した5paAを産生 じないタバコの細胞抽出物からの15011gのタンパク質を含有する。
レーン7は、凍結乾燥し、そして室温において13日間貯蔵した5paAを産生 ずるタバコの細胞抽出物からの1501!gのタンバク質を含有する。
レーン8は、マウスの飼料と凍結乾燥した5paAを産生じないタバコとの1: 1混合物の30Onのタンパク質抽出物を含有する。タバコは室温において13 日間貯蔵した。
レーン9は5マウスの飼料と凍結乾燥した5paAを産生ずるタバコとの1=1 混合物の300iIgのタンパク質抽出物を含有する。タバコは室温において1 3日間貯蔵した。
レーン10は、マウスの飼料の150可のタンパク質抽出物を含有するゆ 発−肌q昆縦至R所 本発明は、(a)病原体のコロニナイゼイション抗原および/またはビルレンス 抗原、および/またはそれらの抗原決定基および/または抗原または抗原決定基 の融合タンパク質を発現することができる植物、種子、および植物組織; (b )ヒトまたは他の動物における分泌免疫応答の刺激に有用な組成物; (C)ヒ トおよび他の動物において分泌免疫応答を刺激して、病原体による粘膜表面を通 るコロニナイゼイションおよび/または侵入を阻止する方法; (d)コロニナ イゼイション抗原またはビルレンス抗原の遺伝情報を指定するDN−A配列を含 有する独特ベクター;および(e)植物において病原性微生物のコロニナイゼイ ション抗原またはビルレンス抗原を産生ずる方法を包含する。
明細書および請求の範囲の明瞭なかつ首尾一貫した理解、用語に与えた範囲を包 含する、を提供するために、次の定義を与える: ■:ヒトまたは他の動物の中に導入したとき、抗体の産生を刺激することができ る高分子物質。ここで使用するとき、抗原は抗原それ自体、前記抗原の抗原決定 基、または前記抗原または抗原決定基を含有する融合タンパク質を意味する。
折原次足蒼;抗原−抗体の反応の特異性を決定する、小さい化学的複合体。病原 体のコロニナイゼイシゴン抗原および/またはビルレンス抗原は、lまたは2以 上の抗原決定基を主をコロニナイゼイションまたは侵入する微生物の能力に関連 する、病原性微生物の表面上の抗原。説明および請求の範囲は、コロニナイゼイ ション抗原またはビルレンス抗原またはそれらの抗原決定基を言及するであろう 、病原体はコロニナイゼイションまたはビルレンスまたは両者の抗原を含有する ことができ、そして各々または両者のための1または2以上のDNA配列はベク ターに転移し、そして植物が1または2以上の抗原を発現するように植物を形質 転換するために使用することができる。
斗、仁プp11列’El凱見止猛王:少なくとも2つの異種部分、例えば、それ らの先在する状態に関連しない先在するDNA配列から誘導されるか、あるいは それに対して実質的な配列の相同性を有する部分、を含有するDNA配列。先在 するDNA配列は、自然または合成の由来であることができる。
ユニ上旦■へy列:ペプチド分子、mRNAまたはtRNAを作る情報がそれか ら転写されるDNA配列。DNA配列は遺伝子、遺伝子の組み合わせまたは遺伝 子断片であることができる。
文籾:食物または飼料、植物またはヒトおよび他の動物が摂取する植物から得ら れる物質である。この用語は、ヒトおよび他の動物に直接供給することができる 生の植物物質、あるいはヒトおよび他の動物に供給される処理した植物物質を包 含する。植物から得られる物質は、ヒトまたは他の動物により究極的に摂取され る植物の任意の成分を包含することを意図する。
fi−、?u下込、:形質転換すべき微生物または植物に対して外因性であるか 、あるいはそれらの中に天然に存在しないDNA、、二のよ・うな外来DNAは 、ウィルス、原核生物および真核生物のl) N Aを包含し、そして天然に産 出するD N A、化学的に合成されたDNA、cDNA、突然変異したDNA またはそれらの組み合わせであることができる。本発明の外来DNAは、病原性 微生物およびウィルスのDNAから誘導されるか、あるいはそれに対して実質的 な配列の相同性を有することができる。
!伝イ肝明確な細胞産生物の原因となる明確な染色体の9M域。
j影生拠二次のクラスの1つの構成員:バクテリア、菌・かび、原生物またはウ ィルス。
殖勺−組檄:植物または培養物における植物の組織。この用語は、は次のものを 包含するが、これらに限定されない:全植物、植物の細胞、植物の器官、植物の 種子、原形質体、カルス、細胞の培養物、および構造的単位および/または機能 的に有機化される植物細胞の群。上に列挙したか、あるいはそうでなければこの 定義により包含される、植物組織と関連するか、あるいはその不存在で、この用 語の使用は、植物組織の他の型を排除することを意図しない。
植1911五狽歪lり二二植物組織が植物組織の中に先在しないDNAを含有し かフそれを発現するように、植物組織を形質転換することができるプラスミドま たはウィルスのベクタ・−0 3J′t、t3 DΣ込β」L本発明による産生物または方法においで、使用の 前に、全体であるいは一部分で、存在するDNA配列。このような存在は典型的 には自然の由来を反映するが、先夜配列は合成または他の由来であることができ る。
分MA免慶庭答:ヒトおよび他の動物の粘膜表面のうるおす分泌における、およ び分泌腺からの分泌における分泌1gA抗体の形成および産生。このような抗体 の形成および産生を引き起こす因子は、分泌の免疫性を刺激するか、あるいは分 泌免疫応答を引き出すと考えられる。分泌の免疫性は、また、待には粘膜の免疫 性と呼ぶ。
If I¥J fL−配列−■m=ヌクレオチドまたはアミノ酸の配列の間の実 質的な機能的および/または構造的同等性。実質的な配列の相同性を有する機能 的および/または構造的な差は、非常に小さいであろう。
上々!スジェとム久様立:植物の中へのDNAの導入の前に、植物の中に先在し なかったDNAを含有しかつそれを発現する植物。
j5Jil (Eschertchia coli)のコロニ イゼイション  、および たはビルレンス ブタ、仔ウシおよびヒトにコロニナイゼイションする工、ンテロトキシンE、c oliに対して有効な免疫性は、ブタの飼料のためのに88線毛コロニナイゼイ シデン抗原、仔ウシの飼料のためのに99線毛コロニナイゼイション抗原、およ びヒトのためのCFA線毛コロニナイゼイション抗原を発現する植物物質を含め ることによって達成することができる。B、coltエンテロトキシンのBサブ ユニットを含有する植物物質は、ヒト、仔ウシおよびブタのための食料の中に添 加して、線毛のコロニナイゼイシゴン抗原に対する免疫応答を増強するアジュバ ントとして働かせることができるばかりでなく、かつまたブタ、仔ウシおよびヒ トを感染するE、coliのほとんどの腸毒性の菌株により産生されるエンテロ トキシンに対する保護的免疫性を誘発することができる。種々の配合物を調製す ることができるので、多数の病原体に対して同時に免疫化することができるであ ろう。適当な時間に食物を連続的に供給して、若い動物において保護的免疫性を 誘発することができるばかりでなく、かつまた種々の成体の雌を免疫化して、有 効な免疫性を卵を通して、胎盤の転移、または初乳および乳において子孫に伝達 することができる。
X″BBサブユニト E、coliの熱不安定性エンテロトキシンのための遺伝子のヌクレオチド配列 は決定された。ヤマモト、T、およびヨコタ、To、ジャーナル・オン・バタテ リオロジー(J、Bactriol、)355.728 (1983)。全体の Bサブユニット遺伝子を含有するEcoRI−Bind IIIのDNA断片は 、この分野において標準の方法により、植物の形質転換ベクターpSUN387  (参照、第7図)の中に挿入し、そしてさらにオリゴヌクレオチド合成または 制限酵素N5pbIIまたはMae4を使用して修飾することができ、ここで制 限酵素Np5bIIまたはMaelはヌクレオチド配列をC末端から7アミノ酸 またはOアミノ酸を切断して、多数のクローニング部位の挿入を可能として、非 常に多数の融合遺伝子産生物の産生を促進して、N末端配列としで熱不安定性毒 素のBサブユニット(LT−B)をもつ融合タンパク質の産生に導く。
こうして、LT−B配列を植物の形質転換ベクターの中に挿入することができ、 そしてそれを適当な植物種の中で発現させることができる。LT−Hに対するs lgAの誘発は、完全なLT毒素の取込みをブロッキングし、これによりエンテ ロトキシン発生のB、coltの感染に関連する下痢の苛酷さを減少するであろ う、植物が、また、K99またはに88または他の綿毛の付着性抗原を産生ずる 場合、sIgA応答の誘発は、また、エンテロトキシン発生のII!、coli によるコロニナイゼイションを阻害し、こうして下痢を太き(減少するであろう 。
E、coliq迫り痰豆遣仮ソ 綿毛の付着のための遺伝子を包含する尿路病原性E、coliはクローニングさ れ、ランド(Lund)、B、ら、ジャーナル・オン・バクテリオロジ−(J、 Bactriol、) 162.1293 (1985)、引き続いて配列決定 された。尿路病原性E、coliはいくつかの異なる綿毛付着を発現することが でき、そしていくつかの異なる綿毛の型を発現するクローニングされた遺伝子は 入手可能である、フレラグ(Clegg) 、S、、インフェクション・アンド ・イミュニイー(rnfect、IIImun、) 3B、739(1982)  ;パン・ダイ(VanDie) 、1.ら、FEMSマイクロバイロジカル・ レターズ(Micro−biol、Lett、) 19.77 (1983)  ; ノーマーク(Normark) 、S、ら、インフエクション・アンド・イ ミュニイー(Infect、 Immun、)虹、942 (1983)。
E、coli K99の の に99の綿毛抗原は、仔ウシにおける下痢を引き起こすエンテロトキシン発生E 、coli菌株により発現される。K9999線原のための遺伝子はクローニン グされ、そして発現され、パン・エンブデン(van Embden)、J、D 、A、ら、インフェクション・アンド・イミュニイー(Infect、Irsm un、> 29.508(1984)そして配列決定された、ルーゼンダール( Roosendhal)、E、ら、Fil:MSマイクロバイロジカル・レター ズ(Microbiol、Lett、) 22.253 (1984)。したが って、それを植物の形質転換ベクターの中に挿入することは簡単である。K99 99線対するsIgAの誘発は、仔ウシの腸中のコロニナイゼイシゴンをブロッ キングし、これにより下痢を防止する。
E、coliK88の − に88線毛抗原は、ブタにおける重い下痢の病気を引き起こすエンテロトキシン 発生E、coli菌株により発現される。腸のコロニナイゼイションに必要なに 88線毛抗原のための遺伝子はクローニングされ、ムーイ(Mooi)、F、R ,、ELら、核酸の研究(Nuc、Ac1ds Res、) 6−1849(1 979) 、ケホエ(Kehoe) 、M、ら、ら、ジャーナル・オン・バタテ リオロジ−(J、Bactriol、) 155.1071 (1983)そし て配列決定された、ガストラ(Gastra)、−9ら、FEMSマイクロバイ ロジカル・レターズ(Microbiol、LetL、)兵、41 (1981 )。したがって、この配列を植物の形質転換ベクターの中に挿入し、こうしてそ れを植物中で合成することができる。
ヒトおよび他の動物の宿主においてエンテロトキシン発生および腸病原性E、c oiiのコロニナイゼイションを可能とする他の綿毛付着体のための遺伝子は同 定され、そしである場合においてクローニングおよび配列決定された、参照、F 、R,およびデグラーフ(deGraaf) 、F、に、、カレント・トピック ス・オン・マイクロバイオロジカル・イムノロジー(Curr、 Top。
MicrobioJ、 Immnol、)月1.119(1985);ケイバー (Kaper)、J、B。
およびM、M、レビン(Levine)、ワクチン(Vaccjne) 6.1 97ストレブトコソカス・ムタンス(S、mutans)の表面に関連するタン パク質は、次のものを包含する二表面タンパク質抗原A(SpaA)、グルコシ ルトランスフェラーゼB (GtfB)、デキストラナーゼ(GtfC)、およ びプルカン結合タンパク質。
ストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)血清型抗原A(SpaA) ストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)血清型g菌株tlAB90 からの5paA遺伝子は、E、coli中のコスミドベクター上でクローニング された、ホルト(f(oft)ら、1983、前掲。このタンパク質は、歯の表 面の初期のコロニナイゼイシヲンに必須であり、そしてその不存在は胚芽不合ラ ットのコロニナイゼイションを排除する〔カーチス(Curtiss) ら、1 987a 5upra;1987b前掲]。5paA遺伝子はサブクローニング され、このタンパク質の主要な抗原決定基は決定され、そして遺伝子のこれらの 領域は配列決定された。
ストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)のグルコシルトランスフェ ラーゼB ストレプトコッカス・ムタンス(S、a+utans)のグルコシルトランスフ ェラーゼBは、g tgB遺伝子によりエンコードされ、そして水不溶性グルカ ンポリマーおよび遊離のフルクトースをスクロースから合成する。遺伝子はクロ ーニングされ、そして配列決定された、シロザ(Shiroza) 、T、ら、 ジャーナル・オン・バクテリオロジ−(J、Bactriol、) 169.4 263 (1987)。
プラスミドUS20 (9,3kb) は、165.800キロダルトン(kD a)のGtfBタンパク質をエンコードする6、5kbのPstI断片を含有す る。既知のヌクレオチド配列およびATG開始コドンの位置に基づいて、解読配 列は普通の技術を使用し5て植物の形質転換ベクターの中に挿入される。
ストレプトコッカス・ソブリヌス(S、5obrinus) (ストレプトコッ カス・ムタンス(S、mutans)血清型g〕のデキストラナーゼ遺伝子 pYA902コスミドのクローンは、ストレプトコッカス・ソブリヌス(S、5 obrinus)デキストラナーゼを発現する。J、F、ら、インジェクション ・アンド・イミュニイー(Infect、 Im*un、)並、792−802 (1987) 、およびジャコブス(Jacobs)、−8R0ら、インジェク ション・アンド・イミュニイー(Infect、 I+nmun、 )皿、10 01986) 、 pYA902のDNAの部分的PvulI消化物は、デキス トラナーゼ遺伝子のすべてまたは一部分をもっl系列のプラスミドを発生した。
 pYA993は、110kDaのわずかに切頭のデキストラナーゼを発現する 5、45kbのプラスミドである。
p、YA993中のデキストラナーゼ解読配列のすべてを含有する2、6kbの PvuII断片は、正しい向きでpUc8の5taa I部位の中に平滑末端の 結合によりクローニングされた。この断片はデキストラナーゼATG開始コドン であるが、デキストラナーゼのプロモーターを欠く。こうして、それは容易に植 物の形質転換ベクターの中に挿入して、植物のプロモーターの制御下に直接発現 されるか、あるいは、例えば、5paA解読配列のC末端に融合した直列の融合 構成体として発現されることがある。
のノ − ベク二 本発明のベクターは、コロニナイゼイション抗原および/またはビルレンス抗原 の遺伝情報を指定するDNAを含有し、そして植物を形質転換することができる ベクターである。外来DNAは、形質転換すべき有機体に対して外因性であるか 、あるいはその中に自然に存在しないDNAである。それはクローニングベクタ ーの中に挿入して植物を形質転換することができる。本発明の外来DNAは、病 原性の微生物およびウィルスのDNAから誘導されるか、あるいはそれに対する 実質的な配列の相同性を有する。本発明のベクターは標準の技術により産生され る。しかしながら、産生されるベクターは、どのタイプの形質転換であるかおよ び形質転換される植物がどの種であるかに依存するであろう。例えば、植物の原 形質体が形質転換されるとき、ベクターはTiプラスミド誘導ベクターであるか 、あるいは直接的遺伝子転移手段により原形質体の中に導入することができるベ クターであることができる。植物または植物の器官またはその一部分が形質転換 される場合、ベクターはこのタイプの組織を形質転換することができなくてはな らない。この場合において、新規な植物の形質転換ベクターはTiプラスミド誘 導ベクターに基づくようでであるが、微小投射体の形質転換に有用なベクターは 、また、使用することができる。出発物質として利用することができる適当なベ クターは、この分野において知られている。
植物組織の形質転換に適当なベクターは記載され、デフラモンド(deFram ond) 、A、ら、バイオ/テクノロジー(Bio/ Tech−ティン(R othstein)S、J、 ら、遺伝子(Gene)53.153(19B? )、ならびに他のベクターは前述の参考文献に記載されている。
これらのベクターに加えて、本発明における使用に適当な多数の他のベクターは この分野において産生されてきている。
ベクターの構成は適当な宿主、例えば、E、coli中で実施することができる 。適当なE、coli菌株は次のものを包含するが、これらに限定されない?  HBlol、JM83.D)11.0H5α、 LH392など。
ベクターを直接の遺伝子転移またはマイクロインジェクション技術において使用 する場合、それらは直接使用することができる。ある場合において、ベクターは 使用前に直線化することが好ましい。ベクターをアグロバクテリウム・ツメファ シェンス(A、 tumefaciens)宿主中で使用するとき、ベクターを まず適当な菌株に転移しなくてはならない。この転移は普通の技術、例えば、バ イベアレンタル・メイティング(bipar−ental mating)、シ モン(Simon) 、R,ら、バイオ/テクノロジー(Bio/Techno 1ogy)上、74(1983)、トリペアレンタル(triparental )メイティング、ディツタ(Ditta) 、G、ら、ブロシーデインダス・オ ン・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシズ(Proc、Natl、Ac ad、Sci、)USA、 77、7347(1980)または形質転換;ホル スターズ(Holsters)、門、ら、モレキュラ・−・アンド・ジェネラル ・ジェネティックス(Molec、Gen、Gen−et、)163.18i( 1978) /アグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、 tumefac iens)の適当な菌株は、は次のものを包含するが、これらに限定されない:  LBA4404゜本発明のベクターは、ヒトおよび他の動物における病気を引 き起こすことが知られている種々の病原体からのコロニナイゼイション抗原また はビルレンス抗原をコードするDNA配列を含有する。次の説明および実施例の 多くは病原性バクテリアの中に自然に存在するDNA配列に向けられるが、この 説明はウィルス、菌・かび類および寄生体の病原体中に存在しかつそれらからク ローニングすることができる、このような配列に等しく適用される。もちろん、 コロニナイゼイション抗原および/またはビルレンス抗原またはそれらの一部分 をコードするように合成により誘導されたDNA配列は、同様に、包含される。
病原体のコロニナイゼイション抗原および/またはビルレンス抗原またはそれら の一部分の遺伝情報を指定するDNA配列は、普通の手段により得られ、そして 植物の形質転換のために適当なベクターの中に挿入される。例えば、DNA配列 はゲノムのクローンの遺伝子バンクから分離することができる。あるいは、DN A配列は逆転写により調製することができる。次いで、ベクターは、形質転換さ れた細胞、ill織および植物を生じさせる、種々の既知の技術により植物細胞 の中に導入される。
コロニナイゼイション抗原および/またはビルレンス抗原またはそれらの一部分 のアミノ酸配列が既知である場合、DNA配列は化学的に合成することができる 。いくつかの先行技術の方法を利用して、コロニナイゼイション抗原またはビル レンス抗原のアミノ酸配列を決定することができる。アミノ酸配列の一部分を決 定し、そして逆転写のためのプローブを調製することができる。
DNA配列はコロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原の特定のアミノ酸 配列のための、あるいはその抗原決定基の1または2以上のための解読配列を含 有することができる。DNA配列は、また、コロニナイゼイション抗原またはビ ルレンス抗原を含有するタンパク質のすべてまたは一部分の遺伝情報を指定する 、追加の解読配列を含有することができる。
病原性微生物のコロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原またはその一部 分をコードするDNA配列を、コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原 が正しく発現されるような方法で、適当なベクターの中に挿入される。換言する と、DNA配列は、正しいアミノ酸配列が植物組織中でDNA配列されるときに 産生されるように、適切な向きおよびリーディングフレームで位置する。普通の 技術に従い、植物組織中で操作可能なプロモーターおよびコロニナイゼイション 抗原またはビルレンス抗原の遺伝情報を指定するDNA配列を含有する、キメラ DNA配列が一般に構成される。キメラDNA配列は、さらに、植物組織中で操 作可能な3′非解読配列を含有することができる。キメラDNA配列は、さらに 、融合タンパク質タンパク質が発現のときに産生されるように、コロニナイゼイ ション抗原またはビルレンス抗原を含有するタンパク質以外のポリペプチドのた めの解読配列を含有することができる。キメラDNA配列は、適当なベクター内 で、コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原の遺伝情報を指定するDN A配列を既知の植物の形質転換ベクターの制限部位の中に挿入することによって 調製することができる。あるいは、キメラ遺伝子を、まず、構成し、そしてベク ターの中に挿入して、植物の形質転換ベクターを産生ずることができる。
コロニナイゼイシゴン抗原またはビルレンス抗原またはその一部分を修飾して、 タンパク質分解分解に対する抵抗性を増加することができる。これを実施するた めに、コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原と、腸のプロテアーゼに 対して完全に抵抗性でありかつ経口的に投与した抗原のアジュバントとして作用 するペプチドとの間の融合構成体を遺伝子操作することができる。LT−Bはこ れらの特性の両者を有する。他のペプチドは、前述のコレラトキシンのBサブニ ー’−7ト(CT−8) 、PaoGタンパク質のアトへシン(adhesin )などを包含する。融合構成体は普通の技術により調製される。
植立■旭i転換 植物の細胞を前述のベクターでこの分野において知られている技術、例えば、前 述の参考文献に記載されている技術、および下の実施例に詳細にに記載されてい る技術により形質転換する。これらの技術は、は次のものを包含するが、これら に限定されない:植物または植物組織のアグロバクテリウム・ツメファシェンス (A、 tumefaciens)による直接感染または同時培養。非常に適当 な技術は、葉のディスクの形質転換である、ホーシュ(Horsch)、R,B 、ら、サイエンス(Science)擾臣、1229(1985)。
あるいは、ベクターは直接、例えば、エレクトロポレイション、マイクロインジ ェクション、微小投射体、あるいはポリエチレングリコール(PEG) 、塩化 カルシウムの存在下または電場中の原形質体の形質転換により転移することがで きる。
形質転換後、形質転換された細胞または植物組織を普通の技術により選択または スクリーニングする。次いで、前述のキメラDNA配列を含有する形質転換され た植物または植物組織を既知の手順、例えば、前述の参考文献および下の実施例 において単子葉植物および双子葉植物の両者についてに記載されている技術によ り再生する。これらの技術により再生することができる種は、は次のものを包含 するが、これらに限定されない:トウモロコシ、ヒマワリ、菜種、クローバ−、 タバコ、アルファルファ、イネ、ジャガイモ、ナス、キュウリおよびケイズ。再 生された植物を標準の方法により形質転換についてスクリーニングrる。再生さ れた植物の子孫を組み込まれたDNA配列の連続的存在についてスクリーニング および選択して、改良された植物および種子の系統を発育させる。DNA配列は 他の遺伝子系統の中に種々の技術、例えば、古典的育成、原形質体の融合、核の 転移および染色体の転移により動かすことができる。
免段牲盗11Jjα3復榎1露宜 抗原の発現のレベルは、しばしば、ベクター中の挿入の部位により影響を受ける ことがある。トランスジェニック植物中で発現されたコロニナイゼイション抗原 またはビルレンス抗原の量は、また、適当なベクターで形質転換してコロニナイ ゼイシ9ン抗原および/またはビルレンス抗原のコピーの数を増加することによ って最適化することができる。5paAタンパク質の産生は、少なくとも3つの 異なる方法で再形質転換することによって最大にすることができる。前述のベク ター、増強したプロモーターの効率をもつベクターの構成体、あるいは5paA 遺伝子配列または5paA抗原決定基の配列の多数のコピーを有するベクターは 、既に5paA遺伝子物質を有する植物の中に挿入することができる。
多数の再生した植物は、コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原につい て検査すべきである。最高のレベルのコロニナイゼイシゴン抗原またはビルレン ス抗原の安定な産生を生ずる植物を選択する。コロニナイゼイション抗原または ビルレンス抗原のターンオバー速度は許容されえないほど高い場合、タンパク質 は種々の手順により修飾して植物中の植物の安定性を高めることができる(すな わち、抗原をエンコードするDNA配列の部位特異的突然変異によるプロテアー ゼ切断部位の除去または変更)。タンパク質を特定する遺伝子は操作して、タン パク質を種子の中に貯蔵タンパク質として導入し、これにより高いレベルの安定 な産生を確実にすることができる。これは、例えば、ケイズおよび穀粒において 最も実際的である。
有効な免疫原であるために、植物により発現されたコロニナイゼイション抗原ま たはビルレンス抗原は食物処理および消化に耐えることができるために十分な安 定性をもたなくてはならない。
植物物質はヒトまたは他の動物に直接供給することができるか、あるいはタンパ ク質を変性しない手段により食物に処理することができる。例えば、所望のコロ ニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原を含有するトランスジェニック植物 、例えば、アルファルファまたはトウモロコシは、ヒトまたは他の動物、例えば 、畜生に直接供給することができるであろう。コロニナイゼイション抗原または ビルレンス抗原が腸病原性またはエンテロトキシン発生性E、coliからのも のであった場合、下痢に対する分泌免疫性を畜生において産生ずることができる 。同様に、病原性微生物のコロニナイゼイション因子またはビルレンス因子を発 現する種々のトランスジェニック植物の種子を直接ヒトは摂取して、それに対す る分泌免疫応答を引き出すことができるであろう。
あるいは、トランスジェニック植物は普通の技術により処理してヒトおよび他の 動物のための食物を産生ずることができる。例えば、トランスジェニックトウモ ロコシを処理して、動物に供給するか、あるいはヒトのための食物の調製に使用 することができるコーンミールを産生ずることができる。
ある場合において、コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原は容易に変 性することができず、したがって、ある場合において、食物の料理は免疫原性を 破壊しないことがあることが考えられる。これは、沸騰またはイオン性洗浄剤を 使用する処理による変性後、その免疫活性を保持する5paAタンパク質に関し て真実である。他方において、他のコロニナイゼイション抗原またはビルレンス 抗原は変性に対してそのように抵抗性でないことがある。ある場合において、変 性に対するコロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原の増加した安定性は 、変性を阻止するか、あるいは自発的再生を促進するポリペプチドに抗原を適当 な条件下に融合することによって達成することができる。
コロニナイゼイション b、ha:e;レレンス 、の6形質転換された植物中 の病原性微生物の主要なコロニナイゼイション抗原および/またはビルレンス抗 原の量、安定性および免疫原性は、よく知られている手段、とくに免疫学的手段 により評価することができる。これらの変数は形質転換された原形質体およびカ ルスにおいて、および成熟した植物の根、茎、葉および種子において測定するこ とができる。
植物ベクター中でストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)またはE 、coliのDNAにより特定されそして組み換えE、coliおよび他の適当 な微生物中で発現されたコロニナイゼイション抗原および/またはビルレンス抗 原は、摂取後、安定性について試験することができる。既知のコロニナイゼイシ ョン抗原および/またはビルレンス抗原を発現する微生物の培養物は、既知の方 法、例えば、熱または放射能により殺す。次いで、それを既知の動物の食物、例 えば、商業的に入手可能なマウスの飼料に添加し、そして食物の処理にかける。
増強しそして処理したマウスの飼料からのタンパク質は、摂取の前におよび摂取 の後の消化の種々の段階において、コロニナイゼイション抗原および/またはビ ルレンス抗原の量について分析することができる。分析は種々の既知の方法によ り実施することができ、このような方法は次のものを包含するが、これらに限定 されないニドデシル硫酸ナトリウム(SOS)のポリアクリルアミドゲルの電気 泳動に従うウェスタン・プロット分析、免疫沈澱および酵素結合免疫吸収アッセ イ(ELISA) 。
消化の種々の段階における抗原の量は、摂取前の量と比較することができる。
コロニナイゼイション およびビルレンス の ・主役叫免及廠釡 抗原の免疫原性は同様によく分析される。ビルレンス抗原は摂取のとき分泌免疫 応答を引き出すそれらの能力について評価し、そして分泌免疫応答はコロニナイ ゼイション抗原およびビルレンス抗原が腸の酵素によりそれらの免疫原性を破壊 しないで胃腸管を通して生き残る能力に依存する。熱または放射能により殺され たストレプトコッカス・ムタンス(S、 o+utans)、組み換えE、co lfまたは他の適当な微生物で増強された植物物質を食物処理にかける。次いで 、それを乾燥または凍結して貯蔵することができる。トランスジェニック植物は 、また、処理し、そして動物に供給するか、あるいは動物飼料と混合し、そして 酵素結合免疫吸収アッセイ(ELISA)を使用して、唾液または腸洗浄液中の コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原に対するslgAを定量するこ とによって、免疫原性決定する。
裏血斑 工■叉1貫装、扛±どぐ侠ILし11々遺えDNAおよび 法DNAの操作は、 特記しない限り、製造業者が推奨する手順に従い酵素を使用して実施した。すべ ての酵素は二ニー・イングランド・バイオラプス(New England B iolabs)またはベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ(Bethesda  Re5ach Lab−oratories) (BRL)から入手した。す べてのベクター構成は、特記しない限り、E、coli DHl、 JM83ま たはDH5tx中で実施した。ベクターは、普通の技術を使用して、構成の菌株 と異なるE、coliの菌株の中に導入した。DNAの分離およびE、coli の形質転換は、ハナハン(Hanahan)ら、ジャーナル・オン・モレキュラ ー・バイオロジー(J、Mo1.Biol、) 166.557 (1983) に従い実施した。15%のポリエチレングリコール(PEG)中の平滑末端の結 合は、リバック(Livak) 、アナリティカル・バイオケミストリー(An al、Bioches+、) 152.66(1986)に従い実施した。追加 の技術は、次の参考文献に記載されている:マニアチス(Maniatis)、 r、ら、分子クローニング:実験室のマニュアル(Molecular Clo ning:A Laboratory Manual) 、コールド・スプリン グ・ハーバ−・ラボラトリ−、コールド・ハーバ−(Cold Spring  Harbor Laboratory) 、コールド・スプリング・ハーバ−( Cold Spring Harbor)、第2版、−s−ヨーク(1988) 、メソッズ・イン・エンジモロジ−(Methods 1nEnzya+o1o gy)Vol、6B(1979)、Vol、100(1983)、Vol 、  101(1983)、Vol、118(1986)およびVol、152−15 4(1987) ;およびプラント・モレキュラー・バイオロジー(Plant  Mo1ecular Biology):マニュアル、ゲルビン(Gelvi n)、SBおよびシルロールド(Sch f 1−peroort)、RA編、 クルワー・アカデミツク・パブリッシャーズ(Kluwer Academic  Publishers)、ドドレヒト(Dodrecht)(1988)。
実1fLL ■−ごjj≧≦旧l底 コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原をエンコードするDNA配列で 植物を表現的に形質転換するために有用なベクターは、psUN341およびp SUN343である。広範な情報を実施例1に含めて、広く知られそして一般に 入手可能である出発物質から、これらのベクターを構成できるようにした。ここ で入手可能である広範な情報は、他の出発物質からの同様なベクターの構成を可 能とするであろう。
プラスミドpsUN214(ATCC67470)をPstIおよびHindI IIで消化した。真核生物の遺伝子の発現に要求されるPo1yA付加のための 部位を提供するために、クロランフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(C AT)の遺伝子および3’−NOPS(ンパリンシンターゼ)を含有する、1. 6kbの断片を分離した。プラスミドpUc18をPstlおよびHindII Iで消化し、そして分離した断片で結合した。生ずるプラスミドpsUN21B を分離した。
プラスミドpsUN218をS+++aIで消化し、そして仔つシ腸のアルカリ 性ホスファターゼで処理した。プラスミドpcH101、グイレイ(Guill ey) 、H,ら、細胞(Cell)30.763(1982) 、をK。
リチャーズ(Richards)から入手し、そしてHph Iで消化した。
カリフラファーのモザイクウィルスの35310モークーを含有する断片、植物 細胞中の転写を可能とする配列を分離し、そしてT4 DNAポリメラーゼで処 理した。この断片は15%のPEG中で処理したpsIIN218に平滑末端結 合してプラスミドpsUN444を産生した。
プラスミドpsUN204(ATCC67469)を旧ndIIIで消化し、次 いで部分的にPstIで消化した。より大きい1.6 kgのAPTII−3’ −NOPSを含有する断片を分離した。APTII遺伝子は抗生物質のカナマイ シン、ネオマイシンおよびG418に対する抵抗性を与え、そしてそれ自体植物 における有用な形質転換、選択決定基を提供する。プラスミドpUc18をPs tlおよび旧ndIIIで消化し、そしてAPTII−3’−NOPS断片に結 合した。生ずるプラスミドをpsUN219と識別した。
psUN219を5ailで消化し、そしてDNAポリメラーゼIのクレノー断 片で処理した。次いで、DNAを旧n(IIIIで消化し、そしてAPT ll −3’−NOPS配列を含有する断片を分離した。
プラスミドpSUN444をBamHIで消化し、そしてDNAポリメラーゼ■ のクレノー断片で処理した。次いで、処理したベクターを旧ndrIIで消化し た。3.5kbのより大きい断片をpsUN219からのAPT If−3’− NOPSを含有する断片に結合した。生ずるプラスミドをps[JN450と表 示した。psUN450の構成および部分的地図を第1図に示す。
2、匹叩[虹叫標威 プラスミドpsUN450を旧ndlllで消化し、そしてDNAポリメラーゼ ■のクレノー断片で処理した。次いで、処理したベクターをKpnIで消化し、 そして35Sプロモーター、APT IIおよび37−NOPS配列を含有する 2、5kbの断片を分離した。プラスミドpsUN470 (G、 Anから入 手した)を5ailおよびEcoRIで消化した。左の境界(B、)を含有する 500bpの断片を分離し、そしてpUc18のEcoRI部位中に結合した。
psUN402をEC0RIで消化し、そしてDNAポリメラーゼIのクレノー 断片で処理した。次いで、処理したベクターをKpnIで消化し、そしてpsU N450から分離した断片に結合した。
プラスミドpsUN470が同定される。psUN340の構成および部分的地 図を第2図に示す。psUN470はKpnI=l(indIIIからの制限部 位を包含するpsUN218の多数のクローニング部位(MCS)を含有する。
3、匹印221■構戒 E、coli中の増幅可能な複製のためのプラスミドpBI?322の複製の由 来(ori)およびアグロバクテリウム(Agrobac terium)中の 複製を可能とする広い宿主範囲のプラスミドpSa727の由来〔タイト(Ta it)、R,C,ら、バイオテクノロジー(Biotech)土、269(19 82) )ならびにバタテリオファージラムの粘着末端(CO5)からなる配列 をH3ndIIIで消化し、そして仔つシ腸のアルカリ性ホスファターゼで処理 した。T−DNAの右の境界およびアグロバクテリウム(Agrobacter iu…)プラスミドpTi337からのツバリンシンターゼ遺伝子を含有するH indlll断片Na23()123) 、ベバン(Bevan) 、M、ら、 5uptlra%を?lWB2341:H23[W、バルネス(Barnes) から入手した〕の旧ndlllの消化後分離した。H23断片をHindIII 消化プラスミドpstlN220に結合してプラスミドpsUN221を産生じ た。psUN221の構成を第3図に示す。
4、 鄭史はり]戊 プラスミドpsUN221をPstIおよびEcoRIで消化し、そしてヤエナ リヌクレアーゼで処理した。プラスミドpsuN470をPvu Iで消化し、 そしてヤエナリヌクレアーゼで処理した。
353プロモーター、APT !1. 3 ’ N0PSおよびBL配列を含有 する3、ikbのPVIJI断片を分離し、そして15%のPEG中で処理した psUN221に平滑末端結合した。psUN221のアンピシリン抵抗性決定 !(Amp” )はこの方法において破壊された。生ずるプラスミドをpsUN 473と識別した。pSUN473の構成および部分的地図を第4図に示す。p sUN473は、複製のpSa由来のために、アグロバクテリウム・ツメファシ ェンス(A、tun+e−facfens)中で維持することができ、そして遺 伝子操作したT−DNA配列の植物への転移のためのバイナリ−ベクターとして 使用するために適する。
56 匹叩虹[■1底 植物中の形質転換選択決定基として有用な抗生物質のハグロマイシン(hph) に対する抵抗性を与える遺伝子の源として、プラスミドpSV2−hphをC, カド(kado)、カリフォルニア大学、カリフォルニア州ディビス、から入手 した。psv2−hphは旧ndIIIおよびBgl IIで消化し、そしてh ph遺伝子を含有する1、4kbの断片を分離し、そして精製した。
プラスミドpBSMをベクター・クローニング・システム(Vec−tor C loning System) 、現在ストラテジーン・クローニング・システ ム(Stratgene Cloning System)として知られている 、カリフォルニア州うジョラ、から入手し、そして旧ndrIIおよびBamH で消化し、次いで仔つシ腸のアルカリ性ホスファターゼで処理した。次いで、p SV2−hphからの14 kbのhph断片を消化したpBSHに結合してp sUN474を産生した。
6・ 鄭y吐互」引1戊 プラスミドpsUN474をHindIIIおよびAvaIで消化し、そしてこ の消化により産生したDNA断片の「粘着末端」をdNTPの存在下にE、co lt DNA Po1Iのクレノー断片で処理することによって平滑末端とした 。hph遺伝子を含有する1、 3 kbの断片を分離し、そして精製した。
プラスミドpsUN473をEcoRIで消化し、ctNTPの存在下にE、c olt DNA Po1l noのクレノー断片で処理し、次いで仔つシ腸のア ルカリ性ホスファターゼで処理した。はぼ13kbの断片を分離し、そして精製 した。この13kbの断片および1.3kbのhph断片を15%のPEG中で 平滑末端結合してpsUN475を産生した。 hph断片のフィル−インした AvaI末端に結合したとき、psUN473のフィル−インしたEcoRI末 端はEcoRI部位を再生した。pSUN475の構成および部分的地図を第5 図に示す。
7、関堕U虹■盪底 プラスミドpsUN214(ATCC6740) (参照、第1図)をBamH Iで消化し、次いでdNTPの存在下にE、coli DNA Po1lのクレ ノー断片で処理して末端をフィルインした。さらにEcoRIで消化し、次いで 仔つシ腸のアルカリ性ホスファターゼで処理すると、3 ’ N0PS配列およ びpsUN214の中に存在する複製およびアンピシリン抵抗性決定基の配列の pUC由来を含有する3、4kbの断片の分離および精製が可能となった。
pSUN475をXbal (これは多数のクローニング部位MCSにおいて切 断する)で消化し、次いでdNTPの存在下にE、coli DNAPo1lの クレノー断片で処理して末端をフィルインした。次いで、生ずる直線化したpS UN415をEcoRIで部分的に消化し、そしてCaMV、35Sプロモータ ーおよびhph解読配列を含有する2、15kgの断片を分離し、そして精製し た。この断片をpSUN214からの3.4kbの断片に結合し、そして生ずる プラスミドp S U N 480であり、これを第6図に示す。
8、ぴy俣踵」ムじb艮す弛」1雇 psUN208 (参照、第6図)をCforで消化し、そしてdNTPの存在 下にT4ポリメラーゼで処理して平滑末端を発生させた。
5paA配列への発現可能なIac融合を含有する約2280塩基対の断片を分 離した。プラスミドpYA208は、5paA遺伝子を正しい向きで含有するB amHI断片を含有する。ベクターpsUN480をPstlおよびEcoRI で消化して、ハイグロマイシン抵抗性を除去し、そしてT4ポリメラーゼおよび dNTPで処理して、平滑末端を発生した。より大きい4170塩基対の断片を 分離した。
Iac−spaA断片を、hph断片の代わりに正しい向きで353および3  ’ N0PS配列の間に結合してプラスミドpsUN339を産生した。ベクタ ー配列に関して反対の向きに1acZ−spaAインサートを有するpsUN3 40を、また、分離した。(参照、第6図)。
9、 5UN341,5UN342および5UN343のプラスミドpSUN3 39をSca IおよびAsullで消化し、そして約3263塩基対の355 −1acZ−spaA−3’ N0PS断片を分離した。断片のAsuI I末 端をE、coli DNA Po1Iのクレノー断片を使用してdNTPでをフ ィルインした。
プラスミドpsUN473 (第4図)をXbaIで消化しくこれは多数の切断 部位の配列の中に単一の部位を有する)そして5′末端をE、coliのDNA ポリメラーゼ■のクレノー断片を使用してdNTPで処理した。pSUN339 からの355−1acZ−3’ NoPS発現カセットを、ベクターの35S− APTII−3’ N0PS配列に関して異なる向きにおいて、消化したプラス ミドpsUN473に結合した。プラスミドpsUN341はこれらの配列の組 を頭対頭の向きで含有する。プラスミドpsUN343はこれらの配列の組を頭 尾の向きで含有する。プラスミドpsUN342は、5caI−AsuII消化 のための出発物質としてpsUN340を使用して同様に方法で構成した。
プラスミドpSUN344およびpsUN345はpSUN343と同一の独立 の分離物である。プラスミドpsUN346はpsUN341 と同一の独立の 分離物である。psUN341.、 pSUN342およびpsUN343の構 成は第6図に示す。psUN341およびpSUN343はベクターに関してイ ンサートの反対の向きを有するが、Ca、MV 35Sおよびlacプロモータ ーを同一の向きでもち、E、coliおよび植物の両者における5paAの発現 を可能とする。B、coli DH5α中のpsUN341およびE、coli  DH5α中のpSUN343は、ブダペスト条約に基き1988年8月31日 にATCCに受託されそして、それぞれ、番号67.787および67.785 を付された。psUN342は、Xbal切断pSUN473中のpsUN34 0の5car−AsuII断片を使用して対照として構成した。この構成におい て、5paAは植物中ではなく lacプロモーターの制御下にE、coli中 で合成すべきである。なぜなら、CaMV 35Sプロモーターは誤った向きに あるからである(参照、第6図)。
B0匹勘影工」1底 プラスミドpsUN387は、プラスミドpUc1B、 psLIN335およ びpsUN491の成分を含有する。psUN491(ATCCNo、6778 6)はブダペスト条約の規定に従い受託された。ptlcの成分は、多数のクロ ーニング領域のEcoRIおよび旧nd111部位より外側のすべての配列を包 含する。これは複製の由来およびアンピシリン抵抗性の遺伝子を含有する。ps UN491からの配列ば、CaMV35Sプロモーターを含み、327bpの旧 ncll−EcoRV断片の直列の重複をもち、この断片は35Sプロモーター および植物系中の他の異種プロモーターに転写増強を与えることが示された配列 を含有する。カイ(Kay) ら、サイエンス(Science> 2並、19 9(1987) 、また、Ncol、BamHI、Xbal、5a11.Pst lおよびEcoRIののための部位および引き続く約681塩基対の3 ’ N 0PS配列を含有する多数のクローニング領域は、353プロモーターより下流 に含められている。psUN335は、35Sプロモーター・と3 ’ N0P Sとの間に挿入されたとき、バクテリア中の遺伝子の発現を可能とする2つの配 列を提供する。これらは合成の17bpのKpnI−Ncol断片を包含し、こ の断片は、タンパク質の合成の開始のために要求されるNcoI部位内に含有さ れたATGから最適に間隔を置いて位置する、完全なシャインーダルガルノ配列 を含有する。シャイン(Sh 1ne)およびダルガルノ(Dalgrno)  、プロシーディンゲス・オン・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシズ( Proc、Natl、Acad、Sci、)LISA、 71.1342 (1 987)。また、353プロモーターより上流に、E、coli中の転写の強い プロモーターであることが示されたストレプトコッカス・ムタンス(Strep tococcus mutans)のasd遺伝子からのプロモーターを含む。
カルジネウ(Caedineau)およびカーチス(Curtiss) 、ジャ ーナル・オン・バイオロジカル・ゲミストリー(J、Biol、Cheo+、) 26g、 3344(1987)。
pSUN387の地図は第7図に示されている。プラスミドの配列は、また、第 8図に与えられている。psUN387はブダペスト条約に基き受託されそして 番号 を付された、C9匹堕皿り鄭国迎り関堕競り酌ハ裂漏9Jn鋒照8少株威 プラスミドpYA177゜pYA178. pYA179およびpYA180  (カーチス(Curtiss)ら、ワクチン(Vaccine) 、1988. 5upra )は、それぞれ、5paAの主要な抗原決定基/免疫原性決定基、 および引き続くほぼ1204塩基対により特定された5paAタンパク質のC末 端の抗原決定基/免疫原性決定基を特定する、483塩基対の5stI−5st I断片の1.2.3または4コピーを有する。
り【1−ニングは多数のクローニング部位を切断するX b a、IでpsUN 387を消化し、DNAポリメラーゼ■のクレノー断片を使用して平滑末端を発 生し、次いでNco Iで消化した。5paA決定基を特定する断片をρYA1 77、 pYA17B、 pYA179およびpyAis。
の中から、まず旧ndll!で消化し、クレノーで処理し、次いでNcolで切 断することによって切断し、次いで断片を調製したpsUN387 DNAの中 に結合した。
psUN387の完全なヌクレオチド配列(参照、第8図)の分析により明らか にされるように、E、coli中の5paAの発現はストレプトコッカス・ムタ ンス(S、mutans>asdプロモーターの制御下にあり、そして植物にお いてCaMV 355プロモーターの制御下にある。この構成において、psL IN390. pslIN491. psUN392、 pSUN393および psUN394中の5paAインサートのすべてについてのリーディングフレー ムを開始するNcoI部位において、AT(1,開始コドンの前に、CaMV  35Sプロモーターの後にATG開始コドンは存在しない。Spa^インサート をもつE、coliHBIOIは、ATCCNo、31985で受託された。こ の受託物は、米国特許出願第773.894号が登録されたとき、要求ににより 一般に入手可能となる。
H,5aA97t<’) (7) #!ff7−咀第9図は、pSUN341.  psUN342. psIJN343. psUN344. psUN345 およびps[1N346の存在のために、5paAタンパク譬を発現する、形質 転換されたE、coli DH5αのウェスタン・プロット分析を示す。5pa Aは約116kDaで起こる。 E、coli中の5paAの発現はCaMVプ ロモーターの向きに対して独立であるが、lacプロモータ〜の正しい向きに依 存する。5paA分解産生物は、主として、約60kDa〜約115kDaの領 域において起こる。この分析から明らかであるように、5paAに対する抗体は 自然ならびに分解産生物の、すべての形態のタンパク質を認識する。これは有利 である。なぜなら、分解産生物は植物中でならびに腸中で起こることができるで あろうからである。
第10図は、5paA抗原決定基/免疫原決定基を特定する組み換えプラスミド を含有するE、coliによる5paAタンパク質の合成のウェスタン・プロッ ト分析を示す。組み換えプラスミドプラスミドpYA177− pstlN48 0はE、coli X2991中に含有されるが、psUN390−psUN3 94組み換えベクターのすべてはE、coliDH5α中に含有される。psL IN390およびpstlN491の各々はpYA177により特定される2つ の主要なバンドの1つの特定する。この理由は知られていない。明らかなように 、psUN393は5paAの産生に関して期待する方法で挙動しない。初期の 分離のとき、それは非常に高いレベルの5paAの合成を引き起こす。psUN のプラスミドの構成体のすべては、pYA構成体より少ない5paAの合成を引 き起こす。これら最も起こり得る。なぜなら、ストレプトコッカス・ムタンス( S、mutans)asdプロモーターはp S [I Nベクター中の5pa Aの合成のだめのATG開始コドンから約1250塩基対離れているが、9YA ベクター中のtrc。
ブロモ−クーとATG開始コドンとの間の距離はわずかに45塩基対であルカら である。pYA1??、 pYA178.79pypsUN480(−:より特 定される5paAのポリペプチドは、それぞれ、94.116゜145および1 64kDaの分子量を有する。再び、5paAの分解はE、coli中で起こる が、これらの分解産生物ば5paAの自然タンパク質に対する抗体により認識さ れる。
5paAを発現するH、coliが、マウスへの経口的供給後、免疫応答を引き 出すことができるかどうかを見る研究を実施する前に、E、coli中で発現さ れたSpa^タンパク質の種々の食物の処理の方法に対する安定性を研究した。
pYA210 (第6図に描写するpYA208に類似するが、py^208を 特定する5paA中に2.OkbのBamHI断片の3つの直列の反復を、すべ て同一リーディングフレームにおいて、含有する組み換えベクター)を有するE 、coli x2846を80°Cまたはぞれ以上の温度に10分間加熱すると 、5paAは室温または低温における貯蔵の間の分解に対して完全に安定化れた 。精製した5paAまたはpYA210を含有するE、coliつ2846の溶 菌細胞により解放された5paAの、マウスの飼料と混合したときの、安定性を 検査する試みは、マウスの飼料中の成分がSDSゲル電気泳動およびウェスタン ・プロット分析を妨害するという事実により妨げられた。こうして、マウスの飼 料中の5paAの抗原性を摂取の前または後に正確に定量することは不可能であ った。それにもかかわらず、免疫原性は食物の処理および消化の間の安定性のき わめてずぐれたインジケーターである。なぜなら、抗原は生き残って小腸に到達 して、腸に関連するリンパ系組織の上に横たわるM細胞により取り上げられるか らである。
■、鉢妖叉yバク屓9−免■件 熱で殺したおよび溶菌したE、coli x2846/ PYA210を含有す る植物物質を凍結乾燥し、そして粉砕して飼料にした。次いで、それを乾燥した 状態で貯蔵した。前述したように、合計のタンパク質に関する5paAタンパク 質の量の分析に基づいて、マウスの飼料を25〜500ナノグラムの5paA/ gの飼料を有するように調製した。この規定食を雌のBALB/cマウス、9〜 10の週齢、に任意に与えた。マウスの体重を毎週測定して、マウスの成長およ び発育を追跡した。マウスは健康な状態であることが視的に観察された。
唾液の試料を毎週集めた。唾液の産生をピロカルピンで刺激した。血清を2週毎 に眼窩の採血により集めた。
血清の抗5paAのIgGおよび唾液のIgAをELISAにより検出した。ダ イナチク・ラボラトリーズ(Dynateck Laboratories)イ ムノロン−1フラット−ボトムのポリスチレンのプレートを、−夜41°Cにお いて、100.f (4,25lIgのタンパク質)の堆積製5paA (スト レプトコッカス・ムタンス(S、s+utans)からの上澄み液を沈澱し、濾 過し7、次いで透析および凍結乾燥した70%の硫酸アンモニウムから得た)ま たは組み換えE、coliから精製した5paAの1:5希釈物(0,1モルの NH,HCO,緩衝液、pH9,6)で被覆した。次いで、プレートを0.05 %のツイーン−20を含有するリン酸塩緩衝液(PBS ; pH7,2)で3 回洗浄し、次いでPBS 十〇。05%のツイーン−20および1%のウシ血清 アルブミンで90分間ブロッキングした。洗浄後、血清試料(100Iの各希釈 物)を添加し、そして4°Cにおいて一夜インキュベーションした。プレートを 再び洗浄し、そしてアルカリ性ホスファターゼと接合した親和精製したヤギ抗マ ウスIgG(鎖特異的)またはヤギ抗マウスIgA(r−鎖特異的)である第2 抗体(1:1000の希釈物)を添加し、そして室温において4時間インキュベ ーションした。洗浄後、ジエチルアラニン緩衝液pH9,8中に溶解したニトロ フェニルホスフェートの基質を添加し、そしてプレートを室温において1.5時 間インキュベーションした。次いで、それらを405nn+においてバイオ−チ ク(Bio−Tek)自動化HIAプレート・リーダーで読んだ。合計の血清の IgAおよびIgGに比較した抗5paA血清1gGおよび血清1gAの標準化 は、ELISAにおける標準として精製したIgG骨髄腫タンパク質または精製 した骨髄腫タンパク質を使用して達成した。
唾液の抗5paAのIgAは、同様な方法において、第2抗体として、アフィニ ティー精製したウサギ抗マウス(α−鎖特異的)アルカリ性ホスファターゼ接合 体を使用して定量した。
ピロカルピンの刺激は唾液の変動する希釈を引き起こすので、標準としてマウス 骨髄腫を使用して決定した合計のsigAに比較して唾液中の抗5paA sI gAの特異的量を定量することが必須であった。適当な陽性および陰性の対照を 使用した。血清の抗体について、組み換えE、coliから得られた精製した5 paAタンパク質で免疫化したマウスから得られたマウスの血清を使用した。唾 液の分泌IgAについての陽性の対照について、マウスを分泌線中で直接免疫化 した(免疫化抗原に対して特異的なsIgAを高いレベルで誘発することが知ら れている免疫化のルート)。唾液中の抗体の力価の測定は、組み換えE、col iから精製した5paAタンパク質を使用することにことに注意すべきである。
なぜなら、使用する普通のマウスは、リボティコ酸(lipoteichoic  acid)を包含する、普通の連鎖球菌の抗原を有し、そしてこれらの汚染性 抗原はストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)培養物の上澄み液か ら得られた5paAタンパク質から分離することが困難であるからである。
表1は、5paAタンパク質を発現する微生物をマウスに長期間与えたときの実 験の結果を示す。表1は、5paAタンパク質を発現する、マウスに与えたE、 coliの唾液中のsIgAの力価を示す。
表土 5paAタンパク質を発現するE、colf X2846(pYA210)を与 えたBALB/cマウスの唾液中のsIgAの力価1対 照 X2846 (p YA210)供与時間 全s1gA 抗−5paA−特異的 全IgA 抗−5 paA−特異的(週) sIgA ”’ slgA(χ) sIgA ”’ s lgA(χ)0 2023 2.6 0.13 3852 4゜1 0.112  4913 3.4 0.17 47B5 4.3 0.094 4249 3 .4 0.08 5969 6.9 0.127 5400 3.9 0.07  5351 5.0 0.099 7046 4.9 0.0? 5455 4 9.1 0.9011 6994 6.8 0.10 6502 77.4 1 .191.3 6428 1?、8 0.28 4772 58.1 1.22 16 6351 4.5 0.07 8089 85.7 1.0618 68 25 5.5 0.08 9526 40.3 0.4221 7891 7. 1 0.09 7512 61.0 0.8126.5 5864 4.2 0 .07 6728 45.5 0.6828.5 5904 3.1 0.05  7232 53.8 0.74(a) E、coli X2846(+)YA 210)を熱で殺し、凍結乾燥し、そしてマウスに任意に与えたマウスの飼料の 1g当たり107のバクテリアに等しい濃度でマウスの飼料に添加した。唾液の 試料は、ピロカルピンに注射後に集めた。
(b)唾液の1d当たりのngで表す。
スIL幻 アゲロバタテ1ウム・ラメ7 シエンス(A robacteriumtume faciens) 3 − ■、ベクターの アグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、 tumefaciens)への 転移が容易であるベクター、例えばpsUN341およびpsUN343の構成 は、実施例1に記載されている* CaMV調製−5paA−N0PS −po lyA配列、ベクター、例えばpsUN390. PS[lN392、およびp sUN394からの発現カセット(参照、第7図)をこれらのベクターから切除 し、そしてアグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、 tumefacje ns)への転移の前に、バイナリ−ベクター、例えばpslJN473(第4図 )の中に導入した。各場合において、バイナリ−ベクター、例えば、psUN3 41は、トリベアレンタル・メイティングによりディスアームド(disarm ed)Tiプラスミドを有するアグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、  tumefaciens)菌株に転移されるであろう、フラレイ(Fraleい ら、5upra 、これはディスアームドブラスミド、例えば、pAL4404 またはpAL1050を有するアグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、  tumefaciens)菌株、例えば、LAB4404またはLAB1050 を使用して達成することができた。psUN341およびps[lN343を含 有するアグロバクテリウム・ツメファシェンス(A、 tumefaciens )菌株は、ウェスタン・プロット分析により明らかにされるように、これらのベ クターをもつE、coli菌株がなしたのと同程度に多い5paAタンパク質を 産生した(データは示さなれていない)。
■、ルELL風 ニコチアナ・タバクム(N、tabacuei) 、別種1avanaおよびX an th 1−、を、psUN341およびpAL4404またばpsUN3 43およびpAL4404を含有するアグロバクテリウム・ツメファシェンス( A、tumefaefens)により、葉のディスクの形質転換法を使用して形 質転換した〔ホーシュ(horsch)ら、5upra )。簡単に述べると、 ディスクとして調製した純粋な葉の組織を約10’細胞/dの濃度でアグロバク テリウム・ツメファシェンス(A、 tua+efaciens)の液体培養物 の中に浸漬した。十分な時間(5〜30秒)の間感染を起こらせた後、組織を絞 って乾燥させ、そして組織再生培地上で平板培養した。2または3日後、移植の 組織を新鮮な培地に移し、この培地はアグロバクテリウム・ツメファシェンス( A、 tumefaciens)を殺すための抗生物質のカルベニシリンまたは セフォタキシムおよび形質転換された植物細胞を選択するためのカナマイシンを 含有した。
タバコにおいて、発芽は容易に発生し、これは全トランスジェニック植物を形成 することができる。形質転換されたタバコの組織を選択し、そして全植物を次の 文献に記載されている手順により再生した、ロウジャーズ(Rogers)ら、 メソッズ・イニ/・エンジモロジー(Methods Enzymol、)11 8.627 (1986) 。
カルスの組織を次の文献に記載されている手順に従いツバリンシンターゼ活性に ついてアッセイした、オッテン(Ot ten)ら、バイオロジー・エト・バイ オロジー・アクタ(Biochf。
Biophys、Acta) 527.497(1978) 、 330 gの カナマイシン/−を有する選択したされた上で成長するカルスの組織から再生し た5つの別々の実験から誘導された、合計64のトランスジェニック植物を、5 paAタンパク質の産生についてドツトプロットおよびウェスタン・プロット分 析により、そしてツバリンの産生についてツバリンの標準および陰性の対照植物 を使用するベーパー電気泳動により試験した。64の植物のわずかに1つがツバ リンを産生じたが、46の試験した植物の33はツバリンを産生じた。DNAを ある数の植物からサザンプロット技術により分離した、サザン(Souther n)、ジャーナル・オン・モレキュラー・バイオロジー(J、Mo1.Biol 、) 98.503(1978)。2.0kbの5paAプローブを使用するこ とによって、試験した6つの植物はそれらがツバリンの産生または5paAの合 成について陽性または陰性であるかどうかにかかわらず、5paA遺伝子を含有 することが実証される。ネオマイシンホスホトランスフェラーゼのためのDNA プローブを使用して、9つの植物から制限されたDNAを分析すると、それらの すべてはネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子を含有し、そしてフラン キング配列がすべての9つの場合において異なるので、すべてはタバコのゲノム の異なる領域にDNAインザートを有することが実証された。5paAタンパク 質をつくる1つの植物は、ツバリン陽性であり、そしてpsUN343からの5 paA遺伝子遺伝子台有する。
1・−ト1Zljき二七乙久植勺jイぴル値g2−庄±麦丈互支淀−1pYA1 77を含有するE、coliにより産生される5paAタンパク質を、従来開発 された方法〔ボルト(Ho1.t)ら、5upra )および最高の分子量の5 paAバンドの電気溶離によりSDSポリアクリルアミドゲルの連続する分離に 従い、精製した。5paAタンパク質を産生ずるトランスジェニックタバコ植物 からの葉のディスクを、20閣のトリスp’d1.4.350ミリモルのNaC 1および0.1%のβ−メルカプトエタノール中で均質化した〔マイクロフーグ ・ベスル(microfuge pestle)を含有するウニトン・インスト ルメンツ(Weathon Instruments)のオーバーヘッドの撹拌 機を使用する〕。上澄み液を破片の遠心沈降後に回収した。タンパク質のアッセ イは精製した5paAタンパク質およびタバコの細胞抽出物について実施した。
タバコの細胞の抽出物の種々の希釈物および対照として種々の系統の変化する量 の精製した5paAタンパク質をSDSポリアクリルアミドゲルで電気泳動した 。次いで、うパルをウナギ抗5paA血清を使用してウェスタン・プロット分析 にかけた。この分析の結果を第11図に描写する。トランスジェニックタバコに より産生された5paAタンパク質は105kDaの分子量を有し、これはpY A208およびpsUN343によりつくられた5paAタンパク質の大きさよ りわずかに小さい(第6図)、タンパク質の大きさの差は、多分、植物中のプロ セシングのためである。トランスジェニック植物により産生された5paAタン パク質は二重であり、そし”C認識することができる破壊した物質は殆どあるい はまったく存在しない。破壊は起こらなか、ったといわないが、起こった場合、 それは植物により劣化される。ウェスタン・プロットのバンドの強度は、モレキ ュラー・ダイナミクス(Molec−ular Dynamics)デンシトメ ーターを使用して定量した。標準の曲線の誘導に使用したデータを表2に含める 。これに基づいて、トランスジェニックタバコ植物により合成された5paAタ ンパク質は合計の植物のタンパク質の0.02%を表すことが計算された。
表−1 第11図に描写したウェスタン・プロットで示されるバンドのデンシトメーター の読み 1.0 145466 25 7542325 267 I54 50 169 168SpaAを産生するタバコ植物は種子を形成させた。種子の収集および治 癒後、F2発生を表す50の実生が種子の発芽後に得られ、そして植物を成長さ せて5paAをエンコードする配列のへりタビリティーについて試験した。ドツ トプロットおよびウェスタン・プロット分析を使用して、5paAの産生を検出 および定量した。18の植物は5paAタンパク質をつくらなかったが、32は つ(った。これらのすべては、親のトランスジェニックタバコ植物により産生さ れた5paAタンパク質と同一の分子量を有する5paAタンパク質を産生じた 。、x2値は3.23であり、これは0.05の確立のためのx2値より下に入 り、これは5paA産生対非産生植物の32 : 18比は単一の遺伝子(Me ndelianfactor)として分離されるという特性についてヘドロ接合 の植物の期待する3:1比に適合することが実証する。
32の5paA陽性の植物を、さらに、ウェスタン・プロットの定量的のデンシ トメーターの測定により分析して、5paAを産生ずる能力についてホモ接合性 の植物がその特性についてヘテロ接合性である植物から分化することができるか どうかを決定した。表3のデータが明らかにするように、12の植物はホモ接合 性を示しうる量の5paAを産生した。これらの植物のうちの6ならびにヘテロ 接合性であると判定された6つは、種子の産生のために成長させて、発芽した子 孫の分析により、デンシトメーターの定量がホモ接合性対へテロ接合性を示すこ とに幀るすることができるかどうかを決定する。
安定性および免疫原性の分析は、上の実施例1に記載するようにして 表1 32のF25paA産生植物における合計のタンパク質の百分率と2 、043  25 、008 4 .049 26 .016 6 、038 27 、026 9 、032 30 、049 11 .035 31 .023 13 .044 33 .01.3 1.4 .008 34 .011 15 .015 35 .014 17 .022 37 .026 18 .012 38 .009 19 .002 39 .015 20 .031 42 .014 21 、038 43 、009 22 .003 48 .003 23 、O]、5 49 .011 の読みから計算した。植物1.3,5,7,8,10,12゜16 、28 、 29 、32 、36 、40 、41 、44 、45 、46及び47は5 paAタンパク譬を産生じなかった。
動 の“Sとしてのトランスジェニック育 の几5paAを産生ずる植物からの 葉の組織を取り出し、小さい(はぼ3c4)の片に切断し、そしてほぼ2日間3 7°Cで乾燥した。また、5paAを産生ずる植物からの葉の組織を取り出し、 液体窒素中で急速凍結し、そしてベルチス(Vertis)フリーズモービII 凍結乾燥装置で凍結乾燥した。ウェスタン・プロット分析において、両者の方法 からの、合計のタンパク質の百分率としての5paAタンパク質の量は、5pa Aタンパク質の損失がわずかであるか、あるいはまったくないことを明らかにし た。5paAを産生ずるトランスジェニックタバコ植物からの凍結乾燥した某組 織を、−20℃および室温において13日間貯蔵した。室温において13日間貯 蔵した凍結乾燥した組織を、また、マウスの飼料と11の比で混合した。すべて の試料を、マイクロフーグ・ベスルを含有するウニトン・インストルメンツのオ ーバーヘッドの撹拌機を使用して、20ミリモルのトリスpH7,4,350ミ リモルのNaC1および0.1%のメルカプトエタノール中の均質化した。破片 の遠心沈降後、上澄み液を回収し、次いでタンパク質をアッセイした。ウェスタ ン・プロット分析は、すべての場合において5paAタンパク質の損失をほとん どあるいはまったく示さなかった(第12図)。レーン2.4.6および8にお ける植物の試料は、5paA配列を含有するが、5paA抗血清との反応の不存 在により明らかなように、5paAタンパク質を発現しない、トランスジェニッ ク植物からのものであった。参照、レーン2および4゜しかしながら、室温にお いて13日間貯蔵したとき、凍結乾燥した植物組織中のあるものは、レーン6お よび8において見られるように、5paA抗体と弱く反応する。これは完全には 理解されない。
様立土ヱ11↓J玉肚す5タシ江【9免班を前述したように処理したタバコ植物 物質を産生ずる5paAをマウスの飼料と異なる投与量で混合して、摂取した5 paAタンパク質に対する分泌免疫応答の引き出しを研究することができる。ミ カレク(M 1cha 1ek)ら、1976.5upra)により従来の結果 は、飲料水の1 d当たり10”の殺したストレプトコッカス・ムタンス(S、 mutans)細胞を与えたラットにおいて、有意のslgAの産生を観測した 。ストレプトコッカス・ムタンス(S、mu tans)における5paAタン パク質は合計のタンパク質のほぼ0.2%を表し、そして各ストレプトコッカス ・ムタンス(S、 mu tans)細胞はほぼ2X10−I0■を含有する。
こうして、10’のストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)細胞毎 に40ナノグラムん5paAが存在する。ヘトロ接合性の5paAを産生ずるト ランスジェニック植物の前の分析に基づいて、2mgの乾燥したトランスジェニ ックタバコは40ナノグラムの5paAタンパク質を含有する。マウスの飼料に その1g当たり200 trg、2■、および20mgの乾燥したタバコ飼料を 補充することができる。これらの濃縮物は、飼料の1g当たり107.10’お よび109のストレプトコッカス・ムタンス(S、mutans)細胞の投与に 匹敵する、経口的免疫化投与量を提供する。この実験のプロトコルのために、タ バコ飼料の最大の投与量はマウスの飼料の規定食の2%を構成するであろう。2 %は、認め得る悪い生理学的作用なしに、マウスの連続的に消費により許容され うる、タバコ飼料の投与蓋より5倍少ない。
■、植惣斗S虜JはdびnL漏乙ペノj」弓似糺妊性J二の規定食を雌のBAL B/cマウス、9〜・・10週繭重に任意に与えた6 ?゛ウス体重を毎週測定 (7て、マウスの成長および発育を追跡した。マウスは健康な状態であることが 視的に観察された。
唾液の試料を毎週集めた。唾液の産8′をピロカルビンで刺激し、た。血清を2 週毎に眼窩の採血により集めた。
血清の抗5paAのIgGおよび唾液のigAをE1□IsAにより検出した。
ダイナチク・ラボラトリーズ(Dynateck L、aboratorips )イノ1ノロンー1ノラフトーボトムのポリスチレンのプレートを、−夜41° Cにおいて、100m (4,25gのタンパク質)の堆積製5paA rスト レプトコッカス・ムタンス(S、mutans)からの上澄み液を沈澱し、濾過 し、次いで透析および凍結乾燥した70%の硫酸アンモニウムから得た〕また組 み換えH,coliから精製した5paAの1:5希釈物(0,1′!ニルのN HaHCOs m缶液、pH9,6)で被覆する。次いで、プレートを0.05 %のツイーン−20を含有するリン酸塩緩衝液(PBS ; pf(’7.2  )で3回洗浄し、次いでP B S + 0.05%のツイーン−20および1 %のウシ血清アルブミンで900分間ブロッキングる。洗浄後、血清試料(10 0mの各希釈物)を添加し、そして4°Cにおいて一夜インキニベーションした 。プレートを再び洗浄し、そして親和精製したヤギ抗マウスIgAC7−鎖特異 的)またはアルカリ性ホスファターゼと接合した親和精製したヤギ坑マウスIg G(鎖特異的)である第2抗体(1:1000の希釈物)を添加し、そして室温 において4時間インキュベーションした。洗浄後、ジエチルアラニン緩衝液pH 9,8中に溶解したニトロフェニルホスフェートの基質を添加し、そしてプレー トを室温において1.5時間インキュベーションする。次いで、それらを4.O 5nmにおいてパイオーチク(Bio −Tek)自動化EIAプレート・リー ダーで読んだ。合計の血清のIgAおよびIgGに比較した抗5paA血清Ig Gおよび血清1gA o)標準化は、EL ISAにおける標準として精製し7 た■gG骨髄骨髄腫タンパ皮質は精製した骨髄腫タンパク質を使用して達成する 。
唾液の抗5paAのIgAは、同様な方法において、第2抗体として、親和精製 したウサギ抗マウス(α−鎖特異的)アルカリ性ホスファターゼ接合体を使用し て定量する。ピロカルピンの刺激は唾液の変動する希釈を11き起こすので、標 準としてマウス骨髄腫を使用して決定した合計のslgAに比較して唾液中の抗 5paA slgAの特異的量を定量することが必須である1、適当な陽性およ び陰性の対照を使用した。面清の抗体について、組み換えE、coliから得ら れた精製した5paAタンパク質で免疫化したマウスから得られたマウスの血清 を使用する。
ズ→1医ノー 値惣■彫五μ狽− ■、5ス!−二(7)講玖 5paA配列を含有する実施例1に記載するベクターpsljN343を使用す る。
■、工少クりロポ上イショ7.木1L蚕MJ1褌膝買Uタバコの原形質体をエレ クl〜ロボレイシゴンするために使用する手順は、ディピッド・チェンジ(Da vid Cheng)および共同研究者、ヘファー・サイエンティフィック・イ ンスッルメンツ・テクニカル・ブLノチン(Hoefer 5cientifi c Instru−ments Technffical Bulletin) $118に本質的に記載されている手順であるう生体外で増殖した植物から3ま たは4(1の長さのとき分離し4たタバコの養〔ニコチアナ・クバクム(N、t aba、c−0m)c、v、Havana )の上の表皮を1、次の文献に記載 されている方法により、320グリツド・の酸化アルミニウム粉末でブラッシン グして、原形質体の調製に使用する細胞壁分N酵素を浸透させる、マグニエン( MgnienL、E、ら、アクタ・デネ千力・シニカ(Acta Geneti c、a 5iniea)−7,231(1980) 、酵素的に解放された原形 質体を17.5%のスクローーーーζで洗浄し、浮遊さ・叶、そして5分間30 0Xgにおいで60dのバブコックびん中で遠心により収穫する。直線化したま たはスー・バーコロイドのDNA(pstlN343 )を原形質体と、0.5 雌の最終体積で、それぞれ、70.1■/成および7X10’細胞/Ilf!、 の濃度Cおいて16院の直径のヌンク・マルチディソッ(Nunc Multi disl+)ウェル中で混合する。単一のパルスを、室温(2:3°C)におい てへファー(Hoefer)PGi01ブロゲネター(ProGenetor)  、1 = 7トでPGI20−2.5電極を使用して200vで10マイクロ 秒間投与する。、、I:レクトロボレイションした原形質体を、1 dの培地の 添加前に、10分間静止して保持する。引き続いて、細胞を105細胞/Id。
の最終濃度に希釈した。次いで、これらの細胞を40〜48時間後5paAの一 時的発現についてアッセイするか、あるいは、使用するDNA構成体に依存して 、カナマイシンの選択下に平板培養してカルスの組織を発生させ、次いで全植物 に再生することができる。
■、再再 生質転換後の植物を、選択圧力としてカナマイシンを有するカルスの成長培地上 で平板培養し、そして24°Cにおいて16時間拡散の光78時間の暗所のサイ クルで2〜3週間培養する。カルスを2〜3週毎に二次培養物して、再生で進行 するために十分な組織を産生ずる。十分な組織が得られた後、カルスを、選択圧 力の存在または不存在で、再生培地に移し、そして発芽した芽が形成するまで、 24°Cにおいて16時間拡散の光78時間の暗所のサイクルで3〜4週間培養 する。この時において、物質を選択圧力の存在または不存在で、植物確立培地に 移し、そして3−3枚の葉が形成するまで、24℃において16時間拡散の光7 8時間の暗所のサイクルで3〜4週間培養する。
カルスの組織および再生した植物は、合計のタンパク質に関して、ELISAま たはウェスタン・プロットおよび定量的デンシトメーターの分析により、5pa Aタンパク質のレベルについて評価することができる。(参照、表2および3) 。
■、 で、 したSaAタンパク の6 、へり ビリーイーおよび 形質転換された植物中の5paAタンパク質の安定性、ヘリクビリティーおよび 免疫原性を、実施例1および2の方法により分析する。
実詣聞工 実施例2を反復するが、工程■において、gtfBを含有する適当な植物形質転 換ベクターを構成する。例えば、ps[IN387lN387(を調製し、これ は5paA遺伝子の代わりにpsU20 cシロザ(Shiroza) 、T、 ら、前掲〕から分離し7たgtfB遺伝子を含有する。gtfBをエンコードす る配列ならびにCaMV355プロモーターおよびN0PS3 ’ polyA 配列を適当なバイナリ−ベクター、例えば、psUN473またはpSUN47 5の中に導入する。
トランスジェニックタバコ植物の発生後、GtfBタンパク質についての安定性 、ヘリクビリティーおよび免疫原性の分析を、実施例1および2に記載するよう に実施する。
2詣1 実施例3を反復するが、工程Iにおいて、5paAおよびgtfBの両者を含有 する適当な植物形質転換ベクターを構成する。
例えば、GtfBをpSUN394中の5paA配列の次ぎに挿入する。このよ うにして、2つのコロニナイゼイション抗原を発現する構成体が形成する。
トランスジェニック植物を原形質体誘導カルスから発生させた後、5paAおよ びGtfBタンパク質の安定性、ヘリタビリティーおよび免疫原性を、実施例1 および2に記載するように分析する。
ス訓l津影 実施例3を反復するが、工程Iにおいて、デキストラナーゼを含有する適当な植 物形質転換ベクターを構成する。例えば、VYA993から分離したデキストラ ナーゼ(dex)遺伝子を含有するpsUN387を調製する。
トランスジェニック植物を原形質体誘導カルスから発生させた後、5paAおよ びGtfBタンパク質の安定性、ヘリクビリティーおよび免疫原性を、実施例1 および2に記載するように分析する。
災施開1 実施例3を反復するが、工程Iにおいて、5paAおよびdexの両者を含有す る適当な植物形質転換ベクターを構成する。
例え、ばdexをpsUN394中の5paA配列の次ぎに挿入する。このよう にして、2つのコロニナイゼイション抗原を発現する構成体が形成する。
トランスジェニック植物を原形質体誘導カルスから発生させた後、5paAおよ びデキストラナーゼタンパク質の安定性、ヘリタビリティーおよび免疫原性を、 実施例1および2に記載するように分析する。
犬上伍■ 実施例3を反復するが、工程Iにおいて、K8B線毛コロニナイゼイション抗原 遺伝子を含有する適当な植物の形質転換ベクターを構成する。例えば、psUN 387を調製し、これはケヘ(Kehoe)ら、ネイチャー (Neture) 291.122(1981)により開発された、プラスミドpMKOO5から分 離したに88線毛コロニナイゼイション抗原を含有する。トランスジェニック植 物を原形質体誘導カルスから発生させた後、K88抗原の安定性、ヘリクビリテ ィーおよび免疫原性の分析を、実施例1および2に記載するように実施する。
裏施■工 実施例3を反復するが、工程Iにおいて、K99線毛コロニナイゼイション抗原 を含有する適当な植物形質転換ベクターを構成する。例えば、ps[JN387 を調製し、これはプラスミドpRI9906から分離したに99線毛コロニナイ ゼイション抗原を含有する。トランスジェニック植物を原形質体誘導カルスから 発生させた後、K99抗原の安定性、ヘリタビリティーおよび免疫原性の分析を 、実施例1および2に記載するように実施する。
去立困皿 実施例3を反復するが、植物の形質転換ベクターは、5paAタンパク質および LT−Bタンパク質からなる融合タンパク質の遺伝情報を指定するDNA配列を 含有する、プラスミドpsUN387(spaA/LT−B)である。L、T− B配列は融合タンパク質のN末端である。LT−Bタンパク質の遺伝情報を指定 するDNA配列をE、coliから分離する〔ヤマモト、Tおよびヨコト、T9 、前掲〕。トランスジェニック植物を原形質体誘導カルスから発生させた後、5 paAおよびLT−Bタンパク質の安定性、へりタビリティーおよび免疫原性の 分析を、実施例1および2に記載するように実施する。
実施■旦 実施例2を反復するが、pSUN473(gtfB)を使用する植物の形質転換 ベクターは、フィラッチ(Ffllatti)、J、ら、(1987)、前掲に 従い、トマトについて実施する。選択した移植組織から全植物が発生した後、g tfBの安定性、ヘリクビリティーおよび免疫原性の分析を、実施例1および2 に記載するように実施する。
実藷貫せ 実施例2を反復するが、psUN475 (LT−B)を使用する植物の形質転 換ベクターは、エベレット(Everett) 、N、P、ら(1,987)、 5upraに従い、トマトについて実施する。選択した移植組織から全植物が発 生した後、LT−Bタンパク質の安定性、ヘリクビリティーおよび免疫原性の分 析を、実施例1および2に記載するように実施する。
災施貫■ 実施例2を反復するが、psUN473 (K99)を使用する植物の形質転換 ベクターは、ヒンチェ−(Hinchee) 、M、A、ら(1987)、前掲 に従い、トマトについて実施する。選択した移植組織から全植物が発生した後、 K99タンパク質の安定性、ヘリタビリティーおよび免疫原性の分析を、実施例 1および2に記載するように実施する。
尖血貫■ 実施例2を反復するが、pSUN413 (K8B)を使用する植物の形質転換 ベクターは、ファシオッチ(Facciotti) 、、D、ら(1985)、 前掲に従い、トマトについて実施する。選択した移植組織から全植物が発生した 後、K88タンパク質の安定性、ヘリタビリティーおよび免疫原性の分析を、実 施例1および2に記載するように実施する。
1里貫旦 植物の形質転換はアルファルファについてマイクロインジェクションにより実施 する。
植物細胞中のpsUN387 (K99)の転移は、プラスミドDNAの溶液を 微細に引いたガラスの針で、分離した原形質体、培養した細胞および組織の中に 直接注入すること、レイチ(Reich)、T、J、ら、バイオ/テクノロジー (Bio/Technology) 4.1001(1986) ;カナディア ン・ジャーナル・ボタニー(Car+、J、Bot、)旦、1259 (198 6)および実生および植物の分裂組織中に注入すること、デ・う・ペナ(Da  La Pena)、A、ら、ネイチ−? −(Nat−ure) 325.27 4 (1987) 、グレイブス(Graves)、A、C,ら、プラント・モ レキュラー・バイオロジー(Plant Mo1.Biol、)ユ、763(1 987)よって達成される。
K99タンパク質の安定性、へりタビリティーおよび免疫原性の分析を、実施例 1および2に記載するように実施する。
災施拠用 植物の形質転換は、ネグルチウ(Negru ti u)、R9ら(1987) 、前掲に従い、タバコについてポリエチレングリコールの通用により実施する。
原形質体を15ミリモルのMgC1,を含有する0、5モル中に約2 XIO’  /dの密度で懸濁する。原形質体の懸濁液を10m2のプラスチックの遠心管 の中に分配する。DNAを添加し、次いでPEC,溶液を添加する〔40%(− /V 分子1t4000.0.4モルのマンニトール、0.1モルのCa (N Oi) z、(pH7,0))、この溶液をおだやかに混合し、そして室温(2 4°C)において30分間時々震盪しながらインキュベーションする。次いで、 洗浄液を添加し、そして管の内容物をおだやかに混合する。洗浄液を87ナノモ ルのマンニトール、CaC1□、MgC1z、KCl、 トリス/HCIおよび m−イノシトールから成る(pH9,0)。洗浄液の4つのそれ以上のアリコー トを4分の間隔で添加し、各添加後混合する。次いで、この管を約60gにおい て約10分間遠心し、そして上澄み液を廃棄する。沈降した原形質体を培地の中 に取り、そしてl0CIIIのベトリ皿に入れる。
5paAタンパク質の安定性、ヘリクビリティーおよび免疫原性の分析を、実施 例1および2に記載するように実施する。
実益側、U 実施例16を反復するが、工程ITにおいて、植物の形質転換pSUN387  (K88)をネグルチウ(Negrutiu)、Roら(1987)、前掲に従 いロリウム・ムルチフロルム(Lolium 1ultiflorun+)につ いて実施する。K88タンパク質の安定性、へりタビリティーおよび免疫原性の 分析を、実施例1および2に記載するように実施する。
DNAの転移および形質転換体の選択。原形質体をイネ(Oryza 5ati va)の朽誘導細胞の懸濁液から分離し7、そしてフロム(Fromm) らに 従い、多少の変更を加えて、次のようにしてエレクトロボレイシヨンする。原形 質体(2X10’)および巴形の形態のプラスミド、、 psUN390.ps UN391.pslJN392およびpstJN394 (各10 n )をプ ラスチックのクベット(内部の電極の距離は0.4 Cl11であった)中の0 .6 dの0.5ミリモルの2−〔N−モルホリノ〕エタンスルホン酸(pH5 ,8) 、7ミリモルのKCI 、4ミリモルのCaC1z−28zOおよび6 .5%のマンニトールから成る緩衝液の中に懸濁させる。電気パルスを500V /cmで充電した125μFのコンデンサー〔シーン−パルサー(Gene−P ulser) 、パイオーラド(Bio−Rad) 、カリフォルニア州、米国 〕から放出する。抵抗−キャパシタンス(RC)時間一定数は、それぞれ、4マ イクロ秒および20マイクロ秒である。4℃において10分、次いで室温におい て10分後、エレクト・ロボレイションした原形質体を2■/1の2,4−ジク ロロフェノキシ酢酸(2,4−D)および5%のマンニトールを補充した2、5 1dの培地を含有するベトリ皿(直径5C1)に移す、2週後、2mg/lの2 .4−Dおよび3%のグルコースを補充したldのNO8培地(硫酸アンモニウ ムを含まないB5培地)を添加する。3週後、培地をグルコースを欠如し、2■ /’dの0418サルフエート〔シエリング・カンパニー(Schering  Co、)、ニュージャーシイ州〕を含有するNo、培地と置換する。1月エレク トロボレイシヨンした後、生き残りのマイクロカルスを20■のG418/dお よび1%のアガロース〔シグマ(Sigma) 1型〕を含有するNO3培地に 移す。さらに2週後、成長するカルスを0.2■/工のインドール−3−アミノ 酸、1■/1のカイネチンおよび1%のアガロースを含有するN6培地(再生培 地)上に移す。カルスの組織をオッテン(Otten) ら、前掲に従いツバリ ンシンターゼ活性についてアッセイする。
5paAタンパク質の安定性、ヘリクビリティーおよび免疫原性の分析を、実施 例1および2に記載するように実施する。
災施炎旦 旦 の ゛によるケイプの6 なノ −植物細胞の中にDNA配列を導入する他 の方法は、前記DNAをタングステン粒子に付着し、次いでこれらの粒子をフレ イン(Klein) 、T、N、ら、前掲に記載されている発射装置によるか、 あるいはマクケイプ(mcCabe)、E、 T、ら、前掲に記載されているよ うに微細に変調した放電を使用する粒子を加速してDNAで被覆した金の粒子を 加速することによって、植物細胞の中に強制的に進行させることからなる。任意 の植物組織および植物器官をこの手順のために標的として使用することができ、 このような組織および器官は次のものを包含するが、これらに限定されない:生 体内および生体外の胚、頂芽および他の分裂組織、蕾、体および性組織。トラン スジェニックの細胞およびカルスをこの分野において知られている確立された手 順に従い選択する。この分野において知られている確立された手順に従い、標的 組織を誘発して体の胚を形成するか、あるいはシュートを発生させてトランスジ ェニック植物にする。適当な手順は使用する植物の種に従い選択することができ る。
再生した植物は組み込まれた外来DNAに関してキメうであることができる。外 来DNAを含有する細胞が小/巨大胞子に発育する場合、組み込まれたDNAは 性の子孫に伝達される。外来DNAを含有する細胞が植物の体細胞である場合、 非キメラのトランスジェニック植物は植物の増殖の慣用方法により、生体内で、 すなわち、芽または茎の切断物からか、あるいは生体外でこの分野において知ら れている確立された手順に従い産生される。このような手順は使用する植物の種 に従い選択することができる。
形質転換はマクケイプ(McCabe)、D、E、ら(1988)、前掲に従い ケイプについて実施する。
DNAの調製。DNAで被覆した当社体を1.5〜3I!raの金の球〔アルフ ァ’ケミカル・カンバー1−−(Alfa Chemical Co、))をp sLINs87(gtf8)I)NAの溶液と1■の金のビーズ/1眉のDNA の割合で混合することによって調製する。このスラリーをN2の流れ下に乾燥し 、そして乾燥したベレットを100%のエタノール中に2■のビーズ/dの濃度 で再懸濁する。、162Iのこの金の懸濁液をピペットで18W2のアルミニウ ム化プラスチックフィルム上に配置する。ここで薄い層のビーズを支持するシー トを空気乾燥する。
粒子の加速。−次の葉を除去し7で分裂組織を暴露した胚軸(embryoni c axe>を粒子の加速にさらす。ビーズを有するシートを粒子加速機上に装 填し、この機械は運動力として小さい水滴を通して高い電圧のコンデンサの放電 を使用する。
100メツシユの保持スクリーンをシートと機械より上に懸垂した標的!II織 との間に配置する。次いで、このアセンブリーを約500mml(gに排気して 空気力学的抵抗を減少する。2μFのコンデンサーからの14kVをポリ塩化ビ ニルの膨張室内でIIの水滴を通して放電する。シートを保持スクリーンに対し て吹き付けて、ビーズを外側に推進させて、スクリーンより上に懸垂されたm織 を衝撃する。標的の軸を水寒天平板上に配置布、こうして平板をスクリーンの上 に倒立させて、分裂組織の領域を加速されたビーズの通路の中に位置させる。
植物の再生。粒子の加速により処理した植物組織を、13.3μモルのベンジル アミノプリン、0.2μモルのナフタレン酢酸、5ミリモルのチアミンおよび1 2ミリモルのプロリンを補充した変性MS培地上に配置し、そして暗所で1〜2 週間室温においてインキュベーションする。次いで、軸を1.7μモルのベンジ ルアミノプロリンおよび0.2μモルのインドリル−3−酢酸を補充したMS培 地に移す。植物の再生を16時間の光期間の下に軸の連続的インキュベーション により進行させる。多数のシュートを一次およびわきの分裂組織の両者から形成 する。
切除したシュートをそれ以上の成長のために植物再生培地上で平板培養すること によって根付かせる。
GtfBタンパク質の安定性、ヘリクビリティーおよび免疫原性の分析を、実施 綿1および2に記載するように実施する。
本発明を好ましい実施態様の細部を参照して開示したが、本発明の精神および添 付した請求の範囲の範囲内で、変更は当業者とって容易であると考えられるので 、この開示は限定よりむしろ例示を意図する。
FIG、 6−1 FIG、 8−2 浄W(内容に変更なし) FIG、 8−1 由 来 ASDプロモーターの上流のHeoRI ”r財α48.5 − FIG、 9 FIG、 10 48.5 − 浄書(内容に変更なし) FIG、11 18〇 − FIG、 12 .48.5 − 手続補正書く方式) 1.事件の表示 PCT/US 89103799 平成1年特許願第509842号 2、 発明の名称 トランスジェニック植物による経口的免疫化。
3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ワシントン ユニバーシティ 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号6、補正の対象 (1)特許法第184条の5第1項の規定による書面の「特許出願人の代表者、 の欄 (2)明細書及び請求の範囲の翻訳文 (3)委任状 (4)図面の翻訳文 7、補正の内容 (IO2)別紙の通り (2)明細書、請求の範囲の翻訳文の浄書(内容に変更なし) (4)図面の翻訳文の浄書(内容に変更なし)8、添付書類の目録 (1)訂正した特許法第184条の5第1項の規定による書面 1 通 (2)明細書及び請求の範囲の翻訳文 各 1 通(3)委任状及びその翻訳文  各 1 通(4)図面の翻訳文 1 通 国際調査報告 1+to+’+tmolI#l^1νmllN1m1−シー、PCT/υS89 103799国際調査報告

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.病原性微生物の抗原の遺伝情報を指定するDNA配列からなりかつそれを発 現するトランスジェニック植物であって、前記抗原は、 a)コロニナイゼイション抗原、 b)ピルレンス抗原、 c)いずれかの抗原の抗原決定基、またはd)いずれかの抗原またはその抗原決 定基からなる融合タンパク質、から成る群より選択され、前記抗原またはその抗 原決定基は経口的摂取のときヒトまたは他の動物において分泌免疫応答を引き出 すことができる、トランスジェニック植物。
  2. 2.DNA配列は、前記抗原の遺伝情報を指定する遺伝子、遺伝子の組み合わせ 、遺伝子断片、または遺伝子断片の組み合わせからなる、上記第1項記載の植物 。
  3. 3.DNA配列は前記抗原の遺伝情報を指定する合成配列である、上記第1記載 の植物。
  4. 4.病原性の微生物またはウイルスは、アクチノミセス属(Actinomyc es)、アエロモナス属(Aeromonas)、バチルス属(Bacillu s)、バクテリオデス属(Bacteriodes)、ボルデテラ属(Bord etella)、ブルセラ属(Brucella)、カンビロバクテル属(Ca mpylobacter)、カブノイシトファが属(Capnocytopha ga)、クラミジア属(Clamydia)、クロストリジウム属(Clost ridium)コリネバクテリウム(Corynebakuterium)、エ イケネラ属(Eik−enella)、エリジペロスリックス属(Erysip elothrix)、エシェリキア属(Escherichia)、ヘモフィル ス属(Hemophilus)、クレブシエラ属(Klebsiella)、レ ジュネラ属(Legionella)、レプトスピラ属(Leptospira )、リステリア(Listeria)、マイコバクテリウム属(Mycobac terium)、マイコプラズマ属(MycoplaSma)、ネイセリア属( Neisseria)、ノカルジア属(Nocardia)、パスツレラ属(P asteurella)、プロテウス属(Proteus)、シュードモナス属 (Pseudomonas)、リケッチア属(Rickettsia)、サルモ ネラ属(Salmonella)、赤痢菌属(Shigella)、ブドウ球菌 属(Staphylococcus)、連鎖球菌属(Streptococcu s)、セレノモナス属(Selenomonas)、トレポネーマ属(Trep nonema)、ビブリオ属(Vibrio)、エルジニア属(Versini a)アデノウイルス、コロナウイルス、ヘルペスウイルス、オルソミクソウイル ス、ピコルナウイルス、ボックスウイルス、レオウイルス、レトロウイルス、ロ タウイルス、アスペルギルス属(Aspergillus)、ブラストミセス属 (Blast−omyces)、カンジダ属(Candida)、コクシジオイ デス属(Coc−cidioides)、クリプトコッカス属(Cryptoc occus)、ヒストプラズマ属(Histoplasma)、フィコミセス属 (Phycomyces)、アイメリア属(Eimeria)、アメーバ属(E ntamoebe)、ジアルジア属(Giardia)、およびトリコモナス属 (Tricomonas)から成る群より選択される、上記第1項記載の植物。
  5. 5.前記コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原はストレプトコツカス ・ムタンス(Streptococcus mutans)または大腸菌(Es cherichia coli)からのものである、上記第1項記載の植物。
  6. 6.抗原はSpaA,GtfB,デキストラナーゼ,K88,K99,CFA, LT−Bまたはそれらの抗原決定基から成る群より選択される、上記第1項記載 の植物。
  7. 7.同一であるか、あるいは異なる2またはそれ以上の抗原の遺伝情報を指定す る2またはそれ以上のDNA配列をさらに含む、上記第1項記載の植物。
  8. 8.前記融合タンパク質は2またはそれ以上の前記抗原からなる、上記第1項記 載の植物。
  9. 9.前記融合タンパク質は前記抗原の安定性を増大するポリペプチドからなる、 上記第1項記載の植物。
  10. 10.前記融合タンパク質は前記抗原の取込みを増大するポリペプチドからなる 、上記第1項記載の植物。
  11. 11.双子葉植物である、上記第1項記載の植物。
  12. 12.単子葉植物である、上記第1項記載の植物。
  13. 13.トランスジェニック植物またはトランスジェニック植物から得られた物質 からなり、前記トランスジェニック植物は病原性微生物の抗原の遺伝情報を指定 するDNA配列からなりかつそれを発現し、前記抗原は、 a)コロニナイゼイション抗原、 b)ビルレンス抗原、 c)いずれかの抗原の抗原決定基、またはd)いずれかの抗原またはその抗原決 定基からなる融合タンパク質、から成る群より選択され、前記抗原またはその抗 原決定基は経口的摂取のときヒトまたは他の動物において分泌免疫応答を引き出 すことができる、ヒトおよび他の動物において分泌免疫応答を引き出すために適 当な組成物。
  14. 14.DNA配列は、前記抗原の遺伝情報を指定する遺伝子、遺伝子の組み合わ せ、遺伝子断片、または遺伝子断片の組み合わせからなる、上記第13項記載の 組成物。
  15. 15.DNA配列は前記抗原の遺伝情報を指定する合成配列である、上記第13 項記載の組成物。
  16. 16.病原性の微生物またはウイルスは、アクチノミセス属(Actinomy ces)、アエロモナス属(Aeromonas)、バチルス属(Bacill us)、バクテリオデス属(Bacteriodes)、ボルデテラ属(Bor detella)、ブルセラ属(Brucella)、カンビロバクテル属(C ampylobacter)、カブノイシトファが属(Capnocytoph aga)、クラミジア属(Clamydia)、クロストリジウム属(Clos tridium)、コリネバクテリウム(Corynebakuterium) 、エイケネラ属(Eik−enella)、エリジペロスリックス属(Erys ipelothrix)、エシェリキア属(Escherichia)、ヘモフ ィルス属(Hemophilus)、クレブシエラ属(Klebsiella) 、レジュネラ属(Legionella)、レプトスピラ属(Leptospi ra)、リステリア(Listeria)、マイコバクテリウム属(Mycob acterium)、マイコプラズマ属(Myc−oplasma)、ネイセリ ア属(Neisseria)、ノカルジア属(Nocar−dia)、パスツレ ラ属(Pasteurella)、プロテウス属(Proteus)、シュード モナス属(Pseudomonas)、リケッチア属(Rickettsia) 、サルモネラ属(Salmonella)、赤痢菌属(Shigella)、ブ ドウ球菌属(Staphylococcus)、連鎖球菌属(Streptoc occus)、セレノモナス属(Selenomonas)、トレポネーマ属( Trepnonema)、ビブリオ属(Vbrio)、エルジニア属(Yers inia)、アデノウイルス、コロナウイルス、ヘルペスウイルス、オルソミク ソウイルス、ピコルナウイルス、ボックスウイルス、レオウイルス、レトロウイ ルス、ロタウイルス、アスペルギルス属(Aspergillus)、ブラスト ミセス属(Blastomyces)、カンジダ属(Candida)、コクシ ジオイデス属(Coccidioides)、クリプトコッカス属(Crypt ococcus)、ヒストプラズマ属(Histo−plasma)、フィコミ セス属(Phycomyces)、アイメリア属(Eimeria)、アメーバ 属(Entamoeba)、ジアルジア属(Giardia)、およびトリコモ ナス属(Tricomonas)から成る群より選択される、上記第13項記載 の組成物。
  17. 17.前記コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原はストレプトコッカ ス・ムタンス(Streptococcus mutans)または大腸菌(E scherichia coli)からのものである、上記第13項記載の組成 物。
  18. 18.抗原はSpaA,GtfB,デキストラナーゼ,K88,K99,CFA ,LT−Bまたはそれらの抗原決定基から成る群より選択される、上記第13項 記載の組成物。
  19. 19.同一であるか、あるいは異なる2またはそれ以上の抗原の遺伝情報を指定 する2またはそれ以上のDNA配列からなる、上記第13項記載の組成物。
  20. 20.前記融合タンパク質は2またはそれ以上の前記抗原からなる、上記第13 項記載の組成物。
  21. 21.前記融合タンパク質は前記抗原の安定性を増大するポリペプチドからなる 、上記第13項記載の組成物。
  22. 22.前記融合タンパク質は前記抗原の取込みを増大するポリペプチドの遺伝情 報を指定する第2DNA配列からなる、上記第13項記載の組成物。
  23. 23.トランスジェニック植物は双子葉植物である、上記第13項記載の組成物 。
  24. 24.トランスジェニック植物は単子葉植物である、上記第13項記載の組成物 。
  25. 25.免疫学的に許容されうるアジュバントをさらに含む、上記第13項記載の 組成物。
  26. 26.前記トランスジェニック植物の物質を食物の物質と混合することからなる 、上記第13項記載の組成物をつくる方法。
  27. 27.DNA配列は、前記抗原の遺伝情報を指定する遺伝子、遺伝子の組み合わ せ、遺伝子断片、または遺伝子断片の組み合わせからなる、上記第26項記載の 方法。
  28. 28.DNA配列は前記抗原の遺伝情報を指定する合成配列である、上記第26 項記載の方法。
  29. 29.病原性の微生物またはウイルスは、アクチノミセス属(Actinomy ces)、アエロモナス属(Aeromonas)、バチルス属(Bacill us)、バクテリオデス属(Bacteriodes)、ボルデテラ属(Bor detella)、ブルセラ属(Brucella)、カンピロバクテル属(C ampylobacter)、カブノイシトファが属(Capnocytoph aga)、クラミジア属(Clamydia)、クロストリジウム属(Clos tridium)コリネバクテリウム(Corynebakuterium)、 エイケネラ属(Eik−enella)、エリジペロスリックス属(Erysi pelothrix)、エシェリキア属(Escherichia)、ヘモフィ ルス属(Hemophilus)、クレブシエラ属(Klebsiella)、 レジュネラ属(Legionella)、レプトスピラ属(Leptospir a)、リステリア(Listeria)、マイコバクテリウム属(Mycoba cterium)、マイコプラズマ属(Myc−oplasma)、ネイセリア 属(Neisseria)、ノカルジア属(Nocar−dia)、パスツレラ 属(Pasteurella)、プロテウス属(Proteus)、シュードモ ナス属(Pseudomonas)、リケッチア属(Rickettsia)、 サルモネラ属(Salmonella)、赤痢菌属(Shigella)、ブド ウ球菌属(Staphylococcus)、連鎖球菌属(Streptoco ccus)、セレノモナス属(Selenomonas)、トレポネーマ属(T repnonema)、ビブリオ属(Vibrio)、エルジニア属(Yers inia)アデノウイルス、コロナウイルス、ヘルペスウイルス、オルソミクソ ウイルス、ピコルナウイルス、ボックスウイルス、レオウイルス、レトロウイル ス、ロタウイルス、アスペルギルス属(Aspergi−llus)、ブラスト ミセス属(Blastomyces)、カンジダ属(Can−dida)、コク シジオイデス属(Coccidioides)、クリプトコッカス属(Cryp tococcus)、ヒストプラズマ属(Histoplasma)フィコミセ ス属(Phycomyces)、アイメリア属(Eimeria)、アメーバ属 (Entamoeba)、ジアルジア属(Giardia)、およびトリコモナ ス属(Tricomonas)から成る群より選択される、上記第26項記載の 方法。
  30. 30.前記コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原はストレプトコッカ ス・ムタンス(Streptococcus mutans)または大腸菌(E scherichia coli)からのものである、上記第26項記載の方法 。
  31. 31.抗原はSpaA,GtfB,デキストラナーゼ,K88,K99,CFA ,LT−Bまたはそれらの抗原決定基から成る群より選択される、上記第26項 記載の方法。
  32. 32.同一であるか、あるいは異なる2またはそれ以上の抗原の遺伝情報を指定 する2またはそれ以上のDNA配列さらに含む、上記第26項記載の方法。
  33. 33.前記融合タンパク質は2またはそれ以上の前記抗原からなる、上記第26 項記載の方法。
  34. 34.前記融合タンパク質は前記抗原の安定性を増大するポリペプチドからなる 、上記第26項記載の方法。
  35. 35.前記融合タンパク質は前記抗原の取込みを増大するポリペプチドの遺伝情 報を指定する第2DNA配列からなる、上記第26項記載の方法。
  36. 36.トランスジェニック植物は双子葉植物である、上記第26項記載の方法。
  37. 37.トランスジェニック植物は単子葉植物である、上記第26項記載の方法。
  38. 38.トランスジェニック植物またはトランスジェニック植物から得られた物質 からなる組生物の有効量を経口的に投与することからなり、前記トランスジェニ ック植物は病原性微生物の抗原の遺伝情報を指定するDNA配列を含有しかつそ れを発現することができる、 前記抗原は、 a)コロニナイゼイション抗原、 b)ビルレンス抗原、 c)いずれかの抗原の抗原決定基、またはd)いずれかの抗原またはその抗原決 定基からなる融合タンパク質、から成る群より選択され、前記抗原またはその抗 原決定基は経口的摂取のときヒトまたは他の動物において分泌免疫応答を引き出 すことができる、ヒトおよび他の動物において分泌免疫応答を引き出す方法。
  39. 39.DNA配列は、前記抗原の遺伝情報を指定する遺伝子、遺伝子の組み合わ せ、遺伝子断片、または遺伝子断片の組み合わせからなる、上記第38項記載の 方法。
  40. 40.DNA配列は前記抗原の遺伝情報を指定する合成配列である、上記第38 項記載の方法。
  41. 41.病原性の微生物またはウイルスは、アクチノミセス属(Actinomy ces)、アエロモナス属(Aeromonas)、バチルス属(Bacill us)、バクテリオデス属(Bacteriodes)、ボルデテラ属(Bor detella)、ブルセラ属(Brucella)、カンピロバクテル属(C ampylobacter)、カプノイシトファが属(Capnocytoph aga)、クラミジア属(Clamydia)、クロストリジウム属(Clos tridium)、コリネバクテリウム(Corynebakuterium) 、エイケネラ属(Eike−nella)、エリジペロスリックス属(Erys ipelothrix)、エシェリキア属(Escherichia)、ヘモフ ィルス属(Hemophilus)、クレブシエラ属(Klebsiella) 、レジュネラ属(Legionella)、レプトスピラ属(Leptospi ra)、リステリア(Listeria)、マイコバクテリウム属(Mycob acterium)、マイコプラズマ属(Mycop−lasma)、ネイセリ ア属(Neisseria)、ノカルジア属(Nocardia)、パスツレラ 属(Pasteurella)、プロテウス属(Proteus)、シュードモ ナス属(Pseudomonas)、リケッチア属(Rickettsia)、 サルモネラ属(Salmonella)、赤痢菌属(Shigella)、ブド ウ球菌属(Staphylococcus)、連鎖球菌属(Streptoco ccus)、セレノモナス属(Selenomonas)、トレポネーマ属(T repnonema)、ビブリオ属(Vibrio)、エルジニア属(Yers inia)、アデノウイルス、コロナウイルス、ヘルペスウイルス、オルソミク ソウイルス、ピコルナウイルス、ボックスウイルス、レオウイルス、レトロウイ ルス、ロタウイルス、アスペルギルス属(Asp−ergillus)、ブラス トミセス属(Blastomyces)、カンジダ属(Candida)、コク シジオイデス属(Coccidioides)、クリプトコッカス属(Cryp tococcus)、ヒストプラズマ属(Histoplasma)、フィコミ セス属(Phycomyces)、アイメリア属(Eimeria)、アメーバ 属(Entamoeba)、ジアルジア属(Giardia)、およびトリコモ ナス属(Tricomonas)から成る群より選択される、上記第38項記載 の方法。
  42. 42.前記コロニナイゼイション抗原またはビルレンス抗原はストレプトコッカ ス・ムタンス(Streptococcus mutans)または大腸菌(E scherichia coli)からのものである、上記第38項記載の方法 。
  43. 43.抗原はSpaA,GtfB,デキストラナーゼ,K88,K99,CFA ,LT−Bまたはそれらの抗原決定基から成る群より選択される、上記第38項 記載の方法。
  44. 44.同一であるか、あるいは異なる2またはそれ以上の抗原の遺伝情報を指定 する2またはそれ以上のDNA配列さらに含む、上記第38項記載の方法。
  45. 45.前記融合タンパク質は2またはそれ以上の前記抗原からなる、上記第38 項記載の方法。
  46. 46.前記融合タンパク質は前記抗原の安定性を増大するポリペプチドからなる 、上記第38項記載の方法。
  47. 47.前記融合タンパク質は前記抗原の取込みを増大するポリペプチドの遺伝情 報を指定する第2DNA配列からなる、上記第38項記載の方法。
  48. 48.トランスジェニック植物は双子葉植物である、上記第38項記載の方法。
  49. 49.トランスジェニック植物は単子葉植物である、上記第38項記載の方法。
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