JPH04502559A - 動物における筋肉組織の増大 - Google Patents

動物における筋肉組織の増大

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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】 動物における筋肉組織の増大 発明の背景 発明の分野 本発明はc−ski遺伝子に関する。特に、本発明はニワトリc−skiタンパ ク質をコード化するDNAセグメント、該DNAセグメントを含むDNA構築物 およびそれにより形質転換された細胞に関する。本発明はさらに、筋肉の大きさ が増大した動物に関する。
背景的情報 v−ski腫瘍遺伝子を含むウィルスは試験管内での形態学的形質転換を引き起 こすことができるだけでなく、筋原性分化を誘導することも可能である( 5t avnezer等。
1981、 J、 Virol、 39.920−934; Li等、 198 6. J、 Virol。
57、 1065−1072; 5tavnezer等、1986. J、 V irol、 57. 1073−1083; Colmenaresおよび5t avnezer、 1989. Ce1259゜293−303 ) 、 c− ski c D N Aを保持・発現するウィルスもまた病巣および筋原性分化 を誘導する( 5utrave等。
1990、 Mo1. Ce11. Rial、 1θ、 3137−3144  ) 、このことは、skiの2つの公知作用、すなわち形質転換および分化は 矛盾した特性であるように考えられるので、ski腫瘍遺伝子が二元機能性であ る可能性を示唆する。v−skiプローブを用いて、c−skiに対するゲノム クローンが単離され、そして部分的に配列決定されている( 5tavneze r等、 1989. Mo1. Ce11. Biol、 9.4038−40 45 ) 、一方のスプライシングにより関連づけられるc−skiの2形態、 ならびに様々なy−skiおよびc−ski欠失突然変異体の比較により、形質 転換および分化に必要なskiの部分はかなり類似していることが示された。こ れらの結果は、形質転換を引起し、そして分化を誘導するc−skiおよびV− skiの能力が2つの分断した機能というよりもむしろskiの単一特性の関連 した面であり得ることを示唆する。
skiタンパク質の生化学的機能についてはあまり知られていない。研究された C−5ktおよびv−skiの生物学的に活性な形態の全ては主として核内に局 在している(Harkas等、1986. Virology 151. 13 1−138; 5utrave等、1990、 Mo1. Ce11. Bio l、 10 、3137−3144 ) 、 c−skiタンパク質がニワトリ 細胞内で過剰に発現されると、異なる形態のc−skiはそれらの核内での局在 が異なるが、しかしこれらの相違に重要性があるかもしれないが、依然として不 明である。クロマチンが細胞分裂のために濃縮する際に、過剰発現したc−sk iタンパク質は濃縮クロマチンと凝縮される( 5utrave等、 1990 . Mol、 Ce11. Biol。
10 、3137−3144 ) 、生化学的研究により、c−skiの少なく とも1つの形態がその他のタンパク質の存在下にDNAに結合し得ることもまた 示された( Nagase等、 1990゜Nucl、 Ac1ds Res、  18 、337−343 )。
成長および発達(もしあるならば)におけるその役割に関するか、または作用機 作への直接的洞察を得るようなc−skiの正常機能を推論することを、利用可 能なデータは可能にはしない。
発明の要約 本発明の目的は、単離され、そして特徴づけられたC−5kicDNAを提供す ることである。
本発明の別の目的は、動物において筋肉の大きさを増大する遺伝子を提供するこ とである。
本発明の別の目的は、増大された筋肉の大きさおよび減少された脂肪組織を有す る家畜を提供することである。
本発明のその他の目的は、重大な筋肉傷害または筋肉変性疾病に苦しむ患者の治 療を提供することである。
本発明の種々のその他の目的および利点は本発明に関する図面および以下の記載 から明らかとなるであろう。
一実施態様において、本発明はニワトリc−skiタンパク質をコード化するD NAセグメントまたは該セグメントに相補的なりNAフラグメントに関する。
別の実施態様において、本発明はニワトリc−skiタンパク質をコード化する DNAセグメントおよびベクターを含むDNA構築物に関する。その他の実施態 様において、本発明はc−sklの機能を有する先端切除ニワトリC−5kiタ ンパク質をコード化するDNAセグメントおよびベクターを含むDNA構築物に 関する。本発明はまた、上記の2種のDNA構築物のいずれかで安定に、該構築 物にコード化されたタンパク質の発現を可能にするように形質転換された宿主細 胞に関する。
さらに別の実施態様において、本発明は筋肉の大きさが増大した動物に関し、そ の動物の細胞の全てが、動物または動物の先祖に導入された、5121タンパク 質をコード化するDNAセグメントおよびベクターを含むDNA構築物を含有す る。DNAセグメントは全体のタンパク質または先端が切断された変形物をコー ド化し得る。
その他の実施態様において、本発明は筋肉の大きさが増大した動物に関し、その 動物の細胞の全てが、動物または動物の先祖に導入された、skiの機能を育す る先端切除skiタンパク質をコード化するDNAセグメントおよびベクターを 含むDNA構築物を含存する。
別の実施態様において、本発明は、本発明のDNA構築物のタンパク質が発現さ れて、筋肉成長が誘導されるような条件下で、本発明のDNA構築物を筋肉に伝 達することからなる、筋肉成長を刺激するか、または筋肉変性を防止する方法に 関する。
その他の実施態様において、本発明は、本発明のDNA構築物のタンパク質が発 現されて、治療が達成されるような条件下で、本発明のDNA構築物を影響を受 けた筋肉に伝達することからなる、筋肉変性疾病を治療する方法に関する。
図面の簡単な説明 図1 : c−ski c DNNツクローン構造。
cDNAの長さは一定の率で拡大して描かれ、そして制限部位が示されている。
y−skiは比較のために示されている。y−skiにおけるドツトを付した四 角はウィルスSKVを鋭敏に形質転換する際のgag−ski融合のgag領域 を示す。A、B、CおよびDは、S1ヌクレア一ゼ保護分析のための一木調ブロ ーブを生成するために使用される領域を示す。矢印の次の数字はエキソン番号に 一致する。
図2:FB29型のcDNAの完全コード配列および部分的コード領域。
これは、FB29の5′末端配列がFB28およびCELクローンの51末端に 類似していると仮定している。
↑はFB28およびCELが興なっている部位を示す。
CELクローンにだけ見いだされた25塩基は示されていない。番はv−skl の境界を示す。エキソン境界には番号が付され、そして交互にスプライシングさ れたエキソンは四角で囲まれている。c−ski とv−skiの一個の塩基お よびアミノ酸の変化もまた破線の四角で囲まれている。
翻訳停止コドンは太線で囲まれている。可能性のあるポリアデニル化シグナルは 太く下線が付されている。mRNA安定性に包含され得るATTTA配列を含む ATリッチ領域は破線で下線が付されている。
図3 : cDNA配列分析から予測されるようなC−5ki遺伝子座に対して 生成された交互のmRNAの説明図。
エキソンは一定の率で描かれていない。c−ski m RN Aはv−ski に関連して示されている。黒い部分は非コード領域であり、一方白い四角はcD NAのタンパク質コード領域である。y−skiの両末端にあるドツトを付した 四角はskiウィルスを形質転換する際のgag−ski融合のgag領域であ る。推定上の翻訳開始コドンおよび翻訳停止コドンの相対的位置もまた示されて いる。 図4=全RNAの81ヌクレア一ゼ保護分析。
図4Aは、ハイブリダイゼーションに使用された均一に標識した一木調ブローブ が各写真の下に図式で示されており、太線がcDNA配列を表し、そして細線は M13配列を表す図面を示す。プローブの全体の長さおよび保護フラグメントの 予想長さもまた示されている。RNAハイブリダイゼーションは各列の上に示さ れている。列上の番号(8,10,12,15または17)はRNAが調製され た胚の齢を示す。図4BはFB27/29型のKpn 1−HindT!iフラ グメントを含有するプローブA(図1参照)を示す。このプローブは矢印で示さ れるような645塩基対(b p)のフラグメント1種と262および272b l)の2種のより短いフラグメントを産生じた。
図4CはFB28型のKpn I−H7ndm :7ラグメントを含有するプロ ーブB(図1参照)を示す。このプローブは矢印で示されるような534bpの フラグメント1種を産生した。より小さいフラグメントは検出されなかった。
図4DはM13配列に連結したFB27型の497bpHindmフラグメント を含有するプローブC(図1参照)を示す。該プローブは497bpのフラグメ ント1種と243/254のより小さいフラグメント2種をもたらした。479 bpのフラグメントだけが矢印で示されている。r;14EjtFB28/29 110)H4ndmフ5’jJントを含有する長さ111 abpであるプロー ブD(図1参照)を示す。プローブDは矢印で示されている799bpのフラグ メントを生じた。
図5 : c−ski とトリ白血症ウィルスからのgagのp19領域との配 列相同性。C−skl配列は218ないし242位であり、gag fl域のp 19配列は63gないし658位である。相同領域は四角で囲まれている。
図6 : c−ski発現カセット。
図中に示されたPvu IないしNru [セグメントはプラスミドの二重消化 に続いてゲル電気泳動により単離された。
線状DNAが受精卵のマイクロインジェクションによりトランスジェニックマウ スを創成するために使用された。
図7 : c−skiを発現するトランスジェニックマウスおよびその通常同腹 子。
c−ski トランス遺伝子は交配で正常に分離すると考えられる。写真は筋肉 の発達した表現型(前方)を示すヘテロ接合マウスおよびDNA陰性の同腹子を 示す。二重盲検DNA分析により、筋肉の発達した表現型がトランス遺伝子と共 に分離することが確認された。
図8=トランス遺伝子発現のノーザン転写分析パネルAはTG8566系のマウ スの種々の組織から単離されたRNAの分析を示す。該パネルの上側はニワトリ c−ski とハイブリダイゼーションした後のオートラジオグラムを示す。ト ランス遺伝子から正確に転写されたc−skiメツセージの移動の予測位置は2 .5kbである。
2.5kbに相当する位置には印(Ski)が付されている。
下側のパネルはニワトリβ−アクチンcDNAへのハイブリダイゼーションに続 く同一フィルターからのオートラジオグラムを示す。β−アクチンcDNAはβ −アクチンmRNAだけでなく、その他のアクチンメツセージとハイブリダイゼ ーションするであろう。β−7クチンおよびα−アクチンmRNAの両方の移動 の予測位置はパネルの右側に示されている。
パネルB:バネルBに示されたオートラジオグラムは、RNAが3種のその他の トランスジェニック系に由来することを除いて、パネル人に示されたものと同様 である。
RNAを調製するために使用された系は図面の右端に示されている。パネルBJ :示されたフィルターは同時に行われ、パネルAに示されたものは異なる日に行 われた。
図9ニドランス遺伝子からのRNAのRNアーゼ保護。
図面の上側にゲルのオートラジオグラムを示す。第1列はRNアーゼ消化をして いないアンチセンスRNAプローブを含む。次の2つの列はRNAを添加しない か、またはtRNAを添加したプローブのハイブリダイゼーションの後の消化の 結果を示す。次の8つの列は4種のトランスジェニック系の心臓(Heart) または骨格筋(Sk、 Muscle)のいずれかから単離されたRNAに対す るハイブリダイゼーションの結果を示す。次の列は、トランス遺伝子を保持しな いマウスの骨格筋からのRNAにプローブをハイブリダイゼーションした結果を 示す(Control Sk、 1iuscle)。最後の列は分子量マーカー を含有する。オートラジオグムの下側には、アンチセンスRNAプローブに関す るM S V L T Rc−ski発現カセットの説明図がある。T7転写は c−skiコード領域の中央で始まり、そしてMsV LTRを介してpBR1 22(pBRと表記)に由来する隣接配列に進む。トランス遺伝子に由来する転 写が正確に開始するならば、そのとき984塩基のフラグメントが保護されるで あろう。
図10ニドランスジエニツクマウスにおけるニワトリc−skiタンパク質発現 。
抽出物は対照マウス(Control)またはc−ski )ランス遺伝子を保 持し発現するマウスの肝臓(Liv)または骨格筋(Sk、 M)からmsされ た。放射標識された分子量標準の移動位置は図面の左側に示されている。
図11 : (a)対照マウスおよび(b) T2O566系のマウスから0脚 底の筋肉の丁度中央から調製された横断切片。両方の図面は同じ倍率であり、サ イズマーカーは200μである。(C)対照マウスの脚底および(d)作用を受 けたマウス0脚底からのより高倍率の図面。(C)および(d)におけるサイズ マーカーは100μである。
図12:通常およびトランスジェニックマウスからの選択された筋肉における繊 維径の分布。
パネルA : c−skiを発現するトランスジェニックマウスにおいて横隔膜 は正常のように見える。筋肉の発達した表現型を有するマウス(TG8566) からの横隔膜および通常の対照マウスからの横隔膜は切断され、そして得られた 横断切片領域の個々の筋繊維の数が記録された。
パネルB:前方脛骨筋はT08566系からのマウスにおいて大きく増大されて いる。縦断切片はトランスジェニックマウスおよび対照マウスの両方から調製さ れた。
各々の得られた横断切片領域の繊維数が記録された。この筋肉は2種類の異なる タイプの繊維からなり、そのいくつかは、対照に見いだされた繊維に比べ、より 小さく、その他はより大きい(図11もまた参照せよ)。
図13:TG8566からの特定の筋肉におけるトランス遺伝子発現 全RNA20μgを電気泳動により分画し、そしてニトロセルロース膜に転写す る。転写物はニワトリc−skzでまず探索され、次にフィルターを細片化し、 そしてニワトリβ−アクチンcDNAで再び探索された( C1eveland 等、 1980. Ce1l 20 、95−105) 、 RNAは横隔膜、 脚底または大骨格筋(Sk Muscle)から単離された。
図14=作用を受けたマウスのロームボイドイスキャビテイス筋の中央から調製 された切片の免疫蛍光染色。
(a)スローMHCに特異的なモノクローナル抗体N0Q7 5 4Dでの染色 。スロー繊維は肥大していない。
(b)I[aMHCに特異的なモノクローナル抗体5C711での染色。I[a 繊維は肥大していない。(C)すべてのファストMHCイソ体と反応するモノク ローナル抗体2G3での染色。全ての肥大した繊維はこの抗体で染まる。(d) はffbMHcに特異的なm/aBP−F3での染色。全てではないが多(の肥 大した繊維が染まる。
倍率230倍。
発明の詳細な説明 本発明はニワトリc−skiタンパク質の全体またはユニーク部分をコード化す るDNAセグメントに関する。該DNAセグメントは種々のニワトリc−ski タンパク質の1種、例えばFB29、FB28およびFB27をコード化し得る 。本明細書で使用される「ユニーク部分」とは、少なくとも5個(または6個) のアミノ酸、またはそれに相当する少なくとも15個(または18個)のヌクレ オチドからなるものと定義される。本発明はまた、そのようなりNA上セグメン ト含有するDNA構築物およびそれらで形質転換された細胞に関する。
本発明は図1に示されたエキソン6のアミノ酸配列または図1に示されたエキソ ン7のアミノ酸配列をコード化するDNAセグメントに関する。本発明はまた、 エキソン7の他に、図1に示されたエキソン1、エキソン2、エキソン3、エキ ソン4、エキソン5またはエキソン6からなる群から選択されるる少なくとも4 つのエキソンをさらに含むDNAセグメントに関する。そのようなりNA上セグ メント例はFB29、FB28およびFB27を包含する。
本発明が関するDNAセグメントはまた、例えば図1のアミノ酸配列のアレリッ ク体を包含する図1のエキソンにおいてコード化される実質的に同様のタンパク 質をコード化するものを包含する。本発明はまた、上記配列に相補的なりNAフ ラグメントに関する。本発明のDNAセグメントのユニーク部分またはその相補 的セグメントはDNAまたはRNA試料中の相補的鎖の存在を検出するためのプ ローブとして使用され得る。
本発明はさらに、DNA構築物またはそれで形質転換された宿主細胞に関する。
一実施態様において、本発明のDNA構築物は本発明のc−skiタンパク質を コード化するDNAセグメントおよびベクター、例えばpMEXneoからなる 。別の実施態様において、DNA構築物はc−skiの機能を有する先端切除c −sk!タンパク質をコード化するDNAセグメント(例えばΔFB29)およ びベクター(例えばpMEX+5eo)からなる。DNA構築物は宿主細胞を形 質転換するのに適当である。宿主細胞は原核細胞であるか、または好ましくは真 核細胞(例えば哺乳細胞)であってよい。
本発明はさらに、筋肉の大きさが増大した動物、例えば家畜に関する。増大した 筋肉を有する家畜のそのような品種の開発は通常の育種計画の主要な目的であり 続ける。(本明細書で使用されている家畜はその肉のために飼育される動物、例 えばブタ、ニワトリ、七面鳥、アヒル、ヒツジ、ウシおよび魚、特にマスおよび ナマズに関する)。
種々の遺伝子をマウスおよび種々のタイプの家畜の生殖系列に導入することは当 業者に比較的通常の操作である。本発明者は、ΔFB29とpMEX*eoベク ターとを含むDNA構築物を受精卵に導入することにより筋肉の大きさが増大し たマウスを創成した。生成した創成マウスおよびそれらの子孫はそれらの全ての 体細胞および生殖細胞に当該DNA構築物を有する。
skiタンパク質(例えばc−skiタンパク質)をコード化するDNA構築物 の動物の受精卵への導入(例えばマイクロインジェクション)により、増大した 筋肉発達および減少した脂肪組織を有する動物の品種を生じる。当業者が理解す るであろうように、本発明の大きさの増大した筋肉を有する動物はまた、様々な 種からのskiタンパク質をコード化するDNAを用いて創成され得るにニワト リが丁度そのような例である)。さらに、本発明の動物はskiに関連するタン パク質をコード化するDNA構築物、例えばsno遺伝子を用いて創成され得る 。
フレームシフト突然変異により作成されたDNAセグメントΔFB29は先端切 除タンパク質を生じる。しかしながら、当業者が理解するであろうように、本発 明のトランスジェニック動物はまた、全長のskiタンパク質、skiタンパク 質の一部をコード化するDNAセグメント、例えば1種もしくは2種のエキソン または生物学的に活性な欠失誘導体、例えばウィルスタンパク質に融合した先端 切除c−skiを発現するv−skiを含むDNA構築物により製造され得る。
さらに、筋肉組織におけるタンパク質の選択的発現がpMEXneo以外のベク ターにおいて創成されたDNA構築物に由来し得ることも理解される。
本発明はまた、動物例えばヒトにおける筋肉成長を刺激する、および筋肉変性を 防止する方法に関する。筋肉組織の損失を生じる傷害および筋肉の変性を生じる 神経性障害に対する可能な治療は筋肉の成長を刺激することであろう。筋肉の損 失の場合に、この治療は組織の再生の刺激を含むであろう。一方、神経性障害の 場合には、筋肉成長は消失性神経刺激物と関係なくなされる必要があろう。本発 明によれば、筋肉成長はskiタンパク質をコード化するDNA構築物にコード 化されたタンパク質が発現されるような条件下で筋肉組織に該DNA構築物を伝 達することにより刺激され得る。上記構築物は当業者には公知の標準法を用いて 筋肉に標的化され、そして伝達され得る。
本発明はさらに、筋肉変性疾病、例えば筋ジストロフィーおよび筋萎舘性側素硬 化症(ルイ・グーリック症としても知られている)を治療する方法に関する。治 療は本発明のDNA構築物にコード化されたタンパク質が発現されて、治療が達 成されるような条件下で、本発明のDNA構築物を影響を受けた筋肉に伝達する ことからなる。
実施例 cDNAライブラリィのスクリーニング2種のニワトリcDNAライブラリィが 標準的プロトコル(Maniatis等、 1982. Mo1ecular  Cloning、 A Laboratory Manual、コールド・スプ リング・ハーバ−研究所。
ニューヨーク州コールド・スプリング・ハーバ−)を用いてv−skiプローブ でスクリーニングされた。一方のライブラリィは10日胚の体壁から単離された ポリA’mRNAから作成され、他方はAEV形質転換されたニワトリ赤芽細胞 から単離されたmRNAから作成された。
4種の異なるc−ski c D N Aが単離され、8種は体壁ライブラリィ からであり(これらのクローンはFB27゜FB28およびFB29と表記され た)、そして1種のcDNAクローンは赤芽細胞ライブラリィからだつた(CE Lと表記された)。これらのcDNAはウィルスに存在するskiの部分の両方 の51および3′を延長する配列を含んでいた。そのcDNAは、v−skiが 単一の細胞遺伝子に由来することを示し、そして別個のskiタンパク質をコー ド化する多重c−ski m RN Aが交互スプライシングによりC−5ki 遺伝子座から産生きれることを示唆しく Leff等! 1986. Ann、  Rev、 Biochet 55 、1091−1117 ”) 、これはこ の様式で多重量RNAを産生ずることが知られている腫瘍遺伝子の増加するリス トに加えられる( Ben−Neviah等、1986. Ce1l 44 、  577−586; Levy等、 1987+ Mo1. Ce11. Bi ol、 7.4142−4145; Martinez等、1987. 5ci ence 237 、 411−415; McGrath等、1983゜Na ture 304.501−506 ) 。
cDNAクローンの構造 DNA配列決定(Sanger等、 1977、 Proc、 Natl、 A cad。
Sci、 USA 74 、5463−5467 )により特徴づけられたc− ski cDNAクローンの全ての構造およびそれらのv−skiとの関係は図 1に示されている。
FB28およびCELだけがy−skiの5′配列を有し;FB27およびFB 29の両方は5′末端で切除されている。FB29の5′末端の消失配列がFB 28およびCELのものと類似していると仮定して、混成ヌクレオチド配列およ びFB29型のcDNAに対する予想アミノ酸配列が図2に示されている。実質 的な下流読み枠を有する最初のATGはヌクレオチド168位に位置する。この ATGの上流には読み枠は開放されておらず、これらの配列が5′非翻訳領域を 表すことを示唆する。
cDNA配列分析ならびにゲノム配列から公知のスプライシングドナーおよびア クセプタ一部位の位置の比較(5tavnezer等、 1989. Mo1.  Ce11. Biol、 9.4038−4045)に基づいて、エキソン境 界が誘導された(図3参照)。この図面に見られるように、C−ski配列は7 つのエキソンにわたって分布されている。FB29は7つの全てのエキソンを含 有し、FB28およびFB27はそれぞれエキソン2およびエキソン6を欠いて いる。この特異なスプライシングは3種のcDNAのタンパク質コード能力に影 響する。
エキソン2の特異なスプライシングは読み取り枠工流のコード能力に影響を及ぼ すことなく37個のアミノ酸を欠失する。しかしながら、エキソン6の特異なス プライシングはエキソン7のコード能力に影響を及ぼす。エキソン5がエキソン 7にスプライシングされるならば(FB27 cDNAにおいて見られる)、翻 訳停止コドンがスプライシング結合部位に生成し、そしてエキソン7は非コード 性エキソンになる。しかしながら、FB28/29のように、エキソン5がエキ ソン6に、そしてエキソン6がエキソン7にスプライシングされるならば、この とき読み取り枠はエキソン7において追加のアミノ酸129個をコード化する4 17ヌクレオチドが続く。
FB29およびFB27mRNAの消失性51末端がFB28およびCELに存 在するものと同一の配列を含有すると仮定すると、そのときcDNAの3種の異 なるタイプに相当するmRNAの翻訳は3種のタンパク質の生成を導くであろう 。その1つ目は750個のアミノ酸(FB29からの)を含み、2つ目は718 個のアミノ酸(FB28からの)を含み、そして3つ目のタンパク質は510個 のアミノ酸(FB27からの)を含む。
CELクローンは3′配列を消失している。体壁(FB)ライブラリィに由来す るcDNAは、ヌクレオチド2803ないし2898からの95塩基対(b p )のATリッチ領域を含む長い31非翻訳領域を有する。この領域内には、c− myc 、インターフェロン、c−junおよびc−fos等の一時的に誘導さ れる種々のmRNAにおいてmRNARNA脱安間化した配列ATTTA2コピ ーがある(MeijHnk等、 1985. Proc、 Natl、 Aca d、 Set、 USA82、 4987−4991; Ryder等、198 5. Proc、 Natl、 Acad。
Sci、 USA 85 、1487−1491; Shaw等、 1986.  Ce1l 46 。
659−667 )。これらの配列の付加または欠失はc−fosの形質転換能 力に影響を及ぼすことが示された(Meijlink等、 1985. Pro c、 Natl、 Acad、 Sci、 USA 112.4987−499 1)。
c−ski c D N Aは3348位と4167位に位置する2つの強力な ポリ(八)シグナル(AATAAA)を含む。3種の全てのクローンはFBライ ブラリィから同じ位置で単離されたけれども、ポリ(A)尾部を持たない。
それ故に、c−ski m RN Aの3′末端はこれらのクローンに含まれて いないといえそうである。単離され、そして特徴づけられた4、2kbのcDN Aはノーザン転写分析により検出された5、7−8.0kbおよび10゜0kb のmRNA(Li等、 1986. J、 Virol、 57.1065−1 072)より小さい。この矛盾は説明されていないが、ポリ(A)尾部を欠くこ れまで単離されたクローンもまたmRNAの3′末端からの配列を欠いているこ とが示唆される。
c−ski m RN Aの5′末端 5′末端での配列比較は、FB28およびCELの両方が推定上の翻訳開始AT Gコドンの上流89bp位まで共直線性であることを示す。FB28は追加の7 6bpを有するが、CELはFB28に見いだされたものとは異なる2 5bp を存する。2つの配列が異なるこの領域がゲノムクローンからの配列と比較され (5tavnezer等、 1989. Mo1. Ce11. Biol、  9.4038−4045 ) 、そしてFB28における上流配列はゲノム配列 と共直線性である。
CELとFB28とが相違する点でのゲノムDNAの配列の試験は、ドナーまた はスプライシング部位のためのコンセンサス配列を明らかにしない。クローンの 信頼性を確認するために、S1ヌクレア一ゼ保護分析が行われた。この結果は、 FB28に存在する配列が通常の胚においてmRNAとして発現されることを示 した。同様の81分析はCELクローンの5′最末端での25bpのmRNA中 の存在に対する証拠を与えなかった。このことにより、CELクローンの最初の 25塩基はクローニング人工物の結果であること、およびFB28クローンに見 いだされた配列はc−ski m RN A中に発現されることが示唆される。
どのくらい多(のc−ski m RN Aの5′非翻訳領域がFB28中に含 まれるかを決定するために、プライマー伸長分析が行われた。FB2B中に存在 する5′セグメントの複製により約280塩基の伸長産物が得られるべきである 。しかしながら、220塩基のプライマー伸長産物が見られた。81分析データ は、このセグメントがRNAにおいて発現されることを示した。観察されたプラ イマー伸長産物は未熟な停止の結果であるかもしれないが、c−ski m R N Aのための多重5′末端があることも可能である。
内部エキソンの機構 FB27、FB28およびFB29ならびにCELcDNAの中心部での配列比 較は、FB28が37個のアミノ酸を失うであろう1079−1191の1ll bp(エキソン2)の小さい領域を欠いていることを示す。
相当する領域でのゲノム配列(5tavnezer等、 1989. M。
1、 Ce11. R7a1.9.4038−4045 )は、cDNAが別々 にスプライシングされたmRNAから誘導されることを示唆する、欠失の境界で のコンセンサス・スプライシングドナーおよびアクセプター配列の存在を明らか に示す。
FB28およびFB28/29型のmRNAの存在を確認するために、81分析 が全RN人に関して行われた。
全RNAは標準的プロトコル(Chirgwin等、 1979. Bioch emistry 1B 、 5294−5299 )を用いて8.10,12. 15および17日齢のニワトリ胚から単離された。全RNA約20ないし30μ gが標準的プロトコル(Maniatis等、19B2. Mo1ecular  Cloning、 A Laboratory Manual。
コールド・スプリング・ハーバ−研究所2ニユーヨーク州コールド・スプリング ・ハーバ−)を用いる核S1分析のために使用された。
FB29/27またはFB28のKpn IとHindm部位との間の領域に及 ぶ均一に標識された一木調プロープ(図1のプローブAおよびB)を全体の細胞 RNAとハイブリダイゼーションさせた。rM4Bに示されるように、mRNA へのハイブリダイゼーション、統<FB29に由来するプローブの81消化によ り、FB27/29型のmRNAへのハイブリダイゼーションを示す645bp の保護フラグメントおよび前記プローブがFB2a型のmRNAとハイブリダイ ゼーションさせた場合に予想される262/272bpフラグメントが得られた 。
FB28(プローブB)は534bpのフラグメントを保護した(図40参照) 。FB28プローブのFB27/29型のmRNAへのハイブリダイゼーション からのより小さいフラグメントは観察されなかったが、SlはRNAのループ外 の領域に効果的に反対のDNAプローブを常に切断するわけではない。これらの 試験は、第2エキソンを含むFB27/29型の両方に相当するmRNAおよび 第2エキソンを欠<FB28型に相当するmRNAが通常の細胞中に発現される ことを示す。
3′コード性エキソンの機構 3種の繊維芽細胞クローンの配列比較は、FB28およびFB29がFB27に 欠けているセグメント(エキソン6)を含むことを示した。cDNAが異なって いる位置に相当する位置でのゲノムDNAの試験はコンセンサス・スプライシン グドナーを明らかにする( 5tavnezer等、 1989. Mo1.  Ce11. Biol、 9.4038−4045 ) 、 2種のcDNAは エキソン6を包含するか、または排除するスプライシングに由来するように考え られる。この相互のエキソンの下流で、3種全てのcDNAの3′部分は同一で ある。
両方のタイプのcDNAが通常の細胞mRNAを表現するかどうかを調べるため に、81分析が行われた。均一に標識された一木調ブローブはFB28の3′末 端からの799 b pH1ndT!iフラグメント(プロー102図1参照) およびM13mp18中にサブクローン化されたFB27の3′末端からの49 7 b pH1ndTIi”:lラグメント(プローブC)から製造された。− 重鎖プローブを製造し、そして異なる齢の全体のニワトリ胚から調製された全R NA20μgにハイブリダイゼーションさせた。
図4Eに示されるように、RNAのプローブD(FB28)へのハイブリダイゼ ーションおよび続くS1処理により、FB28/29型のmRNAが存在する場 合に予想されるであろう799bpフラグメントが得られた。
FB27型のmRNAとハイブリダイゼーションするFB28プローブにより生 成されるであろうより小さいフラグメントは検出されなかった。FB27ブロー ブ(プローブC)の81消化により、497bpのフラグメントおよび243な いし254bpの2種のより小さいフラグメントが得られた(図4D参照)。こ れらのより小さいフラグメントは、FB27ブローブがFB28/29型のmR NAと異なる部位での該プローブの81切断に由来すると考えられる。これらの データはFB28/29型mRNAの存在を確認するが、しかしFB27mRN Aが存在する場合、FB 28/29に比べより低いレベルで存在すると考えら れる。
特異なスプライシング cDNAクローンの核酸配列分析から予測されるような3種のc−ski m  RN Aの特異なスプライシングの説明図は図3に示されている。ニワトリ胚か ら誘導された全RNAのS1分析により、エキソン2を含むものと含まないもの との2種のクラスのmRNAの存在が確認された。同様のプロトコルを用いて、 エキソン6を含むmRNAの存在が確認された。この技術を利用して、FB27 cDNAに相当するであろうエキソン6を欠<mRNAの存在を示すことはでき なかったが、一連の議論は、FB27cDNAが単純なりローニング人工物でな いことを示唆する。FB27にない配列は確かなスプライシング結合部により結 合されている(cDNA配列および利用可能なゲノムDNA配列の両方の試験に より判断されるように)。おそらく部分的にプロセシングされたmRNAが逆転 写されるから、1またはそれ以上のイントロンを含むcDNAがときおり得られ るけれども、エキソンを人工的に消失しているcDNAの単離は理論に基づいて おそら(少なく、モしてcDNAライブラリィの作成において、たとえあっても まれにしか起こらないように思われる。これらの理由のために、FB27が、比 較的まれであるならば、実際のC−5ki m RN Aを表現するという理解 は現在支持されるている。
c−ski とv−skiとの比較 レトロウィルスによるc−oncの形質導入はc−onCi:おける先端切除、 欠失または点突然変異をしばしば生じる(Bishop、 J、 M、、 19 83. Ann Rev、 Bjochem、 52 、301−3”4 )  e c−ski配列とv−ski配列の比較により、v−ski遺伝子が5′お よび3′の両方の末端で先端切除され、そしてc−skiコード領域の一部だけ を表現することが示されている(図1および3参照)。シーsk!配列は244 位で始まり(推定上のイニシューターATGは168位にある)、そして154 1位で終わるC図3参照)。
51および3′の先端切除の生物学的意義は知られていない。v−skiが「C 」を有し、そしてc−skrがrTJを育する1284位で、c−skiに対し てv−ski ニは1個の塩基変化だけがある。この塩基変化はc−skiにお けるTrpからシーskiにおけるArgに変更する。v−skiの欠失分析は 、上記アミノ酸変化がv −s’k iの形質転換能力に重要な役割を演じない ことを意味する。cDNAの生物学的活性は複製能力のあるレトロウィルスベク ター(Hughes等、 1987. J、 Vjrol、 61.3004− 3012 )を用いるCDNAからのコード偏成を発現することにより評価され る。
図5に示されるように、20bpのうち18bpがC−sk2とl!ALVにお けるgagのp19領域との間で同一である。相同のこの領域はウィルス配列と シーski との間に5l結合部を含有する。そのような長い範囲の相同があれ ば、5′組換え結合部を正確に確認することが不可能である。実質的な相同性は 3’5kilALV結合部に正確に示され得ない。しかしながら、31結合部の すぐ下流に、v−ski / A L V結合部の3′に見られたc−skiの セグメントにきわめて相同である人LV配列がある。
組換えに包含される核酸の並列において相同のこの領域を引き起こすことが可能 である。
形質導入機構 レトロウィルスが細胞性腫瘍遺伝子を必要とする正確な機構は不明確なままであ る。第1段階として、ウィルスDNAが細胞性腫瘍遺伝子の隣りかまたはその中 に組み込まれることが示唆されている(Bishop、 J、 M、、 198 3、 Ann Rev、 Biochem、 52 、301−354 ) o  レトロウィルスおよび細胞の配列は次にDNA欠失法(B15hop、 J、  M、 。
1983、Ann Rev、Biochem、52 、 301−354; C zernjlofsky等、 1983. Nature 301.736−7 38 )またはRNAリードスルー(Herman等、1987. 5cien ce 236 、 845−848; Ni1sen等、 1985. Ce1 l 41 、1719−1726 )により融合され得るが、相同性はこれらの 方法のいずれかに関連することは知られていない。skiの場合において、c− ski配列とp19コード領域との比較はskiウィルスの生成におけるいくつ かの過程が相同的組換えを含んでいたことを意味する。しかしながら、相同的組 換えは2次的であってよい。元の過程が非相同的であり、そして直接反復を含む ウィルスゲノムを生成するならば、ルイ悪性腫瘍ウィルスに観察されたように、 おそらく逆転写の間のコピー選択を介して反復間の配列がウィルス培養の間の組 換えにより消失され得ることが期待されるであろう。しかしながら、腫瘍遺伝子 がc−oncと複製可能ウィルスとの間の相同組換えにより要求されるモデルを 提案することが可能である。相同の短い長さはウィルスm瘍遺伝子の両末端(B anner等、 1985. Mo1. Ce11. Biol、 5.140 0−1407; Van Beveren等、1983. Ce1l 32 、  1241−1255 )または左側もしくは5′組換え結合部(Besmer 等、 +986゜Nature(London) 320. 415−421;  Roebroek 等、1987. J。
Virol、 61.2009−2016 )だけに観察された。このデータは 、51相同組換えが1次的であるか、または2次的であるかの決定を可能にしな い。
トランス遺伝子およびトランスジェニックマウスの創成c−skiの7程合ての コード性エキソン由来の配列を含むFB29であり、そしてDNA配列により判 断され、750個のアミノ酸のc−skiタンパク質をコード化する単離された cDNAの最大のものは誘導体ΔFB29の創成に使用された。ΔFB29は第 5のコード性エキソン内の1475位にフレームシフト突然変異を存しく−続き の5個のC中の1個のCがフレームシフト突然変異体において消失した)、そし て最初の436個のアミノ酸がc−skiのFB29体の最初の436個のアミ ノ酸に同一である448個のアミノ酸のタンパク質を生じることが予測される( 最後の12個のアミノ酸がフレームシフト突然変異を受け、そのためc−ski のFB29体のものと異なっている)。トランス遺伝子の調製において使用され るΔFB29は図6に模式的に示されている。
トランス遺伝子のski部分の構築は既に記載されている( 5utraveお よびHughes、 1989. Mo1. Ce11. Biol、 9゜4 046−4051: 5utrave等、1990. Mo1. Ce1l、  Biol、10 。
3137−3144 )。要するに、ΔFB29と呼ばれる先端切除ニワトリC −5ki CD N AはアダプタープラスミドC1a 12Nc oに予めク ローン化された。ΔFB29セグメントはC1a 1消化によりアダプタープラ スミドから切り出され、そして51突出部をf:、 coLi DNAポリメラ ーゼIのフレノウフラグメントおよび4種全てのdNTPを用いて充填する。こ のプラント末端フラグメントを、EcoRI制限酵素での消化およびフレノウフ ラグメントとのプラント末端化を行ったpMEXneoベクターに連結した。正 しい配向に挿入されたクローンを選択し、そしてpvu 1およびNγuI両方 の制限エンドヌクレアーゼで消化した。これらの酵素はMSV LTRおよびS V40ポリAシグナルが両端に配置されたへFB2ecDN人を含むセグメント を遊離する(図6参照)。このセグメントをゲル精製し、そしてマウス受精卵に 注入するために用いた(Hogan等、 1986. Manipulatin g the mouseembryo、 A Laboratory Manu al、(コールド・スプリング・ハーバ−研究所、ニューヨーク州コールド・ス プリング・ハーバ−)〕。
ΔFB29りo−:z+tMSV LTRとSV40ポリアデニル化部位との間 に先端切除c−ski c D N Aがあるような配向でpMEX発現プラス ミド内に置かれている(図6参照)。このプラスミドをpvu lおよびNru  [で消化して発現カセットを遊離した。該発現カセットはゲル電気泳動により 精製され、そしてマイクロインジェクションによりマウス受精卵に導入された。
44匹の創成マウが2回の別々の注射の後に得られた。マウスは尾切断部から単 離されたDNAのドツトプロット分析により同定された。この分析はサザン転写 により確認された。
44匹の創成マウスのうち3匹が明らかな筋肉表現型を示した(TG8566、 TG8821およびTG8562)。この3匹の創成マウスおよび完全なトラン ス遺伝子の再配列されていないコピーを含むが、しかし表現型を示さない1匹の マウス(TG8542)が系を生成するために使用された。TG8566、TG 8821、TG8562およびTG8542からのDNAのサザン転写分析は、 各県のトランス遺伝子の組み込み部位が異なり、そしてコピー数がゲノムあたり 約5−35コピーに及ぶことを示唆する。
3つの系(TG8566、TG8821およびTG8562)からのDNA陽性 マウスは異常な筋肉成長を生じる同様の明確な外観ををしていた。3つの系のマ ウスは腫瘍遺伝子を保持するけれども、いずれの系も腫瘍の高められた発生を有 するようには見えない。ニワトリが感染細胞を注射されないならば、v−ski ウィルスはその鳥において腫瘍原性でないから、上記の結果は全体的に予期され ないCB、 5tavnezer、 1988. The Oncogene  Handbook、 B、 P、 Reddy、 A、 AkalkaおよびT 、 Curran編。
(アムステルダム:エルセビエル・サイエンス出版社)393−401頁〕。3 つの系統のマウスは骨格筋の他は高レベルのトランス遺伝子を発現しない。この ことは、c−skiが骨格筋細胞に直接影響を及ぼすもので、改変された運動神 経機能の二次的結果としてではないという知見と一致する。大部分の骨格筋が包 含される。この表現型を有するマウスは拡大された前脚筋および顎筋の外観によ り容易に同定され得る(図7)。表現型は8つの別々の創成体で得られるから、 最も妥当な説明は表現型がニワトリc−ski トランス遺伝子により引き起こ されるということである。それ故に、マウスの全4種の系、筋肉の発達した表現 型を有する3系および観察できる表現型を持たなかった1系が、トランス遺伝子 の発現のために試験された。
発現カセットもまた当業界で公知の標準法を用いてブタ受精卵内に導入された。
創成ブタは遺伝子の発現の予想された筋肉に特定した選択を示し、従って、当該 ブタが創成マウスにおいて見られたのと同様の筋肉表現型を有するであろうこと が予測される。
DNA/RNA分析 全体の細胞DNAおよびRNAは標準法により単離された。RNA単離のために 、組織を細かく切断し、RNAゾル(シナ・バイオテックス)中にホモジナイズ した後にすぐに液体窒素中で凍結させ、そして製造業者の推奨に従って処理した 。ノ・−ザン転写分析のために、異なる組織から全RNA的20μgを、2.2 Mホルムアルデヒド含有1.596アガロースゲル上での電気泳動により分画し た。RNAをニトロセルロース膜に転写し、そしてニック翻訳されたニワトリ5 kicDNAまたはニワトリβ−アクチンcDNAのいずれかをプローブとして 検素した。β−アクチンcDNAのコード領域はその他の作用に対するメツセー ジと交差反応し、そしてほとんどの組織からのRNAの定量および定性のために 使用され得る。
牌臓、肺、脳、腎臓、肝臓、胃、心臓および脚(骨格)筋からの全RNAが上記 のように単離され、そして結果が図8に示されている。表現型を有する3種の全 ての系(TG8566、TG8821およびTG8562)は骨格筋において高 レベルに2.5kbニワトリc−ski特定転写物を発現したが、いくつかの系 のマウスはその他の組織において低レベルのニワトリc−ski RN Aを示 した。T08562系は、骨格筋中に比べ低いけれども、心臓中にトランス遺伝 子からのRNAを有する。TO8562マウスからの心臓の組織病理学は、該組 織への重要な影響がないことを示した。あらゆる表現型を示していないTG85 42系は、表現型を示した系に比べ、筋肉においてトランス遺伝子からのより低 いレベルのRNAを有していた。MSV LTRはその他の遺伝子に連結された 場合に種々の組織において発現されることが示されているので(Khillan 等、 1987. Genes Dev、 l、 1327−1335 ) 、 発現が筋肉に制限されたという観察は予期されなかった。
ski )ランス遺伝子を発現する組織において転写が適当な部位で開始された かどうかを決定するために、RNアーゼ保護アッセイがMeltOnにより記載 されたように行われた(Melton等、 1984. Nucl、 Ac1d s Res、 12 、7035−7036 ) 、 Pvu IないしBgL  Iの1,8kbセグメントをブルースクリプトKSベクター中でサブクローン 化し、モしてT7プロモーターからの放射標識RNAを生成するために使用した 。全RNA的10μgをプローブ5×10’cpmとハイブリダイゼーションさ せた。ハイブリダイゼーションは80%ホルムアミドおよび1倍緩衝液(5倍ハ イブリダイゼーション緩衝液は0.2MPipes、pH6,4,2M塩化ナト リウム、5mMEDTAである)中50℃で一晩行われた。ハイブリダイゼーシ ョンの後、試料をリボヌクレアーゼ消化緩衝液(10mM)リスCI、pH7, 5,0,8M塩化ナトリウム、5mM EDTA)中に希釈し、モしてRNア− ゼT1とIu/μ!の濃度で30℃60分間処理した。
20%SDS 10μ!およびプロテイナーゼK(保存液10mg/mA)4  μm!の添加および37℃で15分間の保温によりRNアーゼ消化を停止させた 。消化試料をフェノール−クロロホルム(1:1混合液)で抽出し、担体tRN Aとエタノール沈殿させた。ベレットを70%エタノールで1回すすぎ、乾燥さ せ、そしてブロモフェノールブルーおよびキシレンシアツール染料を含有するホ ルムアミド中に溶解させた。試料を100℃で変性させ、そして7.5M尿素含 有の6%ポリアクリルアミドゲル上で分離した。
均一に標識されたアンチセンスRNAがMSV L、TRとc−skiに及ぶフ ラグメントからのT7 RNAポリメラーゼにより製造された(図9参照)。3 種の陽性トランスジェニック系からのRNAを用いると、約980塩基の保護フ ラグメントが見られるが、これは転写がMSV LTR内の実際の開始部位で開 始される場合に予想される大きさである(図9参照)。この分析はまた、表現型 陽性および表現型陰性のマウス系の両方の心筋および骨格筋においてトランス遺 伝子RNAのレベルのより定量的な評価を与える。図9はTG8821の心臓中 のトランス遺伝子RNAのレベルが骨格筋中に見いだされたレベルに比べより低 いことを示す(概算で1/10ないし1/20)。さらにこの分析は、表現型陰 性の系TG8542が低いが骨格筋中に検出可能なレベルのトランス遺伝子R, N Aを存することを示す。これらのデータは筋肉の発達した表現型がニワトリ c−ski )ランス遺伝子の発現と関連するだけでなく、筋肉表現型を製造す るために最低いき値レベルのc−ski RN Aが達成されていなければなら ないことを示唆する。実際、これらのデータは、トランス遺伝子の効果を見るた めの最低いき値レベルは高く、おそらく被試験ニワトリ組織における内因性c− ski発現(5utraveおよびHughes、 1989. Mo1. C e11. Biol、 9.4046−4051 )の数千倍のレベルであるこ とを示唆する。
タンパク質分析 基礎にある仮定は、C−5ki RN A発現が筋肉の発達した発現型を直接生 じるということではなく、むしろ該発現型がc−skiタンパク質の存在のため であるということである。従って、c−skiタンパク質がウェスタン転写アッ セイにおいて観察された。c−sktの50kd体を特異的に認識するウサギ抗 血清が調製されたけれども(Sutrave等、 1990. Mo1. Ce 11. Biol、 10 、3137−3144 )、これらの抗血清はウェ スタン転写アッセイにおいて十分に作用しない。c−skiを認識し、ウェスタ ン転写アッセイにおいて十分に作用するマウスモノクローナル抗体が開発された が、これらの試薬の使用は技術的問題を提示する。これらのモノクローナル抗体 は直接標識を可能にする十分量利用できなかった。例えば標識ウサギ抗マウスを 用いる間接標準法は、抗skiモノクローナルだけでなく、内因性マウス重鎮を も検出し、これはトランス遺伝子から製造されたc−skiの50kd体と一緒 に移動する。この問題を解決するために、通常対照およびトランスジェニックマ ウスからの筋肉および対照組織(肝臓)の抽出物が調製された。内因性マウス抗 体は下記のようにウサギ抗マウス抗体との沈殿によりこれらの抽出物から除去さ れた。
トランスジェニックおよび対照マウスからの組織中のskiタンパク質の検出の ために、組織1−5mgをRIPA緩衝液1mf、20mM)リスClpH7, 5,150mM NaCl、0.5%SDS、、0.5%NP40.0.5%デ オキシコール酸ナトリウム、1mMEDTA、1mM PMSFおよび35μ/ mi!アブロテイニン中にホモジナイズした。ホモジネートを11000Orp で10分間の遠心分離により清澄化した。1mg/miウサギ抗マウスl gG  (PBS中)10μi’との氷上で2時間の保温により、マウスIgGが上澄 み100μlから除去された。複合体がRIPA緩衝液中の40%プロティンA セファロースビーズ100μlを添加することにより除去された。生成する上澄 みが集められ、そして20μ!が10%SDSポリアクリルアミドゲル上で分画 された。タンパク質を、0.125MトリスC1,0,092Mグリシンおよび 20%メタノール、pH8,3含有の緩衝液中で一晩ニトロセルロース展に転写 した。TBS緩衝液(0,5M)リスC1,pH7,4および0.2M塩化ナト リウム)中の4%乾燥脱脂乳を用いて室温で2時間フィルターをブロックし、そ して3種の抗skiモノクローナル抗体の混合物とに3000の希釈で2時間室 温で保温し、次いでTBSで3回洗浄した。ウサギ抗マウスIgGとの2回目の 保温は室温で2時間行われた( 1 m g / m 1貯蔵液から1=200 0希釈)。フィルターを上記のように洗浄し、そして最後に目5IプロティンA (アマルシャム、比活性30mCi/mg)5 μCiと室温で2時間保温した 。
フィルターをTBSで3回洗浄し、そしてMARコダックフィルムに一70℃で 6日間暴露した。
トランスジェニック動物からの作用を受けた組織(骨格筋)だけが50kdのc −skiタンパク質を含有する(図10)。これらのデータはまた、3種の陽性 系の筋肉中のc−skiタンパク質のレベルに違いがあり得るということを示唆 するが、この実験における操作の複雑さは定量的理解を不確かな問題にする。
組織学 組織学のために、TG8566系からの選択された筋肉が起始点および着生点で 付着したままであるように分離され、次に2%ホルムアルデヒド、2%グルタル アルデヒド中に固定された。固定された筋肉を筋膨大部の中央を正確に通って切 開し、そしてJB4プラスチック(ポリサイエンセズ、ペンシルベニア州)中に 包埋した。
免疫細胞化学のために、組織を液体窒素中で冷却したイソペンタン中で急速冷凍 した。免疫化学染色のための操作はNarusawa等に概略従った((198 7)、 J、 Ce11. Bi。
1、104.447−459 )。
結果は、トランス遺伝子の発現がほとんどあり、そしてその作用は筋肉に制限さ れ、発現および作用が少なくともTG8566系においては、特定の筋肉、明確 には特定の繊維型に限定されていることを示した。しかしながら、作用を受けた 繊維は同型の全てであるわけではない。
心筋は正常であり、そしてこれらの動物において内蔵の平滑筋の異常はなかった 。図11aおよびllbは成熟オス対照マウスとトランスジェニックマウスから の脚底筋の中央から正確に作成された横断切片を比較する。
対照の横断切片面積は2.7μ2であり、TC;8566マウスのそれは対照値 の2倍以上である9゜4μ2である。この増大した成長は一般化されている。横 断切片における匹敵する増大はTG8566系のオスおよびメスのマウスを通じ てほぼ全ての軸性および虫垂筋に見られた。3種の筋肉だけ:舌、横隔膜および 脚底が正常であることが見いだされた。これらはトランスジェニックマウスにお いて対照マウスのものと同じ大きさである(図12参照)。RNAはTG856 6マウスの横隔膜および脚底筋から単離された。ノーザン転写分析により、ニワ トリc−ski RNAのレベルが同系からの作用を受けた筋肉に比べこれら2 つの表現型的に通常の筋肉においてより低いことが示される(図13)。
最も明らかなその他の全体的な形態学的異常性は、トランスジェニック動物にほ ぼ全体的に脂肪がないのに対し、対照動物が実質量の皮下脂肪および腹膜組織内 脂肪を含むことである。このために、対照マウスとT08566マウスには体重 の違いがほとんどない。骨格の異常性もあるニドランスジェニック動物の脛骨は 大きさが正常であるが、明らかに、前部脛骨と伸長ジギトラム筋の大きさ2倍以 上の増大に順応するための適応として、頭蓋骨のように湾曲している。
対照マウスにおける筋肉はある範囲の横断切片面積を有する繊維からなる。大き さの範囲はTG8566マウスにおいて極めて増大されている(図11および1 2)。
全ての繊維が作用を受けているわけではない。肥大は選ばれた数の繊維に限定さ れている(図11d)。これらの繊維の肥大はTG8566系における筋肉量の 増大を明らかに説明する。繊維数は個々の筋肉において顕著に増大しているとい う証拠はなかった。例えば、対照脚底における繊維数は912±111 (n= 3)であり、TG8566では991±87(n=3)である。同様に、TG8 566マウスと対照マウスの伸長ジギトラム長筋内の繊維総数に違いは見られな かった。
繊維のどの型がTG856B系において作用を受けているかを調べるために、ス ローミオシン重鎮(MHC)(NOQ7 5 4D、Narusawa等、19 87. J、 Ce11. Biol、 104.447−459 ) 、全て のファストMHC(2G3゜Narusawa等、1987. J、 Ce11 . Biol、104. 447−459 ) It型ファストMHC(S C 711、5chiaffino等、1989゜J、 Muscle Res、  and Ce1l Motil、 10 、197−205 )およびnb型フ ァストMHC(B P −F 3 、5chiaffino等。
1989、J、Muscle Res、and Ce1l Motil、10  、 197−205 )を特異的に認識する3種のモノクローナル抗体が使用さ れた。図14はこれらの3種の抗体を有するロームボイドイスキャビテイス筋か らの切片の免疫蛍光染色を示す。
スロー繊維が増大している証拠は見られず(図14a)、そしてTG8566マ ウスからのロームボイドイスキャビテイス筋のスロー繊維の総数(120)は対 照マウスからのロームボイドイスキャビテイス筋に見いだされたスロー繊維の数 (117)に近似する。I[a型繊維の多くは肥大繊維間にあり、そしてそれら の近傍への広がりにより圧迫されるかのように、しばしば形が歪められている( 図14b)。
小さいファストlla型繊維および全ての肥大繊維はモノクローナル抗体2G3 で染色され(rEI14c)、全てが肥大繊維がファストであることを示す。ロ ームボイドイスキャビテイスにおいて、全てでないがほとんどの大きい繊維もま た、I[bMHCに特異的であるモノクローナル抗体BP−P3で染色される( 図14d)。脚底では、反応性に多くの相違があり、そして肥大繊維の50%の みがBF−P3で染色される。これらの結果は、TG85613マウスにおける 繊維の肥大変形が少なくとも2つの型のファスト繊維を含むことを示す。これら の1つはmb型である。排除により、われわれは他方が■。
繊維(5chiaffino等、 1989. J、 Muscle Res、  and CellMotil、 1θ、 197−205; Termin等 、 1989. Histochemistry 92 、453−457;  Gorza、 1990. J、 Histochem、 Cytochem、  38.257−265 )であることを示唆する。
酸予備保温後の肥大繊維のアクトミオシンATPアーゼ組織化学的反応での染色 における相違、ミトコンドリア酵素活性のためのDPNH染色およびPAS染色 の全てが1以上のファスト繊維型がこの系のトランスジェニックマウスにおいて 作用を受けるという結論を支持する。
これらの結果はまた、mbおよびπX繊維の両方が肥大しているという解釈を支 持する。
偶発的壊死性および再生性繊維がT08566マウスの筋肉の全てではないがい くつかに見いだされた。後ろ脚において、これらは前部脛骨筋に最も広範囲に存 在するように見え、それらはロームボイドイスキャビテイス、首の表面筋には決 して見いだされなかった。
* 零 零 零 ネ ネ 上記の全ての刊行物は引用によりそれら全体が本明細書に編入される。
以上、本発明は明確化および理解のためにある程度詳細に記載されてきたが、本 明細書の開示を読めば、当業者により、形態および詳細の種々の変化は本発明の 真の範囲および特許請求の範囲を離脱せずになされ得ることが理解されるであろ う。
し。
ATG TACAAG AAA GACAAT GGCAAA GACCCA  GCCW CCT GTA CTG CATMetTyrLysLysAspA snGlyLys^5pProAlaGluProValLeuH4sCTG  CCCCCV ATCCAG CCCCCCCCCGTG ATG CCT G GT CCCTrCTTCATG CCC395Leu Pro Pro I〕 @ Gln Pro Pro Pro Val Met Pro Gly Pr o Ph@Phe Met oro 76 ATCTCCTGCTTCGTG GTG GGT GGG (aAA AAG  CGCCTT TGCTrG CCCCAG ATC14X4 11e S@r Cys Phe Val Vat Gly Gly Glu  Lys Arg Leu Cys Leu Pro Gln@lie 109 CTG AACTCG GTG (7CAGG IIJc TTCTCCCTG  CAG CAG ATCAAT TCG GTGLeu Asn Ser V al L@u Arg^sp Phe Ser Leu Gin Gln II s Asn Ser ValTGCGAT CAG CTA CACATr T ACTGCTCCAGA TGCACCGCT (aAc CAG CTG G AG 5X3 Cys Asp Glu Leu H4s lie Tyr Cys Ser^ rg Cys Thr^1昌^sp Gln Leu Gl普@!42 FjG、2 GACTCTGCA AACTGI:t AGG TCCTACATCCTCC TT AGCCAG 1.AT TACACT GGG 9W9 Asp Ser^la Asn Trp Arg Ser Tyr X1e L eu Leu Ser Gln ALP TF Thr G撃凵@274 N) ミー FIG、4A FIG、5 FIG、 6 FIG、7 TG 8566 FIG、 8A FIG、8B FIG、 9 Conすrol TG 8821 FIG、10 TG 8566 月ir/j FIG、13 FIG、14A FIG、 14B 補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の8)

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ニワトリc−skiタンパク質をコード化するDNAセグメントまたは該D NAセグメントに相補的なDNAフラグメント。
  2. 2.図1に記載されたエキソン6を含むDNAセグメント。
  3. 3.図1に記載されたエキソン7を含むDNAセグメント。
  4. 4.図1に記載されたエキソン1、エキソン2、エキソン3、エキソン4、エキ ソン5およびエキソン6からなる群から選択される少なくとも4つのエキソンを さらに含む請求項3記載のDNAセグメント。
  5. 5.i)請求項1記載のDNAセグメント、およびii)ベクター を含むDNA構築物。
  6. 6.ベクターがpMEXneoである請求項5記載の構築物。
  7. 7.i)c−skiの機能を有する先端切除c−skiタンパク質をコード化す るDNAセグメント、およびii)ベクター を含むDNA構築物。
  8. 8.DNAセグメントがΔFB29である請求項7記載のDNA構築物。
  9. 9.ベクターがpMEXneoである請求項7記載のDNA構築物。
  10. 10.請求項5記載の構築物においてコード化された前記タンパク質の発現を可 能にする様式で、前記構築物で安定に形質転換された宿主細胞。
  11. 11.請求項7記載の構築物においてコード化された前記タンパク質の発現を可 能にする様式で、前記構築物で安定に形質転換された宿主細胞。
  12. 12.哺乳細胞である請求項10または11記載の宿主細胞。
  13. 13.細胞の全てが、動物または該動物の子孫に導入された、skiタンパク質 をコード化するDNAセグメントおよびベクターからなるDNA構築物を含む、 筋肉の大きさが増大した動物。
  14. 14.skiタンパク質がc−skiタンパク質である請求項13記載の動物。
  15. 15.タンパク質がニワトリc−skiタンパク質である請求項13記載の動物 。
  16. 16.ベクターがpMEXneoである請求項13記載の動物。
  17. 17.家畜である請求項13記載の動物。
  18. 18.プタである請求項17記載の動物。
  19. 19.哺乳類である請求項13記載の動物。
  20. 20.マウスである請求項19記載の哺乳類。
  21. 21.細胞の全てが、動物または該動物の子孫に導入された、skiの機能を有 する先端切除skiタンパク質をコード化するDNAセグメントおよびベクター からなるDNA構築物を含む、筋肉の大きさが増大した動物。
  22. 22.タンパク質がニワトリc−skiタンパク質である請求項21記載の動物 。
  23. 23.DNAセグメントがΔFB29である請求項21記載の動物。
  24. 24.DNAセグメントがv−skiタンパク質をコード化する請求項21記載 の動物。
  25. 25.ベクターがpMEXneoである請求項21記載の動物。
  26. 26.家畜である請求項21記載の動物。
  27. 27.プタである請求項26記載の動物。
  28. 28.哺乳類である請求項21記載の動物。
  29. 29.マウスである請求項28記載の哺乳類。
  30. 30.skiタンパク質をコード化するDNAセグメントおよびベクターからな るDNA構築物のタンパク質が発現されて、筋肉成長が誘導されるような条件下 で、前記DNA構築物を筋肉に伝達することからなる、筋肉成長を刺激するか、 または筋肉変性を防止する方法。
  31. 31.skiタンパク質をコード化するDNAセグメントおよびベクターからな るDNA構築物のタンパク質が発現されて、治療が達成されるような条件下で、 前記DNA構築物を影響を受けた筋肉に伝達することからなる、筋肉変性疾病を 治療する方法。
  32. 32.筋肉変性疾病が筋ジストロフィーまたは筋萎縮性側索硬化症である請求項 31記載の方法。
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