JPH05176770A - 遺伝子発現プロモーター - Google Patents

遺伝子発現プロモーター

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JPH05176770A
JPH05176770A JP3167340A JP16734091A JPH05176770A JP H05176770 A JPH05176770 A JP H05176770A JP 3167340 A JP3167340 A JP 3167340A JP 16734091 A JP16734091 A JP 16734091A JP H05176770 A JPH05176770 A JP H05176770A
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JP
Japan
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gene
lymphocytes
promoter
cells
gene expression
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JP3167340A
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English (en)
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Yoshihiro Kumagai
熊谷 善博 株式会社バイオマテリアル研究所内
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BIO MATERIAL KENKYUSHO KK
Original Assignee
BIO MATERIAL KENKYUSHO KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 小川型コレラ菌リポ多糖に対する単クローン
抗体を産生するハイブリドーマからDNAを抽出し、制
限酵素で消化断片化した後、DNA断片を分離する。免
疫グロブリン重鎖可変領域DNA断片(VH構造遺伝
子)の上流に位置するDNA領域から当該プロモーター
塩基配列が分離される。 【効果】 当該プロモーター塩基配列を用いて培養細胞
を発現させることにより、クローン化した遺伝子あるい
は構造を改変した遺伝子を用いた生理活性物質の生産に
広く利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な遺伝子発現プロ
モーターの構造および当該プロモーターを用いた培養細
胞の遺伝子発現方法に関するものであり、クローン化し
た遺伝子あるいは構造を改変した遺伝子を用いた生理活
性物質の生産に広く利用することができる。
【0002】
【従来の技術】遺伝子操作技術の進歩により、真核細胞
の遺伝子を大腸菌などの原核細胞中で発現させ、その遺
伝子産物を生産させることが行なわれている(Setlow,
j. k.et al. ed. Genetic Engineering: Principle a
nd Methods, vol. 7, PlenumPublish Corporation, 1
985)。微生物を用いた動物細胞遺伝子産物の生産は単
一のペプチド鎖からなる比較的単純な蛋白質の生産には
有効であるので今後もいくつかの生理活性物質の生産に
利用されていくものと思われるが、糖蛋白質をはじめと
する複合蛋白質の生産に用いることはかなりの困難を伴
う。高等動物で生理活性を示す物質の多くは糖蛋白質で
あり、その糖鎖は比活性および安定性、あるいは特異性
の付与に関係している(小野寺一清、細胞培養技術、杉
野幸夫編、講談社、p51、1985)。活性蛋白質の
生合成過程で起こる修飾は、高等動物と下等微生物では
大きく異なつている。従つて、高等動物細胞中で目的生
理活性物質を産生せしめることの方が望ましい。ウイル
スやクローン化遺伝子のプロモーターを用いて培養動物
細胞中で遺伝子発現を行ない、遺伝子産物を得る事は技
術的には確立しつつある。しかし、発現量は十分ではな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来法の生
産性の悪い欠点を改善するため、縣濁状態での高密度培
養が容易なBリンパ球あるいはBリンパ球系ガン細胞を
遺伝子導入の宿主として用い、生産性の向上を図ること
を目的とするものである。また、Bリンパ球で大量に生
産される免疫グロブリン遺伝子プロモーターを遺伝子発
現に利用することにより、効率のよいかつ工業化可能な
方法で、天然の生理活性物質と同一のものを生産せしめ
ることを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明の構成は、以下の1〜3の技術的手段か
ら成つている。
【0005】1.デオキシリボ核酸塩基配列
【化2】AACTGTGTTACAGTGGGGGCC
ACTGTCTCAAGGATGCAAATCTTTT
TAGTGCACAGGCTCTAATGTTACAT
CTATAGCCTCAACACAAAGTTCAGG
GATGAGGTATGTAGGTATGAGGATG
AATTTCCACAGAGAAGATTAGGACT
GGGGCTTCAGAATCCTGATTCCTGA
CCCAGGTGTCCCTTCTTCTCCAGCA
GGAGTAGGTGTTCATCTAATATGTA
TCCTGCTCATGAATATGCAAATCCT
CTGAATCTACATGGTAAATATAGGT
TTGTCTATACCACAAACAGAAAAAC
ATGAGATCACAGTTCTCTCTACAGT
ACTGAGCACACAGGACCTCACCATG
【0006】2.前記1記載の塩基配列あるいはその部
分配列を任意のベクターに連結し、遺伝子導入に使用す
ることを特徴とする培養細胞の遺伝子発現方法。
【0007】3.培養細胞がBリンパ球あるいはガン化
Bリンパ球であることを特徴とする前記2記載の培養細
胞の遺伝子発現方法。 発明者は自然界に存在する病原菌のうち、コレラ菌のリ
ポ多糖が動物体内に侵入した際に多量かつ均一な抗体が
産生されることを発見した。この抗体蛋白質の重鎖遺伝
子を単離し、構造を解明した。この遺伝子の発現調節領
域の構造であるプロモーターは、Bリンパ球で下流の構
造遺伝子を多量に発現するのに好都合なものであつた。
本発明はこの二つの知見に基ずいている。このデオキシ
リボ核酸(DNA)塩基配列と抗体遺伝子μ鎖構造遺伝
子の上流に存在するエンハンサー配列を横ならびに連結
した発現増強配列を作製した。この構造を核外遺伝子と
して挙動する牛乳頭腫ウイルスを骨格とするベクターに
さらに連結導入し、酵素活性を指標に定量することが可
能なベータガラクトシダーゼを発現の試験遺伝子とし
て、発現量を試験した。その結果、この発現増強構造
は、Bリンパ球で下流に存在する構造遺伝子を強く発現
維持することが判明した。この発現増強構造をリンホカ
インの一つであるインターロイキン2遺伝子に連結し
て、発現せしめることができた。
【0008】この発明の発現調節領域の構造であるプロ
モーターは、データベース検索の結果、他の抗体蛋白質
の重鎖遺伝子プロモーターと構造類似性を有するもの
の、本発明に於てのみ利用された、過去に報告の無い唯
一のものであつた。また、本発明のBリンパ球は、生体
から採取した正常細胞でも、ガン化したBリンパ球でも
よく、特にガン化したBリンパ球は無血清培養も容易で
当該プロモーターを用いた生理活性物質生産に適してい
る。当該プロモーターの下流に賦し、発現せしめる遺伝
子は、遺伝子産物に細胞毒性が無いかぎり、その種類を
問わない。
【0009】
【発明の効果】本発明により、懸濁状態でかつ無血清培
養の可能なBリンパ球腫瘍で高等動物生理活性物質を生
産することができる。
【0010】
【実施例】次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例1.当該プロモーターを含む遺伝子領域の単離と
構造解析。 小川型コレラ菌リポ多糖にたいする単クローン抗体を産
生するハイブリドーマ4種からDNAを抽出し、制限酵
素EcoRIで消化断片化したのち、免疫グロブリンJ
H遺伝子断片をプローブとしてサザン法(Southern, E.
M., Detectionof specific sequences among DNA
fragments separated by gelelectrophoresis, J.
Mol. Biol.,98, 503-517,1975 )により遺伝子の再構成
パターンを解析すると、9.2キロ塩基対のサイズを示
す再構成遺伝子が検出される。このサイズDNA断片を
精製し、ラムダフアージsharon4Aにクローン化した。
【0011】約20万のフアージクローンをスクリーニ
ングし、2個の遺伝子断片を単離した。この断片には、
J558フアミリーと称されるグループに属する免疫グ
ロブリン重鎖可変領域遺伝子断片(VH)が含まれてお
り、このVHは他の小川型コレラ菌リポ多糖に対する抗
体でも同一のものが発現に使われていることが判明し
た。その遺伝子地図を図1に示した。VH構造遺伝子の
上流にはCATCT,CTCATG,ATGCAAA
T,TAAATATA,TATAなどの、プロモーター
領域によく見つかる構造やBリンパ球に於ける組織特異
的発現に関わる配列が見つかつた。
【0012】実施例2.当該プロモーターとエンハンサ
ーの連結 小川型コレラ菌リポ多糖にたいする単クローン抗体を産
生するハイブリドーマ4種からDNAを抽出し、制限酵
素BamHI で部分消化したDNA断片のゲノム遺伝子ライ
ブラリーをsharon28フアージを用いて作製し、免疫グ
ロブリン重鎖JH遺伝子断片をプローブとして約20万
個をスクリーニングした結果、図2に示す遺伝子クロー
ンを単離した。このうち、制限酵素XbaIで消化される
1.1キロ塩基対のDNA断片(エンハンサーを含むこ
とが公知)をXbaIリンカーを結合した当該プロモーター
HindIII-NcoI断片と連結した。その後、当該プロモータ
ー5’末端を介してそでに報告されている牛乳頭腫ウイ
ルスを骨格とするベクターBMGneo(Karasuyama, H. and
Melchers, F. Eur.J. Immunol., 18, 97-104, 1988
)のメタロチオニンプロモーターを除外したXbaI部位
に連結した後、平滑末端化した3’部位にSalIリンカー
を連結した。
【0013】実施例3.当該プロモーターを用いた異種
遺伝子の発現 実施例2で作製した当該プロモーターとエンハンサー下
流に大腸菌ベータガラクトシダーゼ遺伝子(HaeII-HaeI
I 断片)を定法に従い連結挿入し、2mMリン酸緩衝生
理食塩水(pH7.2)に浮遊した細胞にエレクトロポ
レーシヨン法(4kV/cm、細胞密度107 個/m
l、3パルス、パルス幅:20マイクロ秒、エレクトロ
ポレーター:BTX社、アメリカ合衆国)で導入し、2
日間、薬剤G418(500μg/ml)でRPMI1
640/10%牛胎児血清培養液で培養した後、細胞を
回収し、106 個/mlの細胞密度で2mMリン酸緩衝
生理食塩水(pH7.2)に再浮遊した後、終濃度10
μMのフルオレツセン-di-ベーターガラクトピラノシド
で1 分間染色した。
【0014】この細胞液に10μg/mlの終濃度でプ
ロピジウムアイオダイドを加え、FACScan(ベク
トンデイツキンソン社)で死細胞を除外した条件下で蛍
光測定した。また、マウス正常リンパ球については、細
胞表面マーカーと光散乱特性を指標にFACStar
(ベクトンデイツキンソン社)を用いて分別し、遺伝子
導入細胞として用いた。導入遺伝子の細胞あたりの数は
遺伝子増幅法(Erlich,H. A., PCR Technology, Stockt
on Press, 1989)によつた。大腸菌ベータガラクトシ
ダーゼ遺伝子センス5’およびアンチセンス3’末端2
0マーを合成し、プライマーとして用いた。
【0015】その結果、マウス正常リンパ球のうち細胞
表面免疫グロブリン陽性のBリンパ球で8から11蛍光
ユニツト/コピー、非Bリンパ球細胞では、2ユニツト
/コピー以下であつた。例外として、骨髄顆粒球細胞で
5ユニツト/コピーの活性が確認された。この結果によ
り、当該プロモーターを用いた異種遺伝子の発現にBリ
ンパ球が適していることが判明した。Bリンパ球腫瘍を
用いて同様の試験を行なうと、Sp2/0細胞23ユニ
ツト/コピー、NS−1細胞で17ユニツト/コピー、
P3UI細胞で11ユニツト/コピー,X63Ag8−
653細胞で4ユニツト/コピーの値を示し、細胞株の
種類により、発現量が異なることが判明した。このこと
は、異種遺伝子の発現量の高い細胞株を効率のよい生産
の目的で選択することができることを意味している。
【0016】実施例4.当該プロモーターを用いたイン
ターロイキン2の産生 実施例3と同様の方法で、大腸菌ベータガラクトシダー
ゼ遺伝子の替わりに、マウスインターロイキン2(IL
2)cDNA遺伝子(563塩基対のPstI−Ssp
I断片)を連結し、SP2/0細胞を用いて発現させ
た。遺伝子導入後、4日目に培養上清中のIL2量を測
定した。測定は、アマシヤム社のIL2測定キツトを用
いた放射免疫法によつた。産生されたIL2の量は遺伝
子導入細胞107 個あたり、2.7μgであつた。当該
プロモーターとエンハンサーの替わりにメタロチオネン
プロモーターを用いた時の産生量を比較すると、CdC
2 (5μM)誘導時で、0.5μg/107 細胞であ
つた。
【0017】
【配列表】
配列番号:1 配列の長さ:344 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 配列の特徴 特徴を表す記号:promoter 存在位置:1..347 特徴を決定した方法:E 配列
【0018】
【化3】 AACTGTGTTA CAGTGGGGGC CACTGTCTCA AGGATGCAAA TCTTTTTAGT GCACAGGCTC 60 TAATGTTACA TCTATAGCCT CAACACAAAG TTCAGGGATG AGGTATGTAG GTATGAGGAT 120 GAATTTCCAC AGAGAAGATT AGGACTGGGG CTTCAGAATC CTGATTCCTG ACCCAGGTGT 180 CCCTTCTTCT CCAGCAGGAG TAGGTGTTCA TCTAATATGT ATCCTGCTCA TGAATATGCA 240 AATCCTCTGA ATCTACATGG TAAATATAGG TTTGTCTATA CCACAAACAG AAAAACATGA 300 GATCACAGTT CTCTCTACAG TACTGAGCAC ACAGGACCTC ACCATGG 347
【0019】
【図面の簡単な説明】
【図1】小川型コレラ菌リポ多糖と反応する抗体重鎖可
変部遺伝子の構造。 白ヌキの長方形部分は、当該プロモーターの領域を示
す。黒くぬりつぶした長方形部分は、免疫グロブリン重
鎖可変領域の構造遺伝子を意味する。各アルフアベツト
は制限酵素の切断部位を意味する。 H:HindIII,Hc:HincII,N:Nco
I,P:PstI,St:SstI,C:ClaI,
B:BamHI。
【0020】
【図2】小川型コレラ菌リポ多糖と反応する抗体重鎖遺
伝子の構造 白ヌキ、黒ぬりつぶしの長方形は、図1と同様であり、
アルフアベツトは、制限酵素切断部位を意味する。 H:HindIII,B:BamHI,X:XbaI,
R:EcoRI,Xh:HhoI。
【図3】本発明の遺伝子発現プロモーターの塩基配列。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月28日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図3
【補正方法】削除

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デオキシリボ核酸塩基配列 【化1】AACTGTGTTACAGTGGGGGCC
    ACTGTCTCAAGGATGCAAATCTTTT
    TAGTGCACAGGCTCTAATGTTACAT
    CTATAGCCTCAACACAAAGTTCAGG
    GATGAGGTATGTAGGTATGAGGATG
    AATTTCCACAGAGAAGATTAGGACT
    GGGGCTTCAGAATCCTGATTCCTGA
    CCCAGGTGTCCCTTCTTCTCCAGCA
    GGAGTAGGTGTTCATCTAATATGTA
    TCCTGCTCATGAATATGCAAATCCT
    CTGAATCTACATGGTAAATATAGGT
    TTGTCTATACCACAAACAGAAAAAC
    ATGAGATCACAGTTCTCTCTACAGT
    ACTGAGCACACAGGACCTCACCATG
    G であらわされる遺伝子発現プロモーターの構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の塩基配列あるいはその部
    分配列を任意のベクターに連結し、遺伝子導入に使用す
    ることを特徴とする培養細胞での遺伝子発現方法。
  3. 【請求項3】 培養細胞がBリンパ球あるいはガン化B
    リンパ球であることを特徴とする請求項2記載の培養細
    胞の遺伝子発現方法
JP3167340A 1991-04-26 1991-04-26 遺伝子発現プロモーター Pending JPH05176770A (ja)

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