JPH06510660A - 生物学的防除剤 - Google Patents

生物学的防除剤

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JPH06510660A
JPH06510660A JP4506403A JP50640392A JPH06510660A JP H06510660 A JPH06510660 A JP H06510660A JP 4506403 A JP4506403 A JP 4506403A JP 50640392 A JP50640392 A JP 50640392A JP H06510660 A JPH06510660 A JP H06510660A
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ケイリー,パトリシア ジェーン
スチュワート,ローナ メリー ディエット
ポッシー,ロバート デビッド
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ロウセル − ウクラフ
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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】 生物学的防除剤 本発明は、バキュロウィルス殺虫剤に関連する。
昆虫に特異的なバキュロウィルスは、農業において、害虫の防除における化学薬 剤の使用の代替法を用意する。
これらは、この目的のために多年にわたり使用されている。バキュロウィルスは 、標的生物に関して選択性であり、環境に対して汚染を起さないという利点を存 する。
それらの圃場における害虫防除プログラムにおいての使用は安全であると考えら れている(WHOS l 973)。
それらの主要な欠点は、標的昆虫を殺すのに比較的時間がかかり、そのため、昆 虫による食害の速やかな停止を起すことかできないということである。バキュロ ウィルスの遺伝操作技術の到来により、これらの作用体の効果は、宿主の中に昆 虫−特異的トキシン、ホルモン類、または酵素を発現することによって改善され 、このようにして、昆虫を殺すのに要する時間を減少させ、または少くとも食作 用を防ぐかもしれないことか示唆される。
バキュロウィルス殺虫剤の効果を修飾するための企ては、これまで成功例には限 りがあった。Carbone Iら(1988)は、Autographa c alifornica NuclearPolyhedrosis Vairu s (A c MN P V )を用いて、Buthus eupeusからの サソリの昆虫特異的トキシンを発現したか、組換え体トキシンの生物学的活性を 検出する入し、宿主を殺すのにかかった時間を20%だけ減少させた。Hamm ockら(1990)は、ポリへドリンー陰性AcMNPVを使用して、Tri choplusia niの幼虫において、幼若ホルモンエステラーゼを発現し て、ウィルスの多量投与において有意な体重増加の減少を検出した。
最後に、Merry Wetherら(1990)とMartensら(199 0)は、Bacillus thuringiensisδエンドトキシンの遺 伝子を、AcMNPVに挿入し、本物のバクテリアトキシンを産生じた。このも のは、それ自体昆虫の幼虫に対して毒性を示したが、ウィルスの効果を修飾しな かった。
我々は、組み換え体AcMNPVにおいて、バキュロウィルスのプロモーターの 制御の下に、昆虫特異的トキシンをコートしている合成遺伝子を導入した。我々 は、トキシンをコードしている配列を、蛋白質の分泌を媒介するシグナルペプチ ドをコードしている配列と融合させたならば、昆虫に対する病原性の顕著な増加 が起ることを見出した。この知見は一般に適用できる。
したかって、本発明は、それで感染した昆虫細胞において、トキシン、またはそ の誘導体か、昆虫の細胞から分泌されるシグナルペプチドを供給された殺虫性ト キシンからなる外来蛋白質を発現する。組み換え体バキュロウィルスを供給する 。
本発明は、昆虫を現場において防除する方法で提供する。本方法は、本発明によ れば組み換え体バキュロウィルスの効果的な量を提供することからなる。昆虫は 、組み換え体バキュロウィルスを摂取し、ウィルスDNAは昆虫の体内で増殖し 、トキシンか分泌されて昆虫を殺す。
殺害は、分泌シングル配列が提供されていない組換え体バキュロウィルスの使用 よりももっと速やかに起る。これには、害虫によって、それらか死ぬ前に起る作 物の被害の量を減少させるという重要な特典かある。
本発明は、Baculoviridae科の、例えばBacu lov i r us属のとんな適切なバキュロウィルスにも適用できる。したかって、組み換え 体バキュロウィルスは、閉塞バキュロウィルスであってもよい。バキュロウィル スは、核性多角体病ウィルス(NPV) 、例えば、A c MN P V。
よれは、組換え体のNPVのゲノムには、機能的ポリヘトリン遺伝子か含まれる 。したかって、ポリヘトリン蛋白質の発現は、典型的には、天然のバギュロウイ ルスボリヘ1−リンプロモーターによって駆動される。組換え体バキュロウィル スか環境において機能するためには、ウィルスは生きていなければならず、そし て、その防御コートを作る能力かなけれはならない。
該組み換え体ゲノムはまた、殺虫性トキシン、またはそれらの官能基誘導体、及 び該組み換え体バキュロウィルスで感染した昆虫細胞からの構造遺伝子の分泌を 媒介するシグナルペプチドをコードしているキメラ遺伝子を含む。したかって、 組み換え体バキュロウィルスのゲノムは、その中に、キメラ遺伝子、及びそのた めの転写と翻訳を制御する要素か挿入されている野生型のゲノムから成立ってい てよい。一般的に、野生型のゲノムの遺伝学的機械装置は、その制御配列を伴っ たキメラ遺伝子の添加によっては影響を受けない。野生−型ゲノムによって自然 にコードされた蛋白質の発現は変化を受けない。
この方法で、生存性の、安定な、感染性のバキュロウィルスが提供される。
トキシンは、神経毒素であることかあり、一般的に、細胞イオンチャンネルに影 響する。適切なトキシンは、正常にトキシンを産生する細胞によって分泌される トキシンである。典型的には、トキシンは、毒性動物、または微生物のポリペプ チドトキシンであり、均一まで精製したとき、注射によって昆虫に毒性かあるの か適切である。より好ましくは、トキシンは昆虫に対して選択的に作用し、動物 に対して作用かあってはならない。組み換え体バキュロウィルスは、2つ以上の トキシンを発現し、分泌することかある。
より好ましいトキシンは、細胞から分泌されるポリペプチドであり、動物内の細 胞で合成され、毒液嚢に運ばれ、かみついたり刺したりすることによってトキシ ンはそこから別の動物に注入される。該トキシンは、サソリの1−キシン′、ク モのトキシン、Arthropodaの他の科や目からのトキシン、または、微 生物起源の1−キシンてあってよく、特にサソリのトキシン、またはクモのトキ シンである。したか−って適切なトキシンは:Net−Cys−M@t−Pro −Cys−Ph*−τl’1r−Thr−Ar9−Pro−Ajp−如t−^1 a−Gln−に1n−Cys−^rg−Ala−cys−Cys−Lys−Gl y−Arg−Gly−Lys−Cys−Ph・−GIY−pro−Gln−Cf II−L@u−C7@弓IY−TYr−AmpAmp−Asn−人@p−X1a u−eyIs−人an−Ala−Asp−eys−Lys−?yr−↑yr−G ly−+1:ly−^5n−Thr−Cys 神経化学における道具としてのIaAトキシン、watterde Gruyt er、 Berlin & New York、 1983.291−309.  EdsHucho、 F、 and 0vchinnikov、 Y、 A。
Mat−Cys−Mst−Pro−Cys−Ph*−τhr−Thr−^5p− Pro−人jln−M@を一人1a−L+ys−Ly*−cys−^rg−As p−Cys−Cys−Gly−Gly−Asn−Gly−Lym−Cys−Ph ・<1y−Pro−Gln−Cys−Iau−Cys−人sn−^r9アミノ酸 配列をもった2つの他の昆虫特異的トキシンがこの種から単離された、すなわち 、A a HT T lとAaHIT2である(Loret、 1990 )。
IJu−th@−Gly−Amn−Glu−Gly−Cys−Asn−L、ys −Glu−Cys−Lye−8tr−Tyr−Gly−jly−B@r−Tyr −Gly−T’fr−CYm−Trp−Thr−Trp−Gly−Ijlu−A La−CylI−丁rp−Cys−Glu−Gly−Lau−pro−人sp< 1u−Lye−丁hr−Trp−Lys−8@r−Glu−’rhr−Asn− Thr−Cys−Gly(Zlotkin、 E、、にadouri、 D、、  Gordon、 D、、 Pe1hate、 M、。
Martin、 M、 F、、 Rochat、 H,、Arch、 Bioc yhem、 Biophys。
このトキシンは、Ileを15位に含むイソフオームlとValを含むイソフオ ーム2かあることが見出された。
(Lester、D、、Lazarovici、P、、Pe1hate、M、、 Zlotkin。
λ膠P”1M−TYr−Xl*−Lye−人r9−Arg−^5p−61y−C ys−Lys−Val−^rq−cys−XAu−X l@<1y−Asn−G lu−Cf m−Ajp−LyIS 弓1uペア5−Ly虐−^1m−T>τ− Gly−Gly−15・r−T7r−Gly−Qr−Cys−Trp−Thr− 丁rp−Gly−Lau−人1a−Cym−Trp−Cym−Glu−C1y− Lau−Pro→np−Asp−Lys−Thr−Trp−Lys−5sr−G lu−Thr−人sn−丁hr−cys−cly (Lazarovici、P、、Yanai、P、、Pe1hate、M、、Z lotkin。
Nakajaima、T、、Pe1hate、M、、Yasuhara、T、、 Comp。
Asp−Cys−eye−Asp−Gly−T7r−Tyr−Cys−人5n− Cys4*r−Gln−Pro−Pro−Tyr−Cys−Lau−Cy8+^ rg−Asn−Asn−Asn+曲2Al a−Asp−eys−Val−Gl y−Asp−G 1y−G 1 n−Arg−Cys−^1m−bp−Trp− Ala−Gly−Pro−Tyr−C’ys−Cys−5sr−C1y−Tyr −Tyr−Cys−5@r−Cym−Arg−4@r−)ll@t−Pro−Q r−Cys−^1”9−C’fm−Ar9−5@!r−触p−8@r−冊2T− XXX 位置9におけるLysに対してArg 位置14におけるPheに対してAla(Stapleton、 A、、 Bl ankenship、 D、 T、 Ackermann、 B、L、。
Chen、 TM、、 Gorder、 G、 W、、 Manley、 G、  D、 Palfreyman。
M、G、Coutant、J、E、、Cardin、A、D、、J Biol、 Chem。
(Ilmgdiav、H,ZH,、Vali*va、L、^@# IC0rr1 @@Vz 入J、、!Iadykcn〜A、轟@、8alikhov、SR+1 .、!lioorg Khim Q、lotコ、190〕)Megascoli a flavifronsは昆虫を麻痺させる成分を含んでいることが示された (Piek、 T、、 Hue、 B、、 Mony、 L、。
Bacillus thuringiensis var、 berliner  1715Biochem、 Physiol、 87C,287,1987;  Piek、 T、、 )lue、B、。
Pe1hate、M、、Mony、L、、Comp、/ Biochem、Ph ysiol、87C,283,1987)。
トキシンは、昆虫に毒性がある微生物によって産生される。天然に存在するトキ シンの中には、鱗翅目に対して活性であるBacillus thuringi ensis varにurstaki と、れた。B、 t、 Var 1sr aelensisと、B、 5phaericusは双翅目に対して活性である 。他のトキシンにはBeauveriabassianaのポーヴエリンとMe tarhizium SSP、のデストラキシンのような昆虫に対して病源性の カビのトキシンが含まれる。
微生物によって生産されるトキシンは、昆虫内への注入によって毒性を示すため には、処理を必要とするトキシンの前駆体、またはプロフオームであることがあ る。
多くのバクテリアからのトキシンの結晶に対する遺伝子か単離され、配列か決定 された。これらには以下が含まBacillus thuringiensis  var、morrisoni伝子を運ぶプラスミドから分離することができる 。U、 S。
含まれている。
殺虫性トキシンの機能誘導体は、組み換え体バキュロウィルスによって発現する ことかできる。トキシンの“機能誘導体”は、トキシンの生物学的活性と本質的 には変らない生物活性(機能的または構造的)をもっている。“機能誘導体”の 発現は、分子の“断片”、“変形体”、“類縁体”、または“化学的誘導体”を 含むものとして理解されるへきである。
トキシンのような分子の断片とは、その分子のポリペプチド断片すへてのことで ある。トキシンのような分子の変形体という用語は、それが、両分子が事実上同 じ構造であるとき、そして/または、それが同様な活性を示すとき、両方の分子 か事実上同じバイオバリアントを有するとき、たとえ1つの分子の構造が他の分 子に反映されていなくても、またはアミノ酸配列が同一ではないときに、構造と 機能において事実上類似した分子のことを指している。トキシンのような分子の °゛類縁体”とは、全分子または断片に対して、機能において本質的に同様な分 子を意味する。本節または今後において、ある分子か正常には該分子の一部をな していない、さらなる化学的両分を含んでいるときは、別の分子の化学的誘導体 と考えられる。
シグナルベブチトは産生細胞からトキシンが分泌できるようにする。シグナル配 列は、哺乳動物、または昆虫細胞から蛋白質の分泌を媒介することができる配列 と考えられる。したかって、それは、インターロイキン2< r x−−−2) のためのシグナル配列のような哺乳動物の配列、または幼若ホルモンのエステラ ーゼ脱輛ホルモン、または駐匣1す」Aの角皮の蛋白質の分泌シグナル配列のよ うな昆虫配列であってよい。gp67蛋白質の分泌シグナル配列のようなバキュ ロウィルスシグナル配列は、特に1T用である。したがって、適切なシグナル配 列は以下のようになる 1) M@tla−uValAsnGlrLS*rH1mGlnGIYPh@A snLysGluH1m笥rs@rLy襲M*tLysxl@LauLauAl all*入1atauM*tlauSer’rhrVa1MetTrpValS *rτhr51 MetX1@ThrArgPro11@xleIauValI l*LauCysηr^1aIl*LauM*tXlsValGlns@rPh llVillPrOLyilAlaValllaIJu7) M*tPh@Ly sPh@Va1M*tIl@xJuA1mValValG1yValA1aTh rAla1) )!@tLYsPhl!IAuL@uIJuPh@IJuVll lVmlLauPrO工1eJ*tGlyVmlLaucly参考文献 1990゜ F) Cecropin B of Hyalophora cecropia 、vanII) 0xytocin of rat、 1ve11. R,an d Tichter、 D、、 1984゜ ソダナルベプチ1−は、トキシンか分泌できるようにトV−ノンから開裂てきる 。したかって、シグナルベブチトは、トキノンのN−木端、またはC−木端に、 直接、まI−はリンカ−配列を経て融合することかできる。リンカ−配列は、例 えは、lから5の残基のように、1からlOまでのアミノ酸残基をも−)ことか できる。
本発明の組み換え体バキュロウィルスは、以下によって調製する、二とかできる 。
(1)I・キ、ノン、またはその機能的誘導体、そして、−シグナルベプチトを コートするキメラ遺伝子を、昆虫細胞において外来蛋白質の発現を指令すること かできるプロモーターのド流の制限酵素部位においてクローニングを行い、そし て、 (11)バキュロウィルスに感受性である細胞に、ステップ(1)からの組み換 え体トランスファーベクターと無傷の野生型バキュロウィルスのDNAをコトラ ンスエフエクトすること。
相同な組み換えか起り、その結果、プロモーターに操作が行えるように結合した キメラ遺伝子を宿している組み換え体バキュロウィルスを生ずる。典型的には、 キメラ遺伝子か分離されてクローニング段階(1)において使用される。組換え 体バキュロウィルスは、発現できるポリヘトリン遺伝子も含むことかできる。こ れは、段階(11)において、このような遺伝子を組み込む野生型バキュロウィ ルスを利用することによって達成することができる。代替法として、ポリへドリ ンプロモーターに操作か行えるように結合したポリヘトリンをコードする配列を さらに含むトランスファーベクターを、段階(1)において使用することかでき る。その場合には、発現できるポリへトリンを欠いている野生型バキュロウィル スを、段階(ii)において使用することかできる。したがって、好ましくは、 組換え体バキュロウィルスは、天然のポリヘトリン遺伝子を組み込む。言いかえ れば、ポリヘトリンをコートする配列とポリへドリンプロモーターは、組み換え 体バキュロウィルスにとって天然のものである。
キメラ遺伝子は、トキシン、またはその機能的誘導体に対するコーディング配列 を含んている。このコード配列、または全キメラ遺伝子は合成することができる 。全体として望ましい配列に相当する配列は、合成され、アニールされる。この 目的のためには、コーディング配列か挿入されるへきである特別のバキュロウィ ルスへのコドンの優先性か選択されることが好ましい。コーディング配列、また は全構造的遺伝子は、グリシンに対する、さらなる3′−末端コドン、または翻 訳後に、アミノ基へ改変できる等価の配列をつけて合成されることができる。翻 訳停止コドンも用意されている。本技術分野で利用できる技術を使用してトキシ ン遺伝子をクローニングすることができる。トキシン遺伝子が単独で合成される ならば、それは適切なコーディング配列につなげられる。
分泌ソゲナル配列が、本発明の組換え体バキュロウィルスで感染させた昆虫の細 胞から分泌されることを確実にするために存在している。候補のシグナル配列は 、組み換え体バキュロウィルスを形成すること、Spodopterafrug iperda細胞を、それて感染させて、感染S、 frugiperda細胞 からの上清を分泌トキシンについて試験することによって試験することができる 。代替法としては、組み換え体バキュロウィルスで感染した昆虫から血リンパを 回収し、感受性の昆虫に注射し、毒性を評価することかできる。トキシンは、幼 虫または成虫に注射することかできる。双翅目に対して活性なトキシンについて は、試験昆虫は、M、 domesticaであってよい。必要ならば他の適切 な昆虫か、他のトキシンについての試験種として選ばれてよい。
キメラ遺伝子は、プロモーターを始めとして転写及び翻訳制御作用かそなわって いる。プロモーターは、組み換え体バキュロウィルスで感染した細胞における蛋 白質の発現を指令することができるように選ばれる。したがって、プロモーター は、1つのバキュロウィルスプロモーター、例えば、感染細胞においてのウィル ス遺伝子発現の4つのフェーズから選ばれたバキュロウィルスのプロモーターて あってよい(BlissardとRohrmann、I 990): フェーズl (直接的早期遺伝子プロモーター)。正接早期遺伝子I、2.直接 早期遺伝子N フェーズ2.(遅延早期遺伝子プロモーター)1.39に遺伝子 フェーズ3.(後期遺伝子プロモーター)、1.gp67遺伝子、2. 塩基性 蛋白質遺伝子、3.キャプシド蛋白質遺伝子 フェーズ4.(極めて後期の遺伝子プロモーター)、■。
ポリヘトリン遺伝子、2.PIO遺伝子、好ましくは、バキュロウィルスプロモ ーターは、感染性ウィルス粒子の形成には必須ではない遺伝子に対するプロモー ターであるが、必須遺伝子からのプロモーターのコピーも使用されることがある 。我々は、PIOプロモーターか有用であることを見出した。プロモーターは、 タンデムに用意することができる。
したかって、キメラ遺伝子とプロモーターは、キメラ遺伝子とプロモーターは、 バキュロウィルストランスファーベクター中において供給される。発現可能なポ リヘトリン遺伝子も含むこの型の適切なトランスファーベクターは、p A c  UW 2 B (Weyerら、1990)である。
このベクターは、ポリヘトリン遺伝子の完全なコピー、反対の方向にPIOプロ モーターとSV40の転写終止配列をもったBglI[クローニング部位を含ん でいる。一般的には、2つのバキュロウィルスプロモーターが、遺伝子の発現に ついて使用されている一連の適切なトランスファーベクターは、WO8910l  5181m開示されている。
バキュロウィルス感染に対して感受性な細胞は、キメラ遺伝子を組み込んだ組み 換え体ベクターでトランスフェクトされ、そして、上記の段階(ii)において 、野生型のバキュロウィルスで感染される。典型的には、感受性細胞は、昆虫細 胞系の細胞であり、適切にはSpodopterafrugiperdaの細胞 である。相同性組み換えが起った後、本発明による組み換え体バキュロウィルス を単離することかできる。
組み換え体バキュロウィルスは安定である。言い換えれば、組み換え体バキュロ ウィルスは、実際の使用に足るだけ安定である。ポリへドリンー陰性NPVは、 実用に足るだけの安定性かない。組み換え体のバキュロウィルスも感染性である 。組み換え体バキュロウィルスは、感受性昆虫のすへてに感染することかできる 。トキシンを含む外来蛋白質は、昆虫の細胞内で発現され、それらから分泌され る。トキシンは、昆虫の死の原因となる。
したかって、組み換え体バキュロウィルスを使用して害虫を防除する。効果的な 量が、害虫に対する宿主として作用する作物、または雑草に対するような、そし て、特に害虫の蔓延に悩む作物に対して現場で適用される。
代替法としては、組み換え体バキュロウィルスは、例えば、捕獲した、または研 究室で育てた昆虫に適用することができ、次に、それらを現場に放ち、次世代の 昆虫に感染させる。組み換え体ウィルスの投与水準は、典型的には1ニーカーあ たり10”からIo12のPTBである。
適切なバキュロウィルスは、根絶させるべき昆虫に応じて選択される。組み換え 体バキュロウィルスは、典型的には噴霧によって、しかし、餌、またはダストに よっても適用される。組み換えバキュロウィルスは、昆虫の幼虫によって摂取さ れる。したがって、昆虫の卵の4化が予測される期間に適切な場所に適用するべ きである。この期間は、典型的には、2週間から4週間続く。ウィルスは、単独 、または他の生物の防除剤、または化学殺虫剤と併用して使用することかできる 。
選ばれたバキュロウィルスに応じて、この防除法は、以下の目からの昆虫に対し て適用することができる:そして、特に鱗翅目である 適切なバキュロウィルスの選択によって、以下を含む多くの重要な作物と森林の 害虫を、この方法を用いて制御することができる。すなわち、 本発明の組み換え体のバキュロウィルスは、当然ながら、それ自体で未修飾の天 然のウィルスを使用することかできる。すなわち、ウィルスによる感染に対して 感受性である昆虫の場所に効果的な量を適用することによる一般的な方法て、殺 虫剤として使用することができる。
組み換え体ウィルスは、繁殖、致死的蔓延とトキシンポリペプチドの発現のため の天然DNA配列を含むことによって、このような目的に答える生存性、及び能 力かあることが見出されていた。組み換え体ウィルスは、2つ以上のトキシンを 発現し、分泌するように構築することができる。
組み換え体バキュロウィルスを殺虫的に効果的な量を含む殺虫剤の組成物は、粘 土、ラクトース、そして適用において助けとなる脱脂大豆粉のような蛋白質様物 質、特に、摂食誘引剤であり、含まれているバキュロウィルスの安定性を増す蛋 白質様の担体を含む。このような組成物は、ウィルスの保存を強化するために、 低温、例えば14°Cから一20℃で貯蔵することが望ましい。
本発明によって提供される組成物は、その中で、バキュロウィルスか、粘土、そ して/または、蛋白質のマトリックス中に確保されている多様な微粒子で構成さ れている粒子組成物であってよい。本節において使用されている ”確保”とい う用語は、マトリックス中に、バキュロウィルスを埋め込み、その一部が粒子の 表面に露出していること、そしてまた、バキュロウィルスが、マトリックス中へ 完全に包み込まれていることか含まれる。組成物中の粒子は、150ミクロンを 超えない細かいサイズを特徴とし、またさらに、粒子のサイズが5から100ミ クロン、より好ましくは、5から50ミクロン、特に5から25ミクロンの首尾 よい粒子が容易に産生され得ることか、本発明のさらなる特徴となっている。
マトリックスの物質は、バキュロウィルスの全重量の、を量による65から99 .9%をしめており、本発明の組成物のこの様態における71−リソクス物質は 、より好よしくは、重量で85%から99%である。本組成物中に使用された粘 土は、説明のための例として、Kaoline粘土、0!ancha帖」:、A tta、puigaS粘土、及びBetonite粘土をは(,7めとする、細 かい、実質り粉末の性質の市販されている処理した粘土のいずねてあってもよい 。より望より、い粘土は、01anehaとAttapulsitesである。
マトリックス物質として使用される植物性蛋白質は、細い、事実上粉氷の形に処 理された様な種類の蛋白源からのいず第1てあってもよい。材料は、好ましくは 、脱脂してあり、さもなけれは、実質的に脂肪を含まない。説明のために述へら れている植物蛋白質の資源には、大豆、綿実、ヒマワリの種、種々の酵母の抽出 物か含まれる。より好ましい植物性蛋白質様物質は、大豆蛋白質とワタの種子の 蛋白質であり、好ましくは、脱脂蛋白からのもの、より好ましくは、脱脂大豆蛋 白質である。動物蛋白質の代表は、スキムミルク、カゼイン、及び卵のアルブミ ンである。天然資源から得た蛋白質様物質は、少なからぬ量の非−蛋白質用物質 を含んでいることかあり、本発明において使用される ゛″蛋白質”、及び“蛋 白質様物質”は、一般に重量で少くとも25%の蛋白質を含む物質を考えている 。より好ましい植物蛋白質物質は、通常、40%から75%の実際の蛋白質を含 んている。
個々の粒子と全体的組成物は、比較的低濃度のバキュロウィルスを有していたか 、組成物は、少くとも1.0μg/mlのL I) 50の活性当量を含むこと か、最小の実際的な見地から望ましい。組成物の力価は、適切に0゜001μg /mlから1.0μg/mlの範囲であり、通常は、0.003 ttg/m  Iから0.4 tt g/m I ヘの範囲にある。使用され、引用された殺虫 活性、または力価の測定は、30°Cの温度で生育させた第1齢の幼虫の50% にレベル用量を供給するのに必要とされる食餌の、mlあたり(μg/ml)の μgの報告されたI、D50値の定量に基づいている。方法は、基本的にはTr ichopusia ni N P V力価の算定と関連して、J。
In5ect Pathology; 6. 737−45 (1965)に、 基本的に記述されている。
本発明によって提供される粒子の組成物は、望ましい量の殺虫力価を示し、光− 不活化と熱変性による力価の低減の抵抗性の改善が、一般的に特徴となっている 。組成物の他の性質、特に物理化学的性質は、特にマトリックスに使用される物 質をはじめとする種々の要因によって変動する。マトリックスか、粘土のみて成 立っている組成物は、一般的に、湿潤性か優れているという特徴かあるか、粘着 性が低く、ある場合には、よりやわらかい微粒子から成っていることかある。他 方、マトリ・ソクスか、植物性蛋白質のみから成る組成物は、一般的に、粘着性 と硬度か優れているという特徴かあるか、湿潤性かより低い傾向かある。動物性 蛋白質の多量を含む組成物は、粘着性は良いか、湿潤性と硬度が乏しいという傾 向かある。したかって、特に好ましいマトリックス物質は、植物性蛋白質、粘土 とそれらの混合物からなる群から選はれる。マトリックスか、植物性蛋白質と粘 土の両方の緊密な混合物からなる組成物は、良い湿潤性、粘着性、硬度、ならび に他の望ましい性質を提供するという利点を有する。したがって、本発明の特別 に望ましい組成物は、マド・リックスか、植物性蛋白質と粘土の両者の混合物か らなる。粘土に対する植物性蛋白質の重量による比は、重量による1部の粘度に 対して、0.1から10部の蛋白質の範囲であってよく、好ましくは、1部の粘 土に対して植物性蛋白質の0.3から4部の範囲にあり、さらに好ましくは、重 量において粘土1部に対して0.5から3部である。
本発明のバキュロウィルスは、例えば、アルギネートのCuligel (商品 名)のような、生物分解か起るポリマー中に包み込むことかできる。紫外線遮蔽 、そして/または摂取促進剤かポリマー中に組み込まれていてよい。
したかって、炭末、炭末をヘースとした染料、酸化アルミニウム、二酸化チタニ ウム、粘土、小麦粉、または蛍光性物質のような日光遮蔽剤か、ポリマー中に存 在することかある。
以下の例は、本発明を説明する。添付されている図において。
図1は、AcMNPV gp67シグナル配列と、AaHITのコーディング配 列を示す。gp137シグナルペプチドは下線か引かれ、2つの潜在翻訳開始コ ドンを太字タイプの字体で示しである。
図2は、AaHIT遺伝子の構築において使用された合成オリゴヌクレオチドの 配列を示す。ヌクレオチド配列は、5’−3’の方向(al、ba、c5.及び d7)、及び3’−5’の方向(a2.b4.c6.d8)で示されている。ト キシン遺伝子のアセンブリーに重要な制限酵素部位か配列上に示しである。翻訳 開始コドンは、下線か引かれてあり、そして、翻訳停止コドン(T A、 A  )は、2番目のヌクレオチド上のアステリスクによって示されている。BamH lとAcc1部位の間の’5tuffer’領域か挿入され、構築に必要なこれ らの2つの部位の二重消化を容易にした。オリゴヌクレオチドを、連続的にpU c18のポリクローニング部位に挿入した。
d 7/d 8か、pUC18におけるAcclとX ba Iの部位の間に挿 入され(挿入の際分解されるようにAcc1部位か構築された。)pSTDが形 成された。c 5 / c 6は、pSTDのBamHlとX ba 1の部位 の間に挿入され、pSTDCを形成した。これは、BamHlとAcclで消化 され、 “5tuffer’領域を放出させた。そして、al/a2を、これら の部位へクローニングしてpSTDCAを形成させた。これは、Acclて消化 し、b 3/b 4を挿入し、PLS−3Tを形成した。
図3aは、pAcsT−1の横築を示す。AaHITをコートしている合成オリ ゴヌクレオチドは、図2に記述されているように、pUCl 8の中に集められ 、pSL−3Tを誘導した。次に完全なAaHITをコードしている領域を、p LS−3Tから除去して、完全なAcMNPVポリヘトリン遺伝子の上流に位置 しているptOプロモーターのコピーを含むバキュロウイルストランスファーヘ クターであるpAcUW2BのBglII部位に挿入した。その結果上したトラ ンスファーベクターpAcST−1は、シグナルペプチドなしのAaHTTをコ ードしている完全な配列を含んでいる。
図3bは、pAcST 3の構築を示す。合成AaHITをpLS−3Tから除 去し、pAcATMIのBamH1部位に挿入し、pAcATM−1−3Tを誘 導した。
特定部位の突然変異誘発を、gp67分泌シグナルと、AaHITをコードして いる領域の間の接合部上て行い、修飾プラスミドpAcST−2内に、好ましい プロテアーゼ開裂部位を提供した。修飾したgp67−AaHITのコーディン グ領域を、pAcST−2から除去し、p A c U ’vV 2 B内に導 入し、pAcST−3を誘導した。
図4Aはgp67ノグナルペプチドコーデイング領域(246−359)と、A aHITのコーディング領域(360−569)に関連したAcMNPVplO プロモーター(1−240)のヌクレオチド配列を示す。p10プロモーターか らの転写開始部位(位置+67−170 ; TAAG)は、太いタイプ字体で 示されている。
シグナルペプチドとトキシンの間の接合部は、突然異誘発の前に示されている。
除去されたヌクレオチドは、より低いケースにおいて示されている。
図4bは、gp67シグナルペプチドコーデイング領域とAaHITコーディン グ領域との関連においてAcMNPVp l O遺伝子プロモーターのヌクレオ チド配列を示している。その配列の上には、組み換え体ウィルスを誘導するのに 使用されたトランスファーベクター(pAcST3)のプラスミド制限地図があ る。
図5は、ウィルス 感染S、 frugiperda(Sf)細胞中の蛋白質の 発現を示している。細胞を、Ac5T−3、または野性型ウィルスで感染させ、 方法において記述されたように感染後の種々の時点において358−システィン て1時間パルス標識した。蛋白質は、X−線フィルムに露出する前に、10−3 0%ポリアクリルアミドグレーディエントゲル上で分離した。AaHITとポリ ヘトリン蛋白質の位置か示しである。
図6は、トータルトキシンとAc5T−3で感染した細胞の培地のHPLC画分 とイムノプロット分析の結果を示す。HPLCからの両分25−28を、10− 30%ポリアクリルアミドグレーディエントゲル上で分離し、テキストに記述さ れているようにプロットした。BSA(再懸濁緩衝液中に存在する)とAaHI Tか示しである。
図7、金柑A a H毒液、またはAc5T−3で感染したSf細胞からの培地 を、HP L Cを使用して分画した(例1参照)。選ばれた両分の分析を、4 μlを図8は、A c S T−3とAcMNPV(野生型)で感(−←した幼 虫による局部的な梁の損傷を示す。
図9は、インターロイキン2ノグナルペプチトコーデイング領域と、AaHIT ココ−ィング領域と関連したAcMNPVp l O遺伝子プロモーターのヌク レオチド配列を示す。配列の上には、組み換え体ウィルスを誘導するのに使用さ れた1−:)ンスファーベクター(pAc 112sT)のグラスミ1−制限マ ツブがある。
図1Oは、幼若ホルモンエステラーゼのシグナル配列−1−1−をコートする領 域と、A a HI Tをコートする領域と関連したAcMNPV pl、oの 遺伝子プロモーターのヌクレオチド配列を示す。配列の上には、組み換え体ウィ ルスを誘導するのに使用されたトランスファーベクター(pAcJHEST)の プラスミド制限地図かある。
図11は、pAcSTSTの制限地図、ploプロモーター、Δa HI Tシ グナルペプチドとAaHITコーディング領域の配列を示す。
図12は、pACCP2ST(7)制限地図とplOプロモーター、CPI2ノ グナルベプヂトとAaMITコーディング領域の配列を示す。
図13は、pAcOXYsTの制限地図、及びpl。
プロモーター、オキシトシンのシグナルペプチドとAaHITコーディング領域 の配列を示す。
図14は、gp67シグナルペブチトコーデイング領域とAaHITコーディン グ領域ど関連してタンデムに配置されているAcMNPV塩基性蛋白質遺伝子の プロモーターとpIOの遺伝子プロモーターのヌクレオチド配列を示す。配列の 上には、組み換え体ウィルスを誘導するのに使用されたトランスファーベクター (pAcBPST)のプラスミド制限地図かある。
図15は、図5(a)ACl 12ST;(b)AcJHEST ; (c)A c BPSTについて記述されたように、ウィルス感染Sf細胞中ての蛋白質の 合成を示す。
図16は、AcMNPV gp67のシグナル配列と5eflTのコーディング 配列を示す。gp67シグナルペプチドは、下線か引いてあり、2つの潜在性翻 訳開始コ1ヘンは、タイプの太字体で示しである。
図17は、5eflT遺伝子の構築に用いられた合成オリゴヌクレオチドの配列 を示しである。ヌクレオチドは、5’−3’の方向(O33711)と、3’− 5’の方向(O33712)で示しである。オリゴヌクレオチドの対のサブクロ ーニングのために使用された制限酵素部位は、配列の下に示されている。翻訳開 始コドンは下線か引かれてあり、翻訳停止コドン(TAG)は、2番目のヌクレ オチドの上のアステリスクによって示されている。アニーリングの後、オリゴヌ クレオチドは、pDH7内の5phlとBamH1部位の間に挿入された。pD H7は、AcNPV gp67の分〜・シグナルをポリリンカーの)(indl [の部位の代りに、」−二一りなりglII部位と5phlどの間にイ1゛シて いるpEMBL I 9の誘導体である。
図18は、gp67ノグナルペプチドコーデイング領域(246−359)に関 連するAcMNPV ploのヌクレ十−f−1’配列Cl−240)を示して いる。残りの配列は、5efl”pに対するコーディング領域である。
gp67領域中と、Se目目頭領域間の接合部の突然変異誘発後の配列か示さ1 1でいる。
図19は、gp67シグナルペプチドのコーディング領域ど5efTTのコーデ ィング領域と関連したAcMNPV plO遺伝子プロモーターのヌクレオチド 領域を示す。、二の配列の上には、組み換え体ウィルスを誘導するのに1重用さ れたトランスファーベクター(pAcseflT)のプラスミド制限地図かある 。
AcMNPV c 6 (Possee、I 986) S及びす”での組み換 え体ウィルスは、5podoptera frugiperda(IPLB−3 f−21)細胞(Vaughnら、+977)中で、ペニノリシとストレプトマ イシンの存在下て、5%、または10%ウシ胎児血清(Fe2)を補充したTC looて28℃において繁殖させた。ウィルスの感染性は、BrownとFal kner (1977)によって記述されたように、プラークアッセイを使用し て評価した。
ウィルスの精製:ポリへトラをHarrapら(1977)によって記述された ように、ただし、すへての溶液に0゜1%(w/v)S D Sを添加して、感 染細胞、または昆虫から精製した。SDSは、ポリへドラを精製の終了時に水で 洗うことによって除去した。ポリへドラを、Wigley(1976)のドライ カウンティング法を使用して計数しtこ。
AaHITの蛋白質配列を、ACMNPVポリヘトリン(I(ooft van  lddenkingeら、1983) とpt。
(Kuzioら、+984)遺伝子のより好ましいコドンバイアスを使用して、 ヌクレオチド配列に変換した。予知されたDNA配列を、制限酵素部位を同定す るために、5tadenモレキユラーバイオロジープログラムを使用して、VA Xマニフレームコンピューター上で分析した。これらを使用して、Applie d Biosystem AutomatedSynthesiser上で造り 出された合成オリゴヌクレオチドの4つの相補的対をデザインした。配列はAT Gコドンの前の4つのヌクレオチドが、AcMNPVポリヘトリン遺伝子のヌク レオチドに対応するようにデザインされ、このようにして、翻訳週辺区域の開始 の完全性を保存した。翻訳停止コドンは、コーディング領域の3′末端に組み込 まれた。適切な制限酵素部位か、合成オリゴヌクレオチドのpUc18への挿入 、そして、その後のマニピユレーションのためにBamHIとBglIIをもっ た完全なAaHITコーディング領域として、その後の切除を容易にするために 組み込まれた。該オリゴペプチドを、標準プロトコール(Sambrookら、 1989)を使用して、p U CI 8 (Yanish−Perronら、 1985)内の完全AaH[Tコーディング配列中に集められた。この操作のさ らなる詳細は、図2.3a、及び3bに関連して上に記述されている。最終プラ スミド構築、pLS−3T中のAaHITコーディング領域を、その権威を確認 するために、ジデオキシヌクレオチドチェインターミネータ−法(Sanger ら、1977)を使用して配列決定を行った。
同様な方法において、Sef ITの蛋白質の配列を、ヌクレオチド配列情報に 変換した。2つの相補的オリゴヌクレオチド、033711、と083712( 図17)を合成した。アニーリングの後、これらのオリゴヌクレオチドを、プラ スミドpDH7に、sph I とBam旧部位の間において挿入した。pDH 7は、AcMNPVの分泌シグナルを、ポリリンカーの旧nd [r[部位の代 りに位置したユニークなりgl 11部位とsph Iの間に含んているpEM BL19(Oenteら、1983)の誘導体である。プラスミド構築物、pD H7−3ef ITにおけるSef ITココ−ィング領域を、その権威を確認 するために、上述の如く配列決定(i’) pAcST−1(比較) 実際的な ウィルス殺虫剤を製造することは、AaHI Tコーディング配列を、機能的ポ リヘトリン遺伝子を維持したバキュロウィルスに挿入することを必要とした。1 −ランスファーベクターpAcUW2B(Weyerら、+990)は、この基 準を満足する。それは、AcMNPV EcoRII断片に基づいており、ポリ ヘトリン遺伝子を網羅している。それは、ポリヘトリン遺伝子の完全なコピー、 plOプロモーターのコピー、及びSV40転写停止配列をもち、ポリヘトリン ATGコドンから90ヌクレオチド上流の部位に、そして、反対の方向に挿入さ れたBgl IIクローニング部位をもっている。
Aaf(ITココ−ィング領域をBam旧とBgl IIを使用してpt、s− s’rから切除し、ゲル化温度が低いアガロースゲル中て分画した後精製され、 トランスファーベクターpAcUW2B (Weyerら、1990)のBgl  If部位へ挿入して、pAcST−1を誘導した(図3a)。
(ii)pAcST−2:潜在的にAaHITを分泌することができると思われ るウィルスを造り出すために、コーディング配列を、ポリへドリンプロモーター の後に、gp67シグナルペプチド配列(Whitford ら、1989)の コピーをもったトランスファーベクターであるpAcATMlに挿入した。トキ シンコーディング領域をBam旧とBgl IIでPLS−3Tから切除してp AcAIMl中のBam旧部位へ挿入し、トランスファーベクターpAcST− 2を産生じた(図3b ) 、 pAcATMlは、Ml3へルバーファージ( Living−stoneとJones 1989)の使用を経て、一本@DN Aの産生を容易にするM13遺伝子間領域を含むポリへドリンプロモーターに基 づいたトランスファーベクターであるpAcCL 29 (いvingston eとJones l 989)の誘導体である。gp67シグナル配列とAaH [Tの間の接合部は、図4八に示されているGP67−3C,Toxを使用して 、M13オリゴヌクレオチド志向突然変異誘発(Kunkel、l 985 ) を使用して修飾し、好ましいプロテアーゼ認識部位をコードする適切なりNA配 列を誘導した。本段階は、AaHITの元のATG翻訳開始コドンも除去した。
gp67接合部に対して行われた変化は、p10プロモーターの配列とともに図 4Aに示されている。
(iii) pAcST−3(本発明):gp67シグナル配列とAaH[Tを Xho If消化によってpAcST−2から除去し、pAcUW2B中のBg l II部位に導入し、pAcST−3を産生じた(図3b)。
(iv)pAcl12sT (本発明) 、 Aal(IT合成コーディング領 域を、Bam旧/Bgl II−消化DNA断片として、BLUE−3CRIP T Ml 3フアーンミド(Stratagene)のポリリンカー領域内のB am旧部位へ挿入した。コーディング領域の方向性は、制限酵素マツピングによ って確認された。IL−2シグナルペプチドのコーディング配列(Tanigu chiら、1983)を、トキシン配列の翻訳開始コドンの上流にある1Eco RV/Pst部位(複数)の間に挿入した。シグナルペプチドとトキシンをコー ドする配列との接合部は、オリゴヌクレオチド−志向突然変異誘発(Kunke l。
+985)を使用して変更し、分泌ペプチドの開裂のための最適プロテアーゼ認 識部位を提供した。配列は、チェーンターミネーション法を用いて確認した。シ グナルペプチドとトキシンをコードする領域を含むDNA断片をXho[[て切 除し、バキュロウィルストランスファーベクターpAcUW21のBgl 11 部位において挿入し、pAc I 12STを誘導した。pAcUW21は、p AcUW2Bからの発展であり、ポリヘトリン遺伝子とplO遺伝子プロモータ ーに並ぶウィルス配列を減少させた。それは、Ml3 KO7で重感染した後、 バクテリア中に一本鎖DNA産生を可能にする適切な調節配列を有している。p AcUW21は、pAcUW2Bから5408ヌクレオチドDNA断片を切除し 、これを旧nd IIIとEcoR[で消化したpEMBL I 9に挿入する ことによって構築した。連結の前に、コウシの腸のホスファターゼで処理し、D NAの末端をDNAポリメラーゼで修復した。I I−2のシグナルペプチドの コーディング領域の配列は、AaH[Tコーディング配列と関連して図9に示さ れている。
(v) pAcJHEST (本発明):JHEシグナルペプチドをコードして いる合成りNAを、2つの対の重複オリゴヌクレオチドをpEMBL 19の修 飾型のポリリンカーの(I(ind Illの部位はBgl IIに変更されて あった) Bgl 11の部位どEcoRIの部位の間に挿入することによ−) で構築しt−0次に、このプラスミドをBamf(l(JHE配列の3′領域内 にある)で消化し、トキシンをコードしている領域を、Bam Hじ’Bgl  IIで消化したDNA断片として挿入した。JHEノグナルペブチトとトキシン をコード(7ている領域との間の接合部は、F述したオリゴヌクレオチド志向突 然変異誘発を使用(、て変更された。次に、その配列は、Bgl IIによる消 化によって回収され、pAclJW 21内のBg1部位において挿入され、p AclHEsTを誘導した。J HEのソゲナルペプチドをコートする領域の配 列は、Aa旧Tのコーディング配列との関連において図10に示されている。
(vi’)pAcSTST (本発明) 天然AaHIT (Bougis、P 。
E 、ら、I 989)に対するシグナルペプチド配列が5′に、そしてBgl  II部位か両端にあるAa、HIT遺伝子の=1ピーを作るために、ポリメラ ーゼ連鎖反応か使用された。
5′−プライマーは・ Met Lys Ph−Lau lau tau Phs Iau Val V al L*u’!’A’f’ATAAGATC? ATG AAA m CT’ CCTA TTG T’Z? CTCGTA GTC07?Pro工l@Kst  Gly Val Leu GlyCQ ATA ATG GGG GTG C TI’ GGCAM MA AAC<;cc TACGCG GT!’ GAC C TATATAAGATCT TTA GTT AAT AAT AGT AGT  GTCてあった。
次に、Bgl IIで消化された断片を、ユニークなりgl 11部位において 、pAcUW21に挿入した。本ベクターを、pAcSTSTと名付けた。Aa H[Tシグナルペプチド、及びAaHITのコーディング領域の配列は、図11 に示しである。
(vii) pAcCP2ST (発明)・本ベクターは、Drosoph i  lamelongaster (Syder、M、ら、1982)からのCF 2に対するシグナルペプチド配列か、天然のAaH[Tソゲナルペプチドの代り に加えられたことを除いて、pAcSTSTについてと同様に調製された。5′ プライマーは、M@t^la Cys Pro Sar tau Ala Cy s Cys Iau tauTATATAAG入TCT ATG GCCTGC CCCAGT CTCGCT TGCTGCCTG CTTGly Lau L au 入1a Lau THr S@r AlaGCCCTA CTG GCT  CrG ACCTCCGCCAAA AAA AACGGCTACGCG G T?ACTC てあり、 TATATAAGATCT TTA GTT AAT AAT AGT AGT  GTCであった。
CF2−シグナルベプチトとAa、HITコーディング領域は、lAl2に示さ れている。
(viii)pAcOXYsT (発明) 本ベクターは、天然AaH[Tソグ ナルペプチドの代りに、ラットからのオキトソンに対するソゲナルペプチド(I vell、 RとTichter、D、 。
+984)か加えられたことを除き、pAcSTSTについてと同様に調製され た。5′プライマーは、M@t Phe Lys Ph@Val M@t X1 @Iau Ala Val Va1丁ATATAAGATCT ATG TTr  AAA TrCGTT ATG ATr CTA GCG GTT GT’l ’Gly Val Ala Thr AlaGGCGTr GCCACA GC G AAA 入入^ AACGGCτ入e GCG GTr GACTC。
TATATAAGATCT TTA GTT AAT AAT AGT AGT  GTCテアッた。
士キノトキノンノグナルペプチドとAaHITコーディング領域の配列は図13 に示されている。
(ix)pAcUW218P (本発明)、IjA基性蛋白質遺伝子のプrr  モーターをpAcMPl (Hill−Perkinsら、l 990)からA sp 718とBamHlて切除し、pDH7の同し部位の間に挿入し、p D  H7B Pを誘導した。次に、ポリメラーゼ連鎖方法を使用して、塩基性蛋白 遺伝子プロモーターのコピーを作り、また、プロモーター断片の5′の端にXb a 1部位も加えた。本断片は、次にpAcUW21内のplO遺伝子プロモー ターの代りに挿入し、pAclJW21BPと名付けた。
gp67シグナルペブチトとトキシンコーディング領域を、Xho IIを使用 してpAcST−3から切除し、pAcUW21BPのBgl [1部位におい て挿入し、pAcBPSTを誘導した。gp67とAa)I[Tコーディング領 域との関連において、塩基性蛋白質とplO遺伝Pプロモーターの配列は図14 に示しである。
(X) pAcseflT (本発明):gp67コーデイング領域を、上述し たように、特定部位の突然変異誘発を使用して、5eflT ニア−ディング領 域とともに(pDH7−Sef ITにおいて)フレーム中に置いた。変化は、 配列決定によって確かめられた。完全コーディング領域(gp67とSef[T  )を、11DH7−3ef ITからBgl IIとBamH(て切除し、p AcUW21のBgl [1部位において挿入し、pAcsef ITを誘導し た。
5eflTコーデイング領域の配列は、gp67シグナルペプチド領域とplO 遺伝子プロモーターとの関連において図18と図19に示されている。
胞を、pAcST−1とポリヘトリン陰性AcRP6−3C(Kittsら、1 990)感染性ウィルスDNAとて、カルシウムホスフェート法(Smithら 、+983)を使用してコトランスフエクトした。組換え体ウィルスは、標準ブ ラークアッセイにおいて、ポリへドリンー陽性表現型として選択された。
(ii)AcST−3(本発明) : pAcsT−3をAcRP6−3Cとと もにリポフエクチン法(Felgner ら、1987 ; Groebeら、 +990)を使用してコトランスフェクトした。そして、ウィルスは前のコトラ ンスフェクションについてのようにスクリーニングされた。
(iii) Ac112ST、 AcJHEST、 AcBPST、 Ac5T ST、Ac112ST。
Ac0XYST、Ac5oflT (全部発明) + Ac5T−3について述 べた如くである。
組み換え体ウィルスは、5回の連続のプラークアッセイによって精製し、AaH [T遺伝子に対して特異的な(32P)放射標識オリゴヌクしオチドをプローブ として使用して、感染細胞からのDNAのEcoR消化物のササンハイブリッド 形成によって確証した。
ウィルスで、細胞あたり10pfuの感染の多重度(moi)で接種し、室温で 1時間インキュベートした。接種物を除去し、2 mlsのTC100/10% FC3て置換し、放射線標識前15分まて、28°Cてインキュベートした。
次に培地を除去し、0.5 misの飢餓培地(296透析FC8を含み、シス ティンを含まないTC100)を加え、プレートを28°Cて15分インキュベ ートした。この後、20 μci (35S)システィンを補添した0、 5  mlsの飢餓培地を加え、1時間インキュベートした。変性1O−30%ポリア クリルアミドグレーディエントゲル(Cookら、+979)中で、蛋白質の抽 出物を分離し、次に、ゲルはクーマシーブルーて染色し、乾燥して、X線フィル ムに暴露した。
非標識ウィルス感染細胞(上のE、または下のGを参照)からの蛋白質抽出物を 、l O−30%の変性ポリアクリルアミドゲル中で分離し、Bio−Radエ レクトロプロット装置を使用して、トランスファー緩衝液として25M−)リス 、5.3M−グリシン、及び20%メタノール中で、toovで2時間ニトロセ ルローズフィルターにトランスファーした。フィルターを、3−5%の低脂肪粉 ミルクを遮断剤として、0.05%Tween −20を含むPBS (PBS T)中でインキュベートした。これは、室温において、1時間穏やかに振盪し、 次に、PBST中1/l 000に希釈した(同族ペプチドに対する間接的エリ ザにおいて、1:10,000を超える力価)合成AaHITに対して免疫した モルモットの血清とともに、さらに2時間インキュベートした。次に、PBST 中でフィルターを数回洗って非結合抗体を除去した。結合抗体は、抗モルモット [gG−アルカリホスファターゼ結合体を使用して検出された。
domesticaにおけるin vivoアッセイ:注射による毒性凍結乾燥 試料として、Sigmaから入手した全損AaH(1mg)を20μlODMS O中に再懸濁させ、次に水で100μlに希釈した。沈澱した物質を、15.0 00gで5分間遠心分離することによって除去した。上清(20μm)の精製を 、スペクトロフロー783検出器を280nmにセットして、LCDシステムを 使用して、HPLCによって行った。分離のためには、5pherisorb、 C3,5μmの粒径、25cmのカラムか使用された。溶剤Aは、pH2,7の 0.15Mアンモニウムホルメート、溶剤Bはアセトニトリルてあった。A中1 5%から40%Bの線型グレーディエンドを、40分間にわたって1ml/分の 流速て行い、40X1mlの画分を集めた。両分を凍結乾燥して、アセトニトリ ルとアンモニウムホルメートを除去し、次に、水中0.1 mg/mlのB5A 200μmに再懸濁させた。0.5μmの各両分を10匹のM、 domest  1ca(雄と雌)の成虫に、25ゲージの注射針を用いて注射した。
感染細胞からの上清の分析は、2皿の感染S、 furgiperdaからの上 清を使用して行った(すなわち2 m1s)。これは、Centricon濾過 システムを使用し、5orvall RC3遠心分離機上で、3時間、5000 Xgにおいて遠心分離することによって4倍に濃縮した。濃縮した物質100μ mを、HPLCカラムにかけ、全毒液と同じように処理した。試料を、HPLC 処理した後、両分を凍結乾燥し、100μlの0.1 mg/ml B S A 中に再懸濁させた。各両分4μlを使用して、た(Hunterら、1984) 。アッセイはすへて、1度昆虫を通って通過させたポリへドラを使用して行った 。初回通過のためには、第3齢のT、旧の幼虫は、感染細胞の粗抽出物を含んだ 規定食プラグを消費し、その後は、幼虫を新鮮な規定食に移した。死の直後、昆 虫を収穫し、プールした。ポリへトうを精製し、すべての他のアッセイのために 使用した。
(1)感染した幼虫から回収した血リンパの生物活性トキシンの生物活性は、与 えられた試料の連続希釈4μmを、硬膜形成間のM、 domesticaの腹 の側背領域に注射することによって評価した。AaHの全毒液のHPLCから得 たトキシンを含む両分を使用して、血リンパから回収したトキシンの量を算定す るために、標準を作成した。両分を凍結乾燥して、901g/100μmの濃度 に再懸濁させた。これは、18,9.4,5,2.25゜または1.125ng のトキシンを含む4μmの注射に便利なように、PBS中でさらに希釈した(1 8ngは、トキシンのLD50に対して過剰であることか示された)。
50匹のT、niの第2齢幼虫(約0.6−0.7mg)を個別に、ミクロタイ タープレート中、人工規定食の小さいプラグ上のウィルスのタイターの5回の連 続希釈を与えた。理想的には、ウィルスの最大用量は90%を越える死亡率を与 えるはずであり、中間投与量は、10%の死亡率を与える筈である。AcMNP Vの遺伝子操作を行わない株は、幼虫あたり120,60,30,15.及び7 .5PTB’sてこれらの条件を満足した。幼虫は、24時間以内に投与量を消 費し、消費しなかった幼虫はアッセイから除外した。その他は、人工規定食の個 別の容器に移し、暗いインキュヘーター中、24時間飼育した。毎日幼虫を検査 し、死体を除去し、スライド上に塗抹し、染色して検鏡し、死因を確認した。プ ロビット分析を使用して得られたデータを分析し、LD50値を決定した(Fi nney、I 971 )。
(K)ST50測定 これらの研究に使用された新生幼虫を産生ずるために、産卵用のフィルターペー パーを含むケージの中で成虫を飼育した。卵かついているフィルターは表面殺菌 し、プラスチックの容器の中に維持した。新生幼虫は、ふ化してから3−6時間 餌を与えなかった後、様々なウィルス靜濁液の液滴を摂取さぜた。投与液か目視 てきるように、5%青色食品着色料で懸濁液を着色させた。この懸濁液の小滴を 集中リングとしてペトリ皿上に置いた。幼虫は、これら集中リングの中心部に導 入され、その後は、皿の蓋まで這い上がる前に、液滴を通って動き、小容量の液 体を摂取した。取扱い中に傷害をうけた幼虫は中央に残り、反復摂取と健康な幼 虫の選択を行うことができた。
以前の研究から、この種の実験においては、T、旧の幼虫は0.0087(±0 .0023)μmを消費しく HughesとWood、l 981 、 Hu ghesら、1986)、これらの5T50アツセイにおいては、ウィルス懸濁 液は、2×10’のポリへドラ/mlを含むことが分った。投与後、幼虫は人工 規定食を入れた個別の容器中に維持した。24時間後に幼虫をチェックし、死ん だ幼虫はすべて除去した。これらの死は操作のためてあったからである。さらに 48時間経過後に、再び幼虫をチェックし、その後は頻繁にチェックを行った。
死んだ幼虫は除去し、外観と検鏡により死の原因を評価した。5T50の計算は 、Vistatプログラムを使用して行った(Boyce ThompsonI nstitute、1tFlaca、−’−ニーヨーク)。
(PIB’ s)を接種した人工餌のプラグを個々に一夜給餌した。この高濃度 の投与量は100%の死亡か保証された。給餌後幼虫を、制御した環境で生育さ せたキャベツの葉で、5群に分けて囲った。給餌前に、葉を一夜浸漬して水分を 飽和させた。給餌2日後に、葉の損傷を写真で評価した。
(A)組換えウィルスによる蛋白質の合成AaHITは、70アミノ酸(第一メ チオニンを含む)から成る蛋白質配列をもち、推定分子量は8000である。
Ac5T −1(分縮・シグナルのないAaHIT )またはAc5T −3リ ルアミトゲル中における抽出分析では、クーマシーブルーまたはンルハー染色の とちらによっても期待した大きさの特別の蛋白質を検出することに失敗した。ウ ィルス感染細胞を、次に、感染後の異なった時間ごとに、(”S)ノスティンで 標識化した(図5)。これらの結果ては、ウィルスplO蛋白質(p10蛋白質 はソスティン残基か欠除している)の期待される位置の直下に移動した特別な蛋 白質を示した。この推定AaHITの合成は、感染i&18から36時間の間か 最大であった。蛋白質の組成は、合成AaHITに対し生じた抗血清によるAc 5T −1またはAc5T −3感染細胞抽出物のウェスタンプロット分析を用 いて確認した。
(B) Aailの全毒液と合成AaHITのHP L CHP L C記録で は、Ac5T −3に感染した細胞の全毒液と培地中に存在する2 7/28フ ラクシヨンの周辺の280nmの光学密度の読みの位置にピークか出現したか、 野生ヤウィルスの感染細胞には見られなかった。25と28の間のフラクション のウェスタンプロット分析では、素毒液の27と28のフラクションに、また、 Ac5T −3に感染した細胞の上清の26と27のフラクションにAaH[T の存在を示した(図6)。
これらのフラクションのそれぞれの少量をM、 domes−ticaに注射し た結果、これらのフラクションに麻痺及び致死活性のあることを確認した。注射 後一時間で、トキシンにより動けなくなり、注射後24時間で死亡することか明 らかになった(図7)。
(C)感染幼虫から回収したヘモリンパの生物活性生体内で、Ac5T −3感 染細胞からのAaHITの分泌物は、ウィルス感染T、旧幼虫からのへモリンパ を回収し、そ染させた。注射72時間後に、末端の前脚の上部を切断し、ヘモリ ンパを収集した(20μm)。メラニン化を制限するため、ヘモリンパの全試料 を集めるために用いるピペットは、フェニルチオウレア溶液で洗浄した。このヘ モリンパ4μlを、M、 domesticaの試験幼虫への注射に用いて毒性 を評価した。その反応を、HPLCて精製したAaHITの全毒液を用いて作成 した標準曲線と比較した結果を表2に示す。M、 domesticaの反応で は、T、旧幼虫内のトキシンの濃度は、注射後72時間で、ヘモリンパの約1. 5−2. Ong/μlであることを示した。
表2 + Ac5T −3に感染した幼虫から回収したヘモリンパ投与量(ng ) A B CD 対照(PBS) 10 0 010 1.125) 7 2 1 10 2.25 )Dilutions 2 5 3 104.5)of 0 4 6  10 9.0 )AaHIT O4610 18,0) 0 0 10 10 ヘモリンパAcNPV 10 0 0 10ヘモリンパAc5T−303710 A=飛行力のある昆虫 B−動けるが飛へない昆虫 C=動くことのできない昆虫 D=注射した昆虫数 (D)組換えウィルスの生体内の活性 組換えウィルスの生体内活性は、LD50値の推定で評価した。T、旧の第2令 幼虫を感染させた。反復個体に7.15,30.60または120PIB’ s の量を給餌した。その後の統計解析で、無修正AcMNPVのLD50値は44 (95%信頼限界は35と55) 、Ac5T −1は38(95%信頼限界は 31と46)そしてAc5T −3(発明)は31(95%信頼限界は27と3 7)であった。AcMNPVとAc5T −3のLD50値は、α=0.05で 有意な差が認められる。LD50値の相違は比較的小さく、1.4191の増加 で、95%信頼限界は1.026216−1.9846である。
新生虫の感染後の5T50を評価した。しかしながら、5T50データは、幼虫 を殺すまでの時間を有意に減少させた。AcMNPVの5T50は、113.1 (95%信頼限界は112−115)、Ac5T−1の値は109.2(95% 信頼限界は107−110)、そして、Ac5T −3(発明)は85.8時間 (95%信頼限界は85−87時間)であった。Ac5T −3の結果は、分泌 シグナルのない配列をコードするトキシンを含む無修正ウィルスまたはAc5T 1のそれとは有意な差がみられた(α=0.0O01)。
これは、Ac5T −3ウイルスがAcMNPVより少なくとも25%早<T、 niを殺すことを意味する。これらの結果は表3に集約しである: AcMNPV 44 (35−55) 113.1 (112−115)AcS T−138(31−46) 109.2 (107−110)AcST−331 (27−37) ” 85.8 (85−87)”0 これは野生型ウィルスに 関し、LD50の統計的に有意な減少を表す(α=0.05)。
1 これは野生型ウィルスに関し、LD50の統計的に有意な減少を表す(α= 0.0001)。
(E)感染の病理 AcMNPV、 Ac5T −1またはAc5T −3による感染後の病理もま た検査した。Ac5T −3に感染した幼虫は、Ac5T −1またはAcMN PVに感染した幼虫とは異なっていた。Ac5T −1またはAcMNPVによ る感染では、大量のウィルスで、クリーム色に着色した幼虫の融解をもたらす組 織の損傷を引き起こした。Ac5T −3の感染では、幼虫は、生体構造を完全 に維持し、緑色のままであった。
(F) Ac5T −3に感染した昆虫による給餌損傷の減少T、旧幼虫による 作物の給餌損傷の減少に関するAc5T−3組換えウィルスの効果は図8に示し である。
それぞれの組換えウィルス内に挿入した毒性遺伝子の発現は、5podopte ra frugiperda細胞を感染させ、1時間間隔て定期的にそれぞれの 培養皿を標識化することによって試験した。その結果は、図15a、bに示しで ある。AcJHESTは、感染後12時間目にいくつかのトキシンを生し、18 −36時間の間に複合ピークを示した。
その後蛋白質生成の速度は減少した。このウィルスに感染した細胞中のトキシン の生成量はやや低いけれども、同じような結果かAc112ST感染細胞に認め られた。
(H)ハイブリッド遺伝子プロモーターをもつ組換えウィルスによる蛋白質の合 成 図15cはまた、AcBPST感染細胞中のサソリトキシン生成の動態を示す。
このウィルスは、感染後12時間までにかなりの量でトキシンの生産を始めるこ とは明らかである。生成量は、plO遺伝子プロモーターのみの制御下での毒性 遺伝子をもつ組換えウィルスに感染した他のどの細胞よりも有意に高かった。A cBPST感染細胞中でのトキシン生産は感染後48時間まで続いた。
ウィルス感染Sf細胞の生長を支える培養液中に分泌したAaHITの生物活性 を表4に示す。培地はM、dOmeStiCaを用いて(C)に記載したように 解析した。Ac5T −1は、培地中に活性トキシンを放出しないことは明らか である。
(J)別の分泌シグナルまたはハイブリッド遺伝子プロ各組換えウィルスのLD 50値は、前に記載したように推定した(D)。これらの値は非常によく似てい た。
5T50は、新生虫の感染後に評価した。Ac5T −3の5T50は71.4 時間(95%信頼限界は70.6−72゜2 ) 、ACJHESTは77.7 時間(95%信頼限界は76.7−78.7 ) 、Ac[12STは87.2 時間(95%信頼限界は86、 I −88,3) 、AcBPSTは73.1 時間(95%信頼限界は71.8−74.4)であった。
Ac5T−371,4(70,6−72,2)AcJHEST 46(36−5 9) 77、7(76、7−78,7)Acl12ST 87.2(86,1− 88,3)AcBPST 50(36−67) 73.1(71,8−74,4 )AcMNPV 41(34−49) 108(106,9−109,1)れぞ れ、受入番号NC[MB 40393. NC[MB 40394及びNC[M B 40395で、1991年3月22日にGB。
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■ 〒 (で −一 1−事件の表示 生物学的防除剤 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象 明細書、請求の範囲及び要約書翻訳文 手続補正書(自発) 1、事件の表示 2、発明の名称 生物学的防除剤 3.11正をする者 事件との関係 特許出願人 氏名(名称) ロウセル − ラフラフ(ほか 1名) 5、補正命令の日付 6、補正により増加する請求項の数 7、補正の対象 図面の翻訳文 8、M正の内容 別紙のとおり 図面の翻訳文の浄書(内容に変更なし)、mlA++lI+、++N自PCT/ GB92100501フロントページの続き (51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2N 15/86 (72)発明者 ケイリー、パトリシア ジェーンイギリス国エイチピ−42デ イーワイ ハートフオードシヤー、パークハムステッド、レイジング レーン(番地ない、 ロウセル ラフラフ エンバイロンメンタルヘルス 気付 (72)発明者 スチュワード、ローナ メリー ディエツト イギリス国イージー1エイ 7ビーイーロンドン、バーソロミューズ クロース 59、インペリアル キャンサー リサーチファント、ドミニオン ハウス 気 付 I (72)発明者 ボッシー、ロバート デビットイギリス国オックスフォードシ ャー、オーエックス13ニスアール、オックスフォード、マンスフイールド ロ ード(番地なし)、エンイーアールシー インスチチュート オブ ピロロシイ  アンド エンバイロンメンタル ミクロバイオロジイ 気付 (72)発明者 ファーバー、ミゲル ロペツイギリス国オックスフォードシャ ー、オーエックス13ニスアール、オックスフォード、マンスフイールド ロー ド(番地なし)、エンイーアールシー インスチチュート オブ ピロロシイ  アンド エンバイロンメンタル ミクロバイオロジイ 気付

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.感染細胞に、殺虫性トキシンからなる外来蛋白質を発現させ;当該トキシン 又はその機能的誘導体がシグナルペプチドによって昆虫細胞から分泌するように なる特性を備えた組換えバキュロウィルス。
  2. 2.組換えバキュロウィルスがAutographaCalifornica  MNPV,Bombux mori NPV,Heliothis ZeaNP VまたはBuzura suppressuria NPVである請求の範囲第 1項記載の組換えバキュロウィルス。
  3. 3.トキシンはサソリ毒又はクモ毒である請求の範囲第1項または第2項記載の 組換えバキュロウィルス。
  4. 4.トキシンはAaHITである請求の範囲第3項記載の組換えバキュロウィル ス。
  5. 5.シグナルペプチドは、哺乳動物または昆虫の分泌シグナル配列である、前項 クレームのどれにも記載する組換えバキュロウィルス。
  6. 6.シグナルペプチドは、バキュロウィルスシグナル配列である、請求の範囲第 1項から第4項のどれにも記載の組換えバキュロウィルス。
  7. 7.シグナル配列は、gp67シグナル配列である請求の範囲第6項記載の組換 えバキュロウィルス。
  8. 8.製造方法が: (i)殺虫性トキシンからなる外来蛋白質をエンコードするキメラ遺伝子を、バ キュロウィルス転位ベクター内で、昆虫細胞に外来蛋白質の発現を可能にするプ ロモータの下流制限位置にクローニングする、そして(ii)(i)の方法で得 た組換え転移ベクターと元の野生型バキュロウィルスDNAを、バキュロウィル ス感染に感受性の細胞に同時移入させ;キメラ遺伝子が、トキシン又はその機能 的誘導体からなる外来蛋白質と、外来蛋白質を昆虫細胞から分泌させるシグナル ペプチドをエンコードする特性を備える、 ことからなる組換えバキュロウィルスの製造方法。
  9. 9.不活性担体又は稀釈剤及び請求の範囲第1項から第7項のどれにも請求され ている組換えバキュロウィルスからなる殺虫組成。
  10. 10.当該方法が、請求の範囲第1項から第7項のどれにも請求されている組換 えバキュロウィルスの有効量を遺伝子座に与えることからなる、遺伝子座で昆虫 を制御する方法。
  11. 11.請求の範囲第1項に定義するような外来蛋白質をエンコードする分離した キメラ遺伝子。
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