JPH06510664A - チロシンキナーゼ - Google Patents

チロシンキナーゼ

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JPH06510664A JP5502314A JP50231492A JPH06510664A JP H06510664 A JPH06510664 A JP H06510664A JP 5502314 A JP5502314 A JP 5502314A JP 50231492 A JP50231492 A JP 50231492A JP H06510664 A JPH06510664 A JP H06510664A
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ホークストラ,メリル,エフ.
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ザ サルク インスティテュート フォー バイオロジカル スタディーズ
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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】 「チロシンキナーゼJ ■1発明の技術分野 本発明は一般に、毒性分析に使用できる遺伝子の分子クローニング、具体的には 、DNA修復に影響を及はす様々な組成物のスクリーニングのための方法に使用 できる哺乳類DNA組換体および修復遺伝子の単離に関する。 2、関連技術 染色体は、高エネルギー照射、化学薬剤、ならびに複製中における自然変異の結 果として、一本鎖あるいは二本鎖損傷を生じる。 染色体に存在する遺伝子は、 損傷、修復、交換、移動、および接着の作用を継続的に被るが、ある種の酵素は 、染色体の特定の塩基配列を保護あるいは復原する。 DNA損傷の修復は、莫大な数の遺伝子生成物の調整を含む複雑なプロセスであ る。 この複雑さの一部は、DNA損傷および細胞周期の経過の双方に依存して いる。 例えば、紫外線(UV)照射に応答して、遺伝子障害を訂正するために 、細胞は光回復あるいは切出修復機能を使用することが可能である。 鎖破損の 修復は、X線によって生したようなもので、組換機構を通して行うことかできる 。 D N A tm傷の多様な形態に対して、細胞は、細胞周期のG2相に捕 獲されるように誘導される。 このG2捕獲期間中に、宵糸分離に先駆けて染色体の正常性を保つために遺伝子 障害が修復される。 世代間における遺伝子情報の伝達かDNAの正常性に依存していることから、遺 伝子組換および修復に影響あるいはそれらを調整する遺伝子生成物を同定するこ とは重要である。 特定の遺伝子変異を行った生物の使用を通して、正常機能遺 伝子が取得され、分子的にクローニングされ、そして、遺伝子生成物が研究され ている。 相同的な正常機能遺伝子の同定方法としての表現型相補性が、広く利用されてい る。 例えば、酵母細胞周期調節遺伝子のヒト相同体が、Schizosacc haromyces pombe (シゾサッカロミケス ボンベ)のヒトcD NAライブラリーを発現し、酵母cdc2遺伝子の変異体と相補的なりローンを 選択することによってクローニングされている(Lee、 et al、、 N ature、 327:31.1987)。 酵母のRAS2°“目9の熱シヨツク感受性を復原することができる哺乳類遺伝 子も、相補性を用いることによってクローニングさした酵母のRAS2遺伝子に 関連した成長調節の欠損と相補できる哺乳類cDNAをクローニングするために 用いられた。 この遺伝子、DPD (ダンス様ホスフォジエストラーゼ)は、 高親和性CAMPホスフォジエストラーゼをコードする。 Saccharomyces cerevisiae (サッカロミケス セレ ビシェ)のような真核生物における遺伝子研究は、30以上の放射線感受性(R AD)変異体の同定を許容する修復不十分な変異体を明らかにした(Hayne s、 et at、、 in Mo1ecular Biology of t he YeastSaccharomyces、 pp、371.1981;  J、 Game in Yeast Genetics:Fundamenta l and Applied Aspects、 pp、109. 1983) 。 これら変異体は、その感受性によって三つのグループに分類できる。 これら分類は、切出修復、誤傾向修復、および組換修復機能におおよそ定義でき る。 酵母RAD遺伝子の分子特徴は、切出修復ならびにDNA損傷による細胞 分割の捕獲を含む酵素的機構の解明を進めるものであった。 RAD遺伝子およびその発現生成物の理解は、より効果的な治療用組成物の研究 を進めるに当たってその重要性は増してきた。 これら新規組成物は、特定の腫瘍なとのような、疾患条件に対しては顕著な効果 かしばしば認められるか、それら疾患を有する動物におけるin vivo治療 において毒性が大きすぎることか証明されている。 実際、これら組成物は突然 変異の生成を増大ならしめる。 突然変異誘発性あるいは発癌性物質のはとんとは、それら物質中においては非反 応性であるが、in viv○では反応性中間体になる。 変異体を生成するD NAと相互作用するのが、これら反応性中間体である。 この現象は、化学的発 癌における最初の工程であると考えられている。 莫大な数の遺伝子での変異体 は、DNAを損傷する薬剤に対する細胞性反応に影響を及ぼす。 同様に、これ ら変異した遺伝子の多くが、D N A 修復システムに関与する酵素をコード する。 従って、修復システムか成立すれば、細胞は毒性薬剤に対して極度の感 受性になる。 DNA修復機能が順調に作用していればDNAは正常状態に復原されるが、該機 能が作用しない場合には、継続的に増殖する形質転換腫瘍細胞を生成する結果と なる。 化学薬剤および組成物の毒性あるいは突然変異誘発性を決定するための利用可能 な試験方法はあるか、それらは、実験室でのスクリーニング方法ならびに動物毒 性試験双方に限定されるものである。 これら限定は、実験室データの動物から ヒトへの推定をも含む。 実験動物から得た効果に関する結果を、ヒトの事例に 相関させるための、多くの不特定な換算法があった。 たいていの場合、ヒトに対して安全裏に投与するには多すぎる試験薬剤の用量を 動物に用いるものであった。 加えて、特定の種に薬剤が投与されれば、ある毒 性か検出できるのであるか、正確な動物種での実験がされない限り詳細は未だ不 明゛である。 さらに、現在利用可能な実験室試験の多くか、ヒトに発生するある種の毒性発現 の検出は不可能である。 微生物を用いたスクリーニング分析にて、突然変異誘発強度に関して、薬剤は定 常的に試験されている。 アメスとその同僚によって開発された一般的な試験方 法(Ames、 et at、。 用いる。 この細菌株は、特定薬剤への暴露による逆変異か誘発されない限り、 ヒスチジン欠損培地にて生長しない。 アメスの試験方法は迅速で感度も良好で あるか、ヒトにおける化学物質の発癌性あるいは突然変異誘発強度の予測におけ る有用性は定かではない。 以上を要約すると、実験室試験に存在する限定事項と不特定性は、DNA正常性 に係る組成物の効果を正確に検査する方法の提供がなされているとはいえない。  この観点から、安価で、迅速で、かつ組成物で処置される動物からの関連遺伝 子を含むスクリーニング方法の必要性が存在しているのである。 かような方法 は、組成物が細胞のDNA修復システムに干渉するのであれば、決定のための直 接分析法を提供するものである。 発明の要旨 本発明は、DNA鎖破損の修復において含まれる新規タンパク質の発見に基づく ものである。 このタンパク質はキナーゼ活性を有しているが、キナーゼに関し ては、特異的なヌクレオチド配列にて生じるDNA鎖破損の修復を促進し、正常 な有光組換を許容することしか知られていない。 正常もしくは「野注型」タン パク質キナーゼの同定が、DNA鎖破損の修復における酵母変異体(hrr25 )欠陥の単離によって可能となったが、依然として正常な有基組換の促進は可能 となっている。 野性型遺伝子(HRR25)が、DNA破損を修復する能力を 復原できるヌクレオチド配列のためのDNAライブラリーをスクリーニングする ごとによって単離された。 本願発明の主要な効果は、他の種、持にヒトから機能的類似体野性型タンパク質 の同定を可能にしたことがある。 かような外来タンパク質の同定は、外来タン パク質のDNA破措修復促進の活性に関する様々な組成物の効果を検査するため のスクリーニング方法の作成に、それを用いることかできるという利点をさらに 提供する。 図面の簡単な説明 図1(A)は、HRR25遺伝子のヌクレオチドおよびアミノ酸配列を示してい る。 C末端におけるプロリンとグルタミンの位置をアステリスクで表示し、タ ンパク質キナーゼ触媒領域への相同範囲を矢印で示した。 (B)には、タンパ ク質キナーゼ相同体を陰を付けた部分として示し、プロリン/グルタミン豊富領 域を交差ハツチングした部分として示した。 好適な実施態様の詳細な説明 本願発明は、DNA正常性に関する様々な組成物の効果を検査する分析システム に使用できるDNA組換および修復遺伝子に関する。 本願発明はまた、正常有 余組換を促進するが、チロシンキナーゼ活性が欠けており、またDNAl1I破 損の修復を必須的に不能にするポリペプチドをコードするDNA配列を提供する 。 この欠陥DNA配列は、機能的チロシンキナーゼ活性を備えたタンパク質を コードする他のDNA配列を同定するために非常に有用である。 DNA鎖破損 を復原する能力で特徴付けられるこれら機能配列は、特定の組成物におけるがよ うな修復活性の復原効果のを無を決定するための組成物のスクリーニングを可能 ならしめるものである。 加えて、本願発明は、欠陥DNA配列によってコード されたポリペプチドならびに機能的野性型DNAによってコードされたポリペプ チドに関する。 チロシンキナーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNA配列を同定する ために、がような活性が欠けた変異体にてDNA鎖破損修復を復原できるヌクレ オチド配列に関してDNAライブラリーをスクリーニングすることによる方法が 提供される。 チロシンキナーゼ活性を有し、かような活性が欠けた変異体にて DNA二本鎖破損修復活性を復原できる哺乳類ポリペプチドの活性に影響を与え る組成物を同定する方法をさらに提供する。 一般に、欠陥タンパク質キナーゼは、正常有余組換を促進するが、開裂部位 にて生ずるDNA二本鎖破損の修復を必須的に不能にする能力によって特徴付け される。 欠陥タンパク質キナーゼの修復が必須的に不能であるDNA二本鎖破損は、エン ドヌクレアーゼ、X線、アルキル化薬剤を含む放射線様薬剤を含んだ様々な手段 で誘発することができる。 好ましいエンドヌクレアーゼは、エンドヌクレアーゼHOのような同じヌクレオ チド開裂部位を認識するものである。 メチルメタンスルホン酸を含む放射線様 薬剤が好ましい。 当業者であれば、別設の実験を経なくとも、適当なりNA破 損を誘発する他の薬剤を同定できるであろう。 本願発明は、接合型相互変換を開始する65キロクルトン部位特異性エンドヌク レアーゼをコードする、DNA二本鎖エンドヌクレアーゼHOの継続的発現に感 受的な変異体を特に開示しているCKostriken、 et al、、 C o1d Spring Harbor Symp、 QuanL、Biol、  、 49・89.1984)。 これら変異体は、損傷を受けた染色体の認識お よび修復を含めた機能を理解する上で重要である。 本発明は、酵母野性型DNA組換およびHRR25と称する修復遺伝子(HOお よび/または放射線修復)も開示している。 ホモ接合性変異株hrr25−1 は、メチルメタンスルホン酸およびX線に感受的であるか、紫外線照射には感受 的てない。 野性型遺伝子は、リン酸化によるDNA修復機能の活性において不 可欠である、新規タンパク質キナーゼ、他のセリン/スレオニンキナーゼの相同 体をコードする。 +(RR25キナーゼは、正常細胞の生長、核分裂、DNA修復および減数分裂 にとって重要であり、HRR25の削除は細胞周期欠陥の結果をもたらす。 H RR25キナーゼとRaflc−mosタンパク質キナーゼサブユニットとの間 の配列類似性にて連結された表現型は、S、 cerevisiae生長および 発達において同様の役割を果たすものと思われる。 DNA鎖破損修復における 欠陥およびHRR25キナーゼにおける変異により表れる異常型生長特性は、タ ンパク質キナーゼが果たす役割にまで及び、DNA代謝に関連した特性の機能範 祷にHRR25を位置させることになる。 本願発明のタンパク質キナーゼポリペプチドをコードする特異的DNA配列の開 発は、様々な技術を用いて達成される。 例えば、(1)真核生物のゲノミックDNAからの二本鎖DNA配列の単離、( 2)重要なポリペプチドのための必須コドンを提供するDNA配列の化学合成、 および(3)真核ドナー細胞から単離したmRNAの逆転写による二本鎖DNA 配列のin vitr。 合成を含む方法を採用することができる。 後者の方法の場合、mRNAの二本 鎖DNA相補体は、cDNAと一般的に称されている形態に形成される。 本願発明の新規DNA配列は、本願発明の新規タンパク質キナーゼの機能的特性 を示すポリペプチドの原核あるいは真核宿主細胞での発現をもたらすのに有用な すべての配列を含む。 これらDNA配列には、(a)図1に示したDNA配列もしくはその相補鎖;( b)前記(a)で定義したDNA配列もしくはその断片によってコードされたア ミノ酸配列と、タンパク質キナーゼ領域にて少なくとも約35%の相同性を有す るアミノ酸配列をコードするDNA配列;および(C)上記(a)および(b) にて定義されたDNA配列、が含まれる。 (b)において特に包含されるのは 、対立性変異体をコードするゲラミックDNA配列である。 項目(C)には、 タンパク質キナーゼの断片、およびタンパク質キナーゼのDNA配列が、mRN Aの翻訳を促進するコドンを組み込んでいる該タンパク質キナーゼの類似体をコ ードするDNA配列の製造を包含されている。 項目(C)にさらに包含されて いるのは、遺伝子コードの結果として変性されたDNA配列である。 本願発明のDNA配列は、タンパク質キナーゼ分子全体を必からのDNAの少量 のポリペプチド断片を調製し、サブクローニングし、および発現することは今や 定型となっている。 「ポリペプチド」の給電は、本願発明の変異型もしくは野性型タンパク質キナー ゼの特徴的活性を有する、本願発明のDNA配列の全部もしくは一部によってコ ードされたアミノ酸の配列を意味している。 本願発明のDNA配列の発現の結果として得られたボ11ペプチドは、他の真核 ポリペプチドもしくは自然の細胞環境下ではタンパク質キナーゼと他の状態で関 連を有する汚染物質との関連性が無いという点で、さらに特徴付けできる。 本願発明によって提供された微生物的に発現したポリペプチドの単離および精製 は、従来の手段によって、調製用クロマトグラフィー分離およびモノクローナル および/またはポリクローナル抗体調製物を含む免疫学的分離を含む。 一般に、本願発明において有用な発現ベクターは、挿入した真核遺伝子配列の有 効な転移を促進するプロモーター配列を含む。 発現ベクターは、典型的には、 複製の開始点、プロモーター、およびターミネータ−と同様に、形質転換した細 胞の表現型選択を可能かなしめる特異的遺伝子を含む。 形質転換した宿主は、 至適細胞生育を達成するために当該技術分野で周知の技術に従い、培養器中で成 長させ、培養することができる。 本願発明のポリペプチドは、成長培地、細胞溶解物、あるいは細胞膜画分から単 離するこ七かできる。 本願発明のDNA配列は、原核細胞もしくは真核細胞のいずれにおいてもin  vivoで発現することができる。 原核細胞での真核細胞コード配列を含むD NA配列の発現方法は、当該技術分野では周知である。 宿主細胞での発現およ び複製のために、本願発明のDNA配列を組み込むために用いる生物学的機能ウ ィルスおよびプラスミドDNAベクターは、当該技術分野では周知である。 例 えば、DNAは適当なベクターを用いて酵母に挿入でき、そして宿主細胞に生成 物をもたらす。 酵母での外来遺伝子の発現のための様々なシャトルベクターが 報告されている(Heinemann、 et at、、 Nature、 3 40:205.1989;核細胞および真°核細胞双方にて遺伝子発現を得るた めの適切な技術、あるいは特別な実験を経ること無しにかような゛技術を容易に 確かめつるであろう。 宿主には、微生物、酵母、および哺乳類宿主細胞を含む。 「宿主」の給電は、原核細胞のみならず、酵母、繊維状真菌のような真核細胞、 ならびに本願発明のイントロンを含まないDNA配列を複製および発現できる植 物および動物細胞をも含む。 この語業は、上記した細胞の子孫をも含む。 復 製の際に変異が生じるので、前述した子孫は親細胞と同一でないと理解されてい る。 しかしながら、かような子孫も、上記した給電を使用した場合には当然含 まれるものである。 組換えDNAでの形質転換は、当業者に周知の技術によって実施できる。 宿主 が原核細胞である場合、DNA取り込みができる大腸菌のような反応能細胞は、 対数増殖期後に収穫した細胞から調製でき、続いて当該技術分野で周知の手順を 用いた塩化カルシウム法によって処理することができる。 また、反応において 、塩化マグネシウムあるいは塩化ルビジウムが使用できる。 形質転換は、宿主 細胞のプロトプラスト形成後でも実施できる。 宿主が真核細胞である場合、DNA転移の様々な方法が使用できる。 これら方 法は、リン酸カルシウム沈殿によるDNAの形質変換、極微注射のような従来の 機械的手順、リポソームで包んだプラスミドの挿入、スフ二ロプラスト電気泳動 、単細胞生物の塩介在形質転換、もしくはウィルスベクターの使用を含む。 真核DNAは当該技術分野で周知のベクターを用いた原核細胞でクローニングで きるので、真核DNAの分析は非常に簡素化された。 かようにクローニングし た配列は大量に容易に取得でき、および細菌遺伝子技術によるin vivo技 術および特異的酵素修飾によるin Vitro技術に代替できる。 真核細胞 遺伝子の機能および発現に関するこれら実験的に誘発した改変の効果を決定する ために、クローニングされ、真核生物へ再導入した細菌の配列換えした配列を取 り出さなければならない。 原核細胞に欠けている多くの機能が真核細胞にはあるので、(例えば、ミトコン ドリアへのATP生成系の局在化、ヒストンへのDNAの会合、有糸分裂および 減数分裂、および細胞の分化)、かような機能の遺伝子調節は、真核細胞環境下 で評価しなければならない。 酵母中の他の真核細胞からのクローニング遺伝子 は、クローニングした真核遺伝子ならびに他の酵母遺伝子の分析のために有用で ある。 数多くの多様な酵母ベクターが、この目的のために構築されてきた。  ベクターDNAの増幅にとって重要である、すべてのベクターが大腸菌において 複製する。 すべてのベクターが、酵母中で容易に選択できる、例えば、LEU 2、HIS3、URA3などのマーカーを含んでいる。 加えて、大腸菌での使用のために、これらベクターは、抗生物質耐性マーカーを 保有している。 周知の酵母遺伝子のヒト相同体をクローニングするための多くの方法が、当該技 術分野では周知である。 特に限定を意図するものではないか、これらには、■ )分割したヌクレオチド配列を検出するための緩やかな条件下でのハイブリダイ ゼーション、2)分割した構造特徴を検出するための発現ライブラリーの抗体ス クリーニング、および3)同様の機能を有する遺伝子を検出するための変異体の 相補性、などがある。 本願発明の目的のために、相同体であるタンパク質キナーゼを、構造的および機 能的類似性によって同定できる。 構造的類似性は、例えば、アミノ酸相同性、 あるいは本願発明のタンパク質キナーゼに存在する独特のエピトープを認識する 抗体、特にモノクローナル抗体によるスクリーニングによって評価することで決 定できる。 構造的類似性を評価するためにアミノ酸相同性を使用する場合には 、タンパク質キナーゼにおいて少なくとも約35%の相同性を有するアミノ酸配 列か、本願発明のアミノ酸配列と必須的に同様であると考えられる。 相同的アミノ酸配列か機能的特徴に基ついて評価された場合、にて生ずる破損を 含んだDNA二本鎖破損を、必須的に修復できず(欠陥変異遺伝子の修復の場合 )、あるいは修復できる(自然遺伝子の場合)場合、および相同的アミノ酸配列 が正常有意図分裂組換えを許容する場合に、相同的アミノ酸配列が、本願発明の アミノ酸配列と同等であると考えられる。 本願発明では、好ましくは機能性スクリーニング法を用い、それにより、遺伝子 か劣性マーカーの相補性によるプラスミドライブラリーからクローニングされる 。 SaccharomycesCerevisiaeのような受入株は、目的 の遺伝子において劣性変異を保有するように構築される。 この株は、プラスミ ド、例えば、野性型ゲノミックDNAもしくはcDNAを含むpYES2(イン ビトロジエン社、サンディエゴ、カリフォルニア州)によって形質転換される。  目的の遺伝子を保有するクローンは、目的の遺伝子について、野性型表現型か ら変異体を識別するレプリカ培養によって選択することができる。 プラスミド は、クローンから抽出され、DNAは研究に付される。 い(つかの酵母ベクタ ーが、酵母遺伝子の単離に結びつく相補性システムへの適用を許容する。 様々 な種類の種からの遺伝子を、これらヘクターを用いて単離することかできる。  口のようなシステムにおいて、入手光を問わずに取得したDNA配列は、ヘクタ ーにクローニングされ、酵母変異体に特異的に相補する活性に関して酵母にて直 接スクリーニングできる。 好適な態様において、本願発明は、HOエンドヌクレアーゼによって誘発された DNA二本鎖破損への感受性によって同定による形質転換およびそれに続くメチ ルメタン硫酸塩(MMS)耐性に関してスクリーニングすることによって単離さ れた。 あるいは、様々な補乳種からの機能遺伝子が、前述したシステムを用い て今やクローニングできるようになっている。 酵母遺伝子は、ハイブリダイゼーションプローブとしての精製RNA、調節され たRNA転写の特異性ハイブリダイゼーション、抗体スクリーニング、トランス ポゾン変異、変異体表現型の交差抑制、異種cDNAもしくはオリゴヌクレオチ ドプローブを用いた柔差ハイブリダイゼーション、ならびに大腸菌での相補性の 使用を含む、様々な方法によってクローニングできる。 最初のアミノ酸配列の小さな改変は、図1に示した配列と比較して、実質的に同 様あるいは向上した活性を有するタンパク質によるものであると考えられる。  改変は、特定部位の突然変異誘発のような選択的なもの、あるいは微生物を産生 ずる図1に示した第151位のアスパラギン酸のグリシン酸残基への置換によっ て、変異体」ニラと同一になった。 本願発明により提供される抗体は、変異ポリペプチドおよび/または自然発生タ ンパク質キナーゼとの免疫反応性を有する。 異なるエピトープ特異性を有する無数のモノクローナル抗体あ・ら必須的に構成 される抗体、ならびに別異のモノクローナル抗体調製物が提供される。 モノク ローナル抗体は、当該技術分野で周知の方法によるポリペプチドの断片を含む抗 原から作製本願発明は、チロシンキナーゼ活性を有するポリペプチドの活性に影 響を与える組成物を同定するための方法も開示している。 このポリペプチドは 、hrr25遺伝子を含む宿主細胞にてDNA二本鎖損傷修復活性を復原するこ とができる。 組成物およびポリペプチドは、一定の時間、構成要素か相互作用 を及はすのに十分な条件下で宿主細胞と共にインキュベートされ、チロシンキナ ーゼ活性の変化、例えば、DNA二本鎖損傷の減少した修復をモニターする。  DNA鎖損傷には、例えば、メチルメタン硫酸塩のような放射線様薬剤、X線、 もしくはHOのようなエンドヌクレアーゼによるものを含む。 当該技術分野で 周知の他の二本鎖損傷を誘発する手段も同様に使用できる。 下記の実施例は例示的なものであり、これに本発明が限定されるものではない。  下記実施例は本発明態様典型であるが、当業者に周知の他の手順も選択的に使 用できる。 を含むURA3−に基ついたプラスミドによる標準的方法に従ってうに、エチル メタン硫酸塩(EMS)で突然変異された。 培養液を、グリセロール含有の肥 沃な培地(YPG、プチットを避けるため)に拡散し、コロニーは30°Cて形 成し、プレートをグルコース(四抑制)とガラクトース(匹誘導)培地に複製し た。 変異体はガラクトースでの非増殖性により同定した。 約200の変異体 が初期性状に関して、また反復単一コロニー精製を通し残りの(25個の)変異 体は、紫外線(UV)照射ならびにメチルメタンスルホン酸塩(VMS)に関す る感受性を決定することによって、重複したDNA修復欠陥を調査した。 この スクリーニング方法は、周知のrad突然変異の五つの対立遺伝子ならびに一つ の新規変異を同定した。 この新規突然変異hrr25−1 (HOおよび/ま たは放射修復)は、重大な欠陥を示し、そしてさらに研究された。 劣性DNA欠陥は、MMSに対する感受性を含むhrr25−1により付与され る。 Hrr25−1株は、放射性修復遺伝子−RAD50及びRAD52 ( Cole、et al、、Mo1. Ce11. Biol、、9: 3101 . 1989)における変異にて観察されるのと同様の5−20 Krad X −線照射にて感受性を示す。 hrr25−1株は野生型よりもUV照射に対し て感受的ではなく、また、37°Cでの増殖に関して温度感受性では換えを受け る(Cole、 et al、、 Mo1. Ce11. Biol、、 9: 3101゜1989)。 自発性遺伝子転換および交換は、ホモ型接合性」ニ2 5−1および野生型株に関して同してあった。 しかしながら、の胞子を生成す る条件下で、1%以下の胞子(四核細胞)を示す。 hrr25−1変異か、い くつかの」■師表現型を示す多数の放射性感受性変異体(rad6.50.52 .54および57)に相補的であるということは、hrr25−1は新規の暴露 した二上様変異体であり、前述したこれら遺伝子の一つでないことを示唆するも のである。 これらの結果は、HRR25はDNA修復および減数分裂において 役割を果たすが、組換による自発的有糸分裂損傷の修復は特に必要とされないこ とを示している。 ツタライブラリーを用いたMMS感受性への相補によって取得した (Rose 、et al、、 Gene、 60:237. 1987)。 hrr25− 株、M)IMLで形質転換し、形質転換体はウラシルを含まない培地にて増殖さ れ、0.01%MMSを含む培地で複製した。 1200個の形質転換体の内、 単一のMMS耐性分離株が同定された。 MMS感受性に関する相補性は、当該 技術分野で周知の方法により決定されたプラスミドで分離するために認められた 。 12kbのゲノミック断片が同定され、相補活性が、トランスポゾン変異生成お よびサブクローニングにより、3.1kb BamHI−8alI断片に局在し ていた。 この領域は、DNA修復欠陥ならびに減数分裂欠如に相補した。 遺 伝子目標実験では、このクローニングした領域をhrr25−1に結合させた。  同起源のHR且亜ゲノミック遺伝子座へ戻されたl]amHI−ジ■[断片内 のトランスポゾン挿入変異は、MMS感受性に関するhrr25−1と相補しな かったのに対し、hrr25−1に対して相補した時に、相補領域の外側の近接 する染色体挿入体は、相反して分離した。 Mini−TnlOLUK トランスポゾン(Huisman、 et al、 、 Genetics。 116:191. 1987)は、12kbのBamHI−5ail断片におけ る)lRR25の概ねの位置を定めるために用いられた。 (12kbのケノミ ソク断片の)左手側9kbに位置する挿入体は、変異しなかったプラスミドと比 較して、hrr25−I MMSの相補耐性を不活性化しなかった。 右手側2 kbにある一EcoRV部位近傍に位置する二つの挿入体は、相補性を不活性化 した。 HRR25相補活性は、3.4kbにある5ail断片に局在していた 。 この断片(12kbの右手側)の約300塩基対は、(pBR322に基づ < YCp50の−BamHI間の)pBR322テトラサイクリン耐性遺伝子 の一部である。 HRR25の読取枠は、右末端3kbにある一EcoRV部位 と二つのBglIIを横断する内部領域にわたっている。 3、1kb断片のDNA配列は、中央部に位置する1482個のヌクレオチドの 読取枠を示した。 この読取枠内のトランスポゾン挿入変異体は、」胚性相補性 を不活性化したか、12kbクローンのその他の挿入体は−HRR25相補性に 影響を与えなかった。 」■擾のトランスポゾンか介在した分裂も、hrr25−1には見られなかった いくつかの表現型を示した。 予期していた通り、プラスミド保有−HRR25 コード領域中央部へのTnlOに基づいたLUKトランスポゾン挿入体(Hui sman、旦a1.. Genetics、 116:191゜1987)は、 MMS感受性に関する相補性を不活性化した。 ゲノのいくつかの成長欠陥は、 hrr25−1株には見られなかった。 野性型」■亜株は、肥沃な培地にて、30℃で、各80〜90分にて二倍になっ たのに対し、同系のh r r25・: LUK株およびhrr25:Δは、各 9〜12時間で二倍になった。 hrr25−1は、二倍になるために2〜4時 間の時間を要した。 変異体表現型か、hrr::LUK分裂対立遺伝子か存在しない表現型を意味す るか否かを決定するために、HRR25−全コード配列を削除した。 要約すれ ば、HRR2Σ全コード配列の削除には、hisG::URA3::hisGカ セット(Alan、ej al、、 Genetics、 旦541、1988 )を用いた。 3.1kbのHRR255ail断片をpBlues−Crip tにクローニングした(ストラタジエン社、ラヨラ、カリフォルニア州)。 こ のプラスミドをBglIIで消化し、HRR25全遺伝子にわたる長さの二つの Bgl11断片およびその端部処理した配列を削除した。 」二乃Δ対立遺伝子 を生成するために、コノ削除部分を、pNKY51からの3.8kb BamH I−Bglll 旦戚二tlRA3::hisG断片に導入した。 5all消 化により、HRR25−全遺伝子座が削除された直線状断片を生成した。 削除 −分裂対立遺伝子(hrr25Δ)を保有する酵母は、MMS感受性、緩やかな 成長、および胞子形成欠陥を含む、野性型HRR25タンパク質がこれらプロセ スと関連があり、ならびにHRR25: :LUK対立遺伝子がDNA修復、成 長、もしくは胞子形成を間接的に干渉しないという検討したすべての特性に関し て、hrr25: :LUK対立遺伝子の表現型と同一であることか示された。  直接対比において、hrr25::LUKおよびhrr25Δ対立遺伝子は同 一の挙動を示した。 酵母株MHF−14(MATa/MATαura3/ura3)を、ウラシル原 栄養株に対するBglll−直線化YCD50−HRR25ユニ LUKで形質 転換し、成を行い、四分子を切開し、細胞を30’Cで、7日間、成長させた。  2日間の標準培養に先駆けて、hrr25::LUKの重大゛な成長欠陥が、 1(RR25−の欠損が致命的であることを示唆している。 しかしながら、分離体の顕米鏡観察では、hrr25: :LUK成長細胞がゆ っくりと生育し、観察したすべての事例(20/20四分子)にて、緩やかな成 長、VMS感受性、およびウラシル原栄養株共分離体か認められた。 アデニン 生合成での変異のため、二倍体MPH14分離体による、色彩変化か観られた。  ade5/ade2株は白、およびADE5/ade2株は赤色を示した。 実施例3 HRR25遺伝子の配列および構造 HRR25遺伝子の両鏡のDNA配列解析を、セキナーゼ(U38社、クリーブ ランド、オハイオ州)およびExo−Meth (ストラジエン社、ラヨラ、カ リフォルニア州)方法を用いて使用説明盲に従って、一方向削除によって行った 。 図IAには、アステリスクで示したC末端でのプロリンおよびグルタミンの 位置、およびタンパク質キナーゼ触媒領域と相同の境界を示している。 図IBは、HRR25−の構造の概略図である。 タンパク質キナーゼ相同体に は影を付け、P/Q豊富領域は交差斜線によって示した。 突然変異体、担工蔓 −は一つのアミノ酸置換によって、HRR25と区別できる。 151位にて、 アスパラギン酸はグリシンに置換される。 HRR25−の予想される翻訳生成物は、二上様DNA修復機能の予想外の特性 を示した。 皿R25はセリン/スレオニンタンパク質キナーゼの上材(Han ks旦a1.、5cience 、 24虹42.1988)の触媒領域との相 同配列である特徴的な記号を含む。 比較のために、HRR25翻訳生成物を、 CDC28/cdc2グループおよびKSSIα那ニゲループの、酵母タンパク 質キナーゼの二つのサブグループの触媒領域と対応させた。 アミノ酸15およ び30の間に位置する領域は、GXGXXG保存領域を含んでいた。 この領域 のまさにC末端では、最も周知のキナーゼに存在するりシンおよびグルタミン酸 の保存領域である。 これら領域は、キナーゼ反応(Hanks et at、 、 5cience 、 24旦42.1988)のヌクレオチド結合およびリ ン酸転移工程にて機能するものと考えられている。 アミノ酸残基120から150は、HRDおよびDFG態様を含み、たいていの タンパク質キナーゼ科にて認められる。 加えて、すべての周知のセリン/スレ オニンキナーゼの配列検討にて、た。 タンパク質キナーゼ触媒領域でのGXG XXG、 DGF 、およびDXXSXGの周辺領域にて、最も強力な相同体か 認められた。 HRRμs−とタンパク質キナーゼとの間で観察された配列類似性機能の関連を 、HRR25キナーゼ領域内の特定の残基を交換し、これら変換の表現型の成果 を検討することで研究した。 38位のリジン(Lys38)を、当該技術分野 で周知の方法による、特定部位の突然変異誘発によってアルギニン残基へ変異さ せた。 突然変異誘発性のオリゴヌクレオチドは;5’ −CCTGATCGATTCC AGCCTGATCGCTACTTCTTCACCACT−3゜おいて認められ るリシンと対応しており、このサブ領域はATP結合を含んでいる。 V−3r C、V−mQs 、およびDBF2のようなタンパク質キナーゼにて保存された りシンの変異は、これらタンパク質を不活性化した。 変異体hrr25−Ly s”対立遺伝子は、試験したすべての特性に関j7て、hrr25−]、hrr 25::LUK、およ域の相同領域の外側に、数々の顕著な特徴を有している。  例えば、最後の100アミノ酸は、これら残基の50個を含むプロリンおよび グルタミンか多く包含されている。 これら二つのアは活性化を含むものである のに対して、ヒト電解質フルチコイト受容体でのP/Q領域は、分子間架橋とし て作用すると考えられている。 HRR25でのこのプロリン−グルタミン領域 は、基質相互作用あるいは亜細胞性局在化の構造特徴として機能すると思われる 。 また、この領域でのグルタミンの多さは、opa−反復体の機能は定かでは ないが、いくつかのDrosoph i la遺伝子にて認められている。 最 後に、タンパク質キナーゼに相同な領域のC末端における配列TKKQKYは、 SV40ラージT抗原および酵母ヒストン82Bの核局在シグナルと同様である (Silver。 Mo1. Ce11. Biol、、7:4048. 1987)。 体は、滅菌顕微鏡スライド上のYPD肥沃培地の薄いフィルム上で切開され、分 離物は湿潤した30°Cのチャンバー内のスライドにて発生が許容された。 2 日間成長させた後に、コロニーの写真を取った。 増殖しているーHRR25Δ およびhrr25:・LUK細胞の位相差およびDAPI染色を比較した。 細 胞をYPD肥沃培地に接種し、30℃での1.3X 10’細胞/mlの中間対 数密度にまで成長させ、要するに、凝集を超音波的に破砕し、ホルムアルデヒく の細胞が、DAPI染色できる核を有していなかった。 ポゾン破壊は細胞の拡大を招き、細胞の25〜40%は、繊維状あるいは伸長し ていた。 対数相半ばのDAP+細胞核染色(Williamson、 at  al、、 Meth、 Ce11. Biol、、 12:335.1975) は、hrr25変異体での通常の細胞周期か喪失されていたことを示していた。 単細胞操作により生存不能とされたDAP I染色できる核を欠いた大量の細胞 があった。 この細胞核分離欠陥と一致して、hrr25::LUK半数体のプ レート効果も、野生型の75〜80%の減少であった。 しかしながら、ごのプ レート効果での減少は、重大な生成率の減少を説明するには不十分であった。  血球計計測により決定した細胞の総計に対する肥沃な培地でのコロニー形成の効 果を比較することで、プレート効果を対数相半ばの細胞から測定した。 細胞集 団を、血球流量分析およびそれに続く(Hutter et al、、 J、  Gen、 Microbiol、、 113:369.1979)に記載のヨウ 化プロビデイウムによる染色によって、DNA含量の分布について解析された。  細胞種分析では、hrr25・・LUK半数体集団での細胞の多くか、細胞環 状に遅れかあり、G2DNA含量を示したか、細胞集団は、細胞周期において均 一に抑止される。 り質キナーゼ玉料の幾つかの触媒領域を比較した。 最初の配べて含んでいた。  構造的に類似する集団を、配列比較にて対比した。 これらには、無極性鎖状 残基、芳香性あるいは環含有残基、略中性極性をもつ小規模残基、酸性残基1、 非荷電極性残基、および塩基性極性残基が含まれる。 て、30%の同一性、および49%の類似性を示した。 配列の概要 配列番号=1は、本願発明の酵母由来チロシンキナーゼをコードするゲノミック 断片の核酸配列(および推定アミノ酸配列)である。 配列番号:2は、本願発明の酵母由来チロシンの推定アミノ酸配列である。 配 列 表 (1)一般情報 (+)出願人: ホークストラ、メリル、エフ(目)発明の名称 チロシンキナ ーゼ (iii)配列の数、2 (iv)連絡先住所。 (A)名宛人、スベンスレイ ホーン ンユバス アンド ルビソッ(B)番地  4225 エクゼクティブ スフウェア、 スイ−1−1400(C)都市名 :ラヨラ (D)州名:カリフォルニア (E)国名、米国 (F)郵便番号+ 92037 (v)コンピューター読取形式 (A)媒体 フロッピー ディスク (B)コンピューター IBM PC互換機(C)操作システム: PC−DO 3/MS−DO3(D)ソフトウェア パテント イン リリース#1.0、バ ージョン#1.25(Vl)現出願データ: (A)出願番号:US (B)出願日: 03−7月−1991(C)分類 (viii)弁護士/弁理士情報 (A)氏名 ウェザ−レール、ビーエイチディー、ジョン アール(B)登録番 号・13.678 (C)参照/事件番号: PD−1318(1x)通信情報。 (A)電話・(619) 455−5100(B)ファックス (619) 4 55−5110(2)配列番号:lの情報 (i)配列特徴・ (A)配列の長さ: 3098塩基対 (B)配列の型・核酸 (C)鎖の数ニ一本鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種類: DNA(ケノミック)(vii)直接の起源 (B)クローン名 チロシンキナーゼ (ix)配列の特徴・ (A)配列を表す記号: CD5 (B)存在位置+ 879. 、2346(Xl)配列:配列番号 I GTCGACTCG(: CAAτCACCAA GTTC”ITATCCCA CATCCGACCA(:TCTCτにA (TCATCGsIT 60 ACCACCACCA TACCATCOCT G(TCATTrGT AAA τcccrrτ CτATτACA丁c AccAccrcャ■@120 にCATAAG(:(πτCTCAAATGCTAI7rAGCG’TA mT (JGGAT AIT(TTG(TrT AAAM;CrC窒f180 TGGCCCACAA TrTCAA(:CAT CCTCGTGTCCTrG TTにTTA丁 (TTAIJI:ττCτTAτττAτbk 21!t。 TC′rAAA(:CAA TrCGGTATrG TCC’rCGATA(:  GGCATGCGTAτAAAII;AにAτAτAATsAAAAG 36 0 AGcrrATA(T CACGT(ATCCAGATTACCCG CAAC AC:rACCACAAAATCCA rACCIJTcT`A 420 TTG(TATAAA AG(:CTαπAτAτACGAAτAACT^cc ac’rcc^TCGAα詰TT ATC:TCCC480AATCATATA CCACTGT(:AAG AにTTA(TGCA A(TCT(C(1ττζ 口τCAACG C’rT(TTCCCi: 540 τC’rtnCTATTτA(TA(TAAT AGにCAGCCCA CCT TTCAATTTCTTrTTITCrccAcyTT了 U00 τrにGTGCAACcAccMAAcc ACAC(:AAGAA AAAA A(TrGA IWIJccAccA (JTATATにG` 660 AcGTccTrにAAATACAAAGA cycAM0πTccAcacr cc AccAAAccAτrrccrαrcA 720AAACA(:ATC T TAGTAGCATCTrTAAACCTCTCττCG(TAG TTA CAAAAAT ATTTCCAGAb780 TTCAAにC;kTk AAAAAkC:TCC; 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Claims (57)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.不完全なチロシンキナーゼ活性を有するポリペプチドをコードするDNA配 列であって、前記ポリペプチドが、(a)正常な有糸分裂組換えを促し、および (b)開裂部位: ▲数式、化学式、表等があります▼ に生じたDNA二本鎖損傷を本質的に修復できない、ことを特徴とする。
  2. 2.前記損傷が、エンドヌクレアーゼによって誘発される請求の範囲第1項に記 載のDNA配列。
  3. 3.前記エンドヌクレアーゼがHOである請求の範囲第2項に記載のDNA配列 。
  4. 4.前記DNA配列が、 (a)前記ポリペプチドのゲノミックコード領域から誘導したヌクレオチド配列 を有するcDNA; (b)(a)のcDNAによってコードされたアミノ酸配列と、タンパク質キナ ーゼ領域において少なくとも約35%の相同性を有するアミノ酸配列をコードす るDNA配列;および(c)(a)および(b)のDNA配列に関する遺伝コー ドの結果として変性されたDNA配列、 からなるグループから選択された請求の範囲第1項に記載のDNA配列。
  5. 5.前記DNA配列が、hrr25遺伝子である請求の範囲第1項に記載のDN A配列。
  6. 6.前記DNA配列が、酵母から誘導されたものである請求の範囲第1項に記載 のDNA配列。
  7. 7.請求の範囲第1項に記載のDNA配列を含む宿主細胞。
  8. 8.前記DNA配列が、形質転換もしくは形質変換により導入される請求の範囲 第7項に記載の宿主細胞。
  9. 9.請求の範囲第1項に記載のDNA配列を含む生物学的機能性プラスミドある いはウィルス性DNAベクター。
  10. 10.請求の範囲第1項に記載のDNA配列の全部もしくは一部によってコード される機能性ポリペプチド。
  11. 11.不完全なチロシンキナーゼ活性を有するポリペプチドであって、前記ポリ ペプチドが、 (a)正常な有糸分裂組換えを促し、および(b)開裂部位: ▲数式、化学式、表等があります▼ に生じたDNA二本鎖損傷を含むDNA二本鎖損傷を本質的に修復できない、 ことを特徴とする。
  12. 12.前記損傷が、エンドヌクレアーゼによって誘発される請求の範囲第11項 に記載のポリペプチド。
  13. 13.前記エンドヌクレアーゼがHOである請求の範囲第12項に記載のポリペ プチド。
  14. 14.請求の範囲第11項に記載のポリペプチドに対する抗体。
  15. 15.前記抗体が、モノクローナル抗体である請求の範囲第14項に記載の抗体 。
  16. 16.請求の範囲第10項に記載のポリペプチドに対する抗体。
  17. 17.前記抗体が、モノクローナル抗体である請求の範囲第16項に記載の抗体 。
  18. 18.請求の範囲第6項に記載の宿主にてDNA二本鎖損傷修復活性を復原する ことができるチロシンキナーゼ活性を有する機能性ポリペプチドをコードするD NAを同定する方法であって; (a)前記ポリペプチドを生成する能力のある配列に関するDNAライブラリー をスクリーニングし、および(b)二本鎖損傷修復活性を復原することができる ポリペプチドをコードするDNAを同定する、ことを含む。
  19. 19.前記DNAが、哺乳類DNAである請求の範囲第18項に記載の方法。
  20. 20.前記哺乳類DNAが、ヒトDNAである請求の範囲第19項に記載の方法 。
  21. 21.前記スクリーニングが、DNAライブラリーの要素もしくはその発現生成 物とスクリーニング手段との構造的類似性を検出する請求の範囲第18項に記載 の方法。
  22. 22.前記スクリーニング手段が、核酸構造あるいは抗原性構造に基づくもので ある請求の範囲第21項に記載の方法。
  23. 23.前記スクリーニングが、DNAライブラリーの発現生成物と宿主のチロシ ンキナーゼ活性との間の機能的類似性を検出する請求の範囲第18項に記載の方 法。
  24. 24.前記機能的類似性が、相補性により検出される請求の範囲第23項に記載 の方法。
  25. 25.前記相補性が、DNA二本鎖損傷に対する耐性の復原を測定するものであ る請求の範囲第24項に記載の方法。
  26. 26.前記DNA二本鎖損傷が、放射性様アルキル化薬剤によって誘発される請 求の範囲第25項に記載の方法。
  27. 27.前記放射性様アルキル化薬剤が、メチルメタン硫酸塩活性を有する請求の 範囲第26項に記載の方法。
  28. 28.前記放射性様アルキル化薬剤が、メチルメタン硫酸塩である請求の範囲第 27項に記載の方法。
  29. 29.前記DNA二本鎖損傷が、エンドヌクレアーゼによって誘発される請求の 範囲第25項に記載の方法。
  30. 30.前記エンドヌクレアーゼが、HOである請求の範囲第29項に記載の方法 。
  31. 31.前記DNA二本鎖損傷が、X線によって誘発される請求の範囲第25項に 記載の方法。
  32. 32.前記宿主が、酵母である請求の範囲第18項に記載の方法。
  33. 33.前記酵母が、Saccharomyces属に属する酵母である請求の範 囲第32項に記載の方法。
  34. 34.前記酵母が、Saccharomyces cerevisiaeである 請求の範囲第33項に記載の方法。
  35. 35.チロシンキナーゼ活性を有するポリペプチドをコードする単離したDNA 配列であって、前記ポリペプチドが、請求の範囲第6項に記載の宿主にてDNA 二本鎖損傷修復活性を復原することができる。
  36. 36.前記DNA配列が、 (a)前記ポリペプチドのゲノミックコード領域から誘導したヌクレオチド配列 を有するcDNA; (b)(a)のcDNAによってコードされたアミノ酸配列と、タンパク質キナ ーゼ領域において少なくとも約35%の相同性を有するアミノ酸配列をコードす るDNA配列;および(c)(a)および(b)のDNA配列に関する遺伝コー ドの結果として変性されたDNA配列、 からなるグループから選択された請求の範囲第35項に記載のDNA配列。
  37. 37.前記DNA配列が、哺乳類DNAである請求の範囲第35項に記載のDN A配列。
  38. 38.前記哺乳類DNAが、ヒトDNAである請求の範囲第37項に記載のDN A配列。
  39. 39.請求の範囲第18項に記載の方法で同定した単離したDNA配列。
  40. 40.請求の範囲第6項に記載の宿主にてDNA二本鎖損傷修復活性を復原する ことができる単離したポリペプチドもしくはその機能性断片であって、前記ポリ ペプチドが、自然界に関連するその他のポリペプチドを含まないものである。
  41. 41.請求の範囲第35項に記載のDNA配列のすべてもしくは機能性部分によ ってコードされた単離したポリペプチド。
  42. 42.前記ポリペプチドが、哺乳類ポリペプチドである請求の範囲第40項に記 載のポリペプチド。
  43. 43.前記哺乳類ポリペプチドが、ヒトポリペプチドである請求の範囲第42項 に記載のポリペプチド。
  44. 44.請求の範囲第40項に記載のポリペプチドに対する抗体。
  45. 45.前記抗体が、モノクローナル抗体である請求の範囲第44項に記載の抗体 。
  46. 46.請求の範囲第41項に記載のポリペプチドに対する抗体。
  47. 47.前記抗体が、モノクローナル抗体である請求の範囲第46項に記載の抗体 。
  48. 48.チロシンキナーゼ活性を有する哺乳類ポリペプチドの活性に影響を与える 組成物の同定のための方法であって、前記ポリペプチドが、請求の範囲第6項に 記載の宿主にてDNA二本鎖損傷修復活性を復原することができ、前記方法が、 (a)宿主の存在下で該組成物および該哺乳類ポリペプチドを含む構成要素をイ ンキュベートし、該インキュベーションが、構成要素が相互作用しうるに十分な 条件下で、一定の時間にわたって実施され、および (b)このシステムによって生じたチロシンキナーゼ活性の変化を測定する、こ とを含む。
  49. 49.前記工程(b)での変化が、DNA二本鎖損傷の減少した修復に相関する 請求の範囲第48項に記載の方法。
  50. 50.前記DNA二本鎖損傷が、放射性様アルキル化薬剤によって誘発される請 求の範囲第49項に記載の方法。
  51. 51.前記放射性様アルキル化薬剤が、メチルメタン硫酸塩活性を有する請求の 範囲第50項に記載の方法。
  52. 52.前記放射性様アルキル化薬剤が、メチルメタン硫酸塩である請求の範囲第 51項に記載の方法。
  53. 53.前記DNA二本鎖損傷が、エンドヌクレアーゼによって誘発される請求の 範囲第49項に記載の方法。
  54. 54.前記エンドヌクレアーゼが、HOである請求の範囲第53項に記載の方法 。
  55. 55.前記DNA二本鎖損傷が、X線によって誘発される請求の範囲第49項に 記載の方法。
  56. 56.前記分子の影響が、前記ポリペプチドを阻害することである請求の範囲第 48項に記載の方法。
  57. 57.前記哺乳類ポリペプチドが、ヒトポリペプチドである請求の範囲第48項 に記載の方法。
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