JPH0675502B2 - Ii型−制限エンドヌクレーアーゼ及びこれを取得する方法並びに相補的2本鎖dna−配列を認識しかつ切断する方法 - Google Patents
Ii型−制限エンドヌクレーアーゼ及びこれを取得する方法並びに相補的2本鎖dna−配列を認識しかつ切断する方法Info
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- JPH0675502B2 JPH0675502B2 JP3261616A JP26161691A JPH0675502B2 JP H0675502 B2 JPH0675502 B2 JP H0675502B2 JP 3261616 A JP3261616 A JP 3261616A JP 26161691 A JP26161691 A JP 26161691A JP H0675502 B2 JPH0675502 B2 JP H0675502B2
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- stranded dna
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/22—Ribonucleases [RNase]; Deoxyribonucleases [DNase]
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規のII型−制限エ
ンドヌクレーアーゼSsp4800I、その取得法及び
その使用に関する。
ンドヌクレーアーゼSsp4800I、その取得法及び
その使用に関する。
【0002】
【従来の技術】II型−制限エンドヌクレーアーゼは、
特定のDNA−配列を認識し、切断可能にするエンドデ
ソキシリボヌクレアーゼである。ここでは、標的配列中
のホスホジエステル橋が、しかも各々のポリヌクレオチ
ド鎖中で1個が加水分解される。従って、II−型制限
エンドヌクレーアーゼは、DNA−分子の分析のために
重要である。従来、多くのDNA−配列に関して特異的
なII型−制限エンドヌクレーアーゼは公知であるが、
DNA−配列に関して特異的であって、従来の公知の制
限エンドヌクレーアーゼのいずれによっても認識されな
い他のII型−制限エンドヌクレーアーゼの供給に対す
る需要があった。
特定のDNA−配列を認識し、切断可能にするエンドデ
ソキシリボヌクレアーゼである。ここでは、標的配列中
のホスホジエステル橋が、しかも各々のポリヌクレオチ
ド鎖中で1個が加水分解される。従って、II−型制限
エンドヌクレーアーゼは、DNA−分子の分析のために
重要である。従来、多くのDNA−配列に関して特異的
なII型−制限エンドヌクレーアーゼは公知であるが、
DNA−配列に関して特異的であって、従来の公知の制
限エンドヌクレーアーゼのいずれによっても認識されな
い他のII型−制限エンドヌクレーアーゼの供給に対す
る需要があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、従
来はこのような酵素のいずれによっても認識されていな
かった配列を特異的に認識し、切断することを可能とす
る新規の制限エンドヌクレーアーゼを提供することを課
題としている。
来はこのような酵素のいずれによっても認識されていな
かった配列を特異的に認識し、切断することを可能とす
る新規の制限エンドヌクレーアーゼを提供することを課
題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り、認識配列及び標識付けにより特徴付けられた切断位
置:
り、認識配列及び標識付けにより特徴付けられた切断位
置:
【0005】
【化4】
【0006】を有するII型−制限エンドヌクレーアー
ゼにより解決される。
ゼにより解決される。
【0007】本発明による新規制限エンドヌクレーアー
ゼ(以後これをSsp4800Iと称する)は、50℃
での至適温度を有する。この酵素は、2−メルカプトエ
タノール1.0mモル/l、MgCl2 5mモル/l
及びNaCl 100mモル/lを有するトリス/HC
l−緩衝液10mモル/l中、pH7.5〜8.5で良
好な活性を有する。この至適pHはpH8.0である。
ゼ(以後これをSsp4800Iと称する)は、50℃
での至適温度を有する。この酵素は、2−メルカプトエ
タノール1.0mモル/l、MgCl2 5mモル/l
及びNaCl 100mモル/lを有するトリス/HC
l−緩衝液10mモル/l中、pH7.5〜8.5で良
好な活性を有する。この至適pHはpH8.0である。
【0008】認識配列は、ウィルスSV40及びアデノ
2、ファージラムダ及びphiX174のDNAの完全
消化により及びファージ誘導体M13mp7並びにプラ
スミドpB322及びpB328を確認することができ
る。これらDNA分子をSsp4800Iで処理する。
2、ファージラムダ及びphiX174のDNAの完全
消化により及びファージ誘導体M13mp7並びにプラ
スミドpB322及びpB328を確認することができ
る。これらDNA分子をSsp4800Iで処理する。
【0009】第1表は、実験的に観察された切断位置特
異性と、次の配列:5′−TGTACA−3′を認識す
る酵素に関するコンピュータ測定された切断位置特異性
との比較を示している。
異性と、次の配列:5′−TGTACA−3′を認識す
る酵素に関するコンピュータ測定された切断位置特異性
との比較を示している。
【0010】
【表1】
【0011】この酵素の認識配列内の切断位置は、ユニ
バーサルな配列決定プライマーの結合位置に対して約3
0〜200塩基の間隔で(Messing.J.等の(198
1)、Nucl.Acids.Res.2、309〜321)、この認
識配列を有するM13−誘導体で測定することができ
る。このM13−誘導体の1本鎖DNAの所で、まず、
ユニバーサルな配列決定プライマーを用いて、ジデソキ
シ連鎖切断法による配列反応が行なわれる(Sanger.F.
等の(1977).Proc.Nutl.Acad.Sci,USA 74、5
60〜564、Messing.J.等の(1981)、Nutl.Aci
ds Res.9.309〜321)。
バーサルな配列決定プライマーの結合位置に対して約3
0〜200塩基の間隔で(Messing.J.等の(198
1)、Nucl.Acids.Res.2、309〜321)、この認
識配列を有するM13−誘導体で測定することができ
る。このM13−誘導体の1本鎖DNAの所で、まず、
ユニバーサルな配列決定プライマーを用いて、ジデソキ
シ連鎖切断法による配列反応が行なわれる(Sanger.F.
等の(1977).Proc.Nutl.Acad.Sci,USA 74、5
60〜564、Messing.J.等の(1981)、Nutl.Aci
ds Res.9.309〜321)。
【0012】これと並行して、配列決定プライマーをT
4−ポリヌクレオチド−キナーゼ及び[32P]ATPを
用いて、5′−末端で、放射能標識付けする。この5′
−末端標識された配列決定プライマーの1本鎖M13−
DNAへのハイブリド結合の後に、DNAポリメラーゼ
I(クレノフ酵素)及びdATP,dCTP,dGTP
及びdTTPからのデソキシヌクレオチド−三燐酸混合
物を用いる充填反応で部分的2本鎖DNAが製造され
る。5′−末端で新規合成されたその鎖が放射能標識さ
れているこのDNAを制限エンドヌクレーアーゼSsp
4800Iで切断する。この切断バッチの半分を、付加
的になおT4DNAポリメラーゼを用いて、全ての4種
のデソキシヌクレオチド三燐酸の混合物の存在下で処理
して、平滑なDNA末端を得る。
4−ポリヌクレオチド−キナーゼ及び[32P]ATPを
用いて、5′−末端で、放射能標識付けする。この5′
−末端標識された配列決定プライマーの1本鎖M13−
DNAへのハイブリド結合の後に、DNAポリメラーゼ
I(クレノフ酵素)及びdATP,dCTP,dGTP
及びdTTPからのデソキシヌクレオチド−三燐酸混合
物を用いる充填反応で部分的2本鎖DNAが製造され
る。5′−末端で新規合成されたその鎖が放射能標識さ
れているこのDNAを制限エンドヌクレーアーゼSsp
4800Iで切断する。この切断バッチの半分を、付加
的になおT4DNAポリメラーゼを用いて、全ての4種
のデソキシヌクレオチド三燐酸の混合物の存在下で処理
して、平滑なDNA末端を得る。
【0013】この反応生成物の分析を、配列決定ゲル
(尿素8モル/l、5%ポリアクリルアミド)上での電
気泳動及び引続くオートラジオグラフィにより行なう。
この結果の解釈は、ブラウン(Brown)N.L.及びスミス
(Smith)M.の方法(Methods inEnzymology65(19
80)、391〜401)により実施する。放射能標識
付けされたフラグメントの移動距離と配列ライター(Se
quenzleiter)との比較により、切断位置の状態が測定さ
れる。付加的にT4DNAポリメラーゼで処理された試
料は、単にSsp4800Iで切断された試料と比べ
て、4bpだけ延長されたバンドの移動距離を示す。従
って、Ssp4800Iは、4bpだけ5′−突出して
いるDNA−末端を生じることが明らかである。従っ
て、Ssp4800Iによるこの切断は、次の特異性を
有する認識配列内で行われる:
(尿素8モル/l、5%ポリアクリルアミド)上での電
気泳動及び引続くオートラジオグラフィにより行なう。
この結果の解釈は、ブラウン(Brown)N.L.及びスミス
(Smith)M.の方法(Methods inEnzymology65(19
80)、391〜401)により実施する。放射能標識
付けされたフラグメントの移動距離と配列ライター(Se
quenzleiter)との比較により、切断位置の状態が測定さ
れる。付加的にT4DNAポリメラーゼで処理された試
料は、単にSsp4800Iで切断された試料と比べ
て、4bpだけ延長されたバンドの移動距離を示す。従
って、Ssp4800Iは、4bpだけ5′−突出して
いるDNA−末端を生じることが明らかである。従っ
て、Ssp4800Iによるこの切断は、次の特異性を
有する認識配列内で行われる:
【0014】
【化5】
【0015】実験的に測定された切断位置の数は、配
列:5′TGTACA−3′に関する種々のDNAでの
コンピュータ分析により得られた切断位置の数(第1
表)と同じである。付加的に、このデータを、Gene 1
0(1980)、357〜370からの表と比較した。
列:5′TGTACA−3′に関する種々のDNAでの
コンピュータ分析により得られた切断位置の数(第1
表)と同じである。付加的に、このデータを、Gene 1
0(1980)、357〜370からの表と比較した。
【0016】ストレプトマイセス属の微生物を培養し、
この細胞から酵素を取得する方法で、Ssp4800I
を得るのが有利である。特に、ストレプトマイセス・sp
ecBMTU4800(DSM6181)を使用するのが
有利である。
この細胞から酵素を取得する方法で、Ssp4800I
を得るのが有利である。特に、ストレプトマイセス・sp
ecBMTU4800(DSM6181)を使用するのが
有利である。
【0017】この微生物ストレプトマイセス・spec B
MTU4800は、ドイチェン・ザンムルング・フォン
・ミクロオルガニスメン(DSM)、(Deutschen Sammlun
g vonMikroorganismen,Macheroder Weg 16,3300
Brounschweig BRD)に寄託されており、寄託番号
DSM6181を有する。
MTU4800は、ドイチェン・ザンムルング・フォン
・ミクロオルガニスメン(DSM)、(Deutschen Sammlun
g vonMikroorganismen,Macheroder Weg 16,3300
Brounschweig BRD)に寄託されており、寄託番号
DSM6181を有する。
【0018】取得のために、慣用の生化学的精製法を使
用することができ、この際、その都度に得られるフラク
ション中で、この酵素の存在がその認識配列の切断によ
り容易に立証されうる。基質としては、例えばラムダー
DNAが好適である。得られるDNA−フラグメントを
アガロースゲル中、フラグメント分離のために慣用の緩
衝液系中で、エチジウムブロミドの存在下に電気泳動に
より分離する。
用することができ、この際、その都度に得られるフラク
ション中で、この酵素の存在がその認識配列の切断によ
り容易に立証されうる。基質としては、例えばラムダー
DNAが好適である。得られるDNA−フラグメントを
アガロースゲル中、フラグメント分離のために慣用の緩
衝液系中で、エチジウムブロミドの存在下に電気泳動に
より分離する。
【0019】この酵素の取得のために使用される微生物
は、M111−培地(酵母エキス10g/l、麦芽エキ
ス10g/l)中で好気的に生長する。至適生長条件
は、26℃、pH6.5〜7.5である。2倍化時間は
約2.5時間である。
は、M111−培地(酵母エキス10g/l、麦芽エキ
ス10g/l)中で好気的に生長する。至適生長条件
は、26℃、pH6.5〜7.5である。2倍化時間は
約2.5時間である。
【0020】酵素を、慣用の化学的及び機械的方法によ
り、例えば高圧分散、超音波又は酵素的崩解(Aufs
chluβ)により単離しかつ精製する。本発明方法の
有利な実施形では、細胞をフレンチプレス上で崩解させ
る。上澄みの更なる精製は、有利に、アフィニティ−ク
ロマトグラフィ及びイオン交換体クロマトグラフィによ
り実施する。アフィニティ−クロマトグラフィ用の物質
としては、例えばヘパリン−セファロースCL−6B
(Pharmacia)が好適である。好適なカチオン
交換体は、例えばホスホ−セルロース(Whatme
n)である。
り、例えば高圧分散、超音波又は酵素的崩解(Aufs
chluβ)により単離しかつ精製する。本発明方法の
有利な実施形では、細胞をフレンチプレス上で崩解させ
る。上澄みの更なる精製は、有利に、アフィニティ−ク
ロマトグラフィ及びイオン交換体クロマトグラフィによ
り実施する。アフィニティ−クロマトグラフィ用の物質
としては、例えばヘパリン−セファロースCL−6B
(Pharmacia)が好適である。好適なカチオン
交換体は、例えばホスホ−セルロース(Whatme
n)である。
【0021】アニオン交換体としては、DEAE−セフ
ァセル(Sephacel)(Pharmacia)なる名称で入手され
る製品が好適である。しかしながら、当業者に公知の他
のクロマトグラフィ物質も好適である。
ァセル(Sephacel)(Pharmacia)なる名称で入手され
る製品が好適である。しかしながら、当業者に公知の他
のクロマトグラフィ物質も好適である。
【0022】
【実施例】次の例で本発明を更に説明する。
【0023】例1 微生物ストレプトマイセス・spec BMTU4800
(DSM6181)を、26℃で10〜12時間培養
し、対数相の終わりに収穫する。培地としてM111−
培地を使用する。
(DSM6181)を、26℃で10〜12時間培養
し、対数相の終わりに収穫する。培地としてM111−
培地を使用する。
【0024】細胞ペースト(湿重量30g)を緩衝液A
(トリス−HCl 40mモル/l、pH8.0、ED
TA0.1mモル/l、2−メルカプトエタノール7m
モル/l)(これはプロテアーゼ阻害剤を含有する)
2.4容量中に再懸濁させる。引続き、細胞をフレンチ
プレスに23000lb/m2で2回通すことにより崩
解させ、沈殿を分離する。上澄みにNH4Clを加える
(最終濃度0.3モル/l)。ポリミン−沈殿により、
核酸を除去する。引続き、遠心分離した上澄みを60
(W/V)%硫酸アンモニウムで処理し、沈殿をヘパリ
ン−セファロース−カラムを通して分別する。溶離のた
めに、NaCl 0〜1モル/lの勾配を使用する。S
sp4800Iは、NaCl0.5〜0.7モル/lのフラ
クション中に認められる。この活性フラクションを緩衝
液B(トリス−HCl 40mモル/l、pH8.0、
EDTA 0.1mモル/l、2−メルカプトエタノー
ル 7mモル/l、グリセリン10(V/V)%)に対
して平衡化させ、DEAE−ファースト−フロウ−カラ
ム上で分別する。溶離のために、NaCl 0〜0.5
モル/lの勾配を使用する。活性フラクションを緩衝液
Bに対して透析させる。
(トリス−HCl 40mモル/l、pH8.0、ED
TA0.1mモル/l、2−メルカプトエタノール7m
モル/l)(これはプロテアーゼ阻害剤を含有する)
2.4容量中に再懸濁させる。引続き、細胞をフレンチ
プレスに23000lb/m2で2回通すことにより崩
解させ、沈殿を分離する。上澄みにNH4Clを加える
(最終濃度0.3モル/l)。ポリミン−沈殿により、
核酸を除去する。引続き、遠心分離した上澄みを60
(W/V)%硫酸アンモニウムで処理し、沈殿をヘパリ
ン−セファロース−カラムを通して分別する。溶離のた
めに、NaCl 0〜1モル/lの勾配を使用する。S
sp4800Iは、NaCl0.5〜0.7モル/lのフラ
クション中に認められる。この活性フラクションを緩衝
液B(トリス−HCl 40mモル/l、pH8.0、
EDTA 0.1mモル/l、2−メルカプトエタノー
ル 7mモル/l、グリセリン10(V/V)%)に対
して平衡化させ、DEAE−ファースト−フロウ−カラ
ム上で分別する。溶離のために、NaCl 0〜0.5
モル/lの勾配を使用する。活性フラクションを緩衝液
Bに対して透析させる。
【0025】引続き、緩衝液Bで平衡化されたホスホ−
セルロース−カラム上に加える。溶離のために、緩衝液
B中のNaCl 0〜1モル/l勾配を使用する。
セルロース−カラム上に加える。溶離のために、緩衝液
B中のNaCl 0〜1モル/l勾配を使用する。
【0026】活性フラクションを一緒にし、ラーガー緩
衝液(Lagerpuffer:トリス−HCl 20mモル/
l、pH8.0、2−メルカプトエタノール 10mモ
ル/l、NaCl 100mモル/l、EDTA 0.
1mモル/l及びグリセリン50(V/V)%)に対し
て透析させる。
衝液(Lagerpuffer:トリス−HCl 20mモル/
l、pH8.0、2−メルカプトエタノール 10mモ
ル/l、NaCl 100mモル/l、EDTA 0.
1mモル/l及びグリセリン50(V/V)%)に対し
て透析させる。
【0027】例2 活性の測定酵素単位の定義 :Ssp4800I IUは、ラムダー
DNA 1μgを、50℃で1時間内に最終量25μl
中で切断する。
DNA 1μgを、50℃で1時間内に最終量25μl
中で切断する。
【0028】インキュベーション緩衝液(トリス−HC
l 100mモル/l、pH8.0、50℃、塩化マグ
ネシウム50mモル/l、NaCl 1mモル/l及び
2−メルカプトエタノール10mモル/l)2.5μl
の混合物に、水17.9μl中及びラムダDNA(光学
密度:5.6OD/ml)3.6μl及びSsp480
0I−溶液(IU/μl)1μlを加える。この溶液を
37℃で1時間インキュベートし、氷上で冷却し、尿素
7mモル/l、サッカロース20(V/V)%、EDT
A60mモル/l及びブロムフェノールブルー0.01
(W/V)%より成る停止試薬を加える。引続き、1%
アガロースゲル中で、100Vで3〜4時間にわたる電
気泳動により分離を実施する。得られるバンドをDNA
−長さ−標準との比較により固定する。
l 100mモル/l、pH8.0、50℃、塩化マグ
ネシウム50mモル/l、NaCl 1mモル/l及び
2−メルカプトエタノール10mモル/l)2.5μl
の混合物に、水17.9μl中及びラムダDNA(光学
密度:5.6OD/ml)3.6μl及びSsp480
0I−溶液(IU/μl)1μlを加える。この溶液を
37℃で1時間インキュベートし、氷上で冷却し、尿素
7mモル/l、サッカロース20(V/V)%、EDT
A60mモル/l及びブロムフェノールブルー0.01
(W/V)%より成る停止試薬を加える。引続き、1%
アガロースゲル中で、100Vで3〜4時間にわたる電
気泳動により分離を実施する。得られるバンドをDNA
−長さ−標準との比較により固定する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルーノ フライ ドイツ連邦共和国 ペンツベルク ホッホ フェルトシュトラーセ 3 (72)発明者 ミヒャエル ヤルシュ ドイツ連邦共和国 バート ハイルブルン ウンターカルプフゼー 11
Claims (3)
- 【請求項1】 次の認識配列及び標識付けにより特徴付
けられた切断位置: 【化1】 を有し、ストレプトマイセス・spec BMTU48
00(DSM6181)から得られ、至適温度50℃及
び至適pH値8.0を有する、II型−制限エンドヌク
レーアーゼ。 - 【請求項2】 次の認識配列及び標識付けにより特徴付
けられた切断位置: 【化2】 を有し、ストレプトマイセス・spec BMTU48
00(DSM6181)から得られ、至適温度50℃及
び至適pH値8.0を有する、II型−制限エンドヌク
レーアーゼを取得する方法において、ストレプトマイセ
スspec BMTU4800(DM6181)を培養
し、その細胞から酵素を得ることを特徴とする、II型
−制限エンドヌクレーアーゼの取得法。 - 【請求項3】 次の認識配列及び標識付けにより特徴付
けられた切断位置: 【化3】 を有し、ストレプトマイセス・spec BMTU48
00(DSM6181)から得られ、至適温度50℃及
び至適pH値8.0を有する、II型−制限エンドヌク
レーアーゼを使用することを特徴とする、相補的2本鎖
DNA−配列: 5′−TGTACA−3′ を認識しかつ切断する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4032213A DE4032213A1 (de) | 1990-10-11 | 1990-10-11 | Typ ii-restriktionsendonuklease ssp4800i |
| DE4032213.0 | 1990-10-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04258290A JPH04258290A (ja) | 1992-09-14 |
| JPH0675502B2 true JPH0675502B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=6416047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3261616A Expired - Lifetime JPH0675502B2 (ja) | 1990-10-11 | 1991-10-09 | Ii型−制限エンドヌクレーアーゼ及びこれを取得する方法並びに相補的2本鎖dna−配列を認識しかつ切断する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5183747A (ja) |
| EP (1) | EP0480343B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0675502B2 (ja) |
| AT (1) | ATE131531T1 (ja) |
| DE (2) | DE4032213A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4226657A1 (de) * | 1992-08-12 | 1994-02-17 | Boehringer Mannheim Gmbh | TYP II-Restriktionsendonuklease SexAI |
| US5391487A (en) * | 1993-08-13 | 1995-02-21 | Promega Corporation | Restriction endonuclease SgfI from Streptomyces griseoruber |
| EP0655496A3 (en) * | 1993-11-30 | 1996-07-17 | Takara Shuzo Co | Restriction endonuclease Sse 1825I. |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3826389A1 (de) * | 1987-09-09 | 1989-03-30 | Boehringer Mannheim Gmbh | Typ ii-restriktionsendonuklease ksp632i |
-
1990
- 1990-10-11 DE DE4032213A patent/DE4032213A1/de not_active Withdrawn
-
1991
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