JPH10304876A - 改良組換dna分子 - Google Patents
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- JPH10304876A JPH10304876A JP10060225A JP6022598A JPH10304876A JP H10304876 A JPH10304876 A JP H10304876A JP 10060225 A JP10060225 A JP 10060225A JP 6022598 A JP6022598 A JP 6022598A JP H10304876 A JPH10304876 A JP H10304876A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】改良ベクタおよび原核もしくは真核起源のクロ
ーン化遺伝子の発現方法およびこの種ベクタの製造方法
を得る。 【構成】改良ベクタはλファージからのプロモータとオ
ペレータとを含み、好ましくは活性cro遺伝子もしく
は活性N遺伝子を含まず、ベクタはプロモータおよびオ
ペレータから約300塩基対以内の所望の遺伝子をクロ
ーン化する少なくとも一つのエンドヌクレアーゼ認識部
位を有すると共に、広汎な種類の原核、真核およびウイ
ルスポリペプチド、ホルモン、酵素、抗原、蛋白質およ
びアミノ酸を生産する際のベクタを使用する方法と同様
に有用である。
ーン化遺伝子の発現方法およびこの種ベクタの製造方法
を得る。 【構成】改良ベクタはλファージからのプロモータとオ
ペレータとを含み、好ましくは活性cro遺伝子もしく
は活性N遺伝子を含まず、ベクタはプロモータおよびオ
ペレータから約300塩基対以内の所望の遺伝子をクロ
ーン化する少なくとも一つのエンドヌクレアーゼ認識部
位を有すると共に、広汎な種類の原核、真核およびウイ
ルスポリペプチド、ホルモン、酵素、抗原、蛋白質およ
びアミノ酸を生産する際のベクタを使用する方法と同様
に有用である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、改良ベクタならびにこ
の種ベクタの製造方法およびクローン化遺伝子の発現方
法に関するものである。ここに開示するベクタおよび方
法は、クローン化遺伝子、特に原核宿主における真核起
源のものについての改良された発現を特徴とする。以下
の開示から判るように、これらのベクタおよび方法を使
用して、宿主細胞における各種のポリペプチド、蛋白質
およびアミノ酸の生産を向上させることができる。
の種ベクタの製造方法およびクローン化遺伝子の発現方
法に関するものである。ここに開示するベクタおよび方
法は、クローン化遺伝子、特に原核宿主における真核起
源のものについての改良された発現を特徴とする。以下
の開示から判るように、これらのベクタおよび方法を使
用して、宿主細胞における各種のポリペプチド、蛋白質
およびアミノ酸の生産を向上させることができる。
【0002】
【従来の技術】宿主細胞における蛋白質の生産レベルは
3つの主要な因子によって支配される:すなわち、細胞
内の遺伝子のコピー数と、それら遺伝子コピーが転写さ
れる効率と、得られたメッセンジャRNA(「mRN
A」)が翻訳される効率とである。転写および翻訳(一
緒になって発現を構成する)の効率は次いで、通常所望
のコード配列の前部に位置するヌクレオチド配列に依存
する。これらのヌクレオチド配列または発現制御配列
は、特に、RNAポリメラーゼが反応して転写を開始す
る(プロモータ配列)と共にリボソームがmRNA(転
写の生産物)と結合しかつ反応して翻訳を開始する位置
を規定する。
3つの主要な因子によって支配される:すなわち、細胞
内の遺伝子のコピー数と、それら遺伝子コピーが転写さ
れる効率と、得られたメッセンジャRNA(「mRN
A」)が翻訳される効率とである。転写および翻訳(一
緒になって発現を構成する)の効率は次いで、通常所望
のコード配列の前部に位置するヌクレオチド配列に依存
する。これらのヌクレオチド配列または発現制御配列
は、特に、RNAポリメラーゼが反応して転写を開始す
る(プロモータ配列)と共にリボソームがmRNA(転
写の生産物)と結合しかつ反応して翻訳を開始する位置
を規定する。
【0003】必ずしもこれら全ての発現制御配列が同等
な効率をもって機能するとは限らない。したがって、し
ばしば所望蛋白質に対する特定コード配列を隣接するヌ
クレオチド配列から分離しかつこれを他の発現制御配列
に融合させてより高レベルの発現を促進するようにする
のが有利である。これが達成された後、新たに作成され
たDNA断片をより高度のコピー数プラスミドまたはバ
クテリオファージ誘導体に挿入して細胞内の遺伝子コピ
ー数を増大させ、それにより発現蛋白質の収率をさらに
向上させることができる。
な効率をもって機能するとは限らない。したがって、し
ばしば所望蛋白質に対する特定コード配列を隣接するヌ
クレオチド配列から分離しかつこれを他の発現制御配列
に融合させてより高レベルの発現を促進するようにする
のが有利である。これが達成された後、新たに作成され
たDNA断片をより高度のコピー数プラスミドまたはバ
クテリオファージ誘導体に挿入して細胞内の遺伝子コピ
ー数を増大させ、それにより発現蛋白質の収率をさらに
向上させることができる。
【0004】通常、無毒性の遺伝子生産物でさえ過剰に
生産されると宿主細胞に対し有害となり、特定の宿主−
ベクタ系の安定性を低下させることがあるので、良好な
発現制御配列はクローン化遺伝子の転写および翻訳の効
率を向上させる他、細菌増殖の際発現を変調させるよう
制御しうるものでなければならない。たとえば、好適な
発現制御配列は、宿主細胞が過剰の遺伝子生産物の蓄積
なしに繁殖しうるよう滅勢され、次いで多量の所望蛋白
質生産物の発現を促進するよう付勢されうるものであ
る。
生産されると宿主細胞に対し有害となり、特定の宿主−
ベクタ系の安定性を低下させることがあるので、良好な
発現制御配列はクローン化遺伝子の転写および翻訳の効
率を向上させる他、細菌増殖の際発現を変調させるよう
制御しうるものでなければならない。たとえば、好適な
発現制御配列は、宿主細胞が過剰の遺伝子生産物の蓄積
なしに繁殖しうるよう滅勢され、次いで多量の所望蛋白
質生産物の発現を促進するよう付勢されうるものであ
る。
【0005】上記した基準のいくつかを満足させる数種
の発現制御配列が、細菌宿主における蛋白質およびポリ
ペプチドの発現を向上させるべく使用されている。これ
らには、たとえばイー・コリ(大腸菌)の乳糖オペロン
におけるプロモータ、オペレータならびにリボソーム結
合および相互作用配列〔たとえばケー・イタクラ等、
「ホルモン・ソマトスタチンに関する化学合成遺伝子の
大腸菌における発現」、サイエンス誌、第198巻、第
1056−1063頁(1977):ディー・ヴィー・
ゲデル等、「ひとインシュリンに関する化学合成遺伝子
の大腸菌における発現」、プロシーディング・ナショナ
ル・アカデミー・サイエンス・USA、第76巻、第1
06−110頁(1979)〕、イー・コリのトリプト
ファン合成酵素系の対応配列〔ジェー・エス・エムタゲ
等、「インフルエンザ抗原決定因子は大腸菌でクローン
化されたヘマグルチニン遺伝子から発現される」、ネイ
チャー誌、第283巻、第171−174頁(198
0)〕;ジェー・エー・マーシャル等、「ひと成長ホル
モン:細菌における補完的DNAクローン化および発
現」、サイエンス誌、第205巻、第602−606頁
(1979)〕およびファージλの主要なオペレータお
よびプロモータ域〔エッチ・バーナード等、「バクテリ
オファージλPLプロモータからの遺伝子発現を促進す
るプラスミドクローン化運搬体の作成」、ジーン誌、第
5巻、第59−76頁(1979)〕が包含される。本
発明は、これら発現制御配列のうち最後のものに関する
ものである。
の発現制御配列が、細菌宿主における蛋白質およびポリ
ペプチドの発現を向上させるべく使用されている。これ
らには、たとえばイー・コリ(大腸菌)の乳糖オペロン
におけるプロモータ、オペレータならびにリボソーム結
合および相互作用配列〔たとえばケー・イタクラ等、
「ホルモン・ソマトスタチンに関する化学合成遺伝子の
大腸菌における発現」、サイエンス誌、第198巻、第
1056−1063頁(1977):ディー・ヴィー・
ゲデル等、「ひとインシュリンに関する化学合成遺伝子
の大腸菌における発現」、プロシーディング・ナショナ
ル・アカデミー・サイエンス・USA、第76巻、第1
06−110頁(1979)〕、イー・コリのトリプト
ファン合成酵素系の対応配列〔ジェー・エス・エムタゲ
等、「インフルエンザ抗原決定因子は大腸菌でクローン
化されたヘマグルチニン遺伝子から発現される」、ネイ
チャー誌、第283巻、第171−174頁(198
0)〕;ジェー・エー・マーシャル等、「ひと成長ホル
モン:細菌における補完的DNAクローン化および発
現」、サイエンス誌、第205巻、第602−606頁
(1979)〕およびファージλの主要なオペレータお
よびプロモータ域〔エッチ・バーナード等、「バクテリ
オファージλPLプロモータからの遺伝子発現を促進す
るプラスミドクローン化運搬体の作成」、ジーン誌、第
5巻、第59−76頁(1979)〕が包含される。本
発明は、これら発現制御配列のうち最後のものに関する
ものである。
【0006】バクテリオファージλは3種の主要なプロ
モータPL、PRおよびP’R、を含有する。リプレッサ
蛋白質、すなわちファージ遺伝子cIの生産物は、プロ
モータPLおよびPRの活性を制御することが知られてい
る。これらリプレッサは、これらプロモータの各プロモ
ータ領域(すなわちOLおよびOR)に結合して対応プロ
モータからの転写の開始を阻止する。さらに、合成に関
するその自己調節方式〔エム・プタシン等、「バクテリ
オファージλにおけるリプレッサの自己調節および機
能」、サイエンス誌、第156−161頁(197
6)〕により、溶原性菌株の染色体上におけるcI遺伝
子の一つのコピーは、多コピープラスミドに存在するP
LもしくはPRプロモータを完全に抑制することができる
(下記)。lacプロモータを含む系においては、非誘
発条件下でのプロモータの抑制が部分的に過ぎないこと
に注目すべきである〔ケー・イタクラ等、上記;ディー
・ヴイー・ゲデル等、上記〕。
モータPL、PRおよびP’R、を含有する。リプレッサ
蛋白質、すなわちファージ遺伝子cIの生産物は、プロ
モータPLおよびPRの活性を制御することが知られてい
る。これらリプレッサは、これらプロモータの各プロモ
ータ領域(すなわちOLおよびOR)に結合して対応プロ
モータからの転写の開始を阻止する。さらに、合成に関
するその自己調節方式〔エム・プタシン等、「バクテリ
オファージλにおけるリプレッサの自己調節および機
能」、サイエンス誌、第156−161頁(197
6)〕により、溶原性菌株の染色体上におけるcI遺伝
子の一つのコピーは、多コピープラスミドに存在するP
LもしくはPRプロモータを完全に抑制することができる
(下記)。lacプロモータを含む系においては、非誘
発条件下でのプロモータの抑制が部分的に過ぎないこと
に注目すべきである〔ケー・イタクラ等、上記;ディー
・ヴイー・ゲデル等、上記〕。
【0007】プロモータPLおよびPRに対しリプレッサ
により発揮される制御は、リプレッサ蛋白質またはその
遺伝子の改変により変化させることができる。たとえ
ば、リプレッサ蛋白質が温度感受性であるような一つの
突然変異が知られている。この突然変異を用いれば、培
養の温度すなわちリプレッサの安定性を変化させること
により、プロモータを活性化もしくは失活させることが
できる。
により発揮される制御は、リプレッサ蛋白質またはその
遺伝子の改変により変化させることができる。たとえ
ば、リプレッサ蛋白質が温度感受性であるような一つの
突然変異が知られている。この突然変異を用いれば、培
養の温度すなわちリプレッサの安定性を変化させること
により、プロモータを活性化もしくは失活させることが
できる。
【0008】バクテリオファージλは、また、遺伝子N
およびcroをも含有する。N遺伝子はPL制御下にあ
る。N遺伝子の生産物は、バクテリオファージλにおけ
る抗−終止因子として作用することが知られている。抗
−終止は、転写すべき特定DNA配列における終止配
列、終止様配列または転写遅延配列の存在により惹起さ
れる転写終止もしくは遅延を克服するのに有利である。
さらに、プロモータ転写においてノンセンスコドンの存
在により導入される極性効果はN遺伝子生産物により緩
和することができる〔エヌ・フランクリンおよびシー・
ヤノフスキィ、「λのN蛋白質:イー・コリRNAポリ
メラーゼの転写終止、極性および変化に関する証明」、
RNAポリメラーゼ(コールド・スプリング・ハーバー
・ラボラトリー)第693−706頁(1976)〕。
およびcroをも含有する。N遺伝子はPL制御下にあ
る。N遺伝子の生産物は、バクテリオファージλにおけ
る抗−終止因子として作用することが知られている。抗
−終止は、転写すべき特定DNA配列における終止配
列、終止様配列または転写遅延配列の存在により惹起さ
れる転写終止もしくは遅延を克服するのに有利である。
さらに、プロモータ転写においてノンセンスコドンの存
在により導入される極性効果はN遺伝子生産物により緩
和することができる〔エヌ・フランクリンおよびシー・
ヤノフスキィ、「λのN蛋白質:イー・コリRNAポリ
メラーゼの転写終止、極性および変化に関する証明」、
RNAポリメラーゼ(コールド・スプリング・ハーバー
・ラボラトリー)第693−706頁(1976)〕。
【0009】PRプロモータから転写されたcro遺伝
子の生産物は、両プロモータPLおよびPRに対する二次
リプレッサであることが知られている〔ジェー・ペロ、
「tof遺伝子生産物の部位に関するデレーション・マ
ッピング」、バクテリオファージλ(コールド・スプリ
ング・ハーバー・ラボラトリー)第549−608頁
(1971):エッチ・エコルス、「バクテリオファー
ジλ発生におけるcro遺伝子の役割」、ジャーナル・
モレキュラー・バイオロジー)第80巻、第203−2
16頁(1973);エー・ジョンソン等、「バクテリ
オファージλのcro蛋白質の作用メカニズム」、プロ
シーディング・ナショナル・アカデミー・サイエンス・
USA、第75巻、第1783−1787頁(197
8)〕。cro遺伝子生産物は宿主とベクタとの組合せ
の所望生産物と一緒に共生産されるので、PLもしくは
PRからの発現に対するcro遺伝子生産物の効果は時
間と共に増大する傾向がある。したがって、連続した高
レベルの発現を望む系においては、cro遺伝子の欠失
または失活が必要である。
子の生産物は、両プロモータPLおよびPRに対する二次
リプレッサであることが知られている〔ジェー・ペロ、
「tof遺伝子生産物の部位に関するデレーション・マ
ッピング」、バクテリオファージλ(コールド・スプリ
ング・ハーバー・ラボラトリー)第549−608頁
(1971):エッチ・エコルス、「バクテリオファー
ジλ発生におけるcro遺伝子の役割」、ジャーナル・
モレキュラー・バイオロジー)第80巻、第203−2
16頁(1973);エー・ジョンソン等、「バクテリ
オファージλのcro蛋白質の作用メカニズム」、プロ
シーディング・ナショナル・アカデミー・サイエンス・
USA、第75巻、第1783−1787頁(197
8)〕。cro遺伝子生産物は宿主とベクタとの組合せ
の所望生産物と一緒に共生産されるので、PLもしくは
PRからの発現に対するcro遺伝子生産物の効果は時
間と共に増大する傾向がある。したがって、連続した高
レベルの発現を望む系においては、cro遺伝子の欠失
または失活が必要である。
【0010】クローン化遺伝子の発現に関するPLプロ
モータの効果は、イー・コリのトリプトファン(tr
p)オペロンをファージλ中に組込むことにより示され
ている〔エヌ・フランクリン、「バクテリオファージλ
のNオペロンに融合した遺伝シグナルの読み変化:N遺
伝子の蛋白質生産物によるポリメラーゼの改変に関する
遺伝子的証明」、ジャーナル・モレキュラー・バイオロ
ジー、第89巻、第33−48頁(1979):エー・
ホプキンス等、「試験管内で作成されたλtrp−形質
導入バクテリオファージの特性化」、ジャーナル・モレ
キュラー・バイオロジー、第107巻、第549−56
9頁(1976)〕。この改変ファージにおいて、tr
p遺伝子をそれら自身のプロモータからあるいはPLプ
ロモータから転写させることができる。PL媒介の発現
は、同族trpプロモータから得られるレベルより3〜
4倍高いことが判った。
モータの効果は、イー・コリのトリプトファン(tr
p)オペロンをファージλ中に組込むことにより示され
ている〔エヌ・フランクリン、「バクテリオファージλ
のNオペロンに融合した遺伝シグナルの読み変化:N遺
伝子の蛋白質生産物によるポリメラーゼの改変に関する
遺伝子的証明」、ジャーナル・モレキュラー・バイオロ
ジー、第89巻、第33−48頁(1979):エー・
ホプキンス等、「試験管内で作成されたλtrp−形質
導入バクテリオファージの特性化」、ジャーナル・モレ
キュラー・バイオロジー、第107巻、第549−56
9頁(1976)〕。この改変ファージにおいて、tr
p遺伝子をそれら自身のプロモータからあるいはPLプ
ロモータから転写させることができる。PL媒介の発現
は、同族trpプロモータから得られるレベルより3〜
4倍高いことが判った。
【0011】PL媒介の発現に対するリプレッサの効果
も、この改変ファージにおいて示された。たとえば、リ
プレッサの不存在下において、アントラニレートシンセ
ターゼ(trpオペロンにおける第1の酵素)のPL制
御された発現は、trpリプレッサの不存在下における
trpプロモータ制御下での酵素につき得られるものよ
り11倍大きいものであった〔ジェー・ダピソン等、
「λtrp融合オペロンにおける遺伝子発現の定量
面」、モレキュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第13
0巻、第9−20頁(1974)〕。しかしながら、活
性cI遺伝子の存在において、酵素のPL媒介された発
現は少なくとも900倍減少された。これらの研究も、
宿主においてcro遺伝子が機能しない場合のみ、連続
高レベルのPL媒介された転写が可能であったことを示
した。
も、この改変ファージにおいて示された。たとえば、リ
プレッサの不存在下において、アントラニレートシンセ
ターゼ(trpオペロンにおける第1の酵素)のPL制
御された発現は、trpリプレッサの不存在下における
trpプロモータ制御下での酵素につき得られるものよ
り11倍大きいものであった〔ジェー・ダピソン等、
「λtrp融合オペロンにおける遺伝子発現の定量
面」、モレキュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第13
0巻、第9−20頁(1974)〕。しかしながら、活
性cI遺伝子の存在において、酵素のPL媒介された発
現は少なくとも900倍減少された。これらの研究も、
宿主においてcro遺伝子が機能しない場合のみ、連続
高レベルのPL媒介された転写が可能であったことを示
した。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】問題は、上記したλt
rpファージは挿入遺伝子の発現に対するPLプロモー
タの有用性を示すが、この種のファージの使用はcro
受容体ファージの作成および安定な増殖における困難性
により若干制約を受けるということである。
rpファージは挿入遺伝子の発現に対するPLプロモー
タの有用性を示すが、この種のファージの使用はcro
受容体ファージの作成および安定な増殖における困難性
により若干制約を受けるということである。
【0013】この種のファージが存在しないと、観察さ
れた高レベルの発現は、共生産されたcro遺伝子のレ
ベルが増大してPLプロモータからの転写を抑制すると
直ちに低下する。
れた高レベルの発現は、共生産されたcro遺伝子のレ
ベルが増大してPLプロモータからの転写を抑制すると
直ちに低下する。
【0014】λファージの欠点は、λ制御エレメントを
たとえばColElまたはその誘導体のような自己再生
プラスミドにクローン化させることにより〔ジェー・ヘ
ッジペス等、「プラスミド−クローン化遺伝子の発現を
高めるため使用されるλファージプロモータ」、モレキ
ュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第163巻、第19
7−203頁(1978)〕。あるいはλPL系のみを
組込む比較的小さいプラスミドを作成することにより
〔エッチ・バーナード等、上記〕ある程度克服されてい
るが、これら後者のベクタはクローン化遺伝子挿入に使
用しうる部位とPLプロモータとの間の距離が欠点とな
る。たとえばエッチ・バーナード等(上記)により記載
されたベクタにおいて、ベクタ上の遺伝子挿入部位とP
Lプロモータとの間の距離は約300〜約8600塩基
の範囲である。さらに、バーナード等のベクタにおいて
特に一般的に使用されるEcoRIおよびBamHI挿
入部位はそれぞれPLプロモータに対し600〜100
0塩基よりも近くない。さらに、所望DNA配列の転写
に対するN遺伝子生産物の効果は、バーナード等のベク
タにおいて容易に評価することができない。何故なら、
N遺伝子生産物はプラスミド自身にコードされており、
染色体起源のものでないからである。最後に、バーナー
ドのベクタが高レベルの蛋白質発現を与えるという直接
的証明がなく、さらにバーナードにおいてはそのベクタ
が原核宿主における真核遺伝子生産物の発現に有用に使
用されるという教示がない。
たとえばColElまたはその誘導体のような自己再生
プラスミドにクローン化させることにより〔ジェー・ヘ
ッジペス等、「プラスミド−クローン化遺伝子の発現を
高めるため使用されるλファージプロモータ」、モレキ
ュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第163巻、第19
7−203頁(1978)〕。あるいはλPL系のみを
組込む比較的小さいプラスミドを作成することにより
〔エッチ・バーナード等、上記〕ある程度克服されてい
るが、これら後者のベクタはクローン化遺伝子挿入に使
用しうる部位とPLプロモータとの間の距離が欠点とな
る。たとえばエッチ・バーナード等(上記)により記載
されたベクタにおいて、ベクタ上の遺伝子挿入部位とP
Lプロモータとの間の距離は約300〜約8600塩基
の範囲である。さらに、バーナード等のベクタにおいて
特に一般的に使用されるEcoRIおよびBamHI挿
入部位はそれぞれPLプロモータに対し600〜100
0塩基よりも近くない。さらに、所望DNA配列の転写
に対するN遺伝子生産物の効果は、バーナード等のベク
タにおいて容易に評価することができない。何故なら、
N遺伝子生産物はプラスミド自身にコードされており、
染色体起源のものでないからである。最後に、バーナー
ドのベクタが高レベルの蛋白質発現を与えるという直接
的証明がなく、さらにバーナードにおいてはそのベクタ
が原核宿主における真核遺伝子生産物の発現に有用に使
用されるという教示がない。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した諸問
題を、改良ベクタならびにこの種ベクタの製造方法およ
び宿主細胞におけるクローン化遺伝子の発現方法を提供
することにより解決する。
題を、改良ベクタならびにこの種ベクタの製造方法およ
び宿主細胞におけるクローン化遺伝子の発現方法を提供
することにより解決する。
【0016】さらに詳細には、本発明によれば、バクテ
リオファージから誘導される少なくとも一種のプロモー
タとオペレータとからなる少なくとも一種のDNA配列
を含み、前記プロモータとオペレータとからなる前記D
NA配列の部分から約300塩基対以内に位置する少な
くとも一つのエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴とする
ベクタが提供される。
リオファージから誘導される少なくとも一種のプロモー
タとオペレータとからなる少なくとも一種のDNA配列
を含み、前記プロモータとオペレータとからなる前記D
NA配列の部分から約300塩基対以内に位置する少な
くとも一つのエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴とする
ベクタが提供される。
【0017】本発明のベクタにおけるファージλの主プ
ロモータは、これらベクタ中に挿入されたDNA配列の
転写を促進する。本発明の方法およびベクタは、所望D
NA配列を選択プロモータの近傍においてベクタ中に挿
入するための多数の適当な認識部位が存在することをさ
らに特徴とする。好ましくは、選択プロモータと認識部
位との間の距離は約300塩基対以内、より好ましくは
約150塩基対以内である。本発明の好適ベクタは、さ
らに、活性N遺伝子および活性cro遺伝子が存在しな
いようなものである。したがって、適当な宿主、すなわ
ち活性の染色体N遺伝子を含有するものまたは欠如する
ものを選択することにより、本発明の任意のベクタを使
用して、N遺伝子生産物の存在下または不存在下にDN
A配列を発現することができる。
ロモータは、これらベクタ中に挿入されたDNA配列の
転写を促進する。本発明の方法およびベクタは、所望D
NA配列を選択プロモータの近傍においてベクタ中に挿
入するための多数の適当な認識部位が存在することをさ
らに特徴とする。好ましくは、選択プロモータと認識部
位との間の距離は約300塩基対以内、より好ましくは
約150塩基対以内である。本発明の好適ベクタは、さ
らに、活性N遺伝子および活性cro遺伝子が存在しな
いようなものである。したがって、適当な宿主、すなわ
ち活性の染色体N遺伝子を含有するものまたは欠如する
ものを選択することにより、本発明の任意のベクタを使
用して、N遺伝子生産物の存在下または不存在下にDN
A配列を発現することができる。
【0018】以下の記載から判るように、本発明のベク
タおよび方法は、宿主細胞における原核および真核生産
物の改良された発現を可能にするような宿主−ベクタ組
合せ物の作成を可能にする。
タおよび方法は、宿主細胞における原核および真核生産
物の改良された発現を可能にするような宿主−ベクタ組
合せ物の作成を可能にする。
【0019】
【実施例】ここに記載した本発明をより充分に理解する
ため、以下詳細に説明する。
ため、以下詳細に説明する。
【0020】本明細書中において、次の用語を使用す
る。
る。
【0021】ヌクレオチド:糖成分(ペントース)と燐
酸塩と含窒素複素環塩基とからなるDNAもしくはRN
Aの単量体単位。塩基は、グリコシド炭素(ペントース
の1’炭素)を介して糖成分に結合される。塩基と糖と
の結合はヌクレオシドと呼ばれる。各ヌクレオチドはそ
の塩基を特徴とする。4種のDNA塩基はアデニン
(「A」)、グアニン(「G」)、シトシン(「C」)
およびチミン(「T」)である。4種のRNA塩基は、
A,G,Cおよびウラシル(「U」)である。
酸塩と含窒素複素環塩基とからなるDNAもしくはRN
Aの単量体単位。塩基は、グリコシド炭素(ペントース
の1’炭素)を介して糖成分に結合される。塩基と糖と
の結合はヌクレオシドと呼ばれる。各ヌクレオチドはそ
の塩基を特徴とする。4種のDNA塩基はアデニン
(「A」)、グアニン(「G」)、シトシン(「C」)
およびチミン(「T」)である。4種のRNA塩基は、
A,G,Cおよびウラシル(「U」)である。
【0022】DNA配列:隣接ペントースの3’炭素と
5’炭素との間のホスホジエステル結合により互いに結
合されたヌクレオチドの線状列。
5’炭素との間のホスホジエステル結合により互いに結
合されたヌクレオチドの線状列。
【0023】コドン:mRNAを介してアミノ酸と翻訳
開始シグナルと翻訳終了シグナルとをコードする3種の
ヌクレオチド(トリプレット)のDNA配列。例えばヌ
クレオチドトリプレットTTA,TTG,CTT,CT
C,CTAおよびCTGはアミノ酸ロイシン(「Le
u」)をコードし、TAG,TAAおよびTGAは翻訳
終了シグナルであり、ATGは翻訳開始シグナルであ
る。
開始シグナルと翻訳終了シグナルとをコードする3種の
ヌクレオチド(トリプレット)のDNA配列。例えばヌ
クレオチドトリプレットTTA,TTG,CTT,CT
C,CTAおよびCTGはアミノ酸ロイシン(「Le
u」)をコードし、TAG,TAAおよびTGAは翻訳
終了シグナルであり、ATGは翻訳開始シグナルであ
る。
【0024】リーディングフレーム:アミノ酸配列まで
mRNAを翻訳する際のコドンのグループ化。翻訳の
際、適切なリーディングフレームを維持せねばならな
い。例えば、配列GCTGGTTGTAAGは3つのリ
ーディングフレームすなわち相において翻訳することが
でき、その各々は異なるアミノ酸配列GCT GGT TGT AAG−−A1a−G1y−
Cys−Lys G CTG GTT GTA AG−−Leu−Va1
−Va1 GC TGG TTG TAA G−−Trp−Leu
−(停止) を与える。
mRNAを翻訳する際のコドンのグループ化。翻訳の
際、適切なリーディングフレームを維持せねばならな
い。例えば、配列GCTGGTTGTAAGは3つのリ
ーディングフレームすなわち相において翻訳することが
でき、その各々は異なるアミノ酸配列GCT GGT TGT AAG−−A1a−G1y−
Cys−Lys G CTG GTT GTA AG−−Leu−Va1
−Va1 GC TGG TTG TAA G−−Trp−Leu
−(停止) を与える。
【0025】ポリペプチド:隣接するアミノ酸のα−ア
ミノ基とカルボキシル基との間のペプチド結合により互
いに結合されたアミノ酸の線状列。
ミノ基とカルボキシル基との間のペプチド結合により互
いに結合されたアミノ酸の線状列。
【0026】ゲノム:細胞もしくはウイルスの全DN
A。これは、特に物質のポリペプチドをコードする構造
遺伝子、ならびにオペレータ、プロモータおよびリボソ
ーム結合ならびに例えばシャイン−ダルガルノ配列のよ
うな配列を含めて相互作用配列を包含する。
A。これは、特に物質のポリペプチドをコードする構造
遺伝子、ならびにオペレータ、プロモータおよびリボソ
ーム結合ならびに例えばシャイン−ダルガルノ配列のよ
うな配列を含めて相互作用配列を包含する。
【0027】構造遺伝子:雛型もしくはメッセンジャー
RNA(「mRNA」)を介して、特定ポリペプチドに
特徴的なアミノ酸の配列をコードするDNA配列。
RNA(「mRNA」)を介して、特定ポリペプチドに
特徴的なアミノ酸の配列をコードするDNA配列。
【0028】転写:構造遺伝子からmRNAを生成する
過程。
過程。
【0029】翻訳:mRNAからポリペプチドを生成す
る過程。
る過程。
【0030】発現:ポリペプチドを生成するため構造遺
伝子により受ける過程。これは、転写と翻訳との組合せ
である。
伝子により受ける過程。これは、転写と翻訳との組合せ
である。
【0031】プラスミド:完全「レプリコン」からなる
非クロモソーム二重鎖DNA配列であり、これによりプ
ラスミドは宿主細胞内で複製される。プラスミドを単細
胞微生物に入れると、その生物の特性がプラスミドのD
NAの結果として変化または形質転換する。例えば、テ
トラサイクリン耐性(TetR)についての遺伝子を担
持するプラスミドは従前テトラサイクリンに感受性であ
った細胞をこれに対し抵抗性の細胞に形質転換させる。
プラスミドにより形質転換された細胞を「トランスホー
マント」と呼ぶ。
非クロモソーム二重鎖DNA配列であり、これによりプ
ラスミドは宿主細胞内で複製される。プラスミドを単細
胞微生物に入れると、その生物の特性がプラスミドのD
NAの結果として変化または形質転換する。例えば、テ
トラサイクリン耐性(TetR)についての遺伝子を担
持するプラスミドは従前テトラサイクリンに感受性であ
った細胞をこれに対し抵抗性の細胞に形質転換させる。
プラスミドにより形質転換された細胞を「トランスホー
マント」と呼ぶ。
【0032】ファージまたはバクテリオファージ:細菌
性ウィルスであり、その多くは蛋白質エンベロプもしく
はコート(「カプシド」)中にカプセル化されたDNA
配列からなっている。
性ウィルスであり、その多くは蛋白質エンベロプもしく
はコート(「カプシド」)中にカプセル化されたDNA
配列からなっている。
【0033】クローン化運搬体(cloning ve
hic1e):宿主細胞中に複製しうるプラスミド、フ
ァージDNAまたはその他のDNA配列であり、これは
一個または少数のエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴と
し、この部位においてこのDNA配列はDNAの本質的
な生物学的機能(例えば複製)、コート蛋白質の生成の
喪失またはプロモータもしくは結合部位の喪失を伴わず
に決定可能に切断され、またこの部位は形質転換細胞の
同定(例えばテトラサイクリン耐性またはアンピシリン
耐性)に使用するのに適するマーカを含有する。クロー
ン化運搬体はしばしばベクタ(vector)と呼ばれ
る。
hic1e):宿主細胞中に複製しうるプラスミド、フ
ァージDNAまたはその他のDNA配列であり、これは
一個または少数のエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴と
し、この部位においてこのDNA配列はDNAの本質的
な生物学的機能(例えば複製)、コート蛋白質の生成の
喪失またはプロモータもしくは結合部位の喪失を伴わず
に決定可能に切断され、またこの部位は形質転換細胞の
同定(例えばテトラサイクリン耐性またはアンピシリン
耐性)に使用するのに適するマーカを含有する。クロー
ン化運搬体はしばしばベクタ(vector)と呼ばれ
る。
【0034】クローン化:微生物またはDNA配列の繁
殖を得る過程であって、無性増殖によりこの種の一種の
微生物または配列から得られる。
殖を得る過程であって、無性増殖によりこの種の一種の
微生物または配列から得られる。
【0035】組替えDNA分子またはハイブリッドDN
A:生体細胞の外部で末端−末端結合されかつ宿主細胞
を感染してそこに維持される能力を有する、異なるゲノ
ム(細胞またはウイルスの全DNA)からのDNA断片
よりなる分子。
A:生体細胞の外部で末端−末端結合されかつ宿主細胞
を感染してそこに維持される能力を有する、異なるゲノ
ム(細胞またはウイルスの全DNA)からのDNA断片
よりなる分子。
【0036】発現制御配列:構造遺伝子と作用結合した
場合これら遺伝子の発現を制御および調整するヌクレオ
チド配列。
場合これら遺伝子の発現を制御および調整するヌクレオ
チド配列。
【0037】本発明の宿主細胞 多数の入手しうる宿主細胞の任意のものを、本発明の宿
主−ベクタ組合せ物に使用することができる。特定宿主
の選択は当分野で知られた多くの因子に依存する。これ
らには、たとえば選択ベクタの和合性、ハイブリッドプ
ラスミドによりコードされる蛋白質の毒性、所望蛋白質
の回収の容易さ、発現特性、生物安全性および価格が包
含される。これら因子のバランスは必ずしもすべての宿
主が特定組替えDNA分子の発現に関し同等に有効では
ないという理解に基づいて決定せねばならない。これら
一般的指針のうち、有用な宿主はイー・コリ(大腸
菌)、シュードモナス(Pseudomonas)、枯
草菌(Bacillus subtilis)、高熱菌
(Bacillus stearothermophi
lus)およびその他細菌、酵母およびその他真菌類の
菌株、動物または植物宿主、たとえば培養物における動
物(人間を含む)または植物細胞、あるいはその他宿主
を包含する。
主−ベクタ組合せ物に使用することができる。特定宿主
の選択は当分野で知られた多くの因子に依存する。これ
らには、たとえば選択ベクタの和合性、ハイブリッドプ
ラスミドによりコードされる蛋白質の毒性、所望蛋白質
の回収の容易さ、発現特性、生物安全性および価格が包
含される。これら因子のバランスは必ずしもすべての宿
主が特定組替えDNA分子の発現に関し同等に有効では
ないという理解に基づいて決定せねばならない。これら
一般的指針のうち、有用な宿主はイー・コリ(大腸
菌)、シュードモナス(Pseudomonas)、枯
草菌(Bacillus subtilis)、高熱菌
(Bacillus stearothermophi
lus)およびその他細菌、酵母およびその他真菌類の
菌株、動物または植物宿主、たとえば培養物における動
物(人間を含む)または植物細胞、あるいはその他宿主
を包含する。
【0038】本発明における好適な宿主細胞はイー・コ
リ菌株K12cIts△HI〔K12M72lacam△t
rpEA2SmR(λcI857Nam7Nam53△HIビオ
-)〕(「K12△HI」)〔エッチ・バーナード等、
上記〕およびM5219〔K12M72lacamtrp
amSmR(λcI857 △HIビオ252)〕(「M
5219」)〔エッチ・グリア、「バクテリオファージ
λのkil遺伝子」、バイロロジー、第66巻、第58
9−604頁(1975)〕または染色体−もしくはプ
ラスミド−コード化されたcI857遺伝子(またはそ
の等価物)を有するその他任意の菌株である。
リ菌株K12cIts△HI〔K12M72lacam△t
rpEA2SmR(λcI857Nam7Nam53△HIビオ
-)〕(「K12△HI」)〔エッチ・バーナード等、
上記〕およびM5219〔K12M72lacamtrp
amSmR(λcI857 △HIビオ252)〕(「M
5219」)〔エッチ・グリア、「バクテリオファージ
λのkil遺伝子」、バイロロジー、第66巻、第58
9−604頁(1975)〕または染色体−もしくはプ
ラスミド−コード化されたcI857遺伝子(またはそ
の等価物)を有するその他任意の菌株である。
【0039】両菌株は、欠陥のある非切除性のλプロフ
ァージを有し、これは突然変異cI遺伝子を担持してい
る。突然変異遺伝子は温度感受性リプレッサをコード
し、したがって温度の調整によりPLプロモータからの
転写を活性化させることができ、すなわち28℃におい
てこのリプレッサは活性であってPLプロモータからの
転写を抑制するが、42℃においてこのリプレッサは失
活してPLプロモータからの転写を付勢する。
ァージを有し、これは突然変異cI遺伝子を担持してい
る。突然変異遺伝子は温度感受性リプレッサをコード
し、したがって温度の調整によりPLプロモータからの
転写を活性化させることができ、すなわち28℃におい
てこのリプレッサは活性であってPLプロモータからの
転写を抑制するが、42℃においてこのリプレッサは失
活してPLプロモータからの転写を付勢する。
【0040】プロファージの△HI欠失はcro遺伝子
の一部とプロファージにおけるcroのさらに右方に対
する全ての他の遺伝子を除去する〔エム・カステラッチ
等、「イー・コリK12にプロファージとして存在する
バクテリオファージλにおける欠失物の単離および特性
化」、モレキュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第11
7巻、第211−218頁(1972)〕。
の一部とプロファージにおけるcroのさらに右方に対
する全ての他の遺伝子を除去する〔エム・カステラッチ
等、「イー・コリK12にプロファージとして存在する
バクテリオファージλにおける欠失物の単離および特性
化」、モレキュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第11
7巻、第211−218頁(1972)〕。
【0041】さらに、菌株M5219はbio252欠
失をも含み、これはプロファージにおけるki1を含め
cIIIの左方に対する全ての遺伝子を除去する。さら
に、温度誘発の際菌株M5219は染色体N遺伝子から
の機能性N−遺伝子生産物を発現する。他方、菌株K1
2△HIはNにおける二つのアンバ(amber)突然
変異体を有し、これらはこの菌株を機能的にN−陰性に
する。
失をも含み、これはプロファージにおけるki1を含め
cIIIの左方に対する全ての遺伝子を除去する。さら
に、温度誘発の際菌株M5219は染色体N遺伝子から
の機能性N−遺伝子生産物を発現する。他方、菌株K1
2△HIはNにおける二つのアンバ(amber)突然
変異体を有し、これらはこの菌株を機能的にN−陰性に
する。
【0042】したがって、2種の菌株はPLプロモータ
からの発現を実験的に付勢または滅勢することが可能で
ある。さらにK12△HIまたはM5219の選択は、
PL媒介の転写をN遺伝子生産物の不存在下または存在
下に進行させるのを可能にする。また、イー・コリK1
2△HIもイー・コリM5219も機能性cro遺伝子
生産物を発現しないので、PL媒介の発現における二次
抑制が避けられる。
からの発現を実験的に付勢または滅勢することが可能で
ある。さらにK12△HIまたはM5219の選択は、
PL媒介の転写をN遺伝子生産物の不存在下または存在
下に進行させるのを可能にする。また、イー・コリK1
2△HIもイー・コリM5219も機能性cro遺伝子
生産物を発現しないので、PL媒介の発現における二次
抑制が避けられる。
【0043】本発明のベクタにおけるいくつかの具体例
の作成 ファージλプロモータについてはいくつかの起源が周知
されているが、本発明によるベクタの作成に関する以下
の例示目的には、ファージλtrp44cIAt2cr
o-をファージλプロモータの起源として選択した。
の作成 ファージλプロモータについてはいくつかの起源が周知
されているが、本発明によるベクタの作成に関する以下
の例示目的には、ファージλtrp44cIAt2cr
o-をファージλプロモータの起源として選択した。
【0044】ファージλtrp44 cI At2cr
o-の生成はエヌ・フランクリンにより記載されている
〔「λのNオペロン:大腸菌のトリプトファンオペロン
に対する融合物において観察される程度および調整」、
ザ・バクテリオファージλ(コールド・スプリング・ハ
ーバー・ラボラトリース)、第621−638頁(19
71)〕。cI遺伝子におけるAt2突然変異はリプレ
ッサを温度感受性にする〔エム・リーブ、「熱誘発性λ
バクテリオファージの研究.I.突然変異プロファージ
の遺伝子部位の程度および性質」、ジャーナル・モレキ
ュラー・バイオロジー、第16巻、第149−163頁
(1966)〕。cro-突然変異は、PL機能の二次抑
制を防止する。勿論、長期発現については大して好まし
くないが、cro+ファージも本発明のベクタに使用し
うるであろうことを了解すべきである。さらに、ファー
ジは機能性N遺伝子と活性PLプロモータとを担持す
る。ファージは、同族のtrpプロモータ自体によって
得られるものよりも3〜4倍高いレベルのtrp酵素発
現を与える〔エヌ・フランクリン、上記〕。
o-の生成はエヌ・フランクリンにより記載されている
〔「λのNオペロン:大腸菌のトリプトファンオペロン
に対する融合物において観察される程度および調整」、
ザ・バクテリオファージλ(コールド・スプリング・ハ
ーバー・ラボラトリース)、第621−638頁(19
71)〕。cI遺伝子におけるAt2突然変異はリプレ
ッサを温度感受性にする〔エム・リーブ、「熱誘発性λ
バクテリオファージの研究.I.突然変異プロファージ
の遺伝子部位の程度および性質」、ジャーナル・モレキ
ュラー・バイオロジー、第16巻、第149−163頁
(1966)〕。cro-突然変異は、PL機能の二次抑
制を防止する。勿論、長期発現については大して好まし
くないが、cro+ファージも本発明のベクタに使用し
うるであろうことを了解すべきである。さらに、ファー
ジは機能性N遺伝子と活性PLプロモータとを担持す
る。ファージは、同族のtrpプロモータ自体によって
得られるものよりも3〜4倍高いレベルのtrp酵素発
現を与える〔エヌ・フランクリン、上記〕。
【0045】λtrp44cI At2 cro-DNA
は、CsCl精製されたファージ粒子からのフェノール
抽出によりこのファージから調製した。このファージの
PLOL領域の構造を図1に示す。
は、CsCl精製されたファージ粒子からのフェノール
抽出によりこのファージから調製した。このファージの
PLOL領域の構造を図1に示す。
【0046】PLプロモータと隣接オペレータ(OL)と
は、N遺伝子配列の開始部と共に、DNAの延びすなわ
ち約100塩基対長さ内に規定され、λ地図上の約7
3.4%に位置する(図1)〔ティー・マニアチス等、
「バクテリオファージλのオペレータにおけるリプレッ
サおよびポリメラーゼの認識配列」、セル誌、第5巻、
第109−113頁(1975);ジェー・ダールベル
クおよびエフ・ブラットナー、「バクテリオファージλ
の主要左方RNAのプロモータ−オペレータ近心域にお
ける配列」、ヌクレイック・アシッド・リサーチ、第2
巻、第1441−1458頁(1975)〕。同様に、
PRプロモータと隣接オペレータ(OR)とは、cro遺
伝子配列の開始部と共に、DNAの延び内に規定されて
λ地図上の約76.6%に位置する(図1)〔ティー・
マニアチス等、上記〕。
は、N遺伝子配列の開始部と共に、DNAの延びすなわ
ち約100塩基対長さ内に規定され、λ地図上の約7
3.4%に位置する(図1)〔ティー・マニアチス等、
「バクテリオファージλのオペレータにおけるリプレッ
サおよびポリメラーゼの認識配列」、セル誌、第5巻、
第109−113頁(1975);ジェー・ダールベル
クおよびエフ・ブラットナー、「バクテリオファージλ
の主要左方RNAのプロモータ−オペレータ近心域にお
ける配列」、ヌクレイック・アシッド・リサーチ、第2
巻、第1441−1458頁(1975)〕。同様に、
PRプロモータと隣接オペレータ(OR)とは、cro遺
伝子配列の開始部と共に、DNAの延び内に規定されて
λ地図上の約76.6%に位置する(図1)〔ティー・
マニアチス等、上記〕。
【0047】これら領域をファージλDNAから単離す
るためのいくつかの手段のいずれかを用いて、所望プロ
モータ配列を有するクローンを調製することができる。
たとえば、制限酵素の種々な組合せを使用して所望領域
をファージλDNAから開裂させることができる(図
1)。次いで、これら断片を直接に使用してクローンを
調製するか、あるいはクローン化前に当分野で知られた
方法により断片をさらに処理してこれらを切断または伸
長させることもできる。
るためのいくつかの手段のいずれかを用いて、所望プロ
モータ配列を有するクローンを調製することができる。
たとえば、制限酵素の種々な組合せを使用して所望領域
をファージλDNAから開裂させることができる(図
1)。次いで、これら断片を直接に使用してクローンを
調製するか、あるいはクローン化前に当分野で知られた
方法により断片をさらに処理してこれらを切断または伸
長させることもできる。
【0048】適当なDNA断片を調製した後、これをい
くつかのクローン化用運搬体もしくはベクタのいずれか
に挿入することができる。たとえば、有用なクローン化
用運搬体は染色体、非染色体および合成のDNA配列の
断片、たとえばSV40および公知細菌プラスミドの各
種公知誘導体、たとえばColEl、pCR1、pBR
322、pMB9およびそれらの誘導体を包含するイー
・コリからのプラスミド、広宿主範囲のプラスミド、た
とえばRP4、ファージDNA、たとえばファージλの
多数の誘導体、その他DNAファージ、フィラメント状
単一鎖DNAファージ、たとえばM13ならびにプラス
ミドとファージDNAもしくは酵母プラスミド(たとえ
ば2μプラスミド)との組合せから得られるベクタまた
はその誘導体から構成することができる。
くつかのクローン化用運搬体もしくはベクタのいずれか
に挿入することができる。たとえば、有用なクローン化
用運搬体は染色体、非染色体および合成のDNA配列の
断片、たとえばSV40および公知細菌プラスミドの各
種公知誘導体、たとえばColEl、pCR1、pBR
322、pMB9およびそれらの誘導体を包含するイー
・コリからのプラスミド、広宿主範囲のプラスミド、た
とえばRP4、ファージDNA、たとえばファージλの
多数の誘導体、その他DNAファージ、フィラメント状
単一鎖DNAファージ、たとえばM13ならびにプラス
ミドとファージDNAもしくは酵母プラスミド(たとえ
ば2μプラスミド)との組合せから得られるベクタまた
はその誘導体から構成することができる。
【0049】さらに、各特定のクローン化運搬体におい
て、種々の部位を用いてファージλDNA断片を挿入す
ることができる。これらの部位は通常、それらを切断す
る制限エンドヌクレアーゼにより命名される。たとえ
ば、pBR322においてはDNA断片挿入に使用しう
る種々の制限部位が存在する〔エフ・ボリバール等、
「新規なクローン化運搬体の作成および特性化。II、
多目的クローン化系」、ジーン誌、第2巻、第95−1
13頁(1977);ジェー・ジー・サットクリフ、
「DNA配列から誘導されるpBR322制限地図:4
361ヌクレオチド対長さまでの正確なDNA寸法マー
カ」、ヌクレイック・アッシド・リサーチ、第5巻、第
2721−2728頁(1978)〕。図2および図4
をも参照。勿論、本発明に有用なクローン化運搬体はフ
ァージλDNA断片を挿入するための制限部位を有する
必要はないことを了解すべきである。むしろ、運搬体
は、本発明による所望ベクタを生産する別の手段により
断片に結合させることができた。
て、種々の部位を用いてファージλDNA断片を挿入す
ることができる。これらの部位は通常、それらを切断す
る制限エンドヌクレアーゼにより命名される。たとえ
ば、pBR322においてはDNA断片挿入に使用しう
る種々の制限部位が存在する〔エフ・ボリバール等、
「新規なクローン化運搬体の作成および特性化。II、
多目的クローン化系」、ジーン誌、第2巻、第95−1
13頁(1977);ジェー・ジー・サットクリフ、
「DNA配列から誘導されるpBR322制限地図:4
361ヌクレオチド対長さまでの正確なDNA寸法マー
カ」、ヌクレイック・アッシド・リサーチ、第5巻、第
2721−2728頁(1978)〕。図2および図4
をも参照。勿論、本発明に有用なクローン化運搬体はフ
ァージλDNA断片を挿入するための制限部位を有する
必要はないことを了解すべきである。むしろ、運搬体
は、本発明による所望ベクタを生産する別の手段により
断片に結合させることができた。
【0050】A.複製開始点に対し反時計方向にPLプ
ロモータを有する本発明によるベクタ* 1.pPLa23 次に図2を参照して、本発明のpPLa23の一改良ベ
クタを順次の過程において調製した。これらを図2に示
し、以下さらに詳細に説明する。
ロモータを有する本発明によるベクタ* 1.pPLa23 次に図2を参照して、本発明のpPLa23の一改良ベ
クタを順次の過程において調製した。これらを図2に示
し、以下さらに詳細に説明する。
【0051】(a)中間プラスミドpPLa2 上記で単離されたλtrp44cI At2cro-D
NAをBamHIおよびEcoRIで消化して、λ地図
上の約71.3%から81.02%まで延在する断片を
切除した(図1および図2)。開始点断片の方向性は、
通常示されると同様にpBR322中に存在すると解釈
される(サットクリフ等、上記)。同様にして、pBR
322をBamHIおよびEcoRIにて消化しそして
ファージλDNA断片を切除EcoRI−BamHI
pBR322断片の代りに挿入した(図2)。
NAをBamHIおよびEcoRIで消化して、λ地図
上の約71.3%から81.02%まで延在する断片を
切除した(図1および図2)。開始点断片の方向性は、
通常示されると同様にpBR322中に存在すると解釈
される(サットクリフ等、上記)。同様にして、pBR
322をBamHIおよびEcoRIにて消化しそして
ファージλDNA断片を切除EcoRI−BamHI
pBR322断片の代りに挿入した(図2)。
【0052】得られたベクタをpPLa2と名付け、こ
こで「a」は複製開始点に対しPLプロモータの反時計
方向を示す。この分子に関するλ情報はファージのBa
mHI部位(71.3%)からEcoRI部位(81.
02%λ)まで延在し、これは遺伝子N、OLPL領域、
遺伝子rexおよびcI(突然変異体)、ORPR領域、
遺伝子cro(突然変異体)およびcII、ならびに遺
伝子Oの部分を包含する(図1および図2)。
こで「a」は複製開始点に対しPLプロモータの反時計
方向を示す。この分子に関するλ情報はファージのBa
mHI部位(71.3%)からEcoRI部位(81.
02%λ)まで延在し、これは遺伝子N、OLPL領域、
遺伝子rexおよびcI(突然変異体)、ORPR領域、
遺伝子cro(突然変異体)およびcII、ならびに遺
伝子Oの部分を包含する(図1および図2)。
【0053】イー・コリc600(CaCl2コンピテ
ント)を、適当な条件および封じ込めの下に、上記で調
製されたpPLa2により形質転換させた。形質転換種
を、ファージλクリヤ変異体の109pfuが接種され
(エム・リーブ、上記)かつ100μg/mlのカルベ
ニシリンをも含有するLB平板培地上で34℃にて選択
した。選択したλDNA断片はcI At2遺伝子を含
み、したがってこの断片を含有する形質転換種は34℃
においてファージλクリヤ突然変異体に対し耐性であ
る。さらに、選択pBR322断片はアンピシリン耐性
に関する遺伝子を含み、したがってこの完全遺伝子を有
するプラスミドで形質転換させた宿主は、このように形
質転換させた宿主を除き、抗生物質を含有する培養物に
おいて増殖するであろう。
ント)を、適当な条件および封じ込めの下に、上記で調
製されたpPLa2により形質転換させた。形質転換種
を、ファージλクリヤ変異体の109pfuが接種され
(エム・リーブ、上記)かつ100μg/mlのカルベ
ニシリンをも含有するLB平板培地上で34℃にて選択
した。選択したλDNA断片はcI At2遺伝子を含
み、したがってこの断片を含有する形質転換種は34℃
においてファージλクリヤ突然変異体に対し耐性であ
る。さらに、選択pBR322断片はアンピシリン耐性
に関する遺伝子を含み、したがってこの完全遺伝子を有
するプラスミドで形質転換させた宿主は、このように形
質転換させた宿主を除き、抗生物質を含有する培養物に
おいて増殖するであろう。
【0054】20種の形質転換種を選択し、培養物を1
00μg/mlのカルベニシリンと10-2MのMgCl
2とを含有するLB培地において34℃で増殖させた。
形質転換種がcI遺伝子を有する真正の形質転換種であ
って、λファージを吸着し得ない稀な細菌でないように
するため、培養物の一部にλクリヤまたはλウイルスの
いずれかを感染させた〔エフ・ヤコブおよびイー・ウォ
ールマン、「大腸菌のバクテリオファージの発生研究.
I.バクテリオファージλの発生系」、アナーレン・イ
ンスチチユート・パスツール、第87巻、第653−6
90頁(1954)〕。20種の形質転換種は全て、λ
クリヤに対する耐性とλウイルスに対する感受性を示し
た。
00μg/mlのカルベニシリンと10-2MのMgCl
2とを含有するLB培地において34℃で増殖させた。
形質転換種がcI遺伝子を有する真正の形質転換種であ
って、λファージを吸着し得ない稀な細菌でないように
するため、培養物の一部にλクリヤまたはλウイルスの
いずれかを感染させた〔エフ・ヤコブおよびイー・ウォ
ールマン、「大腸菌のバクテリオファージの発生研究.
I.バクテリオファージλの発生系」、アナーレン・イ
ンスチチユート・パスツール、第87巻、第653−6
90頁(1954)〕。20種の形質転換種は全て、λ
クリヤに対する耐性とλウイルスに対する感受性を示し
た。
【0055】これら20種の形質転換の1種からの型I
DNAを標準法により単離し、EcoRIおよびBa
mHIで制限しそして標準マーカに対し大きさを決定し
た。DNAは、pBR322断片とファージλ断片との
予想した大きさに対応する二つの帯域を示した。
DNAを標準法により単離し、EcoRIおよびBa
mHIで制限しそして標準マーカに対し大きさを決定し
た。DNAは、pBR322断片とファージλ断片との
予想した大きさに対応する二つの帯域を示した。
【0056】(b)中間プラスミドpPLa20、すな
わちpPLa2からのBglII断片の除去 pPLa2のλ領域は4個のBglII部位を有し、こ
れらは73.77、78.80、80.16および8
0.28λに位置する(図1および図2)〔ヴィー・ピ
ロッタ、「バチルス・グロビギィからの2種の制限エン
ドヌクレアーゼ」、ヌクレイック・アシッド・リサー
チ、第3巻、第1747−1760頁(1976);エ
ッチ・スジバルスキイおよびダブリュ・スジバルスキ
ィ、「バクテリオファージλの広汎な分子地図」、ジー
ン誌、第7巻、第217−270頁(1979)〕。
わちpPLa2からのBglII断片の除去 pPLa2のλ領域は4個のBglII部位を有し、こ
れらは73.77、78.80、80.16および8
0.28λに位置する(図1および図2)〔ヴィー・ピ
ロッタ、「バチルス・グロビギィからの2種の制限エン
ドヌクレアーゼ」、ヌクレイック・アシッド・リサー
チ、第3巻、第1747−1760頁(1976);エ
ッチ・スジバルスキイおよびダブリュ・スジバルスキ
ィ、「バクテリオファージλの広汎な分子地図」、ジー
ン誌、第7巻、第217−270頁(1979)〕。
【0057】73.77%λと80.28%λとの間の
BglII断片を除去するため、pPLa2DNAをB
glIIで消化し、1μg/ml以下のDNA濃度で再
連結しそしてPL依存性転写を阻止させるよう染色体λ
リプレッサcIを有するイー・コリW6(λrex)
(CaCl2コンピテント)に対し形質転換させた(図
2)。100μg/mlのカルベニシリンを含有するL
−ブロスにおいて増殖させることによりカルベニシリン
耐性クローンを選択しそしてT4rII638突然変異
体を用いてλrex機能の損失に付き選別した。λre
x機能はT4rII638突然変異体の増殖を防止する
〔ビー・ハワード、「rII排除に欠けるファージλ突
然変異体」、サイエンス誌、第158巻、第1588−
1589頁(1967)〕。したがってpPLa2によ
り形質転換させた宿主における突然変異体の増殖の欠如
に対比してT4rII638突然変異体の増殖をこれら
BglII制限形質転換種が阻止し得ないことは、Bg
lII削除によりrex機能がpPLa2組替えDNA
分子から除去されていることを示している。
BglII断片を除去するため、pPLa2DNAをB
glIIで消化し、1μg/ml以下のDNA濃度で再
連結しそしてPL依存性転写を阻止させるよう染色体λ
リプレッサcIを有するイー・コリW6(λrex)
(CaCl2コンピテント)に対し形質転換させた(図
2)。100μg/mlのカルベニシリンを含有するL
−ブロスにおいて増殖させることによりカルベニシリン
耐性クローンを選択しそしてT4rII638突然変異
体を用いてλrex機能の損失に付き選別した。λre
x機能はT4rII638突然変異体の増殖を防止する
〔ビー・ハワード、「rII排除に欠けるファージλ突
然変異体」、サイエンス誌、第158巻、第1588−
1589頁(1967)〕。したがってpPLa2によ
り形質転換させた宿主における突然変異体の増殖の欠如
に対比してT4rII638突然変異体の増殖をこれら
BglII制限形質転換種が阻止し得ないことは、Bg
lII削除によりrex機能がpPLa2組替えDNA
分子から除去されていることを示している。
【0058】これらBglII制限形質転換種の組替え
DNA分子の制限酵素分析は、単一BglII部位の存
在を示した。さらに、EcoRIおよびBamHIでの
消化は2個の断片をもたらし、一方は予想pBR322
断片に相当し、他方はBglII部位73・77%λと
80.28%λとの間の部分を除去した後のファージλ
DNA断片の予想サイズ(1900塩基対)に相当し
た。この改変プラスミドをpPLa20と名付けた。そ
のλDNA挿入物はBamHI部位(71.3%)から
BglII部位(73.77%)までおよびBglII
部位(80.28%)からEcoRI部位(81.02
%)まで延在する。これは遺伝子NとOLPL領域と遺伝
子Oの部分とを含有する(図1)。
DNA分子の制限酵素分析は、単一BglII部位の存
在を示した。さらに、EcoRIおよびBamHIでの
消化は2個の断片をもたらし、一方は予想pBR322
断片に相当し、他方はBglII部位73・77%λと
80.28%λとの間の部分を除去した後のファージλ
DNA断片の予想サイズ(1900塩基対)に相当し
た。この改変プラスミドをpPLa20と名付けた。そ
のλDNA挿入物はBamHI部位(71.3%)から
BglII部位(73.77%)までおよびBglII
部位(80.28%)からEcoRI部位(81.02
%)まで延在する。これは遺伝子NとOLPL領域と遺伝
子Oの部分とを含有する(図1)。
【0059】本発明におけるベクタの具体例の作成に関
するこの実施例の残余部分はPLプロモータ(すなわち
BglII−BglII断片と共にPRプロモータがp
PLa2から除去されたもの)に向けられるが、同様な
操作を用いてPLプロモータをpPLa2から除去する
と共にPRプロモータを保持するベクタを作成しうるこ
とも了解すべきである。さらに本発明の範囲内のベクタ
はPLとPRとの両プロモータを有する同様な手段により
作成することができ、これら2つのプロモータは挿入D
NA配列の発現を媒介すべく調和してまたは相反して作
用する。
するこの実施例の残余部分はPLプロモータ(すなわち
BglII−BglII断片と共にPRプロモータがp
PLa2から除去されたもの)に向けられるが、同様な
操作を用いてPLプロモータをpPLa2から除去する
と共にPRプロモータを保持するベクタを作成しうるこ
とも了解すべきである。さらに本発明の範囲内のベクタ
はPLとPRとの両プロモータを有する同様な手段により
作成することができ、これら2つのプロモータは挿入D
NA配列の発現を媒介すべく調和してまたは相反して作
用する。
【0060】(c)pPLa23、すなわちPLから下
方の短距離におけるEcoRI部位の導入 pPLa20上に存在するBglII−BamHI断片
は、PLの下方約150個のヌクレオチドに位置する単
一のHaeIII部位を有する〔73.1%λ、図1〕
〔ビー・アレットおよびアール・ソレム、「バクテリオ
ファージλDNAにおけるプロモータ部位の特定エンド
ヌクレアーゼによる分離および分析」、ジャーナル・モ
レキュラー・バイオロジー、第85巻、第475−48
4頁(1975)〕。この部位は、デオキシリボヌクレ
オシド三燐酸の存在下にDNAポリメラーゼIで1日
3’−末端を伸長させることにより予めフラッシュ末端
化された開裂EcoRI末端に対し、開裂HaeIII
末端をフラッシュ末端連結させてEcoRI部位に変換
することができる〔ケー・ベックマン等、「バクテリオ
ファージλのcI遺伝子を有するプラスミドの作成」、
プロシーディング・ナショナル・アカデミー・サイエン
ス・USA、第73巻、第4174−4178頁(19
76)〕。手順の詳細を以下に説明しかつ図2に図示す
る。
方の短距離におけるEcoRI部位の導入 pPLa20上に存在するBglII−BamHI断片
は、PLの下方約150個のヌクレオチドに位置する単
一のHaeIII部位を有する〔73.1%λ、図1〕
〔ビー・アレットおよびアール・ソレム、「バクテリオ
ファージλDNAにおけるプロモータ部位の特定エンド
ヌクレアーゼによる分離および分析」、ジャーナル・モ
レキュラー・バイオロジー、第85巻、第475−48
4頁(1975)〕。この部位は、デオキシリボヌクレ
オシド三燐酸の存在下にDNAポリメラーゼIで1日
3’−末端を伸長させることにより予めフラッシュ末端
化された開裂EcoRI末端に対し、開裂HaeIII
末端をフラッシュ末端連結させてEcoRI部位に変換
することができる〔ケー・ベックマン等、「バクテリオ
ファージλのcI遺伝子を有するプラスミドの作成」、
プロシーディング・ナショナル・アカデミー・サイエン
ス・USA、第73巻、第4174−4178頁(19
76)〕。手順の詳細を以下に説明しかつ図2に図示す
る。
【0061】6pモルのpBR322をEcoRIで消
化した。酵素を熱失活させた後、DNAを沈殿させそし
て50mMのトリス−HCl(pH7.8)と5mMの
MgCl2と1mMのβ−メルカプトエタノールと2μ
Mのそれぞれ4種のデオキシリボヌクレオシド三燐酸
〔α−P32−dATP(345CiP32/ミリモル)を
有する〕と50μgのBSA/mlとを含有する緩衝液
250μl中に溶解させた。イー・コリからのDNAポ
リメラーゼI(ワーシントン社)の6単位を加えそして
混合物を16℃にて90分問培養した。この過程によ
り、線状化pBR322における開裂3’EcoRI部
位のフラッシュ末端化(flushending)が達
成された。
化した。酵素を熱失活させた後、DNAを沈殿させそし
て50mMのトリス−HCl(pH7.8)と5mMの
MgCl2と1mMのβ−メルカプトエタノールと2μ
Mのそれぞれ4種のデオキシリボヌクレオシド三燐酸
〔α−P32−dATP(345CiP32/ミリモル)を
有する〕と50μgのBSA/mlとを含有する緩衝液
250μl中に溶解させた。イー・コリからのDNAポ
リメラーゼI(ワーシントン社)の6単位を加えそして
混合物を16℃にて90分問培養した。この過程によ
り、線状化pBR322における開裂3’EcoRI部
位のフラッシュ末端化(flushending)が達
成された。
【0062】酵素を熱失活させた後、混合物を50mM
のNaCl、7mMのβ−メルカプトエタノールまで調
整し、そしてDNAをBamHIにより消化した。1.
4%アガロースゲル上での電気泳動により断片を分離
し、オートラジオグラフにより検定した。2個の断片の
うち大きい方を含むゲル切片(すなわち開裂BamHI
部位とフラッシュ末端化EcoRI部位とを有するpB
R322)を切り取って−90℃にて凍結させた。次い
でこのアガロース片をソルバールSS34型ロータにて
20,000rpmで20分間遠心分離した。排除され
た上澄液を取り出し、凍結および遠心分離過程をさらに
2回繰り返した。これら条件下において、アガロース切
片中に含有されたDNAの約30%が上澄液中に浸出し
た。浸出されたDNAを合併上澄液から沈澱させ、10
mMのトリス−HCl(pH7.4)と50mMのNa
Clと7mMのβ−メルカプトエタノールとの10μl
中に溶解させた。
のNaCl、7mMのβ−メルカプトエタノールまで調
整し、そしてDNAをBamHIにより消化した。1.
4%アガロースゲル上での電気泳動により断片を分離
し、オートラジオグラフにより検定した。2個の断片の
うち大きい方を含むゲル切片(すなわち開裂BamHI
部位とフラッシュ末端化EcoRI部位とを有するpB
R322)を切り取って−90℃にて凍結させた。次い
でこのアガロース片をソルバールSS34型ロータにて
20,000rpmで20分間遠心分離した。排除され
た上澄液を取り出し、凍結および遠心分離過程をさらに
2回繰り返した。これら条件下において、アガロース切
片中に含有されたDNAの約30%が上澄液中に浸出し
た。浸出されたDNAを合併上澄液から沈澱させ、10
mMのトリス−HCl(pH7.4)と50mMのNa
Clと7mMのβ−メルカプトエタノールとの10μl
中に溶解させた。
【0063】2pモルのpPLa20をBglIIとB
amHIとで消化し、断片をアガロースゲル上で分離し
た。小さい方の断片(BglII−BamHI)を上記
のようにゲルから溶出させ、BspRIすなわちHae
IIIのイソシゾマー〔エー・キス等、「バチルス・ス
ファエリクス(Bacillus sphaericu
s)からの新規な配列特異性エンドヌクレアーゼ(Bs
p)」、ジーン誌、第1巻、第323−329頁(19
77)〕により消化してBamHI−BspRI断片と
BspRI−BglII断片との混合物を生成させ、後
者の断片はPLプロモータを有した。酵素BglIIと
BamHIとは同一の開裂端部を作り、したがって開裂
BglII端部を開裂BamHI端部に連結させること
ができ、またその逆もできる。さらに、いずれかの連結
の結果はもはやBglIIもしくはBamHIに対する
基質とはならないが、酵素Sau3A1(MboI)に
より認識される(ヴィー・ピロッタ、上記)。
amHIとで消化し、断片をアガロースゲル上で分離し
た。小さい方の断片(BglII−BamHI)を上記
のようにゲルから溶出させ、BspRIすなわちHae
IIIのイソシゾマー〔エー・キス等、「バチルス・ス
ファエリクス(Bacillus sphaericu
s)からの新規な配列特異性エンドヌクレアーゼ(Bs
p)」、ジーン誌、第1巻、第323−329頁(19
77)〕により消化してBamHI−BspRI断片と
BspRI−BglII断片との混合物を生成させ、後
者の断片はPLプロモータを有した。酵素BglIIと
BamHIとは同一の開裂端部を作り、したがって開裂
BglII端部を開裂BamHI端部に連結させること
ができ、またその逆もできる。さらに、いずれかの連結
の結果はもはやBglIIもしくはBamHIに対する
基質とはならないが、酵素Sau3A1(MboI)に
より認識される(ヴィー・ピロッタ、上記)。
【0064】2pモルの上記pBR322−EcoRI
−BamHIの大きい断片をBamHI−BspRI断
片とBspRI−BglII断片との混合物0.8pモ
ルに連結させた。連結後(pBR322断片上の開裂B
amHI部位はpPLa20断片の開裂BglIIまた
はBamHI部位のいずれかに連結させるのに使用で
き、さらにpBR322断片上のフラッシュ末端化Ec
oRI部位はpPLa20断片のBspRI(HaeI
II)部位に連結させるのに使用できる)、混合物をB
amHIで消化して、pBR322ベクタ中に挿入され
た望ましくないBamHI−BspRI断片からなる組
替え分子を除去した。得られた混合物でイー・コリM5
219を形質転換させ、形質転換種をカルベニシリン耐
性について選別した。全部で23種の形質転換種が得ら
れた。これら形質転換種の全てはテトラサイクリン感受
性(pBR322も有している)であった。何故なら、
pBR322のBamHI制限酵素処理は、TetRを
コードする遺伝子をもはや改変プラスミドにおいてもと
のままにしないからである(図2)。
−BamHIの大きい断片をBamHI−BspRI断
片とBspRI−BglII断片との混合物0.8pモ
ルに連結させた。連結後(pBR322断片上の開裂B
amHI部位はpPLa20断片の開裂BglIIまた
はBamHI部位のいずれかに連結させるのに使用で
き、さらにpBR322断片上のフラッシュ末端化Ec
oRI部位はpPLa20断片のBspRI(HaeI
II)部位に連結させるのに使用できる)、混合物をB
amHIで消化して、pBR322ベクタ中に挿入され
た望ましくないBamHI−BspRI断片からなる組
替え分子を除去した。得られた混合物でイー・コリM5
219を形質転換させ、形質転換種をカルベニシリン耐
性について選別した。全部で23種の形質転換種が得ら
れた。これら形質転換種の全てはテトラサイクリン感受
性(pBR322も有している)であった。何故なら、
pBR322のBamHI制限酵素処理は、TetRを
コードする遺伝子をもはや改変プラスミドにおいてもと
のままにしないからである(図2)。
【0065】PL担持BspRI−BglII断片のこ
れらクローンにおける継続的存在を、HincIIでの
DNAの消化により検査した。pBR322は2個のH
incII部位を有し、〔ジェー サットクリフ、上
記〕かつ予期したλPL断片は単一のHincII部位
(73.4%λ、図1)を有する〔ビー・アレットおよ
びアール・ソレム、上記〕ので、正しく作成された組替
えDNA分子は3個のHincII部位を有する筈であ
る。得られた23種の形質転換種のうち、5種のものが
3個の予想HincII部位を有した。これらのうち3
種は独特のEcoRI部位を有し、これらクローンにお
いてpPLa20断片のBspRI(HaeIII)部
位とpBR322断片のフラッシュ末端化EcoRI部
位との間に正確な接合部を形成したことを示した。これ
ら3種のクローンは、さらに、pBR322断片のBa
mHI末端に対するpPLa20断片のBglII末端
の予期した連結により予想されるように、BamHI部
位を欠如した。これらクローンのうち1種を後の研究用
として選択し、pPLa23と名付けた(図2)。
れらクローンにおける継続的存在を、HincIIでの
DNAの消化により検査した。pBR322は2個のH
incII部位を有し、〔ジェー サットクリフ、上
記〕かつ予期したλPL断片は単一のHincII部位
(73.4%λ、図1)を有する〔ビー・アレットおよ
びアール・ソレム、上記〕ので、正しく作成された組替
えDNA分子は3個のHincII部位を有する筈であ
る。得られた23種の形質転換種のうち、5種のものが
3個の予想HincII部位を有した。これらのうち3
種は独特のEcoRI部位を有し、これらクローンにお
いてpPLa20断片のBspRI(HaeIII)部
位とpBR322断片のフラッシュ末端化EcoRI部
位との間に正確な接合部を形成したことを示した。これ
ら3種のクローンは、さらに、pBR322断片のBa
mHI末端に対するpPLa20断片のBglII末端
の予期した連結により予想されるように、BamHI部
位を欠如した。これらクローンのうち1種を後の研究用
として選択し、pPLa23と名付けた(図2)。
【0066】pPLa23は、BamHI部位(pBR
322の塩基対377)からEcoRI部位(pBR3
22の塩基対4362)まで延在するpBR322断片
からなっている〔ジェー・サットクリフ、上記〕(図
2)。残部のpBR322は、pPLa23において、
73.3%λにおけるHaeIII部位(今回再編成さ
れたEcoRI部位)と73.77%λにおけるBgl
II部位(今回のSau3A部位)との間に位置するλ
trp44cI At2cro-DNAの断片により代替
されている(図2)。この断片の大きさを、アガロース
ゲル電気泳動により約300塩基対であると推定した。
この断片には、OLPL領域とN遺伝子転写物の最初の1
15個ヌクレオチドとが含有される〔ジェー・ダールベ
ルクおよびエフ・ブラットナー、上記〕。PLプロモー
タの転写の方向は、BglII部位からHaeIII部
位の方向に指向し、pBR322のβ−ラクタマーゼプ
ロモータからの転写と同方向である〔ジェー・ダールベ
ルクおよびエフ・ブラットナー、上記;ジェー・サット
クリフ、上記〕。
322の塩基対377)からEcoRI部位(pBR3
22の塩基対4362)まで延在するpBR322断片
からなっている〔ジェー・サットクリフ、上記〕(図
2)。残部のpBR322は、pPLa23において、
73.3%λにおけるHaeIII部位(今回再編成さ
れたEcoRI部位)と73.77%λにおけるBgl
II部位(今回のSau3A部位)との間に位置するλ
trp44cI At2cro-DNAの断片により代替
されている(図2)。この断片の大きさを、アガロース
ゲル電気泳動により約300塩基対であると推定した。
この断片には、OLPL領域とN遺伝子転写物の最初の1
15個ヌクレオチドとが含有される〔ジェー・ダールベ
ルクおよびエフ・ブラットナー、上記〕。PLプロモー
タの転写の方向は、BglII部位からHaeIII部
位の方向に指向し、pBR322のβ−ラクタマーゼプ
ロモータからの転写と同方向である〔ジェー・ダールベ
ルクおよびエフ・ブラットナー、上記;ジェー・サット
クリフ、上記〕。
【0067】プラスミドの二つの特徴は特に興味があ
る。(1)PLプロモータとβ−ラクタマーゼ遺伝子と
をコードする領域は単一のHaeII断片上に存在し、
pBR322の塩基対2720および436におけるH
aeII部位により示される(図3)〔ジェー・サット
クリフ、上記;ビー・アレットおよびアール・ソレム、
上記;ヴイー・ピロッタ、上記〕。(2)複製開始点
は、β−ラクタマーゼ担持HaeII断片に隣接した3
70塩基対HaeII断片上に位置する(図3)。機能
性複製開始点は、位置2720におけるHaeII部位
近傍の接合部が維持されることを必要とする〔エー・オ
カ等、「小ColEl誘導体のヌクレオチド配列。自己
再生およびコリシンE1免疫に対し必須とされる領域の
構造」、モレキュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第1
72巻、第151−159頁(1979)〕。pPLa
23のこれら特徴を利用して、第二の抗生物質耐性マー
カをベクタ中に導入した。
る。(1)PLプロモータとβ−ラクタマーゼ遺伝子と
をコードする領域は単一のHaeII断片上に存在し、
pBR322の塩基対2720および436におけるH
aeII部位により示される(図3)〔ジェー・サット
クリフ、上記;ビー・アレットおよびアール・ソレム、
上記;ヴイー・ピロッタ、上記〕。(2)複製開始点
は、β−ラクタマーゼ担持HaeII断片に隣接した3
70塩基対HaeII断片上に位置する(図3)。機能
性複製開始点は、位置2720におけるHaeII部位
近傍の接合部が維持されることを必要とする〔エー・オ
カ等、「小ColEl誘導体のヌクレオチド配列。自己
再生およびコリシンE1免疫に対し必須とされる領域の
構造」、モレキュラー・ゼネラル・ゲネチックス、第1
72巻、第151−159頁(1979)〕。pPLa
23のこれら特徴を利用して、第二の抗生物質耐性マー
カをベクタ中に導入した。
【0068】2.pPLa231およびpPLa231
1、すなわちpPLa23中へのカナマイシン耐性マー
カの導入 図3を参照して、pPLa23から本発明の他のベクタ
を調製するため使用した過程を示す。これら過程を以
下、一層詳細に説明する。
1、すなわちpPLa23中へのカナマイシン耐性マー
カの導入 図3を参照して、pPLa23から本発明の他のベクタ
を調製するため使用した過程を示す。これら過程を以
下、一層詳細に説明する。
【0069】カナマイシン耐性をコードするHaeII
断片をプラスミドpMK20から得た〔エム・カーン
等、「プラスミドColElから誘導されたプラスミド
クローン化運搬体、F、R6KおよびRK2」、メソッ
ド・イン・エンザイモロジー、第68巻、第268−2
80頁(1979)〕。プラスミドpMK20に関する
複製開始点は、主として359塩基対HaeII断片内
に含有された。しかしながら、この開始点はさらに、こ
の断片と隣接HaeII断片との間の接合部を離間する
〔エム・カーン等、上記〕。このHaeII部位近傍の
ヌクレオチド配列は、位置2720におけるHaeII
部位近傍でpBR322において見られる配列と同一で
ある〔エー・オカ等、上記;ジェー・サットクリフ、上
記〕。
断片をプラスミドpMK20から得た〔エム・カーン
等、「プラスミドColElから誘導されたプラスミド
クローン化運搬体、F、R6KおよびRK2」、メソッ
ド・イン・エンザイモロジー、第68巻、第268−2
80頁(1979)〕。プラスミドpMK20に関する
複製開始点は、主として359塩基対HaeII断片内
に含有された。しかしながら、この開始点はさらに、こ
の断片と隣接HaeII断片との間の接合部を離間する
〔エム・カーン等、上記〕。このHaeII部位近傍の
ヌクレオチド配列は、位置2720におけるHaeII
部位近傍でpBR322において見られる配列と同一で
ある〔エー・オカ等、上記;ジェー・サットクリフ、上
記〕。
【0070】pPLa23とpMK20との混合物をH
aeIIにより完全に消化させ、再連結しそしてイー・
コリM5219(CaCl2コンピテント)を形質転換
させた(図3)。正しく形質転換したコロニを、それら
のカルベニシリンおよびカナマイシン耐性に基づいて選
択した。何故なら、pBR322からのβ−ラクタマー
ゼ遺伝子とpMK20からのカナマイシン遺伝子とを有
するクローンのみが、二重の抗生物質耐性を示すからで
ある。12種の二重耐性形質転換種を選択した。これら
の形質転換種から上記と同様にプラスミドDNAを単離
しそしてHaeII制限および6%アクリルアミドゲル
上での断片寸法決定とにより分析した。これらクローン
のうち5種はわずか3個のHaeII断片、すなわちP
Lプロモータとβ−ラクタマーゼ遺伝子とを有するpP
La23のHaeII断片に対応するHaeII断片
と、カナマイシン耐性に関する遺伝子を持ったpMK2
0のHaeII断片に対応するHaeII断片と、pM
K20から誘導されかつプラスミド再生に必要とされる
小HaeII断片とを有した(図3)。
aeIIにより完全に消化させ、再連結しそしてイー・
コリM5219(CaCl2コンピテント)を形質転換
させた(図3)。正しく形質転換したコロニを、それら
のカルベニシリンおよびカナマイシン耐性に基づいて選
択した。何故なら、pBR322からのβ−ラクタマー
ゼ遺伝子とpMK20からのカナマイシン遺伝子とを有
するクローンのみが、二重の抗生物質耐性を示すからで
ある。12種の二重耐性形質転換種を選択した。これら
の形質転換種から上記と同様にプラスミドDNAを単離
しそしてHaeII制限および6%アクリルアミドゲル
上での断片寸法決定とにより分析した。これらクローン
のうち5種はわずか3個のHaeII断片、すなわちP
Lプロモータとβ−ラクタマーゼ遺伝子とを有するpP
La23のHaeII断片に対応するHaeII断片
と、カナマイシン耐性に関する遺伝子を持ったpMK2
0のHaeII断片に対応するHaeII断片と、pM
K20から誘導されかつプラスミド再生に必要とされる
小HaeII断片とを有した(図3)。
【0071】これら5種の選択クローンをさらに検査し
て、pPLa23からのHaeII断片における再編成
EcoRI部位に対する、pMK20からのHaeII
断片を有するカナマイシン遺伝子の方向性を決定した。
pMK20からのHaeII断片を有するカナマイシン
遺伝子は、独特の非対称HindIII部位を有するこ
とが知られている〔エム・カーン等、上記〕(図3)、
したがって、この部位は断片の方向性を決定する手段を
与える。
て、pPLa23からのHaeII断片における再編成
EcoRI部位に対する、pMK20からのHaeII
断片を有するカナマイシン遺伝子の方向性を決定した。
pMK20からのHaeII断片を有するカナマイシン
遺伝子は、独特の非対称HindIII部位を有するこ
とが知られている〔エム・カーン等、上記〕(図3)、
したがって、この部位は断片の方向性を決定する手段を
与える。
【0072】5種のクローンをHindIIIおよびE
coRIで消化し、得られた断片を前記のようにサイズ
決定した。5種のクローンのうち4種が、pMK20か
らのHaeII断片を有するHindIII開裂カナマ
イシン遺伝子の大きい方の部分を開始点含有の小Hae
II断片に隣接して有した。1種のクローンは反対の方
向性を示した。これら二組のクローンをそれぞれ任意に
pPLa231およびpPLa2311と命名した(図
3)。
coRIで消化し、得られた断片を前記のようにサイズ
決定した。5種のクローンのうち4種が、pMK20か
らのHaeII断片を有するHindIII開裂カナマ
イシン遺伝子の大きい方の部分を開始点含有の小Hae
II断片に隣接して有した。1種のクローンは反対の方
向性を示した。これら二組のクローンをそれぞれ任意に
pPLa231およびpPLa2311と命名した(図
3)。
【0073】pPLa2311を上記作成に係るプラス
ミドから任意に選択し、PL領域のヌクレオチド配列を
決定した。
ミドから任意に選択し、PL領域のヌクレオチド配列を
決定した。
【0074】配列決定するに先立ち、二組の制限断片を
pPLa2311から調製し、すなわちEcoRI−H
incII断片とHincII−EcoRI−Xho断
片とである(図3に示さず)。両場合において、pPL
a2311を第一制限酵素で消化し、得られた断片にT
4ポリヌクレオチドキナーゼ(P−Lビオケミカルス
社)を用いてP32をラベルした。次いで、断片を第二制
限酵素またはEcoRI−XhoIの場合には酵素対に
より消化し、そして断片を6%アガロースゲル上で分離
した。配列決定は、エー・マキサムおよびダブリュ・ギ
ルバートの手順を用いて常法で行った〔「DNAの新規
な配列決定法」、プロシーデイング・ナショナル・アカ
デミー・サイエンス・USA、第74巻、第560−5
64頁(1977)〕。
pPLa2311から調製し、すなわちEcoRI−H
incII断片とHincII−EcoRI−Xho断
片とである(図3に示さず)。両場合において、pPL
a2311を第一制限酵素で消化し、得られた断片にT
4ポリヌクレオチドキナーゼ(P−Lビオケミカルス
社)を用いてP32をラベルした。次いで、断片を第二制
限酵素またはEcoRI−XhoIの場合には酵素対に
より消化し、そして断片を6%アガロースゲル上で分離
した。配列決定は、エー・マキサムおよびダブリュ・ギ
ルバートの手順を用いて常法で行った〔「DNAの新規
な配列決定法」、プロシーデイング・ナショナル・アカ
デミー・サイエンス・USA、第74巻、第560−5
64頁(1977)〕。
【0075】この領域のヌクレオチド配列を図6に示
す。これは、pBR322におけるHaeII部位か
ら、λファージ断片とpBR322との間の接合部にお
ける再編成EcoRI部位まで延在する。決定された配
列は、公知配列と比較して次の特徴を有する。(1)O
LPLオペレータ−プロモータ領域のヌクレオチド配列
は、ファージλにおけるこの領域の配列と同一である
〔ティー・マニアチス等、上記〕。(2)HaeII部
位と、λファージ断片とpBR322との間の接合部に
おけるSau3A部位との間の配列は、標準pBR32
2におけるそれと同一である〔ジェー・サットクリフ、
上記〕。(3)N遺伝子転写物の配列は、ダールベルク
およびグリーンブラット(上記)によりmRNAレベル
において決定された配列と一致し、ただし転写物の位置
41において1個のアデノシン残基が削除されている。
(4)この配列はN遺伝子の翻訳開始信号を含まない
〔エヌ・フランクリンおよびジー・ベネット、「バクテ
リオファージλのDNA配列により規定されるそのN蛋
白質は高度に塩基性である」、ジーン誌、第8巻、第1
07−119頁(1979)〕。
す。これは、pBR322におけるHaeII部位か
ら、λファージ断片とpBR322との間の接合部にお
ける再編成EcoRI部位まで延在する。決定された配
列は、公知配列と比較して次の特徴を有する。(1)O
LPLオペレータ−プロモータ領域のヌクレオチド配列
は、ファージλにおけるこの領域の配列と同一である
〔ティー・マニアチス等、上記〕。(2)HaeII部
位と、λファージ断片とpBR322との間の接合部に
おけるSau3A部位との間の配列は、標準pBR32
2におけるそれと同一である〔ジェー・サットクリフ、
上記〕。(3)N遺伝子転写物の配列は、ダールベルク
およびグリーンブラット(上記)によりmRNAレベル
において決定された配列と一致し、ただし転写物の位置
41において1個のアデノシン残基が削除されている。
(4)この配列はN遺伝子の翻訳開始信号を含まない
〔エヌ・フランクリンおよびジー・ベネット、「バクテ
リオファージλのDNA配列により規定されるそのN蛋
白質は高度に塩基性である」、ジーン誌、第8巻、第1
07−119頁(1979)〕。
【0076】3.pPLa4およびpPLa8、すなわ
ちpPLa2311のβ−ラクタマーゼ遺伝子における
Pst部位からBamHI部位への変換 図3および図7は、pPLa2311のβ−ラクタマー
ゼ遺伝子におけるPstI部位からBamHI部位への
変換を大略示している。プラスミドpPLa2311を
PstIにより線状化させた。フェノールおよびクロロ
ホルム抽出の後、DNAを沈澱させ、25mMのNaC
OOCH3(pH4・5)と1mMのZnCOOCH3と
125mMのNaClとに50pモル/mlの濃度で再
溶解させそしてDNApモル当り1.5単位のS1ヌク
レアーゼ(シグマ社)により25℃にて90分間処理し
て3’−突出末端を除去した(図7)。反応は、5mM
までのEDTAの添加により停止させた。混合物を0.
2%SDSの存在下に70℃で10分間培養することに
よりS1ヌクレアーゼを除去し、次いでフェノールおよ
びクロロホルム抽出を行った。DNAを、4容量の2M
NH4COOCH3と14容量のエタノールとの添加に
より沈澱させた。
ちpPLa2311のβ−ラクタマーゼ遺伝子における
Pst部位からBamHI部位への変換 図3および図7は、pPLa2311のβ−ラクタマー
ゼ遺伝子におけるPstI部位からBamHI部位への
変換を大略示している。プラスミドpPLa2311を
PstIにより線状化させた。フェノールおよびクロロ
ホルム抽出の後、DNAを沈澱させ、25mMのNaC
OOCH3(pH4・5)と1mMのZnCOOCH3と
125mMのNaClとに50pモル/mlの濃度で再
溶解させそしてDNApモル当り1.5単位のS1ヌク
レアーゼ(シグマ社)により25℃にて90分間処理し
て3’−突出末端を除去した(図7)。反応は、5mM
までのEDTAの添加により停止させた。混合物を0.
2%SDSの存在下に70℃で10分間培養することに
よりS1ヌクレアーゼを除去し、次いでフェノールおよ
びクロロホルム抽出を行った。DNAを、4容量の2M
NH4COOCH3と14容量のエタノールとの添加に
より沈澱させた。
【0077】回収されたDNAは、10倍モル過剰のB
amHIリンカ分子(コラボラチブ・リサーチ・インコ
−ポレイテッド)に平滑末端(blunt−end)連
結させた(シー・バール等、「クローン化用運搬体中に
特定DNA配列を挿入する一般的方法」、ジーン誌、第
1巻、第81−92頁(1977)〕(図7)。Bam
HIでの開裂および低DNA濃度での再連結の後(図
7)、混合物をPstIで開裂させて、S1ヌクレアー
ゼ処理を逃れかつ完全PstI部位に保持されているよ
うな分子を選択した。次いで2μgの処理DNAをイー
・コリM5219に形質転換させ、形質転換種をカナマ
イシン耐性により選択した。全部で10種の形質転換種
が得られ、そのうちの2種はPstI部位を欠如しかつ
BamHI部位を獲得していた。これら後者の2種の形
質転換種の組替えDNA分子をpPLa8およびpPL
a4と名付けた(図3、pPLa4は図3に図示せ
ず)。これら形質転換種の組替えDNA分子における混
成EcoRI−BamHI消化の後に得られた断片は、
EcoRI−PstI開裂後にpPLa2311から得
られた断片と一緒に1.4%アガロースゲル上にて移動
した。したがって、pPLa2311におけるPstI
部位はBamHI部位により交換されている。
amHIリンカ分子(コラボラチブ・リサーチ・インコ
−ポレイテッド)に平滑末端(blunt−end)連
結させた(シー・バール等、「クローン化用運搬体中に
特定DNA配列を挿入する一般的方法」、ジーン誌、第
1巻、第81−92頁(1977)〕(図7)。Bam
HIでの開裂および低DNA濃度での再連結の後(図
7)、混合物をPstIで開裂させて、S1ヌクレアー
ゼ処理を逃れかつ完全PstI部位に保持されているよ
うな分子を選択した。次いで2μgの処理DNAをイー
・コリM5219に形質転換させ、形質転換種をカナマ
イシン耐性により選択した。全部で10種の形質転換種
が得られ、そのうちの2種はPstI部位を欠如しかつ
BamHI部位を獲得していた。これら後者の2種の形
質転換種の組替えDNA分子をpPLa8およびpPL
a4と名付けた(図3、pPLa4は図3に図示せ
ず)。これら形質転換種の組替えDNA分子における混
成EcoRI−BamHI消化の後に得られた断片は、
EcoRI−PstI開裂後にpPLa2311から得
られた断片と一緒に1.4%アガロースゲル上にて移動
した。したがって、pPLa2311におけるPstI
部位はBamHI部位により交換されている。
【0078】再び図7を参照して、β−ラクタマーゼ遺
伝子に関する過程の上記配列の効果を示す。図7に示さ
れているように、作成の最終的結果は、β−ラクタマー
ゼ蛋白質における位置182のAlaアミノ酸残基を配
列Arg−Ile−Argにより交換することである。
この交換はβ−ラクタマーゼ遺伝子のリーディングフレ
ームを完全のままにするので、再編成クローンの形質転
換種はカルベニシリン耐性を示すことが予想された。こ
の予想に反し、pPLa4およびpPLa8により形質
転換させた宿主細胞はカルベニシリン耐性でなかった。
伝子に関する過程の上記配列の効果を示す。図7に示さ
れているように、作成の最終的結果は、β−ラクタマー
ゼ蛋白質における位置182のAlaアミノ酸残基を配
列Arg−Ile−Argにより交換することである。
この交換はβ−ラクタマーゼ遺伝子のリーディングフレ
ームを完全のままにするので、再編成クローンの形質転
換種はカルベニシリン耐性を示すことが予想された。こ
の予想に反し、pPLa4およびpPLa8により形質
転換させた宿主細胞はカルベニシリン耐性でなかった。
【0079】4.pPLa83、すなわちpPLa8の
EcoRI部位に隣接するBamHIの導入 プラスミドpAD3(エッチ・シャラーにより寄贈)
は、pBR322のBamHI部位に挿入された47個
の塩基対配列を有する。この配列は次の単位からなって
いる:BamHI部位−EcoRI部位−乳糖オペレー
タ−EcoRI部位−BamHI部位。この配列をpP
La8の再編成BamHI部位に挿入するため、pPL
a8と10倍過剰のpAD3とをBamHIによって消
化し、再連結しそしてイー・コリW6(λrex)に形
質転換させた(図4)。形質転換種を、最少量の培地と
50μg/mlのカナマイシンと0.1%のグルコース
と40μg/mlのXgal(5−ブロモ−4−クロロ
−3−インドリル−β−D−ガラクトシド)とを含有す
る平板上で選別した〔ジェー・ミラー、エキスペリメン
ト・イン・モレキュラー・ゲネチックス(コールド・ス
プリング・ハーバー・ラボラトリーズ)、第48頁(1
972)〕。何故なら、Xgal色素の存在は、乳糖−
オペレータ断片を含有する形質転換種の検出を可能にす
るからである。実際その培地において、乳糖オペレータ
含有の形質転換種は青色になり、したがって他の形質転
換種から容易に区別できる。
EcoRI部位に隣接するBamHIの導入 プラスミドpAD3(エッチ・シャラーにより寄贈)
は、pBR322のBamHI部位に挿入された47個
の塩基対配列を有する。この配列は次の単位からなって
いる:BamHI部位−EcoRI部位−乳糖オペレー
タ−EcoRI部位−BamHI部位。この配列をpP
La8の再編成BamHI部位に挿入するため、pPL
a8と10倍過剰のpAD3とをBamHIによって消
化し、再連結しそしてイー・コリW6(λrex)に形
質転換させた(図4)。形質転換種を、最少量の培地と
50μg/mlのカナマイシンと0.1%のグルコース
と40μg/mlのXgal(5−ブロモ−4−クロロ
−3−インドリル−β−D−ガラクトシド)とを含有す
る平板上で選別した〔ジェー・ミラー、エキスペリメン
ト・イン・モレキュラー・ゲネチックス(コールド・ス
プリング・ハーバー・ラボラトリーズ)、第48頁(1
972)〕。何故なら、Xgal色素の存在は、乳糖−
オペレータ断片を含有する形質転換種の検出を可能にす
るからである。実際その培地において、乳糖オペレータ
含有の形質転換種は青色になり、したがって他の形質転
換種から容易に区別できる。
【0080】組換えDNA分子を上記のように青色コロ
ニーの一つから単離し、EcoRIによって消化した。
得られた2個の断片は、pPLa8のEcoRI−Ba
mHI消化から得られた2個の断片と実質的に一緒にア
ガロースゲル上で移動し、それによりpAD3からの所
望の47塩基対断片がpPLa8の再編成BamHI部
位に正しく挿入されたことを確認した。このプラスミド
をpPLa83と名付けた(図4)。
ニーの一つから単離し、EcoRIによって消化した。
得られた2個の断片は、pPLa8のEcoRI−Ba
mHI消化から得られた2個の断片と実質的に一緒にア
ガロースゲル上で移動し、それによりpAD3からの所
望の47塩基対断片がpPLa8の再編成BamHI部
位に正しく挿入されたことを確認した。このプラスミド
をpPLa83と名付けた(図4)。
【0081】5.pPLa831、すなわちpPLa8
3におけるPLプロモータに対するBamHI部位の一
層の近接 pPLa83におけるPLプロモータに対しBamHI
部位をより近接させるため、EcoRI−EcoRI断
片をEcoRIでのpPLa83の消化および希薄DN
A濃度における再連結により除去した(図4)。得られ
た組替えDNA分子からイー・コリW6(λrex)へ
の形質転換および上記したようなXgalおよびカナマ
イシンを補填した最少量培地を含む平板上での増殖は、
もはや乳糖オペレータ領域を持たないようなクローンの
選別を可能にした。選択形質転換種からのDNAのBa
mHI−XhoIによる制限、および得られた断片の移
動とpPLa8のEcoRI−XhoI消化から得られ
た2個の断片の移動との比較により、予想通り、改変プ
ラスミドにおけるBamHI部位がPLプロモータから
約150塩基対にあったことを確認した。この改変プラ
スミドをpPLa831と名付けた。
3におけるPLプロモータに対するBamHI部位の一
層の近接 pPLa83におけるPLプロモータに対しBamHI
部位をより近接させるため、EcoRI−EcoRI断
片をEcoRIでのpPLa83の消化および希薄DN
A濃度における再連結により除去した(図4)。得られ
た組替えDNA分子からイー・コリW6(λrex)へ
の形質転換および上記したようなXgalおよびカナマ
イシンを補填した最少量培地を含む平板上での増殖は、
もはや乳糖オペレータ領域を持たないようなクローンの
選別を可能にした。選択形質転換種からのDNAのBa
mHI−XhoIによる制限、および得られた断片の移
動とpPLa8のEcoRI−XhoI消化から得られ
た2個の断片の移動との比較により、予想通り、改変プ
ラスミドにおけるBamHI部位がPLプロモータから
約150塩基対にあったことを確認した。この改変プラ
スミドをpPLa831と名付けた。
【0082】勿論、上記3,4および5のいずれかに記
載されたと同様な操作を用いて、本発明のベクタにおけ
る選択プロモータおよびオペレータから300塩基対以
内に他のエンドヌクレアーゼ認識部位を与えうることも
了解すべきである。このような操作の例は下記のものを
包含する。
載されたと同様な操作を用いて、本発明のベクタにおけ
る選択プロモータおよびオペレータから300塩基対以
内に他のエンドヌクレアーゼ認識部位を与えうることも
了解すべきである。このような操作の例は下記のものを
包含する。
【0083】6.pPLa832、すなわちpPLa8
31のBamHI部位に隣接したHindIII部位の
挿入 プラスミドpAD16(エッチ・シャラーにより寄贈)
は、BamHI部位−HindIII部位−HindI
II部位−BamHI部位からなるpBR322のBa
mHI部位に挿入された36塩基対断片を含有する。こ
の配列をpPLa831のBamHI部位に挿入するた
め、pPLa831と10倍過剰量のpAD16とをB
amHIで開裂させ、再連結しそしてイー・コリM52
19を形質転換させ、カナマイシン耐性につき選別した
(図4)。pPLa831中への所望BamHI断片の
適切な挿入を決定するための容易な選別方法が存在しな
いので、カナマイシンの存在下で増殖した形質転換種の
分析は、個々のランダム選択したクローンの制限開裂に
依存した。分析した32種のクローンのうち、Hind
IIIでの開裂後に2個の断片を生成する1種を見出し
た(図4)。これら断片の大きさは、pPLa831の
BamHI−HindIII開裂またはEcoRI−H
indIII開裂の後に得られた断片から1.4%アガ
ロースゲル上で区別できなかった。この改変プラスミド
をpPLa832と名付けた。
31のBamHI部位に隣接したHindIII部位の
挿入 プラスミドpAD16(エッチ・シャラーにより寄贈)
は、BamHI部位−HindIII部位−HindI
II部位−BamHI部位からなるpBR322のBa
mHI部位に挿入された36塩基対断片を含有する。こ
の配列をpPLa831のBamHI部位に挿入するた
め、pPLa831と10倍過剰量のpAD16とをB
amHIで開裂させ、再連結しそしてイー・コリM52
19を形質転換させ、カナマイシン耐性につき選別した
(図4)。pPLa831中への所望BamHI断片の
適切な挿入を決定するための容易な選別方法が存在しな
いので、カナマイシンの存在下で増殖した形質転換種の
分析は、個々のランダム選択したクローンの制限開裂に
依存した。分析した32種のクローンのうち、Hind
IIIでの開裂後に2個の断片を生成する1種を見出し
た(図4)。これら断片の大きさは、pPLa831の
BamHI−HindIII開裂またはEcoRI−H
indIII開裂の後に得られた断片から1.4%アガ
ロースゲル上で区別できなかった。この改変プラスミド
をpPLa832と名付けた。
【0084】B.複製開始点に対し時計方向の方向性で
PLプロモータを含有するベクタ 1.pPLc2、すなわちpPLa832のPL担持断
片のクローン化 pBR322とpPLa832との等モル混合物をBa
mHIにより、次いでHindIIIにより開裂させた
(図4)。この混合物を再連結し、M5219を形質転
換させてカルベニシリン耐性につき選択した。この構成
の正しく調製された組替えDNA分子はもはやテトラサ
イクリンに対する完全遺伝子を含まないので、これら形
質転換種をさらにテトラサイクリン耐性の喪失につき選
別した。組替えDNA分子を上記と同様に選択形質転換
種から単離し、制限により分析した。選択したプラスミ
ドは単一のHindIII部位を含有した。混成Hin
dIII−BamHI消化は2つの断片をもたらし、こ
れらはアガロースゲル上において、単一のEcoRI消
化により得られた2つの断片と実質的に一緒に移動し
た。PL担持断片の存在はHincII消化により証明
された。この酵素はベクタを3個の断片に開裂し、それ
らの大きさは図4に示した断片の構造と一致した。この
プラスミドをpPLc2と名付け、ここで「c」は複製
開始点に対しPLプロモータの時計方向の方向性を示
す。
PLプロモータを含有するベクタ 1.pPLc2、すなわちpPLa832のPL担持断
片のクローン化 pBR322とpPLa832との等モル混合物をBa
mHIにより、次いでHindIIIにより開裂させた
(図4)。この混合物を再連結し、M5219を形質転
換させてカルベニシリン耐性につき選択した。この構成
の正しく調製された組替えDNA分子はもはやテトラサ
イクリンに対する完全遺伝子を含まないので、これら形
質転換種をさらにテトラサイクリン耐性の喪失につき選
別した。組替えDNA分子を上記と同様に選択形質転換
種から単離し、制限により分析した。選択したプラスミ
ドは単一のHindIII部位を含有した。混成Hin
dIII−BamHI消化は2つの断片をもたらし、こ
れらはアガロースゲル上において、単一のEcoRI消
化により得られた2つの断片と実質的に一緒に移動し
た。PL担持断片の存在はHincII消化により証明
された。この酵素はベクタを3個の断片に開裂し、それ
らの大きさは図4に示した断片の構造と一致した。この
プラスミドをpPLc2と名付け、ここで「c」は複製
開始点に対しPLプロモータの時計方向の方向性を示
す。
【0085】2.pPLc23、すなわちpPLc2か
らの1個のEcoRI部位の除去 プラスミドpPLc2は2つのEcoRI部位を含有
し、1つは親pBR322ベクタから由来したものであ
り、1つはpPLa832からのHindIII−Ba
mHI断片の挿入により導入されたBamHI部位に近
接するものである(図4)。pBR322から由来した
EcoRI部位を、HindIIIおよびXhoIでの
pPLc2の開裂に続き、0.6MのNaClと各1
2.5mMのCaC12およびMgSO4と1mMのED
TAと20mMのトリス−HCl(pH8.1)とにお
けるBal31での25℃、30分間の消化によって除
去した。エンドヌクレアーゼBal31は3’−および
5’−未満を段階的に滅勢する〔エッチ・グレー等、
「シュードモナスBal31の細胞外ヌクレアーゼ。
I.単一鎖−特異性デオキシリボエンドヌクレアーゼお
よび二重鎖デオキシリボエキソヌクレアーゼ活性の特性
化」、ヌクレイック・アシッド・リサーチ、第2巻、第
1459−1492頁(1975)〕。
らの1個のEcoRI部位の除去 プラスミドpPLc2は2つのEcoRI部位を含有
し、1つは親pBR322ベクタから由来したものであ
り、1つはpPLa832からのHindIII−Ba
mHI断片の挿入により導入されたBamHI部位に近
接するものである(図4)。pBR322から由来した
EcoRI部位を、HindIIIおよびXhoIでの
pPLc2の開裂に続き、0.6MのNaClと各1
2.5mMのCaC12およびMgSO4と1mMのED
TAと20mMのトリス−HCl(pH8.1)とにお
けるBal31での25℃、30分間の消化によって除
去した。エンドヌクレアーゼBal31は3’−および
5’−未満を段階的に滅勢する〔エッチ・グレー等、
「シュードモナスBal31の細胞外ヌクレアーゼ。
I.単一鎖−特異性デオキシリボエンドヌクレアーゼお
よび二重鎖デオキシリボエキソヌクレアーゼ活性の特性
化」、ヌクレイック・アシッド・リサーチ、第2巻、第
1459−1492頁(1975)〕。
【0086】混合物をフェノールとクロロホルムとで抽
出し、DNA濃度/μg/mlまで希釈し、次いで連結
した。連結後、DNAをXhoIおよびHindIII
により再び開裂させて親プラスミド分子を除去しそして
M5219を形質転換させてカルベニシリン耐性につき
選別した。HindIIIおよびXhoI部位を欠如す
る1つの形質転換種を見出した。このプラスミドは単一
のEcoRI部位を含むと共に、3つのHincII部
位を有した(図4)。この後者の性質により、PL領域
がまだ存在することが確認された。このプラスミドをp
PLc23と名付けた。
出し、DNA濃度/μg/mlまで希釈し、次いで連結
した。連結後、DNAをXhoIおよびHindIII
により再び開裂させて親プラスミド分子を除去しそして
M5219を形質転換させてカルベニシリン耐性につき
選別した。HindIIIおよびXhoI部位を欠如す
る1つの形質転換種を見出した。このプラスミドは単一
のEcoRI部位を含むと共に、3つのHincII部
位を有した(図4)。この後者の性質により、PL領域
がまだ存在することが確認された。このプラスミドをp
PLc23と名付けた。
【0087】Bal31酵素によるエキソヌクレアーゼ
減成の程度を評価するため、pPLc23DNAをBa
mHIとPstIとにより同時に開裂させ、これら断片
を1.4%アガロースゲル上で大きさを決定した。親p
PLc2からのPstI−BamHI断片と比較して、
pPLc23からのPstI−BamHI断片は800
塩基対以上の除去を示した。EcoRI−PstI開裂
に対比してEcoRI−PstI−HaeIIによる混
成消化は、PL担持断片とカナマイシン断片との間の接
合部におけるHae部位が維持されていることを確認し
た。
減成の程度を評価するため、pPLc23DNAをBa
mHIとPstIとにより同時に開裂させ、これら断片
を1.4%アガロースゲル上で大きさを決定した。親p
PLc2からのPstI−BamHI断片と比較して、
pPLc23からのPstI−BamHI断片は800
塩基対以上の除去を示した。EcoRI−PstI開裂
に対比してEcoRI−PstI−HaeIIによる混
成消化は、PL担持断片とカナマイシン断片との間の接
合部におけるHae部位が維持されていることを確認し
た。
【0088】3.pPLc236、すなわちpPLc2
3へのHindIII部位の導入 プラスミドpPLc23は、PLプロモータから下方約
150ヌクレオチドに位置する独特のEcoRIおよび
BamHI部位を含有する。HindIII挿入部位
を、pPLa832から得られたBamHI−Hind
III−HindIII−BamHI断片をpPLc2
3のBamHI部位に連結することにより、pPLc2
3中に導入した。M5219において形質転換種を得、
これらをHindIII部位の存在について制限分析に
より選別した。代表的クローンの構造は、PstI−E
coRI、PstI−BamHIもしくはPstI−H
ind−III消化の後に得られた断片のアガロースゲ
ル電気泳動により確認した。これら各混成消化の後に得
られた断片は1.4%アガロースゲル上にて実質的に一
緒に移動し、このことはEcoRI、BamHIおよび
HindIII部位が互いに近接して偏在することを示
している。このプラスミドをpPLc236と名付けた
(図4)。
3へのHindIII部位の導入 プラスミドpPLc23は、PLプロモータから下方約
150ヌクレオチドに位置する独特のEcoRIおよび
BamHI部位を含有する。HindIII挿入部位
を、pPLa832から得られたBamHI−Hind
III−HindIII−BamHI断片をpPLc2
3のBamHI部位に連結することにより、pPLc2
3中に導入した。M5219において形質転換種を得、
これらをHindIII部位の存在について制限分析に
より選別した。代表的クローンの構造は、PstI−E
coRI、PstI−BamHIもしくはPstI−H
ind−III消化の後に得られた断片のアガロースゲ
ル電気泳動により確認した。これら各混成消化の後に得
られた断片は1.4%アガロースゲル上にて実質的に一
緒に移動し、このことはEcoRI、BamHIおよび
HindIII部位が互いに近接して偏在することを示
している。このプラスミドをpPLc236と名付けた
(図4)。
【0089】プラスミドpPLc236の大きい方の部
分は、位置377におけるBamHI部位(ジェー・サ
ットクリフ、上記)から位置4160近傍におけるβ−
ラクタマーゼ遺伝子の少なくとも開始部位(ジェー・サ
ットクリフ、上記)までpBR322に由来する。残部
は次のものから構成される:(1)XhoI部位とこの
断片の1つのHaeII末端との間に位置するカナマイ
シン遺伝子の部分に由来する配列;(2)約300個の
ヌクレオチドからなりかつpPLa832に由来するP
Lプロモータを含有するHaeII−BamHI断片;
(3)BamHI−HindIII−HindIII−
BamHI部位をコードする配列。
分は、位置377におけるBamHI部位(ジェー・サ
ットクリフ、上記)から位置4160近傍におけるβ−
ラクタマーゼ遺伝子の少なくとも開始部位(ジェー・サ
ットクリフ、上記)までpBR322に由来する。残部
は次のものから構成される:(1)XhoI部位とこの
断片の1つのHaeII末端との間に位置するカナマイ
シン遺伝子の部分に由来する配列;(2)約300個の
ヌクレオチドからなりかつpPLa832に由来するP
Lプロモータを含有するHaeII−BamHI断片;
(3)BamHI−HindIII−HindIII−
BamHI部位をコードする配列。
【0090】4.pPLc28すなわちpPLc236
からの除去 pPLc236における2つの隣接するHindIII
部位の重複はBalI部位である(図4に示さず)。さ
らに、このプラスミドは、pBR322部分の塩基対2
067に、独特のPvuII部位を含有する〔ジェー・
サットクリフ、上記〕(図4)。酵素BalIおよびP
vuIIの両者はフラッシュ末端をもたらす。pPLc
236DNAをBalIおよびPvuIIによって開裂
し、低DNA濃度で再連結した。形質転換種をM521
9にて獲得し、カルベニシリン耐性につき選択した。代
表的クローンのDNAは制限により分析した。BamH
I開裂は単一の断片を生成し、これは1.4%アガロー
スゲル上においてBamHI−PvuII開裂後のpP
Lc236の大きい方の部分と共に移動した。PstI
−EcoRI、PstI−BamHIまたはPstI−
HindIIIのいずれかによる混成消化は、各場合に
2つの断片を生成し、その小さい方の断片は1.4%ア
ガロースゲル上においてpPLc236から得られたP
stI−EcoRI断片と実質的に一緒に移動した。こ
のプラスミドをpPLc28と名付けた(図4)。
からの除去 pPLc236における2つの隣接するHindIII
部位の重複はBalI部位である(図4に示さず)。さ
らに、このプラスミドは、pBR322部分の塩基対2
067に、独特のPvuII部位を含有する〔ジェー・
サットクリフ、上記〕(図4)。酵素BalIおよびP
vuIIの両者はフラッシュ末端をもたらす。pPLc
236DNAをBalIおよびPvuIIによって開裂
し、低DNA濃度で再連結した。形質転換種をM521
9にて獲得し、カルベニシリン耐性につき選択した。代
表的クローンのDNAは制限により分析した。BamH
I開裂は単一の断片を生成し、これは1.4%アガロー
スゲル上においてBamHI−PvuII開裂後のpP
Lc236の大きい方の部分と共に移動した。PstI
−EcoRI、PstI−BamHIまたはPstI−
HindIIIのいずれかによる混成消化は、各場合に
2つの断片を生成し、その小さい方の断片は1.4%ア
ガロースゲル上においてpPLc236から得られたP
stI−EcoRI断片と実質的に一緒に移動した。こ
のプラスミドをpPLc28と名付けた(図4)。
【0091】pPLc28は、本発明により記載された
他のプラスミドと同様に、さらに処理して他の制限部位
を挿入し得ることは勿論である。たとえば、次のもの:
Xba制限部位−Sal制限部位−Xba制限部位−P
st制限部位−Xba制限部位、を含有する断片は、p
PLc28中のHindIII制限部位に挿入されてい
る。このプラスミドをpPLc2819と名付けた。他
の同様な操作は、pPLc28のBamHI部位に挿入
された断片Pst制限部位−Sal制限部位−Xba制
限部位−Sal制限部位−Xba制限部位を含有するプ
ラスミドを与えた。このプラスミドをpPLc2833
と名付けた。
他のプラスミドと同様に、さらに処理して他の制限部位
を挿入し得ることは勿論である。たとえば、次のもの:
Xba制限部位−Sal制限部位−Xba制限部位−P
st制限部位−Xba制限部位、を含有する断片は、p
PLc28中のHindIII制限部位に挿入されてい
る。このプラスミドをpPLc2819と名付けた。他
の同様な操作は、pPLc28のBamHI部位に挿入
された断片Pst制限部位−Sal制限部位−Xba制
限部位−Sal制限部位−Xba制限部位を含有するプ
ラスミドを与えた。このプラスミドをpPLc2833
と名付けた。
【0092】5.pPLc24、すなわちpPLc28
中へのバクテリオファージMS2レプリカーゼ蛋白質の
リボソーム結合部位およびアミノ末端部分の挿入 バクテリオファージMS2レプリカーゼ遺伝子のリボソ
ーム結合部位および最初の98個のアミノ酸残基をコー
ドする431塩基対EcoRI−BamHI断片をプラ
スミドpMS2−7から得た〔アール・デボス等、「バ
クテリオファージNS2RNAのほぼ完全サイズDNA
コピーを含有するプラスミドの作成および特性化」、ジ
ャーナル・モレキュラー・バイオロジー、第12巻、第
595−619頁(1979)〕。この断片をプラスミ
ドpPLc28中に挿入して、そこの元来のEcoRI
−BamHI断片を交換した(図5)。pPLc24と
名付けたこの得られたプラスミドの構造を、EcoRI
−BamHIでの制限分析ならびに、得られた断片とp
MS2−7およびpPLc28のEcoRI−BamH
I消化により得られたものとの比較により証明した。p
PLc24において、MS2レプリカーゼ蛋白質断片の
翻訳はPLプロモータからの転写と平行して進行し、し
たがってPL制御下におかれる。
中へのバクテリオファージMS2レプリカーゼ蛋白質の
リボソーム結合部位およびアミノ末端部分の挿入 バクテリオファージMS2レプリカーゼ遺伝子のリボソ
ーム結合部位および最初の98個のアミノ酸残基をコー
ドする431塩基対EcoRI−BamHI断片をプラ
スミドpMS2−7から得た〔アール・デボス等、「バ
クテリオファージNS2RNAのほぼ完全サイズDNA
コピーを含有するプラスミドの作成および特性化」、ジ
ャーナル・モレキュラー・バイオロジー、第12巻、第
595−619頁(1979)〕。この断片をプラスミ
ドpPLc28中に挿入して、そこの元来のEcoRI
−BamHI断片を交換した(図5)。pPLc24と
名付けたこの得られたプラスミドの構造を、EcoRI
−BamHIでの制限分析ならびに、得られた断片とp
MS2−7およびpPLc28のEcoRI−BamH
I消化により得られたものとの比較により証明した。p
PLc24において、MS2レプリカーゼ蛋白質断片の
翻訳はPLプロモータからの転写と平行して進行し、し
たがってPL制御下におかれる。
【0093】本発明のベクタにより形質転換された宿主
細胞の生物学的性質 1.28℃における安定性 上記ベクタのいずれかにより形質転換させた菌株K12
△HIまたはM5219を、抗生物質耐性マーカに関す
る選択なしに、LB培地において20世代にわたり28
℃にて増殖させた。次いで培養物の適当な希釈物を、所
望の抗生物質の存在下または不存在下のいずれかにおい
て28℃にて平板に接種した。すべての場合、得られた
集落の数は抗生物質耐性についての選択とは無関係に同
じであり、このことはベクタがこれら宿主において28
℃で完全に安定であったことを示している(表1参照、
下記)。
細胞の生物学的性質 1.28℃における安定性 上記ベクタのいずれかにより形質転換させた菌株K12
△HIまたはM5219を、抗生物質耐性マーカに関す
る選択なしに、LB培地において20世代にわたり28
℃にて増殖させた。次いで培養物の適当な希釈物を、所
望の抗生物質の存在下または不存在下のいずれかにおい
て28℃にて平板に接種した。すべての場合、得られた
集落の数は抗生物質耐性についての選択とは無関係に同
じであり、このことはベクタがこれら宿主において28
℃で完全に安定であったことを示している(表1参照、
下記)。
【0094】さらに、全てのベクタは、バクテリオファ
ージλに対し溶原性の宿主菌株を形質転換させることが
できた。存在ファージが野性型cI生産物を合成するこ
の種の菌株は高温(37℃)にて生存可能であった。こ
れに対し、非溶原性宿主はこれらベクタにより形質転換
させ得なかった。むしろ、これら実験から得られた稀な
形質転換種は常に、PL領域の全部またはほとんどを除
去する欠失を伴ったベクタを含んでいた。
ージλに対し溶原性の宿主菌株を形質転換させることが
できた。存在ファージが野性型cI生産物を合成するこ
の種の菌株は高温(37℃)にて生存可能であった。こ
れに対し、非溶原性宿主はこれらベクタにより形質転換
させ得なかった。むしろ、これら実験から得られた稀な
形質転換種は常に、PL領域の全部またはほとんどを除
去する欠失を伴ったベクタを含んでいた。
【0095】2.42℃における長期誘発後のPLベク
タを含有する細胞の挙動 本発明のベクタにより形質転換させた菌株K12△HI
およびM5219の42℃における平板接種の効果を、
抗生物質選択の存在または不存在下で決定した。
タを含有する細胞の挙動 本発明のベクタにより形質転換させた菌株K12△HI
およびM5219の42℃における平板接種の効果を、
抗生物質選択の存在または不存在下で決定した。
【0096】複製開始点に対し時計方向の方向性にてP
Lを挿入したベクタ(pPLc型)は同様に挙動した。
pPLc236により得られた結果を表1に示す(下
記)。pPLc236で形質転換させた菌株K12△H
Iを、抗生物質選択を行ったかどうかには無関係に、4
2℃におけると同様に28℃においても平板接種した。
pPLc236で形質転換させた菌株M5219を非選
択平板上に接種して1の効果を得た。しかしながら、抗
生物質選択を行った場合、接種の効果は少なくとも10
00倍低下した。非選択平板上で42℃にて得られた集
落は、もはや抗生物質マーカに対する耐性を持たなかっ
た。
Lを挿入したベクタ(pPLc型)は同様に挙動した。
pPLc236により得られた結果を表1に示す(下
記)。pPLc236で形質転換させた菌株K12△H
Iを、抗生物質選択を行ったかどうかには無関係に、4
2℃におけると同様に28℃においても平板接種した。
pPLc236で形質転換させた菌株M5219を非選
択平板上に接種して1の効果を得た。しかしながら、抗
生物質選択を行った場合、接種の効果は少なくとも10
00倍低下した。非選択平板上で42℃にて得られた集
落は、もはや抗生物質マーカに対する耐性を持たなかっ
た。
【0097】複製開始点に対し反時計方向の方向性で挿
入されたPLを有するベクタ(pPLa型)は、42℃
においてより複雑なパターンの集落形成を示した。菌株
M5219の形質転換種は、抗生物質選択の不存在にお
いてさえ、42℃において集落を形成しなかった(接種
の効果は10-3以下であった。表1)、42℃における
菌株K12△HIの形質転換種の挙動は、存在するベク
タの性質に依存した。たとえば、抗生物質選択を行って
も行わなくとも、pPLa832を含有する形質転換種
は常に少なくとも1000倍の接種効果減少を示したの
に対し、pPLa23またはpPLa2311を含有す
る形質転換種は1〜10-3の範囲の接種効果を示し、し
ばしば集落の大きさにおける大きな不均一性を伴った。
入されたPLを有するベクタ(pPLa型)は、42℃
においてより複雑なパターンの集落形成を示した。菌株
M5219の形質転換種は、抗生物質選択の不存在にお
いてさえ、42℃において集落を形成しなかった(接種
の効果は10-3以下であった。表1)、42℃における
菌株K12△HIの形質転換種の挙動は、存在するベク
タの性質に依存した。たとえば、抗生物質選択を行って
も行わなくとも、pPLa832を含有する形質転換種
は常に少なくとも1000倍の接種効果減少を示したの
に対し、pPLa23またはpPLa2311を含有す
る形質転換種は1〜10-3の範囲の接種効果を示し、し
ばしば集落の大きさにおける大きな不均一性を伴った。
【0098】したがって、42℃におけるpPLa型ベ
クタの発現は、宿主代謝に対する阻害をひきおこし、プ
ラスミドに対する選択の不存在においてさえこの高温度
では細胞が生存し得ないようにした。この効果は、M5
219宿主を使用した場合に特に顕著である。逆に、p
PLc型ベクタは宿主細胞代謝に関し直接には阻害しな
い。何故なら、選択的圧力の不存在において誘発細胞の
100%生存が観察されるからである。しかしながら、
M5219におけるN遺伝子の発現と同時的なPLプロ
モータからの継続的転写は、M5219菌株におけるベ
クタ再生の阻止をもたらすであろう。このことは、選択
平板上において42℃でこれら細胞が増殖しえないこと
により示される。
クタの発現は、宿主代謝に対する阻害をひきおこし、プ
ラスミドに対する選択の不存在においてさえこの高温度
では細胞が生存し得ないようにした。この効果は、M5
219宿主を使用した場合に特に顕著である。逆に、p
PLc型ベクタは宿主細胞代謝に関し直接には阻害しな
い。何故なら、選択的圧力の不存在において誘発細胞の
100%生存が観察されるからである。しかしながら、
M5219におけるN遺伝子の発現と同時的なPLプロ
モータからの継続的転写は、M5219菌株におけるベ
クタ再生の阻止をもたらすであろう。このことは、選択
平板上において42℃でこれら細胞が増殖しえないこと
により示される。
【0099】
【表1】
【0100】*細菌培養物を抗生物質の存在下で28℃
にてLB培地において飽和するまで培養させた。適当な
希釈物を抗生物質の存在下または不存在下で平板接種
し、28℃または42℃にて培養した。得られた集落の
数を測定した。
にてLB培地において飽和するまで培養させた。適当な
希釈物を抗生物質の存在下または不存在下で平板接種
し、28℃または42℃にて培養した。得られた集落の
数を測定した。
【0101】本発明のベクタにおける遺伝子の発現 1.一般的手順 本発明のベクタは、所望ポリペプチドもしくは蛋白質を
コードする遺伝子からなるDNA配列をプロモータおよ
びオペレータに隣接するエンドヌクレアーゼ認識部位の
一つにおいてベクタ中に挿入し、これら挿入DNA配列
を有するベクタにより適当な宿主を形質転換させ、宿主
を培養しそしてポリペプチドもしくは蛋白質生産物を回
収することにより、種々のポリペプチドおよび蛋白質を
生産するため有用に使用することができる。この種のポ
リペプチドおよび蛋白質の例は、白血球インターフェロ
ン、インシュリン、肝炎の抗原、胸および口疾患の抗
原、繊維芽細胞インターフェロン、ひと成長ホルモン、
免疫インターフェロンならびに各種の他の原核、真核お
よびウイルス酵素、ホルモン、ポリペプチド、抗原およ
び蛋白質を包含する。
コードする遺伝子からなるDNA配列をプロモータおよ
びオペレータに隣接するエンドヌクレアーゼ認識部位の
一つにおいてベクタ中に挿入し、これら挿入DNA配列
を有するベクタにより適当な宿主を形質転換させ、宿主
を培養しそしてポリペプチドもしくは蛋白質生産物を回
収することにより、種々のポリペプチドおよび蛋白質を
生産するため有用に使用することができる。この種のポ
リペプチドおよび蛋白質の例は、白血球インターフェロ
ン、インシュリン、肝炎の抗原、胸および口疾患の抗
原、繊維芽細胞インターフェロン、ひと成長ホルモン、
免疫インターフェロンならびに各種の他の原核、真核お
よびウイルス酵素、ホルモン、ポリペプチド、抗原およ
び蛋白質を包含する。
【0102】これらの処理を説明するため、本発明のベ
クタにおける特定遺伝子生産物の合成を、誘発細胞のパ
ルス−ラベル化(pulse−labelling)お
よびポリアクリルアミドゲル電気泳動でのラベル化蛋白
質の分析により検定した。
クタにおける特定遺伝子生産物の合成を、誘発細胞のパ
ルス−ラベル化(pulse−labelling)お
よびポリアクリルアミドゲル電気泳動でのラベル化蛋白
質の分析により検定した。
【0103】本発明のベクタで形質転換させた細胞を、
抗生物質のないLB培地において28℃にて2×108
/mlの密度まで増殖させた。細胞を遠心分離により集
め、19mMのNH4Clと86mMのNaClと42
mMのNa2HPO4と1mMのMgS04と0.2%の
グルコースと0.05%のカサミノ酸(ディフコ社)と
0.01%の酵母エキスと50μg/mlのL−トリプ
トファンとよりなる培地の初期容量に懸濁させ、細胞を
C14−アミノ酸混合物もしくは上記培地でラベルし、た
だし後者の培地はカサミノ酸および酵母エキスの代りに
5%メチオニン分析培地(ディフコ社)を使用して細胞
をS35−メチオニンでラベルした。28℃における培養
を60分間続けた。次いで培養物の半分を42℃に変化
させた。誘発後の種々な時間において、28℃および4
2℃培養物からの部分をC14−アミノ酸混合物またはS
35−メチオニン(アマシャム社)でラベルした。
抗生物質のないLB培地において28℃にて2×108
/mlの密度まで増殖させた。細胞を遠心分離により集
め、19mMのNH4Clと86mMのNaClと42
mMのNa2HPO4と1mMのMgS04と0.2%の
グルコースと0.05%のカサミノ酸(ディフコ社)と
0.01%の酵母エキスと50μg/mlのL−トリプ
トファンとよりなる培地の初期容量に懸濁させ、細胞を
C14−アミノ酸混合物もしくは上記培地でラベルし、た
だし後者の培地はカサミノ酸および酵母エキスの代りに
5%メチオニン分析培地(ディフコ社)を使用して細胞
をS35−メチオニンでラベルした。28℃における培養
を60分間続けた。次いで培養物の半分を42℃に変化
させた。誘発後の種々な時間において、28℃および4
2℃培養物からの部分をC14−アミノ酸混合物またはS
35−メチオニン(アマシャム社)でラベルした。
【0104】ラベルの組込みは、フェノール抽出により
停止させた。合成蛋白質を5容量のエタノールの添加に
よりフェノール層から沈澱させ、1%のSDSと1%の
β−メルカプトエタノールと10%のグリセリンと6
2.5mMのトリス−HCl(pH6.8)とに再溶解
させた。試料を5分間煮沸し、12000×gにて遠心
分離しそしてユー・ラエムリの方法〔「バクテリオファ
ージT4の頭部を組立てる際の構造蛋白質の開裂」、ネ
イチャー誌、第227巻、第680−682頁(197
0)〕によりSDS含有ポリアクリルアミドゲル(10
〜15%アクリルアミド)にて電気泳動にかけた。電気
泳動の後、ゲルをダブリュ・ボナーおよびアール・ラス
キーの方法〔「ポリアクリルアミドゲルにおけるトリチ
ウム標識した蛋白質および核酸の薄膜検出法」、ヨーロ
ピアン・ジャーナル・バイオケミストリー、第46巻、
第83−88頁(1974)〕により蛍光写真分析用に
調製し、ただしPPO−DMSOの代りにEN3HAN
CE(NEN)を使用した。
停止させた。合成蛋白質を5容量のエタノールの添加に
よりフェノール層から沈澱させ、1%のSDSと1%の
β−メルカプトエタノールと10%のグリセリンと6
2.5mMのトリス−HCl(pH6.8)とに再溶解
させた。試料を5分間煮沸し、12000×gにて遠心
分離しそしてユー・ラエムリの方法〔「バクテリオファ
ージT4の頭部を組立てる際の構造蛋白質の開裂」、ネ
イチャー誌、第227巻、第680−682頁(197
0)〕によりSDS含有ポリアクリルアミドゲル(10
〜15%アクリルアミド)にて電気泳動にかけた。電気
泳動の後、ゲルをダブリュ・ボナーおよびアール・ラス
キーの方法〔「ポリアクリルアミドゲルにおけるトリチ
ウム標識した蛋白質および核酸の薄膜検出法」、ヨーロ
ピアン・ジャーナル・バイオケミストリー、第46巻、
第83−88頁(1974)〕により蛍光写真分析用に
調製し、ただしPPO−DMSOの代りにEN3HAN
CE(NEN)を使用した。
【0105】2.原核遺伝子 (a)β−ラクタマーゼ遺伝子 pPLa23(図3)は、PLプロモータから下流に読
み取れる方向性でβ−ラクタマーゼ遺伝子を有する。し
たがって、β−ラクタマーゼ遺伝子によりコードされる
蛋白質の生産は、原核遺伝子を発現する際のベクタの効
率を示すものとして検定することができる。
み取れる方向性でβ−ラクタマーゼ遺伝子を有する。し
たがって、β−ラクタマーゼ遺伝子によりコードされる
蛋白質の生産は、原核遺伝子を発現する際のベクタの効
率を示すものとして検定することができる。
【0106】pPLa23を有するK12△HIまたは
M5219の形質転換種、すなわちイー・コリK12△
HI(pPLa23)およびイー・コリM5219(p
PLa23)、を上記のように調製し、そしてその蛋白
質合成を検定した。その結果を図8に示す。ここで判る
ように、それぞれ27.5Kおよび30Kの見掛け分子
量を有する2種の蛋白質の合成速度における著しい増加
が、42℃における形質転換種の誘発直後に起こった。
これら発現された蛋白質の大きさは、成熟β−ラクタマ
ーゼおよびその先駆体の予想長さと一致する〔ジェー・
サットクリフ、上記〕。さらに、これら蛋白質の誘発合
成はオーカラガン等の方法〔「染色体セファロスポリン
基質を使用するβ−ラクタマーゼの新規な検出方法」、
アンチミクロビアル・エージェント・アンド・ケモテラ
ピー、第1巻、第283−288頁(1972)〕によ
り決定されるβ−ラクタマーゼの酵素活性増加と平行し
ており、両蛋白質を抗−β−ラクタマーゼ血清により特
異的に沈澱させた。比較として、ベクタpPLa23に
より形質転換されていない宿主における蛋白質合成を検
定した。これら非形質転換宿主からは、2種の上記蛋白
質のいずれの合成も観察されなかった。
M5219の形質転換種、すなわちイー・コリK12△
HI(pPLa23)およびイー・コリM5219(p
PLa23)、を上記のように調製し、そしてその蛋白
質合成を検定した。その結果を図8に示す。ここで判る
ように、それぞれ27.5Kおよび30Kの見掛け分子
量を有する2種の蛋白質の合成速度における著しい増加
が、42℃における形質転換種の誘発直後に起こった。
これら発現された蛋白質の大きさは、成熟β−ラクタマ
ーゼおよびその先駆体の予想長さと一致する〔ジェー・
サットクリフ、上記〕。さらに、これら蛋白質の誘発合
成はオーカラガン等の方法〔「染色体セファロスポリン
基質を使用するβ−ラクタマーゼの新規な検出方法」、
アンチミクロビアル・エージェント・アンド・ケモテラ
ピー、第1巻、第283−288頁(1972)〕によ
り決定されるβ−ラクタマーゼの酵素活性増加と平行し
ており、両蛋白質を抗−β−ラクタマーゼ血清により特
異的に沈澱させた。比較として、ベクタpPLa23に
より形質転換されていない宿主における蛋白質合成を検
定した。これら非形質転換宿主からは、2種の上記蛋白
質のいずれの合成も観察されなかった。
【0107】図8に示されるように、これら形質転換種
における蛋白質合成の全体的パターンは28℃および4
2℃において極めて類似する。しかしながら、いくつか
の蛋白質の合成速度は、細胞を42℃に移行させること
により顕著に変化すると思われる。pPLa23により
形質転換されていない細胞においても同様な挙動が観察
された。さらに、図8に示されるように、2種のβ−ラ
クタマーゼ関連蛋白質における大きい方(すなわちβ−
ラクタマーゼに対する未処理先駆体)の相対的量は、誘
発後の時間と共に増大する。先駆体蛋白質の蓄積へのこ
の指向は、細胞のβ−ラクタマーゼ処理装置の飽和を示
すことがある。
における蛋白質合成の全体的パターンは28℃および4
2℃において極めて類似する。しかしながら、いくつか
の蛋白質の合成速度は、細胞を42℃に移行させること
により顕著に変化すると思われる。pPLa23により
形質転換されていない細胞においても同様な挙動が観察
された。さらに、図8に示されるように、2種のβ−ラ
クタマーゼ関連蛋白質における大きい方(すなわちβ−
ラクタマーゼに対する未処理先駆体)の相対的量は、誘
発後の時間と共に増大する。先駆体蛋白質の蓄積へのこ
の指向は、細胞のβ−ラクタマーゼ処理装置の飽和を示
すことがある。
【0108】形質転換種の全新規蛋白質合成に対比した
β−ラクタマーゼの合成割合を決定するため、β−ラク
タマーゼ(27.5K)とその先駆体(30K)とに対
する蛋白質帯域を乾燥ゲルから切除しそしてそれらの放
射能をゲルに施された全放射能と比較した。これらの結
果を表2に示す。
β−ラクタマーゼの合成割合を決定するため、β−ラク
タマーゼ(27.5K)とその先駆体(30K)とに対
する蛋白質帯域を乾燥ゲルから切除しそしてそれらの放
射能をゲルに施された全放射能と比較した。これらの結
果を表2に示す。
【0109】
【表2】
【0110】表2に示したように、β−ラクタマーゼお
よびその先駆体の合成は、両宿主細胞菌株において全新
規蛋白質合成の約30%という最高レベルに達する。し
かしながら、このレベルに達する速度は、2種の菌株に
ついて異なっている。すなわち、30%レベルを達成す
るには、菌株K12△HIは菌株M5219よりも約2
0分遅れる。如何なる理論にも拘束されるものでない
が、菌株K12△HIの不存在下に菌株M5219の誘
発の際生産されるN遺伝子蛋白質は、PLプロモータか
ら下方のDNA配列においてある種の転写遅延信号を打
ち破り、それにより菌株M5219におけるβ−ラクタ
マーゼ合成を早めることがあり得るであろう。
よびその先駆体の合成は、両宿主細胞菌株において全新
規蛋白質合成の約30%という最高レベルに達する。し
かしながら、このレベルに達する速度は、2種の菌株に
ついて異なっている。すなわち、30%レベルを達成す
るには、菌株K12△HIは菌株M5219よりも約2
0分遅れる。如何なる理論にも拘束されるものでない
が、菌株K12△HIの不存在下に菌株M5219の誘
発の際生産されるN遺伝子蛋白質は、PLプロモータか
ら下方のDNA配列においてある種の転写遅延信号を打
ち破り、それにより菌株M5219におけるβ−ラクタ
マーゼ合成を早めることがあり得るであろう。
【0111】これら形質転換種における全蛋白質合成の
速度を決定するため、特定時間間隔で組込まれた全放射
能を測定し、これを0〜10分間隔で組込まれたものと
比較した(すなわち、初期間隔は、比較用として任意に
100%として選択した)。その結果を表3に示す。
速度を決定するため、特定時間間隔で組込まれた全放射
能を測定し、これを0〜10分間隔で組込まれたものと
比較した(すなわち、初期間隔は、比較用として任意に
100%として選択した)。その結果を表3に示す。
【0112】
【表3】
【0113】表3に示したように、イー・コリM521
9(pPLa23)における全蛋白質合成は、誘発後に
急速に遅延した。これは、M5219形質転換種が42
℃にて生存し得ないという先の観察と一致する。イー・
コリM5219(pBR322)においては、蛋白質合
成の同様な抑制は観察されない。イー・コリK12△H
I(pPLa23)においては42℃での長期培養後
に、全蛋白質合成の相当な低下が観察される。しかしな
がら、これら細胞は温度42℃において生存することが
できる。
9(pPLa23)における全蛋白質合成は、誘発後に
急速に遅延した。これは、M5219形質転換種が42
℃にて生存し得ないという先の観察と一致する。イー・
コリM5219(pBR322)においては、蛋白質合
成の同様な抑制は観察されない。イー・コリK12△H
I(pPLa23)においては42℃での長期培養後
に、全蛋白質合成の相当な低下が観察される。しかしな
がら、これら細胞は温度42℃において生存することが
できる。
【0114】(b)トリプトファンシンセターゼA遺伝
子 (i)pPLa23 サルモネラ・トリフィムリウム(Salmonella
tryphimurium)のtrpAシストロンを
含有するEcoRI断片(5300b.p.)をpES
9から得〔イー・セルカー等、「プラスミドColEl
中に挿入されたサルモネラ・トリフィムリウムのtrp
AのマイトマイシンC誘発された発現」、ジャーナル・
バクテリオロジー、第129巻、第388−394頁
(1977)〕、これをpPLa23のEcoRI部位
に挿入した。PLプロモータの方向に対し2つの可能な
方向性のいずれかで挿入されたこの断片を有する2種の
代表的プラスミドをpPLa23trpA1およびpP
La23trpA2と名付けた。
子 (i)pPLa23 サルモネラ・トリフィムリウム(Salmonella
tryphimurium)のtrpAシストロンを
含有するEcoRI断片(5300b.p.)をpES
9から得〔イー・セルカー等、「プラスミドColEl
中に挿入されたサルモネラ・トリフィムリウムのtrp
AのマイトマイシンC誘発された発現」、ジャーナル・
バクテリオロジー、第129巻、第388−394頁
(1977)〕、これをpPLa23のEcoRI部位
に挿入した。PLプロモータの方向に対し2つの可能な
方向性のいずれかで挿入されたこの断片を有する2種の
代表的プラスミドをpPLa23trpA1およびpP
La23trpA2と名付けた。
【0115】pPLa23trpA1またはpPLa2
3trpA2のいずれかを含有する菌株K12△HIの
誘発状況を図9に示す。約25000ダルトンの主要部
分はpPLa23trpA1により誘発されたが、pP
La23trpA2を含有する誘発細胞には存在しなか
った。この蛋白質の観測された分子量はサルモネラ・ト
リフィムリウムtrpA遺伝子のヌクレオチド配列から
予測された理論値(28500)と一致した〔ビー・ニ
コルスおよびシー・ヤノフスキイ、「サルモネラ・トリ
フィムリウムおよび大腸菌のtrpAのヌクレオチド配
列:発生比較」、プロシーデイング・ナショナル・アカ
デミー・サイエンス・USA、第76巻、第5244−
5248頁(1979)〕。さらに酵素活性は、オー・
スミスおよびシー・ヤノフスキイの手法〔(トリプトフ
ァンの生合成に関与する酵素」、メソッド・イン・エン
ザイモロジー、第5巻、第794−806頁(196
2)〕により決定されるtrpA遺伝子生産物の存在と
一致し、この誘発蛋白質の蓄積と平行して増大した。
3trpA2のいずれかを含有する菌株K12△HIの
誘発状況を図9に示す。約25000ダルトンの主要部
分はpPLa23trpA1により誘発されたが、pP
La23trpA2を含有する誘発細胞には存在しなか
った。この蛋白質の観測された分子量はサルモネラ・ト
リフィムリウムtrpA遺伝子のヌクレオチド配列から
予測された理論値(28500)と一致した〔ビー・ニ
コルスおよびシー・ヤノフスキイ、「サルモネラ・トリ
フィムリウムおよび大腸菌のtrpAのヌクレオチド配
列:発生比較」、プロシーデイング・ナショナル・アカ
デミー・サイエンス・USA、第76巻、第5244−
5248頁(1979)〕。さらに酵素活性は、オー・
スミスおよびシー・ヤノフスキイの手法〔(トリプトフ
ァンの生合成に関与する酵素」、メソッド・イン・エン
ザイモロジー、第5巻、第794−806頁(196
2)〕により決定されるtrpA遺伝子生産物の存在と
一致し、この誘発蛋白質の蓄積と平行して増大した。
【0116】pPLa23trpA1とpPLa23t
rpA2との両者の長期誘発の後、約18Kの分子量を
有する蛋白質が合成される(図9)。形質転換種の全新
規蛋白質合成に比較したこの蛋白質の合成割合は、PL
プロモータからの転写方向に対するEcoRI trp
A断片の方向性とは無関係である。したがって、おそら
くこの蛋白質の合成は、trpAについて必要とされる
よりずっと大きなコード能力を備えた5300塩基対E
coRI trpA断片に存在するやや温度依存性の細
菌プロモータにより制御されるであろう(イー・セルカ
ー、上記)。
rpA2との両者の長期誘発の後、約18Kの分子量を
有する蛋白質が合成される(図9)。形質転換種の全新
規蛋白質合成に比較したこの蛋白質の合成割合は、PL
プロモータからの転写方向に対するEcoRI trp
A断片の方向性とは無関係である。したがって、おそら
くこの蛋白質の合成は、trpAについて必要とされる
よりずっと大きなコード能力を備えた5300塩基対E
coRI trpA断片に存在するやや温度依存性の細
菌プロモータにより制御されるであろう(イー・セルカ
ー、上記)。
【0117】形質転換種における全新規蛋白質合成に比
較したtrpAの合成割合は、β−ラクタマーゼにつき
前記したものとほぼ同様に決定した。その結果を表4に
示す。ここでも、trpA合成は全新規合成の約30%
という最高レベルに達した。
較したtrpAの合成割合は、β−ラクタマーゼにつき
前記したものとほぼ同様に決定した。その結果を表4に
示す。ここでも、trpA合成は全新規合成の約30%
という最高レベルに達した。
【0118】
【表4】
【0119】(ii)pPLa2311 pPLa23trpA1に同一であり、pPLa231
1に基づく組替えDNA分子を前記したとほぼ同様に調
製した。pPLa2311trpA1を有するK12△
HI形質転換種は、pPLa23trpA1のそれと同
様に挙動した(ただし、この実験において全新規合成の
最大レベルは150分後に僅か20%であった)。ここ
でも、長期誘発は全蛋白質合成における正味の低下をも
たらした。
1に基づく組替えDNA分子を前記したとほぼ同様に調
製した。pPLa2311trpA1を有するK12△
HI形質転換種は、pPLa23trpA1のそれと同
様に挙動した(ただし、この実験において全新規合成の
最大レベルは150分後に僅か20%であった)。ここ
でも、長期誘発は全蛋白質合成における正味の低下をも
たらした。
【0120】(iii)pPLc23 pES9のEcoRI断片はtrpB遺伝子内に位置す
る1つの末端部を有し、EcoRI部位から約2500
塩基対のところに単一のSalI部位を含有する(イー
・セルカー等、上記)。trpA遺伝子はSalI部位
を含有しないので(ビー・ニコルスおよびシー・ヤノフ
スキイ、上記)trpA遺伝子は第一EcoRI部位か
らSalI部位まで延在するpES9のEcoRI断片
の部分に完全に位置せねばならない。したがって、pE
S9の前記で調製したEcoRI断片をSalIで消化
し、得られた断片をそこのEcoRI−SalI断片に
対する代替としてpPLc23中に挿入した(図4)。
pPLa23trpA1およびpPLa23trpA2に
おけるtrpA遺伝子の翻訳における観察方向に基づい
て、PLプロモータからの転写と平行してtrpA遺伝
子を有するpPLc23に基づく組替えDNA分子をp
PLc23trpA1と名付けた。
る1つの末端部を有し、EcoRI部位から約2500
塩基対のところに単一のSalI部位を含有する(イー
・セルカー等、上記)。trpA遺伝子はSalI部位
を含有しないので(ビー・ニコルスおよびシー・ヤノフ
スキイ、上記)trpA遺伝子は第一EcoRI部位か
らSalI部位まで延在するpES9のEcoRI断片
の部分に完全に位置せねばならない。したがって、pE
S9の前記で調製したEcoRI断片をSalIで消化
し、得られた断片をそこのEcoRI−SalI断片に
対する代替としてpPLc23中に挿入した(図4)。
pPLa23trpA1およびpPLa23trpA2に
おけるtrpA遺伝子の翻訳における観察方向に基づい
て、PLプロモータからの転写と平行してtrpA遺伝
子を有するpPLc23に基づく組替えDNA分子をp
PLc23trpA1と名付けた。
【0121】イー・コリK12△HI(pPLc23t
rpA1)の誘発(42℃)の際、trpAは3時間の
誘発後に全新規蛋白質合成の約40%という最高レベル
まで合成された。さらに、この高レベルの新規合成は2
時間にわたり維持された(図10)、これらの結果を表
5に示す(下記)。したがって、pPLa型ベクタの挙
動に対比し、pPLc型形質転換種の蛋白質合成は、誘
発後5時間まで低下しない。
rpA1)の誘発(42℃)の際、trpAは3時間の
誘発後に全新規蛋白質合成の約40%という最高レベル
まで合成された。さらに、この高レベルの新規合成は2
時間にわたり維持された(図10)、これらの結果を表
5に示す(下記)。したがって、pPLa型ベクタの挙
動に対比し、pPLc型形質転換種の蛋白質合成は、誘
発後5時間まで低下しない。
【0122】
【表5】
【0123】上記形質転換種中に蓄積する誘発蛋白質の
実際の量をも、誘発細胞の連続ラベリングによって測定
した。イー・コリK12△HI(pPLc23trpA
1)をLB培地で28℃にて1×107細胞/mlの密度
まで増殖させた。次いで、細胞を10μCiのC14−ア
ミノ酸混合物でラベルした。4×107細胞/mlの培
養密度にて、細胞を42℃に変化させ、培養を続けた。
培養物が飽和に達した後(誘発6時間後)、蛋白質を細
胞から抽出し、SDS−ポリアクリルアミドゲル上で分
離した。trpA帯域中に組込まれた放射能の割合を測
定した。使用条件下において、細胞は均一にラベルさ
れ、したがって蛋白質中に組込まれた放射能は細胞中に
存在するその蛋白質の実際の量を反映すると推定でき
る。trpA蛋白質は全細胞蛋白質の10%になること
が判明した。
実際の量をも、誘発細胞の連続ラベリングによって測定
した。イー・コリK12△HI(pPLc23trpA
1)をLB培地で28℃にて1×107細胞/mlの密度
まで増殖させた。次いで、細胞を10μCiのC14−ア
ミノ酸混合物でラベルした。4×107細胞/mlの培
養密度にて、細胞を42℃に変化させ、培養を続けた。
培養物が飽和に達した後(誘発6時間後)、蛋白質を細
胞から抽出し、SDS−ポリアクリルアミドゲル上で分
離した。trpA帯域中に組込まれた放射能の割合を測
定した。使用条件下において、細胞は均一にラベルさ
れ、したがって蛋白質中に組込まれた放射能は細胞中に
存在するその蛋白質の実際の量を反映すると推定でき
る。trpA蛋白質は全細胞蛋白質の10%になること
が判明した。
【0124】イー・コリK12△HI(pPLc23t
rpA1)の全細胞蛋白質におけるtrpAのこの10
%という濃度は、エッチ・バーナード等(上記)のベク
タを含有するλPLと本発明のものとの間における重要
な相違を示すにも役立つ。本発明のベクタにより与えら
れる10%という実際のtrpA濃度に対比し、エッチ
・バーナード等はtrpAの僅か6.6%濃度を報告し
ている〔これは、trpA酵素活性と蛋白質の推定比活
性とに基づいて推定される〕。さらに、エッチ・バーナ
ード等により報告された6.6%というtrpA濃度
は、活性N遺伝子をも含むベクタにより観察され、した
がって恐らく転写が抗−終止性N遺伝子産物の存在下で
行われたことに注目すべきである。活性N遺伝子を持た
ないベクタについては、僅か2%のtrpA濃度がエッ
チ・バーナード等により報告された。これに対し、本発
明の改良ベクタにより観察された10%trpA濃度
は、N遺伝子産物の不存在下に得られた。したがって、
本発明のベクタおよび方法は、従来記載されたようなベ
クタおよび方法に比べ、顕著な改良を構成する。
rpA1)の全細胞蛋白質におけるtrpAのこの10
%という濃度は、エッチ・バーナード等(上記)のベク
タを含有するλPLと本発明のものとの間における重要
な相違を示すにも役立つ。本発明のベクタにより与えら
れる10%という実際のtrpA濃度に対比し、エッチ
・バーナード等はtrpAの僅か6.6%濃度を報告し
ている〔これは、trpA酵素活性と蛋白質の推定比活
性とに基づいて推定される〕。さらに、エッチ・バーナ
ード等により報告された6.6%というtrpA濃度
は、活性N遺伝子をも含むベクタにより観察され、した
がって恐らく転写が抗−終止性N遺伝子産物の存在下で
行われたことに注目すべきである。活性N遺伝子を持た
ないベクタについては、僅か2%のtrpA濃度がエッ
チ・バーナード等により報告された。これに対し、本発
明の改良ベクタにより観察された10%trpA濃度
は、N遺伝子産物の不存在下に得られた。したがって、
本発明のベクタおよび方法は、従来記載されたようなベ
クタおよび方法に比べ、顕著な改良を構成する。
【0125】(c)バクテリオファージMS2レプリカ
ーゼ蛋白質遺伝子 プラスミドpMS2−7は、RNAバクテリオファージ
MS2のゲノムのほぼ完全な大きさのコピーを含有する
〔アール・デボス等、上記〕。ファージレプリカーゼ遺
伝子(R)はEcoRI−PstI断片内に含有され
る。この断片を、このベクタのEcoRI−PstI断
片の単純交換によりpPLa2311中に挿入した。ア
ンピシリン耐性に関する遺伝子はpPLa2311R1
においてもはや完全でないため、形質転換種イー・コリ
K12△HI(pPLa2311R1)をカルベニシリ
ン感受性につき選別した。挿入断片の本質を、アガロー
スゲル上においてpMS2−7DNAからの既知断片と
共に電気泳動にかけて確認した。pPLa2311R1
において、MS2レプリカーゼ蛋白質の転写はPLプロ
モータからの転写と平行する。
ーゼ蛋白質遺伝子 プラスミドpMS2−7は、RNAバクテリオファージ
MS2のゲノムのほぼ完全な大きさのコピーを含有する
〔アール・デボス等、上記〕。ファージレプリカーゼ遺
伝子(R)はEcoRI−PstI断片内に含有され
る。この断片を、このベクタのEcoRI−PstI断
片の単純交換によりpPLa2311中に挿入した。ア
ンピシリン耐性に関する遺伝子はpPLa2311R1
においてもはや完全でないため、形質転換種イー・コリ
K12△HI(pPLa2311R1)をカルベニシリ
ン感受性につき選別した。挿入断片の本質を、アガロー
スゲル上においてpMS2−7DNAからの既知断片と
共に電気泳動にかけて確認した。pPLa2311R1
において、MS2レプリカーゼ蛋白質の転写はPLプロ
モータからの転写と平行する。
【0126】イー・コリK12△HI(pPLa231
1R1)の誘発細胞は、約59Kの見掛け分子量を有す
る蛋白質を合成する(図11)。この蛋白質の大きさ
は、ウイルスRNAの配列データからMS2レプリカー
ゼにつき計算された60692ダルトンの分子量と一致
する〔ダブリュ・ファイエル等、「バクテリオファージ
MS2RNAの完全ヌクレオチド配列:レプリカーゼ遺
伝子の一次および二次構造」、ネイチャー誌、第260
巻、第500−507頁(1976)〕。
1R1)の誘発細胞は、約59Kの見掛け分子量を有す
る蛋白質を合成する(図11)。この蛋白質の大きさ
は、ウイルスRNAの配列データからMS2レプリカー
ゼにつき計算された60692ダルトンの分子量と一致
する〔ダブリュ・ファイエル等、「バクテリオファージ
MS2RNAの完全ヌクレオチド配列:レプリカーゼ遺
伝子の一次および二次構造」、ネイチャー誌、第260
巻、第500−507頁(1976)〕。
【0127】pPLa2311R1で形質転換された細
胞の蛋白質産物における機能的MS2レプリカーゼ蛋白
質の存在は、同様にMS2アンバー突然変異体について
の相補分析により証明された。この分析により、pPL
a2311R1で形質転換された細胞はレプリカーゼ遺
伝子中に障害を有するMS2突然変異体の産物と特異的
に相補する産物を生成し、pPLa2311R1で形質
転換されていない細胞はこの種の突然変異体の産物を相
補しなかったことが確認された。
胞の蛋白質産物における機能的MS2レプリカーゼ蛋白
質の存在は、同様にMS2アンバー突然変異体について
の相補分析により証明された。この分析により、pPL
a2311R1で形質転換された細胞はレプリカーゼ遺
伝子中に障害を有するMS2突然変異体の産物と特異的
に相補する産物を生成し、pPLa2311R1で形質
転換されていない細胞はこの種の突然変異体の産物を相
補しなかったことが確認された。
【0128】MS2レプリカーゼ蛋白質合成に関し、イ
ー・コリK12△HI(pPLa2311R1)とイー
・コリM5219(pPLa2311R1)との両者は
同様に挙動した(すなわち、30分間の誘発後、MS2
レプリカーゼの合成割合は全新規蛋白質合成の29%で
あり、蛋白質合成のレベルは、さらに誘発すると急速に
低下した)(図11)。合成におけるこのような低下
は、β−ラクタマーゼまたはtrpAの合成においては
観察されなかったので、この低下はMS2レプリカーゼ
の特殊な性質により惹起されるのであろう。たとえば、
ファージレプリカーゼがシストロンの中央近傍の部位に
おいてそれ自身のmRNAに結合するという観察された
傾向〔マイヤー等、「QβRNAの結合部位」、エキス
ペリエンタ、第31巻、第143頁以降(1975)〕
は、複雑mRNAがさらに翻訳されるのを阻害するであ
ろう。
ー・コリK12△HI(pPLa2311R1)とイー
・コリM5219(pPLa2311R1)との両者は
同様に挙動した(すなわち、30分間の誘発後、MS2
レプリカーゼの合成割合は全新規蛋白質合成の29%で
あり、蛋白質合成のレベルは、さらに誘発すると急速に
低下した)(図11)。合成におけるこのような低下
は、β−ラクタマーゼまたはtrpAの合成においては
観察されなかったので、この低下はMS2レプリカーゼ
の特殊な性質により惹起されるのであろう。たとえば、
ファージレプリカーゼがシストロンの中央近傍の部位に
おいてそれ自身のmRNAに結合するという観察された
傾向〔マイヤー等、「QβRNAの結合部位」、エキス
ペリエンタ、第31巻、第143頁以降(1975)〕
は、複雑mRNAがさらに翻訳されるのを阻害するであ
ろう。
【0129】3.真核遺伝子 (a)猿ウイルス40遺伝子の小−t抗原 SV40小−t抗原に関する全コード配列を含むHin
dIIIDNA断片〔ジー・ボルケルト等、「猿ウイル
ス40小−t遺伝子のヌクレオチド配列」、プロシーデ
ィング・ナショナル・アカデミー・サイエンス・US
A、第75巻、第2160−2164頁(1978)〕
をpBR322のHindIII部位に挿入した(図1
2)。挿入物の方向性を、不対称配置TagI部位の存
在に基づく制限分析により決定した。このハイブリッド
DNA分子から、上記HindIII断片とpBR32
2の部分とを含むEcoRI−BamHI断片を切除
し、EcoRI−BamHI断片に対する代替物として
pPLc28中に挿入し、その小−t抗原の翻訳の方向
性をPLプロモータからの転写と平行にした(図1
2)。得られた組替えDNA分子をpPLc28SVt
5と名付けた。
dIIIDNA断片〔ジー・ボルケルト等、「猿ウイル
ス40小−t遺伝子のヌクレオチド配列」、プロシーデ
ィング・ナショナル・アカデミー・サイエンス・US
A、第75巻、第2160−2164頁(1978)〕
をpBR322のHindIII部位に挿入した(図1
2)。挿入物の方向性を、不対称配置TagI部位の存
在に基づく制限分析により決定した。このハイブリッド
DNA分子から、上記HindIII断片とpBR32
2の部分とを含むEcoRI−BamHI断片を切除
し、EcoRI−BamHI断片に対する代替物として
pPLc28中に挿入し、その小−t抗原の翻訳の方向
性をPLプロモータからの転写と平行にした(図1
2)。得られた組替えDNA分子をpPLc28SVt
5と名付けた。
【0130】PLプロモータと小−t抗原をコードする
遺伝子の開始コドン(ATG)との間の間隔を短縮させ
るため、pPLc28SVt5を改変させて、遺伝子と
PLプロモータとの間のEcoRI−HindIII断
片を除去した。この操作を図12および図13に示す。
これは、pPLc28SVt5をClaIで開裂させ、
T4DNAポリメラーゼの3’エキソヌクレアーゼ活性
を使用してそれぞれGTPおよびTTPの存在下に2つ
の別々の過程においてDNAの3’末端を減成し、S1
ヌクレアーゼによってさらに処理し、EcoRIリンカ
を平滑末端部に付加し、この断片をEcoRIで開裂さ
せそして相補的末端部を連結することからなっている。
遺伝子の開始コドン(ATG)との間の間隔を短縮させ
るため、pPLc28SVt5を改変させて、遺伝子と
PLプロモータとの間のEcoRI−HindIII断
片を除去した。この操作を図12および図13に示す。
これは、pPLc28SVt5をClaIで開裂させ、
T4DNAポリメラーゼの3’エキソヌクレアーゼ活性
を使用してそれぞれGTPおよびTTPの存在下に2つ
の別々の過程においてDNAの3’末端を減成し、S1
ヌクレアーゼによってさらに処理し、EcoRIリンカ
を平滑末端部に付加し、この断片をEcoRIで開裂さ
せそして相補的末端部を連結することからなっている。
【0131】これら改変ハイブリッドDNA分子による
イー・コリK12△HIの形質転換と誘発とは、14K
の見掛け分子量を有するかなり多量の蛋白質の発現を与
えた(図14)。この蛋白質は誘発なしには生産され
ず、SV40DNAを含むベクタにより形質転換されて
いない宿主細胞では生産されなかった。
イー・コリK12△HIの形質転換と誘発とは、14K
の見掛け分子量を有するかなり多量の蛋白質の発現を与
えた(図14)。この蛋白質は誘発なしには生産され
ず、SV40DNAを含むベクタにより形質転換されて
いない宿主細胞では生産されなかった。
【0132】標準小−t抗原は19Kの分子量を有し、
これら形質転換細胞で生産された蛋白質はSV40の大
−T抗原に対し発生する抗体によって極く僅かしか沈澱
しなかったが、この蛋白質および標準小−t抗原から誘
導されたトリプチック(tryptic)ペプチドの二
次元フィンガプリント〔pH3.5における電気泳動、
および次いでブタノール/酢酸/ピリジン/水(15:
3:10:12)におけるクロマトグラフィー〕は、2
者が関連していることを確認した。如何なる理論にも拘
束されるものではないが、PLプロモータから出発する
mRNAの二次構造は小−t抗原の内部開始コドンにお
ける開始が真正開始シグナルにおける開始よりも好まし
いようなものであるといえる。この仮説は、ディー・イ
セレンタントおよびダブリュ・フアイエル、の手法
〔「mRNAの二次構造および翻訳開始の効率」、ジー
ン誌、第9巻、第1−12頁(1980)〕を用いて、
これらSVt含有ベクタのいくつかにおけるヌクレオチ
ド配列から得られる二次構造とも一致する。
これら形質転換細胞で生産された蛋白質はSV40の大
−T抗原に対し発生する抗体によって極く僅かしか沈澱
しなかったが、この蛋白質および標準小−t抗原から誘
導されたトリプチック(tryptic)ペプチドの二
次元フィンガプリント〔pH3.5における電気泳動、
および次いでブタノール/酢酸/ピリジン/水(15:
3:10:12)におけるクロマトグラフィー〕は、2
者が関連していることを確認した。如何なる理論にも拘
束されるものではないが、PLプロモータから出発する
mRNAの二次構造は小−t抗原の内部開始コドンにお
ける開始が真正開始シグナルにおける開始よりも好まし
いようなものであるといえる。この仮説は、ディー・イ
セレンタントおよびダブリュ・フアイエル、の手法
〔「mRNAの二次構造および翻訳開始の効率」、ジー
ン誌、第9巻、第1−12頁(1980)〕を用いて、
これらSVt含有ベクタのいくつかにおけるヌクレオチ
ド配列から得られる二次構造とも一致する。
【0133】上記のように調製した改変pPLc28S
Vt5組替えDNA分子の1つは、主として14K蛋白
質成分の他に、少量の17K成分をも発現した。この分
子をpPLcSVt5−37と名付けた。17K蛋白質
の存在は大−T抗血清での特異的免疫沈澱によってのみ
初めて検出できたが、この分子をさらに改変させると1
7K成分の向上した合成が可能となった。この改変は、
pPLc28SVt5−37をEcoRIで開裂させ、
旧3’末端をDNAポリメラーゼIで伸長させ〔ケー・
ベックマン等、上記〕そして平滑末端部を再連結させる
ことからなり、mRNAの二次構造を変化させることが
できた。pPLc28SVt5−37−9により形質転
換された宿主は、誘発の際全新規蛋白質合成の約40%
を17K蛋白質成分として与えた。これらの結果を図1
4に示す。図14の系統cで示すように、17K成分
は、SV40感染したアフリカ緑猿腎臓細胞で増殖した
標準小−t抗原とほぼ同じ程度に、SV40−腫瘍ハム
スターから血清により免疫沈澱された。
Vt5組替えDNA分子の1つは、主として14K蛋白
質成分の他に、少量の17K成分をも発現した。この分
子をpPLcSVt5−37と名付けた。17K蛋白質
の存在は大−T抗血清での特異的免疫沈澱によってのみ
初めて検出できたが、この分子をさらに改変させると1
7K成分の向上した合成が可能となった。この改変は、
pPLc28SVt5−37をEcoRIで開裂させ、
旧3’末端をDNAポリメラーゼIで伸長させ〔ケー・
ベックマン等、上記〕そして平滑末端部を再連結させる
ことからなり、mRNAの二次構造を変化させることが
できた。pPLc28SVt5−37−9により形質転
換された宿主は、誘発の際全新規蛋白質合成の約40%
を17K蛋白質成分として与えた。これらの結果を図1
4に示す。図14の系統cで示すように、17K成分
は、SV40感染したアフリカ緑猿腎臓細胞で増殖した
標準小−t抗原とほぼ同じ程度に、SV40−腫瘍ハム
スターから血清により免疫沈澱された。
【0134】(b)ヒト繊維芽細胞インターフェロン
(HFIF)遺伝子 1980年6月6日付出願の英国特許出願第80.18
701号明細書に記載されているように、ヒト繊維芽細
胞インターフェロンをコードする遺伝子をベクタpPL
a8およびpPLc24に挿入して組替えDNA分子を
生成させ、これらは形質転換宿主において適当な誘発の
後に標準ヒト繊維芽細胞インターフェロンに酷似した抗
ウイルス的、物理−化学的、免疫的かつ生物学的活性を
有する蛋白質を発現することができる。
(HFIF)遺伝子 1980年6月6日付出願の英国特許出願第80.18
701号明細書に記載されているように、ヒト繊維芽細
胞インターフェロンをコードする遺伝子をベクタpPL
a8およびpPLc24に挿入して組替えDNA分子を
生成させ、これらは形質転換宿主において適当な誘発の
後に標準ヒト繊維芽細胞インターフェロンに酷似した抗
ウイルス的、物理−化学的、免疫的かつ生物学的活性を
有する蛋白質を発現することができる。
【0135】1.プラスミドG−pPLa−HFIF−
67−1の構築 プラスミドG−pBR322(Pst)/HFIF−6
をEcoRIとPstIにより切断し次いでこれを、P
stIとPvuIにより切断されたプラスミドG−pB
R322(Pst)/HFIF−7に結合した。結合に
続いて、混合物をEcoRIとHaeIIにより消化し
た。次いでこの混合物の4倍モル過剰を、HaeIIと
EcoRIにより消化したプラスミドG−pPLa23
11に結合した。このプラスミドは、独自のEcoRI
部位と独自のPstI部位を含んでいた。混合したEc
oRI−PstI消化は、2つの断片を生成し−−この
より小形断片は、G−pBR322(Pst)/HFI
F−6のEcoRI−PstI切断の後得られた断片と
共に共移動した。BglII消化は、約650塩基対の
小形断片に切断した。より後期断片の大きさは、クロー
ンG−pBR322(Pst)/HFIF−6の近位B
glII−PstI断片を、G−pBR322(Ps
t)/HFIF−7の遠位PstI−BgII部位へ結
合した後に、期待の大きさに一致している。HincI
I消化は、PL領域中のHincII部位、β−ラクタ
マーゼ遺伝子のアミノ末端部位、およびHuIFN−β
のDNA配列の翻訳しない5’末端の存在から期待され
る通り、3つの断片を生成した。このプラスミドは、G
−pPLa−HFIF−67−12と命名された。
67−1の構築 プラスミドG−pBR322(Pst)/HFIF−6
をEcoRIとPstIにより切断し次いでこれを、P
stIとPvuIにより切断されたプラスミドG−pB
R322(Pst)/HFIF−7に結合した。結合に
続いて、混合物をEcoRIとHaeIIにより消化し
た。次いでこの混合物の4倍モル過剰を、HaeIIと
EcoRIにより消化したプラスミドG−pPLa23
11に結合した。このプラスミドは、独自のEcoRI
部位と独自のPstI部位を含んでいた。混合したEc
oRI−PstI消化は、2つの断片を生成し−−この
より小形断片は、G−pBR322(Pst)/HFI
F−6のEcoRI−PstI切断の後得られた断片と
共に共移動した。BglII消化は、約650塩基対の
小形断片に切断した。より後期断片の大きさは、クロー
ンG−pBR322(Pst)/HFIF−6の近位B
glII−PstI断片を、G−pBR322(Ps
t)/HFIF−7の遠位PstI−BgII部位へ結
合した後に、期待の大きさに一致している。HincI
I消化は、PL領域中のHincII部位、β−ラクタ
マーゼ遺伝子のアミノ末端部位、およびHuIFN−β
のDNA配列の翻訳しない5’末端の存在から期待され
る通り、3つの断片を生成した。このプラスミドは、G
−pPLa−HFIF−67−12と命名された。
【0136】2.プラスミドG−pPLa−HFIF−
67−12の構築 構成における次の工程は、G−pPLa−HFIF−6
7−1から、ポリ(A.T)尾部および逆方向3’末端
断片の部分を除去に向けられた。G−pPLa−HFI
F−67−1DNAを、BglIIとHpaIIにより
切断した。得られたBglII断片を、BamHIによ
り消化されたプラスミドG−pPLaBへ結合した。酵
素BglIIとBamHIは、同じ千鳥配列の末端を、
BglIIとBamHIの末端が解放されたBamHI
部位へ結合され得るようにし、逆もまた同じである。こ
のような再構築された部位は、もはやBglIIまたは
BamHIに対する基質でなくて、酵素Sau3AI
(MboI)により認識される〔V.ピロッタ、「バシ
ラス−グロビギルからの2つの制限酵素」、核酸研究
(Nucleic Acids Res.)第3巻、第
1747−1760頁(1976)〕。連結反応に続い
て、この混合物を再びBamHIにより切断して、簡単
に再環化したG−pPLaB分子を除去した。形質転換
体を、カナマイシン抵抗性を選択するC600rKmK+
(λ)中に得た。
67−12の構築 構成における次の工程は、G−pPLa−HFIF−6
7−1から、ポリ(A.T)尾部および逆方向3’末端
断片の部分を除去に向けられた。G−pPLa−HFI
F−67−1DNAを、BglIIとHpaIIにより
切断した。得られたBglII断片を、BamHIによ
り消化されたプラスミドG−pPLaBへ結合した。酵
素BglIIとBamHIは、同じ千鳥配列の末端を、
BglIIとBamHIの末端が解放されたBamHI
部位へ結合され得るようにし、逆もまた同じである。こ
のような再構築された部位は、もはやBglIIまたは
BamHIに対する基質でなくて、酵素Sau3AI
(MboI)により認識される〔V.ピロッタ、「バシ
ラス−グロビギルからの2つの制限酵素」、核酸研究
(Nucleic Acids Res.)第3巻、第
1747−1760頁(1976)〕。連結反応に続い
て、この混合物を再びBamHIにより切断して、簡単
に再環化したG−pPLaB分子を除去した。形質転換
体を、カナマイシン抵抗性を選択するC600rKmK+
(λ)中に得た。
【0137】形質転換体を、IFN−β−関連組換体プ
ラスミドの特徴付けのために、上述のように、アガロー
スゲル上の未切断DNAの分子量決定により選抜した。
G−pPLaB親より僅かに大きいと証明されたクロー
ンをさらに、PstIまたはHincIIのいずれかに
より制限分析に付した。一つのクローンは、単PstI
部位と3つのHincII部位を含むことが判った。こ
のクローンの一つの断片は、PLから誘導されたpPL
aBからβ−ラクタマーゼ領域へ、HincII断片と
共に共移動した。クローンのもう一つのより小さい断片
は約400塩基対と測定され−−これは、PLプロモー
タに関して感覚配向中のG−pPLaB中へBglII
断片の挿入と矛盾しない。このプロモータは、G−pP
La−HFIF−67−12と命名された。
ラスミドの特徴付けのために、上述のように、アガロー
スゲル上の未切断DNAの分子量決定により選抜した。
G−pPLaB親より僅かに大きいと証明されたクロー
ンをさらに、PstIまたはHincIIのいずれかに
より制限分析に付した。一つのクローンは、単PstI
部位と3つのHincII部位を含むことが判った。こ
のクローンの一つの断片は、PLから誘導されたpPL
aBからβ−ラクタマーゼ領域へ、HincII断片と
共に共移動した。クローンのもう一つのより小さい断片
は約400塩基対と測定され−−これは、PLプロモー
タに関して感覚配向中のG−pPLaB中へBglII
断片の挿入と矛盾しない。このプロモータは、G−pP
La−HFIF−67−12と命名された。
【0138】次にE.coliK12△HIとM521
9を特徴付けしたプラスミドG−pPLa−HFIF−
67−12により形質転換した。
9を特徴付けしたプラスミドG−pPLa−HFIF−
67−12により形質転換した。
【0139】3.プラスミドG−pPLa−HFIF−
67−12△19の構築 G−pPLa−HFIF−67−12をHincIIに
より部分消化した。約0.01μg/mlのDNA濃度
にての連結反応に続いて、DNAを、3’突出末端を生
成するPvuIのアイソシゾマーであるXorIIによ
り切断し、かつ低いDNA濃度において再結合した。親
プラスミドG−pPLa−HFIF−67−12は、2
つのXorII部位を含む:その一つの部位は、カナマ
イシン遺伝子を不活性化し、もう一つの部位は、プラス
ミドから除去されるべきHincII断片中に位置す
る。XorII消化−再結合工程の目的は、HincI
I酵素により切断されない親DNA分子を除去するため
である。このような分子は、2つのXorII部位を有
し、かつ連結反応に使用した条件下において、2つの断
片は、再結合されるとはとても思われない。形質転換体
は、カナマイシンを選択するC600rK -mK +(λ)中
に得られ、かつ単PvuI部位の存在に対する制限分析
により選抜された。さらにクローンの分析を、Hinc
II消化を使用して実施した。最小HincII断片を
欠くけれども、その他の点ではG−pPLa−HFIF
−67−12と一致する一つのクローンは、G−pPL
a−HFIF−67−12△19と命名された。
67−12△19の構築 G−pPLa−HFIF−67−12をHincIIに
より部分消化した。約0.01μg/mlのDNA濃度
にての連結反応に続いて、DNAを、3’突出末端を生
成するPvuIのアイソシゾマーであるXorIIによ
り切断し、かつ低いDNA濃度において再結合した。親
プラスミドG−pPLa−HFIF−67−12は、2
つのXorII部位を含む:その一つの部位は、カナマ
イシン遺伝子を不活性化し、もう一つの部位は、プラス
ミドから除去されるべきHincII断片中に位置す
る。XorII消化−再結合工程の目的は、HincI
I酵素により切断されない親DNA分子を除去するため
である。このような分子は、2つのXorII部位を有
し、かつ連結反応に使用した条件下において、2つの断
片は、再結合されるとはとても思われない。形質転換体
は、カナマイシンを選択するC600rK -mK +(λ)中
に得られ、かつ単PvuI部位の存在に対する制限分析
により選抜された。さらにクローンの分析を、Hinc
II消化を使用して実施した。最小HincII断片を
欠くけれども、その他の点ではG−pPLa−HFIF
−67−12と一致する一つのクローンは、G−pPL
a−HFIF−67−12△19と命名された。
【0140】4.プラスミドG−pPLc−HFIF−
67−8の構築 G−pPLa−HFIF−67−1DNAを、BglI
Iにより消化し、かつBamHI−切断pPLc24D
NAと結合した。連結反応混合物を、BamHIで再切
断して、親pPLc24分子を除去しかつカルベニシリ
ン抵抗性を選択するC600rK -mK +(λ)中に形質転
換した。形質転換体をHincIIによる制限により分
析した。pPLc24の制限部位の既知位置から、PL
に関して感覚配向中にBglII−IFN−β断片の挿
入が、約650塩基対のHincII外断片を生成すべ
きことは予言することができる。この立体配置を現す典
型的クローンをpPLc−HFIF−67−8と命名し
た。EcoliK12△HIとM5219を、特徴付け
したプラスミドG−pPLc−HFIF−6−7−8に
より形質転換した。
67−8の構築 G−pPLa−HFIF−67−1DNAを、BglI
Iにより消化し、かつBamHI−切断pPLc24D
NAと結合した。連結反応混合物を、BamHIで再切
断して、親pPLc24分子を除去しかつカルベニシリ
ン抵抗性を選択するC600rK -mK +(λ)中に形質転
換した。形質転換体をHincIIによる制限により分
析した。pPLc24の制限部位の既知位置から、PL
に関して感覚配向中にBglII−IFN−β断片の挿
入が、約650塩基対のHincII外断片を生成すべ
きことは予言することができる。この立体配置を現す典
型的クローンをpPLc−HFIF−67−8と命名し
た。EcoliK12△HIとM5219を、特徴付け
したプラスミドG−pPLc−HFIF−6−7−8に
より形質転換した。
【0141】(c)FMDV抗原遺伝子 1980年8月15日付出願の英国特許出願第80.2
6661号明細書に記載されているように、FMDウイ
ルス抗原の特異性を示すポリペプチドをコードするDN
A配列をベクタpPLc24中に挿入して組替えDNA
分子を生成させ、これらは形質転換宿主において適当な
誘発の後に、FMDウイルス抗原の特異性を有するポリ
ペプチドを発現することができる。
6661号明細書に記載されているように、FMDウイ
ルス抗原の特異性を示すポリペプチドをコードするDN
A配列をベクタpPLc24中に挿入して組替えDNA
分子を生成させ、これらは形質転換宿主において適当な
誘発の後に、FMDウイルス抗原の特異性を有するポリ
ペプチドを発現することができる。
【0142】ベクタpPLc24を、制限酵素BamH
IとHindIIIにより制限して、pFMDV−10
34による制限DNA配列を有するサブ配列連結反応に
対する相補末端を与えた。
IとHindIIIにより制限して、pFMDV−10
34による制限DNA配列を有するサブ配列連結反応に
対する相補末端を与えた。
【0143】切断ベクタとDNA断片を、1:2の割合
で結合し、エタノールで沈澱させた。沈澱物を分離しか
つT4 DNAリガーゼ緩衝液(3μgベクタ/ml)
中に再溶解し、連結反応を15℃で一晩進行させた。
で結合し、エタノールで沈澱させた。沈澱物を分離しか
つT4 DNAリガーゼ緩衝液(3μgベクタ/ml)
中に再溶解し、連結反応を15℃で一晩進行させた。
【0144】PL調節発現を防止するための染色λリプ
レッサcIを有する、CaCl2受容E・coliW6
(λrex)を、リガーゼ混合物と、40μg/mlア
ンピシリンを補充したL−培養液中で増殖した後に選択
されたアンピシリン抵抗性コロニーとにより形質転換し
た。ベクタpPLc24はβ−ラクタマーゼをコードす
る遺伝子を含むので、この無傷遺伝子を有するプラスミ
ドにより形質転換されたEcoli宿主は、そのように
形質転換されない細菌の排除のためのアンピシリンを含
む媒質中で増殖するだろう。
レッサcIを有する、CaCl2受容E・coliW6
(λrex)を、リガーゼ混合物と、40μg/mlア
ンピシリンを補充したL−培養液中で増殖した後に選択
されたアンピシリン抵抗性コロニーとにより形質転換し
た。ベクタpPLc24はβ−ラクタマーゼをコードす
る遺伝子を含むので、この無傷遺伝子を有するプラスミ
ドにより形質転換されたEcoli宿主は、そのように
形質転換されない細菌の排除のためのアンピシリンを含
む媒質中で増殖するだろう。
【0145】50個のアカデミー抵抗性クローンを拾い
挙げ、かつM.グルンシュタインとD.S.ホグネス、
「コロニーハイブリッド形成:特定遺伝子を含むクロー
ン化DNAの単離方法」プロシーディング・ナショナル
・アカデミー・サイエンス・USA、第72巻、第39
61−65頁(1975)により記載されるようにし
て、E・coliDNAポリメラーゼIおよびα−32P
−dATPの存在下におけるニックトランスレーション
により調製された32P−標識したPstI−pFMDV
−1034プローブによりハイブリッド形成した。7個
の非常に陽性のクローンを選択した。これら7個のクロ
ーンは、次のように同定して良い:E・coliW6
(λrex−pPLc24(BamHI−HindII
I)/FMDV−1034(BamHI−HindII
I)。これらのクローンをE・coliW6(λrex
−pPL−VP1−1)、これらのプラスミドをPPL
−VP1−1、およびこれらのDNA挿入断片をVP1
−1として、それぞれ呼ぶであろう。E・coliW6
(λrex−PPL−VP1−5)として同定された第
2のクローンも選択された。最近の検定において、E・
coliNF1(λN-cro-cIts−pPL−VP1
−5)のコロニーは、37℃で一晩の増殖の後に、VP
1−関連抗原の存在と矛盾しない応答を発揮する細菌抽
出物を生成した。
挙げ、かつM.グルンシュタインとD.S.ホグネス、
「コロニーハイブリッド形成:特定遺伝子を含むクロー
ン化DNAの単離方法」プロシーディング・ナショナル
・アカデミー・サイエンス・USA、第72巻、第39
61−65頁(1975)により記載されるようにし
て、E・coliDNAポリメラーゼIおよびα−32P
−dATPの存在下におけるニックトランスレーション
により調製された32P−標識したPstI−pFMDV
−1034プローブによりハイブリッド形成した。7個
の非常に陽性のクローンを選択した。これら7個のクロ
ーンは、次のように同定して良い:E・coliW6
(λrex−pPLc24(BamHI−HindII
I)/FMDV−1034(BamHI−HindII
I)。これらのクローンをE・coliW6(λrex
−pPL−VP1−1)、これらのプラスミドをPPL
−VP1−1、およびこれらのDNA挿入断片をVP1
−1として、それぞれ呼ぶであろう。E・coliW6
(λrex−PPL−VP1−5)として同定された第
2のクローンも選択された。最近の検定において、E・
coliNF1(λN-cro-cIts−pPL−VP1
−5)のコロニーは、37℃で一晩の増殖の後に、VP
1−関連抗原の存在と矛盾しない応答を発揮する細菌抽
出物を生成した。
【0146】プラスミドDNAを、上述のようにして、
強くハイブリッド形成するクローンから単離し、そして
E・coliNF1(K12 M72 lacam△tr
pEA2SmR)(λcI851Nam7Nam53△HIbi
o-」)(「E・coliNF1(λN-cro-c
Its)」の(CaCl2受容)細菌株を形質転換するの
に使用した〔U.H.バーナード等、バクテリオファー
ジλPLプロモータからの遺伝子発現を促進するプラス
ミドクローン用運搬体の構築」遺伝子(Gene)、第
5巻、第59−76頁(1979)〕。
強くハイブリッド形成するクローンから単離し、そして
E・coliNF1(K12 M72 lacam△tr
pEA2SmR)(λcI851Nam7Nam53△HIbi
o-」)(「E・coliNF1(λN-cro-c
Its)」の(CaCl2受容)細菌株を形質転換するの
に使用した〔U.H.バーナード等、バクテリオファー
ジλPLプロモータからの遺伝子発現を促進するプラス
ミドクローン用運搬体の構築」遺伝子(Gene)、第
5巻、第59−76頁(1979)〕。
【0147】他の株類、たとえば、N−遺伝子生成物を
発現するE・coliM5219(K12 M72 l
acamtrpamSmR(λcI857 △HIbio2
52)〔H.グリール、「バクテリオファージλのki
l遺伝子」、ウイルス学、(Virology)、第6
6巻、第589−604頁(1975)〕もまた、本発
明において使用できるだろう。
発現するE・coliM5219(K12 M72 l
acamtrpamSmR(λcI857 △HIbio2
52)〔H.グリール、「バクテリオファージλのki
l遺伝子」、ウイルス学、(Virology)、第6
6巻、第589−604頁(1975)〕もまた、本発
明において使用できるだろう。
【0148】形質転換した宿主のクローンを、40μg
/mlのアンピシリンを補充したL−培養液中で、28
℃にて増殖し、かつクローンを7セットの形質転換体の
それぞれから無作為に選択した。さらに、プラスミドp
PLc24により形質転換した宿主のクローンを28℃
で増殖し、かつクローンをこれらの形質転換体から無作
為に選択した。これらのクローンは次のように同定され
た。
/mlのアンピシリンを補充したL−培養液中で、28
℃にて増殖し、かつクローンを7セットの形質転換体の
それぞれから無作為に選択した。さらに、プラスミドp
PLc24により形質転換した宿主のクローンを28℃
で増殖し、かつクローンをこれらの形質転換体から無作
為に選択した。これらのクローンは次のように同定され
た。
【0149】E・coliNF1(λN-cro-cIts
−pPL−VP1−1)E・coli NF1(λN-cro-cIts−pPLc2
4) 本明細書中に記載した方法により調製された微生物およ
びベクタは、米国メリーランド州ロックビル所在のアメ
リカン・タイプ・カルチャー・コレクションに1980
年9月8日付で寄託した培養物によって例示され、これ
らは次のようにPL−AないしPL−Dとして同定され
ている。
−pPL−VP1−1)E・coli NF1(λN-cro-cIts−pPLc2
4) 本明細書中に記載した方法により調製された微生物およ
びベクタは、米国メリーランド州ロックビル所在のアメ
リカン・タイプ・カルチャー・コレクションに1980
年9月8日付で寄託した培養物によって例示され、これ
らは次のようにPL−AないしPL−Dとして同定され
ている。
【0150】 A、イー・コリM5219(pPLa2311) B、イー・コリK12△HI(pPLa8) C、イー・コリK12△HI(pPLc28) D、イー・コリM5219(pPLc24) これらの培養物には、受託番号ATTC31694〜3
1697がそれぞれ付与されている。
1697がそれぞれ付与されている。
【0151】さらに、本明細書中に記載した方法で調製
されかつ発現用として挿入DNA配列を含有する微生物
およびベクタは、ドイツ連邦共和国ケッチンゲン所在の
カルチャーコレクションであるドイッチェ・ザンムルン
ク・フォン・ミクロオルガニスメンに寄託された培養物
によって例示され、これらは次のように同定されてい
る: HFIF−D:イー・コリM5219(G−pPLa−
HFIF−67−12)〔DSM1851〕 HFIF−E:イー・コリK12△HI(G−pPLa
−HFIF−67−12)〔DSM1852〕 HFIF−F:イー・コリM5219(G−pPLa−
HFIF−67−12△19)〔DSM1853〕 HFIF−G:イー・コリM5219(G−pPLc−
HFIF−67−8)〔DSM1854〕 FMDV−A:イー・コリW6(λrex−pPL−V
P1−1)〔DSM1879〕 FMDV−B:イー・コリNF1(λN-cro-cIts
−pPL−1)〔DSM1880〕 FMDV−C:イー・コリNF1(λN-cro-cIts
−pPL−VP1−5)〔DSM1881〕 培養物HFIF−D〜HFIF−Gは1980年6月5
日付で寄託され、培養物FMDV−A〜FMDV−Cは
1980年7月31日付で寄託された。
されかつ発現用として挿入DNA配列を含有する微生物
およびベクタは、ドイツ連邦共和国ケッチンゲン所在の
カルチャーコレクションであるドイッチェ・ザンムルン
ク・フォン・ミクロオルガニスメンに寄託された培養物
によって例示され、これらは次のように同定されてい
る: HFIF−D:イー・コリM5219(G−pPLa−
HFIF−67−12)〔DSM1851〕 HFIF−E:イー・コリK12△HI(G−pPLa
−HFIF−67−12)〔DSM1852〕 HFIF−F:イー・コリM5219(G−pPLa−
HFIF−67−12△19)〔DSM1853〕 HFIF−G:イー・コリM5219(G−pPLc−
HFIF−67−8)〔DSM1854〕 FMDV−A:イー・コリW6(λrex−pPL−V
P1−1)〔DSM1879〕 FMDV−B:イー・コリNF1(λN-cro-cIts
−pPL−1)〔DSM1880〕 FMDV−C:イー・コリNF1(λN-cro-cIts
−pPL−VP1−5)〔DSM1881〕 培養物HFIF−D〜HFIF−Gは1980年6月5
日付で寄託され、培養物FMDV−A〜FMDV−Cは
1980年7月31日付で寄託された。
【0152】以上、本発明の多くの具体例を提示した
が、この基本構成を変化させて、本発明の方法および組
成物を使用する他の実施態様をも与えうることは明らか
である。したがって、本発明は上記実施例に示された特
定実施態様のみに限定されず、本発明の範囲は特許請求
の範囲の記載により規定されることが了解されよう。
が、この基本構成を変化させて、本発明の方法および組
成物を使用する他の実施態様をも与えうることは明らか
である。したがって、本発明は上記実施例に示された特
定実施態様のみに限定されず、本発明の範囲は特許請求
の範囲の記載により規定されることが了解されよう。
【図1】ファージλtrp44cI At2 cro- の領
域の略図であって、制限部位の全部は示されておらず、
イー・スジバルスキイおよびダブリュ・スジバルスキイ
により記載されたような〔「バクテリオファージλの広
汎分子地図」、ジーン誌、第7巻、第217−270頁
(1979)〕、λ単位において距離を地図化した図で
ある。
域の略図であって、制限部位の全部は示されておらず、
イー・スジバルスキイおよびダブリュ・スジバルスキイ
により記載されたような〔「バクテリオファージλの広
汎分子地図」、ジーン誌、第7巻、第217−270頁
(1979)〕、λ単位において距離を地図化した図で
ある。
【図2】本発明によるベクタ、すなわちpPLa2、p
PLa20およびpPLa23の作成の略図である。
PLa20およびpPLa23の作成の略図である。
【図3】本発明によるベクタ、すなわちpPLa231
1、pPLa231およびpPLa8の作成の略図であ
る。
1、pPLa231およびpPLa8の作成の略図であ
る。
【図4】本発明によるベクタ、すなわちpPLa83、
pPLa831、pPLa832、pPLc2、pPL
c23、pPLc236およびpPLc28の作成の略
図である。
pPLa831、pPLa832、pPLc2、pPL
c23、pPLc236およびpPLc28の作成の略
図である。
【図5】本発明によるベクタ、すなわちpPLc24の
作成の略図である。
作成の略図である。
【図6】pPLa2311のOLPL領域のヌクレオチド
配列を示す図である。
配列を示す図である。
【図7】β−ラクタマーゼにおけるPstI部位からB
amHI部位への変換を示す図である。
amHI部位への変換を示す図である。
【図8】イー・コリK12△HI(pPLa23)およ
びイー・コリM5219(pPLa23)における28
℃および42℃でのオートラジオグラフ検定による蛋白
質合成を示す図である。
びイー・コリM5219(pPLa23)における28
℃および42℃でのオートラジオグラフ検定による蛋白
質合成を示す図である。
【図9】イー・コリK12△HI(pPLa23trp
A1)およびイー・コリK12△HI(pPLa23t
rpA2)における28℃および42℃でのオートラジ
オグラフ検定による蛋白質合成を示す図である。
A1)およびイー・コリK12△HI(pPLa23t
rpA2)における28℃および42℃でのオートラジ
オグラフ検定による蛋白質合成を示す図である。
【図10】イー・コリK12△HI(pPLc23tr
pA1)における28℃および42℃でのオートラジオ
グラフ検定による蛋白質合成を示す図である。
pA1)における28℃および42℃でのオートラジオ
グラフ検定による蛋白質合成を示す図である。
【図11】イー・コリK12△HI(pPLa2311
R1)における28℃および42℃でのオートラジオグ
ラフ検定による蛋白質合成を示す図である。
R1)における28℃および42℃でのオートラジオグ
ラフ検定による蛋白質合成を示す図である。
【図12】pPLc28SVt5およびpPLc28S
Vt5−37の作成の略図である。
Vt5−37の作成の略図である。
【図13】ヌクレオチドレベルにおけるpPLc28S
Vt5からのpPLc28SVt5−37の作成を示す図
である。
Vt5からのpPLc28SVt5−37の作成を示す図
である。
【図14】イー・コリK12△HI(pPLc28SV
t5−37−9)の28℃および42℃におけるオート
ラジオグラフ検定による蛋白質合成であって、SV40
−腫瘍を有するハムスターから42℃での培養後に合成
された蛋白質をこの宿主からの血清により免疫沈澱させ
たものと、SV40感染したアフリカ緑猿の腎臓細胞で
合成された標準小−t抗原を同抗血清により免疫沈殿さ
せたものとの比較を示す図である。
t5−37−9)の28℃および42℃におけるオート
ラジオグラフ検定による蛋白質合成であって、SV40
−腫瘍を有するハムスターから42℃での培養後に合成
された蛋白質をこの宿主からの血清により免疫沈澱させ
たものと、SV40感染したアフリカ緑猿の腎臓細胞で
合成された標準小−t抗原を同抗血清により免疫沈殿さ
せたものとの比較を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C12P 21/02 C12R 1:19)
Claims (1)
- 【請求項1】バクテリオファージ ラムダの左向きプロ
モータおよびオペレータであるPLOLを有すること、活
性cro遺伝子および活性N遺伝子が存在しないこと、
ならびにPLOLの下流300塩基対未満に位置し且つ分
子中に存在し得るバクテリオファージ ラムダのHae
III部位(73.1%)の下流にあるラムダDNA由
来のあらゆる配列の上流に位置し、所望の原核、真核ま
たはウイルスポリペプチドのコード領域を含有するDN
A配列を有することを特徴とする組換DNA分子。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8018701 | 1980-06-06 | ||
| GB8018701 | 1980-06-06 | ||
| GB8026661 | 1980-08-15 | ||
| GB8026661 | 1980-08-15 | ||
| GB8028983 | 1980-09-08 | ||
| GB8028983 | 1980-09-08 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10784695A Division JP3158951B2 (ja) | 1980-06-06 | 1995-04-10 | 改良組換dna分子 |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000314383A Division JP2001136966A (ja) | 1980-06-06 | 2000-10-13 | 改良組換dna分子 |
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|---|---|---|---|
| JP56047362A Expired - Lifetime JPH0787785B2 (ja) | 1980-06-06 | 1981-04-01 | 改良ベクタおよびこの種ベクタの製造方法ならびにクローン化遺伝子の発現方法 |
| JP10784895A Expired - Lifetime JP3158953B2 (ja) | 1980-06-06 | 1995-04-10 | 改良E.coli宿主細胞 |
| JP10784795A Expired - Lifetime JP3158952B2 (ja) | 1980-06-06 | 1995-04-10 | 組換dna分子の作製方法 |
| JP10784695A Expired - Lifetime JP3158951B2 (ja) | 1980-06-06 | 1995-04-10 | 改良組換dna分子 |
| JP10060225A Pending JPH10304876A (ja) | 1980-06-06 | 1998-03-11 | 改良組換dna分子 |
| JP2000314383A Pending JP2001136966A (ja) | 1980-06-06 | 2000-10-13 | 改良組換dna分子 |
Family Applications Before (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56047362A Expired - Lifetime JPH0787785B2 (ja) | 1980-06-06 | 1981-04-01 | 改良ベクタおよびこの種ベクタの製造方法ならびにクローン化遺伝子の発現方法 |
| JP10784895A Expired - Lifetime JP3158953B2 (ja) | 1980-06-06 | 1995-04-10 | 改良E.coli宿主細胞 |
| JP10784795A Expired - Lifetime JP3158952B2 (ja) | 1980-06-06 | 1995-04-10 | 組換dna分子の作製方法 |
| JP10784695A Expired - Lifetime JP3158951B2 (ja) | 1980-06-06 | 1995-04-10 | 改良組換dna分子 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000314383A Pending JP2001136966A (ja) | 1980-06-06 | 2000-10-13 | 改良組換dna分子 |
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|---|---|---|---|---|
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