JPS61502377A - ポリペプチドの製造 - Google Patents

ポリペプチドの製造

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JPS61502377A JP60502588A JP50258885A JPS61502377A JP S61502377 A JPS61502377 A JP S61502377A JP 60502588 A JP60502588 A JP 60502588A JP 50258885 A JP50258885 A JP 50258885A JP S61502377 A JPS61502377 A JP S61502377A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリペプチドの製造 発明の分野 この発明は組換DNA技法に関し、そして遺伝的に操作された真核細胞の助けに よるポリペプチドの製造、この遺伝的に操作された細胞、真核細胞を形質転換す るために有用な新規なベクター並びにこの真核細胞及びこのベクターの製造方法 、並びにベクターとしての染色体外り?ゲームDNAの使用に関する。
発明の背景 原核細胞及び真核細胞を、これらの細胞によっては通常発現されないか又は同じ レベルでは発現されないポリペプチドをそれらが発現するように操作する技術は 近年大きな発展をとげた。組換DNA工学において必要な材料は、目的ポリペプ チドをコードする構造遺伝子、この遺伝子を挿入することができるベクター、こ の遺伝子を有するこのベクターを受け入れそして増殖に際してこの遺伝子を有す るこのベクターを再生産しそして目的ポリペプチドを生産する宿主、及び多数の 酵素を含んで成る。ポリペプチド、例えばヒトインシュリン、成長ホルモン、イ ンターフェロン、組織ゾラスミノーケ9ンアクチペーター等をコードする遺伝子 が知られている。一般に使用されるベクターは特にシラスミド(染色体DNAと は独立に複製することができるDNAの環状デュプレックスから成る染色体外遺 伝要素)、そしてさらにバクテリオファージ(ファージ;蛋白質壁により包囲さ れたDNAの線状デュプレックスから成る細菌ウィルス)、及びコスミド(ファ ージ粒子中に詰められたシラスミドDNA )である。使用される宿主は原核性 (核を有しない)又は真核性(核を有する)細胞、例えば、原核生物、例えば細 菌、例えばニジエリシャ・コリ(Escherichia coli )、ある いは真核性の酵母、例えばサツカロミセス・セレビシェ−しくけヒトの細胞であ る。重要な酵素はDNAポリメラーゼ(単鎖DNAを2本鎖形に転換するため) 、逆転写酵素(メツセンジャーRNA鋳型に対する相補的DNAを合成するだめ )、RNAポリメラーゼ(2本鎖DNAの放射性RNAコピーを調製するため) 、ターミナルトランスフェラーゼ(DNAデュプレックスの3′−末端にオリゴ デオキシヌクレオチドティ/L’ 全付加するため)、DNAすj−ゼ(DNA デュプレックス中の単鎖ニックをシールするため、及び平滑末端DNAデュプレ ックスを共有結合的に連結するため)、制限エンドヌクレアーゼ(DNAデュプ レックスを所望の配列において切断するため)、DNアーゼI(2本鎖DNAを 非常に限定的に処理してニックを導入するため)、ヌクレアーゼ(例えばS工、 単鎖核酸を破壊するため)、エキソヌクレアーゼ(デュプレックスDNAの末端 からヌクレオチドを除去するため)、ポリヌクレオチドキナーゼ(ATPからの γ−Pの転移によってポリヌクレオチドの5′−末端をラベルするため)、及び エリAポリメラーゼ(ATPからRNAの遊離3′−ヒドロキシル基への贋の重 合のため)である。
組換DNA技法における主要な段階は、a)対応するmRNAからの逆転写によ り、全DNAからショットガンクローニングにより又は化樟合成により調製する ことができる、目的ベグチドをコーrする構造遺伝子の調製、 b)適当なベクターへの前記の得られた遺伝子の、上記の種々の酵素による導入 、 C)前記遺伝子を担持する新しく造成されたベクターの受容体宿主への移行(形 質転換)、d)形質転換された宿主のみが生存する条件下で培養することにより 一般に行われる、未形質転換宿主からの形質転換された宿主の選択、 e)外来性構造遺伝子の発現を許容する条件下での選択された形質転換宿主の培 養、及び所望によシ、f)発現された。i? IJ 、2プチドの単離及び精製 、を含んで成る。
主要な段階の各々は1又は複数の単位段階から成り、そしてこれらの段階を実施 するための多くの変法が知られている。組換DNA技法による目的ポリペプチド の好結果の製造並びに最終的には単離及び精製のため、多段合成の各段階は注意 深く計画されそして実施されなければならない。一般的な概念は知られているが 、多くの予見できない落し穴や欠点が目ざすゴールへの到達を妨害するかもしれ ない。困難は主として、生細胞が外来性構造遺伝子を受け入れ、それを対応する mRNAに転写し、そして後者を目的ポリペプチドに翻訳することを強制された 場合に、その細胞が予見できない挙動をすることによる。
欠点の1つは、細胞が外来性要素を排除する傾向を有することである。形質転換 された細胞を未形質転換細胞から選択するため、及び培養中に後者が現われるこ とを防止するために、外来性構造遺伝子を有するベクターは、未形質転換細胞が 生存できない条件下で形質転換細胞の生存を可能にする表現型形質をコードする 発現可能なりNAを含有しなければならない。細胞のためのこのような選択マー カーDNAは例iば、アンピシリン又はテトラサイクリンに対する耐性を提供す るDNAであり、そして酵母、例えハサッカロミセス・セレビシェ−のためには 、栄養要求性遺伝的背景中で生存をもたらす遺伝子、例えばLEU 2又はHI S 3である。
多段合成中の1又は複数の段階を改良する幾つかの新規な手段もしくは方法又は これらの改良が当業者により感謝されるであろう。なぜなら、このような任意に 選択できる方法は完全合成の改良の可能性を提供するからである。従って、選択 マーカーDNAを必要とせず、そして今まで知られてるベクターによっては形質 転換され得ない細胞の形質転換のために使用され得るベクターを手にすることが 非常に望ましいであろう。
染色体外リポゾームDNA(rDNA )の部分が酵母ベクター造成において使 用されている(35)。しかしながら、完全な染色体外rDNA分子は今までベ クターとして使用されていない。このような染色体外DNA要素はり?シームR NAをコードする遺伝子を担持する。
これらは、多数の下等真核生物、例えば非細胞スラている〔概観するためには、 Braun r R,及び5eebeck r T、 (1)、並びにLong 、E、O,及びDav i d (2)を参照のこと〕。染色体外rDNA分子 は染色体から独立して複製し、そして生物体の有糸分裂サイクルにわたって存在 する。これらは細胞及びその核と関連して安定に維持され、これらは間期(1n terphase)の間はとんど独占的に含有される。
DNAの小片の自律複製が下等生物、例えば酵母においてしばしば達成された。
しかしながらこのような配列の安定性は一般に貧弱である。例えば酵母において は、選択圧の非存在下では、このような配列は原則として20〜40世代の間に 失われる。このようなりNA分子の安定性は、動原体から生ずる配列がそれに連 結される場合に改良され得る。しかしながら、このような動原体配列は異種(h eterologous)系においては安定性を有しないと予想される。
従って、染色体外要素は異種性細胞中で安定に受け継がれるようには考えられな かった。
驚くべきことに、染色体外rDNAがベクターとして有用であることが見出され た。植物細胞を包含する真核細胞において高い形質転換率を有し、そして増殖中 に細胞と関連して安定に維持されることが見出この発明の目的は、外来性遺伝子 を真核細胞に導入するためのベクターとして染色体外rDNAを使用し、染色体 外rDNAとベゾチドをコードする外来性遺伝子とから成る新規なベクターを提 供することであり、この新規なベクターは驚くべきことにそれにより形質転換さ れた真核細胞、さらに異種性真核細胞と関連して安定に維持され、そして細胞の 複製中に失われない。
形質転換率が非常に高く、そして細胞の複製中にベクターが失われないので、ベ クターに選択マーカー DNAを設ける必要がない。
この発明の他の目的は、新規なベクターによシ形質転換された真核細胞を提供す ることである。
この発明の他の対象は、前記ベクター及び前記形質転換された真核細胞の製造方 法、並びにポリペプチドの製造方法におけるそれらの使用である。
ドするDNA (挿入部)を真核細胞に導入することができるDNA 0 染色体外IJ 、i?フレームNA(rDNA) :単細胞真核生物中に染色体 外に見出され、リポゾームRNAをコードする1又は複数の遺伝子を担持し、そ して自律的に(染色体の複製から独立して)複製するDNA 。
パリンドロームDNA : 1又は複数の対称中心を有するDNA分子。
以込:デオキシリビ核酸。
挿入部:構造遺伝子及び場合によっては追加のDNA配列から成り、rDNAに とって外来性のDNA配列。
構造遺伝子:ポリペプチドをコードし、適当なプロモーター、終止配列及び場合 によっては他の制御DNA配列を具備しており、そして正しいリーディングフレ ームを有する遺伝子。
ブロモ−ター:転写を開始するためにRNA yj? IJメラーゼがそれに結 合するDNAN玉鎖上識部位。
シグナル配列:、1=リペグチドに付加されておシ、該ポリペプチドをエンドプ ラズムレティクラムに結び付け、そして蛋白質の分泌のために必須のアミノ酸配 列をコードするDNAコード配列。
(選択)遺伝マーカー:未形質転換細胞から形質転換された細胞を選択すること ができる表現型形質この発明は、染色体外IJ 、l−’シームDNA(rDN A)又はその機能的断片、並びにポリペプチドをコードする外来性構造遺伝子及 び場合によっては追加のDNA配列を含有する挿入部を含んで成る真核性バイブ リドベクターに関する。
この発明はさらに、外来性遺伝子の真核細胞への導入のためのベクターとしての 、染色体外リボゾームDNA又はその機能的断片の使用に関する。
この発明のバイブリドベクターの造成において有用な染色体外rDNAは知られ ており、そして種々の単細胞真核生物から、特に2つの門すなわちサコロマ5p ecie8 )、バラメジウム・スペシス(Paramecium観のためには 1及び2を参照のこと)。染色体外rDNA源は容易に入手できる(3)。
染色体外rDNAは・ヤリンドローム性又は時として非・ぐリントローム性分子 であり、これは環状であることができるが、しかしながらほとんどの場合線状で ある。それが小枝(゛遺伝的”核)であるか大枝(パ代謝″核)であるかに依存 して、1個の真核細胞核中に1個又は複数のコピーが存在する。rRNAのだめ の転写ユニットは中断されていてもよい。染色体外rDNAは、例えば塩化セシ ウム(CsCt)を用いる平衡密度遠心のごとき常法により、その分離源から単 離される。
染色体外rDNAの機能的断片は、選択を必要としない程高い形質転換効率、安 定性及び/又は複製機能を保持しているDNAセグメントである。このような断 片は、種々の制限酵素、例えばBgl II、Bam HI %Taq 1等に より、そして場合によっては次に例えばアガロースゲル電気泳動によシ分離する ことによって得ることができる。フィデルム・ポリセファルムの染色体外rDN Aの制限地図は参照分献(31)に開示されている。
挿入部の外来性構造遺伝子は、グリコジル化されたポリペプチドを包含する種々 のポリペプチド、例えば栄養素を製造するため及び化学において酵素反応を行う ために使用することができる酵素、又は非酵素性ポIJ dプチド、例えばホル モン、免疫調節性、抗ウイルス性及び抗腫瘍性を有するポリペプチド、抗体、種 々の抗原、ワクチン、凝固因子、食料等をコードするDNAである。このような ポリペプチドの例には、インシュリン、成長ホルモン、リンフ才力イン、抗−レ ニン抗体、ンマトスタチン、及び特にインターフェロン、例えばα−1β−又は γ−型のヒト−インターフェロン、例えばヒトー白血球インターフェロン、ヒト ー線維芽細胞インターフェロン、ヒト−リンパ芽球性インターフェロン、ヒト免 疫インターフェロン、肝炎表面抗原等がある。1例として、構造遺伝子はヒトー 組織ゾラスミノーグンアクチベータ−(TPA)をコードする。
たらし、あるいは植物全体又はその部分O成長を改良する。
構造遺伝子は追加のDNA配列、好ましくはプロモーター及び/又は他の制御配 列に連結することができ、これらは受容体細胞に依存して選択されなければなら ない。
例えば、受容体細胞が酵母であれば、好ましくは高度に発現される酵母の遺伝子 の、例えばサツカロミセス・セレビシェ−のプロモーターが使用さジル。
すなわち、TRP 1遺伝子、ADHI又はADHII遺伝子、酸性ホスファタ ーゼ(耶曵又は立並)遺伝子、又ハチトクローム遺伝子のプロモーター、あるい は解糖経路に関与するプロモーター、例えばエノラーゼ、グリセルアルデヒド− 3−ホスフェートデヒドログ(PGK) 、ヘキソキナーゼ、ピルベートデヒド ロゲナーゼ、ホスホフラクトキナーゼ、グルコース−6−ホスフエードイソメラ ーゼ、3−ホスホグリセレートムターゼ、ピルベートキナーゼ、トリオースホス フェートイソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ及びグルコキナーゼの遺 伝子のプロモーター、を使用することができる。この発明の好ましいベクターは 、転写調製を伴うプロモーター、例えば増殖条件の変更によってターンオン又は ターンオフすることができるPH05遺伝子、ヨ」遺伝子、及び増加又は減少す るだけで抑制され又は抑制解除されプロモーター、例えばHTLV XSV40 、ワクシニアプロモーター等である。植物プロモーターは、例えばTiシラスミ ド又はカリフラワーモザイクウィルスのそれである。
プロモーターは、mRNAのそしてそれ故にポIJ−e7’チドの効果的な発現 を保証するように構造遺伝子のコード領域に作用可能に連結される。
この発明のベクターの挿入部に場合によっては含まれる他の配列に例えばシグナ ル配列、例えばゾロモーターに天然に連結されているそれ、例えばP)(05シ グナル配列、又はポリペプチドに天然に連結されているそれ、例えばTPAシグ ナル配列、あるいは酵母インベルターゼ又はα−ファクター遺伝子のシグナル配 列である。他方、プロモーターに天然に連結されているシグナル配列の部分とポ リにプチドシグナル配列の部分との連結により融合シグナル配列を造成すること ができる。
この発明のバイブリドベクターはまた、プロモーターの機能のためには必須では ないか又は重要ではないがしかし例えば該バイブリドベクターにより形質転換さ れた細胞の増殖において重要な機能を発揮する追加のDNA配列を含有すること ができる。このような追加のDNA配列は原核細胞及び/又は真核細胞に由来し 、そして染色体DNA配列及び/又は染色体外DNA配列を包含することができ る。例えば、追加のDNA配列は、プラスミドDNA 、例えば原核性又は真核 性シラスミドDNA 、ウィルスDNA及び/又は染色体DNA 、例えば細菌 性、酵母性又は高等真核性染色体DNA 、特に細菌プラスミド、例えばニジエ リシャ・コリのグラスミドpBR322又は関連プラスミド、バクテリオファー ジλ、酵母2μプラスミド、及び/又は酵母染色体DNAに由来し、又はこれら から成ることができる。
追加のDNA配列は複製開始点及び/又は選択遺伝マーカーを担持することがで きる。
場合によっては、マーカーの表現型発現に基いて形質転換体の選択を促進する遺 伝マーカーを使用することができる。適当なマーカーは特に、抗生物質耐性を発 現するそれ、又は栄養要求変異体の場合には宿主の障害を補完する遺伝子である 。対応する遺伝子は、例えば、抗生物質シクロヘキシミドに対する耐性を付与し 、又は栄養要求変異体に原栄養性をもたらす。
染色体外rDNAの・クリンドローム性の観点から、この発明のバイブリドベク ターは1個又は複数個、特に2個の挿入部を含有することができ、これらの挿入 部は対称中心の右及び/又は左に挿入される。
rDNA中の挿入部の読みの方向は外側から内側へでも又はその逆であってもよ い。制限部位が染色体外rDNAを3個又はそれより多くのセグメントに分割す る。例えば、フィザルム・ポリセファルムのrDNAの対称中心の各部位上に2 個のBgl II 、2個のHind■、2個のEcoRIs及び2個のHa址 Iの制限部位が存在し、従って前記rDNAは3個〜5個のセグメントに分割す ることができる。挿入部は制限部位により形成される2個のセグメントの間に位 置し、好ましくは対称中心から一層離れた制限部位に位置する。
この発明のjL娠注性バイブリドベクター、構造遺伝子及び場合によっては追加 のDNA配列を含有する挿入部が染色体外r RNA又はその機能的断片に導入 されるように、常法に従って調製される。
インビトロ法は、rDNAを適当な制限酵素により断片に切断し、そして、必要 であれば適切なリンカiを付加しそして/又はセグメント及び挿入部の末端を他 の常法により好結果の連結が得られるように調製した後、セグメントと挿入部を 連結することから成る。
イン−ビトロでDNAを連結するために種々の技法が使用される。幾つかの制限 エンドヌクレアーゼにより形成される平滑末端(完全に塩基対を成しているDN A 7’ニゲレツクス)はT 4 DNA IJガーゼにより直接に連結するこ とができる。さらに一般的には、DNAはその単鎖接着末端を介してリンクされ 、そしてDNA IJガーゼ、例えばT 4 DNA !Jガーゼにょシ共有結 合的に閉じられる。このような単鎖接着末端は、ずれた末端を生成せしめるエン ドヌクレアーゼによってDNAを切断することにより形成することができる(  DNAデュゾレックスの2本の鎖が数ヌクレオチド離れた異る点において切断さ れる)。単鎖はまた、ターミナルトランスフェラーゼを用いて平滑末端又はずれ のある末端にヌクレオチドを付加することによりパホモポリマーティリング、あ るいは適当なエキソヌクレアーゼ、例えばλ−エキソヌクレアーゼにより平滑末 端DNAの1つの鎖を単に消化することによって形成することもできる。ずれの ある末端を形成するだめの他の方法は、平滑末端DNAに、ずれのある末端を形 成するエンドヌクレアーゼのだめの認識部位を含有する化学合成リンカ−DNA を連結し、そして生ずるDNAを対応するエンドヌクレアーゼで消化することか ら成る。
効率的に発現されるためには、構造遺伝子は、転写機能を含む配列(7°ロモー ター)及び翻訳機能を含む配列(リテゾーム結合部位)に対して適切に位置しな ければならない。さらに、真核性バイブリドベクターの造成は、それが正しい転 写の開始及び停止を可能にする。ようになされなければならない。
目的とする真核細胞ベクターを含有する連結混合物は形質転換段階において、又 はケ゛ル電気泳動により目的ベクターを濃縮した後に使用される。
制限ヌクレアーゼで処理した後に得られるrDNAセグメントは挿入DNAとの 連結実験において混合物として使用することができ、又は他の方法として、個々 の断片へのクロマトグラフ分離の後、段階的連結を行うことが可能である。例え ば、後者の場合、rDNAを例えばBgl 17で消化した後、大DNAセグメ ント及び2個の小DNAセグメントを分離し、この後挿入部をまず大セグメント に連結し、次に小断片を連結する。これに代る方法として、挿入部をまず小セグ メントに連結し、そして第2段階においてrDNAの大セグメントに連結する。
染色体外rDNAへの挿入部の導入はまたインービ?で、すなわち完全なrDN Aで形質転換された細胞、例えば細菌、動物、植物又は特に酵母の細胞中で行う こともできる。この目的のため、細胞、例えばサツカロミセス・セレビシェ−を 下記のようにして全rDNAで形質転換し、この後この形質転換された細胞を、 外来性構造遺伝子、場合によっては制御プロモーター及び停止配列、並びにrD NA制限部位からのフランキングrDNA配列を含有する挿入部DNAによシ形 質転換する。全rDNA及び条件が調えられた挿入部による形質転換を同時に行 うこともできる。
形質転換の後、rDNA及び挿入配列の両者は細胞内で相同性組換により連結さ れる。
形質転換体の検出を促進するため、同時形質転換技法を適用することができ、こ れによって例えば同時形質転換シラスミドYep 13を使用することができる (32)。
目的とするバイブリドベクターを含有する細胞のスクリーニング及び選択の後、 該ベクターを単離し、そして他の細胞を形質転換するだめに使用することができ 、あるいは細胞−細胞融合により直接に移行させることができる。
この発明の他の観点は、?リペプチドを生産することができる形質転換された真 核細胞の製造方法を含み、この方法は1章に記載した真核性ノ・イブリドベクタ ーにより真核細胞を形質転換することを含んで成る。
このバイブリドベクターのだめの受容体として任意の真核細胞を使用することが できる。例として、真核性菌類、例えば酵母、アスペルギルスsp。
sp−)、ペニシリウムsp、(Penjcillium sp、 )、セファ ロスポリウムsp、 (Cephalosporium sp )、ムコ−A/  8P (Mucor ap。)、特ニサッカロミセス・セレビ7 ス”! k  キk ス−=ガー(Aspergillus niger )、chryso genum ) 、又はセファロスポリウム・アクレれる。この発明のバイブリ ドベクターはまた、すべての植物、特に分類上の群、被子植物門(Angjos permae)及び裸子植物門(Gymnospermae )のそれの形質転 換のためにも適当である。
裸子植物門の内、球果植物網(Con1ferae )の植物が特に興味深い。
被子植物門の内、特に興味ある植物は、落葉樹及び潅木に加えて、次の植物、す なわちナス科(5olanaceae ) 、アブラナ科(Crucifera e )、キク科(Compositae )、ユリ科(Li1iaceae ) 、ブドウ科(Vitaceae )、アカザ科(Chenopodiaceae  )、ミカン科(Rutaceae ) 、パイナツプル科(Bromelia ceae ) 、アカネ科(Rgbiaceae )、ツバキ科(Theace ae ) 、バショウ科(Musaceae )又はイネ科(Graminea e )の植物、及びマメ目(Leguminosae ) 、特にマメ科(Pa pilionaceae )の植物である。好ましい植物は、ナスiAl、、S  o 1 a n a c e a e ’)。
アブラナ科(Cruciferae )及びイネ科(Gramineae)を代 表するものである。
特に、ニコチアナ(N1cotiana ) 、<チュニア(Petunia  )、ヒョシアムス(Hyoscyamus )、ブラッシ力(Brassica  )及びロリウム(Lolium)の種、例えばニコチアナ・タバクム(N1c otiana tabacum )、ニコチアナ・ゾルムパグニホIJ 7 ( Nicotianaplumbagenifolia ) 、ペチュニア・ヒブ リダ(Petunia hybrida ) 、ヒョシアムス・ムチクス(Hy ogcyamus muticus )、プランシカーナプス(Brassic a napua ) 、プラクシカ0ラバ(Brasaicarapa)、及ヒ ロリウム・ムルチフロルム(Loliummultiflorum )が挙げら れる。
植物細胞の形質転換の分野においては、特に高収量栽培植物、例えばトウモロコ シ、米、小麦、大麦、ライ麦、オート麦及びキビ類に関心が集中している。
原形質体からの再生によって製造することができるすべての植物をこの発明のバ イブリドベクターによシ形質転換することができる。今まで、穀類を含ことはで きなかった。穀類細胞を包含するイネ科植物の細胞をこの発明のバイブリドベク ターにより形質転換することができることを示すことができる。
同様にして、世界的には合計収穫量及び栽培面積は少いとしても、ソラヌム(S olanum )属、ニコチアナ属、ブラッシカ属、ベータ(Beta ) 、 ビスム(Pisum ) 、ファセオルス(Phaseolus )、グリシン (Glycine )、へりアンサス(He1ianthus )、アリウム( AAlllu ) 、小麦、大麦、オート、セタリア(5etaria )、菜 種、米、シトニア(Cydonia )、ピルス(Pyrus )、マルス(M alus )、ルプス(Rubs )、7ラガリア(Fragaria )、プ ルヌス(Prunus )、アラキス(Arachis )、セヵレ(Seca le)、!9ニカム(Panicum )、サッヵルム(Saccharum  )、コツエア(Coffea )、カメリア(CamelLia )、ムサ(M usa )、アナナス(Ananas )、ピチス(Vitis)又はシトラス (C1trus )の栽培植物の形質転換が可能であり、そして望ましい。
アブラナ科(Cruciferae )の内、ブラック力(Bragsica  )属、例えば菜種、黒カラン及び白カラン、並びにキャベツ及びビート、例えば 、ブラック力1う/’? (Brassica rapa )、特にブラック力 。う/41eVジャストライト(Brassica rapa ay Just Right )が特に挙げられる。
真核細胞の他の例は無を椎動物、特に昆虫、例えmelanogaster ) 、並びにを椎動物、特に哺乳動物細胞、例えばHeLa細胞、チャイニーズハム スター卵巣細胞、T−及びB−細胞ハイブリドーマ、黒色腫細胞、例えば?ウェ ス(Bowes )黒色腫等に由来する。
真核性バイブリドベクターにょる真核細胞の形質転換は当業界において知られて いる方法によって行われる。
この発明はまた、この発明の形質転換された真核細胞の製造方法に関し、この方 法は形質転換可能な真核細胞を形質転換条件下で真核性バイブリドベクターで処 理することを特徴とする 特に、この発明の方法は、 a)細胞壁を有する真核細胞の形質転換のため、細胞壁を除去し、そして得られ た細胞壁を有しないスフェロプラスト又は原形質体(fロトプラスト)を、例え ばポリエチレングリコール(PEG )及びCa2+イオンの存在下で真核性バ イブリドベクターで処理し;あるいは、 b)細胞壁を有しない真核細胞の形質転換のために、受容体細胞上へのベクター DNAのリン酸カルシウム沈澱により、真核細胞を真核性バイブリドベクターで 処理し; そして所望により、細胞壁を再生せしめ、そして形質転換された細胞を選択し又 はスクリーニングする;ことを特徴とする。
菌類及び植物細胞の細胞壁を消化しそしてそれによって形質転換可能な細胞を調 製するために、種々の酵素が知られている。グルコシダーゼ、例えばカタツムリ 腸液(5nail gut jutes ) (例えば、グルスラーゼ(Glu sulase ;商標)もしくはヘリカーゼ(He1icase ;商標)、又 は微生物から得られる酵素混合物〔例えば、チモリアーゼ(Zymolyase  :商標)が好ましく、これらは浸透圧的に安定した溶液(例えば1Mマンニト ール)中で使用される。
この発明の真核性バイブリドベクターによる、細胞壁を有しない細胞及びスフェ ロプラスト(菌類)又は原形質体(植物)の形質転換は、ベクターを含有する全 連結混合物により又はベクターを濃縮した後に達成することができ、そして当業 界において知られている一般的な方法により、例えば酵母についてはt(inn en等、 Proc、Natl、Acad、 Set、 、 USA * 75  +1929(1978)により記載されている方法によシ行う。
原形質体、細胞培養物の細胞、植物組織中の細胞、花粉、花粉管、卵細胞、胚の り又は種々の発達段階の接合体及び胚が、形質転換のための適切な出発材単離さ れた植物原形質体、細胞又は組織は、それ自体公知の方法により、又は公知の方 法に類似する方法によシ得ることができる。
単離された細胞及び組織を得るための適当な出発材料である単離された植物原形 質体は、植物の任意の部分、例えば葉、胚、茎、花、根又は花粉から得ることが できる。葉の原形質体を使用するのが好ましい。単離された原形質体はまた細胞 培養物からも得られる。原形質体を単離する方法は、例えばGamborg 、  O,L、及びWetter 、 L、R,+ Plant Ti5sueCu lture Methods 、 1975 、11−21に記載されている。
新規なバイブリドベクターの植物細胞への移行は、植物に感染せしめるための天 然系、例えば植物細菌、植物ウィルス、又は昆虫もしくは植物病原菌による移送 を用いないで、直接性われる。これは、ベクター及び植物原形質体を適当な溶液 に導入し、そしてこれらをその中に、ベクターが原形質体に取り込まれるまで保 持することにより、形質転換することが望所される植物細胞を移送されるべきバ イブリドベクターで直接処理することにより達成される。この段階を、遺伝子の 移行のだめの微生物学的研究において使用される技法と組み合わせることにより 、例えばポリーL−オルニチンもしくはポリーL−リジンによる処理、リポゾー ム融合、、 DNA蛋白質複合体形成、原形質膜における電荷の変更、微生物原 形質体との融合、又はリン酸カルシウム同時沈澱、ヒートショック又はエレクト ロポレーション(erectro−poration )と組み合わせることに より、そして特にポリエチレングリコールによる処理、ヒートショック及びエレ クトロポレーションによシ、形質転換頻度を改良することができる。さらに、最 後に記載した3つの技法の組合わせを用いることができる。
バイブリドベクター及び受容体原形質体がその中に導入される適当な溶液は、好 ましくは、原形質体培養のために使用される浸透圧的に安定化された培地である 。個々の成分又は成分群を異にする多くの培地がすでに入手可能である。しかし ながら、すべての培地の組成は次の原則に従う。すなわち、これらは、約10m 9/l〜数百m9/13の濃範囲の1群の無機イオン(いわゆる多量要素、例え ばニトレート、ホスフェート、サルフェート、カリウム、マグネシウム、鉄)、 最大濃度が数■々である他の群の無機イオン(いわゆる微量要素、例えばコバル ト、亜鉛、銅、マンガン)、次に多数のビタミン(例えば、イノシトール、葉酸 、チアミン)、エネルギー及び炭素源、例えばシュークロース又はグルコース、 そしてさらに0.01〜10 m9/lの濃度範囲のオーキシン及びサイトカイ ニン類の天然又は合成植物ホルモンの形の成長調節剤を含有する。培地はさらに 、糖アルコール(例えばマンニトール)もしくは糖(例えばグルコース)又は塩 イオン(例えばCaC22)により浸透圧的に安定化され、そして5.6〜6. 5の範囲のp+(に調整される。
常用の培地の一層詳細な記載は、例えばKoblitz r)L 、 Meth odische Aspekte der Zell und Gewebez ’uchtungbei Gramineen unter besonder er BerMcksichtigungder Getreide 、 Ku lturpflanze XXL 1974 r 93 −157に見出される 。
酵母スフェロプラスト及び植物細胞原形質体のために特に適当な形質転換技法は “ポリエチレングリコール処理”であり、ここで、この発明の範囲内で″ポリエ チレングリコール”とはポリエチレングリコールそれ自体のみならず、原形質膜 を同様に変形しそして例えば細胞融合の分野において使用されるすべての物質の ための一般的用語として理解されよう。従ってこの用語はまた、一層長い鎖長の 他の多価アルコール、例えばポリプロピレングリコール(425〜4000g/ rrIO1e)、ポリビニルアルコール、又はヒドロキシル基が部分的にもしく は完全にエーテル化されている多価アルコール、及び農業において一般に使用さ れておりそして植物により耐えられそして例えば次の刊行物: ” Me Cu tcheon’sDetergents and Emulsifiers A nnual ’ + M Cパプリッシワグ社、リツ・ゾウード、ニュー・シャ ーシー。
1981 ; 5tache HK r ’ Ten5id−Taschenb uch ’ 。
カールハンサーフェルラーク、ミュニッヒ/ピエナ。
1981 、に記載されている洗剤を包含する。
ポリエチレングリコールそれ自体を使用する場合、1000〜10,000 、 j9/mole、好ましくは3000〜8000 g/rnoleの範囲の分子 量を有するポリエチレングリコールを使用するのが好ましい。
上記の物質の内、ポリエチレングリコール自体を使用するのが好ましい。
ポリエチレングリコール処理においては、原形質体の懸濁液を培地に加えそして 次にポリエチレングリコールと培地との混合物中のベクターを加えるか、又は好 ましくは、原形質体及びベクターをまず培地に加えそして次にポリエチレングリ コールを加えるか、いずれかの方法により行うことができる。
この発明のバイブリドベクターを用いて、上記の方法によシ驚くほど高く且つ再 現性ある形質転換頻度が達成される。しかしながら、この頻度は後にさらに詳細 に記載する適切な方法によりさらに改良されよう。
エレクトロポレーション(Neumann + E、等r TheEMBOJo urnalヱ、841−845(1982))においては、原形質体が等張渡( osmoticum ) 、例えばマンニトール/マグネシウム溶液に移され、 そして原形質体懸濁液が電極間のエレクトロボレーター室に導入される。懸濁液 に対してコンデンサーを放電することにより、原形質体が高電圧短時間の電気的 インパルスにかけられ、それによって原形質膜の極性化及び膜中の開孔が行われ る。
熱処理においては、原形質体が等張渡、例えばマンニトール/塩化カリシウムの 溶液に懸濁され、そしてこの懸濁液が好ましくは水溶中、小容器例えば遠心管中 で加熱される。加熱時間は選択された温度に依存するであろう。一般に、この値 は40℃1時間〜80C1秒間の範囲である。45℃5分間において最適の結果 が得られる。次に、懸濁液を室温又はそれよシ低温に冷却する。
さらに、細胞外ヌクレアーゼを不活性化することによって形質転換効率が増加さ れ得ることが見出された。このような不活性化は、植物により耐えられる2価陽 イオン、例えばマグネシウム又はカルシウムを用いて、そしてまた、好ましくは 高い…値(最適−範囲9〜1,0.5である)において形質転換を行うことによ って実施することができる。
驚くべきことに、この発明のバイブリドベクターの使用が、遺伝子工学分野にお いて長い間目標であった形質転換頻度の顕著な増加をもたらす。さらに、選択マ ーカーの使用は必要でない。
形質転換の後、細胞壁が再生されなければならない。この再生は、スフェロプラ ストを寒天中に包埋することによって便利に行われる。例えば、溶融した寒天( 約50℃)をスフェロプラストと混合する。
溶液を増殖温度(約30℃)に冷却した後、固層が得られる。この寒天層がスフ ェロプラスト又は原形質体からの必須の拒大分子の急速な拡散又は喪失を防止し 、そしてそれによって細胞壁の再生を促進する。しかしながら、細胞壁の再生は また(低効率ではあるが)あらかじめ形成された寒天層上にスフェロプラストを 置くことによっても得られる。
場合によっては、選択マーカーが存在する場合には、形質転換された細胞の再生 及び選択の両者を同時に可能にするように再生寒天を調製する。アミノ酸生合成 経路の酵素が選択マーカーとして使用される場合、再生は好ましくは最少培地寒 天中で行われる。非常に高い再生効率が必要であれば、次の2段階法、すなわち (1)富複合培地(rich complexmedium )での細胞壁の再 生、及び(2)細胞層を選択寒天グレートにレプリカすることによる形質転換さ れた細胞の選択、が有利である。
スクリーニング方法は、バイブリドベクターの配列と相同なラベルされたDNA 断片とのインーシチュ・ハイブリダイゼーション〔例えば、Hinnen等(3 0)に従う〕、導入された遺伝子の産物の抗体が入手可能であればインーシチュ ・イムノアッセイ、又は形質転換ベクターによりコードされる遺伝子産物を測定 する他のスクリーニング法が含まれる。
他の方法として、真核細胞は、この発明のノ・イブリドベクターと遺伝マーカー を含有する第2のベクターとにより同時形質転換することができる。
この発明はまた、染色体外rDNA及び構造遺伝子を含んで成る真核性バイブリ ドベクターにより形質転換された真核細胞に関する。
この発明の形質転換された真核細胞は選択圧なくして増殖するという利点を有す る。場合に工っては、特に純粋な形質転換されたセルラインを得るために、選択 圧を適用することができる。
この発明はさらにポリペプチドの製造方法に関し、この方法は、該ぼり議ゾチド をコードするこの発明の真核性バイブリドベクターにより形質転換されたこの発 明の真核細胞を培養し、そして所望により、このポリペプチドを単離することを 特徴とする。
この発明の形質転換された真核細胞は、当業界において知られている方法により 、炭素、窒素、無機塩、及び必要であれば増殖促進物質の資化性源を含有する液 体培地中で培養される。
種々の炭素源を使用することができる。好ましい炭素源の例は資化性炭水化物、 例えばグルコース、マルトース、マンニトールもしくはラクトース、又は酢酸塩 でちり、これらは単独で又は適当な混合物として使用することができる。適当な 窒素源は例えばアミノ酸、例えばカブミノ酸、ペプチド、並びに蛋白質及びその 分解生成物、例えばトリプトン、べ17’)ン又は肉エキス、さらには酵母エキ ス、マルトエキス、コーンステイープリカー、並ヒニアンモニウム塩、例えば塩 化アンモニウムを包含し、これらは単独で又は適当な混合物として使用すること ができる。使用することができる無機塩は、例えば、ナトリウム、カリウム、マ グネシウム及びカルシウムの硫酸塩、塩化物、リン酸塩及び炭酸塩を包含する。
さらに、栄養培地はまた増殖促進物質を含有することができる。増殖を促進する 物質は例えば増殖促進剤、微量元素、例えば鉄、亜鉛、マンガン等、又は個々の アミノ酸を包含する。
構造遺伝子のプロモーターが制御される場合、増殖培地の組成は最大レベルのm RNA転写物が得られるように適合されなければならず、例えば、S、セレビシ ェ−においてP)!、05プロモーターを使用する場合、このプロモーターの抑 制解除のため増殖培地は低濃度の無機リン酸塩を含有しなければならない。
培養は常法を用いることによって行われる。培養条件、例えば温度、培地の−及 び発酵温度は、最高レベルの目的ポリペプチドが生産されるように選択される。
一般に、増殖は好気的条件下液体深部培養において、振とり又は攪拌を伴って、 約25℃〜35℃にて、PH4〜8、例えば約P[(7において、そして約4〜 20時間にわたって、好ましくは目的蛋白質の最大収量が達成されるまで行われ る。
形質転換された植物細胞の場合、植物原形質体がイン−ビトロで培養され、ある いは他の方法として、カルス又は全植物体が形成される。
外来性ポリペプチドが形質転換された細胞中でその機能を発揮する場合があり、 そしてこのような状況下では単離は必要でない。
所望により、発現されたポリペプチドの単離及び精製は当業界において知られて いる方法に従って行われる。
形質転換され、た細胞が十分な細胞濃度に増殖した後、発現された蛋白質の回収 のための第1段階は細胞内から蛋白質を遊離せしめることから成る。はとんどの 方法において、まず酵素的消化により、例えばグルコシダーゼを用いて細胞壁を 除去する。次に、得られたスフェロプラストを洗剤、例えばトリトンで処理する 。別の方法として、機械的力、例えば剪断力(例えば、X−プレス、フレンチプ レス)、又はガラスピーズとの振とうが細胞を破壊するために適当である。生じ た蛋白質混合物を、常用手段、例えばポリエチレンイミンによる処理によるほと んどの非蛋白質性物質の除去、溶液を硫酸アンモニウム又はトリクロロ酢酸で飽 和することによる蛋白質の沈澱、グル電気泳動、透析、クロマトグラフィー例え ばイオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、HPLC又 は逆相HPLC、適当なセファデックス■カラム上での分子サイズ分画により、 目的ポリペプチドについて濃縮する。前精製された生成物の最終精製は、例えば 抗体アフィニティークロマトグラフィーにより達成される。
グリコジル化された蛋白質及び非グリコジル化蛋白質の混合物は、例えばコンカ ナバリン−Aセファロース■カラム上でのクロマトグラフィーにより分離するこ とができる。非グリコジル化生成物はカラムを通過し、他方、グリコフル化され た生成物は選択的に吸着し、そして常用手段、例えばKS CHのごとき、チャ オトローゾ剤との組合わせにおけるα−メチルマンノシドにより溶出され得るで あろう。
酵素的に、例えばエンドグリコシダー−+!hHの作用によりグリコジル基を除 去することも可能である。
この方法はグリコジル化されていない生成物を実質的に純粋な形で製造すること を可能にする。
この発明はさらにこの発明の方法によって製造した場合はいつでもそのポリ<プ チドに関する。
この発明はさらに、この発明の方法に従って得ることができるポリペプチドに関 する。
この発明は特に、真核性バイブリドベクター、形質転換された真核細胞及びそれ らの製造方法、並びに例に記載するポリ被ゾチドの製造方法に関する。
次の例はこの発明を説明するのに役立つが、しかしそれを限定するものとして解 釈してはならない。
実験の部 例において次の略号を使用する。
BSA : ウシ血清アルブミン DTT: 1.4−ジチオスレイトール(1,4−ジメルカプト−2,3−ゾタ ンゾオール) EDTA : エチレンジアミン四酢酸SO8: ドデシル硫酸ナトリウム TNE : 100 mM NaCL、10 mM Trjs・HCL(pH7 ,4)及び1 mM EDTAを含有する溶液TriII−HCtニドリス−( ヒドロキシメチル)−アミノエタン、HCtによシー調整 TE : 10 mM Trjs−HCA (pH7,5)及び1mMEDTA を含有する溶液。
例1. フィザルム・ポリセファルムの線状染色体外rDNA K ヨるサツカ ロミセス・セレビシェ−のfor Cancer Re5earch 、ライス コンシン大学、マジソン) f Daniel及びBaldwin (1964 ) (4)により記載された液体培地中で増殖せしめる。rDNA ’kBeh rens等(1982) (5)によシ記載されたようにして単離する。
れているようにして(Hinnen等、1978.30 )調製する。
C)形質転換 10 mM Tris/HC4(pH7,5) 、 10 mM CaC42゜ IMンルビトール中ススフェロプラスト 2 X 109細胞/m1)100A Zを、a)に従って得られたrDNA(1μm/μj)10μ!と混合し、そし て室温で20分間インキュベートする。1−の20チポリエチレングリコール4 000(シグマ)を加え、そしてこの混合物を室温にて30分間保持する。次に 、細胞全1000X7にて5分間遠心分離し、そして0.5−のIMンルピトー ルに再懸濁する。細胞’ilom7!050℃に保持されたYPD再生寒天(Y PD再生寒天:20 f−/Aバクトベプトン、 10 Vlt−パクト酵母エ キス、 209−/Aダルコース、182νfンルビトール。
30 fl/l!、寒天)と混合し、そしてYPD寒天グレート(YPD寒天:  20 ’t/Aバクトペゾトン、 10 VAバクト酵母エキス、 20 V Aグルコ−、x、 、 20 P%# 寒天)上に注加する。プレートを30℃ にて3〜4日間インキエペートする。
形質転換グレートのローン(lawn )からの細胞(例1c)i新しいYPD プレート上に、個々のコロニーの増殖を許容する細胞濃度において拡げ、そして 30℃にて2日間インキュベーションを行う。単一コロニーからの細胞材料を拾 い上げて100−のYPD液体培地(YPD寒天プレートと同様であるが寒天金 倉まない、lc’j−参照のこと)に接種する。細胞全30℃、20Orpmに て1夜増殖せしめる。全DNAの単離のため、細胞’15000X5’にて5分 間遠心分離し、そして10m/のIMンルビトール。
50 mM EDTA 、 14 mM DTT (ジチオスレイトール)に再 懸濁する。次に、1rn9のチモリアーゼ60,000(マイルス)を加え、そ して30℃にて約60分間インキュベーションを行う。形質されるスフェロプラ ストを遠心分離し、そして10−のIMソルビトールp 50 rrIMEDT A中に再懸濁する。グルカナーゼK(ペーリンが−、マンハイム)を0.2 m 9/lriの濃度で加え、そしてこの混合物音37℃にて30分間インキエペー トする。スフェロプラストを前記のようにして遠心分離し、そして1 ’Ir  SDS p 10 rnN!Trls/HCt(P’ 8 ) 、 10 mM  EDTA s 0.1 ’9/−ゾロテイナーゼに中に再懸濁し、そして37 ℃にて1時間インキ−ベートする。この溶液を同容量のフェノールで2回及びク ロロホルムで1回抽出する。DNAを2容量のエタノールで沈澱せしめ、そして 3Tntの10 mM Tr is/HC2(pal 7.5 ) 、 1 m M EDTAに再懸濁する。3.9テのC5Ct’z加えて溶液の屈折率f n  =1.401とする。この溶液全TV 865ンルバル垂直ローター中で18 時間、38000 rpm * 15℃にて遠心する。チェーグに底部から穿孔 することによってCsClグラジェント’を画分する(20画分/チューブ)。
20μjの各両分金ニトロセルロースPM(5chlejcher及びSch’ ull )に移し、そしてフィルターk 1.5 M NaC1、0,I M  NaCt中に浸漬し、2×SSC(下記を参照のこと)中で洗浄し、そして80 ℃でインキュベートし、フィルターを80℃にて真空下でインキクベートする( ドツト分析)。形質転換された細胞からのDNA及び形質転換されていない細胞 からのI)NA ’i含むフィルターを、二りクトランスレーションによp52 p−ラベルされたプラスミドDNA [Maniatis等(7) r p 1 09 )によジノ・イグリダイズせしめる(ハイブリダイゼーション条件は下記 参照のこと)。使用されるDNAは非転写内部スペーサー領域からの2.0 k bp Sal l断片である。この分析は、5scereから単離されたr D NAが、5sCtグラジエント中で、p−pmから得られる真正の線状染色体外 rDNAの密度に対応する密度において沈降することを示す。
C5Ctグラジエントからの画分子 10 mM Tris/HCL (pH8 ) p 1 rnhl EDTA (=TE )により10倍稀釈し、セして2 容量のエタノールを添加することKよってDNA 全沈澱せしめる。
DNA e 100μ!のTgに再懸濁する。2μmのDNAを、40μ!の容 積中Taq lによシ、供給者(ペーリンガー〕によシ与えられた詳細に従って 消化する。DNkf、TBF緩衝液中アガロースゲル電気泳動(1%アがロース グル)により分離しく Maniatis等(7) 、 156頁〕、5out hern [Maniatis等(7)。
382頁〕に従ってニトロセルロースF紙に移シ、そして上記と同じ放射性ラベ ルしたシラスミドDNA断片とハイブリダイズせしめる。ノ・イブリダイゼーシ ョン緩衝液は0.0164ウシ血清アルグミン。
0.016%フィコールto、ot6.telJビニルピロリドン、 0.6  M NaC1、0,I Tris/MC2(pH8,0) 。
0、 OO4M EDTA 、 0.08%NILH2PO4# 40 %ホル ムアミド、 0.16%SDS 、 0.1 m!M!子牛胸腺DNAから成る 。ハイブリダイゼーションは37℃にて48時間行う。フィルター’e o、  i x ssc中で65℃にて2時間インキクベートする( I X SSCは 0.15 MNaCt。
0.015Mクエン酸ナトリウム(pi(7,2))。この結果は、制限断片が p、p、の真正なrDNAの断片に対応すること金示す。S、eer、 JH− D 5 (J、 Carbon。
サン・タバrバラ大学)を同いて同じ実験を行うことs、ボンベ(S、 pom be )株江−Leul−32(U。
Leupold 、ベルン大学微生物学研究所から入手)を100m/のYET 、培地(5M!バクト酵母エキス。
30 f/Zグルコース)中で増殖せしめ、そしてスフェロプラス) f Be ach及びNurse(6)に記載されたようにして調製する。形質転換法はS 、cerについて記載したのと同様であるが、但し、スフェロプラスト緩衝液[ 1,2Mソルビトール、50mMクエン酸ナトリウム(PI(5,6) # 1 0 mM CaCl2 * 10 ttV′rnl子牛胸腺DNA″lを使用す る。PEGインキュベ〒ジョン段階の後、スフエログラス) / DNA混合物 全2%寒天全含有するYEL培地(50℃に保持)10rnt中に懸濁し、そし てYEI、 fレート(5シfバクト酵母エキス、 30 VZグルコース、  20 f/I、寒天)上に注加する。インキュベーションは30℃にて4日間で ある。
形質転換ローンからの純化された単一コロニーに由来するDNA f S、ce rについて記載したようにして単離する(2を参照のこと)。但し、グルカナー ゼ源として、例31.)のもとで記載されたクエン酸緩衝液系中、トリコデルマ 拳ハルチアヌム(Trichodermaharzfanum )抽出物5P2 34()yi?−エンザイムス)を使用する。
S、4ンベの形質転換された細胞中にp、p、のjDNAが存在することを証明 するために、例2に記載したドツト分析を用いる。s、ボンベh−ura 4− 294(Ua Leupold 、ベルン大学)を用いて同じ実験を行うことが できる。
例5. フィザルム・ポリセファルムの線状染色体外rDNAによるセファロス ポリウム・アクレモニ11550(アメリカン・タイプ・カルチュア・コレクシ ョン)を、100−の濾過された48c培地(11,8VBコーンステイープ、  209−/l、シュークロース、 4.5 VA酢酸アンモニウム、 0.5  Vt:CaSO4e O05t/J MgSO4)中で増殖せしめる。約17 ・の菌糸を得、そして50−の0.7MKCl 、 0.05MKH2PO4( pH6,0) ’t’5回洗浄する( 2000xyにて5分間遠心分離)。菌 糸を50−のLl/KCt−KH2PO4(pi−’16.0 ) CI fi ’のL1酵素150ゴ(BDHケミカルス) 、 0.7 MKCl、 0.0 5 MKH2PO4(p)(60)〕中に再懸濁し、そして30℃にて4時間イ ンキ−ベートする(顕微鏡分析により決定する場合約60〜70チのスフェロプ ラスト’を与える)。ガラス綿で濾過することによシ未消化の菌糸からスフェロ !ラスト全取り出し、そして遠心分離によって4回洗浄し、そして50−の0. 7 M KCl 、 0.05 MKH2PO4(pi(6,0)に再懸濁する 。最後に、合計4×10 個のスフェロプラストを1.27!のC3T(: 1 0 mM CaCl2.2Mツルピトー/’ t 25 mMTris/4(C 1(pi(7,8) 〕に再懸濁する。300 ttlを含有する7μjのTE と混合する(対照サンプルはrDNA 金伴わないで適用する)。溶液を室温に て20分間インキュベートし、次に5−の50%PEG(H2O中)を加え、そ して30℃にて20分間インキュベーションを行う。最後に、40dの0.7  MMCl 、 O,,05M KH2PO4(pH6,0)を加え、そして細胞 を2000X7にて10分間遠心分離し、20m/の同じ緩衝液中に再懸濁し、 再び遠心分離し、そして0,5−の同じ緩衝液中に再び懸濁する。
アリコートを、50℃に保持された10−の再生寒天[30VA ?イコフィル (Mycophil ) (ベクトン、ティッキンソン・アンド・カンノやニー )、4 VAバクト酵母エキス、 90 fl−IA KCl 、 251μ寒 天〕と混合し、そして同じ組成の寒天プレート上に注加する。
プレートを25℃にて9日間インキュベートする。
1片の菌糸(3cm X 3 an )を形質転換グレートから切り取シ、そし て5−の48m培地(例5を参照のこと)中で25℃にて250 rpmでイン キュベートする。3日間の後、この培養物を用いて1007!の同じ培地に接種 し、そしてインキーペーションをさらに3日間行う。次に、5−のこの培養物を 用いて100 mlの濾過された48e培地に接種し、そして上記の条件下で2 4時間インキ−ベートする。スフェログラス)を例5のもとで記載したのと同様 にして調製する。但し、これらを最終的に2.5−の細胞溶解緩衝液[50mM  Tris/HC1(pI47.5 )、5mM EDTA 、 1 % SD S 、 20 m97m1グロテイナーゼK〕中に懸濁する。10μjのジエチ ルピロカルボネートを加え、そして混合物を37℃、50rpmにて4時間イン キュベートする。溶液を65℃にて20分間加熱し、そして次に室温にて25, 0OOxy−で遠心分離する。上清を2容量のエタノールで沈澱せしめ、そして 沈降物全3ゴのTEに再懸濁する。CsC1密度グラジェント上での両分及びr  DNAの両分はS、セレビシェ−のrDNAについて記載したのと同様である (例2を参照のこと)。
用rDNA/TPAバイブリドの造成 (IA ) ffi制限エンドヌクレアーゼHind m にューイングランド ビオラブス)によシ5oμ!の全容量中で、供給者の指示に従って消化する。5 0μ!のフェノールを加えることによってDNA i 1回抽出する。
3回のクロロホルム抽出の後、DNAff1エタノールによシ沈澱せしめ、そし て100μ!のニックトランスL’ −’/ =s ン緩衝液(Maniati s等(7) 112頁を参照のこと〕に再懸濁する。4種類のdATP 、 d GTP 、 dcTP及びTTP ’i最終濃度80μMに添加した後、DNA ポリエリーゼエのKlenow断片5ユニツ)を加え、そして混合物を記載され ているようにして[Maniatis等(7) 117頁〕インキ−ベートする 。混合物を上記のようにしてフェノール及びクロロホルムで抽出し、そしてDN A ftエタノールで沈澱せしめる。18m0BamHIリンカー(5’−CG GATCCG −3’ 、 :、−イングランドビオラプス) f 50 μB の6 m Tris−HCt(pJ(7,5) 、 10mMMgCt2.4  mMDTT 、 0.5MATP及び35UのT4ポリヌクレオチドキナーゼ( ペーリンガー)中で37℃にて30分間キナーゼ処理し[Maniatis等( 7) 125頁を参照のこと]、0.9μtのキナーゼ処理されたリンカ−及び 0.6μデの平滑末端ベクターDNA’i 25 μPの60mMTris−H Ct(pI(7,5) −10rnbl MgCt2e 5 rnbli DT T e 3.5mM ATP及び450UのT 4 DNAリガーゼにューイン グランドビオラブス)中室温にて一夜連結する。
連結されたDNA ’e 、10 mM EDTA e 0.3 M酢酸ナトリ ウム(pH6,0)及び0.54容積のインゾロパノールの存在下で、イングロ Δノール沈澱により過剰のリンカ−から分離する。室温にて30分間インキ−ベ ートした後、DNA1遠心分離により沈降せしめる。
ベレン)k空気乾燥し、50μ!のBamHI緩衝液(二、−イングランドビオ ラプス)に再懸濁し、そしてBamHIによシ消化する。混合物音、TBE緩衝 液中0.6%のソフトアガロースダル(シグマ)中で電気泳動することによシ分 離する。2.7 kb DNA断片をアがロースダルから切シ出し、フェノール により3回、及びクロロホルムで2回抽出し、そして壬タノールで沈澱せしめる 。500μ?のプラスミドpBR322f BamHIで消化し、そして200 μJの消化されたDNA ’i上記の2.7 kb BamHI断片と混合する 。DNA (i−20μ!の60 mMTris−HO2(pH7,5) 、  10 rrMMgCt2−1 mNT ATP e 5 碩DTT及び400U のT4DNA !Jガーゼ中で15℃にて6時間連結する。2μ!のアリコー) ’tloOμ!のカルシウム処理された形質転換コンピテントE、コ!J HB  101細胞(Maniatts等(7) 250頁〕に加え、そして形質転換 体を、100μシーのアンピシリン金含有スるLB寒天プレート(I、B :  10 VJのバクトドリゾトン。
5 Vl、のバクト酵母エキス、5V!のNaCtp 15V!の寒天)上で選 択する。10μ?鷹のテトラサイクリン感受性の10個のコロニーを拾い上げ、 そしてグラスミドDNA、 f Maniatis等(:(7)、366頁〕に より記載されたHolmes及びQuigleyの方法により単離する。
スヘての単離体がpBR322のテトラサイクリン耐性遺伝子内に挿入された2 、7kbの13mmH断片を含有することが見出される。1つの単離体を拾い上 げ、そして記載されているようにして[Maniatis等(7)92頁〕グラ スミドDNAを調製する。20μデのシラスミドDNA i 200μ!の全容 量中で制限エンドヌクレアーゼBamHIで消化し、そしてDNA ’i 0. 6%ソフトアがロースダル(THE緩衝液)上に適用する。
2.7kbの断片を切シ出し、そして2回フェノール処理する。クロロホルムに よる2回の抽出の後、DNAをエタノールによシ沈澱せしめ、そして20μ!の TE緩衝、液に再懸濁する。
1μmの2.7 kb BamHI断片を、制限エンドヌクレアーゼBgl■に よシあらかじめ切断された(供給者及び消化条件二二エーイン、グランドビオラ プス)p、p、のrDNA 101tPと混合する。DNA f 50 ttA の60 mM TrllI−HCl (p)17.5 ) p 10 mM M gCl2. InIMATP 、 5 mM DTT及び400UのT 4 D NAリガーゼ中で15℃にて一夜連結する。反応混合物、を025MのNaC2 とし、そしてDNA ’iエタノールにより沈澱せしめる。DNA t Bgl  II緩衝液(二一一イングランドビオラブス)中に再懸濁し、そしてBgl■ 制限酵素で2時間消化する。次に、DNA’eエタノールにより再び沈澱せしめ 、そして上記の連結混合物中に再懸濁する。この連結/消化サイクルを4回反復 した後に、このDNA i例2に記載したようにして形質転換実験のために使用 する。
形質転換グレートからの細胞全使用して20mの低Pi培地(Meyhaek等 (8) 、 1982 :)に接種する。
1〜2 X 10 /dの細胞密度において低Pi培地からの細胞をツルパルS S 340−ター中での300Orpmにおける10分間の遠心分離によシ集め る。培地の塩成分を含有する(すなわち、アミノ酸、グルコース、ビタミン、微 蚤元素を含有しない)緩衝液中で細胞を洗浄する。細胞を室温にて5分間300 0rpmにて遠心分離する。沈降した細胞を合計容積4−の冷66 mM ’) ン酸ナトリウム緩衝液(p)17.4)及び0.1 % (v/v )のTri ton X −100に再懸濁する。
細胞懸濁液を30−のコレックスチーープに移し、8Jのガラスピーズ(直径Q 、4ew)i加え、そして懸濁液tポルテックスミキサー(サイエンティフィッ ク・インストルメンツ社、米国)上で全速で4分間振とうし、そして次に水浴中 で冷却する。この方法によシ90チ以上の細胞が破壊される。細胞破片及びガラ スピーズ全ツルペルHB −40一ター中テ8000rpm、4℃にて10分間 の遠心分離により沈降せしめる。上清を二フインドルフチューブに移し、液体窒 素中で凍結し、そして−60℃にて貯蔵TPA活性を決定する。基質としてD− Val−Leu−Lys −pNA (Kabi S −2251) e使用す る。405 nmにおける吸収を非特異的開裂について補正し、そしてウロキナ ーゼ標準と関連付ける。
回収された活性は0. I WJ細胞培養物に相当する。
シラスミドpJDB 207 / P)[05−TPA(IA)は次のように製 造する。
3μデのpBR322を制限エンドヌクレアーゼBal I (BRL )及び pvu n (ビオラプス)によシ、供給者の推奨に従って完全消化する。pB R322のBal r/Pvu U 2重消化が3738 bp及び622 b pの2個の制限断片をもたらす。2個の断片をTBE(90mMTris・Hc t(pH8,3) 、 2.5mEDTA。
90mM硼酸〕緩衝液中エチの低融点アガロースゲル上で分離する。DNAバン ドをエチジウムプロミドで染色し、そして366 nmにおける長波長UV光線 のもとて可視化する。3738 bp断片を含有するアガロース片全グルから切 シ取り、65℃にて液化し、500 mM NaCtに調整し、そして65℃に て20分間インキュベートする。1容量のフェノール〔10mM Tris−H Ct(pH7,5) 、 1 mM EDTA 、 500 mMNaClで平 衡化したもの〕を加える。水相全フェノールで2回、そしてクロロホルムで1回 再抽出する。
DNA ’(i= 2.5容量の冷純エタノールで沈澱せしめ、そして遠心分離 によシ集める。DNAベレットヲ冷80チェタノールで洗浄し、そして次に真空 乾燥する。
DNA ’k TE中に0.15 Tn97atの濃度で再懸濁する。
単離された3 738 bp DNA断片は、Ba1E及びPvu 11による 2重消化から生ずる2個の平滑末端を有する。DNA i平滑末端連結により環 化する。0.6μmのDNA f 30 piの60 mM Tris・HCt (pH7,5)*10 mM MgC62e 10 mM DTT 、4 mM  ATP e及び900UのT 4 DNAすが−ゼ(ビオラプス〕中で室温に て一夜インキュベートする。Mande1等α1の方法によシ調製された、カル シウム処理された形質転換コンピテントE6コリ(E、 colt )HB 1 01細胞5μ!。混合物を5分間氷上に保持し、次に37℃にて2分間インキユ ベートシ、そして室温にて10分間置いた後、100μか−のアンピシリンを含 有するLB寒天プレート上にグレートする。6個のamp Rコロニーを拾い上 げ、そして100μm鷹のアンピシリンを含有するLB培地(上記の通りである が寒天を含まない)10〇−中で個別に増殖せしめる。
Maniatis等((7)92頁〕により記載された方法を用いて細胞からプ ラスミドDNAを調製する。Hae ■(ビオラプスから販売、消化条件は供給 者によシ示唆された通り)、Pvoll及びBat Iによるシラスミドの制限 消化物’i TBE緩衝液中1.5%アガロースダル上で分析する。新しく形成 された連結断片の制限パターン及び予想サイズは、プラスミドが同一であシ、そ してBal I −Pvo If断断片金色pBR322配列のすべてを含有す ることを示す。これらのシラスミドはBal I制限部位を欠いておシ、そして pBR322ΔBa1Iと称される。
pJDB 207 / PH05,PH03[: Meyhack等(8)〕は 制御される及び構成的酵母酸性ホスファターゼの遺伝子pBR322ΔBa1l  t”制限エンドヌクレアーゼBamHIによシ消化する。完全消化の後、酵素 を65℃にて2分間不活性化する。両DNA ’iエタノールによシ沈澱せしめ 、そして10 mM Tris・HCt(pH3、O)中にそれぞれ0.2 m Vmlの濃度で再懸濁する。0.5μ?ずつの2つのBamHI消化DNA ’ (r−緒にし、そして300UのT 4 DNA IJガーゼを含有する20μ !の連結緩衝液中で15℃にて20時間連結する。連結混合物の5μjのアリコ ート’e、50μ!のカルシウム処理されたE、コ’JHBIOI細胞に加え、 そして例Aaに記載したようにして形質転換を行う。形質転換されたE、コリ細 胞全アンピシリン及びテトラサイクリンに対するそれらの耐性について試験する 。8個のampR,Letsコo = −f単離し、そして100 ttf/m lのアンピシリンを含有するLB培地100fnt中で増殖せしめる。シラスミ ドDNA ’i細胞から単離する( Maniatis等、 (7) 92頁〕 。BamHIによる制限消化は、4つのグラスミドが3.7kbベクタ一断片( pBR322ΔBILI I )のほかに5.1kb挿入部を含有することを示 す。Sal I にューイングランドビオラブス〕による制限消化が挿入された 5、 1 kb断片の向きを決定する=2個のグラスミドが第4図に示すように 方向付けられた挿入部を有する。これらの時計方向である。
例B、PH05グロモーター及びPH05転写停止シグナルを含有する発現シラ スミドの造成〔第5図5μ?のp 30 DNA (例Aを参照のこと〕を制限 エンドヌクレアーゼEcoRI (ペーリンが−)によす完全消化する。生ずる 接着末端をフィルインするため、50μ!の50 mM NaCt、 10 m MTris−HCt(p7、5 ) −10rnB/I MgC62e 1 r rLMDTT −0,25mMdATP及び0,25綱dTTP中1μ?のEc o消化p30′f:1ユ=yトのDNAポリメラーゼ(Klenow大断片。
BRL )と共に37℃にて30分間インキーベートスる。メタノール沈澱から 回収されたDNA e常法通シ連結し、そして例Aに記載したようにコンピテン トE、コ!JHBIOI細胞の形質転換のために用いる。
EcoRI消化に対して耐性のクローンtp 30(EcoRIR)と称する。
離 マツプされている(25〕。転写停止のためのシグナルはPH05遺伝子の0. 37 kb 5au3A−Pst I断片中に位置することが示されている。5 au3A−Pst I断片のヌクレオチド配列全第6図中に示す。5μmのpJ DB 207/嬰ヅ、胆丑DNA (8)を制限エンドヌクレアーゼ5au3A 及びpStlにより完全消化する。制限断片を’l’BE緩衝液中垂直15チ低 融点アガロ−スケ9ル上で分離する。0.37 kb 5au3A−Pst I 断片の位置金エチソウムブロミド染色により決定し、そしてこのDNA断片を含 有するできるだけ小さいグルブロックを切シ取る。
M13mp9ファーゾDNAは、1群のユニーク制限部位を有する有用なりロー ニングベクターである(11)。
5μmのM13mp9 DNA k制限エンドヌクレオチドBamHr及びpa t lにより完全消化する。大きい方の7、2 kb DNA断片全0.5 % 低融点アガロースダル上で非常に小さい断片(8bp )から分離する。大DN A断片を含有するグルブロックをグルから切シ取る。
pJDB 207 / PI(05yPH03の0.37 kb 5au3A− Pst I断片(例Bb i参照のこと)を含むグルブロック及びM13mp9 の7.2 kb BamHI−Pst I断片を含むグルブロックを65℃にて 液化し、およそ等モル量で混合し、そしてI(20で稀釈してアガロースの濃度 ヲ013mに稀釈する。60 mMTria−Hct(pI(7,5) 、 1 0mMMgCt2t 10 mMDDT p 1 mM ATP及び600−’ =ニラ結を行う。ニューイングランドビオラプスによって公表されたマニュアル 6M13クローニング及びDNA配列決定系”に従って、EaコリJM 101  (Ca+ト)株のコンピテント細胞のトランスダクションを行う。
多数の白色ゾラークからのファージ金増殖せしめ、そして制限エンドヌクレアー ゼE c o RI及びPst Iによる開裂によりそれらのDNA挿入部のサ イズについ由来クローン全単離し、そしてM13mp9/PH05(5au3A −Pst I )と称する。
ファー’) M13mp9中にクローン化されたもとのPH05転写停止断片を 、Hae III −Hind III断片として、Ba1.[及びI(ind  [1で開裂されたシラスミドp 30 (EcoRIR)中で再クローニング する。M13mp9/PH05(5au3A−Pst I ) DNA f制限 エンドヌクレアーゼ)(ae ■及びHind [1で完全に開裂せしめる。生 ずる2つのDNA断片’i TBE緩衝液中1.5%の垂直低融アガロースダル 上で分離する。0.39kbの断片をグルから切シ取られたデルブロック中に単 離する。
p 30 (EcoRIR)のDNA t−Bit !及び)(indIIIで 消化する。大3.98 kb断片i TBE緩衝液中0.5%低融点アガロース ダル上で分離し、そして該DNA断片を含有するグルプロッタを切り取ることに よシ単離する。
0、39 kb Hae III −Hind Im転写停止断片を含むグルブ ロック及びp 30 (EcoRIR)の3.98 kb Ba1l−Hind  III断片を含むデルブロックを65℃にて溶融し、そしておよそ等モル量で 混合する。連結及びコンピテント細胞コIJ HB 101細胞の形質転換は例 Aに記載した通シである。形質転換された細胞のDNAをBat I及びHae  Inによる開裂によって分析する。
PH05転写タ一ミネーシヨン断片を含有するクローンをさらに分析し、そして p31と称する(第5図を参照のこと〕。
る。このベクター中で発現されるべき外来性コード配列全プロモーターと転写停 止配列との間に便利に挿入することができるであろう。
発現シラスミドp31は、mRNA出発部位を含むPH05プロモ一ター配列、 酸性ホスファターゼの翻訳開始コドンATG 、及び酸性ホスファターゼシグナ ル配列の部分全コードする追加の40ヌクレオチドを含有する。この造成におい ては、シグナル配列のためのヌクレオチド及びATG f Bal 131消化 によシ除去する。PH05プロモーターを成熟TPAコード配列に連結すること を可能にするようにEcoRIリンカ−を導入する。
20μmのp 30 DNA (例Abを参照のこと)を制限エンドヌクレアー ゼ13al lによシ消化して3.7及び5.1 kbの2つの断片を生じさせ る。フェノール/クロロホルムで抽出した後1.DNA1100μ!の20 m MTris (pHs、o ) 、 100mMNaC4,12rrIMMgC 62,12rnMCaCt2及びl mM EDTA中で2Uのエキソヌクレア ーゼBat 31 (BRL )で消化する。
2μψずつのDNAのアリコートを30℃における15秒、30秒、45秒及び 60秒のインキュベーションの後に取シ出し、そしてすぐに50μ!のフェノー ル及び60μ!のTNEと混合する。フェノール/クロロホルムによる抽出及び エタノール沈澱の後、DNAf 10 mM Tris (pI(8,0)に1 00 ttfi−/mlの濃度で再懸濁する。Bat 13によるエキソヌクレ オチド開裂の程度を分析するため、各時点からの0.5μmのDNA’tエンド ヌクレアーゼBamHIによシ消化し、そしてTris−ポレート緩衝液(pH 8,3)中1.5%アがロースダル上で分析する。45秒間のBal 31消化 の後、断片の各末端から平均70 bpが除去される。
さらに実験するため45秒時点からのDNA e使用する。
アニールされた2末鎖EcoRI IJンカーをその平滑末端により、Bal  31処理されたDNA断片に連結する。0.5 ttPのBal 31処理され たDNA (例Ca f参照のこと)を、20 μiの60 mM Tris  (pH7,5) 。
10 mM MgCl2.10 mM DTT 、 4 mM ATP及び60 0UのT 4 DNA ’Jガーゼ(ビオラプス)中で50倍過剰のキナーゼ処 理されたEcoRI !Jンカーと共に室温にて16時間インキ−ベートする。
T 4 DNAリガーゼの不活性化(65℃にて10分間)の後、過剰の):c oRIリンカ−fjr:50 ttAの容量中で50UのEcoRI:(ペーリ ンガー)により開裂する。DNAをフェノール/クロロホルムによシ抽出し、エ タノールにより沈澱せしめ、そしてX OmM Trts 、 l mM ED TA中に再懸濁する。
制限エンドヌクレアーゼEcoRJは両natI断片の末端に付加されたEco Rrリンカ−のみならず5.1kb断片中の内部EcoR丁部位全部位裂せしめ て3.9kb及び1.2kbの断片を生じさせる。3.7kb及び3.9kbの 断片金、90 mM Trts−HCt(pH8,3) 、 90mM硼酸及び 2.5 mM EDTA中O,S%低融点アガロースゲル(シグマ)上で1.2  kb断片から分離する。DNAバンドをエチジウムプロミドで染色し、366 nmの長波長四光線のもとて可視化する。3.7kb及び3.9kbの2つの大 DNA断片は分離しない。これらを、1つのダルブロック中にダルから切シ出し 、そして例4aに記載したようにして抽出する。
EcoRI接着末端で終る線状断片全連結によシ環化する。約0.25 μ?の 断片ff:100 tinの60mM。
Trjs (pH7,5) 、 10 mMMget2.10 mMDTT t l mM ATP及び600UのT 4 DNAリガーゼ中で15℃にて4時間 連結する。
連結混合物の10μ!のアリコーt−fcl 00μ!のカルシウム処理された 形質転換コンピテントE、コり I(B 101細胞(例Aa f参照のこと) に加える。
35個の形質転換されたampRコロニーi、100μ?鷹のアンピシリンを含 有するLB培地に別々に増殖せしめる。。シラスミドDNA f Holmea 及びQuigleY((7)366頁を参照のこと〕の方法によシ調製し、そし てEc oRI/BamHIによる2重消化によって分析する。
35個のコロニーのほとんどが、期亜プロモーター中のEcoRI リンカ−の 付加の位置について、個々のDNA分子のBal 31消化の程度に依存して相 互に異る。ヌクレオチド配列分析のため、シラスミドDNA全EcoRIで消化 する。フェノール/クロロホルムで抽出した後、制限処理されたDNA iエタ ノールで沈澱せしめる。DNA脱リン酸し、そして5′−末端をラベルする。ラ ベルされたDNA断片全第2の制限エンドヌクレアーゼBamHIで開裂せしめ る。生成物全0.8 %低融点アがロースダル上で分離する。0.5− Q、  6 kbの57−ラベルされたEcoRI−BamHI断片を例Aaに記載した ようにして低融点アガロースから単離する。EcoRIリンカ−に隣接するヌク レオチド配列の決定のため、異るDNA断片を化学的に分解し、そして生成物f  Maxam及びG11bert (12)により記載されたようにしてポリア クリルアミドゲル電気泳動により分離する。
異るクローン及びPH05配列の対応する最終ヌクレオチドの位置(これにEc oRI IJンカーが続<)t−第1表に挙げる(さらに第8図全参照のこと) 。
第 1 表 ph −137 d) PH05Rfロモーターを含有する0、 53 kb!ラスミドpRは5 34 bpのBamHI−EcoRI断片上にPH05Rプロモーターを含有す る。第3a図の番号に従って、この断片は、ヌクレオチド−541(BamHI 部位)からヌクレオチド−10までの朋勉プロモーター配列をカバーする。ヌク レオチド−10に連結されたgcoRIリンカ−(例cb 1参照のこと)はE coRI開裂の後2個のG−残基金もたらす。
!ラスミドルRを制限エンドヌクレアーゼBamHI及びEcoRIで消化する 。0.53 kbのBamHI−EcoRI断片’に0.5%の低融点アガロー スダル上で分離し、そして例Aaに記載したようにして単離する。ヌクレオチド 配列を第9図に示す。
同様にして、プラスミドpYt消化し、そしてPI(05Y7’Oモーター全含 有する0、 53 kbのBamHI −Ec oRI断片を単離する。
ラスミドル31中のSat l −EcoRI断片の直立 5μmのグラスミドp31(例Bdヲ参照のこと〕ffi M l+flエンド ヌクレアーゼSal lで消化する。制限処理されたDNA ffiエタノール で沈澱せしめ、そして50 μBの100 mMTris (pt−17,5)  、 50 mMNac45 mM Mget、、中に再懸濁する。DNA f  EcoRIで完全消化する。制限断片f Tris −yWフレート EDT A緩衝液(pH8,3)中0.8%低融点アがロースダル上で分離する。 丑3 .5 kb DNA断片i、DNAバンドを含有する小ダルブロック中に単離す る。
上記の方法と同様にして、5μ?ずつのクローンpR及びpY (第1表及び第 8図を参照のこと)isall及びEcoRIで消化する。0.8 kb DN A断片を低融点アガロースゲルの小ブロツク中に単離する。
ベクターp31の3.5 kb Sat I −EcoRI断片0.67μfを 、それぞれ!ラスミドルR又はpyの0.8kbSal I −EcoRI断片 0.34 tt’i−に連結する。DNA断片を含有する適切なrルブロックを 混合し、そして65℃にて溶融せしめる。液化したダルを3倍に稀釈する。合計 容量240 tJの60 mM Tris (FJ47、5 ) 、 10 m M Mget2.10 mM DTT 、 1 mM ATP及び7.40 U のT 4 DNAリガーゼ(ビオラプス)中で15℃にて一夜、連結を行う。2 μjずつの連結アリコー)’1loOμ!のカルシウム処理された形質転換コン ピテントE、コリHB 101細胞に加える(例Aaを参照のこと)。
8個の形質転換されたampRコロニーkloOμm鷹のアンピシリンを含有す るLB培地中で別々に増殖せしめる。シラスミドDNA 全制限分析によ)分析 する。
各群のクローンは同一でちる。各1クローンをさらに使用し、そしてそれぞれp 31R又はp31Yと称する(第7図)。
ファルコン細胞培sフラスコ(175m”)[10XIO個のHeLa細胞の一 次接種物を接種し、そして5チのウシ胎児血清を補充したダルベコの改変イーグ ル培地(DME ) 25 d中に保持する。コンフルエントに達するまで培地 ’t3日ごとに交換する。
コンフルエント単層培養物’1PBs(リン酸緩衝化塩溶液:溶液j当りsoy のNaCt* 2 tのKCl s14.45’のNa2HPO4及び21のK H2PO4〕で2回洗浄し、そして次に10 OnP/m/のTPA Th補充 したDME中で16時間保持する。記載されているようにして(13) 、細胞 溶解緩衝液を細胞単層に直接適用して、全I(NAヲ抽出する。Nagamin e等(14)の方法に従って、ポIJ (A)−富化配列金全RNAから単離す る。
SW −410−ターを装着したベックマン超遠心機中でシW−クロースグラジ ェント遠心分離を行う。
200 ttA ノH20中100μji+−ノボ!j (A) RNA Th 、0、02 M Tris−He2(pI(7,4) p 0.1 (+ SD S s O,01M EDTA v 0.04 M NaC4中15−30%’ /ニークロースグラジェント金通して18℃にて12時間遠心分離する。このグ ラジェント’を底部から36画分に分画し、そして0.2MのNaC2及び2. 5容量のEtOHを添加することによってRNA を沈澱せしめる。−20℃に て一夜インキーペートした後、RNA1遠心分離によシ回収し、そして20μ! のH2Oに溶解する。
ステージ6の卵母細胞を視覚観察によシ選択し、改変Barth培地に保持し、 そして本質上(15)に記載されているようにして、シュークロースグラジェン トからのmRNA f注射する。注射された母卵細胞によるプラスミノーグンア クチベーターの分泌を、Nagami ne等(14)によシ記載されているよ うにして放射カゼイン分解(radial caseinolygis )によ り証明する。21〜23S画分を注射した卵母細胞において最大のTPA分泌が 見られる。
b) cDNA合成及び分子クローニングTPA mRNAについて濃縮された HeLaポリ(A) RNAf cDNAにコピーする。8μmの50 mM  Tris・He4(pI(8,3) 、75 rnWI KCL # 8 mM  MgCt2z 1 v/v%エタノール、 0.2 mM EDTA 、 2 5 pf/mlオリゴdTt2−1810、5 mMずりのdNTP及び12μ Ciの〔α P:]dCTPにューイングランドニュクレア)。溶液を0℃に冷 却しそして3mMピロリン酸ナトリウム、1mMDTT及び144ユニツトの逆 転写酵素(ライフサイエンス社)を加える。39℃にて60分分間−た後、追加 の32ユニツトの逆転写酵素金加える。100分間のインキュベーションの後、 SO3’(i−0,2%にそしてEDTA k 15 mMに加えることにより 反応を停止する。c DNAへの〔α32P〕dCTPの導入を、反応混合物の アリコートのトリクロロ酢酸沈澱により測定する。
8μmのRNAから1.15μmのcDNAを合成する(14.4−のコピー) 。クロロホルム−イソアミルアルコール(24: 1 v/v )による2回の 抽出の後、水相を、20mMTris−HCt(pH9) 、 100mMNa Ct、 1mM EDTA中で遠心することによりセファデックスG50フアイ ンの4−カラム(5X O,5cm )上で脱塩する。?イドボリウム画分をプ ールし、そしてNa0Hk O,3Nに添加する。20℃にて12時間の後、H Cl 全0.3 Nに加え、そして3容量のエタノールを添加することによって 核酸を沈澱せしめる。第2鎖の合成を200mMのN−(2−ヒドロキシエチル )−ヒヘラジンーN′−エタンー2−スルホン酸(ヘペス) (P)l 6.9  ) 、 30 myt Kct 、 10 mPrI DTT 、 10mM N1rC2z −0,5mMずつのdATP 、 dcTP 、 dTTP 。
並びに25 ユニ、7トのKlenow断片/μmのcDNA f含有する20 0μjの溶液中で行う。25℃にて2時間のインキュベーションの後、SDS’ i0.1%に加えることによって反応を停止し、そして溶液i、30醍酢酸ナト リウム(pi(4,5) 、 0.2 mNacl 、 3rnNi ZnCt z v 0.1 % SDS中で遠心することによりセファデックスG50フア インの4tntカラム上で脱塩する。2.5ユニット/−のヌクレアーゼSl’ i、t’イドがリウム両分に加え、そして溶液金37℃にて30分間インキュベ ートする。溶液をフェノール−クロロホルム−イソアミルアルコール(24:2 4:1v/V )で抽出し、そして水相中の核酸’k 0.3 MNaCl及び 3容景のエタノールで沈澱せしめる。第1鎖に導入された[α P]dCTPの 76%が81消化後トリクロロ酢酸によシ沈澱し得る状態にあシ、そしてアルカ リ性アガロースダル上での分析(16)は2末鎖cDNAが500〜約3000  bpOサイズ範囲にあることを示す。ds cDNA ft10 mM Tr is−HCj (p)17.4 )。
100 mMNaCt、 1 mM EDTA 、 0.11 SDS中5〜2 0チシェークロースグラジエント上でサイズ分画する。歴410−ター中で12 ℃にて10時間39にで遠心した後、最大サイズのcDNA (全サンプルの4 3チ)を含有する両分をプールし、そして0.3MへのNaCt、 5μシーB sA及び3容量のエタノールの添加によって沈澱せしめる。25 nfFのサイ ズ画分したcDNA f (17)に記載されているようにして、450ユニッ ト/−のターミナルトランスフェラーゼ。
0、IMカコゾル酸カリ゛ウム(PI(765) * 2 rnMi CoC2 2e1 mM EDTA t Oll mM DTT及び5μMの〔α P)d CTP(20μCi)全含有する85μの反応混合物中でdaによりラベル形成 する。30℃にて3分間置いた後、EDTA k 10 mMに、SDS f  0.2 w/v %に、そしてtRNA f 100μ?/m/に添加すること によシ反応を停止する。溶液全クロロホルム−インアミルアルコールで2回抽出 し、そして20 mM Trtg−HCt(pH9) 。
100 mM NaCt、 Z mM EDTA中セフアセファデックスG50 フアインカラム上で脱塩する。ポイドピリウム画分金プールし、そして0.3  MへのNaCte 25μシーのtRNA及び3容量のEtOHの添加によシ核 酸を沈澱せしめる。20n1のラベル形成されたdscDNAを、20μ!の0 .4 M NaC4,10mM Tris−H:CA (pH7、5) 、 l  mM EDTA中で、65℃にて10分間、45℃にて2時間、22℃にて2 時間そして次に4℃に徐々に一夜冷却して、Pst1部位においてdDによシテ イル形成された60n1のpBR322(18)にアニールせしめる。アニール されたcDNAf:、、0℃にてコンピテントE、コリHBIOI/LM103 5の懸濁液1. OOμ!と混合する(19)。
0℃にて15分間及び37℃にて5分間インキュベートした後、細菌懸濁液に1 .9−のLBを加え、そして37℃にて2時間インキュベーションヲ続ケる。
10μに賃のテトラサイクリンを含有するり、B寒天プレート上に細胞をプレー トする。13%の再ア=−ルしたベクターのバックグラウンド頻度を伴って1、  O0個の形質転換体/nL?ベクターが得られる。
5400個の形質転換体音コロニーから楊枝により〜200μlのLB及び10 μv讐のテトラサイクリン全収容する96ウエルミクロタイターグレートに移し 、37℃にて一夜増殖せしめ、そしてグリセリン全50 v/v %に添加した 後−80℃で凍結保存する。
次の配列: d5’ −GGCAAAGATGGCAGCCTGCAAG−3’ 及びd5’  −GCTGTACTGTCTCAGGCCGCAG−3’を有する、ヒト組織 ゾラスミノーグンアクチベータ−cDNA (20)の2種類のオリゴヌクレオ チドを改変されたトリーエステル法(21)により合成し、逆相HPLC及び調 製用ポリアクリルアミドゲル電気泳動によシ精製する。このオリゴヌクレオチド i 1 X 10106cpチエレンコフ) / pmoleの比活性のT4キ ナーゼを用いて5′末端において(r P)ATP にエーイングランドニエク レア〕によりラベルする。
ミクロタイタープレートを解凍し、そして形質転換体培養物全6×8グリツドア レイ中の82問ミリ、)? 71(ATFニトロセルロースフィルターに移L、 10μP/、dのテトラサイクリン全含有するLB寒天プレート上で18時間増 殖せしめ、そしてグラスミドを、10 mQi−のテトラサイクリン、10μP /mgのクロラムフェニコールを含有するLB寒天プレート上で12時時間幅す る。10%SDSで3分間: 0.5 N NaOHel、 5 M NaC1 で5分間: 0.5 M Mris・HCl (pH8) 。
1、5 M NaCtで5分間;そして2 X 5SPE (5SPE :0、 15 M NaCt、 10 mM NaH,、PO4(pH7,4) 、 1 mM EDTA )で5分間、これらにより飽和されたワットマン3Mk−パー 上で各フィルターをプロットスることによ、!l) DNA、 iフィルターに 固定する(7)。フィルターを空気乾燥し、次に真空中80℃にて2時間加熱( bake )する。加熱したフィルターヲ50mM Tris−HCt(pH7 ,5) 、 10 mM EDTA 、 1MNaC411SDS中で37℃に て2時間洗浄して付着している細胞破片を除去する。ハイブリダイゼーション及 び洗浄はNagamine等(1,4)Kよシ記載されたようにして、ヌクレオ チドの長さ、GtC含量、及ヒsuggs等(22)及びSm1th (23) によシ決定されているTmの実験的関係を用いて行う。フィルターを、x、6m t/フ(ルターの900 mM NaC6* 60 mM NILH2PO4( FJ17.4)、7.2 mM EDTA、 (6X 5SPE ) e 0.  IW/V%ずつのBSA 、ポリビニルピロリドン、フィコール400(5x デンハート溶液)、200μシーtRNA及び0.1 w/v%SDS中で60 ℃にて前ハイブリダイゼーション(2時間)及びハイブリダイブージョン(12 時間)金行う。 P−ラベルされた両オリゴヌクレオチドの混合物’e 0.3  pmol/+17!にて前ハイブリダイゼーション溶液に加える。ハイブリダ イゼーションの後、フィルターを6 X SSC(SSC:0、15 mM N aCL e 15 mMクエン酸三ナトリウム)中で4℃にて3×10分間及び 60℃にて3×10分間洗浄する。乾燥したフィルターをコダックXB5 X− 線フィルムにデーポン強化スクリーンを用いて一70℃にて36時間露出する。
陽性のハイブリダイゼーションシグナル全生成するミクロタイターウェル全同定 し、そしてこれらの培養物からの個々のコロニーを上記のようにして、2重フィ ルターを各プローブに別々にハイブリダイブせしめ、そしてハイブリダイゼーシ ョン及びフィルターの洗浄に63℃を用いて再スクリーニングする。両プローブ に陽性シグナルを示すコロニーをマスターフィルターかう拾い上げ、そして10 μに−のテトラサイクリンを含有スルLB中で37℃にて一夜増殖せしめる。こ れらのコロニーの1つi pW349Fと称する。改変したアルカリ溶菌法(2 4〕及びこれに続(CsC1平衡遠心を用いて!ラスミド調製物を得る。
シラスミドpW349 FのDNA 全制限エンドヌクレアーゼPst l及び Bgl II ’jc用いて消化することにより分析する。制限断片は予想され たサイズのものである。
従って、プラスミドpW349F (7,1kb )はヒト組織ノラスミノーダ ンアクチペーターの完全な構造遺伝子を含有すると結論される。
PI(05fロモーター及びPH05シグナル配列を成熟TPAのコード配列に フレームを合わせて連結する。
PH05転写停止シグナルもこの造成物中〈含まれる。
2μ2のpBR322/PH05Bam−8a)(第3図を参照のこと〕を制限 エンドヌクレアーゼBamHI及びSaミノ(いずれもビオラプス製)にょシ供 給者にょシ指示された条件下で切断することによって、ニプロモーターを含有す る623bp BamHI−8aミノ断片を得る。単鎖ファージベクターM13 mp9(11)の複製型(RF) 2 pPを同じ酵素で消化する。例Bに記載 したようKして、両DNA調製物を0.6%軟寒天グルに負荷する。グラスミド pBR322/旦HO5Bam−8aノ由来の623 bp断片、及びM13m p9由来の7.2kbバンドを例Bcに記載したようにして抽出する。150n jEの623 bp断片及び1501Fの7.2 kb M13mp9 DNA 断片を200−Lニラ)OT4DNAリガーゼ(ビオラプス)で15℃にて4時 間、6omMTrIs−HCl(pi−17,5)、10 mM Mg C10 ,10mM DTT及びl mM ATP中で連結する。
Messing(11)により記載されたようにしてE、コリ株JMIOIを形 質転換し、そして12個の白色ノラークを拾い、そしてRFプラスミドの制限分 析(25)により分析する。分析されたクローンのすべてがM13mp9のBa m−5μノ部位に挿入された623bp断片を含有する。
単一の分離体を選択し、そしてM13mp9/PH05Bam−8ILiと称す る(第11図参照のこと)。
2μノのプラスミドpW349F (例りを参照のこと)をBa■エンドヌクレ アーゼにニーイングランドビオラプス)によシ、供給者により与えられた条件下 で消化する。DNAをエタノール沈澱し、そして6mMTris−H(J(pi (7,5)、50 mM NaCノ、6 mM MgCノ2中に再懸濁する。D NAの3′の欠けた末端をE、コIJ DNAポリメラーゼのに、lenow断 片を用いて満たす。反応は50μlの合計容量中、2ユニットの酵素を用いて、 80μMのdATP 、 dGTP 、 dCTP及びdTTPの存在下で37 ℃にて30分間行う。フェノール抽出によりインキュページジンを停止し、そし てDNAをエタノールで沈澱せしめる。
2μノのRFグラスミドM13mp9/PHOBam−3aJを制限エンドヌク レアーゼKpnI(ビオラプス)により供給者の指示の通りに消化する。DNA をエタノールで沈澱せしめ、そして10 μlの200 mM NaCノ、1  mMZ n SO4及び60 mM酢酸ナトリウム(p)14.6)中に再懸濁 スる。1ユニツトの81エキソヌクレアーゼを加え、そして混合物を37℃にて 60分間、次に65℃にて60分間インキュベートする。DNA f、DE52 (ワットマン)イオン交換クロマトグラフィーにより精製し、そして次にエタノ ールにより沈澱せしめる。
1.5ttpのBgノ■消化され、Klenw DNAポリメラーゼ(上記参照 のこと)で処理されたpW349Fを、10μjの容積中で、4 mM ATP を用いた他上記と同じ緩衝液中900ユニツトのT 4 DNA IJガーゼを 用いて、0.5μノのKpnI切断されそしてS1消化されそしてホスファター ゼ処理されたM13mp9/PH05Bam−8aJに連結し、そして室温にて 18時間インキーベーションを行う。E、コIJJMIOI 細胞を形質転換し 、6個の白色プラーグを選択し、そして(25)に記載されているようにして単 鎖ファージ鋳型を調製する。2.OkhのBμ■断片とMBmp9ベクターとの 間の連結部のDNA配列の決定を、ジデオキシチェインターミネーション法(2 6)を使用して行う。次のオリゴヌクレオチドプライマー: 5’ AGTATGGCTTCATCTCTC3’を用いる。
オリゴデオキシヌクレオチドはホスホトリエステル法により合成される。これは ニグロモーター内でハイブリダイズし、そしてE、コリDNAポリメラーゼのK lenow断片による、目的とするDNA連結点にわたる延長を可能にする。次 のDNA配列配置(亜亜蛋白質コード配列のATGから始まる)ニー PH05 蛋白質コ一ド配列 −−−−−−TPA蛋白質コード配列 を有する1つの正しい単離体が得られる。
この造成物をM13mp9/PH05−TPAと称する(第11図を参照のこと )。
10μノのp31R7’ラヌミドD、NA 悌7図を参照のこと)を制限酵素S ma lで消化し、DNAをフェノールで抽出し、そしてエタノール沈澱する。
DNAを10mMTris−HCノ(p’18.0)中に0.5 m9/mt! の濃度で再懸濁する。
10μノのSam l開裂したDNAを20のエンドヌクレアーゼBaJ 31  (BRL)により1o o ttllの20 mM Tris(plt8.0  )1 0 0 mM NaCノ、 1 2 mM MgCJ2、1 2 mM  CaC!、及び1mM EDTA中で消化する。3μノずつのDNAのアリコ ートを、30℃でのインキュベーションの90秒、120秒及び150秒得に取 や出し、そしてすぐに50μlの7エノール及び60μlのTNEと混合する。
フェノール/クロロホルムで抽出し、そしてエタノール沈澱した後、DNAを1 0 mM Tris−HCノ(r’!8.0)に100μy/rnI!の濃度で 再懸濁する。Baミノ3のエキソヌクレアーゼ消化を分析するため、各時間から のDNAの0.7μノのアリコートをHindI[Iで消化し、そしてアガロー スゲル電気泳動により分析する。さらに分析するため、90秒時点からのDNA を使用する。2.2μ)のプラスミドDNAを37℃にて1時間2.8UのKl enow DNAポリメラーゼ(ポリメラーゼIの大断片、BRL )と共に、 35 μlの60 mM Tris・HCノ(pH7,5)、l Q mM M gCノ2及び0.1 mM dNTP中でインキュベートする。
3μりのXhoIリンカ−(5’−CCTCGAGG−3’、コラゴラティプ・ リサーチ)を50μlの6 mM Tris *HC!(pH7,5)、10  mM MgCJ2.4 mM DTT 、 0.5 mM ATP及び35Uの T4ポリヌクレオチドキナーゼ(ペーリンガー)中で37℃にて30分間キナー ゼ処理する。
0.67μ2のキナーゼ処理されたXhoI’Jンカー及び0.4μノのプラス ミドp31RのBaミノ3工理された平滑末端DNAを室温にて一夜25 tt lの60 mM Tris (pH7,5)10 mM MgCノ2.5 mM  DTT 、 3.5 mM ATP及び450UのT4 DNA IJガーゼ 中で連結する。連結されたDNAを、10mM EDTA 、 0.3 M酢酸 ナトリウム(pH6,0)及び0.54容量のイングロノ4ノール存在下でイン グロパノール沈澱によシ過剰のリンカ−から分離する。室温にて35分間インキ −ベートした後、DNAを遠心分離により沈降せしめる。ペレットを空気乾燥し 、そして17μlの6 mMTfls(pI(7,9)、150mMNaCノ、 6mMMgCノ、及び6mMメルカプトエタノール中に再懸濁する。DNAに連 結されたXhoIリンカ−をXhoIによ)開裂せしめ、DNAを前記のように してイングロΔノールで沈澱せしめ、そして連結によシ環化する。50μでの6 0mMTrilI−HCノ(pI(7,5)、10 mMMgCJ2.10mM DTT 、 1 mM ATP及び600UのT4DNAアーゼ中15℃での6 時間の連結の後、10μlの各連結混合物を100μjのカルシウム処理された 形質転換コンビテン)E、コ!J HBIOI細胞に加える(例Aaを参照のこ と)。
24個のampRコロニーを100 m9/lのアンピシリンを含有するLB培 地中で別々に増殖せしめる。プラスミドDNA Cp31R(XhoI))を単 離し、そしてHas m消化により分析する。2個のシラスミドを選択し、そし てターミネータ断片中のXhoI部位に隣接するヌクレオチド配列をMaxam 及びG11bert(12)の方法によシ決定する。
d)酵母ベクターpJDB207への皿四−TPAバイブリド遺伝子の移行 Ml 3mp 97PH05−TPAのRFグラスミドの調製を上記のようにし て行う、2μりのこのDNAを制限エンドヌクレアーゼBamHI(ビオラプス )及び5aiI(ビオラプス)で消化し、そして2.6kb断片を低融点アガロ ースゲル上での電気泳動により単離する(例Beを参照のこと)。同様にして、 PH05ターミネータ−を含有するシラスミドp31R(Xho I )の13 4 bp Hind m −XhoI断片100 n9を調製する。さらに、1 μノの!ラスミドpJDB207(29)をBam HI及びHind III により消化し、そして6.5kb断片を低融点アガロースゲル上での電気泳動に よシ単離する。
0.5μyずつの3種の断片を20 μllの60 mM Tris−HCノ( pH7,5) 、 10 mM MgCノ2、10 mM DTT 、l mM  ATP中で200ユニツトのT4 DNA IJガーゼ(ビオラプス)により 15℃にて一夜連結する。例Aaに記載したのと同様にしてE、コ’J HBI Qlの形質転換を行いアンピシリン耐性コロニーをスクリーニングする。4個の コロニーを拾い、グラスミドDNAを調製しくManiatis等、参照文献7 .92頁ン、そしてDNAを次の制限部位、標識として: BamHI、 Hi ndl[l、BstEUを用いて分析する。すべての単離体が正しいことが見出 される。グラスミドの1つをpJDB207カ1匹−TPA(IA)Hatto ri等(34)により記載されているフイデルム・ボリセファルムのr DNA の2.1kbSaノ1制限断片制限法を用いてpBR322にクローン化する。
得られるシラスミドpBR322/rDNA 2.1はrDNA挿入部内に1個 のSma ]制限部位を有する。従って、このグラスミドをSma Iで切断し 、そしてPH05プロモーター、TPA構造遺伝子及びPH05ターミネータノ を含有する第2図に記載されている2、7 kb BamHI制限断片を挿入す る。
Sma1部位へのBamHI断片のクローニングを可能にするため、BamHI 部位の欠けた3′末端をE、コリポリメラーゼ1のKlenow断片を用いて満 たす。今やTPA遺伝子はrI5NA配列を両端に有し、そして自己複製rDN A配列を含有する酵母株中に導入される。形質転換体の検出を促進するため、H icks等(32)の同時形質転換技法を使用する。同時形質転換グラスミドは B roach等(33)により記載されているYap 13である。
この方法はまた、形質転換された酵母株から単離することができそして次に他の 細胞、例えば植物細胞、又は哺乳動物細胞に導入することができる他のr DN A /外来性遺伝子バイブリドのインビボ造成のためにも適用することができる 。
例9 P、稈、のrDNAによるニコチアナ・タバクムe、V、ベチト・ハバナ SRIの細胞の形質転換 形質転換のため次のサンプルを使用した:サンプル1:10μノのp、p、のr DNA+10μノのプラスミドpABDI+30μノのウシ胸腺キャリヤーDN A0サンプル2: 10119のP、p、のrDNA + 40 /1Fのウシ 胸腺キャリヤーDNA 。
サンプル3 : 10tt9のP、p、のrDNA 。
a) pABDIプラスミドの造成(第14図)自由に入手可能なプラスミドp Km 21及びpKm244(Beck、 B、等、Game 19,327− 336(1982)) をPst l制限エンドヌクレアーゼで切断する。組換 のために使用されるグラスミドの断片を0.8%アガロースゲル中電気泳動によ シ精製する。この断片の組合わせから生ずるグラスミドpKm21244は、1 3sck等、Geme 19.327−336(1982) K記載されている ように、NPT II遺伝子の5′−及び3’ −Baミノ3欠失の組合わせを 含有する。グラ2ミドpKm21244のHind’[l断片へのカリフラワー モザイクウィルスのプロモーターシグナルの連結を、リンカ−プラスミドp J PAXを造成することにより行う。このカップリンググラスミドpJPAXはシ ラスミドpUC8及びpUC9[Messing、 J。
及びJ、 VieiraSGene 119 、269−276(1982)か ら得られる。プラスミドpUC9のリンカ−配列の10塩基対をHind m部 位及び5μノ1部位における制限にょジ除去し、そして生ずる接着末端を、ポリ メラーゼIKlenow断片で処理することによシフイル−インし(Jacob son 、 H,等、Ear、 J、 Biochem、旦、623(1974 ))そしてヌクレオチド鎖を連結し、こうしてHjnd[1部位を回復する。8 塩基対の合成Xhol IJンカーをこの除去されたリンカ−配列のSma 1 部位に挿入する。プラスミドptrcs及び変形されたグラスミドpUC9の適 切なXor J及びHind III断片の組換えが、制限部位の次の配列:  EcoRI 、 SMa I、Bam HI、Sa)■、Pst I 、 Hi nd III、Bam Hl 、 Xho I及びEcoRIを含有する部分的 に非対称のリンカ−配列を有するグラスミドpJPAXヲもたらす。CaMV遺 伝子vrの5′発現シグナルとNP’r It遺伝子のWindy断片との連結 を、シラスミドpJPAX上で、Pstl及びHjnd III部位間K Ca MY VI遺伝子のプロモーター領域を挿入することによシ行う。こうして得ら れたプラスミドをその1個のHind m部位において制限切断し、そしてグラ スミドpKm 21244の!(indlll断片をこの制限部位に、両方向に 挿入してグラスミドpJPAJX CaKm+及びpJPAX CaKm−を得 る。NPT ff−”イブリド遺伝子の3′−末端領域の近傍にEcoRV部位 を設けるため、プラスミドp JPAX CaXm+のBamHI断片をプラス ミドpBR327(Soberom、 X、等、Gene旦、287−305( 1980))のBamH1部位に挿入し、グラスミドpBR327CaKmを得 る。新しいDNA構成を含有する、プラスミドpBR327CaKmのEcoR V断片を用いてCaMV遺伝子VIOEcoRV部域と置き換え、これをプラス ミドpUC8中の5aJ11部位においてクローン化し、こうしてNPT II 遺伝子の蛋白質コードDNA配列をカリフラワーモザイク遺伝子VIの5′及び 3′発現シグナルの制御のもとに置く。こうして得られたグラスミドをそれぞれ pABD I及びpABD■と称する(第1図を参照のこチアナ・タバクムc、 v、ベチト・ハパナSRIの原形質体の形質転換 2X109家の集団濃度のタバコの原形質体を、0.1m9/II)2.4−ツ クoo7x/キシ酢酸、1.0 m9/11の1−ナフチル酢酸及び0.2 m 9/lの6−ペンノルアミノプリンを含有するl mlのに2培地(:Z 、  Pf lanzenphysio−1ogje78.453−455 (197 6) : Mutation Re5earch旦(1981)165−175 )に懸濁する。この原形質体は、p)15.8の0.6Mシー−クロースに浮遊 せしめ、そして次にpH5,8の0.17M塩化力ルシクム中で沈澱せしめる( ioop、s分間)ことによシ酵素懸濁液からあらかじめ得たものである。この 懸濁液に、改変した(オートクレーブ処理後再びpH5,8に調整した)F−培 地(Nature 296.72−74(1982))中40チのポリエチレン グリコール(PEG)(分子量6000)Q、 5 rRl 、及びサングル1 を含有する水性液65μlを次々に加える。この混合物を、時々攪拌し、そして 次に段階的にF培地で稀釈しながら26℃にて30分間培養する。原形質体を遠 心分離(100PKて5分間)にて単離し、そして3omlの新たなに3培地に 再懸濁する。追加のインキーベーションを、10m/ずつにわけて、直径10c rnのベトリ皿中で24℃にてそして暗中で行う。集団の濃度は6.3X10’ 原形質体/mlである。3日後、各皿中の培地を0.3容量部の新たなに、培地 で稀釈し、そして24℃及び3000ルクスにてさらに4日間インキュベートす る。合計4日間の後、原形質体から生じたクローンを、1チのアガロースを有し そして50m9/lのカナマイシンを含有する固化した培地中に埋め込み、そし て24℃にて暗中でビーズ型培養法(Plant Ce1l Reports、  2゜244−247(1983))によシ培養する。培地を5日ごとに同じ種 類の新鮮な培地と取υ替える。1個のカナマイシン耐性クローンを回収し、そし てカルス系として増殖せしめ、そしてrDNAの存在について分例9h に記載 したようにして形質転換を行った。
カナマイシンの選択圧を伴わないでカルスクローンを増殖せしめた。rDNAの 存在についてさらに分析するため、各処理からの5種類のクローンを無作為に選 択した。
d)タバコ植物の再生 カナマイシン含有培地(サンプル1)中での3〜4週間の連続培養の後、直径2 〜3nの耐性カルスを、0.05m971の2,4−ノクロロフェノキシ酢酸、 2m9/l tv 1−す7チル酢酸、o、 i mq7zの6−ベンジルアミ ツノリン、0.1in9/730カイネチン及び75m9/1のカナマイシンを 含有する寒天固化LS培地(Physiol。
Plant 18.100−127(1965))に移す。iso+xのカナマ イシン及び0.2 m9/lの6−ベンジルアミノプリンを含有するLS培地上 で新芽を誘導し、そして次にT培地(Science 163.85−87(1 969))上で発根せしめることによシ、カナマイシン耐性のニコサンプル2及 び3のクローンはカナマイシン無しで再生した。
e)カルスクローン及び葉組織からのDNAの単離0.5Fのカルス又は葉組織 のサングルを、15チシユークロース、50 mM EDTA 、 0.25  M NaC!、50mMTris−HCノ(pI(8,0)を含有する緩衝液3  ml中、ダウンスホモソナイデー中でホモジナイズした。このホモジネートを 1000Pにて5分間遠心分離することによす粗核ペレットを得、これを、15 チシュークロ−ス、50 mM EDTA 、 50 mM Tris−ICノ (pH8,0)を含有する2 mlの緩衝液に再懸濁した。SDSを0.2 w /v %の最終濃度に加えた。サンプルを70′cKて10分間加熱した。室温 に冷却した後、酢酸カリウムを0.5Mの最終濃度に加えた。0℃にて1時間の インキーヘーションの後、生成した沈澱をエラ槓ンドルフ遠心機中で4℃にて1 5分間沈降せしめた。上清中のDNAを室温にで2.5容量のエタノールで沈澱 せしめた。例2においてS、セレビシェ−について記載したのと同様にして、r DNAの存在についてDNAをさらに分析した。この結果はP、e、のrDNA の存在を示した。
前記の方法と同様にして、構造遺伝子を含有するrDNAを用いてニコチアナ・ タバクムを形質転換することができる。
第1〜14図の説明 第1図:フィザルム・ポリセ7アルムの゛線状染色体外r RNAの部分制限地 図、及びフィデルム・ポリセファルムのBgj!■消化されたr DNAへのB amHI/Bgノ■連結を伴う、Bam HI制限部位を両端に有する2、7k b PH05−TPA断片の連結。
第2図: BamHI制限部位を両端に有する2、7 kb PH05−TPA バイブリドの造成。
第3図: DNA配列決定及びシラスミド造成のための出発グラスミドpJDB  207/PH05、PH03、及びpBR3227PH05Bam −SaJ 。
第4図ニブラスミドル30の造成。
第5図:発現プラスミド31の造成。
第6図: Sau 3A−Pst I PH05転写停止断片のヌクレオチド配 列。
第8図:矢印の位置にEcoRI !Jンカーを有する、PH05領域中のBa ミノ3除去の集合。
第9図:PH05Rプロモーター領域を含有するBamHI−EcoRI制限断 片のヌクレオチド配列。
第10図: PH05Y f oモーター領域を含有するBamHI−EcoR I制限断片のヌクレオチド配列。
第11図: Ml 3mp 9/PH05−TPAの造成。
第12図:第2図において使用される出発シラスミドであるpJDB 207/ PH05−TPA(Ia)の造成。
第13図: rDNA/TPAセグメントの造成及びP、p、のrDNAへのイ ンビデ挿入。
第14図:NPT−11構造遺伝子を含有するプラスミドPABD lの造成。
添付図面の図中で使用されている記号は次の意味を有する。
: p BR322配列 [■■■コ 即用、PH05領域に由来する酵母染色体DNA///// 酵母 2μシラスミドDNAミ=ミ、LEU2領域由来の酵母染色体DNAampRア ンピシリン耐性遺伝子 tetRテトラサイクリン耐性遺伝子 =に)H= 制限部位の欠失 −TPA遺伝子 2工♀2エ pBR322中の欠失 ↓ 制限部位 :=== 転写の方向 =ロエ リンカ−DNAストレッチ 参照文献 1、 Braun、R,及び5eebeck、T、 (1979)。リボゾーム DNA :フィデルムの染色体外遺伝子、Alfred Benzon Sym p、 IL306−320゜ 2、 Long、 E、O,及びDawid、1.B、(1980)。真核細胞 中の反復遺伝子。Ann、 Rev、 Biochem、 49.727−76 4゜3、Protozool、27(1)、 1980.37−58゜4、 D aniel、 JW、及びBaldwin、 H,H,(1964)。Prea cott、 D、M。
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Fig、 12+ pTDB )07/ phoy −TPA (1A)へ九へ p31Rp31R(Xhall p8R122/rOla 2.1 p82322/rD″”A 4.1lkb ;Sz1]1TPAEh11 lb −Yep 137・ラスミ囮】よ3゜P、−p fl全pDNA !’5JIT 35.cy、r4%’ばれ5砲↓針1m1牝−quJウ ジ巴リ−2y士ユ5旺2兎Δ−一一− E区8双玉D 国際調査報告 ll11−自−^・−丑−IIs、 PCτ/EP 851002711

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.染色体外rDNA又はその機能的断片及びポリペプチドをコードする外来性 構造遺伝子を含んで成る真核性ハイブリドベクター。
  2. 2.前記染色体外rDNAが2つの門サコロマスチゴフェラ(Sacoroma stigophera)及びシリオフェラ(Ciliophera)の、例えば 目ジクチオステリイダ(Dictyosteliida)、フィザリダ(Phy sarida)、テトラヒメナ(Tetrahymenina)、ペニクリナ( Peniculina)、及びスポラドトリチナ(Sporado−trich ina)の原生動物に由来する請求の範囲第1項記載の真核性ハイブリドベクタ ー。
  3. 3.前記染色体外rDNAがジクチオステリウム・ジスコイデウム(Dicty ostelium discoideum)、テトラヒメナ・スペシス(Tet rahymena species)、パラメジウム・スペシス(Parame cium species)、オキシトリカ・スペシス(Oxytricha  species)、又はスチロリヒア・スペシス(Stylorichia s pesies)に由来する請求の範囲第1項記載の真核性ハイブリドベクター。
  4. 4.前記染色体外rDNAがフィザルム・ポリセファルム(Physarum  polycephalum)に由来する請求の範囲第1項に記載の真核性ハイブ リドベクタ。
  5. 5.BalII消化によって得られるフィザルム・ポリセファルムの染色体外r DNAの機能的断片が使用される請求の範囲第1項に記載の真核性ハイブリドベ クター。
  6. 6.前記構造遺伝子が酵素をコードしている請求の範囲第1項に記載の真核性ハ イブリドベクター。
  7. 7.前記構造遺伝子がポリペプチドホルモンをコードしている請求の範囲第1項 に記載の真核性ハイブリドベクター。
  8. 8.前記構造遺伝子が免疫調節ポリペプチドをコードしている請求の範囲第1項 に記載の真核性ハイブリドベクター。
  9. 9.前記構造遺伝子が抗−ウイルス性又は抗−腫瘍性ポリペプチドをコードして いる請求の範囲第1項に記載の真核性ハイブリドベクター。
  10. 10.前記構造遺伝子が抗体をコードしている請求の範囲第1項に記載の真核性 ハイブリドベクター。
  11. 11.前記構造遺伝子がウイルス抗原をコードしている請求の範囲第1項に記載 の真核性ハイブリドベクター。
  12. 12.前記構造遺伝子がワクチンをコードしている請求の範囲第1項に記載の真 核性ハイブリドベクター。
  13. 13.前記構造遺伝子が凝固因子をコードしている請求の範囲第1項に記載の真 核性ハイブリドベクター。
  14. 14.前記構造遺伝子がヒトTPAをコードしている請求の範囲第1項に記載の 真核性ハイブリドベクター。
  15. 15.前記構造遺伝子が植物病害虫に対する耐性をもたらすポリペプチドをコー ドしている請求の範囲第1項に記載の真核性ハイブリドベクター。
  16. 16.前記構造遺伝子が高温に対する耐性をもたらすポリペプチドをコードして いる請求の範囲第1項に記載の真核性ハイブリドベクター。
  17. 17.前記構造遺伝子が乾燥に対する耐性をもたらすポリペプチドをコードして いる請求の範囲第1項記載の真核性ハイブリドベクター。
  18. 18.前記構造遺伝子が全植物体又はその部分の生長を促進するポリペプチドを コードしている請求の範囲第1項記載の真核性ハイブリドベクター。
  19. 19.前記構造遺伝子がプロモーター及び/又は他の制御配列にリンクしている 請求の範囲第1項に記載の真核性ハイブリドベクター。
  20. 20.前記構造遺伝子が酵母PH05プロモーターにリンクしている請求の範囲 第1項に記載の真核性ハイブリドベクター。
  21. 21.遺伝的マーカー配列をさらに含んで成る請求の範囲第1項に記載の真核性 ハイブリドベクター。
  22. 22.請求の範囲第1〜21項のいずれか1項に記載の真核性ハイブリドベクタ ーの製造方法であって、ポリペプチドをコードする外来性構造遺伝子及び場合に よっては追加のDNA配列をインビトロ又はインビボブ染色体外rDNA又はそ の機能的断片に導入することを特徴とする方法。
  23. 23.請求の範囲第1〜22項のいずれか1項に記載のハイブリドベクターによ り形質転換された真核細胞。
  24. 24.真核性菌類から選択される請求の範囲第23項に記載の形質転換された真 核細胞。
  25. 25.酵母、アスペルギルスsp・(Aspergillus sp・)、ニュ ーロスポラsp(Neurospora sp・)、ポドスポラsp.(Pod ospora sp.)、ペニシリウムsp.(Penicillium sp .)、セファロスポリウムsp.(Cephalosporium sp.)、 ムコールsp.(Mucor sp.)、特にサッカロミセス・セレビシエー( Saccharomyces cerevisiae)、シッオサッカロミセス ・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、アスペメ ギルス・ニガー(Aspergillus niger)、ニューロスポラ・ク ラッサ(Neurospora crassa)、ポドスペラ・アンセリナ(P odosperaanserina)、ペニシリウム・クリソゲナム(Peni cillumchrysogenum)又はセファロスポリウム・アクレモニウ ム(Cephalosporium acremonium)から選択される請 求の範囲第23項に記載の形質転換された真核細胞。
  26. 26.植物細胞から選択される請求の範囲第23項記載の形質転換された真核細 胞。
  27. 27.ナス科(Solanaceae)、アブラナ科(Crucifarae) 、キク科(Compositae)、ユリ科(Liliaceae)、ブドウ科 (Vitaceae)、アカザ科(Chenopodiaceae)、ミカン科 (Rutaceae)、パイナップル科(Bromeliaceae)、アカネ 科(Rubiaceae)、ツバキ科(Theaceae)、バショウ科(Mu saceae)、又はイネ科(Gramineae)の、及びマメ科(Legm inosae)の植物から選択される請求の範囲第23項に記載の形質転換され た真核細胞。
  28. 28.グラミネア(Graminea)、ソラナセー(Solanacea)、 コンポジター(Compsitae)、クルシフェラ(Cruciferae) 科及びレグミノサー(Reguminosae)目から選択される請求の範囲第 23項に記載の形質転換された真核細胞。
  29. 29.無脊椎動物から選択される請求の範囲第23項に記載の形質転換された真 核細胞。
  30. 30.脊椎動物から選択される請求の範囲第23項に記載の形質転換された真核 細胞。
  31. 31.サッカロミセス・セレビシュー(Saccharomycescerev isiae)である請求の範囲第23項記載の形質転換された真核細胞。
  32. 32.ニコチアナ・タバクム(Nicotiana tabacum)である請 求の範囲第23項に記載の形質転換された真核細胞。
  33. 33.請求の範囲第23〜30項のいずれか1項に記載の形質転換された真核細 胞の製造方法であって、形質転換可能の真核細胞を形質転換条件下で真核性ハイ ブリドベクターにより処理することを特徴とする方法。
  34. 34.a)細胞壁を有する真核細胞の形質転換のために、細胞壁を除去し、そし て得られた細胞壁を有しないスフェロプラスト又は原形質体を、例えばポリエチ レングリコール(PEG)及びCa2+イオンの存在下で、真核性ハイブリドベ クターにより処理し;又はb)細胞壁を有しない真核細胞の形質転換のために、 受容体細胞上へのベクターDNAのリン酸カルシウム沈澱により、真核細胞を真 核性ハイブリドベクターで処理し;そして 必要であれば、細胞壁を再生せしめそして形質転換された細胞を選択又はスクリ ーニングする;ことを特徴とする請求の範囲第33項に記載の方法。
  35. 35.ポリペプチドの製造方法であって、請求の範囲第1〜21項のいずれか1 項に記載の前記ポリペプチドをコードする真核性ハイブリドベクターにより形質 転換された請求の範囲第23〜31項のいずれか1項に記載の真核細胞を培養し 、そして所望により前記ポリペプチドを単離することを特徴とする方法。
  36. 36.請求の範囲第35項の方法に従って製造されたポリペプチド。
  37. 37.請求の範囲第35項の方法に従って得られるポリペプチド。
  38. 38.例に記載されている真核性ハイブリドベクター、形質転換された真核細胞 及びこれらの製造方法並びにポリペプチドの製造方法。
  39. 39.真核細胞に外来性遺伝子を導入するベクターとしての染色体外rDNAの 使用。
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