JPH04505012A - ホルモン応答要素組成物およびアッセイ - Google Patents
ホルモン応答要素組成物およびアッセイInfo
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- JPH04505012A JPH04505012A JP2505257A JP50525790A JPH04505012A JP H04505012 A JPH04505012 A JP H04505012A JP 2505257 A JP2505257 A JP 2505257A JP 50525790 A JP50525790 A JP 50525790A JP H04505012 A JPH04505012 A JP H04505012A
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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】
〔発明の名称〕
ホルモン応答要素組成物およびアッセイ〔技術分野〕
本発明は一般的にはホルモン受容体遺伝子および蛋白質に関する。特に、本発明
はステロイド/甲状腺ホルモン受容体のスーパーファミリーに対して特異的な標
的遺伝子を支配する決定因子の同定および特徴付けに間する。加えて本発明は“
オーファン”ホルモン受容体ミ対するリガンド同定のための新規アッセイに関す
る。
〔背景技11
ステロイド/甲状腺ホルモン受容体は真植生物において細胞機能および運命に影
響を及ぼすリガンド依存性転写因子のスーパーファミリーを形成している。これ
らの受容体はホルモン一応答要素(HRE) (Evans 1988 i G
reenおよびChasbon198B)と称される特異的エンハンサ−配列を
含む標的遺伝子へ細胞外ホルモン信号を導入することが知られている。また、各
々の受容体はそれ自身のHREを認識することも知られており、異なった応答は
異なったホルモンにより引き金をひかれることが確かである。
グルココルチコイド受容体(GR)の配列比較および突然変異分析により転写活
性化および抑制、核局在化、[lNA結合およびホルモン結合に関与する機能的
ドメインが同定されている(Grgure et al、、 1986 ; H
ollenberg、 at al。+ 1987 ; Ru5c盾獅堰B
et al 、、1987; PicardおよびYama*oto、 198
7 ; HollenbergおよびEvans 、 19W8;
Oro 、 et al 、、1988a ) a転写を活性化するのに必要と
されるDNA結合ドメインは66−68のアミノ酸から成っており、そのうちの
約20部位〔9つのシスティン(C5からcJを含む〕は異なった受容体間で不
変であった(図1a)、この受容体スーパーファミリーの構成物の分子構造は1
つのドメインを他のものへ変換して機能性キメラを創造することを可能にしてい
る。この戦略はインビボ(GreenおよびCha@bon+ 1987 i
Gigueue et al 、 、 19B7 ; Petkovich @
t al 、 1X87 ; Kumar。
et at 、+1987 ; Llwesono 、 et al 、、19
88 ; Thompson、 et al 、+1989jおよびイン
ビトロ(KumarおよびChambon、 1988)で01114結合ドメ
インは単にFII?Illの特異的認識に関与することを示すために使用されて
きた。
アフカツメガエル転写囚子TPrllA(Mtller、at al 、、19
85)に提出された構造との類推から、不変のシスティンは特異的DNA結合の
ための2つの1亜鉛フインガー”を形成すると考えられている。ラットGRのD
NA結合ドメインを含むポリペプチドにおいては、2つのZn(II)各々は4
つのシスティンにより4面体起重に配位していることが示されている(Free
dIlan、 at al 、、1988) 、 Zn (II)配位にこれら
のシスティンが含まれていることはまた、点突然変異実験により明らかにされた
ごと< (l(ollenberg、 et al 、+1988 ; 5ev
erne 、 et al 、、19gg) 9つのシX
ティンの内の8つが受容体機能に必要とされている事実からも支持される。
インビボで機能する遺伝子制御機能の研究結果と整合させることを試みる機能性
モデルが提案されてきた。当業者はDNA結合ドメインの1つのそのようなモデ
ルは“亜鉛フィンガーモデル”であることを知るであろう、(予想された“フィ
ンガー”構造は図1bに示されている; 5everas、et al 、、1
988を参照されたい、)このモデルにおいて、最初の4つのシスティン(C+
からC4)は1つのZn(■)にキレートしてフィンガー1を形成し、それはC
8およびC8間の13のアミノ酸のループを含んでいる。第9番目のシスティン
をアラニンまたはセリンに変化させても機能は保持されているので(Sever
ne、et al 、+1988)フィンガー2は次の4のシスティン(CSお
よびCI)により形成されている。フィンガー2は9つのアミノ酸のループを持
っており、フィンガーlから15−17のアミノ酸の“リンカ−”により隔てら
れている。 hに11フィンガー1またば2それ自身ではDNA結合およびトラ
ンス活性化機能の保持には十分でなく (Hollenbeng、鮎al 、、
1988)両方のフィンガーが機能には必要とされる。このフィンガーモデルは
受容体スーパーファミリーの全ての構成物に適用可能であり、受容体DNA結合
ドメインによるIRE認識の共通様式であることを示している。
HREは構造的には相関しているが、機能的には実際はっきり異なっている。G
11(GR[り 、エストロゲン受容体(ER) (ERE)および甲状腺受容
体(TffR) (THE)に対する1fREは詳細に特徴付けられている;そ
れは“半部位”のパリンドローム対から構成されている(図1c) CEvan
s、 1988 ; GreenおよびChambon、1988) 、最適化
された偽−または共通応答要素では、GREおよびEEEでは半部位当り2つの
ヌクレオチドのみが興なっている(Klock、etユI 、、1987) 、
一方、EIIEおよびTREにおいては同一の半部位を見ることができるが、た
だしそれらの間隔は異なっている(Glass、旺、、198B)、それ故、I
IRHの多様性を達成するのに少くとも2つの異なった方法が使用される。
本発明はキメラDNA結合ドメインを運ぶ突然変異受容体の機能的特性付けがG
R。
ERおよびTRに特異的な標的遺伝子の分子決定因子の詳細な分析を可能にした
こと体を産生ずることを開示している。これらの発見は標的遺伝子特異性の2つ
の構造的決定因子に注意を集中させ、受容体DNA結合ドメインおよび制御ネッ
トワークを一緒に評価するための簡単な進路を示唆している。
これらの発見はまた1つの受容体を別の受容体へ変換することを可能にし、所望
のHRE認識特性を持つ遺伝子操作された受容体の創造を可能にする。それは“
オーファン”ホルモン受容体のためのリガンドを同定するのに有用なアッセイの
開発も可能した。そのようなアッセイはオーファン受容体を活性化できるリガン
どの探索のためのキメラ遺伝子および蛋白質を構成する必要性をな(すので特に
好都合である。
に基づいて予想される亜鉛フィンガーを示している。 lff1lcはGR(G
IIE) 、EI?(EI?E)およびT3R(THE)の最適化されたホルモ
ン応答要素の構造を示している。
図2(aおよびb)は突然変異受容体によるルシフエラーゼリポータープラス例
示している模式図である。
図4(a−f)は模式図およびプロットの写真の組合せを含んでいる0図4は基
本Δ?tTV−CAT(ΔM)、丁、一応答性AMTV −TREP−CAT(
TREp) 、xx ) OJF’ 7応答性ΔMTV −ERE−CAT(E
RR)リポータ−からの突然変異受容体によるCT^活性の誘導を示している。
定−鳳
本明細書および請求の範囲においては、以下のように、ここで使用する為に明白
に定義されている技術的慣用句および術語を参照されたい:ここで使用されると
き、種は以下のごとく同定されている:h、ヒト;r、ラット;m、マウスHc
、ニワトリ;およびd、シテジツウバエ。
ここで使用されるとき、1受容体のステロイドホルモンスパーファミリー”とは
グルココルチコイド、ミネラルコルチコイド、プロゲステロン、エストロゲン−
関連、ビタミンno、甲状腺、v−erb−^、レチノイン産および[!75
(ショウジ!ウバエ)受容体から成る関連受容体の組を示す、 Evans(1
98B)およびそこに引用されている文献を参照されたい、 ゛ここで使用され
るとき、GRはグルココルチコイド受容体を意味する。hGRで示されるDNA
はヒトグルココルチコイド受容体GRをコードしている。 hGRは特許出願の
目的で供託されATCC番号第67200号を与えられたプラスミドpR5hG
Rによりコード化されている。
ここで使用されるとき、朋はミネラルコルチコイド受容体を意味する。 hMR
で示されるDNAはヒトミネラルコルチコイド受容体順をコードしている。 h
MRは特許出願の目的で供託され、ATCC番号第67201号を与えられてい
るプラスミドルR5h腑によりコード化されている。
ここで使用されるとき、TRは甲状腺受容体を意味し、T、Rはトリョードチロ
ニン(T3)受容体を意味する。 TRαおよびTRgは甲状腺受容体のアルフ
ァおよびベータ型を示している。プラスミドpherb−A8.7はhTRαを
コード化しており;それは特許出願の目的で供託され、ATCC番号第4037
4号を与えられている。プラスミドpeAlo1はhTRβをコード化しており
;それは特許出願の目的で供託されており、ATCC番号第67244号を与え
られている。
二二で使用されるとき、ERRはエストロゲン−関連受容体を意味する。!I字
語hi!mおよびhBmはヒトエストロゲン−関連受容体l#よび2を示してい
る。
これらの受容体は甲状腺受容体よりもステロイド受容体により相関が強いが、し
かし、既知のステロイドホルモンの主たる組のいずれとも結合しない(G4a*
r・。
蛙al 、、198B) 、 bERRlは特許出願の目的で供託され、AT印
14t67309号および67310号を与えられたプラスミドpa4およびp
BIAによりコード化されている。
(pH4またはpBIAのどちらも完全なりローンではないi hERRlは両
方のクローンからのセグメントを結合させることにより構成される) hERR
2は特許出願の目的で供託され、Aτcct号第40373号を与えられている
プラスミドphH3によりコード化されている。
ここで使用されるとき、MARはレチノイン酸受容体を意味する。H字語bRA
Rαはヒトレチノイン酸受容体アルファを示す、 hRARαは特許出願の目的
で供託され、^TCCI号第40392号を与えられているプラスミドphil
Ailαによりコード化されている。
ここで使用されるとき、VDRはビタミン0.受容体を意味する。
ここで使用されるとき、1オーフアン”受容体はホルモン受容体のステロイド/
甲状腺スーパーフッミリの既知の構成物をコードしているDNA配列と相同であ
るDNA配列によりコードされている蛋白質である。術語“オーファン”は推定
されている受容体へ結合するりガントがまだ知られていないことを表わしている
。
ここで使用されるとき、要素PはDNA結合ドメインの標的遺伝子特異性を区別
をつけて制御できるステロイド/甲状腺受容体中のアミノ酸の2つの群の1つを
意味する。GRサブファミリー(G11.?lR,PR,AR)に対する要素P
を含むアミノ酸の群番よ“GSCKV ”であり、EIlサブファミリー(T、
Ra、丁、α、RARat、RAIIβ、vosR。
NGFIB 、 TRg、v −orb A 、 ear2. ear& 堕■
匹、KaLx−関連、ERRI、ERE2)に対する要素を含む群はEGCI[
A ” “EGCKG″、−EGCKS″および”lHACI[A″である0表
2も参照されたい。
ここで使用されるとき、要素りはDNA結合ドメインの標的遺伝子特異性を区別
をつけて制御できるステロイド/甲状腺受容体中のアミノ酸の2つの群の1つを
意味する。GRサブファミリー(GR,袖、PR,AR)に対する要素りを含む
群はAGRN[l ”および” ASRND″である。ERサブファミリー(T
sRα、Tツα、RAIIα、RARβ、VDJ、NGFf −8+TRt+V
−orb A+ear2.ear3.仏E匹、 」框圧り一関連、ERFll
、ERE2)に対する要素Pを含む群はPATNQ″″、“KYDSC” 、“
KYEIJ″、”HRDKN”。
“PFNGD ” 、”LANKD″、”RGSKD ” 、“TY[lGC”
、”R3NRD ” 、“RANRN ” 。
”KWEGK“、 “KNNGE”、”PASNE”および”PATHE″であ
る0表2も参照さたい。
ここで使用されるとき、CATはクロラムフェニコール アセチルトランスフェ
ラーゼを意味する。
ここで使用されるとき、ルシフェラーゼはホタル ルシフェラーゼを意味する。
de Wet 、 et al、 、 (1987)を参照されたい。
ここで使用されるとき、COSはT抗原(Tag)を発見するサル腎臓細胞を意
味する。 Gluzman、Ce旦 23 : 175(1981)を参照され
たい、ここで使用されるとき、cv−1は“CV−1”と称される細胞株からの
サル腎臓細胞を意味する。CV−1はCO5の親株である。 COS細胞と異な
り、それはSV 40 T抗原(Tag)を発言するように形質転換されており
、CV−1細胞はT抗原を発現しない、CV−1細胞は受容体欠損細胞であり、
本発明のアッセイにおいても有用である。
ここで使用されるとき、HREはホルモン応答要素を意味する。 HI?Eは短
いシス作用性配列(約20bρの大きさ)であり、転写のホルモン(またはリガ
ンド)による活性化に必要とされている。ホルモン非応答性遺伝子へのこれらの
要素の結合によりその遺伝子はホルモン応答性となる。 lII?Eは位置およ
び配位に依存しない様式で機能する。他のエンハンサ−と異なり、H[lHの活
性はリガンドの存在または不在に依存する。 Evans(1988)およびそ
こに引用されている文献を参照されたい、゛
ここで使用されるとき、遺伝子工学による)IMEとはヌクレオチド置換欠損そ
の他のごとき遺伝子工学技術を用いて組換え産生された1t)IEを意味する。
もし、野生型、遺伝子工学によるまたは合成HREがホルモン非応答性プロモー
ターに結合されるとこれらのプロモーター類はホルモン応答性となる。 F−v
ans (198B)およびそこに引用されている文献を参照されたい。
ここで使用されるとき、合成HREは自動ヌクレオチド合成機を用いてインビト
ロで合成されたB[1gを意味する。 OREはただの20bpの大きさである
のでこの方法で容易に合成される。もし、野生型、遺伝子工学による、または合
成HREがホルモン非応答性プロモーターに結合されると、これらのプロモータ
ー類はホルモン応答性となる。 Evans(1988)およびそこに引用され
ている文献を参照されたい。
ここで使用されにとき、頭字語GREはグルココルチコイド応答要素を意味し、
TREは甲状腺受容体応答要素を意味する。 G$lEはホルモン応答要素であ
り、GRとの相互作用を通してグルココルチコイド応答性を与える。Rayva
r、et al、、Ce1135 : 381(1983)および5rhied
ereit、et al 、、Nature、304 : 749 (1983
)を参照■■
たい、 GREはDNA結合ドメインがGRI!と機能的に結合できる(即ち、
活性化する)野生型またはキメラ受容体とともに使用できる0例えは、GR,M
RおよびPR受容体はすべてGRBを活性化できるので、GR,MRまたはPR
型のDN^結合ドメインを持つ任意の野生型またはキメラ受容体とともにGRE
が使用できる。 TREはTRとの相互作用を通して、甲状腺ホルモン応答性を
与える点を除いてGREと類似している。
THEはDNA結合ドメインがTREと機能的に結合できる(即ち、活性化する
)野生型またはキメラ受容体とともに使用できる。TRおよびRR受容体の両方
がTREを活性化できるので、TREはTRまたはRR型DN^結合ドメインを
持つ任意の受容体とともに使用できる。
ここで使用されるとき、リガンドはホルモンまたは成長勧賞のごとき誘導剤を意
味する。細胞内部においてリガンドは受容体蛋白に結合し、それによりリガンド
/受容体複合体を形成し、順に適当なホルモン応答要素に結合できる。1つのリ
ガンドは多数の受容体を持っている0例えばT、llαおよびT、βの両方とも
T、のごとき甲状腺ホルモンと結合する。
ここでイ吏用されるとき、句゛″リガンド応答性プロモーターおよび作用可能な
ポーター遺伝子に機能的に結合した作用可能なホルモン応答要素”中の語“作用
可能な”とは各々のDNA配列(術語“ホルモン応答要素”、“リガンド応答性
プロモーター”および“リポータ−遺伝子”により表わされる〕が機能的に作用
することであり、即ち、ホルモン応答要素は受容体蛋白(野生型またはキメラの
両方)のDNA結合ドメインと結合でき、リガンド応答性プロモーターがリポー
タ−遺伝子の転写を制御でき(HRE/受容体蛋白/リガンド複合体による適当
な活性化による)、およびリポータ−遺伝子が宿主細胞中で発現されていること
ができる0句“機能的に結合した“とは、DNAセグメントが結合された時、適
当な活性化により、リポータ−遺伝子(例えばCATまたはルシフェラーゼ)が
発現されるであろうことを意味している。この発現は“リガンド応答性プロモー
ター” (ホルモン応答要素の下流にあり、I’lREが適当なリガンド/受容
体蛋白複合体へ結合した時に“活性化され”、それは順にリポータ−遺伝子の転
写を“制御する”)が“スイッチを入れられた”かまたはさもな(ぼりガント/
受容体蛋白複合体のホルモン応答要素への結合の結果として活性化されたという
事実の結果として起こる。
ここで使用されるとき、句、受容体の” DNA結合ドメイン”はクロマチンD
NA上のHRE部位へ結合する受容体蛋白(グルココルチコイド受容体、甲状腺
受容体、ミネラルコルチコイド受容体、エストロゲン関連受容体およびレチノイ
ン酸受容体のごとき)の一部を意味する。これらのDNA結合ドメインの境界は
ステロイドホルモンスーパーファミリーに対しては同定および特性付けがなされ
ている。
Evans (1988ンを参照されたい、またGiguere、et al
(1986) ; Hollenberg、 et al、{
(1987ンi GreenおよびChasbon(1987) ; Mies
fie’ld、et al 、、(1987)およびEva獅■
(198B)も参照されたい。
ステロイドホルモンスーパーファミリーの受容体のDNA結合ドメインは66か
ら68のアミノ酸の長さで変化しているアミンセグメントから成りでいる。この
セグメントは9つのシスティン残基を含んでおり、その1つはセグメントの最初
のアミノ酸である。この最初のCys残基はCys −Xt−Cys −Lx−
+s Cys −Xz−Cys(式中には任意のアミノ酸である)で記述される
モチーフで始ま、ている、 DNA結合ドメインは必ずアミノ酸C1y−Mee
で終わっている。
ここで使用されるとき、句、受容体の“リガンド結合ドメイン領域“は成長物質
またはホルモンのごときリガンドへ結合する受容体蛋白の一部を意味する。ステ
ロイド受容体スーパーファミリーのリガンド結合ドメインの境界は同定さ名へ特
性付けされている。 Evans(1988)を参照されたい。
ここで使用されるとき、“突然変異させる“とは遺伝子工学技術を用いてDNA
を変化させることを意味し、そのためそれは“野生型7または非改変配列とは興
なっている。 DNAを改変するために育用な遺伝子工学技術としては、野生型
配列中への新規ヌクレオチドの挿入、野生型配列からのヌクレオチドの欠失およ
び野生型配列中のヌクレオチドの置換(例えば部位指向性突然変異誘発による)
などが挙げられるがそれらに制限されるわけではない。
ここで使用されるとき、本発明の“突然変異体”DNAとは0野生型”または非
改変配列と異なっているように遺伝子工学の操作を受けているDNAを意味する
。
そのような遺伝子工学には野生型配列中への新規ヌクレオチドの挿入、野生型配
列からのヌクレオチドの欠失または野生型配列中のヌクレオチドの置換(例えば
部位指向性突然変異誘発による)などが挙げられる。
本明細書および請求の範囲においての術語“本質的な配列相同性”の使用は、こ
こに記載され特許請求されている実際の配列と比べて、わずかなおよび重大でな
い配列変異を持つDNA、RNAまたはアミノ配列が付随する請求の範囲内であ
ることを意図することを意味している。この事については、′わずかなおよび重
大でない”配列変異は、相同配列が本発明の配列と機能的に均等であろうことを
意味しており、即ち、相同配列は本質的に同一の様式で機能し、ここに記載およ
び特許請求されている核酸およびアミノ酸組成物と本質的に同一の組成物を産生
ずる。
ここで使用されるとき、術語“組換えにより産生された”とは、単に天然から精
製されたのではなく遺伝子工学技術を用いて作られたことを意味している。
ここに出てくる種々のアミノ酸配列に含まれるアミノ酸は以下の3文字または1
文字略号に従って同定されるであろう:L−アスパラギンai Asp D
し一グルタミンIII Giu E
L−グリシン cty ’ G
L−ヒスチジン His R
ニジ1 上窮邊還 Lだ1号
し一メチオニン Met M
L−フェニルアラニン Phe F
L−1−リブトファン Trp H
ここで出てくる種々のヌクレオチド配列を含むヌクレオチドは本分野で日常的に
使用されている通常の1文字呼称(A、G、T、CまたはU)を持っている。
ここで使用されるとき、bpは塩基対を意味し、にbはキロ塩基対を意味してい
る。
本明細書および請求の範囲において、ギリシャ文字アルファ(α)、ベータ(β
)、ガンマ(r)等は時々a、b、g等と呼ばれる。
本明細書および請求の範囲において、特に指示しないかぎり、温度は摂氏度で表
わされる。
供−一部
プラスミドpR5hGR(hGR) 、pRShMR(hMR) 、四Al0I
(Htsβ)およびGMCIIT (これらのすべては大腸111118101
中にある)、プラスミドpH4およびpHKAを加えたもの(−緒になってbE
RPlをコード化しており) 、phH,(h[!RR2) 、ph畦−48,
7(hTRα)。
ρhFA8 (hTRαの部分クローン)およびプラスミドph RARαは特
許手続の目的の為にIa止物の供託の国際認可についてのブタベスト条約事項お
よびこの条約のもと発布された規定によりアメリカン タイプ カルチャーコレ
クシテン、ロックビル、メリーランド、U、S、A、 (ATCC)に供託され
ている。プラスミドの試料は前記条約および規定のもと、およびさもなくばこの
出願またはこの出願の出願請求優先権がfli(#されるまたはそのような出願
に特許が付与される米国およびすべての他の国または国際機構の特許法および規
定に従ってそれらを受けると合法的権利を与えられた工業所存権事務所および他
の個人で入手可能である、およびあろう。
供託物のATCC供託番号および供託日付は以下の通りである:pR5hGR(
hGIl) 67200 191116年9月9日pR5hMR(h順) 67
201 1986年9月9日ρB4 (hERRl”) 67309 1987
年1月30日phHKA (hftR[?1傘) 67310 1987年1月
30日phE3(bER++2) 40373 1987年9月29EGMCA
丁(リポータ−)67282 1986年12月18日pherb−A8.7(
hTRα) 40374 1987年9月29日peA101 (hTRβ)
67244 198110月22日ph RARα(hRARα) 40392
1987年11月20日(”は部分クローンを意味する)
(pE4およびphHKAは一緒になって完全hERR1をコード化している)
〔発明の開示〕
1つの態様において、本発明は標的遺伝子特異性を決定するステロイド/甲状腺
ホルモン受容体DNA結合ドメイン組成物を特色とする9本発明の組成物はGS
(JV。
[!GCKA 、 [!GCKG 、 EGCKS 、!!ACKA、 AGR
NII、 ASRND、 PATNQ、 KYDSC,KYm!GK、 HRD
にN。
PFNGD 、 LANKD 、 RGSKD、 TYDGC,R5NRD、
IIANRN、にNEGに、 KNNG[!、 PIISNdおよび
PATNEから成る群より選択される。
他の態様において、本発明はEGxxGxxR(式中XはA、 R,N、 D、
C,Q、 II!、 !1.1ル。
K、 M、 F、 P、 S、 T、 W、 YおよびVから成る群より選択さ
れる)を特色とするアミノ酸の群である。
さらに別の態様においては、本発明はKVEGKを特色とするアミノ酸の群であ
る。
さらに別の11様においては、本発明はGTG8. GTG3A、 GTG2.
GTGIから成る群より選択される突然変異体受容体を特色とする。
さらに別の態様において、本発明はGREおよびERIl:の両方の配列を活性
化できる受容体の構築の方法を特色としている0本方法はC1および04間の部
位にコード化されていたグリシンがグルタミン酸にf換されるようにグルココル
チコイド受容1)N^配配列へ点突然変異を導入することを特色とする6反対に
点突然変異がエストロゲン受容体DNA配列中に導入されると、C8およびC4
間の部位でコード化されていたグルタミン酸がグリシンに置換される。
さらに別の態様において、本発明はグルココルチコイドおよびエストロゲンの両
方の応答要素を活性化できる木賃的に純粋な受容体蛋白を特色としている。
さらに別のamにおいて、本発明は1つの受容体の標的遺伝子特異性を他の標的
遺伝子特異性へ変換する方法を特色とする0本発明のこの態様に従うと、グルコ
コルチコイド受容体の標的遺伝子特異性を第1の亜鉛フィンガー中に群になって
いる3つのアミノ酸を変更することによりエストロゲン受容体のそれに変換され
る。この領域における1つのclyのGluへの変化は2つの配列に応答性の受
容体を生み出す、さらに第2の亜鉛フィンガーの幹中05つのアミノ酸の置換は
特異性を甲状腺ホルモンの特異性へ変換させる。
さらに本発明はオーファンホルモン受容体に対する機能性リガンドの同定のため
の新規アッセイを特色する。これらのアッセイはオーファン受容体を活性化でき
るリガンドの探索のためキメラ遺伝子および蓋白質を構築する必要がないので特
に有用である。加えて、本発明のアッセイは問題としているDN^配列を配列決
定してそれらがGRまたはER/TRサブファミリーに属しているかを見る(こ
のことはやればできるが)必要がない、さらに、本発明の好適なアッセイ中で行
われるごとく、宿主中の2つのリポータ−遺伝子の存在は(1つは作用可能な状
11GREへ、他のものはEREへ結合されている)、1つのアッセイ系でのス
テロイド/甲状腺受容体スーパーファミリーのすべての未知のメンバーの検定を
可能にしている。さらに、リガンドのカクテルが1度に試験できる。もしどれか
のりガントがリポータ−のどれかを活性化したら、これらのりガントは例えばよ
り小さな“カクテル”群で続いて別々に再試験することができる。このことはオ
ーファン受容体のためのリガンドの探索の効率を非常に高める。
本発明の1つのアッセイm欅に従うと、受容体蛋白質をコード化していると疑わ
れるDNA配列が単離される。これらのDNA配列は、少くとも1つの作用可能
なホルモン応答性要素(ホルモン応答性要素は野生型、遺伝子工学による、また
は合成グルココルチコイド応答要素および野生型、遺伝子工学による、または合
成エストロゲン応答要素から成る群より選択される)に機能的に結合された少く
とも1つのリポータ−遺伝子を含むように遺伝子工学で処理された適当な受容体
欠損宿主細胞中へトランスフェクトされる。トランスフェクトされた受容体〜欠
損宿主細胞(ここでは疑われるまたは“オーファン”受容体および少くとも1つ
の受容体/IIRE複合体を含んでいる)は問題とするDNA配列によりコード
化されている推定受容体蛋白のりガント結合ドメイン蹟域と結合できるかもしれ
ない少くとも1つの候補リガンドと試験する。リポータ−遺伝子の誘導はリポー
タ−遺伝子によりコード化されている蛋白質の蛋白濃度の変化によりモニターさ
れる。最終的にリポータ−遺伝子の蛋白産物の産生を誘導できるリガンドが選択
される。
本発明の好適なアッセイにおいて、トランスフェクトされる宿主細胞はCV−1
細胞であり、それは異なった機能性ORE要素に各々作用可能なように結合され
た少くとも2つのリポータ−遺伝子を含むであろう、特に好適な形態においては
、第1のリポータ−遺伝子は野生型、遺伝子工学による、または合成グルココル
チコイド応答要素に作用可能に結合されるであろうし、第2のリポータ−は野生
型、遺伝子工学によるまたは合成エストロゲン応答要素に作用可能なように結合
されるであろう、この形態において、第1のリポータ−遺伝子は好適にはクロラ
ムフェニコール アセチルトランスフェラーゼ(CAT)であろうし、第2のも
のは好適にはホタル ルシフェラーゼであろう。
本発明の別のアッセイmt欅において、オーファン受容体を活性化するりガント
の同定のために提供される0本発明のこの態様に従うと、前もって選択されたホ
ルモン応答要素に機能的に結合された少くとも1つのリポータ−遺伝子を持つ受
容体欠損宿主細胞が提供される。さらに、少くともオーファン受容体のDNA結
合ドメインの1M域をコード化しているDNAが突然変異を受け(好適には部位
指向性突然変異誘発により)そのため突然変異を受けたオーファン受容体は受容
体欠損宿主細胞において前もって選択されたホルモン応答要素を活性化すること
ができる。少くとも1つの受容体遺伝子に機能的に結合された前もって選択され
たホルモン応答要素を含む宿主細胞を突然変異を受けたオーファン受容体と接触
させ、次に突然変異を受けたオーファン受容体のリガンド結合トメチン領域と結
合できるかもしれない候補リガンドで試験する。最後に、オーファン受容体を活
性化できるリガンどの指標としてリポータ−遺伝子の誘導をモニターする。
本発明の組成物、方法およびアッセイ、加えてそれらを製作および使用するため
の好適な方法が以下の実施例により詳しく説明されている。
叉−一施一一信
実施例−1
フィンガーモジュール
ホルモン受容体に関するこれまでの研究は全DNA結合ドメインを通してのアミ
ノ酸がDNA結合に重要であろうことを示している(Hollenberg、
et al 、、19B?) 。
この実施例はどのアミノ酸が配列認識に寄与し、それ故標的遺伝子特異性の決定
に関与するかを説明している。実験的に、グルココルチコイド受容体が甲状腺ホ
ルモンおよびエストロゲン応答要素を認識させるにはDNA結合ドメインの何な
る変化が必要とされるか(最小限で)を知ることが重要である。ヒトグルココル
チコイド受容体(hGR)およびヒト甲状腺受容体ベータ(hTRβ)の間では
この領域中の半分未満のアミノ酸しか共通でない1図1a)、もし全hGRDN
A結合ドメインがhTRβからのものに置換されるとすると、特異性は完全に切
替わり、ハイブリッドGTGはTHEを通してのみ活性化され、もはやGREを
認識しない(丁hospson、 5ta1..1989)。
本実験においては突然変異体GR発現プラスミドが少くとも1つのリポータ−プ
ラスミド(例えばホタルルシフェラーゼリポータ−プラスミドの1つ)と−緒に
サル腎@CV−1111胞内へ導入され、この標的遺伝子持異性およびトランス
活性化機能が試験された。グルココルチコイド応答の為、ルシフェラーゼをコー
ドしている配列を応答性MTV −LTR(MTV−LLICプラスミド)に結
合させた* (Hollenberg。
et al 、、2981?) 、ち一応答性の為、Gl?εをMTVがら切り
取り、パリンドロームTRεをコード化しているオリゴヌクセオチドと置換して
リポータ−ΔMTV −TREp−LUCを生しさせた(Us+esono、
et al 、、1988 ; Giguere+ at al、、1989)
、合成グルココルチコイド デキサメサゾンの転化により、収受容体hGRn
xおよびGTGはMTV −LUCおよびΔMTV −TREp−LUCからの
パックグラウンド量の各々約2.500および200倍の誘導を引き出した(図
2)、これらの誘導は祖先を同じくする応答要素により明瞭に開始される。
実施例−」。
一:TR1!蕾
祖先を同じくするHREの識別を受容体に可能にさせるアミノ酸を同定するため
に、種々のキメラDNA結合ドメインが構成された0図2に示した突然変異体に
おいては、ループおよびリンカ−の一部がhGRおよびhTRβまたはヒトレチ
ノイン酸受容体アルファ(hRARα)間で交換された。これらはループ1 (
GRG7およびGTG 32) 、リンカ−のほとんどすべての部分(にTに3
8 、GRGS%GTに36BおよびGTG29)、およびループ2および隣接
する下流部分(GTG6、GTG33およびGTG28)を切替えた。これらの
切替え突然変異体のすべてはルシフェラーゼ活性の誘導では活性を示した(親の
応答の88%から7%)。
荷電分布の劇的な変化にもかかわらず標的遺伝子特異性に変化がなかったという
ループの交換可能な性賀は注目すべきものである。さらに、リンカ−領域中の小
さなおよび大きな置換は全く許されることでありプロモーター特異性に何の衝撃
も与えなかった。 15 (GRnxおよびGTG29)、17(GTG) 、
19(GRsst)および21(GRsstG)からのフィンガー間の間隔の減
少または拡張に対しても再び大きな許容性を示した。これらの突然変異体の表現
型から、これらの領域に観察される一次構造または大きさの相異は、受容体スー
パーファミリーの最も距離的に近いものから2つのメンバーの間で突然変異的に
は許容されていることは明らかである。
さらに、ここに記載したループまたはリンカ−変異体は特異性が変化しなかった
ので、これらのアミノ酸はGREおよびTRflまたはGREからの丁RE、間
の!+1には明らかに決定的ではなく、むしろIIRE認識およびトランス活性
化の共通の様式に関与しているであろうことが結論される。
フィンガーN域のラージセグメントのモジエールまたは交換可能性は特異性を決
定する配列が存在するはずであるという基本的事実が偽りであることを示すわけ
ではない、この一連の突然変異体からの除去によっても2つの群の9つのアミノ
酸は変化を受けていす、それ故に特異性を分は与えているのであろう、第4の先
端(P) N域はC3に続きGRでは3つのアミノ酸群GR−−VおよびTRで
はEG−−Gを含んでいる。これらは高度に保持された10のアミノ酸セグメン
トの一部であり、6つの不変のアミノ酸を含んでいる。これらの3つのアミノ酸
が切替えられた場合(図2aのG7G3Aおよび図2bのGTG36A)生じる
キメラは酊V−LIJCまたはΔM丁V −PREp−LIICの両方に対して
機能しない、特異性に潜在的に重要な第2のまたは末#CD>tjI域はCsお
よびC6間の5つのアミノ酸の群であるC hGR中のAGRNDおよびhTI
+θ中のに’fEGK 。
実際、GTG21からの3つのアミノ酸の除去でGTG15が生成さit、 T
RE不活性表!j!型を得る0図3)、これらの観察に基づき、決定的な二重の
スイッチおよび8つのhrRβ−特異性アミノ酸のみを持つホトンド完全なhG
RflNA結合ドメインを運ぶ突然変異体GTG8(図3)が構築された。注目
すべきは、このキメラは標的遺伝子特異性の完全な変換を誘導する(図3および
411>、 GTG8による丁REpリポーター上のルシフェラーゼ活性の誘導
はGTGそれ自身と同じくらい有効である。
それ故2つの隣接しない“要素″ (PおよびD)はhTIII9DNA結合ド
メイン内に周在し、それはさもなくば正常のグルココルチコイド受容体に対しT
HE特異性認識を分は与えるのに十分である0両方の要素が必要とされ、一方単
独では十分でない、さらに、この変化におけるTRE特異性の獲得はGRF!応
答性の完全なそう失を含んでいる。
憲施桝−ユ
7−−:ERE誓゛
すべてのI(REは認識可能な保存モチーフを含んでいるが、TREpおよびパ
リンドローム ビテロゲニンERE (EREp)は同一の半部位(5’ −T
GACC−3’ 、Fj!Jlc)の間隔のみが異なっている。さらに、最近の
研究は外来性TsRCGIass、et al 、。
1988)ならびにインビトロで翻訳されたクローンαおよびβTRcDNA(
Thompson。
at al 、、1989)はEREpならびに丁RE9の両方に対し高い親和
性で結合できることを示している。この関係にもかかわらず、TsRがERE依
存性トランス活性化を開始させる可能性については注意深く評価されていない、
この出願に向けて、EREをコード化しているオリゴヌクレオチドが基本ΔMT
Vプロモーター(ffollenbevg、etal、、(1988)) ニ挿
入され、リボ−ターフラスミドΔHTV −EIIE−[、(IGおよびA?1
TV−ERR−CATが作作製れた。
このプロモーターは本当にエストラジオール(E8)注入可能であり、なぜなら
Cv−1細胞においては効率的なCAT活性の刺激は機能性ERおよびリガンド
E2の両方に依存している(図4d)、)ランスフエクトされた1(IERはG
REを通して活性化されないが(LlsesonoおよびEVan!!+未発表
データ) 、TREp’!容体の弱い活性化剤を保持している。しかしながら、
逆実験においてGTGキメラはEREリポータ−の活性を促進する(図38およ
び4d)6反対にhGRはEREpまたはTRI!4容体からのCATまたはル
シフェラーゼ活性を誘導しない(図3aおよび4b)、それ故、hTsRβのD
NA結合ドメインは本アッセイ系における応答要素としてTRE、およびERE
の両方を認識することができる。
このhERおよびhTR突然変異受容体間の近い関係のため、2つの特異的領域
の機能的役割を評価するために合わせたERRおよびTRE応答性が試験された
。 GTGの活性を100%とすると、図2および3のすべての丁RE十突然変
異体(GTxbaG 。
GTsstG、 GTG32 、 GTG36B、 GTG29. GTG2B
、 GTG21およびGTG8) [!HEリポーターに対し70%から650
%の活性を示した(図3)。さらに、hTRβ要素Pを運ぶが要素りを欠く突然
変異体(GTG16およびGTG3A)はまたERI!による著しい誘導を示し
たがTRF!pに対しては不活性であった0図3および4)、これらの結果はb
TJβ要素P(Dではない)がERRおよびTFIB、中に観察される共通TG
ACC型半部位による陽性表現型を決定することを示している。−貫して、GR
要素Pを含むすべての突然変異体(IIGI?lIX、 GTG7. GTG3
5. GRG8. GTG6. G丁G36A、 GTG5)はEREIJポー
ターニハ■
答しない(データは示されていない)。
要素Pを形成する3つのアミノ酸の置換がhに11 DNA結合ドメイン(GR
E” 、El?E −。
TRE−) ノ本体をER(Dそれ(GRi’−、ERE” 、TRE−)に変
換するのに十分であることをGTG3A (図30および4g)が明白に示した
。これは完全な変換であることに注目されたい;即ち、この突然変異体は?lT
Vに対して陰性であり、ERHに対してのみ陽 −性である。突然変異体GTG
3AのERε応答性は改変MTジブロモーターにIIJ御されない0例えばEl
?E−TK−LIICリポータ−はまたGTG3Aにより制限されるが一万ER
Rをコード化しているオリゴヌクレオチドを欠<1!7に−LUCは誘導されな
い(未発表の観察データ〕。
実施医−1
である重要PがGR[!−ER[!応答性を特定することあ示している。この要
素はhGR(GSCKV)およびhT、R3間で3つのアミノ酸が異なっている
。興味あることに、hT。
PRおよびh[ER(BGCKA)の両方とも[EREにより活性であり、この
要素にきた場合はほとんど同一の構造を共有することは(図18)、これらのア
ミノ酸配列がEREの認識に重要であることを示している。
これらの結果の1つの傾向は、DNA結合ドメインへ新しい特異性を与えること
により、従前の特異性は同時に失われるということである。 IIRE特異性の
獲得または抑制に関して個々のアミノ酸が果たす異なった役割を決定するため、
二重および三重突然変異体の活性が調べられた。三重突然変異体(GTG3A)
は選択的にEREを認識するが、二重突然変異体(GTG2)はMTVおよびE
REリポータ−の両方とともで活性である(図3cおよび4f)、この誘導はO
RHに依存している、なぜならこの受容体はΔMTVまたはTREpプロモータ
ーを活性化しないからである(図4)、この突然変異体の表現型の実験は↑sR
β要素の最後のグリシンが、TIRE認識へは両賞的影響を与えずにGRE ”
の抑制に関与すると思わせる。
これらの結果に基づくと、1つのアミノ酸置換が受容体表現型の認識可能な変化
を与えるのに十分であろうかという疑問が起こった。驚くべきことに、C1およ
びC4間のグルココルチコイド受容体グリシンまたはエストロゲン受容体グルタ
ミン酸の置換により(G丁Gl)二重の特異性を持つ受容体が産生された。この
単一アミノ酸変化はGRE認識を正常に残し、EREの明瞭な認識を育てた。
GTG2突然変異体のごとく、これらの誘導はGREかまたはERF!に依存し
ている(図3Cおよび4e)。
しかしながら、これらの突?8変異体のすべてが丁、RβD要素を欠いているの
でそれらはTR釦に対しては完全に不活性である。
亙施伍−五
二股よ堕旦!!
当業者はこれまでの実施例に示された結果が、核受容体がそれらの適当な応答要
素を同定する機構に関して多数の予期されなかった結論を与えることを評価する
であろう、第1に、2つの亜鉛フィンガーの推定ループは特異性を変えることな
く受容体間で交換可能である。第2に、ループの外側の2つの異なったN域(P
およびD)は配列認識に決定的である。第3に、IIIIE応答生の獲得および
そう失に異なったアミノ酸が関与するであろう、このため、単一のアミノ酸変化
によりGREおよびEREの二重の認識力を持つ受容体の創造が可能であった。
これらの結果はループ中のアミノ酸が配列特異的結合に決定的ではないことを意
味しているわけではないことを理解することが重要である;むしろ我々の結果は
ループ中のアミノ酸は応答要素間の差異の同定に決定的ではないことを示してい
る。それ故、ループ機能の共通性はそれらはHRE構造の共通の様式の認識を媒
介することを示していることが過程されるであろう0反対に、PおよびD要素は
変異ヌクレオチドの認識に関与するであろう、これはHREが共通コア配列から
成っており、それはヌクレオチド位置の制限された番号だけ変更できるという観
察と一致している。このことはHREおよび亜鉛フィンガー間の推定の分布地図
ではH9llの可変領域はいつもフィンガーのP要素内に位置しているであろう
ことを示唆するであろう、それ故この要素中のアミノ酸はベントメリックuRE
中の可変の位置の少くとも1つと特異的に接触することが仮定できる。
−次配列認識に加えて、半一部位間隔(ERA!対THE 、図1c)を識別す
る必要がある0表1に要約したごとく、我々の結果は第1の要素(P)が半一部
位の一次ヌクレオチド配列を特定し、一方第2の要素(D)は半部位間隔の決定
に重要であることを示している。言葉を変えれば、hGRおよびhER中の第2
の要素は3つのギャップヌクレオチドを持つ1(REの認識を制限する。
第1の要素のアミノ酸配列に関しては、この受容体スーパーファミリーのすべて
のメンバーはGRまたはERサブファミリー内へ分類できる(表2)、GRサブ
ファミリーは4つのヘンバーを含んでいる(GR,MR,PRおよび^P、 I
!vans、1988;Lubahn。
at al、、1988;Ham et al、、1988) ;これらのすべ
てはGR[!を認識できるが、各々のホルモンの生理学的効果は全く異なってい
る(I(am、 at al、、1988)、他のメンバーはE!?/TRサブ
ファミリーを構成する(ER,↑、Rβ、T311β、RARcr、RARβ、
VDsR,NGF■−B(Milbrandt、 1988)、TR−2(Ch
ang、 et al、、198B) 、v −erb A % ear2(M
iynjim、et al、、1988)、 ear3 (Miyajima、
et al、、198B)、 KユLL2! (Naub■秩B
et al、、198B)、紐江匹関連(Oro、et al、、1988b)
、わずかに変化させたERRIおよびrJR2(参考のため、Evans 1
988を参照されたい)〕、このサブフコアリーのメンバーはERE、丁REp
またはC5に続く決定的なグルタミン酸残基のため5またはそれ以上の間隙ヌク
レオチドにより分離されたTGACC配列のパリンドローム対を認識するであろ
う、コノモデルを支持するため、5alk In5titute for Bi
ologicalStudiesの我々のグループはレチノイン酸受容体は丁R
I!と結合でき転写を活性化させることを示した。
第1の要素の構造保存性と比較して、第2の要素は全く発散している。我々の仮
説に従うと、第2の要素は[lNAへ直接結合する必要はなくむしろ蛋白質−蛋
白質相互作用を通して半一部位の空間配置を決定するものであろう、1つの可能
性はそれが二重化界面を表わすであろうことである。この仮定は、受容体DNA
結合ドメインはそれ自身二重化信号を含んでいるように思われるという最近の報
告(Kumar、 et al、、1988 ; Tsai、 at al−+
1988 )と矛盾しない。
表−一1
および 炊・ DNA ムドメインの
P D GRE ERRTRF!
GRGR十−−
TsRβ T、RR−+ +
GQ T、RR(+) −−
TJβ GR−+ −
RR[!ρ −+ −
GRER+ −
ERGR−+
GR−ERハイブリッドの表現型はGreen、 et al、、 (1988
)から。
(+)は陽性表現型は構成物に依存することを示している。
え−一1
GRおよびERTRサプフ ミ盲−の P よび Dの P D
a) GRサブファミリー
GR,Ni1. Pal、 All GSCKV AGRIIOGSCKV A
SRND
b) ERサブファミリー
鵠 鴎CKA PATHQ
T、Ra EGCKG K’1DSC
bRβ EGCKG KYEGK
RARa 、 RARβ [!GCKG IIRDKNvo、II!!GCKG
PFNGD
NGFI−B EGfJG LANKDTR2EGCKG 圓5KD
v −5rbA EGCKS TYDGCear2 EGCKS R3NRD
kn i rps EGCKS KNEGKknieps−関連 EGCKS
KNNGEERRI EACKA PASNE
ER1121!ACKA PATNE
阻lJ1嗅1里
図1 、a)hGR,hTsRβおよびhEllのDNA結合ドメイン中のアミ
ノ酸配列の比較(参考のために、Evans、 1988を参照されたい)、上
方の番号(1から9)は受容体DNA結合ドメイン中に観察される不変の9つの
システィンに対応する。配列に隣接する番号は各々の受容体のアミノ酸位置を示
している。コロンはhGRおよびh丁sRβまたはhTjllβおよびhER間
で同一のアミノ酸を示している。 hTffl?j9 DNA結合ドメインはド
メインの中間に2つの追加のアミノ酸を含んでいる。 b)ラットGR18のも
のに基づいて予想される亜鉛フィンガー、システィンのための番号1から9は図
1aと同じである。 hGR,hT3RβおよびhER中の保存アミノ酸は1文
字アミノ酸コードで示されている6点はこれらの受容体中の可変アミノ酸を表わ
している。2つの亜鉛イオン(Zn)は4つのシスティンの2つの群(C1から
C1およびC$からCs)により四面体配位でキレートされており2つの“亜鉛
フィンガー”を形成している(図1および図2)、2つのフィンガーはフィンガ
ー間のリンカ−から成る15(hGRおよびhER)または17(6丁、RR)
のアミノ酸により分離されている。c)GR(GRE) 、 ER(ERR)、
およびT、R(TIIE)に対する最適化されたホルモン応答要素の構造(Gr
eenおよびChasbon、 1988;Klock、at al、+ 19
87;およびGlass et al、、1988をQ
照されたい)、各々の矢印はHREの“半部位”を示している。これらのI(R
Eは矢印で示されたごとき半部位のバリドローム対から成っている。GREおよ
びERA!の両方とも半部位間に3つのギャップヌクレオチド(nnn)を含ん
でいるがTHE、ではそのようなヌクレオチドは観察されない、 E[IBおよ
びTFIBP中の点はGREのものから異なったヌクレオチドを示している。従
って、EREおよびTl1E9は同一の半部位記列を含んでいる。
図2.突然変異体受容体によるルシフェラーゼリポータ−プラスミドのトランス
活性化、a)親hGllnx DNA結合ドメインのアミノ酸配列が示されてい
る。 hGRnxはcDNA中のNot IおよびXho E部位が隣接する野
生型hGR[1IIA結合ドメインを含んでいる0番号1から9は図1aのとう
りである。突然変異体GRxbaおよびGRss を中の置換または挿入された
アミノ酸が示されている。 b)局部的hT3Rβ(GTG23.GTG7、G
TG3AおよびGTG6)またはhRARβ(GRG8)配列を運ぶキメラGR
DNA11合ドメインの構造、変わったアミノ酸が示されている。突然変異体は
そのDNA結合ドメインの組成によって称されている; GTG23はhGIl
およびhT311β配列の両方から成るDNA結合ドメインを持ち、野生型hG
R配列に比べて23の異なったアミノ酸を含む突然変異体GRを表わしている。
C)ハイブリッド受容体GTG中の6丁、Rβ口NA結合ドメインのアミノの酸
配列が示されている。 GTGはそのDNA結合ドメインがhTsRβのものに
置換されているハイブリッドGRである。 a)のごと< GTxbaGおよび
GTsstGに対し変化したアミノ酸が示されている。b)1文字アミノ酸コー
ドにより示されているhGR配列を運ぶキメラhTzR9DNA結合ドメイン、
各々の受容体発現プラスミドはグルココルチコイド(MTV−LtlC)または
甲状腺ホルモン(AMTV −TREp−LUC)応答リポータ−プラスミドと
共にcv−i細胞中へ同時トランスフェクトされ、細胞は100 nHのデキサ
メサゾン存在または不在下36時間培養された。これらの受容体のトランス活性
化機能はリポータ−プラスミドから誘導されたルシフェラーゼ活性により判断さ
L MTV(UC(?1TV)およびAMTV−丁REp−LUC(TREp)
関して、HGRnx (250婦)およびGTG (2喘)活性に対するパーセ
ントで定量化した。
バックグラウンド誘導水準より以下の活性は(MTVに対し6倍およびTREp
に対して2倍)−で示されている。 TRE、に対するGTGlHの活性におい
て“(2)”は誘導が↑’[lEpに依存しないことを示している。
図2方法、 hGRnx10およびGTG14は既知の以前に発表されている方
法を用いて構築された。 GRxba、 GTG7. GTG3B、 GRG8
. GTG6およびGTG3^のDNA結合ドメインをコード化している突然変
異体cDNAはhGRnx DN^結合ドメインをコードしているNot T
−Xho I ON^断片のオリゴヌクレオチド指向性突然変異誘発0[onN
et、 atal 、 、 1985)により得られた。同様に、GTxbaG
、 GTG32. GTG36B、 GTG29. GTG33およびGTG3
6AのものはNot r −Xho T断片のbTsRβDNA結合ドメインへ
の交換により作製された。突然変異体GRsstおよびGRsstG cDNA
は各々GRxbaおよびGTxbaの埋められたXba 11部位に5stIリ
ンカ−(8−(社)r、ニエーイングランド バイオラボ)を含んでいる。GT
G23およびGTG18はGRxbaおよびGTxbaG間のスモールNot
1−4ha !断片を交換することにより得られた。突然変異体DNA結合ドメ
インをコード化している各々のNot I −Xho I cDN^DNApR
5hGRnxlOから得られるラージNot r −Xho I断片と結合され
た。 GTG28を作る為には、hT、RβllX14DN^結合ドメインcD
NA中へC1a 1部位が導入された(フィンガー2のループ中のアミノ#″1
0”に相当する) 、 hGRnx cDNAはこの位置に虹!部位を持ってい
るので、hGRnx cDNAのNot I −C1a I断片はhT3Rβn
x cDNAのそれにより置換された。すべての突然変異体はヌクレオチド配列
決定により確認された。リポータープラスミ)”MTV −LtlC7およびA
MTV −Tll[!p−LtlC21の構築は以前に公表されティる方法を用
いて行われた。受容体発現プラスミド(1pg)、リポータ−プラスミド(5a
g)、β−ガラクトンダーゼ対照プラスミド(5ag)および担体プラスミド−
EM4(9pg)が同時トランスフェクトされた。CV−1のトランスフェクシ
ョン(Umesono、 etal、、1.987)およびルシフェラーゼ活性
のためのアッセイは公表されている方法(de Wet、at al、、198
7)を用いて行われたが、ただし、対照プラスミドGIR5VI9GALはpu
C−誘導プラスミド中のβ−ガラクトシダーゼのコード配列(pHcGALpA
。
Richard J、Rickles博士から親切にも提供された)へ結合され
ているヒ)C−Ra−rasプロモーター(IshiLet al、、1985
)を含むpRAS−βGALにより置換され、プラスミドの細胞への導入後培
養培地中のフェノールレッドは除かれた。
図3、TREp+およびTRE十表現型を特定する2つの異なった要素の同定、
2つのhGRと異なるアミノ酸のみが示されている。2つの領域(要素Pおよび
D)は箱型に印を付けである。突然変異体の命名法および番号は図2と同じであ
る。突然変異受容体はGRE(MTV−LUC)、TR[!11(AMTV −
TREp−L[IC)またはERE(AMTV−εRε−LUC)を運ぶルシフ
ェラーゼリポータ−の1つの存在下cv−i細胞中で過渡的に発現させた後(±
1100nデキサメサゾン、36時間)トランス活性化機能を試験した。 TR
Ep上のGTCI5による弱い促進(2)はこの突然変異体のより高いバックグ
ラウンド活性によるものであり、2%誘導はTREpには依存しない、AMTV
−ERE −LUC(ERE)においてのGTGによるルシフェラーゼ活性の
100%誘導は10倍であり、−は誘導なしを示している。 EREリポータ−
に対し、図2に示されたTRl1十変異体による相対的活性は以下のごとくであ
る: GTG32(90%) 、GTG3611(140%) 、GTG(Gl
ass、et al、、198Bを参照されたい)をコードしているオリゴヌク
レオチドが1’rTV −LTR(7)位置−190から−88ノ間の主たるG
RI!が欠失されティるAMTV −CATプラスミドの独特のBindl11
部位中へ挿入された;これによりAMTV −ERE −CATが生じる;CA
丁遺伝子は続いてpsVo−^ルーAΔ5′から得られるルシフェラーゼ遺伝子
(do l1et、efal、、1987)で置換されるとAMTV −ERE
−LUCを与える。突然変異体GTG21はGTG28のごと<Clal部位を
導入することによりGTG32から作製される(図2d) 、 hGRnxのス
モールriot r −C1a I断片がGTG32−C1a Iのものと交換
された。 GTCI5およびGTG8ば各々GTG21およびGTG3A DN
A結合ドメインをコード化しているcDNAの部位−指向性突然変異誘発(Il
unKel、at al、、1985)を経て得られた。同様にGTΩおよびG
TGIはhGRr+xから作製された。トランスフェクションおよびルシフェラ
ーゼ活性のアッセイは図2と同様である。
図4.基本ΔMTV−CAT(AM)、T3応答性AMTV−TREp−CAT
(丁Rf!p)およびエストロゲン応答性ΔMTV−ERI!−CAT(ERR
)リポータ−からの突然変異体受容体によるCAT活性の誘導、リポータ−の1
つと一緒にa)からh)の示された受容体発現プラスミドがCV−1細胞にトラ
ンスフェクトされた。受容体は100nHのテキサメサゾン(D)または17β
−エーストラジオール(C2)を添加し、36時間活性化させた。
記号“−”は溶媒エタノールが添加されたことを示している。hGRnx、 G
TG、 GTG8゜GTG3A、 GTG2およびGTCIの構造は図2および
3に示されている1表示“受容体ナシ”はhTJβをコード化している発現プラ
スミドが逆の配向で同時トランスフェクトされたことを示している。 hER:
ヒトエストロゲン受容体、 e)からh)の変化したアミノ酸はhGR亜鉛フィ
ンガーの模式的図に示されている。 CATアフセイにおいての計夏された%変
換は
a) AM(−)0.4. (D)0.5. TREp (−)0.4. (D
)0.6. ERE(−)0.6. (D)1.0. b)6M(−)0.4.
(D)0.7. TREp (−)0.3. (D)0.8. ERE(−)
0.4. (D)1.2. c)Δ阿(|)
1.8.(El)1.6. TREp ()1.6. ([!i)?、0. E
RR(−)1.8. (E意)78.d)Δ旧−)1.4゜(D) 4.6.
TREp(−)1.1. (D)74. ERi! (−)1.9. (D)7
2. e) AM(−)0.5. (ロj1.3゜
TREp (−)0.6. (D)1.4. ERI!(−)1.2. (D)
20. f )6M<−)0.8. ([1)1.8. TqEp
(−)0.9. ([1)3.5. ERE(−)1.3. (D)96. g
) AM(−)(+、5. (1))0.7.TRl1p(|)0.5゜
(D)0.6.El?E(−)1.0.(1)ン1118.h)6M(−)0.
7.(D)4.3.丁REp(−)0.7.(D)87゜ERE(−)1.0.
CD)95
よびEvans、 1989)実施された。
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手続補正書
平成 4年8月118
1、事件の表示
3、補正をする者
名 称 ザ・ソーク・インステイチュート・フォー・バイオロジカル・スタディ
ーズ
4、代理人
住 所 東京都千代田区大手町二丁目2番1号新大手町ビル 206区
5、補正の対象
(1)特許出願人の名称及び発明者氏名を正確に記載した国内書面(2)タイプ
印書により浄書した明細書及び請求の範囲の翻訳文6、補正の内容
(1) 国内書面の特許出願人「ザ・サルク・インスティチュ゛−ト・フォー・
バイオロジカル・スタディーズ」の記載を「ザ・ソーク・インスティチュート・
フォー・バイオロジカル・スタディーズ」に補正する。
(2) 国内書面記載の発明者の1人である[カズヒコ。
ウメソノ」を「梅園 相席」と訂正する。
(3) 明細書及び請求の範囲の翻訳文を別紙の如く浄書したものを提出する。
(尚、書面の内容には変更なし)7、添付書類の目録
(1) 出願人名称訂正に関する理由書 1通(2)参考資料 1通
(3) 発明者氏名訂正に関する理由書 1通(4)訂正国内書面 1通
(5) 正しい名称を記載した委任状訳文 1通(6) タイプ印書により浄書
した
明細書及び請求の範囲の翻訳文 1通
国際調査報告
1M舎++swp−ム”””””’Il’l’ff/I+QQn/+11ムフ8
Claims (15)
- 1.GSCKV,EGCKA,EGCKG,EGCKSおよびEACKAから成 る群より選択される要素Pアミノ酸。
- 2.【配列があります】 およびPATNEから成る群より選択される要素Dアミノ酸。
- 3.GTG8,GTG3A,GTG2,GTG1から成る群より選択される突然 変異受容体。
- 4.GREおよびEREの両方の配列を活性化できる受容体を構築する方法で、 該方法は(A)C3およびC4間の部位にコード化されているグリシンがグルタ ミン酸で置換されるようにグルココルチコイド受容体DNA配列、または(B) C3およびC4間の部位にコード化されているグルタミン酸がグリシンで置換さ れるようにエストロゲン受容体NA配列内へ点突然変異を導入することを特徴と している。
- 5.グルココルチコイドおよびエストロゲン応答要素の両方を活性化できる本質 的に純粋な受容体蛋白質。
- 6.該蛋白質が請求項4の方法により産生される請求項5に記載の本質的に純粋 な受容体蛋白質。
- 7.オーファン受容体蛋白質に対する機能性リガンドを同定するための方法で、 該方法;(A)受容体蛋白質コード化していると疑わるDNA配列を単離し;( B)適当な受容体欠損宿主細胞内へトランスフェクトし;(1)工程AからのD NA配列、および(2)少くとも1つの作用可能なホルモン応答要素に機能的に 結合されている少くとも1つのリポーター遺伝子、ここで該ホルモン応答要素は 野生型、遺伝子工学による、または合成グルココルチコイド応答要素および野生 型、遺伝子工学による、または合成エストロゲン応答要素から成る群より選択さ れる;(C)工程Bからのトランスフェクトされた宿主細胞に工程AのDNA配 列によりコード化されているオーファン受容体蛋白質のリガンド結合ドメイン領 域と潜在的に結合できる候補リガンドを作用させ;および(D)リポーター遺伝 子の誘導をモニターすることを特徴とする。
- 8.オーファン受容体蛋白質に対する機能性リガンドを同定するための方法で、 該方法は:(A)受容体蛋白質をコード化していると疑われるDNA配列を単離 し;(B)適当な受容体欠損宿主細胞内へトランスフェクトし:(1)工程Aか らのDNA配列、(2)少くとも1つの作用可能なホルモン応答要素に機能的に 結合された少なくとも1つのリポーター遺伝子、ここでホルモン応答要素は野生 型、遺伝子工学による、または合成グルココルチコイド応答要素から成る群より 選択される、および(3)少くとも1つの作用可能なホルモン応答要素に機能的 に結合された少なくとも1つのリポーター遺伝子、ここでホモン応答要素は野生 型、遺伝子工学による、または合成エストロゲン応答要素、から成る群より選択 される;(C)工程Bからのトランスフェクトされた宿主細胞に工程AのDNA 配列によりコード化されたオーファン受容体蛋白質のリガンド結合ドメイン領域 と潜在的に結合できる候補リガンドを作用させ;および(D)リポーター遺伝子 の誘導をモニターすることを特徴とする。
- 9.オーファン受容体蛋白質(ORP)に対する機能性リガンドを同定するため の方法で、該方法は:(A)オーファン受容体蛋白質(ORP)により活性化さ れる少くとも1つの機能性ホルモン応答要素を同定し;(B)該オーファン受容 体蛋白質(ORP)を受容体欠損宿主細胞中で工程Aで同定された該機能性ホル モン応答要素と作用可能なごとく結合された少くとも1つのリポーター遺伝子と 接触させ;(C)該オーファン受容体蛋白質(ORP)のリガンド結合ドメイン 領域と潜在的に結合できる候補リガンドを作用させ;および(D)リポーター遺 伝子の誘導をモニターすることを特徴とする。
- 10.該機能性ホルモン応答要素が(A)該オーファン受容体蛋白質のDNA結 合ドメインの一部を決定する少くともホルモン応答要素のアミノ酸配列を決定し 、および(B)工程Aで決定されたアミノ酸により活性化されるホルモン応答要 素を同定することにより同定される請求項9Aに記載の方法。
- 11.細胞中のオーファン受容体蛋白質に対する機能性リガンドを同定するため の方法で、該細胞は(A)オーファン受容体蛋白質をコードしていると疑われる DNA配列、(B)作用可能なホルモン応答要素に機能的に結合されている少く とも1つのリポーター核酸配列、ここでホルモン応答要素は野生型、遺伝子工学 による、および合成グルココルチコイド応答要素から成る群より選択される、お よび(C)作用可能なホルモン応答要素に機能的に結合された少くとも1つのリ ポーター核酸配列、ここでホルモン応答要素は野生型、遺伝子工学による、およ び合成エストロゲン応答要素から成る群より選択される;を含んでおり;該方法 は少くとも1つの候補リガンドを受容体欠損細胞に作用させ、リポーター核酸配 列の誘導をモニターすることを特徴としている。
- 12.該細胞がCV−1細胞である請求項7−11の任意の項に記載の方法。
- 13.リポーター遺伝子がクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ( CAT)遺伝子およびホタルルシフェラーゼ遺伝子から成る群より選択される請 求項7−11の任意の項に記載の方法。
- 14.オーファン受容体を活性化するリガンドの同定方法で:(A)前もって選 択されたホルモン応答要素に機能的に結合された少くとも1つのリポーター遺伝 子を受容体欠損宿主細胞中に提供し;(B)産生される突然変異オーファン受容 体が工程Aからの前もって選択されたホルモン応答要素を活性化できるように、 少くともオーファン受容体のDNA結合ドメインのP領域をコード化しているD NAに突然変異を起こさせ;(C)工程Aからの受容体欠損細胞と工程Bからの 突然変異オーファン受容体を接触させ;(D)工程Cからの該細胞に該突然変異 オーファン受容体のリガンド結合ドメイン領域と潜在的に結合できる候補リガン ドを作用させ;および(E)リポーター遺伝子の誘導をモニターすることを特徴 とする。
- 15.該P領域が部位指向性突然変異誘発により突然変異を受ける請求項14B に記載の方法。
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