JPS61502027A - ヒトt細肪増殖因子 - Google Patents
ヒトt細肪増殖因子Info
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- JPS61502027A JPS61502027A JP60502235A JP50223585A JPS61502027A JP S61502027 A JPS61502027 A JP S61502027A JP 60502235 A JP60502235 A JP 60502235A JP 50223585 A JP50223585 A JP 50223585A JP S61502027 A JPS61502027 A JP S61502027A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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】
(7)請求の範囲第2項記載の伝達ベクターでトランスフェクトされている哺乳
類細胞。
(8)請求の範囲第1項記載の伝達ベクターで形質転換されている微生物細胞。
(9)本質的に第A表の20−153の番号で示されるアミノ酸から成る蛋白質
。
(10)本質的に第A表の21−153の番号で示されるアミノ酸から成る蛋白
質。
(11)請求の範囲第9項記載の蛋白質および成熟aT CG F蛋白質から成
る蛋白質の混合物。
(12)aTCGFのmRNAから得られるcDNA、。
(13) aT CG Fを暗号化している配列を含んでいる組換え体オペロン
の発現を宿主中で誘発することを含むaT CG Fの生産方法。
(14)aTCC;FのmRNAからcDNAを作成し、少なくともaTCGF
暗号配列を、伝達ベクターに含まれている組換え体オペロンの転写調節のもとに
上記cDNAから上記伝達ベクターへ組込み、上記暗号配列の宿主内における発
現を誘発することを含む、請求の範囲第13項記載のaT CG Fの生産方法
。
明 細 書
ヒトT細胞増殖因子
T細胞増殖因子(TOCF)は、またインターロイキン−2(IL−2)として
も知られており、哺乳動物において、レクチン活性化または抗原活性化T細胞に
よって産生されるリンホカインの1種である。
ヒトmRNAから組立てられたクローン化遺伝子によりTCGFを暗号化してい
る前駆体蛋白質の構造とその発現が、タニグチ等によって報告された[ネーチャ
ー、302巻、305−310頁(1983年3月コ。
この発明は、従来報告されているものとは全く異なるヒトCGFの発見およびそ
の提供に基づいている。
本明細書においては、以下、当該技術分野の専門家にとって周知の、従来報告さ
れているヒトTCGFおよびこの発明の提供に係るヒトTCGFの何れか一方、
またはその双方のヌクレオチド配列またはアミノ酸配列を包括する系、またはこ
れに関連する系について説明を行なう。このような系を、本明細書ではrmTc
GFJの名称で示す。本明細書で「aTCGFJの名称は、この発明によって発
見され、提供されるヒトTCGFを特に指示する場合に用いられる。
必要な説明を明確化および/または筒略化するため、本明細書を通じ、下記の定
義を用いる。
クローニング・ビヒクル、ベクター、伝達(トランスファー)ベクター等は、何
れも非染色体性のDNA(特に明示しない限り2本鎖)であり、例えば動物細胞
または微生物等の宿主内で複製が可能なもの(無傷のレプリコンを含んでいるか
ら)である。ただしクローニング・ビヒクルの語は、目的が、主としてクローニ
ング(増殖)にあって発現ではない場合に繁用され、一方、伝達ベクターの語を
用いる場合は、一般にヘテロローガス(外来性)なりNAを含んでいる組換え体
構築物(より詳細には、その発現が究極的に所望される暗号配列の全部またはそ
の1部)であって、この発明の目的達成のために調製されるものを示している。
ベクターの語は、プラスミド、バクテリオファージ、その他、同様に出発物質と
して用いられる有用なビヒクルを包含する一般的な概念を含んで用いられるが、
また同時に、それらの組換え体誘導物を指して用いることもある。したがってこ
れらの用語は、通常その用途を強調しようとする場合の上記特定の意味と関連し
て、相互に交換し、時には重複して使用することができる。
転写調節系−ベクターは、転写ベクター等に含まれている組換え体ビヒクル構造
を言い、所望により、宿主内の翻訳可能なリポソームmRNAの転写調節に必要
な2本鎖DNA領域、または少なくともDNA構築体を含んでいる領域群を含ん
でいる。またこの語は、転写を制御し、調節し、促進す4ことを目的とする固有
の系に含まれる可能性のあるすべての要素を包含しようとするものである。この
ような要素には、プロモーターおよびオペレーター(プロモーター・オペレータ
ー系をも含む)、CAP結合部位、リポソーム性結合部位配列、いわゆる「ナツ
ト部位」およびエンハンサ−として周知の要素を、非限定的に含んでいる。言う
までもなく、効率的に転写を行なうのに最低必要な要素は、さまざまな因子、と
りわけ転写が行なわれる宿主次第で決まる。例えば、オペレーターは調節遺伝子
によって作り出されるリプレッサーにより支配されるが、調節遺伝子は伝達ベク
ターが加えられる宿主の染色体に局在していることもあり、(例えば、形質転換
によって)、その場合、定義により、このような調節遺伝子はベクターの転写調
節系の1部を構成しなくなる。同様に、翻訳可能な1RNAを作成すべくリポソ
ームの結合部位を暗号化している配列は、ある種の宿主(一般に細菌性の宿主)
の場合に限って必要である。
組換え体オペロンは、転写調節系、およびその系の制御下にaTCGFを暗号化
している配列を含んでいる2本鎖DNAセグメントを示す。
発現は、転写および翻訳の独立したプロセス、即ち、mRNAの作成および、そ
のmRNAからの蛋白質の作成を一般的に示す場合に用いる。
この発明の、上記およびその他の対象は、下記の説明および添付図面から明らか
である。
第1図は、単離したポリ(A)−mRNAを酵素的に処理して2本@cDNAへ
と変換し、この組換え体をプラスミドpBR322へ組込み、複数個のクローニ
ング・ビヒクルpBR322−cDNAを作成し、これを細菌へ導入してクロー
ン・ライブラリーを得、次いでこれをスクリーニングしてmTcGFメツセンジ
ャーのcDNAを含有するクローニング・ビヒクル、即ちりBR322−a+T
cGFとも呼ばれる所望のクローニング・ビヒクルが導入されたクローンを見付
は出すことがら成るクローン化ストラテジーの全体を示す。
第2図は、M13ジデオキシ−配列決定法によって配列を決定するため、DNA
分解1:、にりI)BR322−mTcGFから1TCGFのcDNA2本鎖セ
グメントを得るストラテジーである。この方法によって得られる5個のセグメン
トのうちの4個は、第3図に示す如く配列が決定された(第3図参照)。
第3図は、制限酵素切断によりpBR322−mTcGF’からmTcGFのc
DNA2本鎖を得て、その塩基配列をM13ジデオキシ−配列決定法により決定
するストラテジーである。また第3図には、5’−17量体プライマーを用いて
得られた別のセグメントの配列決定をも示す。
さらに第3図には、第2図に示した方法で分解して得られたcDNA断片の5個
のうちの4個の配列決定を図示している。
第4図は、マクサム−ギルバート法によって塩基配列を決定するため、制限エン
ドヌクレアーゼ切断により、mT CG FのcDNA2本鎖を得るストラテジ
ーである。
第5図は、動物細胞内でaT CG Fを産生させるために、伝達ベクターpC
VSVL−aTCGFの塩基配列を決定することより、判明したpBR322−
aTcGFの組立てを示す。
第6図は、転移ベクターpEVPL−aTCGF(下記第7図)の組立てに有用
なaTCGF暗号化セグメントの組立てを示す。この伝達ベクターは、細菌内で
aT CG Fを産生させるのに有用である。
第7図は、プラスミドpEVPLから誘導される伝達ベクターpEVPL−aT
CGFの組立てと、細菌内におけるそのaT CG F生成能を示す。
第8図は、プラスミドpEVPLの組立てを示す。
下記の第A表は、aTCGFのアミノ酸配列と、そのcDNAセグメントのヌク
レオチドを図示したものであって、具体的には、該ヌクレオチドは成熟蛋白質を
暗号化している領域、シグナルペプチド領域、および天然遺伝子によって暗号化
されている上流部分(5′)および下流部分(3“)の翻訳されない領域を含ん
でいる。アミノ酸は慣用略記法で表わし、それらの記号の上に間隔をおいて番号
を打った。配列中のヌクレオチドは、ヌクレオチドの10個おきにその表示の下
に点を打ち、さらに50個毎の位置に番号を付して示した。また、配列中にある
幾つかの制限部位の位置も明らかにした。
赤十字より入手可能なヒトのプラスマフニレシスで得られる4本の副生成物の混
合物をmTcGFのmRNAの供給源物質として使用した。
下記実施例に示す如く、プラスマフニレシス副生酸物試料をインビトロで培養し
、***誘発因子で誘発し、それによってmTcGFおよびそのa+RNA濃度を
増すことができる。次いで、細胞を酵素分解して細胞質膜RNA内容物を遊離し
た後、オリゴdTセルロース・カラムを用いてmRNAを単離することができる
。採取したmRNA混合物中に所望のmTcGFのmRNAが存在することは、
標準ゼノパス・ラエビス(アフリカッメガエル)翻訳システム、および好適なT
細胞増殖因子活性測定を用いて確かめることができる。採取したmRNA混合物
中にかなりの量のmT CG FのmRNAが見いだされれば、それらの混合物
はmRNAからDNA2本鎖を作成するmT CG Fの組立て、単離および同
定を試みるのに有用である。この試みは、混合物中にある全mRNAからまず2
本11cDNAを作成することによって達成することができる。第1図に概要を
示したように、mRNA混合物を逆転写酵素で処理しくmRN A/cDNAを
作成)、次いで、塩基(cDNAを分離)およびDNAポリメラーゼIの巨大断
片(フレノウ断片)で処理することによってCDNAの2本鎖ヘアピン・ループ
折れ曲がり構造を生じ、このヘアピン・ループは更にSt−ヌクレアーゼによっ
て効果的に切断することができる。次いで、得られた2末鎖cDNAを種々のベ
クター(例えばプラスミド等)の任意の1つに組込むことによって、クローン化
することができる。例えば、第1図に示したように、プラスミドpBR322を
使用して複数個のクローニング・ビヒクルpBR322−cDNAを作成するこ
とができる。制限酵素切断によって線状にしたクローニング・ベクターへの構造
未知のcDNAの組込みは、cDNA末端のホモポリマー尾部と、これに相捕的
な、予め制限酵素切断で線状化した該クローニング・ベクター末端のホモポリマ
ー尾部とにより容易にできるが、この尾部はcDNAを線状化ベクターへ組込み
の際に、制限部位を再構成するのに好都合なように選択する。即ち、第1図に示
すように、制限酵素pstlで切断し、付着末端を生じたpBR322へのcD
NAの組込みは、得られたcDNAの3′末端のホモポリマーrC(シトシン)
」尾部およびこれと相捕的なプラスミドpBR322の3′末端のホモポリマー
rG(グアノシン)」尾部とによって行なわれる。PstI切断によって3“末
端に生じたrGJ尾部は、cDNAの「C」尾部が線状プラスミドにrGJ尾部
へ組込まれることによって生じる伝達ベクター内で、PstI切断部位の修復を
もたらし、これによって、挿入されたcDNA(Il+TcGF)セグメントを
所望の如くクローニング・ビヒクルpBR322−cDNA(pBR322−m
TcGF)群から取り出すことができる。
得られたクローニング・ビヒクルpBR322−cDNA混合物を用い、エシェ
リキア・コリ(例えばMC1061株)のような好適な複製宿主へこれを導入す
る。標準的な方法にしたがい、得られた形質転換株をフィルター上に分散させ、
抗生物質の存在下にこれを培養しく形質転換されていない細菌を除去するため)
、独立したクローン群のライブリーを得る。そのようなライブリー(レプリカ培
養して)を用い、所望の暗号配列を有するcDNA挿入体を含有している候補ク
ローン(群)をスクリーニングすることができる。
所望の候補クローン(群)のスクリーニングは標準的なコロニー・ハイブリダイ
ゼーション法を用い、併せて候補クローンをつきとめることができる好適な同定
手段を用いることによって実施することができる。そのような同定手段としては
、その中の各ヌクレオチドが、探索の対象である該cDNAセグメント中の相補
的塩基対ヌクレオチドと水素結合によって結合できるという理由で、プローブと
して有用な適当鎖長の0p−標識オリゴヌクレオチドを用い得る。但しこの場合
必要なことは、その構造が事実上、全鎖長にわたって完全に相捕的であるという
ことである。そのような、何れも17個のヌクレオチドから成り、それぞれd(
G−C−A−C−C−T−^−C−T−T−C−^−A−G−T−T−C)、お
よびd(C−T−G−A−T−T−A−A−G−T−C−C−C−T−G−G−
G)の構造を有する2つのヌクレオチド・プローブが、実施例1に詳述したコロ
ニー・ハイブリダイゼーションの実験によって、これらを約40゜000個のコ
ロニーの中から選ばれた6個の異なったコロニーによってハイブリッド化(結合
)することにより見いだされた。
この発明に包含される発見は、配列決定の結果、上記のようにして同定された6
個の候補の中の4個において、そのpBR322−mTcGFに含まれているc
DNA挿入体のヌクレオチド配列を解明したことに由来している。後段に詳しく
述べるように、これらの4つのpBR322−+mTCGFのcDNA挿入体の
配列は、ジデオキシDNA配列決定法とマクサム・ギルバートの特異的化学分解
DNA配列決定法の2つを組合わせた方法を用いて決定した(信頼性を保証する
ため)。第2図(DNA分解)および第3図(制限切断)に示したストラテジー
は、何れもジデオキシ配列決定法に用いるcDNA断片を入手するために使用し
た。第4図は、マクサム・ギルバートの配列決定法に用いる断片を得るためのス
トラテジーである。これらの配列決定の結果を、下記の第A表に示す。
その結果、これら4個のcDNA挿入体のうちの1つに現在知られているT細胞
増殖因子とは明らかに異なった成熟蛋白質(これをaT CG Fと命名する)
を暗号化している配列を含んでいるという発見が提供された。
明らかに異なったaTCGFを暗号化しているこの配列を含んでいる伝達ベクタ
ーpBR322−+nTCGFを、発明者らはpBR322−aTCGFと命名
する。また実施例に記載のようにして得た、上記pBR322−aTCGFで形
質転換したエシェリキア・コリMC]061は、アメリカン・タイプ・カルチャ
ー・コレクションにATCC39673の評価番号で寄託した際、エシェリキア
MC1061−pTCGFl 1と命名された。
上記の第A表において、メチオニンを暗号化している1番目のヌクレオチド・ト
リプレットを1番と定め、直後に停止シグナル対(TGAおよびTAA)が続い
ていることから、15353番目レオニン・コドンをアミノ酸末端として確認し
、番号を定める。予期していた通り、配列分析から、aT CG F遺伝子領域
によって転写されたmRNAのヌクレオチド鎖は、成熟aT CG F蛋白質を
暗号化している暗号領域のヌクレオチド鎖長より°もはるかに長いことが判明し
た。その結果、最初の分析では、成熟aT CG F蛋白質が153に及ぶアミ
ノ酸を有し得ることを示したが、その後、さらに後述の如く検討の結果、成熟a
T CG F蛋白質よ、第A表の21番目から15353番目の連続したアミノ
酸から構成されていることが判明した。またこの配列は、最初のメチオニン・コ
ドンから始まる上流部からTAA終止シグナルまで、最初のメチオニン・コドン
と同調していることを示しており、したがって、得られたcDNAはaT CG
Fの全配列を含んでいることが判明した。それ故に、cDNAに見いだされる
aT CG F遺伝子領域は、上流部(5゛)の翻訳されない42塩基対に始ま
り、以下これに続いて60塩基対のシグナル・ペプチド配列、459塩基対から
成る成熟蛋白質暗号配列、合計6塩基対力・ら成る成熟蛋白質暗号配列、合計6
塩基対から成る1対の終止コドンおよびその下流部(3°)にある翻訳されない
部分から構成されてし)る。ま六;、第八図には、多くのエンドヌクレアーゼ制
限部位を、その顕すれる配列によって示している。
このように、この発明はaT CG Fを暗号化している暗号配列を含み、それ
によってその配列をクローン化することができる伝達ベクターを提供する。また
、この発明はaTCGF暗号配列を含み、それによってその配列を発現し、aT
CG F蛋白の産生を達成することができる伝達ベクターを提供する。そのよ
うな伝達または発現ベクターは、少なくともベクター内にaT CG Fの暗号
配列を備え、その暗号配列が伝達ベクター内で転写調節系の転写調節下に配置さ
れるようにすることによって、基本的に作成することができる。得られるビヒク
ルは、aTCGFの暗号配列を含んでいる組換え体オペロンを含んだ伝達ベクタ
ーとなる。そのレプリコンが無傷であることから、伝達ベクターはまた、複製に
好適であると同時に、あらかじめ選ばれた宿主、例えば、動物細胞また(よ酵母
、細菌等の微生物中での発現に好適に通用される。多くのベクターがそのような
発現ベクターを組立てるのに利用できる。一般に、用し1られる個々のベクター
は、宿主の問題以外にも他のさまざまな既知因子によって左右されるが、普通、
発現に関する総合的なストラテジーに従ってきめられる。また一般に、そのよう
なベクターの多くは、他のベクターの組換え体誘導物であり、例えば、2または
それ以上のプラスミド類から断片を組合わせ、またはプラスミド類およびバクテ
リオファージ類からの断片を組合わせ、一方、特殊な目的にあまりそぐわないと
考えられる断片を除き、所望の特性を備えさせることができる。転写調節系およ
び/またはそれらのさまざまな要素は、主に特定の宿主内における発現を向上さ
せようとする努力によって、伝達ベクターの他の断片の供給源と異なる各種の供
給源から入手することができる。多くのプロモーター、プロモーター・オペレー
ター系、リポソーム結合部位配列、およびその他の要素が知られており、この目
的のために使用できる。
一般に、成熟蛋白質の開始点である21−アラニンのコドンに先立つ配列、即ち
、上流部の発現ベクター配列は、発現に使用する宿主を含めて目的とするaTc
GF産主に関する総合的にストラテジーの如き、ある種の因子によって変化する
。成熟aTCGFは、翻訳開始コドンATGをメツセンジャーRNAに備えるメ
チオニン(Met)でなくアラニン(21−A4a)で始まるので、読取り相の
上流部および読取り相中のATGコドンにaTCGF暗号配列を備えるのが適切
となる。2l−ANaから上流位置にATGコドンを備えることは、aTCGF
暗号配列(例えばaTCGFcDN・A挿入体等)を含んでいる配列(こ既にあ
るATGを用いることによって実施できるが、あるいは、別法として、この2l
−AQaコドンの前に最初に現われるATGが2l−Ai2aコドンによる読取
り相内にある場合、発現に用いるプラスミドのような外来性の供給源から、これ
と同じものを提供することができる。一般に、aT CG F暗号配列の後には
、aT CG F蛋白の作成を成熟蛋白質の最後のアミノ酸(第A表の153−
Thr)で終わらせるlまたはそれ以上のコドンが続く。この目的は、cDNA
で解明された配列に示されたようにaTcGF暗号配列の直後に統くlまたはそ
れ以上の翻訳終止コドンによって成就することができる。
クローニング・ベクターpBR322−aTCGFの形で利用可能なaTCGF
暗号配列を含んでいるcDNA挿入体は、aT CG Fを作成するため切り出
して、そのまま、または他の方法を介して使用できる。配列分析の結集、このc
DNAは、aTCGF暗号配列から上流部のヌクレオチド領域を含んでいること
が判明しているので、この上流部分の1415または全部を取出すことが可能で
ある。それ故に、翻訳されない42塩基対内外の領域め全部または1部を取出す
ことができる。ここに示した特殊態様は、aTcGPの作成に好適な転移ベクタ
ーを組立てるためcDNA挿入体を利用する方法を、単に例示的に示したもので
ある。
動物細胞内における発現は、見かけのシグナル・ペプチド配列が存在する(第A
表の1−20アミノ酸)ことから、aTcGP蛋白の配列を究極的に解明するた
めの発現が最初の目的であったが、それは、動物細胞においては配列によって暗
号化された蛋白質が生産される際に、該細胞系によって、任意のリーディングシ
グナル・ペプチドを前駆体蛋白生産物から切り取る機会が提供されるので、成熟
蛋白質を得ることができるからである。
このようにして、第5図に示す如く、クローニング・ビヒクルpBR322−a
TCGFはエンドヌクレアーゼPstIで消化されることによって、線状となる
と同時に、クローニング・ビヒクルからaT CG F挿入体を放出する。こう
して得られたaTCGF−cDNAセグメントは約800塩基対を含んでおり、
各末端に付着Pstl末端を有している。
同じく第5図に示す如く、この約800塩基対のaTCGF−cDNAは、唯一
のPstI部位の切断によって線状にしたプラスミドpCVSVLへこれを組込
むことにより、発現伝達ベクターの作成に用いられる。
プラスミドpCVSVLは既知であり、pcvsvt、の構造および性質に関し
てはある程度しか説明しないが、例えば、カウフマンらの記載[モレキュラー・
アンド・セルラー・バイオロジー(1982年11月)、1304−1319頁
コに記載があるので、ここに引用して説明に含める。
プラスミドpCVSVLはアデノウィルス主要後期プロモーター(AdMLP)
の左方向の読取り領域(第5図の組換え体プラスミドI)CVSVL−aTCG
Fに矢印で示す)からほぼ直ぐ下流部にpstlを含んでいる。
PstI部位から直ぐの下流部はジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHPR)の遺伝
子部分であり、またこのプラスミドは2つの動物細胞レプリコン(SV40or
りを、その3つのXho1部位の領域に有している。また第5図から明らかな如
く、このプラスミドは5゛−3゛接合部位(SS)を有する。
したがって、プラスミドpcvsvt、は、所望の暗号配列をAdMLPプロモ
ーター領域へ正しい読取り方向1こ組込むことによって、動物細胞に発現するの
に特に好適である。aT CG F配列を含有しているセグメントをpCVSV
、LプラスミドのPst1部位へと組込むことによって、伝達ベクターpCVS
VL−aTcGFを作成する(エシェリキア・コリヘクローニングした後で同定
する)、48〜72時間の誘導機関を経て、pCVSVL−aTCGFをサルの
C09−7細胞へトランスフェクションすることによって、発現蛋白質生産物が
導かれ、この蛋白質のT細胞増殖因子活性を測定したところ陽性であった。この
蛋白質の精製および配列分析により、このものが成熟aT CG F生産物であ
り、第A表に示した21〜153のアミノ酸配列と、遊離のN−末端およびC−
末端を有するポリペプチドであることが確かめられた。
細菌内にaT CG F配列を発現し、aTCGFを生産する態様を、第6図お
よび第7図に示す。第6図および第7図に示した態様では、ストラテジーは、所
望のATGコドンを上流部に配置し、その直後に近接して2l−A4aコドンを
配置している暗号配列を使用することによって、細菌内の好適な伝達ベクターに
発現する際に、順当に暗号化された前駆体蛋白質(−1)Met−aT CG
Fの少なくともImが生産され、これを蛋白分解して成、@aTCGF蛋白質生
産物に変換する。第6図および第7図のストラテジーを実施する1方法は、成熟
aT CG F蛋白質の最初のアミノ酸(21−A12a)に対応するコドン(
OCA)を最初の上流コドンとするaTCGFの暗号化セグメントの作成から始
める。第6図に示したように、そのような暗号化セグメントは、pBR322−
aTCGFクローニング・ビヒクルのpstI挿入部位から入手できるaT C
G FのcDNA挿入体から生産することができる。pBR322−aTCGF
をまずPstIで切断するとaTCGF−cDNA(約800塩基対)挿入体が
得られる。次いで、1本鎖(ss)バタテリオファージM13ベクターでエシエ
レキャ・コリを形質転換して生成する2本鎖(ds)形を採取することによって
得られるdsM13ベクター(例えばMI3mp9)のpst1部位に、これを
挿入する。得られた伝達ベクターdsM13−aTCGFを、既知の方法により
エシエレキャ・コリに導入すると該ベクターのクローニング(増殖)と、それに
伴う放出が生じ、これを、aT CG F挿入体の暗号鎖が取出された事実上1
本鎖となった環状DNA(第6図の55M13−aTCGF1制限切断部位を再
建した部位に残っている1本鎖部分を括弧で示す)の上清から回収する。ベクタ
ーのこのような1本鎖を2l−A12aに対応するコドンで始まるaT CG
F暗号化セグメント合成の鋳型として使用する。この目的のため、2l−A12
aのコドンで始まる非暗号績と相補的な配列を持つ好適な鎖長の1本鎖オリゴヌ
クレオチド、例えば17量体(第6図の2l−AI2aプライマー−5°−17
量体)を合成する。このオリゴヌクレオチドは、その1つ1つのヌクレオチドが
連続して、鋳型のヌクレオチドと相補的になるように調和的に組立てられる。従
って、好適な17量体は5’d(GCACCTACTTCAAGTTC)の構造
を有するものである。このオリゴヌクレオチドを前記の1本鎖鋳型(ssM13
−aTcGP)と混ぜ合わすと、オリゴヌクレオチドは、最初のヌクレオチドが
2l−A(!aコドン・ヌクレオチドと相補的なヌクレオチドで姶まるaT C
G Fの暗号配列と対応した、鋳型の最初の17ヌクレオチド鎖へハイブリッド
化される。そのようなハイブリダイゼーションは、、フレノウ断片で既知の如く
処理する方法によって、新たに鋳型と相補的な部分を付は加えて合成するプライ
マ一部位を効果的に提供する。その上うな相補的鎖の合成は十分に行なわれ、あ
るいはM13によって提供されるBasmHI部位を越えて続けられる。得られ
た生成物をヌクレアーゼSlで処理して残っている1本鎖部分を除き、線状とし
て得られたDNAを、フレノウ断片で処理し4個のデオキシヌクレオチドをすべ
て付加することによって、正確に21−A、(laを暗号化している平滑末端で
始まりaTCGFの暗号を含んでいる2本鎖が確実に作成される。この線状DN
AをBamHIで切断することによって、aTCGFのcDNAをdsM13ベ
クターに挿入して再建されたPstlに隣接している、いわゆるM13ポリリン
カ一部分で切断することにより、目的とするaT CG P−DNA2本鎖(第
6および7図のaTCGF遺伝子セグメントBE)が得られる。従って、目的と
するaTCGF暗号化2本鎖は、一方にAeaコドンで始まる平滑末端を有し、
また他方BamHI切断によって生じた付着末端を有している。
第6図および第7図に示したストラテジーで、成熟aT CG F暗号配列の冒
頭にMetを暗号化している開始トリブレットATGを具備するという目的は、
細菌性宿主を形質転換するための組換え体発現ベクターの作成に用いるプラスミ
ドからATGを入手して作成することによって達成される。所望のATGは、第
7図に示すように、pEVPLのようなプラスミド(詳細は第8図に示す)を使
用することによって、aT CG Fを作成する究極的な発現伝達ベクター内に
具備することができる。このプラスミドは、KpnI部位に終結するヌクレオチ
ド部分が直ぐ後に続いているallリポソーム結合部位配列の上流部に、λPL
プロモーター・オオベレターを持っている。この部分はclI暗号配列(別の場
合は除去された)のATG翻訳開始コドンで始まり、Kpn1部位は、この所望
のATG配列(下図の下線部分)と部分的に重なり合っている。この部分の実際
のKpnl切断位置は、矢印で示される。
pE V P LをKpnlで切断すると3°GTACの突出部ができ、これは
DNAポリメラーゼのフレノウ断片を用いることによって容易に修復され、所望
のATGコドンの平滑末端化されたG−C塩基対末端となる。
またプラスミドpEVPLは、都合よい位置に配置されているBamHI部分を
含んでおり、これは切断されて、プラスミドの平滑末端ATGを遺伝子セグメン
トBEの平滑末端OCA(21−Af2a)へ結合する(T、リガーゼ)ことζ
コより、目的とするaT CG FセグメントBEを線状pEVPLへ組込むこ
とができ、対応する部分の相捕的付着BamHI末端を結合(T、リガーゼ)す
ることができる。このようにして得られた伝達ベクター(pEVPL−aTCG
F−その読取り方向は第7図に矢印で示される)は、修飾されて温度感受性のリ
プレッサー配列を有し、細菌性溶菌を欠いているラムダ(λ)溶原を保育してい
るエシェリキア・コリのような好適な細菌性宿主(エシェリキア・コリws t
i oλY139等)へ、通常の方法で導入するのに使用される。このように
して得られた形質転換株は、通常の方法で単離することができ、1部は、本明細
書の実施例日に記載の如く、35S−メチオニン標識細胞を使用する発現試験を
行なう。所望の蛋白質発現陽性の指標が得られたら(実施例B)、30℃で細胞
を数世代にわたって培養し、次いで、発現を実現するため、1時間38℃に温度
を上昇することにより、この形質転換株の残りも発現させることができる。細胞
を音波処理して得た抽出物の検定によって、TCGF活性が顕われるが、作成し
たaT CG Fの大部分は細胞質に不溶性であることが判明した。不溶性の活
性蛋白質を除去し、遠心により更に濃縮し、得られもベレットを水性緩衝液で洗
滌し、5DS(0,1%)に溶解する。この方法で得られた蛋白質の約50〜7
0%(例えば60%)は、aTCGF配列を含んでいる配列の発現による生産物
である。調製的SDSゲル電気泳動によって分別し、既知の標準蛋白質に対応し
、同じ分子量のバンドを切り出して、溶出した後、気相微量アミノ配列分析装置
を使用して配列決定を行なうことができる。この方法でゲルから溶出した高い割
合の蛋白質、例えば85〜98%が、aT CG F配列を含んでいる配列の発
現による生産物であった。このような発現生産物の少なくともかなりの割合(典
型的には20〜50%)は、第A表に示す如く、AQa −P ro −thr
−で始まる133アミノ酸のaTcGF構造と一致する。
残り(典型的には50〜80%)は、不完全にプロセスされたMet−412a
・−Pro−thr−で始まる134アミノ酸から成る前駆体である。λPL
−プロモーター・オペレターの影響下に、特にプラスミドpEVPLの転写調節
系、とりわけcII遺伝子リポソーム結合部位配列を含んでいる転写調節系によ
って提供される他の調節要素を用いて、aT CG F暗号配列の細菌内発現を
行なうと、所望の発現生産物の高い生産鳳を挙げることができる。例えば、小規
模(1012)の発酵槽でW3110λY139株の場合、乾燥重量10g/1
2の比較的低い細胞密度で、発現生産物の収量は、発酵混合物全体の少なくとも
100 xg/Q程度、更に典型的には約200xg/Q程度まで達成できるこ
とが判明している。細胞密度は乾燥重量20〜309/Q程度まで増量すること
が可能であるから、所望の発現生産物の生産は、更に少なくとも400〜600
zg/Q程度の高水準にまでさえ高めることができる。
従って、エシェリキア・コリW3 t i oのλY139にpE V P L
を発現することは、この発明の、宿主細菌染色体内に発現ベクター・オペレータ
ーのリプレッサー蛋白の調節遺伝子配列を組込むという実施態様の代表的な例で
ある。このような方法で細菌を修飾する手法は既知である。例えば、λY139
溶原[N I Hλファージ・コレクションから入手できる]を用い、マニアナ
イスらの記載[モレキュラー・クローニング、ア・ラボラトリ−・マニュアル・
コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−1(1982年)コの方法によ
って、エシェリキア・コリc600内にファージ・ストックを作成することがで
きる。エシェリキア・コリwsii、、oを、10iM Mg5O,および0.
5%マ)Ltドース含有T−フロスで3XlO’細胞数/3+12の細胞密度と
なるまで増殖し、ファージ・ストックと感染多重度5で混合する。感染細胞を室
温で30分間静置し、T−ブロス試験管に連続希釈し、各試験管毎に試料を採取
してT−ブロス平板に移植し、コロニーが見いだされるまで30℃でインキュベ
ートする。所望のコロニーは、野性型λの増殖を42℃で維持できるが、30℃
では維持できないものである。
プラスミドpE V P Lおよび既知のプラスミドからの作成は、実施例Aに
第8図を引用して詳細に記載しである。
この発明によって作成されたaT CG Fは、哺乳動物種の活性T細胞の複製
促進能を有する従来公知の哺乳動物T細胞因子に関する文献(タニグチら、前掲
)に記載されている多くの既知用途に、同様に使用することができる。これらの
用途には、動物細胞の培養でその増殖を促進する用途のほか、その他のイン・ビ
トロの適用を含み、また種々の状態の処理における治療的用途が含まれる。特に
興味深い治療用途は、認められているリンフ才力インの免疫調節特性に基づくも
のであって、特に重症複合免疫不全症候群(SCIDS)、後天性免疫不全症候
群(AIDS)、高齢者の免疫不全前、および先天性免疫不全等、各種免疫不全
に由来する疾病処置にこれを使用することである。但し、aTCGFは更に、サ
イトメガロウィルス感染症およびヘルペスウィルス感染症のようなさまざまなウ
ィルス疾患の処置や結核およびハシセン病のような細菌感染の処置に抗菌剤とし
て使用できる。その上うなaTCGFの治療的用途に必要な投与量は、処置を行
なう疾病や、その状態の重篤度等のような既知の要因によって変わる。然し、一
般に哺乳動物、例えばヒトの患者に0.1μ9〜30μ9/に9<体重)を投与
すると、満足すべき結果を得るこしい。
aT CG Fの多くの用途の中で、特に培養時のT細胞増殖促進能に基づくも
のは診断および治療処置の補助的応用に関するものである。診断的用途は、リン
ホカインを添加後イン・ビトロで、Tリンパ球の増殖の程度を放射性チミジンの
細胞内への取り込みを指標として用いて測定することによる、ある種の疾患の存
在を検出する既知の能力に基づいている。抗腫瘍処置のような治療補助的処置と
しては、患者または他の適合し得る供血者から得られたTリンパ球の増殖をaT
CGFを用いてイン・ビトロで促進し、次いで増殖したリンパ球を再び患者に注
入し、疾病の制圧を助けることができる。一般に、培養および他のイン・ビトロ
の適用においてT細胞の増殖促進に使用するaTCGFの量は、このような方式
における従来既知のヒ)TCGFと同様であって、日常的な検討により最適化す
ることができる。(−1)−Met−aTCGF蛋白質と成熟ATCGF蛋白質
との混合物は、(−1)−Met−aT CG F蛋白質が成熟aT CG F
蛋白質の活性とほぼ同水準の活性を育しているという指摘に基づき、成熟aT
CG Fと同じ態様で、同様の要領または濃度で使用することができる。
下記の実施例は例示的なものであり、この発明の態様を実施し得る方法を詳細に
説明しようと意図したものである。理解されるように、実施例に記載した実験は
極く小規模で実施しており、しばしば混合物を含んで、得られた成果を確かめる
のに典型的に確立則および精密検出分析に依存しており、またある場合では、特
に天然の供給源、または使用物質または生産物質が生きているという性質のため
に、すべての詳細にわたって全く正確に繰り返すというわけには行かなかった。
従って、この分野において、所望の実験を成功させる目的を再現させるには正し
い方法を妥当な範囲で、ある程度繰り返すことが必要であるということも理解さ
れよう。温度は、特に明記しない限り摂氏である。実施例中、他に特定しない限
りTCGFの検定は、増殖が完全にTCGFに依存しているマウス細胞(CTL
L−2)系を用いるチミジン取り込み検定を使用する。
この検定は、96ウエルの平底マイクロプレートで、100μσの2%ウシ胎児
血清加PRMK1640に、4000個のC,TLL−2細胞を加え、これに連
続希釈した測定試料100μeを加える。37℃で20時間インキュベート後、
0,5μCの3H−チミジンを適用して4時間培養し、自動細胞ハーベスタ−を
用いてガラス繊維フィルターストリップに捕集し、取り込まれた放射活性を液体
シンチレーション計数法で計測する。
実施例1
[A段階コ末梢血リンパ球から得られるmRNA試料4本のグラ2マフニレジス
副生成物(赤十字から購入)をフィコ−・ル/ハイバーク(F 1coll −
Hypaque)勾配で分別した。低密度の細胞を勾配から採集し、PRMI−
164に5%ウシ胎児血清、0.17%フイトヘマグルチン、10ng/xI2
ホルボール・ミリステート・アセタート(PMA)の存在で、2X10”細胞/
1.Qの密度でこの細胞を24時間培養した(合計6X10”の細胞が得られた
)。遠心(1000rpm、 5分間)によって細胞を回収し、燐酸緩衝食塩液
(PBS)で1度洗滌し、遠心により細胞を採集した。細胞を、冷トリトン(T
riton)溶菌バッファー[140+M NaC4,1,5w+M MsC
Qz、101!1M トリス(pH8,6)、0.5%トリトンx−iooコ5
0yQに、10mMジチオトレイトール(DDT)および50単位/婬RNA5
in[ビオチック(B 1otea)から購入〕と共に浮遊する緩和な溶菌処理
によって、細胞質RNAを作成した。この溶菌物質を2等分し、各部分をそれぞ
れ20%スクロース含有溶菌バッファ一層1.OxQ上に石化した。冷時遠心に
よって細胞核を除去した(4℃、4000rpm、5分間)。上層を注意深く取
り、採集濃度が1%となるようにドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を加えた。
この溶液を等容量のフェノール・クロCホルム(1:1)混合物で2回抽出し、
2.5容量の冷エタノールを加えることによりRNAが沈澱した。沈澱したFL
NAを遠心によって採取しく15分間、4000rpm)、これを0.01M)
リス(pH7゜5)、1mMEDTA、0.25M NaCf2(,25MNa
C4加TE緩衝液)に再浮遊し、2.5容量の冷エタノールを加えて再沈澱した
。最後に、遠心によってRNAを採取し、5xQのHtOに再浮遊した。採集収
量7゜5119であった。オリゴDT(デオキシチミジン)セルシースで選び出
すことにより、全細胞質RNAからメツセンジャーRNAを単離した。25t9
の全RNAを656で5分間加熱した。これにNaCQを加えて0゜5Mとし、
放冷してRNAを室温まで冷却した。このRNAを、TE+0.5M NaCQ
(結合バッファー)で安定化したオリゴdTセルロースのixQカラムに通した
。カラム結合バッファーで十分洗滌することによって結合しないRNAを除去し
た。結合しているメツセンジャーRNAをHv03zQで溶出し、これに0 、
2 x(lの4MNaC(2および2.5容量の冷エタノールを加えることによ
り、沈澱させた。沈澱したmRNAを遠心により採取した(25,000rpo
+、30分間)。目的とするペレット(約100μV)をato50μりに再浮
遊した。目的とする生物学的活性mTCGFのmRNAを含んでいるmRNA試
料の確認は、標準ゼノバス・ラエビス卵母細胞翻訳システムを用いて行なった。
即ち、雌性アフリカッメガエル(ゼノパス・ラエビス)から新たに分離した10
個の卵母細胞に、末梢血(PBL)+nRNA40n12(ni2当たり、nf
2=ナノリットル、mRN A 1 n9)づつをそれぞれミクロ注入した。対
象の卵母細胞にはH,Oをミクロ注入した。これらの卵母細胞を100μQバー
ス培地(マニエテイスら、前掲351頁)で20℃で24時間インキュベートし
た。この間に、PBLのm RN Aを注入した卵母細胞は翻訳を行ない、mT
cGFを生産し、究極的に培地内へこれを分泌するはずであり、一方、水を注大
した対照群では何も生産しないはずである。標準検定プロトコールを用いてTC
GF活性を測定し、PBLのmRNAを注入したゼノパス卵母細胞は著しい量の
TCGF活性を産生じたのに対し、水を注入した対照群では何も生じないことが
判明した。
[B段階コ第1鎖cDNA反応
H,010μC中、PBI、のlllRNA20μ2を0.1Mメチル水銀で1
0分間室温で処理した。loO+aMB−メルカプトエタノール10μQを添加
することによりメチル水銀を不活性化した。この変性RNAをCDNA合成反応
液100 μ12[100a+M トリス(pH8,4)、140mMKCQ、
I OmM MgC4t、l OmM B−メルカプトエタノール、dATP。
dGTP、dCTP%dTTPそれぞれ500μMづつ、プライマーとしてオリ
ゴdT5μ9(平均サイズ12〜18)、”P−dCTP 75μC1(400
Ci/ミリモル)および20単位のりボヌクレアーゼ阻害剤RNA5inを含む
]に加えて希釈した。40単位の逆転写酵素を37℃で加えることによって反応
を開始し、42℃で30分間インキュベートした。
68℃で10分間にEDTAを40mM、NaOHを0.1Mまで加えることに
よって反応を停止した。トリス・HCρ(1)H7,5)0.1Mおよび当量の
HCl2を加えて塩基を中和した。次に、反応混合物を、水を飽和したフェノー
ルとクロロホルムとの等量混合物(50:50)で抽出した。
フェノール層を、更に50μQのTEバッファーで抽出した。水層をプールし、
この混合物を10mM)リス、1mMEDTA(pH8,0)で安定化した5x
ffのセファロースCL、−4Bカラムに通すことによって、1末鎖cDNAを
単離した。溶出する画分を250mM NaC4液に加え、2゜5容量の冷エノ
ールをこれに加えることによりcDNAが沈澱した。遠心(25,00ORPM
、30分間)によりcDNAを採取した・目的のベレツト(cDNA2μg)を
50μQのHtOに再浮遊した。
[C段階]第2鎖反応
DNAポリメラーゼ■のクレノー断片を用いて第2鎖cDNAを合成した。2μ
7のcDNA、501M燐酸カルシウム(pH7,4)、lOa+MMgCi2
t、4種類の3燐酸デオキシヌクレオチドをそれぞれ250μM110iMの2
−メルカプトエタノールおよび6単位のフレノウ酵素を含んでいる反応混合物(
200μe)を用いた。この混合物を37°で1時間インキュベートした。ED
TAを50mMまで添加することによって反応を停止し、等容量のフェノール:
クロロフェノールで抽出した。水除去した。前記(B段階)と同様に、溶出した
両分をエタノール沈澱によって濃縮した。
[D段階]Sl−ヌクレアーゼ消化
cDNAの)I<−ブをヌクレアーゼS、lこよって切断し、ループ折れ曲がり
cDNAをクローン化可能な形態に変換した。これを実施するため、2本Mic
DNA0.75tt9を酢酸ナトリウム(pH4、5)、1mM酢酸亜鉛おヨヒ
0.I Na(J!から成る反応液3oou12中”i?12単位17)Slと
30″で30分間インキュベートした。等容量のフェノールで抽出することによ
り、反応を停止した。フェノール層を50μQのTEで更に抽出し、プールした
水層を前記と同様に5μeのセファロースCf2−4 Bカラムに通した。15
0μρづつ分別して採取し、最初の3分画(溶出するCDNA画分)をプールし
、これにNaCl2をo、25モルまで加え、更に2゜5容量のエタノールを加
えることにより、核酸を沈澱させた。cDNAを遠心(25,00Orpm、
30分間)によって採取し、45μgのHlOに再浮遊した。cDNAの最終収
率は340n9となった。
[E段階]組換え体cDNA試料
100nSFのcDNAを、B−メルカプトエタノール0.1mM、CoCQx
1+Mおよび6単位のターミナル・デオキシヌクレオチジル・トランスフェラー
ゼを含んでいる反応混合物50μg中で緩和に加熱することにより、cDNへの
末尾にホモポリマーC「尾部」を付加した。EDTAを加えた40mMとし、6
8℃で10分間加熱することにより反応を停止した。pBR322を、10mM
)リス(pH7,5)、1mMEDTAおよび100mM NaCQの溶液50
μg中において制限酵素PStIで消化することによって、線状化しく前記のc
DNAのC−尾部化と同様に、dGTPで尾部化し)たG−尾部化PBR322
250n9と、先のC−尾部化したcDNA50ngとアニーリングした。アニ
ーリング反応は、68℃5分間ブレインキュベートした後、50℃で2時間実施
した。
これまでのB−E段階を第1図に示す。
[F段階]細凹の形質転換
cDNAのアニ・−リング反応生産物を、直接エシェリキア・コリMC1061
株の形質転換に使用した。細菌細胞の新たなコロニーを50Rρのし一ブσスに
接種に使用し、550nmにおける光学密度0,25となるまで数時間増殖した
。細胞を水上で冷凍し、遠心により回収した(4000rpm、10分間)。ベ
レツトを冷0.IMCaCQx液10xQ中に再浮遊し、10分間氷上で静置し
た。遠心(4000rpm、5分間)により細胞を採取し1,0.lCaC4t
2.5zf2に再浮遊した。次いで、cDNA7二−リング反応液20μσをC
aC4z処理細菌400μQと氷上で30分間、次いで37℃で2分間インキュ
ベートシ、更に、L−ブロス1.6xQを加えて、37℃で30分間インキュベ
ートした。アニーリングしたcDNAをすべて使用して、この形質転換を10回
実施した。これらの形質転換混合物を、10μg/xQのテトラサイクリンを標
準1%寒天り一ブロス平板(直径ioam)の表面においたニトロセルロース・
フィルター上に、1個づつ直接塗布した。10個の形質転換から、合計100個
のそのような平板を作り、37℃で1夜インキユベートした。各平板毎に平均約
400個の細胞コロニーが発育し、合計40,000個のクローンを得た。
[G段階コレプリカ培養
標準的なレプリカ培養方法により、各フィルター(上記、F段階)からそれぞれ
2枚づつの同じレプリカを作成した。即ち、もとのライブラリーの各フィルター
(マスター・フィルター)を注意深く寒天器からはがし、正方形のガラス片上に
置いである正方形の滅菌濾紙[(ワットマン(What−man) 3 M M
l上にコロニー側を上にして置いた。新しい、あらかじめ慮らしたニトロセル
ロース・フィルターをマスター・フィルターに重ねて置き、この上に第2の正方
形の濾紙をかぶせ、次いで、この完全なサンドイッチを更に第2のガラス片でし
っかりと互いに押さえつげた。サンドイッチにしたフィルターにナンバーをうち
、将来、それらを再び正確に重ね合わせることができるように、それぞれ非対照
的に3個づつピンホールを開けた。次いで、レプリカをマスターからはがし、テ
トラサイクリンを含有するし一ブロス寒天平板上にコロニー側を上にして置いた
。続いて直ぐに、同じ方法で第2のレプリカを作成した。マスター・フィルター
はれぞれ対応するもとのベトリ皿へ戻し、すべての平板を、細菌コロニーの直径
が約1mmとなるまで37°で数時間インキュベートした。この時点で、テトラ
サイクリンlOμy/xcおよびクロラムフェニコール150μ9/l(lを加
えたし一ブロスを含んでいる新しい寒天平板へ、すべてのレプリカ・フィルター
を移した。これらの平板を37℃で1夜インキユベートシ、それぞれプラスミド
を増幅させた。もとのマスター平板は4℃で保存した。
[H段階]ハイブリダイゼーション用フィルターの作成0.5M NaOH,l
、5M NaCQに浸した濾紙(ワットマン3 mll+)上に、レプリカ・
フィルター(G段階)を置いた(コロニー側を上向けて)。
フィルターを中和濾紙[(Mトリス(pH7、5)、1.5M NaCQに浸漬
コに2分間移し、更に第2の中和濾紙に5〜10分間移した。最後にこれらのフ
ィルターをSSCバッファー[0,015Mクエン酸ナトリウム、0.15MN
aC((pH7,4)]に浸したフィルター上に5分間置き、空気乾燥し、真空
で80℃で1〜2時間高温乾燥した。
[’I段階]ハイブリダイゼーション・プローブの作成既知の固相ホスファイト
・トリエステル法を用いて、2個の独立したヌクレオチド・プローブを化学的に
合成した。第1のプローブはd(G −C−A−C−C−T−A−C−T−T−
C−A−A−G−T−T−C)の構造から成る5′−プローブであり、第2のプ
ローブはd(C−T−G−A−T−T−A−A−G−T−C−C−C−T−G−
G−G)の構造から成る3°−プローブとなるように作成した。これらの17オ
リゴヌクレオチドはγ”P−ATPおよびポリヌクレオチドキナーゼを用い、1
0pMのオリゴヌクレオチド、10pMγ”P−ATP(300Ci/ミリモル
)、50mMトリス(pH7,6)、L OmM MgCQz、5mMDTTお
よびT4ポリヌクレオチドキナーゼ10単位を含む反応混合物(25μQ)を作
成することによって、それらの5′末端を標識した。反応混合物を37℃で30
分間インキュベートし、次いでTE+0.1M NaC(2を100μa加え、
更に等容量のフェノール:CHC(!s(1−1混合物)を加えることによって
反応を停止した。水相を、TEで安定化した5順のセファクリルS−200[フ
ァルマシアから購入]を通して未標識物質を除去した。
[J段階]cDNAライブラリー・フィルター群のスクリーニング2枚づつ組に
なった各複製フィルターを、プレハイブリダイゼーション混合物[4XSSC,
100μ9/II(lのニシン***DNA、5xデンハート(D enhard
t’ s)溶液(0,2%フィコール液(シグマから購入)、0,2%ポリビニ
ール・ピロリドン、0.2%ウシ血清アルブミン)および0゜1%SDS]中で
それぞれ68℃で1時間インキュベートした。プレハイブリダイゼーション終了
後、組織(tissue)で拭くことにより各フィルターから細菌性残層を除去
した。1組のフィルター毎に、一方では5゜を特異的に3!P−標識したプロー
ブでアニーリングし、もう一方は3′を標識したプローブでアニーリングした。
アニーリング反応は100゜000 cpm/zQの標識プローブを添加したハ
イブリダイゼーション混合物(前記)中で実施した。各組のフィルターは30℃
で1夜ゆるやかに振盪しつつインキュベートして、この反応を行なった。次いで
、フィルターは4XSSC+0.1%SDSを数回交換して、室温で1時間洗滌
し、次にインテンシファイイング・スクリーンを用いて一70℃で6〜12時間
、X線フィルムに感光させた。複製フィルターを感光させたxI!フィルムを整
理することによって、何か一方のハイブリダイゼーション・プローブをハイブリ
ッド化した多くのコロニーが認められたが、両方のプローブでハイブリッド化さ
れたのは僅かに6個のプローブだけであった(約40,000個のコロニーから
)。この配列から、これらのフィルターのフィルムを生菌コロニーを含んでいる
もとのマスター・フィルターと揃えた。両方のプローブでハイブリッド化されて
いる各クローンを選び出し、20μy/zQ、のテトラサイクリンを加えたし一
ブロス2x(l中でそれぞれ1夜増殖させた。
[K段階コクローン類の分析
標準迅速DNAff製法を用いて1夜培養した6個の小培養から、それぞれプラ
スミドDNAを作成した、これを行なうために、細菌細胞を遠心により回収しく
2分間、微量遠心)、0.25xgのリゾチームを含んでいる501Mグルコー
ス、25a+M)リス(pH7,5)、1mMEDTAの100μ(2溶液ニO
′′テ30分間再浮遊した。次に、0.2u(l NaOH。
1%SDSの液200μeを加え、0°で5分間、菌を破砕した。溶菌物質に3
M酢酸ナトリウム(1)H4,8)150μeを加えて中和し、氷上に15分間
静置した。遠心(微量遠心、4℃で10分間)により、変性蛋白質および染色体
DNAの沈澱を除去した。上清をフェノール/クロロホルム(1:1混合物)で
1度抽出し、冷エタノール2.5容量を加えることにより、核酸が沈澱した、遠
心(微量遠心、10分間)によって核酸を採取し、0.1M酢酸ナトリウム、5
0mM)リス(pH8)溶液250μ(に再浮遊し、冷エタノール2.5容量を
加えて再沈澱した。目的のプラスミドDNAをTE50μaに再浮遊し、その一
部を0.05Mトリス(pおよび2単位の制限酵素PstIを含んでいる反応混
合物(15μi2)の作成に使用した。37℃で1時間後にブロムフェノール(
追跡用色素)0゜005%を加え、各反応混合物を臭化エチジウム1μ9/11
(lを含んでいるTBE(50mM)リス−はう酸(pH8、3)、1mMED
TA]アガロースゲル上を100ボルトで2時間電気泳動させた。紫外光線でゲ
ルを照射することによってDNAを目視可能にし、照射したゲルのポラロイド写
真をとることによって結果を記録した。cDNAクローンはC−尾部化DNAを
G−尾部化pBR322ベクター(Pst1部位で線状化)へ挿入することによ
って組立てられているので、Pstlによる各プラスミドの消化は、cDNA挿
入体の大きさを測定するため、プラスミド・ベクターから挿入体を切り出す。6
個のPstl切断プラスミドのアガロースゲル電気泳動により、6個のクローン
のうちの5個は約800の塩基対を有する挿入体であり、6番目のクローンは1
100ヌクレオチド挿入体を育することが明らかとなった。それらの6個の各ク
ローンがコロニー・ハイブリダイゼーションによって同定されたものと同じもの
であることを確かめ1.るために、Pstl消化によるDNAをサザーン・プロ
ット・ハイブリダイゼーション手法によって分析し、もとの17量体オリゴヌク
レオチド・プローブであることを確かめた。そのような手法は、このアガロース
ゲルを0.5M NaOH,1,5M NaCQで30分間室温で処理し、ゲル
中のDNAを変性して行なわれた。ゲルは、過剰のMトリス(pH7,5)、1
.5MNaCl2中でゆるやかに振盪して中和した。2枚のニトロセルロース・
フィルターをゲルの大きさに切り、2XSSCで湿らし、ゲルの両側に注意深く
当てた。2枚のフィルターに挟まれたゲルを積み重ねた紙タオル(高さ約2 a
m)の上部に置き、更にその上に新たな祇タオルの層(高さ約2 cm)を置い
た。最後に、この組立て物全体を約5009の重さの正方形の小さいガラス板で
被覆し、l夜装置した。
この方法によって、液はゲルから祇タオルの両方向へ向かって浸透した。
ゲル中に存在しているDNAもゲルから運ばれるが、ニトロセルロース・フィル
ター上に保持される。次いで、これらのフィルターを/%イブリダイゼーション
実験に使用した。即ち、フィルターを空気乾燥し、真空中で高温乾燥しく80℃
、1時間)、プレハイブリダイゼーション混合物中(前記J段階)で37℃で1
時間インキュベートし、次いで、もとの化学的に合成したプローブ(10”cp
II/xQ ”P−標識オリゴヌクレオチドを加えたフレハイブリダイゼーショ
ン混合物)をいずれか一方で各フィルターをハイブリッド化した(30℃、2時
間)。ハイブリダイゼーション後、フィルターを、4XSSC+0.1%SDS
で30分間すすぎ、X線フィルムに感光させた。6個のPstl挿入体は、いず
れも両プローブでハイブリッド化された。
[L段階コ
ロ個のcDNAクローンのうちの4個の配列決定において、そのうちの1クロー
ンが現在知られているT細胞増殖因子のアミノ酸配列と異なりた配列を有するこ
とが確かめられた。このクローンの挿入体(pBR322−aTCGF)の配列
決定は、次に示すa)ジデオキシDNA配列決定法およびb)マクサム・ギルバ
ート配列決定法の2つの手法により実施した。ジデオキシDNA配列決定法によ
るa)法の詳細およびその手法はM13クローニング・ジデオキシ・シーフェン
シング・マニュアル[ベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーボレーテ
イツド、ベセスダ(1980年)刊行コに記載されている。M13ベクターにサ
ブクローニングする挿入体は、a−1)ヌクレオチド欠失(分解)と、a−2)
制限酵素切断の2つの方法によって作成される。もう1つのジデオキシ配列決定
法は、下記のa−3)に記載する超らせん構造を変性されたpBR322−aT
CGFについて実施した。
第2図に示したa−1)法では、クローン化したDNA (pBR322−aT
CGF)をPvulで切り(即ち、cDNA挿入体p<pBR322へ組込まれ
るpst1部位から126個のヌクレオチド)、PvuIで線状にしたDNAの
5μ7を50eM)リス(pH8)、10°M2−メルカプトエタノールおよび
5mM MgCQ*を含む100μgの液中でエキソヌクレアーゼ■600単位
と30″でインキュベートした(2本鎖D N Aの各鎖をその3′末端で、逐
次分解するため)。次いで、14μeの反応物試料を1分後、2分後、3分後、
4分後および5分後に分取し、これを3゜OuQのExom停止液(20mME
DTA、0 、5 M NaC1りを含有する試験管に加えた。分解し、エタノ
ールで沈澱させたDNAを、次いで、30mM酢酸+ ト’J ラム(pH4,
6)、200o+M NaCQ、1mM Zn5O。
と40単位の、51ヌクレアーゼを含んでいる100μeの液中でインキュベー
トした。30°で約30分間反応後、0.5MトリX−HCl2(1)H8゜0
)、IM NaCQを含む10dの液を加えて反応を停止した。エタノール沈澱
5)、dATP%dCTP、dGTP%dTTPのそれぞれ100μM、1a+
M DTT、l OmM MgCl2t、5単位のDNAポリメラーゼIクレノ
ウ断片を含む160μQの溶液中で、約15分間37°でインキュベートした。
NaCf2(4M)を最終0 、2 Mi1度となるまで加えることによって反
応を停止し、フェノール/クロロホルムで抽出した。得られた平滑末端化DNA
の長さの異なるセグメント(第2図、5本のセグメントで表わされる)をエタノ
ール沈澱によって採取し、300μMの111体をT4ポリヌクレオチドキナー
ゼと1mMATPで処理し、フェノール/クロロホルムおよびクロロホルムで抽
出することによって反応を停止し、300μMの15ffi体を加え、次いでエ
タノール沈澱することによって作成した13°mHiアダプターへこれを結合し
た。15量体+111体を、10IIMトリス(pH7,5)、1mM EDT
A、0.2MNaCl2を含む30μaの液に再浮遊し、15°で2時間アニー
リングした。
アダプターの構造は次の通りである。
5゛■0−G−A−T−C−C−G−C−G−G−C−G−G−T−A−C3’
3・G−C−G−C−C−G−C−C−A−T−Gp 5・次いで、分解し平滑
化したDNAとアダプター(15pM)とを、15+MトリスHCf2(pH7
,5)、l OmM MgC&t、10a+M DTT、100μMATPおよ
び0.1単位のT4リガーゼを含む30μQの溶液中で、15°で90分間イン
キュベートした。68″で15分間加熱することによって反応を停止した。lB
amを適合させたJDNAは、次いでNaC4を66mMまで加えた後(最終容
fi31μの、Pstl(20単位)で、37℃で4時間消化した。好適な大き
さの断片を単離するために、pstHR化反応物全反応物エチジウムの存在下に
1%トリス−酢酸塩rO、04Mトリス−酢酸塩(pH8,3)、0.001M
EDTA]アガロースゲルによる電気泳動によって分別した。硝子粉末分別法
プロトコール(下記)を用い、200〜800塩基の間の5つの異なる領域を注
意深く切って分けることによって、5種類の大きさの欠失DNAを単離した。第
2図に示すように1.BamH1150単位およびPst1150単位で消化す
ることによって、バクテリオファージM13ベクターmp9(100μg)を作
成した。反応混合物(100μff)を、10mM)リスMCl2(pH7,5
)および1mM EDTA(TE)で安定化した2xQのゲル濾過カラム(セフ
ァロースCL−4B)に通すことにより、生成したオリゴヌクレオチド小断片か
ら線状化したmp9ベクターDNAを分離した。溶出した画分をプールし、N
a CQを0 、41viとなるまで加え、エタノールで沈澱させ、得られた沈
澱を100μQのTEに再浮遊させた線状化M13+ap9ベクター試料を、更
に25倍に希釈した(40ng/μ(1’)。第2図に示したように、分解した
cDNA断片の5つのプールのそれぞれ5μQづつを、この線状化したMI3m
p9ベクター(20μρ)と20μσのライゲーション混合物として結合させた
。15°で90分間反応後、68″で15分間加熱して反応を停止した。S08
M培地(la当たり、2o9)リプトン、57酵母エキス、0.589NaCσ
および0.119KOH,,101M Mg504)中で指数増殖させたニジエ
リギア・フ’) J M I O1株を、遠心によって(250Orpm、4℃
で10分間)採取した。このベレツトを3 、 I x(lのTfb(100m
M RbC&、45mM MgC&−150mM CaCQz、10mMMES
(2−[N−モルホリンクエタンスルポン酸〕カリウム)に再浮遊さ・せ、第2
図に示したように、0″で10分間インキュベートした。次いで、先に示したラ
イゲーション反応混合物を、このカルシウム処理を行なった菌と00で30分間
インキュベートした。この形質転換混合物を短時間(90秒)42°で加熱し、
JMI 01飽和培養100μ(,0,1MrTPG(イソプロピルチオガラク
トシド)10μf2,25%X−ギャル(5−ブロモ−4−クロロ−3−インド
リル−β−D−ガラクトシド)を含有している融解トップ寒天(ルリア・プロス
+0.9%寒天)のアリコート4xQを加え、この混合物をルリア・ブロスを含
んでいる0、9%寒天平板表面に塗布した。この平板を37°で1夜インキユベ
ートし、フ1−ノ・プラクを発育させた。M13ベクターはエシェリキア・コリ
のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を保有しているので、組換え体でないファージか
ら生じたプラグは、平板混合物に含まれているIPTGおよびX−ギャルによっ
て、すべて青くなるはずである(プラグは、バクテリオファージによって、平板
上の増殖菌叢中で透明である)。然し、もしβ−カラクトシダー、ガ遺伝子が他
の1個のDNAの組込みによって妨害されるならば、β−ガラクトシダーゼは発
現せず、ファージ・プラグは無色(または白色)となるはずである。各形質転換
体は、20〜130個の白色プラグを生産した。TCGP−DNAを保有してい
る所望のファージ・クローンを確かめるため、85II1mの円形ニトロセルロ
ース・フィルターを寒天表面に注意深く置き、各平板のインプリントを作成した
。平板表面に対する方向をフィルターに印を付けた後、フィルターを注意深く平
板から持上げた。それぞれのプラグの位置で少量のファージを拾い上げているこ
のフィルターを、0 、5 M トリス(1)H7,5)、1.5M NaC1
!、次いでlX5scで単時間づつゆすぎ、最後に、真空中80°で2時間高温
乾燥した。68″でインキュベージコンを行なう標準的なハイブリダイゼーショ
ン手法を用いて、このフィルターをaT CG FのcDNA組込み体へとハイ
ブリッド化した[ニックトランスレーションによって3tPで標識した(ラフビ
ーら、ジャーナル・オフ・モレキュラー・バイオロジー、113巻、237頁)
コ。標識プローブへハイブリッド化したプラグを、配列決定のために、各種の大
きさのもとの断片からそれぞれ2つづつ拾っ旭陽性を示すプラグをそれぞれパス
ツール・ピペットで拾い、S08Mブロスで新たに100倍に希釈しJMI O
tの2村へ移した。感染させた培養は37°で、それぞれ4.5〜6時間激しく
振盪し、増殖させた。次いで、遠心によって(微量遠心、5分間)細菌を各培養
から除去した。ファージを含有している上滑を採取し、20%ポリエチレングリ
コールおよび2.5M NaCQから成る150μQの液をこれに加え、室温で
10分間、ファージを沈澱させた。すべての上清を注意深く除去して、それぞれ
沈澱を採取した(@量遠心、5分間)。ペレツトをそれぞれTE I OOμC
10,3M酢酸ナトリウムに再浮遊し、フェノールで抽出し、水相からエタノー
ルでDNAを沈澱させた。各DNAペレットを95%エタノールでゆすぎ、真空
で乾燥し、30μCのTE/(ツファーに再浮遊した。採取した4つの1本鎖鋳
型から得られたDNA配yllを第3図に示す。第3図において、実線部分(よ
実際(こ配771j決定を行なった範囲を表わし、点線部分は配列決定を行なわ
な力)つた。
a−2)の制限切断の方法では、pBR322−aTCGFI Ou9をII限
醇素の組合わせで切断しく竿3図)、この断片をゲル精製し、前記の欠失の項で
記載、シたように(a −1法)、これらを好適なM13ベクターと結合するこ
とによって、ジオキシ配列決定の鋳型力(生成した。これらの断片には、mpi
oおよびmpHのSma12peをXbaI部位との間ζこクローン化された配
列の5°末端のRsalからXbaIまでの230塩基女中の断片(両方向へ向
かって)、およびMpHのXbalとPstIとの間(こクローン化された配列
の3′末端で、XhalおよびpstIの切断ζこよって生じた520塩基対の
断片が含まれる。これらのクローンカ)らマ尋られた配列を第3図に示す。
a−3)5’−1,7量体をプライマーとして用0、迅速調製pBR322−a
TcGF DNAを用いて、更に新しし)ジデオキシ配r/1jをマ辱た。これ
を行なうため、1夜培養した。pBR322−aTCGFの5μσの培養を遠心
(ツルポール・ローター、8.00Orpm、5分間)によって回収し、リゾチ
ームで処理[50mM)リスHCf!(P)18.0)、50mMグルコース、
10国M EDTA、および2 、5197R12リゾチームとを含む100μ
りの液、室温でIO分間]した。1%SDSの0.2M NaOH溶液200μ
aを加えて細胞を溶解した。生成した液に5M酢酸ナトリウム(pH4,8)液
l、50μσを加えて中和した。10分間、氷上に放置した後、試験管を微量遠
心(エプペンドルフ)で、1℃で10分間回転した。上清を採り、フェノールで
1度抽出した。水相を採取し、これに室温で95%エタノール800μgを加え
ることによって沈澱させた。遠心(微量遠心、5分間によってD N Aを採取
し、ベレットを70%エタノール500μlで洗滌し、痕跡のフェノールを除去
した。このDNAを、リボヌクL、7−ゼ(20u9/xQ)を含有する50m
MトリスHC(1(J)H7、5)、0.1mMEDTAの400μρ溶液に再
浮遊させ、室温で20分間インキュベートし、混入しているRNAを分解した。
この反応液をフェノールで1度抽出し、3回エタノール沈澱を行ない、目的のベ
レットを70%エタノールで洗滌後、20μ(の水に再浮遊した。このDNAの
半分(約2μg)を配列決定反応に使用した。この2本鎖DNAについてジオキ
シ配列決定を行なう・ため、DNA(10d)を、2MNaOH,2mMEDT
Aの2μgおよび水8μQと混合し、2本鎖を解きほぐした(変性)。4MNH
−OAC(pH4,5)10μ(lおよびx);t)−Jl 00ttQを加え
て、この混合物を中和し、ドライアイス・エタノール浴でこの混合物を急速冷却
した。変性DNAを3分間回転(エッペンドルフ)によって回収した。
このベレットを乾燥し、H2O3μCに再浮遊させた。5[)Mの5’−17量
体をプライマーとして用いる標準M13ジデオキシ反応により、このDNAの配
列決定を行なった。このプロトコールにより得られた配列を第3図に示す。
b)標準マクサム・ギルバート配列決定を用いて、クローンの両末端における配
列を得た。第4図に示す如く、pBR322−aTCGFをPstIで消化し、
ターミナル・トランスフェラーゼおよび32P−コルジセピンを用いてaTCG
F組込み体の末端を標識した[チュ、C,−P、D、およびコーエン、S、N、
、ジーン、10巻、177〜183頁(1000年)]、このDNAをXha
lで切断し、1.0%アガロース・ゲルによる電気泳動で、得られた断片を互い
に分離し、硝子粉末プロトコールによってゲルから単離した。このプロトコール
では、まず紫外線を照射したアガロース・ゲルから所望の断片を切り出す。この
アガロース・ゲル切片をゲル切片1g当たりLx12のNal溶液(90%Na
I、1.5%NatSO,)を用いて、ゲルをこの溶液に溶解する。次に、酸で
洗滌した硝子粉末(325メツシユのシリカ)の50%スラリー5μlに、氷上
で15分間、DNAを吸収させる(5μQにDNA20μ9が巻き付く)。遠心
(微量遠心、1分間)によって硝子粉末を回収し、Nal溶液100μりで2回
洗滌する。痕跡のNalを除去するため、硝子粉末ベレットを0.1MNaCQ
、10mMトリスHC4(pH7,5)、1mMEDTAを含有する50%冷エ
タノールで2回洗滌する。最後に、lOmM)リスHIJ(pH7゜5)、II
IIMEDTAからなる溶液で37°でインキュベートすることによって、DN
Aを硝子から溶出させる。次いで、標準的な化学的分解方法によって断片の配列
を決定する。決定された配列の長さは、第4図の実線で示される。
この方法によって配列が明らかとなったI)BH322−aTCGFがらの挿入
体の全配列の結果を、第八図(前掲)に示す。また、pBR322−aTCGF
で形質転換されたエシェリキア・コリMC1,061−pTCGF−11と命名
され、この命名は、先に記載の如く、ATCCでもこれと同じ名前を用いて登録
された(受付番号39673)。
[M段階]動物細胞発現のための伝達ベクター25μ2のp、BH322−aT
CGF、および25 μ9Q’)pCVSVLをそれぞれ別々に25単位のPs
tlで消化した[0.01Mトリス(pH7。
5 ) 10 mM Mg C(lx、25mM NaC12を含む液100μ
/!]。各反応混合物を加熱して不活性化し、SDSをo、1%、ブロモフェノ
ールブルーを添加した1%アガロースゲルに直接付加した。ブロモフェノールブ
ルー色素をゲルの下端へ向かって電気泳動した後、長波長の紫外光線を照射して
DNAを目視化し、線状化したpCVSVL断片およびaT CG F挿入体断
片をゲルから切り出し、粉末硝子と結合させることによって精製した(L段階参
照)。l OmM)’Jス(pH7,5)、10DIM MgC(b−IMMA
TP、ImM DTTおよび0.2単位のT4リガーゼを含む1゜Mgの溶液中
、16°Cて2時間、このベクター25n9と遊離させたaTCGF挿入体5n
yとを結合した。この反応物の半分をコンピテント株エシェリキア・コリMC1
061(F段階に記載)200μρの形質転換に使用した。形質転換反応物を5
枚の(L+テト)平板上に拡げた。複製(レプリカ)フィルターを作成し、5°
17fi体とハイブリッド化した。標識した17℃体でハイブリッド化された
6個のコロニーを採取し、次の分析に用いるため増殖した。ベクター・セグメン
ト中のアデノ・メジャー後期プロモーター(遺伝子)に対する挿入体の方向を調
べるため、制限酵素XbalおよびXhoIを使用して迅速調製DNAの地図作
成を行なった。
aTCGF挿入体を保有している両方向性のクローンが同定された(第5図参照
)。これらのクローンの1e培養から平衡密度勾配遠心法によって、下記の如く
、DNAを調製した。
I2細菌を含んでいる1f2のプラスミドをL−ブロス(10〜15μ9/1t
iテト)を1夜増殖する。
2、細胞を回収する(ベックマンR−63、−4000rpm、10分間)3、
冷TE[lOmM)リスHCQ11mM EDTA(pH8)250x(l中で
細胞を洗滌する。
4.25%スクa−スI 0〜20mg[0,05MトリスHcc(pH7,5
)、0℃]に細胞を再浮遊する。
5.1/10容員のリゾチーム(1,5〜2岐)を加える(スクロース溶液中1
0 tn/x(1)。氷上で10分間インキュベートする。
6.115容量の0.5M EDTA(3〜4xQ、pH8)を加える。氷上で
5分間イン2キユベートする。
7、浮遊液を冷トリトン溶液[0,1%トリトンX−100,60mMEDTA
、50mM)リドンHCC(pH8)コでl=1に希釈する。氷上で10分間イ
ンキュベートする。
8、ツルポール5S34・ローターで、30分間18にで回転する。
9、上清を傾斜して取る。0.959/rQCsCQおよび1/10容量の10
19/112臭化エチジウムをこれに加える。屈折率は1.390〜1.396
の間にある。
!0.50.2Ti(ベックマンローター)で2日間45にで回転する。
11、長波長UV光線を用いて試験間を照射し、勾配からプラスミドDNA(下
方のバンド)を注意深く回収する。等量のTEで飽和させたブタノールで、3回
抽出することによって、DNAから臭化エチジウムを除去する。最後に、これを
I:3の割合の水で希釈し、2.5容量のエタノールを加え(−20℃、3〜4
時間)ることによりDNAを沈澱させる。遠心(ベックマンR6B、 4000
rpmS15分間)によって沈澱を採取する。これをH,0200μQに再浮遊
する。
[N段階] pC#5VL−aTCGFの動物細胞での発現ソンベイラックら[
プロシージングズ・才ブ・ザ・ナショナル・アカデミ−・才ブ・サイエンシズ・
オフ・ジ・ニー・ニス・ニー、78巻、7578〜7578(1981年)]が
記載しているDEAE−デキストラン法に従い、正方向性のpCVSVL−aT
CGFまたは逆方向性クローンから得られたDNA、またはpcvsvt、単独
から得られたDNAのそれぞれ8μ7で、10cmの皿に亜集密的増殖をしたサ
ルのCO5−7細胞をトランスフェクトした。各トランスフェクションはDEA
E−デキストラン溶液4xQを10時間用いて達成した。DME(ギブコから購
入)でゆすいだ後、より詳細にはルスマンらの記載の如く〔ヌクレイツり・アシ
ッヅ・リサーチ、11巻、1295〜1308頁(1983年)]、0.1+n
Mクロキンを含有しているDMEで細胞を処理した。37℃まで2,5時間後、
この培地をDME+加熱不活性処理したウシ胎児血清に置き換えて、この皿を4
8時間インキュベートした馴らし培地(8頭)を回収し、細胞は5z(lの燐酸
緩衝性冷食塩液中へ投入した。次いで、遠心(ベックマン・モデル6B、15分
間)によって細胞を採取し、TCGF依存性のマ、!jス細胞系CTLL−2を
使用して馴らし培地を検定した[スタルら、ジャーナル・才ブ・イムノロジー、
126巻、1680〜1683(1981年)]。この検定では、10’CTL
L−2細胞を測定すべき資料の連続倍数希釈系列とマイクロ滴定ウェル中で24
時間インキュベートする。次いで、マウス細胞に0.5μC/ウエルの3H−チ
ミジンを4時間適用する。自動細胞回収装置を用いて、細胞をグラスファイバ紙
上に採取し、細胞の放射能活性を測定する。RPMI−1640+2%FCAの
20μρ中で104細胞を用いる最高取り込みの50%が得られる実験室標準品
の希釈物を、1x(l当たりのTCGF活性の1単位と定める。この測定により
、正方向の挿入体を保有している伝達ベクターpCV’5VL−aTcGFでト
ランスフェクションしたサルのCOS −7細胞だけが、測定可能なTCGF活
性をもちらすことが判明した。この一過性の系において、1xQ当たり5〜10
単位のaT CG Fが生成した。この活性な発現生産物をサルのCO5−7細
胞培地から単離し、この蛋白質の配列決定を行うことによって、aT CG F
が、第A表(前掲)に示されるアミノ酸配列21−153を完全に有し、正常な
N−末端および遊離酸0.7末端を有するポリペプチド構造に適合していること
が確かめられた。
実施例2
aTcGFの細菌での発現およびその伝達ベクター[A段階]pEVPLへ組込
むため平滑末端化したaT CG FセグメントEIEの作成
プラスミドpE V P LにaTCGFを発現するストラテジーは、第6図お
よび第7図に示す如く、平滑末端化したaT CG Fセグメント(BE)の作
成を含んでおり(第6図)、ここにおいて天然構造で解明されたシグナル・ペプ
チド領域が正確に取出される。これを行うため、まず、操作に一層都合のよい暗
号領域の1本鎖形を得るために、aT CG F挿入体をバクテリオファージM
13ベクターへサブクローンした。第6図に示す如く、Ml 3+np9(DN
A30tt9)を、25mM)リスHCff(pH7,5)、I O+nM M
gCQt、25mM NaCQを含む50μ(の溶液中、37℃で1時間、50
単位のPstlで切断し、またpBR322−aTCGFのDNAをこれと同じ
酵素で切断した(同一消化条件)。フェノール抽出およびエタノール沈澱を行っ
た後、2つのPstI切断DNAを互いに結合して[M13mp9DNA100
nf+およびpBR322−aTcGF20On9.50IIIMトリス(pH
7,5)、10mM MgCl2t、1mM ATP、1mMジチオレイトール
、T4リガーゼ0.5単位を含むIOμg溶液、16℃で2時間]dsM 13
−aT CG Fを作成し、次いでこれを、エシェリキア・コリJMI Olの
形質転換に使用した。正方向のaT CG Fの存在について、元来mTcGF
クローンの同定に使用される5° 17量体(GCACCTATTCAAGTT
C)にハイブリダイゼーションすることによって、1つ1つのプラグを試験した
。そのようなプラグのIっを採取し、JMlolの100z(i培養の感染に使
用した。12時間後、このファージ試料から組換え体ファージ(ssM 13−
aT CG F)を単離し、下記の操作に使用した。5゛−末端が成熟aTCG
Fの第1コドン(AI2a−21)の第1塩基であるから5゛ 17量体を、1
本鎖鋳型ssM 13−aTCGFの第2!I合成開始のプライマーとして使用
した。合成は、所望のスポット(Aha−21のコドン)で正確に始まる。この
プライマ一部位で始まる暗号領域を複写し、次いですべての1本鎖領域をSl−
ヌクレアーゼで消化す、2ることによって、それぞれ平滑末端で始まり(AQa
−21コドンの位置で)、aT CG Fの暗号領域を越えてM13mp9ベク
ター・セグメントの任意の位置で停止する線状DNA分子の集団を生じることが
できる。最初の反応は、25μ9の55M13−aTCGFと2QpMの17量
体(21−AI2aプライマー)とを、10+Mトリス(pH7,5)、1mM
EDTA、50mM NaCl2,5mM 2−メルカプトエタノール、それ
ぞれ100μMづつのdGTP、dCTP、dATPおよびdTTP、およびD
NAホペリメラーゼのフレノウ断片8単位を含む溶液DNAポリメラーゼのフレ
ノウ断片8単位を含む溶液25μσ中で、室温で30分間混合することによって
達成された。この反応を65°で10分間インキュベートすることにより停止し
、次いでStバッファー[30mM酢酸ナトリウム(pH4,6)、200mM
Na(j)および1mM Zn5O,]で100μgに希釈し、これをヌクレア
ーゼSl 25単位と30°で30分間インキュベートした。次いで、得られた
線状DNAを、10+nM)リス(pH7,5)、1mMEDTA、50mM
NaCf2,1.0mM2−メルカプトエタノール、それぞれ0 、 I mM
づつのdGTP1dCTP%dATPおよびdTTF!、およびフレノウ断片5
単位を含む溶液0 、1 z(l中で、65℃で10分間処理した。65°で1
0分間インキュベートすることにより、反応を停止した。反応混合物を、フェノ
ールで1回、クロロホルムで2回抽出し、エタノールで沈澱させた。最後に、エ
タノール沈澱を行ったDNAを25単位のBamHIで切断した[25mM)リ
スHC4(PH75)、l OzM MgCQt、25mM NaC(!、50
μrl中、37″で1時間]。このようにして得られたaTCGF暗号領域を
含んでいる約600塩基対の断片を、アガロースゲル電気泳動によって単離し、
これをaTCGFセグメントBEと命名した。
[B段階]伝達(発現)ベクターpEVPL−aTCGFの作成第7図に示す如
く、プラスミドpEVPL(100ug)を、25mMトリスHCC(pH7,
5)、l OmM MgCLおよび2 SlIIM NaC&を含む溶液250
μe[実施例A(後記)と同様に調製コ中で、Kpn1100単位を37°で1
時間作用して消化した。上記説明において示した如く、KpnIが1度J)E
V P Lを切断すると、ただちにcI[開始コドンへ隣接する。
得られた3′のGTAC突出部は、KpnIで切断したpEVPL(l OOμ
g)を、10JIIMトリスHCff(pH7,5)、10mM MgCffz
およびそれぞれ100mMづつのdATP、dcTP、dGTPおよびdTTP
を含む100μaの溶液中で、室温で30分間、DNAポリメラーゼ■のフレノ
ウ断片で処理することによって、ATGコドンの平滑末端化されたG−C塩基対
へと修復される。フェノールで抽出し、次いでクロロホルムで2回抽出すること
によって反応を停止し、エタノールで沈澱させることによりDNAを採取した。
最初にクローニングし畢い付着末端を作るため、平滑末端化DNAを制限酵素B
amHI [DNA 100 μ9.25a+MトリスHCl2(1)H7,5
)、10mM MgC12z、25a+M NaCl2.BamH■100単位
の溶液100μa]で37″、1時間インキュベートして切断した。得みれたベ
クター断片をアガロース・ゲル電気泳動によって精製し、ついでこのベクター断
片50n9にT4リガーゼ0.5単位を用い、10mM)リスHC(!、10m
M MgC12t、1mM ATP、1.mMノチオトレイトールを含む溶液1
0μρ中で、l夜16℃で処理し、この断片を600塩基対のaT CG F暗
号領域断片(aT CG FセグメントBE)100n9へ結合した。ライゲー
ション混合物をエシェリキア・コリW3110−λ−Yl、、39株の形質転換
に用いた。5ap−標識17量体を用いたハイブリダイゼーションによって、所
望のpEVPL−aTcGF組換え体を含んでいるコロニーを同定した。これら
のクローンの数個から得られた組換え体プラスミドは、I)EVPLのcIr遺
伝子の最初のATGが成熟aT CG Fの最初のコドン(A12a−21に対
応するGCA)と正確に連合していることを確かめるため、DNA配列決定によ
り分析した。
[C段階] pEVPL−aTCGFの細菌での発現的100ggのW3110
−λ−139pEVPL−aTCGFを、ブロス中30℃で2時間10’細胞/
xQの密度となるまで増殖させた。温度を38℃まで上げ、1時間保った。遠心
(5000xy、5分間)によって細胞を回収した。細胞ペレットを5+(の5
0mM)リスHCρ(pH7゜5)、1mM EDTA、10mM 2−メルカ
プトエタノール溶液に再浮遊し、音波処理によって細胞を破砕した。SDSポリ
アクリルアミド・ゲル電気泳動(15%ポリアクリルアミド・ゲル)によって得
られたこの細胞抽出物の分析により、細胞蛋白質合計の5〜lO%がaT CG
Fであることが判明した。この物質の生物検定では、抽出物は少なくとも1o
、ooo単位/If2の活性を含んでおり、強化した微生物を使用してT細胞増
殖因子活性を有する蛋白質(aTcGF)を有効に生産できることが判明した。
音波処理した抽出物の検定で、大部分のaTCGF蛋白質は細胞質に溶解1.な
いことが判ったので、不溶性の活性蛋白質を遠心によって更に濃縮し、そのペレ
ットを水性バッファー[1oIIIMトリスHC((pH7、5)オよび1mM
EDTA]で洗滌し、コレを5DS(0,1%)に溶解した。得られた蛋白質
生産物の約60%は発現生産物であり、これを調製的SDSゲル電気泳動法によ
って分別し、既知の分子量の類似の蛋白質標準に対応するバンドを切り出し、溶
出した。溶出した蛋白質を気相微量アミノ酸配列分升装置を用いて配列決定し、
その約90%が発現蛋白質生産物であった。このようにして、発現生産物の約2
5〜40%がaT CG Fの133アミノ酸配列(第A表、前掲)に適合して
おり、一方、残りの60〜75%はMet−A(a−Pro−Thrで始まる1
34アミノ酸から成る不完全プロセス前駆体(第A表、20〜133のアミノ酸
)であることが判明した。このヒトaT CG F蛋白質混合物の比活性は、同
じ態様で発現した、タニグチらによって開示されたアミノ酸配列を有する既知の
ヒ、)T細胞増殖因子の比活性と近似している。
[実施例A]プラスミドpEVPLの作成プラスミドI)EVPLの組立てを第
8図に示す。出発物質として使用したのはプラスミドpKc30−cUであって
、このプラスミドに関しては、シマタケおよびローゼンベルグ[ネーチャー、2
92巻(1981年)128−132頁]が開示しており、またマニアナイスら
[モルキュラー・クローニング、ア・ラボラトリ−・マニュアル・コールド・ス
プリング・ハーバ−・ラボラトリ−(1982年)、第12章、403〜433
頁]によって論じられており、pKc3QcIIの構造および特性に関してはこ
こに引用したこれら2つの文献に詳細に開示されている。このプラスミドは、そ
のPL−プロモーター・オペレーターに続く下流に、順次、抗転写終結認識部位
(%ut T、)、N遺伝子領域CN/2)、抗転写終結認識部位(Nut R
)、転写終結信号(t Rj)、リポソーム結合部位 配列(RBSS)および
ATG翻訳イニシエーターによって先行される暗号配列を含んでいるcIr遺伝
子領域、0遺伝子領域の半分(0/2)、および転写終結信号(tL)等、第8
図に示しである多くの領域をすべて含んでいる。プラスミドpKC30−clI
(10tt9)をまず制限醇素BamHI 20単位で25a+M)リス(pH
8)、10mM MgCl2ff1.10mM2−メルカプトエタノール、50
mM NaCl2およびtool/i+cBsAのio。
μg溶液中、37℃で1時間消化し、抽出[フェノール/クロロホルム、クロロ
ホルム(2回)次いでエタノール沈澱コして、線状化されたプラスミドが得られ
る(第8図)。次いで、BamHI末端から、cIIによる暗号配列を暗号化し
ている蛋白質のATG翻訳開姶コドンに達する約1000b、p、を切り戻すの
が目的である。このため、線状化プラスミドlOμ7を、1200単位のエキソ
ヌクレアーゼ■とエキソ■バッファー[50mM’pリス(pH8)、10mM
2−メルカプトエタノール、5a+MMgC(!、]200μρ中、30℃でイ
ンキュベートした。この処理条件によって、1分間当たり約150塩基対が除去
されることを期待して、6.7および8分間口にそれぞれアリコート(65μの
を採取した。40IIIMEDTAとIMNaC(!を加えである試験管にアリ
コートをプールし、エタノールで沈澱した。EXOI[[処理物から過剰の5°
−突出残留物を除去するために、このようにして得られたプールした3゛−分解
DNAセグメントを、次いで、30単位のヌクレアーゼslでSlバッファー中
[30mM NaAc(pH4,6)、200a+M NaC(および1mM
Zn5O,]で、30″ 30分間インキュベートシタ。0.5MlスHC((
pH8,0)40μaおよびIM NaC(lを加えてヌクレアーゼs1の作用
を停止し、フェノール/クロロホルムおよびクロロホルムで抽出した後、エタノ
ール沈澱によって処理したDNAを採取した。次いで、このDNAセグメントを
、10mM)!lスHcf2(pH7,5)、それぞれ100μMづツ(7)d
ATP%dCTPSdGTPお上びdTTP、1+nMジチ、i<Lレイ)−/
l、、10mM MgC(ItおよびDNAポリメラーゼIのフレノウ断片5単
位を含む100μe溶液中、37°で15分間インキュベートすることによって
平滑末端化した。NaCσを0.2M加えることによって反応を停止し、混合物
をフェノール/クロロホルムで抽出し、更にクロロホルムで数回抽出し、エタノ
ール沈澱によってDNAを採取した。上記の反応によって、各アリコートから第
8図に示した3本のセグメントで表わされる長さの異なった種々のセグメントが
生産される。第8図においては、一層詳細に示すため所望の単一なセグメントに
よって以下の処理を表わしている。得られた平滑化末端化DNAセグメントを、
10量体および14量体から作成した下記の配列を有する独自のBal11旧ア
ダプターへ結合した。
5’CrTACCTATGG3’
3’CATGGATACCCTAG3・rM110−ニング・ジデオキシ・シー
フェンシング・マニュアル」(前掲)5頁Bam)TIアダプターに関する記載
の通り、ATPおよびT4ポリヌクレオチド・キナーゼを用いて、このアダプタ
ーを燐酸化した。このアダプターはBamHI付着末端を具備してい−ると同時
に、Kpn1部位に必要な6個のヌクレオチドの5で始まり、C■配列のATG
コドンへ結合すると、この部位が生成するはずである。従って、アダプター(3
0μM)を、25 mM トリスHCC(pH7,5)、I OmM MgC(
tt、lOmMジチオトレイトール(DTT)、100μMATPおよび02単
位のT4リガーゼを含む607tQの溶液中、75°で90分間インキュベート
することによって、平滑末端DNAへ結合した668℃で15分間加熱すること
によって反応を停止した。生成した、独自のKpn−BamHIアダプター(K
pn−BA)を具備するDNAセグメントを第8図に示す。アダプター結合(ラ
イゲーション)を行なったDNAを100μgに希釈し、NaCQを最終濃度0
.1Mとなるまで加えた。この反応混合物を、制限酵素EcoRI (20単位
)と37°で60分間インキュベートした。反応混合物をフェノール/クロロホ
ルムおよびクロロホルムで抽出し、エタノール沈澱を行ない、1%トリス酢酸ア
ガロースゲルで電気泳動を行なった。ゲル生成を行なった2500〜3000b
pの大きさの部類のDNAセグメントを硝子粉末プロトコールによりゲルから単
離した。
引続いて、pBR,322DNA(f Ou9>を1oadのBamHIバッフ
y−[、’10mM トリスHCC(pH7,5)、50mM NaCf2,1
mM DTT]中、制限酵素BamHI (20単位)37℃1時間消化するこ
とにより、pBR322プラスミド・セグメントを作成し、次いでNaCr1m
度を0゜1Mまで上昇して制限酵素EcoRIで切断した。フェノール/クロロ
ホルムで抽出することによって反応を停止し、更にクロロホルムで2回抽出し、
エタノールで沈澱させた。トリス酢酸ゲルで電気泳動に掛け、次いで硝子粉末に
よるDNA単離を行ない、3985塩基対のベクター断片を精製した。
このようにして作成したpBR322プラスミド・セグメント(50n9)、先
にゲル精製して選んだDNAセグメント(2500〜3000bp)25r+9
と、25mMトリスHCff(pH7,5)、25n9と、25mMトリスHC
f2(pH7、5)、l OmM MgCQt、l OmM DTT、l 00
μMATP。
および061単位のT4リガーゼを含む反応混合物(25μの中で結合した(1
5’1夜)。この反応物を、PLプロモーターを止めることができる温度感受性
のλ−リプレッサー蛋白質を保育している(細菌染色体のλ−リプレッサー蛋白
質を保有している(細菌染色体のλ尊属上に)エシェリキア・コリW3110−
λ−Y139の形質転換に使用した。この形質転換は10μσのライゲーション
物質を200μQの形質転換コンピテント細菌(Ca CQ 2衝撃)と、氷上
で3分間、376で2分間インキュベートと、次いで、IJI+2のL−ブロス
で希釈して30’Cで30分間インキュベートすることによって実施された。形
質転換した菌は、25 x(1/x(lのアンピシリンを加えた寒天平板を含ん
でいるし一ブロス上の4枚の二)・ロセルロース・フィルターに直接塗布した。
30℃で1夜インキユベーシヨンした後、2枚のレプリカを、更にI 00xQ
/x(lkクロラムフエニコーを含有しているし一ブロス寒天平板上で1夜イン
キユベージタンすることによって増幅した。これらのフィルターはコロニー・ハ
イブリダイゼーシヨンを行なうため、塩基による標準処理を行なった。1組のフ
ィルターは、32p−標識を行なったアダプターからの14ji体100,00
0 CP M/xQと37°で1夜インキユベートした。他の組みのフィルター
は、アダプターの接合がcU配列のATGにまで及び、また配列:ACATAT
GGTACCTA
(ここで、ACATATCはcU配列の最初のATGへ導く配列であり、GTA
CCTAはBamHIアダプターの開始である)を有する141体である接合オ
リゴヌクレオチドへハイブリッド化される。この両プローブとハイブリッド化さ
れる。この両プローブとハイブリッド化した数個のコロニーは、プラスミドDN
Aを分析量調製するのに使用した(迅速調製法)。このDNAについてただ1つ
のBatnH1部位およびただ1つのKpnI部位が存在することを試験した。
そのようなプラスミドの1個について、更にマクサム・ギルバート配列決定法に
よってこれを確かめ(T4キナーゼ反応によって、BamHI1位を標識する)
、その結果、これが所望の反応を有していることが判明した。このプラスミドを
pEVP、−Lと命名した。
[実施例B]
pEVPL−aTCGFのaTCGFの”S−Met標識エシェリキア・コリW
3110−λ−Y139i6:、発現pEVPL−aTCGFを導入したエシェ
リキア−)すW3110λY139を、25μ9/11(lのアンピシリンの存
在するM63培地および5%L−ブロス中で、30°で1夜増殖する。次いで1
.細胞をアンピシリン天かM63培地で1:50に希釈し、300で2時間植え
継ぐ。次いで、細胞集団の温度を42°に10分間上昇し、37°に冷やし、細
胞を培養5 v=Q当たり標識していないメチオニン(o、5%)30’Oμe
で追跡しながら、35S−メチオニン)20μC/x12)で2〜3分間標識し
た。標識後、時間を置いて(例えば、1O130,60,120および150分
)数回、アリコート(0,5〜1.Ozのを採取する。各アリコートから細胞を
採取しく微量遠心、5分間回転)、これを100μff5Dsゲル試料バツフ7
[25mM)リスE(Cf2(1)86.8)、2%SDS、20%グリセロ
ール、0.002%ブロモフェノール・ブルー、100mM2−メルカプトエタ
ノール]に再浮遊させて試料を作成する。次いで、ラエムリ[ネーチャー、22
7巻、680頁(1970年)コの記載に従い、試料から得られる蛋白質を15
%ポリアクリルアミドSDSゲル上で分別する。この方法により、エシェリキア
・コリW3110−λ−Y139におけるpEVPL−aTcGFの発現によっ
て、約15,000ダルトンの分子量を有するTCGFの蛋白質生産物の相当量
が生産されることが判明した。この実施例日において、M63培地は、159・
KHlP O4,351に、HPO,,10f−(NH,)、SO,および2.
5x(l Fe5O4(1x9/x12>のIQ水性混合液の1=5に水で滅菌
希釈した溶液100z(!と、20%グルコース10z(!および1MMg5O
,l、w12の滅菌混合液とを混合することによって調製する。
この発明は、ある特定の5様に関して開示してきたが、この発明の結果およびそ
の総凹円において、その実施に際し、ベクター、転位ベクター、プローブ、発現
を行なう細胞系および微生物、並びに組立ておよび分析の手法等の修飾であって
、何れも当該技術の専門家にとって自明な多数の修飾を含むが、それに限定され
るものではない。これら多数の修飾のうち、あ、3製造条件に好ましいものとし
て、抗生物質ネオマイシン耐性の配列を、既知の方法によって挿入し細菌に発す
る転位ベクターの修飾(例えば、pEVPL−aTCGF)がある。同様に、遺
伝暗号の多様性から考えて、aT CG Fを暗号化しているcDNA配列も、
例えば部位特異性突然変異誘発等の既知の手法によって修飾し、これと同じaT
CGF蛋白質を暗号化している異なったヌクレオチドの配列を生産することがで
きる。
この発明のaTCGFは、既に示したように、従来タニグチら[ネーチャー、3
02巻、305〜310頁(1983年)]によって報告されたヒ)TCGFと
は構造的に異なっている。きわめて注目すべき点は、その構造において、僅かに
唯一個のアミノ酸が異なっているだけであり(aTCGFは、25位にロイシン
の変わりにセリンを有する)、その生物学的特性は近似しているようであるにも
かがわらず、aT CG Fは物理学的特性においてかなり異なっており、例え
ば、遥かに簡単な方法で精製できることが判明している。より詳細には、例えば
、コントロールされた多孔性硝子(CP G)を用いるクロマトグラフィーにお
いて、天然のロイシン形は、既に報告されているようにほとんどこれに吸着する
が、この発明のaT CG Fは僅かに50%程度までしか吸着せず、残りは単
量体の生物活性形として溶出される。従って、ロイシン形の場合には物質を脱着
する必要があり、所望の単量体の生物活性形を含んで種々の集合段階のTCGF
の混合体が得られる。単量体のTCGFを更に精製を行なう(例えば、塩酸グア
ニジン中でセファロース−68CLによってゲル濾過する)場合、収量および純
度は、既に単量体の形になっているCPGからの溶離物質について直接操作する
ことができるこの発明のaTCG Fに比較して、かなり低い。
国 際 il 苓 韻 先
;INNEX To Thx、INτELNATIONAL SE!’−Q’:
i REPOF、T OAV
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)aTCGFを暗号化しているDNA配列を含んでいる伝達ベクター。 (2)aTCGFを暗号化している配列を含んでいる組換え体オベロンを含んで いる請求の範囲第1項記載の伝達ベクター。 (3)aTCGFを暗号化している配列、およびその配列をもつ読み取り相の上 流および中にATGコドンを含み、またその配列の下流末端に上記配列に直ぐ続 いて1またはそれ以上の翻訳終止コドンを含んでいる組換え体オペロンを含んで いる請求の範囲第2項記載の伝達コドン。 (4)aTCGFを暗号化している配列の上流末端の直前にペプチド配列【配列 があります】を 暗号化している配列が先行している請求の範囲第3項記載の伝達ペクタ(5)a TCGFを暗号化している配列の上流末端においてATGコドンが先行している 請求の範囲第5項記載の伝達ベクター。 (6)請求の範囲第2項記載の伝達ベクターでトランスフェクトされている動物 細胞。 (7)請求の範囲第2項記載の伝達ベクターでトランスフェクトされている哺乳 類細胞。 (8)請求の範囲第1項記載の伝達ベクターで形質転換されている微生物細胞。 (9)本質的に第A表の20〜153の番号で示されるアミノ酸から成る蛋白質 。 (10)本質的に第A表の21〜153の番号で示されるアミノ酸から成る蛋白 質。 (11)請求の範囲第9項記載の蛋白質および成熟aTCGF蛋白質から成る蛋 白質の混合物。 (12)aTCGFのmRNAから得られるcDNA。.(13)aTCGFを 暗号化している配列を含んでいる組換え体オペロンの発現を宿主中で誘発するこ とを含むaTCGFの生産方法。 (14)aTCGFのmRNAからcDNAを作成し、少なくともaTCGF暗 号配列を、伝達ベクターに含まれている組換え体オペロンの転写調節のもとに上 記cDNAから上記伝達ベクターへ組込み、上記暗号配列の宿主内における発現 を誘発することを含む、請求の範囲第13項記載のaTCGFの生産方法。
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